CN109887607B - 支原体肺炎实时分析装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支原体肺炎实时分析装置，所述装置包括：纹理提取设备，用于基于纹理成像特征对接收到的肺部拍片图像进行纹理检测，以获得其中的每一条纹理；数据分析设备，与所述纹理提取设备连接，用于对接收到的每一条纹理的最大横向宽度进行测量，以获得每一条纹理的代表性宽度。本发明的支原体肺炎实时分析装置、方法判断有效，数据准确。由于引用定制数据分析机制，在肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令，从而提升了支原体肺炎的检测精度。

Description

支原体肺炎实时分析装置和方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种支原体肺炎实时分析装置和方法。

背景技术

支原体肺炎(mycoplasma pneumonia)又称原发性非典型肺炎、冷凝集阳性肺炎，为非典型肺炎中的一种，是由支原体(MP)感染引起的、呈间质性肺炎及毛细支气管炎样改变，占儿童社区获得性肺炎的10％～40％，肺部病变呈融合性支气管肺炎、间质性肺炎，伴支气管炎。肺泡有少量炎症渗出物，并可发生灶性肺不张、肺实变和肺气肿。临床表现为顽固性剧烈咳嗽的肺部炎症。MP是儿童时期肺炎和其他呼吸道感染的重要病原之一。肺炎支原体可引起扁桃体炎、鼻炎、中耳炎、气管炎、毛细支气管炎、肺炎，幼儿多患上呼吸道感染，学龄儿多患肺炎。

当前，支原体肺炎的检测机制无法满足当前需求，无法引用定制数据分析机制，在肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种支原体肺炎实时分析装置，所述装置包括：

纹理提取设备，用于基于纹理成像特征对接收到的肺部拍片图像进行纹理检测，以获得其中的每一条纹理；

数据分析设备，与所述纹理提取设备连接，用于对接收到的每一条纹理的最大横向宽度进行测量，以获得每一条纹理的代表性宽度；

规则度判断设备，与所述纹理提取设备连接，用于对所述肺部拍片图像中的各条纹理的分布规则度进行判断，以获得对应的分布规则度等级；

信号触发设备，分别与所述数据分析设备和所述规则度判断设备连接，用于在所述肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令；

即时报警设备，分别与第一辨识设备和第二辨识设备连接，用于分别接收辨识湿度值和辨识灰尘密度值，并在所述辨识湿度值不在预设湿度范围内时，发出相应的湿度报警信号，以及在所述辨识灰尘密度值超过预设灰尘密度阈值时，发出相应的灰尘密度报警信号；

湿度测量组件，包括多个湿度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个湿度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为与所述印刷电路板的外形相匹配，每一个湿度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的湿度值以作为实时湿度值输出；

灰尘密度测量组件，包括多个灰尘密度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个灰尘密度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为以印刷电路板形心为起点的阿基米德形状，每一个灰尘密度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的感受灰尘密度以作为即时灰尘密度值输出；

第一辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个湿度测量单元连接，用于接收所述多个湿度测量单元分别输出的多个实时湿度值，并对所述多个实时湿度值执行加权平均运算以获得辨识湿度值；

第二辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个灰尘密度测量单元连接，用于接收所述多个灰尘密度测量单元分别输出的多个即时灰尘密度值，并对所述多个即时灰尘密度值执行均值运算以获得辨识灰尘密度值。

根据本发明的另一方面，还提供了一种支原体肺炎实时分析方法，所述方法包括使用如上述的支原体肺炎实时分析装置以基于肺部拍片的多个纹理特征对支原体肺炎进行疑似性判断。

本发明至少具备以下几处重要的发明点：

(1)引用定制数据分析机制，在肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令；

(2)为了克服单点测量的偏颇性，采用多点测量模式对设备的湿度进行整体性检测和判断，还采用多点测量模式对印刷电路板的参数执行整体性检测和判断。

本发明的支原体肺炎实时分析装置、方法判断有效，数据准确。由于引用定制数据分析机制，在肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令，从而提升了支原体肺炎的检测精度。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的支原体肺炎实时分析装置所使用的肺部拍片示例图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的支原体肺炎实时分析装置和方法的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种支原体肺炎实时分析装置和方法，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的支原体肺炎实时分析装置所使用的肺部拍片示例图。

根据本发明实施方案示出的支原体肺炎实时分析装置包括：

纹理提取设备，用于基于纹理成像特征对接收到的肺部拍片图像进行纹理检测，以获得其中的每一条纹理；

数据分析设备，与所述纹理提取设备连接，用于对接收到的每一条纹理的最大横向宽度进行测量，以获得每一条纹理的代表性宽度；

规则度判断设备，与所述纹理提取设备连接，用于对所述肺部拍片图像中的各条纹理的分布规则度进行判断，以获得对应的分布规则度等级；

信号触发设备，分别与所述数据分析设备和所述规则度判断设备连接，用于在所述肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令；

即时报警设备，分别与第一辨识设备和第二辨识设备连接，用于分别接收辨识湿度值和辨识灰尘密度值，并在所述辨识湿度值不在预设湿度范围内时，发出相应的湿度报警信号，以及在所述辨识灰尘密度值超过预设灰尘密度阈值时，发出相应的灰尘密度报警信号；

湿度测量组件，包括多个湿度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个湿度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为与所述印刷电路板的外形相匹配，每一个湿度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的湿度值以作为实时湿度值输出；

灰尘密度测量组件，包括多个灰尘密度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个灰尘密度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为以印刷电路板形心为起点的阿基米德形状，每一个灰尘密度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的感受灰尘密度以作为即时灰尘密度值输出；

第一辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个湿度测量单元连接，用于接收所述多个湿度测量单元分别输出的多个实时湿度值，并对所述多个实时湿度值执行加权平均运算以获得辨识湿度值；

第二辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个灰尘密度测量单元连接，用于接收所述多个灰尘密度测量单元分别输出的多个即时灰尘密度值，并对所述多个即时灰尘密度值执行均值运算以获得辨识灰尘密度值；

其中，所述信号触发设备还用于在所述肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值未超过所述预设宽度阈值或接收到的分布规则度等级高于等于所述预设等级阈值时，发出支原体肺炎排出指令；

其中，在所述规则度判断设备中，对所述肺部拍片图像中的各条纹理的分布规则度进行判断，以获得对应的分布规则度等级包括：对所述肺部拍片图像进行平均式划分，以获得各个图像区域，判断每一个图像区域中存在的纹理的数量以获得所述图像区域的纹理分布密度，各个图像区域的各个纹理分布密度越不均衡，对应的分布规则度等级越低；

其中，所述纹理提取设备、所述数据分析设备、所述规则度判断设备和所述信号触发设备分别采用不同型号的可编程逻辑器件来实现；

其中，在所述第一辨识设备中，接收所述多个湿度测量单元分别输出的多个实时湿度值，并对所述多个实时湿度值执行加权平均运算以获得辨识湿度值包括：湿度测量单元距离数据分析设备的内部中心位置越近，则参与加权平均计算时所对应的权重值越大。

接着，继续对本发明的支原体肺炎实时分析装置的具体结构进行进一步的说明。

所述支原体肺炎实时分析装置中：

所述多个湿度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为与所述印刷电路板的外形相匹配包括：在所述印刷电路板的外形的每一个顶点位置设置一个对应的湿度测量单元；

梯度锐化处理设备，位于所述纹理提取设备的前端，用于接收所述肺部拍片图像，并对所述肺部拍片图像执行梯度锐化处理，以获得梯度锐化处理图像。

所述支原体肺炎实时分析装置中，还包括：

内容检测设备，与所述梯度锐化处理设备连接，用于检测所述梯度锐化处理图像中的最大目标，将所述最大目标在所述梯度锐化处理图像中占据的区域作为所述梯度锐化处理图像对应的目标图像区域，对所述目标图像区域执行锐化等级分析，以获得对应的即时锐化等级，并输出所述即时锐化等级。

所述支原体肺炎实时分析装置中，还包括：

信号辨别设备，与所述内容检测设备连接，用于接收所述即时锐化等级，并在所述即时锐化等级未超过预设等级阈值时，发出第一控制信号，以及在所述即时锐化等级超过预设等级阈值时，发出第二控制信号。

所述支原体肺炎实时分析装置中，还包括：

实时分析设备，分别与所述纹理提取设备、所述信号辨别设备和所述内容检测设备连接，用于在接收到第一控制信号时，对所述梯度锐化处理图像执行循环式的点像复原处理，直到获取的处理后的图像的即时锐化等级超过预设等级阈值，并将获取的处理后的图像作为实时分析图像以替换所述肺部拍片图像输出给所述纹理提取设备。

所述支原体肺炎实时分析装置中：

所述内容检测设备包括内容接收子设备、目标分割子设备、等级分析子设备和数据输出子设备；

其中，在所述内容检测设备中，所述内容接收子设备用于接收所述梯度锐化处理图像，所述目标分割子设备与所述内容接收子设备连接，用于将所述最大目标在所述梯度锐化处理图像中占据的区域作为所述梯度锐化处理图像对应的目标图像区域。

所述支原体肺炎实时分析装置中：

在所述内容检测设备中，所述等级分析子设备分别与所述目标分割子设备和所述数据输出子设备连接，用于对所述目标图像区域执行锐化等级分析，以获得对应的即时锐化等级。

所述支原体肺炎实时分析装置中：

所述实时分析设备还用于在接收到第二控制信号时，将所述梯度锐化处理图像作为实时分析图像以替换所述肺部拍片图像输出给所述纹理提取设备。

同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种支原体肺炎实时分析方法，所述方法包括使用如上述的支原体肺炎实时分析装置以基于肺部拍片的多个纹理特征对支原体肺炎进行疑似性判断。

另外，所述内容检测设备为一SOC芯片。System on Chip，简称SOC，也即片上系统。从狭义角度讲，他是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲，SOC是一个微小型系统，如果说中央处理器(CPU)是大脑，那么SOC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SOC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器(或片外存储控制接口)集成在单一芯片上，他通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。

SOC定义的基本内容主要在两方面：其一是他的构成，其二是他形成过程。系统级芯片的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、和外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线SOC还有射频前端模块、用户定义逻辑(他可以由FPGA或ASIC实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个SOC芯片内嵌有基本软件(RDOS或COS以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种支原体肺炎实时分析装置，其特征在于，包括：

纹理提取设备，用于基于纹理成像特征对接收到的肺部拍片图像进行纹理检测，以获得其中的每一条纹理；

数据分析设备，与所述纹理提取设备连接，用于对接收到的每一条纹理的最大横向宽度进行测量，以获得每一条纹理的代表性宽度；

规则度判断设备，与所述纹理提取设备连接，用于对所述肺部拍片图像中的各条纹理的分布规则度进行判断，以获得对应的分布规则度等级；

信号触发设备，分别与所述数据分析设备和所述规则度判断设备连接，用于在所述肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值超过预设宽度阈值且接收到的分布规则度等级低于预设等级阈值时，发出支原体肺炎疑似指令；

即时报警设备，分别与第一辨识设备和第二辨识设备连接，用于分别接收辨识湿度值和辨识灰尘密度值，并在所述辨识湿度值不在预设湿度范围内时，发出相应的湿度报警信号，以及在所述辨识灰尘密度值超过预设灰尘密度阈值时，发出相应的灰尘密度报警信号；

湿度测量组件，包括多个湿度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个湿度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为与所述印刷电路板的外形相匹配，每一个湿度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的湿度值以作为实时湿度值输出；

灰尘密度测量组件，包括多个灰尘密度测量单元，分别设置在数据分析设备所在的印刷电路板上，所述多个灰尘密度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为以印刷电路板形心为起点的阿基米德形状，每一个灰尘密度测量单元用于检测其所在印刷电路板的位置处的感受灰尘密度以作为即时灰尘密度值输出；

第一辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个湿度测量单元连接，用于接收所述多个湿度测量单元分别输出的多个实时湿度值，并对所述多个实时湿度值执行加权平均运算以获得辨识湿度值；

第二辨识设备，设置在所述印刷电路板上，分别与所述多个灰尘密度测量单元连接，用于接收所述多个灰尘密度测量单元分别输出的多个即时灰尘密度值，并对所述多个即时灰尘密度值执行均值运算以获得辨识灰尘密度值；

其中，所述信号触发设备还用于在所述肺部拍片图像中的各条纹理的各个代表性宽度中的最大值未超过所述预设宽度阈值或接收到的分布规则度等级高于等于所述预设等级阈值时，发出支原体肺炎排出指令；

其中，在所述规则度判断设备中，对所述肺部拍片图像中的各条纹理的分布规则度进行判断，以获得对应的分布规则度等级包括：对所述肺部拍片图像进行平均式划分，以获得各个图像区域，判断每一个图像区域中存在的纹理的数量以获得所述图像区域的纹理分布密度，各个图像区域的各个纹理分布密度越不均衡，对应的分布规则度等级越低；

其中，所述纹理提取设备、所述数据分析设备、所述规则度判断设备和所述信号触发设备分别采用不同型号的可编程逻辑器件来实现；

其中，在所述第一辨识设备中，接收所述多个湿度测量单元分别输出的多个实时湿度值，并对所述多个实时湿度值执行加权平均运算以获得辨识湿度值包括：湿度测量单元距离数据分析设备的内部中心位置越近，则参与加权平均计算时所对应的权重值越大；

所述多个湿度测量单元在所述印刷电路板上的排列形状为与所述印刷电路板的外形相匹配包括：在所述印刷电路板的外形的每一个顶点位置设置一个对应的湿度测量单元；

梯度锐化处理设备，位于所述纹理提取设备的前端，用于接收所述肺部拍片图像，并对所述肺部拍片图像执行梯度锐化处理，以获得梯度锐化处理图像；

内容检测设备，与所述梯度锐化处理设备连接，用于检测所述梯度锐化处理图像中的最大目标，将所述最大目标在所述梯度锐化处理图像中占据的区域作为所述梯度锐化处理图像对应的目标图像区域，对所述目标图像区域执行锐化等级分析，以获得对应的即时锐化等级，并输出所述即时锐化等级；

信号辨别设备，与所述内容检测设备连接，用于接收所述即时锐化等级，并在所述即时锐化等级未超过预设等级阈值时，发出第一控制信号，以及在所述即时锐化等级超过预设等级阈值时，发出第二控制信号；

实时分析设备，分别与所述纹理提取设备、所述信号辨别设备和所述内容检测设备连接，用于在接收到第一控制信号时，对所述梯度锐化处理图像执行循环式的点像复原处理，直到获取的处理后的图像的即时锐化等级超过预设等级阈值，并将获取的处理后的图像作为实时分析图像以替换所述肺部拍片图像输出给所述纹理提取设备。

2.如权利要求1所述的支原体肺炎实时分析装置，其特征在于：

所述内容检测设备包括内容接收子设备、目标分割子设备、等级分析子设备和数据输出子设备；

其中，在所述内容检测设备中，所述内容接收子设备用于接收所述梯度锐化处理图像，所述目标分割子设备与所述内容接收子设备连接，用于将所述最大目标在所述梯度锐化处理图像中占据的区域作为所述梯度锐化处理图像对应的目标图像区域。

3.如权利要求2所述的支原体肺炎实时分析装置，其特征在于：

在所述内容检测设备中，所述等级分析子设备分别与所述目标分割子设备和所述数据输出子设备连接，用于对所述目标图像区域执行锐化等级分析，以获得对应的即时锐化等级。

4.如权利要求3所述的支原体肺炎实时分析装置，其特征在于：

所述实时分析设备还用于在接收到第二控制信号时，将所述梯度锐化处理图像作为实时分析图像以替换所述肺部拍片图像输出给所述纹理提取设备。

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