专利名称：人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于中、西医辅助诊疗技术领域，更明确地说涉及人体疾病信息 手区成像的影像表达测定方法及其装置的设计和创新。
背景技术：
传统的中医又称国医，是世界医学史上具有几千年历史的瑰宝，是中华 民族的祖先奉献给人类的优秀医学遗产。传统中医药学有自己独特的哲学思辨理论体系。中医学基础理论是针对 具有生命特征的人体，受体内、外因素影响产生的人体自然变化规律的宏观 总结和表述。传统中医的"司外揣内"及"八纲辩证"的思辨方式是中医在 诊断、治疗上的精髓。传统中医的诊断方法就是在传统中医诊断理论指导下 产生的望、闻、问、切。如，脉象、舌诊、耳诊、手诊、经络等等都是几千 年一直沿用的传统中医诊断技术。众所周知，传统中医诊断技术的缺点是个体主观的、模糊的、无标准和 无定量的解释。对人体变化规律缺少宏观、微观的标准化和规范化，更未能 找到适合用高科技技术支撑的切入点，仍停留在原始的模糊诊断技术上，未 能与社会经济高速发展同步。随着现代高科技技术的进步与发展，人们试图从传统中医诊断技术之中 (如切脉、舌诊、手诊、经络等)找到与高科技的结合点，达到量化、标准 化中医内涵的客观表达，但是至今没有重大突破，也未见相关专利问世。发明内容本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种人体疾病信息手 区成像的影像表达测定方法及其装置。它能克服传统中医诊断寒、热、虚的 主观模糊表达，达到量化、标准化中医内涵的客观表达。更具体地说，可以 对人体胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、头、腰、颈推等器官或部位在手掌上进行特定区域定位，将每个特定区域的中医寒、热、 虚的量的多少和程度及西医组织结构改变的疾病的信息，通过仪器测定形成可视化的色谱图；并可以定量化，给出中、西医对疾病判断的数据和结果。 为了达到上述目的，本发明包括以下步骤(1) 用图像釆集器采集测定人体手掌的图像；
(2) 利用PC机读取该图像，并把该图像分割成多个特定区域，使该特定 区域分别代表人体的胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、 头、腰、颈推等器官或部位；
(3) 分别从每个特定区域中滤除干扰信息，提取像素特征，并依据该像素 特征将用IO种或IO种以上的颜色进行重建，得到完整的色语(4) 以该色i普图的影像内容分别表达上述相应器官或部位的中医寒、热、 虚的内涵和西医的疾病信息；
(5) 对上述相应器官或部位的色谱图进行综合分析，诊断人体的健康与疾病。
步骤(l)采集测定人体手掌的真彩图像时，应在手腕处作暗色的标记线， 手掌面向上，四指并拢拇指张开平铺于箱内底板上，而且对男性患者采集时 测定其左手，对女性患者釆集时测定其右手。
步骤(2)所说的分割是基于完整的手掌图像，按照给定的程序自动完成。 步骤(3)所说的10种或IO种以上颜色是由暖色调到冷色调逐渐变化的， 其对应于中医寒热理论中的热寒程度，例如l号色代表高热，2号色代表 中热，3号色代表热，4号色代表微热(阳气偏盛)，5号色代表正常，6号 色代表正常(阴气偏盛)，7号色代表微寒，8号色代表轻寒，9号色代表中 寒，IO号色代表重寒。1_4号量的变化决定阴虚的量，6 — 10号量的变化 决定阳虚的量。,人西医的角度每一种颜色则对应于相应的病症。例如在胃 肠疾病诊断中，1号色代表溃疡、2号色代表糜烂、3号色代表充血或炎症 等等，依此类推。
给定的程序包括遥控拍摄与实时显示程序模块、多个器官或部位的诊断 测定程序模块、中医综合判断程序模块、色谱图分析功能程序模块及相应的 存储、打印程序模块和界面操作程序模块。诊断测定程序模块和中医综合判 断程序模块，可分别单个模块应用或者几个模块应用，也可以全部模块应用。
步骤(3)所说的提取像素特征得到完整的色谱图包括以下分步骤
① 由分割后的图像得到灰度图像；
② 对灰度图像进行图像处理，得到图像的灰度统计值；
③ 将图像二值化；④ 提取特征参数；
⑤ 将提取出的特征参数与数据库里的参考数据相比较，按照择近的准则 进行模板匹配；
按照像素灰度和匹配的模板参数重建图像，生成色谱图。 上述步骤⑤所说的数据库的建立按照以下分步骤
① 采集已知样本的手掌图像；
② 图像分割依据人体各个脏器或部位在手掌上的位置图，对图像实施 定位分割；
③ 灰度图像转换将24bit的真彩图像转换成0-255级的灰度图像；
④ 图像处理通过亮度变换突出细节、高通滤波增强细节来实现；
⑤ 图像二值化采用类内、类间方差比来作为选择阈值的评价参数来实 现图像的二值化；
提取出特征参数以李水贤30年临床经验的观察形成的参考标准， 提取出有用的几何图案的特征参数；
⑦ 利用MR、 CT、 B超、脏器内窺镜和病理等高科技诊断结果分别对提取 的特征参数进行反复校正；
⑧ 最后形成参考数据库。
按照人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法的装置包括箱体、安装 在箱体一侧的计算机、与计算机连接位于箱体外的显示器和键盘、安装在箱 体另一侧的暗箱、安装在暗箱上面的图像采集器和光源、衬垫在暗箱内壁上 的遮光用黑色棉布。图像采集器与计算机连接。暗箱的前面板下面开有窗口 ， 窗口的内侧上边固定着遮光用黑色棉布帘。
暗箱的前面板上面带有可以显示图像釆集器取景的显示屏。图像采集器 可为数码相机或彩色CCD摄像器。
本发明的原理是依据李水贤对一个自然现象的发现，即胎儿基本形态的 信息在孕妇手掌特定区域内的成像表达这一客观自然现象。该自然现象存在 于每个孕妇手掌特定区域内，可以观察到胎儿信息成像(基本形态)的存在，
并呈现不断的演变、变化过程，该过程与胎儿在子宫内生长、发育过程的规 律基本一致。这一现象通过B超的验证，证实胎儿(基本形态)的信息在孕 妇手掌特定区域成像确实客观存在。这是用现代科技技术验证的一个活人体体内物质信息在体表特定区域成像客观表达的一个自然现象。通过对这一
自然现象的认知，本发明人李水贤推测人体其他生理现象和病理状态也会 在体表特定区域成像表达。这种推测已经通过近30年的临床观察与研究。 在手掌内进行人体内脏分区是利用现代医学实验室高科技技术(CT， MIR， B 超等)以及手术的变化对人体内脏疾病进行定位、定形态，然后在手掌内特 定区域相应的内脏分区观察该疾病所形成的位置、形态、性质，与中、西医 的诊断技术系统地、全面地、有机地结合在一起，形成了人体疾病信息手区 成像的表达，临床准确率达80%以上。
人体疾病信息手区成像的表达仍未脱离人眼主观、模糊的表达，为了形 成量化、可视的客观表达，本发明利用机器视觉和模式识别技术将人体疾病 信息手区成像表达转换成影像表达一色谱图。
本发明的实现方式是构造一个标准环境的手掌图像采样箱，将手掌放 置于统一的光源和设置相同的拍摄参数，以保证衡量图像的基准不变；摄像 镜头和手掌保持一定的距离，以保证获得完整的图像而又避免失真。将24bit 的jpg格式的手掌图像读入PC机，分别按照胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、 膀胱、乳腺、子宫卵巢、头、腰、颈推等人体器官或部位在手掌图像上对应 的特定区域进行图像分割，获得多个手掌局部的图像。分别从每个图像中滤 除干扰信息，提取像素特征，依据特征将像素用IO种或IO种以上的颜色进 行重建，得到完整的色谱图。色谱图即是相应器官或部位的中医寒、热、虚 和西医的疾病信息的影像表达。色谱图实现了中医寒、热、虚的定量表达和 可视化。
本发明的任务就是这样完成的。
本发明能克服传统中医诊断寒、热、虚的主观模糊表达，达到量化、标 准化中医内涵的客观表达。更具体地说，可以对人体胃、肠、肺、心脏、肝 胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、头、腰、颈推等器官或部位在手掌上进行 特定区域定位，将每个特定区域的中医寒、热、虚的量的多少和程度及西医 组织结构改变的疾病的信息，通过仪器测定形成可视化的色谱图；并可以定 量化，给出中、西医对疾病判断的数据和结果。可广泛应用于中、西医辅助 诊断中。
图l为本发明形成中医寒、热、虚影像表达色语图的流程图。
图2为本发明形成参考数据库的流程图。 图3为患者的手掌放置到衬垫上采集图像的示意图。 图4为本发明装置的结构示意图。 图5为装置拆除部分零部件后的示意图。
具体实施例方式
实施例1。 一种人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法，如图l至 图3所示。包括以下步骤
(1) 用图像采集器采集测定人体手掌的图像；
(2) 利用PC机读取该图像，并把该图像分割成多个特定区域，使该特定 区域分别代表人体的胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、 头、腰、颈推等器官或部位；
(3) 分别从每个特定区域中滤除干扰信息，提取像素特征，并依据该像素 特征将用IO种或IO种以上的颜色进行重建，得到完整的色谱(4) 以该色谱图的影像内容分别表达上述多个相应器官或部位的中医寒、 热、虚的内涵和西医的疾病4言息；
(5) 对上述多个色谱图进行综合分析，诊断人体的健康与疾病。 步骤(l)采集测定人体手掌的真彩图像时，应在手腕处作暗色的标记线，
手掌面向上，四指并拢拇指张开平铺于箱内底板上，而且对男性患者采集时 测定其左手，对女性患者釆集时测定其右手。
步骤(2)所说的分割是基于完整的手掌图像，按照给定的程序自动完成。 步骤(3)所说的IO种或IO种以上颜色是由暖色调到冷色调逐渐变化的， 其对应于中医寒热理论中的热寒程度。例如l号色代表高热，2号色代表 中热，3号色代表热，4号色代表微热(阳气偏盛)，5号色代表正常，6号 色代表正常(阴气偏盛)，7号色代表微寒，8号色代表轻寒，9号色代表中 寒，IO号色代表重寒。1 — 4号量的变化决定阴虚的量，6 — 10号量的变化 决定阳虚的量。从西医的角度每一种颜色则对应于相应的病症。例如在胃 肠疾病诊断中，1号色代表溃疡、2号色代表糜烂、3号色代表充血或炎症 等等，依此类推。
给定的程序包括遥控拍摄与实时显示程序模块、多个器官或部位的诊断测定程序模块、中医综合判断程序模块、色谱图分析功能程序模块及相应的 存储、打印程序模块和界面操作程序模块。多个器官或部位的诊断测定程序 模块和中医综合判断程序模块，可分别单个模块应用或者几个模块应用，也 可以全部才莫块应用。步骤(3)所说的提取像素特征得到完整的色谱图包括以下分步骤① 由分割后的图像得到灰度图像；② 对灰度图像进行图像处理，得到图像的灰度统计值；③ 将图像二值化；④ 提取特征参数；(D将提取出的特征参数与数据库里的参考数据相比较，按照择近的准则 进行^^莫板匹配； 按照像素灰度和匹配的模板参数重建图像，生成色谱图。 形成参考数据库的步骤如下第一步是采集已知样本的手掌图像。第二 步是图像分割。依据人体各个脏器或部位在手掌上的位置图，对图像实施定 位分割。手掌像素坐标的标定是手掌长度是以中指尖为基准至手腕标记线 止，手掌宽度是以手掌最宽处为基准。分割时，以中指尖为起始点，按照手 区人体器官在手掌内的定位图，依次横竖裁剪手掌图像成数块，生成多个目 标图像。第三步是灰度图像，亦即将24bit的真彩图像转换成0-255级的灰 度图像。第四步是图像处理，可通过亮度变换突出细节，高通滤波增强细节 来实现。第五步是图像二值化，采用类内、类间方差比来作为选择阈值的评 价参数来实现图像的二值化。具体步骤如下① 求出图像中所有像素的分布概率p, =^ (f=0，l,...,255)， W,为灰度值为z'的像素个数，^为图像的总像素数；② 给定一个初始阈值Tl^Th(),将图像分为d和C2两类；③ 计算两类的方差W和cr〗、灰度均值^和^以及图像的总体灰度均值// :10④计算两类问题的发生概率S和户2
⑤计算类间方差 2、
类内方差cr,;
⑥选择最佳阈值Th^h、使得图像按照该阈值分为C,和q两类后，满足
第六步是以李水贤30年临床经验的观察形成的参考标准，提取出有用 的几何图案的特征参数。第七步是利用MIR、 CT、 B超、脏器内窥镜和病理 等高科技诊断结果分别对提取的特征参数进行反复校正。第八步是形成参考 数据库。
实施例2。 一种人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法的装置，如 图4、图5所示。包括箱体1、安装在箱体1 一侧的计算机2、与计算机2 连接位于箱体1外的显示器3和键盘4、安装在箱体1另一侧的暗箱5、安 装在暗箱5上面的图像采集器6和光源7、衬垫在暗箱5内壁上的遮光用黑 色棉布8。图像采集器6与计算机2连接。暗箱5的前面板下面开有窗口 9， 窗口 9的内侧上边固定着遮光用黑色棉布帘10。
暗箱5的前面板上面带有可以显示图像采集器6的取景的显示屏11。 暗箱5的底板12的内侧上面带有放置手掌用的衬垫13。图像采集器6为数 码相机。患者的手掌14放置在位于底板12上面的衬垫13上，手腕上带有 暗色标记线14。使用时，患者的手腕处作暗色的标记线14，以确定手掌伸 入的长度。手掌面向上，四指并拢、拇指张开，平铺于箱内底板12上。一 般男性拍左手，女性拍右手。
实施例1和2能克服传统中医诊断寒、热、虚的主观模糊表达，达到量 化、标准化中医内涵的客观表达。更具体地说，可以对人体胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、头、腰、颈推等多个器官或部位在 手掌上进行特定区域定位，将每个特定区域的中医寒、热、虚的量的多少和 程度及西医组织结构改变的疾病的信息，通过仪器测定形成可视化的色谱图；并可以定量化，给出中、西医对疾病判断的数据和结果。可广泛应用于 中、西医辅助诊断中。
权利要求
1. 一种人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法，其特征在于它包括以下步骤(1)用图像采集器采集测定人体手掌的图像；(2)利用PC机读取该图像，并把该图像分割成多个特定区域，使该特定区域分别代表人体的胃、肠、肺、心脏、肝胆、肾、膀胱、乳腺、子宫卵巢、头、腰、颈椎多个器官或部位；(3)分别从每个特定区域中滤除干扰信息，提取像素特征，并依据该像素特征将用10种或10种以上的颜色进行重建，得到完整的色谱图；(4)以该色谱图的影像内容分别表达上述多个相应器官或部位的中医寒、热、虚的内涵和西医的疾病信息；(5)对上述多个色谱图进行综合分析，诊断人体的健康与疾病。
2. 按照权利要求1所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法， 其特征在于步骤(l)采集测定人体手掌的真彩图像时，应在手腕处作暗色的标 记线，手掌面向上，四指并拢拇指张开平铺于箱内底板上，而且对男性患者 采集测定其左手，对女性患者采集测定其右手。
3. 按照权利要求1或2所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定 方法，其特征在于步骤(2)所说的分割是基于完整的手掌图像，按照给定的程序自动完成。
4. 按照权利要求3所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法，化的，其对应于中医寒热虚理论中的热寒虚的量，从西医的角度每一种颜色 则对应于相应的病症。
5. 按照权利要求4所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法， 其特征在于给定的程序包括遥控拍摄与实时显示程序模块、多个器官或部位 的诊断测定程序模块、中医综合判断程序模块、色谱图分析功能程序模块及 相应的存储、打印程序模块和界面操作程序模块。
6. 按照权利要求5所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法， 其特征在于所说的诊断测定程序模块和中医综合判断程序模块，可分别单个 模块应用或者几个模块应用，也可以全部模块应用。
7. 按照权利要求6所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法， 其特征在于步骤(3)所说的提取像素特征得到完整的色谱图包括以下分步骤① 由分割后的图像得到灰度图像；② 对灰度图像进行图像处理，得到图像的灰度统计值；③ 将图像二值化；④ 提取特征参数；⑤ 将提取出的特征参数与数据库里的参考数据相比较，按照择近的准则 进行模板匹配； 按照像素灰度和匹配的模板参数重建图像，生成色谱图。
8. 按照权利要求7所述的人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法， 其特征在于步骤 所说的数据库的建立按照以下分步骤① 采集已知样本的手掌图像；② 图像分割依据人体各个脏器或部位在手掌上的位置图，对图像实施定位分割；③ 灰度图像转换将24bit的真彩图像转换成0-255级的灰度图像；④ 图像处理通过亮度变换突出细节、高通滤波增强细节来实现；⑤ 图像二值化采用类内、类间方差比来作为选择阈值的评价参数来实 现图像的二值化；⑥ 提取出特征参数以众多临床经验的观察形成的参考标准，提取出有 用的几何图案的特征参数；⑦ 利用MIR、 CT、 B超、脏器内窥镜和病理高科技诊断结果分别对提取 的特征参数进行反复校正；⑧ 最后形成参考数据库。
9. 一种按照权利要求1人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法的 装置，其特征在于它包括箱体、安装在箱体一侧的计算机、与计算机连接位 于箱体外的显示器和键盘、安装在箱体另一侧的暗箱、安装在暗箱上面的图 像采集器和光源、衬垫在暗箱内壁上的遮光用黑色棉布，图像采集器与计算 机连接，暗箱的前面板下面开有窗口 ，窗口的内侧上边固定着遮光用黑色棉 布帘。
10. 按照权利要求9人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法的装置，其特征在于所说的暗箱的前面板上面带有可以显示图像采集器取景的显 示屏。
11.按照权利要求10人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法的装 置，其特征在于所说的图像采集器为数码相机或彩色CCD摄像器。
全文摘要
一种人体疾病信息手区成像的影像表达测定方法及其装置。方法包括采集手掌图像、PC机读取图像并分割成多个特定区域、提取像素特征并用10种或以上的颜色进行重建得完整的色谱图、以影像表达上述多个器官的中医寒热虚的内涵和西医的疾病信息、对色谱图综合分析诊断疾病等步骤。装置包括箱体、计算机、显示器和键盘、暗箱、图像采集器和光源、遮光黑布、窗口等。它能克服传统中医诊断的主观模糊表达，通过手区图像特定区域计算机程序测定，对胃、肠等多个器官的中医寒热虚的量、中医对各脏器的综合判断及西医组织改变的疾病的信息形成可视色谱图，可定量分析，给出中、西医诊断的数据、结果。可广泛应用于中、西医辅助诊断中。
文档编号G06F19/00GK101292864SQ200810016299
公开日2008年10月29日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日
发明者政 李, 李水贤, 谢莉青 申请人:青岛大学医学院附属医院