CN102885640B - 非侵入式检测装置及其运作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种非侵入式检测装置及其运作方法。非侵入式检测装置包含弹性基座、检测模块及数据处理模块。检测模块设置于弹性基座上。检测模块包含至少一检测单元，用以对检测对象的检测区域下方的组织进行检测以取得检测信息。数据处理模块分析处理检测信息以产生检测结果。

Description

非侵入式检测装置及其运作方法
技术领域
本发明是与医疗检测有关，特别是关于一种应用于医疗上的穿戴式非侵入诊断(non-invasive diagnosis)的非侵入式检测装置及其运作方法。
背景技术
随着医疗技术的发展，市面上出现了各种具有不同功能的医疗检测及诊断装置。传统的侵入式医疗检测装置由于会造成待测者的疼痛与不适，故已逐渐被新一代的非侵入式检测装置所取代。
一般而言，非侵入式检测装置均具有减少待测者疼痛与不适、快速取得检测结果、避免污染等优点，例如常见的超音波(ultrasound)医疗检测。由于目前现有的超音波医疗检测装置是采用具有固定形式的超音波探头对待测区域下方的组织进行检测，因此，一旦遇到待测区域的表面起伏过大的情况时，目前现有的超音波医疗检测装置即需更换不同尺寸的超音波探头，或是变换探头的检测方向，以获得较佳的检测效果。然而，其缺点在于需同时准备多个探头，不仅麻烦也增加成本，或仅能利用探头的部分区域进行检测，造成检测人员在实际检测时的不便。
因此，本发明提出一种非侵入式检测装置及其运作方法，以解决上述问题。
发明内容
根据本发明的一具体实施例为一种非侵入式检测装置。于此实施例中，非侵入式检测装置包含弹性基座、检测模块及数据处理模块。检测模块设置于弹性基座上。检测模块包含至少一检测单元，用以对检测对象的检测区域下方的组织进行检测以取得检测信息。数据处理模块分析处理检测信息以产生检测结果。
于实际应用中，弹性基座可穿戴于操作者的手部，致使至少一检测单元的位置能够随着手势的变化或手掌、手指移动而改变。至少一检测单元可由发射元件及接收元件构成，并且发射元件与接收元件可整合设计为发收器或设计成彼此分开。
此外，非侵入式检测装置可进一步包含定位模块。定位模块侦测至少一检测单元的位置，并根据至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座的相对位置改变产生位置补偿信息至数据处理模块。数据处理模块再根据位置补偿信息调整检测结果。
于实际应用中，定位模块与检测模块的至少一检测单元可彼此整合。检测模块采用非侵入式检测技术进行检测。非侵入式检测技术为超音波检测技术、光学检测技术、电学检测技术或磁学检测技术。
根据本发明的第二具体实施例为一种非侵入式检测装置运作方法。于此实施例中，非侵入式检测装置包含弹性基座、检测模块及数据处理模块。该方法包含下列步骤：检测模块的至少一检测单元对检测对象的检测区域下方的组织进行检测以取得检测信息；数据处理模块分析处理检测信息以产生检测结果。
于实际应用中，该方法可进一步包含下列步骤：侦测至少一检测单元的位置；根据至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座的相对位置改变产生位置补偿信息；根据位置补偿信息调整检测结果。
相较于现有技术，根据本发明的非侵入式检测装置及其运作方法能够有效避免传统的非侵入式检测装置需准备多个探头或仅能利用探头的部分区域等操作不便的缺点，即使是待测区域的表面起伏过大，本发明的非侵入式检测装置由于可穿戴于操作者的手上，不仅操作上相当方便，并且无需变换探头即可顺利进行检测，甚至亦适用于大区域、多角度的同步检测以及超音波、光学等各种不同的非侵入式检测技术。
此外，由于本发明的非侵入式检测装置中的检测模块是与弹性基座整合，操作者可通过改变各个检测单元本身的位置(例如弯曲)或彼此间相对于弹性基座的相对位置(例如平移)来改变其检测区域所涵盖的范围，因此，相较于现有技术的探头内部各检测单元固定不变的设计，本发明的非侵入式检测装置中的检测模块具有高效率及高使用弹性的优点。
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为绘示本发明的第一具体实施例的非侵入式检测装置的功能方块图。
图2A为绘示设计成手套形式的非侵入式检测装置的示意图。
图2B、图2C及图2D分别为绘示弯曲手指、伸展手指或左右平移手指的检测动作。
图3A及图3B分别为绘示具有不同设计型式的检测模块的检测单元的示意图。
图4及图5分别为绘示本发明的第二具体实施例的非侵入式检测装置的功能方块图及示意图。
图6A及图6B分别为绘示定位模块与检测模块的检测单元彼此整合于收发界面单元的侧视图及下视图。
图7为绘示根据本发明的第三具体实施例的非侵入式检测装置运作方法的流程图。
图8为绘示根据本发明的第四具体实施例的非侵入式检测装置运作方法的流程图。
主要元件符号说明
S10～S28：流程步骤
1、3：非侵入式检测装置    10、30：弹性基座
12、32：检测模块    14、34：数据处理模块
36：定位模块        120、320：检测单元
EU：发射元件        RU：接收元件
38：收发界面单元    F：手指
TR：发收器          d1～d4：距离
Sp：定位信号        Sd：检测信号
具体实施方式
本发明提出一种非侵入式检测装置及其运作方法。于实际应用中，本发明的非侵入式检测装置可应用于医疗上的穿戴式非侵入诊断。由于本发明的非侵入式检测装置可穿戴于操作者的手上，不仅操作上相当方便，并且无需变换探头即可顺利对表面起伏较大的待测区域进行检测。
根据本发明的第一具体实施例为一种非侵入式检测装置。请参照图1，图1为绘示本实施例的非侵入式检测装置的功能方块图。如图1所示，非侵入式检测装置1包含弹性基座10、检测模块12及数据处理模块14。其中，检测模块12包含有至少一个检测单元120。实际上，检测模块12所包含的检测单元120的数目可视实际需求而定，并无特定的限制。检测模块12是设置于弹性基座10上。检测模块12与数据处理模块14之间通过有线或无线方式进行数据传输。
于实际应用中，非侵入式检测装置1可设计成一可穿戴在手上的形式(例如手套)，但并不以此为限。请参照图2A，图2A是绘示设计成手套形式的非侵入式检测装置1的示意图。如图2A所示，具有手套形式的非侵入式检测装置1可供使用者直接穿戴于其左手或右手上使用。当使用者将穿戴有非侵入式检测装置1的手移动至检测区域的表面时，位于手的指端、指身或掌部处的弹性基座10上的检测单元120即会对于检测区域的表面下方的组织进行深层检测，以取得关于检测区域的表面下方的组织的检测信息。
值得注意的是，由于非侵入式检测装置1的弹性基座10具有伸缩的弹性，因此，使用者可通过弯曲手指F(图2B)、伸展手指F(图2C)或左右平移手指F(图2D)等检测动作，改变位于弹性基座10上的检测单元120本身的位置或彼此间相对于弹性基座10的相对位置，使得检测单元120的检测区域的大小亦随之改变。相较于现有技术的探头内部各检测单元固定不变的设计，本发明的非侵入式检测装置1的检测模块12的检测单元120具有高效率及高使用弹性的优点。
于此实施例中，为了使用者方便起见，非侵入式检测装置1可事先储存有至少一预设检测动作以及对应于该至少一预设检测动作的位置补偿信息。在实际操作时，当非侵入式检测装置1启动预设检测模式后，使用者穿戴有非侵入式检测装置1的手仅需配合操作说明对检测区域的表面做出一预设检测动作，非侵入式检测装置1的数据处理模块14即可马上接收到检测模块12的各检测单元120所传送过来的检测结果以及对应于该预设检测动作的位置补偿信息，数据处理模块14再根据位置补偿信息调整检测结果，以避免检测结果因为检测模块12的检测单元120本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座10的相对位置改变而失真。举例而言，该预设检测动作可以是图2B所示的弯曲手指F检测动作模式、图2C所示的伸展手指F检测动作模式或其他预设的检测动作模式，只要非侵入式检测装置1能够判断出该检测动作模式并传送相对应的位置补偿信息至数据处理模块14即可，并无特定的限制。
实际上，当检测模块12的至少一检测单元120取得关于检测区域的表面下方的组织的检测信息之后，检测模块12的至少一检测单元120可通过有线或无线方式将检测信息传输至数据处理模块14，并无特定的限制。
请参照图3A及图3B，图3A及图3B分别为绘示具有不同设计型式的检测模块12的检测单元120的示意图。由图3A及图3B可知：检测模块12的检测单元120是由发射元件EU及接收元件RU构成，并且发射元件EU与接收元件RU可以设计成彼此分开(如图3A所示)或整合设计为发收器TR(如图3B所示)。实际上，发射元件EU及接收元件RU的形状、大小及设置的位置可视实际需求而改变，举例而言，其形状可以是圆形、椭圆形、长条形或其他几何形状，并无特定的限制。
于此实施例中，检测模块12的至少一检测单元120采用非侵入式检测技术进行检测。实际上，非侵入式检测技术可以是超音波检测技术、光学检测技术、电学检测技术或磁学检测技术，并无特定的限制。举例而言，除了常见的超音波检测技术之外，感测模块12的至少一检测单元120亦可通过光学同调断层扫瞄(Optical Coherence Tomography，OCT)技术对检测区域的表面下方的组织进行深层检测。其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纳米或840纳米，但不以此为限。
根据本发明的第二具体实施例亦为一种非侵入式检测装置。请参照图4及图5，图4及图5分别为绘示本实施例的非侵入式检测装置的功能方块图及示意图。如图4及图5所示，非侵入式检测装置3包含弹性基座30、检测模块32、数据处理模块34及定位模块36。其中，检测模块32包含有至少一个检测单元320。检测模块32设置于弹性基座30上。定位模块36耦接至数据处理模块34。检测模块32与数据处理模块34之间通过有线或无线方式进行数据传输。
需说明的是，此实施例中的非侵入式检测装置3与前述第一实施例中的非侵入式检测装置1不同之处在于：非侵入式检测装置3进一步包含有定位模块36，用以侦测至少一检测单元320的位置，并根据至少一检测单元320本身的位置改变(例如检测单元320产生弯曲)或彼此间相对于弹性基座30的相对位置改变(例如检测单元320平移)产生相对应的位置补偿信息至数据处理模块34。举例而言，定位模块36可定位得到各检测单元320之间的距离d1～d4，并据以产生位置补偿信息。接着，数据处理模块34再根据位置补偿信息调整检测结果，使得非侵入式检测装置3最终得到的检测结果不至于因为检测模块32中的至少一检测单元320本身的位置改变或彼此间的相对位置改变而失真。
于实际应用中，定位模块36与检测模块32中的至少一检测单元320亦可彼此整合设计。请参照图6A及图6B，图6A及图6B分别为绘示定位模块36与检测模块32的检测单元320彼此整合于收发界面单元38的侧视图及下视图。如图6A及图6B所示，定位模块36设置于收发界面单元38的侧面且检测模块32中的检测单元320设置于收发界面单元38的底面。因此，定位模块36的定位信号Sp发射接收路径经由收发界面单元38的侧面方向进出，而检测模块32中的至少一检测单元320的检测信号Sd发射接收路径经由收发界面单元38的底面方向进出，以避免两者所发射及接收的信号彼此干扰而影响到最终检测结果的准确度。
需说明的是，图6A及图6B所绘示的定位模块36与检测模块32的整合设计型式仅为一实施例，定位模块36与检测模块32亦可具有其他不同的整合设计型式，并不以此例为限。
于实际应用中，在非侵入式检测装置3开始通过检测模块32中的至少一检测单元320进行侦测之前，非侵入式检测装置3将会先启动定位模块36，使得在检测模块32中的至少一检测单元320进行侦测的同时，定位模块36亦会侦测至少一检测单元320的位置。一旦定位模块36侦测到至少一检测单元320本身的位置改变(例如检测单元320产生弯曲)或彼此间相对于弹性基座30的相对位置改变(例如检测单元320平移)时，定位模块36将会产生相对应的位置补偿信息至数据处理模块34。接着，数据处理模块34再根据位置补偿信息调整检测结果。当检测模块32中的至少一检测单元320结束侦测之后，非侵入式检测装置3亦会关闭定位模块36。于实际应用中，非侵入式检测装置3可同时启动定位模块36以及预设检测模式，抑或仅启动两者中的任一者，并无特定的限制。
根据本发明的第三具体实施例为一种非侵入式检测装置运作方法。于此实施例中，非侵入式检测装置包含弹性基座、检测模块及数据处理模块。检测模块包含有至少一个检测单元。检测单元的数目可视实际需求而定，并无特定的限制。检测模块设置于弹性基座上。检测模块与数据处理模块之间通过有线或无线方式进行数据传输。于此实施例中，为了使用者方便起见，弹性基座可穿戴于操作者的手部，致使至少一检测单元的位置能够随着手势的变化或手掌、手指移动而改变。此时，该至少一检测单元对检测对象进行检测的检测区域的大小亦会随着该至少一检测单元的位置变化而改变。此外，非侵入式检测装置可事先储存有至少一预设检测动作以及对应于该至少一预设检测动作的位置补偿信息。
请参照图7，图7为绘示此实施例的非侵入式检测装置运作方法的流程图。如图7所示，首先，于步骤S10中，非侵入式检测装置启动预设检测模式。接着，于步骤S12中，穿戴有非侵入式检测装置的使用者的手对检测对象的检测区域的表面做出预设检测动作。接着，于步骤S14中，检测模块的至少一检测单元对检测区域下方的组织进行检测以取得检测信息。同时，于步骤S16中，数据处理模块接收到对应于预设检测动作的位置补偿信息。然后，于步骤S18中，数据处理模块根据位置补偿信息调整检测结果，以避免检测结果因为检测模块的各检测单元本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座的相对位置改变而失真。
于此实施例中，检测模块的各检测单元采用非侵入式检测技术进行检测。实际上，非侵入式检测技术可以是超音波检测技术、光学检测技术、电学检测技术或磁学检测技术，并无特定的限制。举例而言，除了常见的超音波检测技术之外，检测单元亦可通过光学同调断层扫瞄(Optical CoherenceTomography，OCT)技术对检测区域的表面下方的组织进行深层检测。其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纳米或840纳米，但不以此为限。
根据本发明的第四具体实施例亦为一种非侵入式检测装置运作方法。于此实施例中，非侵入式检测装置包含弹性基座、检测模块、数据处理模块及定位模块。其中，检测模块包含有至少一个检测单元。检测模块设置于弹性基座上。定位模块耦接至数据处理模块。检测模块与数据处理模块之间通过有线或无线方式进行数据传输。
请参照图8，图8为绘示此实施例的非侵入式检测装置运作方法的流程图。如图8所示，首先，于步骤S20中，非侵入式检测装置启动定位模块。接着，于步骤S22中，穿戴有非侵入式检测装置的使用者的手对检测对象的检测区域的表面进行侦测。于步骤S24中，当定位模块侦测到至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座的相对位置改变时，定位模块产生相对应的位置补偿信息至数据处理模块。之后，于步骤S26中，数据处理模块根据位置补偿信息调整检测结果，由此避免非侵入式检测装置最终得到的检测结果因为至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于弹性基座的相对位置改变而失真。最后，于步骤S28中，当至少一检测单元结束侦测之后，非侵入式检测装置关闭定位模块。
相较于现有技术，根据本发明的非侵入式检测装置及其运作方法能够有效避免传统的非侵入式检测装置需准备多个探头或仅能利用探头的部分区域等操作不便的缺点，即使是待测区域的表面起伏过大，本发明的非侵入式检测装置由于可穿戴于操作者的手上，不仅操作上相当方便，并且无需变换探头即可顺利进行检测，甚至亦适用于大区域、多角度的同步检测以及超音波、光学等各种不同的非侵入式检测技术。
此外，由于本发明的非侵入式检测装置中的检测模块是与弹性基座整合，故操作者可通过改变各个检测单元本身的位置(例如弯曲)或彼此间相对于弹性基座的相对位置(例如平移)来改变其检测区域所涵盖的范围，相较于现有技术的探头内部各检测单元固定不变的设计，本发明的非侵入式检测装置中的检测模块具有高效率及高使用弹性的优点。
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，而并非以上述所揭露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 (5)

1.一种非侵入式检测装置，至少包含：
一弹性基座；
一检测模块，设置于该弹性基座上，该检测模块包含至少一检测单元，用以通过光学同调断层扫描技术对一检测对象的一检测区域下方的组织进行一检测以取得一检测信息；
一数据处理模块，用以自该检测模块接收该检测信息并分析处理该检测信息以产生一检测结果；
一定位模块，耦接至该数据处理模块，该定位模块侦测该至少一检测单元的位置，并根据该至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于该弹性基座的相对位置改变产生一位置补偿信息至该数据处理模块，该数据处理模块根据该位置补偿信息调整该检测结果；以及
一收发界面单元，用以供该定位模块与该检测模块的该至少一检测单元彼此整合，其中该定位模块设置于该收发界面单元的侧面且该检测模块的该至少一检测单元设置于该收发界面单元的底面，该定位模块的一定位信号的发射接收路径经由该收发界面单元的侧面方向进出，而该检测模块的该至少一检测单元的一检测信号的发射接收路径经由该收发界面单元的底面方向进出，以避免该定位信号与该检测信号彼此干扰而影响到该检测结果的准确度。
2.如权利要求1所述的非侵入式检测装置，其中该弹性基座穿戴于操作者的手部，致使该至少一检测单元的位置能够随着手势的变化或手掌、手指移动而改变。
3.如权利要求1所述的非侵入式检测装置，其中该至少一检测单元由发射元件及接收元件构成，并且发射元件与接收元件整合设计为发收器或设计成彼此分开。
4.一种运作一非侵入式检测装置的方法，该非侵入式检测装置包含一弹性基座、一检测模块、一数据处理模块、一定位模块及一收发界面单元，该检测模块包含至少一检测单元且设置于该弹性基座上，该收发界面单元供该定位模块与该检测模块的该至少一检测单元彼此整合，该定位模块设置于该收发界面单元的侧面且该检测模块的该至少一检测单元设置于该收发界面单元的底面，该方法包含下列步骤：
该检测模块的该至少一检测单元通过光学同调断层扫描技术对一检测对象的一检测区域下方的组织进行一检测以取得一检测信息；
该数据处理模块分析处理该检测信息以产生一检测结果；
侦测该至少一检测单元的位置；
根据该至少一检测单元本身的位置改变或彼此间相对于该弹性基座的相对位置改变产生一位置补偿信息；以及
根据该位置补偿信息调整该检测结果；
其中，该定位模块的一定位信号的发射接收路径经由该收发界面单元的侧面方向进出，而该检测模块的该至少一检测单元的一检测信号的发射接收路径经由该收发界面单元的底面方向进出，以避免该定位信号与该检测信号彼此干扰而影响到该检测结果的准确度。
5.如权利要求4所述的方法，其中该弹性基座穿戴于操作者的手部，致使该至少一检测单元的位置能够随着手势的变化或手掌、手指移动而改变。
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