CN107670178B - 一种远红外治疗效果评估装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械领域，公开了一种远红外治疗效果评估装置，包括血流灌注量测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的散斑图像；经皮氧分压测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的经皮氧分压数据信息；图像数据显示设备，用于显示测量模块采集的图像信息或数据信息；评估算法模块，用于生成血流灌注量评估模型和经皮氧分压评估模型；评估结果显示模块，用于显示治疗效果评估的结果。本发明用科学量化指标取代直觉经验对治疗效果的评估，评估结果更加准确，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种远红外治疗效果评估装置。
背景技术
远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能。远红外治疗是一种安全、高效、无需服药的辅助治疗方式，红外线对人体没有副作用，是一种生命之光。由于远红外线与人体内细胞分子的振动频率接近，“生命光波”渗入体内后，便会引起人体细胞的原子和分子的共振，透过共鸣吸收，分子之间摩擦生热形成热反应，促使皮下深层温度上升，并使微血管扩张，加速血液循环，有利于清除血管囤积物及体内有害物质，将妨害新陈代谢的障碍清除，重新使组织复活，促进酵素生成，达到活化组织细胞、防止老化、强化免疫系统的目的。所以远红外线对于血液循环和微循环障碍引起的多种疾病均具有改善和防治的作用。
远红外治疗对肌肉酸痛、糖尿病、伤口痊愈等疾病的治疗康复有着重要的帮助。远红外线有一定的热效应，被辐射治疗的部位往往因为热效应而改变，但是内部肌肉、血管等病理组织不一定发生变化。
目前，远红外治疗只能根据医生的经验来分析治疗效果，现有的远红外治疗方法没有可以量化的治疗效果评估，也没有对远红外治疗效果的评估方法和装置。传统的经验指导无法判断表面皮肤的变化的真实原因。针对这些缺点，本发明对治疗部位建立了评估模型，根据该模型能够量化评估远红外治疗效果，并根据模型的评估结果对治疗方案进行调整。
发明内容
本发明解决了远红外治疗效果的量化评估问题，用科学量化指标取代直觉经验对治疗效果的评估，为了实现上述技术目的，本发明提供了一种远红外治疗效果评估装置，包括：
血流灌注量测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的散斑图像；
经皮氧分压测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的经皮氧分压数据信息；
图像数据显示设备，用于显示测量模块采集的图像信息或数据信息；
评估算法模块，采用图像处理的方式对所述血流灌注量测量模块采集的散斑图像进行处理，生成血流灌注量评估模型；采用数据处理的方式对所述经皮氧分压测量模块采集的数据信息进行处理，生成经皮氧分压评估模型；
评估结果显示模块，用于显示治疗效果评估的结果。
进一步地，所述血流灌注量测量模块包括激光散斑血流测量设备。
进一步地，所述经皮氧分压测量模块包括测试电极贴，通过所述测试电极贴采集治疗部位的数据信息。
优选地，所述图像处理的方法包括：
配准初始散斑图像，对初始散斑图像进行预处理；
开始治疗，治疗过程中不间断地采集目标部位的激光散斑图像；
对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强；
将治疗前后的散斑图像进行对比；
将对比图像进行增强显示。
进一步地，所述对初始散斑图像进行预处理能够获取高信噪比、高分辨率的初始散斑图像。
优选地，所述对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强包括：
对每一帧图像进行图像处理，提高图像的信噪比和对比度。
进一步地，所述将治疗前后的散斑图像进行对比包括：
把治疗前后的散斑图像通过旋转和拉伸的方式，让治疗前后的散斑图像的相同位置对应起来；
对比治疗前后的散斑图像，将灰度值变化按照设定的范围分别标注出来。
优选地，所述将对比图像进行增强显示包括：
对所述灰度值变化低于30％的部位，着色a；
对所述灰度值变化在30％-50％的部位，着色b；
对所述灰度值变化在50％-70％的部位，着色c；
对所述灰度值变化超过70％的部位，着色d；
对图像边缘进行模糊化处理。
进一步地，所述数据处理的方法包括：
采集初始数据，对待治疗部位的数据采集点进行数据采集，采集的数据通过随时间变化的曲线显示出来；
开始治疗，治疗过程中不间断地采集数据；
数据曲线拟合，以开始治疗为节点，对节点前后的曲线进行数值拟合，得到治疗前后的对比曲线；
将数据进行图像化显示，在所述对比曲线上标注正常数值范围的参数。
优选地，所述数据采集点是三个呈三角分布的点。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
(1)本发明用科学量化指标取代直觉经验对治疗效果的评估，评估结果更为准确，便于推广应用；
(2)本发明通过对经皮氧分压和血流灌注量的测量，并基于这些参数建立治疗部位的评估模型，根据模型的评估结果对治疗方案进行调整。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种远红外治疗效果评估装置结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种医学图像处理方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的一种医学数据处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
人体本身是一个远红外辐射源，可以吸收和发射远红外光，当远红外线照射人体时，其辐射频率与身体中的细胞分子、原子间的水分子运动频率相一致时，引起共振效应。人体70％-80％是由水分子组成的，在共振作用下，首先激活了水分子的振动能级，远红外线的热效应和人体共振吸收后，主要产生以下几个方面的功能：
1、激活了生物大分子的活性；
2、使生物体的分子处于较高振动状态；
3、促进和改善血液循环；
4、增强新陈代谢；
5、提高人体免疫功能；
6、具有消炎、消肿的作用；
7、镇痛的作用。
实施例1
本发明提供了一种远红外治疗效果评估装置，包括：
血流灌注量测量模块、经皮氧分压测量模块、图像数据显示设备、评估算法模块以及评估结果显示模块。
血流灌注量测量模块包括支架和激光散斑血流测量设备，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的散斑图像。经皮氧分压测量模块包括测试电极贴、传输导线以及测试导电液，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的经皮氧分压数据信息。在远红外治疗前，确定治疗部位后，在待治疗的部位选择一块区域准备测量。将激光散斑血流测量设备的激光探头对准治疗部位，同时在待治疗部位涂上导电液，把三个经皮氧分压测试电极贴贴在待治疗的部位，并且呈三角分布。
图像数据显示设备用于显示测量模块采集的图像信息或数据信息。
评估算法模块采用图像处理的方式对所述血流灌注量测量模块采集的散斑图像进行处理，生成血流灌注量评估模型；采用数据处理的方式对所述经皮氧分压测量模块采集的数据信息进行处理，生成经皮氧分压评估模型。
评估结果显示模块用于显示治疗效果评估的结果。
这里所说的图像处理的方法包括：
配准初始散斑图像，对初始散斑图像进行预处理，以获得获取高信噪比、高分辨率的初始散斑图像。
开始治疗，治疗过程中不间断地采集目标部位的激光散斑图像。
对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强，对每一帧图像进行图像处理，提高图像的信噪比和对比度。
将治疗前后的散斑图像进行对比，把治疗前后的散斑图像通过旋转和拉伸的方式，让治疗前后的散斑图像的相同位置对应起来；对比治疗前后的散斑图像，将灰度值变化按照设定的范围分别标注出来。
将对比图像进行增强显示，对所述灰度值变化低于30％的部位，着色a；对所述灰度值变化在30％-50％的部位，着色b；对所述灰度值变化在50％-70％的部位，着色c；对所述灰度值变化超过70％的部位，着色d；对图像边缘进行模糊化处理。
激光散斑成像技术由于具有非接触、无创伤、快速成像等优点，非常适用于血液微循环的测量。使用激光散斑技术可以测量血管管径、血管密度、血液流速和血流灌注等微循环参数。通过考察微循环血管的结构，微循环功能及代谢活动，可以研究多种基本病理过程中微循环改变的规律及其病理机制，对疾病诊断，病情分析和救治措施具有重要的意义。
上述数据处理的方法包括：
采集初始数据，对待治疗部位的数据采集点进行数据采集，采集的数据通过随时间变化的曲线显示出来，所述数据采集点是三个呈三角分布的点。
开始治疗，治疗过程中不间断地采集数据。
数据曲线拟合，以开始治疗为节点，对节点前后的曲线进行数值拟合，得到治疗前后的对比曲线。
将数据进行图像化显示，在所述对比曲线上标注正常数值范围的参数。
远红外治疗效果评估包括两个核心参数：血流灌注量和经皮氧分压。这两个参数直接反应了皮下组织的细微血管血流状况和新陈代谢的情况。治疗前后血流灌注量的对比可以反映出治疗有没有达到细微血管，氧分压对比则反映治疗对新陈代谢的影响。
实施例2
本实施例提出了一种医学图像处理方法，包括：
S201.配准初始散斑图像，对初始散斑图像进行预处理。
具体地，所述对初始散斑图像进行预处理能够获取高信噪比、高分辨率的初始散斑图像。
图像配准可以定义为两幅图像在空间和灰度上的映射，如果用给定尺寸的二位矩阵I1和I2代表两幅图像，I1(x,y)和I2(x,y)分别表示相应位置(x,y)上的灰度值，则图像间的映射可表示为：
I2(x,y)＝g(I1(f(x,y))) (1)
式(1)中，f表示一个二维空间坐标变换，即
(x',y')＝f(x,y)，且g是一维灰度或辐射变换。
图像之间的配准一般可分为以下5个步骤：
(1)从基准图像和参考图像中提取共有的特征点；
(2)对每幅图像中的特征点进行匹配；
(3)选择集合变换模型，并利用匹配特征点对来估计变换参数；
(4)对图像实行坐标变换和灰度差值；
(5)对配准的效果进行评估。
医学图像的配准是指对一幅医学图像寻求一种(或一系列)空间变换，使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致。这种一致是指人体上的同一解剖点在两张匹配图像上有相同的空间位置。医学图像的配准过程本质上是一个多参数最优化问题，用得较多的是使两个图像对应像素特征值平方和最小化。
S202.开始治疗，治疗过程中不间断地采集目标部位的激光散斑图像。
具体地，通过激光散斑血流测量设备采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的散斑图像。
S203.对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强。
具体地，所述对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强包括对每一帧图像进行图像处理，提高图像的信噪比和对比度。
S204.将治疗前后的散斑图像进行对比。
具体地，所述将治疗前后的散斑图像进行对比包括：
把治疗前后的散斑图像通过旋转和拉伸的方式，让治疗前后的散斑图像的相同位置对应起来；
对比治疗前后的散斑图像，将灰度值变化按照设定的范围分别标注出来。
S205.将对比图像进行增强显示。
具体地，所述将对比图像进行增强显示包括：对所述灰度值变化低于30％的部位，着色a；对所述灰度值变化在30％-50％的部位，着色b；对所述灰度值变化在50％-70％的部位，着色c；对所述灰度值变化超过70％的部位，着色d；对图像边缘进行模糊化处理。
实施例3
本实施例提出了一种医学数据处理方法，包括：
S301.采集初始数据，对待治疗部位的数据采集点进行数据采集，采集的数据通过随时间变化的曲线显示出来。
具体地，所述数据采集点是三个呈三角分布的点。
S302.开始治疗，治疗过程中不间断地采集数据。
S303.数据曲线拟合，以开始治疗为节点，对节点前后的曲线进行数值拟合，得到治疗前后的对比曲线。
S304.将数据进行图像化显示，在所述对比曲线上标注正常数值范围的参数。
以上所述的一种医学图像处理方法和一种医学数据处理方法均可用于远红外治疗过程中，对获取的人体特征参数进行处理，并且本发明已经应用于远红外治疗床。
本发明用科学量化指标取代直觉经验对治疗效果的评估，评估结果更为准确，便于推广应用；通过对经皮氧分压和血流灌注量的测量，并基于这些参数建立治疗部位的评估模型，根据模型的评估结果对治疗方案进行调整。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，包括：
血流灌注量测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的激光散斑图像；
经皮氧分压测量模块，用于采集治疗部位在治疗前以及治疗过程中的经皮氧分压数据信息；
图像数据显示设备，用于显示测量模块采集的图像信息和数据信息；
评估算法模块，采用图像处理的方式对所述血流灌注量测量模块采集的激光散斑图像进行处理，生成血流灌注量评估模型；采用数据处理的方式对所述经皮氧分压测量模块采集的数据信息进行处理，生成经皮氧分压评估模型；
评估结果显示模块，用于显示治疗效果评估的结果；
其中，所述图像处理的方式包括：
配准初始激光散斑图像，对初始激光散斑图像进行预处理；
开始治疗，治疗过程中不间断地采集目标部位的激光散斑图像；
对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强；
将预处理之后的初始激光散斑图像与增强之后的激光散斑图像进行对比；
将对比图像进行增强显示；
所述数据处理的方式包括：
采集初始数据，对待治疗部位的数据采集点进行数据采集，采集的数据通过随时间变化的曲线显示出来；
开始治疗，治疗过程中不间断地采集数据；
数据曲线拟合，以开始治疗为节点，对节点前后的曲线进行数值拟合，得到治疗前后的对比曲线；
将数据进行图像化显示，在所述对比曲线上标注正常数值范围的参数。
2.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述血流灌注量测量模块包括激光散斑血流测量设备。
3.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述经皮氧分压测量模块包括测试电极贴，通过所述测试电极贴采集治疗部位的数据信息。
4.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述对初始激光散斑图像进行预处理能够获取高信噪比、高分辨率的初始激光散斑图像。
5.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述对治疗过程中采集的激光散斑图像进行增强包括：
对每一帧图像进行图像处理，提高图像的信噪比和对比度。
6.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述将预处理之后的初始激光散斑图像与增强之后的激光散斑图像进行对比包括：
把预处理之后的初始激光散斑图像与增强之后的激光散斑图像通过旋转和拉伸的方式，让预处理之后的初始激光散斑图像与增强之后的激光散斑图像的相同位置对应起来；
对比预处理之后的初始激光散斑图像与增强之后的激光散斑图像，将灰度值变化按照设定的范围分别标注出来。
7.根据权利要求6所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述将对比图像进行增强显示包括：
对所述灰度值变化低于30％的部位，着色a；
对所述灰度值变化在30％-50％的部位，着色b；
对所述灰度值变化在50％-70％的部位，着色c；
对所述灰度值变化超过70％的部位，着色d；
对图像边缘进行模糊化处理。
8.根据权利要求1所述的一种远红外治疗效果评估装置，其特征在于，所述数据采集点是三个呈三角分布的点。
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