靜脈顯像儀是一種革命性的醫療設備，通過非侵入式光學成像技術，將人體皮下靜脈結構實時投射至皮膚表面，輔助醫護人員快速完成靜脈穿刺。其核心技術依賴于精密的光學系統設計，尤其是光學鏡片的高效協同。

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一、靜脈顯像儀的核心功能與光學原理  

1. 醫療痛點與產品價值

靜脈穿刺是臨床常見操作，但面對嬰幼兒、肥胖患者、休克患者等群體時，傳統“盲穿”方式失敗率高且易引發并發癥。靜脈顯像儀能排除DVA(靜脈訪問困難)風險因索的影響，通過光學成像技術，精準、清晰、實時的顯示靜脈，幫助醫護人員順利進行靜脈穿刺，顯著提高首次靜脈穿刺成功率、縮短靜膠穿刺時間。

靜脈顯像儀具體表現為：

精準定位：清晰顯示皮下靜脈的走向與深度；  

實時動態成像：隨患者移動或血管收縮自動更新圖像；  

多模式顯示：通過偽彩色增強對比度（如紅色靜脈與綠色背景），適應不同膚色與場景。  

2. 光學成像原理  

靜脈顯像儀基于近紅外光譜吸收差異實現成像，利用靜脈中去氧血紅蛋白、周圍組織對近紅外光的吸收不同，將信息經過光電轉換和圖像處理，最后將靜脈清晰顯示在皮膚上。

光源發射：采用850nm近紅外LED，該波長可穿透皮膚組織（深度約3-5mm），且被靜脈中的去氧血紅蛋白強烈吸收（吸收率比周圍組織高5-10倍）；  

反射光捕獲：靜脈區域反射光較弱，周圍組織反射光較強，形成明暗對比；  

光電轉換：CMOS/CCD傳感器接收反射光信號，經算法處理后生成靜脈圖像。  

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二、光學鏡片的核心作用與設計要點  

靜脈顯像儀的光學系統由光源模塊、成像鏡頭和濾光模塊組成，其中光學鏡片承擔關鍵角色：  

1. 近紅外透射鏡片（BP850帶通濾光片）

功能：確保850nm光高效通過，同時濾除可見光與環境干擾（如日光中的紫外和可見光波段）。  

設計要點：  

基材選擇：采用氟化鈣（CaF?）或特殊光學玻璃，在近紅外波段（780-1000nm）具有高透過率（＞95%）；  

鍍膜工藝：多層增透膜（如SiO?/Ta?O?）減少表面反射損失，并集成帶通濾光功能，僅允許800-900nm光（帶寬）通過。  

（BP850帶通濾光片）

2. 非球面成像鏡片組

功能：校正像差，提升成像分辨率與視場均勻性。  

設計要點：  

廣角設計：鏡組視場角通常為60°-90°，覆蓋患者手臂或手背的典型穿刺區域；

低畸變：采用2-3片非球面鏡片，消除球面像差與場曲，確保靜脈圖像無扭曲；

大光圈：F值≤2.0，提升弱光環境下的信噪比（如深膚色或皮下脂肪較厚的患者）。

（非球面透鏡）

3. 防護與耐用性設計

抗污染鍍層：鏡片表面涂覆疏水疏油涂層，防止血液、酒精等液體殘留；

耐磨損處理：通過硬質碳膜（DLC）保護鏡片，適應頻繁消毒擦拭。

三、光學鏡片的關鍵性能指標

為滿足醫療場景需求，靜脈顯像儀的光學鏡片需通過嚴格測試：   

四、光學設計與臨床場景的深度適配

靜脈顯像儀的多樣化使用場景（如手持式、落地式）對光學系統提出差異化需求：

1. 手持式設備：  

鏡片組小型化（直徑＜30mm），重量＜50g；

快速對焦設計，支持10-30cm工作距離自由切換。

2. 固定式設備：  

更高分辨率需求，采用6-8片鏡片組，支持數字變焦；

可選配偏振濾光片，抑制皮膚表面反光（如水腫患者）。

3. 多光譜擴展：  

部分高端機型支持雙波長（850nm+940nm），通過算法融合增強深部靜脈顯影；

濾光片切換機構需精準控制，避免圖像抖動。

五、未來發展趨勢  

1. 智能化光學系統：集成AI算法，自動調節光圈與焦距，適應不同患者體型；結合AR技術，實現靜脈圖像與穿刺路徑的疊加顯示。  

2. 材料創新：硫系玻璃鏡片，進一步提升近紅外透過率與抗熱沖擊性；柔性光學元件，支持可彎曲探頭，用于頸部等復雜部位穿刺。  

3. 低成本化：樹脂非球面鏡片注塑工藝普及，降低鏡組成本。

靜脈顯像儀的光學鏡片，通過精密的光學設計、鍍膜工藝與材料科學創新，將不可見的靜脈轉化為清晰可視的圖像，成為臨床醫學的“透視眼”。隨著光學技術的持續突破，未來靜脈顯像儀將更輕便、智能，為醫療急救與精準診療提供堅實支撐。