红外定位仪-论文综述

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1、目录、刖S二、关键词三、目录四、课题意义五、静脉定位的研究5.1血管组织红外成像的基础5.2皮下静脉显示的设计5.2.1皮下静脉投影显示系统的总体设计5.2.2皮下静脉成像系统的设计5.3皮下静脉红外图像实时增强算法的研究5.3.1直方图均衡化方法简介5.3.2直方图规定化方法简介六、总结七、参考文献关于静脉定位的论文综述一、课题意义静脉刺穿是一种常见的医疗手段，如静脉注射在口常意料屮广泛应用。但是临床上，准确、迅速地进行静脉刺穿确非易事，国外资料统计：普通成人静脉注射的首次刺穿失败率为28%[11；儿童静脉注射的首次刺穿失败率为44%；

2、儿童屮需尝试穿刺3次以上才能进行静脉注射的比例为43%[2'31；静脉注射时，发生“漏针”现象的比例为23-28%;癌症患者中穿刺完全失败的比例为12%;住院病人中，入院三天后发生穿刺困难的比例为25%；穿刺成功率低是许多人不愿献血的最人原因141。因此，红外静脉定位仪的研发具有以下的意义：减轻医护人员的劳动强度和精神压力，提高医护人员的丄作效率；减轻患者的痛苦和紧张情绪；非接触式，避免细菌感染，安全卫牛；红外静脉定位仪是采用红外、近红外成像技术，利用摄像机的成像器件来记录观察目标的辐射信息，然后经过相应的图像处理，然后投射到照射的皮肤位

3、置，或者匕传到显示器I：ffio这一种的红外成像技术町以丰富人的观察内容，通过它，人们可以看到许多仅凭肉眼无法得到的有用信息。虽然医学红外成像技术的发展已经有相当长的历史了，但是其在辅助静脉穿刺和血管手术过程屮的应用却不是那么的广泛。因此，以红外和近红外成像技术为基础,研究一种结构简单、成本低的皮下静脉显示系统，对于临床上静脉穿刺、脉管手术等有着十分垂要的意义。关键词：静脉定位红外成像技术静脉显示系统静脉穿刺二、静脉定位的研究2.1血管组织红外成像的基础在过去的I•几年里，红外成像技术在医淫屮的应用研究空前繁荣。红外技术推广至医疗领域，采

4、用红外技术进行诊断，发展红外医疗设备，以适应医疗的需要，这是H然科学技术不同领域Z间相互渗透的必然趋向。红外成像技术在医学影像中有著最为广泛的应用，源于它貝有以下两个优势：笫一，它能轻易地穿透诸如皮肤之类的表层，来揭露被观测对象的皮下纽织信息；第二，住命纽织对红外光的反射、吸收特性差异远人于可见光谱。这就构成了几乎所有医学红外成像研究的基础。人体是一个复杂的有机体，由外向里，由皮肤、脂肪、肌肉和内脏组成。皮肤又分为表皮和真皮。皮肤总厚度为0.5・4mm,平均厚度为2mm。远红外辐射（3um以上）的作用深度非常浅，绝大部分都在上皮或真皮层吸

5、收，仅小部分能进入皮F;近红外辐射则相对透入稍深，近红外辐射的穿透深度约为lcm,而远红外辐射则仅为0.05-lmmo根据人体骨骼和肌肉组织的特点，720~1100nmZ间波长的近红外光能够较好的透射进入皮下组织，不同光波长在皮肤中的穿透深度如图1所示⑷；血红蛋白分为两种，还原血红蛋口和氧合血红蛋口。静脉血管中输送的是经新陈代谢后的血液含氧量少•血液中的血红蛋口主要以还原血红蛋口为主.血红蛋口吸收光谱特性如图2所示⑴.流到静脉红血球屮的还原血红蛋白对波长760nm附近的近红外线会有较多吸收.其屮Hb为还原血红蛋白.HbO?为氧合血红蛋白。

6、红外光穿过皮肤，经过脂肪的散射，到达软组织后，才能被血管吸收。山于血液对红外线的吸收远远强于英它皮下组织，因此此曲线也反映出了在这个红外波段，静脉血的红外吸收更是远远大于其它的相邻组织。因此可以利用这一特性,采用主动红外成像技术，对皮下血管组织进行红外成像【7®owavelength/nm图1光在皮肤中的穿透深度图wavelength/nm2红外货口吸收光谱特性>生0uo二OU20.mQ・2.2皮下静脉显示的设计红外图像处理后可达到可通过肉眼观察静脉血管，儿依据实现的功能和实现的方式不同，将系统分为图像采集、图像处理和图像显示三个基本组成

7、部分，而根据图像显示方式的不同，系统乂可以分为投影显示系统和普通显示系统两类。2.2.1皮下静脉投影显示系统的总体设计投影显示系统的基本构成如图3所示⑼。该系统主要由红外光源、摄像机、图像采集卡、计算机、投影机和反热滤光镜（热镜）等组成医生患者图3皮下静脉投影显示系统的总结构红外光源发出的近红外光照射到患者的穿刺部位上，反射的红外光线中包含冇皮下血管的分布信息。这种反射红外光穿过冷镜、红外滤色镜，在摄像机的图像传感器上成像，经图像采集卡转换成数字图像信号送计算机。计算机系统对皮下血管的红外图像信号进行实时增强，再由投影设备将增强后的图像回

8、投覆盖到穿刺部位上，从而在体表形成可见的血管分布图。这就是系统的基本工作原理。系统中的热镜又叫反热滤光片，属于带通型滤光片，400-700nm的可见光透过率为85%以上，红外反射率超过90%o