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目的:通过拟订三种不同采集处理方法对标准色卡不同色度色块及不同时间段动物静脉淤血皮瓣模型颜色进行定量分析尝试初步建立基于机器视觉的自然光条件下皮瓣颜色定量分析方法。并为皮瓣移植术后颜色变化规律及机械水蛭临床应用相关监测的研究提供理论基础。
方法:
一设定三种方法:
A方法:标准D65光源法。选择高显色性标准D65光源,于暗室中以EOS450D单镜头反光数码相机全自动模式
B方法:自然日光手动白平衡法。于室内自然日光光线条件下(阴晴不限)以EOS450D单镜头反光数码相机手动模式,柯达中性灰板先行平衡设置后采集。
C方法:自然日光标定校正法。于室内自然日光光线条件下(阴晴不限)以EOS450D单镜头反光数码相机全自动模式采集。将所得数字图像通过软件校正后作为源图片进行特征提取分析。校正以511U号色标标准值作为标定校正全图,软件图像颜色特征提取基于模糊C均值算法,Delphi6.0编程。
二标准色卡实验:选用PANTONE HEXACHROME标准色卡511U-517U以佳能450D型数码单反照相机分别以三种不同方法(A、标准D65光源条件采集。B、自然日光下硬件手动白平衡采集。C、标准色标标定,自然日光下全自动采集,后期软件算法校正--简称标定校正法)采集处理。采用模糊C均值算法对三种方法产生的色块图像进行颜色特征提取。通过不同颜色空间映射关系转换于HSV空间进行图像颜色算法校正。采用CIE1976 L*a*b*空间对三种方法产生的皮瓣图像进行颜色色差值△E值及相关颜色分量定量分析。得到三种方法下色块的色度值并将其与色度仪所测得的相同色块D65标准值进行对比分析。
三动物模型实验:选用4月龄健康新西兰白兔36只雌雄不限,平均2.77±0.067kg。建立兔耳静脉淤血皮瓣模型。应用佳能450D型数码单反照相机于不同时间段(术前、术后30分钟、1h、2h、3h、4h、5h)以三种方法采集处理兔耳静脉淤血皮瓣模型图像36组。研究皮瓣静脉淤血后不同时间段颜色变化规律。同一实验动物在术前及术后不同时间段采集皮瓣图片的同时应用激光多普勒微循环血流灌注成像系统采集血流灌注数据,研究静脉淤血后不同时间段微循环血流灌注变化规律。将颜色变化规律与激光多普勒采集的血流灌注变化规律进行对比拟合研究,分析其相关性。
结果:标准色卡实验中三种方法中以标定校正法最为准确(p<0.05),结果如表Tablel所示。动物模型实验中三种采集方法得到的静脉淤血皮瓣模型不同时间段图片的颜色变化规律与血流变化规律均具有相关性(p<0.05)。其中以标定校正法所得的图片颜色变化规律与血流变化规律相关性最高(p<0.05),结果如表Table2所示。
结论:标定校正法通过规范校正标准应用均匀颜色空间算法校正可以很大程度上减少干扰因素的影响,能比较客观可靠地反映静脉淤血皮瓣不同时间段的颜色变化规律,本实验方法以其非接触、无创性、灵活机动并无目前相关方法对于昂贵设备的依赖性,对于检测局部组织微循环影响极小。可以作为显微外科临床评价的一种客观量化方法加以应用并进一步实践研究。并对于机械水蛭设备的临床效应研究具有重要意义。