CN205759073U - 基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 - Google Patents
基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205759073U CN205759073U CN201620270710.0U CN201620270710U CN205759073U CN 205759073 U CN205759073 U CN 205759073U CN 201620270710 U CN201620270710 U CN 201620270710U CN 205759073 U CN205759073 U CN 205759073U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blood vessel
- navigation system
- signal processing
- puncture needle
- type blood
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Finger-Pressure Massage (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统，穿刺针头包括管状的穿刺针和设于所述穿刺针内的成像探头，血管导航系统包括依次连接的激发源、激光传输组件和穿刺针头，以及连接所述激光传输组件的信号处理组件，所述激发源发出的激励光源依次经所述激光传输组件和所述成像探头出射至人体，所述信号处理组件搜集所述成像探头接收到的反射信号供分析。本实用新型通过使用基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统，本实用新型很好地解决了扎针难的问题。扎针时，医生根据光纤成像探头反馈的光谱吸收差异可以很方便地判断出穿刺针在血管中的位置信息，解决了医生扎针时，穿刺针被扎偏或者扎穿血管等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统。
背景技术
随着科学技术的飞速发展和人们生活水平的逐步提高，肥胖人群的比例也越来越高。而这些偏肥胖的人群以及一些婴幼儿相对正常体重的健康人群患病比例更高，当护士对他们进行静脉穿刺时其血管很不容易评估。所以当他们伤病需要输液或抽血时扎针会比较痛苦，同时给医护工作者带来了很大的阻碍。
影响扎针效果的另一个原因是因为医护人员扎针时，完全依赖于个人的意识或者经验进行血管穿刺，无法保证每个都实现精准扎针，安全系数较低，当需要血管穿刺时，偏肥胖的人群以及一些婴幼儿的血管容易导致多次穿刺或者穿刺不当而造成病患痛苦，严重的甚至会发生口角和导致医疗纠纷发生。
实用新型内容
鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种能够实现精准扎针的基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头，包括管状的穿刺针和设于所述穿刺针内的成像探头，所述成像探头的端部靠近所述穿刺针的前端。
进一步地，所述成像探头的端部与所述穿刺针的末端距离1mm±0.5mm。
进一步地，所述穿刺针的长度为50～100mm。
本实用新型的另一目的在于提供一种基于红外光谱吸收分析技术的血管导航系统，包括依次连接的激发源、激光传输组件和任一上述的穿刺针头，以及连接所述激光传输组件的信号处理组件，所述激发源发出的激励光源依次经所述激光传输组件和所述成像探头出射至人体，所述信号处理组件搜集所述成像探头接收到的反射信号供分析。
进一步地，所述激发源为500～900nm光谱范围的近红外光源。
进一步地，所述激光传输组件包括连接所述成像探头的光纤和连接所述光纤的耦合器，所述耦合器输入端分别连接所述激发源和所述信号处理组件。
进一步地，所述信号处理组件包括依次连接所述耦合器的信号收集模块、信号处理模块和显示模块，所述信号收集模块将自所述耦合器反馈的光反射信号收集后发送给所述信号处理模块，所述信号处理模块将光反射信号转换成电信号后显示在所述显示模块中。
进一步地，所述信号处理模块包括信号放大器。
进一步地，所述信号处理模块包括信号去噪单元。
进一步地，所述耦合器的分光比是50:50、3:7、4:6或2:8的任一种。
本实用新型是这样实现的，由于基于红外光谱吸收分析技术的血管导航系统可以反映出穿刺针在血管中的位置情况。医生将穿刺针扎进血管内部，外部采用近红外光源激励，穿刺针进入血管后，红光的某一波段的光谱被大部分血红蛋白所吸收，而其他未被吸收的光谱通过光纤探头收集形成反馈信号，根据反馈信号的光谱变化可以确定血红蛋白吸收某一频段光谱的多少，从而分析判断穿刺针在血管里的位置信息。
本实用新型所取得的技术效果是：通过使用基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统，本实用新型很好地解决了扎针难的问题。扎针时，医生根据光纤成像探头反馈的光谱吸收差异可以很方便地判断出穿刺针在血管中的位置信息，解决了医生扎针时，穿刺针被扎偏或者扎穿血管等问题。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例的穿刺针头的结构示意图。
图2为本实用新型优选实施例的血管导航系统的结构示意图。
图3a为本实用新型优选实施例的穿刺针头在体外的状态示意图。
图3b为本实用新型优选实施例的穿刺针头在皮肤表层的状态示意图。
图3c为本实用新型优选实施例的穿刺针头在血管腔道内的状态示意图。
图4为本实用新型优选实施例的穿刺针在人体不同部位时各近红外光谱的反射光谱示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参阅图1，本实用新型的基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头包括管状的穿刺针11和设于穿刺针11内的成像探头12，成像探头12的端部靠近穿刺针11的前端。本系统应用到的穿刺针11不同于一般的穿刺针，其长度在50～100mm。优选成像探头12的端部位于穿刺针11内，且与穿刺针11的末端距离1mm±0.5mm。
根据近红外光谱技术，血液的主要成分对500～900nm近红外光具有良好的吸收性，在生物组织中，光子会历经数千次的弹性散射事件与数次源于吸收发色团的吸收事件，而血液在600～900nm的光谱范围中拥有截然不同的吸收光谱，以850nm波长附近的光谱吸收能力最强，因此，本实施例选取500～900nm近红外光作为激励光源，利用血液中的血红细胞会吸收光谱的特性，对穿刺针在扎针时探测到的反射光的信号进行捕捉并分析，即可得出穿刺针插入人体后的深度位置情况。
该穿刺针头可应用于本实施例的基于红外光谱吸收分析技术的血管导航系统，如图2所示，本实施例的血管导航系统采用较宽的红光光谱作为光源激发，包括依次连接的激发源1、激光传输组件2和穿刺针头10，以及连接激光传输组件2的信号处理组件3，激发源1发出的激励光源依次经激光传输组件2和成像探头12出射至人体，信号处理组件3搜集成像探头12接收到的反射信号供分析。
激发源1为500～900nm光谱范围的近红外光源，激光传输组件2包括连接成像探头12的光纤13和连接光纤13的耦合器20，耦合器20输入端分别连接激发源1和信号处理组件3，信号处理组件3包括依次连接耦合器20的信号收集模块31、信号处理模块32和显示模块33，信号收集模块31(如光谱仪)将自耦合器20反馈的光反射信号收集后发送给信号处理模块32，信号处理模块32将光反射信号转换成电信号后显示在显示模块33中。
耦合器20的分光比是50:50、3:7、4:6或2:8的任一种，优选为50:50。通过采用近红外外光源作为激发源1，与耦合器20的一个输入端相连，耦合器20的一个输出端与穿刺针的光纤成像探头12相连，使成像探头12在穿刺针管道末端1mm处，激发源1发出的光经过成像探头12出射到血管中，血管中的反射光信号通过成像探头12返回，经过耦合器20的耦合后，在耦合器20的另一输出端出射，反馈形成检测信号，信号收集模块31收集该检测信号，并由信号处理模块32信号放大，且把光信号转化为电信号处理后，显示在电脑等显示模块33中，实时反映成像探头12在血管的位置情况。
图3a为本实用新型优选实施例的穿刺针头在体外的状态示意图。图3b为本实用新型优选实施例的穿刺针头在皮肤表层的状态示意图。图3c为本实用新型优选实施例的穿刺针头在血管腔道内的状态示意图。图4为本实用新型优选实施例的穿刺针在人体不同部位时各近红外光谱的反射光谱示意图。
光纤成像探头12在穿刺针11的管道中，扎针时，扎针者根据血红蛋白对红光的吸收状态对穿刺针的位置深度进行判断。穿刺针11在人体外时(如图3a)，信号收集模块31检测到的信号强度比较弱，仅有微弱的反射信号(如图4，穿刺针在体外时信号收集模块31检测到的光谱的最大光强为P0)；当穿刺针11插入皮肤S表层，即为进入血管V前的过程(如图3b)，由于荧光在皮肤S有较强的反射，穿刺针11四周的皮肤产生很强的反射光，因此此时信号收集模块31的探测器检测到的反射信号强度较强，光谱也比较平缓(如图4，穿刺针在体外时信号收集模块31检测到的光谱的最大光强为P1，P1＞P0)；随后穿刺针11继续朝内扎而进入血管V(如图3c)，成像探头12被血液包围，大部分红光被血红蛋白吸收了，但是还是有一部分光反射被检测到，探测器收到的反射光强降低至某一水平，并且某一个频段(约850nm波长范围附近的光)的红光光谱被吸收的特别厉害，使得该波段的光谱反射出的光最弱，导致信号收集模块31收集到的不同频段光谱图出现波峰波谷的差异，扎针者即可根据此信号判断穿刺针11已进入血管V。如果穿刺针11进入血管V后仍继续往前扎，当穿刺针11越靠近血管壁，血管壁对其内的成像探头12发出的光的反射作用越明显，信号收集模块31收集到的整个500～900nm光谱范围的光强会越强；当穿刺针11扎穿血管时，由于再无血红蛋白吸收光线，信号收集模块31的探测器检测到的光线强度会大幅升高，尤其是约850nm波长范围附近的光，导致光谱图的波峰波谷的差异消失，因此根据此扎针者即可判断穿刺针已扎穿血管，可选择退针或拔出等措施。近红外被血管V吸收的效果明显，可以作为扎针导航方法，通过红外光谱吸收分析技术原理确定穿刺针在血管的位置状态。
优选地，信号处理模块32除了包括信号放大器以外，还包括信号去噪单元，该去噪单元可以是各种去噪电路，以去除电信号中的各种干扰，保证数据准确性。
由于基于红外光谱吸收分析技术的血管导航系统可以反映出穿刺针在血管中的位置情况。医生将穿刺针扎进血管内部，外部采用近红外光源激励，穿刺针进入血管后，红光的某一波段的光谱被大部分血红蛋白所吸收，而其他未被吸收的光谱通过光纤探头收集形成反馈信号，根据反馈信号的光谱变化可以确定血红蛋白吸收某一频段光谱的多少，从而分析判断穿刺针在人体内的位置信息。通过使用基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统，本实用新型很好地解决了扎针难的问题。扎针时，医生根据光纤成像探头反馈的光谱吸收差异可以很方便地判断出穿刺针在血管中的位置信息，解决了医生扎针时，穿刺针被扎偏或者扎穿血管等问题，摆脱了传统扎针方式中对于医生经验的依赖性，使得扎针更加容易，减轻了病人痛苦。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头，其特征在于，包括管状的穿刺针(11)和设于所述穿刺针(11)内的成像探头(12)，所述成像探头(12)的端部靠近所述穿刺针(11)的前端。
2.根据权利要求1所述的穿刺针头，其特征在于，所述成像探头(12)的端部与所述穿刺针(11)的末端距离1mm±0.5mm。
3.根据权利要求1所述的穿刺针头，其特征在于，所述穿刺针(11)的长度为50～100mm。
4.一种基于红外光谱吸收分析技术的血管导航系统，其特征在于，包括依次连接的激发源(1)、激光传输组件(2)和权利要求1～3任一所述的穿刺针头(10)，以及连接所述激光传输组件(2)的信号处理组件(3)，所述激发源(1)发出的激励光源依次经所述激光传输组件(2)和所述成像探头(12)出射至人体，所述信号处理组件(3)搜集所述成像探头(12)接收到的反射信号供分析。
5.根据权利要求4所述的血管导航系统，其特征在于，所述激发源(1)为500～900nm光谱范围的近红外光源。
6.根据权利要求4所述的血管导航系统，其特征在于，所述激光传输组件(2)包括连接所述成像探头(12)的光纤(13)和连接所述光纤(13)的耦合器(20)，所述耦合器(20)输入端分别连接所述激发源(1)和所述信号处理组件(3)。
7.根据权利要求6所述的血管导航系统，其特征在于，所述信号处理组件(3)包括依次连接所述耦合器(20)的信号收集模块(31)、信号处理模块(32)和显示模块(33)，所述信号收集模块(31)将自所述耦合器(20)反馈的光反射信号收集后发送给所述信号处理模块(32)，所述信号处理模块(32)将光反射信号转换成电信号后显示在所述显示模块(33)中。
8.根据权利要求7所述的血管导航系统，其特征在于，所述信号处理模块(32)包括信号放大器。
9.根据权利要求7所述的血管导航系统，其特征在于，所述信号处理模块(32)包括信号去噪单元。
10.根据权利要求6-9任一所述的血管导航系统，其特征在于，所述耦合 器(20)的分光比是50:50、3:7、4:6或2:8的任意一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620270710.0U CN205759073U (zh) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620270710.0U CN205759073U (zh) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205759073U true CN205759073U (zh) | 2016-12-07 |
Family
ID=57414204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620270710.0U Active CN205759073U (zh) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205759073U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109171905A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-11 | 青岛浦利医疗技术有限公司 | 基于红外成像的穿刺引导设备 |
| CN113599132A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-05 | 胡蓉 | 一种医疗疼痛科用麻醉装置 |
-
2016
- 2016-04-01 CN CN201620270710.0U patent/CN205759073U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109171905A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-11 | 青岛浦利医疗技术有限公司 | 基于红外成像的穿刺引导设备 |
| CN109171905B (zh) * | 2018-10-11 | 2020-06-30 | 青岛浦利医疗技术有限公司 | 基于红外成像的穿刺引导设备 |
| CN113599132A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-05 | 胡蓉 | 一种医疗疼痛科用麻醉装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108471950B (zh) | 用于进行经腹胎儿血氧饱和度监测的系统、装置及方法 | |
| US5617852A (en) | Method and apparatus for non-invasively determining blood analytes | |
| WO2016036985A1 (en) | Total hemoglobin index system | |
| US20080228053A1 (en) | Method and system for cerebral oxygenation level monitoring | |
| JPH05261088A (ja) | 哺乳動物における血液酸素濃度を測定する方法及び酸素濃度計 | |
| US11375926B2 (en) | Systems, devices, and methods for performing trans-abdominal fetal oximetry and/or trans-abdominal fetal pulse oximetry using a heartbeat signal for a pregnant mammal | |
| US20200352487A1 (en) | Trans-abdominal fetal pulse oximetry and/or uterine tone determination devices and systems with adjustable components and methods of use thereof | |
| CN109154564A (zh) | 无创性血液分析 | |
| CN104224159A (zh) | 检测穴位体表微循环血流的装置 | |
| US11596361B2 (en) | Systems, devices, and methods for developing a model for use when performing oximetry and/or pulse oximetry and systems, devices, and methods for using a fetal oximetry model to determine a fetal oximetry value | |
| CN205759073U (zh) | 基于红外光谱吸收分析技术的穿刺针头和血管导航系统 | |
| US11259721B2 (en) | Method and device for detecting concentration of total hemoglobin in blood | |
| Pinto et al. | Improving hemoglobin estimation accuracy through standardizing of light-emitting diode power | |
| Barker et al. | The diagnosis of acute lower limb compartment syndrome: applications of near infrared spectroscopy | |
| CN110113984A (zh) | 氧饱和度的超声引导光声监测 | |
| Brecht et al. | Noninvasive continuous optoacoustic monitor of total hemoglobin concentration | |
| Karthik et al. | A reflectance photoplethysmography based device to detect circulatory disruptions | |
| WO2023283498A2 (en) | Systems, devices, and methods for performing trans-abdominal fetal oximetry and/or trans-abdominal fetal pulse oximetry using dc oximetry measurements | |
| CN116491900A (zh) | 一种基于光声成像的创伤参数检测系统及方法 | |
| Abdollahi et al. | Evaluation of the optical interference in a combined measurement system used for assessment of tissue blood flow | |
| Chadha et al. | Noninvasive in-vivo Measurement of Hemoglobin and Glucose Concentration of Human Blood | |
| Kostic | Development and Testing of a Portable Multi-Channel Depth-Resolved Near Infrared Spectroscopy System for Lower Leg Tissue Oxygenation Monitoring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |