DE19956346A1 - Comparative thermal imaging technique of the human body, useful for medical diagnosis - Google Patents

Comparative thermal imaging technique of the human body, useful for medical diagnosis

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Abstract

A process allowing reproducible measurements for human body temperature profile logging, in health diagnostics, where temperature recording for part or all of the body is made both before and after subjecting the patient to an external change, such as cooling. An infra red camera is used for recording the temperature data. The camera / subject distance and angle are kept constant, if necessary by immobilizing the patient in a frame. The changed patient state may be induced by sports exertion or medicament.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Bestimmung der Temperaturverteilung an der Körperoberfläche einer Person im Rahmen der Regulationsthermographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 13.The invention is based on a method and one Device for determining the temperature distribution on the Body surface of a person under the Regulation thermography according to the preamble of the claim 1 and claim 13.

Bei der Regulationsthermographie wird die Temperatur an vielen einzelnen Meßpunkten des Körpers einer Person nach einem vorgegebenen Schema bestimmt. Dabei werden die Temperaturen einmal vor und einmal nach einem Belastungsreiz der üblicherweise in einer sanften Abkühlung des Patienten besteht, gemessen. Hierzu muß sich die Person ca. 10 min mit entblößtem Oberkörper bei einer Raumtemperatur von ca. 20°C abkühlen. Durch diesen großflächigen Abkühlungsreiz wird der Körper zu einer Wärmeregulation veranlaßt, deren Ergebnis die zweite Temperaturmessung erfaßt. Aus den Differenzen zwischen den ersten und zweiten Temperaturmeßwerten können diagnostische Hinweise auf die allgemeine Reaktionsfähigkeit und auf einzelne lokale Störungen gewonnen werden. Die Temperaturmessungen werden entweder als Kontaktmessung durch Aufsetzen eines Meßfühlers auf die Körperoberfläche der Person oder als Strahlungsmessung mit Hilfe von Infrarotfühlern durchgeführt. Aus den zahlreichen über den gesamten Körper verteilten Meßpunkten ergibt sich ein Temperaturmuster der Körperoberfläche. Aus diesem Temperaturmuster werden Rückschlüsse auch auf die zwischen den Meßpunkten herrschende Temperatur gezogen.With regulation thermography, the temperature increases after many individual measuring points of a person's body determined a predetermined scheme. The Temperatures once before and once after a stress stimulus usually in a gentle cooling of the patient exists, measured. To do this, the person has to take about 10 minutes bare torso at a room temperature of approx. 20 ° C cooling down. This large-scale cooling stimulus is the Body causes a heat regulation, the result of which second temperature measurement detected. From the differences between the first and second temperature measurements can provide diagnostic clues to the general  Responsiveness and gained on individual local disturbances become. The temperature measurements are either as Contact measurement by placing a sensor on the Body surface of the person or as a radiation measurement with Helped by infrared sensors. From the numerous Measuring points distributed over the entire body result a temperature pattern of the body surface. For this Temperature patterns are also used to draw conclusions between the temperature prevailing at the measuring points.

Als nachteilig erweist sich bei diesem bekannten Verfahren, daß die Meßpunkte der ersten und zweiten Temperaturmessung nicht eindeutig übereinstimmen, da die Meßpunkte von der die Messung durchführenden Person innerhalb der vorgegebenen Meßareale frei gewählt werden. Darüber hinaus werden nicht der gesamte Körper, sondern lediglich einzelne Meßpunkte auf der Körperoberfläche erfaßt. Temperaturabweichungen die zwischen den Meßpunkten liegen, können somit bei der Messung übersehen werden.A disadvantage of this known method is that the measuring points of the first and second temperature measurements do not match unambiguously, since the measuring points of the Person performing the measurement within the given Measurement areas can be chosen freely. Beyond that, no the entire body, but only individual measuring points of the body surface. Temperature deviations the between the measuring points, can thus at Measurement are overlooked.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Demgegenüber haben das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 den Vorteil, daß mittels einer Infrarot-Kamera die gesamte Körperoberfläche oder große Teile der Körperoberfläche erfaßt werden. Es ergibt sich damit eine Temperaturverteilung der gesamten aufgenommenen Körperoberfläche und nicht nur einzelner Meßpunkte wie beim Stand der Technik. Ein Vergleich der aufgenommenen Temperaturverteilung wird erleichtert, da besonders charakteristische Merkmale in den aufgenommenen Temperaturverteilungen zur Auswertung herangezogen werden können. Die die Regulationsthermographie durchführende Person muß nicht die vorgeschriebenen Meßpunkte kennen. Mit der Infrarot-Kamera werden lediglich von einem Teil des Körpers Aufnahmen gemacht.In contrast, the inventive method with the characterizing features of claim 1 and the device according to the invention with the characteristic Features of claim 13 the advantage that by means of a Infrared camera the entire body surface or large parts the body surface can be detected. This results in a Temperature distribution of the total recorded Body surface and not just individual measuring points as with State of the art. A comparison of the recorded Temperature distribution is made easier because it is special characteristic features in the recorded Temperature distributions can be used for evaluation  can. The one performing regulatory thermography Person does not have to know the prescribed measuring points. With The infrared camera is only part of the Body recordings.

Zwischen der ersten und zweiten Temperaturaufnahme wird die Person einem Belastungsreiz ausgesetzt. Dieser kann beispielsweise in einer großflächigen oder punktuellen Temperaturreizung, dem Verabreichen eines Medikaments oder einer sportlichen Betätigung bestehen. Hierzu kann die Person nach Durchführen der ersten Temperaturaufnahme die zur Messung eingenommene Position verlassen, ohne daß dabei eine Verfälschung oder eine Ungenauigkeit der Ergebnisse befürchtet werden muß.Between the first and second temperature uptake Person exposed to a stress stimulus. This can for example, in a large or punctiform Temperature irritation, the administration of a drug or a sporting activity. The person can do this after performing the first temperature recording Leave the measurement position without a Falsification or inaccuracy of the results feared must become.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zum einen der Abstand zwischen Infrarot-Kamera und der Person und zum anderen der Winkel der Person bezüglich der Verbindung zur Infrarot-Kamera eingestellt. Die Aufnahmen der Temperaturverteilung erfolgen damit unter reproduzierbaren Bedingungen. Hierzu wird der Abstand zwischen der Infrarot- Kamera und der sich der Messung unterziehenden Person bestimmt und fest vorgegeben. Die Kamera wird ortsfest in einer ebenfalls vorgegebenen Höhe angeordnet. Darüber hinaus wird der Winkel zwischen Kamera und Person eingestellt. Damit ist der Winkel zwischen der Verbindungslinie Kamera und Person einerseits und der Blickrichtung der Person andererseits gemeint. Zur Durchführung der Messung kann die Person entweder stehen oder sitzen. Da die Ortsparameter von Kamera und Person vorgegeben und reproduzierbar wieder einstellbar sind, kann die Person nach Durchführen der ersten Temperaturaufnahme die zur Messung eingenommene Position verlassen, ohne daß dabei eine Verfälschung oder eine Ungenauigkeit der Ergebnisse befürchtet werden muß. Zur Durchführung der zweiten Temperaturaufnahme werden die Höhe der Kamera, der Abstand zwischen Kamera und Person und der Winkel der Person wieder so eingestellt wie bei der ersten Temperaturmessung. Die Positionen der Meßpunkte in der ersten und der zweiten Temperaturaufnahme stimmen somit überein. Ein exakter Vergleich der Temperaturen identischer Meßpunkte ist somit möglich. Die aufgenommenen Temperaturverteilungen können in einen Computer eingegeben werden, um die Auswertung oder den Vergleich zu erleichtern.According to an advantageous embodiment of the invention on the one hand the distance between the infrared camera and the Person and on the other hand the angle of the person with respect to the Connection to infrared camera set. The recordings of the Temperature distribution thus take place under reproducible Conditions. For this, the distance between the infrared Camera and the person taking the measurement determined and fixed. The camera becomes stationary in arranged a predetermined height. Furthermore the angle between camera and person is set. In order to is the angle between the connecting line camera and Person on the one hand and the person's line of sight on the other meant. The person can carry out the measurement either stand or sit. Because the location parameters from camera and person specified and reproducibly adjustable again the person can, after performing the first Temperature recording the position taken for the measurement leave without any falsification or Inaccuracy of results must be feared. For The second temperature recording will be carried out Height of the camera, the distance between the camera and the person  and the angle of the person is set again as with the first temperature measurement. The positions of the measuring points in the first and the second temperature recording are correct thus agree. An exact comparison of the temperatures Identical measuring points are therefore possible. The recorded Temperature distributions can be entered into a computer to facilitate the evaluation or comparison.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die aufgenommenen Temperaturverteilungen in einen Computer eingegeben. Mithilfe des Computers wird die zweite Temperaturverteilung anhand charakteristischer Merkmale der ersten Temperaturverteilung ausgerichtet. Bei den charakteristischen Merkmalen kann er sich beispielsweise um die Kontur oder die Silhouette des Körpers oder Körperteils oder um besonders kalte oder warme Bereiche in der Aufnahme der ersten Temperaturverteilung handeln. Anhand dieser Merkmale kann die zweite Temperaturverteilung so ausgerichtet werden, daß übereinstimmende Bereiche oder Punkte des Körpers der Person hinsichtlich ihrer Temperatur in der ersten und der zweiten Temperaturverteilung verglichen werden können. Hierzu ist der Computer mit einer geeigneten Software ausgestattet. Die Ausrichtung kann entweder automatisch durch den Computer erfolgen oder durch den Bearbeiter, der die beiden auf dem Bildschirm des Computers angezeigten Temperaturverteilungen solange verschiebt und anpaßt, bis er sie übereinanderlegen kann. Erfolgt die Anpassung der Aufnahmen mit Hilfe des Computers, so sind keine Vorrichtungen zur Bestimmung der räumlichen Parameter der Infrarot-Kamera und der Person notwendig. Die Person kann sich zwischen den beiden Aufnahmen bewegen und die Einstellungen der ersten Aufnahmen verändern.According to a further advantageous embodiment of the invention are the recorded temperature distributions in one Computer entered. Using the computer becomes the second Temperature distribution based on characteristic features of the first temperature distribution aligned. Both characteristic features, for example the contour or silhouette of the body or body part or around particularly cold or warm areas in the inclusion of the act first temperature distribution. Based on these characteristics the second temperature distribution can be aligned that matching areas or points of the body of the Person regarding their temperature in the first and the second temperature distribution can be compared. For this, the computer is equipped with suitable software fitted. Alignment can be done either automatically done on the computer or by the processor who both appear on the computer screen Temperature distributions shifted and adjusted until it can overlay them. Is the adaptation of the Recordings with the help of the computer are not Devices for determining the spatial parameters of the Infrared camera and the person necessary. The person can move between the two shots and the Change the settings of the first pictures.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können nicht nur zwei sondern auch drei oder mehr Temperaturaufnahmen durchgeführt werden. Zwischen je zwei Aufnahmen kann die Person einem erneuten Belastungsreiz ausgesetzt werden.According to an advantageous embodiment of the invention Procedures can be not only two but also three or more Temperature recordings are made. Between two  Recordings can give the person another stimulus to exercise get abandoned.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in den Aufnahmen einzelne Bereiche markiert und miteinander verglichen. Zur Durchführung des Vergleichs können die Aufnahmen übereinandergelegt oder übereinander projiziert werden. Dies ist insbesondere bei den in den Computer eingelesenen Aufnahmen von Vorteil. Auf diese Weise können Temperaturunterschiede zwischen zwei Aufnahmen am Bildschirm des Computers optisch erfaßt werden. Darüber hinaus können die Temperaturunterschiede identischer Meßpunkte zweier Temperaturaufnahmen auch rechnerisch bestimmt werden. Hierzu werden die Temperaturwerte zweier Aufnahmen mit Hilfe des Computers bestimmt und voneinander abgezogen. Hierzu können auch Durchschnittswerte der markierten Bereiche gebildet werden. Besonders einfach ist der Vergleich der Durchschnittswerte der markierten Bereiche verschiedener Aufnahmen. Die Durchschnittswerte können auch graphisch beispielsweise durch ein Diagramm dargestellt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention individual areas are marked and compared with each other. To carry out the comparison the recordings can be superimposed or on top of each other be projected. This is particularly the case in the Computer-read recordings are an advantage. In this way temperature differences between two shots on Computer screen can be optically captured. About that In addition, the temperature differences can be more identical Measurement points of two temperature recordings also arithmetically be determined. For this, the temperature values are two Recordings determined with the help of computers and from each other deducted. Average values of the marked areas are formed. It is particularly simple Comparison of the average values of the marked areas different recordings. The averages can also represented graphically, for example by a diagram become.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht eine Infrarot-Kamera mit Stativ zum ortsfesten Anordnen vor. Zur Abstandsmessung können beispielsweise Maßbänder oder Laserentfernungsmeßgeräte verwendet werden. Zur Einstellung des Winkels wird die Person auf einem Drehteller oder Drehschemel mit Gradeinteilung angeordnet. Um die Position der Person relativ zum Drehtisch oder Drehschemel fest vorzugeben, kann eine Vorrichtung zur Arretierung des Beckens der Person vorgesehen sein. Die Auswertung der Meßergebnisse wird durch einen Computer erleichtert. Hierzu ist auch eine spezielle Software vorgesehen. Die Meßergebnisse können entweder in geeigneter Weise auf dem Bildschirm des Computers dargestellt oder mit Hilfe eines Druckers ausgedruckt werden. Zur Archivierung der Meßergebnisse eignen sich Datenträger.The device according to the invention sees an infrared camera with tripod for stationary arrangement. For distance measurement can measure tapes or Laser range finders are used. For setting of the angle the person is on a turntable or Turntable arranged with graduation. To the position the person relative to the turntable or stool to specify a device for locking the pelvis of the person. The evaluation of the measurement results is facilitated by a computer. This is also a special software provided. The measurement results can either appropriately on the screen of the Computer displayed or using a printer  can be printed out. For archiving the measurement results data carriers are suitable.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the invention can be found in the claims.

Claims (15)

1. Verfahren zur wiederholten Bestimmung der Temperaturverteilung an der Körperoberfläche einer Person unter reproduzierbaren Bedingungen im Rahmen der Regulationsthermographie dadurch gekennzeichnet,
daß mithilfe einer Infrarot-Kamera eine erste Temperaturverteilung des Körpers oder Teile des Körpers der Person aufgenommen wird,
daß die Person einem Belastungsreiz ausgesetzt wird,
daß mithilfe der Infrarot-Kamera eine zweite Temperaturverteilung des Körpers oder Teile des Körpers aufgenommen wird.1. A method for the repeated determination of the temperature distribution on the body surface of a person under reproducible conditions characterized in the context of regulatory thermography ,
that a first temperature distribution of the body or parts of the body of the person is recorded using an infrared camera,
that the person is exposed to a stress stimulus,
that a second temperature distribution of the body or parts of the body is recorded using the infrared camera. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Person in einem vorgegebenen Abstand und unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer ortsfesten Infrarot-Kamera angeordnet wird,
daß mithilfe der Infrarot-Kamera eine erste Temperaturverteilung des Körpers oder Teile des Körpers der Person aufgenommen wird,
daß die Person einem Belastungsreiz ausgesetzt wird,
daß die Person erneut in dem vorgegebenen Abstand und unter dem vorgegebenen Winkel bezüglich der ortsfesten Kamera angeordnet wird, und
daß mithilfe der Infrarot-Kamera eine zweite Temperaturverteilung des Körpers oder Teile des Körpers aufgenommen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that
that the person is arranged at a predetermined distance and at a predetermined angle with respect to a fixed infrared camera,
that a first temperature distribution of the body or parts of the body of the person is recorded using the infrared camera,
that the person is exposed to a stress stimulus,
that the person is again arranged at the predetermined distance and at the predetermined angle with respect to the fixed camera, and
that a second temperature distribution of the body or parts of the body is recorded using the infrared camera. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen der Infrarot-Kamera in einen Computer eingegeben werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the recordings of the infrared camera in a computer can be entered. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgenommenen Temperaturverteilungen in einen Computer eingegeben werden, daß mithilfe des Computers die zweite Temperaturverteilung anhand charakteristischer Merkmale der ersten Temperaturverteilung ausgerichtet wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the recorded temperature distributions in one Computers that are entered using the computer the second temperature distribution based on characteristic Characteristics of the first temperature distribution aligned becomes. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Aufnahme der ersten Temperaturverteilung in die Aufnahme der zweiten Temperaturverteilung eingeblendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the contour of the recording of the first temperature distribution in the inclusion of the second temperature distribution is displayed. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Person mindestens einem weiteren Belastungsreiz ausgesetzt wird, und daß mithilfe der Infrarot-Kamera eine weitere Temperaturverteilung des Körpers oder Teile des Körpers aufgenommen wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the person at least one further stress stimulus is exposed, and that with the help the infrared camera a further temperature distribution of the Body or parts of the body is absorbed.   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Aufnahmen Bereiche markiert und verglichen werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that areas in the recordings marked and compared. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die markierten Bereiche verschiedener Aufnahmen zum Vergleich übereinander projiziert werden.8. The method according to claim 7, characterized in that the marked areas of different recordings for Comparison can be projected on top of each other. 9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die den markierten Bereichen zweier Aufnahmen zugeordneten Temperaturwerte mithilfe des Computers ermittelt werden, und
daß zum Vergleich die denselben Positionen zugeordneten Temperaturwerte zweier Aufnahmen voneinander abgezogen werden.9. The method according to claim 7 and 8, characterized in
that the temperature values assigned to the marked areas of two recordings are determined using the computer, and
that the temperature values of two recordings assigned to the same positions are subtracted from one another for comparison. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Temperaturwerten der Bereiche Durchschnittswerte gebildet werden.10. The method according to claim 9, characterized in that from the temperature values of the areas average values be formed. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnittswerte der markierten Bereiche verschiedener Aufnahmen graphisch dargestellt werden.11. The method according to claim 10, characterized in that the average values of the marked areas different recordings can be displayed graphically. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnittswerte mehrerer markierter Bereiche nebeneinander graphisch dargestellt werden.12. The method according to claim 11, characterized in that the average values of several marked areas can be graphically displayed side by side. 13. Vorrichtung zur wiederholten Bestimmung der Temperaturverteilung an der Körperoberfläche einer Person unter reproduzierbaren Bedingungen im Rahmen der Regulationsthermographie, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Infrarot-Kamera vorgesehen ist,
daß ein Stativ zum ortsfesten Anordnen der Infrarot-Kamera vorgesehen ist,
daß eine Vorrichtung zur Abstandsmessung vorgesehen ist,
daß eine Vorrichtung zum Anordnen einer Person unter einem vorgegebenen Winkel zur Infrarot-Kamera vorgesehen ist.13. Device for the repeated determination of the temperature distribution on the body surface of a person under reproducible conditions in the context of regulation thermography, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 or 2, characterized in that
that an infrared camera is provided
that a tripod is provided for the fixed arrangement of the infrared camera,
that a device for distance measurement is provided,
that a device for arranging a person at a predetermined angle to the infrared camera is provided. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer vorgesehen ist, in welchen die Aufnahmen der Infrarot-Kamera eingegeben werden können.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that a computer is provided in which the recordings the infrared camera can be entered. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Arretierung des Beckens der Person vorgesehen ist.15. The apparatus of claim 13 or 14, characterized characterized in that a device for locking the The person's pelvis is provided.
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