KR102031131B1 - Apparatus for detecting hypodemic vein using near infrared optical system - Google Patents
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Abstract
혈관 탐지 장치가 개시된다. 본 장치는 디스플레이부, 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피사체에 대하여 발광하는 발광부, 피사체로부터 반사된 빛 중 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 필터부, 필터부로부터 통과된 빛에 따라 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 촬영부, 및 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 제어부를 포함한다. A blood vessel detection device is disclosed. The apparatus includes a display unit, a light emitting unit for emitting near infrared rays having a wavelength of any one of 780 or 850 nanometers to a subject, a filter unit for passing only light corresponding to the emitted wavelength among light reflected from the subject, and a filter unit. And a controller which photographs a subject according to the light that is passed and generates an image, and a controller which displays the generated image through a display unit.
Description
본 발명은 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 파장의 빛에 의하여 획득된 피사체의 영상을 이용하여 혈관을 탐지하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for detecting blood vessels using a near infrared optical system and a method of controlling the same. More particularly, the apparatus for detecting blood vessels using a near infrared optical system for detecting blood vessels using an image of a subject acquired by light of a specific wavelength and its control method It is about a method.
병원에서 이루어지는 정맥주사는 별도로 채용된 전문 간호사에 의해서만 수행되도록 할 정도로 숙련된 기술을 요하는 분야이다. 그러나 사회적으로 간호사 부족 현상이 계속되는 상황에서, 정맥주사에 숙련된 간호사의 확보는 날이 갈수록 어려워지고 있는 실정이다. Intravenous injection in a hospital is a field that requires skill so that it can be performed only by a professional nurse hired separately. However, in the situation where nurses continue to be socially short, securing an experienced nurse for intravenous injection is becoming increasingly difficult.
또한 정맥에 카터타를 삽입시 흘러나오는 정맥혈을 보고서 정맥주사 시술의 성공여부가 판단되는데, 주사기가 정확하게 정맥으로 주사되지 않을 경우에는 약간의 정맥혈만 흘러나오게 되어 시술의 성공여부를 알 수 없으며, 한 번 사용된 카테터는 의무적으로 버려야 하므로, 시술의 실패가 반복될수록 정맥주사에 투입되는 노력 및 비용은 소모될 수 밖에 없다. In addition, it is determined whether the intravenous injection is successful by inserting the catheter into the vein. If the syringe is not injected into the vein correctly, only a small amount of venous blood flows out, so it is not known whether the procedure is successful. Since the catheter used once must be thrown out obligatoryly, as the procedure is repeated, the effort and cost for intravenous injection is inevitably consumed.
또한 영유아나 노인 또는 피부색이 진한 환자 등의 경우에는 정맥을 찾기가 어렵기 때문에, 정맥주사의 정확성을 기하기 위한 필요성이 대두되고 있다.
(특허문헌 1) KR10-0823886 B1 In addition, it is difficult to find veins in infants, the elderly, or patients with dark skin, and thus, a need for accurate intravenous injection has emerged.
(Patent Document 1) KR10-0823886 B1
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 특정 파장의 빛을 피부에 조사함으로써, 혈관, 특히 정맥을 시각화하도록 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치 및 그 제어방법을 제공하기 위함이다. The present invention is directed to the above-described needs, and an object of the present invention is to provide a blood vessel detection apparatus using a near-infrared optical system for visualizing blood vessels, especially veins, by irradiating the skin with light of a specific wavelength, and a control method thereof.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈관 탐지 장치는 디스플레이부, 780 또는 850 나노미터 중 어느 하나의 파장을 갖는 근적외선을 피하 혈관을 포함하는 피부인, 피사체에 대하여 발광하는 발광부, 피사체로부터 반사된 빛 중 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 필터부, 필터부로부터 통과된 빛에 따라 피사체를 촬영하여 영상을 생성하는 촬영부, 및 생성된 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 제어부를 포함하고, 상기 발광부는 780 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제1 발광부; 및 850 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제2 발광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 발광부를 각각 선택적으로 구동하고, 상기 선택적 구동에 의해 각각 획득된 제1 및 제2 영상을 상기 디스플레이부를 통해 순차적으로 디스플레이하되, 상기 제1 및 제2 영상은 상기 혈관 및 이를 포함하는 상기 피사체의 실루엣만을 포함하는 영상일 수 있다.In order to achieve the above object, the blood vessel detection device according to an embodiment of the present invention is a display unit, a light emitting to the subject, which is a skin containing a near-infrared blood vessel having a wavelength of any one of 780 or 850 nanometers, including the blood vessels A light emitting unit, a filter unit for passing only the light corresponding to the emitted wavelength of light reflected from the subject, a photographing unit for photographing the subject according to the light passed from the filter unit to generate an image, and displays the generated image on the display unit A light emitting unit for emitting near-infrared light having a wavelength of 780 nanometers to the subject; And a second light emitting part that emits near-infrared light having a wavelength of 850 nanometers to the subject, wherein the controller selectively drives the first and second light emitting parts, respectively, and obtains the first light by the selective driving. And sequentially displaying a second image on the display unit, wherein the first and second images may include only a blood vessel and a silhouette of the subject including the same.
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또한 필터부는 피사체로부터 반사된 빛 중 780 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제1 필터부, 및 피사체로부터 반사된 빛 중 850 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제2 필터부를 포함하고, 제어부는 제1 및 제2 발광부 중 구동되는 어느 하나에 대응하여 제1 및 제2 필터부 중 어느 하나를 구동할 수 있다. The filter unit may include a first filter unit configured to pass only light corresponding to a wavelength of 780 nanometers of light reflected from the subject, and a second filter unit configured to pass only light corresponding to a wavelength of 850 nanometers of light reflected from the subject. The controller may drive one of the first and second filter units in response to any one of the first and second light emitting units.
또한 디스플레이부는 프로젝터이고, 제어부는 생성된 영상을 피사체상에 디스플레이할 수 있다. The display may be a projector, and the controller may display the generated image on a subject.
또한 제어부는 혈관에 대응되는 영상을 피하 혈관에 매칭되도록 피부상에 디스플레이할 수 있다. In addition, the controller may display an image corresponding to the blood vessel on the skin to match the subcutaneous blood vessel.
또한 제어부는 피하 혈관에 매칭되도록 혈관에 대응되는 영상의 배율을 조정하여 피부상에 디스플레이할 수 있다. In addition, the controller may adjust the magnification of the image corresponding to the blood vessel so as to match the subcutaneous blood vessel and display the same on the skin.
또한 제어부는 혈관에 대응되는 영상은 제1 컬러로 디스플레이하고, 혈관 이외에 대응되는 영상은 제1 컬러에 대한 보색(complementary color)인 제2 컬러로 디스플레이할 수 있다. The controller may display an image corresponding to a blood vessel in a first color, and display an image corresponding to the blood vessel in a second color that is a complementary color with respect to the first color.
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본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 특정 파장의 빛을 피부에 조사함으로써 혈관, 특히 정맥의 시각화가 명확하게 이루어지므로, 혈관에 대한 주사 성공율이 향상되는 효과가 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, since the visualization of blood vessels, especially veins is made clearly by irradiating the skin with light of a specific wavelength, there is an effect that the success rate of injection into the blood vessels is improved.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention can be clearly understood by those skilled in the art, and therefore, specific embodiments, such as the detailed description and the preferred embodiments of the present invention, should be understood to be given by way of example only.
도 1은 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 관한 블럭도의 일 예,
도 2는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예,
도 3 내지 도 4는 다양한 파장의 근적외선에 따른 혈관의 시각화를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 의해 디스플레이되는 영상의 일 예,
도 6은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 블럭도의 일 예,
도 7은 본 발명에 따른 주사 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예,
도 8은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 사시도의 일 예이다. 1 is an example of a block diagram relating to a blood vessel detection apparatus according to the present invention,
2 is an example of a flowchart relating to a control method of a blood vessel detecting apparatus according to the present invention;
3 to 4 are diagrams for explaining the visualization of blood vessels according to near infrared rays of various wavelengths,
5 is an example of an image displayed by the blood vessel detecting apparatus according to the present invention;
6 is an example of a block diagram of an injection device according to the present invention;
7 is an example of a flowchart of a control method of an injection device according to the present invention;
8 is an example of a perspective view of an injection device according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed herein, but are not limited to the technical spirit disclosed herein by the accompanying drawings, all changes included in the spirit and scope of the present invention. It should be understood to include equivalents and substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms "comprise" or "having" in the present application are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
본 출원에서 설명되는 특정 도면에 해당 부호가 없더라도, 그 이전에 설명된 도면에 해당 부호가 있다면 이를 표기하여 설명할 수 있다. Although there is no corresponding code in a specific drawing described in the present application, if there is a corresponding sign in the drawings described before, it can be described by marking it.
도 1은 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치에 관한 블럭도의 일 예이다. 도 1을 참조하면, 혈관 탐지 장치(100)는 발광부(110), 필터부(120), 촬영부(130), 제어부(140), 디스플레이부(150)를 포함한다. 1 is an example of a block diagram of a blood vessel detection apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, the blood
발광부(110)는 빛을 발광하여 특정 방향에 위치한 피사체에 대하여 조사하기 위한 구성요소이다. 발광부(110)는 LED(Light Emitting Device)로 구현될 수 있으며, 제어부(140)의 제어에 의해 발광이 이루어진다. 특히 발광부(110)는 특정 파장의 근적외선만을 발광하는 LED로 구현될 수 있다. 이러한 발광부(110)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 혈관 탐지 장치(100)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(140)는 복수의 발광부 중 선택된 하나만을 구동하거나, 복수의 발광부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동할 수 있다. The
필터부(120)는 특정 파장 또는 특정 파장대에 대응되는 빛만을 통과시키고, 이외의 파장 또는 파장대에 대응되는 빛은 필터링 또는 차단하는 구성요소이다. 예를 들어 발광부(110)로부터 파장이 780 나노미터인 빛이 피사체에 대하여 조사되었다면, 필터부(120)는 피사체로부터 반사된 빛 중 파장이 780 나노미터인 빛만을 통과시켜 촬영부(130)의 이미지 센서로 제공할 수 있다. 이러한 필터부(120)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 혈관 탐지 장치(100)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(140)는 복수의 필터부 중 선택된 하나만을 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 선택적으로 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. 또는 제어부(140)는 복수의 필터부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 순차적으로 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. The
촬영부(130)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(150)에 디스플레이되거나, 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 따라서 촬영부(130)는 필터부(120)로부터 제공된 특정 파장의 영상이 처리되도록 제어부(140)로 제공할 수 있다. The photographing
응용 프로그램은 메모리(미도시)에 저장되며, 제어부(140)의 제어에 의하여 혈관 탐지 장치(100)의 동작이 수행되도록 구동될 수 있다. 제어부(140)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 혈관 탐지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(140)는 다양한 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나, 메모리(미도시)에 저장하거나, 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공하거나 처리할 수 있다. 예를 들어 제어부(140)는 open cv 프로그램과 같은 소프트웨어 등을 이용하여 검출된 이미지에 대해 명암 조절 또는 이미지 샤프닝 등과 같은 프로세싱을 수행할 수 있다. The application program is stored in a memory (not shown) and may be driven to perform an operation of the blood
디스플레이부(150)는 혈관 탐지 장치(100)에서 처리되는 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(150)는 응용 프로그램의 실행화면 정보나 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 등 다양한 시각적 정보를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이부(150)는 일반적인 LCD 디스플레이로 구현될 수 있고, 빔 프로젝터의 형태로 구현될 수도 있다. The
한편 디스플레이부(150)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 터치스크린은 사용자와 혈관 탐지 장치(100) 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로서 기능함과 동시에, 사용자와 혈관 탐지 장치(100) 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수도 있다. The
도 2는 본 발명에 따른 혈관 탐지 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예이다. 2 is an example of a flowchart of a control method of a blood vessel detecting apparatus according to the present invention.
먼저 피사체는 혈관 탐지 장치(100)의 발광부(110) 및 촬영부(130)와 마주하도록 위치할 수 있다. 이 경우 피사체는 인체 또는 동물의 피부일 수 있다. 피부는 피하 혈관을 포함할 수 있다. First, the subject may be positioned to face the
이후 혈관 탐지 장치(100)는 특정 파장의 근적외선을 피사체에 대해 발광할 수 있다(S210). 구체적으로 제어부(140)는 발광부(110)를 통하여 근적외선을 발광하도록 제어함으로써, 근적외선이 피사체에 대해 조사되도록 할 수 있다. Thereafter, the blood
이 경우 발광되는 근적외선은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 근적외선인 것이 바람직하다. 빛의 파장에 따른 혈액의 흡수 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도 3을 참조하면, 피하 혈관을 통과하는 혈액은 780 또는 850 나노미터의 파장에서 빛의 흡수율이 상승함을 나타내고 있다. 따라서 피부를 촬영하여 혈관만을 시각화하기 위해서는 780 또는 850 나노미터의 파장에 대응하는 빛을 피부에 대해 조사하는 것이 바람직하다. In this case, the near-infrared light emitted is preferably near-infrared light corresponding to any one of wavelengths of 780 or 850 nanometers. Referring to FIG. 3, which shows a graph showing the degree of absorption of blood according to the wavelength of light, the blood passing through the subcutaneous blood vessel shows an increase in the absorption rate of light at a wavelength of 780 or 850 nanometers. Therefore, in order to visualize only blood vessels by photographing skin, it is preferable to irradiate the skin with light corresponding to a wavelength of 780 or 850 nanometers.
또한 촬영부(130)를 통하여 입력되는 영상은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 영상인 것이 바람직하다. 따라서 촬영부(130)의 이미지 센서 전면에는 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 빛만을 통과시키는 필터부(120)가 형성되며, 필터부(120)는 피사체로부터 반사된 빛 중 발광부(110)로부터 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시킬 수 있다(S220). In addition, the image input through the photographing
이후 필터부(120)를 통과한 빛은 촬영부(130)로 입력되며, 제어부(140)는 통과된 반사광에 따른 영상을 생성한다(S230). 즉 촬영부(130)로 입력된 빛은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 것이며, 제어부(140)는 전술한 바와 같은 이미지 프로세싱을 통하여 영상을 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이한다(S240). 이 경우 디스플레이부(150)는 일반적인 LCD를 통해 디스플레이될 수 있고, 이와 동시에 빔 프로젝터를 통해 디스플레이될 수도 있다. Thereafter, the light passing through the
빛의 파장에 따른 피하 혈관의 검출 정도를 나타내는 영상을 도시한 도 4를 참조하면, 피하 혈관은 730 또는 940 나노미터에 비해 850 나노미터의 파장에서 가장 선명한 영상으로 나타남을 알 수 있다. 따라서 제어부(140)는 혈관 및 피사체(즉 피부를 포함하는 인체)의 실루엣만을 디스플레이부(150)를 통해 디스플레이할 수 있다. Referring to FIG. 4, which shows an image showing the degree of detection of subcutaneous blood vessels according to the wavelength of light, it can be seen that the subcutaneous blood vessels are the clearest images at a wavelength of 850 nanometers compared to 730 or 940 nanometers. Therefore, the
또한 제어부(140)는 혈관을 제1 컬러로, 나머지 피부는 제2 컬러로 디스프레이할 수 있으며, 제1 및 제2 컬러는 보색(complementary color)일 수 있다. 따라서 사용자는 혈관의 위치 등을 시각적으로 가장 잘 파악할 수 있게 된다. In addition, the
한편 디스플레이부(150)가 빔 프로젝터로 구현될 수 있음은 전술한 바와 같으며, 빔 프로젝터는 해당 영상을 피사체, 즉 인체에 대하여 직접 디스플레이할 수 있다. 도 5는 빔 프로젝터가 인체를 통해 영상을 디스플레이하는 경우를 도시한 것으로서, 혈관 이미지는 피사체의 혈관에 매칭되어 디스플레이된다. 이 경우 제어부(140)는 실제 혈관과 디스플레이되는 혈관 이미지의 크기 또는 위치가 동일하게 매칭되도록 영상의 배율 또는 조사 위치를 조정할 수 있다. Meanwhile, as described above, the
이상에서는 인체 등을 촬영하여 촬영된 영역에 포함된 혈관을 시각적으로 증폭하여 표시하는 방법에 대해 설명하였다. 이하에서는 전술한 바와 같은 혈관 탐지 장치를 이용하여 시각화된 혈관에 대해 주사(injection)를 수행하는 주사 장치에 대해 설명하도록 한다. In the above, a method of visually amplifying and displaying blood vessels included in the photographed region by photographing a human body or the like has been described. Hereinafter, a description will be made of an injection device for performing injection (injection) to the blood vessel visualized using the blood vessel detection device as described above.
도 6은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 블럭도의 일 예이다. 6 is an example of a block diagram of an injection apparatus according to the present invention.
도 6을 참조하면, 주사 장치(200)는 발광부(210), 필터부(220), 촬영부(230), 제어부(240), 디스플레이부(250), 주사부(260)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the
발광부(210)는 빛을 발광하여 특정 방향에 위치한 피사체에 대하여 조사하기 위한 구성요소이다. 발광부(210)는 LED(Light Emitting Device)로 구현될 수 있으며, 제어부(240)의 제어에 의해 발광이 이루어진다. 특히 발광부(210)는 특정 파장의 근적외선만을 발광하는 LED로 구현될 수 있다. 이러한 발광부(210)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 주사 장치(200)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(240)는 복수의 발광부 중 선택된 하나만을 구동하거나, 복수의 발광부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동할 수 있다. The
필터부(220)는 특정 파장 또는 특정 파장대에 대응되는 빛만을 통과시키고, 이외의 파장 또는 파장대에 대응되는 빛은 필터링 또는 차단하는 구성요소이다. 예를 들어 발광부(210)로부터 파장이 780 나노미터인 빛이 피사체에 대하여 조사되었다면, 필터부(220)는 피사체로부터 반사된 빛 중 파장이 780 나노미터인 빛만을 통과시켜 촬영부(230)의 이미지 센서로 제공할 수 있다. 이러한 필터부(220)는 복수의 파장의 빛 각각에 대응되도록 복수로 형성될 수 있으며, 사용자의 선택에 의하여 주사 장치(200)에 대하여 탈착이 가능하다. 따라서 제어부(240)는 복수의 필터부 중 선택된 하나만을 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 선택적으로 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다. 또는 제어부(240)는 복수의 필터부 중 하나를 순차적으로 선택하여 구동하고, 선택된 필터부에 따른 입력 영상을 순차적으로 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다. The
촬영부(230)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(250)에 디스플레이되거나, 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 따라서 촬영부(230)는 필터부(220)로부터 제공된 특정 파장의 영상이 처리되도록 제어부(240)로 제공할 수 있다. The photographing
응용 프로그램은 메모리(미도시)에 저장되며, 제어부(240)의 제어에 의하여 주사 장치(200)의 동작이 수행되도록 구동될 수 있다. 제어부(240)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 주사 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(240)는 다양한 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나, 메모리(미도시)에 저장하거나, 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공하거나 처리할 수 있다. 예를 들어 제어부(240)는 open cv 프로그램과 같은 소프트웨어 등을 이용하여 검출된 이미지에 대해 명암 조절 또는 이미지 샤프닝 등과 같은 프로세싱을 수행할 수 있다. The application program may be stored in a memory (not shown) and may be driven to perform an operation of the
또한 제어부(240)는 프로세싱된 이미지에 따라 주사부(260)를 제어하여, 피사체인 피부에 포함된 혈관에 대해 주사(injection)가 이루어지도록 제어할 수 있으며, 이에 대해서는 도 7 내지 도 8에서 상세하도록 한다. In addition, the
디스플레이부(250)는 주사 장치(200)에서 처리되는 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(250)는 응용 프로그램의 실행화면 정보나 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 등 다양한 시각적 정보를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이부(250)는 일반적인 LCD 디스플레이로 구현될 수 있고, 빔 프로젝터의 형태로 구현될 수도 있다. The
한편 디스플레이부(250)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 터치스크린은 사용자와 주사 장치(200) 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로서 기능함과 동시에, 사용자와 주사 장치(200) 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수도 있다. On the other hand, the
주사부(260)는 피사체인 인체의 혈관에 대해 주사를 수행하는 구성요소이며, 이에 대해서는 도 8에서 상세하도록 한다. The
도 7은 본 발명에 따른 주사 장치의 제어방법에 관한 순서도의 일 예이다. 7 is an example of a flowchart of a control method of an injection device according to the present invention.
먼저 피사체는 주사 장치(200)의 발광부(210) 및 촬영부(230)와 마주하도록 위치할 수 있다. 이 경우 피사체는 인체 또는 동물의 피부일 수 있다. 피부는 피하 혈관을 포함할 수 있다. First, the subject may be positioned to face the
이후 주사 장치(200)는 특정 파장의 근적외선을 피사체에 대해 발광할 수 있다(S710). 구체적으로 제어부(240)는 발광부(210)를 통하여 근적외선을 발광하도록 제어함으로써, 근적외선이 피사체에 대해 조사되도록 할 수 있다. Thereafter, the
이 경우 발광되는 근적외선은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 근적외선인 것이 바람직하다. 빛의 파장에 따른 혈액의 흡수 정도를 나타내는 그래프를 도시한 도 3을 참조하면, 피하 혈관을 통과하는 혈액은 780 또는 850 나노미터의 파장에서 빛의 흡수율이 상승함을 나타내고 있다. 따라서 피부를 촬영하여 혈관만을 시각화하기 위해서는 780 또는 850 나노미터의 파장에 대응하는 빛을 피부에 대해 조사하는 것이 바람직하다. In this case, the near-infrared light emitted is preferably near-infrared light corresponding to any one of wavelengths of 780 or 850 nanometers. Referring to FIG. 3, which shows a graph showing the degree of absorption of blood according to the wavelength of light, the blood passing through the subcutaneous blood vessel shows an increase in the absorption rate of light at a wavelength of 780 or 850 nanometers. Therefore, in order to visualize only blood vessels by photographing skin, it is preferable to irradiate the skin with light corresponding to a wavelength of 780 or 850 nanometers.
또한 촬영부(230)를 통하여 입력되는 영상은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 영상인 것이 바람직하다. 따라서 촬영부(230)의 이미지 센서 전면에는 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 빛만을 통과시키는 필터부(220)가 형성되며, 필터부(220)는 피사체로부터 반사된 빛 중 발광부(210)로부터 발광된 파장에 대응되는 빛만을 통과시킬 수 있다(S720). In addition, the image input through the photographing
이후 필터부(220)를 통과한 빛은 촬영부(230)로 입력되며, 제어부(240)는 통과된 반사광에 따른 영상을 생성한다(S730). 즉 촬영부(230)로 입력된 빛은 780 또는 850 나노미터의 파장 중 어느 하나에 해당하는 것이며, 제어부(240)는 전술한 바와 같은 이미지 프로세싱을 통하여 영상을 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이한다(S740). 이 경우 디스플레이부(250)는 일반적인 LCD를 통해 디스플레이될 수 있고, 이와 동시에 빔 프로젝터를 통해 디스플레이될 수도 있다. Thereafter, the light passing through the
빛의 파장에 따른 피하 혈관의 검출 정도를 나타내는 영상을 도시한 도 4를 참조하면, 피하 혈관은 730 또는 940 나노미터에 비해 850 나노미터의 파장에서 가장 선명한 영상으로 나타남을 알 수 있다. 따라서 제어부(240)는 혈관 및 피사체(즉 피부를 포함하는 인체)의 실루엣만을 디스플레이부(250)를 통해 디스플레이할 수 있다. Referring to FIG. 4, which shows an image showing the degree of detection of subcutaneous blood vessels according to the wavelength of light, it can be seen that the subcutaneous blood vessels are the clearest images at a wavelength of 850 nanometers compared to 730 or 940 nanometers. Therefore, the
또한 제어부(240)는 혈관을 제1 컬러로, 나머지 피부는 제2 컬러로 디스프레이할 수 있으며, 제1 및 제2 컬러는 보색(complementary color)일 수 있다. 따라서 사용자는 혈관의 위치 등을 시각적으로 가장 잘 파악할 수 있게 된다. In addition, the
한편 디스플레이부(250)가 빔 프로젝터로 구현될 수 있음은 전술한 바와 같으며, 빔 프로젝터는 해당 영상을 피사체, 즉 인체에 대하여 직접 디스플레이할 수 있다. 도 5는 빔 프로젝터가 인체를 통해 영상을 디스플레이하는 경우를 도시한 것으로서, 혈관 이미지는 피사체의 혈관에 매칭되어 디스플레이된다. 이 경우 제어부(240)는 실제 혈관과 디스플레이되는 혈관 이미지의 크기 또는 위치가 동일하게 매칭되도록 영상의 배율 또는 조사 위치를 조정할 수 있다. Meanwhile, as described above, the
이후 제어부(240)는 주사부(260)가 주사될 피사체, 즉 피부상의 지점을 입력할 수 있다(S750). 주사 지점은 터치스크린상에 디스플레이된 영상 중 혈관의 특정 지점에 대해 터치가 이루어짐으로써 설정될 수 있고, 빔 프로젝터에 의해 피부상에 조사된 혈관 영상 중 특정 지점에 대해 다양한 툴(tool)에 의한 포인팅이 이루어짐으로써 설정될 수도 있다. Thereafter, the
이후 제어부(240)는 전술한 바에 따라 설정된 주사 지점에 대응되는 좌표를 설정할 수 있다(S760). 구체적으로 제어부(240)는 피사체, 즉 피부의 촬영 영역에 대해 좌표화할 수 있다. 또한 제어부(240)는 좌표화된 촬영 영역에 기반하여, 터치스크린상에 이루어진 터치 지점의 위치를 좌표화하거나, 빔 프로젝터에 의해 피부상에 조사된 혈관 영상의 특정 지점의 위치를 좌표화할 수 있다. 즉 주사 지점으로 사용자가 설정한 주사 지점은 주사부(260)에 의해 주사될 위치로 수치화될 수 있다. 이와 같은 좌표화의 구체적인 방식은 널리 알려진 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Thereafter, the
따라서 제어부(240)는 좌표화된 피사체의 촬영 영역 및 이에 기반하여 설정된 주사 지점에 따라 주사부(260)가 주사되도록 제어할 수 있게 된다(S770). 설정된 주사 지점에 대하여 주사되는 주사부(260)의 구체적인 형태 및 방법에 대해서는 도 8에서 상세하도록 한다. Therefore, the
도 8은 본 발명에 따른 주사 장치에 관한 사시도의 일 예이다. 이하에서는 전술한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다. 8 is an example of a perspective view of an injection device according to the present invention. Hereinafter, descriptions of parts overlapping with the above description will be omitted.
지지 플레이트(290)는 주사 장치(200)를 지지하여, 각각의 구성요소가 설치되기 위한 구성요소이며, 촬영 및 주사될 피사체, 즉 인체의 부분(예를 들어 팔뚝 등)이 안착될 수 있도록 하는 구성(미도시)을 포함할 수 있다. The
기둥(270)은 지지 플레이트(290)상에 형성 및 고정되며, 기둥(270)의 상부에는 발광부(210), 필터부(230), 촬영부(250)를 포함하는 본체가 형성될 수 있다. 또한 기둥(270)의 수직 방향에 대한 적어도 일면에는 수직 레일(R1)이 형성되며, 이동 플레이트(280)는 수직 레일(R1)을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다. 즉 주사 지점으로 설정된 위치로 주사부(260)가 상하 이동을 할 수 있도록 제어부(240)의 제어에 의해 이동 플레이트(280)가 상하 이동을 할 수 있다. The
이동 플레이트(280)의 일면에는 주사부(260)가 형성되며, 이동 플레이트(280)의 좌우 방향에 대한 적어도 일면에는 수평 레일(R2)이 형성된다. 주사부(260)는 수평 레일(R2)을 따라 좌우 방향으로 이동할 수 있다. 즉 주사 지점으로 설정된 위치로 주사부(260)가 좌우 이동을 할 수 있도록 제어부(240)의 제어에 의해 주사부(240)가 좌우 이동을 할 수 있다. The
주사부(260)는 고정구(261) 및 주사기(262)를 포함한다. 주사기(262)는 중공형의 원통형상인 실린더와 실린더 내부를 따라 슬라이딩하도록 삽설되는 피스톤을 포함하며, 일반적으로 널리 알려진 의료용 주사기의 형태를 의미할 수 있다. 고정구(261)는 주사기가 장착되며, 제어부(240)의 제어에 의해 주사 방향, 즉 전후 방향에 대하여 주사기를 이동시키고, 수평 레일(R2)상에 위치하여 제어부(240)의 제어에 의해 좌우 방향으로 이동할 수 있다. The
이와 같은 방식에 따라, 주사기(262)는 상하 방향, 좌우 방향, 전후 방향으로 이동함으로써, 주사 지점으로 설정된 위치에 대해 주사가 이루어질 수 있게 된다. In this manner, the
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. The above detailed description should not be construed as limiting in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.
100: 혈관 탐지 장치 110: 발광부
120: 필터부 130: 촬영부
140: 제어부 150: 디스플레이부
200: 주사 장치 210: 발광부
220: 필터부 230: 촬영부
240: 제어부 250: 디스플레이부
260: 주사부100: blood vessel detection device 110: light emitting unit
120: filter unit 130: the imaging unit
140: control unit 150: display unit
200: scanning device 210: light emitting portion
220: filter unit 230: photographing unit
240: control unit 250: display unit
260: injection unit
Claims (10)
상기 발광부는
780 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제1 발광부; 및
850 나노미터의 파장을 갖는 근적외선을 상기 피사체에 대하여 발광하는 제2 발광부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 및 제2 발광부를 각각 선택적으로 구동하고, 상기 선택적 구동에 의해 각각 획득된 제1 및 제2 영상을 상기 디스플레이부를 통해 순차적으로 디스플레이하되,
상기 제1 및 제2 영상은 상기 혈관 및 이를 포함하는 상기 피사체의 실루엣만을 포함하는 영상인 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.A display unit; A light emitting part for emitting a near infrared ray having a wavelength of any one of 780 or 850 nanometers to a subject, which is skin including subcutaneous blood vessels; A filter unit configured to pass only light corresponding to the emitted wavelength among light reflected from the subject; A photographing unit which photographs the subject and generates an image according to the light passed from the filter unit; And a controller configured to display the generated image through the display unit.
The light emitting unit
A first light emitting part which emits near infrared rays having a wavelength of 780 nanometers to the subject; And
A second light emitting part which emits near infrared rays having a wavelength of 850 nanometers with respect to the subject,
The control unit
Selectively driving the first and second light emitting units, respectively, and sequentially displaying the first and second images acquired by the selective driving through the display unit;
The first and second images are blood vessel detection apparatus using a near-infrared optical system, characterized in that the image containing only the blood vessel and the silhouette of the subject including the same.
상기 필터부는
상기 피사체로부터 반사된 빛 중 780 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제1 필터부; 및
상기 피사체로부터 반사된 빛 중 850 나노미터의 파장에 대응되는 빛만을 통과시키는 제2 필터부를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 및 제2 발광부 중 구동되는 어느 하나에 대응하여 상기 제1 및 제2 필터부 중 어느 하나를 구동하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.The method of claim 1,
The filter unit
A first filter unit configured to pass only light corresponding to a wavelength of 780 nanometers of light reflected from the subject; And
A second filter unit configured to pass only light corresponding to a wavelength of 850 nanometers of light reflected from the subject;
The control unit
The blood vessel detection apparatus using the near infrared optical system, characterized in that for driving any one of the first and second filter unit in response to any one of the first and second light emitting unit.
상기 디스플레이부는 프로젝터이고,
상기 제어부는
상기 생성된 영상을 상기 피사체상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.The method of claim 1,
The display unit is a projector,
The control unit
The blood vessel detection apparatus using the near infrared optical system, characterized in that for displaying the generated image on the subject.
상기 제어부는
상기 혈관에 대응되는 영상을 상기 피하 혈관에 매칭되도록 상기 피부상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.The method of claim 6,
The control unit
An apparatus for detecting blood vessels using a near-infrared optical system, wherein the image corresponding to the blood vessels is displayed on the skin to match the subcutaneous blood vessels.
상기 제어부는
상기 피하 혈관에 매칭되도록 상기 혈관에 대응되는 영상의 배율을 조정하여 상기 피부상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.The method of claim 7, wherein
The control unit
The apparatus for detecting blood vessels using a near-infrared optical system, wherein the magnification of the image corresponding to the blood vessels is adjusted to be displayed on the skin so as to match the subcutaneous blood vessels.
상기 제어부는
상기 혈관에 대응되는 영상은 제1 컬러로 디스플레이하고, 상기 혈관 이외에 대응되는 영상은 상기 제1 컬러에 대한 보색(complementary color)인 제2 컬러로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 근적외선 광학계를 이용한 혈관 탐지 장치.The method of claim 6,
The control unit
An image corresponding to the blood vessel is displayed in a first color, and an image corresponding to the blood vessel is displayed in a second color that is complementary to the first color (complementary color). .
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