[发明专利]用于确定预定解剖特征的容积数据的方法和设备

说明书

本发明公开了一种确定预定解剖特征的容积数据的方法。该方法包括确定存在于深度感测照相机装置的视角中的一个或多个解剖特征的容积数据，将预定解剖特征识别为存在于深度感测照相机装置的视场中，将一个或多个解剖学特征之一的容积数据与所识别的预定解剖学特征相关联，并输出预定解剖学特征的容积数据。本发明还描述了一种装置。

本发明涉及用于确定预定解剖特征的容积数据的方法和设备。 通过应用机器视觉技术来创建和比较身体部位的三维（3D）模型来呈现用于监测动物或人的身体部位或其部分的容积的非侵入性方法和装置。本发明适用于人类和动物健康领域，特别是监测与包括心脏衰竭在内的一系列病变相关的外周水肿。

背景技术

慢性心脏衰竭导致的水潴留可通过多种方法检测，最常见的方法是测量体重增加或肢体容积增加。

Goldberg等人的WHARF研究（Am Heart J.第146卷（4），第705至712页，2003）证明，顺从性患者定期监测其体重可将慢性心脏衰竭的死亡率降低50％。不幸地是，该优势在普通患者群体中无法观察到，因为不遵守每日体重监测机制，即使互联网连接的体重秤的使用已经无需患者记录或报告所收集信息。

Brijker等人（临床生理学，第20卷，第1期，56至61页，2000年1月）证明，相比于用体重增加来监测心脏衰竭，肢体容积是一种更灵敏的监测方法。体重测量有许多已知的波动因素，例如水化程度，以及最近一次排便是否会干扰指示过量水潴留的期望信号。Brijker等人的研究表明患者入院和出院时体重变化约为5.9％，而腿部容积变化为13.1％，腿围变化为7.1％。此外，体重和腿部容积测量之间的变异系数仅为r = 0.37，这表明这两种方法在某种程度上是独立的，因此与单独测量体重相比，腿部容积监测可能会显著增加水肿评估。

不幸的是，肢体容积测量的临床黄金标准是一种水位移技术，该技术因操作员的差异而有显著不同的结果，并且该技术操作麻烦且容易出错。 实质上，将感兴趣的肢体浸入装有不同深度的水的容器中，获取并记录从容器中排出的水。

由于患者在慢性心脏衰竭发作后能够存活多年，因此患者家庭为随意的顺从性患者的肢体容积变化的监测机制寻找解决方案。

因此，已经设计出多种装置来测量肢体容积的变化，通常以各种“智能”袜子或类似的形式，如US8827930B2中所述。 这种方法的根本问题是患者不顺从性是有效长期监测的重要因素。

另一种非侵入性方法是应用“机器视觉”概念，其中使用3D成像系统测量所述肢体。 Hayn等人将Microsoft Kinect深度测量照相机系统应用于检测水肿的腿部容积测量（AT513091 B1）。 Hayn等人采取的方法是为了识别已经显示与肢体容积相关的一组特定参考点，线，曲线或平面。 不幸的是，这种方法仅提供了与重量的适度相关性，并且还要求患者相对于成像系统以特定方式调整取向以捕捉参考点/线/曲线/平面。 这显然容易出现上述相同的顺从性问题。

已经采用了其他肢体三维成像方法，通常在医院环境中使用三维成像系统来进行肢体容积的常规测量。不幸的是，这样的系统通常要求患者相对于成像系统旋转，并且使不感兴趣的肢体被覆盖以便不干扰对感兴趣的肢体的观察。 这显然不适合家庭使用。

在EP0760622A1中描述了另一种方法，其描述了特别便宜的3D扫描仪，其中待数字化的主体部分设置有弹性盖，所述弹性盖携带由摄影测量法评估的标记。使用一个或多个粗略定位的照相机拍摄重叠图像，并且从这些二维（2D）图像的组合生成主体部分的3D模型。 不幸的是，这种系统对于随意的顺从性患者家庭使用是不切实际的，因为不能期望他们能坚持穿着特殊服。