【技术实现步骤摘要】
基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法及装置
[0001]本专利技术涉及图像识别及处理
，尤其涉及一种基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法及装置。
技术介绍
[0002]无创血氧饱和度的测量原理是动脉搏动引起血液对光的吸收的变化，并将光的变化转换为电信号，并对电信号进行处理，进而可计算出血氧饱和度。血氧饱和度一般用血液中氧合血红蛋白占总血红蛋白的百分比来表示，一般通过监测动脉的功能血氧饱和度(SpO2)来反应人体的血液氧含量状况，其表达式为：
[0003][0004]其中，SpO2为血氧饱和度；为动脉血管中氧合血红蛋白的浓度；C
Hb
为动脉血管中还原血红蛋白的浓度。
[0005]目前医用的透射式无创血氧饱和度的测量方案是采用双波长异步打光方案，如图1所示，手指上壁固定了两个并排放置的发光二极管，波长分别为660nm的红光和904nm的红外光，下壁是一个光电转换器件，将透射光的光强转换为电流信号。通过控制两个LED轮换发光，并对各自发光时输出的电流信号进行I/V变换，放...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：其包括以下步骤：1)将待采集部位放入采集模块中，该采集模块包括光源和摄像装置，所述光源为单波长光源，所述摄像装置采集光透射待采集部位后的光信号，并将所述光信号转化为图像数字信号；2)对获得的所有图像数字信号进行图像增强处理和二值化处理；3)根据增强处理和二值化处理的图像数字信号计算由动脉血管搏动而产生的动脉血管的扩张光程和收缩光程；4)根据动脉血管的扩张光程和收缩光程计算动脉血氧饱和度及氧合血红蛋白的浓度，用于反应人体的血液氧含量状况。2.根据权利要求1所述的基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：所述的步骤2)中对获得的某一图像数字信号进行图像增强处理和二值化处理的具体步骤包括：2.1)计算某一图像序列中的每一像素的曲率值，曲率计算公式如下：其中，其中，其中，其中，其中，公式中，C
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素的曲率值；Img
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素的灰度值；p
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素在x轴方向上的一阶偏导；q
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素在y轴方向上的一阶偏导；r
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素在x轴方向上的二阶偏导；t
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素在y轴方向上的二阶偏导；s
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素在x轴方向和y轴方向上的二阶混合偏导；2.2)计算某一图像序列中的全部像素的曲率均值，曲率均值的计算公式如下：
其中，C
avg
为某一图像序列中的全部像素的曲率均值；r为某一图像序列的图像行数；c为某一图像序列的图像列数；2.3)对动脉血管的二值化处理，二值化计算方式为：其中，f
ij
为某一图像序列的第i行第j列像素的二值化的数值；α为曲率均值二值化系数，取值范围为[0，1]。3.根据权利要求2所述的基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：所述的曲率均值二值化系数α的取值为0.5。4.根据权利要求2所述的基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：所述的步骤3)中是根据增强处理和二值化处理后图像数字信号的二值化有效面积来计算扩张光程和收缩光程的。5.根据权利要求4所述的基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：计算扩张光程和收缩光程的具体计算公式为：S
max
＝max{S1，S2，S3，...，S
A
}
ꢀꢀꢀ
(10)S
min
＝min{S1，S2，S3，...，S
A
}
ꢀꢀꢀꢀ
(11)L
max
＝S
max
ꢀꢀꢀꢀ
(13)L
min
＝S
min
ꢀꢀꢀꢀ
(16)公式中，S
m
为第m个图像序列的动脉血管二值化有效面积；为第m个图像序列的第i行第j列像素的二值化数值；S
max
为动脉血管扩张时的二值化有效面积；S
min
为动脉血管收缩时的二值化有效面积；A为获取的图像数字信号的数量；L
max
为动脉血管扩张时的光程；L
min
为动脉血管收缩时的光程。6.根据权利要求5所述的基于单色光动脉血管图像的血液含氧量状况测量方法，其特征在于：所述的步骤4)根据动脉血管的扩张光程和收缩光程计算动脉血氧饱和度的具体步骤包括：4.1)计算动脉血管扩张时的透射光的强度，计算公式如下：4.1)计算动脉血管扩张时的透射光的强度，计算公式如下：公式中，I...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国栋，辛传贤，李学双，张烜，
申请(专利权)人：圣点世纪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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