[发明专利]一种3D血管成像系统、方法及装置

说明书

本发明涉及一种3D血管成像系统、方法及装置，能快速无创的将人体体表各部位的静脉血管和周围组织情况的以三维的形式显示出来，为临床诊断和治疗中对静脉情况的判断和操作提供有效的依据，包括图像获取模块，所述图像获取模块用以获取人体体表静脉血管的红外黑白图像和体表TOF三维距离点云信息；特征提取模块，所述血管提取模块用以结合TOF三维距离信息提取红外图像中血管的三维时序特征，所述三维时序特征为包括血管长度、宽度、深度及周边组织平面特征的时序序列；三维重建模块，所述三维重建模块根据三维时序特征和TOF三维距离信息生成三维建模的血管图像。

技术领域

本发明涉及医学影像技术领域，具体涉及一种3D血管成像系统、方法及装置。

背景技术

红外线静脉显影装置，其原理是通过红外光源、滤光片、CCD摄像机、图像采集卡等，对人体体表静脉血管进行信号采集，但是其一般为固定角度进行信号采集，采集的信号所还原的为二维平面的图片，只能显示静脉血管的平面位置，不能显示血管具体的深度以及和周围组织情况的精准的关系。

发明内容

本发明的目是解决人体体表静脉血管3D重建问题，提供一种3D血管成像系统、方法及装置。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种3D血管成像系统，包括：

图像获取模块，所述图像获取模块用以获取人体体表静脉血管的红外黑白图像和体表TOF三维距离点云信息；

特征提取模块，所述特征提取模块用以结合TOF三维距离信息提取红外图像中血管的三维时序特征，所述三维时序特征为包括血管长度、宽度、深度及周边组织平面特征的时序序列；

三维重建模块，所述三维重建模块根据三维时序特征和TOF三维距离信息生成三维建模的血管图像。

进一步的，所述特征提取模块包括：

预处理模块，所述预处理模块按TOF点云信息采集的时序状态，对红外黑白图像依次进行分类和预处理，同时标注每个像素点的空间距离信息，所述将预处理后的图像根据分类制作成数据集；

模型创建模块，创建卷积神经网络模型和/或选择现有的模型结构并设置预训练参数；

模型训练模块，基于所述数据集对所述卷积神经网络模型或现有模型结构进行训练、测试及验证后作为所述时序特征识别模型。

进一步的，所述数据集分为训练数据集，测试数据集和验证数据集，所述模型训练模块采用训练数据集进行模型训练，之后采用测试数据集对训练后的模型进行测试，再使用所述验证集对所述模型进行验证，若所述模型时序特征识别要求，则将其作为所述三维时序特征识别模型；若不满足，则修改历史模式参数设置，重新对所述模型进行训练、测试和验证，直至满足时序特征识别要求，将所述模型作为三维时序特征识别模型。

进一步的，所述三维重建模块采用空间重建方法基于TOF点云信息和三维血管特征进行血管三维重建，在重建过程中基于三维时序特征确定各血管的长度、宽度和深度，并根据周边组织平面特征完成血管与周边组织的关系的重建。

另一方面，本发明还提供基于上述系统的3D血管成像方法，其特征在于，

建立图像获取模块，所述图像获取模块用以获取人体体表静脉血管的红外黑白图像和体表TOF三维距离点云信息；

建立特征提取模块，所述特征提取模块用以结合TOF三维距离信息提取红外图像中血管的三维时序特征，所述三维时序特征为包括血管长度、宽度、深度及周边组织平面特征的时序序列；

建立三维重建模块，所述三维重建模块根据三维时序特征和TOF三维距离信息生成三维建模的血管图像。

进一步的，在建立所述特征提取模块过程中，包括：