一種直接測量血流軌跡和流向的裝置及其數據處理方法
2023-06-11 09:52:16
專利名稱：一種直接測量血流軌跡和流向的裝置及其數據處理方法
技術領域：
本發明涉及醫療設備技術領域，尤其涉及一種直接測量血流軌跡和流向的裝置及其數據處理方法。
背景技術：
血流軌跡和流向屬於血流動力學範疇，是人類及動物健康保健和治療的一個重要技術手段。以往大、中、小型動脈血管、靜脈血管以及毛細血管的血流軌跡和流向測定方法有多種。例如利用人類肉眼進行表皮下靜脈血管血流軌跡和流向的測定是較常用的方法之一；利用超聲都卜勒原理，即用超聲都卜勒儀的超聲探頭探查血流軌跡、流向和速度；利用血液溫度感知原理，即用安裝有熱敏電阻的Swan-Ganz導管探查血流軌跡、流向和速度， 以及X射線法等。現階段常用的肉眼測定血流軌跡和流向具有操作簡單、快速、零成本等優勢被廣泛採用，如靜脈注射時；但該方法存在一定缺陷，例如在皮膚脂肪較厚時，肉眼難以辨認或辨認不準確等情況，將給病體帶來痛苦，緊急搶救時會貽誤治療時機等缺點。超聲都卜勒法、血液溫度感知法及X射線法等來測定血流軌跡和流向都沒有問題，但這些方法的設備或操作較複雜，或體積較大，或實現成本較高，或難以移動，或需要成影劑等，不夠便利。上述現有技術各有優缺點，指定情況下，不能很好的解決血流軌跡和流向的測定問題。因此，現有技術還有待於改進和發展。
發明內容
鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種操作簡單，無需成影劑，成本費用較低，便攜，方便移動，可實現直接測量血流軌跡和流向的裝置及其數據處理方法。本發明的技術方案如下一種直接測定血流軌跡和流向的裝置，其中，包括用於對病體指定區域內的皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內的血液進行造影形成造影圖像的紅外攝像裝置；與所述紅外攝像裝置連接的，用於對所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進行採樣，篩選選定適合軌跡計算的圖像塊並發送給圖像存儲器的採樣電路；與所述採樣電路連接的、用於對所述採樣電路發送的圖像塊進行存儲的圖像存儲器；與所述圖像存儲器連接的、用於提取所述圖像塊的坐標信息的圖像處理器；與所述圖像處理器連接的、用於進行圖像塊的連續跟蹤，以確定指定圖像塊的連續運動軌跡的血流軌跡和流向計算電路。所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其中，所述紅外攝像裝置為紅外攝像頭或紅外攝像機。所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其中，所述紅外攝像裝置通過視頻輸出口與所述採樣電路連接。所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其中，所述圖像處理器為一 CPU。一種如上所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置的數據處理方法，其中，包括以下步驟A、通過紅外攝像裝置，對病體指定區域內血液進行造影成圖像，並將圖像信息接入採樣電路；B、採樣電路在所述圖像信息中不斷確定比較適合計算血流軌跡和流向的圖像塊，並將其發送給圖像存儲器；C、圖像存儲器，對所述圖像塊進行存儲，並供圖像處理器調用；D、圖像處理器，調用所述圖像存儲器中的圖像塊，分析比較後確定一個最適合計算血流軌跡和流向的圖像塊為指定圖像塊，以所述指定圖像塊為一幀且為中心點確定搜索區域，在搜索區域內搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，並將此相似度最大的圖像塊作為另一幀，提取幀與幀的坐標信息，實現兩幀的跟蹤。E、血流軌跡和流向計算電路，重複所述步驟D，進行所述指定圖像塊的連續跟蹤，確定指定圖像塊的運動軌跡，實現直接測定血流軌跡和流向。本發明由於是通過幀與幀坐標信息的連續提取來跟蹤獲得與間接參量無關的血流運動軌跡和流向，從方法及裝置上保證了檢測的獨立性，操作簡單，無需成影劑，成本費用較低，便攜，方便移動，可快速準確的實現對大、中、小型動脈血管、靜脈血管以及毛細血 管等不同血管的血流軌跡和流向的測定。
圖I為本發明實施例裝置的示意圖。圖2為本發明實施例中指定區域內血管內適合血流軌跡和流向計算血液特定圖像塊放大的示意圖。圖3為本發明實施例中適合計算血流軌跡和流向的圖像塊示意圖。
具體實施例方式本發明提供一種直接測定血流軌跡和流向的方法及裝置，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。圖I為本發明實施例提供的一種直接測定血流軌跡和流向的裝置100結構示意圖，如圖I所示，本實施例的一種直接測定血流軌跡和流向的裝置100包括依次連接的紅外攝像裝置101、採樣電路102、圖像存儲器103、圖像處理器104及血流軌跡和流向計算電路105。其中，所述紅外攝像裝置101為指定波長的紅外攝像裝置101，用於對病體指定區域200皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內血液進行造影成像。即不依賴造影劑，通過利用病體指定區域200的表皮、脂肪、血管、血液、血滴對指定波長紅外線的吸收不同，所形成亮度、對比度、色差的細微不同來進行造影成圖像，從而實現病體指定區域圖像塊的捕捉，攝像速度快，成像質量高，並將造影所形成的圖像信息接入所述採樣電路102。本實施例指定波長的紅外攝像裝置101其紅外波長為800nm-940nm。所述採樣電路102用於對所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進行採樣，篩選選定適合軌跡計算的圖像塊並發送給圖像存儲器，採樣電路102收到圖像後不斷確定比較適合計算血流軌跡和流向的圖像塊，本實施例中適合計算血流軌跡和流向的圖像塊示意圖如圖2所示，並將所述適合計算血流軌跡和流向的圖像塊發送給所述圖像存儲器103。所述圖像存儲器103用於對所述採樣電路發送的圖像塊進行存儲。可以針對圖像塊進行快速和大量的存儲，並可供給所述圖像處理器104及所述血流軌跡和流向計算電路105調用、分析及計算使用。所述圖像處理器104用於提取所述圖像塊的坐標信息，本實施例的圖像處理器通過調用所述圖像存儲器中103中的圖像塊，分析比較後確定一個最適合計算血流軌跡和流 向的圖像塊為指定圖像塊，以所述指定圖像塊為一幀且為中心點確定搜索區域，在搜索區域內搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，並將此相似度最大的圖像塊作為另一幀，提取所述兩幀的坐標信息，進行兩幀的跟蹤。本實施例中，所述圖像處理器可以為一CPU。所述血流軌跡和流向計算電路105重複所述圖像處理器104的跟蹤步驟，來進行所述指定圖像塊的連續跟蹤，確定指定圖像塊的連續運動軌跡，實現對血流軌跡和流向的測算，如圖3所示，從而實現直接測定血流軌跡和流向目的。本發明實施例的裝置的工作原理首先對人或動物病體特定區域進行成像，並在所成圖像中確定一個適合計算血流軌跡和流向特定圖像塊。在之後的過程中連續攝像，實現對該特定圖像塊的連續攝像、存儲、分析、跟蹤，從而計算出血流軌跡和流向信息，再通過圖像處理單元和血流軌跡流向計算單元描繪出血流軌跡和流向，並生成血流軌跡和流向。從而實現對血流軌跡和流向的直接測定。其中，本實施例的血流軌跡計算方法為先對目標圖像O軌跡編碼，對於目標圖像塊O，設第i次採樣時它的質心坐標為(Xi，yi)，時刻為Ti表示0在\時刻半徑，(6xi,Syi)表示目標O在\時刻的運動速度矢量，Qi表示目標0在\時刻的方向角，其中
權利要求
1.一種直接測定血流軌跡和流向的裝置，其特徵在於，包括 用於對病體指定區域內的皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內的血液進行造影形成造影圖像的紅外攝像裝置； 與所述紅外攝像裝置連接的，用於對所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進行採樣，篩選選定適合軌跡計算的圖像塊並發送給圖像存儲器的採樣電路； 與所述採樣電路連接的、用於對所述採樣電路發送的圖像塊進行存儲的圖像存儲器； 與所述圖像存儲器連接的、用於提取所述圖像塊的坐標信息的圖像處理器； 與所述圖像處理器連接的、用於進行圖像塊的連續跟蹤，以確定指定圖像塊的連續運動軌跡的血流軌跡和流向計算電路。
2.根據權利要求I所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其特徵在於，所述紅外攝像裝置為紅外攝像頭或紅外攝像機。
3.根據權利要求I所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其特徵在於，所述紅外攝像裝置通過視頻輸出口與所述採樣電路連接。
4.根據權利要求I所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置，其特徵在於，所述圖像處理器為一 CPU。
5.一種如權利要求1-4所述的直接測定血流軌跡和流向的裝置的數據處理方法，其特徵在於，包括以下步驟 A、通過紅外攝像裝置，對病體指定區域內血液進行造影成圖像，並將圖像信息接入採樣電路； B、採樣電路在所述圖像信息中不斷確定比較適合計算血流軌跡和流向的圖像塊，並將其發送給圖像存儲器； C、圖像存儲器，對所述圖像塊進行存儲，並供圖像處理器調用； D、圖像處理器，調用所述圖像存儲器中的圖像塊，分析比較後確定一個最適合計算血流軌跡和流向的圖像塊為指定圖像塊，以所述指定圖像塊為一幀且為中心點確定搜索區域，在搜索區域內搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，並將此相似度最大的圖像塊作為另一幀，提取幀與幀的坐標信息，實現兩幀的跟蹤。
E、血流軌跡和流向計算電路，重複所述步驟D，進行所述指定圖像塊的連續跟蹤，確定指定圖像塊的運動軌跡，實現直接測定血流軌跡和流向。
全文摘要
本發明公開一種直接測定血流軌跡和流向的方法及裝置，通過幀與幀坐標信息的連續提取來跟蹤獲得與間接參量無關的血流運動軌跡和流向，從方法及裝置上保證了檢測的獨立性，操作簡單，無需成影劑，成本費用較低，便攜，方便移動，可快速準確的實現對大、中、小型動脈血管、靜脈血管以及毛細血管等不同血管的血流軌跡和流向的測定。
文檔編號A61B5/026GK102670192SQ20121016233
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者牛會甫 申請人:牛會甫