[发明专利]皮肤血流和血管的监测成像方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种皮肤血流和血管的监测成像方法、系统及存储介质，方法包括：通过红外热像仪采集皮肤热图像；根据所述皮肤热图像进行图像预处理获取热信号；根据小波滤波算法将所述热信号转换为对应的血流信号；将所述血流信号映射成各帧的像素点完成血管功能成像，所述成像包括血管内皮调节功能成像、血管神经调节功能成像、血管肌源性调节功能成像以及皮肤血流分布成像。本发明不仅能够以较为经济的成本实现皮肤血流大面积的、抗干扰的、简单快捷的监测，而且可以对血管内皮、神经、肌源性等多种调节活动进行功能成像，可以用于外周血管结构和功能病变的早期检测，可广泛应用于医疗器械领域。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是一种皮肤血流和血管的监测成像方法、系统及存储介质。

背景技术

皮肤血流的分布及其变化与人的身体状况密切相关，是反映血管、组织健康状态的重要指标。及时、准确地检测皮肤血流的变化对于血管内皮功能障碍、动脉粥样硬化等疾病的早期发现和治疗至关重要。

目前市面上有多种不同的皮肤血流监测技术，目前常用的皮肤血流监测技术如下：体积描记法通常用包裹在肢体周围的应变片来量化肢体的尺寸变化，其测量的是由于血容量变化而引起的肢体尺寸的体积变化；光体积描记法测量的是由于血容量变化而引起的光吸收的变化；超声、激光多普勒技术均是基于多普勒频移；激光散斑对比成像则利用了血流引起的反射激光散斑的时空变化特征；热学式方法主要利用了血流的热效应原理。上述皮肤血流监测技术与反应性充血测试原理的结合可以实现血管功能的测试。目前在临床上广泛应用的血管功能检测方法是通过超声测量肱动脉血流介导的血管舒张功能(flowmediated dilation,FMD)。

现有皮肤血流监测技术的主要缺点如下：体积描记法的主要缺点是只能反映测量肢体范围内整体血流的体积变化，不能获取表皮血流空间分布变化；接触点式激光多普勒血流仪的主要缺点是单点测量，不能获得表皮血流空间分布变化，而且对运动极度敏感，容易引入噪声干扰；超声技术同样对运动极度敏感，容易引入噪声干扰，而且操作需要专业技术人员；激光散斑对比成像的主要缺点是对运动极度敏感，需要在测量过程中固定受试者，价格昂贵，从而限制其在临床或实验室环境中的使用；热学式方法，如红外热成像，主要缺点是只能间接反映皮肤血流分布情况，容易受到环境温度、自身代谢产热的干扰；现有皮肤血流监测技术均需要结合反应性充血测试来完成血管功能测试。反应性充血测试一般需要对肱动脉进行加压闭塞，测试时间长，长时的缺血缺氧会引起测试者一定的不适感，不适合有严重动脉粥样硬化的患者进行操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种大面积的、抗干扰能力强且经济便捷的皮肤血流和血管的监测成像方法、系统及存储介质。

本发明所采取的第一种技术方案是：一种皮肤血流和血管的监测成像方法，包括以下步骤：通过红外热像仪采集皮肤热图像；根据所述皮肤热图像进行图像预处理获取热信号；根据小波滤波算法将所述热信号转换为对应的血流信号；将所述血流信号映射成各帧的像素点完成血管功能成像，所述成像包括血管内皮调节功能成像、血管神经调节功能成像、血管肌源性调节功能成像以及皮肤血流分布成像。

进一步，所述根据所述皮肤热图像进行图像预处理获取热信号这一步骤具体包括：根据所述皮肤热图像提取人体皮肤区域；根据提取人体皮肤区域后的图像进行逐帧配准得到各帧热图像点的对应关系。

进一步，所述根据小波滤波算法将所述热信号转换为对应的血流信号这一步骤具体包括：通过小波变换完成对所述图像预处理结果的温度信号时频分析；对时频分析结果进行幅值调整；对幅值调整的结果进行相位修正；通过小波反变换将相位修正后的结果进行信号重构。

进一步，所述通过小波变换完成对所述图像预处理结果的温度信号时频分析这一步骤具体包括：根据所述各帧热图像的点对应关系提取单点的皮肤温度时变信号；将所述时变信号通过连续小波变换得到温度信号小波系数。