[發明專利]激光散斑血流成像方法及系統

在審

• 申請號: 202010738135.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN112617789A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 鄔丹丹;姚康;付威威;董月芳;王馳
• 申請（專利權）人: 上海大學;中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026;A61B5/00;A61B5/02;G06K9/32;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 孔凡玲

本發明公開了一種激光散斑血流成像方法及系統，該方法包括：1)采集激光散斑圖像；2)進行時間襯比，獲得時間襯比圖像；3)均值濾波；4)偽彩色處理：5)ROI區域選取；6)獲取ROI二值圖像；7)計算血管管徑。本發明能有效提高激光散斑血流成像的空間分辨率低和顯示幀率，可提升圖像處理效率，達到實時圖像處理及顯示，具有操作簡單、處理速度快、可實時成像等特點；本發明還進一步的能實現血管管徑的計算，通過配合激光多普勒血流儀給出確切速度值可計算出實際血流量，從而提供更豐富的血流檢測指標。

技術領域

本發明涉及醫學圖像處理技術領域，特別涉及一種激光散斑血流成像方法及系統。

背景技術

激光散斑血流成像技術是一種無需掃描、無需造影劑的全場光學高分辨成像技術，可反映出不同血管及同一血管在不同時刻的血流流速變化，用于術中對生物組織二維血流分布和血管形態等的實時監測。該技術的原理是利用血管中紅細胞運動產生的后向動態散斑對比度值來獲取血流速度信息，能獲得二維高分辨率的血流分布圖像，并且不需要結合機械掃描或注入外源性物質就可以實現長時間連續性的血流監測，再結合CCD或CMOS相機以及高性能的并行運算設備，該技術可以達到毫秒量級的時間分辨率和微米量級的空間分辨率，實現實時高分辨率血流成像。與其他現有的血流監測手段相比，激光散斑血流成像技術具有非接觸、高分辨率、高精度及實時成像等優點，可反映出單一血管和術野內總體血流速度變化，呈現出手術過程中不同操作引起的血液動力學的動態變化。

目前，國內、外相關研究機構已經開發出基于激光散斑血流成像技術的激光散斑血流儀來進行血流監測，但大多存在空間分辨率低和血流速度圖像顯示幀率不高的問題，無法充分滿足實時成像的應用需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種激光散斑血流成像方法及系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：提供一種激光散斑血流成像方法，包括以下步驟：

1)采集激光散斑圖像；

2)進行時間襯比，獲得時間襯比圖像：對釆集得到的多幀激光散斑圖像，取出每幀散斑圖像中第i行，第j列位置處的像素的灰度值I(i,j)，利用所取出的N個像素灰度值計算該像素上的時間襯比值，計算公式如下：

其中，Kt(i,j)表示時間襯比圖像，In(i,j)代表第n幀圖像中第i行、第j列位置處的像素的灰度值，N為所采集的圖像幀數，σ_t(i,j)代表N幀圖像(i,j)處像素灰度的標準差，為N幀圖像(i,j)處像素灰度的時間平均值，計算公式為：

根據離散型隨機變量方差計算原理，將公式(1)變換為下式：

3)均值濾波；

4)偽彩色處理：

對均值濾波處理后的時間襯比圖像K_t(i,j)平方后取倒數，得到1/K_t(i,j)²圖像，然后將1/K_t(i,j)²按照RGB三通道映射到JET顏色模型，得到血流速度圖像，具體變換公式如下：

其中，H(i,j)為1/K²圖像中第i行，第j列位置處的像素的灰度值。

優選的是，所述步驟2)中，N＝50。

優選的是，還包括以下步驟：

5)在所述步驟4)得到的血流速度圖像上進ROI區域選取；

6)對選取的ROI區域進行圖像處理，得到ROI二值圖像；