[发明专利]基于近红外光谱技术的静脉穿刺系统

摘要

本发明提供了一种基于近红外光谱技术的静脉穿刺系统，本发明的静脉穿刺系统基于近红外光谱技术，利用近红外波段光谱对人体组织的良好通透性及该波段光谱对不同组织分子的光学性质存在差异进行光学算法分析，计算出静脉走行并实施静脉穿刺。基于本发明的静脉穿刺系统能够实现静脉精确定位及穿刺自动化，无需医护人员操作，节省医疗资源。

主权项

1.一种基于近红外光谱技术的静脉穿刺系统，其特征在于，包括：治疗床；制动装置，用于限制病人活动及固定穿刺部位；探测装置，包括中心的近红外光源及其周围按照矩阵排列的摄像探头，所述近红外光源用于输出不同频率、波长及强度的近红外光照射于穿刺部位，所述摄像探头用于高频同步采集人体对近红外光的反射图像；消毒装置，用于在病人穿刺部位皮肤执行消毒操作；穿刺装置，用于执行穿刺操作；加压装置，用于在穿刺静脉的近心端预定位置的皮肤执行加压操作，加压装置与病人皮肤接触部位设置有压力感受器，用于采集压力数据；第一机械臂，所述第一机械臂的一端固定在所述治疗床上，所述第一机械臂的另一端与所述制动装置连接；第二机械臂，所述第二机械臂的一端固定在所述治疗床上，所述第二机械臂的另一端先后与所述探测装置、所述消毒装置及所述穿刺装置连接；第三机械臂，所述第三机械臂的一端固定在所述治疗床上，所述第三机械臂的另一端与所述加压装置连接；多个参照红外光源，分别设置于所述治疗床、所述制动装置、所述探测装置，所述消毒装置，所述穿刺装置及所述加压装置上，用于标识位置信息；多个红外摄像头，用于采集病人及所述多个参照红外光源的多组二维图像；数据采集单元，用于采集病人的个人信息和穿刺部位信息；其中，所述个人信息包括病人年龄、性别、身高、体重、胸围、腰围、皮下脂肪厚度数据；服务器，分别与所述多个红外摄像头、所述数据采集单元、所述探测装置及所述压力感受器连接，用于接收所述个人信息、所述穿刺部位信息、所述多组二维图像、所述人体对近红外光的反射图像、所述多个红外摄像头的信息、所述探测装置的信息及所述压力数据；基于所述多组二维图像及所述多个红外摄像头的信息计算出病人的人体三维轮廓信息，采用人体轮廓识别技术计算出病人身体各部位位置信息，并计算出所述治疗床、所述制动装置、所述探测装置、所述消毒装置、所述穿刺装置及所述加压装置位置信息；基于所述人体三维轮廓信息及所述个人信息，计算各部位皮下脂肪厚度及静脉走行深度；基于所述人体三维轮廓信息、所述治疗床、所述制动装置、所述探测装置、所述消毒装置、所述穿刺装置及所述加压装置位置信息、所述压力数据和所述穿刺部位信息发出支配所述第一机械臂、所述第二机械臂和/或所述第三机械臂的调整位置指令，并计算出加压前后与所述人体三维轮廓信息整合的静脉三维走行图，以确定穿刺点和穿刺路径；其中，所述红外摄像头的信息包括各个红外摄像头的位置及角度信息；所述探测装置的信息包括多个摄像探头的位置及角度信息、近红外光源输出频率、波长及强度数据。