傷口面積測量系統輔助測距裝置製造方法
2023-05-23 03:04:16
傷口面積測量系統輔助測距裝置製造方法
【專利摘要】一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，是傷口面積測量系統的輔助裝置，傷口面積測量系統由傷口面積測量軟體及帶有攝像頭的電子設備組成。該裝置包括外殼、處理模塊、測距模塊、通信模塊、自鎖開關、電源、充電模塊、開關、升壓模塊。外殼包括底板、側面板、正面板、固定夾，底板、側面板、正面板由固體膠固定連接，共同組成長方體結構固定。固定夾通過固體膠固定在底板上，固定夾包括可伸縮夾和轉軸，可伸縮夾可根據需要夾持的電子設備尺寸調節寬度，轉軸可360°旋轉以調整最佳拍攝角度。固定夾的功能是減小測量拍攝點與實際拍攝點的距離。傷口面積測量系統輔助測距裝置準確測量拍攝距離，並通過藍牙傳輸到傷口面積測量系統中。
【專利說明】傷口面積測量系統輔助測距裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，屬於醫學圖像處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]全世界約有1%的人口被持續性的創面問題所困擾，約5%的醫療費用花費在創面修復上；創面尤其是慢性、難愈性創面發病率呈逐年增高趨勢。臨床上，皮膚損傷面積的測量結果可作為一項觀察指標來評估皮膚損傷的嚴重程度以及相關治療的恢復情況。對傷口區域進行準確採樣並進行圖像處理可完成對皮膚損傷面積的計算，拍攝距離的遠近是影響圖像處理結果準確度的重要參數，因此對拍攝距離的準確測量十分必要。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提出一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，是傷口面積測量系統的輔助裝置，傷口面積測量系統輔助測距裝置可完成對拍攝點至傷口圖像區域的拍攝距離的準確測量，並將拍攝距離數據用於之後的圖像處理中，也可用於其他醫學圖像處理問題中拍攝距離的測量。
[0004]傷口面積測量系統由傷口面積測量軟體及帶有攝像頭的電子設備組成。傷口面積測量系統通過攝像頭採集的傷口圖像和由傷口面積測量系統輔助測距裝置讀取的拍攝距離進行傷口實際面積的計算，進而評估傷勢的嚴重程度，例如用於對糖尿病壞疽的治療及圖像記錄。帶有攝像頭的電子設備採集傷口圖像，傷口面積測量軟體完成圖像處理及對傷口圖像的分析和計算，圖像處理步驟包括裁剪圖像、圖像二值化、轉換灰度圖、剔除無效區域、提取有效區域五個步驟。為了解決由拍攝距離遠近而引起的實際面積計算誤差，傷口面積測量系統輔助測距裝置測量自拍攝點至傷口圖像的距離，將拍攝距離數據通過通信模塊的藍牙傳輸技術傳輸到傷口面積測量軟體中，傷口面積測量軟體將拍攝距離數據用於圖像處理步驟中完成對傷口面積的計算。最後用紅色高亮標註傷口區域，將高亮標註的傷口區域、傷口面積數據及傷口圖像所佔像素數顯示在電子設備屏幕上。
[0005]另外，在完成對拍攝點至傷口圖像區域距離的測量過程中需避免直接接觸人體等對患者造成不適感的操作，因此採用Arduino URM37V3.2帶溫度補償串口的測距模塊完成無創、間接測距，並通過HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊的藍牙傳輸技術完成對拍攝距離的傳輸，避免了使用者手動在傷口面積測量軟體輸入拍攝距離的繁瑣，節省了人力並且提高了傷口面積測量系統的使用效率。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案為一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵在於:該裝置包括外殼、處理模塊、測距模塊、通信模塊、自鎖開關、電源、充電模塊、開關、升壓模塊；利用測距模塊測量傷口面積測量系統與傷口之間的距離，利用通信模塊將該距離數據傳輸到傷口面積測量系統中，利用充電模塊不僅能實現對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電還能為其他電子設備充電。
[0007]所述的外殼包括底板、側面板、正面板、固定夾，固定夾包括可伸縮夾、轉軸，底板、側面板、正面板通過固體膠固定連接，底板與4塊側面板夾角為90°，正面板與4塊側面板夾角為90°，正面板與底板平行，共同組成長方體結構固定，固定夾通過固體膠固定在底板上。
[0008]所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，該裝置的尺寸是長6cm，寬5cm，厚lcm，便於通過固定夾夾持在帶有攝像頭的電子設備背部。
[0009]所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的外殼的底板及側面板用於固定處理模塊、測距模塊、通信模塊、自鎖開關、電源、充電模塊、開關、升壓模塊。
[0010]所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的測距模塊的探頭部分、自鎖開關的按動部分、充電模塊的USB充電口部分置於正面板的外側。
[0011]所述的可伸縮夾可根據需要夾持的帶有攝像頭的電子設備的尺寸調節可伸縮夾的寬度，轉軸可360°旋轉以調整最佳拍攝角度；固定夾的功能是減小測量的拍攝點即測距模塊探頭位置與實際拍攝點即電子設備攝像頭位置的距離，由傷口面積測量系統的測距裝置厚度引起的測量誤差可在傷口面積測量軟體中減去以提高測量精度。
[0012]所述的通信模塊可通過無線藍牙傳輸技術建立傷口面積測量系統輔助測距裝置與傷口面積測量系統的連接。
[0013]所述的充電模塊設置有充電口；將帶有micro USB接口的充電線插入傷口面積測量系統輔助測距裝置充電口部分可實現對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電。
[0014]所述的開關由控制低電平的開關和控制高電平的開關組成，控制處理模塊與通信模塊的連接狀態。
[0015]所述的測距模塊可通過內置溫度傳感器對外界溫度進行測量，並在計算拍攝距離時實現溫度補償，減小由溫度對超聲波傳播速度影響導致的拍攝距離測量的誤差。
[0016]所述的處理模塊可以是Arduino Nano ATMEGA328V3.0。
[0017]所述的測距模塊可以是Arduino URM37V3.2帶溫度補償串口測距模塊。
[0018]所述的通信模塊可以是HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊。
[0019]所述的電源可以是聚合物鋰電池。
[0020]所述的充電模塊可以是鋰電池專用充電模塊。
[0021]所述的升壓模塊是5V升壓模塊(DC-DC)。
[0022]所述的自鎖開關設置有按鍵，按動自鎖開關後傷口面積測量系統處於測量拍攝距離狀態，再次按動自鎖開關後，自鎖開關按鍵部分彈起，傷口面積測量系統輔助測距裝置處於關閉狀態，不能進行測量拍攝距離功能。
[0023]所述的處理模塊、通信模塊、充電模塊、升壓模塊分別具有提示燈，所述的測量拍攝距離功能為按動自鎖開關後，處理模塊、通信模塊、充電模塊、升壓模塊的提示燈亮，測距模塊測量拍攝距離，通過處理模塊的計算、處理、連接功能將拍攝距離的數據傳輸給通信模塊，通信模塊將拍攝距離通過藍牙傳輸技術傳輸到傷口面積測量軟體。
[0024]所述的充電功能為自鎖開關控制由電源、充電模塊、開關、升壓模塊組成的充電電路的工作狀態；按動所述自鎖開關後傷口面積測量系統輔助測距裝置處於充電狀態，自鎖開關彈起後，不能進行充電功能。
[0025]所述的處理模塊為Arduino Nano ATMEGA328V3.0,所述的測距模塊為ArduinoURM37V3.2帶溫度補償串口測距模塊，所述的通信模塊為HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊，所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置連接關係為:測距模塊的+5V管腳一端連接在處理模塊的5V管腳處，另一端連接在通信模塊的VCC管腳處；測距模塊的GND管腳連接處理模塊的GND管腳、通信模塊的GND管腳，另該管腳連接一個5KΩ電阻後再連接通信模塊的IN管腳；測距模塊的PWM管腳連接處理模塊的D8管腳；測距模塊的COMP/TRIG管腳連接處理模塊的D9管腳；通信模塊的TXD管腳連接控制高電平的開關，再連接處理模塊的RXO管腳；通信模塊的RXD管腳連接控制低電平的開關，再連接處理模塊的TXl管腳；自鎖開關的三個端點分別為A0、A1, A2，其中A0為動端，A1, A2為不動端；電源的正極連接自鎖開關的動端Atl,不動端A1連接升壓模塊的正極，升壓模塊的負極連接充電模塊的BAT-端，充電模塊的BAT+端連接自鎖開關的不動端A2，充電模塊的BAT-端連接電源的負極構成充電電路。
[0026]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果。
[0027]1、通過實際測試，本發明中的傷口面積測量系統輔助測距裝置可以完成對拍攝距離的準確測量，並可通過藍牙傳輸技術將拍攝距離數據傳輸到傷口面積測量軟體進一步用於傷口圖像處理及傷口面積計算中，也可用於其他醫學圖像處理研究中對拍攝距離的測量。
[0028]2、相比於其他超聲波測距裝置或測距儀，本發明中的測距模塊採用帶溫度補償串口的測距模塊，可對因溫度變化引起的超聲波傳播速度的變化進行補償，大大減小了測量誤差。
[0029]3、本發明中採用的通信模塊可通過藍牙傳輸技術可靠、快速、穩定地進行數據傳輸，避免了將測量數據手動輸入傷口面積測量軟體的繁瑣，且在配對時選擇一次通信模塊後無需再次選擇。
[0030]4、本發明中自帶充電電路，充電模塊和測距模塊等工作模塊一體，減少了充電的步驟，增加了裝置使用效率。自帶充電電路不僅能實現對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電還能為其他電子設備充電。
[0031]5、本發明中固定夾通過可調節寬度的伸縮夾將傷口面積測量系統輔助測距裝置固定在安裝有傷口面積測量軟體的帶有攝像頭的電子設備後方，使測量的拍攝點即超聲波測距模塊探頭位置與實際拍攝點即電子設備攝像頭位置近似在同一平面，減小了拍攝距離的測量誤差。
[0032]6、本發明集成度高、裝置體積小巧、外形美觀、材料的成本較低、便攜性好、節能環保。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為傷口面積測量系統輔助測距裝置的內部結構圖；
[0034]圖2.1為傷口面積測量系統輔助測距裝置的外殼側視圖；
[0035]圖2.2為傷口面積測量系統輔助測距裝置的外殼後視圖；
[0036]圖3為傷口面積測量軟體與HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊建立連接的界面圖；
[0037]圖4為傷口面積測量軟體查找附近區域藍牙設備的界面圖；
[0038]圖5為傷口面積測量軟體接收拍攝距離的界面圖；
[0039]圖6為傷口面積測量軟體保存拍攝距離的界面圖。
[0040]圖7為傷口面積測量系統及輔助測距裝置的使用流程圖。
[0041 ] 圖中:1、外殼，2、處理模塊，3、測距模塊，4、通信模塊，5、自鎖開關，6、電源，7、充電模塊，8、開關，9、升壓模塊，11、底板，12、側面板13、正面板，14、固定夾，141、可伸縮夾，142、轉軸，31、測距傳感器探頭，51、自鎖開關按鍵，71、充電口，81、控制低電平的開關，82、控制聞電平的開關。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0043]實施例
[0044]如圖1-7所示，一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，所述的處理模塊可以是Arduino Nano ATMEGA328V3.0，測距模塊可以是Arduino URM37V3.2帶溫度補償串口的測距模塊，通信模塊可以是HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊，電源可以是3.7V.800mA聚合物鋰電源，充電模塊可以是IA鋰電源專用充電模塊，升壓模塊是5V升壓模塊(DC-DC)。
[0045]其中所述的處理模塊Arduino Nano ATMEGA328V3.0可由其他型號處理模塊代替，由於對製作體積的考慮選擇用體積小巧、計算效率高的Arduino Nano ATMEGA328V3.0處理模塊。所述的帶溫度補償串口的測距模塊Arduino URM37V3.2可用其他型號的測距模塊(如:HC-SR04)完成對拍攝距離的測量，由於溫度會影響超聲波的傳播速度，帶來拍攝距離的測量誤差，因此，內置溫度傳感器的測距模塊的測量誤差更小，能夠達到I %。所述的通信模塊可由其他型號的通信模塊代替，HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊具有主從一體的結構，因此可直接發送接收數據，效率更高。
[0046]測距功能:按動所述自鎖開關5後傷口面積測量系統輔助測距裝置處於工作狀態，處理模塊2、通信模塊4、充電模塊7、升壓模塊9的提示燈亮，Arduino URM37V3.2帶溫度補償串口的測距模塊通過發射及接收超聲波測量拍攝距離，通過Arduino NanoATMEGA328V3.0的計算、處理、連接功能將拍攝距離的數據傳輸給HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊，HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊將拍攝距離通過藍牙傳輸技術傳輸到傷口面積測量軟體。
[0047]充電功能:自鎖開關控制由3.7V.800mA聚合物鋰電源、IA鋰電源專用充電模塊、5V升壓模塊(DC-DC)組成的充電電路的工作狀態。按動所述自鎖開關5後傷口面積測量系統輔助測距裝置處於充電狀態，將帶有micro USB接口的充電線插入傷口面積測量系統輔助測距裝置充電口部分即可完成對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電，充電時間為2小時，充滿電後傷口面積測量系統輔助測距裝置的工作時間為10小時。另外，傷口面積測量系統輔助測距裝置也能為其他電子設備充電，打開自鎖開關，將充電線的USB接口插入到傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電口，micro USB接口插入到電子設備的充電口可完成對其他電子設備的充電，比如:手機、平板電腦、音樂播放器、視頻播放器等。
[0048]數據傳輸功能:傷口面積測量系統輔助測距裝置中的HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊通過藍牙傳輸技術將測量得到的拍攝距離數據傳輸到傷口面積測量系統，傷口面積測量系統中的帶有攝像頭的電子設備開啟藍牙功能，自動搜索周圍的藍牙設備，選擇HC(HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊的藍牙名稱簡記為HC)後傷口面積測量軟體接收拍攝距離數據，軟體調用系統相機或其他具有拍攝功能的軟體拍攝傷口圖像，將拍攝距離數據和傷口圖像用於後續的圖像處理步驟中，最後帶有攝像頭的電子設備顯示傷口面積測量軟體高亮標註的傷口區域，計算得到的傷口面積以及傷口圖像所佔的像素數。
[0049]再次按動所述自鎖開關5後，自鎖開關按鍵51彈起，傷口面積測量系統輔助測距裝置處於關閉狀態，不能完成測量拍攝距離、充電、數據傳輸的功能。
[0050]傷口面積測量系統輔助測距裝置測量拍攝距離後通過藍牙傳輸技術將拍攝距離傳輸到傷口面積測量軟體，如圖3-圖6所示為傷口面積測量軟體與HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊4建立連接並將保存的拍攝距離數據用於之後圖像處理步驟的界面圖。
[0051]具體操作步驟如下，
[0052]第一步，按動自鎖開關，打開裝置；
[0053]第二步，如圖3所示，開啟傷口面積測量軟體，此時「確定」按鈕是不能點擊的，點擊「從藍牙讀取距離」按鈕，傷口面積測量軟體會自動開啟電子設備藍牙功能；
[0054]第三步，如圖4所示，點擊「查找設備」按鈕搜索附近藍牙設備，點擊「取消」則返回上一步操作界面；
[0055]第四步，如圖5所示，選擇HC設備並點擊「連接」，點擊「清空」選項則清空讀取的拍攝距離數據，重新讀取新的數據，點擊「保存」進入如圖6所示界面；
[0056]第五步，如圖6所示，點擊「確定」按鈕將讀取的測量距離進行保存，實現測量的拍攝距離數據從HC-05無線藍牙主從一體串口通訊模塊到傷口面積測量系統的快速、準確傳輸。
【權利要求】
1.一種傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵在於:該裝置包括外殼(I)、處理模塊(2)、測距模塊(3)、通信模塊⑷、自鎖開關(5)、電源(6)、充電模塊(7)、開關⑶、升壓模塊(9);利用測距模塊測量傷口面積測量系統與傷口之間的距離，利用通信模塊將該距離數據傳輸到傷口面積測量系統中，利用充電模塊不僅能實現對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電還能為其他電子設備充電。
2.根據權利要求1所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的外殼⑴包括底板(11)、側面板(12)、正面板(13)、固定夾(14)，固定夾(14)包括可伸縮夾(141)、轉軸(142)，底板(11)、側面板(12)、正面板(13)通過固體膠固定連接，底板(11)與4塊側面板(12)夾角為90°，正面板(13)與4塊側面板(12)夾角為90°，正面板(13)與底板(11)平行，共同組成長方體結構固定，固定夾(14)通過固體膠固定在底板(11)上。
3.根據權利要求1或2所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，該裝置的尺寸是長6cm，寬5cm，厚1cm，便於通過固定夾(14)夾持在帶有攝像頭的電子設備背部。
4.根據權利要求1或2所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的外殼(I)的底板(11)及側面板(12)用於固定處理模塊(2)、測距模塊(3)、通信模塊(4)、自鎖開關(5)、電源(6)、充電模塊(7)、開關(8)、升壓模塊(9)。
5.根據權利要求1或2或4所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的測距模塊⑶的探頭部分(31)、自鎖開關(5)的按動部分(51)、充電模塊(7)的USB充電口部分(71)置於正面板(13)的外側。
6.根據權利要求1或2或3所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的可伸縮夾(141)可根據需要夾持的帶有攝像頭的電子設備的尺寸調節可伸縮夾的寬度，轉軸(142)可360°旋轉以調整最佳拍攝角度；固定夾(14)的功能是減小測量的拍攝點即測距模塊探頭位置與實際拍攝點即電子設備攝像頭位置的距離，由傷口面積測量系統的測距裝置厚度引起的測量誤差可在傷口面積測量軟體中減去以提高測量精度。
7.根據權利要求1或4所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的通信模塊(4)可通過無線藍牙傳輸技術建立傷口面積測量系統輔助測距裝置與傷口面積測量系統的連接，完成拍攝距離數據傳輸功能。
8.根據權利要求1或4或5所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的充電模塊(7)設置有充電口(71);將帶有micro USB接口的充電線插入傷口面積測量系統輔助測距裝置充電模塊(7)的充電口部分(71)可實現對傷口面積測量系統輔助測距裝置的充電。
9.根據權利要求1或4或7所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的開關⑶由控制低電平的開關(81)和控制高電平的開關(82)組成，控制處理模塊(2)與通信模塊(4)的連接狀態。
10.根據權利要求1或4或5或6所述的傷口面積測量系統輔助測距裝置，其特徵還在於，所述的測距模塊(3)可通過內置溫度傳感器對外界溫度進行測量，並在計算拍攝距離時實現溫度補償，減小由溫度對超聲波傳播速度影響導致的拍攝距離測量的誤差。
【文檔編號】A61B5/107GK104161522SQ201410393706
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】楊琳, 張心苑, 張松, 王靜, 趙強 申請人:北京工業大學