CN102670176A - 口腔光学诊断装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种口腔光学诊断装置及其操作方法。口腔光学诊断装置包含定位模块、光学感测模块、处理模块及显示模块。当定位模块在口腔内选定待测区域后，光学感测模块对待测区域进行光学感测，以得到关于待测区域的光信息数据。处理模块用以分析处理光信息数据，以产生光学诊断结果。显示模块用以显示光学诊断结果。
Description
技术领域
本发明是与光学诊断有关，特别是关于一种口腔光学诊断装置及其操作方法，能够通过非侵入的方式对口腔表面及剖面组织状态进行光学感测，并根据其感测到的光信息数据产生早期诊断结果，以供患者长期及定点准确追踪病情之用。
背景技术
近年来，随着医疗技术及生物科技不断地进步与蓬勃发展，医疗诊断及生化检测领域的重要性亦日益提升，因此，市面上亦出现了相当多与医疗诊断及生化检测相关的各种仪器，尤其是在口腔健康愈来愈受到重视的现代社会中，用以检测诊断人体口腔状态的口腔诊断设备更是广泛地应用于各级医院的牙科以及牙医诊所中。
根据统计数据可知，在近年国人癌症统计排行榜中，口腔癌的排名持续地上升，其主要原因在于部分国人嗜吃槟榔之故。传统上，关于口腔癌的检测诊断大多是采用医师目测或切片检验等相关技术来进行。至于在处理程序上，一般多由患者先提出其本身的病症状况给有经验的医师了解，再配合医师进行目测后，若医师认为有必要进一步对其病症进行确认，就会对患者采取口腔切片检体检验的程序，以示慎重。
然而，在上述传统的口腔检测诊断过程中，除了整个检测诊断的流程步骤相当繁复之外，口腔切片检体还需进一步通过其他分析仪器的协助进行分析，相当耗时耗力。此外，对于患者口腔内部造成侵入伤害与不适亦为传统口腔检测诊断流程中可能造成的一大缺失。
因此，本发明提出一种口腔光学诊断装置及其操作方法，以解决上述问题。
发明内容
根据本发明的第一具体实施例为一种口腔光学诊断装置。在此实施例中，该口腔光学诊断装置包含有一定位模块、一光学感测模块、一处理模块及一显示模块。定位模块是用以在一口腔内选定一待测区域；该光学感测模块对该待测区域进行光学感测，以得到关在该待测区域的一光信息数据；该处理模块分析处理该光信息数据，以产生一光学诊断结果；该显示模块是用以显示该光学诊断结果。
在实际应用中，该光学感测模块是利用一光学同调断层技术(OpticalCoherence Tomography，OCT)对该口腔内的该待测区域下方的一粘膜组织进行纵深剖面检测，以得到关于该粘膜组织的一纵向剖面的光信息数据。
此外，该光学感测模块包含有一接物透镜及一温控单元。该温控单元是设置在该接物透镜附近，用以对该接物透镜执行加热除雾的程序，以避免该接物透镜受到该口腔内的雾气干扰。该光学感测模块是通过电动机构件或手动方式在该口腔内实现三维运动，并且可由一可替换外壳包覆而设置在该口腔内的舌头上方处。
根据本发明的第二具体实施例为一种口腔光学诊断装置操作方法。该口腔光学诊断装置包含一定位模块、一光学感测模块、一处理模块及一显示模块。该方法包含下列步骤：(a)该定位模块在一口腔内选定一待测区域；(b)该光学感测模块对该待测区域进行光学感测，以得到关于该待测区域的一光信息数据；(c)该处理模块分析处理该光信息数据，以产生一光学诊断结果；(d)该显示模块显示该光学诊断结果。
相较于现有技术，根据本发明的口腔光学诊断装置及其操作方法是通过非侵入的方式对口腔表面及剖面组织状态进行光学感测，不仅有效改善了现有技术中对于患者口腔造成侵入伤害与不适的缺点，亦无一般放射性检测可能造成的潜在后遗症。
此外，根据本发明的口腔光学诊断装置本身即能够根据其感测到关于口腔内部状况的光信息数据产生早期诊断结果，又可提供可移目标区判断及待测区域确认等功能，故能提供患者长期及定点准确追踪病情的功用。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1是绘示根据本发明的第一具体实施例的口腔光学诊断装置的功能方块图。
图2A是绘示口腔光学诊断装置的定位模块包含微型摄相机的示意图；图2B是绘示微型摄相机所观察到的影像。
图3A及图3B是分别绘示具有单一构件型式设计以及具有两组套件的组合型式设计的光学感测模块的示意图。
图4A及图4B是绘示当口腔光学诊断装置与口腔内的患部(待测区域)间的距离太过接近时，口腔光学诊断装置通过灯号提醒操作者注意的示意图。
图5A及图5B是分别绘示口腔光学诊断装置根据不同的平台架构采用手持式设计或检测座设计；图5C是绘示自动扫瞄机构通过上下(一维)移动一排扫瞄单元对整体区域进行扫瞄；图5D是绘示自动扫瞄机构通过上下左右(二维)移动单一扫瞄单元对整体区域进行扫瞄。
图6A是绘示光学感测模块通过电动机构件在患者的口腔内部实现三维运动；图6B及图6C是分别绘示三维运动的光学感测模块由可替换的外壳包覆而设置在口腔内的舌头上方处的上视图及侧视图。
图7是绘示根据本发明的第二具体实施例的口腔光学诊断装置操作方法的流程图。
主要元件符号说明
S10～S16：流程步骤
1：口腔光学诊断装置 10：定位模块
12：光学感测模块 14：处理模块
16：显示模块 18：微型摄相机
12a、12b：套件 120a：旋转面镜
120b：分光器 120c：准直透镜
120d：接物透镜 120e：反射镜
122：温控单元 L：警示灯
124：可更换接触端元件 H：可替换的外壳
T：舌头 EM：电动机构件
AS：自动扫瞄机构 OS：口腔组织表面
TR：待测区域 d、d’：最小距离
TH：牙齿 SU：扫瞄单元
120f：影像感测器
具体实施方式
本发明的一范畴在于提出一种口腔光学诊断装置及其操作方法。该口腔光学诊断装置及其操作方法是通过非侵入的方式对口腔表面及剖面组织状态进行光学感测，并根据其感测到的光信息数据产生早期诊断结果，以供患者长期及定点准确追踪病情之用。
根据本发明的第一具体实施例为一种口腔光学诊断装置。请参照图1，图1是绘示本实施例的口腔光学诊断装置的功能方块图。如图1所示，口腔光学诊断装置1包含定位模块10、光学感测模块12、处理模块14及显示模块16。其中，处理模块14耦接定位模块10；处理模块14耦接光学感测模块12；显示模块16耦接处理模块14。需说明的是，定位模块10除了可如同图1所示通过处理模块14与显示模块16耦接之外，定位模块10亦可直接与显示模块16耦接，意即显示模块16可切换仅显示表面(用于确认诊断位置)，或者观察实际诊断的纵深面，并无特定的限制。
接下来，将分别针对口腔光学诊断装置1所包含的各模块具备的功能进行详细的介绍。
首先，由于患者接受诊疗的部位常需要持续进行追踪检测，以确实掌握其病理状态的变化，因此，口腔光学诊断装置1的定位模块10所扮演的角色便显得相当重要。在此实施例中，定位模块10先对患者的口腔进行特征点的确认，以确定患者的口腔即为口腔光学诊断装置1欲进行光学检测诊断的目标对象。在确认患者的口腔无误之后，口腔光学诊断装置1将会在患者的口腔内进行基准点的设定，并通过影像对比法在患者的口腔内选定待测区域，以利光学感测模块12对待测区域进行后续的光学感测程序。
在实际应用中，口腔光学诊断装置1的定位模块10可以有多种不同型式的设计，并无特定的限制。举例而言，如图2A所示，定位模块10可包含一台具有摄影及照相功能的微型摄相机18。由于微型摄相机18的镜头可以直线移动以及旋转角度，故可对患者的口腔组织表面OS进行观察(观察到的影像如图2B所示)，以提供定位模块10于患者的口腔组织表面OS选定待测区域TR时之参考，但不以此为限。
一旦定位模块10选定待测区域之后，定位模块10亦可通过微型摄相机18拍摄多张待测区域及其附近区域的影像，以作为日后进行影像对比之用。需说明的是，上述的影像对比法不仅可以通过所谓的“灰阶色阶对比法”，以色阶网格分布作为确认待测区域的位置之用，亦可通过所谓的“特征值对比法”，以待测区域的附近所具有的特殊象征标的物(例如口腔中牙齿的位置，但不以此为限)，作为日后对比参考时的重要依据。
也就是说，定位模块10进行待测区域的定位时所对比的标的物，只要能够让定位模块10正确定位出欲进行光学感测的待测区域即可，并不一定要是待测区域本身，亦可以是位于待测区域周围的其他标的物。因此，定位模块10定位时所对比的标的物与光学感测模块12进行光学感测的待测区域并不一定相同。
光学感测模块12用以对待测区域进行光学感测程序，以得到关于待测区域的光信息数据。实际上，光学感测模块12是利用光学同调断层技术(Optical Coherence Tomography，OCT)对口腔内的待测区域下方的粘膜组织进行纵深剖面检测，由此得到关于粘膜组织的纵向剖面的光信息数据。光学感测模块12的纵向检测深度通常为2～3公厘深，且其所采用的光波长可为1300奈米或840奈米，但不以此为限。
在实际应用中，光学感测模块12的结构亦可以有不同型式的设计。举例而言，请参照图3A及图3B，图3A及图3B是分别绘示具有单一构件型式设计的光学感测模块以及具有两组套件组合型式设计的光学感测模块，由此达到弹性设计、便于升级及易于变换观察角度等功效。
如图3A所示，光学感测模块12可包含常见的光学元件(例如旋转面镜120a、分光器120b、准直透镜(collimator lens)120c及接物透镜(objectlens)120d)、温控单元122以及可更换接触端元件124。需说明的是，分光器120b的主要功能在于提供使用者通过口腔组织表面OS的反射光，搭配内建的影像感测器(未绘于图中，可为CMOS、CCD型式的感测器)对口腔组织表面OS上的待测区域TR进行观察。亦即图3A所示的光学感测模块12可与前述的定位模块10进行功能整合。
至于图3B中的光学感测模块12是由两个套件12a与12b组合而成，套件12a包含有旋转面镜120a及准直透镜120c，套件12b包含有接物透镜120d、反射器120e、温控单元122、可更换接触端元件124。需说明的是，由于图3B中的光学感测模块12并未包含有分光器120b及内建的影像感测器，因此，图3B中的光学感测模块12并不具备与定位模块10整合的功能。实际上，图3B中的光学感测模块12亦可外挂影像感测器120f，例如CCD或CMOS型式的感测器，但不以此为限。
由上述可知，本发明的口腔光学诊断装置1的光学感测模块的设计型式上并无特定的限制，可以选择采用单一构件型式或组合型式的不同设计，亦可选择与定位模块整合设计。此外，图3B中的两个反射器120e可以是反射镜，并且两个反射器120e之间的距离并无固定距离的限制，可依照实际的需求进行调整。
值得注意的是，为了避免光学感测模块12对待测区域进行光学感测时，接物透镜120d易受到口腔内的雾气干扰，如图3A及图3B所示，温控单元122将会设置在接物透镜120d附近，并且会对接物透镜120d执行加热除雾的程序。实际上，温控单元122可以是加热环(heating ring)，但不以此为限。
至于图3A及图3B中的可更换接触端元件124则可设计成装卸式、可抛式或离型纸撕去式，以避免光学感测模块12的接触端表面受到外界的污染，并可提供个人化使用。
本发明的定位模块10，在实际应用中，可针对患者不同病情背景，提供多样性辅助；例如患者口腔内的待测区域所处的位置很可能已有初步的伤口或溃疡形成，因此，口腔光学诊断装置1在进行感测时，需避免直接与患者口腔组织表面的患部(待测区域)产生接触，以免造成病患不适。有鉴于此，口腔光学诊断装置1的定位模块10可进一步提供测距，该项功能可由表面图形大小对比或者直接以内建光发收器为之(图未示)。
如图4A所示，由于口腔光学诊断装置1的定位模块10所量测到口腔光学诊断装置1与口腔组织表面OS的患部(待测区域TR)间的最小距离d还不是很近，所以口腔光学诊断装置1的警示灯L并不会亮；然而，如图4B所示，当定位模块10所量测到口腔光学诊断装置1与口腔组织表面OS的患部(待测区域TR)之间的最小距离d’太过接近时，口腔光学诊断装置1的警示灯L即会发亮(或发出声响)，以提醒操作者注意须妥善地控制口腔光学诊断装置1的移动，使其不要与患部(待测区域TR)产生接触。
至于光学感测模块12所撷取的光信息数据可经过光路(例如光纤或光导元件等类似装置)传递至处理模块14。接着，处理模块14处理接收到的光信息数据并据以进行纵向剖面的分析，以产生光学诊断结果，最后再由显示模块16显示光学诊断结果，以方便操作者进行检测观察。
实际上，显示模块16显示光学诊断结果的方式并无特定的限制。举例而言，显示模块16可通过具有不同颜色或深浅的影像来显示光学诊断结果；显示模块16可通过具有不同音量大小、频率高低或节奏快慢的声音来显示光学诊断结果；显示模块16亦可通过温度的高低来显示光学诊断结果；显示模块16亦可发出不同亮度或颜色的光来显示光学诊断结果。
在实际应用中，口腔光学诊断装置1可根据不同的平台架构作合理的配置，例如手持式设计(图5A)或检测座设计(图5B)。如图5A所示，若口腔光学诊断装置1采用手持式设计，可直接采用微型摄相机18搭配影像分析软体，由此同时达到免接触及准确定位的效果。
如图5B所示，若口腔光学诊断装置1采用检测座设计，则可由预设的光机架构搭配特征值(例如牙齿TH与口腔待测区域TR的相关位置)，作为扫瞄待测区域TR定位参考之用，并且口腔光学诊断装置1还可利用自动扫瞄机构AS直接对整体区域进行扫瞄，故无需先经过人工目测判断的程序。
至于图5C则是绘示自动扫瞄机构AS通过上下(一维)移动一排扫瞄单元SU对整体区域进行扫瞄；图5D则是绘示自动扫瞄机构AS通过上下左右(二维)移动单一扫瞄单元SU对整体区域进行扫瞄。
在实际应用中，上述口腔光学诊断装置1所采用的检测座设计亦可搭配多种具有不同设计的光学感测模块12共同使用。举例而言，如图6A所示，光学感测模块12可通过电动机构件EM或手动方式在患者的口腔内部实现三维运动；如图6B所示，能够进行三维运动的光学感测模块12亦可由可替换的外壳H包覆而设置在口腔内的舌头T上方处，由此提供患者更舒适卫生的检测诊断环境。
根据本发明的第二具体实施例为一种口腔光学诊断装置操作方法。在此实施例中，口腔光学诊断装置包含定位模块、光学感测模块、处理模块及显示模块。请参照图7，图7是绘示此实施例的口腔光学诊断装置操作方法的流程图。
如图7所示，首先，该方法执行步骤S10，定位模块在口腔内选定待测区域。实际上，在步骤S10中，定位模块是先对口腔进行特征点的确认，以确定口腔即为口腔光学诊断装置欲进行光学检测诊断的目标后，口腔光学诊断装置将会在口腔内进行基准点的设定，并通过影像对比法或特征点对比法在口腔内选定待测区域。需说明的是，定位模块进行待测区域的定位时所对比的标的物，只要能够让定位模块正确定位出欲进行光学感测的待测区域即可，并不一定要是待测区域本身，亦可以是位于待测区域周围的其他标的物。
在选定待测区域之后，该方法执行步骤S12，光学感测模块对待测区域进行光学感测，以得到关于待测区域的光信息数据。实际上，光学感测模块是利用光学同调断层技术对口腔内的待测区域下方的粘膜组织进行纵深剖面检测，以得到关于粘膜组织的纵向剖面的光信息数据。光学感测模块的检测深度通常为2～3公厘，且其所采用的光波长为1300奈米或840奈米。
此外，光学感测模块包含有接物透镜及温控单元。温控单元可以是设置在接物透镜附近的加热环(heating ring)，但不以此为限。在步骤S12中，当光学感测模块对待测区域进行光学感测时，为了避免接物透镜受到口腔内的雾气干扰，温控单元将会对接物透镜执行加热除雾的程序。
在实际应用中，光学感测模块可通过电动机构件或手动方式在口腔内实现三维运动，并且可以由可替换外壳包覆而设置在口腔内的舌头上方处，由此提供患者更舒适卫生的诊断环境。
接着，该方法执行步骤S14，处理模块分析处理光信息数据，以产生光学诊断结果。实际上，处理模块可根据先前的光学诊断结果进行对比，以得到关于口腔内部状况的早期诊断结果。由此，本发明的口腔光学诊断装置操作方法即可省去现有技术中需经过医师目测或切片检体检验的复杂处理程序。
最后，该方法执行步骤S16，显示模块显示光学诊断结果，以方便操作者或医师进行检测观察，并根据光学诊断结果进行患者病情的研判。实际上，步骤S16中的显示模块显示光学诊断结果的方式并无特定的限制。举例而言，显示模块可通过具有不同颜色或深浅的影像、具有不同音量大小、频率高低或节奏快慢的声音、温度的高低或不同亮度或颜色的光来显示光学诊断结果。
相较于现有技术，根据本发明的口腔光学诊断装置及其操作方法是通过非侵入的方式对口腔表面及剖面组织状态进行光学感测，不仅有效改善了现有技术中对于患者口腔造成侵入伤害与不适的缺点，亦无一般放射性检测可能造成的潜在后遗症。
此外，根据本发明的口腔光学诊断装置本身即能够根据其感测到关于口腔内部状况的光信息数据产生早期诊断结果，又可提供可移目标区判断及待测区域确认等功能，故能提供患者长期及定点准确追踪病情之功用。
通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
Claims (10)
1.一种口腔光学诊断装置，包含：
一定位模块，用以在一口腔内选定一待测区域；
一光学感测模块，耦接至该定位模块，该光学感测模块对该待测区域进行光学感测，以得到关于该待测区域的一光信息数据；
一处理模块，耦接至该光学感测模块，该处理模块分析处理该光信息数据，以产生一光学诊断结果；以及
一显示模块，耦接至该处理模块，用以显示该光学诊断结果。
2.如权利要求1所述的口腔光学诊断装置，其中该光学感测模块是利用一光学同调断层技术对该口腔内的该待测区域下方的一粘膜组织进行纵深剖面检测，以得到关于该粘膜组织的一纵向剖面的该光信息数据。
3.如权利要求1所述的口腔光学诊断装置，其中该光学感测模块包含：
一接物透镜；以及
一温控单元，设置在该接物透镜附近，用以对该接物透镜执行加热除雾的程序，以避免该接物透镜受到该口腔内的雾气干扰。
4.如权利要求1所述的口腔光学诊断装置，其中该光学感测模块是通过电动机构件或手动方式在该口腔内实现三维运动。
5.如权利要求1所述的口腔光学诊断装置，其中该光学感测模块是以一可替换外壳包覆而设置在该口腔内的舌头上方处。
6.如权利要求1所述的口腔光学诊断装置，其中该光学感测模块能与该定位模块进行功能整合，通过该光学感测模块所包含的一分光器搭配其内建的一影像感测器对该待测区域进行观察。
7.一种操作一口腔光学诊断装置的方法，该口腔光学诊断装置包含一定位模块、一光学感测模块、一处理模块及一显示模块，该方法包含下列步骤：
(a)该定位模块在一口腔内选定一待测区域；
(b)该光学感测模块对该待测区域进行光学感测，以得到关于该待测区域的一光信息数据；
(c)该处理模块分析处理该光信息数据，以产生一光学诊断结果；以及
(d)该显示模块显示该光学诊断结果。
8.如权利要求7所述的方法，其中在步骤(b)中，该光学感测模块是利用一光学同调断层技术对该口腔内的该待测区域下方的一粘膜组织进行纵深剖面检测，以得到关于该粘膜组织的一纵向剖面的该光信息数据。
9.如权利要求7所述的方法，其中该光学感测模块包含一接物透镜及设置在该接物透镜附近的一温控单元，该温控单元对该接物透镜执行加热除雾的程序，以避免该接物透镜受到该口腔内的雾气干扰。
10.如权利要求7所述的方法，其中该光学感测模块是通过电动机构件或手动方式在该口腔内实现三维运动，并以一可替换外壳包覆而设置在该口腔内舌头上方处。
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