DE19956346B4 - Device for determining the temperature distribution on the body surface of a person - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur wiederholten Bestimmung der Temperaturverteilung an der Körperoberfläche einer Person unter bestimmbaren und vorgebbaren Bedingungen im Rahmen der Regulationsthermographie, wobei eine Infrarot-Kamera vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stativ zum ortsfesten Anordnen der Infrarot-Kamera vorgesehen ist,
daß zur Messung des Abstands zwischen der Person und der Infrarot-Kamera ein Maßband oder ein Laserentfernungsmessgerät vorgesehen ist,
daß zum Anordnen einer Person unter einem vorgegebenen Winkel zur Infrarot-Kamera ein Drehteller oder Drehschemel mit Gradeinteilung für die Person vorgesehen ist, auf dem die Person sitzen oder stehen kann.Device for the repeated determination of the temperature distribution on the body surface of a person under determinable and predeterminable conditions in the context of regulation thermography, an infrared camera being provided, characterized in that
that a tripod is provided for the fixed arrangement of the infrared camera,
that a measuring tape or a laser distance measuring device is provided for measuring the distance between the person and the infrared camera,
that a turntable or turntable with graduation is provided for the person on which the person can sit or stand to arrange a person at a predetermined angle to the infrared camera.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bestimmung der Temperaturverteilung an der Körperoberfläche einer Person im Rahmen der Regulationsthermographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on one Device for determining the temperature distribution on the body surface of a Person in the context of regulatory thermography according to the generic term of claim 1.
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.In regulation thermography the temperature becomes one at many individual measuring points of the body Person determined according to a predetermined scheme. The Temperatures once before and once after a stress stimulus that is usual in a gentle cool down of the patient is measured. To do this, the person needs approx. 10 min with bare torso a room temperature of approx. 20 ° C cooling down. This large-scale cooling stimulus becomes the body to heat regulation causes the result of which records the second temperature measurement. From the differences between The first and second temperature measurements can provide diagnostic information to the general responsiveness and individual local disturbances be won. The temperature measurements are carried out either as a contact measurement Put on a sensor the body surface of the Person or as a radiation measurement with the help of infrared sensors. Out the numerous over the whole body distributed measuring points there is a temperature pattern of the body surface. From this temperature pattern become Conclusions too on the between the measuring points prevailing temperature.
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 methods that the Measuring points the first and second temperature measurements do not clearly match, because the measuring points from the one performing the measurement Person can be freely selected within the specified measuring areas. About that in addition, not the entire body, but only individual ones Measuring points captured on the surface of the body. temperature deviations the between the measuring points can lie thus overlooked during measurement become.
Aus PARISKY, Y. R. [et al.]: Computerized Thermal Breast Imaging Revisited: An Adjunctive Tool To Mammography. In: Engineering in Medicine and Biology Society – Proceedings of the 20th Annual International Conference. IEEE, 1998, Volume 2, Seiten 919-921 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Mit einer Infrarotkamera werden mehrere Bilder von der rechten und linken Brust einer Patientin aufgenommen. Anschließend wird die Brust einem kühlen Luftstrom ausgesetzt. Während der Messung liegt die Patientin auf einem Untersuchungstisch mit einer Öffnung, durch welche die zu untersuchende Brust nach unten hängt. Die Vorrichtung hat damit den Nachteil, dass sie lediglich zur Untersuchung der Brust einer Patientin verwendet werden kann.From PARISKY, YR [et al.]: Computerized Thermal Breast Imaging Revisited: An Adjunctive Tool To Mammography. In: Engineering in Medicine and Biology Society - Proceedings of the 20 th Annual International Conference. IEEE, 1998, Volume 2, pages 919-921 a generic device is known. An infrared camera is used to take several images of a patient's right and left breasts. The chest is then exposed to a cool stream of air. During the measurement, the patient lies on an examination table with an opening through which the breast to be examined hangs down. The device therefore has the disadvantage that it can only be used to examine the breast of a patient.
Aus der
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Aus LIPARI, C. A.; HEAD, J. F.: Advanced Infrared Image Processing For Breast Cancer Risk Assessment. In: Engineering in Medicine and Biology Society. Proceedings of 19th Annual International Conference. IEEE, 1997, Volume 2, Seiten 673-676 ist ein Verfahren zur Auswertung von Infrarotbildern einer weiblichen Brust bekannt. Jedes Bild einer Brust wird dazu in einzelne Bereiche unterteilt. Für jeden Bereich werden der Maximalwert, der Minimalwert, der Mittelwert die Standardabweichung bestimmt.From LIPARI, CA; HEAD, JF: Advanced Infrared Image Processing For Breast Cancer Risk Assessment. In: Engineering in Medicine and Biology Society. Proceedings of 19 th Annual International Conference. IEEE, 1997, Volume 2, pages 673-676, a method for evaluating infrared images of a female breast is known. For this purpose, each image of a breast is divided into individual areas. The maximum value, the minimum value, the mean value, the standard deviation are determined for each range.
Die drei zuletzt genannten Verfahren oder Vorrichtungen haben den Nachteil, dass eine zu untersuchende Person nicht zwei oder mehrmals in exakt derselben Position bezüglich der Infrarotkamera angeordnet werden kann. Werden mehrere Messungen durchgeführt, so kann die Person daher ihre Position nicht verlassen.The last three procedures or devices have the disadvantage that one to be examined Person not two or more times in exactly the same position regarding the Infrared camera can be arranged. Are multiple measurements carried out, so the person cannot leave their position.
Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 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 device according to the invention with the characteristic features of the claim 1 the advantage that by means of the entire body surface or large parts with an infrared camera 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 in the prior art. A comparison of the recorded temperature distribution is facilitated because particularly characteristic features in the recorded temperature distributions are used for evaluation can be. The person performing the regulation thermography does not have to the prescribed measuring points know. With the infrared camera only one part of the body Recorded.
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 tempera the person is exposed to a stress stimulus. This can consist, for example, of a large-scale or selective temperature stimulation, the administration of a medicament or a sporting activity. For this purpose, the person can leave the position taken for the measurement after carrying out the first temperature recording, without fear of falsification or inaccuracy of the results.
Zum einen werden 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.First, the distance between Infrared camera and the person and secondly the angle of the person in terms of the connection to the infrared camera. The recordings of the Temperature distribution takes place under reproducible conditions. To do this, the distance between the infrared camera and the the person taking the measurement is determined and predefined. The The camera is fixed at a predetermined height. About that the angle between the camera and the person is also set. In order to is the angle between the connecting line camera and person on the one hand and the viewpoint of the person on the other hand. To carry out the measurement the person can either stand or sit. Because the location parameters predefined by camera and person and reproducibly adjustable, the person can after performing the first temperature recording the position taken for the measurement leave without doing so a falsification or an inaccuracy of the results must be feared. To carry out the second temperature recording are the height of the camera, the distance between the camera and the person and the angle of the person adjusted again like the first temperature measurement. The positions of the measuring points the first and second temperature recordings are therefore the same. An exact comparison of the temperatures of identical measuring points is therefore possible. The recorded temperature distributions can be entered into a computer to facilitate the evaluation or comparison.
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 vogesehen. 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 example, for distance measurement Measuring tapes or Laser distance meters are used become. To adjust the angle, the person is on a turntable or turntable with graduation arranged. To the position to specify the person in relation to the turntable or stool, can be provided a device for locking the pelvis of the person his. The evaluation of the measurement results is facilitated by a computer. This is also a special one See software. The measurement results can appropriately displayed on the computer screen or printed out using a printer. For archiving of the measurement results data carriers are suitable.
Nach einer 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 es sich beispielsweise um die Kontur oder die Sihouette 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 übereinafiderlegen 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 an advantageous embodiment the invention, the recorded temperature distributions in entered a computer. Using the computer becomes the second Temperature distribution based on characteristic features of the first Temperature distribution aligned. With the characteristic features can be, for example, the contour or the silhouette of the body or body part or around particularly cold or warm areas in the shot of the act first temperature distribution. Based on these characteristics the second temperature distribution be aligned so that coinciding Areas or points of the body the person's temperature in the first and second Temperature distribution can be compared. This is the computer equipped with suitable software. The alignment can either done automatically by the computer or by the Editor of the two temperature distributions displayed on the computer screen moved and adjusted as long as until he puts it down can. If the recordings are adjusted using the computer, so are not devices for determining the spatial parameters of the infrared camera and the person necessary. The person can move between the two pictures and 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 method according to the invention can not only two but also three or more temperature recordings. Between two shots, the person may experience renewed stress 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.After another advantageous one Embodiment of the invention are individual areas in the recordings marked and compared. To carry out the comparison, the Superimposed recordings or on top of each other be projected. This is particularly the case with those read into the computer Recordings are an advantage. In this way, temperature differences be optically captured between two recordings on the screen of the computer. About that can out the temperature differences of identical measuring points of two temperature recordings can also be determined mathematically. For this, the temperature values two recordings determined with the help of the computer and from each other deducted. You can do this average values of the marked areas are also formed. The comparison of the average values of the marked ones is particularly simple Areas of different recordings. The averages can also be graphed for example represented by a diagram.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.Other advantages and beneficial Embodiments of the invention can be found in the claims.
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