[發(fā)明專利]一種投影式靜脈血管造影裝置及其圖像處理方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910079285.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109700435A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉泊淼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海得舟信息科技有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 北京中索知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 趙登陽(yáng)

1.一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述造影裝置包括攝像頭、攝像頭接口電路、投影儀、總線接口電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器和電源模塊組成；所述攝像頭為近紅外攝像頭；所述攝像頭通過(guò)攝像頭接口電路與DSP數(shù)字信號(hào)處理器連接，所述投影儀與總線接口電路連接，所述DSP存儲(chǔ)器外部設(shè)有存儲(chǔ)器和緩存；工作時(shí)，攝像頭采集人體皮膚表面的近紅外圖像，采集到的近紅外圖像傳輸給DSP數(shù)字信號(hào)處理器，DSP數(shù)字信號(hào)處理器將近紅外圖像濾波后，采用優(yōu)化后的直方圖統(tǒng)計(jì)方法及圖像增強(qiáng)算法從畫(huà)面中提取出血管圖像，然后DSP數(shù)字信號(hào)處理器將處理后的結(jié)果通過(guò)總線接口電路，控制投影儀照射在人體表面皮膚上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述攝像頭和投影儀的光軸重合，投影儀投影出的圖像與攝像頭獲取圖像的位置重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述DSP數(shù)字信號(hào)處理器型號(hào)為DaVinci TMS320DM642，最小電路CLKIN引腳外部設(shè)有50MHz晶振電路，VF8引腳外設(shè)有30.24MHz晶振電路，外部還包括復(fù)位電路、3.3V供電、1.4V供電電路和JTAG在線仿真電路接口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述的DSP數(shù)字信號(hào)處理器與攝像頭之間采用PXI協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述總線接口電路是以SN74LVC1G17為核心芯片的電路模塊，投影儀的SWIN1、SWIN2、SWIN3和SWIN4分別和DSP數(shù)字信號(hào)處理器的GP0引腳的第9、第10、第11和第12引腳相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述存儲(chǔ)器是以MT48LC4M32B2P為核心芯片的電路模塊，根據(jù)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，設(shè)有多片MT48LC4M32B2P芯片，以滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和緩存需求。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述電源模塊電路是以TPS65251芯片為核心器件的電路模塊將12V轉(zhuǎn)換為3.3V、1.4V和1.8V，以TPS54622芯片為核心器件的電路模塊將12V轉(zhuǎn)換為5V，TPS65251芯片和TPS54622芯片外圍電路采用芯片手冊(cè)推薦的典型電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置，其特征在于：所述攝像頭接口電路是以TVP5150芯片為核心器件的電路模塊，外圍電路采用芯片手冊(cè)典型電路，采用PXI接口與DSP數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影式靜脈血管造影裝置的圖像處理方法，其特征在于：包括如下步驟：

STEP1：采集到近紅外圖像后對(duì)圖像采用高斯濾波算法對(duì)圖像中的噪聲進(jìn)行濾除；

STEP2：利用灰度直方圖特征和統(tǒng)計(jì)判決方法實(shí)時(shí)確定灰度閾值，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整STEP3中選定的閾值大小；

STEP3：根據(jù)選定的灰度閾值，對(duì)濾波后的近紅外圖像使用插值擬合的方法進(jìn)行擬合增強(qiáng)，然后采用優(yōu)化后的經(jīng)典圖像增強(qiáng)算法增強(qiáng)后，輸出給投影儀顯示；

上述STEP1中高斯濾波算法對(duì)圖像鄰域內(nèi)像素進(jìn)行平滑時(shí)，鄰域內(nèi)不同位置的像素被賦予不同的權(quán)值，對(duì)圖像進(jìn)行平滑的同時(shí)能夠更多的保留圖像的總體灰度分布特征，選取3X3高斯模板，模板中的參數(shù)通過(guò)高斯函數(shù)計(jì)算，公式如下：

式中：x的平方和y的平方分別表示的是鄰域內(nèi)其他像素與鄰域內(nèi)中心像素的距離；σ代表的是標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差越小，二維高斯圖像越窄小，平滑效果不明顯；標(biāo)準(zhǔn)差越大，而為高斯圖像越矮寬，濾波效果比較明顯。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種投影式靜脈血管造影裝置的圖像處理方法，其特征在于：所述STEP2中分割閾值是由每個(gè)像素的局部鄰域特性所決定，得到的門(mén)限是基于區(qū)域相關(guān)的，分割閾值過(guò)程為:

STEP1:圖像分塊，以塊為單位，先計(jì)算直方圖，然后修剪直方圖，最后均衡；

STEP2:塊間線性插值，遍歷操作各個(gè)圖像塊；

STEP3:與原圖做圖層濾色混合操作。