一种中医舌象采集与识别诊断装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体为一种中医舌象采集与识别诊断装置。


背景技术：

2.中医通过“望闻问切”的四诊方式，获取患者与疾病相关的体征信息，然后基于辨证论治的基本理论对疾病进行诊断，舌诊作为中医望诊的主要组成部分之一，在临床诊断中起着重要的作用，中医学认为，舌与脏腑、经络、气血、津液有着密切的关系，舌象的变化能较客观准确地反映病情，可作为诊断疾病、了解病情的发展变化和辨证施治的重要依据之一。
3.传统的中医舌象辨识依赖于医生的肉眼观察及经验判断，其诊断结果既受医生主观的知识水平、思维能力和诊断技能的限制，又受光线、温度等外部环境的影响，缺乏客观、定量、标准的评价及应用，随着技术进步，利用信息技术来探索舌诊指标的信息化、中医舌象辨识、舌象诊断及病证关联的研究越来越广泛而深入。
4.尽管中医舌象识别的研究取得了一定进展，但是目前舌象客观化研究主要基于整体、舌质与舌苔全局特征提取与分析研究，对于舌象不同部位特征提取与应用研究较少，关于中医舌象辨识仍存在着样本不平衡、图像处理算法繁重、难以自动化高通量处理、关联研究迁移能力弱等问题，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种中医舌象采集与识别诊断装置，通过摄像头实时采集舌象信息并上传至后台，在中医临床方面可为远程医疗提供舌象相关分析参数，增加参考分析报告，基于数据分析算力优势，可为大数据下疾病系统的舌象关联性分析提供动化、快速的舌象识别方法学支持，解决了以上背景技术中提到的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种中医舌象采集与识别诊断装置，主要包括：操作平台、显示屏、连接机构、辅助调节机构、图像采集模块、图像处理模块以及信息分析模块；
7.所述图像采集模块包括：摄像头以及数据存储单元；
8.所述摄像头设置于所述操作平台的顶部，所述显示屏设置于所述操作平台的顶部，所述图像处理模块设置于所述操作平台上，所述信息分析模块设置于所述操作平台上，所述连接机构设置于所述摄像头以及所述操作平台连接处，所述辅助调节机构设置于所述操作平台的底部；
9.所述连接机构包括：第一液压杆、第一万向铰、第二万向铰、第一伺服电机以及第二伺服电机；
10.所述第一液压杆设置于所述操作平台上，所述第一伺服电机设置于所述第一液压杆的伸缩端上，所述第一万向铰与所述第一伺服电机驱动端固定连接，所述第二万向铰与所述第一万向铰相连接，且所述第二万向铰与所述摄像头底部相连接，所述第二伺服电机
设置于所述第一万向铰与所述第二万向铰连接处。
11.优选的，所述辅助调节机构包括：固定板、连接板、第二液压杆以及丝杆模组；
12.所述丝杆模组设置于所述操作平台的底部，所述连接板与所述丝杆模组的底端固定连接，所述第二液压杆固定安装于所述连接板的底部，所述固定板与所述第二液压杆的伸缩端固定连接。
13.优选的，所述图像处理模块包括：色彩校正单元、舌体分割单元以及舌质
‑
舌苔分离单元。
14.优选的，所述信息分析模块包括：舌质分析单元、舌苔分析单元以及要素输出单元。
15.优选的，所述摄像头包括：支架、镜头、开关按钮、电源线以及usb数据线；
16.所述支架设置于所述操作平台上，所述镜头设置于所述支架上，所述开关按钮设置于所述支架上，且所述开关按钮与所述镜头相连接，所述电源线与所述镜头相连接，所述usb数据线与所述镜头相连接。
17.优选的，还包括：
18.防护壳，所述防护壳设置于所述操作平台上，且所述防护壳套设于所述第一液压杆上。
19.有益效果
20.本实用新型提供了一种中医舌象采集与识别诊断装置，具备以下有益效果：该中医舌象采集与识别诊断装置设计合理，使用方法简单便于操作，通过摄像头实时采集舌象信息并上传至后台，在中医临床方面可为远程医疗提供舌象相关分析参数，增加参考分析报告，基于数据分析算力优势，可为大数据下疾病系统的舌象关联性分析提供动化、快速的舌象识别方法学支持，同时在人工智能与大数据背景下为解决中医舌象智能识别做出了尝试，在中医证候诊断与风险评估、构建智能化的中医健康管理服务云平台，实现对亚健康、慢性病人群的个性化、动态化健康管理中具有潜在的参考及运用价值。
附图说明
21.图1为本实用新型所述一种中医舌象采集与识别诊断装置的主视图；
22.图2为本实用新型所述一种中医舌象采集与识别诊断装置的侧视图；
23.图3为本实用新型实施例中摄像头的结构示意图之一；
24.图4为本实用新型图1的局部放大图；
25.图5为本实用新型所述一种中医舌象采集与识别诊断装置的结构示意图之一；
26.图6为本实用新型实施例中舌诊分析流程图。
27.图中：1、操作平台；2、显示屏；3、连接机构；301、第一液压杆；302、第一万向铰；303、第二万向铰；304、第一伺服电机；305、第二伺服电机；4、辅助调节机构；401、固定板；402、连接板；403、第二液压杆；404、丝杆模组；5、图像处理模块；6、信息分析模块；7、摄像头；701、支架；702、镜头；703、开关按钮；704、电源线；705、usb数据线；8、数据存储单元；9、防护壳。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.实施例：本实用新型提供一种技术方案：根据说明书附图1
‑
6可知，本案是一种中医舌象采集与识别诊断装置，主要包括：操作平台1、显示屏2、连接机构3、辅助调节机构4、图像采集模块、图像处理模块5以及信息分析模块6，连接关系如下：
30.图像采集模块包括：摄像头7以及数据存储单元8；
31.摄像头7设置于操作平台1的顶部，显示屏2设置于操作平台1的顶部，图像处理模块5设置于操作平台1上，信息分析模块6设置于操作平台1上，连接机构3设置于摄像头7以及操作平台1连接处，辅助调节机构4设置于操作平台1的底部。
32.其中，图像处理模块5包括：色彩校正单元、舌体分割单元以及舌质
‑
舌苔分离单元。
33.其中，信息分析模块6包括：舌质分析单元、舌苔分析单元以及要素输出单元。
34.其中，摄像头7包括：支架701、镜头702、开关按钮703、电源线704以及usb数据线705；
35.支架701设置于操作平台1上，镜头702设置于支架701上，开关按钮703设置于支架701上，且开关按钮703与镜头702相连接，电源线704与镜头702相连接，usb数据线705与镜头702相连接。
36.综上可知，摄像头7的驱动可以手动控制调整最优角度并进行拍摄，也可通过检测捕捉人脸进行自动拍照，例如，摄像头7主要参数为102*73.5*44.9mm大小、5x数字变焦、最高分辨率3840*2160、usb连接、60
°‑
100
°
可变视角等，数据存储单元8用于存储所获取的合格照片。
37.为减少环境光线对舌诊结果的影响，所有上传的图像都将进行色彩校正，对校正后的图像进行舌体区域划分，得到舌体图像，并在得到的舌体图像上，进行舌质
‑
舌苔分离，得到舌质图像和舌苔图像。
38.信息分析模块6应用了基于faster r
‑
cnn算法的深度学习与迁移学习技术进行舌诊模型构建与训练，其中具体方法如下：
39.1.特征提取网络模型构建：本系统选择zf网络作为特征提取网络；
40.2.fine
‑
tune方法的应用：本系统采用将最后一层全连接层前的所有层进行迁移的方法，修改最后一层全连接层的分类信息，用已经训练好的zf模型中fine
‑
tune的权重来初始化权重，本系统在训练fine
‑
tune中所采用的参数参照开源代码中的默认设置，前60000次迭代，学习率参数为0.001，后20000次迭代，学习率为0.0001，momentum设置为0.9，weight decay设置为0.0005。
41.3.基于caffe实现模型构建：为了验证算法的有效性及并行优化后的高效性，建立实验仿真环境，首先参照caffe实现faster r
‑
cnn模型的方法构建本研究算法框架，下载faster r
‑
cnn的预训练模型并顺利运行demo，然后使用经处理的局部舌图像进行模型训练，具体的训练流程为：加载已经训练zf网络，初始化权重，使用zf网络初始化权重，并开始
抽取特征，初始化识别框参数，判断边框位置与类别是否与训练集合相符，反向传递更新参数，完成训练，生成中医舌诊分析模型。
42.利用上述训练得到的中医舌诊分析模型对相应的图像进行舌形、舌质颜色、苔质及苔色的自动识别与分析，最后通过统计决策的方法对分类结果进行综合，得到整幅舌图像的舌质和舌苔类别。
43.本系统中对于舌质、舌苔两大类别的舌诊基本要素的输出类型分为三类。
44.第一类是点输出，即对应输入图像的所有舌内的像素点，系统均输出一个数值，用来表示该位置的信息，点输出信息包括舌质信息中的舌质颜色和苔质信息中的苔色。
45.第二类为位置相关区块，包括舌质中的齿痕、裂纹、点刺，对于这些特征，本系统将它们视作区块，识别它们的出现的同时输出它们的位置信息。
46.第三类为全局输出，包括苔质中的薄、厚、腻、腐，以及润燥的分类输出。
47.连接机构3包括：第一液压杆301、第一万向铰302、第二万向铰303、第一伺服电机304以及第二伺服电机305；
48.第一液压杆301设置于操作平台1上，第一伺服电机304设置于第一液压杆301的伸缩端上，第一万向铰302与第一伺服电机304驱动端固定连接，第二万向铰303与第一万向铰302相连接，且第二万向铰303与摄像头7底部相连接，第二伺服电机305设置于第一万向铰302与第二万向铰303连接处。
49.综上可知，在使用的时候，通过第一液压杆301对摄像头7的高度进行调节，通过第一万向铰302以及第二万向铰303对摄像头7的角度进行调节，通过第一伺服电机304控制第一万向铰302进行旋转，通过第二伺服电机305控制第二万向铰303进行转动。
50.其中，辅助调节机构4包括：固定板401、连接板402、第二液压杆403以及丝杆模组404；
51.丝杆模组404设置于操作平台1的底部，连接板402与丝杆模组404的底端固定连接，第二液压杆403固定安装于连接板402的底部，固定板401与第二液压杆403的伸缩端固定连接。
52.综上可知，通过第二液压杆403对操作平台1的整体高度进行调节，通过丝杆模组404对操作平台1的水平方向进行调节。
53.其中，还包括：防护壳9，防护壳9设置于操作平台1上，且防护壳9套设于第一液压杆301上，通过防护壳9对第一液压杆301进行保护。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
55.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。