一種靜脈血管導(dǎo)航裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療護(hù)理器械領(lǐng)域，特別是一種靜脈血管導(dǎo)航裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在臨床診療和護(hù)理中，靜脈注射、穿刺、抽血等都是十分常見的操作，其中都需要 找到病人血管后，再進(jìn)行處理，但某些病人在臨床上具有特殊性，難于用肉眼直接判斷其位 置和深度，給這些處理帶來了相當(dāng)大的難度，如血管細(xì)小的嬰幼兒，皮下脂肪過厚的肥胖人 群，癌癥晚期病人等。因此在治療時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致操作重復(fù)，失誤率高，使得病人多次忍受操 作帶來的痛苦，同時(shí)也使醫(yī)患關(guān)系緊張，增加了雙方的負(fù)擔(dān)。
[0003] 為了解決這一問題，專利號(hào)為 201120040761. 1，CN202843584U，CN101810482 等專 利，采用紅外光直接照射打針區(qū)域，采用感光元器件進(jìn)行采圖，然后增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，使 得血管和其它組織差別明顯，在顯示器上進(jìn)行顯示，雖然結(jié)構(gòu)各自不同，但功能都是護(hù)士在 顯示器上進(jìn)行靜脈圖像的觀看，然后再根據(jù)記憶，去進(jìn)行操作，無法實(shí)時(shí)直觀觀察。針對(duì)這 種缺陷，專利CN202821303U，CN203408033U，專利號(hào)為03242235. 0等，增加了一個(gè)投影裝 置，將感光元器件采到的圖進(jìn)行一系列圖像處理后，通過投影裝置將圖像投影在皮膚表面， 直觀的指導(dǎo)醫(yī)生操作。但是這些方法很難實(shí)現(xiàn)實(shí)際圖像和拍攝圖像的對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)構(gòu)也非 常復(fù)雜，且精度難于保證。專利號(hào)為200710156506. 1的發(fā)明專利，利用行掃描鏡依次反射 紅外激光器發(fā)出的紅外光掃描待掃描皮膚區(qū)域，并利用紅外探測(cè)器探測(cè)反射信號(hào)，經(jīng)過處 理后轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的投影可見光信號(hào)，經(jīng)發(fā)射投射到掃描皮膚表面，形成靜脈圖像。該方法裝 置復(fù)雜，圖像質(zhì)量受限于掃描鏡的頻率，無法滿足實(shí)際實(shí)時(shí)觀測(cè)需求。同時(shí)該裝置采用激光 發(fā)生器，功率較大，操作不當(dāng)容易產(chǎn)生醫(yī)療事故。
[0004] 本發(fā)明針對(duì)以上問題，公開了一種新型的靜脈血管導(dǎo)航儀，輔助醫(yī)生對(duì)血管進(jìn)行 操作，具有結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，可將處理后的圖像1 :1完全投影在皮膚表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種可以實(shí)時(shí)在線顯示在患者皮膚表面直接顯示血管脈 絡(luò)的裝置，其操作簡單，可作為醫(yī)院治療，隨軍配備，家庭護(hù)理的醫(yī)療裝置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的具體技術(shù)方案如下：
[0007] -種靜脈圖像獲取與顯示裝置，包括下殼體和與下殼體配合的上蓋，下殼體的底 部開設(shè)有光路窗口，下殼體的底部設(shè)置有連接板，連接板上設(shè)置有光路底板和相機(jī)方座，光 路底板上設(shè)置有投影模塊，相機(jī)方座上設(shè)置有成像模塊，投影模塊的出射光通過光路窗口 出射，從光路窗口進(jìn)入的入射光線在成像模塊內(nèi)成像，下殼體內(nèi)還設(shè)置有分別與投影模塊 和成像模塊連接的核心電路板。
[0008] 如上所述的投影模塊的出射光線經(jīng)過冷鏡反射后從光路窗口出射，從光路窗口進(jìn) 入的入射光線透過冷鏡后在成像模塊內(nèi)成像。
[0009] 如上所述的投影模塊的出射光線經(jīng)過反射鏡反射后從光路窗口出射，從光路窗口 進(jìn)入的入射光線直接在成像模塊內(nèi)成像。
[0010] 如上所述的光路底板為橫向放置，相機(jī)方座為豎向放置，光路底板與相機(jī)方座連 接處為45度斜面，冷鏡設(shè)置在45度斜面處，投影模塊的出射光線和從光路窗口進(jìn)入的入射 光線均與冷鏡呈45度。
[0011] 如上所述的投影模塊包括固定在光路底板上投影支座，投影支座上固定有投影儀 模塊，投影儀模塊與投影儀電路板連接，光路底板上開設(shè)有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔一側(cè)固定有散熱 風(fēng)扇，通風(fēng)孔另一側(cè)固定有散熱片，散熱片設(shè)置在投影儀模塊上。
[0012] 如上所述的成像模塊包括通過支柱固定在相機(jī)方座上的成像電路，成像電路上設(shè) 置有鏡頭座，鏡頭座上設(shè)置有鏡頭。
[0013] 如上所述的下殼體為U形空腔結(jié)構(gòu)，下殼體的前端面上設(shè)置有方孔和前端凹槽， 方孔內(nèi)固定有液晶顯示板，前端凹槽內(nèi)固定有薄膜按鍵。
[0014] 如上所述的下殼體的底部開設(shè)有階梯孔，連接板上設(shè)置有LED驅(qū)動(dòng)電路板，LED驅(qū) 動(dòng)電路板上設(shè)置有LED燈珠，階梯孔內(nèi)設(shè)置有聚光燈杯，下殼體的底面開設(shè)有方槽，方槽內(nèi) 設(shè)置有窗口玻璃，窗口玻璃將聚光燈杯壓緊在LED驅(qū)動(dòng)電路板上。
[0015] -種靜脈血管導(dǎo)航方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟1、對(duì)投影儀投影在人體體表的圖像進(jìn)行角度偏差校準(zhǔn)，獲得角度偏差；
[0017] 步驟2、對(duì)投影儀投影在人體體表的圖像進(jìn)行距離偏差校準(zhǔn)，獲得距離偏差；
[0018] 步驟3、利用近紅外光攝像頭采集人體體表圖像；
[0019] 步驟4、利用高斯濾波去除人體體表圖像中的噪聲；
[0020] 步驟5、根據(jù)Retinex算法去除步驟4中獲得圖像中的光照不均勻性；
[0021] 步驟6、使用基于模糊集合的自適應(yīng)邊緣銳化方法增強(qiáng)步驟5處理后的圖像；
[0022] 步驟7、將步驟6處理后的圖像利用角度偏差和距離偏差進(jìn)行校正；
[0023] 步驟8、將步驟7校正后的圖像通過投影儀投影在人體體表。
[0024] 如上所述的步驟1包括以下步驟：
[0025] 步驟1. 1、首先將標(biāo)定板置于鏡頭前端的焦平面上，標(biāo)定板上有一條直線和一個(gè) 圓，拍攝標(biāo)定板獲得標(biāo)定板圖像fl，
[0026] 步驟1. 2、將標(biāo)定板圖像Π 通過投影儀投影在標(biāo)定板上獲得標(biāo)定板投影圖像f2， 拍攝標(biāo)定板投影圖像f2與標(biāo)定板圖像Π 的重疊圖像得到混合圖像f3 ;
[0027] 步驟1. 3、用大津算法對(duì)混合圖像f3進(jìn)行二值化分割，得到二值化圖像；
[0028] 步驟1. 4、標(biāo)定板圖像Π 對(duì)應(yīng)的直線為L1，標(biāo)定板投影圖像f2對(duì)應(yīng)的直線為L2, 根據(jù)霍夫變換求取檢測(cè)出直線LjP L2的角度偏差Δ Θ = Θ Θ 1和Θ 2分別對(duì)應(yīng)直 線M5P L 2的角度；
[0029] 步驟1. 5、求取直線為LjP L 2的交點(diǎn)的坐標(biāo)（a。，b。）；
[0030] 步驟1. 6、根據(jù)圖像旋轉(zhuǎn)變化的公式：
[0032] 對(duì)標(biāo)定板圖像fl進(jìn)行角度補(bǔ)償，其中x〇、y。為標(biāo)定板圖像fl中像素的坐標(biāo)，X ^y1 為旋轉(zhuǎn)后圖像進(jìn)行角度補(bǔ)償之后的圖像的坐標(biāo)；
[0033] 步驟I. 7、將步驟I. 6中進(jìn)行角度補(bǔ)償之后的圖像作為新的標(biāo)定板圖像Π 并重復(fù) 步驟1. 2-1. 4,判斷新的角度偏差是否為0,如果新的角度偏差為0,則獲得角度偏差為前次 獲得的角度偏差；否則，獲得角度偏差為前次獲得的角度偏差的反向值。
[0034] 如上所述的步驟2包括以下步驟：
[0035] 步驟2包括以下步驟：
[0036] 步驟2. 1、首先將標(biāo)定板置于鏡頭前端的焦平面上，標(biāo)定板上有一條直線和一個(gè) 圓，拍攝標(biāo)定板獲得標(biāo)定板圖像fl，
[0037] 步驟2. 2、將標(biāo)定板圖像Π 通過投影儀投影在標(biāo)定板上獲得標(biāo)定板投影圖像f2， 拍攝標(biāo)定板投影圖像f2與標(biāo)定板圖像Π 的重疊圖像得到混合圖像f3 ;
[0038] 步驟2. 3、用大津算法對(duì)混合圖像f3進(jìn)行二值化分割，得到二值化圖像；
[0039] 步驟2. 4、利用霍夫變換檢測(cè)出混合圖像f3中標(biāo)定板圖像Π 對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo) (HiDn1)和標(biāo)定板投影圖像f2對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo)（m2，n2);
[0040] 計(jì)算出兩圓心之間沿X軸方向距離Xs= m ^m2，沿y軸方向距離Ys= η「n；；，獲得距 離偏差XjP Y s;
[0041] 步驟2. 5、根據(jù)距離偏差&和Y s對(duì)標(biāo)定板圖像Π 坐標(biāo)進(jìn)行距離補(bǔ)償；
[0042] 步驟2. 6,將步驟2. 5中進(jìn)行距離補(bǔ)償后的圖像作為新的標(biāo)定板圖像Π 重復(fù)步驟 2. 2-步驟2. 4,判斷新的距離偏差是否為0,如果新的距離偏差為0,則距離偏差為前次求得 的距離偏差；如果新的距離偏差不為0,則距離偏差為前次求得的距離偏差的反向值。
[0043] 所述紅外光源，是紅外發(fā)光二極管，波長范圍為750nm，760nm，