專利名稱：一種直接測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鲃恿W(xué)范疇，是人類及動物健康保健和治療的一個重要技術(shù)手段。以往大、中、小型動脈血管、靜脈血管以及毛細(xì)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(jìn)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)階段常用的肉眼測定血流軌跡和流向具有操作簡單、快速、零成本等優(yōu)勢被廣泛采用，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(rèn)或辨認(rèn)不準(zhǔn)確等情況，將給病體帶來痛苦，緊急搶救時會貽誤治療時機(jī)等缺點。超聲多普勒法、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(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，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，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(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單，無需成影劑，成本費用較低，便攜，方便移動，可實現(xiàn)直接測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定血流軌跡和流向的裝置，其中，包括用于對病體指定區(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算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲器的采樣電路；與所述采樣電路連接的、用于對所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲的圖像存儲器；與所述圖像存儲器連接的、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(jī)。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采樣電路連接。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(shù)據(jù)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(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算血流軌跡和流向的圖像塊，并將其發(fā)送給圖像存儲器；C、圖像存儲器，對所述圖像塊進(jìn)行存儲，并供圖像處理器調(diào)用；D、圖像處理器，調(diào)用所述圖像存儲器中的圖像塊，分析比較后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(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，實現(xiàn)兩幀的跟蹤。E、血流軌跡和流向計算電路，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動軌跡，實現(xiàn)直接測定血流軌跡和流向。本發(fā)明由于是通過幀與幀坐標(biāo)信息的連續(xù)提取來跟蹤獲得與間接參量無關(guān)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(zhǔn)確的實現(xiàn)對大、中、小型動脈血管、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定。


圖I為本發(fā)明實施例裝置的示意圖。圖2為本發(fā)明實施例中指定區(qū)域內(nèi)血管內(nèi)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(fā)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(fā)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(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實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)明實施例提供的一種直接測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、采樣電路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，用于對病體指定區(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，通過利用病體指定區(qū)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(xì)微不同來進(jìn)行造影成圖像，從而實現(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。本實施例指定波長的紅外攝像裝置101其紅外波長為800nm-940nm。所述采樣電路102用于對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算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲器，采樣電路102收到圖像后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，并將所述適合計算血流軌跡和流向的圖像塊發(fā)送給所述圖像存儲器103。所述圖像存儲器103用于對所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲?？梢葬槍D像塊進(jìn)行快速和大量的存儲，并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(diào)用、分析及計算使用。所述圖像處理器104用于提取所述圖像塊的坐標(biāo)信息，本實施例的圖像處理器通過調(diào)用所述圖像存儲器中103中的圖像塊，分析比較后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(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重復(fù)所述圖像處理器104的跟蹤步驟，來進(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)運動軌跡，實現(xiàn)對血流軌跡和流向的測算，如圖3所示，從而實現(xiàn)直接測定血流軌跡和流向目的。本發(fā)明實施例的裝置的工作原理首先對人或動物病體特定區(qū)域進(jìn)行成像，并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。在之后的過程中連續(xù)攝像，實現(xiàn)對該特定圖像塊的連續(xù)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，并生成血流軌跡和流向。從而實現(xiàn)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(biāo)圖像O軌跡編碼，對于目標(biāo)圖像塊O，設(shè)第i次采樣時它的質(zhì)心坐標(biāo)為(Xi，yi)，時刻為Ti表示0在\時刻半徑，(6xi,Syi)表示目標(biāo)O在\時刻的運動速度矢量，Qi表示目標(biāo)0在\時刻的方向角，其中
權(quán)利要求
1.一種直接測定血流軌跡和流向的裝置，其特征在于，包括 用于對病體指定區(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算的圖像塊并發(fā)送給圖像存儲器的采樣電路； 與所述采樣電路連接的、用于對所述采樣電路發(fā)送的圖像塊進(jìn)行存儲的圖像存儲器； 與所述圖像存儲器連接的、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)運動軌跡的血流軌跡和流向計算電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接測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、通過紅外攝像裝置，對病體指定區(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算血流軌跡和流向的圖像塊，并將其發(fā)送給圖像存儲器； C、圖像存儲器，對所述圖像塊進(jìn)行存儲，并供圖像處理器調(diào)用； D、圖像處理器，調(diào)用所述圖像存儲器中的圖像塊，分析比較后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(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，實現(xiàn)兩幀的跟蹤。
E、血流軌跡和流向計算電路，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動軌跡，實現(xiàn)直接測定血流軌跡和流向。
全文摘要
本發(fā)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(biāo)信息的連續(xù)提取來跟蹤獲得與間接參量無關(guān)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(zhǔn)確的實現(xiàn)對大、中、小型動脈血管、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(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者牛會甫 申請人:牛會甫