CN111419184B - 一种基于近红外光照射的血管纹路显示方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于近红外光照射的血管纹路显示装置，至少包括至少两个光源（34）、至少一个光侦测器（31）、光控制组件（35）和设置于皮肤层（28）的显像膜（18），所述光控制组件（35）基于所述光侦测器（31）从所述显像膜（18）侦测的近红外光的反射光调节能够与所述显像膜（18）接触反应产生接触痕迹的至少一种二类光投射在所述显像膜（18）上，从而所述显像膜（18）上存在于所述皮肤层（28）的位置对应的血管纹路。针对一天或数天进行多次穿刺的患者，医护人员利用本发明不需要每一次都使用血管纹路显示装置进行照射和显示血管纹路，能够极大地方便医护人员的工作，节省工作时间，降低工作难度，提高工作效率。

Description

一种基于近红外光照射的血管纹路显示方法和装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于近红外光照射的血管纹路显示方法和装置。

背景技术

随着医学技术的发展与进步，在现代医疗过程中，皮下静脉穿刺是临床上经常使用的医疗操作之一。在传统的皮下静脉穿刺操作过程中，操作人员通过裸眼直接对穿刺部位的皮下静脉血管进行定位，用以放置长期的接触装置从而施予流体、药物或溶液，用以监视生命微象。但由于穿刺对象肥胖、肤色等原因，常使得对穿刺部位的皮下静脉血管定位变得困难。绝大多数的血管接触程序在实施时依赖于病患皮肤所观察到的结果及依赖于临床医生或护士感触血管的能力-基本上为经验性臆测。医疗文献记录的统计资料显示，正常成年人有28％的首次尝试IV失败率，在儿科有44％的首次尝试IV失败率，43％的儿科IV需要进行三次或更多次插入尝试，23％至28％的外漏/渗入发生率，癌症病患有12％的彻底失败率，25％在医院住院３天以上的病人则会遇到此种接触的困难。

现有技术利用波长在0.75～1.5μm范围内的近红外光，血管中还原血红蛋白吸收能力远远超过对人体骨骼、肌肉组织的吸收能力的原理，目前，正在发展和使用的血管成像与显像技术，主要是采用近红外光源照明以及能感应近红外光的相机 或摄像机来采集血管影像，再对得到的血管图像进行滤波、图像尺寸和灰度归一化、分割、细化、特征提取，用于个人生物特征身份识别，或者将获得的血管图像进行滤波、增强处理后，送入投影设备，投影到血管原位，指导医护人员用于对患者的静脉穿刺或血管影像分析，诊断相关血管疾病。即利用血管成像装置辅助医生找到静脉的位置，并且尝试在非常年长、非常年轻或肥胖的病患中找到静脉位置时会特别有用。或者医护人员在例如具有高百分率的松散、油腻组织的年长者以及具有高百分率的小静脉以及婴儿肥的儿童中找寻静脉避免超过百分之五十的失败率。

但是在实际运用中，现有技术中仍有若干问题被忽视，却在使用过程中被凸显出来，困扰使用的医护人员，例如，血管投影的方式有局限性；显示血管纹路的方式有局限性。具体体现为：血管投影的行进光路易受操作人员遮挡，那么就无法清晰完整的进行血管纹路的投影；显示血管纹路的方式单一，仅依赖投影光去显示血管纹路。一旦投影光路被阻挡，就无法显示血管纹路。

中国专利CN104027072A公开了一种扫描式静脉血管同步成像和指示装置，目的在于利用线阵光电传感元件接收扫描成像信号，经过对光电信号的模拟或数字化处理，再用可见光LED阵列以离散光点的形式指示血管，无需大数据量的图像处理、无需图像校准。所采用的技术方案为：包括用于照明血管的近红外LED光源以及成像镜头，在成像镜头与其成像平面之间设置有扫描振镜，在扫描振镜反射后的像平面上设置有能感应近红外光的线阵光电传感元件，在线阵光电传感元件所在的成像平面与扫描振镜的反射光线光轴之间设置有近红外干涉滤光片，近红外干涉滤光片与静止时的扫描振镜的镜面平行，信号处理与驱动电路的驱动端连接有可见光LED阵列，可见光LED阵列与近红外干涉滤光片之间还设置有投影镜头。该发明的方法中成像与投影共用同一光路，通过同步的线扫描和投光指示，采用密集的离散光点在皮肤表面指示血管，线阵光电传感元件采集转换到的信号经模拟或数字电路处理，在血管所在原位置用可见光指示出血管的形状与走向，无需校准，无需大数据量的图像处理，简单实用成本低。但是，该专利依然存在显示血管纹路的方式单一的问题，一旦投影光路被阻挡，就无法显示血管纹路。

中国专利CN105725978A公开了一种近红外体表血管点对点成像系统，包括处理器、摄像头、投影仪和滤光片；所述处理器分别与摄像头和投影仪连接；所述滤光片与成像物体表面呈45度角设置，所述摄像头的入光口和投影仪的出光口关于所述滤光片对称设置；所述摄像头的视场角与所述投影仪的视场角相等；所述投影仪偏转第一角度θ设置，所述第一角度θ根据投影仪的视场角和投影仪偏轴确定。将投影仪偏转第一角度设置，消除投影仪偏轴，提高投影准确性；可使投影图像与实际图像完全重合，实现点对点成像；通过将血管脉络点对点地投射到体表上，使医护人员可以很容易地知道血管的位置，方便后续治疗。但是该专利不能克服投影光路被干扰的技术问题。现实中，医护人员基于这种缺陷，只能先将显示在皮肤的血管路径用笔在皮肤上描出，然后再进行穿刺。但是，在用笔描血管路径的时候，依然会出现笔杆遮挡光影的现象，导致描出的血管路径存在偏差。因此，市场上还不具有能够直接在皮肤上留下血管路径图案的血管现象装置。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，至少包括至少两个光源、至少一个光侦测器、光控制组件和设置于皮肤层的显像膜，所述光侦测器用于从所述显像膜侦测近红外光的反射光，在所述光控制组件将基于所述近红外光的反射光调节的至少一种二类光照射所述显像膜的情况下，所述光控制组件刻画血管纹路于所述显像膜上。现有技术中的近红外血管显像仪等装置，使得血管纹路直接显示在患者皮肤上。医护人员在对血管穿刺的过程中由于遮挡住光源而导致皮肤上的血管纹路被遮挡，导致扎针依然不准确。本发明通过在需要血管纹路显示的位置设置显像膜，在发出近红外光以后，将同光轴的紫外光照射在显像膜上以实现血管纹路的打印，从而使得医护人员肉眼可见血管纹路，即使移除血管纹路显示装置，也依然能够依据显像膜上的血管纹路对患者进行穿刺。针对一天或数天进行多次穿刺的患者，医护人员不需要每一次都使用血管纹路显示装置进行照射和显示血管纹路，能够极大地方便医护人员的工作，节省工作时间，降低工作难度，提高工作效率。

优选的，与近红外光源同光轴射出的至少一种所述二类光以照射的方式在所述显像膜上刻画血管纹路。光路同轴的优势还在于，能够及时发现二类光与显示的人眼可见的血管纹路图像之间是否出现偏差，在医护人员发现打印的血管纹路痕迹偏移的情况下进行停止的操作。

优选的，所述显示装置还包括用于侦测显像膜面积的第二侦测器和可见光源，所述第二侦测器用于侦测由所述显像膜反射可见光源的第二反射光，在所述光控制组件基于所述第二反射光确定所述显像膜的范围的情况下，所述光控制组件调节所述二类光发射至所述显像膜范围内以刻画投射在所述显像膜上的血管纹路如此设置的优势在于，能够避免二类光照射在皮肤上从而在打印的过程中对皮肤形成灼伤。

优选的，所述光控制组件基于由近红外光源的反射光确定的血管纹路分析至少一个穿刺段，并且在所述光控制组件调节所述二类光至所述穿刺段的附近位置的情况下，所述光控制组件投射能够在显像膜上产生标示性痕迹的标记二类光有利于医护人员快速判断穿刺位置，从而节省医护人员选择穿刺部位的时间和风险，提高穿刺的安全性。

优选的，光控制组件包括光分析模块和至少两个光控制模块，所述光分析模块向第一光控制模块和第二控制模块分别发送指令从而分别调节二类光与可见光的强度并增大二类光与可见光的强度差，增强显像膜上血管纹路的痕迹。增强强度差的优势在于，有利于更清晰的显示血管纹路和显像膜上的血管纹路痕迹。光分析模块可以是具有数据分析功能的专用集成芯片、处理器中的一种或几种。

优选的，所述至少两个可转动的反射镜以其中至少一个反射镜按照设定的频率转动的方式将所述二类光反射在所述显像膜上，从而所述二类光以曲线纹路在所述显像膜上刻画血管纹路。

优选的，所述显示装置还包括能够修正侦测偏差的侦测电路，在所述侦测电路侦测到侦测点不位于静脉之上的情况下，所述光控制组件调节至少包括二类光的光源输出从而不再显像膜的非静脉区域留下接触痕迹。

反射镜组所述光控制组件基于自身分析的推荐穿刺段调节所述二类光与显像膜的接触痕迹的纹路从而以标志性纹路显示所述推荐穿刺段，其中，所述标志性纹路为显像膜上的血管纹路的一部分。

本发明涉及一种基于近红外光照射的血管纹路显示方法，其特征在于，在皮肤层设置显像膜，所述光控制组件基于所述光侦测器从所述显像膜侦测的近红外光的反射光调节至少一种二类光在照射所述显像膜的同时刻画血管纹路于所述显像膜上。

优选的，血管纹路显示方法还包括：与近红外光源同光轴射出的至少一种所述二类光以照射的方式在所述显像膜上刻画血管纹路。

附图说明

图1是本发明的血管纹路显示装置的简单结构示意图；

图2是本发明的血管纹路显示的一种优选实施方式的示意图；

图3是本发明的血管纹路显示的另一种优选实施方式的示意图；

图4是本发明的血管纹路显示装置的逻辑结构示意图；

图5是显像膜与皮肤层的位置关系；

图６是光控制组件的具体结构示意图；和

图７是反射镜组的结构示意图。

附图标记列表

1：血管纹路显示装置；14：光出口；15：第一光侦测口；16：第二光侦测口；17：控制按键；18：显像膜；20：胳膊部位；21：主静脉；22：支静脉；28：皮肤层；31：光侦测器；32：侦测电路；33：电源感应器；34：光源；35：光控制组件；36：光分析模块；41；反射镜；50：第一反射镜；51：第一支点；52：第二支点；53：反射光；54：第三支点；55：第二反射镜；56：第四支点。

具体实施方式

下面结合附图图1至图7进行详细说明。

一种基于近红外光照射的血管纹路显示装置，包括至少两种光源34、至少一个光侦测器31、与光源分别对应的光控制组件35和显示处理模块。光源34至少包括近红外LED光源和二类光源。二类光源可以是紫外LED光源。近红外LED光源用于发射穿透人体躯体的近红外光。紫外LED光源用于对设置在皮肤表面的显像膜18进行刻画血管纹路，使得血管纹路能够直接以肉眼可见的方式显示在显像膜上，便于医护人员基于血管纹路对血管进行穿刺。

本发明中的显像膜，为不吸收近红外光，并且允许近红外光通过的显像膜。优选的，显像膜18可以是能够透过近红外光的水凝胶或者光敏树脂。医护人员将水凝胶或者光敏树脂涂覆在皮肤表面形成显像膜。或者，显像膜是由水凝胶或光敏树脂制作好的成品，直接可以贴合在皮肤表面。优选的，水凝胶或者光敏树脂中加入能够减少紫外光透过的物质。能够减少紫外光透过的物质为维他命B12或曙光红A。在显像膜与二类光接触的情况下，接触位置发生固化从而显示血管纹路。例如，光敏树脂材料的浓度配比为：光聚合生物材料的浓度为0.1～99％，能够减少紫外光透过的物质的浓度为00.01～99％，光引发剂的浓度为0.01～99％。所述光聚合生物材料为可光交联明胶衍生物、可光交联藻酸盐衍生物、可光交联聚己内酯衍生物或聚乙二醇二丙烯酸酯中的任意一种。可光交联明胶衍生物为具有碳碳双键的明胶衍生物。所述可光交联藻酸盐衍生物为具有碳碳双键的藻酸盐衍生物。可光交联聚己内酯衍生物为具有碳碳双键的聚己内酯衍生物。具有碳碳双键的明胶衍生物为甲基丙烯化明胶及其衍生物。具有碳碳双键的藻酸盐衍生物为甲基丙烯化海藻酸钠。具有碳碳双键的聚己内酯衍生物为聚己内酯二丙烯酸酯。光引发剂为2-羟基-4 '-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦或2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸锂中的任意一种。本发明中的光敏树脂材料仅作为示例，还可以是具有相同功能的其他光敏材料。

优选的，二类光对于水凝胶的单线条固化的速度为：在室温的条件下，当二类光的扫描速度小于200ｍｍ/s时，单线成形的厚度大于成形宽度。当二类光的扫描速度大于200ｍｍ/s时，单线成形的厚度小于成形宽度。优选的，在相同扫描速度下，单层固化厚度随着填充向量间距的增加而降低。优选的，在二类光的功率为0.1Ｗ，填充间距为0.15mm，扫描速度为1800ｍｍ/s时，水凝胶的刻画成形较好。优选的，水凝胶包括PEG(400)DA，引发剂I-1173（2－羟基－甲基苯基丙烷－１－酮），化学纯试剂（无水乙醇、戊二醛等）。

优选的，二类光在光敏树脂材料或者水凝胶上的固化是永久显示的。优选的，二类光能够在光敏树脂材料或者水凝胶上进行短暂时间的刻画显示。优选的,显像膜不仅包括能够与二类光发生固化反应的光敏树脂材料或者水凝胶，还包括含有能与二类光发生感光变色的荧光显像膜。

优选的，感光变色可以是不可逆的感光变色，即二类光投射在显像膜上产生永久显示的血管纹路图像。

优选的，感光变色可以是可逆的感光变色，即二类光投射在显像膜上产生在限定时间或限定温度内变色显示的血管纹路图像。在血管纹路图像显示后，血管纹路图像在光路被遮挡的情况下也会变色显示，在限定时间内不会消失。

优选的，显像膜内含有能够与可见光接触发生短暂时间内光感变色的荧光物质。光控制组件基于通过侦测近红外的反射光确定的推荐穿刺段信息调节可见光以使血管纹路中的推荐穿刺段感光变色的方式投射在显像膜上的推荐穿刺段的位置处或者荐穿刺段的位置周边，从而显像膜上的血管纹路中的推荐穿刺段以变色的方式显示，方便医护人员在较佳的穿刺位置进行穿刺。优选的，可见光不限于白光，还包括红光、黄光、蓝光、绿光等肉眼可识别的光。

可见光与显像膜中的荧光物质光感变色为肉眼可识别的颜色，并且变色时间在超出有限后变色消失。优选的，变色时间可以为30分钟。图1至图5显示了本发明的血管纹路显示装置和显示方法。如图1所示，基于近红外光照射的血管纹路显示装置是便携式的，可以手持使用，也可以固定在支架上使用。

如图4所示，一种基于近红外光照射的血管纹路显示装置，包括至少两种光源34、至少一个光侦测器31、与光源分别对应的光控制组件35和显示处理模块。如图４所示，本发明的血管纹路显示装置中，光侦测器31与侦测电路32电连接。侦测电路32与为光源提供电能的至少一个电源感应器33电连接。电源感应器33与至少一个光源34电连接。光源34的光通过光控制组件35传输至显像膜18以显示血管纹路。优选的，光源为呈多源阵列的光源。

光侦测器31用于对皮肤反射的近红外光进行侦测，从而测量反射自皮肤以及显像膜的光。优选的，光侦测器不限于一个，可以是两个甚至更多。光侦测器不限于对近红外光的反射光进行侦测，还可以对紫外光或其他光线进行接收和侦测。优选的，反射光包括表面特征图案与次表面特征图案两者的结合。

侦测电路32，用于对光侦测器31侦测到的近红外反射光决定反射光的振幅变化，并且侦测当前扫描的位置的血液的相对量。侦测电路32将输出信息发送至电源感应器33。当侦测到某个点静脉时，电源感应器会立刻提高电力送至光源34，提高光源的输出，促使医护人员看到。当侦测到某个点不存在静脉时，侦测电路32改变输出信号使得光源34输出能够满足侦测却无法让医护人员看见或者以相对不明显的光的亮度显示。侦测电路能够在光线变亮是消除高反射可见光或者在光线变暗是消除低反射可见光，有利于使得减少投射在显像膜的动作对侦测静脉功能的干扰。优选的，侦测到静脉与静脉不存在的亮度变化可以是相反的，即存在静脉的位置偏暗，不存在静脉的位置偏亮。

优选的，光控制组件35用于对光源34发出的光进行调节，以使得光按照预设的纹路或纹路投射在显像膜18上，使得近红外LED光源的近红外光投射在显像膜上，并且透过显像膜透射身体进行血液侦测，使得紫外LED光源按照预设的纹路方式透射在显像膜上进行血管纹路的固化显示接触痕迹。

其中，所述光控制组件35基于所述光侦测器31从所述显像膜18侦测的近红外光的反射光调节能够与所述显像膜18接触反应产生接触痕迹的至少一种二类光投射在所述显像膜18上，从而所述显像膜18上存在于所述皮肤层28的位置对应的血管纹路。现有技术中的近红外血管显像仪等装置，使得血管纹路直接显示在患者皮肤上。医护人员在对血管穿刺的过程中由于遮挡住光源而导致皮肤上的血管纹路被遮挡，导致扎针依然不准确。本发明通过在需要血管纹路显示的位置设置显像膜，在发出近红外光以后，将同光轴的紫外光照射在显像膜上以实现血管纹路的打印，从而使得医护人员肉眼可见血管纹路，即使移除血管纹路显示装置，也依然能够依据显像膜上的血管纹路对患者进行穿刺。针对一天或数天进行多次穿刺的患者，医护人员不需要每一次都使用血管纹路显示装置进行照射和显示血管纹路，能够极大地方便医护人员的工作，节省工作时间，降低工作难度，提高工作效率。

优选的，光控制组件基于光侦测器侦测的脉搏跳动频率或呼吸频率确定显像膜的起伏规律并且调节二类光的照射参数配合所述显像膜的起伏规律在所述显像膜上进行血管纹路的痕迹打印。现有技术中的血管纹路显像仪是直接在皮肤上投射，不需要根据血管流动过程中的脉搏跳动来进行相关的光照参数调整。本发明是采用二类光在显像膜上打印血管纹路以保留血管纹路的痕迹，因此二类光的照射时间、照射温度、显像膜由于脉搏抖动导致的起伏规律都是打印过程中需要考虑的至关重要的因素。显像膜是由医护人员涂抹在皮肤表面或者制作成的成品，本身是针体容易穿透薄膜。若二类光的照射强度、照射温度不恰当容易对患者本身的皮肤造成伤害。因此，根据血管的脉搏起伏来调节二类光的光照参数，使得血管纹路的痕迹能够在不刺破显像膜的情况下打印，有利于避免打印产生的高温对皮肤的伤害。

优选的，光控制组件基于脉搏跳动引起的显像膜的起伏规律调节二类光的方式包括：光控制组件基于光侦测器侦测的静脉血液流速计算显像膜待打印位置的脉搏规律以及对应的时间，确定待打印位置的表面起伏程度、起伏持续时间从而计算起伏程度并记录对应的时间信息。光控制组件基于至少由跳动频率、起伏程度、时间信息构成的起伏参数设定二类光的打印控制参数，使得二类光在显像膜打印的过程中能够稳定的打印出血管纹路，避免由于皮肤表面的起伏导致的血管纹路不清晰或者伤到皮肤。

优选的，光控制组件基于起伏参数设定补偿参数，例如对位移参数进行补偿的位移补偿参数。优选的，光控制组件根据打印点起伏产生的距离生成位移补偿参数从而让二类光的光源根据位移参数移动时补偿相应距离。如此设置的优势在于，避免二类光的由于皮肤表面的起伏导致的血管纹路不清晰或者伤到皮肤，使得显像膜上的血管纹路能够清晰打印。

优选的，在打印的过程中，光侦测器基于近红外反射光将侦测数据传输至光控制组件。光控制组件基于近红外反射光的光数据确定打印点的温度变化，并且，光控制组件基于打印点的温度变化以控制打印点的温度在设置范围内的方式调节二类光的打印控制参数，避免打印过程中的温度升高而伤到皮肤的现象。例如，打印的温度设置范围为25~30度。

优选的，所述显示装置还包括用于侦测显像膜面积的第二侦测器和可见光源，所述光控制组件35基于所述第二侦测器侦测的由所述显像膜反射可见光源的第二反射光确定所述显像膜的范围以调节所述二类光发射至处于所述显像膜范围内。采用多个侦测器的优势在于，避免长光和短光之间的侦测的互相干扰，有利于区分近红外反射光和二类光反射光的侦测信息，从而降低侦测信息的信息误差。

优选的，所述能够与所述显像膜18接触反应产生接触痕迹的至少一种二类光与所述近红外光源同光轴射出从而所述二类光与显像膜18接触反应产生的打印痕迹与近红外血管纹路显示图像一致。同轴设置的优势在于，能够实现侦测的近红外的血管纹路与二类光的打印的血管纹路的打印无偏差，从而使得显像膜上的血管纹路准确无偏差。光路同轴的优势还在于，能够及时发现二类光与显示的人眼可见的血管纹路图像之间是否出现偏差，在医护人员发现打印的血管纹路痕迹偏移的情况下进行停止的操作。优选的，光源同时包括三种光源，近红外LED光源、二类光光源和可见光光源。三种光源以光路同轴的方式透射在现象膜上。其中，可见光源用于在显像膜上显示人眼可见的血管纹路图像，有利于医护人员或任何操作人员看见血管纹路，并且观察血管纹路痕迹与血管图像之间的偏差，也有利于医护人员对血管纹路的直观，针对异形的血管纹路做穿刺前的相关准备。

优选的，光侦测器还可以包括含有图像扫描装置的光侦测器。光控制组件基于光侦测器或光侦测电路发送的打印过程的图像确定打印点与血管纹路图像的偏差程度。在打印点以及打印点构成的血管纹路痕迹偏离血管纹路的情况下，光控制组件基于偏离参数调节二类光的打印控制参数，使得二类光的打印痕迹调节后与血管纹路图像一致。

优选的，所述光控制组件35基于近红外光源的反射光确定的血管纹路分析至少一个推荐穿刺段，并且所述光控制组件35调节所述二类光在所述推荐穿刺段的附近位置同时投射能够在显像膜上产生标示性痕迹的标记二类光。例如，光控制组件控制二类光以打印的箭头痕迹表示推荐穿刺段。有利于医护人员快速判断穿刺位置，从而节省医护人员选择穿刺部位的时间和风险，提高穿刺的安全性。

优选的，二类光以与其他血管纹路部分相异的纹路的方式打印血管纹路的推荐穿刺段，有利于医护人员进行可视化区分，从而减少医护人员选择穿刺位置的时间和精力。

优选的，所述光控制组件基于自身分析的推荐穿刺段调节所述二类光与显像膜的接触痕迹的纹路从而以标志性纹路显示所述推荐穿刺段，其中，

所述标志性纹路为显像膜上的血管纹路的一部分。例如，推荐穿刺段的纹路由近似于正弦或余弦的曲线纹路构成，或者，选穿刺段的纹路由若干点状、有规律的线段构成。

优选的，能被人眼感知的亮红光为635nm，可以作为可见光。740nm的光无法被人眼看见，去能够被血管大量吸收，作为侦测血管的近红外光。紫外光为二类光，用于对光敏材料以固化的方式进行血管纹路的打印。

优选的，光控制组件35包括光分析模块和至少两个光控制模块。所述光分析模块向第一光控制模块和第二控制模块分别发送指令从而分别调节二类光与可见光的强度并增大二类光与可见光的强度差，增强显像膜上血管纹路的痕迹。增强强度差的优势在于，有利于更清晰的显示血管纹路和显像膜上的血管纹路痕迹。光分析模块可以是具有数据分析功能的专用集成芯片、处理器中的一种或几种。

优选的，如图6所示，所述至少两个可转动的反射镜以其中至少一个反射镜按照设定的频率转动的方式将所述二类光反射在所述显像膜上，从而所述二类光以曲线纹路在所述显像膜上刻画血管纹路。

具体地，如图6所示，光控制模块包括：可移动的反射镜41，用于快速地移动光点。多个可移动的反射镜能够在皮肤上形成各种不同图案的光点。在反射镜移动的情况下，光源的光点在设定的时刻以和反射镜的角度为函数的方式来移动，从而产生光的图案。例如，通过反射镜的移动，能够产生光栅图案、曲线图案或者椭圆图案。

如图6所示，两个反射镜50分别在第一支点51和第二支点52自由转动。两个反射镜55分别在第三支点54和第四支点56自由转动。二类光的光线投射在第一反射镜50，并且基于第一反射镜的反射光53投射在第二反射镜55上。第一反射镜50在高频率例如20KHZ震动，使得光栅图案产生水平运动。第一反射镜50反射的移动光束投射在第二反射镜55上，第二反射镜55以较慢的频率移动，例如60KHZ移动就会形成光栅图案。

优选的，光控制模块中的反射镜具有多组。第一组反射镜显示用来侦测血液的近红外光的特征，第二组反射镜用来改变二类光的图案特征，第三组反射镜用来改变可见光的图案特征。

优选的，光控制模块中的反射镜可以为一组，反射同轴的多种光源，并且基于设定的时间进行预设图案的变化，使得显像膜上的血管纹路痕迹在打印至优先穿刺段时，反射镜移动生成新的图案以使得二类光能够在显像膜上固化打印出推荐穿刺段。

优选的，所述显示装置还包括能够修正侦测偏差的侦测电路32，在所述侦测电路侦测到侦测点不位于静脉之上的情况下，所述光控制组件调节至少包括二类光的光源输出从而不再显像膜的非静脉区域留下接触痕迹。如此设置的优势在于，能够减少多余的打印痕迹，避免血管纹路痕迹的打印偏差。

优选的，光控制组件基于近红外反射光的侦测信息确定血管中的蛋白质含量、血液流速、血管形状确定至少一个穿刺点、至少一个穿刺路径和至少一个穿刺角度。

优选的，光控制组件基于显像膜中的荧光反射参数计算显像膜的刻画位置的厚度。光控制组件基于显像膜上刻画位置的厚度调节所述二类光的刻画强度、扫描速度从而形成宽度各异的血管纹路。由人工涂覆的显像膜做不到绝对均匀，因此，通过荧光反射参数来评估现象膜的厚度来调节二类光的照射参数，能够有效地提高血管纹路的刻画效果，避免刻穿显像膜或者温度太高而灼伤皮肤。本发明还提供一种基于近红外光照射的血管纹路显示方法，在皮肤层28设置显像膜18。血管纹路显示装置中的光控制组件35基于光侦测器31从所述显像膜18侦测的近红外光的反射光调节能够与所述显像膜18接触反应产生接触痕迹的至少一种二类光投射在所述显像膜18上，从而所述显像膜18上存在于所述皮肤层28的位置对应的血管纹路。

优选的，显像膜的使用方法包括：

S1：将液态的显像膜尽量均匀的涂覆在预穿刺部位。其中，医护人员会尽量将显像膜在皮肤上人工均匀涂覆，不要求绝对均匀。优选的，可以通过机器来将显像膜均匀涂覆在皮肤上。优选的，显像膜具有粘性，在涂覆后能够粘贴在皮肤表面上并且不会移位。

S2：血管纹路显示装置将近红外光投射在显像膜部位，近红外光源穿透显像膜和皮肤，被不同皮肤层和血管吸收。侦测器侦测近红外光源的反射光确定血管的纹路。

S3：光控制组件基于侦测的血管纹路信息调节二类光在显像膜上刻画血管纹路。其中，光控制组件调节可见光源投射在血管纹路的推荐穿刺段，使得推荐穿刺段变色形成肉眼可见的血管变色纹路。或者，光控制组件在刻画血管纹路的同时以不同的纹路区分推荐穿刺段，使得操作人员能够区分推荐穿刺段。

S4：血管纹路成像装置中的近红外光源、二类光源关闭，医护人员基于显像膜上的血管纹路进行穿刺。穿刺的同时刺过显像膜。

S5：在穿刺完成后，固定针头在显像膜以及皮肤上。此时，对于不凝固的显像膜，可以通过酒精等有机溶剂擦拭多余的显像膜成分。对于能够凝固成片状的光敏树脂材料，可以在不需要显像膜的情况下使用酒精等有机容易擦拭显像膜与皮肤之间，辅助将显像膜成片揭下来。

优选的，医护人员是经过相关操作培训的人员，其涂覆显像膜的厚度不会超过2厘米，对穿刺的影响较小。优选的，本发明的显像膜为液态显像膜，在未凝固的状态下不会对穿刺形成阻碍。优选的，液态显像膜太厚就会流动，因此形成能够影响到穿刺过程的较厚的显像膜的几率极低。

优选的，所述能够与所述显像膜18接触反应产生接触痕迹的至少一种二类光与所述近红外光源同光轴射出从而所述二类光与所述显像膜18接触反应产生的接触痕迹与近红外血管纹路显示图像一致。

实施例2

本发明的血管纹路显示装置可以与机器人互相配合进行联合注射，形成机器人全自动注射系统。

优选的，机器人基于推荐注射段的荧光变色图像，进行全自动注射。其中，机器人根据血管纹路显示装置中的光侦测器侦测的近红外光的反射光信息进行分析，确定穿刺角度、穿刺点、穿刺路径和穿刺控制参数。机器人根据扫描的血管纹路图像中的荧光变色的推荐穿刺段来选择至少一个穿刺点。通过机器人来进行全自动注射的优势在于，机器人能够精准的判断显像膜上的不平表面来选择较佳的穿刺点以及穿刺角度，穿刺的效果更好。不仅如此，通过血管纹路显示装置与机器人的互相配合，能够实现通过近红外光源的侦测信息共享，即通过侦测信息既获得血管的纹路位置，又能够获得穿刺角度、穿刺点、穿刺路径和穿刺控制参数，使得机器人对穿刺具有更准确的判断和执行。

其中，机器人根据穿刺路径、穿刺控制参数、穿刺点的显像膜厚度调整穿刺针的姿态和运动姿态，控制穿刺针到达穿刺点并透过显像膜刺向人体血管。医护人员人工操作时无法对显像膜的厚度进行准确判断并选择出最优的穿刺点的。虽然显像膜的厚度对穿刺的影响较低，但是能够克服显像膜厚度的所有不利因素是更好的。本发明与机器人联合的优势在于，能够结合显像膜的厚度实现穿刺点的选择。与人工操作相比，机器人能够更好地规避显像膜的厚度造成的影响穿刺角度的劣势。

优选的，机器人能够检测穿刺过程中穿刺针的受力状态、并且结合受力状态判断穿刺针的刺入状态。在刺入状态出现阻碍的情况下能够及时调整穿刺路径以及穿刺角度。

优选的，机器人根据显像膜中荧光的侦测确定显像膜的表面平整度，并且根据显像膜的表面平整度来计算较佳的穿刺角度。人眼是无法准确判断显像膜的表面平整度的，因此在穿刺过程中就会出现穿刺角度不好而导致穿刺失败的现象。联合机器人进行注射的优势在于，机器人能够通过显像膜的表面平整度调节穿刺角度，躲避了由于表面不平整形成的穿刺阻碍，提高了穿刺的安全程度和成功率。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，至少包括至少两个光源（34）、至少一个光侦测器（31）、光控制组件（35）和设置于皮肤层（28）的显像膜（18），所述光侦测器（31）用于从所述显像膜（18）侦测近红外光的反射光，

在所述光控制组件（35）将基于所述近红外光的反射光调节的至少一种二类光照射所述显像膜（18）的情况下，所述光控制组件（35）刻画血管纹路于所述显像膜（18）上；

与近红外光源同光轴射出的至少一种所述二类光以照射的方式在所述显像膜上刻画血管纹路；

所述显示装置还包括用于侦测显像膜面积的第二侦测器和可见光源，

所述第二侦测器用于侦测由所述显像膜反射可见光源的第二反射光，在所述光控制组件（35）基于所述第二反射光确定所述显像膜的范围的情况下，所述光控制组件（35）调节所述二类光发射至所述显像膜范围内以刻画投射在所述显像膜上的血管纹路；

所述光控制组件（35）基于由近红外光源的反射光确定的血管纹路分析至少一个穿刺段，并且

在所述光控制组件（35）调节所述二类光至所述穿刺段的附近位置的情况下，所述光控制组件（35）投射能够在显像膜上产生标示性痕迹的标记二类光；

所述显示装置还包括能够修正侦测偏差的侦测电路（32），侦测电路（32）用于对光侦测器（31）侦测到的近红外反射光决定反射光的振幅变化，并且侦测当前扫描的位置的血液的相对量；

光控制组件（35）基于光侦测器侦测的脉搏跳动频率或呼吸频率确定显像膜的起伏规律并且调节二类光的照射参数配合所述显像膜的起伏规律在所述显像膜上进行血管纹路的痕迹打印。

2.根据权利要求1所述的基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，光控制组件（35）包括光分析模块和至少两个光控制模块，

所述光分析模块向第一光控制模块和第二控制模块分别发送指令，并且以增大二类光与可见光之间的光强度差的方式分别调节二类光和可见光。

3.根据权利要求2所述的基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，所述光控制组件包括至少两个可转动的反射镜，

所述至少两个可转动的反射镜以其中至少一个反射镜按照设定的频率转动的方式将所述二类光反射在所述显像膜上，从而所述二类光以曲线纹路在所述显像膜上刻画血管纹路。

4.根据权利要求3所述的基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，

在所述侦测电路侦测到侦测点不位于静脉之上的情况下，所述光控制组件调节至少包括二类光的光源输出从而不再显像膜的非静脉区域留下接触痕迹。

5.根据权利要求4所述的基于近红外光照射的血管纹路显示装置，其特征在于，所述光控制组件基于自身分析的推荐穿刺段调节所述二类光与显像膜的接触痕迹的纹路从而以标志性纹路显示所述推荐穿刺段，其中，

所述标志性纹路为显像膜上的血管纹路的一部分。

6.一种使用根据权利要求1至5之一所述的基于近红外光照射的血管纹路显示装置进行血管纹路显示的方法，其特征在于，在皮肤层（28）设置显像膜（18），

从所述显像膜侦测近红外光的反射光，

在所述光控制组件（35）将基于所述近红外光的反射光调节的至少一种二类光照射至所述显像膜（18）的情况下，所述光控制组件（35）刻画血管纹路于所述显像膜（18）上。

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