基于TiVi成像和图像增强算法提高皮肤血管图像对比度
发布时间：2021-11-13 04:43
在临床救治中,快速而准确地定位血管,对实施血液输送、体液补给等一系列措施极为重要。但是目前静脉注射时的穿刺成功率主要取决于医护人员的临床经验。静脉注射时较高的穿刺失败率不仅给病人带来了痛苦,若在实施急救时出现穿刺失败,甚至可能延误抢救时间,从而影响到治疗结果。因此,实时、可靠地获取高对比度的皮肤血管图像对临床诊断具有重要的意义。本文的工作正是围绕如何提高皮肤血管图像对比度而展开的,具体研究内容如下:自行搭建一套组织活力成像系统,并首次将该技术和活体组织光透明技术相结合,分别获取小鼠和人体皮肤血管图像,定量地分析了光透明处理前后活体皮肤血管图像质量的改善效果。结果表明,光透明技术可以显著地提高小鼠皮肤血管图像的质量,但对人体皮肤血管图像质量的改善效果欠佳。为了提高活体皮肤血管图像的对比度,我们采用了自适应反锐化掩模算法对所获取的活体皮肤血管图像进行处理。并定量地分析了算法处理前后活体皮肤血管图像质量的改善效果。结果表明,自适应反锐化掩模算法可以显著地提高活体皮肤血管图像的对比度。但该算法原理较复杂,计算量比较大,所以用时较长。进一步,我们采用了基于局部标准差的自适应图像对比度增强算法对所...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＴｉＶｉ成像系统的示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ．??
图２．２光透明前后小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｓｋｉｎ?ｂｌｏｏｄ?ｖｅｓｓｅｌ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｉｃｅ?ｄｏｒｓｕｍ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｌｅａｒｉｎｇ．??从图２．２中我们可以看到ＴｉＶｉ成像系统下获取的小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像??分布是呈散点式的，图像噪声比较大，这是由于小鼠皮肤组织的散射性比较大以及??皮肤表面有很多的细纹所导致的。??从图２．２中我们可以看到，在光透明试剂处理之前，小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ??图像的分辨率和对比度都很低，血管信息十分微弱，几乎不可见。而在光透明试剂??处理以后，图像的分辨率和对比度都大大地增加，血管信息清晰可见。这表明，ＴｉＶｉ??成像结合组织光透明技术可以显著地提高小鼠皮肤血管的成像质量。同时我们也注??意到，虽然光透明试剂处理之后的小鼠皮肤血管图像的分辨率大大提高了，但图像??的噪声也变得很大。??为了定量地评价图像质量的改善效果，我们分别计算了光透明剂处理前后的小??鼠皮肤血管图像的对比度。??所谓图像对比度，指的是一幅数字图像中最暗的黑和最亮的白之间不同亮度层??级的差异
邱，刀＝卜－）｜，为相邻像素之间的灰度差异；巧（／，＿／）为相邻像素间的灰度??差为５的像素分布概率。??图２．３显示了?ＴｉＶｉ成像系统下的光透明处理前后小鼠背部皮肤血管图像的对比??度：??６００?－Ｉ??■??４００?■??■３?３〇〇?■??５??２００?■??１００?－??〇Ｊ麵?Ｈ＿??Ｂｅｆｏｒｅ?Ａｆｔｅｒ??图２．３光透明前后小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像的对比度。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｏｆ?ｓｋｉｎ?ｂｌｏｏｄ?ｖｅｓｓｅｌ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｉｃｅ?ｄｏｒｓｕｍ?ｂｅｆｏｒｅ??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｌｅａｒｉｎｇ．??从图２．３中我们可以看到，光透明试剂处理之后，小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图??像的对比度增加了?１７倍左右，图像的质量得到了显著的提髙。??根据以上的实验结果和分析，发现ＴｉＶｉ成像结合组织光透明技术可以显著地提??高小鼠皮肤血管的对比度和分辨率，但图像的噪声很大，需要进一步提高图像的质??量。??２．３?ＴｉＶｉ成像获取人体皮肤血管图像??２．３．１实验步骤??本实验选用年轻的健康女性作为实验对象，对其左手手腕上的皮肤血管进行成??像。??具体的实验过程如下：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高光谱成像技术在生物医学中的应用进展[J]. 刘立新,李梦珠,赵志刚,屈军乐. 中国激光. 2018(02)
[2]激光散斑成像在血流监测中的研究进展[J]. 张锦德,檀邹,林黎升,李步洪. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[3]基于伪线性方向扩散方程的指纹图像增强[J]. 朱立新,欧阳晓丽,夏德深. 模式识别与人工智能. 2006(06)
[4]皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展[J]. 陈蕾,章恩耀,王佳,孙利群. 光学技术. 2003(06)
[5]激光多普勒微循环血流仪在临床与实验研究中的应用——Ⅰ.冷刺激引起人体局部微循环血液灌流量变化曲线分析[J]. 金惠铭,张国平. 中国病理生理杂志. 1992(05)
博士论文
[1]改善活体光学成像的光透明皮窗研究[D]. 王静.华中科技大学 2013
[2]高分辫率激光散斑血流成像技术及其应用[D]. 苗鹏.上海交通大学 2011
本文编号：3492344
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＴｉＶｉ成像系统的示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ．??
图２．２光透明前后小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｓｋｉｎ?ｂｌｏｏｄ?ｖｅｓｓｅｌ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｉｃｅ?ｄｏｒｓｕｍ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｌｅａｒｉｎｇ．??从图２．２中我们可以看到ＴｉＶｉ成像系统下获取的小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像??分布是呈散点式的，图像噪声比较大，这是由于小鼠皮肤组织的散射性比较大以及??皮肤表面有很多的细纹所导致的。??从图２．２中我们可以看到，在光透明试剂处理之前，小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ??图像的分辨率和对比度都很低，血管信息十分微弱，几乎不可见。而在光透明试剂??处理以后，图像的分辨率和对比度都大大地增加，血管信息清晰可见。这表明，ＴｉＶｉ??成像结合组织光透明技术可以显著地提高小鼠皮肤血管的成像质量。同时我们也注??意到，虽然光透明试剂处理之后的小鼠皮肤血管图像的分辨率大大提高了，但图像??的噪声也变得很大。??为了定量地评价图像质量的改善效果，我们分别计算了光透明剂处理前后的小??鼠皮肤血管图像的对比度。??所谓图像对比度，指的是一幅数字图像中最暗的黑和最亮的白之间不同亮度层??级的差异
邱，刀＝卜－）｜，为相邻像素之间的灰度差异；巧（／，＿／）为相邻像素间的灰度??差为５的像素分布概率。??图２．３显示了?ＴｉＶｉ成像系统下的光透明处理前后小鼠背部皮肤血管图像的对比??度：??６００?－Ｉ??■??４００?■??■３?３〇〇?■??５??２００?■??１００?－??〇Ｊ麵?Ｈ＿??Ｂｅｆｏｒｅ?Ａｆｔｅｒ??图２．３光透明前后小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图像的对比度。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｃｏｎｔｒａｓｔ?ｏｆ?ｓｋｉｎ?ｂｌｏｏｄ?ｖｅｓｓｅｌ?ＴｉＶｉ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｉｃｅ?ｄｏｒｓｕｍ?ｂｅｆｏｒｅ??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｌｅａｒｉｎｇ．??从图２．３中我们可以看到，光透明试剂处理之后，小鼠背部皮肤血管的ＴｉＶｉ图??像的对比度增加了?１７倍左右，图像的质量得到了显著的提髙。??根据以上的实验结果和分析，发现ＴｉＶｉ成像结合组织光透明技术可以显著地提??高小鼠皮肤血管的对比度和分辨率，但图像的噪声很大，需要进一步提高图像的质??量。??２．３?ＴｉＶｉ成像获取人体皮肤血管图像??２．３．１实验步骤??本实验选用年轻的健康女性作为实验对象，对其左手手腕上的皮肤血管进行成??像。??具体的实验过程如下：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高光谱成像技术在生物医学中的应用进展[J]. 刘立新,李梦珠,赵志刚,屈军乐. 中国激光. 2018(02)
[2]激光散斑成像在血流监测中的研究进展[J]. 张锦德,檀邹,林黎升,李步洪. 中国激光医学杂志. 2016(05)
[3]基于伪线性方向扩散方程的指纹图像增强[J]. 朱立新,欧阳晓丽,夏德深. 模式识别与人工智能. 2006(06)
[4]皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展[J]. 陈蕾,章恩耀,王佳,孙利群. 光学技术. 2003(06)
[5]激光多普勒微循环血流仪在临床与实验研究中的应用——Ⅰ.冷刺激引起人体局部微循环血液灌流量变化曲线分析[J]. 金惠铭,张国平. 中国病理生理杂志. 1992(05)
博士论文
[1]改善活体光学成像的光透明皮窗研究[D]. 王静.华中科技大学 2013
[2]高分辫率激光散斑血流成像技术及其应用[D]. 苗鹏.上海交通大学 2011
本文编号：3492344
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