一种红外引导超声定位的静脉穿刺系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种静脉穿刺辅助器械，具体涉及一种红外引导超声定位的静脉穿刺系统，属于医疗器械设备技术领域。
【背景技术】
[0002]静脉输液在临床医学上是减缓病情促进病人恢复的一个很重要的方式。静脉穿刺是医护人员必需的技能，对医护人员的专业技能和工作经验要求极高。目前大部分静脉穿刺主要依靠医护人员进肉眼观察和手指触摸来进行血管位置的判断。由于浅静脉纤细，少儿、肥胖患者因皮下脂肪较厚无法显示静脉，年老体弱患者因长期静脉穿刺导致浅静脉硬化而失去弹性，水肿、皮肤较黑的患者其静脉也难以发现。这些情况下无法通过观看和触摸来识别静脉，穿刺极为困难，常常多次穿刺都无法成功，不仅给医护人员增加心理压力，也给患者带来巨大痛苦。
[0003]近年，临床上使用超声引导中心静脉穿刺、股静脉穿刺，超声引导深静脉穿刺置管术具有很好的发展。然而深静脉置管需要大量的准备工作以及复杂的杀菌消毒的过程，为了保证患者安全需要专门的护理人员，避免患者感染和并发症。而且静脉置管操作技术难度高，需要对医护人员进行专门的培训。另外，静脉置管的医疗成本也很高。由于浅静脉穿刺定位困难，很多患者选择深静脉穿刺置管，这样不仅增加了患者的医疗风险和医疗成本，也增加了医护人员的工作量。因此，解决浅静脉穿刺的定位问题非常必要。
[0004]为了解决上述问题，技术人员开始研发各种医疗器械来帮助医护人员对血管进行定位，例如专利号为201410026491.7中所描述的“血管影像定位装置”。该系统通过透射式光源向人体发射检测光，实现了被测血管原位成像的功能。然后上述专利只能确定静脉血管的位置，医护人员无法对血管深度进行判断，影响对入针角度和走针深度的掌握，无法确定针头是否穿刺成功。因此，迫切需要新的医疗器械既能定位静脉血管，又能检测血管深度。
【发明内容】
[0005]本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种红外引导超声定位的静脉穿刺系统，该技术方案不仅具有静脉血管定位功能，而且超声探头对血管进行深度识别，实现实时观察穿刺针动态和深度，调整穿刺针角度，降低静脉穿刺难度，提高穿刺精度。
[0006]为了解决上述存在的问题，本发明公开的技术方案如下:红外引导超声定位的静脉穿刺系统，其特征在于，所述穿刺系统包括红外引导单元和超声定位单元，所述红外引导单元包括红外光源，信号采集单元，红外图像处理单元以及图像投射单元或者红外图像显示单元或者图像投射单元和红外图像显示单元，所述超声定位单元包括高频超声探头，超声图像处理单元，超声图像显示单元，以及固定在超声探头上的穿刺针连接架。
[0007]作为本发明的一种改进，所述红外光源发射波长为730nm~990nm的红外光照射在人体被测部位，信号采集单元对光信号进行采集并通过图像处理单元进行信号分析和处理，对图像进行优化并凸显血管部分后得到清晰可视的血管影像；图像投射单元将处理过的图像在人体被测部位进行投射，实现原位成像功能；红外图像显示单元将图像处理单元处理的图像在显示屏进行显示。在实际应用中，图像投射单元和红外图像显示单元选择其中一个，红外图像处理单元将处理后的图像传送至图像投射单元，即在人体被测部位进行投射；或者红外图像处理单元将处理后的图像传送至红外图像显示单元，将处理过的图像在显示屏进行显示；当然图像投射单元和红外图像显示单元也可以同时设置，图像投射单元和红外图像显示单元同时设置时可通过开关进行切换，医护人员可根据最便于观察及穿刺的方式进行选择切换。
[0008]作为本发明的一种改进，所述超声探头在血管位置通过发射和接收超声波，接收到血管图像信号通过超声图像处理单元进行信号处理，在超声图像显示单元显示出血管的超声图像。医护人员可根据显示的超声图像来观察穿刺针的动态和穿刺深度，判断是否穿刺成功。所述的高频超声探头可设置为线阵探头，或凸阵探头，或相控阵探头，频率范围是8?100MHz 0
[0009]作为本发明的一种改进，所述红外图像处理单元和超声图像处理单元均可由FPGA处理器、DSP处理器或者ARM处理器电子电路实现。
[0010]作为本发明的一种改进，所述红外图像显示单元和超声图像显示单元由两个显示屏单独进行显示，或者通过图像处理单元进行数据处理，将红外单元获得的血管图像和超声探测的血管图像进行融合计算为三维图像由一个显示屏显示。
[0011]—种红外引导超声定位的静脉穿刺系统，所述静脉穿刺系统包括底座，设置在底座上的支撑杆、固定在支撑杆上的血管定位装置、以及超声探头，所述血管定位装置上设置有血管定位显示屏，所述超声探头通过超声装置连接杆设置在支撑杆上。
[0012]作为本发明的一种改进，所述支撑杆上设置有高度调节装置。调节装置对红外引导装置的高度进行微度调节，使血管图像显示处在更加清晰的状态。
[0013]作为本发明的一种改进，所述超声装置连接杆实现360°扭转。方便医护人员使用超声探头。
[0014]作为本发明的一种改进，所述超声探头上设置有穿刺针连接架，穿刺针通过连接架固定在超声探头上，所述穿刺针连接架固定在超声探头的正面或者侧面。所述穿刺针连接架使穿刺针可在一定角度内进行调节，该角度范围为O — 60°。
[0015]作为本发明的一种改进，所述底座上设置有穿刺部位放置区，以及调节开关，通过调节开关调节穿刺部位放置区的大小，适应不同人群及不同部位。
[0016]作为本发明的一种改进，所述底座上设置有超声显示屏，用于显示血管深度和血管走向，便于医护人员进行穿刺。
[0017]相对于现有技术，本发明的优点如下:1)本发明整体结构设计巧妙，结构紧凑；2)该技术方案将血管影响定位以及血管深度检测的方案合二为一，实现实时观察走针角度和深度，降低静脉穿刺难度，提高穿刺精度；3)该技术方案彻底解决血管穿刺困难问题，定位准确，穿刺过程可视化。通过红外技术进行原位成像和显示屏显示，可以准确定位血管，使医护人员快速方便找到血管，超声技术彻底解决了以前血管穿刺盲穿的缺点，超声显示屏使穿刺过程可视化，方便医护人员调整进针角度和穿刺针深度；4)该技术方案中红外光源选择的波长范围是730nm~990nm，该波长范围内的红外光更易被血管吸收，而人体组织吸收较弱，根据这一原理可实现血管成像。红外单元通过驱动电路向人体发射探测光；5)该技术方案中设置了高度调节装置，实现对红外引导装置进行调节，使得血管图像显示处在更加清晰的状态。6)该系统中的超声波显示屏清晰的显示了血管的深度和走向，便于医护人员对血管进行穿刺，提高穿刺的成功率；7)该技术方案降低穿刺难度，提高穿刺精度，大大减少患者痛苦，同时节约医护人员的时间，缩小医护人员的工作量，操作简单方便，易于掌握，并且成本较低，便于市场推广应用。
【附图说明】
[0018]图1是红外引导超声定位的静脉穿刺系统示意图；
图2是静脉穿刺系统的一种实施例结构示意图；
图3是血管穿刺结构示意图；
其中:201是装置底座；202血管定位装置；203超声探头；204血管定位显示屏；205超声显示屏；206穿刺部位放置区；207穿刺部位放置区调节开关；208支撑杆；209超声装置连接杆；210穿刺针连接架；211穿刺针；212高度调节装置。301超声传导凝胶；302静脉血管。
【具体实施方式】
[0019]为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明。
[0020]实施例1:参见图1，一种红外引导超声定位的静脉穿刺系统，所述穿刺系统包括红外引导单元101和超声定位单元107，所述红外引导单元101包括红外光源102，信号采集单元103，红外图像处理单元104，图像投射单元105或者红外图像显示单元106，所述超声定位单元107包括超声探头108，超声图像处理单元109，以及超声图像显示单元110。该技术方案中所述红外光源102发射波长为730nm~990nm的红外光照射在人体被测部位，信号采集单元103对光信号进行采集并通过图像处理单元104进行信号分析和处理，对图像进行优化并凸显血管部分后得到清晰可视的血管影像；图像投射单元105将处理过的图像在人体被测部位进行投射，实现原位成像功能；红外图像显示单元106将图像处理单元104处理的图像在显示屏进行显示。所述超声探头108在血管位置通过发射和接收超声波，接收到血管图像信号通过超声图像处理单元109进行信号处理，在超声图像显示单元110显示出血管的超声图像。医护人员可根据显示的超声图像来观察穿刺针的动态和穿刺深度，判断是否穿刺成功。该技术方案中，信号采集单元103用于采集红外光源投射的人体表面被测部位的漫反射光或透射光的空间分布图像。红外光源发射到人体后，不同组织对红外光吸收不同，信号采集单元103对光信号进行采集，得到的信号通过图像处理单元进行分析处理。图像处理单元对信号采集单元103采集的图像进行信号处理，去除噪音部分，分辨出血管和非血管部分，并将处理结果传递到图像显示单元。图像投射单元105和红外图像显示单元106，接收图像处理单元的信号，将图像投射到人体表面被测部位显示血管影像实现原位成像。根据需要，可将图像处理单元得到的图像信号传输到显示屏上显示被测部位血管图像。在实际应用中，图像投射单元105和红外图像显示单元106选择其中一个，红外图像处理单元将处理后的图像传送至图像投射单元，即在人体被测部位进行投射；或者红外图像处理单元将处理后的图像传送至红