一种用于判别输尿管与血管的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于判别输尿管与血管的装置，包括手柄和设置在手柄前端的夹体，所述夹体包括夹柄和夹头，夹头外侧的上下处分别设置有夹柄，所述夹头内侧上下对应设置有与夹头贴合的弧形橡胶垫，所述橡胶垫内分别对应设置有探测单元；所述手柄上设置有显示屏和开关，手柄内设置有电源和处理单元。本发明专利技术还涉及一种用于判别输尿管与血管的方法，包括：夹住被测管；单片机控制第一光源依次发出入射光，第一光电探测器探测到反射光的光强，第二光电探测器探测到透射光的光强；上述得到的光强转换成数字信号发送至单片机；单片机对光强进行分析处理，判断被测管是血管或输尿管并进行校准。本发明专利技术实现了对人体内血管和输尿管的准确判别。

A device and method for distinguishing ureter and blood vessel

【技术实现步骤摘要】
一种用于判别输尿管与血管的装置及方法
本专利技术涉及光学识别
，具体涉及一种用于判别输尿管与血管的装置及方法。
技术介绍
在临床外科手术中，尤其是腹部或盆腔手术中，通常需要对手术中的血管进行操作，但由于输尿管和血管表面均覆盖有脂肪等组织成分，组织粘连比较重，导致手术医师无法正常解剖输尿管、血管及周围组织的关系，也有可能由于手术医师的经验不足，对正常输尿管、血管的走向不够熟悉了解等多种原因，会造成输尿管误伤甚至坏死，一旦输尿管受到损伤将会引起多种并发症，例如泌尿生殖器会形成瘘管、肾积水和肾功能损害甚至引起急性肾功能衰竭等危险的情况；并且输尿管损伤在手术过程中并不罕见，因此准确识别输尿管和血管，规避手术中输尿管的误伤是进行正确高效的手术操作的重要环节。在临床操作过程中，外科医生常常凭借病人手术之前检查所得的影像相关信息结合临床实践经验，通过触摸及按压等操作，观察管道内液体的流动情况，以此区分输尿管和血管，但凭借经验判定输尿管和血管必定存在风险；且该传统的方法并不能清晰准确的识别管道类型，无法清楚地知道是血管还是输尿管，存在一定的风险。因此，如何快速、准确的判定输尿管和血管是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中无法对人体内输尿管和血管快速准确的判断的问题，提供一种用于判别输尿管与血管的装置及方法，实现了对人体组织内输尿管和血管的有效区别。在此处应当对本专利技术一种用于判别输尿管与血管的装置及方法做出解释说明，本专利技术的装置及方法是为了获得中间结果的信息，并不是直接获得诊断结果或健康状况，因此属于专利技术专利保护的客体。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于判别输尿管与血管的装置，包括手柄和设置在手柄前端的夹体，所述夹体包括夹柄和夹头，所述夹头呈弧形，夹头外侧的上下处分别设置有夹柄，每个所述夹柄呈过渡圆弧形；夹柄与手柄之间斜向设置有连接杆，连接杆的一端与手柄固定连接、另一端与夹柄铰接；所述夹头内侧上下对应设置有与夹头贴合的弧形橡胶垫，所述橡胶垫内分别对应设置有探测单元，两个橡胶垫之间用于夹住被测管；所述手柄上设置有显示屏和开关，手柄内设置有腔体，腔体内设置有电源和处理单元；探测单元用于检测被测管的信息，并将信息传送至处理单元，处理单元对信息处理后判别夹头内夹取的被测管是输尿管或血管，并将判别结果显示在显示屏上。进一步地，所述探测单元包括第一探测单元和第二探测单元，第一探测单元和第二探测单元对应设置在两个橡胶垫上；所述第一探测单元包括第一光源和第一光电探测器，所述第二探测单元包括第二光源和第二光电探测器；所述第一光源与第二光电探测器对应设置，所述第二光源与第一光电探测器对应设置。进一步地，所述第一光源和第二光源均包括波长分别为λ1和λ2的两个LED光源，两个LED光源与其同侧的光电探测器的直线距离分别为r1和r2；所述λ1＝590nm，λ2＝810nm；所述r1＝r2。进一步地，所述处理单元包括控制器和处理电路，所述控制器采用AT89C51单片机，所述处理电路包括IV转换及运放电路、AD转换电路和驱动电路；所述驱动电路包括缓冲器ULN2003，缓冲器的输入端分别连接单片机的P2.0、P2.1和P2.2接口，输出端分别连接第一光源和第二光源，用于驱动第一光源和第二光源按照设定的次序发光。进一步地，所述第一光电探测器和第二光电探测器的输出端分别连接有IV转换及运放电路，所述IV转换及运放电路包括逐级连接的第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻连接第一或第二光电探测器的输出端，输出端通过第二电阻连接第二运算放大器的反相输入端；所述AD转换电路包括AD转换芯片，所述AD转换芯片的输入端分别连接第二运算放大器的输出端，AD转换芯片的输出端连接单片机的P0.4接口。进一步地，所述电源为处理单元和探测单元供电；所述显示屏与单片机连接。基于一种用于判别输尿管与血管的装置的一种用于判别输尿管与血管的方法，包括以下步骤：步骤1：用夹头夹住被测管；步骤2：单片机通过驱动电路控制第一光源依次发出波长为λ1和λ2的入射光，入射光的光强分别为I01和I02，且有：其中，a为常数；步骤3：第一光电探测器探测到波长为λ1和λ2的反射光的光强Ie1和Ie2；其光路分别为L1和L2，且：其中，b为常数；第二光电探测器探测到波长为λ1和λ2的透射光的光强为Ip1和Ip2，其光路分别为L3和L4，且L3＝L4＝L；步骤4：上述得到的光强通过IV转换及运放电路和AD转换电路，将光强信号最终转换成数字信号发送至单片机；步骤5：单片机对光强Ie1、Ie2及Ip1、Ip2进行分析处理，判断被测管是血管或输尿管；步骤6：校准；单片机控制通过驱动电路控制第二光源依次发出波长为λ1和λ2的入射光，第一光电探测器探测到波长为λ1和λ2的透射光的光强Ie3和Ie4；第二光电探测器探测到波长为λ1和λ2的反射光的光强Ip3和Ip4；并将Ie3、Ie4及Ip3、Ip4发送至单片机进行分析处理，若被测管的判断结果与步骤5的判断结果一致，则将判断结果显示在显示屏上，若结果不一致，则返回步骤1重新判别。进一步地，所述步骤3中光强Ie1和Ie2由以下步骤得出：根据朗伯比尔定律以及光散射理论对透射式和反射式两种测量方式的光学原理得出：当一束波长为λ的单色光照射某物质的溶液时，其出射光强I与入射光强I0之间有如下关系：I＝I0·e-εCL(3.2)其中，I为出射光强，I0为入射光强，ε为吸光系数，C为吸光物质的浓度，L为光路长度；第一探测器探测到的光强Ie1和Ie2分别为：其中，为在波长为λ1的入射光下被测管内人体的含氧血红蛋白的吸光系数，为被测管内人体含氧血红蛋白浓度，为在波长为λ1的入射光下被测管内还原血红蛋白的吸光系数，CH为被测管内还原血红蛋白浓度；为在波长为λ1的入射光下被测管内水分的吸光系数，为被测管内水分浓度，为在波长为λ1的入射光下皮肤、肌肉、静脉血以及其他组织的吸光率；其中，为在波长为λ2的入射光下被测管内人体的含氧血红蛋白的吸光系数，为在波长为λ2的入射光下被测管内还原血红蛋白的吸光系数，为在波长为λ2的入射光下被测管内水分的吸光系数，为在波长为λ2的入射光下皮肤、肌肉、静脉血以及其他组织的吸光率；第二光电探测器探测到光强Ip1和Ip2分别为：进一步地，所述步骤5具体包括：单片机对光强Ie1、Ie2及Ip1、Ip2进行分析处理，若同时满足和时，则判定被测管是血管；若同时满足和时，则判定被测管是输尿管。进一步地，所述步骤6具体包括：将光强Ie3、Ie4及Ip3、Ip4发送至单片机进行分析处理，若同时满足和时，则判定被测管是血管；若同时满足和时，则判定被测管是输尿管；若该步骤的判定结果与步骤5的判定结果一致时，则单片机控制在显示屏显示“尿”或“血”的字样，否则返回步骤1重新探测判断。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术的装置采用手持式结构轻巧，易操作，产品体积小；由于腹部和盆腔手术较为常见，本专利技术所设计的测量产品应用较为频繁，且该控制电路同时具备透射式和反射式两种测试功能，有效的减小体积，降低成本，方便大量生产；采用的弧形夹结构能够更好的贴合待测管道，提高了信息采集的准确度，能够快速准确的判断被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，包括手柄(1)和设置在手柄(1)前端的夹体，所述夹体包括夹柄(2)和夹头(3)，所述夹头(3)呈弧形，夹头(3)外侧的上下处分别设置有夹柄(2)，每个所述夹柄(2)呈过渡圆弧形；夹柄(2)与手柄(1)之间斜向设置有连接杆(9)，连接杆(9)的一端与手柄(1)固定连接、另一端与夹柄(2)铰接；所述夹头(3)内侧上下对应设置有与夹头(3)贴合的弧形橡胶垫(4)，所述橡胶垫(4)内分别对应设置有探测单元，两个橡胶垫(4)之间用于夹住被测管；所述手柄(1)上设置有显示屏(7)和开关(8)，手柄(1)内设置有腔体，腔体内设置有电源(15)和处理单元；探测单元用于检测被测管的信息，并将信息传送至处理单元，处理单元对信息处理后判别夹头(3)内夹取的被测管是输尿管或血管，并将判别结果显示在显示屏(7)上。

【技术特征摘要】
1.一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，包括手柄(1)和设置在手柄(1)前端的夹体，所述夹体包括夹柄(2)和夹头(3)，所述夹头(3)呈弧形，夹头(3)外侧的上下处分别设置有夹柄(2)，每个所述夹柄(2)呈过渡圆弧形；夹柄(2)与手柄(1)之间斜向设置有连接杆(9)，连接杆(9)的一端与手柄(1)固定连接、另一端与夹柄(2)铰接；所述夹头(3)内侧上下对应设置有与夹头(3)贴合的弧形橡胶垫(4)，所述橡胶垫(4)内分别对应设置有探测单元，两个橡胶垫(4)之间用于夹住被测管；所述手柄(1)上设置有显示屏(7)和开关(8)，手柄(1)内设置有腔体，腔体内设置有电源(15)和处理单元；探测单元用于检测被测管的信息，并将信息传送至处理单元，处理单元对信息处理后判别夹头(3)内夹取的被测管是输尿管或血管，并将判别结果显示在显示屏(7)上。2.根据权利要求1所述的一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，所述探测单元包括第一探测单元(5)和第二探测单元(6)，第一探测单元(5)和第二探测单元(6)对应设置在两个橡胶垫(4)上；所述第一探测单元(5)包括第一光源(10)和第一光电探测器(11)，所述第二探测单元(6)包括第二光源(12)和第二光电探测器(13)；所述第一光源(10)与第二光电探测器(13)对应设置，所述第二光源(12)与第一光电探测器对应设置。3.根据权利要求2所述的一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，所述第一光源(10)和第二光源(12)均包括波长分别为λ1和λ2的两个LED光源，两个LED光源与其同侧的光电探测器的直线距离分别为r1和r2；所述λ1＝590nm，λ2＝810nm；所述r1＝r2。4.根据权利要求1所述的一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，所述处理单元包括控制器(16)和处理电路，所述控制器(16)采用AT89C51单片机，所述处理电路包括IV转换及运放电路(17)、AD转换电路(18)和驱动电路(14)；所述驱动电路(14)包括缓冲器ULN2003，缓冲器的输入端分别连接单片机的P2.0、P2.1和P2.2接口，输出端分别连接第一光源(10)和第二光源(12)，用于驱动第一光源(10)和第二光源(12)按照设定的次序发光。5.根据权利要求4所述的一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，所述第一光电探测器(11)和第二光电探测器(13)的输出端分别连接有IV转换及运放电路(17)，所述IV转换及运放电路(17)包括逐级连接的第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻连接第一光电探测器(11)或第二光电探测器(13)的输出端，输出端通过第二电阻连接第二运算放大器的反相输入端；所述AD转换电路(18)包括AD转换芯片，所述AD转换芯片的输入端分别连接第二运算放大器的输出端，AD转换芯片的输出端连接单片机的P0.4接口。6.根据权利要求1所述的一种用于判别输尿管与血管的装置，其特征在于，所述电源(15)为处理单元和探测单元供电；所述显示屏(7)与单片机连接。7.基于权利要求1～6任一项所述的一种用于判别输尿管与血管的装置的一种用于判别输尿管与血管的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦龙，杨宇，荆雅洁，樊琳琳，张峰，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41