[發(fā)明專利]一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111353446.9
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN114176514B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊鵬;季嘉蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

1.一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，包括：

S1、通過近紅外成像相機(jī)分別拍攝在第一紅外線波長和第二紅外線波長下的紅外成像圖片，分別為第一紅外成像圖片和第二紅外成像圖片；

S2、對第一紅外成像圖片進(jìn)行預(yù)處理，對靜脈血管的特征進(jìn)行增強(qiáng)，得到增強(qiáng)圖像；

S3、將增強(qiáng)圖像輸入至第一靜脈血管分割網(wǎng)絡(luò)模型中，進(jìn)行血管分布識(shí)別，得到分割圖像；

S4、將分割圖像輸入至第二靜脈血管分割網(wǎng)絡(luò)模型中，進(jìn)行適宜穿刺的血管標(biāo)注，得到標(biāo)注血管；同時(shí)，對標(biāo)注血管進(jìn)行連通域位置提取，得到標(biāo)注血管中各個(gè)連通域的中心點(diǎn)，以每個(gè)中心點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)存在多條以不同角度穿過連通域的直線，在上述直線中選取出與連通域相交最多的直線，則選取出的直線對應(yīng)的中心點(diǎn)為目標(biāo)穿刺點(diǎn)，直線的斜率為最佳穿刺角度；

S5、根據(jù)第一紅外成像圖片和第二紅外成像圖片中標(biāo)注血管處的光強(qiáng)變化，計(jì)算標(biāo)注血管處的人體體表脂肪層深度，即標(biāo)注血管的深度信息；

所述的第一靜脈血管分割網(wǎng)絡(luò)模型和第二靜脈血管分割網(wǎng)絡(luò)模型均采用TransUNet神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，所述標(biāo)注血管的深度信息計(jì)算表達(dá)式為：

其中，χ表示形變系數(shù)，I₁表示第一紅外線波長的強(qiáng)度，ΔI₁表示第一紅外線波長下的脂肪吸收光強(qiáng)，即為第一紅外線波長下發(fā)射光強(qiáng)與反射光強(qiáng)之差，I₂表示第二紅外線波長的強(qiáng)度，ΔI₂表示第二紅外線波長下的脂肪吸收光強(qiáng)，即為第二紅外線波長下發(fā)射光強(qiáng)與反射光強(qiáng)之差，η為光強(qiáng)吸收修正系數(shù)，μ₁和μ₂表示I₁和I₂兩種光強(qiáng)下的脂肪對于光的吸收系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，μ₁和μ₂采用通用式μ_a表示：

其中，k為水的折射率的虛部，為組織中水的體積分?jǐn)?shù)，λ為入射光波長。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括對圖像進(jìn)行灰度處理，然后通過最大類間方差法進(jìn)行二值化處理，最后采用基于Hessian矩陣的多尺度濾波方法對圖像中靜脈血管的特征進(jìn)行增強(qiáng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，所述第一紅外線波長采用850nm，所述第二紅外線波長采用940nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于近紅外成像的靜脈血管識(shí)別定位方法，其特征在于，所述步驟S1中，紅外成像相機(jī)分別拍攝多張?jiān)诘谝患t外線波長和第二紅外線波長下的紅外成像圖片，選取最清晰的圖像作為第一紅外成像圖片和第二紅外成像圖片。