CN101785664A

CN101785664A - 一种头面部多维度诊断分析仪

Info

Publication number: CN101785664A
Application number: CN 201010134702
Authority: CN
Inventors: 李庆利
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: CN101785664B

Abstract

本发明公开了一种头面部多维度诊断分析仪，它包括空间维度可调节的系统支架、成像单元、数据采集处理和控制三部分；系统支架包括：支架底座、高度可调头部定位支架、高度可调成像仪固定支架、高度调节旋钮、鼻定位架、下额定位架、可平动成像仪固定支架及轨道槽；成像单元包括：成像镜头、分光单元、CCD、多通道分光单元驱动器；数据采集处理和控制单元包括：位置传感器、黑标校板、白标校板、环形照明光源、照明光源控制器、数据采集和控制单元、数据通信接口、触摸屏及计算机。本发明可同时获取头面部三维空间信息和光谱信息，并能自动调节镜头对局部区域进行拍摄，成像速度快，光谱范围宽，可为中医望诊提供丰富的诊断信息。

Description

一种头面部多维度诊断分析仪

技术领域

本发明涉及一种多维度诊断装置，特别是一种头面部多维度诊断分析仪。用于中医疾病诊断领域。

背景技术

传统中医诊断的信息来源主要是望、闻、问和切，又称“四诊”，而望诊又冠于“四诊”之首，可见望诊在中医诊断中的重要地位。传统的中医望诊的一个重要内容是头面部望诊。由于头为诸阳之会，十二经脉、三百六十五络的气血皆上注于头面，因此，全身各部分疾病均可在头面部反映出来。头面部望诊包括发诊、目诊、山根诊、鼻诊人、中诊、唇诊、耳诊、舌诊等。望诊可为辨证论治提供依据，在临床治疗中有极为重要的地位。

随着科学技术的发展，大量的现代化技术手段被西医应用，使诊断技术逐步走向定量化、精细化，诊断水平取得了长足的发展。与西医相比，中医不是从内脏的细微结构去认识其功能，而是把内脏系统作为一个不可分割的整体，从其外部征象知其内脏活动规律及其相互联系。应用现代科学仪器来代替视觉诊断疾病的传统望诊方法，客观地对望诊的内容进行定性、定量分析，科学地作出判断，从中得出规律性认识，研究其诊断客观化，是实现中医现代化的必然途径。随着现代科学的进一步发展，许多新技术、新方法逐步引入中医望诊研究领域，尤其近10年随着计算机技术的发展，很多学者以计算机和图像分析技术相结合为中医望诊的客观化和度量的研究取得了很多成果，但实际应用却很不如人意，几乎没有中医诊断仪器能够得到有关部门的批准和在临床上得到应用。最根本的原因体现在：现有方法所用的信息是局部的、表浅的；仅用单一的或某几个指标对中医进行度量。因此，过去很多的研究方法背离了中医“整体观与辨证”的思想原则，只有遵循中医的辩证与现在的科学相结合起来，采用科学的方法在度量和客观化方面进行研究，而不是简单、机械地重复中医师的诊断过程，才能真正地推进中医诊断的现代化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术用于中医望诊现代化的不足而提供的一种头面部多维度诊断分析仪。该诊断分析仪采用了全新的头面部信息获取方式，一次采集即可以同时获取头面部三维的空间数据信息和所有检测点的光谱维信息，并可以通过模式识别方法自动对重点目标如发、目、鼻、舌、耳等部位进行更为精细的局部数据采集，自动对可疑部位进行定位并局部拍摄，还可以对不同时间段同一样本进行对比分析，因此是一个多维度的中医望诊综合诊断分析系统。该系统采集的多维度数据有助于与传统中医手段诊断的数据以及西医的生理、生化等临床指标信息相结合，系统辩证、综合进行分析找到中医望诊证候以及现代医学体征指标的一系列内在联系，促进中医诊断的现代化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种头面部多维度诊断分析仪，它包括空间维度可调节的系统支架、成像单元、数据采集处理和控制三部分。空间维度可调节的系统支架部分包括：支架底座、高度可调头部定位支架、高度可调成像仪固定支架、高度调节旋钮、鼻定位架、下额定位架、可平动成像仪固定支架、轨道槽；成像单元包括：成像镜头、分光单元、CCD、多通道分光单元驱动器；数据采集处理和控制单元包括：位置传感器、黑标校板、白标校板、环形照明光源、照明光源控制器、数据采集和控制单元、数据通信接口(USB/RS232/RJ45/LPT)、触摸屏及计算机。

空间维度可调节的系统支架连接：高度可调头部定位支架下端固定于支架底座上，鼻定位架和下额定位架分别通过高度调节旋钮连接到高度可调头部定位支架两侧上，高度可调成像仪固定支架横向固定于高度可调头部定位支架上，用于固定多个成像单元，可平动成像仪固定支架底部设有滚轮，通过轨道槽耦合到支架底座上，可以根据需要在支架底座上平行移动，可平动成像仪固定支架用于固定成像单元。该部分连接用于构成空间维度可调节的系统支架，用于固定头部位置和安装多组成像单元。

成像单元连接：成像镜头直接耦合于分光单元的前端，分光单元的后端耦合到CCD上，多通道分光单元驱动器与分光单元连接，驱动其按照要求工作于不同的波长。成像单元通过高度调节旋钮固定于高度可调成像仪固定支架上或者固定于可平动成像仪固定支架上。

数据采集处理和控制部分连接：位置传感器连接到数据采集和控制单元，负责测量鼻和下颌的距离；成像单元CCD的输出端连接到数据采集和控制单元上，采集和存储头面部的三维图像信息和光谱维信息；数据采集和控制单元连接到可平动成像仪固定支架上，按照设定要求控制该支架带动成像单元平行移动；数据采集和控制单元连接到多通道分光单元驱动器上，控制分光单元工作于不同的波长；数据采集和控制单元连接到照明光源控制器上，控制环形照明光源的工作；环形照明光源固定于支架底座和高度可调成像仪固定支架上，实现对头面部的均匀照明；黑标校板、白标校板固定于高度可调头部定位支架上，用于对采集的多维度数据进行标校；数据采集和控制单元连接到触摸屏上，将数据处理结果输出并接收用户的操作命令；数据采集和控制单元连接到上位计算机上，可以进一步对所获取的多维度数据进行智能识别与分析。数据采集和控制单元还具有数据通信接口，可以连接打印机等其他外围设备，将数据采集和分析结果输出。

通过使用多组成像单元连续采集头面部不同波长的图像，最后即可获取目标的多维度数据。该数据既包含了头面部的三维图像数据，也包含了每一象素点的光谱数据。通过对这些数据的综合分析，可以较好地贯彻中医“整体观与辨证”的思想原则，将中医的辩证与现代的科学技术相结合起来，实现中医望诊的现代化。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式

实施例

下面以图1为实施例，说明本发明的结构特征，技术性能和效果，而不是用来限定本发明的范围。

本实施例中，支架底座1、高度可调头部定位支架2、高度可调成像仪固定支架3、高度调节第一旋钮401、高度调节第二旋钮402、高度调节第三旋钮403、高度调节第四旋钮404、高度调节第五旋钮405、高度调节第六旋钮406、高度调节第七旋钮407、鼻定位架5、下额定位架6、可平动成像仪固定支架8、轨道槽9构成了空间维度可调节的系统支架，用于固定头部位置和安装多组成像单元。高度可调头部定位支架2下端固定于支架底座1上，鼻定位架5两端分别通过高度调节第三旋钮403及高度调节第四旋钮404连接到高度可调头部定位支架2上，下额定位架6两端分别通过高度调节第一旋钮401及高度调节第二旋钮402连接到高度可调头部定位支架2上，高度可调成像仪固定支架3的一端固定于高度可调头部定位支架2的顶端、另一端通过高度调节第五旋钮405、第六旋钮406连接到第二成像镜头1402及第三成像镜头1403上，可平动成像仪固定支架8通过轨道槽耦合到支架底座1上，可以根据需要在支架底座1上平行移动，可平动成像仪固定支架8的上端通过高度调节第七旋钮407连接到第一分光单元1501上。

成像单元的第一成像镜头1401、第二成像镜头1402、第三成像镜头1403、第一分光单元1501、第二分光单元1502、第三分光单元1503和第一CCD 1601、第二CCD 1602、第三CCD 1603依次成光路连接，三个分光单元连接到多通道分光单元驱器17上，在数据采集和控制单元18的控制下使其工作于不同的波长。

位置传感器7、黑标校板10、白标校板11、环形照明光源12、照明光源控制器13、数据采集和控制单元18、数据通信接口19(USB/RS232/RJ45/LPT)、触摸屏20、计算机21构成了系统的数据采集处理和控制部分，用于控制系统协调工作、采集头面部多维度数据并进行智能识别分析。位置传感器7安装于高度可调头部定位支架2上，用于测量鼻和下颌的距离，为后续分析提供参考，位置传感器7的数据输出端连接到数据采集和控制单元18上，用于记录测量的位置信息；黑标校板10、白标校板11分别固定于高度可调头部定位支架2的两侧，用于对采集的多维度数据进行标校；环形照明光源12固定于支架底座1和高度可调成像仪固定支架3上，实现对头面部的均匀照明，环形照明光源12的控制端连接到照明光源控制器13上，照明光源控制器13连接到数据采集和控制单元18上，控制光源按照数据采集要求工作；成像单元的三个CCD的输出端连接到数据采集和控制单元18上，用于记录采集的多维度数据；数据采集和控制单元18连接到触摸屏20和计算机21上，用于实现人机交互；数据采集和控制单元18还设有数据通信接口19(USB/RS232/RJ45/LPT)，可以用于连接打印机等其他外围设备，也可以远程控制系统工作。

运行于数据采集和控制单元18和计算机21上的多维度数据采集分析软件主要实现以下功能：系统工作参数设置、系统各部件控制、仪器定标、多维度数据采集、实时图像显示、图像数据格式转换、头面部数据的三维重建、智能识别和分析、疾病初步诊断等。

本发明可以同时获取头面部的三维空间图像信息和光谱信息，并可以实现对头发、眼睛、舌、鼻等部位进行局部数据采集，也可以根据智能识别分析的要求对可疑部位进行局部拍摄。通过采集头面部的多维度信息，可以综合各种信息作为中医诊断的征候，更符合中医以“整体观、辩证论治”的指导原则，也有利于中医与西医的生理、生化等临床指标信息相结合，系统辩证、综合进行分析找到中医望诊证候以及现代医学体征指标的一系列内在联系。因此，本发明用于中医望诊现代化具有重要的实际应用价值。

Claims

1.一种头面部多维度诊断分析仪，包括支架底座(1)、高度可调头部定位支架(2)、高度可调成像仪固定支架(3)、高度调节第一旋钮(401)、高度调节第二旋钮(402)、高度调节第三旋钮(403)、高度调节第四旋钮(404)、高度调节第五旋钮(405)、高度调节第六旋钮(406)、高度调节第七旋钮(407)、鼻定位架(5)、下额定位架(6)、位置传感器(7)、可平动成像仪固定支架(8)、轨道槽(9)、黑标校板(10)、白标校板(11)、环形照明光源(12)、照明光源控制器(13)、第一成像镜头(1401)、第二成像镜头(1402)、第三成像镜头(1403)、第一分光单元(1501)、第二分光单元(1502)、第三分光单元(1503)、第一CCD(1601)、第二CCD(1602)、第三CCD(1603)、多通道分光单元驱动器(17)、数据采集和控制单元(18)、数据通信接口(19)、触摸屏(20)及计算机(21)，其特征在于：高度可调头部定位支架(2)固定于支架底座(1)上，鼻定位架(5)和下额定位架(6)分别通过高度调节第一旋钮(401)、高度调节第二旋钮(402)、高度调节第三旋钮(403)及高度调节第四旋钮(404)连接到高度可调头部定位支架(2)上，高度可调成像仪固定支架(3)横向固定于高度可调头部定位支架(2)上，可平动成像仪固定支架(8)底部设有滚轮，通过轨道槽(9)耦合到支架底座(1)上；第一成像镜头(1401)、第二成像镜头(1402)、第三成像镜头(1403)、第一分光单元(1501)、第二分光单元(1502)、第三分光单元(1503)、第一CCD(1601)、第二CCD(1602)、第三CCD(1603)依次成光路连接并固定于高度可调成像仪固定支架(3)或可平动成像仪固定支架(8)上；三个分光单元连接多通道分光单元驱动器(17)；位置传感器(7)安装于高度可调头部定位支架(2)上，位置传感器(7)的数据输出端连接数据采集和控制单元(18)，黑标校板(10)、白标校板(11)分别固定于高度可调头部定位支架(2)的两侧，环形照明光源(12)固定于支架底座(1)和高度可调成像仪固定支架(3)上，环形照明光源(12)的控制端连接照明光源控制器(13)，照明光源控制器(13)连接数据采集和控制单元(18)上，三个CCD的输出端连接到数据采集和控制单元(18)，数据采集和控制单元(18)连接触摸屏(20)和计算机(21)，所述数据采集和控制单元(18)还设有数据通信接口(19)；第一分光单元(1501)通过高度调节第七旋钮(407)固定于可平动成像仪固定支架(8)上，第二成像镜头(1402)及第三成像镜头(1403)分别通过高度调节第五旋钮(405)及第六旋钮(406)固定到高度可调成像仪固定支架(3)上。

2.根据权利要求1所述的头面部多维度诊断分析仪，其特征在于所述第一分光单元(1501)、第二分光单元(1502)及第三分光单元(1503)为声光调谐滤波器或液晶可调谐滤波器。

3.根据权利要求1所述的头面部多维度诊断分析仪，其特征在于所述环形照明光源(12)为普通白光光源，光源配置柔光罩或柔光箱。

4.根据权利要求1所述的头面部多维度诊断分析仪，其特征在于所述成像单元为三个或多于三个。

5.根据权利要求1所述的头面部多维度诊断分析仪，其特征在于所述黑标校板(10)及白标校板(11)或者是红、绿或蓝色标校板。

6.根据权利要求1所述的头面部多维度诊断分析仪，其特征在于数据通信接口(19)为USB、RS232、RJ45或LPT接口。