[发明专利]一种基于温度场分布的体内平衡检测装置

说明书

一种基于温度场分布的体内平衡检测装置，其特征在于该测量装置包括三维扫描相机、面阵式红外成像传感器、主动红外光发生器、采集处理计算机四部分。本发明通过对人体进行可见光三维空间扫描结合主动和被动二维红外温度成像，并将三维点云结构与二维温度图像进行高精度映射，得到具有温度分布信息的三维数据点云；不但进行被动红外探测，还提出了主动红外辐射吸收图像与三维数据点云结合的新方法，使人体内部平衡性能不但从被动辐射体现，还可以直观观测到皮下血管对氧和血红蛋白吸收情况，并且将其叠加到三维数据点云，使医生能够分析这种分布的原因；提出了对称区域熵差异矢量这一概念，对人体温度分布对称性评价更为细致和丰富。

技术领域：

本发明涉及中西医数字化检测技术领域，尤其涉及一种人体体表温度量化及特征分析装置及方法。

背景技术：

温度在人体体表的分布特征表现了人体内部器官健康情况。因此体表温度分析在医学领域具有重要地位。一般体表温度分析有两类方法，一种是节点温度分析。这种方法是将膨胀式体温计或单点温度传感器放置在人体目标位置，再对这些位置的温度信息进行特征计算。如有单位开发了一种包括若干个光纤光栅温度传感器的温度场分布测量系统。也有将多个温度传感器安装到监测衣上监测人体体表温度信号，并为预判人类身体某些疾病的发生提供预警功能。这种方法具有体积小、重量轻、不需要脱掉衣物等特点。另一种体表温度分析方法是采用红外成像传感器，一次性对裸露的体表部位进行红外温度成像。这种方法是目前较为常用的方法，具有成像速度快、温度采集点数量远高于节点温度测量、能够看到温度分布的优势，因此其得到了广泛的应用。对于温度分布特征的描述大多采用主观观察、绘制等温线、选定区域后计算该区域的最高值,最低值,平均值、分析各温区的温差或对称性。现有的红外温度分析大多是二维平面图像分析，特别是在深度方向梯度较大的位置，温度数据会产生重叠，无法对精确位置进行温度分析。医生分析时只能在头脑中想象患者的三维结构形象。对于红外数字特征的描述也大多仅限于最高温、最低温、平均温度这几种简单指标，提取的信息少。

发明内容：

本发明针对现有技术中的不足，提出一种主被动红外数字图像和三维高密度点云相结合的人体红外特征描述方法，利用三维扫描成像获得人体三维数据点云，同时对人体进行红外温度被动成像，之后再采用主动红外光照射人体，经过设定时间后，采集当前人体皮下组织对红外光的吸收情况，之后将上述两种二维温度图像利用关键控制点进行曲面映射，把两种二维温度图像映射到三维体表点云数据上，并用温度伪彩进行描绘。这种方法融合了三维立体点云数据与二维温度图像、主动红外与被动红外成像两者的长处，使医生从三维角度多向观察患者不同部位的温度分布。温度分布特征描述上，提出三维温度熵的方法，对体表三维温度分布的信息量进行数字化描述，并进一步描述身体对称结构的温度对称性特征。

一种基于温度场分布的体内平衡检测装置，其特征在于该测量装置包括三维扫描相机1、面阵式红外成像传感器2、主动红外光发生器3、采集处理计算机4四部分。

一种基于温度场分布的体内平衡检测装置，其特征在于三维扫描相机1可采用任何可采集人体体表三维形态的扫描装置，如基于散斑的深度相机、基于结构光的三维扫描相机等。该三维扫描相机用于获取人体体表的三维点云数据。

一种基于温度场分布的体内平衡检测装置，其特征在于面阵式红外成像传感器2包括两台可采用制冷或非制冷式二维红外成像传感器，用于采集被测者两个角度的二维温度数据。

一种基于温度场分布的体内平衡检测装置，其特征在于三维扫描相机1与面阵式红外成像传感器2、主动红外光发生器3同向布置，镜头全部朝向被测者，全部安装在相机支撑架6顶端的横杆上。两台三维扫描相机1布置于最外侧，两台面阵式红外成像传感器2在三维扫描相机1内侧紧挨布置，一台主动红外光发生器3布置在横杆中间。三维扫描相机1与面阵式红外成像传感器2视场重叠，保证拍摄同一目标区域。主动红外光发生器3投射范围覆盖三维扫描相机1与面阵式红外成像传感器2共同视场。三维扫描相机1通过信号线7与采集处理计算机4相连；面阵式红外成像传感器2通过信号线8与采集处理计算机4相连；主动红外光发生器3通过信号线9与采集处理计算机4相连。