[發明專利]一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置

在審

• 申請號: 202111453548.8
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114027803A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 郭偉;劉曉民
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍特色醫學中心
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01;A61B5/00
• 代理公司: 北京識然知識產權代理事務所(普通合伙) 11975
• 代理人: 申世娟

一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置，其特征在于該測量裝置包括三維掃描相機、面陣式紅外成像傳感器、主動紅外光發生器、采集處理計算機四部分。本發明通過對人體進行可見光三維空間掃描結合主動和被動二維紅外溫度成像，并將三維點云結構與二維溫度圖像進行高精度映射，得到具有溫度分布信息的三維數據點云；不但進行被動紅外探測，還提出了主動紅外輻射吸收圖像與三維數據點云結合的新方法，使人體內部平衡性能不但從被動輻射體現，還可以直觀觀測到皮下血管對氧和血紅蛋白吸收情況，并且將其疊加到三維數據點云，使醫生能夠分析這種分布的原因；提出了對稱區域熵差異矢量這一概念，對人體溫度分布對稱性評價更為細致和豐富。

技術領域：

本發明涉及中西醫數字化檢測技術領域，尤其涉及一種人體體表溫度量化及特征分析裝置及方法。

背景技術：

溫度在人體體表的分布特征表現了人體內部器官健康情況。因此體表溫度分析在醫學領域具有重要地位。一般體表溫度分析有兩類方法，一種是節點溫度分析。這種方法是將膨脹式體溫計或單點溫度傳感器放置在人體目標位置，再對這些位置的溫度信息進行特征計算。如有單位開發了一種包括若干個光纖光柵溫度傳感器的溫度場分布測量系統。也有將多個溫度傳感器安裝到監測衣上監測人體體表溫度信號，并為預判人類身體某些疾病的發生提供預警功能。這種方法具有體積小、重量輕、不需要脫掉衣物等特點。另一種體表溫度分析方法是采用紅外成像傳感器，一次性對裸露的體表部位進行紅外溫度成像。這種方法是目前較為常用的方法，具有成像速度快、溫度采集點數量遠高于節點溫度測量、能夠看到溫度分布的優勢，因此其得到了廣泛的應用。對于溫度分布特征的描述大多采用主觀觀察、繪制等溫線、選定區域后計算該區域的最高值,最低值,平均值、分析各溫區的溫差或對稱性。現有的紅外溫度分析大多是二維平面圖像分析，特別是在深度方向梯度較大的位置，溫度數據會產生重疊，無法對精確位置進行溫度分析。醫生分析時只能在頭腦中想象患者的三維結構形象。對于紅外數字特征的描述也大多僅限于最高溫、最低溫、平均溫度這幾種簡單指標，提取的信息少。

發明內容：

本發明針對現有技術中的不足，提出一種主被動紅外數字圖像和三維高密度點云相結合的人體紅外特征描述方法，利用三維掃描成像獲得人體三維數據點云，同時對人體進行紅外溫度被動成像，之后再采用主動紅外光照射人體，經過設定時間后，采集當前人體皮下組織對紅外光的吸收情況，之后將上述兩種二維溫度圖像利用關鍵控制點進行曲面映射，把兩種二維溫度圖像映射到三維體表點云數據上，并用溫度偽彩進行描繪。這種方法融合了三維立體點云數據與二維溫度圖像、主動紅外與被動紅外成像兩者的長處，使醫生從三維角度多向觀察患者不同部位的溫度分布。溫度分布特征描述上，提出三維溫度熵的方法，對體表三維溫度分布的信息量進行數字化描述，并進一步描述身體對稱結構的溫度對稱性特征。

一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置，其特征在于該測量裝置包括三維掃描相機1、面陣式紅外成像傳感器2、主動紅外光發生器3、采集處理計算機4四部分。

一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置，其特征在于三維掃描相機1可采用任何可采集人體體表三維形態的掃描裝置，如基于散斑的深度相機、基于結構光的三維掃描相機等。該三維掃描相機用于獲取人體體表的三維點云數據。

一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置，其特征在于面陣式紅外成像傳感器2包括兩臺可采用制冷或非制冷式二維紅外成像傳感器，用于采集被測者兩個角度的二維溫度數據。

一種基于溫度場分布的體內平衡檢測裝置，其特征在于三維掃描相機1與面陣式紅外成像傳感器2、主動紅外光發生器3同向布置，鏡頭全部朝向被測者，全部安裝在相機支撐架6頂端的橫桿上。兩臺三維掃描相機1布置于最外側，兩臺面陣式紅外成像傳感器2在三維掃描相機1內側緊挨布置，一臺主動紅外光發生器3布置在橫桿中間。三維掃描相機1與面陣式紅外成像傳感器2視場重疊，保證拍攝同一目標區域。主動紅外光發生器3投射范圍覆蓋三維掃描相機1與面陣式紅外成像傳感器2共同視場。三維掃描相機1通過信號線7與采集處理計算機4相連；面陣式紅外成像傳感器2通過信號線8與采集處理計算機4相連；主動紅外光發生器3通過信號線9與采集處理計算機4相連。