[发明专利]用于监测物体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测物体的方法，更具体地，但不限于，涉及监测人的外形的变化。

背景技术

存在可实现物体的三维外形(构造)的监测的许多应用，例如，生命特征的监测，包括人的呼吸和/或肺功能。另外，肺功能的监测可提供可用来帮助确定肺病的存在的数据，肺病是影响百万人的全球健康问题。肺病的有效医疗控制需要肺功能的评估和监测。这大部分通过临床观察或通过肺活量测定(一种20世纪30年代发展的技术)来实现。

用于监测肺功能的现有技术存在一些限制，这无法满足临床需求。特别地，肺活量测定技术需要警觉的(alert，清醒的)且合作的患者在使用设备的同时遵循指令。这些技术并不适于五岁以下的儿童使用，不适于非常病重或不省人事的患者使用，或不适于患慢性病的人或老年人使用。通常无法充分地评估或监测这种患者，将此评估留给主观的临床观察。这对临床决定留下了主观成分，例如，有关将患者从重病特别护理转移至资源较少的一般护理的临床决定，或者反过来，从而导致资源的低效使用和并非最佳的临床管理。

其它用于监测肺功能的技术需要与患者进行实际的(身体)接触，例如，需要将传感器或反射标记放在对象上或附着在对象上。这在医疗上可能是不可取的或不可能的，例如，在重病护理情况中，例如烧伤患者的监测，或早产婴儿的肺功能的测量。

本发明的一个目的是克服这些缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种监测物体的方法，该方法包括：

a)将辐射图案投射在物体上，以进行监测；

b)在第一瞬时记录代表物体上的所述投射的辐射图案的至少一部分的第一图像数据，所述第一图像数据代表所述物体在所述第一瞬时的三维外形；

c)在第二瞬时记录代表物体上的所述投射的辐射图案的至少一部分的第二图像数据，所述第二图像数据代表所述物体在所述第二瞬时的三维外形；并且

d)处理所述第一和第二图像数据，以产生代表所述物体外形在第一和第二瞬时之间变化的差分数据。

本发明的方法有利地用于精确地监测物体在一段时间周期内的三维外形变化。通过使用所投射的辐射图案以获得用于在产生差分数据中使用的相应的图像数据，并不需要与待监测的物体有任何接触。因此，本发明的方法可简单地实现，并且，非常适于监测移动的和/或灵敏的物体，包括处于受控或隔离环境中的物体，因为不需要与物体接触来对其进行监测；与物体的相互作用的形式是物体上的所投射的光图案。

因为差分数据以代表物体的三维外形的第一和第二图像数据为基础，并由此与所监测的物体的三维性质相对应，所以，可用本发明的方法精确地确定物体的外形的变化。

在本发明的一个优选实施方式中，该方法包括处理所述第一和第二图像数据，以产生代表所述物体在第一和第二瞬时之间的体积变化的差分数据。不用必须与所监测的物体接触而确定物体在一段时间周期内的体积变化的能力是有利的且简单的，并且，提供可在许多各种应用中使用的物体的体积数据。

步骤b)和c)中的部分可以基本上是图案的相同部分。替代地，步骤b)和c)中的部分是图案的不同部分，允许该方法在允许物体移动的同时，对物体的至少一部分产生差分数据。

在本发明的一个实施方式中，该方法包括处理第一和第二图像数据，以识别物体在第一和第二瞬时之间随着时间的总体移动。

优选地，辐射图案是非电离电磁辐射的空间变化强度图案，当将其解释为图像时，其包括不同的且容易定位的要素的组合，例如，空间分布的交叉点、拐角或圆形斑点的组合。

优选地，电磁辐射可以是可见光或不可见的红外辐射。替代地，电磁辐射可具有其它频率。

优选地，在步骤a)中，将一系列不同的辐射图案投射在物体上，每个不同的图案在不同的瞬时是连续投射的。

在本发明的一个优选实施方式中，该方法包括：

在多个其它瞬时记录代表物体上的所述投射的辐射图案的至少一部分的其它图像数据，所述其它图像数据代表所述物体在多个其它瞬时中的每个瞬时的三维外形；

处理所述其它图像数据，以产生代表所述物体在所述多个其它瞬时中的至少两个瞬时之间的外形变化的差分数据。

可在记录和处理第一和第二图像数据之后，执行记录并处理其它图像数据。其它图像数据可包括多个分别在多个不同瞬时记录的图像数据。因此，可用使用其它图像数据产生的差分数据在任何长度的一段时间内监测外形变化，例如，延长的时间周期。例如，这在本发明的医疗应用中是有利的，例如，随着时间连续监测患者的呼吸。