一种穿戴式便携静脉成像仪制造技术

本发明专利技术公开了一种穿戴式便携静脉成像仪，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置和供电电源，上述模块均集成在眼镜框架上；穿戴式便携静脉成像眼镜由近红外补光灯发光，经导光板将点光源扩散为面光源照射目标区域，被人体吸收、反射后，通过近红外滤光片，由图像传感器成像，控制器采集图像后缓存，经图像处理模块进行像素空间变换、图像滤波、图像增强后，最后经投影显示装置输出图像。本发明专利技术具有成像清晰、无需其他辅助装置、体积小、重量轻、可长时间佩戴、成本低等特点。

A wearable portable venous imaging instrument

The present invention discloses a wearable portable venous imager, which includes a vein image acquisition system, an image processing module, a projection display device and a power supply. All of the modules are integrated on the spectacle frame, and the wearable portable venous imaging glasses are illuminated by a near infrared light, and the point light is diffused into a surface light source through the light guide plate. After being absorbed and reflected by the human body, the target area is absorbed and reflected by the near infrared filter. The image sensor is used to image the image. The controller collects the image after the image. After the image processing module carries out the pixel space transformation, the image filtering and the image enhancement, the image is finally output by the projection display device. The invention has the advantages of clear imaging, no need for other auxiliary devices, small volume, light weight, long time wear and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式便携静脉成像仪
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种穿戴式便携静脉成像仪。
技术介绍
静脉注射是目前大量使用的用药方式，广泛地存在于各种医疗场合。静脉注射首先要找到患者的静脉位置，才能准确刺入静脉，减少病人的疼痛和不适。但是，对于有些患者，例如肥胖患者、婴幼儿、化疗后患者、浮肿病人、心血管衰弱病人、失血过多的病人等，仅仅依靠肉眼观察，寻找静脉及其困难，一般都需要反复刺扎尝试，通过回血情况判断针头位置，这样，既增加了病人痛苦，也加剧了医患关系的紧张，同时更不利于急救病人的及时施药抢救。因此，对于静脉注射，如何快速准确地找到静脉血管位置至关重要。由此可见，静脉成像显示设备对医疗诊断、静脉注射具有重大的应用价值。在近些年，随着技术的发展进步，静脉成像技术的研究成果众多。按照采集光的形式，现有的静脉显示设备大致可分为透射式和反射式两大类。传统透射式的静脉显示设备的功率大，发热严重，对人体会造成不可预估的伤害，不符合非介入医疗设备的设计理念，且设备体积大，结构复杂，成本高昂。传统反射式静脉显示设备，要么没有将图像采集与图像显示进行系统集成，致使系统体积过大，使用时需在静脉图像和病患之间来回视角转换，操作不便，实际使用效果不佳，也是目前尚未推广的主要原因。申请号为201610564658.4的专利技术专利公开了一种静脉注射血管透视眼镜，使用了彩色传感器和近红外传感器，进行图像融合，实现复杂，且对于静脉显示，成像的主要对象是静脉，其他背景为裸色皮肤，色彩简单，无需各种颜色细节；另外此设计还存在体积过大，结构复杂等问题，尚不能称之为眼镜式的静脉成像仪，极大地限制了使用场合。申请号为201410802193.2的专利技术专利公开了一种医学静脉寻找眼镜，使用两段可控光源照射目标区域，通过镀有滤光膜的镀膜眼镜片接收反射光，滤去其他波长的光，只让固定的设计波长光通过，以此达到静脉显示的目的，其所用近红外光为500～610nm和660～900nm，属可见红光和不可见红光部分重叠波段，皮肤和血管的红光反射对比不明显，仅仅凭人眼直视，显示效果难以应用在高要求的医疗场合，就其公开的技术细节来看，如不配合其他成像设备使用，难以达到理想的静脉显示效果，若借助其他成像设备，则其与现有静脉成像设备相比，便无所述之优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成像清晰、无需其他辅助装置、体积小、重量轻、可长时间佩戴、成本低的穿戴式便携静脉成像仪。实现本专利技术目的的技术方案为：一种穿戴式便携静脉成像仪，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置和供电电源，上述模块均集成在眼镜框架上；所述静脉图像采集系统包括近红外补光灯、导光板、图像传感器、近红外滤光片、微控制器和存储器，用于采集原始静脉图像；所述图像处理模块设置在微控制器内，用于接收来自图像采集系统的原始静脉图像，进行一系列图像处理，包括像素空间变换、图像滤波和图像增强；所述投影显示装置接收到处理后的完整帧图像，经视场距离伸缩调整，由LCD屏进行投影显示，LCD屏设置在镜片上；所述供电电源经电源电路转换后分别给静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置独立供电。与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：(1)本专利技术提供的穿戴式便携静脉成像仪，通过使用导光板扩散点光源，解决了图像局部过曝的问题，同时选用高动态范围的图像传感器，更适合医疗成像领域，使得本专利技术具有成像清晰的显著特点；(2)本专利技术通过使用像素空间变换，减少数字图像处理的数据量，更有利于直接适配后级的显示装置，再通过使用图像滤波、图像增强等数字图像处理方法，进一步提升了静脉图像的呈现效果。(3)本专利技术使用内部可充电供电电源，无需其他辅助装置，可独立连续工作，另外本专利技术将各系统集成为普通智能眼镜尺寸大小，具有体积小、重量轻的特点。(4)本专利技术配置有视场调节功能，通过佩戴人的实际使用效果可自主调整，增加了佩戴着的舒适度，减小了不适感，具有可长时间佩戴的特点。(5)本专利技术提供的穿戴式便携静脉成像仪，广泛适用于各类治疗中的静脉穿刺，如静脉注射、化验性抽血等。附图说明图1为本专利技术的穿戴式便携静脉成像仪结构图。具体实施方式结合图1，一种穿戴式便携静脉成像仪，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置和供电电源，上述模块均集成在眼镜框架上；所述静脉图像采集系统包括近红外补光灯3、导光板4、图像传感器5、近红外滤光片8、微控制器和存储器，用于采集原始静脉图像；所述图像处理模块设置在微控制器6内，用于接收来自图像采集系统的原始静脉图像，进行一系列图像处理，包括像素空间变换、图像滤波和图像增强；所述投影显示装置接收到处理后的完整帧图像，经视场距离伸缩调整，由小尺寸LCD进行投影显示；所述供电电源经电源电路转换后分别给静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置独立供电。近红外补光灯3设置在眼镜支架与镜片交界处，光照照射目标区域，近红外补光灯使用波长为850nm的近红外光。导光板4设置在近红外补光灯3正前方，使用导光板将个数有限的点光源扩散为面光源，避免局部过曝，提高成像效果。所述图像传感器5与近红外补光灯3平行设置，作用区域为近红外补光灯3照射的区域；选取高动态范围、大靶面尺寸、低功耗的黑白图像传感器，使其拥有比彩色传感器更高的感光度，提高图像的细节特征。所述近红外滤光片8设置在图像传感器5正前方，为850nm窄带滤光片。经导光板扩散后的均匀面光源照射到目标区域，滤光片置于镜头与传感器之间；所述图像传感器采集的是经人体吸收、反射后的反射光进行成像。所述视场距离伸缩主要通过改变投影的视场距离，增强立体现实感，提高佩戴者的舒适度。所述供电电源为内置可充电式锂电池，有电源管理和电源电量指示。眼镜支架上设置有电量显示灯7。眼镜支架上设置有成像仪开关按键1。眼镜支架上设置有侧边旋钮2，用于调节LCD屏6与眼球之间的视场距离。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例一种穿戴式便携静脉成像仪，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置、供电电源。静脉采集系统用于静脉图像采集，包括近红外补光灯3、导光板4、图像传感器5、近红外滤光片8、微控制器和存储器，侧边开关按键1按下后，接通供电电源后，近红外补光灯3开始工作，经导光板4将近红外补光灯的点光源扩散为面光源，补光光源随头部的移动，定位人体的感兴趣区域，照射上述区域的静脉，人体血液中的血红蛋白会吸收近红外光，导致反射光少，在其他组织区域，红外光吸收少，反射光多，反射后的光线经近红外滤光片8后，进入图像传感器5感光成像，微控制器控制图像传感器5工作，将采集的图像缓存于存储器中，等待图像处理模块的调用。图像处理模块主要用于处理缓存于存储器中的图像，包括像素空间变换、图像滤波、图像增强，提取自存储器中的原始静脉图片，为了便于数字图像处理和适应显示尺寸，先对原始图片进行像素空间变换，再将变换后的图像进行滤波，去除局部噪点，将滤波后的图像进行基于模糊集的图像增强，依次进行图像模糊特征提取、隶属函数值的修正和模糊域反变换，得到处理后的静脉图像。投影显示装置用于显示处理后的静脉图像，包括视场距离伸缩、LCD投影，经数字图像处理后的静脉图像经小尺寸LCD屏6直接投影在眼球上，通过侧边旋钮2控制LCD与眼球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿戴式便携静脉成像仪，其特征在于，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置和供电电源，上述模块均集成在眼镜框架上；所述静脉图像采集系统包括近红外补光灯(3)、导光板(4)、图像传感器(5)、近红外滤光片(8)、微控制器和存储器，用于采集原始静脉图像；所述图像处理模块设置在微控制器(6)内，用于接收来自图像采集系统的原始静脉图像，进行一系列图像处理，包括像素空间变换、图像滤波和图像增强；所述投影显示装置接收图像处理模块处理后的完整帧图像，经视场距离伸缩调整，由LCD屏(6)进行投影显示，LCD屏(6)设置在镜片上；所述供电电源经电源电路转换后分别给静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置独立供电。

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式便携静脉成像仪，其特征在于，包括静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置和供电电源，上述模块均集成在眼镜框架上；所述静脉图像采集系统包括近红外补光灯(3)、导光板(4)、图像传感器(5)、近红外滤光片(8)、微控制器和存储器，用于采集原始静脉图像；所述图像处理模块设置在微控制器(6)内，用于接收来自图像采集系统的原始静脉图像，进行一系列图像处理，包括像素空间变换、图像滤波和图像增强；所述投影显示装置接收图像处理模块处理后的完整帧图像，经视场距离伸缩调整，由LCD屏(6)进行投影显示，LCD屏(6)设置在镜片上；所述供电电源经电源电路转换后分别给静脉图像采集系统、图像处理模块、投影显示装置独立供电。2.根据权利要求1所述的穿戴式便携静脉成像仪，其特征在于，近红外补光灯(3)设置在眼镜支架与镜片交界处，光照照射目标区域，近红外补光灯(3)使用波长为850nm的近红外光。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭树生，席光荣，卞亨通，赵翔，曹迪，高宗彦，尚庆龙，李文超，徐文琪，张亚曦，盛俊铭，毕业昆，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32