KR102035153B1 - 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 - Google Patents

근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법에 관한 것으로서, 케이스; 케이스 내부에 구비되어 케이스 외부로 노출된 환자의 신체 일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득하는 근적외선 영상 모듈; 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적하는 영상처리부를 구비하는 제어부; 영상처리부를 통해 추적된 환자의 혈관 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 영상을 표시하는 빔 프로젝터; 및 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 디스플레이하는 실영상 처리 모듈;을 포함한다.

Description

근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치{Apparatus for indicating blood vessel using near infrared ray and camera}
본 발명은 근외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 근적외선과 카메라를 이용하여 환자의 혈관을 보다 정밀하게 탐지하여 혈관의 손상을 방지할 수 있는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법에 관한 것이다.
오늘날 고도의 산업화로 인해 의료 산업에 대한 중요성이 부각되고 있는 추세이며, 의료 산업의 발달로 인해 다양한 의료 장비가 개발되고 있는데 그 한 예가 혈관을 탐색하는 장치이다.
통상적으로 병원에서 혈관 주사를 투여하는 경우에는 주사바늘을 혈관에 삽입한다. 이때, 혈관을 유관으로 식별하여 주사바늘을 정확하게 삽입하는 것이 쉬운 일이 아니었다. 특히, 어린이와 같이 혈관을 유관으로 식별하기 어려운 경우에는 그 불편함이 더 하였다. 이러한 불편함을 환자에게 더욱 고통을 주게 되며, 의술을 행하는 사람에게도 고역이 아닐 수 없다.
상기한 바와 같은 이유 인해 다양한 형태로 혈관을 탐색하기 위한 장치가 구현되고 있으며, 그 대표적인 예로 조명을 이용하는 장치라 할 수 있다. 이러한 조명을 이용하는 장치는 조명을 피부에 비추면 일부는 피부 속으로 침투하여 피하의 작은 면적을 조명한다. 한편, 피부 속에는 말초 정맥이 밀집되어 있는데 상기 말초정맥은 빛을 잘 흡수하지 않아 침투되는 조명에 의해 검게 투영됨에 따라 쉽게 눈으로 식별할 수 있도록 한다. 상기와 같이 조명을 이용하여 혈관을 탐색하는 장치는 이미 제안되고 있으며, 그 일 예는 미국등록특허 'US 4,619,249'에서 개시하고 있다.
상기 미국등록특허 'US 4,619,249'를 간략하게 설명하면, 두 개의 암 끝단에 조명장치를 장착하고, 상기 장착된 조명장치를 통해 피부 속으로 빛을 침투시킴으로서 피부 속을 조명함으로서 혈관을 유관으로 용이하게 탐색할 수 있도록 제안하고 있다.
하지만, 상기한 바와 같이 조명을 이용하여 혈관을 탐색하는 경우에는 반드시 측정자가 유관으로 혈관을 관찰하여야 하는 불편함이 있다. 또한, 조명을 사용하는 경우에는 피 측정자의 피부 상태와 주변 환경에 따라 많은 영향을 받을 수 있는 단점이 있었다.
또한, 이렇게 주사 바늘을 어렵게 꽂은 환자의 경우에는, 혈관 주사를 맞지 않는 동안에도, 다음번 주사시 다시 혈관을 찾는 번거로움을 덜기 위하여 주사 바늘을 꽂아놓은 채로 지내도록 하고 있는 실정이다.
(미국등록특허 US 4,619,249, 1986년 10월 28일)
본 발명의 목적은 근적외선과 카메라를 이용하여 환자의 혈관을 보다 정확하게 탐지하여 혈관의 손상을 방지할 수 있는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 환자의 혈관을 정확하게 탐지하여 혈관의 손상을 방지할 수 있는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치는 케이스; 케이스 내부에 구비되어 케이스 외부로 노출된 환자의 신체 일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득하는 근적외선 영상 모듈; 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적하는 영상처리부를 구비하는 제어부; 영상처리부를 통해 추적된 환자의 혈관 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 영상을 표시하는 빔 프로젝터; 및 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 디스플레이하는 실영상 처리 모듈;을 포함한다.
본 실시예에 있어서, 실영상 처리 모듈은 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하여 실영상을 생성하는 일반영상 촬영모듈과 촬영된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 근적외선 영상 모듈과 일반영상 촬영모듈는 서로 직각 방향으로 상기 케이스 내부에 배치되며, 직각방향으로 배치된 근적외선 영상 모듈과 일반영상 촬영모듈 사이에 배치되는 빔 스플리터;를 더 포함하며, 빔 스플리터는 근적외선 영상 모듈의 광 투사방향과 일반영상 촬영모듈의 광 투사방향에 대해서 소정각도 기울어져 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 케이스 하면의 일측면을 따라 하방향으로 연장되는 지지부와, 지지부의 종단에서 케이스 하면과 동일한 수평방향으로 연장되어 환자의 신체 일부를 안착할 수 있는 안착부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환자의 혈관을 정확하게 탐지하여 혈관의 손상을 방지할 수 있는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 방법에 있어서, 근적외선 영상 모듈을 이용하여 환자의 신체일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득하는 단계; 영상처리부를 이용하여 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적하는 단계; 빔 프로젝터를 이용하여 영상처리부를 통해 추적된 환자의 혈관의 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 표시하는 혈관위치 표시 단계; 및 실영상 처리 모듈을 이용하여 환자의 신체 피부 위에 표시된 혈관의 위치를 촬영하여 실영상을 획득하고, 획득된 실영상을 사용자에게 제공하는 혈관위치 영상 제공단계;를 포함한다.
본 발명에 의한 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법은 간단한 방식으로 사용자 혈관을 확인할 수 있으며, 환자를 진찰하는 진찰자의 진단 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 케이스 하부에 신체의 일부를 안정적으로 안착 및 고정할 수 있어 신체의 흔들림을 최대한 방지함으로써 비교적 정확한 혈관 영상을 획득할 수 있다.
이에 더하여, 환자의 피부 상부에 직접 혈관위치가 표시되록 함으로서 사용자가 보다 정확하게 혈관위치를 확인할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 외부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치는 케이스(110), 근적외선 영상 모듈(120), 제어부(130), 빔 프로젝터(140) 및 실영상 처리 모듈(150)을 포함하여 구성된다. 케이스(110)에 대한 구성은 도 2 및 도 3을 참조한다.
케이스(110)는 후술하는 근적외선 영상 모듈(120), 제어부(130), 실영상 처리 모듈(150)의 일반영상 촬영모듈(151) 및 빔 프로젝터(140) 중 적어도 하나 이상을 수용할 수 있는 수용공간을 형성할 수 있다. 케이스(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 대략적으로 원기둥 형상으로 형성되었으나, 그 형상이 이에 제한되지 않으며, 전술한 구성과 환자의 혈관을 탐지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
근적외선 영상 모듈(120)은 케이스(110) 내부에 구비되어 케이스(110) 외부로 노출된 환자의 신체 일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득한다.
제어부(130)는 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적하는 영상처리부(131)를 구비한다.
빔 프로젝터(140)는 영상처리부(131)를 통해 추적된 환자의 혈관 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 직접 근적외선 영상을 표시한다.
실영상 처리 모듈(150)은 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 디스플레이하여 사용자에게 제공한다.
이를 통하여 사용자는 보다 손쉽게 환자의 정확한 혈관위치를 확인할 수 있기 때문에 환자의 혈관에 바늘을 꽂을 때에 발생할 수 있는 오류를 최소화시킴으로써 환자 및 사용자에게 부담감을 경감시켜 줄 수 있다.
이하에서 각각의 구성에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 내부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치의 외부 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 케이스(110), 근적외선 영상 모듈(120), 제어부(130), 빔 프로젝터(140) 및 실영상 처리 모듈(150)에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 케이스(110) 내부에는 근적외선 영상 모듈(120), 제어부(130), 빔 프로젝터(140) 및 실영상 처리 모듈(150) 등을 지지 및 설치하기 위한 고정부(111)가 구비된다. 또한, 케이스(110)는 지지부(112)와 안착부(113)를 구비할 수 있다. 지지부(112)는 케이스(110) 하면의 일측면을 따라 하방향으로 연장되고, 안착부(113)는 지지부(112)의 종단에서 케이스 하면과 동일한 수평방향으로 연장되어 환자의 신체 일부를 안착할 수 있는 공간을 형성한다. 안착부(113)와 마주보는 케이스(110)의 일측면은 타공의 개구부가 형성되어 근적외선 영상 모듈(120)을 통한 송수신과 빔 프로젝터(140)를 통한 영상을 제공되도록 한다.
근적외선 영상 모듈(120)은 근적외선 송신부와 근적외선 수신부(121)를 구비한다. 근적외선 송신부는 환자의 신체 일부를 촬영할 수 있도록 근적외선(Near Infrared Ray)을 송출한다. 근적외선 송신부를 통해 송출된 근적외선이 환자의 신체에 도달하게 되면, 근적외선은 가시광선과는 달리 사람의 피부층을 투과하여 혈관까지 도달한다. 이때, 혈관에 도달한 근적외선의 일부는 혈액의 적혈구, 백혈구 등에 흡수되지만, 일부는 혈액 내의 헤모글로빈 등에 의해 반사되어 다시 외부로 방출된다. 반대로 근적외선 수신부(121)는 환자의 피부에서 반사되는 근적외선을 감지 및 수신한다. 이때, 근적외선 수신부(121)는 케이스(110)의 하면에 형성된 개구부의 둘레방향을 따라 배치되어 근적외선 송신부를 통해 반사되어 되돌아 오는 근적외선을 더욱 효과적으로 수광할 수 있게 된다.
이때, 제어부(130)는 전술한 바와 같이 영상처리부(131)를 구비한다. 영상처리부(131)는 근적외선 영상 모듈(120)을 통해 획득되는 혈관의 위치가 빔 프로젝터(140)를 통해 환자의 피부의 동일한 혈관 위치에 표시될 수 있도록 혈관의 위치를 추적하여 환자의 피부에 표시될 영상을 생성한다. 이때, 생성되는 혈관 근적외선 영상에서 추출되는 혈관 색상은 환자의 피부색과 상이한 것이 바람직하며, 이를 위하여, 후술하는 실영상 처리 모듈을 통해 촬영된 환자의 피부색을 고려하여 설정될 수 있다.
빔 프로젝터(140)는 케이스(110)의 내측에서 근적외선 영상 모듈(120)에 이웃하여 배치되어 영상처리부(131)를 통해 획득된 혈관 근적외선 영상을 환자의 피부에 직접 투사한다. 따라서 사용자는 환자의 피부에 혈관위치가 어디에 위치하는지 확인할 수 있게 된다.
실영상 처리 모듈(150)은 일반영상 촬영모듈(151)과 디스플레이부(152)를 구비한다. 일반영상 촬영모듈(151)은 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하여 실영상을 생성하고, 디스플레이부(152)는 촬영된 영상을 디스플레이한다. 따라서 사용자는 직관적으로 사용자의 어느 위치에 혈관이 있는지 확인할 수 있기 때문에 혈관을 찾기위해서 환자의 피부를 강하게 압박하거나 타격할 필요가 전혀 없다. 또한, 디스플레이부(152)는 터치스크린으로 구현되어 디스플레이되는 영상을 자세히 확인할 수 있도록 확대 가능한 기능을 구비할 수 있다. 따라서 굵은 혈관 및 미세한 혈관 등을 확인할 수 있기 때문에 혈관이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 근적외선 영상 모듈(120)과 일반영상 촬영모듈(151)은 케이스(110) 내부에 직각방향으로 배치되어 케이스(110)의 공간활용을 최소가 되도록 함으로써 전체적인 케이스(110)의 크기를 콤팩트하게 할 수 있다.
빔 스플리터(160) 직각방향으로 배치된 근적외선 영상 모듈(120) 및 실영상 처리 모듈(150) 사이에 배치되고, 근적외선 영상 모듈의 광 투사방향과 일반영상 촬영모듈의 광 투사방향에 대해서 소정각도 기울어져 배치될 수 있다.
조작부(132)는 근적외선 영상모듈(120) 및 실영상 처리 모듈(150)을 조작하기 위한 조작수단으로서 물리적인 버튼 또는 터치패널 등으로 구현될 수 있으며, 조작부(132)의 입력조건에 따라 제어부(130)는 이를 바탕으로 사용자에게 촬영 영상을 제공하게 된다.
이때, 조작부(132)는 사용자가 누르는 압력 조건에 따라 혈관 영상을 생성하기 위한 방식이 정지 영상 또는 동영상으로 구분되도록 할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 조작부(132)를 상대적으로 가볍게 누르는 경우(예를 들어, 임계값 미만의 압력으로) 혈관에 대한 동영상이 촬영되어 디스플레이부(152)에 혈관 영상이 실시간으로 출력되는 반면에, 사용자가 조작부(132)를 상대적으로 강하게 눌러서 더 큰 압력이 감지되는 경우(예를 들어, 임계값 이상의 압력으로) 혈관에 대한 정지 영상이 촬영되어 디스플레이부(152)에 출력될 수 있다.
전원부(133)는 혈관 탐지 장치의 동작을 위한 전원을 공급하는 수단이다. 전원부(133)는 혈관 탐지 장치의 내부에 배터리로 구현될 수 있으며, 외부 전원에 의해 충전되는 충전식 배터리 또는 건전지로 구현될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 방법의 순서도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 방법은 근적외선 영상획득 단계(S100), 혈관위치 추적 단계(S200), 혈관위치 표시단계(S300), 및 실영상 획득 및 혈관위치 영상 제공단계(S400)를 포함하여 구성된다.
근적외선 영상획득 단계(S100)는 근적외선 영상 모듈을 통해 환자의 신체일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득한다.
혈관위치 추적 단계(S200)는 영상처리부를 이용하여 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적한다.
혈관위치 표시단계(S300)는 빔 프로젝터를 이용하여 영상처리부를 통해 추적된 환자의 혈관의 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 표시한다.
실영상 획득 및 혈관위치 영상 제공단계(S400)는 실영상 처리 모듈을 이용하여 환자의 신체 피부 위에 표시된 혈관의 위치를 촬영하여 실영상을 획득하고, 획득된 실영상을 사용자에게 제공한다.
본 발명에 의한 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치 및 이를 이용한 혈관 탐지 방법은 간단한 방식으로 사용자 혈관을 확인할 수 있으며, 환자를 진찰하는 진찰자의 진단 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 케이스 하부에 신체의 일부를 안정적으로 안착 및 고정할 수 있어 신체의 흔들림을 최대한 방지함으로써 비교적 정확한 혈관 영상을 획득할 수 있다.
이에 더하여, 환자의 피부 상부에 직접 혈관위치가 표시되도록 함으로서 사용자가 보다 정확하게 혈관위치를 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 케이스
120 : 근적외선 영상 모듈
130 : 제어부
140 : 빔 프로젝트
150 : 실영상 처리 모듈
160 : 빔 스플리터

Claims (5)

  1. 환자의 혈관을 정확하게 탐지하여 혈관의 손상을 방지할 수 있는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치에 있어서,
    케이스;
    상기 케이스 내부에 구비되어 상기 케이스 외부로 노출된 환자의 신체 일부를 촬영하여 혈관 근적외선 영상을 획득하는 근적외선 영상 모듈;
    상기 혈관 근적외선 영상을 통해 획득되는 혈관의 위치를 추적하는 영상처리부를 구비하는 제어부;
    상기 영상처리부를 통해 추적된 환자의 혈관 위치를 시각적으로 확인할 수 있도록 환자의 신체 피부 위에 영상을 표시하는 빔 프로젝터;
    상기 환자의 신체 피부 위에 표시된 근적외선 영상을 촬영하여 실영상을 생성하는 일반영상 촬영모듈과 촬영된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하는 실영상 처리 모듈; 및
    직각방향으로 배치된 상기 근적외선 영상 모듈과 상기 일반영상 촬영모듈 사이에 배치되며, 상기 근적외선 영상 모듈의 광 투사방향과 상기 일반영상 촬영모듈의 광 투사방향에 대해서 소정각도 기울어져 배치되는 빔 스플리터;를 포함하며,
    상기 케이스는,
    상기 케이스 하면의 일측면을 따라 하방향으로 연장장되는 지지부와 상기 지지부의 종단에서 상기 케이스의 하면과 동일한 수평방향으로 연장되어 환자의 신체 일부를 안착할 수 있도록 공간을 형성하는 안착부를 구비하고, 상기 안착부와 마주보는 상기 케이스의 하면에 개구부가 형성되어 상기 근적외선 영상 모듈을 통한 송수신과 상기 빔 프로젝터를 통한 영상이 제공되도록 하고,
    상기 근적외선 영상 모듈과 상기 일반영상 촬영모듈은 상기 케이스 내부에 직각방향으로 배치되어 상기 케이스의 공간이 최소가 되도록 하여 상기 케이스의 크기를 콤팩트하게 하는 것을 특징으로 하는 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치.
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