专利名称：桡动脉位置检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及动脉位置检测领域。
背景技术：
桡动脉注射是给病人输入血液(或麻醉等药液)的一种重要医疗手段。桡动脉穿剌 技术也是医学化验的重要途径之一，常用于病人动脉血气分析标本的采集、新生儿红细胞 增多症的放血治疗、新生儿高胆红素血症的换血疗法等方面。 桡动脉是肱动脉分支，在肱桡肌与旋前圆肌之间，沿前臂桡侧伴桡神经浅支下行， 在桡腕关节上方行于肱桡肌腱与桡侧腕屈肌腱之间，动脉位置表浅，桡动脉经桡骨茎突远 端转至手背，穿第一掌骨间隙至手掌深面，与尺动脉掌深支吻合成掌深弓。在桡骨茎突掌 面，桡动脉分支行于不同方向，此处桡动脉直径平均为0. 27(0. 22 0. 23)cm。
由上述桡动脉的解剖学特点可知，桡动脉搏动范围较宽，不易定位。目前，医护人 员主要通过手指指尖触摸法来确定桡动脉的位置，依靠经验来选择进针位置。由于手指接 触面积大，其灵敏度不高，从而导致进针成功率降低，给患者带来很大的痛苦。医院迫切需 要一种能够准确指示桡动脉位置的智能化简便测量仪。 从现有研究状况看来，公开号CN1243425A的《脉搏检测方法、动脉位置检测方法 和脉搏检测装置》提出一种检测桡动脉位置的方法，是根据流过动脉周围血管的血流检测 脉搏波形的脉搏检测器来检测动脉位置。检测在手腕部多个位置检测出的动脉周围血管的 脉搏波形的极性，在从该极性反相或者处于反相过程中的位置开始到返回原来极性的位置 为止的位置范围，能够检测出位于接近动脉且包围其周围的小动脉的大致中央部位的动脉 的位置。这种方法没有给出动脉进针的明确位置，对医护人员来说，可操作性差，不能解决 实际操作中桡动脉进针成功率低的难题。
发明内容
本发明是为了解决现有的桡动脉位置检测方法检测到的桡动脉位置不准确的问 题，从而提出一种桡动脉位置检测装置及方法。 桡动脉位置检测装置，它包括桡动脉位置探测模块、成像模块和信号处理及显示 模块，所述桡动脉位置探测模块包括照明模块和探针阵列，所述探针阵列由N根探针组成， 所述N根探针排成一排，且所有探针的探测端位于同一平面上，所述平面为探测面，所有探 针的尾部固定连接在一起；成像模块对探针阵列的成像面进行成像，照明模块为成像模块
3提供辅助光源；所述成像模块的信号输出端与信号处理及显示模块的信号输入端连接，N 为大于5小于100的整数。 —种桡动脉位置检测方法，它由于以下步骤实现
步骤一、将探针阵列的探测面紧密接触腕部皮肤，并且所述探针阵列所在平面与手臂 方向垂直，所述探针阵列由N根探针组成，所述N根探针排成一排，且所有探针的探测端位 于同一平面上，所述平面为探测面，所有探针的尾部固定连接在一起，N为大于5小于100的 整数；
步骤二、在设定时间内，对步骤一中的探针阵列的侧面进行连续成像，所述设定的时间 为至少一次桡动脉跳动的时间；
步骤三、对比步骤二获得的所有探针阵列侧面的图像，对每幅图像中所有探针的探测 端形成的离散点进行分析，查找位移变化最大的离散点，然后确定所述位移变化最大的离 散点对应的探针阵列中的探针，所述探针接触的腕部皮肤的位置即为桡动脉位置。
有益效果本发明在使用时，将探针阵列垂直紧密接触腕部皮肤，通过成像模块进 行成像，然后通过信号处理及显示模块准确的确定并显示桡动脉的位置，进而完成下针操 作。
图l是本发明的结构示意图；图2是本发明具体实施方式
二的结构示意图；图3是具体实施方式
一中所述的T1时刻所成的像的示意图；图4是具体实施方式
一中所述的T2 时刻所成的像的示意图，图5是具体实施方式
一中所述探针的结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一、结合图1说明本具体实施方式
，桡动脉位置检测装置，它包括桡 动脉位置探测模块1、成像模块2和信号处理及显示模块3，所述桡动脉位置探测模块1包 括照明模块1-1和探针阵列l-2，所述探针阵列1-2由N根探针组成，所述N根探针排成一 排，且所有探针的探测端位于同一平面上，所述平面为探测面，所有探针的尾部固定连接在 一起；成像模块2对探针阵列1-2的成像面进行成像，照明模块1-1为成像模块2提供辅助 光源；所述成像模块2的信号输出端与信号处理及显示模块3的信号输入端连接，N为大于 5小于100的整数。 本实施方式所述的探针阵列1-2中所述的探针的结构如图5所示，所述的探针由 探杆l-2-l、弹簧1-2-2和探针外套1-2-3组成，弹簧1-2-2位于探针外套1_2_3内，探杆 1-2-1的一端伸入所述探针外套1-2-3内，并且所述探杆1-2-1的末端与弹簧1-2-2接触。 N根探针的探杆1-2-1的尾部固定在一起，组成探针阵列1-2。 探针的内部结构决定它可以根据动脉的振动而发生位移变化。桡动脉位置相对于 周围的部分，其振动位移最大。如图3和图4所示，设起始时刻为Tl，此时探针的位置如图3所示，A处为桡动脉所在位置，曲线31为探针阵列的位置轮廓曲线。图4是T2时刻探针 阵列的位置图，对比图3可以看出桡动脉位置A处的位移变化最大。以此作为判断桡动脉 准确的位置。 光源是影响成像模块2输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效 果。当探阵阵列l-2中探针的触头接触桡动脉处的皮肤时，其智能化的小型仪器的密封腔 内是没有任何光线的，普通的摄像头无法获取任何图像。因此，照明模块的作用是为后续清 晰成像提供光源。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对特定的应用实例，可以选择 相应的照明装置，以达到最佳成像效果。 照明模块的照射方式有背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向 照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像；前向照明是光源 和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装；结构光照明是将光栅或线光源等投射到被 测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息；频闪光照明是将高频率的光脉冲 照射到物体上，要求相机的扫描速度与光源的频闪速度同步。可根据实际需要选择任意一 种光源。 本实施方式中，可以根据实际需要设置探针阵列1-2中探针的数量以及选取每根 探针的直径。
具体实施方式
二、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的桡动脉位置检测装置 的区别在于，照明模块1-1为荧光灯。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的桡动脉位置检测装置 的区别在于，照明模块1-1为为发光二极管。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的桡动脉位置检测装置 的区别在于，照明模块1-1为光纤灯。
具体实施方式
五、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、三或四所述的桡动脉位 置检测装置的区别在于，成像模块2为CCD图像传感器。 本实施方式中，成像模块2通过CCD图像传感器可以得到各个探针不同时刻的位 移图像，位移变化最大的探针的位置就是桡动脉的位置。
具体实施方式
六、本具体实施方式
与具体实施方式
五所述的桡动脉位置检测装置
的区别在于，信号处理及显示模块3包括DSP处理模块3-1和进针位置显示模块3-2，所述
DSP处理模块3-1的信号输入端作为信号处理及显示模块3的信号输入端；所述DSP处理
模块3-1的控制信号输出与进针位置显示模块3-2的控制信号输入端连接。 本实施方式中，DSP处理模块3-1给出最终的判断结果，进针位置显示模块3-2直
观地显示桡动脉的位置，进而为医护人员提供进针准确位置。
具体实施方式
七、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、三、四或六所述的桡动 脉位置检测装置的区别在于，进针位置显示模块3-2为LED显示屏。
具体实施方式
八、本具体实施方式
与具体实施方式
七所述的桡动脉位置检测装置 的区别在于，探针阵列1-2中探针的数量为20根，所述所有探针阵列成一排；所述每根探针 的直径均为0. 7mm。
具体实施方式
九、一种桡动脉位置检测方法，它由于以下步骤实现
步骤一、将探针阵列的探测面紧密接触腕部皮肤，并且所述探针阵列所在平面与手臂方向垂直，所述探针阵列由N根探针组成，所述N根探针排成一排，且所有探针的探测端位 于同一平面上，所述平面为探测面，所有探针的尾部固定连接在一起，N为大于5小于100的 整数；
步骤二、在设定时间内，对步骤一中的探针阵列的侧面进行连续成像，所述设定的时间 为至少一次桡动脉跳动的时间；
步骤三、对比步骤二获得的所有探针阵列侧面的图像，对每幅图像中所有探针的探测 端形成的离散点进行分析，查找位移变化最大的离散点，然后确定所述位移变化最大的离 散点对应的探针阵列中的探针，所述探针接触的腕部皮肤的位置即为桡动脉位置。
具体实施方式
十、本具体实施方式
与具体实施方式
九所述的一种桡动脉位置检测 方法的区别在于，在步骤二中，采用照明装置为成像提供辅助光源。
权利要求
桡动脉位置检测装置，其特征是它包括桡动脉位置探测模块(1)、成像模块(2)和信号处理及显示模块(3)，所述桡动脉位置探测模块(1)包括照明模块(1-1)和探针阵列(1-2)，所述探针阵列(1-2)由N根探针组成，所述N根探针排成一排，且所有探针的探测端位于同一平面上，所述平面为探测面，所有探针的尾部固定连接在一起；成像模块(2)对探针阵列(1-2)的成像面进行成像，照明模块(1-1)为成像模块(2)提供辅助光源；所述成像模块(2)的信号输出端与信号处理及显示模块(3)的信号输入端连接，N为大于5小于100的整数。
2. 根据权利要求1所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于照明模块(l-l)为荧光灯。
3. 根据权利要求1所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于照明模块(l-l)为发光二 极管。
4. 根据权利要求1所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于照明模块(l-l)为光纤灯。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于成像模块(2)为 CCD图像传感器。
6. 根据权利要求5所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于信号处理及显示模块(3) 包括DSP处理模块(3-1)和进针位置显示模块(3-2 )，所述DSP处理模块(3-1)的信号输入 端作为信号处理及显示模块(3)的信号输入端；所述DSP处理模块(3-l)的控制信号输出 与进针位置显示模块(3-2)的控制信号输入端连接。
7. 根据权利要求1、2、3、4或6所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于进针位置显示 模块(3-2)为LED显示屏。
8. 根据权利要求7所述的桡动脉位置检测装置，其特征在于探针阵列(l-2)中探针的 数量为20根，所述每根探针的直径均为0. 7mm。
9. 一种桡动脉位置检测方法，其特征是它由于以下步骤实现步骤一、将探针阵列的探测面紧密接触腕部皮肤，并且所述探针阵列所在平面与手臂 方向垂直，所述探针阵列由N根探针组成，所述N根探针排成一排，且所有探针的探测端位 于同一平面上，所述平面为探测面，所有探针的尾部固定连接在一起；步骤二、在设定时间内，对步骤一中的探针阵列的侧面进行连续成像，所述设定的时间 为至少一次桡动脉跳动的时间；步骤三、对比步骤二获得的所有探针阵列侧面的图像，对每幅图像中所有探针的探测 端形成的离散点进行分析，查找位移变化最大的离散点，然后确定所述位移变化最大的离 散点对应的探针阵列中的探针，所述探针接触的腕部皮肤的位置即为桡动脉位置。
10. 根据权利要求9所述的一种桡动脉位置检测方法，其特征在于在步骤二中，采用照 明装置为成像提供辅助光源。
全文摘要
桡动脉位置检测装置及方法，涉及动脉位置检测领域。它解决了现有的桡动脉位置检测方法检测到的桡动脉位置不准确的问题。其装置它的成像模块对探针阵列的成像面进行成像，照明模块为成像模块提供辅助光源；所述成像模块的信号输出端与信号处理及显示模块的信号输入端连接。其方法将探针阵列的探测面紧密接触腕部皮肤，在设定时间内，对探针阵列的侧面进行连续成像，对比获得的所有图像，对每幅图像中所有探针的探测端形成的离散点进行分析，查找位移变化最大的离散点，然后确定所述位移变化最大的离散点对应的探针阵列中的探针，探针接触的腕部皮肤的位置即为桡动脉位置。本发明适用于桡动脉位置检测场合。
文档编号A61B5/00GK101773383SQ20101012045
公开日2010年7月14日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者唐文彦, 张晓琳, 王军, 赵岩, 马强 申请人:哈尔滨工业大学