專利名稱：一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療裝置的節(jié)電技術(shù)，具體為一種用于降低靜脈穿刺時輔助裝置功耗的方法。
背景技術(shù)：
靜脈穿刺輔助觀察裝置(簡稱靜脈觀察裝置)是近年出現(xiàn)的醫(yī)療新產(chǎn)品，包括主機和主機上面用于放置手掌進行靜脈觀察的靜脈觀察臺，主機里面包括有發(fā)光組件和控制電路，發(fā)光組件包括有發(fā)光管和聚光裝置。工作時發(fā)光管作為光源發(fā)出紅光，通過聚光成照射光束照射到手掌掌心，紅光從手掌透過，由于紅光較容易透過手掌的肌肉組織而照射到手背上，而手掌靜脈所流動的暗紅色靜脈血對紅光具有很強的吸收作用，使紅光難以穿透靜脈，所以在手掌背上便顯示為在較亮的紅光背景下呈現(xiàn)亮度較暗的靜脈痕跡，便于醫(yī)務(wù)人員觀察和定位靜脈，準確實現(xiàn)靜脈穿刺，多應(yīng)用在幼兒靜脈穿刺場合。按照現(xiàn)有技術(shù)的觀點，由于手掌的生理結(jié)構(gòu)較厚，為了保證發(fā)光管的紅光能夠穿透手掌肌肉，實現(xiàn)對靜脈的識別，則需要發(fā)光管具有很高的發(fā)光亮度，使發(fā)光組件照射到手掌心的光通量足夠大?，F(xiàn)有產(chǎn)品的發(fā)光管工作功率往往達到20伏安左右，但這么大的工作功率導(dǎo)致發(fā)光管耗電大，發(fā)熱嚴重，工作壽命低等缺點，而且由于發(fā)光管發(fā)光亮度很大，在工作中泄漏的紅光會對醫(yī)務(wù)人員的眼睛造成傷害。這是一個矛盾，目前解決該矛盾的技術(shù)方向一個是采用發(fā)光效率更高的發(fā)光管，以較小工作功率取得足夠的發(fā)光亮度，而更先進的技術(shù)是采用更靈敏的CCD攝像頭代替眼睛，采集手掌背透射的光，再在顯示屏上顯示出影像，這雖然可有效降低發(fā)光管亮度，但技術(shù)復(fù)雜，成本高，而且需要通過一邊的顯示屏來顯示，在觀察和定位靜脈的同時要進行靜脈穿刺時，由于操作點(手掌背)與顯示屏不在同一位置，操作起來便顯得非常不直觀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的便是公開這樣一種能夠降低靜脈觀察裝置的發(fā)光管工作功耗的方法。經(jīng)過對靜脈觀察裝置的實際使用過程進行分析，即使采用靜脈觀察裝置，對手掌靜脈的觀察和定位也無法一下子就完成:從剛開始在整個手掌背中觀察到多條靜脈痕跡，到醫(yī)務(wù)人員分析并選擇其中一條最合適的靜脈，再對該靜脈進行準確定位，到最好進行靜脈穿刺，這需要一個較長的過程。特別是在面向幼兒使用時，幼兒常會因恐懼而掙扎，手掌亂動，這一過程時間會更久。而現(xiàn)有的靜脈觀察裝置在這一過程中，強烈的紅光一直在照射，既造成發(fā)光管耗電大，發(fā)熱嚴重，影響壽命，也會對醫(yī)務(wù)人員的眼睛造成更大傷害。申請人對此做了一些試驗，在前期對靜脈的觀察尋找的過程中，讓紅光以閃爍方式進行發(fā)光，發(fā)現(xiàn)紅光的閃爍周期在一定范圍內(nèi)時，并不影響對手掌靜脈的觀察和尋找，甚至在紅光亮度較低時，閃爍還使人更容易注意到觀察對象的細微差別。本發(fā)明的靜脈觀察裝置的結(jié)構(gòu)跟現(xiàn)有技術(shù)一樣，包括有主機和靜脈觀察臺，主機包括有發(fā)光組件和控制電路，發(fā)光組件包括有發(fā)光管和聚光裝置。但本發(fā)明對靜脈觀察裝置的工作方式進行改進，它包括采用發(fā)光管發(fā)出照射光束，采用照射光束穿透手掌形成靜脈痕跡來進行靜脈觀察定位和靜脈穿刺，其改進方法為:將靜脈觀察裝置的整個工作過程分成兩個階段:在前期對靜脈進行觀察定位的觀察階段，和后期對靜脈進行穿刺的穿刺階段；在觀察階段，將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式進行工作；在穿刺階段，將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式進行工作。根據(jù)靜脈穿刺裝置的工作原理，照射光束一般為紅光。具體實現(xiàn)上述改進的方法，本發(fā)明通過一個閃爍發(fā)生電路輸出閃爍脈沖來控制發(fā)光管以閃爍發(fā)光方式進行工作，通過一個閃爍切換開關(guān)來控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進行切換。閃爍發(fā)生電路輸出的控制發(fā)光管閃爍發(fā)光的閃爍脈沖，最好是方波脈沖，其占空t匕，也即發(fā)光管閃爍發(fā)光時的占空比，(發(fā)光周期占整個脈沖周期的比)，決定本發(fā)明節(jié)電的效果。為了達到節(jié)電一半以上，可將占空比定為小于0.5，即發(fā)光時的脈沖周期小于不發(fā)光時的周期，但發(fā)光周期過小時便難以進行觀察，合適的，可定在0.2到0.4之間。而整個閃爍發(fā)光的閃爍周期，過長則閃爍過慢會影響工作效率，過短則閃爍過于急促容易使眼睛疲勞，根據(jù)實際使用在0.3秒至1.5秒之間比較合適，尤其在0.5秒至I秒之間最合適。本發(fā)明的靜脈觀察裝置的使用，在剛開始把手掌放置在觀察臺上、啟動發(fā)光管工作發(fā)出紅光時，通過閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式，使發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光(也即間隔發(fā)光)的工作方式發(fā)光，比如在I秒的周期里面發(fā)出0.25秒寬度的紅光，(即占空比為0.25)，這種閃爍發(fā)光足以讓醫(yī)務(wù)人員從整個手掌背中觀察到多條靜脈痕跡，再選擇確定其中一條最 合適的靜脈，并對該靜脈進行定位。而在最后需要進行靜脈穿刺時，如果發(fā)光管閃爍發(fā)光則會對穿刺工作造成影響，所以閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光狀態(tài)，使發(fā)光管連續(xù)穩(wěn)定發(fā)光，符合醫(yī)務(wù)人員的使用習(xí)慣，讓醫(yī)務(wù)人員在清晰穩(wěn)定的背景下進行靜脈穿刺。顯然，在開始啟動觀察裝置至進行穿刺前這一階段中，由于發(fā)光管一直以閃爍發(fā)光方式進行間隔工作，所以能夠降低發(fā)光管功耗，減少發(fā)熱，簡化發(fā)光管散熱裝置，并延長發(fā)光管工作壽命?，F(xiàn)有的靜脈觀察裝置，一般還帶有調(diào)光功能，由調(diào)光電路對發(fā)光管的亮度進行調(diào)節(jié)。這種調(diào)光功能一般采用脈寬調(diào)制(即PWM)的方式，這實際上也是一種占空比可調(diào)的脈沖工作方式。但這種調(diào)光功能的脈沖工作方式跟本發(fā)明的閃爍發(fā)光方式是截然相反的，調(diào)光功能需要避免出現(xiàn)肉眼可感知的閃爍，所以都將脈沖頻率定得很高，一般在幾百、幾千赫茲甚至幾萬赫茲以上，即發(fā)光周期在0.00幾秒以下，眼睛所看到的是一種平均值的連續(xù)發(fā)光。而本發(fā)明的閃爍發(fā)光是特意讓發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光(也即間隔發(fā)光)的方式工作，讓發(fā)光管在發(fā)光間隔停止工作，以降低功耗和發(fā)熱。另外，申請人還發(fā)現(xiàn)發(fā)光管閃爍發(fā)光時眼睛對觀察目標的細微差異具有更高的識別靈敏度，(這一點跟常規(guī)理解相反，可能是由于閃爍使觀察對象的影像時暗時亮，在暗時眼睛為了看清觀察對象而無意識地增大瞳孔，而后在觀察對象又突然變亮?xí)r瞳孔還來不及縮小所導(dǎo)致的)，也即閃爍發(fā)光時即使發(fā)光管亮度比連續(xù)發(fā)光時降低一些，也同樣能夠有效觀察識別到靜脈。所以，作為進一步改進，當閃爍切換開關(guān)啟動閃爍發(fā)生電路工作，發(fā)光管被切換至閃爍發(fā)光方式時，同時調(diào)低發(fā)光管的發(fā)光亮度。(大約可以調(diào)低20% — 30%的亮度)。該改進使剛開始發(fā)光管在閃爍發(fā)光狀態(tài)時，以較低亮度發(fā)光，進一步降低功耗，而在連續(xù)發(fā)光狀態(tài)時，恢復(fù)正常的較高亮度，使醫(yī)務(wù)人員能夠在更穩(wěn)定和更清晰的背景下進行靜脈穿刺。本發(fā)明將靜脈觀察裝置的工作過程分為兩個階段，在觀察尋找和定位靜脈的階段使發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光狀態(tài)，以更低的發(fā)光管功耗來實現(xiàn)靜脈觀察，具有降低耗電，減少發(fā)熱，延長發(fā)光管壽命的積極意義，并減少對醫(yī)務(wù)人員眼睛傷害。而在進行靜脈穿刺的階段，將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光狀態(tài)，使醫(yī)務(wù)人員在穩(wěn)定清晰的光照下進行靜脈穿刺，更符合使用習(xí)慣，不影響穿刺工作。


圖1是靜脈穿刺輔助觀察裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實現(xiàn)本發(fā)明的方法的發(fā)光管相關(guān)控制電路的電路方框圖。圖3是實現(xiàn)本發(fā)明的方法的一種閃爍發(fā)生電路的電路原理圖。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖，對本發(fā)明進行說明。圖1是現(xiàn)有靜脈穿刺輔助觀察裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。它包括靜脈觀察裝置的主機I和主機I上面用于放置手掌 進行靜脈觀察的靜脈觀察臺2，主機I內(nèi)部設(shè)置有控制電路3和電源4?？刂齐娐?包括有用于對發(fā)光管進行亮度調(diào)節(jié)的PWM調(diào)光電路和驅(qū)動電路；控制電路3與控制面板配合工作，以控制本裝置的工作及對發(fā)光管的亮度進行調(diào)節(jié)。主機I內(nèi)部設(shè)置有由發(fā)光管和聚光裝置組成的發(fā)光組件5，能夠向上面的觀察臺2發(fā)出高亮度的紅光。觀察臺2上有透明的透光板6 (有些產(chǎn)品的透光板呈向上凸出的半圓型)和可分離的擋光板7，擋光板7中間開有大小與手掌心相當?shù)耐腹饪?，使紅光只能從透光孔8射出，其他位置都被擋光板遮擋。觀察臺2上一般還設(shè)置有用于識別手掌是否放在擋光板7上面的感應(yīng)開關(guān)10，感應(yīng)開關(guān)10控制發(fā)光組件的工作，當感應(yīng)開關(guān)10沒有感應(yīng)到手掌放在擋光板7上面時，發(fā)光組件不會發(fā)光工作，避免沒有手掌時紅光外射。使用時，將需要靜脈穿刺的手掌9向下壓在觀察臺2的擋光板7上面，感應(yīng)開關(guān)10識別到這一狀態(tài)，啟動電路使發(fā)光組件發(fā)出紅光，紅光通過透光板6和擋光板上的透光孔8照射在手掌的手心上，在手掌的手背上便能夠清楚地顯示出靜脈位置，便于醫(yī)務(wù)工作者觀察和定位靜脈，準確的實現(xiàn)靜脈穿刺，方便工作并減少患兒的痛苦。圖2是實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)光管相關(guān)控制電路的電路方框圖。其中調(diào)光電路、驅(qū)動電路和發(fā)光管屬于現(xiàn)有技術(shù)，用于使安裝在發(fā)光組件里面的紅光發(fā)光管發(fā)出亮度可調(diào)的高亮度紅光。而閃爍發(fā)生電路、閃爍切換開關(guān)K是本發(fā)明新增加的電路和部件。這些電路的一個具體實施電路如圖3。ICl即時基電路555等組成方波振蕩電路作為閃爍發(fā)生電路，其輸出的方波脈沖的高電平周期和低電平周期由電容C、電阻Rl和R2決定。根據(jù)555時基電路的工作原理可知，當555處于充電時，充電周期Tl = 0.693 (R1+R2)C = 0.693CR1+0.693CR2，這時第3腳輸出為高電平，通過驅(qū)動電路使發(fā)光管不發(fā)光(反相控制)，即充電周期為不發(fā)光周期Tl。當555處于放電時，其放電周期T2=0.693CR2，這時第3腳輸出為低電平，通過驅(qū)動電路使發(fā)光管發(fā)光，即放電周期Τ2為發(fā)光周期。由于Rl不為零，所以Τ2總是小于Tl，也即發(fā)光周期總是小于不發(fā)光周期，所以發(fā)光周期對整個脈沖周期的占空比小于0.5，實現(xiàn)節(jié)電在50%以上。一種具體的方案，通過選取電容C和電阻Rl和R2的值，(比如C取I微法，Rl取600K，R2取300K)，將放電周期也即發(fā)光周期T2設(shè)為大約0.2秒，充電周期也即不發(fā)光周期Tl約為0.6秒，則整個脈沖周期為0.8秒，發(fā)光周期的占空比為0.25，在閃爍發(fā)光狀態(tài)，發(fā)光管節(jié)電約75%，是比較理想的方案。
閃爍切換開關(guān)K用于控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進行切換。如圖3所示，當閃爍切換開關(guān)K閉合時，閃爍發(fā)生電路通電工作，其輸出閃爍脈沖信號通過驅(qū)動電路控制發(fā)光管以閃爍發(fā)光方式進行工作。當閃爍切換開關(guān)K斷開時，閃爍發(fā)生電路斷開電源停止工作，沒有輸出閃爍脈沖信號，所以發(fā)光管以連續(xù)發(fā)光方式工作。閃爍發(fā)生電路所需的驅(qū)動電路可以利用原有調(diào)光電路的驅(qū)動電路，即兩者共用一個驅(qū)動電路，如圖2和圖3所示。也可以自行帶一個獨立的驅(qū)動電路，與調(diào)光電路的驅(qū)動電路共同來驅(qū)動發(fā)光管工作，當然這會增加電路成本。作為進一步改進，閃爍切換開關(guān)K同時連接并控制調(diào)光電路的工作，使調(diào)光電路與閃爍切換開關(guān)聯(lián)動，當閃爍切換開關(guān)啟動閃爍發(fā)生電路，發(fā)光管被切換在閃爍發(fā)光方式工作時，同時通過調(diào)光電路調(diào)低發(fā)光管的亮度，(大約可以調(diào)低20% — 30%的亮度)，進一步降低功耗；而當K斷開閃爍發(fā)生電路，發(fā)光管處于連續(xù)發(fā)光狀態(tài)時，同時失去對調(diào)光電路的控制，發(fā)光管恢復(fù)正常的較高亮度，使醫(yī)務(wù)人員能夠在更穩(wěn)定和更清晰的背景下進行靜脈穿刺。閃爍切換開關(guān)K可以設(shè)置在主機控制面板上，根據(jù)需要通過人工手動操作來切換閃爍發(fā)光與連續(xù)發(fā)光方式。作為改進，閃爍切換開關(guān)K安裝在靜脈觀察臺2下面，并受所要進行靜脈觀察的手掌壓力的控制。比如，閃爍切換開關(guān)K采用常閉的壓力開關(guān)或行程開關(guān)，安裝在靜脈觀察臺2下面，即圖1的部件11，通過聯(lián)動機構(gòu)伸出到觀察臺2的表面，可接受擋光板7的壓迫。當手掌9帶著擋光板7放置在觀察臺2上面、而沒有用力往下壓時，這時擋光板7的壓力不夠，閃爍開關(guān)K閉合，發(fā)光管為閃爍發(fā)光，供醫(yī)務(wù)人員觀察定位手掌背的靜脈；當準確定位靜脈、準備穿刺時，醫(yī)務(wù)人員可將手掌9稍微用力往下壓，則擋光板7向下壓迫閃爍切換開關(guān)K的聯(lián)動機構(gòu)，斷開K的接點，將發(fā)光管切換為連續(xù)發(fā)光的狀態(tài)，不用人工操作閃爍切換開關(guān)，使用更方便。另外，本發(fā)明的閃爍發(fā)生電路也可采用其他電路如數(shù)字電路或?qū)Ｓ?C、甚至采用微處理器MCU來實現(xiàn)。這時的 閃爍發(fā)生電路可與調(diào)光電路結(jié)合在一起，用一片微處理器MCU或掩模專用IC來實現(xiàn)。這時雖然電路結(jié)構(gòu)從表面看有了改變，但在IC里面，仍然包括有調(diào)光電路和閃爍發(fā)生電路的功能模塊，跟本發(fā)明在實質(zhì)上是一樣的。
權(quán)利要求
1.一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，采用發(fā)光管發(fā)出照射光束，采用照射光束穿透手掌來進行靜脈觀察定位和靜脈穿刺，其特征在于:將靜脈觀察裝置的工作過程分成兩個階段:在前期對靜脈進行觀察定位的觀察階段，和后期對靜脈進行穿刺的穿刺階段；在觀察階段，將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式進行工作；在穿刺階段，將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式進行工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:本發(fā)明通過一個閃爍發(fā)生電路輸出閃爍脈沖來控制發(fā)光管以閃爍發(fā)光方式進行工作，通過一個閃爍切換開關(guān)來控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:所述發(fā)光管的閃爍發(fā)光方式，其閃爍發(fā)光的閃爍周期，在0.3秒至1.5秒之間；作為更合適的方案，在0.5秒至I秒之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:閃爍發(fā)生電路輸出的閃爍脈沖為方波脈沖，其發(fā)光周期的占空比，小于0.5 ;作為更合適的方案，占空比在0.2到0.4之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:閃爍切換開關(guān)對發(fā)光管閃爍發(fā)光方式和連續(xù)發(fā)光方式的切換，由所要進行靜脈觀察的手掌的壓力進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5之一所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:所述方法還包括有對發(fā)光管發(fā)光亮度進行調(diào)節(jié)的調(diào)光功能，當發(fā)光管被切換至閃爍發(fā)光方式時，同時調(diào)低發(fā)光管的發(fā)光亮度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6之一所述的一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，其特征在于:所述的調(diào)光功能，與閃爍發(fā)生電路結(jié)合在一起，由一片MCU微處理器或?qū)Ｓ肐C來實現(xiàn)。
全文摘要
一種降低靜脈觀察裝置功耗的方法，將靜脈觀察裝置的工作過程分成兩個階段在前期對靜脈進行觀察定位的觀察階段，將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式進行工作；在后期對靜脈進行穿刺的穿刺階段，將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式進行工作。本發(fā)明以更低的發(fā)光管功耗來實現(xiàn)靜脈觀察，具有降低耗電，減少發(fā)熱，延長發(fā)光管壽命的積極意義，并減少對醫(yī)務(wù)人員眼睛傷害。
文檔編號A61B5/00GK103211579SQ201310112709
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者徐志強 申請人:徐志強