一种静脉血管导航装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗护理器械领域，特别是一种静脉血管导航装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在临床诊疗和护理中，静脉注射、穿刺、抽血等都是十分常见的操作，其中都需要 找到病人血管后，再进行处理，但某些病人在临床上具有特殊性，难于用肉眼直接判断其位 置和深度，给这些处理带来了相当大的难度，如血管细小的婴幼儿，皮下脂肪过厚的肥胖人 群，癌症晚期病人等。因此在治疗时，往往会导致操作重复，失误率高，使得病人多次忍受操 作带来的痛苦，同时也使医患关系紧张，增加了双方的负担。
[0003] 为了解决这一问题，专利号为 201120040761. 1，CN202843584U，CN101810482 等专 利，采用红外光直接照射打针区域，采用感光元器件进行采图，然后增强图像的对比度，使 得血管和其它组织差别明显，在显示器上进行显示，虽然结构各自不同，但功能都是护士在 显示器上进行静脉图像的观看，然后再根据记忆，去进行操作，无法实时直观观察。针对这 种缺陷，专利CN202821303U，CN203408033U，专利号为03242235. 0等，增加了一个投影装 置，将感光元器件采到的图进行一系列图像处理后，通过投影装置将图像投影在皮肤表面， 直观的指导医生操作。但是这些方法很难实现实际图像和拍摄图像的对准，同时结构也非 常复杂，且精度难于保证。专利号为200710156506. 1的发明专利，利用行扫描镜依次反射 红外激光器发出的红外光扫描待扫描皮肤区域，并利用红外探测器探测反射信号，经过处 理后转换成对应的投影可见光信号，经发射投射到扫描皮肤表面，形成静脉图像。该方法装 置复杂，图像质量受限于扫描镜的频率，无法满足实际实时观测需求。同时该装置采用激光 发生器，功率较大，操作不当容易产生医疗事故。
[0004] 本发明针对以上问题，公开了一种新型的静脉血管导航仪，辅助医生对血管进行 操作，具有结构紧凑，实时性好的特点，可将处理后的图像1 :1完全投影在皮肤表面。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种可以实时在线显示在患者皮肤表面直接显示血管脉 络的装置，其操作简单，可作为医院治疗，随军配备，家庭护理的医疗装置。
[0006] 为实现上述目的所采用的具体技术方案如下：
[0007] -种静脉图像获取与显示装置，包括下壳体和与下壳体配合的上盖，下壳体的底 部开设有光路窗口，下壳体的底部设置有连接板，连接板上设置有光路底板和相机方座，光 路底板上设置有投影模块，相机方座上设置有成像模块，投影模块的出射光通过光路窗口 出射，从光路窗口进入的入射光线在成像模块内成像，下壳体内还设置有分别与投影模块 和成像模块连接的核心电路板。
[0008] 如上所述的投影模块的出射光线经过冷镜反射后从光路窗口出射，从光路窗口进 入的入射光线透过冷镜后在成像模块内成像。
[0009] 如上所述的投影模块的出射光线经过反射镜反射后从光路窗口出射，从光路窗口 进入的入射光线直接在成像模块内成像。
[0010] 如上所述的光路底板为横向放置，相机方座为竖向放置，光路底板与相机方座连 接处为45度斜面，冷镜设置在45度斜面处，投影模块的出射光线和从光路窗口进入的入射 光线均与冷镜呈45度。
[0011] 如上所述的投影模块包括固定在光路底板上投影支座，投影支座上固定有投影仪 模块，投影仪模块与投影仪电路板连接，光路底板上开设有通风孔，通风孔一侧固定有散热 风扇，通风孔另一侧固定有散热片，散热片设置在投影仪模块上。
[0012] 如上所述的成像模块包括通过支柱固定在相机方座上的成像电路，成像电路上设 置有镜头座，镜头座上设置有镜头。
[0013] 如上所述的下壳体为U形空腔结构，下壳体的前端面上设置有方孔和前端凹槽， 方孔内固定有液晶显示板，前端凹槽内固定有薄膜按键。
[0014] 如上所述的下壳体的底部开设有阶梯孔，连接板上设置有LED驱动电路板，LED驱 动电路板上设置有LED灯珠，阶梯孔内设置有聚光灯杯，下壳体的底面开设有方槽，方槽内 设置有窗口玻璃，窗口玻璃将聚光灯杯压紧在LED驱动电路板上。
[0015] -种静脉血管导航方法，包括以下步骤：
[0016] 步骤1、对投影仪投影在人体体表的图像进行角度偏差校准，获得角度偏差；
[0017] 步骤2、对投影仪投影在人体体表的图像进行距离偏差校准，获得距离偏差；
[0018] 步骤3、利用近红外光摄像头采集人体体表图像；
[0019] 步骤4、利用高斯滤波去除人体体表图像中的噪声；
[0020] 步骤5、根据Retinex算法去除步骤4中获得图像中的光照不均匀性；
[0021] 步骤6、使用基于模糊集合的自适应边缘锐化方法增强步骤5处理后的图像；
[0022] 步骤7、将步骤6处理后的图像利用角度偏差和距离偏差进行校正；
[0023] 步骤8、将步骤7校正后的图像通过投影仪投影在人体体表。
[0024] 如上所述的步骤1包括以下步骤：
[0025] 步骤1. 1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上，标定板上有一条直线和一个 圆，拍摄标定板获得标定板图像fl，
[0026] 步骤1. 2、将标定板图像Π 通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2， 拍摄标定板投影图像f2与标定板图像Π 的重叠图像得到混合图像f3 ;
[0027] 步骤1. 3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割，得到二值化图像；
[0028] 步骤1. 4、标定板图像Π 对应的直线为L1，标定板投影图像f2对应的直线为L2, 根据霍夫变换求取检测出直线LjP L2的角度偏差Δ Θ = Θ Θ 1和Θ 2分别对应直 线M5P L 2的角度；
[0029] 步骤1. 5、求取直线为LjP L 2的交点的坐标（a。，b。）；
[0030] 步骤1. 6、根据图像旋转变化的公式：
[0032] 对标定板图像fl进行角度补偿，其中x〇、y。为标定板图像fl中像素的坐标，X ^y1 为旋转后图像进行角度补偿之后的图像的坐标；
[0033] 步骤I. 7、将步骤I. 6中进行角度补偿之后的图像作为新的标定板图像Π 并重复 步骤1. 2-1. 4,判断新的角度偏差是否为0,如果新的角度偏差为0,则获得角度偏差为前次 获得的角度偏差；否则，获得角度偏差为前次获得的角度偏差的反向值。
[0034] 如上所述的步骤2包括以下步骤：
[0035] 步骤2包括以下步骤：
[0036] 步骤2. 1、首先将标定板置于镜头前端的焦平面上，标定板上有一条直线和一个 圆，拍摄标定板获得标定板图像fl，
[0037] 步骤2. 2、将标定板图像Π 通过投影仪投影在标定板上获得标定板投影图像f2， 拍摄标定板投影图像f2与标定板图像Π 的重叠图像得到混合图像f3 ;
[0038] 步骤2. 3、用大津算法对混合图像f3进行二值化分割，得到二值化图像；
[0039] 步骤2. 4、利用霍夫变换检测出混合图像f3中标定板图像Π 对应的圆心坐标 (HiDn1)和标定板投影图像f2对应的圆心坐标（m2，n2);
[0040] 计算出两圆心之间沿X轴方向距离Xs= m ^m2，沿y轴方向距离Ys= η「n；；，获得距 离偏差XjP Y s;
[0041] 步骤2. 5、根据距离偏差&和Y s对标定板图像Π 坐标进行距离补偿；
[0042] 步骤2. 6,将步骤2. 5中进行距离补偿后的图像作为新的标定板图像Π 重复步骤 2. 2-步骤2. 4,判断新的距离偏差是否为0,如果新的距离偏差为0,则距离偏差为前次求得 的距离偏差；如果新的距离偏差不为0,则距离偏差为前次求得的距离偏差的反向值。
[0043] 所述红外光源，是红外发光二极管，波长范围为750nm，760nm，