专利名称：热像图穴位诊断的计算机分区方法
技术领域：
本发明公开了一种热像图穴位诊断的计算机分区方法，涉及计算机图像处理。
穴位诊断是通过分析人体某些部位的温度分布和左右对称部位的温度差异来诊断疾病的有效方法。利用红外热像仪摄取这些部位的热像图，可以输入计算机实现自动化分析。
实现这种自动化分析的一个必要步骤，是在人体热像图上划分出对应体表相应部位的区域。然后由机器对这些区域自动进行分析对比，并且作出诊断。在体表分区的原则是围绕每一个有效穴位划分一个区域，使该区域的形状大致反映该穴位出现病理性温度反应的范围和该穴的主治范围。相应地，在机器中的分区也应符合这一原则。
到目前为止，现有的这类自动分析系统还只能采用手工分区。即在每一次分析之前，先由操作者借助屏幕定位装置在热像图上“划出”这些区域，使计算机能够识别。例如，一种公开使用的热像图自动分析系统，由瑞典生产和销售的AGA782型红外热像仪和TC-800微型电子计算机组成。采用DISCO3.1红外热像图处理程序可以对指定区域的温度、温差等进行分析。但是分区必须由操作者手工完成。
手工分区的缺点是效率低、需要有经验的操作人员，并且还容易引入人为误差。
阻碍实现自动分区的困难是多方面的。这些困难首先在于体表上每一区域的位置和边界在热像图上不存在可供机器识别的标志，在人体上设置某些温差线来形成分区的方法显然是不方便的。另外，人的体形和身材的差异，摄取热像图时人到热像仪摄像镜头距离的变化，用于诊断不同疾病的分区方案间的差异，也都使自动分区显得更加困难。
本发明目的在于提出一种热像图穴位诊断的计算机分区方法，该方法使计算机便于将人体上实际的分区变换为热像图上的相应分区，同时能有效地补偿体形和身材差异，以及摄象距离引起的误差。
本发明采用比例量度(中医骨度同身寸)和特征点定位技术实现上述目的。具体解决方案是热像图穴位诊断的计算机分区方法，在人体热像图上围绕某些有效穴位划分一个区域，该区域的形状大致反映该穴位出现病理性温度反应的范围，本发明的特征是它至少必须包括以下步骤A、在热像图上建立一个大十字光标;
B、使光标横轴上的定位点分别对准热像图上的两个水平特征点;
C、使光标纵轴上的定位点分别对准热像图上的垂直特征点;
D、取横轴上两定位点之间的象素数，除以正常人体上对应两特征点之间骨度同身寸测量典型值，作为横轴单位长;
E、取纵轴上某一个定位点到坐标原点之间，或者相邻两个定位点之间的象素数，除以正常人体上对应两特征点之间骨度同身寸测量典型值作为纵轴单位长;
F、将预存在计算机内的典型分区数据乘以相应象限的单位长，变换为热象图上的象素数据。
所谓特征点指的是人体上符合如下原则的点1、必须对应人体上的某一特定解剖位置;
2、该解剖位置易于由体表通过触摸或观察确定;
3、两点之间的距离能够代表人体该部位的比例关系;
4、该点与周围组织之间最好存在明显的温度差异，以便于在热像图上形成易于辩认的影象。当某一部位找不到具有明显温度特征的点时，可以通过在人体人该特征点处粘贴温度绝缘片的方法予以增强。
这样的特征点在摄取热像图时将会鲜明地显示在图象上，便于操作人员对准光标定位点。
所谓典型分区数据指的是正常人体某部位的特征点和分区图形的直角坐标描述。由于此时的坐标描述是以比例关系(中医骨度同身寸)给出的，并且是正常人体的典型数值，因此对于医务人员来说非常容易给出。对应人体上的每一个需要作穴位诊断部位，对于每一种有同的分区方案，都可以做出一套这样的典型分区数据。在进行某一部位的分析之前，该部位的典型分区数据应当预先存入计算机。在实际分析时，操作人员仅需(1)摄取待分析部位的热像图;(2)移动大十字光标及其上的定位点，使之分别对准热象图上水平和垂直特征点。在这一操作过程中，程序系统控制计算机测得水平特征点之间，以及垂直特征点之间的象素数。
本发明方法的一个技术效果是，利用坐标变换的方法将人体上的实际分区图转移到计算机中，从而解决了热像图穴位诊断所需要的计算机自动分区。
本发明方法的另一个技术效果是，利用中医骨度同身寸量度技术补偿人体差异和摄象距离变化引起的误差。骨度同身寸是一种中医比例量度方法。其基本内容的利用人体某部位几等分的为长度为该部位的量度单位。这种量度方法可以避免统一量度单位情况下不同人体的同一部位测量值不一致的问题。本发明利用了这一测量技术。当人体差异或摄像距离变化导致热图象与典型图不一致时，特征点之间的距离(象素数)将相应地变化，单位长也随之变化，由此求出的热图象上的各点坐标值也会随之变化。如此自动补偿人的体形和身材的差异，以及摄象距离的变化。
借助本发明分区方法，只须一次性输入人体某一部位的典型分区数据，计算机就能够利用这些数据完成该部位热像图上的自动分区，并且自动补偿人的体形和身材的差异，以及摄取热像图时人体到热象仪之间距离的变化。
本发明包括两幅附图。其中
图1是人面部的一种典型分区图形;
图2是人背部的一种典型分区图;
图3表明大十字光标(坐标系0)和其上的定位点(9、10、11和12)。
本发明的实施涉及到向计算机输入典型分区数据。这一工作可以用两种方式完成。对于仅仅适用于简单分区图形的系统来说，例如只具有直线或者二次曲线边界的分区，可以在标准人体图上设计好典型分区图表，建立典型分区的坐标描述，然后将数据输入计算机。这样的软件系统只要能够利用典型分区数据，在热像图上的坐标系中重建这些图形就可以完成自动分区。对于更广泛适用的系统来说，它必须能够处理任意复杂的分区图形。有些复杂图形难以建立简单的坐标描述。因此，系统必须能够接受和处理以样板图方式输入的典型分区数据。一般地说，这样的系统应当能够从样板图上读出边界上的点，经过单位长变换后确定它在热像图上的位置。满足以上要求的程序系统超出了本发明的范围。但是，利用现有软件工程技术，专业人员参考本发明不难设计出这样的系统。
以下将对照附图的标号说明两个实施例。
本发明的一个实施例如图1所示。它是在人面部应用的例子。
在该例中，选取两眼作为水平特征点(2和3)，它们在人体分区图上的坐标是
;选取上发际中点为下垂直特征点(1)，其坐标为
;选取上下唇交线的中点为下垂直特征点(4)，其坐标为
。这些点在热像图上都可以清淅地显示出来。
本例分区图是用于面部疾病(包括面瘫、面肌痉挛、三叉神经痛和偏头痛等)的诊断和针灸治疗处方选择的。在面部正面每侧分8个区域(见图1)，并且按照其所围穴位予以命名。这些区域均具有直线边界，因此，可以用各线段的交点坐标描述之。图中数值表示各点的坐标。
将该图作为典型分区数据存入计算机。计算机在进行自动分区时，只须将图中各交点的坐标值乘以该点所在象限的单位长便可求得图中各点在热像图上位置。连接各点便可确定每一分区的边界。同理，图中任意点的位置也可以这样确定。也就是说，当分区图为任意图形时，只要将该图形的坐标描述输入计算机，依据本发明方法都可以对应地确定它在计算机中的位置。对于复杂图形，也可以通过描点法输入样板图，再用本发明方法逐点确定它们在计算机中的位置。
在摄取热像图后，计算机自动产生一个如图3所示的大十字光标(0)。光标轴线上有四个定位点(9、10、11和12)，它们被用来测量特征点之间的象素数。图3的光标是用于左右对称图象的，其纵轴过两水平特征点间的中点(坐标原点0)。当操作人员调节水平定位(10和11)时，程序系统应当能够自动地将坐标原点调整到中点位置上。本方法也可以用于非对称图象。在该情况下，应当根据需要规定坐标原点(0)在热像图上的位置;但是，坐标原点位置必须对应人体上的相应部位。此时两个水平定位点必须能够单独调节，原点位置固定不变。
在操作人员调节各个定位点时，机器计数特征点之间的象素数。定位点调定之后，机器将两眼(2和3)间的象素数除以两眼间距离的骨度同身寸测量典型值(图中两点坐标值之差)作为横轴单位长;将两眼连线(横轴)到上特征点(1)间的象素数，除以这两点之间距离的骨度同身寸测量典型值作为上半部的纵轴单位长;将横轴到下特征点(4)间的象素数，除以该两点之间距离的骨度同身寸测量典型值作为下半部的单位长。如此定义一个上下采用不同单位长的直角坐标系(0)。将典型分区图(图1)中的骨度同身寸坐标值乘以该点所在象限的单位长，就转变成了该点在热像图上的象素数坐标描述。连接各点就完成了自动分区。
附图2是背腧穴的典型分区图。左右肩脚下角(6)为水平特征点，其坐值为[±300，0];左右髂嵴(7)为辅助水平特征点，坐标值[±400，-950]。这些点都容易由体表触摸定位。这些特征点的水平连线与纵轴相交形成2个垂直特征点(01)和(02)。第一胸椎棘突(5)为上垂直特征点。尾骨末端(8)为下垂直特征点;这两点均可由体表观察到。上述4个水平特征点和上垂直特征点不存在明显的温度特征，因此须采取粘贴温度绝缘片的措施加以增强，以便在热像图上有明显的显示。
所谓温度绝缘片是一种由金属片和橡胶片贴合而成圆形片状物，直径一厘米左右。在橡胶片上涂有粘合剂，如不干胶等。摄取热像图前，将它粘在特征点处。由于橡胶片的隔热作用，可使金属片保持不同于周围组织的温度，因而可以在热像图上形成明显的影象。
整个背部被两个坐标系分为上中下3部分。上部每隔100单位划分一个区段，共分6段;中部每隔100单位分一个区段，最后一个区段为50单位，共9.5段;下部向下50单位为第一区段，以下每100单位分一个区段，共6.5段。上中下三部份总共分成22段。在纵向，过点
、
、
、
、
和
引6条平行于纵坐标的直线，将每段分为5个区域。这样背部共分110区域。
在背部采用双坐标系的目的在于利用不同的单位长分别控制各部分的比例关系。
同面部一样，由于采用的是直线分区，故仅需给出各交点的坐标值便可有效地描述该图形。各点的坐标值不难由上述分区方案的描述中推出。
权利要求
1.热像图穴位诊断的计算机分区方法，在人体热像图上围绕每一个有效穴位划分一个区域，该区域的大致反映该穴位出现病理性温度反应的范围，本发明的特征在于该方法至少包括以下步骤A、在热像图上建立一个大十字光标；B、使光标横轴上的定位点(10和11)分别对准热像图上的两个水平特征点(2、3或6、7)；C、使光标纵轴上的定位点(9和12)分别对准热像图上的垂直特征点；D、取横轴上两定位点之间的象素数，除以正常人体上对应两特征点之间骨度同身寸测量典型值作为横轴单位长；E、取竖轴上某一个定点到坐标原点(0、01或02)之间，或者相邻两个定位点之间的象素数，除以正常人体上对应两特征点之间骨度同身寸测量典型值作为纵轴单位长；F、将预存在计算机内的典型分区数据乘以相应象限的单位长，变换为热像图上的象素数据。
2.如权利要求1所述的计算机分区方法，其特征是对于面部，所说的水平特征点为左右两眼(2和3)，上特征点为前发际中点(1)，下特征点为上下唇交线的中点(4)。
3.如权利要求1所述的计算机分区方法，其特征是左右肩胛骨下角(6)为水平特征点，左右髂嵴为辅助水平特征点(7)，其水平连线与纵轴的交点各构成一个垂直特征点(01和02)，一胸椎棘突(5)为上垂直特征点，尾骨末端(8)为下垂直特征点。
4.如权利要求1～3所述的计算机分区方法，其特征是当热像图上所述特征点的温度特征不明显时，先在人体上该特征点处粘贴温度绝缘片后再行摄像。
全文摘要
本发明提出一种热像图穴位诊断的计算机分区方法。采用坐标系变换的手段，将实际人体上的分区图转移到计算机中。采用特征点定位和比例(中医骨度同身寸)量度技术补偿人体差异和摄像距离变化造成的误差。用户只需以坐标描述或样板图的方式一次性输入典型分区数据，计算机就可以依据本发明方法对相应的人体热像图进行自动划分区域。
文档编号A61B5/00GK1072031SQ9211130
公开日1993年5月12日 申请日期1992年10月24日 优先权日1992年10月24日
发明者张栋 申请人:中医研究院针灸研究所