[发明专利]一种近红外自配准静脉显像装置及方法

说明书

本发明涉及近红外自配准静脉显像装置及方法，摄像机采集可见光或近红外光照射下的皮肤图像；近红外滤光片‑可见光滤光片切换装置控制进入摄像机镜头的光线模式，根据触发信号切换为可见光滤光片或近红外滤光片；近红外光源发出近红外光到皮肤；微控制器采集摄像机捕获的视频图像，输出近红外滤光片‑可见光滤光片切换装置触发信号；并行处理器对视频图像进行增强、滤波、分割处理，并传输到投影仪；投影仪发出可见光，投影到皮肤表面。本发明通过IR‑CUT切换两种滤光片可以独立获得人体被拍摄部位的静脉血管图像或投影图像，通过微控制器进行特征点匹配，对静脉图像进行旋转平移操作使投影图像与静脉图像配准，对人无伤害，安全环保。

技术领域

本发明涉及一种医疗器械制造技术，具体为一种近红外自配准静脉显像装置及方法。

背景技术

由于近红外光(波长为700nm-900nm)对人体组织穿透深度强于可见光，且静脉血液中脱氧血红蛋白对近红外光能量吸收明显高于脂肪和黑色素等血管周围组织，因此，采用近红外光成像的方法可以显著提高静脉血管与周围组织的对比度，得到比较清晰的静脉结构图像。

目前，利用该原理开发的静脉可视化显像设备已被逐步应用于临床医疗。例如由CHRISTIE公司研发的Christie Vein Viewer能检测血管位置并将其投影到皮肤的表面帮助医学工作者下针，最深可以看到皮下15mm；由中科院西安光学精密机械研究所与中科微光医疗器械技术有限公司共同研制的“投影式红外血管显像仪”，使医生能够清晰的识别患者皮下8-10mm的细微血管。

静脉显像的基本过程为将摄像头采集到的近红外图像进行血管分割处理，之后重新投影到采集目标，从而实现血管突出显示的目的，其核心技术为投影方式的选择。采用常规投影仪的方法可以实现这个过程，但由于技术垄断和核心模块的保密(投影仪的核心DMD芯片价格差距很大)，导致成品系统价格较高，限制了其大规模使用，使投影仪的成本及尺寸等问题仍会导致产品无法获得有效推广。

数字微镜器(Digital Micromirror Device，DMD)是一种新型的全数字化光调制和编码器件，它将上百万片反射镜集成在同一块芯片之上，可以通过控制每个反射镜的翻转调制光路，整个芯片的大小和一块CCD传感器相当，配合光源使用，可以实现微小体积投影功能。

成品系统的光路设计使得投影光路和近红外光路必须独立存在，两个独立光路的使用限制其尺寸及体积的缩小。

由于架构和处理芯片的选择不同，成品必须设计成体积较大的固定式平台，同时实时显像效果不够理想。

发明内容

针对现有技术中静脉显像装置采用独立光路使其尺寸及体积无法缩小以及显像效果不够理想等不足，本发明要解决的问题是提供一种可有效减小系统体积、使图像的分割效果更加理想、处理效率更高的近红外自配准静脉显像装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种近红外自配准静脉显像装置，包括摄像机、近红外滤光片-可见光滤光片切换装置、近红外光源、投影仪、微控制器以及并行处理器，其中：

摄像机，采集可见光或近红外光照射下的皮肤图像；

近红外滤光片-可见光滤光片切换装置，控制进入摄像机镜头的光线模式，根据触发信号切换为可见光滤光片或近红外滤光片；

近红外光源，发出近红外光到皮肤；

所述微控制器，采集摄像机捕获的视频图像，输出近红外滤光片-可见光滤光片切换装置触发信号；

并行处理器，对视频图像进行增强、滤波、分割处理，并传输到投影仪；

投影仪，发出可见光，投影到皮肤表面。