本發(fā)明涉及血管顯像儀設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于共聚焦的血管顯像儀。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的日益提高，肥胖患者人群不斷增多，加之嬰幼兒和ICU病房患者對(duì)醫(yī)護(hù)人員扎針穿刺技術(shù)的高精準(zhǔn)要求，使得在醫(yī)患關(guān)系本就脆弱的現(xiàn)實(shí)情況下，患者對(duì)多次扎針、甚至扎不上針的情況變得十分敏感。利用了血管中血紅蛋白對(duì)近紅外光的吸收率與其他組織不同的原理，將皮下血管原位投影顯示在皮膚表面，目前市場(chǎng)上出現(xiàn)了“投影式紅外血管顯像儀”，采用近紅外圖像傳感器(Charge-coupled Device，CCD)對(duì)血管進(jìn)行成像，并采用可見光將血管位置投影到皮膚上，部分解決了肥胖患者和嬰幼兒患者扎針難的問題。

現(xiàn)有的基于CCD的近紅外成像技術(shù)只能提供血管的橫向位置信息，而不能提供血管的縱向位置信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：一種利用共聚焦技術(shù)的無損光學(xué)層析能力，并在體原位實(shí)時(shí)提供血管的三維位置信息的基于共聚焦的血管顯像儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于共聚焦的血管顯像儀，包括：光源模塊、共聚焦掃描模塊、探測(cè)模塊、彩色投影模塊及系統(tǒng)控制模塊，其中：

所述共聚焦掃描模塊包括XY光束掃描機(jī)構(gòu)及掃描透鏡機(jī)構(gòu)，所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)光斑遍歷待成像區(qū)域，所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)不同深度層次的光學(xué)聚焦；所述探測(cè)模塊包括帶針孔的探測(cè)器、聚焦透鏡及分光機(jī)構(gòu)，所述系統(tǒng)控制模塊與所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)、所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)、所述探測(cè)器及所述彩色投影模塊均電性連接；

所述光源模塊出射的照明光經(jīng)所述分光機(jī)構(gòu)反射后依次進(jìn)入所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)及所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)后聚焦于待檢測(cè)組織上，所述待檢測(cè)組織吸收所述照明光產(chǎn)生并反射近紅外光；

所述近紅外光光束依次經(jīng)所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)、所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)后透射出所述分光機(jī)構(gòu)、再經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦于所述探測(cè)器的針孔處，所述探測(cè)器接收近紅外光信號(hào)并將所述紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)后傳輸至所述系統(tǒng)控制模塊；

所述系統(tǒng)控制模塊根據(jù)所述光電信號(hào)和所述共聚焦掃描模塊的掃描位置對(duì)所述待檢測(cè)組織的血管位置進(jìn)行標(biāo)記，生成表征所述待檢測(cè)組織的血管深度信息的血管信息圖像，并將所述血管信息圖像傳輸至所述彩色投影模塊；

所述彩色投影模塊根據(jù)所述血管信息圖像對(duì)所述待檢測(cè)組織的皮膚成像區(qū)域進(jìn)行可見光彩色投影。

在一些實(shí)施例中，所述光源模塊包括近紅外光源。

在一些實(shí)施例中，所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)具有Z軸位移功能。

在一些實(shí)施例中，所述探測(cè)器為近紅外探測(cè)器。

在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)控制模塊還電性連接于所述光源模塊。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明提供的一種基于共聚焦的血管顯像儀，包括：光源模塊、共聚焦掃描模塊、探測(cè)模塊、彩色投影模塊及系統(tǒng)控制模塊，所述共聚焦掃描模塊包括XY光束掃描機(jī)構(gòu)及掃描透鏡機(jī)構(gòu)，所述探測(cè)模塊包括帶針孔的探測(cè)器、聚焦透鏡及分光機(jī)構(gòu)，所述光源模塊出射的照明光經(jīng)所述分光機(jī)構(gòu)反射后依次進(jìn)入所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)及所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)后聚焦于待檢測(cè)組織上，所述待檢測(cè)組織吸收所述照明光產(chǎn)生并反射近紅外光；所述近紅外光光束依次經(jīng)所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)、所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)后透射出所述分光機(jī)構(gòu)、再經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦于所述探測(cè)器的針孔處，所述探測(cè)器接收近紅外光信號(hào)并將所述紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)后傳輸至所述系統(tǒng)控制模塊；所述系統(tǒng)控制模塊根據(jù)所述光電信號(hào)和所述共聚焦掃描模塊的掃描位置對(duì)所述待檢測(cè)組織的血管位置進(jìn)行標(biāo)記，生成表征所述待檢測(cè)組織的血管深度信息的血管信息圖像，并將所述血管信息圖像傳輸至所述彩色投影模塊，所述彩色投影模塊根據(jù)所述血管信息圖像對(duì)所述待檢測(cè)組織的皮膚成像區(qū)域進(jìn)行可見光彩色投影，本發(fā)明提供的基于共聚焦的血管顯像儀，利用共聚焦技術(shù)的無損光學(xué)層析能力，可以提供血管的三維位置信息，能為醫(yī)護(hù)人員更好的提供肥胖患者和嬰幼兒患者血管信息，方便醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行扎針，減輕患者的痛苦，提高穿刺成功率，縮短穿刺時(shí)間，降低醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度，減少醫(yī)療糾紛，提高醫(yī)院信譽(yù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于共聚焦的血管顯像儀結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：光源模塊110、共聚焦掃描模塊120、探測(cè)模塊130、系統(tǒng)控制模塊140、彩色投影模塊150、XY光束掃描機(jī)構(gòu)121、掃描透鏡機(jī)構(gòu)122、探測(cè)器131、聚焦透鏡132、分光機(jī)構(gòu)133。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參考圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于共聚焦的血管顯像儀100的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：光源模塊110、共聚焦掃描模塊120、探測(cè)模塊130、系統(tǒng)控制模塊140及彩色投影模塊150。

優(yōu)選地，所述光源模塊110包括近紅外光源。這里需要說明的是，與傳統(tǒng)血管顯像儀使用的近紅外光源不同，傳統(tǒng)的血管顯像儀使用的照明方式是面照明，而發(fā)明提供的共聚焦成像方式中，采用的照明方式是點(diǎn)照明。

可以理解，近紅外光源用于在對(duì)皮下血管成像過程中的照明光，在共聚焦掃描成像過程中，利用血管和皮膚其他組織對(duì)近紅外光吸收率的差異來實(shí)現(xiàn)皮下血管和其他組織的區(qū)別。

所述共聚焦掃描模塊120包括XY光束掃描機(jī)構(gòu)121及掃描透鏡機(jī)構(gòu)122。所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)121用于驅(qū)動(dòng)光斑遍歷待成像區(qū)域，所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)122用于實(shí)現(xiàn)不同深度層次的光學(xué)聚焦。

優(yōu)選地，所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)122具有Z軸位移功能。

探測(cè)模塊130包括帶針孔的探測(cè)器131、聚焦透鏡132及分光機(jī)構(gòu)133。

所述探測(cè)器130為近紅外探測(cè)器。需要說明的是，傳統(tǒng)血管顯像儀也使用可以接收紅外光的面陣探測(cè)器。而在本發(fā)明提供的在共聚焦成像中，一般可以采用如APD，PMT等點(diǎn)探測(cè)器，同時(shí)，也可以采用面陣探測(cè)器的情況。

可以理解，帶針孔的紅外探測(cè)器用于接收來自皮膚的反射近紅外光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并傳遞給系統(tǒng)控制模塊140，其中針孔起到空間濾波器的作用。聚焦透鏡132用于將來自掃描系統(tǒng)的平行光束聚焦。分光機(jī)構(gòu)133用于將照明光導(dǎo)向掃描機(jī)構(gòu)，將信號(hào)光導(dǎo)向探測(cè)器光路。

系統(tǒng)控制模塊140與所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)121、所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)122、所述探測(cè)器131及所述彩色投影模塊150均電性連接。

可以理解，系統(tǒng)控制模塊140通過控制共聚焦掃描模塊，采用共聚焦點(diǎn)成像的方式對(duì)皮膚進(jìn)行快速三維光學(xué)層析成像，獲得表層血管在皮膚的三維位置信息，而通過表層血管在皮膚的三維位置信息生成成像區(qū)域的三維血管信息圖，該信息圖中采用不同的色彩代表血管的不同深度。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)控制模塊140還電性連接于所述光源模塊110，用于控制光源模塊110出射光束的功率和波長(zhǎng)。

本發(fā)明提供的基于共聚焦的血管顯像儀100其工作原理如下：

所述光源模塊110出射的照明光經(jīng)所述分光機(jī)構(gòu)133反射后依次進(jìn)入所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)121及所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)122后聚焦于待檢測(cè)組織上，所述待檢測(cè)組織吸收所述照明光產(chǎn)生并反射近紅外光；

所述近紅外光光束依次經(jīng)所述掃描透鏡機(jī)構(gòu)122、所述XY光束掃描機(jī)構(gòu)121后透射出所述分光機(jī)構(gòu)133、再經(jīng)所述聚焦透鏡132聚焦于所述探測(cè)器131的針孔A處，所述探測(cè)器接131收近紅外光信號(hào)并將所述紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)后傳輸至所述系統(tǒng)控制模塊140；

所述系統(tǒng)控制模塊140根據(jù)所述光電信號(hào)和所述共聚焦掃描模塊120的掃描位置對(duì)所述待檢測(cè)組織的血管位置進(jìn)行標(biāo)記，生成表征所述待檢測(cè)組織的血管深度信息的血管信息圖像，并將所述血管信息圖像傳輸至所述彩色投影模塊150；

所述彩色投影模塊150根據(jù)所述血管信息圖像對(duì)所述待檢測(cè)組織的皮膚成像區(qū)域進(jìn)行可見光彩色投影。

本發(fā)明提供的基于共聚焦的血管顯像儀100，利用共聚焦技術(shù)的無損光學(xué)層析能力，可以提供血管的三維位置信息，能為醫(yī)護(hù)人員更好的提供肥胖患者和嬰幼兒患者血管信息，方便醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行扎針，減輕患者的痛苦，提高穿刺成功率，縮短穿刺時(shí)間，降低醫(yī)護(hù)人員的工作強(qiáng)度，減少醫(yī)療糾紛，提高醫(yī)院信譽(yù)。

當(dāng)然本發(fā)明的基于共聚焦的血管顯像儀還可具有多種變換及改型，并不局限于上述實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)?？傊?，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說顯而易見的變換或替代以及改型。