Аппаратная система для визуализации текстур вен | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №31 (165) август 2017 г.

Дата публикации: 08.08.2017

Статья просмотрена: 186 раз

Библиографическое описание:

Магеррамов Р. В. Аппаратная система для визуализации текстур вен // Молодой ученый. — 2017. — №31. — С. 11-14. — URL https://moluch.ru/archive/165/45327/ (дата обращения: 25.09.2018).



В статье описывается необходимость разработки аппаратной системы для визуализации текстур вен. Описывается функциональная структура разрабатываемого устройства. Даётся представление о существующих европейских аналогах и проводится сравнения их преимуществ и недостатков с разрабатываемым устройством.

По статистике в 40 % случаях при проведении процедур забора крови или постановки внутривенных капельниц не происходит прямого попадание в вену пациента с первого раза. В результате некорректного проведения процедур у пациентов образуются отеки и гематомы в местах проведения внутривенного забора крови или постановки капельницы. Но последствия могут быть намного хуже, при некорректном введении некоторых медицинских препаратов, предназначенных только для внутривенного применения. Например, при дефиците кальция в организме, используют препарат внутривенного введения хлористый кальций для восполнения дефицита кальция в организме человека. Данный препарат не вводят внутримышечно/подкожно, так как возможны последствия в виде некроза тканей. В связи с этим, при использовании подобных медицинских препаратов, необходима уверенность в том, что процедура внутривенного введения инъекции будет проведена корректно, то есть врач с первого раза попадет пациенту в вену.

Чтобы повысить процент успешного внутривенного введения медицинских препаратов и практически исключить непопадания в вену пациента, необходимо разработать аппаратною систему визуализации текстур вен, с помощью которой, врач будет видеть подкожную структура вен пациента (Рисунок 1)

Рис. 1. Слева — изображение, полученное обычной камерой, справа — с помощью спектральной камеры

Основными драйверами внедрения данной аппаратной системы являются повышенный спрос на недорогие устройства визуального наблюдения структуры текстуры вен и текстуры кожи практически во всех медицинских учреждениях в процессе диагностики, при заборе крови на анализы, постановке внутривенных капельниц и во время операционных действий.

Принцип работы

В основе принципа работы данного устройства лежит гиперспектральная и мультиспектральная съёмка, которая позволяет фиксировать только определённый спектр видимого света (Рисунок 2), либо одновременно в разных спектральных каналах.

Гиперспектральная съемка представляет собой метод сбора и обработки информации из определенных участков спектра. Каждый объект имеет свою уникальную спектральную характеристику излучения, в том числе и вены в человеческом организме. Особенности данной сьемки позволяют однозначно идентифицировать объекты, принадлежащие определенному диапазону спектра.

Рис. 2. График зависимости чувствительности человеческого глаза от спектра длин видимых световых волн

Аппаратная система для визуализации вен включает в себя набор гиперспектральных камер, оптических фильтров и цифрового блока коррекции для обработки полученного изображения. За счет применения данной аппаратной системы, человеческий глаз получает изображения, соответствующие только диапазону цветового видимого спектра, в который входят структуры вен.

Аналоги

На данный момент существуют два западных аналога данного устройства первый, из которых, это аппарат EVENA Eyes-OnGlasses от компании Evena Medical. Технологическое решение компании Evena Medical сочетает в себе функции бинокулярных очков Epson Moverio и для 3D визуализации. Аппарат снабжен двумя гиперспектральными и двумя мультиспектральными камерами. Очки Eyes-OnGlasses визуализируют анатомию кровеносных сосудов пациента и диагностируют в режиме реального времени. В состав входят коммуникационные модули Wi-Fi, Bluetooth и 3G. Также имеются встроенные динамики и память для хранения фото- и видео материалов. Цена данного устройства на западном рынке составляет 10000 $ USA. В связи с многофункциональностью данного устройства, и как следствие высокой цены, ограничивается круг потребителей.

Вторым аналогом является прибор HyperCam компании UW и Microsoft Research. Устройство предназначено для визуализации структуры текстур вен и кожи, спелости продуктов и прочих задач. Результат достигается путем мультиспектральной 17-ти кадровой съемки объекта наблюдения с последующей фильтрацией снимков с помощью программного модуля и определения отличительных признаков. Цена прибора — $800 USA. Недостатком данного устройства является его аппаратное решение, которое снижает удобство мобильного применения.Российских аналогов данной аппаратной системы на сегодняшний день не существует

Перспективы иразмеры рынка

На 2016 год, по данным федеральной службы государственной статистики на территории России насчитывается 5.7 тыс. больничных учреждений (Таблица 2), в Москве число медицинских учреждений составляет около 450 шт. включая частные клиники (Таблица 1). Общие количество медперсонала, работающих на территории России, составляет 2.1 млн. человек, из них 1.5 млн. человек являются средним медицинским персоналом, который осуществляет такие операции, как постановка капельниц, забор крови, введение внутривенных инъекций.

Таблица 1

Целевые сегменты на территории Москвы

Целевые сегменты на территории Москвы

Количество, шт

Поликлиники восстановительного лечения

5

Городские поликлиники

224

Детские поликлиники

154

Специализированные больницы

63

Исходя из вышеприведенных данных, прогнозируемый объем рынка на территории РФ составляет 1.5 млн. штук аппаратов. С участием индивидуального косметического применения объём рынка возрастает в 1.2 раза. Правильно отлаженные этапы разработки и производства аппаратной системы мониторинга позволяют наращивать технологическое, техническое и конкурентное преимущества.

Таблица 2

Целевые сегменты на территории России

Целевые сегменты на территории России

Количество

Число больничных учреждений

5,7 тыс

Число мед. работников

2,1 млн человек

Средний мед. персонал

1,5 млн человек

Заключение

Результатом разработки данной аппаратной системы является малогабаритный прибор, удобный в эксплуатации и, в больших количествах востребованный на рынке, повышающий в 1,5–2 раза эффективность проводимых с его использованием медицинских манипуляций и в разы более дешевый по сравнению с западными аналогами. Отличительными особенностями являются — малый вес, простота применения, небольшая цена. Обеспечивается импортозамещение.

Литература:

  1. C. Roquelet, Gabriel Fricout Multichannel Spectroscopy and Hyperspectral Imaging for Improved Steel Surface States Monitoring and Cost Savings (MULTISAVE): Final Report // Publications Office, 2016, p.95
  2. Robert Koprowski — Processing of Hyperspectral Medical Images: Applications in Dermatology Using Matlab // Springer, 2016, p.34
  3. S. Rajendran — Hyperspectral Remote Sensing and Spectral Signature Applications // New India Publishing, 2009, p.360
  4. Christian J. van den Branden Lambrecht — Vision Models and Applications to Image and Video Processing // Springer Science & Business Media, 2013, p 171
  5. Paul Morris, David Warriner, Allison Morton — Eureka: Cardiovascular Medicine // JP Medical Ltd, 2015, p.294
  6. Peter Lanzer, Eric J. Topol — Pan Vascular Medicine: Integrated Clinical Management // Springer, 2013, p.692
  7. Rafael C. Gonzalez, Richard Eugene Woods — Digital Image Processing // Prentice Hall, 2008, p. 581
  8. Mohamed Najim — Digital Filters Design for Signal and Image Processing // John Wiley & Sons, 2013, p.102
  9. Konstantinos Plataniotis, Anastasios N. Venetsanopoulos — Color Image Processing and Applications. Digital Signal Processing // Springer Science & Business Media, 2013, p.85
  10. Megan Watzke, Kimberly Arcand — Light: The Visible Spectrum and Beyond // Hachette Books, 2015, p.49
Основные термины (генерируются автоматически): аппаратная система, USA, территория России, EVENA, территория Москвы, разрабатываемое устройство, забор крови, вена пациента, аналог, человеческий глаз.


Похожие статьи

Дистанционный мониторинг за состоянием здоровья пациентов на...

На данный момент в России информационные технологии в медицинских учреждениях очень распространены. Практически во всех медицинских учреждениях, как государственных, так и частных, мониторинг пациентов осуществляется с помощью информационных систем.

Управляемая гемодилюция как кровосберегающий метод...

Другим путем минимизации кровопотерь и оптимизации лечения является т. н. Менеджмент Крови Пациента (МКП), особенно при планировании

респираторной недостаточностью, нарушениями в системе свертывания, выраженное истощение и слабость пациента).

Обзор проблем отечественного рынка рентгенодиагностического...

Обзор отечественного рынка. По данным Росстата на 2015 год население России составляет

Больше всего в этом случае пострадают пациенты, которых обследовать и диагностировать

Как следствие во многих сегментах отечественных аналогов иностранному оборудованию...

Разработка и анализ алгоритма биометрической аутентификации...

Автором данной статьи была разработана небольшая компьютерная программа, имитирующая работу системы биометрической аутентификации по рисунку кровеносных сосудов.

В частности, авторы [11], используя изображение сосудистого русла в сетчатке глаза человека...

Видеолапароскопические вмешательства в диагностике и лечении...

Высокой остается смертность от инфекционных болезней, на которую, по данным ВОЗ, на территории земного шара приходится 25–45% случаев.

При направлении пациентов с подозрением на АТ

Во всех случаях производился забор биоптата: париетальная брюшина...

К вопросу об организации процедуры каскадной...

Самое легкое решение — установка центрального венозного катетера (ЦВК) для забора крови и периферического для возврата.

Осложняется ситуация и тем, что у пациента периферические вены и до процедуры могут быть не слишком подходящими — тонкие, плохо...

Аппаратная реинфузия крови в акушерстве | Статья в журнале...

Остается собственная кровь пациента.

Создано уже не первое поколение аппаратов, совершенствуются системы очистки забираемых эритроцитов.

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

«Естественные» системы трекинга в реальном мире — органы чувств человека.

Рассмотрим дорожку Virtuix Omni VR, которую разрабатывает компания Virtuix.

Основные термины (генерируются автоматически): виртуальная реальность, HMD, устройство, Система, HTC...

Дистанционный мониторинг за состоянием здоровья пациентов на...

На данный момент в России информационные технологии в медицинских учреждениях очень распространены. Практически во всех медицинских учреждениях, как государственных, так и частных, мониторинг пациентов осуществляется с помощью информационных систем.

Управляемая гемодилюция как кровосберегающий метод...

Другим путем минимизации кровопотерь и оптимизации лечения является т. н. Менеджмент Крови Пациента (МКП), особенно при планировании

респираторной недостаточностью, нарушениями в системе свертывания, выраженное истощение и слабость пациента).

Обзор проблем отечественного рынка рентгенодиагностического...

Обзор отечественного рынка. По данным Росстата на 2015 год население России составляет

Больше всего в этом случае пострадают пациенты, которых обследовать и диагностировать

Как следствие во многих сегментах отечественных аналогов иностранному оборудованию...

Разработка и анализ алгоритма биометрической аутентификации...

Автором данной статьи была разработана небольшая компьютерная программа, имитирующая работу системы биометрической аутентификации по рисунку кровеносных сосудов.

В частности, авторы [11], используя изображение сосудистого русла в сетчатке глаза человека...

Видеолапароскопические вмешательства в диагностике и лечении...

Высокой остается смертность от инфекционных болезней, на которую, по данным ВОЗ, на территории земного шара приходится 25–45% случаев.

При направлении пациентов с подозрением на АТ

Во всех случаях производился забор биоптата: париетальная брюшина...

К вопросу об организации процедуры каскадной...

Самое легкое решение — установка центрального венозного катетера (ЦВК) для забора крови и периферического для возврата.

Осложняется ситуация и тем, что у пациента периферические вены и до процедуры могут быть не слишком подходящими — тонкие, плохо...

Аппаратная реинфузия крови в акушерстве | Статья в журнале...

Остается собственная кровь пациента.

Создано уже не первое поколение аппаратов, совершенствуются системы очистки забираемых эритроцитов.

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

«Естественные» системы трекинга в реальном мире — органы чувств человека.

Рассмотрим дорожку Virtuix Omni VR, которую разрабатывает компания Virtuix.

Основные термины (генерируются автоматически): виртуальная реальность, HMD, устройство, Система, HTC...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Дистанционный мониторинг за состоянием здоровья пациентов на...

На данный момент в России информационные технологии в медицинских учреждениях очень распространены. Практически во всех медицинских учреждениях, как государственных, так и частных, мониторинг пациентов осуществляется с помощью информационных систем.

Управляемая гемодилюция как кровосберегающий метод...

Другим путем минимизации кровопотерь и оптимизации лечения является т. н. Менеджмент Крови Пациента (МКП), особенно при планировании

респираторной недостаточностью, нарушениями в системе свертывания, выраженное истощение и слабость пациента).

Обзор проблем отечественного рынка рентгенодиагностического...

Обзор отечественного рынка. По данным Росстата на 2015 год население России составляет

Больше всего в этом случае пострадают пациенты, которых обследовать и диагностировать

Как следствие во многих сегментах отечественных аналогов иностранному оборудованию...

Разработка и анализ алгоритма биометрической аутентификации...

Автором данной статьи была разработана небольшая компьютерная программа, имитирующая работу системы биометрической аутентификации по рисунку кровеносных сосудов.

В частности, авторы [11], используя изображение сосудистого русла в сетчатке глаза человека...

Видеолапароскопические вмешательства в диагностике и лечении...

Высокой остается смертность от инфекционных болезней, на которую, по данным ВОЗ, на территории земного шара приходится 25–45% случаев.

При направлении пациентов с подозрением на АТ

Во всех случаях производился забор биоптата: париетальная брюшина...

К вопросу об организации процедуры каскадной...

Самое легкое решение — установка центрального венозного катетера (ЦВК) для забора крови и периферического для возврата.

Осложняется ситуация и тем, что у пациента периферические вены и до процедуры могут быть не слишком подходящими — тонкие, плохо...

Аппаратная реинфузия крови в акушерстве | Статья в журнале...

Остается собственная кровь пациента.

Создано уже не первое поколение аппаратов, совершенствуются системы очистки забираемых эритроцитов.

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

«Естественные» системы трекинга в реальном мире — органы чувств человека.

Рассмотрим дорожку Virtuix Omni VR, которую разрабатывает компания Virtuix.

Основные термины (генерируются автоматически): виртуальная реальность, HMD, устройство, Система, HTC...

Дистанционный мониторинг за состоянием здоровья пациентов на...

На данный момент в России информационные технологии в медицинских учреждениях очень распространены. Практически во всех медицинских учреждениях, как государственных, так и частных, мониторинг пациентов осуществляется с помощью информационных систем.

Управляемая гемодилюция как кровосберегающий метод...

Другим путем минимизации кровопотерь и оптимизации лечения является т. н. Менеджмент Крови Пациента (МКП), особенно при планировании

респираторной недостаточностью, нарушениями в системе свертывания, выраженное истощение и слабость пациента).

Обзор проблем отечественного рынка рентгенодиагностического...

Обзор отечественного рынка. По данным Росстата на 2015 год население России составляет

Больше всего в этом случае пострадают пациенты, которых обследовать и диагностировать

Как следствие во многих сегментах отечественных аналогов иностранному оборудованию...

Разработка и анализ алгоритма биометрической аутентификации...

Автором данной статьи была разработана небольшая компьютерная программа, имитирующая работу системы биометрической аутентификации по рисунку кровеносных сосудов.

В частности, авторы [11], используя изображение сосудистого русла в сетчатке глаза человека...

Видеолапароскопические вмешательства в диагностике и лечении...

Высокой остается смертность от инфекционных болезней, на которую, по данным ВОЗ, на территории земного шара приходится 25–45% случаев.

При направлении пациентов с подозрением на АТ

Во всех случаях производился забор биоптата: париетальная брюшина...

К вопросу об организации процедуры каскадной...

Самое легкое решение — установка центрального венозного катетера (ЦВК) для забора крови и периферического для возврата.

Осложняется ситуация и тем, что у пациента периферические вены и до процедуры могут быть не слишком подходящими — тонкие, плохо...

Аппаратная реинфузия крови в акушерстве | Статья в журнале...

Остается собственная кровь пациента.

Создано уже не первое поколение аппаратов, совершенствуются системы очистки забираемых эритроцитов.

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

«Естественные» системы трекинга в реальном мире — органы чувств человека.

Рассмотрим дорожку Virtuix Omni VR, которую разрабатывает компания Virtuix.

Основные термины (генерируются автоматически): виртуальная реальность, HMD, устройство, Система, HTC...

Задать вопрос