TW201545719A - 呼吸運動測定裝置 - Google Patents

Abstract

本發明將提供一種簡便且重現性佳而可分割設定欲評估的區域進而取得各區域之呼吸運動信號。 本發明之解決手段：一種呼吸運動測定裝置係於被檢測者31之體表面32上照射一光束，利用照相機35取得其反射光來量測出被檢測者之呼吸量。於被檢測者之體表面上進一步設定有標誌位置之標記，於此等之標記上配置有一反射率不同於該體表面之指標，於觀察圖像上藉由通過該指標之成像之分割線將該體表面分割成複數個區域，再統計出被分割之各區域每個亮點之反射而取得呼吸運動信號。

Description

呼吸運動測定裝置

本發明係以關於一種進行對像物體之三度空間量測之技術。

對像物體之三度空間量測，尤其係有關測定被檢測者之呼吸運動之呼吸運動測定裝置，對決定被檢測者身體之各區域加以分化且測定、評價各區域之呼吸運動之方法、裝置，至今幾乎尚未存在。若勉強舉例的話，用在一般之此類裝置譬如有用在診斷睡眠呼吸障礙之整夜睡眠檢查(polysomnography)之裝置。於該裝置中，也有於被檢測者之胸部及腹部中捲繞一掌上型感應器(handsencer)來測定各部之呼吸運動。

其他研究來說，譬如可舉出：於光纖光柵呼吸運動測定(Fiber grating(FG)respiratory movement measurement)中，以各直線將胸部及腹部自動分割成複數個來檢測出各分割區域之呼吸運動(茲參考專利文獻4)或使用動態捕捉(motion capture)來觀察被檢測者身體上之複數個各點之動作(茲參考專利文獻2)。

【先行技術】 【專利文獻】

【專利文獻1】特表2013-504340(美國專利公開第2011/066063號)

【專利文獻2】特開2005-003366(美國專利第7545279號)

【專利文獻3】特開2005-246033

【專利文獻4】特開2002-175582(美國專利第7431700號)

【專利文獻5】美國專利公開第2009/0059241號)

【非專利文獻】

【非專利文獻1】科學研究費贊助事業(科學研究費補助金)研究成果報告書 期號：22500472(2013年6月10日)

【非專利文獻2】Isabella Romagnoli他、“Optoelectronic Plethysmography has Improved our Knowledge of Respiratory Physiology and Pathophysiology”、Sensors 2008、8、pp．7951-7972

【非專利文獻3】Klemen Povsic他、“Laser3-D measuring system and real-time visual feedback for teaching and correcting breathing”、Juornal of Biomedical Optics，March 2012，Vol 17(3)

用在習知之掌上型感應器之代表性的測定方式，係可依據身體之剖面積(外圍剖面積)之變化來檢測出電感變化之電感體積描記器(inductive plethysmograph)，其他之測定方式也可藉由張力變化等測定出身體外為之變化。於此等測定方式上，原理係無法對身體左右進行對秤性評價。另外， 若被檢測者之上半身有較大變形之症狀時，則此種測定方式將無法使用。

使用動態捕捉需要外掛裝置，對被檢測者之適用簡便性或成本等考量面上來說，對臨床現場使用上將帶來較大之困難。尤其係如非專利文獻2所示，需要正確地將多數之標記貼付到身體上，對被檢測者之適用簡便性或成本等考量面上來說，對臨床現場中之實用性來說會有問題。另外，非專利文獻3係揭示投影複數之光束來測定測定區之高度分佈的方法，然而，其中並無去檢討分割測定區來測定分割每區域之呼吸運動之概念。

要解決如此之課題，本發明之呼吸運動測定裝置，係針對被檢測者之呼吸運動狀況，為了要掌控與正常呼吸運動之差異，或者掌控相同被檢測者之呼吸運動狀況而隨時間推移的變化，於是將被檢測者之胸部腹部分割成複數個區域，取得可顯示出在各區域中之活動量的呼吸運動波形，且提供一種簡便且重現性佳可分割設定欲評估的區域之分割方法及使用此之呼吸運動測定裝置。

為了讓被檢測者之區域設定作業簡便性及對解剖學可明確且特定重現性佳之體表面上之分割區域，將考慮被檢測者之身體左右之分割線，胸部及腹部之間的分割線且於被檢測者之體表面設定複數個之標誌位置(標記(merkmal))。於此複數個之各標誌位置上，其中有關用於觀察之光束波長係配置由體表面與反射率(或吸收率)不同之材料所構成之指標(標誌)， 取得含有指標之圖像的被檢測者之圖像。於如此所取得之觀察圖像上，係以此等之指標圖像位置為連結點的線作為邊界線，再將被檢測者之圖像分割成複數個區域。

典型之具體範例，一種呼吸運動測定裝置係於體表面上照射強度分佈不同之光束且依據來自該體表面之反射光，檢測出體表面之各部位隨時間推移之高度變化，取得對應到呼吸運動之呼吸運動信號，配置拍攝體表面且輸出體表面之觀察圖像之拍攝裝置，在體表面上設定標識位置之複數個之標記(Merkmal)，且於此等之各標記上，於拍攝裝置在可受光之波長領域中，配置反射率(或吸收率)與體表面不同之指標(譬如，反射體)，於觀察圖像上，藉由通過複數個指標之成像之分割線，將體表面分割成複數個區域，於被分割之區域內可總計或平均各部位隨時間推移的高度變化，取得被分割之各區域之呼吸運動信號。

於此，於被分割之每個區域中要計算各部位隨時間推移之高度變化之際，可藉由圖像處理檢測出該各部位所屬之區域，且於已測定之各部位之高度或高度變化之資訊中附上一區域資訊，進而求出各區域之每個變化量。

該標記，較佳包含有至少胸骨(breastbone)上的點、肚臍部(umbilical)附近之點及左右前腸骨棘(anterior superior iliac spine)之中點附近點之3個點。

該標記，較佳包含有前胸骨(episternum)或胸骨上之肋骨(ribs)位置、 肋骨與腋窩線(axillary line)之交點及肋骨與鎖骨中線之交點之中之至少1點。

該呼吸運動信號，可於各區域將對應於體表面上複數個點之隨時間推移之高度變化的變化量進行平均化而取得。又，此高度變化也可為對基準高度之高度變化或每一定時間間隔之高度變化。

於被分割成複數個之區域中，可合併特定相鄰接之區域顯示出少於已分割數之區域的呼吸運動信號。

於觀察圖像上，以決定之順序且藉由連結(及延長)指標(mark)圖像來設定各區域之分割線。

另外，於其他例子上，係於配置在各標誌位置(標記)之指標上，給予一個別之反射率(或吸收率)，或將指標形狀或大小作為個別，然後於觀察圖像上能夠容易特定各指標圖像。基於此特定，藉由所決定之規則自動地設定分割線。

作為該指標之譬如反射體，係於表面上配置有回歸反射(retroreflection element)元件，從體表面看過去，往靠近拍攝裝置方向也可設置一讓拍攝裝置實質含有感度的波長區域之其他光源。

藉由上述構造，即使被檢測者之身體(尤其係背骨)有變形之情況下，可沿著背骨之變形取得各標誌位置(標記)之指標圖像。此等之標誌位置(標記)係存在於被檢測者之體表面上之可視性佳的地方，同時，由於觀察者易於觸診，所以精密度，重現性皆可良好地獲得所期望之分割線。

由於重現性佳可獲得分割線，故基於此，可計算出各區域之呼吸運動信號。此可精確地進行被檢測者之相互區域之比較或相同被檢測者之相同區域的時間比較。另外，即使不同之檢測者配置指標而進行測定，通常也可獲得相同之比較結果。

另外，肋骨及胸骨上之點，肋骨與腋窩線之交點，肋骨與鎖骨中線之交點，任一者相同地可視性佳同時易於觸診且即使身體變形也可很清楚。因此，基於此等之位置，交點，重現性佳且可獲得所期望之分割線。

因此，若藉由本發明的話，可簡便且有效來設定欲評估或比較之區域，讓每區域之測定，觀察，比較變為較容易。尤其係利用在體表面上之標誌位置(標記)配置指標，以測定之圖像上之任何位置且可明確地顯示出是否要分割且可分割重現性較高之區域。藉此，上述相同地，可進行各區域之測定，觀察，比較或於相同區域之時間比較。

藉由使用本發明之呼吸運動測定裝置，由於可獲得依據於分割之各區域的呼吸運動信號，所以較適合分割被檢測者之測定區域來測定，評價，比 較各分割區域之呼吸運動。

從此等之分割區域之中，利用清楚地特定任意區域之呼吸運動且加以顯示，比較，即可明確地進行特定部位或區域之呼吸運動之比較，評價。因此，對呼吸系統病患之診斷或康復效果之評價上，期待可提供更有用之資料。

1‧‧‧前胸骨

2、0‧‧‧左右喙突~左右肩峰之任意點

3、5‧‧‧左右第四根肋骨與腋窩線之交點

4‧‧‧第四肋骨的高度之胸骨上之點

6、8‧‧‧左右肋骨下方與腋窩線之交點

7‧‧‧劍突

9‧‧‧肚臍部

10、12‧‧‧左右前腸骨棘之位置

11‧‧‧左右前腸骨棘之中點

13、14‧‧‧左右第四根肋骨與鎖骨中線之交點

15、16‧‧‧左右第五根肋骨與腋窩線之交點

17、18‧‧‧左右第六根肋骨與鎖骨中線之交點

19、20‧‧‧左右第八根肋骨與腋窩線之交點

21、22‧‧‧左右第十根肋骨與鎖骨中線之交點

31‧‧‧被檢測者

32‧‧‧體表面

33‧‧‧床

34‧‧‧投光器

35‧‧‧照相機

36‧‧‧PC

37‧‧‧PC之畫面

51‧‧‧標誌位置檢測器

52‧‧‧區域分割器

53‧‧‧區域資訊附加器

54‧‧‧亮點資訊處理裝置

55‧‧‧結果輸出資訊

第1圖為表示被檢測者之體表面上之標誌位置範例之示意圖。

第2圖為表示以直線連結被檢測者之體表面上之圖像來決定分割區域之範例平面圖。

第3圖為表示本發明之呼吸運動測定裝置之一較佳實施例之整體構造之示意圖。

第4圖為表示本發明之一較佳實施例之照相機的輸出圖像圖。

第5圖為表示本發明之呼吸運動測定裝置之一較佳實施例之方塊圖。

第6圖為表示本發明之一較佳實施例中之各分割區域之呼吸運動信號之輸出波形之時序圖。

第7圖為說明本發明之一較佳實施例之呼吸運動測定動作之流程圖。

第8圖為表示相較圖2範例，其他之被檢測者之體表面上之分割區域之範例平面圖。

第9圖為表示相較圖1範例，大多設有標誌位置及分割區域之其他範例平面圖。

以下，茲參考圖面說明本發明之實施形態。

首先，第3圖為表示本發明之呼吸運動測定裝置之一較佳實施例之整體構造之示意圖。第3圖係適用本發明之呼吸運動測定裝置整體示意圖。被檢測者31係將體表面32向上且橫躺在床33上。於被檢測者31上設置有投光器34及照相機35，其中投光器34係於體表面32照射強度分佈不同之光束(light flux)的光源，照相機35係一可檢測出來自該體表面之反射光之拍攝裝置。此光束(light flux)譬如係於2維陣列狀具有複數個強度尖峰(peak)之光量分佈且於該體表面32上形成複數個亮點。照相機35之輸出為一設置於附近之資訊處理裝置，譬如以PC(個人電腦)36來進行信號處理，處理結果將顯示於PC36之顯示部之畫面上。37為顯示之畫面範例，顯示出複數個亮點之圖像。

第1圖係作為標誌位置(標記)之指標(標誌)，譬如反射體或標記之配置位置及區域分割示意圖。該標誌位置(標記)，譬如包含有前胸骨1，左右喙突(coracoid)0、2，第四肋骨的高度之胸骨上之點4，左右腋窩(axilla)3、5，劍突(xiphoid process)7、左右肋骨下方與鎖骨中線(midclavicular line)之交點6、8，肚臍部9，左右前腸骨棘之中點11及左右前腸骨棘之位置10、12。讓拍攝裝置於可受光之波長領域中，使用反射率與該體表面不同者來作為指標。若使用反射體或標記作為指標時，係將既定大小之反射體或標 記貼付於體表面之標誌位置(標記)。又，讓拍攝裝置於可受光之波長領域中，將由反射率(或吸收率)與體表面不同之材料所構成的塗料且以既定大小塗佈於體表面之標誌位置(標記)上來作為指標也可。

於此，譬如，如第2圖所示，形成藉由連結標誌位置0-1-4-3之各線段所區分之區域a，藉由連結標誌位置2-1-4-5之各線段所區分之區域b，藉由連結標誌位置3-4-7-6之各線段所區分之區域c，藉由連結標誌位置8-7-9-11-12之各線段所區分之區域e，藉由連結標誌位置8-7-9-11-12之各線段所區分之區域f。藉此，如第6圖所示，於各區域可獲得呼吸運動信號。

又，連結標誌位置7-6之線段，連結標誌位置7-8之線段，連結標誌位置11-10之線段，連結標誌位置11-12之線段等，從體表內側(左右中心線側)往外側連結之線段，係往適當體表之外側延長且可往體表側方向擴張體表上之區域。

第5圖為此用本發明之呼吸運動測定裝置之方塊圖。來自往被檢測者31之體表面32所照射之光的投光器34的光束係具有預先制定之強度圖案，且於本實施例上，於體表面上產生二維之亮點排列(矩陣)。以拍攝裝置之照相機35來檢測來自該體表面之反射光。

此時，以照相機35用來取得指標圖像之照明光，雖可為類似照明室內整體之光，但於本實施例上，從體表面看過去係將其他光源38放置接近該拍 攝裝置方向且靠近照相機35。也就是說，如第3圖所示，光源38係配置鄰接於照相機35。又，也能夠以複數個光源構成光源38且於照相機35之前端部周圍將此等複數個光源配置成環狀或甜甜圈狀。這種之其他光源38，於白熾燈或放電燈，螢光燈，LED燈泡等中，讓照相機35實質包含有感度之波長區域。譬如若使用表面具有回歸反射功能之做記號者來作為指標，即使以較小之照明光量也可從做記號者往照相機35方向反射較多之光線，讓與做記號者以外部位之對比變大。因此，與該做記號者皆不會阻礙到其他光源38之照明，從體表其他部分可清楚地區別且具有檢測出亮點排列之效果。

來自照相機35之輸出信號係被導入到標誌位置檢測器51及區域資訊附加器53。於此，照相機35之拍攝元件，譬如從可見光往近紅外之波長區域具有感度，但為了盡量不讓不需要之光線進入，將不會通過亮點陣列之波長以外之周邊波長的帶通濾波器設置於比拍攝元件較接近物體(被檢測者)側。藉此，讓該照相機35實質具有感度之波長區域，於該照相機35之視角中，成為一通過帶通濾波器之波長區域。於本實施例上，係以讓被檢測者不覺得刺眼或減少太陽光之影響為目的且採用近紅外之波長區域。

第4圖為表示來自照相機35之輸出信號之範例，顯示照相機之輸出畫面之畫面照片。於此畫面上，較大白色圓形係配置於標識位置(標記)之做記號者的圖像，較小之白色圓形係亮點圖像。

於標誌位置檢測器51上，係將來自照相機35之輸出信號如同亮點檢測般， 進行灰階化(gray sacling)，平滑化，再從原本圖像減去所得之平滑化圖像，之後進行2進制化。接著，進一步對已2進位化之圖像進行譬如3次收縮處理(erosion)或3次膨脹處理(dilation)，僅去除亮點而保留標識位置(標記)之圖像。

於標誌位置檢測器51上，接著，對所得之標識位置(標記)之圖像進行輪廓擷取，橢圓擬合，從被檢測出之橢圓圖像之中，讓長軸、短軸譬如將具有9畫素以上之中心位置或重心位置以最終的標識位置(標記)作為輸出。

來自標誌位置檢測器51之輸出信號將被導入區域分割器52，於此，係以事先制定之順序或被檢測出之標識位置(標記)上之做記號者圖像之大小，形狀等分類之方法，分割成複數個區域來決定區域分割線。另外，標誌位置檢測器51之輸出信號係被傳送到區域資訊附加器53。

於區域資訊附加器53上，係使用來自區域分割器52之資訊將從照相機35送來之亮點資訊分類到每個區域。具體來說，於每個亮點將判定此亮點係屬於哪個區域且附上一區域固有之識別資訊(ID)。也就是說，對所有亮點將調查亮點與各區域輪廓線之關係，若於某區域內側的話，則附上其區域之固有ID。

區域資訊附加器53之輸出信號係被傳送到亮點資訊處理裝置54。於亮點資訊處理裝置54上，計算各亮點之移動量且合計包含於各區域之所有亮點之 移動量，再決定各區域之每個呼吸量。

各區域之呼吸量係以結果輸出裝置55輸出在譬如PC36畫面上。第6圖係表示如此所得之各分割區域a~f每個呼吸運動信號波形41~46範例圖表。於第6圖之縱軸為各呼吸運動數值，也就是說呼吸量而縱軸為表示經過的時間。又，於各波形41~46中之橫線為表示平均基準位。另外，S為表示波形41之最新振幅。於此之所謂呼吸量，係指藉由呼吸運動所產生每個區域之體表面之呼吸運動方向的平均變化或將區域面積乘上此之體積變化。又，如前述所言，所謂移位也可為從某一時間點的位置或一定時間之時間平均所求出之基準位置的移位，也可為運動中之一定時間各間隔之移位。

於上述實施例上，雖然係以各各硬體來說明標誌位置檢測器51，區域分割器52，區域資訊附加器53，亮點資訊處理裝置54及結果輸出裝置55，但此等功能也能夠於PC36上以欲動作之軟體來實現。

第7圖係表示將各部分51~55功能以軟體實現時之流程圖例子。首先，從照相機35取得拍攝圖像(步驟S1)，然後將此灰階化(步驟S2)，平滑化(步驟S2)，接著從原本之圖像減去(原本圖像一平滑化圖像)所得之平滑化圖像(步驟S4)，最後再進行2進位化(步驟S5)。再者，針對已2進位化之圖像，譬如進行3次收縮處理或3次膨脹處理(步驟S6，S7)，擷取標識位置(標記)之圖像輪廓(步驟S8)。之後，對被擷取之輪廓進行橢圓擬合(步驟S9)且輸出標識位置(標記)之圖像(步驟S10)。其次，依據標識位置(標記) 之圖像來決定區域分割線(步驟S11)，對從照相機35所取得之各亮點圖像分配對應之區域的ID(步驟S12)。之後，計算各亮點之移動量(步驟S13)且合計包含在各區域之所有亮點的移動量，決定各區域之每個呼吸量，產生各區域每個呼吸運動波形(呼吸量圖表)(步驟S14)。又，灰階化(步驟S2)，若於步驟S1所得之圖像信號為原本灰階信號時，則就不要。另外，雖預先於各亮點分配有區域ID，但也可不進行ID分配且於各區域搜尋包含於此之亮點，計算其之移動量，於區域內合計此等來決定每個區域之呼吸量。

另外，於上述實施例上，雖然讓來自投光器34之光束產生亮點陣列，但若為事先決定的強度圖案的話，也可採用其他圖案來取代亮點陣列。譬如，對著照相機35傾斜照射具有隨機的圖案或局部地不同其他位置部分之圖案的光束，讓照相機拍攝其之反射光且檢測出部分圖案之位置。也就是說，若其之部分圖案之圖像為不同其他部分之圖案的話，則可特定其部分圖案之位置。與亮點圖像相同之來處理此部分圖案之圖像，即可檢測出部分圖案之位置高度或相當於高度變化之量，於該區域內來合計此等且可計算出各區域之呼吸量。譬如，此類技術茲可參考美國專利公開第2009/0059241號文獻。

或者，於來自投光器34之光束本體，也可不具有類似亮點陣列之特定的強度分佈圖案，讓於拍攝元件之各畫素持有依據光之飛行時間量測所產生距離檢測功能。也就是說，藉由量測從照明光發光開始至拍攝元件接受到其反射光為止的時間，且依據光之進行速度，即可檢測出光所傳送之距離 (也就是說到對像物之距離的2倍)。此種情況下，也可檢測出各個體表面上之位置高度或相當於高度變化之量，即使於該區域內合計此等，也可計算出各區域之呼吸量。類似此等技術譬如茲可參考“Larry Li，Time-of-Flight Camera-An Intoduction”、Texas Instruments，Technical White Paper，SLOA1908、January 2014“文獻。

第8圖為表示於具有身體變形的被檢測者，適用藉由標識位置(標記)所形成之區域分割例子。第8圖為表示與先前之實施例，於其他的被檢測者之分割區域的平面圖。如此地，即使身體變形也可明確地分割區域。

表格1為表示健康者5名，中風患者3名，肌肉營養不良症三名，腦性麻痺患者2名合計13名，測定呼吸運動波形情況之各區域的組內相關係數(intraclass correlation coefficients)之平均值(？)。也就是說，各區域1~6為表示從單次之呼吸運動波形測定開始測定其振幅，求出針對此等之該類內相關係數的結果ICC(1，1)及從10次之呼吸運動波形測定開始測定其振幅，求出針對此等之平均值之組內相關係數的結果ICC(1，10)。

尤其係肌肉營養不良症(muscular dystrophy)病患或腦性麻痺(cerebral palsy)患者可認定為身體之變形。針對10次之平均值的組內相關係數ICC(1，10)係表示任何區域皆為0.9以上且重現性佳。此表示並非僅僅係本發明之呼吸運動測定與被檢測者單獨之比較，也可利用於複數個之被檢測者間之比較測定。

表格2為表示於不同日子讓相同檢測者各進行1次相同患者(被檢測者)之測定，針對其中5分鐘之呼吸運動振幅進行Bland-Altman分析的結果。

於此，從資料A至資料D

資料A：測定值差平均值為95%信賴區間(95% confidence interval)

資料B：平均與差之相關係數(r)

資料C：以無相關檢定(correlation hypothesis testing)之t值

資料D：自由度n-2，以有意水準(significant level)5%之t值

於表格2所示之測定結果上，測定值差平均為95%信賴區間於任一區域均橫跨0。也就是說，幾個測定值之差係以0為中心且均等分佈，測定值差平均位於0附近，所以確認不認定為有意的加法誤差。另外，從相關分析(correlation analysis)來看也表示於各區域不認為有意之比例誤差。

如以上所述，使用本發明之呼吸運動測定裝置，可確認包含具有各式各樣疾病之患者，重現性佳來分割區域且可測定呼吸運動。

又，於此使用之呼吸運動測定原理，如第3圖所示，藉由二維之繞射光柵將紅外線光束分為配列成二維之多數光束且從FG投光器34往被檢測者肢體表面32照射。藉此，利用影像照相機35拍攝產生於對像區域中之多數亮點，從各亮點之移動檢測出被檢測者之移動。尤其係使用光纖光柵(FG)作為繞射光柵來進行測定時，又稱之為FG呼吸監視器(FG respiration monitor)(譬如茲參考特開2002-175582(對應美國專利第7431700號))。又，符號37為表示所得之亮點之圖像例子。

當使用此測定原理之情況下，其中有關包含於欲檢測之區域的亮點，係藉由合計(平均)移動即可檢測出其區域之平均移動。若合計身體上之移 動之整體區域的話，可檢測出整體之平均移動，若以分割之區域內來進行合計的話，則可檢測出其區域之移動。

於以上之實施例上，係於體表面上形成6個區域且檢測出各區域之呼吸運動。此為其中一例，胸部與腹部或是右半身與左半身等，劃分為更少區域可檢測出各區域之呼吸運動。另外，將體表面分割成更細之區域也可進行各區域之測定。

另外，譬如，若產生讓加上本實施例之區域a，c，e之移動量的信號及加上區域b，d，f之移動量的信號的話，則可比較身體左側及右側之呼吸運動。

相同之，若產生讓加上區域a，b，c，d之移動量的信號及加上區域e，f之移動量的信號的話，則可比較身體胸側及腹側之呼吸運動。如此一來，可組合任意部位來加以比較，且可掌控身體中各部位中之呼吸運動的狀況。

又，要作為前述之左側及右側之呼吸運動之比較或者胸側及腹側之呼吸運動之比較等，概括各區域彼此間或幾個區域之區域彼此間的比較，可為移動之振幅(呼吸量)之比較或週期性呼吸運動之相位(時序)之比較。藉此，讓移動之較差部位或有無阻塞(obstruction)等變為明確，能夠將呼吸康復(pulmonary rehabilitation)中之各區域之移動方法之目標進行數值設定。

於觀察圖像上，若連結各標記且劃出(指定)分割線的話，也可藉由連結觀察圖像上之各標記的線或以滑鼠等之指向裝置於圖像上描繪出延長線，或是以滑鼠等指向相互連結之標記的附近而指定分割線。

其他之實施例，事先以指向裝置依序指向各標記之附近，決定是否要連結按任意順序所指向之標記彼此間之對應，譬如藉由事先記憶到PC36內之記憶體，也可自動完成區域之邊界線。

另外，於各標記之每個指標中，也可藉由固有其反射率或拍攝固有圖案，於觀察圖像上能夠特定各標記。此種情況下，如同上述，也可藉由事先決定是否要連結哪些標記彼此間之對應而自動地完成區域之邊界線。再者，如前述所言，能夠指向各各之標記或於觀察圖像上特定各各之標記，即使無法事先辨識出各各標記之位置關係，也可利用最大似然法(maximurn likelihood method)，最小平方法(least squares method)，遺傳演算法(genetiv algorithm)，神經網絡等推論或用於估算之計算技術等，自動地產生各標記之連結。

於第1圖所示之實施例中，雖以各設定左右喙突之位置作為標記0，2，但並無限於此。也就是說，也可各指定從左右喙突位置至左右肩峰(acromion)之間較易了解的位置，譬如將「左右肩峰」或「左右喙突及肩峰之中間點」作為標記0，2。

另外，雖設定左右腋窩位置來作為標記3，5，但也可設定為左右第二根肋骨~第十根肋骨之任一者及腋窩線的交點，譬如「左右第三根肋骨與腋窩線之交點」。

再者，雖設定第四肋骨的高度之胸骨上之位置作為標記4，但也可指定為第一根肋骨~第七根肋骨之任一者高度之胸骨上的位置，譬如「第三根肋骨高度之胸骨上位置」。

雖設定左右肋骨下方與鎖骨中線之交點位置作為標記6，8，但也可於肋骨下方範圍內指定任意位置。

如第9圖所示，該標誌位置(標記)包含有：前胸骨1，左右喙突~左右肩峰之任意點0、2，第四肋骨的高度之胸骨上之點4，左右第四根肋骨與鎖骨中線之交點13、14，左右第四根肋骨與腋窩線之交點3、5，劍突7，左右第五根肋骨與腋窩線之交點15、16，左右第六根肋骨與鎖骨中線之交點17、18，左右第八根肋骨與腋窩線之交點19、20，左右第十根肋骨與鎖骨中線之交點21、22，左右肋骨下方與腋窩線之交點6、8，肚臍部9，左右前腸骨棘之中點11及左右前腸骨棘之位置10、12。利用如此地劃分，可檢測出對應到肺部之上葉(superior lobe of lung)，中葉(median lobe)及下葉(inferior lobe)之部分與對應到橫隔膜(diaphragm)之運動的部分移動，且由於可以結合到各功能加以評價，所以特別適用。

上述記載雖係以實施例來作成，但本發明並不限於此且對該業來說只要於本發明之精神及申請專利範圍之範圍內皆可進行各種變更及修正。

【產業上之可利用性】

若藉由本發明的話，能於已決定之各區域中區分出於習知技術上較難以量測的呼吸運動且加以測定、評價。可高精確度進行被檢測者之區域相互比較或者相同被檢測者之相同區域之時間比較。另外，即使不同之檢測者配置指標進行測定，通常也可獲得相同結果，所以不僅呼吸量之測定用途且也可促進類似定量掌握被檢測者之康復效果之習知技術無法完成之新領域上之利用。

Claims (10)

1. 一種呼吸運動測定裝置，係從光源將光束照射到體表面上且藉由來自該體表面之反射光，檢測出於該體表面之複數個各位置中隨時間推移之高度變化，取得對應到呼吸運動之呼吸運動信號，其特徵係具備有：拍攝裝置，拍攝該體表面且輸出該體表面之觀察圖像；指標，被配置於設定在該體表面上之標識位置之複數個之各標記(Merkmal)上，且於該拍攝裝置在可受光之波長領域中，讓反射率與該體表面不同；區域分割部，從該拍攝裝置所輸出之該觀察圖像上，依據通過該各指標之成像之分割線，將該體表面分割成複數個區域；以及處理部，依據從該拍攝裝置所輸出之觀察圖像，取得被分割之各區域之呼吸運動信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之呼吸運動測定裝置，其中該光源，讓強度分佈不同之光束照射到該體表面上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之呼吸運動測定裝置，其中該標記包含有至少胸骨上的點、肚臍部附近之點及左右前腸骨棘之中點附近點之3個點。
4. 如申請專利範圍第2項所述之呼吸運動測定裝置，其中該標記包含有前胸骨或胸骨上之肋骨位置、肋骨與腋窩線之交點及肋骨與鎖骨中線之交點之中之至少1點。
5. 如申請專利範圍第2至4之任一項所述之呼吸運動測定裝置，其中該各區域之呼吸運動信號，可於該各區域藉由將對應到體表面上之複數個位置之高度變化之變化量進行平均化來取得。
6. 如申請專利範圍第2至5之任一項所述之呼吸運動測定裝置，其中於被分割 成該複數個之各區域中，可合併特定區域或以少於已分割數之各區域來取得該呼吸運動信號。
7. 如申請專利範圍第2至6之任一項所述之呼吸運動測定裝置，其中該各指標係於表面上配置有回歸反射(retroreflection)元件，且從體表面看過去，往靠近該拍攝裝置方向設置有讓該拍攝裝置實質含有感度的波長區域之其他光源。
8. 如申請專利範圍第2項所述之呼吸運動測定裝置，其中該處理部係藉由來自該體表面之反射光，檢測出於該體表面之複數的各位置中隨時間推移之高度變化，且依據該檢測結果取得該被分割之各區域的呼吸運動信號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之呼吸運動測定裝置，其中該處理部係針對該體表面之複數位置之各圖像，附上一該位置圖像所屬之固有的識別資訊，且依據此計算出該被分割之各區域內之各位置圖像之移動量，合計被包含於各區域內之所有位置圖像的移動量，決定各區域各呼吸量。
10. 如申請專利範圍第2項所述之呼吸運動測定裝置，其中進一步具備有可顯示出來自該處理部之各區域的呼吸運動信號之顯示部。