TWI664950B - 靜脈感測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種靜脈感測裝置，主要包含一台座、一發射器、一偵測臂以及至少一接收器。其中該發射器為紅外光發射器，該紅外光發射器包含了一魚眼鏡頭。而靠近該魚眼鏡頭的一受照部會被一紅外光照射，因此該紅外光會轉換成一紅外光影像。該紅外光影像由該至少一接收器接收，並透過一靜脈影像顯示於該台座上設置的顯示器中。

Description

靜脈感測裝置

本發明為一種靜脈感測裝置，尤指一種用紅外光感測技術顯示靜脈影像的靜脈感測裝置。

對於傳統的西醫而言，給予藥物治療的方式有千百種類型。其中包含口服藥劑、注射藥劑、點滴型藥劑或栓劑等，都是常見的方式。

然而，透過注射的方式給藥，早已是醫療行為中不可或缺的一部分。一般來說，注射最常見的方式便是透過靜脈注射的方式給予藥物最為安全。其理由在於，靜脈的血壓較低，因此較不容易在侵入式治療後產生大量的失血風險。

然傳統的靜脈注射仰賴的是醫護人員的經驗，撇除經驗問題不談，臨床上仍有許多病人有不易找到血管的問題。其原因有可能是天生血管較細；亦有可能是體脂肪過高，血管不易從皮膚外部由肉眼發現。雖也可透過束帶等方式迫使靜脈顯現，但其效用仍十分有限。

基於上述原因，在現代醫療中其實已經開發出了現在化的靜脈感測裝置，傳統的靜脈感測裝置之原理主要是利用血管中血紅蛋白對近紅外光光的吸收率與其他組織不同的原理。透過對於近紅外光線成像後的影像處理，將皮下血管位置投影顯示在皮膚表面。使醫護人員能夠清晰的識別患者皮下的血管分佈。

更詳細來說，傳統技術的靜脈感測裝置中，當近紅外光光照射人體部位時，特定波長的紅外光會被血管吸收。而吸收越多者反射就越少，所以投射於皮膚上的畫面會呈現黑色的態樣；而其他的組織因為吸收得少，反射就越多。故會呈現出較高亮度的色光。

然而，由於傳統的靜脈感測裝置最終是利用投影可見光的方式將血管影像顯示於皮膚表面。所以投射出來的血管影像容易與靜脈血管實際的位置存有偏差。如此這樣一來，便會導致針頭刺無法刺入正確之注射位置。

為解決先前技術中所提到的問題， 本發明提供了一種靜脈感測裝置，包括一台座、一發射器、一偵測臂、一第一接收器以及一顯示器。

其中，該發射器設於該台座上，且該發射器緊貼一受照部並發射一紅外光照射該受照部。而偵測臂設於該台座上，該偵測臂用以承載該第一接收器。該第一接收器接受由該受照部發出之一紅外光影像，且該紅外光影像由該紅外光轉換而來。

而該顯示器則設於該台座上，並與該第一接收器電性連接。且該顯示器顯示由該紅外光影像轉換之一靜脈影像。在本發明中，該發射器更包含一透鏡，緊貼於該受照部。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：

請參照圖1，圖1為本發明第一實施例之外觀結構示意圖。如圖1所示，圖1的實施例中展示了本發明靜脈感測裝置10的結構，主要包含台座100、發射器200、偵測臂300、第一接收器400a以及顯示器500。

其中，發射器200設於該台座100上。本實施例之發射器200選用紅外光發射器。且發射器200緊貼受照部H並發射紅外光R1照射受照部H。在本實施例中，紅外光R1的波長介於780-1400奈米（nm）之間，且受照部H為人類的手掌。然實際上，受照部H亦可以是大腿、臀部、上手臂等常見的靜脈注射部位，本發明並不加以限制。

而本實施例之偵測臂300設於台座100上，該偵測臂300用以承載第一接收器400a。在本實施例中，第一接收器400a為紅外光攝影機，且第一接收器400a接受由該受照部H發出之紅外光影像R2a。該紅外光影像R2a實際上是由紅外光R1穿過受照部H後轉換而來之影像。其中，紅外光影像R2a內包含了非常多組織照射紅外光R1後的影像資訊。

以本實施例言之，紅外光影像R2a中實際上包含了第一亮度區間影像、一靜脈亮度區間影像以及一第二亮度區間影像。其中，所述第一亮度區間影像之亮度高於該靜脈亮度區間影像，而該靜脈亮度區間影像之亮度高於該第二亮度區間影像。

以實際的受照部H可能包含的組織為例子，基於紅外光R1幾乎都會被靜脈所吸收，因此僅取一定深度（明暗度）區間的影像作為靜脈亮度區間影像。而高於或低於該靜脈亮度區間影像定義的第一亮度區間影像及第二亮度區間影像則有可能是硬骨組織、結締組織、脂肪組織、軟骨組織或其他組織細胞等，本發明並不加以限制。

因此，本實施例之顯示器500設於台座100上，並與第一接收器400a電性連接。且顯示器500顯示由紅外光影像R2a轉換之靜脈影像V。更進一步來說，靜脈影像V是由前述靜脈亮度區間影像轉換所形成的影像，清楚顯示出靜脈所在的位置。

而在本實施例中，發射器200更包含透鏡201。透鏡201緊貼於受照部H。在本發明中，所稱緊貼一詞並非僅指靠近，而包含有實際物理接觸的貼近、靠攏等涵義在內，皆屬於本發明的定義範疇。

而在本實施例中，透鏡201為魚眼透鏡，更進一步來說可以是魚眼透鏡組。其目的在於讓發射器200所發出之紅外光R1可以自由控制其發射方向。並因應受照部H和第一接收器400a的位置調整紅外光R1的出光方向。因此，透過上述的技術手段，更容易達到本實施例中，第一接收器400a、受照部H及發射器200必須位於同一直線上之要求。

換句話說，發射器200實質上包含有萬向（Omnidirectional）追蹤受照部H位置的功能。因此，第一接收器400a的位置勢必也需要透過其它手段調整，才能符合位於同一直線上的定義。

請同時參照圖2及圖3，圖2為本發明第二實施例之系統架構圖；圖3為本發明第三實施例之外觀結構示意圖。如圖2所示，在圖2中，與台座100直接以實線連接者為本實施例靜脈感測裝置10必要的元件。而與台座100透過虛線連接者，代表其為可額外設置的元件。

為使本發明實施例得以運作，應可得知的是台座100中必包含有電源供應器、記憶體、無線訊號收發模組或微控制器等元件，用以提供靜脈感測裝置10運作所需的電力以及計算和處理影像的能力。但由於上述元件僅為技術人員可依照需求自由配置，本實施例並不加以贅述。

在圖2及圖3的實施例中，台座100實際上可選地與頭戴式顯示器700有線或無線地連接。進一步而言，頭戴式顯示器700可以是虛擬實境（Virtual Reality, VR）顯示裝置或是擴增實境（Augmented Reality, AR）顯示裝置，本發明並不加以限制。因此，技術人員應可得知的是，頭戴式顯示器700中亦可包含運作所需要的無線訊號收發模組、電源供應裝置、微控制器、記憶體或顯示卡等元件，亦不加以贅述。

本實施例之頭戴式顯示器700更設有第二接收器400b，且受照部H發出之紅外光影像R2b更被第二接收器400b接收，使紅外光影像R2b轉換為靜脈影像V後顯示於頭戴式顯示器700上。在圖3的實施例中，靜脈影像V亦可同步顯示於台座100之顯示器500上。讓周遭他人得以知道頭戴式顯示器700之觀看者所觀看到的靜脈影像V。

透過圖2的示意，可得知在圖1及圖3的實施例中，實際上台座100或頭戴式顯示器700中皆各設有一個影像過濾模組600，各自和第一接收器400a及第二接收器400b連接。當紅外光影像R2a及紅外光影像R2b依序傳送到第一接收器400a及第二接收器400b後，影像過濾模組600便會過濾掉前述第一亮度區間影像以及該第二亮度區間影像，僅保留靜脈亮度區間影像，使該靜脈亮度區間影像形成靜脈影像V後顯示於台座100之顯示器500上或頭戴式顯示器700上。

因此，本實施例中採用的影像過濾模組600可以是濾波器、數位訊號處理器等組合，本發明並不加以限制。

而由圖3的示意亦可得知，發射器200、受照部H以及第二接收器400b也必須於同一直線上，才能發揮良好的偵測功效。而在圖2的實施例中，有鑑於第二接收器400b的位置可以隨著頭戴式顯示器700移動而輕易調整。因此在圖2實施例中之偵測臂300上更可以設有至少一關節301。本實施例所稱之至少一關節301可以是任意種類的機械關節結構，包含樞軸關節、球形關節甚至是萬向（Omnidirectional）關節等組合皆可，本發明並不加以限制。

在圖2的實施例中，台座100更可選地與輔助發射器800連接。在本實施例中，輔助發射器800同樣是紅外光發射器，以發射輔助紅外光R3照射受照部H。使用輔助發射器800之目的在於，當靜脈感測裝置10無法有效觀測到紅外光影像R2a或紅外光影像R2b時，輔助發射器800可以從另一個維度（方位）提供輔助紅外光R3給予受照部H。藉此，透過多光源方向影像成相的方式，藉以讓第一接收器400a或第二接收器400b能感測到的紅外光影像R2a或紅外光影像R2b更加清楚。

在其它可能的實施樣態中，偵測臂300亦可內建無線通信收發模組。並在偵測臂300從台座100拆下後，仍保持與台座100之通信，並讓第一接收器400a能夠以更自由的方向至偵測受照部H所發出之紅外光影像R2a，本發明並不加以限制。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

10‧‧‧靜脈感測裝置

100‧‧‧台座

200‧‧‧發射器

201‧‧‧透鏡

300‧‧‧偵測臂

301‧‧‧關節

400a‧‧‧第一接收器

400b‧‧‧第二接收器

500‧‧‧顯示器

600‧‧‧影像過濾模組

700‧‧‧頭戴式顯示器

800‧‧‧輔助發射器

H‧‧‧受照部

R1‧‧‧紅外光

R2a‧‧‧紅外光影像

R2b‧‧‧紅外光影像

R3‧‧‧輔助紅外光

V‧‧‧靜脈影像

圖1為本發明第一實施例之外觀結構示意圖。 圖2為本發明第二實施例之系統架構圖。 圖3為本發明第三實施例之外觀結構示意圖。

Claims (9)

1. 一種靜脈感測裝置，包括：一台座；一發射器，設於該台座上，該發射器緊貼一受照部並發射一紅外光照射該受照部；一偵測臂，設於該台座上；一第一接收器，設於該偵測臂上，該第一接收器接受由該受照部發出之一紅外光影像，該紅外光影像由該紅外光轉換而來；一顯示器，設於該台座上並與該第一接收器電性連接，且該顯示器顯示由該紅外光影像轉換之一靜脈影像；其中，發射器更包含一透鏡，緊貼於該受照部，其中該紅外光影像包含一第一亮度區間影像、一靜脈亮度區間影像以及一第二亮度區間影像；其中，該第一亮度區間影像之亮度高於該靜脈亮度區間影像，而該靜脈亮度區間影像之亮度高於該第二亮度區間影像。
2. 如請求項1所述之該靜脈感測裝置，其中該台座更與一頭戴式顯示器有線或無線地連接，該頭戴式顯示器更設有一第二接收器，且該受照部發出之該紅外光影像更被該第二接收器接收，使該紅外光影像轉換為一靜脈影像後顯示於該頭戴式顯示器。
3. 如請求項1所述之靜脈感測裝置，其中該顯示器更與一影像過濾模組連接，且該影像過濾模組與該第一接收器連接；該影像過濾模組過濾該第一亮度區間影像以及該第二亮度區間影像，使該靜脈亮度區間影像形成該靜脈影像。
4. 如請求項1所述之靜脈感測裝置，其中該台座更與一頭戴式顯示器有線或無線地連接，該頭戴式顯示器更設有一第二接收器及一影像過濾模組，且該受照部發出之該紅外光影像更被該第二接收器接收；其中該影像過濾模組各與該第二接收器及該頭戴式顯示器連接；該影像過濾模組過濾該第一亮度區間影像以及該第二亮度區間影像，使該靜脈亮度區間影像形成該靜脈影像。
5. 如請求項2所述之靜脈感測裝置，其中該第一接收器及該第二接收器為紅外光攝影機。
6. 如請求項2所述之靜脈感測裝置，其中該第一接收器及該第二接收器各與該受照部及該發射器位於同一直線上。
7. 如請求項1所述之靜脈感測裝置，其中該靜脈感測裝置更與一輔助發射器連接，該輔助發射器發射一輔助紅外光照射該受照部。
8. 如請求項1所述之靜脈感測裝置，其中該偵測臂更設有至少一關節。
9. 如請求項1所述之靜脈感測裝置，其中該透鏡為魚眼透鏡。