双色激光扫描式医用静脉显示装置.pdf

本发明公开了一种双色激光扫描式医用静脉显示装置。红外激光器发出的红外激光经二相色性反射镜反射，可见光激光器发出的可见激光经全反射镜反射后再透过二相色性反射镜与所述红外激光组成共线光路，光束被行扫描镜、场扫描镜依次反射并扫描到待扫描皮肤区域，待扫描皮肤区域上方设有红外探测器，红外激光器、可见光激光器、行扫描镜、场扫描镜、红外探测器均由控制单元控制。本发明可用于临床诊疗中帮助医护人员快速准确找到病患者静脉血管的准确位置，尤其适用于婴幼儿、肥胖型及深肤色病患者。本发明精度高、可实时显示、使用方便，能有效提高静脉血管定位的速度和精度，减轻诸如静脉注射等医疗环节医患双方的可能负担。

权利要求书
1.  一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于红外激光器(1)发出的红外激光经二相色性反射镜(7)反射，可见光激光器(2)发出的可见激光经全反射镜(6)反射后再透过二相色性反射镜(7)与所述红外激光组成共线光路，光束被行扫描镜(3)、场扫描镜(4)依次反射并扫描到待扫描皮肤区域(9)，待扫描皮肤区域(9)上方设有红外探测器(5)，红外激光器(1)、可见光激光器(2)、行扫描镜(3)、场扫描镜(4)、红外探测器(5)均由控制单元(8)控制。

2.  根据权利要求1所述的一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于：所述的红外激光器(1)是发光波段为红外波段的固体激光器或者半导体激光器。

3.  根据权利要求1所述的一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于：所述的可见光激光器(2)是发光波段为可见光波段的半导体激光器。

4.  根据权利要求1所述的一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于：所述的红外激光器(1)、可见光激光器(2)为两个分立的激光器，或是一个可在红外波段到可见光波段范围内调谐波长的可调谐激光器。

5.  根据权利要求1所述的一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于所述的行扫描镜(3)、场扫描镜(4)为一对检流计式扫描振镜，或是MEMS振镜或光电式扫描振镜。

6.  根据权利要求1所述的一种双色激光扫描式医用静脉显示装置，其特征在于所述的红外探测器(5)为单个红外接收二极管或单个红外接收三极管，或是由它们组成的线阵或面阵。

说明书双色激光扫描式医用静脉显示装置
技术领域
本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种双色激光扫描式医用静脉显示装置。
背景技术
在临床诊疗过程中，寻找血管是十分常见的情况，比如静脉注射、抽血等。临床上一些如婴幼儿、肥胖型及深肤色的患者会导致血管皮表显示不清晰，使肉眼难以直接观察分辨，给医护人员造成很大困扰，经常导致操作失误或重复操作，增加了医患双方的负担。
专利号为03242235.0、名称为《静脉穿刺引导仪》以及专利号为200420072576.1、名称为《医用静脉探测装置》的中国专利分别公开了各自的静脉探测装置。这两种解决方案都采取了红外光源直接照射，依靠探测器或摄像机对后向散射光的探测和分析来找到血管的位置。此种方法虽然结构简单，但是必须借助一定的光学器件或者摄像机才能观察，观察效果不够直观和清晰。本发明旨在用另一种方式改善上述情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以直接在血管所在位置的皮肤表面实时显示血管轨迹的双色激光扫描式医用静脉显示装置。
双色激光扫描式医用静脉显示装置中的红外激光器发出的红外激光经二相色性反射镜反射，可见光激光器发出的可见激光经全反射镜反射后再透过二相色性反射镜与所述红外激光组成共线光路，光束被行扫描镜、场扫描镜依次反射并扫描到待扫描皮肤区域，待扫描皮肤区域上方设有红外探测器，红外激光器、可见光激光器、行扫描镜、场扫描镜、红外探测器均由控制单元控制。
所述的红外激光器是发光波段为红外波段的固体激光器或者半导体激光器。可见光激光器是发光波段为可见光波段的半导体激光器。红外激光器、可见光激光器为两个分立的激光器，或是一个可在红外波段到可见光波段范围内调谐波长的可调谐激光器。行扫描镜、场扫描镜为一对检流计式扫描振镜，或是MEMS振镜或光电式扫描振镜。红外探测器为单个红外接收二极管或单个红外接收三极管，或是由它们组成的线阵或面阵。
本发明能够通过可见光激光扫描将所探测到的静脉血管轨迹在皮肤上实时显示出来。红外扫描探测过程和可见光扫描显示过程不仅可以分别进行，而且可以同时进行。
本发明帮助医护人员在临床找寻病人静脉血管位置的装置。尤其是针对诸如婴幼儿、肥胖型及深肤色的病患者，在肉眼分辨困难的情况下可帮助医护人员迅速准确的找到静脉血管。采用直接显示的方式，具有清晰、直观、快速等特点。
附图说明：
图1是双色激光扫描式医用静脉显示装置结构示意图；
图2是本发明的逐行扫描方式示意图；
图3是本发明的锯齿扫描方式示意图；
图4是本发明的控制单元框图；
图5是本发明实施例1的流程图；
图6是本发明实施例2的流程图；
图中：红外激光器1、可见光激光器2、行扫描镜3、场扫描镜4、红外探测器5、全反射镜6、二向色性反射镜7、控制单元8、待扫描皮肤区域9、后向散射光10、静脉血管11、红外激光扫描轨迹12。
具体实施方式
如图1所示，双色激光扫描式医用静脉显示装置中的红外激光器1发出的红外激光经二相色性反射镜7反射，可见光激光器2发出的可见激光经全反射镜6反射，再透过二相色性反射镜7与前述红外激光组成共线光路。光束被行扫描镜3、场扫描镜4依次反射并以一定的轨迹扫描到待扫描皮肤区域9，待扫描皮肤区域9上方设有红外探测器5，用来探测后向散射光10的变化信号。红外激光器1、可见光激光器2、行扫描镜3、场扫描镜4、红外探测器5均由控制单元8控制。
所述红外激光器1使用固体激光器或者半导体激光器，波长典型值为800～900nm。可见光激光器2使用半导体激光器，波长可以是任意可见光波段，波长典型值取633nm。红外激光器1和可见光激光器2的光束光点直径大小均为1～2mm。红外激光器1、可见光激光器2为两个分立的激光器通过光学器件合成共线光路，或由一个可在红外波段到可见光波段范围内调谐波长的可调谐激光器构成。如果采用双激光器形式，就需要图1中全反射镜6、二向色性反射镜7所示的光束合成系统。6是一个对于所选可见光波段的高反射率反射镜，7则是一个可以让特定可见光通过而让特定红外光反射的二向色性反射镜。两束光通过合束系统的效果是使两束光具有相同的传播方向并且共线。
行扫描镜3、场扫描镜4为一对X-Y二维的检流计式扫描振镜，或是MEMS(微电机系统)振镜或光电式扫描振镜。其中行扫描镜3负责行扫描，场扫描镜4负责场扫描。两振镜以一定的扫描规律组合便可扫描出所需的二维图样。待测皮肤区域9上的红外激光扫描轨迹12具体可以是如图2所示的逐行式，也可以是如图3所示的双向锯齿式。两种方式各有优点：逐行式扫描点距均匀准确，锯齿式扫描速度较快。
红外探测器5为单个红外接收二极管、红外接收三极管，或由它们组成的线阵或面阵。当红外激光扫描轨迹与静脉血管相交时，红外探测器5会探测到后向散射光信号的变化。红外探测器5可以直接接收后向散射光信号的变化并传递给控制单元8。
控制单元8的具体组成如图4所示。其主要由微控制器MCU、8位及以上模数转换器ADC和8位及以上数模转换器DAC等器件构成。一路ADC负责将探测信号输入MCU，另外两路DAC分别负责行扫描镜3、场扫描镜4的控制。红外激光器1、可见光激光器2的驱动电源也由MCU控制。
静脉血管轨迹的显示可以分为两种方式。在第一种方式中，扫描探测和扫描显示两个过程分别进行，探测过程中扫描光扫描到静脉位置时，探测器对控制单元发出信号，后者记录当前扫描光点位置的坐标值，并依次保存。之后开启可见光激光器，将之前存储的位置坐标值依次送给扫描器件的控制器，使可见光扫描光斑依次扫过上述坐标点，并重复扫描多次。由于人眼的视觉暂留特性，可见光扫描光斑会在静脉血管所在位置的皮表上显示出一条轨迹。具体流程图如图5。
在第二种方式中，扫描探测和扫描显示两个过程同步进行，即在扫描探测过程中，一旦探测到静脉血管的后向散射变化信号，立刻由控制单元开启可见光激光器，在该位置显示出一个可见光点，开启时间由光点大小和扫描速度而定。在红外激光扫描探测的同时，可见光激光将静脉血管所在位置逐点显示出来。这种方式要求红外激光要按光栅扫描方式形成二维扫描区域，扫描行间距要足够小。具体流程图如图6。
上述两种方式的结果都是在静脉血管所在位置显示出一条可见光激光光点的轨迹，医护人员可根据该轨迹判断静脉血管的准确位置。基于这种原理的双色激光扫描式医用静脉显示装置具有定位准确、显示清晰以及观察方便等优点。应用于临床可以有效减轻医患双方的负担，减小因操作失误而引起的医患纠纷。