[发明专利]一种基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法

权利要求书

1.一种基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，

选取红外血管图像的中央区域作为选取血管最优穿刺点的感兴趣区域；

对所述感兴趣区域的图像进行去噪和高斯滤波处理，得到去噪图像；

对所述去噪图像进行图像增强处理，得到增强图像；

对所述增强图像进行图像二值化处理，得到二值化血管图像；

对所述二值化血管图像进行图像形态学处理，得到血管轮廓图像；

对所述血管轮廓图像采用轮廓检测处理，得到血管最大轮廓图像；

对所述血管最大轮廓图像采用距离变换算法处理，并提取血管中心线上各点位置及血管各位置半径；

根据所述血管中心线上各点位置及所述血管各位置半径，选取所述血管中心线上曲率满足阈值要求且血管半径尽量大的点作为血管最优穿刺点。

2.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述图像增强处理具体为：

采用限制对比度自适应直方图均衡化算法进行图像增强处理。

3.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述图像二值化处理具体为：

采用自适应阈值二值化方法进行图像二值化处理。

4.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述图像形态学处理具体为：

采用图像形态学开、闭运算处理图像，先开运算后闭运算，或先闭运算后开运算，所实现效果为去除图像中背景噪点和填充血管轮廓区域内的空洞，使得血管轮廓平滑。

5.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述轮廓检测处理具体为：

对图像进行血管轮廓提取，寻找血管轮廓面积最大的血管轮廓区域并分离。

6.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述距离变换算法处理具体为：

采用的距离变换算法可得到血管轮廓图像中血管区域内各点到图像背景的像素距离，选择各行距离最大值点作为血管中心线上点，由距离变换算法得到的血管中心线上点的值，也是血管各位置的血管半径值。

7.根据权利要求1所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述选取所述血管中心线上曲率满足阈值要求且血管半径尽量大的点作为血管最优穿刺点的具体过程为：

选取所述血管中心线上血管半径最大处的点作为预选穿刺点；

根据所述血管中心线上各点位置得到血管中心线曲线方程，计算得到所述预选穿刺点在血管中心线上的切线方向，并计算血管中心线曲线方程上所述预选穿刺点处曲率；

当所述预选穿刺点处曲率大于设定阈值时，排除该点位置，从剩余血管中心线上的点集中，按照血管半径最大原则，重新选取血管最优穿刺点；

直到得到曲率小于设定阈值的穿刺点，选取所述曲率小于设定阈值的穿刺点作为最终的血管最优穿刺点。

8.根据权利要求7所述的基于血管尺寸特征的血管最优穿刺点选取方法，其特征在于，所述血管中心线曲线方程根据血管中心线上各点图像坐标由基于三次多项式的最小二乘法拟合得到，其表达式如下所述：

f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³ (1)

其中f(x)为血管中心线拟合曲线方程；x为血管中心线上点的图像坐标；a₀～a₃为多项式系数；

按照最小二乘法，要求拟合曲线方程与实际点残差平方和最小，其表达式如下所述：

其中E为残差平方和，要求E为最小；f(x_i)为血管中心线拟合曲线上点的坐标；x_i、y_i为血管中心线上点的图像坐标。