火器伤失活组织检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种火器伤失活组织检测仪，涉及失活组织检测设备，包括图像采集模块，用于采集待检测的火器伤组织的图像；图像处理模块用于通过对所采集的火器伤组织的图像进行分析，得到火器伤失活组织图像，以供显示。图像采集模块包括：光学系统子模块，用于提供标准光源和根据光反射情况实时获取待检测火器伤组织图像；图像存储子模块用于将获取的待检测火器伤组织图像进行存储。本发明的有益效果在于：采用了标准光源照射，确保相同的测试环境，使最后得到的测试数据具有可比性。采用了红色滤光片加大创伤组织和正常组织的对比，使得观察者更容易做出正确的判断。使用图像处理模块，通过计算得到最后的结果，保证数据的客观性。
【专利说明】火器伤失活组织检测仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及失活组织检测设备，特别涉及一种火器伤失活组织的检测仪。
【背景技术】
[0002] 火器伤是战争中常见的一种损伤，也是现代恐怖袭击案件中常见的损伤之一。枪 弹或破片击中人体后通常局部组织出现具有一定形态的伤道，伤道由内向外分为三个区 域，原发伤道区、挫伤区与震荡区。其中在挫伤区内由于投射物能量侧向传导和瞬时空腔的 挤压、牵拉作用而形成失活组织区。如果失活组织不及时清除则出现伤口感染，严重时危及 生命。
[0003] 因此早期清创是平战时火器伤失活组织外科处理最基本的方法之一，进行早期清 创就是在尽可能保存正常组织的前提下将失活组织切除掉，最大限度减少机体的创伤。而 判定失活组织损伤的程度和范围则是提高清创手术质量的重要前提。目前在实验室和临床 中已有一些判定组织损伤范围的方法可供参考，但能准确而方便地用于临床的却不多见， 临床医生主要采用两种判断方法进行识别和判定：4c法和外科清创眼镜法。4c法是指通过 失活组织的色调、致密度、收缩性、毛细血管出血判定是否是失活组织，即操作者通过肉眼 观察组织外观颜色是否变成黑色或者暗褐色、肌肉紧张度是否降低、肌肉收缩力是否下降、 创面组织是否出血。外科清创眼镜方法是指操作者佩戴该眼镜后根据失活组织对光反射存 在显著差异判定。以上两个方法都存在着一些缺点：失活组织判定与操作者主观性有很大 关系，操作者经验不同和对判定标准掌握的差异造成不能精确定量计算失活组织量；受外 界光线影响等因素，导致切除的组织往往比实际坏死组织大〇. 5cm以上，人为地增加了机 体的受创范围，严重影响了伤员的救治和康复。术前医学成像技术包括超声US、CT、MRI等 等，通过这些成像技术形成的图像无法区分正常组织和失活组织的。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于火器伤失活组织检测仪， 能够用于不同弹丸或破片击中人体不同部位后由于投射物能量传播导致的失活组织区域 的检测，具有客观性强、定量准确、测试精度高、使用简便、费用低廉、不受外界光线干扰等 优点。
[0005] 本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：本发明提供了一种火器伤失活组织 检测仪，包括图像采集模块，用于采集待检测的火器伤组织的图像；图像处理模块，用于通 过对所采集的火器伤组织的图像进行分析，得到火器伤组织的失活组织图像，以供显示。
[0006] 进一步地，图像采集模块包括：光学系统子模块，用于提供标准光源和根据光反射 情况实时获取待检测火器伤组织图像；图像存储子模块，用于将获取的待检测火器伤组织 图像进行存储。
[0007] 进一步地，其中光学系统子模块包括发光二极管光源、红色滤光片、成像模块。
[0008] 进一步地，发光二极管光源由红光和白光的LED阵列组成。
[0009] 进一步地，发光二极管光源的中心波长为650nm，红色滤光片的中心波长为 650nm〇
[0010] 进一步地，成像模块采用c⑶摄像机。
[0011] 进一步地，成像模块采用CMOS摄像机。
[0012] 进一步地，光学系统子模块还包括亮度调节模块，用于调节发光二极管光源的亮 度。
[0013] 进一步地，图像处理模块包括：图像读取装置，用于读取所述图像； 图像预处理装置，用于对所读取的图像依次进行图像去噪、图像增强、图像校正处理； 图像复原装置，用于对图像预处理装置处理得到的图像进行恢复处理，除去或减少在 获得图像过程中的图像退化； 图像分割装置，用于通过二值化进行正常组织和失活组织边缘识别，并根据边缘识别 结果，对正常组织和失活组织图像进行分割； 失活组织提取装置，用于将分割得到的失活组织图像进行提取，以供显示。
[0014] 本发明的有益效果：本发明具有客观性强、定量准确、测试精度高、使用简便、费用 低廉、不受外界光线干扰等优点。采用标准光源照射，确保相同的测试环境，使最后得到的 测试数据具有可比性。采用红色滤光片加大创伤组织和正常组织的对比，使得观察者更容 易做出正确的判断。被观察物的成像信息经过图像处理模块处理后进行可视化显示，定量 更准确，医生可以及时知道和掌握手术中组织的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0016] 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的光学系统子模块结构示意图； 图3为本发明的图像处理模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 以下将结合附图对本发明进行详细说明，据研究表明，正常组织(包括部分有恢复 功能的挫伤区组织)与失活组织光学特性的差异主要表现在600n m以上的红光和近红外光 部分，正常组织对该波段的光反射强度远大于失活组织。本发明根据组织的光学特性来判 断是否为失活组织。
[0018] 如图1所示：火器伤失活组织检测仪包括图像采集模块1和图像处理模块2,图像 采集模块1，用于采集待检测的火器伤组织的图像；图像处理模块2，用于通过对所采集的 火器伤组织的组织图像进行分析，得到火器伤组织的失活组织图像，以供显示。图像采集模 块1包括光学系统子模块11和图像存储子模块12。
[0019] 如图2所示，光学系统子模块11包括光发射二极管（LED)光源111、光源亮度调 节模块112、红色滤光片113、镜头114、C⑶镜头115、电源116、开关模块117及成像模块 118、视频输出端119。C⑶镜头115穿过镜头114中间，C⑶镜头115前端放置有红色滤光 片113,在镜头114左侧和右侧分别设有光发射二极管（LED)光源111，亮度调节模块112 和开关模块117分别与镜头114连接，电源116与开关模块117连接，成像模块118与镜头 114连接。视频输出端119与成像模块118连接，视频输出端119与图像存储子模块12连 接。光学系统子模块11的作用是提供光源，使光照射在待检测物上，光经过反射通过红色 滤光片113后从C⑶镜头115进入到成像模块116中成像，实时获取待检测火器伤组织的 图像。
[0020] 光发射二极管（LED)光源111采用白光和红光的LED阵列，光发射二极管（LED)光 源111的中心波长为650 nm。红光LED和白光LED任意排列。LED成本比半导体激光器低。 白光光源负责提高背景照度，便于在术中人眼观察，红光光源用于反射光成像主动照明，增 强正常组织的反射强度。LED阵列温度特性良好、稳定性好。LED阵列通过恒流电路驱动， 通过调节恒流的电阻，便可以调整输出功率和亮度。通过函数控制数据采集卡的I/O 口，实 现在软件上控制光源部分的打开和关闭，实现光源亮度调节。成像模块118采用CCD/CM0S 摄像机，为了在成像端滤出红光LED照射组织后的反射光，减少自然光源和其它杂质光源 对成像的影响，在C⑶镜头115前端放置了中心波长为650nm的红色滤光片113。
[0021] 图像存储子模块12将从光学系统子模块11中实时获取的待检测的火器伤组织的 图像信息进行存储。图像处理模块2的作用是通过对所采集的火器伤组织的图像进行分 析，得到火器伤组织的失活组织图像，以供显示。
[0022] 标准光源的照射待检测的火器伤组织，光反射通过红色滤光片113后得到待检测 的火器伤组织图像信息，正常组织和失活组织呈现不同的颜色。这些图像信息经过图像存 储子模块12上传至图像处理模块2,经过图像处理模块2分析处理后得到失活组织的图像 以供显示。
[0023] 如图3所示的图像处理模块2包括图像读取装置21，图像预处理装置22,图像复 原装置23,图像分割装置24,失活组织提取装置25。图像读取装置21用于读取成像采集模 块采集的待检测火器伤组织图像信息，图像预处理装置22用于将所读取到的图像信息依 次进行图像去噪、图像增强、图像校正处理。图像去噪，用来提高图像的信噪比；图像增强， 使图像清晰或将其转换为更适合人或机器分析的形式，以突出图像的边缘细节；图像校正， 调节屏幕和各种色彩转换参数。图像复原装置23用于将经过图像预处理得到的图像进行 恢复处理，除去或减少在获得图像过程中因各种原因产生的退化。图像分割装置24用于通 过二值化进行正常组织和失活组织边缘识别，根据边缘识别结果，对正常组织和失活组织 图像进行分割。失活组织提取装置25用于将分割后得到的失活组织图像进行提取，以供显 /_J、1 〇
[0024] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 火器伤失活组织检测仪，其特征在于：包括图像采集模块，用于采集待检测的火器 伤组织的图像；图像处理模块，用于通过对所采集的火器伤组织的图像进行分析，得到火器 伤组织的失活组织图像，以供显示。
2. 如权利要求1所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述图像采集模块包括： 光学系统子模块，用于提供标准光源和根据光反射情况实时获取待检测火器伤组织图像； 图像存储子模块，用于将获取的待检测火器伤组织图像进行存储。
3. 如权利要求2所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述光学系统子模块包 括发光二极管光源、红色滤光片、成像模块。
4. 如权利要求3所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述发光二极管光源由 红光和白光的LED阵列组成。
5. 如权利要求3所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述发光二极管光源的 中心波长为650nm，红色滤光片的中心波长为650nm。
6. 如权利要求3所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述成像模块采用CCD 摄像机。
7. 如权利要求3所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述成像模块采用CMOS 摄像机。
8. 如权利要求2或3所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述的光学系统子 模块还包括亮度调节模块，用于调节发光二极管光源的亮度。
9. 如权利要求1所述的火器伤失活组织检测仪，其特征在于：所述图像处理模块包 括： 图像读取装置，用于读取所述图像； 图像预处理装置，用于对所读取的图像依次进行图像去噪、图像增强、图像校正处理； 图像复原装置，用于对图像预处理装置处理得到的图像进行恢复处理，除去或减少在 获得图像过程中的图像退化； 图像分割装置，用于通过二值化进行正常组织和失活组织边缘识别，并根据边缘识别 结果，对正常组织和失活组织图像进行分割； 失活组织提取装置，用于将分割得到的失活组织图像进行提取，以供显示。
【文档编号】A61B5/00GK104042189SQ201410238240
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】康建毅, 陈菁, 段朝霞, 赵冬娥, 刘海, 李晓霞, 王建民, 许川, 赖西南 申请人:中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所