[發明專利]一種運動狀態下皮膚血流灌注非接觸監測方法及監測系統

有效

• 申請號: 202010575610.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111833314B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 周亮;劉朝暉;李治國;劉凱;姜凱;段晶;單秋莎
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/246;A61B5/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種運動狀態下皮膚血流灌注非接觸監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：圖像采集；

步驟1.1：確定待監測的皮膚區域；

步驟1.2：使用綠光光源照射待監測皮膚區域，采用相機對待監測皮膚區域進行拍攝，拍攝時長為T，獲得N幀待監測皮膚區域圖像；其中T≥1s，N≥30；

步驟2：數據處理

步驟2.1：在第1幀待監測皮膚區域圖像中指定需進行血流灌注監測的區域；

步驟2.2：在指定的血流灌注監測區域進行Harris特征點檢測，獲得若干個特征點；

步驟2.3：利用步驟2.2中的若干特征點對Kanade-Lucas-Tomasi特征點跟蹤器進行初始化；

步驟2.4：使用Kanade-Lucas-Tomasi特征點跟蹤器對第2至N幀圖像進行跟蹤，得到第2至N幀圖像中的各個特征點位置，并估計第2至N幀圖像中每相鄰兩幀中若干特征點的變換矩陣；

步驟2.5：利用變換矩陣重新映射指定的血流灌注監測區域，從而消除感興趣血流灌注監測區域運動的影響；

步驟2.6：求取第2至N幀重新映射后血流灌注監測區域圖像中所有像素點的灰度值及其所有像素點灰度值的均值；

步驟2.7：將隨時間變化的所有像素點灰值度的均值作為參考信號，將隨時間變化的像素點的灰度值作為反映血流變化的血容積信號；

步驟2.8：對參考信號和血容積信號在0.5Hz-3.5Hz范圍內進行巴特沃斯濾波，從而消除殘留運動偽跡和相機噪聲的影響；

步驟2.9：在時長T內截取一段時長t作為計算的時間窗，利用步驟2.8濾波后的參考信號與濾波后每個像素點位置的血容積信號做互相關運算，從而得到時間窗t內每個像素點位置的血流灌注幅值以及血流灌注相位；

步驟3：獲取監測區域的血流灌注圖像；

將血流灌注幅值和血流灌注相位進行像素重排，得到監測區域的血流灌注幅度圖像和血流灌注相位圖像。

2.根據權利要求1所述的運動狀態下皮膚血流灌注非接觸監測系統，其特征在于：互相關運算的具體公式為：

[C(x),LAG(x)]＝XCORR(r(t),p(x,t))

式中：

C(x)反映了時間窗t內每個像素點位置x的血流灌注幅值；

LAG(x)反映了時間窗t內每個像素點位置x的血流灌注相位；

XCORR表示互相關；

r(t)為參考信號；p(x,t)為任意像素點位置x的血容積信號。

3.一種基于權利要求1所述的運動狀態下皮膚血流灌注非接觸監測方法的監測系統，其特征在于：包括綠光光源、相機以及數據處理單元；

綠光光源用于對待監測皮膚區域提供光照；

相機用于采集待監測皮膚區域的圖像，并與所述數據處理單元通訊；

數據處理單元根據對采集的圖像進行處理，從而得到待監測區域區域的血流灌注幅度圖像和血流灌注相位圖像。

4.根據權利要求3所述的運動狀態下皮膚血流灌注非接觸監測系統，其特征在于：所述綠光光源波長為525nm。