图像引导的导管插入系统和方法技术方案

一种静脉检测设备，包括在用于穿透患者皮肤的波长下操作的光源、在该波长下操作的立体相机、被配置为连接到移动设备的通信接口、以及处理器。处理器被配置为控制光源以照亮皮肤区域，控制立体相机以捕获被照亮区域中的图像，处理捕获的图像以检测被光源照亮的患者的静脉，重建检测到的静脉的三维图像，并且经由通信接口将检测到的静脉的三维图像传输到移动设备。动设备。动设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像引导的导管插入系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求来自2020年12月3日提交的美国临时申请号63/120,909的优先权权益。该申请的内容通过引用以其整体并入本文，并用于所有目的。


[0003]本文公开的主题涉及用于提供图像引导的导管插入的设备、系统和方法。

技术介绍

[0004]每年，近似80％的住院患者需要静脉内(IV)治疗。最常执行的是外周静脉内导管(PVIC)插入。不幸的是，大约26％的患者第一次插入尝试失败。对于儿科患者，这一失败率甚至高达51％。这一失败率部分是由于缺乏可见静脉和/或可触知的静脉、皮肤黝黑和肥胖中的一种或多种。此外，适当导管的选择并不总是由明确和通用的指南管控。

技术实现思路

[0005]一个实施例包括一种静脉检测设备，该设备包括在一个波长下操作或穿透患者皮肤的光源、在该波长下操作的立体相机、被配置为连接到移动设备的通信接口以及处理器。该处理器被配置为控制光源以照亮皮肤区域，控制立体相机以捕获被照亮区域中的图像，处理捕获的图像以检测被光源照亮的患者的静脉，重建检测到的静脉的三维图像，并且经由通信接口将检测到的静脉的三维图像传输到移动设备。
[0006]静脉检测设备还可以包括用于插入移动设备端口中的可互换适配器。
[0007]处理器还可以被配置为经由通信接口从(医学)服务器检索患者信息，并基于患者信息重建检测到的静脉的三维图像。
[0008]处理器还可以被配置为经由通信接口指示服务器存储检测到的静脉的重建三维图像。
[0009]处理器还可以被配置为基于三维图像中检测到的静脉的物理特性来选择导管的插入点和导管的尺寸，并且将所选择的插入点传输到移动设备。
[0010]光源和立体相机的操作波长可以在近红外(NIR)光谱中。本文所述的静脉检测设备可以包括一个或多个光源，其产生600nm
‑
800nm波长范围内的光，用于照亮目的静脉。
[0011]处理器还可以被配置为指示静脉检测设备的用户在捕获图像的同时调节静脉检测设备的取向。
[0012]处理器还可以被配置为通过确定感兴趣区域(ROI)、从ROI提取相关静脉特征以及执行相关静脉特征的3D点云重建来重建检测到的静脉的三维图像。
[0013]静脉检测设备可以使用立体视觉相机系统(例如，并排的两个相机)在照明下捕获目的静脉的图像，以便确定静脉的深度。
[0014]立体视觉相机系统可以包括以并排配置定位并且彼此分开已知基线距离的左相机和右相机。左相机和右相机可以同时捕获可能表示目的静脉上两点的对象的二维(2D)图
像。然后可以使用体视技术处理这些2D图像的像素，以确定目的静脉的三维(3D)坐标和合成的3D重建静脉图像。根据该信息，系统可以确定目的静脉位于皮肤表面下的深度。
[0015]静脉检测设备可以是便携式设备，其利用通过各种皮肤层和解剖皮肤特征传播的光来照亮患者的皮肤，以便照亮、定位和表征目的静脉。然后可以捕获立体图像，以生成目的静脉的3D重建，用于显示给护理人员。
[0016]静脉检测设备可以包括主要可以由塑料制成的主体和可选的数据端口，该数据端口可以是用于插入移动设备的端口中的微型通用串行数据总线(USB)。静脉检测设备还可以包括位于主体上的一个或多个光源以及包括用于聚焦的可选光学透镜的一个或多个立体相机。该透镜可以在目标静脉上提供自动聚焦。在使用中，静脉检测设备的侧面可以放置在离患者皮肤一定距离处。该距离可以基于相机和检测设备所使用的任何光学透镜的聚焦能力。该距离通常可以设置为大于相机/透镜配置的最小聚焦距离，以便捕获鲜明且清晰的图像。在一个示例中，该距离可以大于或等于所用透镜焦距的四倍。对于典型的移动设备相机，这可能是几英寸。一般而言，在操作期间，可以激活一个或多个光源来照亮皮肤，并且一个或多个立体相机可以捕获被照亮的皮肤层和静脉图案的聚焦图像。
[0017]主体还可以包括各种电子组件。例如，一个或多个光源(例如750nm LED)和一个或多个立体相机可以安装到印刷电路板上，该印刷电路板除了其他特征之外还包括电子组件，诸如处理器、存储器和通信电路。主体内部的电子组件可以经由引线连接到数据端口。除了电子组件之外，主体还可以包括光学器件。这些光学器件可以包括放置在立体相机前面以消除环境光的带通滤波器、正交放置在立体相机和LED上以减少来自皮肤层的镜面反射的偏振器、以及放置在LED上以增加光学各向同性的全息散射器中的一个或多个。
[0018]在一个示例中，静脉检测设备的主体容纳(一个或多个)近红外(NIR)光源(例如NIR LED)、立体相机(例如两个CCD传感器)、具有存储器的处理器、外部相机管理库、NIR图像处理软件、导管选择/插入软件、可选的USB接口(或其他等效的有线数据接口)和/或可选的无线(例如蓝牙)接口。
[0019]在操作期间，静脉检测设备可以经由可选的数据端口插入移动设备中，或者经由无线接口无线连接(例如蓝牙连接)到移动设备。连接后，护理人员可以执行安装在移动设备上的静脉检测应用。该应用可以允许护理人员经由移动设备控制静脉检测设备(例如，向/从静脉检测设备发送/接收数据)，与服务器通信(例如，向/从服务器发送/接收数据)，和/或录入相关信息(例如，患者信息、医学程序信息等)。
[0020]在一个示例中，护理人员(例如，静脉切开师)将移动设备连接(例如，有线或无线)到静脉检测设备，并打开静脉检测应用。护理人员然后可以将患者信息(例如患者ID)和其他信息(例如处方)录入(例如，通过手动录入、条形码扫描、快速响应(QR)码扫描等)到移动设备中。然后，移动设备可以指示护理人员将静脉检测设备放置在离患者的目标区域(例如手臂)一定距离处。该距离基于相机和检测设备所使用的任何光学透镜的聚焦能力。该距离通常可以设置为大于相机透镜配置的最小聚焦距离，以便捕获鲜明且清晰的图像。
[0021]护理人员可以将静脉检测设备保持在适当的位置(例如，在患者的目标区域上)。替代地，静脉检测设备可以由保持器保持在适当的位置并稳定，或者固定到患者的目标区域。
[0022]在一个示例中，静脉检测设备被插入到移动设备中，该移动设备由被夹紧的鹅颈
管保持器稳定，该鹅颈管保持器可以包括移动设备保持器、连接到移动设备保持器的鹅颈管(例如，柔性接合的金属管)和连接到鹅颈管的夹具。在操作期间，移动设备可以通过保持器和/或夹具保持在适当的位置(例如在张力下)。移动设备可以夹紧到固定表面(例如桌子、椅子等)。一旦夹具被夹紧到固定表面，护理人员就可以调节(例如弯曲)鹅颈管，使得基于相机和检测设备所使用的任何光学透镜的聚焦能力将静脉检测设备放置在离患者皮肤一定距离处。鹅颈管的刚性可以将静脉检测设备稳定并保持在离患者皮肤设置距离的适当的位置，用于静脉扫描程序。该距离可以基于相机和静脉检测设备所使用的任何光学透镜的聚焦能力。该距离通常可以设置为大于相机透镜配置的最小聚焦距离，以便捕获鲜明且清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种静脉检测设备，包括：光源，在用于穿透患者皮肤的波长下操作；在所述波长下操作的立体相机；通信接口，被配置为连接到移动设备；以及处理器，被配置为：控制光源以照亮皮肤区域，控制立体相机以捕获被照亮区域中的图像，处理捕获的图像以检测被光源照亮的患者的静脉，重建检测到的静脉的三维图像，以及经由通信接口将检测到的静脉的三维图像传输到移动设备。2.根据权利要求1所述的静脉检测设备，还包括用于插入移动设备端口中的可互换适配器。3.根据权利要求1或2中任一项所述的静脉检测设备，其中处理器还被配置为经由通信接口从医学服务器检索患者信息，并基于所述患者信息重建检测到的静脉的三维图像。4.根据权利要求3所述的静脉检测设备，其中，处理器被配置为经由通信接口指示服务器存储检测到的静脉的重建三维图像。5.根据权利要求1至4中任一项所述的静脉检测设备，其中处理器还被配置为基于三维图像中检测到的静脉的物理特性来选择导管的插入点和导管的尺寸，并将所选择的插入点传输到移动设备。6.根据权利要求1至5中任一项所述的静脉检测设备，其中光源和立体相机的操作波长在近红外(NIR)光谱中。7.根据权利要求1至6中任一项所述的静脉检测设备，其中处理器还被配置为指示静脉检测设备的用户在捕获图像的同时调节静脉检测设备的取向。8.根据权利要求1至7中任一项所述的静脉检测设备，其中处理器还被配置为通过确定感兴趣区域(ROI)、从ROI提取相关静脉特征以及执行相关静脉特征的3D点云重建来重建检测到的静脉的三维图像。9.根据权利要求1至8中任一项所述的静脉检测设备，其中，所述移动设备是智能电话。10.根据权利要求1至9中任一项所述的静脉检测设备，其中所述静脉检测设备或所述移动设备捕获导管设备的包装上、药物标签上、患者病历上或患者腕带上的码的图像，并且其中所述移动设备使用所述码来检索与患者、导管设备和药物中的至少一个相关的信息。11.一种静脉检测方法，包括以下步骤：由光源照亮患者的皮肤区域，光源在用于穿透患者皮肤的波长下操作；由立体相机捕获被照亮区域中的图像，立体相机在所述波长下操作；由处理器处理捕获的图像，以检测由光源照亮的患者的静脉；由处理器重建检测到的静脉的三维图像；以及
由处理器经由通信接口将检测到的静脉的三维图像传输到移动设备。12.根据权利要求11所述的静脉检测方法，还包括以下步骤：由处理器经由插入移动设备端口中的可互换适配器与移动设备通信。13.根据权利要求11或12中任一项所述的静脉检测方法，还包括以下步骤：标识患者；由处理器经由通信接口从医学服务器检索患者信息；以及由处理器基于患者信息重建检测到的静脉的三维图像。14.根据权利要求11至13中任一项所述的静脉检测方法，还包括以下步骤：由处理器经由通信接口指示服务器存储检测到的静脉的重建三维图像。15.根据权利要求11至14中任一项所述的静脉检测方法，还包括以下步骤：由处理器基于在三维图像中检测到的静脉的物理特性选择导管的插入点和导管的尺寸；以及由处理器经由通信接口向移动设备传输所选择的插入点。16.根据权利要求11至15中...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩蓉恩，蔡健伟，
申请(专利权)人：贝朗梅尔松根股份公司，
类型：发明
国别省市：