基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法及装置。该方法包括：控制光源依次发出第一波长λ

【技术实现步骤摘要】
基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法及装置
本专利技术涉及生物医学
，尤其涉及一种基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法及装置。
技术介绍
在临床外科手术中，尤其是腹部或盆腔手术中，通常需要对手术中的血管进行操作，但由于输尿管和血管表面均覆盖有脂肪等组织成分，组织粘连比较重，导致手术医师无法正常解剖输尿管、血管及周围组织的关系，也有可能由于手术医师的经验不足，对正常输尿管、血管的走向不够熟悉了解等多种原因，会造成输尿管误伤甚至坏死，一旦输尿管受到损伤将会引起多种并发症，例如泌尿生殖器会形成瘘管、肾积水和肾功能损害甚至引起急性肾功能衰竭等危险的情况。并且输尿管损伤在手术过程中并不罕见，因此准确识别输尿管和血管，规避手术中输尿管的误伤是进行正确高效的手术操作的重要环节。在临床操作过程中，外科医生常常凭借病人手术之前检查所得的影像相关信息结合临床实践经验，通过触摸及按压等操作，观察管道内液体的流动情况，以此区分输尿管和血管，但凭借经验判定输尿管和血管必定存在风险。文献“方启超.血氧饱和度检测技术研究——无创脉搏血氧饱和度检测仪的设计[D].2013”基于朗伯比尔定律提供了一种依靠脉搏波的变化来检测血氧饱和度的检测算法，检测的血氧饱和度是动脉血氧饱和度，主要衡量了人体氧气供应水平，但是该指标不能够反应局部的血氧饱和度，除此之外，对于脉搏波不明显的地方，比如检测皮表或组织的血氧饱和度，该方法并不能适用。
技术实现思路
为解决采用经验区分输尿管和血管的传统方法所存在误判率大以及现有的血氧饱和度检测算法不能适用于皮表或组织的血氧饱和度的问题，本专利技术提供一种基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法及装置，本专利技术根据血液和其他成分对不同波长光的吸收强度的不同，通过测量不同波长下的二维光强分布，从而得出血氧饱和度的二维分布，进而达到血管尿管识别的功能。本专利技术提供一种朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法，该方法包括：步骤1、控制光源依次发出第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光；步骤2、分别采集在所述第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的照射下的待测薄层组织的图像，依次记为第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像；步骤3、根据所述第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像，采用预设血氧分布算法计算得到所述待测薄层组织的血氧分布；步骤4、将所述待测薄层组织的血氧分布转换到图像域进行显示。进一步地，所述预设血氧分布算法为：其中，spo2表示血氧饱和度值；表示第一薄层组织图像；表示第二薄层组织图像；表示第三薄层组织图像；和表示根据实验定标方法得到的光强比值；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的还原血红蛋白吸收系数；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的氧合血红蛋白吸收系数。进一步地，所述实验定标方法具体为：在空气中，距离所述光源的预设位置处固定n*n探测器阵列，利用所述探测器阵列测得第一波长λ1的二维光强分布为第二波长λ2的光的二维光强分布为第三波长λ3的光的二维光强分布为则有进一步地，所述步骤4具体包括：将所述待测薄层组织的血氧分布映射在0～255之间，形成灰度图进行显示。本专利技术还提供一种基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像装置，该装置包括：控制单元，用于控制光源依次发出第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光；图像采集单元，用于分别采集在所述第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的照射下的待测薄层组织的图像，依次记为第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像；血氧分布计算单元，用于根据所述第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像，采用预设血氧分布算法计算得到所述待测薄层组织的血氧分布；显示单元，用于将所述待测薄层组织的血氧分布转换到图像域进行显示。进一步地，所述预设血氧分布算法为：其中，spo2表示血氧饱和度值；表示第一薄层组织图像；表示第二薄层组织图像；表示第三薄层组织图像；和表示根据实验定标方法得到的光强比值；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的还原血红蛋白吸收系数；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的氧合血红蛋白吸收系数。进一步地，该装置还包括探测器，利用所述探测器按照实验定标方法得到光强比值和所述实验定标方法具体为：在空气中，距离所述光源的预设位置处固定n*n探测器阵列，利用所述探测器阵列测得第一波长λ1的二维光强分布为第二波长λ2的光的二维光强分布为第三波长λ3的光的二维光强分布为则有进一步地，所述显示单元具体用于：将所述待测薄层组织的血氧分布映射在0～255之间，形成灰度图进行显示。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的成像方法及装置采用无创检测方式，减少了组织的感染率，以及组织表面的创伤；(2)本专利技术的成像方法及装置采用非接触式检测方式，二次减少了组织的感染率，而且避免仪器沾染血液，造成对其他人员的感染，故安全性高；(3)相比单点测量方法而言，本专利技术的成像方法及装置一次可获得大量的数据，解决了单点单次测量方法易受环境光等因素的干扰问题，因此本专利技术实施例的成像方法误判率小；而且很直观的体现了血氧的分布情况。(4)相比于传统的有创检测方法，本专利技术的成像方法及装置实时性高，且比人为检查精确度高。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像装置的结构示意图之一；图3为本专利技术实施例提供的基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像装置的结构示意图之二。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法，该方法包括以下步骤：S101、控制光源依次发出第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光；S102、分别采集在所述第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的照射下的待测薄层组织的图像，依次记为第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像；S103、根据所述第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像，采用预设血氧分布算法计算得到所述待测薄层组织的血氧分布；S104、将所述待测薄层组织的血氧分布转换到图像域进行显示。由上述步骤可知，相比于现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法，其特征在于，包括：/n步骤1、控制光源依次发出第一波长λ

【技术特征摘要】
1.基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成像方法，其特征在于，包括：
步骤1、控制光源依次发出第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光；
步骤2、分别采集在所述第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的照射下的待测薄层组织的图像，依次记为第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像；
步骤3、根据所述第一薄层组织图像、第二薄层组织图像和第三薄层组织图像，采用预设血氧分布算法计算得到所述待测薄层组织的血氧分布；
步骤4、将所述待测薄层组织的血氧分布转换到图像域进行显示。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设血氧分布算法为：



其中，spo2表示血氧饱和度值；表示第一薄层组织图像；表示第二薄层组织图像；表示第三薄层组织图像；和表示根据实验定标方法得到的光强比值；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的还原血红蛋白吸收系数；和分别表示第一波长λ1的光、第二波长λ2的光和第三波长λ3的光的氧合血红蛋白吸收系数。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实验定标方法具体为：
在空气中，距离所述光源的预设位置处固定n*n探测器阵列，利用所述探测器阵列测得第一波长λ1的二维光强分布为第二波长λ2的光的二维光强分布为第三波长λ3的光的二维光强分布为则有


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
将所述待测薄层组织的血氧分布映射在0～255之间，形成灰度图进行显示。


5.基于朗伯比尔定律的薄层组织血氧成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦龙，张峰，尤贺，贺静，樊琳琳，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41