可见光皮肤图像的静脉显像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种皮肤图像的静脉显像方法，具体讲是一种针对可见皮肤图像的快 捷静脉显像方法，属于信息感知与识别领域。
【背景技术】
[0002] 一百多年前，人类的医学进步到开始运用静脉穿刺术来抽血和注射治疗，实施这 种医学技术的关键是首先要设法找到人体的静脉，才能下针穿刺进行后续的治疗。目前，临 床所使用的定位静脉的方法主要有两种：目视法一一以裸视来寻找和定位静脉。这种方法 仅适合于静脉位置较表浅且突出的病人，对于静脉的大小、弯曲与分叉的状态，实际上无法 保证一目了然；触摸法一一以触摸的感觉来寻找和定位静脉。这种方法是医护人员凭借多 年的经验，通过触摸皮肤的感觉分辨出静脉与周围组织的质性不同，从而确定出静脉的位 置及深浅。有些患者的皮肤特点不利于观察寻找静脉，如肤色较深，或者皮下脂肪较多，或 者体表毛发较多；有些患者则静脉较细，如儿童。对于这些患者，用传统的目视法或者触摸 法都很难快速准确地确定静脉的位置，这就给治疗带来很大的困难，反复穿刺也给患者带 来很大的痛苦。
[0003] 当前，国内外现有的静脉显像均依赖于附加设备，如近红外成像、多光谱相机或者 超声波技术。其中，近红外静脉成像应用得最为广泛，它使用红外LED发出近红外光照射皮 肤，配以CCD摄像头和图像采集卡来生成图像。由于血液中的血红蛋白对波长为0. 72~ I. IOum的入射光线有较强的吸收特性，结合其它皮肤组织对近红外光线的反射和透射，将 信息经过光电转换和图像处理，最后将静脉显示在图像或者屏幕上供医护人员实时观测。 近期技术中，Prabhu[l]和Kavitha[2]等人采用红外光源照射皮肤，利用近红外成像设备 获取静脉图像，然后采用不同的图像处理算法提取其中的静脉。2012年12月12日，中国发 明专利申请CN 102813504A公开了一种多光谱三维静脉图像显示装，其利用红外光源发出 一种或多种近红外光并照射在被检测区域，该红外光经过皮肤反射后经可见光截止红外透 过滤光片进入摄像机，两个摄像机可采集到不同角度的皮肤图像，经计算处理后可得到静 脉的位置与深度图。
[0004] 有的研宄人员利用多光谱相机拍摄不同波长下的皮肤图像从而检测静脉。 Wieringa[3]等采用立体成像技术提取皮下浅表静脉，利用两台相机分别拍摄多光谱皮肤 图像，通过调整图像对比度增强其中的静脉信息，利用3D显示设备观察静脉。Shahzad[4] 等将人体皮肤分为四类，利用多光谱相机针对每一类皮肤寻找最优近红外波长，使静脉图 像的对比度达到最大。
[0005] 另有研宄人员开发了基于超声波的静脉显像技术。屈学民[5]等利用超声波在传 播中的反射散射特性，把几兆至十几兆的高频超声脉冲发射到人体，在超声波传播过程中， 遇到声阻抗不同的组织界面时，有部分能量透射过去，也有部分能量被反射回来。这样，发 射脉冲与回波脉冲之间的时间间隔决定了皮肤表面和静脉的距离。赵兰平等[6]利用高分 辨B型超声仪检测桡动脉或其他浅表动脉的横切面和纵切面，形成二维血管运动图像，采 用复合压力与B超的检测装置，同步采集桡动脉等处浅表动脉的压力脉图和超声脉图。但 该方法检测的是桡动脉图像，而不是静脉图像。
[0006] 以上这些血管显像技术均需附加额外的设备或者装置，如超声波发射和接收装 置、红外光发射和成像装置、多光谱相机，等等，这就增加了显像仪器的体积、重量，并且也 大大提高了成本。例如，目前市场上出售的静脉红外显像仪价格均高达9000人民币左右。 也有学者针对可见光图像研宄皮肤及血管，如蒋大林等[7]采用数字图像处理的方法对皮 肤表面毛细血管图像进行处理和检测，利用此方法对雀斑治疗效果进行了分析。虽然其算 法的处理对象也是可见光图像，但是检测的目标是皮肤表面的毛细血管，而不是静脉。通常 毛细血管位于皮肤表层，是可以用肉眼观察到的，而静脉则位于人体皮肤的真皮层以下，从 可见光图像中通常是无法直接观察，导致此种方法无法对静脉图像进行处理和检测。
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[0013] [7]蒋大林