CN113208639A - 人体肺活量实时估算*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人体肺活量实时估算***，包括：肺部采集机构，设置在体检人员的肺部位置，采用X光以到体检人员距离等于预设距离的扫描模式对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作，以获得对应的当前扫描画面；肺活量估算机构，用于基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量，所述数量均值与估算的体检人员的当前肺活量正相关，所述估算距离与估算的体检人员的当前肺活量正相关。通过本发明，能够采用同一个X光扫描检测仪器同时完成包括人体肺部结节、人体肺活量等各种肺部指标的重要参数的检测，使得体检人员不需要来回奔赴不同的场所和不同的设备，也不需要过多的工作人员，从而提升了体检设备的智能化水平。
Description
技术领域
本发明涉及体检设备领域，尤其涉及一种人体肺活量实时估算***。
背景技术
肺活量与人的呼吸密切相关。生理学研究表明：人体的各器官、***、组织、细胞每时每刻都在消耗氧，机体只有在氧供应充足的情况下才能正常工作。人体内部的氧供给全部靠肺的呼吸来获得，在呼吸过程中，肺不仅要摄入氧气，还要将体内代谢出的二氧化碳排出。我们可以这样认为：肺是机体气体交换的中转站，这个中转站的容积大小直接决定着每次呼吸气体交换的量，这是检测肺功能的最直观、也是最客观的指标。
肺活量检测数值低(与正常数值相比)，说明机体摄氧能力和排出废气的能力差，人体内部的氧供应就不充裕，机体的一些工作就不能正常。一旦机体需要大量消耗氧的情况(如长时间学习、工作、剧烈运动时)就会出现氧供应的严重不足，从而导致诸如头痛、头晕、胸闷、精神萎靡、注意力不集中、记忆力下降、失眠等不良反映，这不仅仅会影响了学习与工作，而且会给身体健康造成许多无法挽回的损失。
肺活量因性别和年龄而异，男性明显高于女性。在20岁前，肺活量随着年龄增长而逐渐增大，20岁后增加量就不明显了。成年男子的肺活量约3500～4000毫升，成年女子约2500～3000毫升。肺活量主要取决于胸腔壁的扩张与收缩的宽舒程度。肺活量随年龄的增长而下降，每10年下降9％～27％，但长期坚持体育锻炼的人，其肺活量仍能保持正常。
体育锻炼可以明显提高肺活量，譬如可以经常性的做一些扩胸、振臂等徒手操练习，坚持耐久跑、游泳、踢足球、打篮球、折返跑等，像中长跑运动员和游泳运动员的肺活量可达6000毫升以上。
当前，在进行常规体检或者定向体检中，人体肺活量的检测都需要专门的检测仪器来执行相应的参数的检测，同时，在对人体肺部结节等进行X光扫描时，又需要工作原理完全不同的检测仪器来实现，这样，体检人员需要来回奔赴不同的场所和不同的设备，工作人员也需要成倍增加。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种人体肺活量实时估算***，能够采用同一个X光扫描检测仪器同时完成包括人体肺部结节、人体肺活量等各种肺部指标的重要参数的检测，使得体检人员不需要来回奔赴不同的场所和不同的设备，也降低了体检的人工成本。
相比较现有技术，本发明至少具有以下两个重要发明点：
(1)对体检人员的左右两侧肺部占据的成像区域面积进行估算和均值处理以获得代表相应的肺部视觉参数的数量均值，对体检人员到扫描头的实时距离进行估算以获得估算距离，从而在对体检人员肺部结节检测的同时实现对体检人员肺活量的智能化解析；
(2)基于数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量，数量均值与估算的体检人员的当前肺活量正相关，以及估算距离与估算的体检人员的当前肺活量正相关。
根据本发明的一方面，提供了一种人体肺活量实时估算***，所述***包括：
肺部采集机构，设置在体检人员的肺部位置，采用X光以到体检人员距离等于预设距离的扫描模式对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作，以获得对应的当前扫描画面；
其中，所述肺部采集机构内置有红外传感器和X光采集头，所述红外传感器设置在所述X光采集头上，用于检测所述X光采集头到体检人员距离是否等于预设距离。
更具体地，在所述人体肺活量实时估算***中：
所述红外传感器用于在检测所述X光采集头到体检人员距离等于预设距离时，向所述X光采集头发出扫描启动指令以驱动所述X光采集头对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作。
更具体地，在所述人体肺活量实时估算***中，所述***还包括：
形状存储芯片，设置在所述肺部采集机构附近的仪表盒内，用于预先存储人体肺部的标准图案，所述人体肺部的标准图案的数量为一个以上；
首级操作设备，设置在所述仪表盒内，与所述肺部采集机构连接，用于对接收到的当前扫描画面执行双边滤波操作，以获得对应的首级操作画面；
次级操作设备，设置在所述首级操作设备所在的柔性电路板上，与所述首级操作设备连接，用于对接收到的首级操作画面执行图像信号增强操作，以获得对应的次级操作画面；
末级操作设备，设置在所述柔性电路板上，与所述次级操作设备连接，用于对接收到的次级操作画面中基于高通滤波的图像内容的锐化操作，以获得对应的末级操作画面；
信号解析机构，分别与所述形状存储芯片和所述末级操作设备连接，用于基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域；
参数提取机构，与所述信号解析机构连接，用于获取所述左侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第一数量，获取所述右侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第二数量，对所述第一数量和所述第二数量进行算术平均值计算以获得对应的数量均值；
距离解析机构，与所述肺部采集机构连接，用于将所述预设距离乘以预设倍数以获得X光以到体检人员的肺部的估算距离，其中，所述预设倍数的取值在1到1.1之间；
肺活量估算机构，分别与所述参数提取机构和所述距离解析机构连接，用于基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量；
其中，基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量包括：接收到的数量均值与估算的体检人员的当前肺活量正相关，以及接收到的估算距离与估算的体检人员的当前肺活量正相关；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域包括：对所述末级操作画面执行一分二的分割操作以获得左侧操作画面和右侧操作画面，所述左侧操作画面和所述右侧操作画面分别位于所述末级操作画面的左侧和右侧；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域还包括：基于人体肺部的标准图案在所述左侧操作画面中识别左侧肺部区域，基于人体肺部的标准图案在所述右侧操作画面中识别右侧肺部区域。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的人体肺活量实时估算***的肺部采集机构的外形结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的人体肺活量实时估算***的实施方案进行详细说明。
肺活量(vital capacity，VC)是指一次尽力吸气后，再尽力呼出的气体总量。肺活量＝潮气量+补吸气量+补呼气量。潮气量指每次呼吸时吸入或呼出的气体量。补吸气量又叫吸气储备量，指平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量。补呼气量又叫呼气储备量，指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量。肺活量是一次呼吸的最大通气量，在一定意义上可反映呼吸机能的潜在能力。
氧气不能在体内贮存，人们必须一刻不停地吸进新鲜空气。所以，呼吸对健康影响很大。然而，大多数人只利用了自己肺活量的三分之一。在一些国民体质监测的结果中，40至69岁男性肺活量由3347.2毫升下降到2441.3毫升，女性由2362.3毫升下降到1761.6毫升，分别下降28％和26％。肺活量的降低使人到老年后发生多种影响肺部健康的疾患，如气管炎、哮喘、肺炎以及与肺部功能退化有关的肺栓塞、肺部纤维化、肺部肿瘤等。更为关键的是这些肺部疾患一旦与其他的疾病合并，死亡率非常高。所以要积极地进行呼吸运动，使肺部得到锻炼，使肺活量增加，充分利用肺活量，向血液提供更多的氧气，使精力更加充沛。
当前，在进行常规体检或者定向体检中，人体肺活量的检测都需要专门的检测仪器来执行相应的参数的检测，同时，在对人体肺部结节等进行X光扫描时，又需要工作原理完全不同的检测仪器来实现，这样，体检人员需要来回奔赴不同的场所和不同的设备，工作人员也需要成倍增加。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种人体肺活量实时估算***，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的人体肺活量实时估算***包括：
肺部采集机构，其结构如图1所示，设置在体检人员的肺部位置，采用X光以到体检人员距离等于预设距离的扫描模式对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作，以获得对应的当前扫描画面；
其中，所述肺部采集机构内置有红外传感器和X光采集头，所述红外传感器设置在所述X光采集头上，用于检测所述X光采集头到体检人员距离是否等于预设距离。
接着，继续对本发明的人体肺活量实时估算***的具体结构进行进一步的说明。
在所述人体肺活量实时估算***中：
所述红外传感器用于在检测所述X光采集头到体检人员距离等于预设距离时，向所述X光采集头发出扫描启动指令以驱动所述X光采集头对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作。
在所述人体肺活量实时估算***中，还包括：
形状存储芯片，设置在所述肺部采集机构附近的仪表盒内，用于预先存储人体肺部的标准图案，所述人体肺部的标准图案的数量为一个以上；
首级操作设备，设置在所述仪表盒内，与所述肺部采集机构连接，用于对接收到的当前扫描画面执行双边滤波操作，以获得对应的首级操作画面；
次级操作设备，设置在所述首级操作设备所在的柔性电路板上，与所述首级操作设备连接，用于对接收到的首级操作画面执行图像信号增强操作，以获得对应的次级操作画面；
末级操作设备，设置在所述柔性电路板上，与所述次级操作设备连接，用于对接收到的次级操作画面中基于高通滤波的图像内容的锐化操作，以获得对应的末级操作画面；
信号解析机构，分别与所述形状存储芯片和所述末级操作设备连接，用于基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域；
参数提取机构，与所述信号解析机构连接，用于获取所述左侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第一数量，获取所述右侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第二数量，对所述第一数量和所述第二数量进行算术平均值计算以获得对应的数量均值；
距离解析机构，与所述肺部采集机构连接，用于将所述预设距离乘以预设倍数以获得X光以到体检人员的肺部的估算距离，其中，所述预设倍数的取值在1到1.1之间；
肺活量估算机构，分别与所述参数提取机构和所述距离解析机构连接，用于基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量；
其中，基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量包括：接收到的数量均值与估算的体检人员的当前肺活量正相关，以及接收到的估算距离与估算的体检人员的当前肺活量正相关；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域包括：对所述末级操作画面执行一分二的分割操作以获得左侧操作画面和右侧操作画面，所述左侧操作画面和所述右侧操作画面分别位于所述末级操作画面的左侧和右侧；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域还包括：基于人体肺部的标准图案在所述左侧操作画面中识别左侧肺部区域，基于人体肺部的标准图案在所述右侧操作画面中识别右侧肺部区域。
在所述人体肺活量实时估算***中：
基于人体肺部的标准图案在所述左侧操作画面中识别左侧肺部区域包括：在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域。
在所述人体肺活量实时估算***中：
基于人体肺部的标准图案在所述右侧操作画面中识别右侧肺部区域包括：在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域。
在所述人体肺活量实时估算***中：
在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域包括：获取所述左侧操作画面中的各个成像区域与所述人体肺部的标准图案分别对应的各个匹配度。
在所述人体肺活量实时估算***中：
在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域还包括：对所述各个匹配度进行从小到大的排序，以将序号最高的匹配度对应的成像区域作为与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域，并作为所述左侧肺部区域。
在所述人体肺活量实时估算***中：
在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域包括：获取所述右侧操作画面中的各个成像区域与所述人体肺部的标准图案分别对应的各个匹配度。
在所述人体肺活量实时估算***中：
在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域还包括：对所述各个匹配度进行从小到大的排序，以将序号最高的匹配度对应的成像区域作为与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域，并作为所述右侧肺部区域。
在所述人体肺活量实时估算***中：
所述肺活量估算机构还包括存储器，用于采用双参数函数模式保存数量均值和估算距离作为双参数与作为函数输出数据的人员的肺活量的对应关系。
另外，肺活量(vital capacity)是指在最大吸气后尽力呼气的气量。包括潮气量、补吸气量和补呼气量三部分。潮气量是指一次呼吸周期中肺吸入或呼出的气量，在潮气量之外再吸入的最大气量为补吸气量，在潮气量之外再呼出的最大气量为补呼气量，最大呼气后残留在肺内的气量为余气量。存在较大的个体差异。受年龄、性别、身材、呼吸肌强弱及肺和胸廓弹性等因素的影响。一般说，身体越强壮，它就越大。研究表明，它与最大吸氧量存在很高的相关。常用作评价人体素质的指标。
成年男子肺活量约为3500毫升，女子约为2500毫升。壮年人的肺活量最大，幼年和老年人较小。健康状况愈好的人肺活量愈大，肺组织损害如肺结核、肺纤维化、肺不张或肺叶切除达一定程度时都可能使肺活量减小；脊柱后凸，胸膜增厚，渗出性胸膜炎或气胸等，也可使肺扩张受限，肺活量减小。因此，肺活量明显减小是限制性通气障碍的表现。
采用本发明的人体肺活量实时估算***，针对现有技术中无法采用同一个体检仪器同时完成包括人体肺部结节、人体肺活量等各种肺部指标的重要参数的检测的技术问题，通过本发明，能够采用同一个X光扫描检测仪器同时完成包括人体肺部结节、人体肺活量等各种肺部指标的重要参数的检测，使得体检人员不需要来回奔赴不同的场所和不同的设备，也不需要过多的工作人员，从而提升了体检的速度，降低了体检的成本，提升了体检设备的智能化水平。
在上述说明书中，参阅本发明的具体示范实施例对本发明作了说明。但显然，在不背离所附权利要求书中所阐述的本发明的广义精神和范围的前提下，可以对其作出各种修改和改变。因此，说明书和附图应认为是说明性的，而非限制性的。
Claims (10)
1.一种人体肺活量实时估算***，其特征在于，所述***包括：
肺部采集机构，设置在体检人员的肺部位置，采用X光以到体检人员距离等于预设距离的扫描模式对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作，以获得对应的当前扫描画面；
其中，所述肺部采集机构内置有红外传感器和X光采集头，所述红外传感器设置在所述X光采集头上，用于检测所述X光采集头到体检人员距离是否等于预设距离。
2.如权利要求1所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
所述红外传感器用于在检测所述X光采集头到体检人员距离等于预设距离时，向所述X光采集头发出扫描启动指令以驱动所述X光采集头对体检人员的肺部所在区域执行扫描操作。
3.如权利要求2所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于，所述***还包括：
形状存储芯片，设置在所述肺部采集机构附近的仪表盒内，用于预先存储人体肺部的标准图案，所述人体肺部的标准图案的数量为一个以上；
首级操作设备，设置在所述仪表盒内，与所述肺部采集机构连接，用于对接收到的当前扫描画面执行双边滤波操作，以获得对应的首级操作画面；
次级操作设备，设置在所述首级操作设备所在的柔性电路板上，与所述首级操作设备连接，用于对接收到的首级操作画面执行图像信号增强操作，以获得对应的次级操作画面；
末级操作设备，设置在所述柔性电路板上，与所述次级操作设备连接，用于对接收到的次级操作画面中基于高通滤波的图像内容的锐化操作，以获得对应的末级操作画面；
信号解析机构，分别与所述形状存储芯片和所述末级操作设备连接，用于基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域；
参数提取机构，与所述信号解析机构连接，用于获取所述左侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第一数量，获取所述右侧肺部区域占据所述末级操作画面的像素数量以作为第二数量，对所述第一数量和所述第二数量进行算术平均值计算以获得对应的数量均值；
距离解析机构，与所述肺部采集机构连接，用于将所述预设距离乘以预设倍数以获得X光以到体检人员的肺部的估算距离，其中，所述预设倍数的取值在1到1.1之间；
肺活量估算机构，分别与所述参数提取机构和所述距离解析机构连接，用于基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量；
其中，基于接收到的数量均值和估算距离估算体检人员的当前肺活量包括：接收到的数量均值与估算的体检人员的当前肺活量正相关，以及接收到的估算距离与估算的体检人员的当前肺活量正相关；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域包括：对所述末级操作画面执行一分二的分割操作以获得左侧操作画面和右侧操作画面，所述左侧操作画面和所述右侧操作画面分别位于所述末级操作画面的左侧和右侧；
其中，基于人体肺部的标准图案在接收到的末级操作画面中识别左侧肺部区域和右侧肺部区域还包括：基于人体肺部的标准图案在所述左侧操作画面中识别左侧肺部区域，基于人体肺部的标准图案在所述右侧操作画面中识别右侧肺部区域。
4.如权利要求3所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
基于人体肺部的标准图案在所述左侧操作画面中识别左侧肺部区域包括：在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域。
5.如权利要求4所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
基于人体肺部的标准图案在所述右侧操作画面中识别右侧肺部区域包括：在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域。
6.如权利要求5所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域包括：获取所述左侧操作画面中的各个成像区域与所述人体肺部的标准图案分别对应的各个匹配度。
7.如权利要求6所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
在所述左侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述左侧肺部区域还包括：对所述各个匹配度进行从小到大的排序，以将序号最高的匹配度对应的成像区域作为与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域，并作为所述左侧肺部区域。
8.如权利要求7所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域包括：获取所述右侧操作画面中的各个成像区域与所述人体肺部的标准图案分别对应的各个匹配度。
9.如权利要求8所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
在所述右侧操作画面中识别与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域以作为所述右侧肺部区域还包括：对所述各个匹配度进行从小到大的排序，以将序号最高的匹配度对应的成像区域作为与所述人体肺部的标准图案的匹配度最高的成像区域，并作为所述右侧肺部区域。
10.如权利要求3-9任一所述的人体肺活量实时估算***，其特征在于：
所述肺活量估算机构还包括存储器，用于采用双参数函数模式保存数量均值和估算距离作为双参数与作为函数输出数据的人员的肺活量的对应关系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110277371.4A CN113208639A (zh) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 人体肺活量实时估算*** |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110277371.4A CN113208639A (zh) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 人体肺活量实时估算*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113208639A true CN113208639A (zh) | 2021-08-06 |
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ID=77083720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110277371.4A Withdrawn CN113208639A (zh) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 人体肺活量实时估算*** |
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117237323A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-15 | 广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心） | 一种图像检测方法和装置 |
-
2021
- 2021-03-15 CN CN202110277371.4A patent/CN113208639A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117237323A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-15 | 广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心） | 一种图像检测方法和装置 |
| CN117237323B (zh) * | 2023-10-12 | 2024-04-19 | 广州医科大学附属第一医院（广州呼吸中心） | 一种图像检测方法和装置 |
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