[发明专利]通过视频成像处理评估血液透析患者内的通路流量的方法和设备

说明书

提供了使用视频图像处理来评估患者血流量的系统和方法。根据一个方面，分析患者的至少一个血流量特性的方法包括：捕获包括患者身上的动静脉(AV)瘘的多个帧的视频；放大视频中的运动以产生运动放大的视频；确定所述运动放大的视频中的连续帧之间的强度差，以产生表示患者身上的感兴趣区域中的移动的光流的幅度的时间函数；以及基于该时间函数确定患者的至少一个血流量特性。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2015年11月3日提交的标题为“METHOD ANDAPPARATUS OF ASSESSMENT OF ACCESS FLOW IN HEMODIALYSIS PATIENTS BY VIDEOIMAGING PROCESSING”的美国临时申请第62/250,294号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开的技术领域一般涉及医疗设备，并且更具体地涉及用于评估患者内的血流量(blood flow)的方法和装置。

背景技术

对血液透析患者内的血管通路(access)区域(例如，静脉)的状态的评估按照惯例是临床实践中最重要的挑战之一。血液透析患者依靠血管通路来连接到血液透析机，血液透析机提供对来自患者的血流的废物的救生过滤。然而，由于血管通路中和/或血管通路周围的血液凝结，患者的血管通路可能失败。最终，经历血管通路失败的患者可能不得不接受手术以改善血管通路中的血流量。

目前获取(access)血管通路的健康状况的标准实践是使用多普勒(Doppler)超声技术来生成血管通路的超声图像。在临床实践中，医师查看血管通路的超声图像以基于医师的经验来评估血管通路的健康状况。但是，没有获取超声图像的标准实践。因此，基于例如针对患者以及患者的被成像的区域而握持超声探头的方式以及患者的哪些区域被成像，得到的超声图像的质量可能不一致。超声成像还要求熟练的操作员，是依赖于位置的，且是耗时的。

在工业环境中，电磁流量计也已经被用于评估血流量。然而，由于缺乏准确性和不敏感的血流量特定位置，在临床实践中应用这样技术的尝试取得了有限的成功。

发明内容

方面和示例涉及用于使用视频图像处理评估患者内的血流量特性的各种非侵入性技术。可以通过分析在流体(例如，血液)循环通过患者身上感兴趣的区域时患者皮肤表现出的微小运动来确定血流量特性。可以分析微小运动以确定例如患者的各个区域中的血流量速率。这些非侵入性技术可以容易地用于，例如，评估血液透析患者内的血管通路的健康状况。例如，可以分析捕获由血液透析患者的动静脉(arterio-venous，AV)瘘所表现的微小运动的视频，以估计患者的血管通路中的血流量。此外，可以分析所捕获的视频以识别患者中的血栓症和/或预测血栓症的发作。医师可以采用关于血液透析患者内的血管通路的健康状况的信息来在血管通路失败之前进行干预，从而延长血管通路的使用寿命。

根据至少一个方面，提供了分析患者的至少一个血流量特性的方法。该方法包括：捕获包括患者身上的动静脉(AV)瘘的多个帧的视频；放大视频中的运动以产生运动放大的视频；确定所述运动放大的视频中的连续帧之间的强度差，以产生表示患者身上的感兴趣区域中的移动的光流的幅度的时间函数；以及基于该时间函数确定患者的至少一个血流量特性。

在一些示例中，捕获视频的动作包括捕获单色视频。例如，单色视频可以由单色图像传感器捕获。

在一些示例中，捕获视频的动作包括捕获彩色视频，并且该方法还包括灰度化运动放大的视频以产生灰度化的视频。在这些示例中，该方法还可以包括将灰度化的视频转换为二进制视频，并且确定强度差的动作可以包括确定该二进制视频中的连续帧之间的强度差。可以理解，确定连续帧之间的强度差的动作可以直接在灰度化的视频上完成。

在一些示例中，该方法还包括将运动放大的视频转换为二进制视频，并且确定强度差的动作包括确定二进制视频中的连续帧之间的强度差。转换为二进制之前的运动放大的视频可以是例如彩色视频。