CN101617938A - 一种穴位温度检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种穴位温度检测装置，包括，一个基准图像成像单元，用于对一个标记了穴位点的身体区域成像，形成该区域中所述被标记的穴位点的基准图像；一个红外热像成像单元，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射，根据接收到的所述红外辐射的能量形成代表该区域中身体表面各点的温度值的红外热像；一个图像处理单元，用于确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置，根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。本发明还提供了一种穴位温度检测方法。本发明的装置和方法利用了红外热成像原理，可以用非接触的方式迅速、准确地检测穴位温度。
Description
技术领域
本发明涉及医学检测技术，特别涉及一种快速、非接触式的穴位温度检测装置和方法。
背景技术
在中国传统的中医经络理论中认为，经络的作用主要是沟通表里内外，通行营卫气血，而穴位就是经络上的功能点，身体各部分的疾病可以由经络上的的穴位点反应出来。
在现代医学中，经络和穴位的神经生理学基础进一步得到了证实，并在现代医学检测和疾病诊断中发挥着越来越多的作用。现代医学研究证实，身体穴位上的温度、电阻、电位等物理信息参数可能反映了这些穴位所连接的脏腑器官和机体组织的生理或病理状态，因而可以通过检测穴位上的这些物理信息参数来为疾病诊断提供参考依据。
在现有的穴位温度的检测手段中，一般多使用接触式温度传感器这样的温度检测元件。这种温度传感器需要与被探测物体接触，并通过热量交换和传递原理来获取被测物体的温度信息。这种检测手段所需的检测时间一般较长，并且有些检测精度较低。同时，由于在检测时温度传感器需要与被测物体相接触，温度传感器的元件本身易于受到被测物体的温度的影响，从而会使温度测量的正确度和准确度受到影响。
然而，穴位点和非穴位点上的温度差异一般仅有0.1℃，并且被测者的身体表面温度会受到被测者的情绪状态、外界环境、外界温度等因素的影响。由于温度传感器在检测温度时所需的检测时间较长，同时检测的精度较低，并且检测的精度较不稳定，则在现有的穴位温度的检测方式下，检测穴位温度所需的时间较长，并且穴位温度的检测结果可能并不能反映穴位点上的细小温度差异。在这种情况下，穴位温度的检测结果就不能够为疾病诊断提供及时、准确的参考依据。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种穴位温度检测装置和方法，可以用非接触的方式迅速、准确地检测穴位温度。
针对本发明的上述目的，本发明提供的技术方案为：一种穴位温度检测装置，包括：
一个基准图像成像单元，用于对一个标记了穴位点的身体区域成像，形成该区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
一个红外热像成像单元，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射，根据接收到的所述红外辐射的能量形成代表该区域中身体表面各点的温度值的红外热像；其中，所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相匹配；
一个图像处理单元，用于确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置，根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，
所述基准图像成像单元为一个可见光光学成像单元。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，所述基准图像成像单元中包括：
一个光电探测模块，用于接收来自所述区域中身体表面各点的可见光信号并将所述可见光信号转换为电信号；
一个基准图像生成模块，用于根据所述光电探测模块输出的电信号生成所述基准图像。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，所述基准图像成像单元中还包括：
一个光源模块，用于对所述区域进行光照。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，所述红外热像成像单元中包括：
一个红外辐射能量转换模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将所述红外辐射转换为电信号；
一个红外热像生成模块，用于根据所述红外辐射能量转换模块输出的电信号生成所述红外热像。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，所述红外热像成像单元中包括：
一个热电探测模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将由所述红外辐射产生的热量转换为电信号；
一个红外热像生成模块，用于根据所述热电探测模块输出的电信号生成所述红外热像。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，
所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相同。
根据本发明的穴位温度检测装置，其中，所述图像处理单元中包括：
一个图像分割模块，用于对所述基准图像进行分割，以将所述基准图像中的所述被标记的穴位点与其它像素点区分开来；
一个穴位点定位模块，用于在所述经分割后的基准图像中确定所述被标记的穴位点的位置，并根据所述被标记的穴位点在所述经分割后的基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
一个温度值获取单元，用于从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
一种穴位温度检测方法，包括步骤如下：
对一个身体区域中的穴位点进行标记；
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像，其中，所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相匹配；
确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置；
根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
根据本发明的穴位温度检测方法，其中，
在获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤中，通过可见光成像方式获取所述基准图像。
根据本发明的穴位温度检测方法，其中，
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤和获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像的步骤同时进行。
根据本发明的穴位温度检测方法，其中，
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤和获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像的步骤先后进行。
根据本发明的穴位温度检测方法，其中，
在对一个身体区域中的穴位点进行标记的步骤中，对所述区域中的多个穴位点进行标记。
本发明的穴位温度检测装置和方法利用了红外热成像原理，可以用非接触的方式对一个身体区域中需要检测温度值的多个穴位点进行快速检测。而且，由于红外热成像能够反映出小于0.1℃的温差，因此本发明的穴位温度检测装置和方法可以具有非常高的温度检测灵敏度和精确度。
附图说明
以下将结合附图并通过具体实施例对本发明的目的及特征进行详细说明，这些实施例是说明性的，不具有限制性。其中，
图1是本发明的穴位温度检测装置的结构示意图；
图2是一个根据本发明的穴位温度检测装置的优选实施例；
图3是图2所示实施例中基准图像成像单元的一种结构示意图；
图4是图2所示实施例中红外热像成像单元的一种结构示意图；
图5是图2所示实施例中红外热像成像单元的另一种结构示意图；
图6是图2所示实施例中图像处理单元的一种结构示意图；
图7是红外图像与经分割后的基准图像的图像融合过程示意图；
图8是根据本发明的穴位温度检测方法的优选实施过程流程图；
图9是根据本发明的穴位温度检测方法的另一个具体实施过程流程图。
具体实施方式
在本发明的穴位温度检测装置中包括一个基准图像成像单元、一个红外热像成像单元以及一个图像处理单元。其中，所述基准图像成像单元用于对一个标记了穴位点的身体区域成像，形成该区域中所述被标记的穴位点的基准图像；所述红外热像成像单元，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射，根据接收到的所述红外辐射的能量形成代表该区域中身体表面各点的温度值的红外热像；所述图像处理单元，用于确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置，根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。图1中示出了本发明的穴位温度检测装置的结构示意图。由于所述图像处理单元需要根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置来确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，因而所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围应与所述基准图像成像单元的成像视野相匹配，这样才使得所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置可以被作为确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置的位置基准。
利用红外热成像原理，本发明的穴位温度检测装置通过所述红外热像成像单元可以用非接触的方式实现对所述区域中身体表面各点温度的快速检测。而且，由于红外热成像能够反映出小于0.1℃的温差，因此所述红外热像成像单元可以具有非常高的温度检测灵敏度和精确度。
本发明的穴位温度检测装置中采用了所述基准图像成像单元来形成所述被标记的穴位点的基准图像，并且通过在所述穴位点上的标记，本发明的穴位温度检测装置可以通过所述图像处理单元来自动确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置，并根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置来进而确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，这样，本发明的穴位温度探测装置就可以通过所述图像处理单元来从所述红外热像成像单元形成的红外热像中自动获取所述被标记的穴位点上的温度值，从而实现穴位温度的检测。
图2中示出了一个根据本发明的穴位温度检测装置的优选实施例，其中，所述基准图像成像单元为一个可见光光学成像单元。由于数码成像技术的迅速发展和广泛普及，数码成像器件的器件成本和成像分辨率已经可以达到较为令人满意的程度。因此，在本实施例中，优选使用一个数码成像单元，即可见光光学成像单元作为所述基准图像成像单元。
在所述可见光光学成像单元中，如图3中的结构示意图所示，通常包括一个光电探测模块，用于接收来自所述区域中身体表面各点的可见光信号并将所述可见光信号转换为电信号；以及一个基准图像生成模块，用于根据所述光电探测模块输出的电信号生成所述基准图像。所述光电探测模块例如为电荷耦合装置(CCD)或CMOS传感器，其能够接收可见光波长范围内的光信号，并将接收到的光信号转换为电信号。所述基准图像生成模块对所述电信号进行采样和A/D转换后，经过数字信号处理生成所述基准图像。
在图3所示的可见光光学成像单元中，可选的，还可以包括一个光源模块(图3中未示出)，如闪光灯，用于在自然光照不足或是在需要的情况下对所述区域进行光照，以使所述基准图像生成模块生成的基准图像可以具有需要的清晰度。
在本实施例中，如图4所示，所述红外热像成像单元中可以包括一个红外辐射能量转换模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将所述红外辐射转换为电信号；以及一个红外热像生成模块，用于根据所述红外辐射能量转换模块输出的电信号生成所述红外热像。其中，所述红外辐射能量转换模块可以是电荷耦合装置(CCD)或CMOS传感器。也就是说，与所述基准图像成像单元类似，所述红外热像成像单元也可以是一个光学成像单元。但不同的是，所述红外辐射能量转换模块在进行光电转换时所接收的是中、远红外波长范围内的红外辐射，该红外辐射的能量与所述区域中身体表面各点的温度相关。这样，通过所述红外热像生成模块对所述红外辐射能量转换模块输出的电信号进行采样和A/D转换，并经过数字信号处理就可以生成代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像。
作为图4所示红外热像成像单元的一种替代结构，在本实施例中，如图5所示，所述红外热像成像单元中也可以包括一个热电探测模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将由所述红外辐射产生的热量转换为电信号；以及一个红外热像生成模块，用于根据所述热电探测模块输出的电信号生成所述红外热像。所述热电探测模块例如可以由热敏元件构成，其可以将所接收到的红外辐射能量转换为热量，所述热量将引起元件本身的物理参数的变化，这种物理参数的变化进而被转换为电信号。所述电信号经过所述红外热像生成模块的处理便可形成代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像。
在本实施例中，如图6所示，所述图像处理单元中可以包括一个图像分割模块，用于对所述基准图像进行图像分割，以将所述基准图像中的所述被标记的穴位点与其它像素点区分开来；一个穴位点定位模块，用于在所述经分割后的基准图像中确定所述被标记的穴位点的位置，并根据所述被标记的穴位点在所述经分割后的基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；以及一个温度值获取单元，用于从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。所述图像分割模块在对所述基准图像进行分割时，可以使用现有的图像分割算法基于所述基准图像中所述被标记的穴位点的图像特征来将所述被标记的穴位点与其它像素点区分开来，所述图像分割算法例如可以是基于区域的分割算法或基于边缘提取的分割算法。在所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相匹配的情况下，所述穴位点定位模块可以根据所述红外辐射接收范围与所述成像视野之间的关系，利用现有的图像融合算法将所述经分割后的基准图像与所述红外热像合成一幅新的图像，这样，在确定了所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置后，就可以根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，所述图像融合算法例如可以是基于像素域的融合算法，所述图像融合过程的示意图如图7所示。最后，在确定了所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置后，所述温度值获取单元就可以从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
在所述基准图像成像单元为可见光光学成像单元的情况下，可以使所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相同。这样，所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置就与所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置相同。此时，所述图像处理单元中的穴位点定位模块便可以直接根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置来确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置。
除所述基准图像成像单元为一个可见光光学成像单元的情况以外，根据本发明的穴位温度检测装置在具体实施当中也可以采用其它适用的成像技术来形成所述基准图像，并根据具体所采用的成像技术使所述基准图像成像单元的成像视野与所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围相匹配。
基于同样的发明构思，在本发明的穴位温度检测方法中，包括以下步骤：
对一个身体区域中的穴位点进行标记；
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像，其中，所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相匹配；
确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置；
根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
相应于上述实施例，在一个根据本发明的穴位温度检测方法的优选实施过程中，在获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤中，通过可见光成像方式获取所述基准图像。图8中显示了本优选实施过程的流程图，其中，包括步骤如下：
S801、对一个身体区域中的穴位点进行标记；
S802、获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像；获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像；其中，所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相同；
S803、确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置；
S804、根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
S805、从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
在步骤S801中，首先对一个身体区域中需要检测温度的穴位点进行标记，例如可以用皮肤标记用笔对所述区域中的多个穴位点进行标记，以便在后续步骤中同时检测所述多个穴位点上的温度值。
在步骤S802中，同时获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像，以及代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像。例如，可以分别通过上述实施例中的所述基准图像成像单元和所述红外热像成像单元来获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像，以及代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像，所述基准图像成像单元和所述红外热像成像单元的成像操作同时进行。这样，本实施过程中检测穴位温度所需的时间就可以最短。
步骤S803至S805例如可以通过上述实施例中的所述图像处理单元执行，具体的操作可以参见上述实施例中相应内容的描述。由于在步骤S802中，所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相同，因而所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置就与所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置相同。这样，在步骤S804中，所述图像处理单元便可以直接根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置来确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置。
除了上述优选实施过程以外，在获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤中，还可以根据具体实施的环境采用其它适用的成像技术来获取所述基准图像，图9中显示了根据本发明的穴位温度检测方法的另一个具体实施过程流程图，其中，包括步骤如下：
S901、对一个身体区域中的穴位点进行标记；
S902、获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
S903、获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像，其中，所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相匹配；
S904、确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置；
S905、根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
S906、从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
在步骤S901中，可以根据所采用的具体成像技术选取适当的标记方法对一个身体区域中需要进行温度检测的穴位点进行标记。
在步骤S902与S903中，获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的操作与获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像的操作先后进行，这样可以避免在获取所述基准图像的操作中因所采用的具体成像技术而对所述红外热像的获取造成干扰。
在所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相匹配的情况下，通过步骤S904至S906，便可以根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置来确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，并进而获得所述被标记的穴位点的温度值，完成穴位温度的检测过程。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1、一种穴位温度检测装置，包括：
一个基准图像成像单元，用于对一个标记了穴位点的身体区域成像，形成该区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
一个红外热像成像单元，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射，根据接收到的所述红外辐射的能量形成代表该区域中身体表面各点的温度值的红外热像；其中，所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相匹配；
一个图像处理单元，用于确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置，根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置，从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
2、根据权利要求1所述的穴位温度检测装置，其中，
所述基准图像成像单元为一个可见光光学成像单元。
3、根据权利要求2所述的穴位温度检测装置，其中，所述基准图像成像单元中包括：
一个光电探测模块，用于接收来自所述区域中身体表面各点的可见光信号并将所述可见光信号转换为电信号；
一个基准图像生成模块，用于根据所述光电探测模块输出的电信号生成所述基准图像。
4、根据权利要求3所述的穴位温度检测装置，其中，所述基准图像成像单元中还包括：
一个光源模块，用于对所述区域进行光照。
5、根据权利要求1所述的穴位温度检测装置，其中，所述红外热像成像单元中包括：
一个红外辐射能量转换模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将所述红外辐射转换为电信号；
一个红外热像生成模块，用于根据所述红外辐射能量转换模块输出的电信号生成所述红外热像。
6、根据权利要求1所述的穴位温度检测装置，其中，所述红外热像成像单元中包括：
一个热电探测模块，用于接收所述区域中身体表面各点的红外辐射并将由所述红外辐射产生的热量转换为电信号；
一个红外热像生成模块，用于根据所述热电探测模块输出的电信号生成所述红外热像。
7、根据权利要求2所述的穴位温度检测装置，其中，
所述红外热像成像单元的红外辐射接收范围与所述基准图像成像单元的成像视野相同。
8、根据权利要求1所述的穴位温度检测装置，其中，所述图像处理单元中包括：
一个图像分割模块，用于对所述基准图像进行分割，以将所述基准图像中的所述被标记的穴位点与其它像素点区分开来；
一个穴位点定位模块，用于在所述经分割后的基准图像中确定所述被标记的穴位点的位置，并根据所述被标记的穴位点在所述经分割后的基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
一个温度值获取单元，用于从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
9、一种穴位温度检测方法，包括步骤如下：
对一个身体区域中的穴位点进行标记；
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像；
获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像，其中，所述红外热像所反映的红外辐射接收范围与所述基准图像所反映的成像视野相匹配；
确定所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置；
根据所述被标记的穴位点在所述基准图像中的位置确定所述被标记的穴位点在所述红外热像中的位置；
从所述红外热像中获取所述被标记的穴位点的位置上的温度值。
10、根据权利要求9所述的穴位温度检测方法，其中，
在获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤中，通过可见光成像方式获取所述基准图像。
11、根据权利要求10所述的穴位温度检测方法，其中，
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤和获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像的步骤同时进行。
12、根据权利要求10所述的穴位温度检测方法，其中，
获取所述区域中所述被标记的穴位点的基准图像的步骤和获取代表所述区域中身体表面各点的温度值的红外热像的步骤先后进行。
13、根据权利要求9至12中任一所述的穴位温度检测方法，其中，
在对一个身体区域中的穴位点进行标记的步骤中，对所述区域中的多个穴位点进行标记。
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