一种具有3D成像功能的婴幼儿综合检查装置的制作方法

一种具有3d成像功能的婴幼儿综合检查装置
技术领域
1.本发明涉及医疗检测设备技术领域，尤其涉及一种具有3d成像功能的婴幼儿综合检查装置。


背景技术：

2.婴幼儿体格检查通常项目包括身高，体重，头围，胸围。根据幼儿情况，也需要检查头形(偏头，脑疾病，大脑发育问题)，及其他方面。但目前国内的婴幼儿检查系统(仪器)还处于低级水平。由于市场大，生产厂家很多，但主要产品都集中在底端检查体重和身高的婴幼儿床。而没有能够检查头部外形，并进行大脑分析(头围，头容积，3d模型，畸形，及矫正方式)的设备。
3.中国每年有1800～2100万新生儿，据统计，有33％的儿童都潜在着各种轻重不同的疾病隐患，因而新生儿的定期体检非常重要，它可帮助家长及时发现孩子在成长过程中出现的各种健康问题，做到早发现、早干预、早治疗。
4.对于婴幼儿的生长发育，头型变化，畸形和矫形，国外最新发展了3d头型扫描产品，如美国orthomerica(opi公司)的starband扫描床系统，采用激光+多相机的形式采集小孩头颅3d数据，激光具有辐射性、需要严格的控制；成像基于激光扫描过程，结构复杂。系统也不能检测小孩的体重、和身高、面部信息。
5.多家国外公司，如spectra、artec、creaform和rodin4d均有产品化的手持式扫描仪，其中包括专门用于医疗的扫描仪，其原理基于光栅网格(或散点)+成像相机的技术来实现3d数据采集，光栅采用普通led光，就像led照明光，对人体无害，并经过了严格的ce检测。国内也有公司研制和生产手持式扫描仪，如杭州的先临、深圳的精益迅等，但均为工业应用或针对静态目标的扫描成像装置。
6.另一类产品是基于智能手机和ipad的扫描仪，安装和运行app，无需其他附加模块；头上佩戴具有特征点的头帽，操作者围绕小孩头颅采集图像，获得各个方向足够的图片；然后3d软件进行图像处理，形成3d数据、并可以进行模型分析，获得头形分析的多类参数。
7.但是，中国医疗体系的检查量大而集中，上诉使用的扫描仪器复杂，需要特定的培训和技师进行操作。扫描成像的时间长，一般需要几分钟到几十分钟的时间完成一组小孩的头颅数据采集，时间的长短视儿童的配合和操作者的熟练程度。使用该类扫描仪不能适于临床的检查需要，只能作为诊断仪器使用。同时也不具备体重、身高、面部的特征检测，不能进行综合评估。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于解决现有技术中婴儿体检程序繁琐、婴儿头颅针对性检查成本高昂，无法对婴儿一次进行综合检查的技术问题，提供一种简单快速的、无损无创，对婴儿无任何副作用的、成本低廉的具有3d成像功能的婴幼儿综合检查装置。
9.本发明提供的技术方案如下：
10.一种具有3d成像功能的婴幼儿综合检查装置，其特征在于，包括测量床和头部检测机构，所述头部检测机构滑动安装在所述测量床上；
11.所述测量床上设有身高测量滑板和测距传感器，所述测距传感器的位置与所述身高测量滑板的位置相匹配；
12.所述头部检测机构上设有若干成像相机。
13.所述测量床上壳上还设有用于定位的成像标识，所述成像标识分布于测量床上壳，且位置可以预先测定，并被处于面部相机成像的视野中。
14.优选的，所述头部检测机构为环型结构，该环型结构可以为非闭合或呈倒u型；环型结构上设有不少于2个成像相机。成像相机为分布位置可以提供围绕头颅的各方位图像，采用3d处理软件可以快速同步或异步采集每个相机的图像，从而一次获得头颅各方位的图片，经过现有的3d图像融合处理，获得被测头颅的3d数据。获得头颅3d数据后，可以进一步采用头颅模型分析软件(如ccu)分析头颅的多类参数，包括头围、头颅比例、头颅畸形比、各个分层面积和形状、整体容积等。
15.优选的，所述头部检测机构还设有面部相机，所述面部相机安装在所述环型结构的中心位置。该相机的视野可以采集到头颅及其下方床板的图像，通过图像分析，计算机可以测出标识在图像中的位置，计算出头部检测机构相对床体的位置。同时，通过识别头顶的图像，能得出头顶相对于床板上位置。
16.优选的，所述头部检测机构通过头部光轴滑块安装在头部滑动光轴上，所述头部滑动光轴通过头部光轴支撑安装在所述测量床上。
17.优选的，所述测量床包括测量床上壳和测量床下壳，所述测量床上壳安装在所述测量床下壳上。
18.优选的，所述测量床下壳内安装有下壳支架，所述下壳支架上设有若干支撑杆，头部滑动光轴通过头部光轴支撑安装在所述支撑杆上。
19.优选的，所述下壳支架上设有若干下壳称重支架，所述下壳称重支架上设有称重传感器，所述称重传感器通过上壳安装支架与测量床上壳安装固定，所述测量床上壳与其他部件不接触。
20.优选的，所述测量床下壳上设有底部安装板，所述底部安装板上设有控制电路模块。
21.优选的，所述身高测量滑板设置在所述测量床上壳上，所述身高测量滑板穿过所述测量床上壳两侧的滑板开槽与测距挡板连接，所述身高测量滑板在所述测距挡板后侧连有滑板滑块，所述滑板滑块滑动安装在滑板滑动光轴上，所述滑板滑动光轴安装在所述测量床上壳的背面，所述测距传感器与所述测距挡板的位置相匹配。
22.通过采用以上技术方案，达到如下技术效果：
23.1、本发明是具有头颅3d成像功能的婴幼儿检查系统，该系统可以进行婴幼儿头颅3d成像、头型测量、面部成像、头面部评估、头颅不对称性畸形的诊断分析与手术疗效评价。
24.2、本发明一体化检测婴幼儿头颅、体重、身高信息，从而通过一次性检查即可综合评估婴幼儿颅脑发育与体格发育水平。
25.3、本发明检查过程简单快速，无创无辐射，安全可靠，且无需多次移动婴儿，避免
在测量中碰撞到婴儿或者因检查时间过长引起婴儿的哭闹，同时减轻了操作人员在大量测量时的操作负担。
26.4、本发明所涉及的部件及结构简单，成本低，适应于临床及筛查应用。
27.5、本发明各个部件可拆卸连接，各个模块相对独立，便于安装和拆卸，在更换零部件时只对相应部件进行拆卸更换即可，使其应用灵活稳定。
附图说明
28.图1是本发明的立体结构示意图；
29.图2是头部检测机构立体结构示意图；
30.图3是头部检测机构爆炸结构示意图；
31.图4是测量床下壳结构示意图；
32.图5是支架结构示意图；
33.图6是测量床上壳结构示意图；
34.图7是测量床上壳背面结构示意图；
35.图中：1、头部检测机构；2、测量床上壳；3、身高测量滑板；4、测量床下壳；5、头部机构壳罩；6、底座；7、成像相机；8、头部滑动光轴；9、头部光轴支撑；10、头部光轴滑块；11、检测按键；12、面部相机；13、测距传感器；14、滑板开槽；15、测距传感器安装块；16、成像标识；17、滑板光轴支撑；18、滑板滑动光轴；19、测距挡板；20、滑板滑块；21、上壳安装支架；22、称重传感器；23、支撑杆；24、供电插口；25、通讯接口；26、下壳支架；27、控制电路模块；28、底部安装板；29、下壳称重支架。
具体实施方式
36.如图1所示，一种具有3d成像功能的婴幼儿综合检查装置，包括测量床和头部检测机构1，所述头部检测机构1滑动安装在所述测量床上。具体的，所述头部检测机构1通过头部光轴滑块10安装在头部滑动光轴8上，所述头部滑动光轴8通过头部光轴支撑9安装在所述测量床上。在对婴儿头颅进行检查时，可通过头部光轴滑块10在头部滑动光轴8的位置，调整头部检测机构1相对婴儿头颅的位置。所述头部检测机构1外还设有头部机构壳罩5。
37.所述头部检测机构1为环型结构，对称的两侧相对位置分别设有多个成像相机7，所述面部相机12安装在所述环型结构的中心位置。多个成像用于检测婴幼儿头颅信息，实现3d成像。面部相机用于测定检测机构的位置及头顶的位置。
38.所述测量床包括测量床上壳2和测量床下壳4，所述测量床上壳2安装在所述测量床下壳4上。检查时，将婴幼儿放在测量床上壳2平躺。
39.所述测量床下壳4内安装有下壳支架26，所述下壳支架26上设有若干支撑杆23，头部滑动光轴8通过头部光轴支撑9安装在所述支撑杆23上。具体的通过对称分布的4根支撑杆23固定支撑4个头部光轴支撑9，一对头部滑动光轴8分布于装置的两侧，两端头部滑动光轴8分别固定在两侧的头部光轴支撑9上，从而实现测量床下壳4对头部检测机构1的支撑。
40.所述测量床下壳4上设有底部安装板28，所述底部安装板28上设有控制电路模块27。设置底部安装板28，便于安装和拆卸控制电路模块27。
41.所述下壳支架26上设有2个下壳称重支架29，所述下壳称重支架29上分别设有称
重传感器22，每一个所述称重传感器22分别通过一个上壳安装支架21与测量床上壳2安装固定，所述测量床上壳2与其他部件不接触。由于测量床上壳2仅仅与称重传感器22接触，从而实现重传感器22对测量床上壳2上婴幼儿的称重作用。
42.所述身高测量滑板3设置在所述测量床上壳2上，所述身高测量滑板3穿过所述测量床上壳2两侧的滑板开槽14与测距挡板19连接，所述身高测量滑板3在所述测距挡板19后侧连有滑板滑块20，所述滑板滑块20滑动安装在滑板滑动光轴18上，所述滑板滑动光轴18通过滑板光轴支撑17安装在所述测量床上壳2的背面。所述测距传感器13与所述测距挡板19的位置相匹配，所述测距传感器13通过测距传感器安装块15安装在所述测量床下壳4上。根据婴幼儿的脚的位置滑动身高测量滑板3的方式，间接的滑动测距挡板19，通过测距传感器13将其到滑动测距挡板19的距离信号发送至数据处理系统，通过系统运算得出婴幼儿的身高。
43.所述测量床上壳2上还设有用于标定的成像标识16，所述成像标识16的位置与所述成像相机7相匹配。在对婴幼儿进行检测时，成像相机7可以拍摄到婴幼儿头颅及与其下部测量床上壳2床板的图像，测量床上壳2上有形状不同的成像标识16，通过图像分析，可以判断头顶相对成像标识16的位置，可以测得头顶在床板上的位置。加之滑动测距挡板的位置测量数据，可以得出被测小孩的身高(头
‑
脚的距离)。
44.所述头部检测机构1外还设有检测按键11，所检测按键11与所述电路控制模块27电连接。
45.所述测量床下壳4上设有供电插口24和通讯接口25，所述供电插口24和通讯接口25分别与所述电路控制模块27电连接。
46.所述测量床下壳4下方还设有若干底座6，用于支撑测量床下壳4。
47.本发明控制电路模块27还与人机交互终端电连接，所述人机交互终端设有数据分析与处理系统，床体的多个相机也与人机交互终端电连接。
48.所述人机交互终端数据分析与处理系统包含3d数据融合软件，该软件具有与多相机通讯和与控制器通讯的功能；从相机获得图像、融合多相机数据和形成3d数据。同时计算机上的软件能够处理图像，识别床板标识和头顶的边界，从而获得小孩头顶的位置数据。通过与控制器通讯，计算机从控制器获得称重数据，和滑板位置数据。通过处理这些信息，该软件可以获得小孩头颅的3d数据，体重、和身高。同时，提供档案管理，数据采集，数据分析功能。通过检测头部发育状况，以及上述剔除的一些参数，提出评价婴幼儿的发育状态的方案，对每个婴幼儿，给出一份生长发育报告。
49.本发明的工作原理如下：
50.1、头颅信息采集
51.使用时，启动检测按键11，先将头部检测机构1、身高测量滑板3滑开，放入宝宝，将头部检测机构1滑到宝宝头部上方适当的位置，通过成像相机7和面部相机12进行图像采集，得到宝宝头颅图像数据，进行3d数据模型构建；
52.2、体重信息采集
53.宝宝放入测量床瞬间，称重传感器22检测到宝宝重量信息并传送至数据处理系统，待数据稳定后获得确切的宝宝体重信息；
54.3、身高信息采集
55.宝宝躺稳后，操作人员通过滑动身高测量滑板3，将其贴近宝宝脚底，滑动身高测量滑板3滑动时带动测距挡板19同步滑动，通过测距传感器13确定宝宝的脚的位置；同时采集面部相机的图像，进行图像处理获得宝宝头顶的位置信息；从该位置的信息结合脚的位置信息，即可计算出宝宝的身高。
56.以上三个过程可以同步、或分步进行，在极短的时间即可完成检测，并具有灵活性。
57.本发明采用无损无创的光学相机实现头形扫描，侧重于整机的智能化和便捷性操作，后期可加入面部成像及面部特征分析。相配套的软件具有数据库和数据管理，支持临床数据采集和大数据分析。采用该系统，进行临床数据采集和研究，获得我国婴幼儿的大脑发育规律，建立基本数据库，并进而建立我国婴幼儿头部生长发育和健康标准。从医学的角度，归纳婴幼儿大脑发育特征，各时间段的普遍特点，以及与婴幼儿的营养，护理等的关系。
58.本发明可用于对婴幼儿的普通检查中，对婴幼儿的体重，身高，头围，头形进行一体化检测，并整合数据分析评价婴幼儿的体格，发育情况，按照who的标准给医生和病人提供指导信息，出具检查报告。及解决了现在婴幼儿检查中依靠皮尺，手工记录，人为看图评价的状态，更能够对头形提供畸形分析，及时发现问题，提供后续的畸形治疗。