动态图像分析与微循环应用

余上斌

华中科技大学同济医学院基础医学实验教学中心，武汉430030

动态图像分析（Dynamic Image Analysis）是图像运动分析和视频分析的基础内涵，对视屏流图像中的物体识别、运动跟踪、轨迹分析、三维结构分析、运动编码等方面提供了系统支持。医学微循环的图像观察与处理基本构建：硬件由显微镜﹑高分辨率（380线）彩色摄像头﹑信号转换盒﹑图像捕获卡（含A／D转换器）及图像处理卡组成，软件包括图像捕获软件﹑图像管理软件﹑图像分析软件和文档资料管理软件。微循环图像由数码摄像头或相机直接拍取，基本过程如下：实验标本→图像（形）拾取装置→光电转换装置（CCD摄像头或数码相机）→数字图像→几何修正和色亮度调整→几何测量→结果分析。结果输出 ：（1）打印机打印彩色拷。把数字图像缩小或放大后打印到照片纸上，用于论文写作和学术交流；（2）电视机实况输出。利用电视成像技术，把数字图像或动态视频、数字录像直接显示到电视屏幕上，用于课堂教学和学术交流；（3）数字录像。对电视成像的视频，直接数字化保存到计算机硬盘中。由于数据传输速度受限，目前一般采用MJPEG、MPEG-1（VCD）、MPEG-2（DVD）压缩技术，其中 MJPEG采用不掉帧压缩技术，所以数码率高，适合高要求分析场合，如心肌细胞动态测定；而MPEG-1／2压缩率高，适合用于教学和学术交流时的录像演示。数字图像文件存贮：数字化采集的图像，可以直接保存到计算机硬盘中，图像格式有一系列通行国际标准，其中BMP格式是Windows位图格式，无压缩，因此文件较大，大量应用于图像分析和处理；JPG格式压缩比高，文件大小一般仅为BMP图像格式的1／10甚至更小，但压缩图像使细节有失真。

实验动物肠系膜微循环通过计算机屏幕或电视屏幕直观观察微循环动态图像（形），并可直接在视频上测量微循环的有关数据。主要测量输入管径、输出管径、血管数目、血管长度、管袢长度、管袢数目、管袢顶、血管交叉数、形态畸形、红细胞聚集个数、白细胞数、是否渗出、血流流态（线流、线粒流、粒线流、粒流及摆流等）和血流参照模拟流速等数据。主要测定原理：（1）点测量：运用白噪音声技术进行灰度或颜色信息处理。可获得如血管数目、管绊数目、血管交叉数、红细胞聚集数、白细胞数等；（2）线测量：运用线性相关原理，做直线测定血管长度、输入和输出管径，曲线长度管绊长度、管绊顶等；灰度和色彩信息-形态畸形、白细胞渗透、单位面积白细胞数、单位面积红细胞聚集数；（3）血流速度测定：肠系膜毛细血管、微动脉或微静脉内血流参照模拟流速，运用飞点跟踪原理计算流速数据。