一种基于智能终端的静脉显像仪装置的制作方法

1.本发明涉及医学仪器技术领域，特别涉及一种基于智能终端的静脉显像仪装置。


背景技术：

2.目前，乳腺疾病的成像检查方法有：x线钼靶照片、b型超声波扫描、冷光透照等方法。但这些方法均不能提供乳腺全面图像，有的不能实时多轴向观察，有的方法没有确诊意义，有的方法使用的x射线对乳腺是有害的。x线ct的乳腺扫描检查可以提供全面图像，虽然确诊率高，但是检查费用不菲，不能适合大量人群普查，大剂量的x射线对乳腺的损害已是不争的事实，且无法保存图像；
3.由此，针对以上不足提出一种基于智能终端的静脉显像仪装置，设备小巧易操作，且价格便宜适合家用，用户不仅可以通过蓝牙连接设备，通过手机进行观察，还可将检测图像本地保存，方便就医。


技术实现要素：

4.本发明提供的一种基于智能终端的静脉显像仪装置，包括：
5.发光模块，用于发射特定波长的近红外光透射目标区域；
6.采集模块，用于采集基于所述目标区域的近红外反射信息；
7.传输模块，用于将所述近红外反射信息传输到指定手机；
8.处理模块，用于将所述指定手机接收到的所述近红外反射信息进行图像还原，并将所述目标区域的病变状况进行显示。
9.在一种可实施的方式中，
10.所述发光模块，包括：
11.感应单元，用于利用微电流获取显像仪与目标区域的人体皮肤之间的距离，并当所述距离在预设距离范围内时生成发光指令；
12.发光单元，用于基于所述发光指令向所述皮肤发射特定波长的近红外光。
13.在一种可实施的方式中，
14.所述采集模块，包括：
15.同步单元，用于所述感应单元生成发光指令，同时，同步生成采集指令；
16.第一采集单元，用于基于所述采集指令采集所述目标区域的近红外反射信息；
17.位置捕捉单元，用于基于所述采集指令进行采集过程中，捕捉用户使用显像仪的三维移动路径；
18.其中，所述发光指令、采集指令同步生成，即当发光模块停止发光时第一采集单元停止采集近红外反射信息。
19.在一种可实施的方式中，
20.所述传输模块，包括：
21.连接单元，用于在所述采集模块与所述处理模块之间建立连接道路；
22.检测单元，用于检测所述采集模块与所述处理模块之间的连接道路是否畅通；
23.若不是，获取所述近红外反射信息并进行临时存储。
24.在一种可实施的方式中，
25.所述处理模块，包括：
26.第一处理单元，用于根据所述近红外信息获取若干红外图像，并根据获取红外图像的先后顺序建立图像合集；
27.第二处理单元，用于根据所述图像合集获取还原图像。
28.在一种可实施的方式中，
29.所述处理模块，还包括：
30.第一处理单元，用于获取用户使用显像仪过程中的三维移动路径，并绘制在预设三维坐标系中，建立三维移动轨迹；
31.获取所述图像合集，并分别获取每一红外图像对应的图像中心点；
32.根据所述图像合集中的图像顺序，将所述中心点依次输入到所述移动轨迹上，获取对应红外图像基于所述三维移动轨迹的当下放置位置，并结合采集红外图像时对应的采集角度，来获取得到目标区域的初始三维表面构造；
33.其中，所述初始三维表面构造是包含若干重叠表面区域在内的；
34.提取所述初始三维表面构造上的重叠表面区域，当所述重叠表面区域的数量不为1时，分别获取每一重叠表面区域包含的若干第一图像；
35.分别获取每一重叠表面区域中涉及到的所有第一图像对应的平均重合面积，并分别获取每一重叠表面区域中重合面积大于等于对应平均重合面积的第二图像；
36.获取每一重叠表面区域的最外围重合边界，并基于对应重叠表面区域中第二图像的中心点基于三维移动轨迹的点位置，建立对应重叠表面区域的三维段路径；
37.同时，建立同个重叠表面区域中，对应第二图像的中心点与三维段路径的第一对应关系；
38.所述第一处理单元，还用于将所述三维段路径输入到预设三维投影域中，基于所述第一对应关系将对应第二图像进行投影；
39.获取投影结果，并利用所述投影结果对对应三维段路径的表面区域进行替换，获取得到优化三维表面构造，并对所述优化三维表面构造进行展开处理，得到初还原图像；
40.判断所述初还原图像上是否存在空白像素点，若是，获取所述空白像素点在所述初还原图像上的位置，生成提醒指令，输入到所述传输模块；
41.所述第二处理单元，还用于当用户采集所述空白像素点对应的像素信息后，更新所述初还原图像，获取还原图像。
42.在一种可实施的方式中，
43.所述传输模块，包括：
44.连接单元，用于利用蓝牙将显像仪与指定手机进行连接；
45.图像传输单元，用于将所述还原图像传输到指定手机进行显示。
46.在一种可实施的方式中，
47.所述处理模块，还包括：
48.图像分析单元，用于获取还原图像，并将所述还原图像输入到预设人体躯干上；
49.当所述还原图像在所述预设人体躯干上的匹配度小于预设匹配度时，以预设单位角度为步长，在所述预设人体躯干上旋转所述还原图像，并提取匹配度最高的正位图像；
50.将所述正位图像输入到预设检验域中，在所述正位图像上标记检验点；
51.获取每一所述检验点对应的检验像素，并提取检验像素与标准像素不一致的第一检验点；
52.特征分析单元，用于以所述第一检验点为圆心，包含所有非标准像素且直径最小的第一同心圆；
53.提取所述第一同心圆对应的第一疑似图像，将所述第一疑似图像输入到预设处理域中；
54.在所述预设处理域中提取所述第一疑似图像上的标准像素，获取所述标准像素所在区域的边缘并进行边缘细化，获取第一疑似病变轮廓；
55.在预设特征库中提取与所述第一疑似病变轮廓匹配度高于预设匹配度的若干标准轮廓，同时获取每一所述标准轮廓对应的第一角点；
56.根据同一标准轮廓对应的第一角点获取对应的第一角点轮廓；
57.获取所述第一疑似病变轮廓的所有第二角点，并利用所述第一角点轮廓遍历所述第二角点，根据遍历结果获取所述第一疑似图像对应的病变特征；
58.在所述还原图像上标记所述第一同心圆，同时根据对应的病变特征生成检测结果；
59.将标记后的所述还原图像以及检测结果传输到所述指定手机进行显示。
60.在一种可实施的方式中，
61.所述传输模块，还用于：
62.对所述检测结果进行分析，判断目标区域的病变等级；
63.若所述病变等级高于预设等级，生成危险结果并输到所述指定手机的目标区域进行显示。
64.在一种可实施的方式中，
65.指定终端，用于根据用户发出的存在指令将所述还原图像以及检测结果保存至指定文件夹。
66.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
67.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
68.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
69.图1为本发明实施例中一种基于智能终端的静脉显像仪装置的组成示意图；
70.图2为本发明实施例中一种基于智能终端的静脉显像仪装置的发光模块组成示意图；
71.图3为本发明实施例中一种基于智能终端的静脉显像仪装置的采集模块组成示意
图；
72.图4为本发明实施例中一种基于智能终端的静脉显像仪装置的传输模块组成示意图；
73.图5为本发明实施例中一种基于智能终端的静脉显像仪装置的处理模块组成示意图。
具体实施方式
74.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
75.实施例1
76.一种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图1所示，包括：
77.发光模块，用于发射特定波长的近红外光透射目标区域；
78.采集模块，用于采集基于所述目标区域的近红外反射信息；
79.传输模块，用于将所述近红外反射信息传输到指定手机；
80.处理模块，用于将所述指定手机接收到的所述近红外反射信息进行图像还原，并将所述目标区域的病变状况进行显示。
81.该实例中，采集模块可以为近红外光接收传感器；
82.该实例中，传感器将近红外光反射信息通过蓝牙发送到手机端，手机通过数字图像处理还原图像，可以将整个乳腺状况通过手机端app呈现出来，可以保存图像或将图像发送给医生加以诊断。
83.上述技术方案的工作原理以及有益效果：利用四个不同的模块组成显像仪可以减少显像仪的体积，方便用户单手操作，由发光模块发出近红外光照射检查部位，由采集模块采集近红外反射信息，并由传输模块将其传输到指定手机，最后由处理模块将其转换为还原图像，这样一来不仅可以执行检查工作，还保护了用户的隐私，用户通过手机或其他终端观察检测结果，实现了同步更新，方便用户检查。
84.实施例2
85.在实施例1的基础上，所述种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图2所示，所述发光模块，包括：
86.感应单元，用于利用微电流获取显像仪与目标区域的人体皮肤之间的距离，并当所述距离在预设距离范围内时生成发光指令；
87.发光单元，用于基于所述发光指令向所述皮肤发射特定波长的近红外光。
88.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了避免外界环境干扰，由感应单元利用微电流获取显像仪与皮肤之间的距离，发光单元在显像仪与皮肤之间的距离在预设范围内时向皮肤发射近红外光，这样一来不仅可以仅采集皮肤处的红外图像，同时也可以达到保护用户眼睛，避免红光照射用户眼睛。
89.实施例3
90.在实施例1的基础上，所述种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图3所示，所述采集模块，包括：
91.同步单元，用于所述感应单元生成发光指令，同时，同步生成采集指令；
92.第一采集单元，用于基于所述采集指令采集所述目标区域的近红外反射信息；
93.位置捕捉单元，用于基于所述采集指令进行采集过程中，捕捉用户使用显像仪的三维移动路径；
94.其中，所述发光指令、采集指令同步生成，即当发光模块停止发光时第一采集单元停止采集近红外反射信息。
95.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了使采集的图像具有实时性，减少采集时差，由同步单元根据发光指令同步生成采集指令，第一采集单元和第二采集单元根据采集指令实施相应的采集动作，完成图像采集为后续工作做基础。
96.实施例4
97.在实施例1的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图4所示，所述传输模块，包括：
98.连接单元，用于在所述采集模块与所述处理模块之间建立连接道路；
99.检测单元，用于检测所述采集模块与所述处理模块之间的连接道路是否畅通；
100.若不是，获取所述近红外反射信息并进行临时存储。
101.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证信息的完整性，由连接单元在采集模块和处理模块建立连接道路，进行信息传输，若连接道路中断，可以将近红外信息进行临时存储，避免信息丢失。
102.实施例5
103.在实施例1的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图5所示所述处理模块，包括：
104.第一处理单元，用于根据所述近红外信息获取若干红外图像，并根据获取红外图像的先后顺序建立图像合集；
105.第二处理单元，用于根据所述图像合集获取还原图像。
106.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了获取完整的图像，将三维移动路径与红外图像相结合，根据三维移动路径铺设还原图像可以保证图像的真实性，为用户提供方便。
107.实施例6
108.在实施例5的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，所述处理模块，还包括：
109.第一处理单元，用于获取用户使用显像仪过程中的三维移动路径，并绘制在预设三维坐标系中，建立三维移动轨迹；
110.获取所述图像合集，并分别获取每一红外图像对应的图像中心点；
111.根据所述图像合集中的图像顺序，将所述中心点依次输入到所述移动轨迹上，获取对应红外图像基于所述三维移动轨迹的当下放置位置，并结合采集红外图像时对应的采集角度，来获取得到目标区域的初始三维表面构造；
112.其中，所述初始三维表面构造是包含若干重叠表面区域在内的；
113.提取所述初始三维表面构造上的重叠表面区域，当所述重叠表面区域的数量不为1时，分别获取每一重叠表面区域包含的若干第一图像；
114.分别获取每一重叠表面区域中涉及到的所有第一图像对应的平均重合面积，并分
别获取每一重叠表面区域中重合面积大于等于对应平均重合面积的第二图像；
115.获取每一重叠表面区域的最外围重合边界，并基于对应重叠表面区域中第二图像的中心点基于三维移动轨迹的点位置，建立对应重叠表面区域的三维段路径；
116.同时，建立同个重叠表面区域中，对应第二图像的中心点与三维段路径的第一对应关系；
117.所述第一处理单元，还用于将所述三维段路径输入到预设三维投影域中，基于所述第一对应关系将对应第二图像进行投影；
118.获取投影结果，并利用所述投影结果对对应三维段路径的表面区域进行替换，获取得到优化三维表面构造，并对所述优化三维表面构造进行展开处理，得到初还原图像；
119.判断所述初还原图像上是否存在空白像素点，若是，获取所述空白像素点在所述初还原图像上的位置，生成提醒指令，输入到所述传输模块；
120.所述第二处理单元，还用于当用户采集所述空白像素点对应的像素信息后，更新所述初还原图像，获取还原图像。
121.该实例中，三维移动轨迹表示根据用户使用显像仪时的三维移动路径在预设坐标系中绘制的轨迹；
122.该实例中，采集角度表示用户使用显像仪采集红外图像时的倾斜角度；
123.例如，用户当前以60
°
的倾斜角采集乳腺器官的左侧红外图像，那么此时采集角度为左-60
°
；
124.该实例中，初始三维表面构造表示若个副红外图像在三维空间内重叠组成的乳腺表面构造；
125.该实例中，重叠表面区域表示初始三维表面上由两副或两副以上红外图像组成的区域；
126.该实例中，第一图像表示同一个重叠表面区域中包含的红外图像；
127.该实例中，平均重合面积表示同一个重叠表面区域中的第一图像之间重叠面积的平均值；
128.该实例中，第二图像表示重合面积大于等于对应重叠表面区域中的所有第一图像平均重合面积的红外图像；
129.该实例中，最外围重合边界表示重叠表面区域的边缘；
130.该实例中，三维段路径表示同一重叠表面区域中第二图像的中心点在三维移动路径上的位置；
131.该实例中，第一对应关系表示第二图像的中心点在三维段路径上的位置；
132.该实例中，优化三维表面构造表示指的由初始三维表面构造中的未重叠区域以及投影结果构成的，且该优化三维表面构造不存在重叠区域；
133.该实例中，展开处理表示利用无限逼近法将优化三维表面构造划分为若干小平面，再将若干小平面进行拼接，得到初还原图像；
134.该实例中，由于用户在使用显像仪时只能获取一个角度的图像，单乳腺器官是非平面的、立体的，所以想要获取不同角度的红外图像就需要移动显像仪，故用户在使用显像仪时的移动路径是三维的，同时，有益每一个角度对应一副红外图像，而移动路径是三维的，所以将红外图像进行三维投影可以最大限度的还原实际情况，获取还原图像；
135.该实例中，第一对应关系表示第二图像的中线点与段路径的位置关系；
136.该实例中，空白像素表示完整重合图像上的空白区域，即用户未采集红外图像的区域；
137.该实例中，初还原图像表示根据用户当前所采集的红外图像组成的含有空白区域的、需要继续完善的还原图像，为了与后续的还原图像进行区分，故命名为初还原图像；
138.该实例中，提醒指令的内容为：提醒用户采集指定位置的图像，即用户需将显像仪移动至指定位置进行采集。
139.上述技术方案的工作原理以及有益效果：由于人体皮肤是非平面的所以在采集过程中会受到采集角点的影响产生不同姿态的图像，为了获取还原图像根据三维移动路径建立移动轨迹，将红外图像输入到移动轨迹上，对于含有多个图像的区域实行投影法来进行还原，为了不影响检测结果，若还原后的图像中含有空白区域，生成提醒指令，提醒用户及时更新图像。
140.实施例7
141.在实施例6的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图4所示，所述传输模块，还包括：
142.连接单元，用于利用蓝牙将显像仪与指定手机进行连接；
143.图像传输单元，用于将所述还原图像传输到指定手机进行显示。
144.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了便于用户查看还原图像，由连接单元将显像仪与指定手机进行连接，并由传输单元将还原图像传输到指定终端，供用户查看。
145.实施例8
146.在实施例4的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，如图5所示，所述处理模块，还包括：
147.图像分析单元，用于获取还原图像，并将所述还原图像输入到预设人体躯干上；
148.当所述还原图像在所述预设人体躯干上的匹配度小于预设匹配度时，以预设单位角度为步长，在所述预设人体躯干上旋转所述还原图像，并提取匹配度最高的正位图像；
149.将所述正位图像输入到预设检验域中，在所述正位图像上标记检验点；
150.获取每一所述检验点对应的检验像素，并提取检验像素与标准像素不一致的第一检验点；
151.特征分析单元，用于以所述第一检验点为圆心，包含所有非标准像素且直径最小的第一同心圆；
152.提取所述第一同心圆对应的第一疑似图像，将所述第一疑似图像输入到预设处理域中；
153.在所述预设处理域中提取所述第一疑似图像上的标准像素，获取所述标准像素所在区域的边缘并进行边缘细化，获取第一疑似病变轮廓；
154.在预设特征库中提取与所述第一疑似病变轮廓匹配度高于预设匹配度的若干标准轮廓，同时获取每一所述标准轮廓对应的第一角点；
155.根据同一标准轮廓对应的第一角点获取对应的第一角点轮廓；
156.获取所述第一疑似病变轮廓的所有第二角点，并利用所述第一角点轮廓遍历所述第二角点，根据遍历结果获取所述第一疑似图像对应的病变特征；
157.在所述还原图像上标记所述第一同心圆，同时根据对应的病变特征生成检测结果；
158.将标记后的所述还原图像以及检测结果传输到所述指定手机进行显示。
159.该实例中，正位图像由还原图像经过旋转翻转而形成；
160.该实例中，非标准像素表示与标准像素不一致的像素，即疑似发生病变的位置；
161.该实例中，检验点表示检验像素所在的像素点；
162.该实例中，标准像素表示无病变的乳腺在近红外光照射下的图像像素；
163.该实例中，角点表示轮廓边缘线的角点，其中的“第一”、“第二”仅用于区分标准轮廓的角点和第一疑似图像的角点；
164.例如，一个病变轮廓的外形为半圆形，那么该轮廓的角点为弧线与直线的交点；
165.该实例中，边缘细化的过程为：获取标准像素所在的区域的边缘，对该边缘进行腐蚀，将非标准像素和标准像素分离，获取分离线，即细化结果。
166.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了进一步检测病变位置，同时判断病变位置的病变类型，便于用户对比自身身体状况，由于用户在使用显像仪时的三维移动路径不尽相同，故先在人体躯干上定位还原图像，保证获取正位图像，再获取正位图像上的疑似病变位置，并提取对应的病变特征，最后生成检测结果，供用户参考。
167.实施例9
168.在实施例8的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，其特征在于，所述处理模块，还用于：
169.对所述检测结果进行分析，判断目标区域的病变等级；
170.若所述病变等级高于预设等级，生成危险结果并输到所述指定手机的目标区域进行显示。
171.上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过分析检测结果，判断病变等级，这样一来用户可以通过等级对自身身体状况做出判断，起到了提醒用户的作用。
172.实施例10
173.在实施例1的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置：
174.指定终端，用于根据用户发出的存在指令将所述还原图像以及检测结果保存至指定文件夹；
175.该实例中，指定终端可以为指定手机。
176.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了方便用户就医，用户可以将还原图像保存在指定文件夹，方便查看。
177.实施例11
178.在实施例6的基础上，所述一种基于智能终端的静脉显像仪装置，所述第二处理单元，还用于：
179.所述第二处理单元，还用于将所述初还原图像转换为灰度图像；
180.对所述灰度图像和所述初还原图像进行归一处理，获取对应的归一灰度图像以及归一梯度图像；
181.分别获取所述归一灰度图像每一像素点对应的灰度像素值，以及所述归一梯度图像每一像素点对应的梯度像素值；
182.利用预设匹配规则将所述灰度像素值与所述梯度像素值进行匹配，获取若干个匹配组，并将所述匹配组输入到匹配坐标系中；
183.在所述匹配坐标系中标记每一匹配组对应的坐标；
184.根据公式(ⅰ)计算所有匹配组的总匹配特征值；
[0185][0186]
其中，t表示所有匹配组的总匹配特征值，δh表示平均灰度像素值，δd表示平均梯度像素值，h
ij
表示所述匹配坐标系中第(i，j)个元素对应的灰度像素值，h表示所述匹配坐标系的宽度，d
ij
表示所述匹配坐标系中第(i，j)个元素对应的梯度像素值，d表示所述匹配坐标系的长度，表示同一匹配组中的灰度像素值和梯度像素值的组匹配特征值；
[0187]
根据公式(ⅰ)的计算结果，在预设距离因子列表中提取距离因子；
[0188]
提取所述匹配坐标系中的空白坐标，并根据公式(ⅱ)计算所述匹配坐标系中空白坐标与指定坐标之间的归一距离；
[0189][0190]
其中，lk表示第k个空白坐标与指定坐标之间的距离，xk表示所述空白坐标的所在的横坐标的编号，yk表示所述空白元素所在的列编号，xm表示所述指定元素所在的行编号，ym表示所述指定元素所在的纵坐标的编号，z表示距离因子；
[0191]
根据所述空白坐标与指定坐标之间的归一距离，分别在所述归一灰度图像以及归一梯度图像上分别获取灰度空白区域和梯度空白区域；
[0192]
根据所述灰度空白区域和所述梯度空白区域获取所述初还原图像上空白像素的位置，并生成提醒指令，输入到所述传输模块。
[0193]
该实例中，归一处理表示对图像的灰度/梯度进行放射变换的过程；
[0194]
该实例中，匹配组表示匹配成功的灰度像素值和梯度像素值的组成的数组；
[0195]
该实例中，距离因子列表表示根据总匹配特征值生成的距离因子的对应列表；
[0196]
该实例中，归一距离表示空白坐标与指定坐标在归一处理后的距离。
[0197]
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证还原图像中不存在空白区域，将初还原图像转换为灰度图像，在对初还原图像和灰度图像进行归一处理，生成归一灰度图像以及归一梯度图像，将两图像进行匹配，然后根据预设公式计算两图像的匹配特征值，根据匹配特征设置一个距离因子，通过计算空白坐标与指定坐标之间的归一距离，从而获取初还原图像上空白像素的位置，实现了提取空白像素的目的。
[0198]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。