块位于腕部固定支架下方，待采集血气人员腕部经由腕部固定支架固定后，腕部桡侧2向上。
[0034]102、近红外光源模块。
[0035]其中，近红外光源模块发射近红外光。
[0036]具体的，近红外光源模块包括三个近红外灯，照射病人手腕背部某一区域。
[0037]103、图像采集模块。
[0038]其中，采集的是病人腕部桡侧图像。
[0039]具体的，图像采集模块包括三台近红外相机，其镜头分别对准聚焦于病人腕部桡侧2的待进针采集区域，并确保三台近红外相机能采集到由腕部背面三台近红外灯经由腕部透射过来的包含有腕部内血管影响的近红外光。
[0040]104、图像处理模块。
[0041 ] 其中，处理的是图像采集模块采集到的图像。
[0042]具体的，图像处理模块中的微处理器接收图像采集模块中三台近红外相机采集的腕部桡侧图像。微处理器对三台近红外相机采集到的同一区域但采集角度不同的图像进行多视角三维重建运算。由于近红外光源透过腕部并被近红外相机所采集，采集到的图像包含清晰丰富的血管影像，三台近红外相机采集的区域相同但由于采集角度不同，导致每台相机都能采集到相同的血管，但血管的分布和在图像中的位置却由于角度不同而有所偏差，通过这些偏差，就可以利用多视角三维重建算法把采集到的血管的二维位置信息扩充至三维位置信息，恢复出血管在腕部内的分布情况。再通过血管粗细判断，以及根据动脉血和静脉血中含氧血红蛋白的不同导致的血红蛋白对近红外光的吸收率不同区分动脉血管和静脉血管，结合血管的三维位置信息，粗细信息和动脉血管判断，将距离腕部桡侧表皮最近且较粗的动脉血管的三维位置信息输出至显示模块。当医生确认将对该动脉血管进行血气采集时，图像处理模块将固定该血管三维位置信息，并调用图像采集模块实时采集医生的进针情况并将图像输出至显示模块。
[0043]105、显示模块。
[0044]其中，显示的是从图像处理模块得出的腕部动脉血管三维位置信息，当医生确定对该血管进针采集血气时，该血管的三维位置信息固定显示并再显示进针的实时图像，医生可根据进针时的实时图像和血管的三维位置信息修正进针，起到指引进针的作用。
[0045]工作原理:近红外光源模块包括三个近红外灯，近红外光源照射腕部背面，为图像采集模块提供近红外光；图像采集模块通过由腕部背面透射到腕部桡侧的近红外光可以采集腕部内的血管影响；图像采集模块中所包含的三台近红外相机采集腕部桡侧待采集区域同一位置的图像信息；图像处理模块根据同一采集区域和不同的采集角度，运用多视角三维重建技术，通过分析和处理，可获得血管的三维位置信息，运用图像处理技术，依据静脉血和动脉血中血红蛋白含氧量不同导致的近红外光吸收率不同，可在采集到的图像中标定腕部动脉血管，排除腕部静脉血管；并根据血管的三维位置信息，血管的粗细程度，挑选出距离腕部桡侧表皮最近且较粗的动脉血管，并由显示模块显示其三维位置信息。当医生确定对该血管进针采集血气时，显示模块固定显示该血管三维位置信息，并实时显示医生的进针情况，使医生可通过三维位置信息和进针的情况进行修正。
[0046]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种基于图像引导的血气采集装置，其特征是，包括腕部固定支架，所述腕部固定支架的上方设有图像采集模块，图像采集模块将采集的图像传送至图像处理模块，图像处理模块还与红外光源模块相连，图像处理模块接收并处理图像采集模块采集到的图像信息，最后将处理信息输出至显示模块； 所述图像处理模块包含微处理器，能够接收图像采集模块采集到的病人腕部桡侧同一区域多个不同采集角度的图像，微处理器通过采集的图像中的血管影像，利用多视角三维重建算法，恢复出病人腕部内血管的粗细情况及分布情况，并根据血红蛋白对近红外光的选择性吸收特点区分动脉和静脉，提供相对较粗并且距离表皮较近的桡动脉位置信息，指引进行血气采集。
2.如权利要求1所述的一种基于图像引导的血气采集装置，其特征是，所述腕部固定支架为中空圆柱形，图像采集模块包括三台近红外相机，腕部固定支架的正上方设有三个圆形孔洞，每个空洞内嵌入一台近红外相机，图像采集模块后方固定有图像处理模块。
3.如权利要求1所述的一种基于图像引导的血气采集装置，其特征是，所述腕部固定支架的下方且图像采集模块的正下方设有三个圆形孔洞，每个空洞内嵌入近红外灯，三台近红外灯构成红外光源模块；显示模块通过数据传输线连接图像处理模块，固定于腕部固定支架上方。
4.如权利要求1所述的一种基于图像引导的血气采集装置，其特征是，所述图像采集模块的三台近红外相机分别位于病人腕部桡侧上方、桡侧左方和桡侧右方三台近红外相机对准病人腕部桡侧同一区域采集穿透病人腕部的近红外光形成的影像，根据血红蛋白对近红外光有明显的选择性吸收的特点，透过病人腕部的近红外光形成的影像可以清楚的反映病人腕部内血管的影像，三台近红外相机的采集区域相同但采集角度不同。
5.如权利要求1所述的一种基于图像引导的血气采集装置，其特征是，所述红外光源模块的三台近红外灯分别位于病人腕部背面上方、背面左方和背面右方，同时对病人腕部背面的某个区域照射近红外光，由于近红外光有较强的穿透性，近红外光穿透病人腕部并使位于病人腕部桡侧上方的图像采集模块能清楚地采集到病人腕部内的血管信息。
6.基于权利要求1所述的一种基于图像引导的血气采集装置的血气采集方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤一:首先通过腕部固定支架固定病人腕部，防止其移动，调整图像采集模块中三台近红外相机的角度使其采集病人腕部桡侧同一区域，调整红外光源模块中的三个近红外灯使其照射病人腕部背面同一区域，并使这两片区域处于同一中轴线上，确保三个近红外灯照射出来的近红外光能透过病人腕部并被三台近红外相机采集到； 步骤二:红外光源模块所包含的三个近红外灯对病人腕部背面同一区域照射近红外光；再由图像采集模块所包含的三台近红外相机采集病人腕部桡侧同一区域的影像； 步骤三:三台近红外相机采集到的图像信息由图像处理模块接收，图像处理模块中的微处理器对三台近红外相机采集到的腕部桡侧同一区域但采集角度不同的图像信息进行处理，获得桡动脉位置信息； 步骤四:显示模块显示桡动脉位置信息，并通过图像采集模块实时显示腕部图像； 步骤五:医护人员根据显示模块上的桡动脉位置信息进针采集血气，并通过实时显示图像上得知进针的情况。
【专利摘要】本发明公开了一种基于图像引导的血气采集装置及方法，包括腕部固定支架，腕部固定支架的正上方固定有图像采集模块，腕部固定支架的正下方固定有红外光源模块，图像采集模块将采集的图像传送至图像处理模块，图像处理模块将处理的结果通过显示模块进行显示。本发明能够实现医护人员根据显示模块上的桡动脉位置信息和指引信息进针采集血气，并通过实时显示图像上得知进针的情况。三台相机同时采集病人腕部图像，数据的采集精确。
【IPC分类】A61B5-00
【公开号】CN104799815
【申请号】CN201510135777
【发明人】肖晓燕, 孙育霖, 刘治, 张伟, 聂明钰, 宿方琪, 唐波
【申请人】山东大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月26日