一种针对实验动物的舌象采集装置和方法

1.本发明涉及实验器械领域，具体地说，涉及一种针对实验动物的舌象采集装置和方法。


背景技术：

2.舌诊是观察患者舌质和舌苔的变化以诊察疾病的方法，是中医诊法的特色之一。舌质可反映机体的脏腑虚实、气血津液的盛衰；舌苔可反映病邪寒热、邪正消长。同样地，舌是动物体的缩影，动物体脏腑状况、物质能量的盛衰、变化、流通、疾病、病根部位，都能在舌上反映出来。以动物为模型，研究动物舌象，对于揭示我国中医丰富经验和创建中医的科学完整理论系统将起到重要作用。
3.专利文献cn211560070u，公告日2020.09.25，公开了一种舌象信息采集分析装置，包括移动组件、防护组件和舌象仪主体，所述移动组件包括基板和第一直线导轨，所述第一直线导轨安装在所述基板的一侧，所述防护组件包括滑动板、框体、支板、轴杆和防护膜，所述框体一侧固定在所述基板的表面，所述滑动板滑动安装在所述框体的内部。
4.专利文献cn201814562u，公告日2011.05.04，公开了一种在中医望诊信息采集时方便携带的手持式舌象采集装置，包括可拆卸采集环、uv镜、led光源、相机模块、手柄、电路板、可伸缩筒和操控面板，可拆卸采集环与伸缩筒前端外面固接，uv镜与伸缩筒内面前端固接，led光源与可伸缩筒内面中端固接，相机模块与可伸缩筒内面后端固接，操控面板与相机模块固接，手柄与可伸缩筒后下端固接，电路板设在手柄内部并与手柄固接。
5.专利文献cn203609537u，公告日2014.05.28，公开了一种舌象观察鼠板，包括载物台，载物台上呈矩形阵列设置有四根固定立柱，载物台上相应于四根固定立柱的前方设置有凹槽，凹槽两侧均设置有牙套支柱，两牙套支柱上端均设置有橡皮筋，两橡皮筋同牙套相连。
6.然而，舌象采集受干扰因素多，导致采集结果不稳定，数据可比性差，影响正确实验结论的得出。因此需要一种能提高实验准确度的针对实验动物的舌象采集装置。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种针对实验动物的舌象采集装置。
8.本发明的再一的目的是，提供一种针对实验动物的舌象采集方法。
9.为实现上述第一个目的，本发明采取的技术方案是：
10.一种针对实验动物的舌象采集装置，包括箱体、计算机和显示器；
11.所述箱体内设有实验台，所述实验台上设有肢体固定组件和开嘴夹；
12.所述箱体内还设有标准光源、用于拍摄舌体正面图像的第一图像采集装置以及用于拍摄舌体左右两个侧面的第二图像采集装置和第三图像采集装置；
13.所述计算机设有图像采集模块、图像处理模块、图像比对模块和图像输出模块；
14.所述图像采集模块用于接收拍摄的舌体正面图像和两个舌体侧面图像，并传输给图像处理模块；
15.所述图像处理模块包括面积计算单元和轨迹生成单元，所述面积计算单元用于根据舌体正面图像计算出舌体的面积，所述轨迹生成单元用于根据舌体侧面图像分别勾画出舌体左右侧面的外周轨迹；
16.所述图像对比模块用于比对不同个体的舌体正面面积，筛除与平均值差值超过阈值的图像；还用于比对同一个体舌体左右侧面的外周轨迹，筛除偏差超过阈值的图像；
17.所述图像输出模块用于输出图像、计算结果至显示器。
18.作为本发明的一个优选例，所述开嘴夹包括弧形的上夹体和下夹体；所述上夹体的两端部各设有一个棘爪，所述下夹体的两端各设有一个转盘，所述转盘外周设有棘齿，转盘的中心各连接一根横向的转动杆；所述上夹体的两个端部与下夹体两个端部的转动杆转动连接。
19.更优选地，所述实验台设有开嘴夹支架，所述开嘴夹支架包括第一垂直杆和第二垂直杆，两根转动杆分别贯穿与其转动连接的第一垂直杆和第二垂直杆，再通过箱体侧板的通孔直至箱体外部，所述转动杆在箱体外部的端部设有旋钮。
20.更优选地，所述上夹体和下夹体在矢状面上的截面是弧形的。
21.作为本发明的另一优选例，所述实验台上设有椭圆形的头部固定槽。
22.作为本发明的另一优选例，所述开嘴夹的上方悬吊有触碰杆，所述触碰杆由位于箱体外部的电机驱动而实现垂直升降。
23.作为本发明的另一优选例，所述箱体内设有第四图像采集装置，用于采集舌下脉络图像。
24.作为本发明的另一优选例，所述肢体固定组件为四根立柱或橡皮圈。
25.为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
26.一种针对实验动物的舌象采集方法，所述舌象采集方法是基于如上任一所述的舌象采集装置实施的。
27.本发明优点在于：
28.1、本发明通过对舌体正面面积和舌体两个侧面轨迹的评估，筛除不合格的舌体图像，避免了因舌体图像采集过程中诸多因素造成的实验结果偏差，确保得出准确客观的实验结果，科学评价舌象与疾病的关联，进一步指导临床舌诊。
29.2、本发明的开嘴夹从上、下两个方向撑开动物牙齿以暴露舌体，能够观察到动物舌体的各个位置，获取更全面的舌象。
30.3、本发明的开嘴夹设有角度调节装置，整体结构简单，调节的操作也很简便，便于实验中快速的对动物舌体的暴露情况进行调整。
31.4、本发明还能采集舌下脉络，以获得更加全面完整的舌象。
32.5、本发明的装置设有触碰杆，可以在采集图像前验证舌体是否为自然放松状态，确保采集的图像能得出客观的结果。
33.总的来说，本发明有助于方便的采集实验动物舌象，得到标准动物舌体图像，避免了各种因素对实验结果的干扰，显著提升了舌象研究的准确度和客观度。
附图说明
34.附图1是实施例1的针对实验动物的舌象采集装置的结构示意图。
35.附图2是实施例1的箱体结构示意图。
36.附图3是开嘴夹的结构示意图。
37.附图4是开嘴夹的截面示意图。
38.附图5是计算机的结构框图。
39.附图6是实施例2的箱体结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
41.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
42.1.箱体2.实验台3.肢体固定组件4.头部固定槽5.开嘴夹51.上夹体52.下夹体511.棘爪521.转盘522.棘齿523.转动杆524.旋钮6.开嘴夹支架61.第一垂直杆62.第二垂直杆7.标准光源81.第一图像采集装置82.第二图像采集装置83.第三图像采集装置9.计算机91.图像采集模块92.图像处理模块921.面积计算单元922.轨迹生成单元93.图像比对模块94.图像输出模块10.显示器11.触碰杆12.电机 43.实施例1
44.请参见图1，图1是实施例1的针对实验动物的舌象采集装置的结构示意图。所述舌象采集装置设有箱体1、计算机9和显示器10。
45.请参见图2，图2是实施例1的箱体结构示意图。所述箱体1为长方体，顶板和四个侧板均可打开，底板的上方设有实验台2，所述实验台2为长方形，上方设有肢体固定组件3和头部固定槽4，所述肢体固定组件3为四根立柱，头部固定槽4为一椭圆形槽。头部固定槽4的正上方设有开嘴夹5。
46.请参见图3，图3是开嘴夹的结构示意图。所述开嘴夹5包括上夹体51、下夹体52。所述上夹体51和下夹体52均为弧形，与实验动物的牙齿排列走向一致。上夹体51的两端部各设有一个棘爪511，下夹体52的两端部各固设有一个转盘521，所述转盘521外周设有棘齿522，转盘521的中心各连接一根横向的转动杆523。所述上夹体51的两个端部与下夹体52两个端部的转动杆523转动连接。
47.请参见图4，图4是开嘴夹的截面示意图。所述上夹体51和下夹体52在矢状面上的
截面是弧形的。
48.再请参见图2，实验台2上设有开嘴夹支架6，所述开嘴夹支架6包括第一垂直杆61和第二垂直杆62，所述第一垂直杆61和第二垂直杆62分别位于头部固定槽4的两侧，两根转动杆523分别贯穿与其转动连接的第一垂直杆61和第二垂直杆62，再通过箱体1侧板的通孔直至箱体1外部，转动杆523在箱体1外部的端部设有旋钮524。在所述箱体1内设有标准光源7，在开嘴夹5正前方的侧板上设有第一图像采集装置81。所述头部固定槽4左右两侧的侧板上设有第二图像采集装置82和第三图像采集装置83。所述第一图像采集装置81、第二图像采集装置82和第三图像采集装置83均与所述计算机9连接。
49.请参见图5，图5是计算机的结构框图。所述计算机9设有图像采集模块91、图像处理模块92、图像比对模块93和图像输出模块94。所述图像采集模块91用于实时采集箱体1内部的实验动物舌体图像数据，具体包括第一图像采集装置81、第二图像采集装置82和第三图像采集装置83分别拍摄到的舌体正面图和两张舌体侧面图，并传送给图像处理模块92。所述图像处理模块92包括面积计算单元921和轨迹生成单元922，所述面积计算单元921用于根据舌体正面图中舌体的颜色和形状识别舌体并计算出舌体面积，所述轨迹生成单元922用于根据两张舌体侧面图中舌体的颜色和形状识别舌体并分别勾画出舌体的外周轨迹。所述图像比对模块93有两个作用，一个是将不同动物个体的舌体正面图中舌体的面积进行比较，计算出平均值，将与平均值的差值超过阈值(如平均值的10％)的图像剔除；另一个作用是将同一动物个体的舌体左右侧面的外周轨迹进行比对，判断轨迹覆盖程度，对于舌体左右侧面的外周轨迹未能重叠部分的面积超过阈值(如定为舌体左右侧面外周轨迹面积平均值的20％)的图像剔除。所述图像输出模块94用于将拍摄的舌体图像，图像处理模块92处理得到的结果，包括计算的面积和生成的舌体侧面的外周轨迹等输出到显示器10，予以显示。
50.本发明针对实验动物的舌象采集装置其使用方法和工作原理为：在实验动物舌象采集过程中，首先麻醉实验动物如大鼠，将麻醉后的大鼠放在实验台2上，将四肢分别固定在肢体固定组件3上，将头部放入头部固定槽4中，成俯卧位。将开嘴夹5放入大鼠口中，上夹体51和下夹体52分别顶住大鼠的上下牙面，通过旋钮524转动转动杆523将大鼠口腔开度调节至合适大小以充分暴露舌头，然后闭合箱体1，启动第一图像采集装置81、第二图像采集装置82和第三图像采集装置83分别拍摄得到舌体正面图像和两张舌体侧面图图像，图像被图像采集模块91采集并传输给图像处理模块92，所述图像处理模块92识别正面图和侧面图，对于正面图，根据颜色和形状识别出舌体并计算得到舌体面积，针对侧面图，根据颜色和形状识别舌体并描画出舌体外周轨迹，然后将结果输出到图像比对模块93。所述图像比对模块93获取到来源于不同大鼠的舌体图像结果，计算来源于不同大鼠的舌体正面的面积平均值，然后筛除与平均值误差超过阈值的图像；同时图像比对模块93获取来源于同一大鼠的舌体左右侧面的外周轨迹，比对两个外周轨迹，当未重叠部分的面积超过阈值，则筛除该两张图像。实验期间，可以通过显示器10观看采集的动物舌体原始图像以及经处理后得到的舌体面积和外周轨迹等结果，还可以观看图像合格或不合格的标识。最终筛选得到的图像用于进一步的舌象分析。
51.针对本发明，需要说明的是：舌象的动物实验研究可以帮助理清疾病与舌象的关系，进一步指导中医临床的舌象诊断，提高舌诊的客观化水平。但舌象的采集却容易受到多
方面因素的干扰导致采集的图像不合格，使用这种不合格的图像作为数据得出实验结论，将严重干扰实验结论的准确度，降低研究的价值。本申请发明人在实验动物舌象采集装置中加入图像处理模块92，通过不同动物个体间舌体正面面积的比对来剔除舌体面积显著偏离平均值的图像，这是因为我们一般选用的实验动物体重基本一致，如体重差值不超过10％，因此一般情况下，舌体正面图像中的舌体面积也应当偏差不会太大，否则即可能舌体暴露不充分、舌体未完全伸展、舌体存在卷曲等，这些因素都会影响舌象的正确判断，如舌体未完全伸展、舌体存在卷曲影响舌的气血运行而引起舌色改变；通过同一动物个体左右两个侧面的舌体外周轨迹比对，当彼此差距较大时，则表明舌体未完全平展或存在不放松的情况。本发明通过以上方法极大地降低了因实验动物舌体未充分暴露、未完全伸展、舌体与相机角度不合适等诸多因素导致结果误差的风险，有利于得到准确客观的舌象研究结果，正确指导临床应用。为便于舌体的暴露，我们设计了所述的开嘴夹5，其包括上下两个夹体，能更加充分的暴露和观察动物舌体的各个部位，包括舌尖和舌缘等，得出更全面的舌象结果。其上夹体51和下夹体52分别为动物牙齿排列弧度一致，有助于稳定的与动物牙齿固定，上、下夹体矢状面的截图也为弧形，也有利于加强开嘴夹5的稳定固定，防止从牙齿上脱落。开嘴夹5上下夹体通过棘齿522和棘爪511调节角度，其结构简单，易于操作，能对开口角度精确调节，提高了实验的灵活度。所述头部固定槽4设计成椭圆形凹槽，便于实验动物形成俯卧位以暴露舌体，也用于标示出舌体的大致位置，便于实验人员防止实验动物。所述肢体固定组件3用于固定动物四肢，不仅限于立柱的结构，也可以是橡皮圈等固定组件。所述标准光源7即能够发射稳定光强和亮度的光源，其由多个灯头组成，使舌体部位不存在阴影。图像采集装置可为eolane a12。标准光源和图像采集装置都集成于箱体内。标准光源及图像采集环境为：冷白光led灯(ka
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3021hvr4d1z1sc1
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sh)；色温为6466k；照度为2354lux；采用m(手动)模式，光圈13，快门1/60s。
52.实施例2
53.本实施例的舌象采集装置与实施例1的舌象采集装置结构基本相同，不同之处在于：请参见图6，图6是实施例2的箱体结构示意图。在开嘴夹5上方还悬吊有触碰杆11，所述触碰杆11由位于箱体1外部的电机12驱动，可以垂直升降。所述触碰杆11的作用是在实验动物固定完毕后、舌体图像采集前，通过触碰实验动物舌体的方式判断实验动物舌体的放松状态，如果是完全放松的，则触碰后舌体不会有任何反应，即可开始拍摄图像。
54.实施例3
55.本实施例的舌象采集装置与实施例1的舌象采集装置结构基本相同，不同之处在于：在开嘴夹5尾部还悬吊有第四图像采集装置，用于采集舌下脉络，以获取更全面的舌象结果。
56.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。