專利名稱：一種直接測(cè)量血流軌跡和流向的裝置及其數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直接測(cè)量血流軌跡和流向的裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
血流軌跡和流向?qū)儆谘鲃?dòng)力學(xué)范疇，是人類及動(dòng)物健康保健和治療的一個(gè)重要技術(shù)手段。以往大、中、小型動(dòng)脈血管、靜脈血管以及毛細(xì)血管的血流軌跡和流向測(cè)定方法有多種。例如利用人類肉眼進(jìn)行表皮下靜脈血管血流軌跡和流向的測(cè)定是較常用的方法之一；利用超聲多普勒原理，即用超聲多普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(dǎo)管探查血流軌跡、流向和速度， 以及X射線法等。現(xiàn)階段常用的肉眼測(cè)定血流軌跡和流向具有操作簡(jiǎn)單、快速、零成本等優(yōu)勢(shì)被廣泛采用，如靜脈注射時(shí)；但該方法存在一定缺陷，例如在皮膚脂肪較厚時(shí)，肉眼難以辨認(rèn)或辨認(rèn)不準(zhǔn)確等情況，將給病體帶來(lái)痛苦，緊急搶救時(shí)會(huì)貽誤治療時(shí)機(jī)等缺點(diǎn)。超聲多普勒法、血液溫度感知法及X射線法等來(lái)測(cè)定血流軌跡和流向都沒(méi)有問(wèn)題，但這些方法的設(shè)備或操作較復(fù)雜，或體積較大，或?qū)崿F(xiàn)成本較高，或難以移動(dòng)，或需要成影劑等，不夠便利。上述現(xiàn)有技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，指定情況下，不能很好的解決血流軌跡和流向的測(cè)定問(wèn)題。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單，無(wú)需成影劑，成本費(fèi)用較低，便攜，方便移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量血流軌跡和流向的裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其中，包括用于對(duì)病體指定區(qū)域內(nèi)的皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內(nèi)的血液進(jìn)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，用于對(duì)所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進(jìn)行采樣，篩選選定適合軌跡計(jì)算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器的采樣電路；與所述采樣電路連接的、用于對(duì)所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲(chǔ)的圖像存儲(chǔ)器；與所述圖像存儲(chǔ)器連接的、用于提取所述圖像塊的坐標(biāo)信息的圖像處理器；與所述圖像處理器連接的、用于進(jìn)行圖像塊的連續(xù)跟蹤，以確定指定圖像塊的連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡的血流軌跡和流向計(jì)算電路。所述的直接測(cè)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(jī)。所述的直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其中，所述紅外攝像裝置通過(guò)視頻輸出口與所述采樣電路連接。所述的直接測(cè)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(cè)定血流軌跡和流向的裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其中，包括以下步驟A、通過(guò)紅外攝像裝置，對(duì)病體指定區(qū)域內(nèi)血液進(jìn)行造影成圖像，并將圖像信息接入采樣電路；B、采樣電路在所述圖像信息中不斷確定比較適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊，并將其發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器；C、圖像存儲(chǔ)器，對(duì)所述圖像塊進(jìn)行存儲(chǔ)，并供圖像處理器調(diào)用；D、圖像處理器，調(diào)用所述圖像存儲(chǔ)器中的圖像塊，分析比較后確定一個(gè)最適合計(jì)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(diǎn)確定搜索區(qū)域，在搜索區(qū)域內(nèi)搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，并將此相似度最大的圖像塊作為另一幀，提取幀與幀的坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)兩幀的跟蹤。E、血流軌跡和流向計(jì)算電路，重復(fù)所述步驟D，進(jìn)行所述指定圖像塊的連續(xù)跟蹤，確定指定圖像塊的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)直接測(cè)定血流軌跡和流向。本發(fā)明由于是通過(guò)幀與幀坐標(biāo)信息的連續(xù)提取來(lái)跟蹤獲得與間接參量無(wú)關(guān)的血流運(yùn)動(dòng)軌跡和流向，從方法及裝置上保證了檢測(cè)的獨(dú)立性，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需成影劑，成本費(fèi)用較低，便攜，方便移動(dòng)，可快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)大、中、小型動(dòng)脈血管、靜脈血管以及毛細(xì)血 管等不同血管的血流軌跡和流向的測(cè)定。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例裝置的示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中指定區(qū)域內(nèi)血管內(nèi)適合血流軌跡和流向計(jì)算血液特定圖像塊放大的示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種直接測(cè)定血流軌跡和流向的方法及裝置，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置100結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，本實(shí)施例的一種直接測(cè)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、采樣電路102、圖像存儲(chǔ)器103、圖像處理器104及血流軌跡和流向計(jì)算電路105。其中，所述紅外攝像裝置101為指定波長(zhǎng)的紅外攝像裝置101，用于對(duì)病體指定區(qū)域200皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內(nèi)血液進(jìn)行造影成像。即不依賴造影劑，通過(guò)利用病體指定區(qū)域200的表皮、脂肪、血管、血液、血滴對(duì)指定波長(zhǎng)紅外線的吸收不同，所形成亮度、對(duì)比度、色差的細(xì)微不同來(lái)進(jìn)行造影成圖像，從而實(shí)現(xiàn)病體指定區(qū)域圖像塊的捕捉，攝像速度快，成像質(zhì)量高，并將造影所形成的圖像信息接入所述采樣電路102。本實(shí)施例指定波長(zhǎng)的紅外攝像裝置101其紅外波長(zhǎng)為800nm-940nm。所述采樣電路102用于對(duì)所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進(jìn)行采樣，篩選選定適合軌跡計(jì)算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器，采樣電路102收到圖像后不斷確定比較適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊，本實(shí)施例中適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊示意圖如圖2所示，并將所述適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊發(fā)送給所述圖像存儲(chǔ)器103。所述圖像存儲(chǔ)器103用于對(duì)所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲(chǔ)?？梢葬槍?duì)圖像塊進(jìn)行快速和大量的存儲(chǔ)，并可供給所述圖像處理器104及所述血流軌跡和流向計(jì)算電路105調(diào)用、分析及計(jì)算使用。所述圖像處理器104用于提取所述圖像塊的坐標(biāo)信息，本實(shí)施例的圖像處理器通過(guò)調(diào)用所述圖像存儲(chǔ)器中103中的圖像塊，分析比較后確定一個(gè)最適合計(jì)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(diǎn)確定搜索區(qū)域，在搜索區(qū)域內(nèi)搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，并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(biāo)信息，進(jìn)行兩幀的跟蹤。本實(shí)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(jì)算電路105重復(fù)所述圖像處理器104的跟蹤步驟，來(lái)進(jìn)行所述指定圖像塊的連續(xù)跟蹤，確定指定圖像塊的連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)血流軌跡和流向的測(cè)算，如圖3所示，從而實(shí)現(xiàn)直接測(cè)定血流軌跡和流向目的。本發(fā)明實(shí)施例的裝置的工作原理首先對(duì)人或動(dòng)物病體特定區(qū)域進(jìn)行成像，并在所成圖像中確定一個(gè)適合計(jì)算血流軌跡和流向特定圖像塊。在之后的過(guò)程中連續(xù)攝像，實(shí)現(xiàn)對(duì)該特定圖像塊的連續(xù)攝像、存儲(chǔ)、分析、跟蹤，從而計(jì)算出血流軌跡和流向信息，再通過(guò)圖像處理單元和血流軌跡流向計(jì)算單元描繪出血流軌跡和流向，并生成血流軌跡和流向。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)血流軌跡和流向的直接測(cè)定。其中，本實(shí)施例的血流軌跡計(jì)算方法為先對(duì)目標(biāo)圖像O軌跡編碼，對(duì)于目標(biāo)圖像塊O，設(shè)第i次采樣時(shí)它的質(zhì)心坐標(biāo)為(Xi，yi)，時(shí)刻為Ti表示0在\時(shí)刻半徑，(6xi,Syi)表示目標(biāo)O在\時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度矢量，Qi表示目標(biāo)0在\時(shí)刻的方向角，其中
權(quán)利要求
1.一種直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其特征在于，包括 用于對(duì)病體指定區(qū)域內(nèi)的皮膚表面和表皮下、及肌肉層血管和血管內(nèi)的血液進(jìn)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，用于對(duì)所述紅外攝像裝置輸出的造影圖像進(jìn)行采樣，篩選選定適合軌跡計(jì)算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器的采樣電路； 與所述采樣電路連接的、用于對(duì)所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲(chǔ)的圖像存儲(chǔ)器； 與所述圖像存儲(chǔ)器連接的、用于提取所述圖像塊的坐標(biāo)信息的圖像處理器； 與所述圖像處理器連接的、用于進(jìn)行圖像塊的連續(xù)跟蹤，以確定指定圖像塊的連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡的血流軌跡和流向計(jì)算電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其特征在于，所述紅外攝像裝置為紅外攝像頭或紅外攝像機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其特征在于，所述紅外攝像裝置通過(guò)視頻輸出口與所述采樣電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置，其特征在于，所述圖像處理器為一 CPU。
5.一種如權(quán)利要求1-4所述的直接測(cè)定血流軌跡和流向的裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟 A、通過(guò)紅外攝像裝置，對(duì)病體指定區(qū)域內(nèi)血液進(jìn)行造影成圖像，并將圖像信息接入采樣電路； B、采樣電路在所述圖像信息中不斷確定比較適合計(jì)算血流軌跡和流向的圖像塊，并將其發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器； C、圖像存儲(chǔ)器，對(duì)所述圖像塊進(jìn)行存儲(chǔ)，并供圖像處理器調(diào)用； D、圖像處理器，調(diào)用所述圖像存儲(chǔ)器中的圖像塊，分析比較后確定一個(gè)最適合計(jì)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(diǎn)確定搜索區(qū)域，在搜索區(qū)域內(nèi)搜索出與所述指定圖像塊相似度最大的圖像塊，并將此相似度最大的圖像塊作為另一幀，提取幀與幀的坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)兩幀的跟蹤。
E、血流軌跡和流向計(jì)算電路，重復(fù)所述步驟D，進(jìn)行所述指定圖像塊的連續(xù)跟蹤，確定指定圖像塊的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)直接測(cè)定血流軌跡和流向。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直接測(cè)定血流軌跡和流向的方法及裝置，通過(guò)幀與幀坐標(biāo)信息的連續(xù)提取來(lái)跟蹤獲得與間接參量無(wú)關(guān)的血流運(yùn)動(dòng)軌跡和流向，從方法及裝置上保證了檢測(cè)的獨(dú)立性，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需成影劑，成本費(fèi)用較低，便攜，方便移動(dòng)，可快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)大、中、小型動(dòng)脈血管、靜脈血管以及毛細(xì)血管等不同血管的血流軌跡和流向的測(cè)定。
文檔編號(hào)A61B5/026GK102670192SQ20121016233
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者牛會(huì)甫 申請(qǐng)人:牛會(huì)甫