皮下组织成像器

摘要

一种成像装置，包括光源、传感器模块和成像透镜，其中光源被构造成用大致的相干光照明皮下组织结构，成像透镜置于皮下组织结构和传感器模块之间，以将皮下组织结构的图像聚焦到传感器模块处。

权利要求

1.一种成像系统，该系统包括便携式装置，所述便携式装置包括：(a)成像装置，其构造成与病人的身体部分的表面接触，并包括：光源，所述光源被构造成用大致的相干光照明病人的目标皮下组织结构，所述目标皮下组织结构包括脉管；

传感器模块；和

成像透镜，所述成像透镜置于所述目标皮下组织结构和所述传感器模块之间，以将所述目标皮下组织结构的图像聚焦到所述传感器模块处；

(b)包括穿透器的医疗器械，所述医疗器械通过具有固定长度的耦合器而刚性连接到所述成像装置，其中，所述成像装置包括：

(a1)图像管理器，包括：

存储器，其构造成储存所述目标皮下组织结构的图像；和比较器，用于将所述目标皮下组织结构的当前的图像与所述目标皮下组织结构的预定标准进行比较，所述预定标准是脉管的典型图像或被认为具有适于所述穿透器插入的尺寸、形状或位置的实际脉管的存储的图像；

(a2)指示器，所述图像管理器与所述指示器协作，所述当前的图像之一与所述典型图像之间的匹配会触发所述指示器产生目标脉管已被识别的光或声的提示。

2.根据权利要求1所述的成像系统，

其中，所述穿透器是下列各项之一：导液管、注射器针头或管心针。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中，所述成像装置包含被构造成传输所述图像至远程位置的无线收发器。

4.根据权利要求1所述的成像系统，还包括：

壳体，所述壳体包括接触表面，所述接触表面用于放置所述身体部分，所述接触表面包含透明构件，所述透明构件被定位为使得来自所述光源的光能照明所述目标皮下组织结构并将从所述目标皮下组织结构反射的光经过所述透明构件接收到所述成像透镜。

5.根据权利要求4所述的成像系统，其中，所述成像装置包括导向机构，所述导向机构包括成形且尺寸可变的接收构件用于部分地包围所述身体部分的指尖，所述指尖可移除地定位在所述壳体的所述接触表面上。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述比较器包含阈值参数，所述阈值参数定义了所述脉管的属性，所述阈值参数包括尺寸参数、位置参数和深度参数中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述指示器包括以下中的至少一个：音调指示器；

光信号指示器；和

显示指示器，所述显示指示器被构造成视觉上显示所述目标脉管的图像。

8.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述医疗器械可拆卸地连接到所述成像装置。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述光源被构造成发射第一波长的光和与所述第一波长不同的第二波长的光。

说明书

皮下组织成像器

技术领域

[0001] 本发明涉及皮下组织成像装置。

背景技术

[0002] 每个人体都具有大致相同的肌与骨骼系统、内脏、皮肤以及其它的构造。但是，尽管世界人口超过六十亿，几乎每个人都具有这些部件的唯一变体。这种现象对包括心脏、动脉和静脉的循环系统来说由其明显。例如，尽管不同人的血管可以位于大致相同的区域，但是，其精确位置以及与其它邻近的血管的互连情况、以及从这些血管的任何分支对每个人都明显不同。

[0003] 这种解剖学的奇迹具有一些暗示。在一个暗示中，寻找静脉的位置用于插入医疗器械(例如导液管或注射器针头)可能是具有挑战性的。当病人具有大量的皮下脂肪组织时这种搜寻对于护士或者医生来说都是特别具有挑战性的，由此使得很难用指触诊法检测下层的血管。严重脱水或者高龄的病人也提出了相关的挑战，因为他们的静脉易于收缩到周围的组织中，并且静脉的整体尺寸收缩，使之很难寻找。

[0004] 处理这种情况的一种传统的方法包括在感兴趣的区域上照明皮肤，以产生皮下脉管的视频图像，然后将这些视频图像投射回到皮肤表面上作为下面的脉管的虚图。不幸的是，这些系统相对较大并且笨重，对于临床或者门诊设备来说非常麻烦。此外，为了成像的目的使用传统的发光二极管(LED)来照明皮肤组织产生了相对粗糙的图像对比度，因为通常传统的发光二极管通常布置有多个过滤器和/或偏光器。这些相对粗糙的图像妨碍了对下面的脉管结构的精确确定。

[0005] 人与人之间的解剖学差异也使得能够相对于彼此唯一地识别个人，例如通过指纹对比。但是，即使这种历史悠久的识别方法也不十分安全，因为老练的罪犯已经发展了破坏指纹识别准确度的方法。因此，另外的生物测定特征(例如视网膜识别和声音识别工具)正在被发展以帮助唯一地识别一个人。

[0006] 由此，人与人之间的身体结构差异在对具体个人的身体结构精确特征进行可靠识别方面继续表现出挑战性，并且在如何基于这些解剖学特征的图像进行复杂作业方面也表现出挑战性。

发明内容

[0007] 本发明的实施例集中于皮下成像装置。在一个实施例中，成像装置包括光源、传感器模块和成像透镜。光源被构造成用大致的相干光照明皮下组织结构。成像透镜置于皮下组织结构和传感器模块之间，以将皮下组织结构的图像聚焦到传感器模块处。

附图说明

[0008] 图1是图示根据本发明实施例的成像装置的框图。

[0009] 图2A图示根据本发明实施例显示出的皮下组织结构的数字描述。

[0010] 图2B图示根据本发明实施例，基于图2A的数字描述重构的皮下组织结构的图像。

[0011] 图3是图示根据本发明实施例对皮下组织结构进行成像的方法的流程图。

[0012] 图4是图示根据本发明实施例的个人识别装置的示意图。

[0013] 图5是图示根据本发明实施例的识别装置的引导机构的示意图。

[0014] 图6是图示根据本发明实施例的个人识别装置的透视图。

[0015] 图7是图示根据本发明实施例的医疗器械插入装置的示意图。

[0016] 图8是图示根据本发明实施例的医疗器械插入装置的应用的示意图。

[0017] 图9是图示根据本发明实施例的医疗器械插入装置的示意图。

具体实施方式

[0018] 在以下的详细描述中参考了形成其一部分的附图，附图中示出了本发明在实践中可以采用的具体实施例。为此，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”等之类的方向术语是参考所描述的附图方位使用的。因为本发明实施例的部件可以位于许多不同的方向上，所以方向术语仅是为了说明的目的，而不作为限制。应当理解可以使用其它的实施例，并且可以在不脱离本发明范围的情况下进行结构或逻辑上的变化。因此，以下的详细描述不应当被作为限制，本发明的范围由权利要求来限定。

[0019] 本发明的实施例集中于用于产生身体部分的皮下组织结构的图像的装置。具体来说，本发明的实施例用大致的相干光照明皮下组织结构，使得可以经过成像透镜在传感器模块处感知被照明皮下组织结构的图像。可以调整成像透镜的位置、形状和尺寸以从位于皮下组织结构处的身体表面之下的位置将图像聚焦在传感器模块处。

[0020] 在一个方面中，成像装置的这些部件容纳在单个壳体内。在另一个方面中，该成像装置是便携式的。

[0021] 在一个实施例中，人识别装置获取皮下组织结构的图像(例如手指中的毛细静脉结构的图案)以唯一地识别一个人。在一个方面中，图像存储在数据库中用于将来作参考。该图像作为“静脉纹”以将一个人与其它所有的人唯一地识别开。在一个方面中，图像与来自皮下组织结构的存储图像数据库中的至少一个记录图像进行对比，其中每个记录图像对应于唯一的一个人。

[0022] 在一个实施例中，图像被用于确定试图进入建筑物、房屋、设备、计算机等的人的身份是否和对应于被允许的人(获得进入授权的人)的至少一个记录图像相匹配。在另一个实施例中，图像被用于确定个人的身份是否与一组(例如被通缉的罪犯)中的多个人的身份相匹配。

[0023] 在另一个实施例中，“静脉纹”图像与传统的模拟或数字指纹方法或其它的生物测定识别手段(例如视网膜检测、声音识别等)一起使用，以实现同时应用多于一种的识别方法。

[0024] 在另一个实施例中，医疗器械插入装置获得皮下组织结构(例如前臂中的静脉)的图像以识别适于插入医疗器械(例如导液管或注射器针头)的目标静脉。在一个方面中，目标静脉的图像与适宜静脉的尺寸和/或形状的阈值进行比较，以使得操作者可以识别是否应当使用该目标静脉。在一个方面中，目标静脉的图像被显示，以使得在医疗器械插入到静脉中之前、之中或之后能够看得见目标静脉。在一个实施例中，成像装置可拆卸地连接到医疗器械，而在另外的实施例中，成像装置永久地连接到医疗器械的一部分。在另一个实施例中，成像装置未连接到医疗器械。

[0025] 本发明的实施例使用产生大致相干光的光源来照明皮下组织结构。在一个实施例中，大致相干光是红外光。成像透镜具有合适的尺寸、形状和位置，以将来自皮肤(或身体表面)下面被照明的皮下组织结构的散射和反射光聚焦成传感器模块处的图像。传感器模块产生皮下组织结构的数字描述。该数字描述被存储和/或显示，其中显示的图像形式是象素值的网格，或者作为皮下组织结构的重构图像。

[0026] 在一个实施例中，可以应用皮下成像装置的身体部分包括人体部分。在另一个实施例中，身体部分包括动物体部分。

[0027] 根据本发明实施例的皮下成像装置的示例是结合图1-9来描述和说明的。

[0028] 图1是图示根据本发明一个实施例的成像装置10的主要部件的结构图。如图1所示，成像装置10获取位于身体部分12的表面22之下的皮下组织结构20的图像。在一个方面中，表面22是身体部分(例如前臂、手指、腿、躯干等)的皮肤表面。

[0029] 在另一个方面中，表面22是非皮肤的身体表面，例如内脏、导管或其它体内部分的表面。在这一点上，皮下组织结构应当被认为是表面下组织结构，因为表面22并不严格地是皮肤表面，而可能是另一个器官或其它身体部分的表面。

[0030] 在一个实施例中，成像装置10包括传感器模块30、光源34、成像透镜40和显示器80。在操作中，根据一个实施例，光源34发射光(A)通过身体部分12以照明皮下组织结构
20，并由此产生由皮下组织结构20的不同吸收和反射性质引起的散射光学效果。根据公知的机制，红外光谱中导向载血脉管(例如静脉)的光易于被吸收，而导向其它组织(例如脂肪组织等)的光易于从那些组织反射和散射掉。

[0031] 成像透镜40用于将皮下组织结构处反射和/或散射的光聚焦到传感器模块30的传感器阵列32上。成像透镜40的定位和方向大致垂直于表面22和皮下组织结构20。光源34被大致定位为使得来自光源34的光沿与表面22成一定角度的路径(A)行进，以增强光的散射、吸收等，突出皮下组织结构20的细节之间的空间差异。

[0032] 在一个方面中，成像透镜40的尺寸和形状被调整为具有与位于皮肤表面22之下的皮下组织结构20的深度对应的焦距。在另一个方面中，成像透镜40相对于传感器阵列32和皮肤表面22具有固定的位置，以能够在皮下组织结构20处应用成像透镜的焦距。在一个方面中，成像透镜40相对于传感器模块30和/或皮下组织结构20可选择地移动(如方向箭头D所示)，用于调节表面22之下的景深。在一个方面中，成像透镜40被定位为使得其光轴大致垂直于皮肤表面22并因此垂直于皮下组织结构20。

[0033] 响应于来自光源34的照明，由皮下组织结构20反映出的光学效果在传感器阵列32(例如光电探测器阵列)处得到接收和处理，对被成像的组织结构20形成数字描述，如下所述。

[0034] 在一个实施例中，显示器80包括用于显示皮下组织结构20的重构图像90的屏幕，其中皮下组织结构20包括脉管结构92和其它组织82，例如脂肪组织。在一个实施例中，成像装置10省略了显示器80。作为替代，其它类型的指示器(例如音调或光指示器)被用于指示皮下组织结构20有关特征的信息。根据本发明的实施例，这些特征和与成像装置10相关的其它显示特征将结合图2A-9来图示和描述。

[0035] 在一个实施例中，传感器模块30和光源34形成光学成像传感器集成电路(IC)60的一部分。如图1所示，光学导航传感器60包括数字输入/输出电路66、导航处理器68、模数转换器(ADC)72、传感器模块30的传感器阵列(或光电探测器阵列)32、以及光源驱动电路74。在一个实施例中，传感器阵列32包含CMOS光探测器阵列。

[0036] 在一个实施例中，传感器阵列32中的每个光电探测器根据入射在光电探测器上的光的强度提供不同幅度的信号。来自传感器阵列32的信号被输出到模数转换器(ADC)72，模数转换器72将该信号转换成合适分辨率的数字值。数字值表示皮下组织结构20的被照明部分的数字图像或数字描述。由模数转换器(ADC)72产生的数字值被输出到图像处理器68。由图像处理器68接收的数字值在存储器69中以帧的形式储存。在一个实施例中，皮下组织结构20的被照明部分的数字图像或数字描述显示在显示器80上。在一个实施例中，存储器69包含用于储存皮下组织结构的图像阵列的数据库，其中阵列中的每个图像对应于不同的人或不同的身体部分。数据库68的使用将结合图2-9进一步描述。

[0037] 由传感器模块30和导航传感器电路60(图1)进行的各种功能可以由硬件、软件、固件或其任意组合来执行。可以通过微处理器、可编程逻辑器件或状态机来实现。本发明的部件可以存在于一个或多个计算机可读介质上的软件中。这里使用的术语计算机可读介质被定义为包含任何种类的易失或非易失的存储器，例如软盘、硬盘、CD-ROM、闪存、只读存储器(ROM)和随机存取存储器。

[0038] 在一个实施例中，光源34是大致的相干光源。在一个实施例中，光源34是激光器。在本发明的一种形式中，光源34是垂直腔面发射激光器(VCSEL)二极管。在本发明的另一种形式中，光源34是边发射激光二极管。在一个方面中，光源34是偏振的。光源34的光的偏振特性和大致的相干性两者产生了特别适合于成像皮下组织结构的高对比度图像，由此避免了诸如传统的偏振光器件和传统的过滤器之类的附加结构，这些附加结构常常与成像应用中使用大致非相干的光源(例如具有宽频带波长的传统LED)有关。在另一个实施例中，光源34包含宽频带光源(例如产生大致非相干光的LED)与光调节器相连构成的组合，其中光调节器适于从宽频带光源产生大致相干光。

[0039] 光源34由驱动电路74控制，驱动电路74由导航处理器68通过控制线75控制。在一个实施例中，控制线75被导航处理器68用于引起驱动电路74打开和关闭，并相应地引起光源34被打开和关闭。

[0040] 在一个实施例中，光源34包含产生某个范围内单波长光的光源，该范围对于本领域技术人员来说是公知适合于由皮下组织结构散射和吸收的。在一个方面中，使用的光的第一波长在从大约830纳米到850纳米的范围内。在另一个方面中，光源34包含产生不同波长的两个光的光源(如图1中光源34的标识符1和2所示)，其中每个波长被选择为落在本领域技术人员公知的适于由皮下组织结构散射和吸收的范围内。在一个方面中，血管的光吸收系数作为光的波长的函数而变化。

[0041] 用两种不同波长的光照明静脉结构产生了与皮下组织结构的三维描述对应的图像，由此，提供了关于附近静脉结构的相对深度的信息。在一个方面中，光的波长的变化是通过将光源34构造成可调谐激光光源来提供的，可调谐激光光源能够根据使用者的选择使发射的光的波长变化。在另一个方面中，光源34包括包含多个激光光源的光源管芯，每个激光光源产生不同波长的光。

[0042] 在另一个方面中，检测皮下组织结构20的一些静脉的与深度有关的结构能够确定成像的目标对应于活的人体或活的动物体。该特征防止了使用诸如假手指或光学图案之类的无生命假目标的企图，所述企图意在欺骗成像装置10产生对皮下组织结构的肯定识别。

[0043] 此外，光的吸收系数部分取决于脉管结构中的含氧量。由此，随着目标静脉结构中的氧减少或增多，被照明的目标静脉结构的图像中将产生相应的变化。在一个方面中，吸收系数随时间的变化使成像装置能够作为光探测器或应力计运行，据此可以推断身体状态，例如压力。

[0044] 在另一个方面中，对皮下组织结构20的静脉携带有氧进行监测还可以确定成像的目标对应于活的人体或者活的动物体。该特征防止了使用诸如假手指或光学图案之类的无生命假目标的企图，所述企图意在欺骗成像装置10产生对皮下组织结构的肯定识别。

[0045] 最后，成像装置10包含无线收发器78，其被构造用于与视频监视器或远程站的短距无线通讯，以能够显示和/或评价皮下组织结构的图像。

[0046] 图2A图示根据本发明实施例的皮下组织结构的图像的数字描述的一个示例，图2B图示了根据图2A所示组织结构的数字描述重构的皮下组织结构图像的示例。

[0047] 如图2A所示，显示器80显示了帧100，帧100逐象素示出皮下组织结构20(图1)的数字描述，其中不同的明暗水平(例如白、黑、灰等)表示与皮下组织结构20相关的不同结构特征(例如静脉、脂肪等)。在一个实施例中，帧100包括象素阵列，象素阵列包括暗象素(例如黑象素)区域114和明象素(例如白象素)区域120A、120B和120C。此外，一些象素111包括灰象素，其具有中间强度水平。象素的相对暗度(也就是灰度级强度)通常对应于由皮下组织结构的各种解剖学特征所引起的相对光吸收。

[0048] 在一个方面中，较暗的象素通常对应于载血脉管，而较亮的象素通常对应于其它组织，例如脂肪组织。在某些情况下，象素的亮度和暗度对应于给定的特征在成像装置相对于皮下组织结构的景深之外还是之内。在另一个方面中，图像处理器68将每个象素分类为载血象素或非血象素。在另一个方面中，其它皮下结构由中间级别的象素表示。

[0049] 图2B图示根据本发明实施例的皮下组织结构的重构图像，它由可见的帧130表示。帧130是通过对帧100的数字描述进行处理以产生模拟的图像来构造的，以提供对皮下组织结构20的更图像化的描述。

[0050] 如图2B所示，帧130包括显示静脉结构131，静脉结构131包括第一脉管132、第二脉管134和周围的非脉管结构140A、140B、140C。重构的帧130的每个部分逐象素地大致对应于数字描述的帧100的各个灰度级部分。显示的静脉结构131使观察者能够识别出与直接观察(独立地或利用显微镜)皮下组织结构20一致的熟悉的生理结构。

[0051] 图3图示根据本发明实施例使用成像装置识别皮下组织结构的方法200。如图3所示，在步骤202处，用来自光源的大致相干光照明皮下组织结构。在一个方面中，光源从激光光源产生大致的相干光。

[0052] 在步骤204处，经过成像透镜在传感器模块处感知被照明的皮下组织结构的图像，所述成像透镜聚焦在目标皮下组织结构处的身体表面之下。在步骤205处，图像被存储在存储器中。在一个方面中，存储器包含数据库，其中存储了一个或多个个体的皮下组织结构的图像。

[0053] 在一个实施例中，在步骤206处，存储的图像与储存在数据库中的至少一个记录图像对比，以识别个体。在一个方面中，所述至少一个记录图像包含多个记录图像，其中每个记录图像对应于不同的唯一个体。

[0054] 在另一个实施例中，在步骤208处，显示图像以帮助将器械穿过身体表面插入到身体部分的皮下组织结构中。在一个方面中，成像装置靠近器械连接以帮助获得靠近器械位置(其在包含皮下组织结构的身体部分的表面外部)的皮下组织结构的图像。在使用后丢弃成像装置和器械。在另一个方面中，成像装置相对于器械可拆卸地连接，使得成像装置可从器械分离，用于以后再次用于另一个器械。

[0055] 在一个实施例中，如前面结合图1的描述和图示，使用成像装置10，以及将要结合图4-9描述的成像装置250、325、400和/或600中的任意一个，来进行方法200。

[0056] 图4是图示根据本发明实施例的成像装置250的立体图。成像装置250包括个人识别装置，其能通过身体部分(例如指尖260)的皮下组织结构262唯一地识别个人，如图4所示。在一个实施例中，成像装置250包括与前述结合图1描述的成像装置10大致相同的特征和属性，以及结合图4-6所描述和图示的附加特征。

[0057] 如图4所示，成像装置250包含成像机构270，机构270包括光源34、传感器模块30、透明窗口274，透明窗口274具有接触表面277用于放置指尖260。壳体276提供了用于支撑并容纳成像机构270的固定位置。成像机构270用光源34、透镜40和传感器模块
30获取皮下组织结构262的图像，其中光源34、透镜40和传感器模块30以与前述成像装置10(如图1所示)相同的方式操作，只是从光源34行进到传感器30的光穿过壳体276的透明窗口274。在一个方面中，透明窗口274用具有开口的接触表面277替换，以使来自光源34的和去往传感器模块30的光相对于指尖260进出成像机构270。

[0058] 在另一个方面中，接触表面277(图4-5)包括可拆除的透明膜(或片)，在使用后丢弃该透明膜以确保人工产物(例如油脂、灰尘、抓痕等)不干扰由成像装置10、250进行的光学成像。

[0059] 在一个实施例中，成像装置270还包括识别(ID)监视器280，以能够使用由成像机构270产生的图像来识别个体。如图4所示，成像装置270包含比较器282、显示器284、用户接口286和数据库288。比较器282包含象素模块290，象素模块290包含强度参数292、位置参数204和大小参数296。数据库288包括存储器并存储记录图像289的阵列，并存储当前的图像。

[0060] 比较器282能够比较当前存储的图像和数据库288中存储的记录图像289。记录图像289包括一个或多个个体的以前存储的图像。

[0061] 比较器282的象素模块290能够选择如何比较皮下组织结构的图像的不同特征。例如，根据象素的强度(由强度参数292)、位置(由位置参数294)和大小(由大小参数
296)中的一个或多个，比较一个图像的象素与另一个图像的对应象素。

[0062] 在一个方面中，大小参数296控制当前图像的象素的大小，其必须与存储的记录图像的对应象素大致匹配(根据强度和/或位置)，以使得当前图像与存储的图像匹配。通过匹配象素的数量、匹配象素的百分比或用于描述在存储的当前图像和存储的记录图像之间匹配的匹配象素大小的其它机构，由大小参数296来设定“匹配”象素的大小。

[0063] 在一个方面中，强度参数292控制图像帧的单个象素、一组象素或象素区域的明暗强度的阈值，该阈值用于确定当前图像的象素是否与存储的记录图像的对应象素大致匹配。在另一个方面中，位置参数294控制图像帧的单个象素、一组象素或象素区域的位置匹配的阈值，以确定当前图像中的象素(或象素组或象素区域)的位置是否与存储的记录图像的对应象素(或象素组或象素区域)的位置相匹配。

[0064] 比较器282的图像化模块297能够显示皮下组织结构的图像画面，使得使用者能够相对于存储的图形对当前图像进行他们自己的视觉比较。例如，当前图像的画面式帧(与图2B中的帧130大致相同)与一个或多个存储的记录图像的画面式帧进行比较。

[0065] 用户接口286能够控制前述的比较器282的参数、显示器80的特征(例如开/关功能，放大功能等)、和成像机构270的功能(例如透镜40的位置，开/关等)。

[0066] 图5是根据本发明实施例与成像装置250一起使用的定位机构300的俯视图。如图5所示，定位机构300包括第一导向装置302、第二导向装置310和第三导向装置312、以及接触表面277的带标记的边界314。在一个实施例中，定位机构300靠近接触表面277布置在壳体276的顶部上。带标记的边界314提供了目标，供指尖放在其上。导向机构302、310和312布置成使指尖260能正确地放在接触表面277上，以增加通过成像机构270获得图像的可能性，该可能性与相同个体或其他个体的指尖的定位保持一致。由此，此定位机构
300增强了基于类似定位的指尖比较图像的能力。

[0067] 在一个方面中，定位机构300包括夹子、皮带、保形挡板等，以帮助保持指尖260相对于接触表面277的位置。

[0068] 图6是根据本发明实施例的成像装置325的立体图。如图6所示，成像装置325包括手指导向装置331和成像机构340。手指导向装置331能够可移除地将指尖插入手指导向装置331中以相对于成像机构340定位指尖，用于获得指尖260的皮下组织结构262的图像。

[0069] 在一个实施例中，成像装置325是便携式的。在另一个实施例中，成像装置325包括固定成像系统的一部分。

[0070] 在一个实施例中，成像装置325包括与前面结合图1-3描述的成像装置10大致相同的特征和属性。在一个方面中，成像机构340包含与前面结合图4描述的成像装置250大致相同的特征和属性，特别是包括成像机构270和/或ID监视器280，其中图6的接触表面338提供了与接触表面277(图4-5)大致相同的特征和属性。

[0071] 如图6所示，手指导向装置331包含大致管状的构件330，构件330包含由侧壁336界定的开口332。在一个方面中，管状构件330由弹性、柔性材料制成以适合于不同大小的指尖。在一个方面中，管状构件330包含接缝342，接缝342能使侧壁336折叠和打开，以帮助指尖260插入手指导向装置331中，其中管状构件330的弹性使得侧壁336能在指尖260相对于接触表面338适当放置之后回到指尖260周围的闭合位置。在另一个实施例中，管状构件330由半刚性材料制成，并且手指导向装置330的侧壁336用作可沿分离接缝342打开的夹子的一对构件。

[0072] 在一个方面中，成像机构340包括其自己的电源和存储器。在另一个方面中，成像机构340还包括无线收发器(如成像装置10中一样)，用于将由成像装置325获得的图像传送到远程管理器，用于将当前图像和图像数据库进行比较。在一个示例中，便携的成像装置325被安全人员和执法人员用于获取个人的数字“静脉纹”，用于立即或之后与“静脉纹”数据库进行比较。在一个示例中，“静脉纹”不与其它“静脉纹”进行比较，而是仅获得并存储用于将来使用，如同传统的指纹那样。

[0073] 由此，皮下成像装置被用于描绘个体的“静脉纹”，用于相对于其它个体唯一地识别该个体。

[0074] 图7图示根据本发明实施例的成像系统400。如图7所示，系统400包括便携式装置401，便携式装置401包括经过耦合器406连接在一起的成像装置402和器械404。在一个实施例中，成像装置402包括指示器机构420和/或图像管理器450。

[0075] 在一个实施例中，成像装置402包括与前面结合图1-4描述的成像装置10、250大致相同的特征和属性，包括传感器30、光源34和成像透镜40(图7未示出)。在一个方面中，成像装置402包括与前面结合图4描述的成像装置250大致相同的特征和属性，特别是包括成像机构270和/或ID监视器280。但是，在一个实施例中，当获取皮下组织结构478的图像时成像装置402不接触身体部分474的表面476，而在其它实施例中，当获取该图像时能够这样接触。

[0076] 器械404包括穿透器405(例如针、导液管尖端)，用于通过身体部分474的表面476(例如皮肤、器官侧壁等)插入身体部分474，用于最终使穿透器405插入到载血脉管(例如静脉)478中。在一个实施例中，器械404包括诸如心脏导液管之类的导液管(例如血管成形导液管、血管造影导液管、导管鞘(introducer sheath)等)，而在其它实施例中，器械404包括注射器针头或管心针(stylet)。成像装置402保持为经由耦合器406靠近器械404，以能够获得皮下组织结构477的图像来识别载血脉管478，由此确保穿透器405在插入时击中它的目标静脉(或其它身体脉管)。

[0077] 皮下组织结构477的图像被用于指示已经找到合适的脉管478。如图7所示，在一个实施例中，系统400包括指示器420。指示器420包括一个或多个光指示器422、显示指示器424、和听觉指示器426。光指示器422使光闪烁或发光以指示存在合适的脉管478。听觉指示器426使用音调(间断或持续)来表示存在合适的脉管478。当成像装置402不再位于合适的脉管之上时，光指示器或音调分别停止，由此通过成像装置402和器械404之间的连接来指示器械404的穿透器405没有定位为插入到合适的脉管478中。

[0078] 在一个方面中，显示器424以与图1中的显示器80大致相同的方式显示皮下组织结构477的视觉图像。视觉图像显示成像装置402和器械穿透器405是否位于皮下组织结构477中的合适脉管478上。

[0079] 在一个方面中，图像管理器450与指示器420协作，其中图像处理和相关的算法被用于连续地比较获得的静脉结构的当前图像和静脉的典型图像。当前图像之一和典型图像之间的大致匹配会触发指示器机构420产生目标静脉已经被识别的光或声的提示。

[0080] 在一个方面中，指示器420的一个或多个部件包含在成像装置402的壳体409中，如图8所示。

[0081] 在一个实施例中，成像装置402包含图像管理器450。如图7所示，图像管理器450包含比较器452、阈值参数454和数据库456。在一个实施例中，比较器452包含与前面结合图4描述的成像装置250的比较器282大致相同的特征和属性。由此，比较器452比较皮下组织结构477的当前图像和预定的标准(例如典型脉管或被认为具有适于穿透器405插入的尺寸、形状或位置的实际脉管的存储的图像)。在一个方面中，静脉的对比度作为相对于预定标准的典型对比度进行评价的参数。在一个方面中，阈值参数454使操作者或设计者可以确定被认为适于穿透器405插入的脉管的阈值尺寸、形状和/或位置。

[0082] 在一个方面中，数据库456包括存储器，并根据身体的不同部分(例如手指、臂、腿、躯干等)存储适当的脉管的图像。

[0083] 在一个实施例中，成像装置402中的无线收发器78(图1)能够传输实时图像至远程视频监视器，以在帮助进行涉及皮下组织结构的器械操作的过程中可以看到皮下组织结构和器械404的关系。

[0084] 在一个实施例中，数据库456包括存储器，并存储器械404进行涉及皮下组织结构的操作的过程中经由成像装置402获取的图像，以为了保险目的、法律目的、医疗记录、研究文档等目的而记录该过程。

[0085] 在一个实施例中，耦合器406将成像装置402相对于器械404永久地固定。在这种情况下，在随器械404使用之后，成像装置402将最可能被丢弃。在另一个实施例中，耦合器406将成像装置402相对于器械404可拆卸地固定，使得在使用器械404之后，成像装置402可以从器械404分离，用于以后再次用于相同或不同类型的器械404。

[0086] 此外，在另一个实施例中，成像装置402与器械404分离(或可分离)并独立于器械404，使其可以用作诊断工具，以利用皮下组织结构的图像来评价身体各个部分上的皮下组织结构。

[0087] 在一个实施例中，耦合器406是刚性的并具有固定的长度。在另一个实施例中，耦合器406是弹性且柔性的，并具有可变的长度。

[0088] 图8图示根据本发明实施例使用中的成像装置500。在一个实施例中，成像装置500包括与成像装置402大致相同的特征和属性。成像装置500包括壳体502，壳体502支撑显示器510、光模块520、和/或音频模块522，它们具有与图7的显示器424、光指示器422和听觉指示器426大致相同的特征和属性。显示器510示出位于成像装置502之下的脉管
478的图像512。图8还示出转动路径R，其表示在试图通过成像装置502寻找脉管478的过程中装置502的横向旋转。

[0089] 图9图示根据本发明实施例的系统600。如图9所示，系统600包括具有穿透器605的器械604和成像装置602，它们具有与器械404和成像装置402大致相同的特征和属性，只是成像装置602相对于器械604的主体608固定于器械608之下。此布置使成像装置602定位在穿透器605的侧面，与图7所述的成像装置402相对于穿透器405的位置基本相反，由此说明成像装置不限于图7所示的具体位置。在一些情况下，需要使成像装置位于器械前面(如图7所示)或器械后面(如图9所示)。

[0090] 本发明的实施例实现了皮下组织结构(例如血管)的精确成像，用于使个体唯一地与其它个体识别开，或者识别目标血管以在目标血管处进行医疗过程。用(多个)大致相干的光源照明皮下组织结构不必象使用非相干光照明的传统组织成像装置中可见的那样使用多个过滤器和/或偏光器。最后，小尺寸的部件(例如光源、传感器模块和透镜)实现了传统组织成像器不能实现的与袖珍成像装置类似的较小形状因子。

[0091] 尽管这里图示并描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员应当认识到在不脱离本发明的范围的情况下，大量可替换的和/或等效的方式可以用于替换所示和所描述的具体实施例。本申请意图覆盖这里讨论的具体实施例的任意改变或变化。因此，本发明仅由权利要求及其等效方式来限定。