[发明专利]一种颈椎活动度检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种颈椎活动度检测装置及方法，包括：标记发箍，所述标记发箍包括标记板，标记板中心标记一长一短、相互垂直的两条标记线；信号采集装置，所述信号采集装置实时采集标记板上黑色标记线的灰度信息和深度信息，并将采集的图像信息传输给微处理器；微处理器对图像分析处理，通过测量标记线长度、灰度信息、深度信息计算得到颈椎活动度信息。本发明的颈椎活动度检测装置结构简单、安装方便、成本低廉，标记装置轻便且易于佩戴，能有效减小被测试人员的颈部负担，避免了被测试者对测量仪器的抵触心理。本发明的测量方法快速精确、易于实现，能有效减少测试时间。

技术领域

本公开涉及机器视觉和医疗器械技术领域，特别是涉及一种颈椎活动度检测装置及方法。

背景技术

目前，发明人在研究中发现，颈椎活动度的检测的现状及存在的问题是：颈椎活动度测量现有技术为倾斜仪测量、颈椎活动度测量仪、照相分析、CT三维重建测量、皮尺测量、目测。

倾斜仪通常是在一个活动周期中测量终点距离起点的平均角度偏移量，测量精度低，且无法有效测量旋转活动度。颈椎活动度测量仪将倾斜仪和罗盘结合起来，测量颈椎活动度，虽具有较好的精度和可靠性，但结构复杂、测量过程繁琐，增加了被测试者的抵触心理。

照相分析法操作简便，测量精度高，但测量前需在被测试者体表贴附容易辨识的标记，引起被测试者不适，一般需要多个相机采集数据，且位姿解算算法复杂，运算量大。CT三维重建分辨率好，测量精度高，但测量时间长、计算复杂、放射性大。皮尺测量和目测方法简单，但依赖测量者经验，测量精度低、效率低，测量者工作强度大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种颈椎活动度检测装置及方法，具有结构简单，安装方便，测量准确、高效的特点。

为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：

一种颈椎活动度检测装置，包括：

标记发箍，所述标记发箍包括标记板，标记板中心标记一长一短、相互垂直的两条标记线；

信号采集装置，所述信号采集装置实时采集标记板上黑色标记线的灰度信息和深度信息，并将采集的图像信息传输给微处理器；

微处理器对图像分析处理，通过测量标记线长度、灰度信息、深度信息计算得到颈椎活动度信息。

进一步的技术方案，所述标记发箍还包括发箍底座、支撑架，支撑架一端连接发箍底座，另一端连接标记板，用于将标记板悬于发箍底座正上方。

进一步的技术方案，所述信号采集装置为CCD深度摄像头，固定支架为圆柱结构，其底端固定在座椅靠背上，顶端悬挂着CCD深度摄像头。

进一步的技术方案，微处理器针对灰度图像，以两标记线交点作为圆心O，长标记线作为x轴，短标记线作为y轴，z轴垂直标记面向上，建立坐标系O_xyz，微处理器通过霍夫变化采集两条标记线的端点坐标信息：长线段起点坐标(x1,y1)、终点坐标(x2,y2)，短线段起点坐标(x3,y3)，终点坐标(x4,y4)。

进一步的技术方案，微处理器根据距离公式及斜率角公式得到被测人员端坐状态下的标记线长度l₁、l₂和倾斜角作为参考标准。

进一步的技术方案，微处理器利用在灰度图像中提取的长线段起点坐标(x1,y1)、终点坐标(x2,y2)，短线段起点坐标(x3,y3)，终点坐标(x4,y4)，直接提取深度图像中相应像素点处的深度信息，得到长线段起点的深度信息d1、终点的深度信息d2，短线段起点的深度信息d3，终点的深度信息d4，取长线段起始点深度差值D1＝d1-d2，短线段深度差值D2＝d3-d4作为参考标准。

本申请提供了一种颈椎活动度检测装置的检测方法，为了实现上述目的，公开了以下技术方案：