CN116236164B - 一种血运重建实时评估装置 - Google Patents

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Abstract

一种血运重建实时评估装置，属于血运重建实时评估技术领域，本发明为解决现有血运重建实时评估装置在使用时需要借助显影剂进行使用，而显影剂的应用设备普遍比较昂贵，部分医院也无法提供显影剂进行注射，从而导致血运重建实时评估装置无法普及的问题，本申请述评估装置包括图像采集单元、控制器和高速计算机，其中图像采集单元包括一号近红外摄像组件、二号近红外摄像组件、分光镜片、激光多光谱光源组件、热成像模组和置物平台，本申请无需借助显影剂就可以辅助医生判断接肢或接指处血运的流通情况，可以通过手术部位的“热图”、“血氧图”、“融合图”等实时的、直观的、精确的判断血运重建效果，适合于普及应用。

Description

一种血运重建实时评估装置
技术领域
本发明属于血运重建实时评估技术领域，具体涉及一种血运重建实时评估装置。
背景技术
目前，皮肤移植、外科整形等领域飞速发展，以往皮瓣移植或断肢或断指的手术医生只能通过手感进行评估血运畅通情况。后期进步到需要注射显影剂，再通过专业设备进行观察其血运的流通情况，为医生精准手术实施提供帮助。医生通过手感评估需要医生有很久的从医经验，因非直接观察，会经常误诊出现组织坏死的情况。当显影剂出现后，医生可以在显示器上直接观看显影剂的荧光图像进行实时判断，不过显影剂的应用设备比较昂贵，设备普及较少，部分医院也无法提供显影剂进行注射。基于诸多不足，研发者开发了此款手术过程中无需造影剂的血运情况实时评估装置。
发明内容
本发明为解决现有血运重建实时评估装置在使用时需要借助显影剂进行使用，而显影剂的应用设备普遍比较昂贵，部分医院也无法提供显影剂进行注射，从而导致血运重建实时评估装置无法普及的问题，进而研发一种血运重建实时评估装置；
一种血运重建实时评估装置，所述评估装置包括图像采集单元、控制器和高速计算机，所述控制器上具有四个指令输出端，图像采集单元上设有三个指令输入端，高速计算机上设有一个指令输入端，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第一指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第二指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过导线与图像采集单元上的第三指令输入端相连，控制器上的第四指令输出端通过导线与高速计算机上的指令输入端相连，图像采集单元中的两个信号输出端，高速计算机上设有两个信号输入端，图像采集单元中的第一信号输出端通过导线与高速计算机上的第一信号输入端相连，图像采集单元中的第二信号输出端通过导线与高速计算机上的第二信号输入端相连，所述图像采集单元包括一号近红外摄像组件、二号近红外摄像组件、分光镜片、光源组件、热成像模组和置物平台；
所述置物平台上设有固定支架，分光镜片设置在置物平台的正上方，且分光镜片固定在固定支架上，一号近红外摄像组件设置在分光镜片的正上方，且一号近红外摄像组件固定在固定支架上，二号近红外摄像组件设置在置物平台的一侧，且二号近红外摄像组件固定在固定支架上，光源组件设置在分光镜片与置物平台之间，且光源组件位于分光镜片的正下方，光源组件的照射端朝向分光镜片设置，且光源组件的壳体固定在固定支架上，热成像模组设置在分光镜片的一侧，且热成像模组的壳体固定在固定支架上，热成像模组的照射端朝向置物平台设置，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过一根导线与光源组件上的指令输入端相连；
进一步地，所述一号近红外摄像组件包括一号近红外摄像机、一号镜头和一号滤光片，所述一号近红外摄像机设置在分光镜片的正上方，且一号近红外摄像机的壳体固定在固定支架上，且一号近红外摄像机的摄像端朝向分光镜片设置，一号镜头安装在一号近红外摄像机的摄像端上，且一号镜头靠近分光镜片的一端上安装有一号滤光片，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像机上的指令输入端相连；
进一步地，所述一号滤光片为850nm-860nm滤光片；
进一步地，所述二号近红外摄像组件包括二号近红外摄像机、二号镜头和二号滤光片，所述二号近红外摄像机设置在分光镜片的一侧，且二号近红外摄像机的壳体固定在固定支架上，且二号近红外摄像机的摄像端朝向分光镜片设置，二号镜头安装在二号近红外摄像机的摄像端上，且二号镜头靠近分光镜片的一端上安装有二号滤光片，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像机上的指令输入端相连；
进一步地，所述二号滤光片为750nm-760nm滤光片；
进一步地，所述光源组件包括光源外壳、多个一号灯泡和多个二号灯泡，光源外壳的外圆面上设有连接臂，光源外壳通过连接臂与固定支架固定连接，多个一号灯泡沿周向等距设置在光源外壳的照射端上，多个二号灯泡沿周向等距设置在光源外壳的照射端上，且每个一号灯泡与一个二号灯泡交错设置；
进一步地，所述一号灯泡和二号灯泡均为LED灯泡或激光多光谱灯泡；
进一步地，所述一号灯泡发射出照射光的波长为850nm-860nm，所述二号灯泡发射出照射光的波长为750nm-760nm；
进一步地，所述所述图像采集单元还包括一号激光模组和二号激光模组，所述一号激光模组位于分光镜片的一侧，且一号激光模组固定在固定支架上，二号激光模组位于分光镜片的另一侧，且二号激光模组固定在固定支架上，一号激光模组的照射端和二号激光模组的照射端均朝向置物平台设置；
本申请相对于现有技术所产生的有益效果：
本申请提供一种血运重建实时评估装置，无需借助显影剂就可以辅助医生判断接肢或接指处血运的流通情况，整个装置借助了两台近红外摄像机和激光多光谱光源进行配合，两台近红外摄像机呈交叉式布置，并在通过控制器使两台近红外摄像机配合对应波长的光谱光源进行交错工作，将两台近红外摄像机采集后的图像传输到高速计算机中，通过高速计算机中的帧图像高速算法，使计算后的图像信息更为准确，同时配合热成像影像和计算后每种波长的帧图像进行融合显示，能更为准确的把血运的重建情况在显示屏上显示出来。本装置价格低廉，其可以通过手术部位的“热图”、“血氧图”、“融合图”等实时的、直观的、精确的判断血运重建效果，适合于普及应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作流程示意图；
图3是本发明中光源组件的结构示意图；
图中：1一号近红外摄像机、2一号镜头、3一号滤光片、4分光镜片、5一号激光模组、6光源组件、7二号近红外摄像机、8二号镜头、9二号滤光片、10二号激光模组、11热成像模组和12置物平台。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式中提供了一种血运重建实时评估装置，所述评估装置包括图像采集单元、控制器和高速计算机，所述控制器上具有四个指令输出端，图像采集单元上设有三个指令输入端，高速计算机上设有一个指令输入端，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第一指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第二指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过导线与图像采集单元上的第三指令输入端相连，控制器上的第四指令输出端通过导线与高速计算机上的指令输入端相连，图像采集单元中的两个信号输出端，高速计算机上设有两个信号输入端，图像采集单元中的第一信号输出端通过导线与高速计算机上的第一信号输入端相连，图像采集单元中的第二信号输出端通过导线与高速计算机上的第二信号输入端相连，所述图像采集单元包括一号近红外摄像组件、二号近红外摄像组件、分光镜片4、光源组件6、热成像模组11和置物平台12；
所述置物平台12上设有固定支架，分光镜片4设置在置物平台12的正上方，且分光镜片4固定在固定支架上，一号近红外摄像组件设置在分光镜片4的正上方，且一号近红外摄像组件固定在固定支架上，二号近红外摄像组件设置在置物平台12的一侧，且二号近红外摄像组件固定在固定支架上，光源组件6设置在分光镜片4与置物平台12之间，且光源组件6位于分光镜片4的正下方，光源组件6的照射端朝向分光镜片4设置，且光源组件6的壳体固定在固定支架上，热成像模组11设置在分光镜片4的一侧，且热成像模组11的壳体固定在固定支架上，热成像模组11的照射端朝向置物平台12设置，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过一根导线与光源组件6上的指令输入端相连。
本实施方式中所提供的血运重建实时评估装置采用分光方式保证采集的图像区域保持一致并配合帧图像高速算法，使计算后的图像信息更为准确，同时配合热成像影像和计算后每种波长的帧图像进行融合显示。能更为准确的把血运的重建情况在显示屏上显示出来。分光镜片4的作用是反射750-760nm的光线，透射850-860nm的光线。滤光片使用带通滤光片，带外截止大于OD4，通过率大于85%。光源采用匀光设计保证照射区域的光斑均匀和稳定。
具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于，所述一号近红外摄像组件包括一号近红外摄像机1、一号镜头2和一号滤光片3，所述一号近红外摄像机1设置在分光镜片4的正上方，且一号近红外摄像机1的壳体固定在固定支架上，且一号近红外摄像机1的摄像端朝向分光镜片4设置，一号镜头2安装在一号近红外摄像机1的摄像端上，且一号镜头2靠近分光镜片4的一端上安装有一号滤光片3，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像机1上的指令输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二不同点在于，所述一号滤光片3为850nm-860nm滤光片。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于，所述二号近红外摄像组件包括二号近红外摄像机7、二号镜头8和二号滤光片9，所述二号近红外摄像机7设置在分光镜片4的一侧，且二号近红外摄像机7的壳体固定在固定支架上，且二号近红外摄像机7的摄像端朝向分光镜片4设置，二号镜头8安装在二号近红外摄像机7的摄像端上，且二号镜头8靠近分光镜片4的一端上安装有二号滤光片9，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像机7上的指令输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四不同点在于，所述二号滤光片9为750nm-760nm滤光片。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式五不同点在于，所述光源组件6包括光源外壳61、多个一号灯泡62和多个二号灯泡63，光源外壳61的外圆面上设有连接臂，光源外壳61通过连接臂与固定支架固定连接，多个一号灯泡62沿周向等距设置在光源外壳61的照射端上，多个二号灯泡63沿周向等距设置在光源外壳61的照射端上，且每个一号灯泡62与一个二号灯泡63交错设置。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。
本实施方式中所提供的光源组件6其中包括两种波长的照射光源，其中多个一号灯泡62配合一号近红外摄像组件，多个二号灯泡63配合一号近红外摄像组件，两种激光灯泡分别用于配合一号近红外摄像组件和二号近红外摄像组件使用，并且本申请中提供的两种照射光源均是呈圆周式排列，可以保证在照射过程中光斑的均匀性和稳定性；所述一号灯泡62和二号灯泡63均为LED灯泡或激光多光谱灯泡，所述一号灯泡62发射出照射光的波长为850nm-860nm，所述二号灯泡63发射出照射光的波长为750nm-760nm。
具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式六不同点在于，所述图像采集单元还包括一号激光模组5和二号激光模组10，所述一号激光模组5位于分光镜片4的一侧，且一号激光模组5固定在固定支架上，二号激光模组10位于分光镜片4的另一侧，且二号激光模组10固定在固定支架上，一号激光模组5的照射端和二号激光模组10的照射端均朝向置物平台12设置。其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。
本实施方式中，一号激光模组5和二号激光模组10均为635nm的激光模组，两只635nm的激光模组在装置使用前起到交叉定位的作用，通过调整两个激光模组的照射端，当两只635nm激光模组的激光照射点重叠后表示达到成像距离可以工作，否则会因为聚焦不清或照射光源偏差导致血氧图像灵敏度下降。同时可以配合高精度距离显示单元进行识别采集距离。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。
工作原理：
本装置在使用时，首先将术后断指或断肢的连接处置于置物平台12上，置物平台12上物体的影像经过分光镜片4进行分光处理后，一路光线反射到安装有850-860nm滤光片的一号近红外摄像机1上，另一路光线透过分光镜片4到达安装有750-760nm滤光片的二号近红外摄像机7上。两路摄像机采用帧同步形式采集图像信息，控制器给一号近红外摄像机1和对应的照射光源发送信号后，对应的照射光源工作，一号近红外摄像机1采集一帧图像，此时二号近红外摄像机7和对应的光源保持关闭状态。一号近红外摄像机1采集完毕后控制器关闭一号近红外摄像机1的控制信号然后给二号近红外摄像机7发送帧采集信号，此时二号近红外摄像机7对应的光源工作并采集帧图像。两个近红外摄像机每采集一帧信息会迅速送到高速计算机进行计算，高速计算机通过计算得到的每帧的血氧信息，每帧的血氧信息衔接起来就变成实时活动的影像信息，同时热成像模组11实时采集置物平台12上的热图。使用者可选择单独热图、血氧图、融合图等显示，便于评估检测。

Claims (5)

1.一种血运重建实时评估装置，所述评估装置包括图像采集单元、控制器和高速计算机，所述控制器上具有四个指令输出端，图像采集单元上设有三个指令输入端，高速计算机上设有一个指令输入端，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第一指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与图像采集单元上的第二指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过导线与图像采集单元上的第三指令输入端相连，控制器上的第四指令输出端通过导线与高速计算机上的指令输入端相连，图像采集单元中的两个信号输出端，高速计算机上设有两个信号输入端，图像采集单元中的第一信号输出端通过导线与高速计算机上的第一信号输入端相连，图像采集单元中的第二信号输出端通过导线与高速计算机上的第二信号输入端相连，其特征在于：所述图像采集单元包括一号近红外摄像组件、二号近红外摄像组件、分光镜片（4）、光源组件（6）、热成像模组（11）和置物平台（12）；
所述置物平台（12）上设有固定支架，分光镜片（4）设置在置物平台（12）的正上方，且分光镜片（4）固定在固定支架上，一号近红外摄像组件设置在分光镜片（4）的正上方，且一号近红外摄像组件固定在固定支架上，二号近红外摄像组件设置在置物平台（12）的一侧，且二号近红外摄像组件固定在固定支架上，光源组件（6）设置在分光镜片（4）与置物平台（12）之间，且光源组件（6）位于分光镜片（4）的正下方，光源组件（6）的照射端朝向分光镜片（4）设置，且光源组件（6）的壳体固定在固定支架上，热成像模组（11）设置在分光镜片（4）的一侧，且热成像模组（11）的壳体固定在固定支架上，热成像模组（11）的照射端朝向置物平台（12）设置，控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像组件上的指令输入端相连，控制器上的第三指令输出端通过一根导线与光源组件（6）上的指令输入端相连；
所述光源组件（6）包括光源外壳（61）、多个一号灯泡（62）和多个二号灯泡（63），光源外壳（61）的外圆面上设有连接臂，光源外壳（61）通过连接臂与固定支架固定连接，多个一号灯泡（62）沿周向等距设置在光源外壳（61）的照射端上，多个二号灯泡（63）沿周向等距设置在光源外壳（61）的照射端上，且每个一号灯泡（62）与一个二号灯泡（63）交错设置；
所述图像采集单元还包括一号激光模组（5）和二号激光模组（10），所述一号激光模组（5）位于分光镜片（4）的一侧，且一号激光模组（5）固定在固定支架上，二号激光模组（10）位于分光镜片（4）的另一侧，且二号激光模组（10）固定在固定支架上，一号激光模组（5）的照射端和二号激光模组（10）的照射端均朝向置物平台（12）设置；
所述一号近红外摄像组件包括一号近红外摄像机（1）、一号镜头（2）和一号滤光片（3），所述一号近红外摄像机（1）设置在分光镜片（4）的正上方，且一号近红外摄像机（1）的壳体固定在固定支架上，且一号近红外摄像机（1）的摄像端朝向分光镜片（4）设置，一号镜头（2）安装在一号近红外摄像机（1）的摄像端上，且一号镜头（2）靠近分光镜片（4）的一端上安装有一号滤光片（3），控制器上的第一指令输出端通过一根导线与一号近红外摄像机（1）上的指令输入端相连；
所述二号近红外摄像组件包括二号近红外摄像机（7）、二号镜头（8）和二号滤光片（9），所述二号近红外摄像机（7）设置在分光镜片（4）的一侧，且二号近红外摄像机（7）的壳体固定在固定支架上，且二号近红外摄像机（7）的摄像端朝向分光镜片（4）设置，二号镜头（8）安装在二号近红外摄像机（7）的摄像端上，且二号镜头（8）靠近分光镜片（4）的一端上安装有二号滤光片（9），控制器上的第二指令输出端通过一根导线与二号近红外摄像机（7）上的指令输入端相连；
本装置在使用时，首先将术后断指或断肢的连接处置于置物平台（12）上，置物平台（12）上物体的影像经过分光镜片（4）进行分光处理后，一路光线反射到安装有850-860nm滤光片的一号近红外摄像机（1）上，另一路光线透过分光镜片（4）到达安装有750-760nm滤光片的二号近红外摄像机（7）上，两路摄像机采用帧同步形式采集图像信息，控制器给一号近红外摄像机（1）和对应的照射光源发送信号后，对应的照射光源工作，一号近红外摄像机（1）采集一帧图像，此时二号近红外摄像机（7）和对应的光源保持关闭状态，一号近红外摄像机（1）采集完毕后控制器关闭一号近红外摄像机（1）的控制信号然后给二号近红外摄像机（7）发送帧采集信号，此时二号近红外摄像机（7）对应的光源工作并采集帧图像，两个近红外摄像机每采集一帧信息会迅速送到高速计算机进行计算，高速计算机通过计算得到的每帧的血氧信息，每帧的血氧信息衔接起来就变成实时活动的影像信息，同时热成像模组（11）实时采集置物平台（12）上的热图。
2.根据权利要求1所述的一种血运重建实时评估装置，其特征在于：所述一号滤光片（3）为850nm-860nm滤光片。
3.根据权利要求2所述的一种血运重建实时评估装置，其特征在于：所述二号滤光片（9）为750nm-760nm滤光片。
4.根据权利要求3所述的一种血运重建实时评估装置，其特征在于：所述一号灯泡（62）和二号灯泡（63）均为LED灯泡或激光多光谱灯泡。
5.根据权利要求4所述的一种血运重建实时评估装置，其特征在于：所述一号灯泡（62）发射出照射光的波长为850nm-860nm，所述二号灯泡（63）发射出照射光的波长为750nm-760nm。
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