[发明专利]双目近红外成像系统及血管识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种双目近红外成像系统及血管识别方法。

背景技术

血管穿刺失败是导致医疗纠纷的导火索之一，在临床血管穿刺过程中，由于部分病人表皮肥厚，血管细小、难以找到，还有部分外伤病人由于失血过多，昏迷没有知觉，血管不充盈，导致在静脉注射时医务人员找不到血管，还有婴幼儿患者由于其生理原因及其性格特征，使医务人员很难找到血管，大大增加了医务人员在单个病患身上的时间，这不仅使病人身体疼痛、精神紧张，而且也使医患关系变得十分紧张。

为了解决这一问题，关键在于如何能够对血管进行精确识别。通过研究发现，近红外光源可根据其特定的波长，将皮下静脉或动脉的血红细胞和周围组织区别开来，近红外穿透人体的组织，利用去氧血红蛋白的特异性吸收光谱特性，而在静脉血液中的血红蛋白吸收峰值最高。多家公司均在试图通过研发特定设备来解决这一问题。中国专利文献CN102663355A，专利名称为：基于手背静脉与手形结合的识别系统与方法，其根据静脉血管成像特点设计了近红外成像的采集方式，根据红外热成像原理利用红外热像仪实现了远红外手背静脉成像，根据近红外成像原理利用峰值波长为850nm 的 LED 阵列发出红外光照射手背，利用近红外CCD采集手背静脉图像实现了近红外手背静脉成像；手背静脉与手形结合的识别方法为对获取的图像进行处理提取出手背静脉与手形的特征向量，然后再和已存储的特征向量进行匹配得到识别结果。中国专利文献CN203483398A，专利名称为：一种红外血管成像仪，通过红外发光二级管阵列发射光有效滤除自然环境下的可见光和红外光源发射出辐射中的可见光部分，只让近红外辐射通过，以提高采集图像的质量。

上述专利文献中虽然揭示了采用近红外光来辅助判断血管位置，但对血管的识别的精度不够，因为在实际应用中，对于血管的识别不仅要识别出其在皮肤组织的二维坐标，还要识别出其空间三维坐标，这样才能真正辅助医务人员完成手工穿刺，更有利于机器完成自动穿刺动作。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种双目近红外成像系统及血管识别方法。

本发明实施例提供了一种双目近红外成像系统(10)，其中，包括：

双目摄像机构(11)；

红外光源(13)；

处理器(15)，分别与所述双目摄像机构(11)及所述红外光源(13)电连接以对由所述双目摄像机构(11)采集到的红外图像进行三维血管图像识别处理。

在本发明的一个实施例中，所述处理器(15)包括图像采集单元(151)、血管特征提取单元(153)、图像匹配单元(155)及三维重建单元(157)；其中，

所述图像采集单元(151)用于控制所述双目摄像机构(11)对皮肤组织进行红外图像采集以形成第一图像和第二图像；

所述血管特征提取单元(153)用于对所述第一图像和所述第二图像进行滤波处理并去除血管以外的背景图像以形成第一血管图像和第二血管图像；

所述图像匹配单元(155)用于对所述第一血管图像和所述第二血管图像进行匹配处理以从所述第一血管图像和所述第二血管图像中选择出最优匹配的图像区域；

所述三维重建单元(157)用于根据所述最优匹配的图像区域中对应像素点的视觉差计算血管深度以完成血管三维图像的重建。

在本发明的一个实施例中，所述处理器(15)还包括图像增强单元(152)，所述图像增强单元(152)对所述第一血管图像和所述第二血管图像进行灰度增强处理。

在本发明的一个实施例中，所述红外光源(13)设置于所述双目摄像机构(11)的第一摄像机构和第二摄像机构的中心点连线的中垂线位置处。

在本发明的一个实施例中，还包括标定板(17)，所述标定板(17)为棋盘格结构，用于对所述双目摄像机构(11)的第一摄像机构和第二摄像机构进行立体标定。

本发明的另一个实施例提供了一种血管识别方法，包括：

在红外光源照射下，采集皮肤组织同一部位的第一图像和第二图像；

对所述第一图像和所述第二图像进行血管特征提取形成第一血管图像和第二血管图像；

对所述第一血管图像和所述第二血管图像进行立体匹配形成三维血管图像以完成对血管的识别。

在本发明的一个实施例中，还包括：

采用标定板对双目摄像机构的第一摄像机构和第二摄像机构进行标定以降低所述第一血管图像和所述第二血管图像的立体匹配难度，所述标定板为棋盘格结构。