RU2429779C2

RU2429779C2 - Способ диагностики состояния органов человека или животного и устройство для его осуществления

Info

Publication number: RU2429779C2
Application number: RU2009128417/14A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Сырямкин (RU); Владимир Иванович Сырямкин; Артем Шамильевич Буреев (RU); Артем Шамильевич Буреев; Дмитрий Сергеевич Жданов (RU); Дмитрий Сергеевич Жданов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Диагностика +" (ООО "Диагностика +"); Владимир Иванович Сырямкин
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-09-27
Also published as: RU2009128417A

Abstract

Группа изобретений относится к медицинской диагностике. Способ заключается в том, что получают оптико-телевизионные изображения поверхности исследуемого органа, разнесенные между собой по времени, сравнивают параметры изменения изображений с эталонными параметрами. Получают изображения поверхности исследуемого органа с помощью блока сменных насадок. Определяют параметры цвета и дополнительные геометрические параметры: периметров, площадей, радиусов, длины и ширины, количества точек перегибов локальных и интегральных участков изображений. Строят поле геометрических параметров и параметров цвета, используемый для определения величины изменения органа. Сравнивают эталонную и текущую информацию с учетом дополнительных данных из блока памяти о патологии исследуемого органа. Раскрыто устройство для медицинской диагностики, содержащее блок сменных насадок и позволяющее осуществить способ. Технический результат состоит в повышении точности оценки патологии при расширении функциональных возможностей диагностики различных патологий разных органов или систем организма. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Группа изобретений относится к способу неинвазивного (т.е. не требующего операционного вмешательства) контроля состояния органов человека и устройству для его осуществления. Область применения охватывает медицину, где проводится диагностика состояния органов человека, а также может использоваться в ветеринарии для оценки патологий органов животных.

Известны и широко применяются различные способы и устройства неинвазивного контроля состояния органов человека. Например, ультразвуковой или телевизионный [2] и др.

Существенным признаком этих способов и устройств является то, что производится анализ получаемых изображений согласно определенным методикам, алгоритмам или теоретическим моделям, а затем делается вывод о наличии патологии того или иного органа человека. Так, например, вывод о наличии патологии делается при обнаружении изменения цвета и формы органа, появлении на его поверхности дополнительных зон (точечных, сплошных) [3].

Недостатки способов и устройств заключаются в узкой области применения (вариант диагностики можно использовать только для диагностики одного органа человека), низком быстродействии и значительной стоимости. Кроме этого, указанные способы и устройства работают не в автоматическом режиме, т.к. они только предоставляют информацию о состоянии органа оператору (врачу), по которым специалист (врач узкой специализации) должен сделать заключение о наличии патологии органа человека.

В качестве прототипа рассмотрим способ медицинской диагностики, в котором исследуемый орган освещают некогерентным излучением источника света до патологии и после нее, в результате чего получается пара сравниваемых изображений [4]. Устройство, реализующее этот способ, включает в себя гинекологическое или урологическое кресло, блок управления, манипулятор, содержащий телевизионную камеру, блок ввода изображений, источник света, компьютер и интерфейс (для работы с программным обеспечением). С помощью телекамеры происходит считывание изображения и занесение его в компьютер, в котором по анализу изменений формы и цвета органа определяют его патологию.

Недостатки способа и устройства заключаются в низкой функциональной возможности (обеспечивается диагностика только в гинекологической и урологической практике) и обусловливаются низким быстродействием и оперативностью (невозможно быстро сменить (видоизменить) диагностический прибор, низкой точностью работы (присутствуют блики (помехи) на телевизионном изображении органа)), а также большими габаритами, весом и стоимостью устройства.

Задачей является создание способа и устройства, повышающих точность оценки патологии при расширении функциональных возможностей диагностики различных патологий разных органов или систем органов человека или животного.

Указанная задача при осуществлении заявляемой группы изобретений по объекту - способ достигается тем, что в заявляемом способе медицинской диагностики получают оптико-телевизионные изображения поверхности исследуемого органа, разнесенные между собой по времени, сравнивают параметры изменения изображений с эталонными параметрами.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что получают изображения поверхности исследуемого органа с помощью блока сменных насадок, определяют параметры цвета и дополнительные геометрические параметры: периметров, площадей, радиусов длины и ширины, количества точек перегибов локальных и интегральных участков изображений, строят поле геометрических параметров и параметров цвета, используемых для определения величины изменения органа, и сравнивают эталонную и текущую информацию с учетом дополнительных данных из блока памяти о патологии исследуемого органа.

Кроме того, блок сменных насадок выполнен в виде съемных элементов, обеспечивающих считывание изображений с поверхности исследуемого органа, например уха, горла, кожи и шейки матки.

При этом определяют параметры цвета и геометрические параметры локальных и интегральных участков поверхности исследуемого органа при увеличении изображений до 200 раз.

Указанная задача при осуществлении заявляемой группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что заявляемое устройство для медицинской диагностики содержит средство для размещения человека или животного, первый и второй блоки крепления, манипулятор, на котором при помощи первого блока крепления установлены цветная телевизионная камера с, по меньшей мере, одним источником света, а также содержит блок питания, компьютер, первый блок управления цветной телевизионной камерой и второй блок управления источником света, соединенные с компьютером через интерфейс, причем цветная телевизионная камера через блок ввода изображения соединена с компьютером.

Новизной устройства является то, что оно дополнительно содержит светорассеивающее кольцо, размещенное между исследуемым органом и источником света, последовательно оптически соединенные оптический фильтр и блок увеличения изображений, размещенные между исследуемым органом и цветной телевизионной камерой, также содержит последовательно соединенные регулируемый фиксатор расстояния, блок сменных насадок и третий блок управления, подключенный отдельным выходом к входу блока сменных насадок и отдельными двунаправленными соединениями к регулируемому фиксатору расстояний и интерфейсу, помимо этого, содержит блок памяти, подключенный двунаправленным соединением к интерфейсу, блок понижения и фильтрации, входом подключенный к блоку питания, а двумя отдельными выходами подключенный ко второму блоку управления и цветной телевизионной камере.

Целесообразно, что блок сменных насадок выполнен в виде съемных элементов, обеспечивающих считывание изображений с поверхности исследуемого органа, например уха, горла, кожи и шейки матки.

А также, что светорассеивающее кольцо выполнено из светорассеивающего полупрозрачного материала.

При этом оптический фильтр выполнен из интегрированной световолоконной пластины или кабеля.

Целесообразно также, что блок увеличения изображений выполнен в виде оптического объектива.

Регулируемый фиксатор расстояния выполнен в виде зубчатой рейки и фиксирующего стержня.

Кроме этого, блок понижения и фильтрации содержит сенсор ручной регулировки яркости источника света.

При этом в качестве источника света используют некогерентный источник света. Кроме этого, оптический фильтр, блок увеличения изображений и цветная телевизионная камера соединены между собой двунаправленной механической связью.

Также при помощи второго блока крепления и стержня манипулятор установлен на средство для размещения человека или животного.

В качестве средства для размещения человека или животного может быть использован, например, медицинский стол, гинекологическое кресло, урологическое кресло.

При этом с помощью второго блока крепления и стержня манипулятор установлен на средство для размещения человека или животного.

Заявляемый способ и устройство иллюстрируются чертежами, представленными на фиг.1-9.

На фиг.1 дана структурная схема устройства.

На фиг.2 показан регулируемый фиксатор расстояния.

На фиг.3a-d приведен блок сменных насадок.

На фиг.4 изображено светорассеивающее кольцо.

На фиг.5 приведена электрическая схема блока понижения и фильтрации.

На фиг.6a-b приведены изображения патологий органов человека.

На фиг.7a-b приведены изображения здоровых органов человека.

На фиг.8a-c приведены распределение цветов на изображении здорового органа.

На фиг.9a-c приведены распределение цветов на изображении больного органа (маточное кровотечение).

На фиг.1 использованы следующие обозначения:

1 - исследуемый орган;

2 - светорассеивающее кольцо;

3 - источник света;

4 - оптический фильтр;

5 - блок увеличения изображения;

6 - цветная телевизионная камера;

7 - блок ввода изображений;

8 - блок понижения и фильтрации;

9 - первый блок управления;

10 - второй блок управления;

11 - блок питания;

12 - интерфейс;

13 - блок памяти;

14 - компьютер;

15 - средства для размещения человека или животного;

16 - боковой стержень;

17 - первый блок крепления;

18 - второй блок крепления;

19 - регулируемый фиксатор расстояния;

20 - блок сменных насадок;

21 - третий блок управления;

22 - манипулятор.

На фиг.1 показаны следующие связи:

Устройство, реализующее способ, работает в двух режимах: подготовка эталона и измерение (контроль поверхности).

В режиме подготовки эталона формируется цветное эталонное изображение здорового участка (поверхности органа человека). Для этого по сигналу от компьютера 14 через интерфейс 12 и второй блок управления 10 включается источник света 3, освещающий через светорассеивающее кольцо 2 исследуемую поверхность органа человека. Источник света 3 содержит светодиоды (например, ТО-3228 ВС), а светорассеивающее кольцо 2 состоит из светорассеивающего материала (например, ОП-1П ФЫО.028.015 ТУ), с помощью которого формируется рассеивающийся пучок света требуемой длины волны. В процессе работы компьютер 14 через интерфейс 12, блок питания 11, блок понижения и фильтрации 8 и второй блок управления 10 регулирует мощность излучения источника освещения 3. Освещаемый источник поверхности органа (объекта исследования 1) воспринимается и передается оптическим фильтром 4 через блок увеличения изображения (например, объектив) 5 на вход цветной телевизионной камеры 6. Оптический фильтр 4 используется для формирования качественного (цветного, безбликового) изображения поверхности органа. В качестве светофильтра 4 используются световолоконные пластины или кабели. Световолоконные элементы обладают следующим свойством: каждый элементарный пучок световых лучей, направленный под любым углом на торец пластины или кабеля, после многократных отражений от стенок волокна формируется в виде узкого круглого конуса, падающего на поверхность материала. При таком освещении ровные участки рельефа поверхности будут отображаться светлыми, а наклонные участки поверхности, освещаемые под косым углом, в виде темных контурных линий. Изображение сменится на негативное при освещении торца оптической пластины (или оптического кабеля) лучами, падающими под очень острым (скользящим) углом. При таком освещении не возникает никаких мешающих эффектов (бликов) даже при наличии слизи на поверхности органа, т.к. любой блик световолоконный элемент преобразует в круглый конус лучей [5, 6].

Цветное изображение, соответствующее здоровому состоянию участка поверхности органа, увеличивается блоком увеличения изображения 5 до необходимого масштаба, определяемого требуемой разрешающей способностью оценки изменения цвета и формы органа. Затем проводится оценка изменения цвета и формы исследуемого органа. Регулировка масштаба изображения органа осуществляется регулируемым фиксатором расстояния 19. При этом для диагностики конкретного органа человека (матка, ухо, горло, кожа и т.д.) используется блок сменных насадок 20. Регулируемый фиксатор расстояния 19 и блок сменных насадок 20 управляются третьим блоком управления 21 от компьютера 14 через интерфейс 12. Увеличенное изображение с блока увеличения изображения 5 проецируется на фотоприемник цветной телевизионной камеры 6, преобразуется в электрический сигнал и через блок ввода изображений 7 записывается в компьютер 14. В качестве цветной телевизионной камеры 6 используются камеры высокого разрешения, типа KRC-HD230C [7]. В качестве блока ввода изображения используется видеокарта типа Aver Media Nano Express [8]. После записи изображения в память компьютера 14 осуществляется смещение светорассеивающего кольца 2, источника света 3, оптического фильтра 4, блока увеличения изображения 5, цветной телевизионной камеры 6, регулируемого фиксатора расстояний 19 и блока насадок 20, закрепленного на манипуляторе 22 с помощью блока крепления 17, на второй участок поверхности (следующего кадра изображения). Манипулятор 22 крепится к боковому стержню 16 средства для размещения человека или животного (например, медицинского стола, гинекологического или урологического кресла) 15 с помощью второго блока крепления 18.

Таким образом, в память компьютера 14 записываются изображения, характеризующие здоровые области поверхности органа.

Компьютер 14 управляет процессом записи изображения в память компьютера, а также работой блоков 7, 9, 10, 11, 12, 13, 21. Изображение, записываемое в память компьютера 14, отображается на его дисплее. На этом режим подготовки эталона (эталонного изображения - ЭИ) заканчивается и начинается режим контроля.

В режиме контроля вышеперечисленные блоки 2-12, 14-22 устройства работают аналогично режиму подготовки эталона. В этом режиме текущее изображение (ТИ) соответствует уже измененному изображению поверхности органа (при наличии патологии), изображение которое считывалось ранее в режиме подготовки эталона, также записывается в памяти компьютера 14. Далее происходит сравнение ЭИ и ТИ и определяется степень изменения поверхности органа человека. При этом используется дополнительная информация о различных патологиях органа, записываемых заранее в блок памяти 13.

На фиг.2 представлен чертеж регулируемого фиксатора расстояний 19, который содержит упор 23, располагаемый на корпусе 24. С помощью регулируемого фиксатора расстояний 19 осуществляется прикрепление блока сменных насадок 20 и регулирование расстояния от исследуемого органа до объектива цветной телевизионной камеры 6 предлагаемого устройства.

На фиг.3 представлены различные модификации блока сменных насадок. Они предназначены для быстрой смены области применения предлагаемого устройства (он может использоваться в гинекологии, дерматологии, отоларингологии).

На фиг.3 приведены чертежи блока сменных насадок; здесь даны следующие обозначения:

25 - корпус;

26 - упор;

27 - трещетка;

28 - держатель;

29 - зажимная гайка;

30 - колпачок;

31 - воронка.

На фиг.3а представлен вариант блока насадок для исследования шейки матки (область применения - гинекология). Предлагаемое устройство состоит из корпуса 25 и трещетки 27, используемой для закрепления сменных насадок.

На фиг.3в представлен вариант блока насадок для исследования кожных покровов (область применения - дерматология). Для проведения исследования применяется упор 26 крепящегося к корпусу 25 блока насадок посредством трещетки 27.

На фиг.3с представлен вариант блока насадок для исследования органов ротоглотки и гортани (область применения - ларингоскопия). На корпус 25 крепится держатель 28, на котором располагается зажимная гайка 29. Посредством зажимной гайки 29 на блоке насадок закрепляется зеркало для гортани, используемое специалистом для осмотра органов ротовой полости. Под держатель 28 на корпус 25 закрепляется колпачок 30, предохраняющий поверхность предлагаемого устройства от нежелательного контакта с пациентом.

На фиг.3d представлен вариант блока насадок для исследования наружного уха. Для проведения исследования на корпус 25 надевается воронка 31, которая вводится в ушную раковину во время диагностики заболеваний уха.

На фиг.4 представлен чертеж светорассеивающего кольца 2.

На фиг.4 приведены следующие обозначения:

32 - печатная плата;

33 - луженые дорожки;

34 - контактные площадки;

35 - чип-резистор;

36 - светодиоды;

37 - компаунд;

38 - окно пайки.

Светорассеивающее кольцо 2 обеспечивает равномерное бестеневое освещение исследуемого объекта. Основой светорассеивающего кольца 2 является печатная плата 32, которая с внешней и внутренней поверхности покрывается слоем светорассеивающего материала - компаунда 37. В слое компаунда для крепления элементов оставляют окна пайки 38, в которые крепятся чип-резисторы 35 и светодиоды 36. Светодиоды 36 располагаются на печатной плате группами по 3, каждой группе светодиодов 36 соответствует один чип-резистор 35. Таким образом, между двумя чип-резисторами 35, соответствующими группе светодиодов 36, остаются свободными 2 окна пайки 38. Контактные площадки 34 являются местами припоя чип-резисторов 35 и светодиодов 36 к печатной плате 32.

На фиг.5 представлена схема блока понижения и фильтрации 8, который предназначен для понижения поступающего напряжения и фильтрации его от возможных помех.

На фиг.5 даны следующие обозначения:

39 - контакт (напряжение питания);

40 - контакт (выход к нагрузке "V+");

41 - контакт (общий "GND");

42 - контакт (вход сенсора);

43 - контакт (выход к нагрузке "V-");

44 - линейный стабилизатор напряжения;

45 - конденсатор;

46 - микроконтроллер;

47 - резистор;

48 - транзисторный ключ.

49 - конденсатор (С2);

50 - конденсатор (СЗ);

51 - конденсатор (С4);

52 - резистор;

53 - стабилитрон;

54 - стабилитрон;

55 - стабилитрон;

56 - стабилитрон.

Постоянное напряжение подается со стабилитронов 53, 54 на вход линейного стабилизатора напряжений 44. На стабилизаторе 44 устанавливается напряжение +5 В, служащее для питания микроконтроллера 46. Стабилитроны 53-56 предназначены для того, чтобы предотвратить «переполюсовку» схемы. Фильтрация напряжения осуществляется с помощью конденсаторов 44, 49, 50. В момент подачи напряжения вывод РВ0 микроконтроллера 46 находится в состоянии логического «0», в результате транзисторный ключ 48 заперт и нагрузка обесточена. В момент, когда напряжение питания достигает 4,3 вольт, срабатывает внутренний детектор уровня напряжения микроконтроллера 46, в результате чего генерируется аппаратный сброс и запускается на выполнение программа микроконтроллера 46. Тактирование микроконтроллера 46 производится встроенным в него тактовым генератором с частотой 9,6 МГц. В результате выполнения программы на выводе РВ3 микроконтроллера 46 генерируется меандр с периодом 32 миллисекунды. Генерируемая на выходе РВ0 микроконтроллера 46 последовательность импульсов имеет скважность 0%, т.е. поддерживает постоянное напряжение уровня логического «0», что поддерживает транзистор 48 в запертом состоянии. В начале выполнения программы микроконтроллер 46 выполняет задержку на 0,33 секунды для того, чтобы напряжения и токи прибора вошли в установившийся режим работы. Затем в течение примерно 0,67 секунды выполняется автоматическая калибровка сенсорного датчика с целью определения его нормальных параметров. Вывод РВ4 микроконтроллера 46 подключен к отрицательному входу встроенного в микроконтроллер 46 компаратора. Положительный вход компаратора микроконтроллера 46 подключен к внутреннему источнику опорного напряжения, равному 1,1 Вольт. В процессе калибровки микроконтроллер 46 измеряет временную задержку от момента появления сигнала высокого логического уровня на выводе РВ3 до срабатывания встроенного компаратора. Полученная задержка воспринимается как нормальная. В процессе работы прикосновение к сенсорной площадке увеличивает эквивалентную емкость на входе РВ4, что приводит к увеличению постоянной времени цепи, образованной сопротивлением 47 и эквивалентной емкостью 45. В результате затягивается передний фронт сигнала на входе встроенного компаратора и временная задержка между появлением сигнала высокого логического уровня на выводе РВ3 микроконтроллера 8 до срабатывания встроенного компаратора увеличивается по сравнению с нормальной (определенной во время калибровки), что воспринимается микроконтроллером 46 как касание сенсора. Микроконтроллер 46 генерирует на выводе РВ0 последовательность прямоугольных импульсов частотой 37500 Гц. Высокий уровень сигнала на выводе РВ0 микроконтроллера 46 открывает транзисторный ключ 48, в результате чего через нагрузку течет ток. В зависимости от времени нахождения вывода РВ0 микроконтроллера 46 на уровне логической «1» (т.е. от скважности сигнала на затворе транзисторного ключа 48) средний ток через нагрузку за единицу времени будет изменяться. При определении касания сенсора микроконтроллер 46 изменяет скважность сигнала на РВ0 в пределах от 0% до 10% по заданному алгоритму таким образом, чтобы яркость светодиодной подсветки изменялась по линейному закону. Отпускание сенсора и повторное его касание приводит к изменению направления регулировки яркости (осуществляемому через второй блок управления 10).

На фиг.6 представлены изображения патологий органов человека. Эти изображения получены в результате тестирования предлагаемого устройства. Здесь представлены изображения исследуемого органа в случае его патологии.

На фиг.7 представлены изображения здоровых органов человека. Эти изображения получены в результате тестирования предлагаемого устройства. Здесь представлены изображения исследуемого органа в случае отсутствия патологических изменений.

На фиг.8 представлены гистограммы распределения цветовых оттенков на цветном телевизионном изображении здорового органа (гинекология - шейка матки). Изображение получается с помощью предлагаемого устройства. Здесь иллюстрируется плотность распределения оттенков цветов (а - красного; b - зеленого; с - синего) на полученном изображении. Цветовой спектр, анализ которого лежит в основе диагностики состояния исследуемого органа, раскладывается на эти оттенки.

На фиг.9 представлены гистограммы распределения цветовых оттенков на цветном телевизионном изображении патологии исследуемого органа (гинекология - маточное кровотечение). Изображение получается с помощью предлагаемого устройства. Здесь иллюстрируется плотность распределения оттенков цветов (а - красного; b - зеленого; с - синего) на полученном изображении. Цветовой спектр, анализ которого лежит в основе диагностики состояния исследуемого органа, раскладывается на эти оттенки.

В предлагаемом устройстве используются следующие стандартные элементы:

- цветная телевизионная камера (модель KRC-HD230C: формат сигнала PAL/NTSC; разрешение 520 TV-линий);

- широкодиаграммный источник холодного свечения: светодиод модели ТО-3228 ВС;

- светорассеивающее кольцо, изготовленного из светорассеивающего материала типа ОП-1ПФЫО.028.015ТУ;

- микрокомпьютер модели Notebooks.

Один из алгоритмов работы устройства в общем виде описывается следующим выражением:

,

где F₁, F₂ - функции, описывающие ТИ и ЭИ соответственно;

J - номера близости ТИ и ЭИ;

- оценка искомых параметров изменения органов человека относительно эталона (цвет, координаты и развороты структурных элементов, характеризующих форму органов человека); геометрические характеристики (периметр, площадь, ширина, длина, количество перегибов контуров изображений структурных элементов).

Положения и цвет зоны исследуемой поверхности оценивается по анализу положения и сочетания слагаемых взаимно-корелляционных функций (ВКФ). При распознавании цвета определяется цвет зоны, «окрашенной» в какой-либо тон, на основе следующего правила [3]:

Ц_к=1, при Ц_з=Ц_с=Ц_п=Ц_ж=Ц_г=Ц_б=0 или J_R=1, J_G=J_B=0;

Ц_з=1, при Ц_к=Ц_с=Ц_п=Ц_ж=Ц_г=Ц_б=0 или J_G=I, J_R=J_B=0;

Ц_с=1, при Ц_к=Ц_з=Ц_п=Ц_ж=Ц_г=Ц_б=0 или J_B=1, J_R=J_G=0;

Ц_п=1, при Ц_к=Ц_с=1, Ц_з=Ц_ж=Ц_г=Ц_б=0 или J_R=J_B=1, J_G=0;

Ц_ж=1, при Ц_к=Ц_з=1, Ц_с=Ц_п=Ц_г=Ц_б=0 или J_R=J_G=1, J_B=0;

Ц_г=1, при Ц_с=Ц_з=1, Ц_к=Ц_п=Ц_ж=Ц_б=0 или J_G=J_B=1, J_R=0;

Ц_б=1, при Ц_к=Ц_з=Ц_с=1, Ц_п=Ц_ж=Ц_г=0 или J_R=J_G=J_B=1,

где Ц_к, Ц_з, Ц_с, Ц_п, Ц_ж, Ц_г, Ц_б - соответственно уровни красного, зеленого, синего, пурпурного, желтого, голубого, белого цветов;

J_R, J_G, J_B - соответственно ВКФ, характеризующие красный, зеленый и синий цвета.

Таким образом, по сочетанию ВКФ J_R, J_G, J_B можно определить любой цвет зоны исследуемой поверхности.

Слагаемые ВКФ описываются следующими выражениями [4]:

;

где F₁ ^C (x₁, y₁) - функция, описывающая цветное ТИ (в системе координат X₁, O₁,

F^R ₂(x₂, y₂), F^G ₂(x₂, y₂), F^B ₂(x₂, y₂) - функции, описывающие ЭИ (в системах координат X₂ ^RO^R ₂Y^R ₂, X^G ₂O^G ₂Y^G ₂, X^B ₂O^B ₂Y^B ₂ пропускающие соответственно красную R, зеленую G и синюю В компоненту цвета;

К - коэффициент пропорциональности.

Геометрические характеристики зон исследуемой поверхности определяются следующими известными выражениями [5].

;

; где

X_C, Y_C - координаты центра «тяжести» структурного элемента зоны изображения;

ΔМ_кх, ΔМ_KY - элементарные моменты по направлению соответствующих осей;

N_K - число точек (пиксел) в контуре;

i - номер контура;

S_СЭ - площадь структурного элемента зоны изображения, ограниченного контуром;

К_ф - коэффициент формы;

Р - периметр контура;

П - перегиб контура;

N_П - число перегибов контура;

П - перегиб контура;

j - номер перегиба i-ого контура;

Площадь S_СЭ и периметр Р структурного элемента определяется при обходе контура зоны. После получения необходимой информации происходит сопоставление текущей и эталонной информации (изображений) в соответствии с выражением (1):

Таким образом, ставится диагноз заболевания.

На этом цикл работы устройства заканчивается.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства получаются текущие изображения исследуемого объекта, которые сохраняются в базу данных. Параллельно производится заполнение карточки пациента, обследование которого проводится на данный момент. При съеме видеоинформации с исследуемого объекта производится удаление бликов, осуществляемое посредством специально разработанного для этого алгоритма. Затем при помощи специализированного программного модуля производится сравнение полученного (текущего) изображения с эталонным изображением. Производится сравнение спектральных характеристик цвета на текущем и эталонном изображениях.

По сравнению с известными предлагаемые способ и устройство обладают более высокими функциональными возможностями, быстродействием, оперативностью, точностью и удобством диагностики анатомического и функционального состояния органов человека или животного.

Функциональные возможности способа и устройства повышаются, возможны различные диагностические операции, например диагностика шейки матки, уха, горла, кожи и т.д.

Оперативность заявляемых способа и устройства также повышается вследствие быстрой смены диагностических насадок. Высокая оперативность определяет их высокое быстродействие.

Высокая точность предлагаемых способа и устройства обеспечиваются высоким качеством цветного телевизионного изображения исследуемого органа. Высокое качество изображения обеспечивается оптической фильтрацией, исключающей блики (помехи) считываемого изображения, и требуемым его увеличения и масштаба, которые определяются необходимой разрешающей способностью.

Высокое удобство диагностики анатомического и функционального состояния реализуется, во-первых, совмещением нескольких диагностических операций (гинекология, ухо, горло, кожа), во-вторых, малым весом и габаритами, а также привлекательной стоимостью.

Источники информации

1. Бауэр Г. Цветной атлас по кольпоскопии. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 288 с.

2. Телемедицина. Новые информационные технологии на пороге XXI века // Под ред. проф. Р.М.Юсупова и проф. Р.И.Полонникова. С-Петербург, 1998 - 490 с.

3. Сырямкин В.И., Титов В.С. Автоматизированные системы обработки изображений различной размерности и цветности (тезисы). Тез. докл. межд. конф. "Обработка изображений дистанционное исследование" «ОИДИ-90». Новосибирск: Изд. ВЦ СО АН СССР, 1990.

4. Сырямкин В.И. Патент на полезную модель №47200 РФ от 05.03.2005 г. Устройство для медицинской диагностики и манипулятор.

5. Семенов А.С., Смирнов В.Л. и др. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. - М.: Радио и связь, 1990. - 224 с.

6. Зак Е.А. Волоконно-оптические преобразователи с внешней модуляцией. - М.: Энергоиздат, 1989. - 128 с.

7. http://www.accordsb.ru/products/videosurvey/import/color/3e99722c62809/41 b0462205 a56.

8. http://www.avermedia.com/avertv/Product/ProductDetail.aspx?Id=447.

Claims

1. Способ медицинской диагностики, заключающийся в том, что получают оптико-телевизионные изображения поверхности исследуемого органа, разнесенные между собой по времени, сравнивают параметры изменения изображений с эталонными параметрами, отличающийся тем, что получают изображения поверхности исследуемого органа с помощью блока сменных насадок, определяют параметры цвета и дополнительные геометрические параметры: периметров, площадей, радиусов, длины и ширины, количества точек перегибов локальных и интегральных участков изображений, строят поле геометрических параметров и параметров цвета, используемых для определения величины изменения органа, и сравнивают эталонную и текущую информации с учетом дополнительных данных из блока памяти о патологии исследуемого органа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что блок сменных насадок выполнен в виде съемных элементов, обеспечивающих считывание изображений с поверхности исследуемого органа, например, уха, горла, кожи и шейки матки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют параметры цвета и геометрические параметры локальных и интегральных участков поверхности исследуемого органа при увеличении изображений до 200 раз.

4. Устройство для медицинской диагностики, содержащее средство для размещения человека или животного, первый и второй блоки крепления, манипулятор, на котором при помощи первого блока крепления установлены цветная телевизионная камера с, по меньшей мере, одним источником света, а также содержит блок питания, компьютер, первый блок управления цветной телевизионной камерой и второй блок управления источником света, соединенные с компьютером через интерфейс, причем цветная телевизионная камера через блок ввода изображения соединена с компьютером, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит светорассеивающее кольцо, размещенное между исследуемым органом и источником света, последовательно оптически соединенные оптический фильтр и блок увеличения изображений, размещенные между исследуемым органом и цветной телевизионной камерой, также содержит последовательно соединенные регулируемый фиксатор расстояния, блок сменных насадок и третий блок управления, подключенный отдельным выходом к входу блока сменных насадок и отдельными двунаправленными соединениями к регулируемому фиксатору расстояний и интерфейсу, помимо этого содержит блок памяти, подключенный двунаправленным соединением к интерфейсу, блок понижения и фильтрации, входом подключенный к блоку питания, а двумя отдельными выходами подключенный ко второму блоку управления и цветной телевизионной камере.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок сменных насадок выполнен в виде съемных элементов, обеспечивающих считывание изображений с поверхности исследуемого органа, например, уха, горла, кожи и шейки матки.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что светорассеивающее кольцо выполнено из светорассеивающего полупрозрачного материала.

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оптический фильтр выполнен из интегрированной световолоконной пластины или кабеля.

8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок увеличения изображений выполнен в виде оптического объектива.

9. Устройство по п.4, отличающееся тем, что регулируемый фиксатор расстояния выполнен в виде зубчатой рейки и фиксирующего стержня.

10. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок понижения и фильтрации содержит сенсор ручной регулировки яркости источника света.

11. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве источника света используют некогерентный источник света.

12. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оптический фильтр, блок увеличения изображений и цветная телевизионная камера соединены между собой двунаправленной механической связью.

13. Устройство по п.4, отличающееся тем, что при помощи второго блока крепления и стержня манипулятор установлен на средство для размещения человека или животного.

14.Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве средства для размещения человека или животного может быть использован, например, медицинский стол, гинекологическое кресло, урологическое кресло.