CN101843499A - 一种疑似肺结核病诊断仪及其影像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种疑似肺结核病诊断仪，它包括有控制装置以及分别与其串联的输入装置、输出装置、电源装置，控制装置为STC12C5A60S2系列单片机，输入装置为键盘以及PC接口电路，输出装置为语音输出装置，该诊断仪的影像处理方法为将影像信息划分为三类共八种特征，每种特征对应设定一个数值，再将三类特征所对应的数值求和得出一个结果值，将结果值的数值区间划分为三个，每个区间对应一种影像处理结果并输出。本发明用于非专业结核病防治机构，不仅可以提高肺结核病人的发现率，减少肺结核病在人群中传播，大大降低误诊及漏诊率，而且能大大减少放射科医务人员工作量，提高工作效率，还能记录诊断人员信息，以便实行责任制，加强诊断人员责任心。

Description

一种疑似肺结核病诊断仪及其影像处理方法

【技术领域】

本发明涉及医疗诊断仪器技术领域，更具体的说是涉及一种疑似肺结核病诊断仪及其影像处理方法。

【背景技术】

肺结核在19世纪被称为“白色瘟疫”或“痨病”，不知有多少人曾被这种无情的烈性传染病夺去了亲人或朋友。20世纪多种有效抗生素和预防药物的产生使肺结核病例在世界范围内迅速减少，为此，美国在20世纪80年代初甚至认为20世纪末即可消灭肺结核，然而，这种顽固的“痨病”又向人类发起了新一轮的挑战。据世界卫生组织的报告，近年来肺结核在全球各地死灰复燃，1995年全世界有300万人死于此病，是该病死亡人数最多的一年，大大超过了肺结核流行的1900年。在2003年3月24日“世界防治结核病日”之际，“制止结核病”世界行动组织公布的数字显示，目前全球每天仍有5000人死于结核病，而每年罹患结核病的人数超过800万。

造成上述情况的原因除许多地区政策上的忽视外，误诊及漏诊率居高不下也是其中一个重要原因。在我国，肺结核的发现主要是依靠各级综合医院的放射科医生根据X-线胸片所见进行主观判断再转诊到结核病专业机构确诊管制，但是由于放射科医生诊断水平不一致或人员不固定，对胸片阴影判断不够准确或工作疏忽，往往造成肺结核病漏转或过诊，经对深圳市抽样调查发现，肺结核病的误诊率11％，而我国部分地区的漏诊率高达47％，虽然这个调查结果只是抽样调查结果，但也在一定程度上反映了我国肺结核病诊断的严峻形势。误诊造成非活动性肺结核病人(不需要治疗的)转诊，不仅增加了病人的经济负担和心理压力，也浪费了医疗资源，而需要转诊的漏转，不仅延误了病情，还直接影响肺结核病的发现率。

【发明内容】

本发明的目的在于针对目前肺结核病误诊及漏诊率较高的不足，为非专业结核病防治机构提供一种疑似肺结核病诊断仪以及该诊断仪所用的图像处理方法，本发明不仅可以提高肺结核病人的发现率，减少肺结核病在人群中传播，大大降低误诊及漏诊率，而且能大大减少放射科医务人员工作量，提高工作效率，还能记录诊断人员信息，以便实行责任制，加强诊断人员责任心。

本发明是采用如下技术方案来实现上述目的：一种疑似肺结核病诊断仪，其特征在于：它包括有控制装置以及分别与其串联的输入装置、输出装置、电源装置，该控制装置为STC12C5A60S2系列单片机，该输入装置包括有键盘以及PC接口电路，该输出装置包括有语音输出装置，该单片机的SPI接口及INT0引脚除与语音控制装置的控制引脚串联连接，TXD引脚、RXD引脚与PC接口电路控制引脚串联连接，P11～P13、P42、P43、P33～P37引脚与键盘的阵列引脚串联连接。

作为上述方案的进一步说明：所述键盘包括有数字键0～9和操作键，操作键包括有确认键、取消键以及八个信息输入键，该键盘的数字键和每个操作键对应设置有键盘灯，数字键的键盘灯与单片机的P04引脚串联连接，信息输入键的键盘灯与单片机的P20～P27引脚分别对应串联连接，确认键的键盘灯与单片机的P44引脚串联连接，取消键的键盘灯与单片机的P45引脚串联连接。

所述PC接口电路包括有RS232C接口转换芯片及与其串联的转接头，该接口转换芯片为MAX232CSE(16)芯片，该转接头为RS232-USB转接头或DB9连接头。

所述语音输出装置包括有控制芯片、功放芯片以及与功放芯片串联连接的喇叭，该功放芯片与控制芯片串联连接，该控制芯片与单片机串联连接。

所述电源装置包括有常规电源模块、备用电源模块以及电源切换电路装置。

所述输出装置还包括有图像显示装置，该图像显示装置为LED显示器或CRT显示器。

一种以上述疑似肺结核病诊断仪为硬件基础的影像处理方法，其特征在于：该方法将影像信息划分为三类共八种特征，每种特征对应设定一个数值，对于同一幅影像，三类特征中每类有且仅有一种特征，将三类特征所对应的数值求和得出一个结果值，该结果值有一个数值区间，将该数值区间划分为三个区间，每个区间对应一种影像处理结果，在上述疑似肺结核病诊断仪上的具体操作步骤如下：

1)通过键盘输入工作人员身份信息；

2)选择键盘上的功能键，分三步分别输入影像的三类特征；

3)该诊断仪通过软件计算出该影像对应的结果值，并通过比较判定该数值落在那个区间以确定该影像的处理结果；

4)通过喇叭输出该影像的处理结果并记录和存储数据。

本发明采用以上技术方案所能达到的有益效果是：

1.本发明所涉及的疑似肺结核病诊断仪填补了国内的空白，该诊断仪将X-线胸片的特征参数化，将影像通过软件将量化的数据进行处理后，输出诊断结果供工作人员参考，诊断快捷准确，不仅能大大降低误诊率，提高肺结核病人的发现率，减少肺结核病在人群中传播，使肺结核病能够早发现、早治疗，减少结核病对肺部和机体的损害，而且还能大大减少放射科医务人员工作量，提高工作效率。

2.本发明所设计的疑似肺结核病诊断仪，在操作过程中，还要求输入操作人员的身份信息，在存储诊断结果时，也会将操作人员的身份信息对应存储，以便实行责任追究制度，这样不仅有利于建立较好的医疗秩序，也能加强操作人员的责任心。

【附图说明】

附图1为本发明的结构方框图；

附图2为工作流程示意图；

附图3为本发明单片机的引脚连接示意图；

附图4为本发明语音输出装置电路示意图；

附图5为本发明键盘的电路示意图；

附图6为本发明PC接口电路的电路示意图。

【具体实施方式】

为进一步阐述本发明结构、功能及方法，以下结合附图和优选的实施例对本发明作详细说明：

如图1～6所示，本发明是一种疑似肺结核病诊断仪，它包括有控制装置以及分别与其串联的输入装置、输出装置、电源装置，该控制装置为STC5A60S2单片机，该输入装置包括有键盘以及PC接口电路，该输出装置包括有语音输出装置。该键盘为5×5阵列式键盘，KX0，KX1，KX2，KX3，KX4，KY0，KY1，KY2，KY3，KY4分别是键盘阵列的X行、Y列的译码信号线。该键盘包括有数字键0～9和操作键，操作键包括有确认键、取消键以及八个信息输入键，操作键包括有病灶区、病史区、部位区三类按键，病灶区按键包括空洞片絮、结点肿块、纤维钙化三个键，病史去按键包括有病史、无病史两个按键，部位区按键包括上肺、中肺、下肺三个键，该键盘的数字键和每个操作键对应设置有键盘灯。

单片机的接口分配如下：

1)SPI接口(SS，MISO，MOSI，SCLK)以及INT0脚用于控制语音输出装置；

2)UART通讯接口TXD，RXD用于与PC接口电路连接；

3)P11～P13、P42、P43、P33～P37引脚分别是键盘阵列的X行、Y列的译码信号线串联连接；

4)P04引脚与数字输入键‘0’，‘1’，‘2’，‘3’，‘4’，‘5’，‘6’，‘7’，‘8’，‘9’的键盘灯串联；

5)P20～P22引脚与部位区按键的按键照明灯串联；

6)P23、P24引脚与病史区按键的键盘灯串联；

7)P25～P27引脚与病灶区按键的键盘灯串联；

8)P45、P44引脚与取消键、确认键的键盘灯串联；

PC接口电路包括有RS232C接口转换芯片及与其串联的转接头，该接口转换芯片为MAX232CSE(16)芯片，该转接头为DB9连接头，MAX232CSE(16)芯片的T2IN引脚和R1OUT引脚分别与单片机STC5A60S2的P30、P31引脚串联，MAX232CSE(16)芯片的R1IN引脚T2OUT引脚与DB9连接头连接。语音输出装置包括有控制芯片ISD4003-04M、功放芯片LM386以及与功放芯片LM386串联连接的喇叭，该控制芯片ISD4003-04M的SS、MO、MI、SCLK、INT引脚分别与单片机STC5A60S2上对应的引脚串联连接，该控制芯片ISD4003-04M的ANDOUT引脚与功放芯片ISD4003-04M的IN+引脚串联连接，该功放芯片ISD4003-04M的OUT引脚与喇叭串联连接。ISD4003-04M可以存储4分钟的录音，1200段，每段最短时长200ms，播放的录音段预先存储在芯片中，单片机STC5A60S2通过SPI接口发送命令来控制播放录音段的地址，INTO接收从语音芯片发来的EOM信号，获得语音段结束信息，控制其放音或快进操作，ISD4004-04M音频信号输出引脚AUDOUT通过一滤波电容输出至功放芯片LM386，由功放芯片驱动喇叭发声。电源装置包括有常规电源模块、备用电源模块以及电源切换电路装置，常规电源模块为220V交流电源经变压转换成的5V直流电源，备用电源模块为600mAH的锂离子电池，预计充满电可连续工作6小时以上。

本发明处理X-线胸片的具体步骤如下：

(1)通过键盘输入操作人员身份信息；当系统开机启动，或者在操作过程中操作者按下取消键超过5秒，系统将复位到初始状态，并要求输入下一位操作的工号，以确认键结束输入，然后系统用语音复读本次输入的工号，由操作人员按确认键确认，或者按取消键重新输入，如果选择确认，系统将记录本次输入工号，并进入下一步骤。

(2)胸片数据处理；胸片数据由病灶、病史、部位三类共八种数据组成，分别与键盘上相应的操作键一一对应，并给每种数据定义一个数值，如下：

病灶区按键：空洞片絮＝4，结点肿块＝2，纤维钙化＝1；

病史区按键：无＝2，有＝1；

部位区按键：上肺＝3，中肺＝2，下肺＝1。

在操作人员输入数据时，每类数据只能输入一种数据，每次输入一组数据之前，先要按确认键来启动数据输入。为了规范输入，按照病灶区、病史区、部位区、次序来输入数据，并采用键盘灯来引导。按下确认键后，病灶区的指示首先灯点亮，输入本区数据后，熄灭本区指示灯，点亮病史区这样依次输入3个区的数据，避免混乱。在输入的过程中，可按取消键取消本次操作，输入结束如按确认键则接受输入的数据，系统将用语音播报一次3个按键的内容，操作人员再次确认后，进入数据分析处理程序，数据分析采用如下公式来计算：

R＝1+1+1＝3(钙化+有病史+下肺)

R＝1+1+2＝4(钙化+有病史+中肺)

R＝1+1+3＝5(钙化+有病史+上肺)

R＝1+2+1＝4(钙化+无病史+下肺)

R＝1+2+2＝5(钙化+无病史+中肺)

R＝1+2+3＝6(钙化+无病史+上肺)

R＝2+1+1＝4(结节+有病史+下肺)

R＝2+1+2＝5(结节+有病史+中肺)

R＝2+1+3＝6(结节+有病史+上肺)

R＝2+2+1＝5(结节+无病史+下肺)

R＝2+2+2＝6(结节+无病史+中肺)

R＝2+2+3＝7(结节+无病史+上肺)

R＝4+1+1＝6(空洞+有病史+下肺)

R＝4+1+2＝7(空洞+有病史+中肺)

R＝4+1+3＝8(空洞+有病史+上肺)

R＝4+2+1＝7(空洞+无病史+下肺)

R＝4+2+2＝8(空洞+无病史+中肺)

R＝4+2+3＝9(空洞+无病史+上肺)

当产生的结果：

R＜＝4时，用语音提示‘不转诊’；

当R＝5时，用语音提示‘暂不转诊，注意观察’；

当R＞＝6时，用语音提示‘请转诊’。

本发明上述实施例和附图所示仅为本发明较佳实施例之一部分，并不能以此局限本发明，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所做的任何变动，都属本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种疑似肺结核病诊断仪，其特征在于：它包括有控制装置以及分别与其串联的输入装置、输出装置、电源装置，该控制装置为STC12C5A60S2系列单片机，该输入装置包括有键盘以及PC接口电路，该输出装置包括有语音输出装置，该单片机的SPI接口及INT0引脚除与语音控制装置的控制引脚串联连接，TXD引脚、RXD引脚与PC接口电路控制引脚串联连接，P11～P13、P42、P43、P33～P37引脚与键盘的阵列引脚串联连接。

2.根据权利要求1所述的疑似肺结核病诊断仪，其特征还在于：所述键盘包括有数字键0～9和操作键，操作键包括有确认键、取消键以及八个信息输入键，该键盘的数字键和每个操作键对应设置有键盘灯，数字键的键盘灯与单片机的P04引脚串联连接，信息输入键的键盘灯与单片机的P20～P27引脚分别对应串联连接，确认键的键盘灯与单片机的P44引脚串联连接，取消键的键盘灯与单片机的P45引脚串联连接。

3.根据权利要求1所述的疑似肺结核病诊断仪，其特征还在于：所述PC接口电路包括有RS232C接口转换芯片及与其串联的转接头，该接口转换芯片为MAX232CSE(16)芯片，该转接头为RS232-USB转接头或DB9连接头。

4.根据权利要求1所述的疑似肺结核病诊断仪，其特征还在于：所述语音输出装置包括有控制芯片、功放芯片以及与功放芯片串联连接的喇叭，该功放芯片与控制芯片串联连接，该控制芯片与单片机串联连接。

5.根据权利要求1所述的疑似肺结核病诊断仪，其特征还在于：所述电源装置包括有常规电源模块、备用电源模块以及电源切换电路装置。

6.根据权利要求1所述的疑似肺结核病诊断仪，其特征还在于：所述输出装置还包括有图像显示装置，该图像显示装置为LED显示器或CRT显示器。

7.一种以上述疑似肺结核病诊断仪为硬件基础的影像处理方法，其特征在于：该方法将影像信息划分为三类共八种特征，每种特征对应设定一个数值，对于同一幅影像，三类特征中每类有且仅有一种特征，将三类特征所对应的数值求和得出一个结果值，该结果值有一个数值区间，将该数值区间划分为三个区间，每个区间对应一种影像处理结果，在上述疑似肺结核病诊断仪上的具体操作步骤如下，

(1)通过键盘输入工作人员身份信息；

(2)选择键盘上的功能键，分三步分别输入影像的三类特征；

(3)该诊断仪通过软件计算出该影像对应的结果值，并通过比较判定该数值落在那个区间以确定该影像的处理结果；

(4)通过喇叭输出该影像的处理结果并记录和存储数据。

Images