JP5890841B2 - 生体の温度場の表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、医学及び獣医学、具体的には身体の部分的な体温の測定による診断目的の測定に関連する。

本発明は、治療過程で、疾患の診断のため、及び、疾患の動的な監視のために、医療診療及び獣医学診療において使用することができる。

本出願において、「生体の画像」および「生体の検査部位の画像」という用語は、以下をも包含する。写真カメラの受光素子が獲得した電子画像。後に続く従来型の規格でのパーソナルコンピュータへの前記電子画像の転送。そして、検査部位の画像を含む生体の、２次元或いは３次元規格での電子モデル。

生体の器官の疾患には、生体の身体の疾患部位における体温の変化が伴うことは広く知られている。温度場の情報は、生体の身体内の疾患の存在の兆候を教えてくれる。これにより、明らかになった病変の診断が既知の体温の兆候に基いて行われる。

今日では、高価なコンピュータサーモグラフが、人間の温度場の情報を得る目的で使用されている。サーモグラフは、人間からの熱（赤外線）放射を、赤外線感知センサ素子を介して記録し、それをサーモグラムの形式でコンピュータ画面上に表示する。当該サーモグラムは人間の熱放射の画像である。しかしながら、高い費用とサービスの複雑さがゆえに、全ての医療施設がサーモグラフを備えているわけではない。そして、同様の理由により、サーモグラフは獣医学診療では実用的に使用されてはいない。

これらの環境は、広く使用されているハードウェア、コンピュータと温度センサを使用して、生体の温度場を表示することができる方法の開発に寄与する。

生体の温度場を表示する方法がある。該方法はコンピュータに接続される接触型の温度センサに基き、前記センサからのデータは、コンピュータプログラムを用いて、コンピュータ画面上に検査部位の温度場の画像を構築するために使用される（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。病変の存在は、生体の身体の検査部位における、基準値からの温度の逸脱によって感知され、当該基準値として平均値、健康な生体の常態、或いは、生体の身体の検査部位の数ヶ所の点における温度の測定によるセンサの指示値を平均して得られる個別の基準値が使用される。

ロシア登録特許ＲＵ２２７６９６５号 ２００６年５月２７日 ロシア公開特許ＲＵ２００３１２７７６６号 ２００５年３月２０日 ロシア登録特許ＲＵ２２６７９８２号 ２００６年１月２０日 ロシア公開特許ＲＵ２００７１３８０７９号 ２００９年４月２７日

既知の方法の欠点は、病変の識別が画面上に表示される温度場によって行われ、検査を行う専門医が該温度場を検査部位と連想的にのみ結びつけることで、主観判断が病変の識別に大きく影響を及ぼすという事実に関連付けられる。全ての生体が固有の身体構造を有するという事実によって、主観判断は悪化する。このことは、精度を低下させ、検査の明確さを阻害する。さらに、温度場の再現の精度は使用される接触型の温度計の特性に依存し、所定の時間での、該温度計の測定値は、生体の皮膚の状況によって、特に、その湿潤性によって決まる。このことは、温度計の測定値の皮膚の特徴に対する依存性の予備測定と、受取ったデータを処理するアルゴリズムへのこの依存性の導入と、を必要とする。加えて、接触型の温度計の測定値は、読み出し手順の状況、例えば、測定中における人体への温度計の押し付け具合に依存する。

最も近い発明としての特許請求する本発明の類似発明として特許文献４に記載の方法が挙げられる。該生体の温度場の表示方法は、検査部位の各固定点における接触型温度センサによる生体の温度測定と、それぞれの固定点における各測定結果の、専用プログラムを備えているコンピュータへの転送と、当該コンピュータによる各測定結果の処理と、生体の検査部位の温度場の画像の作成のための、処理された各測定結果の使用と、を包含し、当該画像はコンピュータ画面上に表示される。当該方法では、生体の身体の診断部位の表面への各センサの接触の均等な配分が用意され、そのために、生体の身体表面の検査部位は弾性スーツでしっかりと押さえつけられる。定常状態にある各センサの出力のための時間がセットされ、そして、制御論理を使用することによって、温度センサの有効な一連の調査が行われる。測定温度値は温度データの配列を作成するために使用され、該温度データはコンピュータに伝送される。測定温度値のデータの配列はコンピュータのハードウェアメモリ内に作成される。その後、インストール済みのコンピュータプログラムに従って、前記データは処理され、コンピュータ画面上に表示される。

上述の方法の不都合は、温度場の表示の精度が、自己描写性を減じる多くのパラメータに依存し、病変の識別における影響の大きな主観的要因の存在につながることである。加えて、結果の画像の使用は検査から明瞭さを奪う。不都合にはまた、前記各センサの測定値の、生体の皮膚の状況に対する依存性を取り除くための特別な測定の必要性による、温度測定の手順の時間の長さと複雑さも含まれる。

提案されている前記方法を使用することによって得られる技術的成果は、検査部位の各パラメータに対する受取った温度場の画像の固定によって、生体の検査部位の温度場の、作成される画像の精度を上昇させること、本発明を使用することによって、病変の識別の精度と明確さを上昇させることである。本方法は実施が容易である。そして、目下幅広く使用されている技術的ツールを用いて実行される。加えて本発明は、人が自分の温度場を測定し、それをコンピュータのデータベース内に保存し、病変の感知と診断のために、医療センターの適切な専門家にそのデータを転送することが可能である。

生体の温度場の表示方法（検査部位の各固定点における当該生体の温度測定と、それぞれの固定点における測定結果のプログラムがインストール済みのコンピュータへの転送と、当該コンピュータ内での各測定結果の処理と、生体の検査部位の温度場の画像を作製するための、処理された各測定結果の使用と、を包含する）は、前記生体の検査部位の画像がコンピュータデータベースに事前に入力され、画面上に表示されることを特徴とし、そのことによって、前記技術的成果は達成される。この方法によって、生体の検査部位の各温度測定点はコンピュータ画面上の生体の画像の上に表示される。そして、測定と測定結果の処理の後に、コンピュータ内のプログラムによって、前記生体の検査部位の温度場の画像が、前記生体の検査部位の画像上に形成される。

生体の検査部位の温度場は、生体の検査部位の異なる各点における測定温度を補間することによってコンピュータ内で形成されてもよい。

生体の検査部位の隣接する各点における測定温度の線形補間によって、生体の検査部位の温度場をコンピュータ内で形成することが望ましい。

生体の温度場の画像は、コンピュータプログラムに入っているカラーパレットに則ってコンピュータ画面上に表示されてもよい。当該カラーパレットでは、それぞれの温度値が特定の色に対応する。

赤外線放射温度計、或いは、赤外線パイロメータによって温度を測定することが望ましい。

情報性を高めるために、デジタル形式でコンピュータ画面上に、（生体の検査部位の特定の点で測定された）温度を、生体の検査部位の画像上の対応する点に、表示することは適切である。

本発明は、コンピュータ画面上に表示される前記生体の検査部位の画像上に、生体の温度場を直接に表示し、そして、画像上で選択され、記録される各点に対応する各点において、検査部位の温度を測定する企画に基く。本方法を実施するとき、前記各測定点は、すでに選択された点におけるそれぞれの測定の後に、生体の画像上に直ちにセットされるか、或いは、連続的にセットされるかのどちらかでもよい。温度場の構成の精度は測定点の数とその間隔に依存する。より短い間隔でより多くの点がセットされると、温度場の構成の精度はより高まる。

この方法によって、検査部位の画像として、カメラの受光素子が獲得する生体の検査部位の電子画像が使用され、当該電子画像は後から、従来型の規格で、或いは、２次元或いは３次元規格での生体のモデルでの検査部位の画像でパーソナルコンピュータへ転送されてもよい。

本方法の実施は、前記コンピュータプログラムを使用して実行され、当該コンピュータプログラムは、コンピュータ画面上の検査部位の出力画像上の温度測定のために各点の固定を実施するアルゴリズムを包含し、測定結果が各点に反映され、そして、温度分布がサーモグラムという形で検査部位の画像上に直接形成される。すなわち、サーモグラフィにおける熱放射の画像と同じ画像を獲得する。

別のアルゴリズムがコンピュータ画面上の生体の温度場の構成のために使用されてもよい。しかしながら、いくぶん簡素で有益なのは、隣接する各点における測定温度の、これらの各点の間の温度の値を決定するための補間に基くアルゴリズムであり、これにより、最も簡素なアルゴリズムが線形補間の原理の上に成り立っている。
当該アルゴリズムは、温度測定点に対応する各測定個所の配列に基く凸表面と、多角形の形で前記構築された表面の区画（三角形分割）部分を構築するステップを備え、当該多角形の各頂点は温度測定点に一致する。また、当該アルゴリズムは、補間法により隣接する点の間の温度を決定し、それぞれの前記多角形の傾斜角を決定し、そして、温度場のビットイメージデータの構成を与え、当該ビットイメージデータは検査を受ける生体の画像上に重ね合わされる。

前記使用されるアルゴリズムは、生体の検査部位の特定の点における測定温度を、デジタル形式をとって画面上で、検査を受ける生体の画像上の対応する場所に表示することもできる。数字で測定される温度の出力は、提案されている方法の情報量を増大させる。

前記カラーパレットは前記温度場の視覚化のために使用される。前記カラーパレットでは、一つの温度は一つの色に対応する。コンピュータプログラムのアルゴリズムは、前記温度場の処理される画像の全てのピクセルを適切な色で塗りつぶす。

生体の温度場の表示のためには、生体の温度測定用に、赤外線放射温度計、或いは、赤外線パイロメータと同様に、接触型が使用されてもよい。しかしながら、接触型の温度計の上述の欠点の理由で、赤外線放射温度計、或いは、赤外線パイロメータの使用が好ましい。

特定の生体自体の、生体の検査部位の写真画像の使用は、温度場の表示の精度を上昇させ、生体の身体の病変位置での生体の解剖学的（身体的）構造への影響を排除する。病理過程の広範囲な識別の可視化と効率の上昇がこの技術によって達成され、当該病理過程は人間および動物に拡張してもよい。加えて、特許請求の方法が疾患の治療の有効性の視覚的評価を可能にする。本提案の方法を使用することが、それぞれの治療法の有効性を評価することを可能にする。

温度測定点がマークされている、人間の顔の画像を示す。 図１に示された人間の画像上に表示されている各点で測定された温度に基いて形成された温度場のイメージを示す。 温度測定点がマークされている、人間の背中の画像を示す。 図３に示された背中の画像上に表示されている各点で測定された温度に基いて形成された温度場のイメージを示す。

特許請求する方法の実施例を以下に記述する。

最初に、検査部位の写真を写真用カメラによって撮影し、当該カメラは、コンピュータ内の入力データの処理のアルゴリズムを確保するプログラムを備えているコンピュータのデータベースに、前記特許請求する方法に従って写真を入力する手段を有する。生体の前記検査部位の前記各写真は、コンピュータ画面上に表示される。

コンピュータ画面上の生体の前記検査部位の画像上に、各温度測定点が固定され、それから、赤外線放射温度計によって、生体の前記画像上の前記各点に対応する場所で、前記検査部位を連続して温度が測定される。該測定結果はコンピュータに伝送され、当該コンピュータにおいて該測定データは処理され、前記画面上で生体の身体の前記検査部位の画像上の前記対応する各点に表示される。

コンピュータプログラムによって、生体の検査部位の画像上に重ね合わせられたサーモグラフの形式で、受け取った温度測定のデータは画面に出力される。

本方法はテストされ、人間や動物の炎症、血管、腫瘍の病変を感知するために使用されている。

Claims (9)

1. 人体の皮膚表面部位である生体部位の各温度測定結果を取得するステップと、
   人体の皮膚表面部位の写真画像である前記生体部位の画像を取得するステップと、
   前記生体部位の温度場の画像を作製すると共に、前記温度場の画像を前記生体部位の画像に重ね合わせるステップと、
   コンピュータ画面上で、前記温度場の画像を前記生体部位の画像に重ね合わせて表示するステップと、
   を備える生体の温度場の表示方法であって、
   前記各温度測定結果が取得される前に、
   前記人体の皮膚表面部位の写真画像を取得して、前記コンピュータ画面上に表示し、
   前記コンピュータ画面上に表示される前記写真画像上に、グラフィック指標による各点をマークし、
   前記写真画像上にグラフィック指標でマークされる前記各点は、各温度測定が行われる前記人体の皮膚表面部位の各点に対応しており、
   前記写真画像を、当該写真画像の上に示すマークされたグラフィック指標による前記各点と共に前記コンピュータ画面上に表示することが行われ、
   それから、赤外線放射温度計または赤外線パイロメータによって、前記写真画像上のグラフィック指標でマークされる前記各点に対応して、前記人体の皮膚表面部位の前記各点で連続して温度を計測し、
   前記赤外線放射温度計または前記赤外線パイロメータによって得られた前記各温度測定結果に基づき、前記温度場の画像を作製する
   ことを特徴とする生体の温度場の表示方法。
2. 前記人体の前記皮膚表面部位の温度場は、前記人体の前記皮膚表面部位の各点で測定される各温度の補間によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記人体の前記皮膚表面部位の温度場は、前記人体の前記皮膚表面部位の隣接する各点で測定される各温度の線形補間によって形成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記人体の前記皮膚表面部位の温度場の画像は、コンピュータプログラムカラーパレットに則って前記コンピュータ画面上に表示され、当該カラーパレットにおいては、それぞれの特定の色が温度の値に対応することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
5. 前記各温度測定結果が、前記人体の前記皮膚表面部位の画像上の対応する前記点において、前記コンピュータ画面上に数値形式で表示されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記各温度測定結果を連続的に取得することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一つに記載の方法。
7. 前記温度場をデータベースに保存することを特徴とする、請求項１〜６の何れか一つに記載の方法。
8. 温度測定が行われるそれぞれの点が、前の点における温度測定結果に順次続いて、前記人体の前記皮膚表面部位の画像の上に表示されることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一つに記載の方法。
9. コンピュータ上で実行される時に当該コンピュータに請求項１〜８の何れか一つに記載の方法を実行させるプログラム命令を備えるコンピュータプログラム。

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