血管识别穿刺系统、血管识别方法与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种血管识别穿刺系统、血管识别方法。

背景技术：

静脉穿刺主要用于静脉注射和静脉采血与输血等，可以说与每一个人都息息相关。

目前，临床当中，一般都是医护人员通过肉眼观察和手指触摸并凭借自身经验对被采血者的静脉血管进行识别甄选，然后再实施穿刺操作。

然而，本申请发明人发现，现有的人工操作方式除了耗时费力外，更大的弊端在于人体肉眼识别率较低，难以一次穿刺成功。此外，由于浅表静脉比较纤细，特别是皮下脂肪较厚者、老弱者和皮肤上有疤痕者更是难以识别。

因此，如何提供一种血管识别穿刺系统、血管识别方法，能够有效、准确地进行血管的识别及穿刺操作，并在一定程度上减轻被采血者的痛苦，避免对其在心理上造成不良影响，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种血管识别穿刺系统、血管识别方法，以解决现有的人工采血方式效率低且准确性差的技术问题。

本发明提供一种血管识别穿刺系统，包括：机械臂机构，所述机械臂机构上设置有扫描识别机构和穿刺机构；所述扫描识别机构用于对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管；所述穿刺机构用于对识别出的所述血管进行穿刺；所述机械臂机构用于分别带动所述扫描识别机构及所述穿刺机构进行相应的移动。

其中，所述扫描识别机构包括红外相机组件。

具体地，所述扫描识别机构还包括彩色相机组件；所述彩色相机组件设有两个，且分别位于所述红外相机组件的两侧。

进一步地，所述机械臂机构上还设置有传感器。

更进一步地，所述传感器为位移传感器。

再进一步地，所述穿刺机构为穿刺针。

实际应用时，所述血管识别穿刺系统还包括：主机壳体；所述主机壳体罩设在所述机械臂机构、所述扫描识别机构和所述穿刺机构的外侧，且所述主机壳体上设有用于穿射被采血者手臂的通孔。

进一步地，所述血管识别穿刺系统还包括：控制处理器；所述控制处理器与所述机械臂机构、所述扫描识别机构、所述穿刺机构和所述传感器分别连接。

再进一步地，所述血管识别穿刺系统还包括：显示机构，所述显示机构与所述扫描识别机构和/或所述控制处理器连接。

相对于现有技术，本发明所述的血管识别穿刺系统具有以下优势：

本发明提供的血管识别穿刺系统中，包括：机械臂机构，该机械臂机构上设置有扫描识别机构和穿刺机构；其中，扫描识别机构用于对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管；穿刺机构用于对识别出的血管进行穿刺；并且，机械臂机构用于分别带动扫描识别机构及穿刺机构进行相应的移动。由此分析可知，使用本发明提供的血管识别穿刺系统，能够方便地实现自动化穿刺采血，并有效地避免人工操作时血管识别率偏低的情况；同时，又能够降低护士的工作量，有效提高工作效率。

本发明还提供一种血管识别方法，使用如上述任一项所述的血管识别穿刺系统；包括如下步骤：通过扫描识别机构中的红外相机组件和彩色相机组件协同对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管。

具体地，所述血管识别方法，包括如下步骤：被采血者的手臂由主机壳体上的通孔中伸入；在机械臂机构的带动下通过红外相机组件和彩色相机组件协同对被采血者的手臂肘中部位进行扫描，并识别出待穿刺的血管。

所述血管识别方法与上述血管识别穿刺系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种血管识别穿刺系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种血管识别穿刺系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种血管识别方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种血管识别方法的流程示意图。

图中：1－机械臂机构；2－扫描识别机构；3－穿刺机构；21－红外相机组件；22－彩色相机组件；4－主机壳体；41－通孔；5－传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的一种血管识别穿刺系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种血管识别穿刺系统，包括：机械臂机构1，机械臂机构1上设置有扫描识别机构2和穿刺机构3；扫描识别机构2用于对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管；穿刺机构3用于对识别出的血管进行穿刺；机械臂机构1用于分别带动扫描识别机构2及穿刺机构3进行相应的移动。

相对于现有技术，本发明实施例所述的血管识别穿刺系统具有以下优势：

本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，如图1所示，包括：机械臂机构1，该机械臂机构1上设置有扫描识别机构2和穿刺机构3；其中，扫描识别机构2用于对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管；穿刺机构3用于对识别出的血管进行穿刺；并且，机械臂机构1用于分别带动扫描识别机构2及穿刺机构3进行相应的移动。由此分析可知，使用本发明实施例提供的血管识别穿刺系统，能够方便地实现自动化穿刺采血，并有效地避免人工操作时血管识别率偏低的情况；同时，又能够降低护士的工作量，有效提高工作效率。

此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，上述机械臂机构1可以为六维(六自由度)移动机构，即可以实现上下、左右、前后六个方向的移动，以及旋转、俯仰和偏摆三个形式的移动。

其中，如图1所示，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，上述扫描识别机构2可以包括有红外相机组件21，该红外相机组件21具体可以包括有：近红外ccd相机、镜头、滤光片和近红外光源及偏振片等，从而通过红外相机组件21较好地实现对手臂的皮下浅静脉进行红外图像采集，进而快速准确地找到适合进行穿刺的血管及相应的下针位置。

图2为本发明实施例提供的另一种血管识别穿刺系统的结构示意图。

具体地，为了针对血管凸出皮肤或皮肤上有疤痕的情况时，依然能够较好地实现血管的扫描识别，如图2所示，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，上述扫描识别机构2还可以包括有彩色相机组件22，且该彩色相机组件22设有两个、分别位于红外相机组件21的两侧，即通过红外相机组件21和彩色相机组件22，使系统实现单双目协同识别。其中，彩色相机组件22可以包括有：彩色ccd相机、镜头、滤光片和可见光源及偏振片等，从而通过红外相机组件21及彩色相机组件22协同实现对手臂的皮下浅静脉进行三维特征图像采集，进而即使在针对血管凸出皮肤或皮肤上有疤痕的情况下，也依然能够更加快速精准地找到适合进行穿刺的血管及相应的下针位置。

此处需要补充说明的是，上述近红外ccd相机及彩色ccd相机中均设有ccd传感器；具体地，电荷藕合器件图像传感器ccd(chargecoupleddevice)，是使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。

此外，上述仅设有一个红外相机组件21的血管识别穿刺系统属于单目识别系统；设有两个彩色相机组件22的血管识别穿刺系统属于双目识别系统；实际应用中，单目识别系统为主、双目识别系统为辅，双目识别系统主要是针对特有情况进行辅助加强识别，通常也不单独存在。

采用单双目相机结合的静脉血管识别穿刺方式，能够大大提高血管的识别率，特别是针对血管凸出皮肤、皮肤上有疤痕等情况，能够更准确地实现穿刺点的确定。

实际应用时，如图1和图2所示，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统还可以包括：主机壳体4；该主机壳体4罩设在机械臂机构1、扫描识别机构2和穿刺机构3的外侧，以起到良好地保护作用；并且，该主机壳体4上可以设有用于穿射被采血者手臂的通孔41，为了与人体的手臂相匹配，该通孔41优选为圆形通孔。

进一步地，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，上述机械臂机构1上还可以设置有传感器5；具体地，该传感器5可以为位移传感器；进一步地，该位移传感器可以为激光位移传感器，从而通过激光位移传感器以检测手臂上表面与相机之间的距离、并检测且确定穿刺针与穿刺点之间的距离。

其中，为了较好地对静脉血管进行穿刺，如图1和图2所示，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统中，上述穿刺机构3可以为穿刺针。

进一步地，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统还可以包括：控制处理器；具体地，该控制处理器与机械臂机构1、扫描识别机构2、穿刺机构3和传感器5分别连接。其中，控制处理器可以包括控制模块和处理模块，控制模块能够用于控制机械臂机构1的移动，且可以分别带动扫描识别机构2和穿刺机构3的移动；处理模块能够用于对扫描识别机构2及传感器5发送的相应信息或信号分别进行识别处理。

具体工作原理及操作过程可以为：基于静脉及其周围组织对近红外光有不同程度的吸收和散射，在波长为760nm或850nm的led近红外光辐照下，通过ccd传感器对手臂的皮下浅表静脉进行红外图像采集，并将采集的图像通过计算机软件对其进行滤波去噪、图像增强及特征提取等处理，实现对静脉图像的增强。并建立图像采集点样本数据库，然后通过计算机的深度学习，从而使得系统可以快速准确的找到合适的穿刺位置。单目系统只能得到被测物与参考面的高度差，在面对血管凸出皮肤、皮肤上有疤痕等情况时，准确度会有所降低，而双目系统则将相位作为匹配的一个特征量，利用机器视觉中双目立体视觉的方法求取物体的三维特征，因此建立以红外相机的单目为基础而辅以左右两侧彩色相机的双目相结合的单双目视觉系统，则可有效地解决这个问题，从而实现精准识别、高效穿刺的目的。

再进一步地，本发明实施例提供的血管识别穿刺系统还可以包括有：显示机构，该显示机构可以与扫描识别机构2和/或控制处理器连接，从而当显示机构与扫描识别机构2连接时，可以将对手臂的扫描结果由显示机构的显示屏展现出来；当显示机构与控制处理器连接时，可以将识别到的静脉血管图像由显示机构的显示屏展现出来；当显示机构与扫描识别机构2和控制处理器均连接时，既可以先将对手臂的扫描结果由显示机构的显示屏展现出来，又可以再将识别到的静脉血管图像由显示机构的显示屏展现出来。

图3为本发明实施例提供的一种血管识别方法的流程示意图。

如图3所示，本发明实施例还提供一种血管识别方法，包括如下步骤：步骤s1、通过扫描识别机构2中的红外相机组件21和彩色相机组件22协同对被采血者的手臂进行扫描，并识别出待穿刺的血管。

图4为本发明实施例提供的另一种血管识别方法的流程示意图。

实际操作时，如图4所示，上述血管识别方法，具体可以包括如下步骤：步骤s00、被采血者的手臂由主机壳体4上的通孔41中伸入；步骤s01、在机械臂机构1的带动下通过红外相机组件21和彩色相机组件22协同对被采血者的手臂肘中部位进行扫描，并识别出待穿刺的血管。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。