专利名称：医学热诊断数字图像扫描系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医学诊断装置，尤其涉及一种集光电技术、数字图像处理技术、计算机智能技术和现代生物医学工程技术为一体，建立形态与功能结合的医学影像模式的、将原形态学以人体为被动式检诊的方法变为以人体为主动信息发射源的功能成像(代谢成像)方法的医学热诊断(MTD)数字图像扫描系统。
背景技术：
医学热诊断技术发展史近50年，它具有其他医用影像技术不可替代的特点不受X射线、超声波、电磁场等作用，无污染、对人体无损害、检测方便、迅速、病人无任何痛苦，并具有高分辨率和高清晰度图像。国际上对红外热像诊断技术的科学性和有效性，早已予以承认，确认红外热像诊断技术与CT、脊椎造影成像和MRI具有同样的诊断地位，并可评估其他检查手段；国际上已制定了医用红外热像诊断的相关协议与标准，其中指出红外热像仪在人体温度范围内，温度分辨率必须高于0.1℃，而且要有一定的精度，稳定度和重复性。
目前国际上有多家公司生产各种红外热像仪设备，其中FLIRSYSTEM、AGEMA Infrared Systems等都是该领域著名的制造商。
红外热像诊断技术采用高精度扫描或焦平面凝视摄像技术，接收人体生命运动过程中以辐射形式向体外释放出的各种不可见的能量信息，通过光电转换系统，将接受的能量信息转变为可见光的热能分布图像，以能量、信息观点用现代计算机智能和数字图像处理技术对人体内外正常生理和异常病理现象进行一系列分析、比较，即可测知人体内外的疾病所在。
目前，国外医用热成像软件技术，有强大的温度分析功能和图像处理功能；但是，一方面，其严重不足的是缺少医用数据库，多层次解析功能，智能化医学专家诊断系统；另一方面，其定量分析功能也远远满足不了临床诊断需求。
如何通过以MTD信息采集为主的信息采集、通讯接口、图像编辑、重建、融合、数据处理及人工智能综合分析后，达到高精度、高分辨率、高清晰度、小型化、集成化、稳定性强并且使计算机及显示设备通用性强、操作简便，易于临床使用是摆在技术人员面前的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种医学热诊断数字图像扫描系统，旨在解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明包括从红外热像仪探测器输出的红外信号经予处理电路后进人A/D变换器，将模拟信号转换成16位数字送帧存贮器存贮，每个帧存的空间分辨率为256×256，即水平和垂直分解力各为256个象素(pixel)，每个象素点的读写地址由CPU控制的读写地址形成电路来完成；并将存贮在存贮器的数据输入到中央控制器，通过中央控制器的多源信息融合分析系统进行分析和比较，然后送至D/A变换器，将数字信号变成模拟信号输出；所述多源信息融合分析系统包括多源信息接收单元先将接收和外来数字信息动态(实时)调整各层的透明度；数字比叠加单元可任意叠加组合各种数据；高精度密集匹配单元高速、高精度密集点匹配模块，影像快速匹配出密集的均匀分布和高精度同名点；数字化较正单元采用小面元微分纠正；这样就从根本上避免了融合后的影像出现重影的情况，达到高效率、高精度的影像纠正；智能化数字处理单元结合专家智能系统自动选择并计算叠加组合后病灶的面积及病灶辐射度；自动生成各相关因素的参数及指数，通过运算后自动生成提示结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是通过多源信息融合分析系统，可清晰显示病灶和功能异常部位；尤其有助于肿瘤的早期发现；对于异常部位可通过计算机进行智能计算，定量分析；成像快，采集和留存经济方便。
图1是本发明系统硬件关系框图；图2是本发明中多源信息融合分析系统模块图；图3是本发明系统模块总体图；图4是等级监督式计算机控制和数据处理系统示意图；图5是专家智能系统原理框图；图6是软件系统结构图；具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述由图1、图2可见本发明包括从红外热像仪探测器输出的红外信号经予处理电路后进人A/D变换器，将模拟信号转换成16位数字送帧存贮器存贮，每个帧存的空间分辨率为256×256，即水平和垂直分解力各为256个象素(pixel)，每个象素点的读写地址由CPU控制的读写地址形成电路来完成；并将存贮在存贮器的数据输入到中央控制器，通过中央控制器的多源信息融合分析系统进行分析和比较，然后送至D/A变换器，将数字信号变成模拟信号输出；所述多源信息融合分析系统包括多源信息接收单元先将接收和外来数字信息动态(实时)调整各层的透明度；数字比叠加单元可任意叠加组合各种数据；高精度密集匹配单元高速、高精度密集点匹配模块，影像快速匹配出密集的均匀分布和高精度同名点；数字化较正单元采用小面元微分纠正；这样就从根本上避免了融合后的影像出现重影的情况，达到高效率、高精度的影像纠正；智能化数字处理单元结合专家智能系统自动选择并计算叠加组合后病灶的面积及病灶辐射度；自动生成各相关因素的参数及指数，通过运算后自动生成提示结果；在输出前还可以包括伪彩编码电路；若需要输出伪彩信号，则先将模拟信号送伪彩编码电路，由CPU按模拟信号的强弱(即按其灰度等级)来控制红、绿、蓝三色信号的输出电平；三色信号在伪彩编码电路中与复合同步及消隐信号混合后，即可得到伪彩色全电视信号；若输出端仅需黑白电视信号，则只要将此模拟信号与复合同步及消隐信号混合后送出即可。
由图3、图4、图5可见控制程序用于控制系统软件，硬件的运作以及和与其他系统的通讯DSP(数字信号处理器)替代软件做图像预处理，提高处理速度，分流软件功能，使软件部分集中于高级处理和通讯；缓存器暂时存储图像，在需要时向软件传递图像信息，提高处理速度；通讯程序用于接收多源信息及与其他系统交换信息，包括执行打印，存储，与其他系统及数据库通讯等；处理程序即图5所示的专家智能系统的核心部分，包括图像的定位，特征提取和模式识别等；其他包括外围设备，打印机，扫描仪，摄像机，显示终端等；专家智能系统原理框图图像接收从硬件端口直接接收图像的信号或者压缩的图像信号并解压缩；图像预处理图像平滑，增强，大小尺寸调整，突出病灶；图像定位用标准模板与图像进行融合，粗略确定病灶位置和尺寸；特征提取忽略次要因素，提取病灶信息；先验知识已有的病历，病史，其他症状等；
病例数据包含各种相似病例的数据库；模式识别运用神经网络和图像处理的知识，对一个病例的病因，真实性，严重程度进行判断；这是最关键也是最困难的一步；输出结果判断结果，打印，存储(包括存储到数据库)等等。等级监督式计算机控制和数据处理系统应用计算机控制理论和技术实现图像压缩、传输，实现综合的诊断系统。这是一个等级监督式计算机控制和数据处理系统(Hierarchic SupervisoryComputer Control and Data Processing System)。
中央控制计算机(第一级)控制，监督和协调所有子系统的运行，控制数据流；数据处理计算机和系统(第二级)包括上述的单一系统和其他核心诊断系统，用于处理核心数据，诊断和运算；数据库系统(第二级)为数据处理提供先验知识并存储数据；通讯计算机和系统(第二级)与其他系统通讯，交换，传输数据，例如和外围硬件设备，局域网和国际互联网；数据流传送设备和其他外围设备(第三级)实现辅助处理功能。
由图6可见数据库操作在同一窗口内进行加入(图像)、查找(图像)、修改(图像)、删除(图像)、统计等操作建立标准健康图片库；图像处理温度选择，缩放，锐化，强化对比度，平滑，正负片智能化操作自动选择温度峰值，自动选择并计算病灶面积，放大时进行平滑滤波操作，自动规划出等温曲线。
本发明的主要用途为①适用范围广，是大量人群体检，常见病的普查和亚健康测评的首选绿色检诊设备；②放疗、化疗前后对照、评价优于CT；
③手术过程监测及术后评价，如作心脏搭桥术、腹腔手术及超声高能聚焦手术过程监测及评价优于其他影像手段；④适用于全身炎症检查及范围大小、程度量化分析优于其他检测手段；⑤适用于全身大部分血管病变的检查和量化分析。可检查脉管炎的病变部位及范围，立体感强、人为误差少，准确率高，检查迅速。下肢静脉交通枝或静脉瓣膜功能不全，诊断简单易行，优于血管造影，准确率可达94.5％以上。
⑥适用于全身大部分新生物的检查和量化分析，对乳腺癌、小肝癌的早期发现，优于其他检诊手段；⑦可对烧伤程度的量化分析及植皮、断指再植手术成效的评价；⑧对心肌缺血、心肌炎、肝、胆、肠胃疾病的早期发现和筛选具有特殊意义。
据世界卫生组织调查，人群中健康者约占15％左右(第三世界国家约占5％左右)；疾病患者也约占15％左右(第三世界国家约占20％-25％左右)；间于两者间亚健康者占60％-70％。当前亚健康医学已成为全球医学界的新热点，从大量临床实践表明MTD数字图像扫描系统对疾病早期发现和预防具有重大的意义，MTD医学热诊断系统适用于功能性疾病、肿瘤、炎症、血行障碍、烧伤、代谢异常、交感神经障碍等检查和诊断，是各类常规检查和健康、亚健康测评体检首选的绿色检诊设备，在手术及放化疗前后对照检查和手术全程监测领域有着突出的优势和广阔的前景，同时也适用于对人体功能、各类杂病、中医现代化客观指标及气功、针灸、经络机理的研究。
本发明的重要意义在于1.MTD数字化层次解析法的发明和以MTD为主体进行多信息源融合分析的发明，为红外热成像技术广泛应用于临床诊断和预防医学提供了可靠的技术条件。如临床疾病常规检查、肿瘤早期发现、肿瘤治疗前后对照和评估、手术监测和评估以及人群体检、常见病普查等，很大程度上弥补了形态影像和功能影像单一检查的不足；2.多信息源融合分析是一种取长补短的优势组合，关键技术是以MTD信息为主的信息采集、通讯接口、图像编辑、重建、融合、图像数据和资料库、图像模式识别与处理、分析及人工智能软件等。实现了系统化、数字化、智能化、网络化。大大提高了临床诊断准确率，有利于促进临床医学诊断学的进一步发展；以功能影像MTD(医学热诊断)为主体与形态影像(X光、CT、超声等)组合进行融合分析，在国内外尚属首创。它为临床医学提供了一种新概念“温度是人体生命活动中最具有权威因素的指标”(MTD就是以温度变化为其指标)；提供了一种新思维方式医生应重视MTD的临床价值，着眼于“早期发现疾病信息，防病于未然”；提供了一种新模式功能+形态，变信息比对为多信息融合分析。
权利要求
1.一种医学热诊断数字图像扫描系统，包括从红外热像仪探测器输出的红外信号经予处理电路后进人A/D变换器，将模拟信号转换成16位数字送帧存贮器存贮，每个帧存的空间分辨率为256×256，即水平和垂直分解力各为256个象素(pixel)，每个象素点的读写地址由CPU控制的读写地址形成电路来完成；并将存贮在存贮器的数据输入到中央控制器，其特征在于通过中央控制器的多源信息融合分析系统进行分析和比较，然后送至D/A变换器，将数字信号变成模拟信号输出；所述多源信息融合分析系统包括多源信息接收单元先将接收和外来数字信息动态(实时)调整各层的透明度；数字比叠加单元可任意叠加组合各种数据；高精度密集匹配单元高速、高精度密集点匹配模块，影像快速匹配出密集的均匀分布和高精度同名点；数字化较正单元采用小面元微分纠正；智能化数字处理单元结合专家智能系统自动选择并计算叠加组合后病灶的面积及病灶辐射度；自动生成各相关因素的参数及指数，通过运算后自动生成提示结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于在输出前还可以包括伪彩编码电路；若需要输出伪彩信号，则先将模拟信号送伪彩编码电路，由CPU按模拟信号的强弱来控制红、绿、蓝三色信号的输出电平；三色信号在伪彩编码电路中与复合同步及消隐信号混合后，即可得到伪彩色全电视信号；若输出端仅需黑白电视信号，则只要将此模拟信号与复合同步及消隐信号混合后送出即可。
全文摘要
本发明涉及一种医学热诊断数字图像扫描系统，包括从红外热像仪探测器输出的红外信号经予处理电路后进人A/D变换器，将模拟信号转换成16位数字送帧存贮器存贮，每个帧存的空间分辨率为 256×256，即水平和垂直分解力各为256个象素(pixel)，每个象素点的读写地址由CPU控制的读写地址形成电路来完成；并将存贮在存贮器的数据输入到中央控制器，通过中央控制器的多源信息融合分析系统进行分析和比较，然后送至D/A变换器，将数字信号变成模拟信号输出；有益效果是通过多源信息融合分析系统，可清晰显示病灶和功能异常部位；尤其有助于肿瘤的早期发现；对于异常部位可通过计算机进行智能计算，定量分析；成像快，采集和留存经济方便。
文档编号A61B6/00GK1788680SQ200410093250
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者邱毅 申请人:邱毅