专利名称：一种直接测量血流轨迹和流向的装置及其数据处理方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种直接测量血流轨迹和流向的装置及其数据处理方法。
背景技术：
血流轨迹和流向属于血流动力学范畴，是人类及动物健康保健和治疗的一个重要技术手段。以往大、中、小型动脉血管、静脉血管以及毛细血管的血流轨迹和流向测定方法有多种。例如利用人类肉眼进行表皮下静脉血管血流轨迹和流向的测定是较常用的方法之一；利用超声多普勒原理，即用超声多普勒仪的超声探头探查血流轨迹、流向和速度；利用血液温度感知原理，即用安装有热敏电阻的Swan-Ganz导管探查血流轨迹、流向和速度， 以及X射线法等。现阶段常用的肉眼测定血流轨迹和流向具有操作简单、快速、零成本等优势被广泛采用，如静脉注射时；但该方法存在一定缺陷，例如在皮肤脂肪较厚时，肉眼难以辨认或辨认不准确等情况，将给病体带来痛苦，紧急抢救时会贻误治疗时机等缺点。超声多普勒法、血液温度感知法及X射线法等来测定血流轨迹和流向都没有问题，但这些方法的设备或操作较复杂，或体积较大，或实现成本较高，或难以移动，或需要成影剂等，不够便利。上述现有技术各有优缺点，指定情况下，不能很好的解决血流轨迹和流向的测定问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单，无需成影剂，成本费用较低，便携，方便移动，可实现直接测量血流轨迹和流向的装置及其数据处理方法。本发明的技术方案如下一种直接测定血流轨迹和流向的装置，其中，包括用于对病体指定区域内的皮肤表面和表皮下、及肌肉层血管和血管内的血液进行造影形成造影图像的红外摄像装置；与所述红外摄像装置连接的，用于对所述红外摄像装置输出的造影图像进行采样，筛选选定适合轨迹计算的图像块并发送给图像存储器的采样电路；与所述采样电路连接的、用于对所述采样电路发送的图像块进行存储的图像存储器；与所述图像存储器连接的、用于提取所述图像块的坐标信息的图像处理器；与所述图像处理器连接的、用于进行图像块的连续跟踪，以确定指定图像块的连续运动轨迹的血流轨迹和流向计算电路。所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其中，所述红外摄像装置为红外摄像头或红外摄像机。所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其中，所述红外摄像装置通过视频输出口与所述采样电路连接。所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其中，所述图像处理器为一 CPU。一种如上所述的直接测定血流轨迹和流向的装置的数据处理方法，其中，包括以下步骤A、通过红外摄像装置，对病体指定区域内血液进行造影成图像，并将图像信息接入采样电路；B、采样电路在所述图像信息中不断确定比较适合计算血流轨迹和流向的图像块，并将其发送给图像存储器；C、图像存储器，对所述图像块进行存储，并供图像处理器调用；D、图像处理器，调用所述图像存储器中的图像块，分析比较后确定一个最适合计算血流轨迹和流向的图像块为指定图像块，以所述指定图像块为一帧且为中心点确定搜索区域，在搜索区域内搜索出与所述指定图像块相似度最大的图像块，并将此相似度最大的图像块作为另一帧，提取帧与帧的坐标信息，实现两帧的跟踪。E、血流轨迹和流向计算电路，重复所述步骤D，进行所述指定图像块的连续跟踪，确定指定图像块的运动轨迹，实现直接测定血流轨迹和流向。本发明由于是通过帧与帧坐标信息的连续提取来跟踪获得与间接参量无关的血流运动轨迹和流向，从方法及装置上保证了检测的独立性，操作简单，无需成影剂，成本费用较低，便携，方便移动，可快速准确的实现对大、中、小型动脉血管、静脉血管以及毛细血 管等不同血管的血流轨迹和流向的测定。
图I为本发明实施例装置的示意图。图2为本发明实施例中指定区域内血管内适合血流轨迹和流向计算血液特定图像块放大的示意图。图3为本发明实施例中适合计算血流轨迹和流向的图像块示意图。
具体实施例方式本发明提供一种直接测定血流轨迹和流向的方法及装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I为本发明实施例提供的一种直接测定血流轨迹和流向的装置100结构示意图，如图I所示，本实施例的一种直接测定血流轨迹和流向的装置100包括依次连接的红外摄像装置101、采样电路102、图像存储器103、图像处理器104及血流轨迹和流向计算电路105。其中，所述红外摄像装置101为指定波长的红外摄像装置101，用于对病体指定区域200皮肤表面和表皮下、及肌肉层血管和血管内血液进行造影成像。即不依赖造影剂，通过利用病体指定区域200的表皮、脂肪、血管、血液、血滴对指定波长红外线的吸收不同，所形成亮度、对比度、色差的细微不同来进行造影成图像，从而实现病体指定区域图像块的捕捉，摄像速度快，成像质量高，并将造影所形成的图像信息接入所述采样电路102。本实施例指定波长的红外摄像装置101其红外波长为800nm-940nm。所述采样电路102用于对所述红外摄像装置输出的造影图像进行采样，筛选选定适合轨迹计算的图像块并发送给图像存储器，采样电路102收到图像后不断确定比较适合计算血流轨迹和流向的图像块，本实施例中适合计算血流轨迹和流向的图像块示意图如图2所示，并将所述适合计算血流轨迹和流向的图像块发送给所述图像存储器103。所述图像存储器103用于对所述采样电路发送的图像块进行存储。可以针对图像块进行快速和大量的存储，并可供给所述图像处理器104及所述血流轨迹和流向计算电路105调用、分析及计算使用。所述图像处理器104用于提取所述图像块的坐标信息，本实施例的图像处理器通过调用所述图像存储器中103中的图像块，分析比较后确定一个最适合计算血流轨迹和流 向的图像块为指定图像块，以所述指定图像块为一帧且为中心点确定搜索区域，在搜索区域内搜索出与所述指定图像块相似度最大的图像块，并将此相似度最大的图像块作为另一帧，提取所述两帧的坐标信息，进行两帧的跟踪。本实施例中，所述图像处理器可以为一CPU。所述血流轨迹和流向计算电路105重复所述图像处理器104的跟踪步骤，来进行所述指定图像块的连续跟踪，确定指定图像块的连续运动轨迹，实现对血流轨迹和流向的测算，如图3所示，从而实现直接测定血流轨迹和流向目的。本发明实施例的装置的工作原理首先对人或动物病体特定区域进行成像，并在所成图像中确定一个适合计算血流轨迹和流向特定图像块。在之后的过程中连续摄像，实现对该特定图像块的连续摄像、存储、分析、跟踪，从而计算出血流轨迹和流向信息，再通过图像处理单元和血流轨迹流向计算单元描绘出血流轨迹和流向，并生成血流轨迹和流向。从而实现对血流轨迹和流向的直接测定。其中，本实施例的血流轨迹计算方法为先对目标图像O轨迹编码，对于目标图像块O，设第i次采样时它的质心坐标为(Xi，yi)，时刻为Ti表示0在\时刻半径，(6xi,Syi)表示目标O在\时刻的运动速度矢量，Qi表示目标0在\时刻的方向角，其中
权利要求
1.一种直接测定血流轨迹和流向的装置，其特征在于，包括 用于对病体指定区域内的皮肤表面和表皮下、及肌肉层血管和血管内的血液进行造影形成造影图像的红外摄像装置； 与所述红外摄像装置连接的，用于对所述红外摄像装置输出的造影图像进行采样，筛选选定适合轨迹计算的图像块并发送给图像存储器的采样电路； 与所述采样电路连接的、用于对所述采样电路发送的图像块进行存储的图像存储器； 与所述图像存储器连接的、用于提取所述图像块的坐标信息的图像处理器； 与所述图像处理器连接的、用于进行图像块的连续跟踪，以确定指定图像块的连续运动轨迹的血流轨迹和流向计算电路。
2.根据权利要求I所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其特征在于，所述红外摄像装置为红外摄像头或红外摄像机。
3.根据权利要求I所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其特征在于，所述红外摄像装置通过视频输出口与所述采样电路连接。
4.根据权利要求I所述的直接测定血流轨迹和流向的装置，其特征在于，所述图像处理器为一 CPU。
5.一种如权利要求1-4所述的直接测定血流轨迹和流向的装置的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤 A、通过红外摄像装置，对病体指定区域内血液进行造影成图像，并将图像信息接入采样电路； B、采样电路在所述图像信息中不断确定比较适合计算血流轨迹和流向的图像块，并将其发送给图像存储器； C、图像存储器，对所述图像块进行存储，并供图像处理器调用； D、图像处理器，调用所述图像存储器中的图像块，分析比较后确定一个最适合计算血流轨迹和流向的图像块为指定图像块，以所述指定图像块为一帧且为中心点确定搜索区域，在搜索区域内搜索出与所述指定图像块相似度最大的图像块，并将此相似度最大的图像块作为另一帧，提取帧与帧的坐标信息，实现两帧的跟踪。
E、血流轨迹和流向计算电路，重复所述步骤D，进行所述指定图像块的连续跟踪，确定指定图像块的运动轨迹，实现直接测定血流轨迹和流向。
全文摘要
本发明公开一种直接测定血流轨迹和流向的方法及装置，通过帧与帧坐标信息的连续提取来跟踪获得与间接参量无关的血流运动轨迹和流向，从方法及装置上保证了检测的独立性，操作简单，无需成影剂，成本费用较低，便携，方便移动，可快速准确的实现对大、中、小型动脉血管、静脉血管以及毛细血管等不同血管的血流轨迹和流向的测定。
文档编号A61B5/026GK102670192SQ20121016233
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者牛会甫 申请人:牛会甫