太赫兹成像装置及利用该装置辨识血管的方法

摘要

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种太赫兹成像装置及利用该装置辨识血管的方法。该装置包括支架和设置在支架上的太赫兹波发射器、太赫兹波感应器、图像处理模块及图像显示模块，通过太赫兹波发射器发射的太赫兹波，经放在支架下方的手背或其他穿刺部位的皮肤的反射，由太赫兹波感应器接收，太赫兹波感应器将相应的图片信息传送至图像处理模块进行处理，最终在图像显示模块清晰地显示出穿刺处血管脉络和金属针头信息，从而为医生穿刺提供正确指导，以使穿刺快速、准确和便利，进而避免了穿刺操作不当和穿刺精度不够给患者带来的痛苦。

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种太赫兹成像装置及利用 该装置辨识血管的方法。

背景技术

太赫兹波（Terahertz,THz）是频率在0.1～10THz范围内的电磁 辐射（1THz＝10¹²Hz）。在电磁波谱中，太赫兹波介于红外和无线电 波之间，位于由电子学向光子学过渡的特殊区域，是一种新的、有很 多独特优点的辐射源，也是近年来国际应用研究的热点。相对于X射 线，太赫兹光子能量极低，安全、无电离辐射；很多非极性物质对太 赫兹波是透明的，具有良好的穿透性，但是太赫兹无法穿透水和金属。 据最近研究结果，太赫兹波可穿入皮肤底下数毫米的地方，而其他现 有医疗技术(如X光和核磁共振成像技术)尽管可以透视更深处组织， 但对皮肤下几毫米的浅层无能为力。

输液是现代医学治疗疾病的重要手段，可为患者提供方便快捷治 疗方案，在保障患者生命安全，维护人们身体健康，促进社会医疗发 展水平等方面具有重要意义。输液过程的关键是准确、快速的静脉穿 刺。对于少儿、老人、日益增多的肥胖人群和应急患者，实现手背上 细微静脉血管的快速、准确穿刺进而实现输液，存有一定难度，当前 主要还是凭借医生经验来完成，穿刺操作不当或精确度不高都会延误 治疗并给病人带来极大的痛苦。同样地，在进行抽血化验、血管病变 检测等情况时也经常会遇到如上所述的问题。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种太赫兹成像装置及利用 该装置辨识血管的方法。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种太赫兹成像装置及利用该装置辨识血管 的方法，为穿刺提供清晰的图像依据，以使穿刺快速、准确和便利。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种太赫兹成像 装置，其包括支架和设置在支架上的太赫兹波发射器、太赫兹波感应 器、图像处理模块及图像显示模块，所述太赫兹波发射器设置在所述 太赫兹波感应器的一侧，所述太赫兹波感应器、所述图像处理模块及 所述图像显示模块依次相连。

其中，所述支架具有并行的两条滑动导轨，所述太赫兹波发射器 和所述太赫兹波感应器可调地设置在所述滑动导轨上。

其中，所述滑动导轨呈拱形结构。

其中，所述图像处理模块和所述图像显示模块设置在所述太赫兹 波感应器上，与所述太赫兹波感应器一体在所述滑动导轨上滑动。

其中，所述支架的下方设置有漫反射削减板。

其中，所述漫反射削减板的下方设置有操作台。

其中，所述太赫兹波感应器设置在所述拱形结构的顶部，所述太 赫兹波发射器与所述太赫兹波感应器所在的垂线呈一定的夹角设置在 所述拱形结构上。

其中，所述太赫兹波发射器内设置有矩阵太赫兹源发生器。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述成像装置辨识血管的方 法，其包括以下步骤：

S1、调整图像显示模块在支架上的位置，使其处于适当的观测视 角；

S2、调整太赫兹波发射器在支架上的位置，使所述图像显示模块 获得清晰的图像；

S3、将患者待刺手臂放于操作台上，调整太赫兹波感应器的移动 旋钮，以使所述图像显示模块获得清晰的血管脉络和金属针头的图像；

S4、通过观测所述图像显示模块中清晰的血管脉络和金属针头图 像，辨识血管。

其中，在步骤S3中，若因患者皮肤粗糙导致所述图像显示模块显 示的图像不清晰，则移动漫反射削减板至手臂正上方区域，用于衰减 漫反射、增加反射光强和增强镜面反射效果。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的太赫兹成像 装置中，通过太赫兹波发射器发射的太赫兹波，经放在支架下方的手 背或其他穿刺部位的皮肤的反射，由太赫兹波感应器接收，太赫兹波 感应器将相应的图片信息传送至图像处理模块进行处理，最终在图像 显示模块清晰地显示出穿刺处血管脉络和金属针头信息，从而为医生 穿刺提供正确指导，以使穿刺快速、准确和便利，进而避免了穿刺操 作不当和穿刺精度不够给患者带来的痛苦。

附图说明

图1是本发明实施例太赫兹成像装置的立体结构图；

图2是本发明实施例太赫兹成像装置的正视图。

图中，1：滑动导轨架；2：太赫兹波发射器；3：太赫兹波感应器； 4：图像处理模块；5：图像显示模块；6：操作台；7：漫反射削减板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描 述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的太赫兹成像装置包括滑动导轨架1和 设置在滑动导轨架1上的太赫兹波发射器2、太赫兹波感应器3、图像 显示模块5及图像处理模块4；滑动导轨架1的下方设置操作台6，太 赫兹波发射器2和太赫兹波感应器3均可沿滑动导轨架1上的滑轨滑 动，太赫兹波感应器3、图像处理模块4和图像显示模块5依次相连， 图像处理模块4设置在太赫兹波感应器3的上方，图像显示模块5设 置在图像处理模块4的上方。这样，患者的手背（当然不限于手背， 也可以是手臂或其他穿刺部位）放在操作台6上时，太赫兹波发射器2 发出的太赫兹波射向手背，经反射后到达太赫兹波感应器3，太赫兹波 感应器3即可采集手背的图像信息，然后，太赫兹波感应器3将采集 到的信息传递给图像处理模块4，图像处理模块4将图像信息处理后传 递给图像显示模块5，图像显示模块5可将手背的图像信息清楚地显 示，从而给医生输液提供正确指导。

其中，滑动导轨架1呈拱形，拱高约50cm，可放在办公台上使用， 采用拱形结构可以使太赫兹波发射器2将太赫兹波倾斜地发射到操作 台6上，然后由太赫兹波感应器3接收，当然，导轨也可以水平设置， 此时可以调整太赫兹波发射器2的发射角度，使得发射波倾斜射出； 太赫兹波发射器2可调频率和强度，可以产生0.1-10T间不同波长不同 强度的太赫兹波，为呈现清晰的血管脉络图像提供稳定的主动光源， 太赫兹波发射器2中设置有3*3矩阵太赫兹源发生器（当然也可以有 其他阵列形式），这样可以有多束发射光波同时发出，以获取更好的太 赫兹光强和更大尺寸的视觉图像；所述太赫兹波感应器3设置在所述 拱形结构的顶部，所述太赫兹波发射器2与所述太赫兹波感应器3所 在的垂线呈一定的夹角设置在所述拱形结构上；图像显示模块5和太 赫兹图像处理模块4设置在太赫兹波感应器3的上方，可以使本发明 装置结构更紧凑，且图像显示模块5和太赫兹图像处理模块4可与太 赫兹波感应器3一体在滑动导轨上滑动，当然图像显示模块5和太赫 兹图像处理模块4也可以设置在滑动导轨架1的其他部位；太赫兹波 发射器2和太赫兹波感应器3通过螺栓设置在导轨上，通过调整螺栓， 太赫兹波发射器2和太赫兹波感应器3可在导轨上移动，这样可获得 较好的成像角度和成像质量；图像显示模块5选用LCD显示屏，其通 过太赫兹波感应器3在滑动导轨架1上移动，可以调整到最好的观察 视角。

进一步地，太赫兹波感应器3和操作台6之间设置有漫反射削减 板，该漫反射削减板7的一端通过轴承连接在滑动导轨架1上，可在 水平面旋转，该漫反射削减板采用聚乙烯或者石英材料制作。由于皮 肤表面粗糙，太赫兹波漫反射较严重，导致太赫兹波感应器3的接收 芯片感应效果不好，通过设置漫反射削减板，可以较好的聚焦入射、 反射光线，减少漫反射，增强镜面反射效果，获取较高质量的太赫兹 图像。

由于水和金属对太赫兹波呈现强烈吸收，在皮肤浅层结构中，血 液含水量较高，与周围组织含水量明显不同，可用此来识别清晰的血 管脉络；同时，针头一般为金属质地，医生在移动针头时，也可以在 显示屏中清晰看到针头的实时位置，准确定位，可实现快速、准确地 进行静脉穿刺与注射等操作。

本发明采用该装置进行实际操作时，首先，松动滑动导轨上LCD 显示屏位置，使之位于最好的观测视角，再固定拧紧；其次，松动滑 轨上太赫兹波发射器2，调整其位置，使得LCD显示屏获得较高质量 的图像；然后，将患者待刺手臂放于操作台6上，并轻轻调整太赫兹 波感应器3的移动旋钮，调节焦距，直到获得较为清晰的图像。如果 患者手臂较为粗糙，LCD显示屏中获取的图像质量不高，则将拨动漫 反射削减板至手臂正上方区域，用于衰减漫反射，增加反射光强，增 强镜面反射效果。这样，医生就可以通过LCD显示屏看到清晰的血管 脉络和金属针头实现快速、准确的静脉注射等操作。

本发明另一方面提供了一种利用上述成像装置辨识血管的方法， 其包括以下步骤：

S1、调整图像显示模块5在支架上的位置，使其处于适当的观测 视角；

S2、调整太赫兹波发射器2在支架上的位置，使图像显示模块5 获得清晰的图像；

S3、将患者待刺手臂放于操作台6上，调整太赫兹波感应器3的 移动旋钮，以使图像显示模块5获得清晰的图像；

S4、通过观测图像显示模块5中清晰的血管脉络和金属针头图像， 辨识血管。

其中，在步骤S3中，若因患者皮肤粗糙导致图像显示模块5显示 的图像不清晰，则移动漫反射削减板至手臂正上方区域，用于衰减漫 反射和增加反射光强，增强镜面反射效果。

本发明太赫兹成像装置和利用该装置辨识血管的方法不仅用于输 液、抽血穿刺，还可以用于感知血管病变、寻找血管瘤和血管闭塞位 置等方面。

综上所述，本发明提供的太赫兹成像装置和利用该装置辨识血管 的方法通过太赫兹波发射器发射太赫兹波，经放在支架下方操作台上 的手背皮肤的反射，太赫兹波感应器即可采集手背的图像信息，然后 太赫兹波感应器将采集到的信息传递给图像处理模块，图像处理模块 将图像信息处理后传递给图像显示模块，图像显示模块可将手背的血 管脉络和金属针头清楚地显示，从而给医生输液提供正确指导，以使 穿刺快速、准确和便利；通过在太赫兹波感应器和操作台之间设置漫 反射削减板，可以较好的聚焦入射、反射光线，减少漫反射，增强镜 面反射效果，获取较高质量的太赫兹图像。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。