近紅外靜脈圖像特征增強及可視化算法.pdf

1、快速準確地找到靜脈位置是醫(yī)療護理中的常見需求,全世界每天有數(shù)億患者需要進行靜脈訪問治療。傳統(tǒng)的靜脈訪問方法主要依靠醫(yī)護人員的肉眼和經(jīng)驗來識別,在皮膚表面靜脈特征不明顯的情況下很難實現(xiàn),更無法做到深度靜脈的精準可靠的判別。由此引起的多次穿刺失敗,易造成醫(yī)療處理上的困難和病人的痛苦,嚴重的甚至引發(fā)醫(yī)療糾紛。目前的靜脈訪問輔助設(shè)備通常利用近紅外成像技術(shù)采集靜脈圖像,通過圖像增強處理改善靜脈血管圖像模糊、不均勻的特性。本研究目的是開發(fā)一種近紅外

2、靜脈圖像特征增強及可視化算法,以提高靜脈訪問輔助設(shè)備的成像性能。
　　本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1.實驗系統(tǒng)構(gòu)建:根據(jù)人體靜脈血液中血紅蛋白的光譜特性,選擇適宜波段的近紅外光源,構(gòu)建靜脈圖像顯像系統(tǒng)。
　　2.成像算法開發(fā):結(jié)合考慮直方圖均衡化和基于Hessian矩陣的靜脈特征增強算法的特點,設(shè)計并開發(fā)適宜本研究的圖像增強算法。首先,使用自適應(yīng)以及限制對比度的方法,提高直方圖均衡化的效果;然后根據(jù)雙線性插值法提高算法

3、效率,從而快速提升圖像對比度;最后,采用基于Hessian矩陣的多尺度靜脈特征增強,提取靜脈信息。研究結(jié)果表明:該算法可用于低對比度靜脈圖像增強,增強效果清晰,圖像背景均勻。
　　3.基于成像算法的特征提取:設(shè)計并開發(fā)一種靜脈特征可視化算法,包括靜脈寬度信息顯示以及靜脈血液再填充速度信息提取。在分析血管邊緣的梯度特征的基礎(chǔ)上,提取靜脈方向信息,計算靜脈寬度;采用幀間差分的方法,獲取圖像中的動態(tài)信息,并通過占空比閾值法提取血流距離,