DE102009040017A1

DE102009040017A1 - System und Verfahren zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers

Info

Publication number: DE102009040017A1
Application number: DE102009040017A
Authority: DE
Inventors: Rene Beaujean; Bjoern Lindner; Juergen Philipps
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-24
Also published as: US20110118608A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers (40) und umfasst ein erstes IR-Kamerasystem (18) zur Detektion einer Temperatur auf einer Körperoberfläche in Form eines Wärmebildes, ein zweites Kamerasystem (22, 22') zur Detektion von dreidimensionalen Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem (18), zumindest eine erste Datenbank (44), in der für zumindest einen Körper ein entsprechendes Modell gespeichert ist, und eine mit der ersten Datenbank (44) verbundene Auswerteeinheit (42), die das detektierte Wärmebild und die detektierten 3-D-Informationen empfängt. Die Auswerteeinheit (42) korreliert die detektierten 3-D-Informationen mit einem in der ersten Datenbank (44) gespeicherten auswählbaren Modell und erzeugt dabei einen Datensatz, in dem ausschließlich 3-D-Informationen, die eindeutig dem Modell zuweisbar sind, enthalten sind. Nach einer anschließenden Transformation dieser 3-D-Daten in einen 2-D-Raum werden diese mit dem Wärmebild verknüpft, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebildes selektiert werden, die den 2-D-Informationen des Datensatzes entsprechen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines beliebig geformten Körpers, insbesondere zur Erkennung von Dekubitus-Wunden am menschlichen Körper oder zur Erkennung von Temperaturerhöhungen im Rahmen eines Infektions- bzw. Viruserkrankungen, zum Beispiel bei einer H1N1 oder H5N1 Infektion.
In vielerlei Gebieten ist es von Interesse, die Temperatur auf der Oberfläche von technischen Geräten, Maschinen, industriellen Anlagen oder auch Gebäuden zu erfassen. Gleiches gilt für die Untersuchung von menschlichen oder tierischen Körpern, bei denen auf der Haut Bereiche mit verschiedenen Temperaturen entstehen können, insbesondere für den Fall, dass sich Wundstellen gebildet haben.
Beim menschlichen Körper treten Dekubitus-Wunden in der Haut und im darunterliegenden Bindegewebe durch länger andauernde mechanische Belastung und verminderte Durchblutung auf. Betroffen sind häufig bettlägerige Patienten, oder Personen die lange im Rollstuhl sitzen. Tendenziell steigen die Zahlen derjenigen Patienten, die solche Dekubitus Wunden entwickeln, mit der Anzahl von bettlägerigen Patienten an. In alternden Gesellschaften, wie sie heute in vielen Industrieländern vorliegen, nehmen die im Alter auftretenden Krankenhaus- oder Pflegeheimaufenthalte zahlenmäßig zu. In diesen Phasen sind insbesondere längere Bettphasen häufig indiziert. Das naheliegende Mittel zur Vermeidung von Dekubitus Wunden ist das häufige Umlagern der Patienten durch das Pflegepersonal. Durch den Trend zur Kostenreduktion im Bereich des Pflegepersonals kommt hier dem Management einer Pflegestation eine große organisatorische Verantwortung zu. Tritt bei einem Patienten eine Dekubitus-Wunde auf, so können die Betroffenen oder Dritte u. U. ein Versäumnis des Pflegemanagements daraus ableiten. Die Pflege zur Heilung dieser Wunden ist darüber hinaus für die Pflegestation mit erheblichen Kosten verbunden.
Wird ein Patient von einer Einrichtung in die nächste verlegt, so ist das Pflegemanagement der entlassenden Einrichtung aus den vorgenannten Gründen daran interessiert, nachzuweisen, dass der Patient ohne Dekubitus die Einrichtung verlassen hat, um nicht später in Haftung genommen zu werden. Ebenso ist das Management der aufnehmenden Einrichtung daran interessiert zu kontrollieren, ob der Patient bereits einen bestehenden oder entstehenden Dekubitus hat, so dass dieser damit nachweislich nicht in ihren Verantwortungsbereich fällt. In jedem Fall ist für jede Pflegeeinrichtung von Bedeutung, einen Dekubitus bei ihren Patienten bereits in einer sehr frühen Entstehungsphase zu erkennen und zu klassifizieren, so dass frühzeitig mit einer Behandlung begonnen werden kann. Auch ist der Behandlungserfolg in regelmäßigen Abständen zu kontrollieren, um ggf. die Behandlungsmethode anpassen zu können.
Aus der Literatur ist bekannt, dass Dekubitus-Wunden sich aufgrund metabolischer Prozesse durch ein charakteristisches Temperaturmuster von der umgebenden gesunden Haut unterscheiden. In der Studie „Development of a Thermal and Hyperspectral Imaging System for Wound Characterization and Metabolic Correlation", M. H. Chen at al., JOHNS HOPKINS APL TECHNICAL DIGEST, VOLUME 26, NUMBER 1/2005 wurde der Nachweis erbracht, dass mit einer Wärmebildkamera digitale Aufnahmen der Haut erstellt werden können, welche mit einer nachgeschalteten manuellen Auswertung durch einen erfahrenen Mediziner eine Erkennung von Dekubitus Wunden zulassen. Zum Zweck der verbesserten Darstellung ist in der gleichen Literaturquelle auch die Verwendung von Stereokameras zur Erzeugung eines 3D-Bildes des Wundgebietes beschrieben. Die gewonnen Stereobilder werden dabei nicht algorithmisch ausgewertet, sondern vielmehr über ein geeignetes Darstellungsgerät (z. B. einem 3D-Monitor oder mittels einer 3D-Brille) einem menschlichen Begutachter zur räumlichen Betrachtung vorgelegt.
Ein verwandtes Thema ist die Erkennung von Hautwunden, welche durch Hautkrebs hervorgerufen werden. Aus US 2008/0226151 ist ein portables Gerät zur Untersuchung von Hautwunden bekannt. Bei diesem Gerät können die verwendeten Kameras sowohl als Wärmebildkamera als auch als normale Kameras im sichtbaren Licht ausgeführt sein. Alternativ kann dieses Gerät auch eine Stereobildkamera aufweisen, die im 3D-Modus betrieben wird. Ungeachtet der unterschiedlichen Kameratypen ist bei diesem Gerät lediglich die 3-dimensionale Rekonstruktion und Darstellung einer Wunde das Ziel.
Obwohl mit dem Gerät gemäß US 2008/0226151 eine automatisierte Erkennung und Bewertung einer Wunde auf der Haut möglich sein soll, so ist doch aus dem Aufbau des Gerätes und aus der Anwendungsbeschreibung für den durchschnittlichen Fachmann zu entnehmen, dass der Arzt, sobald er eine Wunde erkannt hat, das Gerät nahe an die vermutete Wunde heranzuführen hat, um danach eine Aufnahme der Wunde zu erstellen. Dies bedeutet, dass die primäre Erkennung der Wunde manuell vom Arzt selber vorgenommen werden muss.
Nach dem Stand der Technik ist eine automatisierte Detektion von Wunden – wenn überhaupt – nur in der Weise möglich, dass ein Wärmebildsensor sehr nahe an die Oberfläche des Körpers herangebracht wird. Hierbei ist zu beachten, dass Störobjekte im Wärmebild, die sich im Hintergrund des zu untersuchenden Körpers befinden können, nicht mit aufgenommen werden sollten, da es ansonsten zu Messfehlern bzw. nicht zuordenbaren Pixeln in dem Wärmebild kommen kann. Ohne Kenntnis davon, wo sich im Wärmebild die eigentliche zu untersuchende Körperoberfläche befindet, und wo im Wärmebild Störobjekte vorhanden sind, treten bei einer automatisierten Bilddarstellung bzw. -auswertung viele falsche Pseudo-Detektionen von Wunden auf. Für diesen Fall muss ein menschlicher Bediener (Arzt) anschließend manuell und im Einzelfall entscheiden, ob eine tatsächliche Wunde vorliegt, oder ob stattdessen ein Störobjekt im Bildhintergrund der Wärmebildkamera eine Pseudo-Detektion hervorgerufen hat. Diese manuelle Entscheidung führt zu den Nachteilen, dass die Erstellung der Wärmebildaufnahme stets ein sehr geschultes Bedienpersonal erfordert und auch eine lange Scan-Zeit beansprucht.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers zuverlässig zu detektieren, ohne dass dabei fremde Störobjekte im Hintergrund des Körpers das Messergebnis verfälschen.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein erfindungsgemäßes System dient zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers, und umfasst ein erstes IR-Kamerasystem, mittels dessen die Temperatur eines bestimmten Bereichs der Oberfläche in Form eines Wärmebildes detektiert werden kann, ein zweites Kamerasystem, mittels dessen dreidimensionale (3D-)Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Köperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem detektiert werden können, zumindest eine erste Datenbank, in der für zumindest einen Körper ein entsprechendes Modell, durch das zumindest eine Kontur des Körpers definiert, gespeichert ist, und eine mit der ersten Datenbank verbundene Auswerteeinheit, die das von dem ersten IR-Kamerasystem detektierte Wärmebild und die von dem zweiten Kamerasystem detektierten 3D-Informationen empfängt. Die Auswerteeinheit korreliert die durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Informationen mit einem in der ersten Datenbank gespeicherten auswählbaren Modell und erzeugt dabei einen Datensatz, in dem ausschließlich 3D-Informationen, die eindeutig dem Modell zuweisbar sind, enthalten sind, wobei anschließend die 3D-Informationen des Datensatzes geeignet in einen 2D-Raum transformiert werden. Die transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes werden mit dem Wärmebild verknüpft, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebildes selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen. Diese Verknüpfung kann entweder durch die Auswerteeinheit oder durch ein anderes geeignetes Mittel der Datenverarbeitung erfolgen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems ist es möglich, dass eine Bedienperson eine Wärmebildaufnahme von der Oberfläche des Körpers in seiner natürlichen Umgebung erstellen kann, wobei verschiedene andere Gegenstände in seiner Nähe oder im Hintergrund angeordnet sein können, ohne dass es dadurch zu Messfehlern oder dergleichen kommt. Falls es sich bei dem Körper um einen menschlichen Patienten handelt, so kann eine Wärmebildaufnahme des Patienten in seinem Krankenbett bzw. seinem Krankenzimmer erstellt werden. Während mittels des ersten IR-Kamerasystems ein Wärmebild eines bestimmten Bereichs der Körperoberfläche erstellt wird, werden gleichzeitig mittels des zweiten Kamerasystems dreidimensionale (3D-)Informationen bezüglich der Position dieses bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystems detektiert. Die Auswerteeinheit korreliert anschließend die durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Information mit einem in der ersten Datenbank gespeicherten auswählbaren Modell, durch das zumindest eine Kontur des Körpers bzw. eines bestimmten Bereichs davon definiert ist. Der durch diese Korrelation erzeugte Datensatz enthält ausschließlich 3D-Information, die eindeutig dem Modell zugewiesen werden kann. Dies bedeutet, dass alle fremden Gegenstände, die sich ggf. im Bildhintergrund des Körpers befinden, herausgefiltert werden, so dass diese ”fremden” 3D-Informationen nicht Bestandteil des Datensatzes sind. Im Anschluss hieran werden die 3D-Informationen des Datensatzes geeignet in einem 2D-Raum transformiert. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes mit dem Wärmebild verknüpft werden, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebilds selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen. Diese Verknüpfung hat zum Ergebnis, dass für die Analyse des Wärmebilds nur solche Pixel ausgewählt werden, die eindeutig der Kontur des zu untersuchenden Körpers bzw. dem Flächenbereich, der von dieser Kontur umgrenzt ist, zugewiesen sind. Entsprechend werden für die Analyse des Wärmebilds alle übrigen Pixel, die nicht zu dem zu untersuchenden Körper gehören, sondern statt dessen auf Gegenstände im Bildhintergrund zurückgehen, nicht berücksichtigt, wodurch so genannte Pseudo-Detektionen von Wunden oder dergleichen ausgeschlossen sind.
Wie vorstehend erläutert, definiert das Modell, das in der ersten Datenbank gespeichert ist, zumindest eine Kontur des Körpers bzw. eines bestimmten Bereichs davon. Dies bedeutet, dass das Modell durch zweidimensionale Daten oder durch dreidimensionale Daten beschrieben wird. Mittels der genannten Korrelation der dreidimensionalen Informationen, die durch das zweite Kamerasystem detektiert werden, mit den Daten des Modells kann mittels der Auswerteeinheit in sehr kurzer Zeit bestimmt werden, in welchem Typ von Messobjekt es sich bei dem zu untersuchenden Körper handelt, und welche Gegenstände in dessen Umgebung bzw. Hintergrund nicht für diese Messaufnahme berücksichtigt werden sollen.
Im Sinne dieser Erfindung ist das Merkmal Datenbank als beliebiger Speicher zu verstehen, in dem Daten geeignet gespeichert werden können. Diese Daten lassen sich in bekannter Weise aus der Datenbank auslesen, wobei geänderte Daten auch erneut in der Datenbank gespeichert werden können. Bei der Datenbank kann es sich sowohl um einen Speicherbaustein handeln, als auch um eine lokale oder netzbasierte Datenbank, wobei über ein Datennetzwerk Daten ausgelesen bzw. in die Datenbank hineingeschrieben werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das System eine zweite Datenbank umfassen, in der festgelegte Temperaturdaten des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche gespeichert sind. Des Weiteren umfasst diese Ausführungsform ein mit der zweiten Datenbank verbundenes Erkennungsmodul, wobei die Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebilds mit den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten verglichen werden können, so dass Abweichungen oder Korrelationen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten bestimmt werden. Bei den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten kann es sich beispielsweise um relative Temperaturdaten handeln, d. h. um Temperaturabweichungen, die bestimmte Zonen, z. B. normale und anormale Bereiche, auf der Körperoberfläche relativ zueinander typischerweise aufweisen. Ergänzend oder alternativ kann es sich bei den festgelegten Temperaturdaten auch um absolute Temperaturdaten handeln, d. h. um bestimmte Temperaturen, die eine Körperoberfläche oder bestimmte Zonen davon typischerweise aufweisen. Somit lassen sich mittels des Erkennungsmoduls zum Beispiel bestimmte Temperaturmuster auf der Oberfläche des Körpers erkennen, die charakteristisch für Dekubitus-Wunden sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das System ein drittes VIS-Kamerasystem umfassen, mittels dessen ein VIS-Bild von dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche erstellt wird. In gleicher Weise wie in Bezug auf das Wärmebild können die transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes mit dem VIS-Bild verknüpft werden, so dass ausschließlich solche Pixel des VIS-Bilds selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes nach der Transformation aus dem 3D-Raum entsprechen.
Das VIS-Bild wird von dem gleichen bestimmten Bereich der Körperoberfläche erstellt, bezüglich dessen auch das Wärmebild mittels des ersten IR-Kamerasystems erstellt wird. Das VIS-Bild erleichtert einer Bedienperson das Verständnis des erzeugten Wärmebilds, da es sich bei dem VIS-Bild in bekannter Weise um ein Graustufen- bzw. Farbbild handelt. Durch die Verknüpfung der transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes mit dem VIS-Bild werden auch in dem letztgenannten jegliche fremden und somit störenden Gegenstände im Bildhintergrund herausgefiltert, so dass im Ergebnis ausschließlich eine Bildaufnahme des zu untersuchenden Körpers bzw. des bestimmten Bereichs seiner Körperoberfläche für die weitere Datenauswertung berücksichtigt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das dritte VIS-Kamerasystem in das zweite Kamerasystem integriert sein, so dass mittels einer Kameraeinheit des zweiten Kamerasystems ein VIS-Bild des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche erstellt werden kann. Anders ausgedrückt, kann eine Kameraeinheit des zweiten Kamerasystems zugleich die Eigenschaft aufweisen, ein Graustufen- oder Farbbild zu erzeugen, das ein Abbild des sichtbaren Bereichs der Körperoberfläche darstellt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das System eine weitere (dritte) Datenbank umfassen, in der die selektierten Pixel des Wärmebilds und/oder die selektierten Pixel des VIS-Bilds, bzw. die identifizierten und klassifizierten Zonen mit anormalen Bereichen, gespeichert werden können. Gleiches gilt in Bezug auf die Abweichungen bzw. Korrelationen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebilds und dem in der zweiten Datenbank abgespeicherten festgelegten Temperaturdaten. Indem die vorstehend genannten Informationen in der dritten Datenbank gespeichert werden, lassen sich eine Vielzahl von Informationen zusammentragen, die zumindest in Bezug auf einen bestimmten Patienten als Referenzdaten dienen können, für entsprechende Vergleichsabfragen oder dergleichen. Anders ausgedrückt, können die in der dritten Datenbank gespeicherten Informationen dazu dienen, Vergleichsaufnahmen bzw. -werte bereitzustellen, um zum Beispiel über die Historie einer Erkrankung eines Patienten Auskunft zu geben.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können das erste IR-Kamerasystem und das zweite Kamerasystem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, das von einer Bedienperson tragbar ist. Zweckmäßigerweise sind hierbei die jeweiligen Kameras des ersten bzw. zweiten Kamerasystems kolinear zueinander angeordnet, so dass ihre Linsen bzw. Objektive im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Das Gehäuse ist dabei so ausgestaltet, dass es von einer Bedienperson problemlos mit der Hand ergriffen werden kann, um eine Aufnahme (zum Beispiel von dem Patienten) zu erstellen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung verfügt das System über eine Entfernungsmesseinrichtung, mittels der eine räumliche Entfernung zwischen dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche und dem bzw. den jeweiligen Kamerasystem(en) bestimmt werden kann. Anders ausgedrückt, wird mittels dieser Entfernungsmesseinrichtung der Abstand zwischen der Körperoberfläche und dem ersten bzw. zweiten Kamerasystem ermittelt. Die Entfernungsmesseinrichtung kann beispielsweise als punktförmiger Triangulationssensor ausgebildet sein, der auf den bestimmten Bereich der Oberfläche des zu analysierenden Körpers gerichtet wird. Durch ein akustisches und/oder optisches Signal lässt sich anzeigen, ob das zweite Kamerasystem bzw. das Gehäuse eine korrekte bzw. vorbestimmte Entfernung zu dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche aufweist. Das System ist dergestalt ausgebildet, dass erst nachdem das Gehäuse bzw. das erste IR-Kamerasystem und das zweite Kamerasystem in einer vorbestimmten Entfernung bezüglich des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche positioniert sind, dann das zur Temperaturmessung geeignete Wärmebild erstellt und die 3D-Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem detektiert werden. Dies vermeidet vorteilhaft unbrauchbare Aufnahmen und verringert entsprechend den Aufwand zur Untersuchung des Patienten. Eine preiswerte Herstellung des Systems ist insoweit möglich, als dass die Entfernungsmesseinrichtung in das zweite Kamerasystem integriert ist.
In einer weiteren Ausbildungsform sind sowohl das erste IR-Kamerasystem, als auch das zweite Kamerasystem in einem kontinuierlichen Aufnahmemodus. Dabei sind die beiden Kamerasystem insoweit synchronisiert, als dass sich für jede 3D-Informationsermittlung des zweiten Kamerasystems ein Wärmebild des IR-Kamerasystems zeitlich zuordnen lässt. Alle Wärmebilder, welche aufgrund der von dem Entfernungssensor, bzw. dem zweiten Kamerasystem ermittelten dreidimensionalen Lage des Gehäuses relativ zur Körperoberfläche innerhalb der geeigneten Distanz und Lage des Gerätes relativ zu der Körperoberfläche befinden, werden intern als verwertbar registriert. Erst wenn der Benutzer einen Auslöseknopf betätigt, werden neu registrierte Wärmebilder der nachgeschalteten Auswertung zugeführt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das erste IR-Kamerasystem zumindest eine Wärmebildkamera oder auch eine Mehrzahl von Wärmebildkameras aufweisen. Durch mehrere Wärmebildkameras Isst sich vorteilhaft der erfasste Bildbereich auf der Körperoberfläche vergrößern, wobei die Messdaten der einzelnen Wärmebildkameras geeignet zusammengeführt werden, um letztlich ein einziges Wärmebild von der Oberfläche des Körpers zu erzeugen. Es ist ebenso eine Ausführungsform möglich, in der mehrere Körperoberflächen von verschiedenen Körpern gleichzeitig erfasst und untersucht werden. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn an einem Flughafengate eine Mehrzahl von Personen, die an dem Messsystem vorbeigehen, gleichzeitig bezüglich ihrer Temperatur (z. B. Haut, Augen) vermessen werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das zweite Kamerasystem zumindest eine Time-of-Flight(TOF-)Kamera und/oder zumindest eine Stereo-Vision-Kamera aufweisen. Beim Einsatz einer TOF-Kamera weist das System zusätzlich Mittel zur Beleuchtung des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche mit einem modulierten Licht auf, dessen Wellenlänge auf die Kamera des zweiten Kamerasystems abgestimmt ist. Hierbei ermittelt die TOF-Kamera die Laufzeit des Lichts zur Bestimmung der dreidimensionalen Tiefeninformation eines jeden Bildpunkts auf der Oberfläche des Körpers. Alternativ kann das zweite Kamerasystem eine oder mehrere so genannte Stereo-Vision-Kamera(s) aufweisen, welche durch die gleichzeitige Aufnahme der Körperoberfläche aus zwei Blickwinkeln und Ermittlung der Disparitäten der einzelnen Szenerie-Bildinhalte in den aufgenommenen Bildern die Abstandsinformation des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem automatisiert ermitteln. Die Stereokameratechnik hat gegenüber der TOF-Technik den Vorteil, dass hoch auflösende Farb- oder Graustufenkameras benutzt werden können, welche jede für sich eine herkömmliche und somit preiswerte Standardkomponente darstellt, wie sie derzeit in vielen Konsumgeräten verwendet wird. Entsprechend sind die Komponenten für diese Stereokameratechnik preisgünstig zu erhalten. Eine Verbesserung der Aufnahmequalität lässt sich für diesen Fall dazu erzielen, dass die Körperoberfläche mit einem Licht in einem Wellenlängenbereich beleuchtet wird, für die die Stereo-Vision-Kamera(s) empfindlich ist/sind.
In vorteilhafter Weiterbildung des Systems können Mittel vorgesehen sein, mit denen der bestimmte Bereich der Körperoberfläche mit farbigem oder weißem Licht beleuchtet wird, das von dem dritten VIS-Kamerasystem erfasst werden kann. Dies verbessert einerseits die Qualität des aufgenommenen VIS-Bilds und erleichtert andererseits ein Wiedererkennen des aufgenommenen bestimmten Bereichs der Körperoberfläche auf einer Anzeigeeinheit (zum Beispiel Monitor oder dergleichen).
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das System eine Batterieeinheit vorsehen, die die Stromversorgung der einzelnen System-Komponenten einschließlich der verschiedenen Kameraeinrichtungen gewährleistet. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei einem Betrieb des Systems die einzelnen Kameraeinrichtungen stets eingeschaltet bleiben und dadurch eine gleich bleibende Betriebstemperatur aufweisen. Eine separate Aufwärmzeit für die Kameraeinrichtungen kann somit entfallen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das System eine Anzeigeeinheit aufweisen, auf der die selektierten Pixel des Wärmebilds und/oder die selektierten Pixel des VIS-Bilds darstellbar sind. Dies hat den Vorteil, dass die Bedienperson sich im Anschluss an die Erstellung einer Aufnahme des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche unmittelbar anhand der Anzeigeeinheit ein Bild von den erstellten Aufnahmen machen kann. Hiernach kann die Bedienperson direkt eine Entscheidung darüber treffen, ob ggf. noch weitere Aufnahmen von dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche erforderlich sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann durch das Erkennungsmodul ein Bildverarbeitungsalgorithmus bereitgestellt werden, mittels dessen ein spezifisches Temperaturmuster in Form eines so genannten ”Object-of-Interest” (OOI) identifiziert werden kann. Beispielsweise kann es sich bei einem OOI um eine Dekubitus Wunde handeln. Durch den Bildverarbeitungsalgorithmus kann bestimmt werden, welchen Abstand das OOI zu einem Rand des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche aufweist. Zur Gewährleistung einer vollständigen Temperatursignatur und zur Vermeidung von Messfehlern ist es wichtig, dass bei Auftreten einer Dekubitus-Wunde in der Aufnahme genügend Haut um das OOI herum aufgenommen wird. Falls also der Abstand des OOI zum Rand der Kontur des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche zu gering ist, wird mittels einer Ausgabeeinheit ein Warnsignal ausgegeben. Zweckmäßigerweise lässt sich mittels des Bildverarbeitungsalgorithmus auch automatisiert bestimmen, in welche Richtung das Aufnahmegerät zu verschieben ist, so dass das identifizierte OOI einen gewünschten Abstand zu einem Randbereich der Kontur des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche (bzw. der transformierten 2D-Daten des Datensatzes) überschreitet. In der neuen Position des Aufnahmegeräts kann dann eine neue Aufnahmesequenz ausgelöst werden, wodurch eine verbesserte Analyse des OOI möglich ist.
Eine kompakte Bauform des Systems lässt sich mit einfachen Mitteln dadurch erreichen, dass die Ausgabeeinheit in der Anzeigeeinheit integriert ist.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers vor, das die folgenden Schritte umfasst:

– Detektieren der Temperatur eines bestimmten Bereichs der Oberfläche des Körpers in Form eines Wärmebilds mittels eines ersten IR-Kamerasystems,
– Detektieren von dreidimensionalen (3D-)Informationen mittels eines zweiten Kamerasystems bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Oberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem,
– Auswählen eines vorbestimmten Modells, das zumindest die eine Kontur des Körpers definiert und in einer ersten Datenbank gespeichert ist, und anschließendes Korrelieren dieses Modells mittels einer Auswerteeinheit mit den durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Informationen des bestimmten Bereichs der Oberfläche, wobei ein Datensatz erzeugt wird, in dem ausschließlich 3D-Informationen, die eindeutig dem Modell zugewiesen werden können, enthalten sind,
– Transformieren der 3D-Informationen des Datensatzes in einen 2D-Raum und Verknüpfen der transformierten 2D-Informationen des Datensatzes mit dem Wärmebild, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebilds selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen.

Dieses Verfahren bewirkt in gleicher Weise wie das vorstehend erläuterte erfindungsgemäße System ein Herausfiltern von Bildinformationen, die ausschließlich dem zu untersuchenden Körper zugewiesen werden können. Dies geschieht durch das Korrelieren der 3D-Informationen mit dem vorbestimmten Modell des zu untersuchenden Körpers und die Erzeugung des genannten Datensatzes, in dem ausschließlich die zum Körper zugehörigen 3D-Informationen enthalten sind. Anders ausgedrückt, werden hierbei alle fremden Bildinformationen, die zum Beispiel auf Gegenständen im Bildhintergrund des Körpers basieren, ausgelassen und für die weitere Datenauswertung entsprechend nicht berücksichtigt. Nachdem dann die 3D-Informationen des Datensatzes geeignet in einen zweidimensionalen (2D-)Raum transformiert worden sind, erfolgt das Verknüpfen dieser transformierten 2D-Informationen mit dem Wärmebild. Im Ergebnis werden dann ausschließlich solche Pixel des Wärmebilds selektiert, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen. Ausgehend von einer Aufbereitung der 3D-Informationen besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, dass nur solche Pixel des Wärmebilds berücksichtigt werden, die dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche zuordenbar sind.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können bei dem Verfahren festgelegte Temperaturdaten bereitgestellt werden, die in einer zweiten Datenbank gespeichert sind. Bei diesen Temperaturdaten kann es sich entweder um absolute Temperaturwerte (zum Beispiel von bestimmten Hautbereichen) oder um relative Temperaturwerte handeln, die zum Beispiel ein bestimmtes Temperaturmuster von aneinander angrenzenden Zonen der Körperoberfläche darstellen. In einem nächsten Schritt werden die Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebilds mit den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten verglichen, so dass Abweichungen oder Korrelationen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten bestimmt werden. Im Ergebnis ist es somit möglich, erhöhte Temperaturwerte in Form einer Abweichung oder bestimmte Temperaturmuster in Form einer Korrelation, zum Beispiel auf der Haut eines Patienten, festzustellen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann bei dem Verfahren von dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche eine VIS-Bild erstellt werden, wobei anschließend die transformierten 2D-Informationen des durch die Auswerteeinheit erzeugten Datensatzes mit dem VIS-Bild verknüpft werden, so dass ausschließlich solche Pixel des VIS-Bilds selektiert werden, die den 3D-Informationen des Datensatzes entsprechen. Die Erzeugung eines VIS-Bilds, das ein übliches Graustufen- oder Farbbild darstellen kann, erleichtert für eine Bedienperson (zum Beispiel Arzt) die Wahrnehmung der Aufnahme von dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird bei dem Verfahren mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus in dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche ein spezifisches Temperaturmuster in Form eines Object-of-Interest (OOI) identifiziert. Bei einem OOI kann es sich um eine Dekubitus-Wunde mit ihren charakteristischen Temperaturzonen handeln. Der Bildverarbeitungsalgorithmus bestimmt zusätzlich einen Abstand des OOI zu einem Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes und vergleicht diesen Abstand mit einem vorbestimmten Wert. Falls der Abstand des OOI zum Randbereich den vorbestimmten Wert unterschreitet, wird ein Warnsignal ausgegeben. Dies hat den Vorteil, dass der Bedienperson durch das erzeugte Warnsignal der Fall signalisiert wird, dass das OOI des Wärmebilds zu nahe an einen Randbereich der Kontur angeordnet sind, woraus Fehler oder Ungenauigkeiten resultieren können. Zweckmäßigerweise wird durch das Warnsignal eine empfohlene Verschiebungsrichtung für das erste IR-Kamerasystem und/oder das zweite Kamerasystem im Hinblick auf eine erneute Aufnahme des bestimmten Bereichs der Oberfläche ausgegeben, so dass dann der Abstand des identifizierten OOI zum Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes einen vorbestimmten Abstand überschreitet.
Für weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Erläuterung der entsprechenden Merkmale des erfindungsgemäßen Systems und/oder auf die abhängigen Patentansprüche 21–30 verwiesen.
Das System und das Verfahren gemäß der Erfindung sind dazu geeignet, Temperaturaufnahmen bei menschlichen oder tierischen Körpern für medizinische Zwecke zu erstellen. Dies Ist mit folgenden Merkmalen bzw. Vorteilen verbunden:

– bei den verwendeten Kamerasysteme ist die Wellenlänge von deren Strahlung geeignet so abgestimmt, dass z. B. die Augen eines Menschen in keiner Weise geblendet bzw. geschädigt werden. Dies ist insbesondere dann gewährleistet, wenn das zweite Kamerasystem eine TOF-Kamera aufweist.
– Der zeitliche Abstand zwischen den Aufnahmen der beteiligten Kamerasysteme ist sehr kurz, z. B. 1/10 sec. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch bei einer Bewegung des zu vermessenen Körpers (z. B. ein Patient) die Aufnahmen, die von den jeweiligen Kamerasystemen erstellt werden, einander zuordenbar sind, da sie im wesentlichen auf der identischen Position des Körpers bzw. der untersuchten Körperoberfläche beruhen.
– Ein zu vermessenden Körper in Form eines Menschen hat im Normalfall stets zwei Arme bzw. zwei Beine, die zueinander spiegelbildlich ausgebildet sind. Jedoch interessiert für eine Untersuchung nur eine dieser Extremitäten, z. B. das linke oder das rechte Bein, bzw. der linke oder der rechte Arm, wobei die jeweils andere Extremität nicht interessiert. In gleicher Weise ist z. B. ein Körperteil einer Pflegeperson, die einem Patienten während der Erstellung einer Aufnahme behilflich ist, für diese Aufnahme nicht von Interesse. Durch das vorstehend genannte Herausfiltern von fremden Bildinformationen ist es somit möglich, störende Extremitäten des Patienten selbst oder aber Körperteile einer Pflegeperson zuverlässig aus den Aufnahmebildern der Kamerasysteme auszublenden, so dass diese für die weitere Bildanalyse keine Berücksichtung finden.

Im Übrigen kann die Erfindung zur Messung von Haut- oder Gewebereaktionen bei oder nach der Einwirkung von Druckbelastungen eingesetzt werden. Ergänzend kann das System zur Erkennung von Körperinfekten eines Menschen eines Tiers durch lokale Temperaturmessung an vorbestimmten Körperstellen (zum Beispiel die inneren Augenecken, bei Verdacht auf Influenza) eingesetzt werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses, in dem wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Systems angeordnet sind,
2 eine seitliche Schnittansicht des Gehäuses von 1,
3 eine Längsschnitt-Darstellung des Gehäuses von 1,
4 ein Flussdiagramm für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Systems bzw. für ein Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer ersten Ausführungsform,
5 ein Flussdiagramm für den Einsatz des erfindungsgemäßen Systems bzw. für ein Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer zweiten Ausführungsform, und
6–8 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, wobei dessen Gehäuse in einer Ansicht von vorne, einer seitlichen Schnittansicht bzw. einer Längs-Schnittansicht gezeigt ist.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses 10, das einige wesentliche Komponenten eines erfindungsgemäßen Systems aufnimmt. Das Gehäuse 10 ist kompakt ausgebildet und kann von einer Bedienperson ohne weiteres per Hand geführt werden. Hierzu ist an einer Unterseite des Gehäuses 10 ein Griffbereich 12 ausgebildet.
Das Gehäuse 10 weist eine vordere Stirnseite 14 auf, die bei einer Untersuchung in Richtung einer Oberfläche eines zu untersuchenden Körpers gerichtet wird. An der vorderen Stirnseite 14 ist in einem mittigen Bereich davon eine Wärmebildkamera 16 in Form einer Infrarot (IR-)Kamera angeordnet. Diese Wärmebildkamera 16 wird als erstes IR-Kamerasystem 18 verstanden. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform kann das erste IR-Kamerasystem 18 auch eine Mehrzahl von Wärmebildkameras 16 umfassen. Des Weiteren ist an der vorderen Stirnseite 14 des Gehäuses 10 in deren Randbereichen jeweils eine Stereokamera 20 angeordnet. Die beiden Stereokameras 20 sind Teil eines zweiten Kamerasystems 22. Schließlich sind an der vorderen Stirnseite 14 noch ein optischer Entfernungssensor 24 und ein Lichtpunkt-Projektor 26 vorgesehen. Der optische Entfernungssensor 24 ermittelt eine räumliche Entfernung zwischen einer Oberfläche eines zu analysierenden Körpers 40 (4) und der vorderen Stirnseite 14 bzw. den darin angeordneten genannten Kamerasystemen 18, 22. Der Lichtpunkt-Projektor 26 erzeugt zum Beispiel einen Einpunkt-Laserstrahl, der im Wesentlichen mit dem Strahlengang des ersten und zweiten Kamerasystems 18, 22 übereinstimmt. Mittels des Lichtpunkt-Projektors 26 kann eine Bedienperson visuell wahrnehmen, auf welchem Punkt die Strahlengänge des ersten bzw. zweiten Kamerasystems 18, 22 gerichtet sind, so dass ein ”Zielen” beim Erstellen einer Aufnahme erleichtert bzw. genauer ist.
An der vorderen Stirnseite 14 ist zusätzlich eine Beleuchtungseinheit 27 vorgesehen, die aus schaltbaren roten und weißen LED's besteht. Der Strahlengang dieser LED's stimmen im Wesentlichen mit den Strahlengängen des ersten und zweiten Kamerasystems 18, 22 überein, so dass eine Oberfläche des zu analysierenden Körpers 40 durch die Beleuchtungseinheit 27 erhellt bzw. angestrahlt wird.
An einer Oberseite des Gehäuses 10 sind eine vordere Leuchtdiode 28 und eine hintere Leuchtdiode 30 angebracht. Des Weiteren sind an der Oberseite des Gehäuses 10 eine linke Leuchtdiode 32 und eine rechte Leuchtdiode 34 angebracht. Des weiteren sind an einer Oberseite des Gehäuses ein rechter Druckschalter 60 und ein linker Druckschalter 62 angeordnet. Die Funktionsweise dieser Leuchtdioden 32, 34 und der Druckschalter 60, 62 ist nachstehend noch im Detail erläutert.
2 zeigt das Gehäuse 10 in einer seitlichen Schnittansicht. In einem oberen Abschnitt des Griffbereichs 12 ist ein Auslöseknopf in Form eines Tastenelements 36 vorgesehen. Durch ein Betätigen des Tastenelements 36 werden die an der vorderen Stirnseite 14 angeordneten Komponenten des Systems in Betrieb gesetzt, was nachstehend noch im Detail erläutert ist. In der Querschnittsansicht von 2 sind des Weiteren die Wärmebildkamera 16 und die darunterliegende Beleuchtungseinheit 27 zu erkennen.
3 zeigt eine Längsschnitt-Darstellung durch das Gehäuse 10. Die Wärmebildkamera 16 ist in einem mittleren Teil des Gehäuses positioniert, so dass ihre Linse 17 entsprechend in einem mittigen Bereich der vorderen Stirnseite 14 angeordnet ist. Links und rechts von der Linse 17 sind die beiden Stereokameras 20 angeordnet. Die Kameras 20 sind in einem Winkel derart an dem Gehäuse 10 befestigt, dass sich ihre Strahlengänge in einem gemeinsamen Punkt S in dem Strahlengang der Wärmebildkamera 16 schneiden. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein bestimmter Bereich der Oberfläche des Körpers 40 gleichzeitig von der Wärmebildkamera 16 als auch von den beiden Stereokameras 20 erfasst bzw. aufgenommen wird. Dieser Schnittpunkt S ist von der vorderen Stirnseite 14 in einem Abstand d beabstandet.
In Abweichung von der Darstellung gemäß 3 ist es auch möglich, die beiden Kameras 20 derart an dem Gehäuse 10 anzubringen, dass ihre Strahlengänge relativ zueinander einen anderen Winkel als in 3 gezeigt aufweisen, oder im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Bei den beiden Kameras 20 handelt es sich um hoch auflösende Farbkameras, die wie vorstehend erläutert zu dem zweiten Kamerasystem 22 zusammengefasst sind. Mit diesem zweiten Kamerasystem 22 werden nach dem bekannten Prinzip von Stereokameras über die Disparität von Bildelementen in den beiden benachbarten Kameras die räumliche Entfernung von Bildelementen auf einer Oberfläche des zu analysierenden Körpers 40 relativ zur vorderen Stirnseite 14 bzw. zum ersten IR-Kamerasystem 18 ermittelt. In dieser Weise können mittels der beiden Stereokameras 20 dreidimensionale (3D-)Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem detektiert werden.
Die vorstehend genannten Stereokameras 20 dienen des Weiteren dazu, von dem bestimmten Bereich der Oberfläche des Körpers 40 ein VIS-Bild zu erzeugen. Bei einem solchen visuellen (VIS-)Bild handelt es sich um ein übliches Graustufen- oder Farbbild, auf dem die Oberfläche des Körpers abgebildet ist. Im Zusammenhang mit der Erstellung eines VIS-Bilds von dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche werden die Stereokameras 20 als Teil eines dritten VIS-Kamerasystems 38 verstanden. Bei der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform gemäß dem erfindungsgemäßen System ist das dritte VIS-Kamerasystem 38 in das zweite Kamerasystem 22 integriert.
Nachfolgend wird das in 1 gezeigte Gehäuse 10 mit den darin integrierten Komponenten als Scanner 11 bezeichnet.
In dem Scanner 11 sind des Weiteren eine Auswerteeinheit 42 und ein damit verbundener Speicherbaustein 44 angeordnet, was in 2 durch vereinfachte Symbole dargestellt ist. Der Speicherbaustein 44 stellt eine erste Datenbank bereit, in der für zumindest einen Körper ein entsprechendes Modell gespeichert ist, durch das zumindest eine zweidimensionale Kontur des Körpers definiert ist. Ergänzend kann ein solches Modell auch dreidimensionale (3D-)Daten des Körpers definieren. Die Auswerteeinheit 42 ist logisch mit dem ersten IR-Kamerasystem 18 und dem zweiten Kamerasystem 22 verbunden, so dass die erzeugten Daten (in Bezug auf die Temperatur eines bestimmten Bereichs mit diesem Kamerasystem der Körperoberfläche und die dreidimensionalen Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem 18) von der Auswerteeinheit 42 empfangen werden. Abweichend von einer physikalischen Anordnung von Auswerteeinheit 42 und Speicherbaustein 44 in dem Scanner 11 ist es auch möglich, dass deren Funktionen durch eine Rechnereinheit ausgeführt werden, an die der Scanner 11 angeschlossen ist.
In 4 sind einige der vorstehend genannten Komponenten des erfindungsgemäßen Systems in vereinfachter symbolischer Form dargestellt. Zusätzlich zeigt 4 ein Flussdiagramm zur Durchführung bestimmter Schritte, auf Grundlage derer das System bzw. das Verfahren gemäß der Erfindung in der Praxis eingesetzt bzw. durchgeführt werden. Nachstehend sind der Einsatz des Systems bzw. die Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die 4 im Detail erläutert.
Das nachfolgende Beispiel beschreibt einen Einsatz der Erfindung zur Erkennung von Dekubitus-Wunden bei einem menschlichen Patienten, der bettlägerig ist und sich in einem Krankenhaus aufhält. Hierbei wird der Patient als der vorstehend genannte zu untersuchende Körper verstanden und ist entsprechend in 4 mit Bezugszeichen 40 bezeichnet.
Zu Beginn einer Aufnahme wird der Scanner 11 von einer Bedienperson (zum Beispiel Krankenpfleger, Arzt) in die Nähe eines zu untersuchenden Körperteils gebracht, im vorliegenden Beispiel ein Unterschenkel des Patienten. Zunächst wird von der Bedienperson der rechte Druckschalter 60 oder der linke Druckschalter 62 gedrückt. Hierdurch wird eine Information über die räumliche Orientierung des zu untersuchenden Körpers erzeugt. Bei einem partiellen Aussschnitt eines Arms oder eines Beins eines Patienten kann somit durch das Drücken des rechten oder linken Druckschalters 60, 62 eine Information bezüglich der räumlichen Orientierung der Körperoberfläche dieser Körperteile und deren Zuordnung erzeugt werden. Entsprechend ist eine Vorauswahl des Modells, das in der ersten Datenbank gespeichert ist und zumindest eine Kontur des Körpers bzw. eines Teils davon definiert (z. B. Unterschenkel), möglich, wodurch die Korrelation der durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Informationen mit dem Modell und die darauf basierende Erzeugung des genannten Datensatzes schneller und zuverlässiger ist.
Während der Scanner 11 mit seiner vorderen Stirnseite 14 in Richtung des Unterschenkels gehalten wird, drückt die Bedienperson nun das Tastenelement 36 halb durch. Hierdurch wird mittels des Lichtpunkt-Projektors 26 ein punktförmiger Lichtstrahl erzeugt und auf eine Oberfläche des Unterschenkels projiziert. Dies zeigt der Bedienperson optisch an, auf welche Stelle des Unterschenkels der Scanner mit seiner vorderen Stirnseite 14 und den daran vorgesehenen Kamerasystemen aktuell ausgerichtet ist. Gleichzeitig wird von dem optischen Entfernungssensor 24 der Abstand zwischen der vorderen Stirnseite 14 (bzw. den daran vorgesehenen Kamerasystemen) und der Oberfläche des Unterschenkels gemessen. Zur Erstellung einer ordnungsgemäßen Aufnahme ist es wichtig, dass dieser Abstand gleich dem in 3 gezeigten Abstand d ist, ggf. unter Berücksichtigung eines geringfügigen Toleranzbereichs. Falls der tatsächlich vorliegende Abstand zwischen der vorderen Stirnseite 14 und der Oberfläche des Unterschenkels im gewünschten Bereich liegt, so ertönt ein akustischer Dauerton. Falls kein Dauerton ertönt, ist dies ein Zeichen dafür, dass der Abstand zu groß oder zu klein ist. Infolgedessen kann über die vordere bzw. hintere Leuchtdiode 28, 30 angezeigt werden, ob der Scanner 11 näher an den Unterschenkel heranzuführen ist bzw. weiter davon zu entfernen ist. In gleicher Weise kann durch eine Anzeige auf der linken Leuchtdiode 32 bzw. auf der rechten Leuchtdiode 34 angezeigt werden, ob der Scanner 11 mehr nach links oder mehr nach rechts bezüglich des Unterschenkels zu positionieren ist.
Nachdem die Bedienperson durch die vorstehend genannten akustischen und/oder optischen Signale darüber in Kenntnis gesetzt ist, dass Abstand, Position und Orientierung des Scanners 11 korrekt sind, werden durch ein vollständiges Durchdrücken des Tastenelements 36 die eigentlichen Aufnahme mittels der verschiedenen Kamerasysteme 18, 22, 38 erzeugt und dadurch der Scan-Modus gestartet.
Zu Beginn des Scan-Modus wird der punktförmige Lichtstrahl des Lichtpunkt-Projektors 26 ausgeschaltet. Mittels der Stereokameras 20 des zweiten Kamerasystems 22 werden nun zunächst in Schritt S100 dreidimensionale (3D-)Informationen bezüglich der Position des zu untersuchenden bestimmten Bereichs des Unterschenkels relativ zur vorderen Stirnseite 14 des Scanners 11 und damit relativ zum ersten IR-Kamerasystem 18 detektiert. Hierbei werden gleichzeitig die roten LED's der Beleuchtungseinheit 27 eingeschaltet, die somit den Unterschenkel rot ausleuchten. Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Kontrastbildung auf der Oberfläche des zu untersuchenden Körpers (vorliegend der Unterschenkel) und damit auch die gewünschten dreidimensionalen Informationen je nach verwendetem Stereokameralgorithmus verbessert werden.
Im Anschluss an die Erstellung einer Aufnahme zur Detektion der 3D-Informationen wird mittels der beiden Stereokameras 20 in Schritt S102 ein VIS-Bild des Unterschenkels aufgenommen, wobei hierbei die roten LED's der Beleuchtungseinheit 27 automatisch ausgeschaltet und stattdessen die weißen LED's aktiviert bzw. eingeschaltet werden. Dies bedeutet, dass der Unterschenkel mit weißem Licht bestrahlt wird, während ein VIS-Bild oder mehrere solche Bilder von dem Unterschenkel erstellt werden. Zusätzlich wird mittels des ersten IR-Kamerasystems 18 bzw. mit dessen Wärmebildkamera 16 in Schritt S104 eine Wärmebildaufnahme von dem Unterschenkel erstellt und dabei die Temperatur auf dessen Oberfläche detektiert.
Alle der vorstehend genannten Bildaufnahmen der Kamerasysteme (S100–S104) werden geeignet in der Auswerteeinheit 42 gespeichert, wobei diese Bildaufnahmen innerhalb sehr kurzer Zeit nach der 3D-Erfassung oder aber annähernd zeitgleich erfolgen sollten. Idealerweise sollte maximal nur ein zeitlicher Abstand von 1/10-Sekunde zwischen der Detektion der 3D-Informationen bezüglich der Position des Unterschenkels relativ zum ersten IR-Kamerasystem 18 und der Fertigstellung der weiteren Aufnahmen liegen. Der Grund hierfür ist, dass sonst bei einer unwillkürlichen Bewegung des Benutzers oder des Patienten die detektierten 3D-Positionsdaten des Unterschenkels nicht mehr für alle Aufnahmen gelten würden.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass in der Aufnahme des Unterschenkels alle außen herum liegende Bildbereiche, die zum Beispiel auf fremde Gegenstände im Bildhintergrund zurückgehen, ausgeblendet werden, so dass diese fremden Bildpunkte keinen Einfluss mehr auf die eigentliche Bildauswertung und die entsprechende Wundidentifizierung und -klassifizierung haben. Hierzu wird in Schritt S106 ein so genannter ”Region of Interest” (ROI) des Unterschenkels selektiert, indem mittels der Auswerteeinheit 42 die durch das zweite Kamerasystem 22 detektierten 3D-Informationen mit einem in der ersten Datenbank 44 gespeicherten auswählbaren Modell des Unterschenkels korreliert werden. Im Zuge dessen wird ein Datensatz erzeugt, in dem ausschließlich 3D-Informationen enthalten sind, die sich eindeutig dem Modell des Unterschenkels zuweisen lassen. Alle fremden Bildpunkte bzw. 3D-Informationen, die nicht zum Unterschenkel gehören, werden also herausgefiltert und für die weitere Bildauswertung nicht berücksichtigt.
Im Anschluss hieran werden in Schritt S108 durch die Auswerteeinheit 42 die 3D-Informationen des Datensatzes geeignet in einen 2D-Raum transformiert. Hierzu greift die Auswerteeinheit 42 auf eine vorab angefertigte Kalibrierungsdatenbank zurück, welche für jeden Punkt innerhalb des dreidimensionalen Raumkoordinatensystems des zweiten Kamerasystems 22 den Abbildungsvektor in einen zweidimensionalen Bildraum enthält bzw. aus vorbestimmten Transformationsgleichungen berechnet. Falls die Menge der identifizierten Bildpunkte noch im Bildraum eingeschlossene Bereiche mit nicht identifizierten Bildpunkten enthält, so können diese Löcher durch einen geeigneten Interpolations-Algorithmus geschlossen werden.
Der Vorteil der Schritte S106 und S108 liegt darin, dass zunächst durch die Korrelation mit dem in der ersten Datenbank gespeicherten Modell des zu untersuchenden Körpers in sehr kurzer Zeit erkennbar ist, welchem Typ der zu untersuchende Körper entspricht und welche Bildpunkte der Aufnahme dem Körper zuzuordnen sind. Anders ausgedrückt, ”erkennt” der Scanner 11 automatisch die Art des zu untersuchenden Körpers, so dass wie vorstehend erläutert alle fremden Bildpunkte herausgefiltert und weggelassen werden können.
Im Anschluss an den Schritt S108 werden nun in Schritt S110 die transformierten 2D-Informationen des Datensatzes mit dem Wärmebild verknüpft, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebilds, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen, selektiert werden und dadurch ein Infrarot-ROI bilden. Hierdurch wird gewährleistet, dass ausschließlich nur solche Temperaturinformationen für die weitere Auswertung berücksichtigt werden, die dem ROI der Aufnahme des Unterschenkels zugehören, und im Umkehrschluss dazu alle Temperaturinformationen außerhalb davon, die zu fremden Gegenständen gehören, ausgelassen werden. in gleicher Weise werden die transformierten 2D-Informationen des Datensatzes in Schritt S112 mit dem VIS-Bild verknüpft, so dass hierbei in gleicher Weise wie beim IR-Wärmebild ein ROI des VIS-Bilds selektiert wird.
Im nächsten Schritt S114 wird das ROI des IR-Bilds mittels eines Erkennungsmoduls mit festgelegten Temperaturdaten verglichen, die in einer zweiten Datenbank 46 gespeichert sind. Im Hinblick auf eine Dekubitus-Wunde handelt es sich bei solch festgelegten Temperaturdaten um relative Temperaturdaten, die die charakteristischen Temperaturstufen der aneinander angrenzenden Zonen einer solchen Dekubitus-Wunde definieren. Im Zusammenhang mit diesem Vergleich wendet das Erkennungsmodul einen geeigneten Bildverarbeitungsalgorithmus, mittels dessen in dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche ein charakteristisches Temperaturmuster, auch als ”Object-of-Interest” (OOI) bezeichnet, identifiziert werden kann. Es versteht sich, dass ein OOI einen anormalen Bereich darstellt und zum Beispiel durch eine Dekubitus-Wunde mit ihren charakteristischen Temperaturzonen gebildet wird. In Schritt S116 wird schließlich festgestellt, ob eine Korrelation des OOI mit einem vorbestimmten und in der zweiten Datenbank gespeicherten Temperaturmuster vorliegt: bejahendenfalls bedeutet dies, dass in dem ROI des IR-Bilds ein anormaler Bereich des Unterschenkels identifiziert ist und entsprechend ein OOI in Form einer Dekubitus-Wunde vorliegt.
Die Position eines OOI relativ zum Scanner 11 ist durch eine umgekehrte Anwendung der zugehörigen Transformationsvektoren berechenbar. Des Weiteren kann die Position eines OOI relativ zu einem Randbereich des zugehörigen umgebenden ROI bestimmt werden. Falls durch den Scanner 11 durch Anwenden eines geeigneten Algorithmus erkannt wird, dass ein OOI zu nahe am Rand eines ROI liegt, so birgt dies die Gefahr, dass nicht genügend Haut um das OOI herum aufgenommen wurde, um eine vollständige Temperatursignatur dieser potentiellen Wunde zu erfassen. Mittels geeigneter optischer Signale kann der Bedienperson eine entsprechende Feedback-Information gegeben werden, in welche Richtung er die Position und Orientierung des Scanners 11 zu verändern hat, damit das OOI weniger nahe am Rand eines ROI liegt. In dieser neuen Position kann die Bedienperson dann eine erneute Aufnahmesequenz auslösen und damit eine verbesserte Analyse des OOI erzielen. Diese Feedback-Information kann entweder über optische Anzeigen am Scanner 11 oder über einen mit der Auswerteeinheit 32 angeschlossenen Monitor oder auch mittels einer Projektion von Lichtanzeigen auf die Oberfläche des zu untersuchenden Körpers erfolgen.
Es versteht sich, dass zu jedem identifizierten OOI auch ein entsprechendes VIS-Bild abgespeichert ist, welches der Bedienperson einen optischen Eindruck von der detektierten Dekubitus-Wunde oder dergleichen vermittelt. Die Weiterverarbeitung, Anzeige und/oder Speicherung einer identifizierten Wunde erfolgt mit bekannten Mitteln der elektronischen Datenverarbeitung.
Die Erfindung kann des Weiteren dazu verwendet werden, Körperinfekte durch eine lokale Temperaturmessung an vorbestimmten Körperstellen zu erkennen. Im Rahmen der Erkennung und Behandlung von Patienten mit einer potentiellen Virenerkrankung (zum Beispiel Influenza), gewinnt eine schnelle und präzise Messung der Körpertemperatur des Patienten aus der Distanz einer immer größere Bedeutung. Zu diesem Zweck kann mittels des Scanners 11 die Körpertemperatur eines potenziell infizierten Menschen an den inneren Augenecken gemessen werden. Der Scanner 11 bietet hierbei den Vorteil, dass er den Kopf des Patienten anhand der dreidimensionalen Aufnahme erfassen kann und anschließend durch die Korrelation mit dem in der ersten Datenbank 44 gespeicherten Modell zielgerichtet in den Wärmebildern die Position der Augen identifizieren kann. Hierdurch ist gewährleistet, dass tatsächlich die Temperatur in den Augenecken automatisiert gemessen wird, und nicht etwa an einer anderen Stelle des Kopfs. Falls der Scanner 11 zum Beispiel auf einem Stativ montiert ist, so lässt er sich innerhalb einer Durchgangsschleuse, zum Beispiel an einem Flughafen, für die Temperaturmessung in den Augenecken von einer großen Anzahl von Flugreisenden einsetzen.
Nachstehend ist anhand der 5 der Einsatz des Scanners 11 für die Untersuchung eines Patienten auf mögliche Erkrankung durch H1N1 oder H5N1 Infektion, auch als Influenza bezeichnet, im Einzelnen dargestellt. Die 5 zeigt in gleicher Weise sowohl die wesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems als auch einzelne Verfahrensschritte für den Einsatz dieses Systems bzw. die Durchführung des Verfahrens. Aus dem oberen Bildbereich der 5 wird deutlich, dass nun der Scanner 11 auf den Kopf 40' des Patienten (nicht wie bei 4 auf den Unterschenkel) gerichtet wird. Bis einschließlich des Schritts S112 entspricht der Scan-Vorgang bei 5 jenem von 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen darauf verwiesen wird.
Die Untersuchung des Patienten auf mögliche Erkrankung durch Influenza und die entsprechende Aufnahme des Kopfs 40' gemäß 5 gliedert sich in ein zweistufiges Vorgehen bezüglich der Selektion des ROI der Wärmebildaufnahme und auch des VIS-Bilds des Kopfs. Im Einzelnen wird im Anschluss an Schritt S110 das Infrarot-ROI des Kopfs in Schritt S120 mit einer vierten Datenbank abgeglichen, in der Information über Position und Muster der Augen gespeichert sind. Diese Informationen werden hierbei mit dem Infratrot-ROI des Kopfs verknüpft, so dass hiermit ausschließlich solche Pixel des Infrarot-ROI des Kopfs selektiert werden, die der Augenpartie entspricht. In dieser Weise wird ein zweites Infratrot-ROI (für die Augen) gebildet. Im Anschluss hieran wird in Schritt S122 das zweite Infrarot-ROI (für die Augen) mit der zweiten Datenbank 46 verglichen, in der festgelegte Temperaturdaten für die Augen gespeichert sind. Somit lassen sich analog zu Schritt S116 von 4 durch diesen Vergleich eine anormale Temperatur in dem zweiten Infrarot-ROI (im Auge bzw. an den inneren Augenecken, wie vorstehend erläutert) identifizieren, wodurch ein Rückschluss auf eine mögliche Viruserkrankung möglich ist.
In gleicher Weise wie in Schritt S122 wird in Schritt S124 das ROI des VIS-Bilds des Kopfs mit den Daten der vierten Datenbank 48 verknüpft, um hieraus ein zweites ROI des VIS-Bilds zu selektieren. Im Ergebnis werden dadurch nur solche Bildpunkte des VIS-Bilds berücksichtigt, die konkret den Augen bzw. dem Auge entsprechen. Es versteht sich, dass insbesondere solche VIS-Bilder gespeichert werden, bezüglich derer für das korrespondierende zweite Infrarot-ROI eine charakteristische Temperaturabweichung und somit ein Krankheitsbild des Patienten (Influenza) identifiziert ist. Die Weiterverarbeitung, Anzeige und Speicherung der erzeugten Aufnahmen erfolgt in gleicher Weise wie bei 4 mit bekannten Mitteln der elektronischen Datenverarbeitung.
Die Erfindung lässt sich ebenfalls zur Messung von Haut- oder Gewebereaktionen bei oder nach der Einwirkung von Druckbelastungen anwenden. Hierzu wird zum Beispiel die Haut des Patienten in einem geeigneten Körperbereich lokal einige Zeit einem hohen mechanischen Druck ausgesetzt, wodurch eine Verfärbung durch eine Veränderung der Durchblutung eintritt. Parallel dazu ändert sich an dieser Stelle dann die Wärmesignatur. Wird diese Hautstelle druckentlastet, benötigt das Gewebe einige Zeit, um sich zu regenerieren und wieder seine ursprüngliche Farbe und Temperatur anzunehmen. Die dazu benötigte Zeitdauer gibt Anhaltspunkte über den Gesundheitszustand des Patienten. Mittels des Scanners 11 kann die Zeitdauer für diese Veränderung durch kontinuierliches Scannen ermittelt werden, wobei eine Auswertung in Echtzeit mit hoher Genauigkeit diese Zeitdauer berechnen lässt.
In den 6–8 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Gleiche Teile im Vergleich zur Ausführungsform von 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals erläutert.
In 6 ist eine Vorderansicht auf die Stirnseite 14 des Scanners 11 gezeigt. Links neben der mittig angeordneten Wärmebildkamera 16 ist eine so genannte ”Time-of-Flight”(TOF-)Kamera 50 angeordnet. Außen um die TOF-Kamera 50 herum sind eine Mehrzahl von LED's 52 angeordnet, die moduliertes Licht mit einer auf die TOF-Kamera abgestimmten Wellenänge abstrahlen. Rechts von der Wärmebildkamera 16 ist eine VIS-Kamera 54 angeordnet, wobei diese entlang des Umfangs ihrer Linse mit einer Mehrzahl von weissen LED's 56 umgeben ist. Die TOF-Kamera 50 ist hierbei als zweites Kamerasystem 22' zu verstehen, und die VIS-Kamera 54 ist als drittes Kamerasystem zu verstehen. Ein solches drittes VIS-Kamerasystem kann abweichend von der Darstellung gemäß 6 auch eine Mehrzahl von VIS-Kameras aufweisen.
Das Funktionsprinzip des Lasers 11 gemäß der Ausführungsform von 6 entspricht identisch der Ausführungsform von 1. Im Unterschied hierzu sind bei dem Scanner 11 gemäß 6 das zweite Kamerasystem (in Form der TOF-Kamera 50) und das dritte VIS-Kamerasystem (in Form einer einzigen VIS-Kamera 54) als voneinander separate Systeme ausgebildet. Dessen ungeachtet entspricht ein Betrieb dieser Kamerasysteme identisch jenem von 1. Während der Aufnahme eines VIS-Bilds mittels der VIS-Kamera 56 sind die weißen LED's 56 eingeschaltet, damit die Körperoberfläche für das visuelle Bild entsprechend gut ausgeleuchtet wird.
Die 7 und 8 zeigen in gleicher Weise wie die 2 und 3 den Scanner 11 in einer seitlichen Schnittansicht bzw. in einer Längsschnittansicht. Bezüglich der Darstellung von 8 ist zu verstehen, dass hierin die Anordnung der TOF-Kamera 50 und der VIS-Kamera 54 symbolisch vereinfacht gezeigt ist. Die TOF-Kamera 50 und die VIS-Kamera 54 sind hierbei so angeordnet, dass ihre Die Strahlengänge im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Abweichend hiervon auch eine Anordnung dieser Kameras wie in 3 gezeigt möglich, so dass die jeweiligen Strahlengänge aufeinander zu verlaufen und sich in dem Punkt S schneiden.
Mittels des Scanners 11 gemäß der Ausführungsform der 6–8 lassen sich in gleicher Weise wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert eine Dekubitus-Wunde bzw. eine mögliche Viruserkrankung eines Patienten untersuchen. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterung der 4 und 5 verwiesen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2008/0226151 [0006, 0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Development of a Thermal and Hyperspectral Imaging System for Wound Characterization and Metabolic Correlation”, M. H. Chen at al., JOHNS HOPKINS APL TECHNICAL DIGEST, VOLUME 26, NUMBER 1/2005 [0005]

Claims

System zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers (40), umfassend ein erstes IR-Kamerasystem (18), mittels dessen die Temperatur eines bestimmten Bereichs der Oberfläche in Form eines Wärmebildes detektierbar ist, ein zweites Kamerasystem (22, 22'), mittels dessen dreidimensionale (3D-)Informationen bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Köperoberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem (18) detektierbar sind, zumindest eine erste Datenbank (44), in der für zumindest einen Körper ein entsprechendes Modell, durch das zumindest eine Kontur des Körpers (40) definiert ist, gespeichert ist, und eine mit der ersten Datenbank (44) verbundene Auswerteeinheit (42), die das von dem ersten IR-Kamerasystem detektierte Wärmebild und die von dem zweiten Kamerasystem detektierten 3D-Informationen empfängt, wobei die Auswerteeinheit (42) die durch das zweite Kamerasystem (22) detektierten 3D-Informationen mit einem in der ersten Datenbank (44) gespeicherten auswählbaren Modell korreliert und dabei einen Datensatz erzeugt, in dem ausschließlich 3D-Informationen, die eindeutig dem Modell zuweisbar sind, enthalten sind, wobei anschließend die 3D-Informationen des Datensatzes geeignet in einen 2D-Raum transformiert werden, wobei die transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes mit dem Wärmebild verknüpfbar sind, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebildes selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen.
System nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine zweite Datenbank, in der festgelegte Temperaturdaten gespeichert sind, und ein mit der zweiten Datenbank verbundenes Erkennungsmodul, wobei die Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebildes mit den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten vergleichbar sind, so dass Abweichungen oder Korrelationen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten bestimmbar sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: ein drittes VIS-Kamerasystem, mittels dessen ein VIS-Bild von dem bestimmten Bereich der Oberfläche erstellbar ist, wobei die transformierten 2D-Informationen des erzeugten Datensatzes mit dem VIS-Bild verknüpfbar sind, so dass ausschließlich solche Pixel des VIS-Bildes selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen.
System nach Anspruch 3, bei dem das dritte VIS-Kamerasystem in das zweite Kamerasystem integriert ist, so dass mittels einer Kameraeinheit des zweiten Kamerasystems ein VIS-Bild des bestimmten Bereichs der Oberfläche erstellbar ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer dritten Datenbank, in der die selektierten Pixel des Wärmebildes, die Abweichungen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebildes und den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten und/oder die selektierten Pixel des VIS-Bildes speicherbar sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Kamerasystem in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das von einer Bedienperson tragbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Entfernungsmesseinrichtung, mittels der eine räumliche Entfernung zwischen dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche und dem ersten/zweiten/dritten Kamerasystem messbar ist.
System nach Anspruch 7, bei dem die gemessene Entfernung zwischen dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche und dem ersten/zweiten/dritten Kamerasystem durch ein akustisches und/oder optisches Signal anzeigbar ist.
System nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Entfernungsmesseinrichtung in das zweite Kamerasystem integriert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste IR-Kamerasystem zumindest eine Wärmebildkamera oder eine Mehrzahl von Wärmebildkameras aufweist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das zweite Kamerasystem zumindest eine Time-of-Flight(TOF-)Kamera und/oder zumindest eine Stereo-Vision-Kamera aufweist.
System nach Anspruch 11, mit Mitteln zur Beleuchtung des bestimmten Bereichs der Oberfläche mit einem Licht, dessen Wellenlänge auf die Kamera des zweiten Kamerasystems abgestimmt ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln zur Beleuchtung des bestimmten Bereichs der Oberfläche mit farbigem oder weissem Licht, das von dem dritten VIS-Kamerasystem erfassbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Batterieeinheit, die die Stromversorgung der einzelnen System-Komponenten einschließlich der Kameraeinrichtungen gewährleistet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Anzeigeeinheit, auf der die selektierten Pixel des Wärmebildes und/oder die selektierten Pixel des VIS-Bildes darstellbar sind.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 15, bei dem das Erkennungsmodul einen Bildverarbeitungsalgorithmus bereitstellt, mittels dessen ein spezifisches Temperaturmuster in Form eines Object-of-interest (OOI) identifizierbar ist, wobei mittels einer Ausgabeeinheit ein Signal für den Fall darstellbar ist, dass das OOI einen vorbestimmten Abstand zu einem Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes unterschreiten.
System nach Anspruch 16, bei dem das Signal im Hinblick auf eine erneute Aufnahme für den bestimmten Bereich der Oberfläche eine empfohlene Verschiebungsrichtung darstellt, so dass das identifizierte OOI einen vorbestimmten Abstand zu einem Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes überschreitet.
System nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Ausgabeeinheit in der Anzeigeeinheit integriert ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mittels dessen die Erstellung von Temperaturaufnahmen bei menschlichen oder tierischen Körpern für medizinische Zwecke möglich ist.
Verfahren zur Detektion einer Temperatur auf einer Oberfläche eines Körpers, mit den Schritten: Detektieren der Temperatur eines bestimmten Bereichs der Oberfläche in Form eines Wärmebildes mittels eines ersten IR-Kamerasystems (S104), Detektieren von dreidimensionalen (3D-)Informationen mittels eines zweiten Kamerasystems bezüglich der Position des bestimmten Bereichs der Oberfläche relativ zum ersten IR-Kamerasystem (S100), Auswählen eines vorbestimmten Modells, das zumindest eine Kontur des Körpers definiert und in einer ersten Datenbank gespeichert ist, und anschließendes Korrelieren dieses Modells mittels einer Auswerteeinheit mit den durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Informationen des bestimmten Bereichs der Oberfläche, wobei ein Datensatz erzeugt wird, in dem ausschließlich 3D-Informationen, die eindeutig dem Modell zuweisbar sind, enthalten sind (S106), Transformieren der 3D-Informationen des Datensatzes in einen 2D-Raum (S108), und Verknüpfen (S110) der transformierten 2D-Informationen des Datensatzes mit dem Wärmebild, so dass ausschließlich solche Pixel des Wärmebildes selektiert werden, die den 2D-Informationen des Datensatzes entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 20, weiter umfassend die Schritte: Bereitstellen von festgelegten Temperaturdaten, die in einer zweiten Datenbank gespeichert sind, und Vergleichen der Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebildes mit den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten, so dass Abweichungen oder Korrelationen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, weiter umfassend die Schritte: Erstellen eines VIS-Bildes von dem bestimmten Bereich der Oberfläche, und Verknüpfen der transformierten 2D-Informationen des durch die Auswerteeinheit erzeugten Datensatzes mit dem VIS-Bild, so dass ausschließlich solche Pixel des VIS-Bildes selektiert werden, die den 3D-Informationen des Datensatzes entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem eine dritte Datenbank bereitgestellt wird, in der die selektierten Pixel des Wärmebildes, die Abweichungen zwischen den jeweiligen Temperaturdaten der selektierten Pixel des Wärmebildes und den in der zweiten Datenbank gespeicherten festgelegten Temperaturdaten und/oder die selektierten Pixel des VIS-Bildes gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei dem eine räumliche Entfernung zwischen dem zweiten Kamerasystem und dem bestimmten Bereich der Oberfläche durch eine Entfernungsmesseinrichtung gemessen wird, wobei die erfasste Entfernung durch ein akustisches und/oder optisches Signal angezeigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei dem der bestimmte Bereich der Oberfläche mit farbigem Licht beleuchtet wird, währenddessen die Temperatur dieser Bereichs von dem ersten IR-Kamerasystem detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei dem der bestimmte Bereich der Oberfläche während der Detektion der 3D-Informationen durch das zweite Kamerasystem mit einem Licht beleuchtet wird, dessen Wellenlänge auf die Kameras des zweiten Kamerasystems abgestimmt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, bei dem mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus in dem bestimmten Bereich der Körperoberfläche ein spezifisches Temperaturmuster in Form eines Object-of-Interest (OOI) identifiziert wird, wobei ein Abstand des OOI zu einem Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird und ein Warnsignal für den Fall erzeugt wird, dass dieser Abstand den vorbestimmten Wert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Warnsignal im Hinblick auf eine erneute Aufnahme des bestimmten Bereichs der Oberfläche eine empfohlene Verschiebungsrichtung für das erste IR-Kamerasystem und/oder das zweite Kamerasystem darstellt, so dass der Abstand des OOI zu dem Randbereich der Kontur der transformierten 2D-Daten des Datensatzes einen vorbestimmten Abstand überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 28, das zur Erstellung von Temperaturaufnahmen bei menschlichen oder tierischen Körpern für medizinische Zwecke dient.
Verfahren nach Anspruch 29, mit dem eine Analyse von Wundbereichen der Hautoberfläche des menschlichen oder tierischen Körpers durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, bei dem eine Information bezüglich der räumlichen Orientierung des Körpers erzeugt wird, wobei diese Information für das Korrelieren des Modells mit den durch das zweite Kamerasystem detektierten 3D-Informationen des bestimmten Bereichs der Körperoberfläche berücksichtigt wird.