Устройство для визуализации вен в инфракрасном диапазоне

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике и медицинскому оборудованию, а именно к неинвазивному портативному устройству для визуализации подкожных вен с использованием источников света в инфракрасном ИК-диапазоне и ИК-камеры. Предлагаемое устройство может быть использовано для неинвазивной визуализации периферийных подкожных вен при проведении таких венозных манипуляций, как: введение внутривенных инъекций, забор крови из вены, установка внутривенных катетеров, проведение склеротерапии, проведение диагностики и исследования сосудов и сосудистых нарушений.
Известно медицинское устройство, содержащие подставку для удержания устройства формирования изображения, опорную стойку и основание для поддержки устройства на пациенте. При использовании устройства, опора прикрепляется к руке или ноге пациента и дополнительно содержит ремень, который удерживает опору на месте на конечности пациента, и при затягивании может также функционировать как жгут. Подставка для удержания устройства формирования изображения представляет собой неглубокую прямоугольную коробку размеров, подходящих для плотного удержания предполагаемого устройства формирования изображения (смартфон или планшет). В основании подставки предусмотрено отверстие, которое совпадает с объективом камеры устройства формирования изображения. Верх подставки открыт для обеспечения возможности просмотра экрана дисплея устройства формирования изображения. Дополнительное отверстие предусмотрено в боковой стенке подставки для доступа к органам управления устройством формирования изображения. Основание имеет U-образную форму и содержит пару удлиненных элементов, которые, когда опора фиксируется к конечности пациента, проходят параллельно оси этой конечности. Ремешок проходит через отверстия, образованные в удлиненных элементах, близко к концам тех элементов, на которых они соединены поперечной перемычкой. Ремешок обычно представляет собой тканевую полосу с пряжкой для застегивания ремня после того, как он прошел вокруг пациента. Опорная колонна проходит между нижней стороной и стержнем, который соединяет концы удлиненных элементов основания и удерживает опору и основание на расстоянии. Устройство формирования изображения обычно представляет собой смартфон, приспособленный для создания изображения с использованием ИК-света. Устройство формирования изображения может поставляться его производителем с такой возможностью, или программное обеспечение может быть загружено в устройство (например, в виде загружаемого «приложения») для создания такой возможности. [патент Великобритания № 2542132 МПК A61B 5/00, опубл. 08.09.2015 г.].
Недостатки устройства:
• Устройство формирования изображения (смартфон) размещается непосредственно на пациенте, что увеличивает вес общей конструкции при использовании планшета с большим дисплеем в качестве периферийного устройства;
• Отсутствует возможность вывода изображения на несколько периферийных устройств;
• Отсутствует ИК-камера с чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне. Большинство камер существующих смартфонов и планшетов имеет оптический фильтр, отсекающий ближний ИК-диапазон. Данный фильтр увеличивает качество изображений видимого спектра, но при визуализации вен контрастность изображения становится хуже по сравнению с использованием полноценной ИК-камеры.
Известно устройство детектирования вен, состоящее из основания; передатчика, сконфигурированного на указанном основании, при этом передатчик прикреплен к открытой части для излучения инфракрасного света; рычага обнаружения, сконфигурированного на основании; первого приемника, сконфигурированного на плече детектирования для приема первого изображения в инфракрасном свете, исходящего из экспонированной части; дисплея, сконфигурированного на основании и электрически связанного с указанным первым приемником для отображения изображения вен [патент США № 20190388023A1 МПК A61B 5/489, опубл. 26.12.2019 г.].
Недостатки устройства:
Устройство имеет массивное основание, которое может затруднять процесс диагностики и исследования вен у пациента, так как исследование вен может проводиться не только на руках, но и на других конечностях пациента;
Периферийное устройство зафиксировано в основании, что также приводит к затруднению процесса диагностики и исследования вен у пациента;
Отсутствует возможность вывода изображения на несколько периферийных устройств.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому решению является система изображения вен, которая включает в себя источник света, такой как матрица светоизлучающих диодов, которая сконфигурирована для излучения света на целевую область (рука или другая часть тела пациента); датчик света (камера), который чувствителен к длинам волн ближнего ИК-диапазона, излучаемых источником света, так что датчик света (камера) генерирует изображение целевой области на устройство отображения (дисплей); аккумуляторную батарею [патент США № 20140O39309A1 МПК A61B 5/00, опубл. 13.03.2013 г.].
Недостатки устройства:
Отсутствует возможность вывода изображения на несколько периферийных устройств;
Головное устройство с ИК-камерой имеет возможность передавать изображение по беспроводному каналу, однако габариты и конструкционные особенности головного устройства не позволяют зафиксировать его при помощи элементов фиксации (ремня) на голове врача, с целью освобождения обеих рук.
Технической проблемой является сложность использования устройства при исследовании вен, а именно отсутствие мобильности, связанной с конструкционными особенностями реализации части устройства с ИК-камерой.
Технический результат заключается в использовании беспроводного канала связи для передачи изображения вен в режиме реального времени на одно или несколько периферийных устройств одновременно.
Для достижения вышеуказанного технического результата устройство для визуализации вен в инфракрасном диапазоне, состоящее из принимающего устройства, корпуса, инфракрасной камеры с инфракрасными светодиодами и датчиком освещенности, соединенных между собой первой печатной платой, микроконтроллера, контроллера аккумуляторной батареи и драйвера инфракрасных светодиодов, соединенных между собой второй печатной платой, кнопки включения и аккумуляторной батареей соединенных со второй печатной платой проводным соединением, передает изображение вен по беспроводному соединению Wi-Fi принимающему устройству (планшету, монитору, персональному компьютеру и пр.) в режиме реального времени. Изображение вен может транслироваться сразу на несколько принимающих устройств в режиме реального времени по беспроводному соединению Wi-Fi. Корпус имеет цилиндрическую форму с пазами для фиксирующего ремня. Яркость светодиодов управляется драйвером инфракрасных светодиодов для получения высококонтрастного изображения вен в зависимости от показания датчика освещенности помещения, в котором используется устройство.
На фиг.1 представлен эскиз устройства для визуализации вен в инфракрасном диапазоне.
На фиг.2 представлена блок-схема устройства для визуализации вен в инфракрасном диапазоне, где:
1 – Принимающие устройство или группа принимающих устройств;
2 – ИК-камера;
3 – Контроллер аккумуляторной батареи;
4 – Микроконтроллер;
5 – Кнопка включения;
6 – Датчик освещенности;
7 – Драйвер ИК-светодиодов;
8 – ИК-светодиоды;
9 – Аккумуляторная батарея.
На фиг. 1 представлено устройство для визуализации вен в инфракрасном диапазоне, состоящее из корпуса, выполненного в цилиндрической форме с пазами для фиксирующего ремня, инфракрасной камеры 2 с инфракрасными светодиодами 8 и датчика освещенности 6, соединенных между собой первой печатной платой, микроконтроллера 4, контроллера аккумуляторной батареи 3 и драйвера инфракрасных светодиодов 7, соединенных между собой второй печатной платой, кнопки включения 5 и аккумуляторной батареи 9, которые соединены со второй печатной платой проводным соединением (фиг.2).
Контроллер аккумуляторной батареи 3 имеет вход для подключения зарядного устройства. Wi-Fi передатчик размещен на первой печатной плате
Устройство для визуализации вен в инфракрасном диапазоне работает следующим образом: аккумуляторная батарея 9 формирует рабочее напряжение 3.7В для контроллера аккумуляторной батареи 3, который формирует рабочее напряжение для микроконтроллера 4, ИК-камеры 2 и драйвера ИК-светодиодов 7. Запуск устройства осуществляется нажатием на кнопку включения 5, которая формирует стартовый импульс для микроконтроллера. Микроконтроллер 4, управляя контроллером аккумуляторной батареи 3, осуществляет запуск устройства при помощи разрешающего сигнала для контроллера аккумуляторной батареи 3. Датчик освещенности 6 передает на микроконтроллер 4 аналоговый сигнал, уровень напряжения которого эквивалентен освещенности помещения, в котором используется устройство. Далее сигнал с датчика освещенности 6 оцифровывается при помощи микроконтроллера 4, в зависимости от цифрового кода, эквивалентного освещенности помещения, драйвер ИК-светодиодов 7 формирует напряжения для ИК-светодиодов, уровень которого определяет яркость свечения ИК-светодиодов 8. После запуска устройства, необходимо идентифицировать его в сети Wi-Fi, то есть добавить в существующую локальную сеть Wi-Fi принимающих устройств, которые смогут принимать изображения вен, фиксируемое ИК камерой 2 в режиме реального времени.
Пример. При длительном диагностическом осмотре поверхностных вен во время проведения склеротерапии, диагностики тромбоза или других исследований, доктор может зафиксировать на голове устройство для визуализации вен в инфракрасном диапазоне при помощи фиксирующего эластичного ремня, вдетого в пазы корпуса устройства. Это позволит доктору освободить обе руки и использовать другие инструменты и приспособления, необходимые для венозных или сосудистых манипуляций (катетеры, пункционные иглы, УЗИ датчики и т.д.). При этом изображение вен может транслироваться на большой монитор и/или рядом стоящий планшет в режиме реального времени.
Предлагаемое решение повышает эффективность и мобильность работы медицинского персонала во время венозных манипуляций и диагностики, за счет использования беспроводной технологии передачи данных Wi-Fi, возможности одновременной трансляции изображения с ИК-камеры на несколько периферийных устройств, а также за счет освобождения обеих рук доктора в процессе исследования и диагностики вен.