CN105324063B - 识别受试者的耳朵中的对象的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种识别受试者的耳朵中的对象的方法，其包括以下步骤：将光学电子成像单元和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中电子成像单元具有指向远侧方向，特别指向受试者的耳朵的鼓膜处的至少一个光轴；使用电子成像单元从至少一个偏心观察点捕获至少一个图像，偏心观察点放置在至少一个光轴上并且偏心放置在耳道内；以及确定亮度和/或颜色信息以通过电子装置识别在至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别对象，特别是识别鼓膜。
Description
技术领域
本发明涉及识别受试者的耳朵中的对象的方法。察看耳朵被称为“耳镜检查”。耳镜检查是一种建立了100多年的标准医学检查技术。医科学生在生理学实践课的学习早期就学习耳镜检查。耳镜检查帮助熟练的医师检查可能受到中耳炎(OM)、渗出性中耳炎(OME)、外耳眼和鼓膜穿孔影响的耳道或鼓膜。OME由在无急性感染迹象或症状情况下的中耳积液(即，在完整鼓膜后面的液体)的存在而限定。OME为最常见的儿科诊断之一。在耳镜检查中的对象辨别也针对微粒或任何物质，例如，毛发、耳垢、异物等的识别，这些物质可以阻挡耳道或覆盖鼓膜。常规护理非常需要此类应用。
为执行耳镜检查，使用被称为“耳镜”(有时也被称为“检耳镜”)的医疗设备。耳镜检查是一种建立了100多年的标准医学检查技术。医科学生在生理学实践课的学习早期就学习耳镜检查。基于耳镜检查的典型诊断为：中耳炎(OM)、渗出性中耳炎(OME)、外耳眼和鼓膜穿孔。OME由在无急性感染迹象或症状情况下的中耳积液(即，在完整鼓膜后面的液体)的存在而定义。OME为最常见的儿科诊断之一。然而，耳镜检查也用于大致识别并观察耳朵中的对象，诸如耳垢、毛发和鼓膜。图3示出了典型的耳镜10′。耳镜10′包括允许用户在耳镜的应用期间操纵耳镜的手柄部分12′。在本文中，术语“操纵”指的是不同类型的操纵，诸如但不限于，握持耳镜，将耳镜关于受试者的耳朵对准，并且打开或关闭灯光。耳镜10′进一步包括连接到手柄部分12′的头部14′。头部14′具有沿着头部14′的纵向轴线A′延伸的大体锥形的形式-通常为圆锥形式。头部14′大体由空漏斗组成，其中漏斗的尖端一般具有3mm的直径。此外，头部14′具有邻近手柄部分12'的近端16'和经配置引入到受试者的外耳的耳道C中的较小的远端18'。在本文中，术语“端”并非意味着单个点而是指头部14'的区域或区段，其中近端16'关于纵向轴线A′被定位在远端18'对面。耳道C由软结缔组织C1部分围绕并且进一步朝向中耳向下由硬骨C2部分围绕。
如果应用现有技术的耳镜检查方法(例如)检查受试者的鼓膜(作为对象)，则必须将3mm的尖端深入推进到耳道C中，同时通过空漏斗观察并且同时照亮受试者的鼓膜ED。一般地，由于耳道C的自然弯曲部，鼓膜ED从耳朵外部不可见。为克服耳道C的自然弯曲部，熟练的医师必须向上且向后小心拉动外耳同时将漏斗尖端有必要深地小心推入耳道以显示鼓膜。耳道C必须变形，这样一来医师才具有沿着耳镜10′的光轴到鼓膜ED的自由视角，其中光轴对应头部14′的纵向轴线A′。耳镜的光学器件仅位于漏斗的较宽端，即，位于头部14′的近端16′处，并且基本由灯和透镜(未示出)组成，从而放大鼓膜ED图像。
耳镜检查过程需要手工技能和大量训练以将漏斗小心推入耳道C中同时通过拉动耳朵往里看并且操纵耳道C的弯曲部。例如，受过训练的医师充分意识到通过靠着头放置食指或小指将握持耳镜的手柄靠着受试者的头支撑以避免对耳道C和鼓膜ED的伤害。特别是在幼儿中，他们的耳道内部相对短并且在检查期间可能经常发生忽然的头部运动，所以存在刺破敏感的耳道皮肤或者甚至刺破鼓膜ED的风险。除疼痛和听力障碍以外，也已知此类伤害通过迷走神经过度刺激潜在引起心血管并发症，并且因此，无论如何必须避免此类伤害。
此外，特别在发炎的耳朵中，“拉直”耳道C的机械操纵通常引起严重不适或者甚至疼痛，从而致使对婴儿的检查更困难。
图4示出在耳镜10′的远侧尖端远远放置在骨性部C2内的情况下，耳道C必须以如下方式被相当大程度地“拉直”，该方式为纵向轴线A至少近似指到鼓膜ED。头部14′的远侧尖端支撑在骨性部C2内，使得接触软结缔组织C1的头部14′的近端能够向下推动软结缔组织C1。头部14′成形，使得依然存在触碰鼓膜ED的危险。
对于耳镜的任何应用或其使用模式，期望允许其用户分辨位于耳道或耳道端部处的对象，特别是具有粘附到鼓膜上的任何对象的鼓膜本身。
背景技术
鉴于以上原因，可靠并且安全处理现有技术的耳镜当前仅服从于受过良好训练的医师，并且不适于大多数的执业医生群体。作为调查的结果在美国最近公布的研究已经表明即使是医师也经常不能(正确地)确定，例如，受试者的鼓膜的状态，或者不能正确地解释由耳镜所提供的图像(即，正确并且有意义的对象辨别)。此类失败导致对内耳道或鼓膜状态的错误解释。因此，例如，由于医师过分谨慎，针对治疗被认定的鼓膜炎症，发生了抗生素用药过度，或者发生无意义的图像解释。
显然，也存在允许熟练的专家捕获受试者的鼓膜和耳道的图像的其他耳镜设备，例如，视频型耳镜。此类视频型耳镜包括从头部的远端延伸到远离所述远端定位的CCD芯片的一束光导。可实现的图像分辨率取决于光导的数目。为获得具有令人满意的分辨率的图像，必须提供大量的独立光导，从而致使用于常规护理的设备过分昂贵。此外，所有具有远离头部的远端定位的CCD芯片的已知视频型耳镜均要求医师具有卓越的处理技能。鉴于以上原因，它们并未经配置并且并不适合于由更大的执业医生群体或外行人家用。
事实上，在现有技术中已知的耳镜方法服从于上述耳镜的结构和几何特性。目前在市场上的包括视频型耳镜的所有耳镜大致均基于以下基础设计：相对薄的开口的漏斗。对于所有在市场上出售的耳镜，漏斗的长度、角度、视野和大小大体类似。由于这些共同特性，此类设备的易用性受到限制(由于安全问题)。使用此类已知的耳镜可靠检测在耳道中的对象(包括鼓膜)的方法非常复杂。
因此，直到现在，耳镜检查几乎仅仅由受过良好训练的医生应用。然而，将耳镜的性能扩展到受过训练的专业人员以外将是令人期望的。由于其广泛的应用，所以其可适用于任何外行人，诸如可以期望(例如)检查污物或微粒是否位于孩子的耳道中的父母。
现有技术文献US2013/027515A1描述了具有小直径的耳道侧扫描仪，其包括摄影机，该摄影机包括例如CCD芯片或CMOS芯片。摄影机能够布置在侧扫描仪的探头的尖端处。扫描仪允许侧向扫描耳道的侧向表面，例如，以便确定耳道的长度。在扫描前，侧向扫描仪的尖端靠近鼓膜放置。
现有技术文献US 5910130 A描述了具有微型摄影机或固态成像仪的耳镜，例如CCD或CMOS。光源能够以发光纤维的连续环的形式被提供。耳镜的头部必须深入到拉直的耳道中以便观察鼓膜。
现有技术文献US 2011/063428 A1描述了包括照明装置和基于晶片级光学器件的摄影机(例如，固态成像仪)的医疗设备(内窥镜)，该医疗设备具有小于3.2mm的外直径。
现有技术文献US 2009/030295A1描述了特别基于颜色检测或亮度检测用于捕获鼓膜的图像的器械和用于将鼓膜定位在图像上的方法。能够评估亮度以便在两个具体组织之间进行分辨。能够提供用于应用两个光学滤波器的其中一个的旋转机构。
现有技术文献US 7529577B2描述了用于在耳道中定位异物的方法，特别是通过使用色敏CCD元件确定在图像内的具体颜色的相对含量。灯光能够经由在镜子上的环形透镜从偏心布置的光导反射光穿过透明材料制成的管，并且所反射的灯光经由镜子穿过透镜并且由在中心布置的图像引导件捕获。
现有技术文献EP 2014220A1描述了使用黑白CCD或色敏CCD获取耳腔的几何数据的装置。因此，能够关于圆周表面和鼓膜执行距离测量。
现有技术文献EP 2289391A1描述了具有头部和紧固环的耳镜，紧固环用于将头部可逆地安装到显示部分。
现有技术文献EP 2277439A2描述了临床耳温计，其包括径向偏移布置的图像传感器，特别地以便提供在其中能够将温度传感器布置在远端处的腔室。
发明内容
因此，本发明的目标为提供允许可靠识别受试者的耳朵中的对象的方法，并且该方法也应优选地在没有造成受试者伤害的风险或者至少显著降低造成受试者伤害的风险情况下由外行人在家应用。特别地，本发明的目标为提供捕获图像的方法，该方法允许可靠地识别对象，特别是鼓膜，而无需将耳镜相当远地引入在由硬骨限制的耳道的区段内。本发明的目标也能够描述为在基本上不考虑关于耳镜的头部在耳道内的正确的相对位置的任何经验或知识的情况下，提供允许可靠识别对象(特别是耳膜)的方法。
根据本发明，通过具有权利要求1的特征的方法实现目标。本发明的优选实施例由从属权利要求提供。
特别地，通过识别受试者的耳朵中的对象的方法实现该目标，该方法包括以下步骤：将光学电子成像单元和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中电子成像单元具有指向远侧方向，特别指向受试者的耳朵的鼓膜处的至少一个光轴；使用电子成像单元从放置在至少一个光轴上并且偏心放置在耳道内的至少一个偏心观察点捕获至少一个图像；并且确定亮度和/或颜色信息以通过电子装置识别在至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别对象，特别是识别鼓膜。此方法甚至允许识别深入布置在耳道内的对象，例如，鼓膜，即使在电子成像单元仅引入远到弯曲部或在软组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域的情况中。
根据该发明的电子成像单元优选地基于光学成像并且优选地包括限定光轴的至少一个光学照相机，且/或包括由分光束光学器件限定的至少两个光轴。
如上所述，在许多情况下，包括灯和透镜的适合于执行根据现有技术的耳镜检查方法的耳镜的光学器件放置于在头部的近端与远端之间的任何地方，特别放置在漏斗的较宽端部处，即，不在头部的远端处。因此，头部的纵向轴线形成耳镜的光轴。光轴必须直接指向鼓膜，用于启用通过耳道到鼓膜的视觉通路。为启用现有技术方法的此类视觉通路状态要求执业医生将受试者的耳朵显著变形，也就是拉直耳道，并且进一步要求将漏斗的相对窄的尖端深入到受试者的耳道，特别是深入到耳道的骨性部。
根据本发明方法的将提供至少一个偏心观察点的电子成像单元和/或至少一个光源(优选地二者兼有)引入受试者的外耳的耳道，并且从偏心位置捕获图像，克服了使用已知耳镜的此类现有技术方法的这些缺点。特别地，用于执行本发明方法的耳镜的光轴无须对应于头部的纵向轴线。相反，电子成像单元的光轴可以被径向偏移布置。
特别地，在许多情况下，外耳的耳道并非直线，而是具有至少一个弯曲部，特别是在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域或过渡点。该弯曲部提供了“角点”。因此，当执行本发明的方法时，消除或大大降低使受试者的耳朵变形的要求。此外，通过允许使用具有与根据现有技术的耳镜相比直径明显更大的头部的尖端的耳镜，该发明方法避免了伤害耳道的风险，特别是避免了伤害耳道的骨性部或鼓膜的风险。因此，将耳镜的头部深入到受试者的耳道中的风险大大降低。两种改善均是为了允许外行人执行根据该发明的方法。
偏心位置或观察点允许“环视角点”。特别地，即使在将耳镜的远侧尖端仅引入远到在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域的情况下，仍能够观察到整个鼓膜。径向偏移越大，到鼓膜的视野就越好，即使在将耳镜的远端仅放置在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域的情况下。优选地，捕获至少一个图像从偏心观察点执行，偏心观察点经放置距耳道的内侧向表面小于1.5mm，更优选地小于1.0mm，进一步优选地小于0.8mm或者甚至小于0.7mm或0.6mm，特别是关于在4.8mm和5.2mm之间的范围内的耳道的直径。此方法可以使用具有适合耳道的头部的耳镜执行，该头部具有至少大约对应于在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域处的耳道的直径的径向尺寸(例如，5mm)。
特别地，根据本发明的方法允许在基本不考虑耳镜的头部在耳道内的相对位置，特别是在不考虑到耳道的骨性部(即，由硬骨限制的区段)的任何具体插入深度，或者不考虑耳镜的头部或手柄部分的任何具体取向的情况下识别鼓膜。
优选地，“电子成像单元的光轴”为从电子成像单元的最远点沿远侧方向延伸，特别是朝向鼓膜延伸的轴线，其中其取向不再被任何光学部件更改。电子成像单元的“电子成像单元的光轴”优选地为具有最大径向偏移的光轴。
作为本发明方法的进一步的优点，其能够使用提供较大视野的成像设备。限定此类设备的电子成像单元的视野(或角度)的光学部件能够放置在头部的远端处，特别是放置在远侧尖端处。因此，与通过基于根据现有技术的耳镜的相对尖锐的空漏斗的方法相比，获得大得多的视野(或角度)。
一旦至少一个电子成像单元已经捕获至少一个图像，通过确定至少一个捕获图像的像素的亮度和/或颜色信息能够执行对象辨别和明确的对象识别(例如，区分诸如耳垢、毛发和鼓膜的对象)。通过电子成像单元获得的图像的每个像素通过对应于该像素的亮度的数值来表征，并且如果电子成像单元包括彩色成像设备，所述每个像素也通过对应于该像素的颜色的数值来表征。不同对象能够通过(例如)它们的典型颜色来识别。
在根据本发明的方法中，优选地，在捕获至少一个图像期间，从偏心放置在耳道内的偏心照明点照亮耳道。此类方法允许照亮耳道并且甚至照亮鼓膜，即使耳镜仅引入远到在两种组织之间的过渡区域或到弯曲部。此类方法允许对可以从至少一个偏心观察点捕获到的所有对象提供适当的照明。
在根据本发明的方法中，沿着至少一个倾斜的光轴可以捕获至少一个图像，该光轴特别是关于耳道的纵向轴线和/或关于用于执行该方法的耳镜的头部的纵向轴线倾斜。倾斜的光轴允许更有效地“环视角点”。与偏心观察点结合，甚至能够更有效地执行“环视角点”。
换言之：除了径向偏移布置以外，电子成像单元的至少一个光轴可以经布置关于纵向轴线成一定角度(相对于纵向轴线倾斜)，从而允许设备更有效地“环视角点”，或者甚至允许设备从中心观察点“环视角点”。
在根据本发明的方法中，优选地，该方法还包括借助于红外传感器单元检测红外辐射。提供包括与对象的光学识别结合的温度检测的方法允许更可靠地识别对象，例如，识别鼓膜。另外，提供额外具有特别居中布置在远侧尖端处的红外传感器单元的耳镜允许使任何误诊的风险最小化。红外传感器单元能够连接到逻辑单元，逻辑单元经配置用于处理来自红外传感器单元和电子成像单元两者的数据，特别是同时处理。由红外传感器单元获取的数据能够基于由电子成像单元获取的数据加以证实，并且反之亦然。亮度数据或颜色信息数据能够与温度数据相关。红外传感器单元能够在类似在电子成像单元或光源的背景中讨论的位置相同的位置被提供。然而，优选地，红外传感器单元经布置以用于获取来自中心点或在耳镜远侧尖端的横截面的半圆或象限内径向偏移的任何点的温度数据，其中径向偏移光轴被布置在耳镜远侧尖端的横截面的半圆或象限内。同样，红外传感器单元能够以与如在关于电子成像单元或光源的背景中所讨论的同样的方式进行移位。
为了改善对象识别，根据本发明的方法优选地进一步包括以下步骤：使用电子成像单元从在耳道内的不同偏心位置捕获至少两个图像，和/或使用照明从在耳道内的不同偏心位置捕获至少两个图像；并且将至少两个捕获的图像彼此进行比较以识别在图像中所示出的对象。
因此，以上目标通过一种识别在受试者的耳朵中的对象的方法而解决，该方法可以包括以下步骤：将电子成像单元和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中；使用电子成像单元从在耳道内的不同位置捕获至少两个图像，和/或使用照明从耳道内的不同位置捕获至少两个图像；将至少两个捕获的图像彼此进行比较以可靠地识别在图像中所示出的对象。
使用这些特征，例如通过在一个单个电子成像单元被放置于受试者的耳道中时将其重新定位，和/或通过提供来自两个或更多个电子成像单元的图像，电子成像单元适合于从耳道内的不同位置捕获至少两个图像，所述两个或更多个电子成像单元放置于耳道中的不同部位。可替代地或另外地，该方法可以基于至少一个照明单元的实施方式，照明单元适于从不同位置(例如，从两个或更多个位置)照亮在耳道内的对象。优选地，两种方法的结合通过该发明方法实现，该发明方法允许在不同的照明状态下从不同位置捕获图像。此类动作模式允许可靠地识别不同的对象(例如，在受试者的耳朵中的鼓膜、耳垢颗粒、毛发等)，如将在以下更详细描述。因此，图像误译和对象辨别失败的风险显著降低。
在根据本发明的方法中，优选地，不同的位置被限定或调节为使得允许立体观察所捕获的图像，不同位置彼此间隔至少2mm或3mm，优选地至少3.5mm，更优选地至少3.7mm的距离(d)，针对用于捕获图像的位置之间的距离，特别是在3.7mm与4.4mm之间，特别是在至少两个偏心观察点(EOP)之间的距离，或者针对用于照明的位置之间的距离，特别是在3.7mm与4.6mm之间，特别是在至少两个偏心照明点(EIP)之间的距离。在此范围内的距离能够确保通过立体观察区分被识别的对象。优选地，该距离关于偏心观察点被限定。在不同的观察点之间的大距离有利于立体观察。能够确定通过来自视差图像的3D映射确定的立体信息。
在根据本发明的方法中，优选地，至少两个图像从至少两个不同的偏心观察点(EOP)捕获，所述至少两个不同的偏心观察点优选地以相同径向偏移布置在耳道内，特别是同心地布置在在耳道内的相同节距圆上。大的径向偏移能够确保能够从差异很大的方向观察到对象。在相同的节距圆上布置偏心观察点(EOP)或光轴允许通过旋转自动地移位多个偏心观察点(EOP)，这有利于区别对象。
在根据本发明的方法中，优选地，至少两个图像从电子成像单元的至少两个光轴捕获，特别是通过电子成像单元的单个图像传感器或通过电子成像单元的至少两个照相机捕获。可替代地，至少两个图像由从电子成像单元的单个光轴捕获。从不同光轴捕获提供了如下优点，例如，快速获取图像数据。从一个单个光轴捕获提供了如下优点，例如，在电子成像单元的照相机的移位期间连续获取图像数据。换言之：两种可替代方案提供了更有效地“环视角点”的优点。
在根据本发明的方法中，优选地，至少两个图像在具体时间帧内捕获，特别是从至少两个偏心观察点捕获。时间相关的图像数据捕获有利于确定各自的对象是否是固定的或者移动，例如，加压的鼓膜。例如，每秒钟可以捕获10个或20个图像。例如，每秒钟可捕获最多60个图像，特别是在各自的光轴或照相机的移位期间。每秒钟所捕获的图像数目能够根据至少一个光轴或至少一个光源的移位速度，特别是旋转速度进行调节。特别地，每秒钟捕获的图像数目随着移位速度的增加而增加。
在根据本发明的方法中，优选地，在捕获至少两个图像期间，照明依次接通和断开，至少一个光源优选地由LED提供，其中照明优选地与电子成像单元的快门同步。与快门(即，允许灯光采集达预定时间段从而使光敏电子传感器曝光的设备)同步允许在不同照明状态下曝光单帧。此方法有助于区别对象。而且，由于仅在成像传感器的曝光时间给照明供电，所以此方法可以允许节约电力，并且增加电池寿命。
如果从在耳道内的不同位置捕获至少两个图像，则诸如鼓膜和其他对象的不同对象通过比较如在至少两个图像中提供的它们的位置来加以鉴别。即，与现有技术方法相反，该发明方法使根据立体观察的基本原理(也称为“视差”)确定各种对象在耳道中关于电子成像单元的距离成为可能。视差为沿着两条不同视线观察到的对象的可视位置的移位或差异，并且通过在那两条线之间的倾斜的角度或半角度测量。例如，在不同于通过仅闭上他的右眼看到对象的位置，仅闭上他的左眼的人看到相对近的对象。然而，在大体相同位置处，这个人将看到相对远的对象。因此，由于视差现象，人类大脑能够确定从观察者到对象的距离。当从在耳道内的不同位置捕获图像时，通过使用诸如逻辑单元的电子装置，可以实现根据本发明方法的相同方法。根据该发明方法，由于电子成像单元不会并且不能太过深入受试者的耳道中，所以随着薄膜(对象)终止于耳道，鼓膜关于电子成像单元相对远，但是位于在耳道中的更接近作为参考点的电子成像单元的其他对象被认为距成像单元稍近。因此，例如，通过该发明方法可以容易地将鼓膜从在耳道中更近侧定位的其他对象中区分开来。此外，能够区分由于中耳疾病而导致的鼓膜的病理状态，例如，鼓膜的收缩或凸出。这也允许在鼓膜和在耳道内的其他对象之间更好的区分。可替代地或另外地，可以通过比较由至少两个图像所描绘的不同对象的外观，对在受试者耳道内的诸如耳垢、毛发和鼓膜的不同对象进行鉴别，所述至少两个图像在照明下从耳道内的不同位置(针对每个单个图像)被捕获。如果从在耳道内的不同位置照亮(通过，例如，两个或更多个不同光源，或者通过，例如，在执行该发明方法时能够重新定位的一个单个光源)相对更靠近电子成像单元放置的对象(诸如，耳垢)，则在根据该发明方法捕获的至少两个图像中的此类对象的外观将显著不同。通常，照明源的位置经选择使得在执行该发明方法时，它们仍然靠近电子成像单元放置。与此相反，距电子成像单元相对远放置的对象(诸如，鼓膜)其外观在通过此类照明根据该发明方法从不同位置捕获的至少两个图像中通常不会改变。
在根据本发明的方法中，优选地，至少两个图像使用来自至少两个不同的偏心照明点(EIP)的照明来捕获，至少两个不同的偏心照明点(EIP)布置于在耳道内的相同径向偏移处，特别布置于在耳道内的同心的相同节距圆上。来自偏心照明点的照明允许更有效地或者更可靠地“环视角点”。即使耳镜的远侧尖端仅引入远至在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域，偏心照明点仍能够照亮鼓膜，特别是照亮整个鼓膜。
在根据本发明的方法中，优选地，至少两个图像使用来自至少两个照明轴线的照明来捕获，特别是通过在耳道内偏心布置的至少两个光源，特别是在耳道内的相同径向偏移处的至少两个光源。可替代地，使用来自单个照明轴线的照明捕获至少两个图像，其中光源在耳道内移位。来自不同照明轴线的照明提供，例如，快速改变或更改照明或发光方向的优点。由此，分开的光源可以在无任何移位运动的情况下照亮耳道。来自一个单个照明轴线的照明提供，例如，在至少一个光源的移位期间连续更改照明的优点，以便例如在照明有利的具体瞬间捕获任何图像。换言之：两种可替代方案均提供了提供有利照明状态的优点。
此外，成不同角度的照明可以大幅度改变靠近电子成像单元布置的对象的反射图案和外观，而最远对象的外观仅稍微改变。因此，基于成不同角度的照明，即，来自不同偏心照明点的照明，能够评估外观的改变以便估计对象关于成像单元的距离。
根据本发明的方法进一步优选地包括基于至少两个所捕获的图像生成计算的图像的步骤。执行该发明方法的方式可以仅针对鼓膜进行对象识别。由此，计算的图像优选地不显示其他更接近的(更靠近电子成像单元定位的)对象，诸如耳垢和毛发。
在此情况下，至少部分阻挡电子成像单元在耳道内的某一位置处到鼓膜上的视野的在耳道中的任何对象，例如毛发，就不会防止用户获得期望的图像信息。该发明方法仍允许通过电子成像单元提供到鼓膜上的自由视野，因为该方法允许成像单元重新定位到在耳道中的另一个位置，或者可以因此至少提供到先前被毛发阻挡的鼓膜的一部分上的自由视野。对于该发明的此类实施例，相对靠近电子成像单元定位的对象，诸如耳垢和毛发，也将优选地被识别，借此(例如)通过产生计算的图像的诸如逻辑单元的电子装置，该发明方法可以提供附加步骤。如针对该实施例所述，如果该发明方法倾向于捕获鼓膜的最佳可能图像，此类计算的图像将不显示相对靠近电子成像单元定位的任何对象，诸如耳垢和毛发。因此，该发明方法将计算仅描述鼓膜(及其结构)的图像，然而诸如毛发和耳垢的其他对象一经辨别出就已经被“消除”。
在本文中的术语“相对靠近”指的是距参考点(例如，电子成像单元)优选地不多于6mm的距离，更优选地不多于4mm的距离。
根据该发明方法计算的图像可以通过显示设备提供给用户，或者可以储存到存储卡，或者可以经由电缆或无线地转移到外部设备。如果计算的图像被储存，则作为外行人或医师的用户稍后可以分析该图像，用于任意目的。
如果电子成像单元包括至少一个彩色摄影机，则根据本发明的方法优选地进一步包括如下步骤，即一旦识别出期望的对象(例如，鼓膜)，确定在耳道(耳道的皮肤或鼓膜的皮肤)中的任何生理对象的反光的光谱成分，特别是红度。确定(例如)鼓膜或围绕鼓膜的区域(包括鼓膜)的反光的光谱成分可以帮助外行人决定关于是否去看医生，因为该光谱成分可以潜在指示鼓膜的炎症。鼓膜炎症可以表明，例如(细菌/病毒)感染。任何此类的进一步的或最终的疾病诊断必须由医师基于受试者具有的、由医师观察到的或通过医师的进一步检查观察到的其他症状来执行。因此，疾病诊断并非单独源自由根据该发明的方法所提供的输出，例如，图像信息。确定反光的光谱成分可以帮助外行人决定是否去看医师。也可以在耳道中的其他地方观察红度，因为，例如，炎症也可以影响受试者的外耳的耳道的内部。因此，在通过该发明方法辨别出耳道的内部的对象后，根据本发明的方法可以另外地或可替代地确定受试者的外耳的耳道的内部的反光的光谱成分。
该发明的方法基于优选地包括广角摄影机，优选地为微型照相机，特别为晶片级照相机的电子成像单元。在本文中，术语“广角”指的是至少80°，优选地为至少110°的视野，例如120°的视野。即使当应用该发明方的法时照相机的光轴(对应于“视角方向”)并未直接集中到鼓膜，但是基于此类广角照相机的方法仍允许检测受试者的鼓膜。与在应用期间的鼓膜和现有技术耳镜尖端之间的距离比较，如果鼓膜相对远离照相机定位，则通过应用该发明的方法，同样如此。由该发明的方法使用的电子成像单元可以包括微型照相机，特别是大体平面配置的晶片级照相机，其具有小于3mm×3mm，优选地小于2mm×2mm，甚至更优选地大约为1mm×1mm或者甚至小于1mm×1mm的尺寸。目前，能够制造仅约为3微米每像素的极小尺寸的此类晶片级照相机。因此，晶片级成像技术允许获得鼓膜的具有“足够”分辨率的图像，例如250像素×250像素的图像，其中照相机的封装包括只有大约1mm×1mm或者甚至更小的透镜。
术语“微型照相机”指的是关于捕获图像的所需方法的具有最小尺寸的摄影机，其横向或径向尺寸优选地在0.5mm至2.5mm的范围内，更优选地在0.5mm至1.5mm或者1mm的范围内。“微型照相机”可以具有在0.5mm至1.5mm范围内的直径。照相机在轴向方向(平行于纵向轴线)上的尺寸不重要，即重要性很低。小于2mm×2mm，甚至优选地为大约1mm×1mm的径向尺寸提供以下优点，即电子成像单元或照相机的光轴能够非常靠近头部的内侧向表面或外侧向表面布置，从而使耳镜能够用相对大的角度“环视角点”，例如，在10°至60°范围内，优选地在15°至40°范围内，更优选地在20°至30°范围内的角度。
基于晶片技术的照相机提供了在感光度与空间需求之间的良好折衷。感光度取决于照相机光圈或透镜的尺寸。光圈越大，感光度越高。
特别是与径向偏移和/或相对头部的纵向轴线倾斜的光轴结合，广角照相机可以使耳镜能够“环视角点”。与“广角”能力结合的径向偏移可以提供“环视角点”而无需倾斜光轴的优点。然而，能够通过被径向偏移放置并且具有倾斜光轴的照相机确保“环视角点”的能力。
特别地，尤其是使用各自具有大约或甚至小于1mm×1mm尺寸的微型照相机，三个照相机可以是足够的，因为此类小照相机能够使用相对高的径向偏移放置。照相机越小，可实现的照相机光轴的径向偏移就越大。仅三个照相机也提供了减少成本的优点。在照相机具有(例如)大约1.2mm×1.2mm或1.5mm×1.5mm的尺寸的情况下，四个照相机为优选。照相机或光轴的数目越高，将至少一个光轴放置于在耳道内的有利偏心位置的可能性就越高，以便完整观察到鼓膜。根据一个实施例，电子成像单元包括布置在相同径向偏移并且在周向方向上彼此具有相同距离的四个照相机。
三个、四个、五个或六个微型照相机或光轴能够消除为将照相机放置于优选的偏心观察点对头部的移位或旋转的任何需要。例如，使用此类配置，能够确保耳镜的头部或者耳镜的手柄部分根本无须旋转。换言之：外行人仅仅必须在轴向方向上引入耳镜。没有必要旋转耳镜的任何部分。这可以降低任何组织刺激的可能性。而且，对于外行人的技能或训练的任何先决条件可以是非必要的。优选地，电子成像单元具有多个光轴，这些光轴关于头部的纵向轴线对称旋转地布置。根据一个实施例，每个光轴可以由一个照相机提供。
然而，在不考虑光轴数目的情况下，另外地，能够提供运动机构。提供与运动机构结合的若干个照相机(例如，两个照相机)提供了以下优点，即如果有的话，头部或耳镜仅必须旋转大约20°至50°的最大角度，以便将照相机中的至少一个移位到优选位置用于“环视角点”。最大40°或50°的旋转运动能够将照相机中的至少一个放置到鼓膜在其中最佳可见的位置。
本发明基于如下发现，即：即使在由外行人应用的背景下，仍能够在无任何问题的情况下处理或操作40°或50°的角度，特别是由外行人以人体工程学的方式处理或操作。因此，提供至少三个光轴可以消除对任何运动机构的需要。已经发现，多于三个或四个照相机或光轴不一定是必需的。
在根据本发明的方法中，优选地，特别根据由至少一个光源提供的具体照明强度确定颜色信息包括评估发射光的光谱，特别是从鼓膜反射出的光。光谱响应的评估能够导致关于所观察到的组织类型和/或关于可能的病理状况的更确切的信息，例如，在炎症情况下红度的增加。根据强度的评估能够提供更可靠的结果，特别是关于耳道内侧向表面的任何特性的结果，从而有利于在耳道的鼓膜和内表面之间加以区分。
在根据本发明的方法中，优选地，由至少一个光源提供的照明强度可变化，特别是在确定反光的光谱成分期间，特别地使得红度可以基于至少两个不同的照明强度来确定。使强度变化能够提供更可靠的结果，特别是关于鼓膜的任何特性的结果。特别地，能够使用高准确度来确定反光的光谱成分。优选地，强度在捕获多个图像期间变化，特别是连续变化。这允许更可靠地评估红度的任何变化。
在根据本发明的方法中，优选地捕获多个图像，每个图像在不同的照明强度下捕获。在不同的照明水平下获取多个图像允许增加图像的动态范围。对于每个像素，能够更详细地评估包含在图像中的信息。特别地，方法能够使用具有逻辑单元的耳镜来执行，逻辑单元允许基于在不同照明水平下获取的多个图像处理或计算被计算出的图像。
根据本发明的方法，优选地，由至少一个光源提供的照明强度被调节，优选地根据由成像单元接收的反射辐射，尤其使得布置在鼓膜后面的受试者的鼓室能够通过鼓膜被照亮并且能够观察来自鼓室的反射光。调节强度使得鼓膜的背景能够被观察到，从而能够以更高的可靠性识别鼓膜。因此，以最佳方式照亮鼓膜或其背景同时考虑电子成像单元的动态范围有利于可靠地识别对象。此外，能够确定在中耳(即，鼓室)中的病理状态。本发明也基于以下发现：识别由半透明膜覆盖的鼓室能够有利于识别鼓膜，因为鼓膜为布置在腔室前面的外耳道内的唯一组织。反馈照明控制能够与照亮鼓膜结合提供，特别是通过与一个或若干个成像单元和光源耦合的逻辑单元提供。
本发明也基于能够以下发现：评估或处理(例如，通过逻辑单元)与患者的鼓室特性相关的信息，以便提供给外行人关于是否应去看医生的建议。特别地，本发明也基于以下发现：在鼓室内的任何浆液或黏液能够为鼓膜本身的指示并且能够为在中耳中的病理状态的指示。在耳道内，仅在鼓膜后面，能够识别此类体液。因此，任何体液的证据能够提供鼓膜本身的证据以及病理状态(例如，OME)的证据。
在根据本发明的方法中，优选地，由至少一个光源提供的照明强度被调节，使得由至少一个光源发出的光以如下方式被设置为用于至少部分地透照鼓膜，该方式为光能够被在布置于鼓膜后面的受试者的鼓室内的任何对象或流体至少部分地反射。本发明基于以下发现：能够评估鼓膜的半透明特性，以便在耳道内的不同对象之间加以区分，特别是以便更可靠地识别鼓膜。因此，能够调节照明使得组织或限制耳道的硬骨被过于暴露，从而提供反光(反射辐射或光)，特别是能够被忽略的(即，自动去掉)在已知光谱内的反光。此类方法能够更可靠地识别鼓膜。
特别地，能够确定在不同照明强度下的、在红色光谱范围内的光的红度或反射率。因此，能够在由鼓膜本身，或在鼓膜后面的对象或流体，或覆盖鼓室壁的黏膜所反射的光之间更可靠地加以区分。光的反射率可以关于在(例如)绿色光谱范围或蓝色光谱范围内的反射率进行评估。对于各自的(颜色)通道，典型光谱波长的最大值为450nm(蓝光)、550nm(绿光)和600nm(红光)。包括(例如)彩色摄影机或任何色敏传感器的电子成像单元可以记录分别关于红色光谱范围、绿色光谱范围或蓝色光谱范围的图像。逻辑单元可以特别关于各自图像的每个单独像素计算、比较并且标准化每个红色图像、绿色图像和蓝色图像的亮度值。此类评估也可以有利于鼓膜的医学表征。特别地，健康的鼓膜为仅包含少数相对小的血管的薄的半透明膜。相反，发炎的鼓膜可以具有增厚的和/或增加的血管化。而且，限制耳道的任何皮肤或组织以及在中耳中的任何黏膜可以被严重血管化。换言之：在不同光谱范围内的反射率在不同结构或对象之间以及在健康的组织与发炎的组织之间的差异很大。因此，参考光谱范围能够在由鼓膜本身，或者由在鼓膜后面的对象或任何流体，或者由被黏膜覆盖的鼓室壁反射的光之间更可靠地加以区别。
因此，能够最小化混淆耳道和鼓膜的任何红色(发炎的)区段的风险。而且，通过识别鼓室能够间接识别鼓膜。特别地，根据照明强度，在鼓室内的任何不透明的流体，特别是包含白血球和蛋白质的琥珀色流体，可以影响反射光的光谱。在相对高的照明强度下，因为光透射鼓膜并且至少部分地被不透明流体反射，所以反射光的光谱将通常用于在包含像白血球的颗粒的浆液或黏液中散射。在相对低的照明强度下，因为相当一部分光并未透射鼓膜而是直接被鼓膜反射，所以反射光的光谱将受到鼓膜本身的影响。因此，与鼓室相关的信息，特别是更详细的颜色信息，能够有利于识别鼓膜以及在中耳中的病理状态。
特别地，本发明也基于以下发现：透照鼓膜能够提供关于鼓膜特性(例如，形状，特别是鼓膜的凸度)，和/或关于任何流体在鼓室内的存在的补充信息。通常用于鼓膜反射和鼓室反射的反射光的光谱图案特别是与反馈控制照明结合能够用于确定所关注的区域以及鼓膜和鼓室的生理状态或病理状态。
本发明也基于以下发现：在鼓室内的任何流体引起比在生理上存在的空气更高程度的反射。流体增加反射率。相反，如果鼓室充满空气，因为大部分光在鼓室内被吸收，所以透照鼓膜的任何光仅以低强度被反射。换言之：透照鼓膜并且根据照明强度评估反射光能够有利于确定鼓膜的具体特性，例如，根据不同波长和强度确定绝对反射度，从而提供关于组织类型及其状态的更多的信息或者更确切的信息。评估反射能够包括半透明反射的光谱分析，特别是处于不同照明强度的半透明反射的光谱分析。
本发明也基于以下发现：在来自鼓膜区域的红色光谱中的反射程度可以取决于照明水平，即照明强度。特别地，红色通道反射能够随着照明强度增加而增加。照明强度越高，红色通道反射强度越高。而且，已经发现，在相对高的照明强度下，不仅鼓膜，而且任何其他组织也将反射红色光谱中的更多的光。因此，一方面，提供经布置用于调节照明强度的控制单元或逻辑单元能够有利于鼓膜的识别。另一方面，其能够有利于确定鼓膜的具体特性，例如，确定绝对红色通道反射度，使得红色通道反射提供关于组织类型和组织状态的更多的信息或更确切的信息。
特别地，本发明也基于以下发现：根据在鼓膜后面的体液的存在，红色通道反射度并非以与照明强度增加相同的方式而增加。已经发现，如果鼓室内存在体液，随着照明强度的增加，红色通道反射度并非犹如腔室是空的一样强烈地增加。因此，基于(绝对)红色通道反射度，能够评估在鼓膜后面的流体的存在。这可以有利于确定病理状态，例如，OME。
在根据本发明的方法中，优选地，识别对象包括几何图案的图案辨别，特别是圆形或椭圆形，或表征锤骨特征的几何图案，或者另外的外耳或中耳的解剖特征。图案辨别允许更可靠地识别鼓膜。图案辨别能够包括基于特征和形状的辨别，诸如，例如锤骨、锤骨柄、鼓膜或鼓膜的具体部分(诸如，松弛部或纤维软骨环)的形状。特别地，图案辨别可以包括边缘检测和/或光谱分析，特别是对在锤骨或松弛部处的角阻碍进行圆形或椭圆形的形状检测。
在根据本发明的方法中，优选地，图案辨别基于对象的角度或角度范围的确定，特别是基于关于耳道内侧向表面或耳道的纵向轴线的角度的确定。角度的评估允许更可靠地识别对象，特别是识别鼓膜。通常，鼓膜经布置关于耳道的内侧向表面或邻近鼓膜的外耳的耳道区段的纵向轴线成大约30°至60°，特别是40°至50°的角度。已经发现，特别是基于在耳道内的任何其他对象并非成任何(单个)具体角度布置的假设，能够使用这种解剖特性以便有利于识别鼓膜。
优选地，该方法能够使用包括逻辑单元的耳镜执行，逻辑单元经布置确定被识别的任何对象的角度，特别是确定关于耳镜头部的纵向轴线的角度，和/或关于耳道的纵向轴线的角度。
在根据本发明的方法中，优选地，识别对象包括确定对象在耳道内的距离，特别是关于电子成像单元的观察点的距离。本发明也基于以下发现：通过确定在外耳的耳道内的最远对象能够有助于对不同对象的区分，特别是有助于鼓膜的识别。从在外耳的耳道内的观察点来看，鼓膜为最远的对象。
特别地，通过评估在耳道内的对象的距离是否改变具体量，能够更可靠地识别鼓膜。鼓膜的直径通常处于8mm与11mm之间的范围内。因为鼓膜通常经布置关于外耳的耳道的内侧向表面或纵向轴线成大约30°至60°，特别是40°至50°的角度，所以鼓膜到观察点的距离差异很大，特别是在大约±3mm或3.5mm的范围内(最大变化大约为5.5mm至7.5mm)。
优选地，该方法能够使用包括逻辑单元的耳镜来执行，逻辑单元经布置以确定被识别的任何对象的距离。
在根据本发明的方法中，优选地，该方法进一步包括校准光学电子成像单元的光谱敏感度和/或校准至少一个光源的颜色和/或亮度。校准允许更可靠地识别对象。已经发现，如果光强度非常高，则允许光穿过半透明的健康的鼓膜，则在红色光谱内的相当多的光能够被鼓室反射(特别是由于限定中耳的红色黏膜的照明)。因此，校准发射光的亮度或强度能够更可靠地评估(绝对)红色通道反射度及其来源。换言之：与照明装置的光谱校准结合的成像传感器的光谱校准允许评估组织类型和状态。
特别地，使用包括校准的方法，用于执行该方法的耳镜的任何电池的任何(实际)变化电压并不意味着或暗示任何误差来源。使用传统耳镜，特别是在使用卤素灯时，照明光谱很可能在低压处转到红色光谱，即，低能量密集波长。校准光谱范围和/或照明强度能够进行绝对光谱分析。换言之：电子成像单元能够被提供有校准的颜色平衡。
在已经识别各自的对象或组织后，能够基于(例如)关于不同对象或不同种类组织的反馈照明控制来执行校准。因此，关于不同的光强度的光谱范数曲线提供哪一种校准能够执行的进一步的数据。
根据本发明的方法优选地进一步包括如果鼓膜识别已经失败就相应通知用户的步骤。例如，因为耳道被大量耳垢或其他颗粒堵塞，所以在不考虑电子成像单元在耳道内位置的情况下，电子成像单元不可能检测到鼓膜和/或耳道的内部。可替代地，因为由于相应设备(耳镜)的不当处理所导致的用户并未执行该发明方法，所以不能识别鼓膜。在此情况下，用户可以试图通过以正确方式重新调整耳镜的位置，或者通过清洁耳道来重复执行根据本发明的方法。
在根据本发明的方法中，优选地，通过声信号，特别是通过在耳道外部发出的声信号通知用户，和/或通过视觉信号通知用户。在接受检查的患者耳朵以外发出声信号防止患者受到任何声音刺激。这使得能够冷静地继续诊断，特别是自诊断。可替代地或另外，视觉信号能够提供任何信息，还能够提供附加信息。即使在自诊断的背景中，视觉信号仍能够由用户辨别，例如，在镜子前面。
在根据本发明的方法中，电子成像单元的至少一个光轴和/或至少一个光源优选地沿着预定路径被移位于受试者的外耳的耳道内和/或移位在捕获第一图像的时刻和捕获第二图像的时刻之间的预定距离。为了允许将电子成像单元和/或至少一个光源放置于耳道内的相应运动机构的相对简单的结构实施方式，预定路径优选地具有圆形形式。此外，为了清楚地看到在从耳道内的不同位置捕获的两个图像(根据上述的视差现象)中所示的对象的位置之间的差异，预定距离优选地等于至少大约1mm。
在根据本发明的方法中，优选地，在至少一个光轴和/或至少一个光源的移位期间、或者之前和之后，捕获第一图像和第二图像。这能够从无须预定义的有利观察点快速获取多个图像。能够基于最有利的图像进行评估，例如，在最有利的照明状态期间捕获的图像。
优选地，将电子成像单元或其任何部件，特别是照相机，和至少一个光源从鼓膜引入到受试者的外耳的耳道内超过至少几毫米的距离，优选地为至少3mm，更优选地为至少10mm，进一步优选地为至少15mm的距离。这安全地避免对鼓膜的伤害。如以上所提到的，为了避免更深的引入，与现有技术中已知的耳镜相比，适于执行根据本发明方法的耳镜头部的尖端能够具有更大的尺寸。
在根据本发明的方法中，优选地，电子成像单元和至少一个光源仅被引入深至不触碰由硬骨限制的耳道的一部分，或者仅深至在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域。此类短的插入深度有利于或能够使外行人执行该方法。
在根据本发明的方法中，优选地，至少一个图像从偏心观察点(EOP)捕获，特别是在相对耳道的纵向轴线倾斜或者相对执行该方法的耳镜的头部的纵向轴线倾斜的光轴上捕获，使得电子成像单元或电子成像单元的至少一个照相机环视耳道的弯曲部。与倾斜的光轴结合的偏心观察点允许有效地“环视角点”，使得能够从布置于在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域的观察点观察到鼓膜。与倾斜的光轴结合的偏心观察点允许并不是很深地引入远侧尖端，这确保即使外行人也能进行安全处理。
为了执行本发明的方法，优选地，使用耳镜，该耳镜包括允许用户在其应用期间操纵耳镜的手柄部分；和具有沿着头部的纵向轴线延伸的大体锥形形式的头部，其中头部具有邻近手柄部分的近端和经配置以引入受试者的外耳的耳道的较小的远端。从如上所述的现有技术的耳镜中也已知这些特征。然而，用于执行本发明的耳镜优选地进一步包括放置在头部远端处，特别是头部的远侧尖端处的电子成像单元，特别是照相机，至少一个光轴从纵向轴线被径向偏移放置。径向偏移优选地为远端的径向尺寸的至少0.25倍，更优选地为至少0.3倍，进一步优选地为至少0.35倍。此类相对大的径向偏移能够确保将光轴放置在耳道内的有利偏心观察点，即使在远侧尖端仅被引入深至软结缔组织与硬骨之间的过渡点。
可替代地或另外，图像能够从偏心布置在耳道内的观察点捕获，其中电子成像单元的至少一个光轴中的至少一个从头部的纵向轴线被径向偏移放置。此类配置也允许获得到鼓膜的自由视野，而无须像如果电子成像单元仅居中地放置在头部的纵向轴线上所需的那样深地引入电子成像单元。偏移可以距纵向轴线至少1mm，优选地为至少1.5mm，更优选地为至少1.8mm或2mm。
当将头部尖端引入到耳道中不深于到在受试者的外耳的外耳道外部与内部之间的边界时，即，不深于到在两类组织之间的过渡区域时，就存在诸如耳垢、毛发和来自外耳道的外部的其他类型污物的伪像能够阻挡小电子成像单元到受试者的鼓膜上的视野的风险。因此，从在耳道内的不同位置，特别是从不同偏心光轴捕获若干图像是有利的。为了这样做，适于执行根据本发明方法的耳镜可以包括不止一个光轴，例如，分别由放置在耳镜头部远端处的电子成像单元的若干照相机提供的和/或位于在头部上的不同位置处的电子成像单元的分束器光学器件提供的多个光轴。
在头部远端处提供具有径向偏移的至少一个光轴的相对小的电子成像单元允许“看到”患者的鼓膜而无需使患者的耳道变形，或者至少无需将耳道变形到正如上述常规耳镜的这样的程度。其原因在于，电子成像单元的“视角方向”无需对应耳镜的头部的纵向轴线。相反，径向偏移能够确保即使耳道未被拉直仍存在到鼓膜上的视线，从而允许设备“环视角点”。特别地，在许多情况下，外耳的耳道并非直线，反而具有至少一个弯曲部，特别是在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域或过渡点。该弯曲部提供了“角点”。特别地，耳道几乎始终是具有第一弯曲部和第二弯曲部的S形(乙状)形式，第二弯曲部比第一弯曲部更靠近鼓膜。特别地，耳道的第二弯曲部阻挡耳镜的任何光学视线或视觉连通，耳镜并未引入远到在耳道的骨性部内至少几毫米。“角点”能够被定义为耳道的第二弯曲部。特别地，在远侧方向上，第二弯曲部通向耳道的骨性部。在软结缔组织与硬骨之间的过渡点或过渡区域被布置于第二弯曲部处。第二弯曲部通向由硬骨唯一限制的耳道的区段。优选地，过渡区域能够定义为远离(在后面)弯曲部大约几毫米和靠近(在前面)弯曲部大约几毫米的区域，特别是0mm至5mm或1mm至3mm。
此类电子成像单元能够提供能够由外行人使用的耳镜，而无需大量的耳镜培训并且显著降低造成伤害的风险，特别是显著降低刺激患者的组织的风险，例如，在耳道硬骨区段内的组织。此类电子成像单元允许在基本不考虑耳镜的头部在耳道内的相对位置的情况下，特别是在不考虑进入耳道的骨性部(即，由硬骨限制的区段)的任何具体深度的情况下观察鼓膜。由于耳镜经布置以用于“环视角点或弯曲部”，所以外行人无需将头部引入远到由硬骨限制的耳道的区段。但是在传统耳镜中，医师必须将耳镜至少引入远到在耳道的骨性部内几毫米，即，比第二弯曲部更向内，根据本发明的耳镜能够邻近第二弯曲部放置。在传统耳镜中，耳镜必要地深入远到耳道的骨性部，特别是以便在耳镜的远侧尖端处提供一种支撑点或停靠点或锚固点。一旦耳镜的远侧尖端支撑在骨性部内，医师能够在耳镜的手柄部分施加杠杆作用，以便拉直耳道并且以便确保到鼓膜上的光学视线。但是，这类耳镜的“对准”或这类使耳道成直线是疼痛的。相反，根据该发明的耳镜无需此类“对准”或拉直。
优选地，至少一个微型照相机和/或任何其他光学单元或光源经放置距头部的远侧尖端小于3mm，优选地小于2mm，更优选地小于1mm的距离处，使得这些部件关于在耳道内的远侧尖端的位置被引入的尽可能深。此类布置，特别是尽可能靠近远侧尖端，允许提供在耳道内的最大偏心距，从而允许有效地“环视角点”。
电子成像单元的一个光轴可以关于头部的纵向轴线被大体居中地放置。如果电子成像单元的一个光轴放置于头部的纵向轴线上，则电子成像单元的大体平的光学部件优选地关于头部的纵向轴线倾斜或者可倾斜，使得电子成像单元的一个光轴(或“视角方向”)关于头部的纵向轴线成一定角度(相对纵向轴线倾斜)，从而允许耳镜即使从中心观察点也能“环视角点”。
在根据本发明的方法中，优选地，使用电子成像单元的至少两个照相机和/或使用限定至少两个光轴的分束器光学器件捕获至少两个图像，每个照相机限定电子成像单元的一个光轴，其中分束器光学器件优选地与单个图像传感器结合使用。两种可选的方法提供图像数据，该图像数据能够比从单个偏心观察点获取的图像数据更详细地评估。多个不同偏心观察点有利于例如评估距离或三维形状。
如果电子成像单元具有限定至少两个光轴的分光束光学器件，则从头部的远侧尖端的不同点能够观察到任何对象，特别是鼓膜，而无需多个照相机，其中至少两个光轴从纵向轴线径向偏移布置。使用分光束光学器件，能够实现每个光轴的相对大的径向偏移，特别是甚至大于照相机或相对小的微型照相机的径向偏移。特别地，分光束光学器件的光学部件，诸如透镜、镜子或棱镜，能够具有相对小的径向尺寸。特别地，光学部件能够具有小于1mm，优选地小于0.9mm，甚至小于0.8mm或0.7mm的径向尺寸或直径。
而且，分光束光学器件能够提供具有相对大的径向尺寸的光圈。大的光圈提供良好的光学特性，特别是良好的感光性和/或高动态范围。进一步地，分光束光学器件能够提供成本有效的用于“环视角点”的布置。
优选地，分光束光学器件可以限定关于头部的纵向轴线旋转而对称布置的多个光轴。此类设计能够确保头部在耳道内的取向能够由用户自由选择。用户无须将耳镜的手柄部分取向成具体的方向。
优选地，电子成像单元具有与分光束光学器件光学耦合的图像传感器，特别是具有至少两个光轴的分光束光学器件，并且图像传感器居中放置在纵向轴线上。居中放置的图像传感器能够提供成像单元的对称设计，对称设计在构造或制造方面也会是有利的。特别是当图像传感器能够经布置更接近具有比远侧尖端更大的径向尺寸的头部区段时，居中布置的图像传感器能够具有大的径向尺寸。优选地，图像传感器与多个光轴结合提供，例如，与分光束光学器件结合。换言之：电子成像单元经配置以用于提供具有单个图像传感器和多个光轴的布置。减少图像传感器的数量能够提供具有简单设计的成本有效的耳镜。
在根据本发明的方法中，优选地，捕获至少一个图像可以从在耳道内的位置执行，在该位置中，至少一个光轴布置在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡点处或邻近软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡点，特别是处于0mm至5mm，优选地1mm至3mm的最大距离。关于过渡点或过渡区域的0mm至5mm，优选地1mm至3mm的最大距离允许最小的插入深度。
在根据本发明的方法中，优选地，电子成像单元的至少一个光轴可以平行于纵向轴线或者相对纵向轴线倾斜，特别是具有在10°至60°范围内，优选地在15°至40°范围内，更优选地在20°至30°范围内的倾角(β)。光轴不一定倾斜。相反，具有广角的偏心观察点和/或视野，特别是与微型照相机结合，分别允许环视弯曲部。
在根据本发明的方法中，优选地，从至少两个光轴，优选地从三个或四个光轴捕获至少两个图像，所述光轴关于彼此被放置在预定的几何布置中，特别是具有到彼此最大距离并且在相同节距圆上的布置。多个光轴，特别是在具有最大径向偏移的相同节距圆上旋转对称布置的光轴，有利于在短时间内捕获多个图像。特别地，能够同时从多个有利的观察点观察耳道，这可以有利于识别对象，因为其能够排除用户更改头部在耳道内的相对位置。而且，预定的几何布置可以有利于评估图像数据。
在根据本发明的方法中，优选地，旋转至少一个光轴和/或至少一个光源，特别是关于手柄部分旋转。至少一个光轴的移位，特别是旋转，允许将观察点放置在最有利的位置，而基本不考虑头部在耳道内的布置(取向或深度)。而且，多个径向移位的照相机能够位于不同的预选旋转位置(偏心观察点)。
在根据本发明的方法中，优选地，电子成像单元或照相机或至少一个光轴和/或至少一个光源关于头部的远侧尖端的直径在具有最大径向偏移的节距圆上旋转。即使头部仅被引入软结缔组织内(不接触耳道的任何骨性部)，或即使位置不利，例如因为外行人未将头部关于耳道的内部的纵向轴线正确取向或对准，最大径向偏移仍然允许观察整个鼓膜的有利位置。
在另一优选实施例中，耳镜可以进一步包括经配置以允许电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源相对于手柄部分的移位，特别是沿着预定运动路径的移位的运动机构。使用此类运动机构，可能将至少一个光轴放置在有利的偏心观察点，而基本不考虑头部在耳道内的位置。而且，可能通过一个单个照相机从在受试者的耳道内的不同位置或者从一个光轴捕获多个图像，从而避免需要两个或更多个照相机。
在根据本发明的方法中，优选地，电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源可以通过马达旋转，特别是运动机构的无刷马达。(各自)光轴的自动化移位提供了能够在无任何问题的情况下由外行人处理的耳镜。外行人无须以任何具体的方式将头部在耳道内对准或取向。外行人仅需将头部引入远到过渡区域。另外，导向系统可以引导用户以便确保恰当的对准和恰当的插入深度。
在根据本发明的方法中，优选地，识别对象包括在旋转期间或者从至少两个不同的偏心观察点确定对象在耳道内的距离。根据该发明，已经发现，基于从至少两个不同的偏心观察点所取的至少两个不同图像，能够相对容易地识别鼓膜。通常，鼓膜关于耳道的内部的纵向轴线成大约30°至80°的角度倾斜。已经发现，在耳镜的头部的远侧尖端上提供的两个不同的偏心观察点可能要关于鼓膜的对应的相对区段布置在不同距离处，两个不同的偏心观察点至少大约同心布置在外耳的耳道内。远侧尖端的前表面优选地关于外耳的耳道的纵向轴线至少大约正交布置。至少，前表面关于耳道的内表面成一定角度布置，该角度小于鼓膜关于耳道的内侧面或纵向轴线布置成的角度。因此，几乎必然的或确定的，在远侧尖端上提供的两个不同的偏心观察点按不同的距离布置。
耳镜可以包括运动机构，该运动机构优选地经配置以允许电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源至少部分地围绕旋转轴线旋转。旋转轴线可以对应头部的纵向轴线，特别是沿着预定的运动路径。通过将电子成像单元沿着预定运动路径放置，可能自动地计算电子成像单元到检测的对象的距离，如上所述。考虑到在耳道中发现的诸如毛发和耳垢颗粒的对象的典型尺寸，运动机构优选地允许至少一个光轴在受试者的耳道具有至少1mm，更优选地至少2mm，进一步优选地至少3mm的移位。例如，在实现1.8mm或2mm的径向偏移的情况下，90°的旋转引起大约3mm的移位。可以实现围绕旋转轴线的至少90°的旋转，更优选地为至少120°的旋转，甚至更优选地为180°的旋转，或者甚至更大的度数。与具有两个光轴或包括两个照相机的电子成像单元结合，最大90°的旋转可以足够，以便找到最有利的偏心观察点。与具有三个光轴或包括三个照相机的电子成像单元结合，最大60°或70°的旋转可以足够。优选地，运动机构允许在两个方向上进行旋转，即，顺时针和逆时针。运动机构也可以允许围绕不止一个轴线的旋转移位。运动机构可以包括至少一个马达和一个或多个齿轮和/或轴承。电子成像单元可以连接到柔性电缆，例如柔性带状电缆，以允许此类运动。
对应头部的纵向轴线的旋转轴线允许同心围绕纵向轴线地移位至少一个光轴。因此，在不考虑光轴的相对位置的情况下，能够确保最大径向偏移。
在根据本发明的方法中，优选地，运动机构包括马达并且经布置用于围绕旋转轴线旋转，其中旋转轴线优选地对应于头部的纵向轴线。此类布置确保最迟在已经围绕头部的纵向轴线旋转至少一个光轴大约330°至360°之后能够找到最有利的偏心观察点。旋转能够以关于用于捕获图像的优选曝光时间而被调节的速度执行。优选地，每10°就可以捕获图像或帧。
在根据本发明的方法中，优选地，电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源被旋转使得其放置在具有相对大的曲率半径的耳道一侧。已经发现，从偏心观察点，在将偏心观察点放置在接近具有大曲率半径的耳道区段的位置中的情况下能够特别好地观察到鼓膜。特别地，在此区段中，头部的任何脱离位置或任何无意移动均不会像在具有小曲率半径的耳道区段中一样不利地影响鼓膜的可视性。换言之：将偏心观察点放置在具有大曲率半径的耳道区段处有利于外行人使用耳镜。
已经发现，能够关于耳道的弯曲的最小曲率半径限定最佳偏心位置(偏心观察点或偏心照明点)。特别地，最佳偏心位置能够被限定为与最小曲率半径侧向相对的位置，即在两类组织之间的过渡区域处或在耳道的弯曲处的邻近最大曲率半径的位置。
在根据本发明的方法中，优选地，旋转至少一个光源，以便当运动机构旋转电子成像单元或至少一个光轴时，维持关于电子成像单元或至少一个光轴的预定距离。此类方法是有利的，因为在至少一个光源和光轴之间的预定远侧关系允许改善的(自动的)图像分析。如果提供运动机构，则该运动机构也优选地移位至少一个光源。如果光源以光导的形式提供，则光导应足够柔韧以允许至少一个光源的此类移位。优选地，光导在远侧被固定在头部内，其中光导是有弹性的，弹性允许弯曲和/扭曲。可替代地，光导可以为刚性的，其中整个照明装置可以与头部结合移位。
在根据本发明的方法中，优选地，至少一个光源借助于旋转电子成像单元而被旋转，使得运动机构通过旋转电子成像单元允许至少一个光源和电子成像单元两者都至少部分旋转。借助于电子成像单元旋转光源允许以高可靠性维持其间的预定距离。
优选地，电子成像单元或其光学部件，例如照相机，或者至少一个光轴和/或至少一个光源相对旋转轴线倾斜或者相对纵向轴线倾斜，以便连续指向在旋转轴线或纵向轴线上的预定点，预定点到电子成像单元具有固定距离。考虑到受试者的外耳的外耳道的内部的典型长度，该距离可以在3mm与20mm之间，优选地在10mm与15mm之间。因此，电子成像单元的光轴(对应于“视角方向”)为居中于鼓膜上而被最优化。
在根据本发明的方法中，优选地，特别是在引入电子成像单元的步骤之后，电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源通过倾斜机构而倾斜，优选地成在10°与50°之间的倾斜角，更优选地在20°与40°之间。倾斜机构允许甚至更有效地“环视角点”。在头部被特别是外行人不利放置的情况下，无论如何倾斜机构均能够确保鼓膜可见。倾斜机构可以与运动机构结合被提供。特别地，运动机构可以包括倾斜机构。
在根据本发明的方法中，优选地，执行电子成像单元或电子成像单元的至少一个光轴相对于手柄部分的移位，和/或电子成像单元或至少一个光轴相对纵向轴线的倾斜。两种运动，特别是彼此依赖受控的两种运动允许更有效地“环视角点”。特别地，即使从具有相对小的径向偏移的观察点，或不利地放置在耳道内的观察点，与倾斜光轴结合轴向地放置或旋转光轴仍能够确保观察整个鼓膜。
换言之：耳镜可以进一步包括经至少一个机构，其配置以与使电子成像单元或至少一个光轴和电子成像单元的至少一个照相机相对纵向轴线倾斜结合允许相对于手柄部分将其移动。此类结合机构，或彼此结合的两个运动机构，特别是彼此依赖受控的两个运动机构，允许更有效地“环视角点”。特别地，即使从具有相对小的径向偏移的观察点，或者不利放置在耳道内的观察点，与倾斜光轴结合轴向地放置或旋转光轴仍能够确保观察整个鼓膜。
用于执行该发明方法的耳镜的头部优选地以这样的方式成形，即，其包括电子成像单元或光学部件(例如，照相机)的远端仅能够以不触碰鼓膜的被引入深至耳道，特别是引入仅与在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域一样深。受试者的外耳的耳道受到鼓膜限制。显著地，受试者的外耳的耳道包括指受试者的外耳一部分的外部(即，受试者的外部听道)，其被软结缔组织包围并且通常包含毛发和耳垢。外部包括受试者的外耳的耳道的大约外半部分。此外，受试者的外耳的耳道也包括指受试者的外耳的一部分的内部(即，受试者的外部听道)，其被硬头骨包围并且通常没有毛发和耳垢。该部分从受试者的外耳的耳道的外部的近端延伸到鼓膜。在受机械摩擦伤害的情况下，耳道的内部对疼痛非常敏感。伤害耳道的内部甚至承受通过迷走神经的过度刺激造成心血管并发症的风险。
在根据本发明的方法中，优选地，头部仅被引入与在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域一样深，其中头部被堵塞在耳道内。优选地，头部具有圆锥形，并且远端具有在4mm至6mm范围内，优选地在4.5mm至5.3mm范围内，进一步优选地在4.7mm至5.1mm范围内，特别是4.9mm的最小直径。将远侧尖端机械地堵塞在耳道内允许安全的处理。
优选地，远端的尖端部分能够引入受试者的外耳的耳道不超过距离鼓膜至少几毫米的距离，优选地为至少3mm，更优选地为至少10mm，进一步优选地为至少15mm的距离。
与常规已知的耳镜相比，用于执行本发明方法的耳镜的锥形头部能够形成具有钝的圆形尖端，因而降低对受试者的引入伤害或不适的风险。因此，该设备能够由外行人进行安全地处理。然而，适于执行根据本发明方法的耳镜，允许检测鼓膜，因为在头部的远端处提供了具有径向偏移的至少一个光轴的电子成像单元。
优选地，头部的远端具有圆且光滑的形状。此外，远端可以由诸如硅的相对软的材料形成，或者其可以包括由此类软材料形成的外表面。此外，可伸缩机构或弹性元件的使用能够限制在引入到耳道中时的纵向力。在提供可伸缩机构的情况下，优选地，可以固定可伸缩机构，以便有利于检测施加于耳镜上的力。
然而，如以上所描述的，现有技术的耳镜的功能性概念要求头部的尖端相对小且尖锐(锋利)，通常具有仅约3mm的直径。应该注意，成人的外耳道的内部的直径大约为4mm。因此，如果用户(未经训练)不注意，尖端部分就可能深入外耳道的内部，从而对受试者引起严重伤害。为了基本避免这种风险，适于执行根据本发明方法的耳镜的头部(也具有锥形形状)在沿着头部的纵向轴线距头部的远端点不大于4mm的位置，优选地具有至少4mm的直径，优选地大于5mm，更优选地大于6mm。因此，在几何学上排除了将头部的远端过深地引入受试者的耳道中。根据受试者的年龄组别可以优选地使用不同几何结构的锥体。例如，对于儿童，适于执行根据本发明方法的耳镜的头部在沿着头部的纵向轴线远离头部的远端点不大于4mm的位置处可以具有大约5mm的直径。
在根据本发明的方法中，优选地，执行，特别是通过经布置用于轴向运动的探头盖移动机构执行关于电子成像单元或至少一个光轴相对移动覆盖头部的探头盖的至少一部分的步骤。特别地，移动探头盖能够确保电子成像单元或照相机的光轴使用相对大的径向偏移布置，特别是不会引起任何耳垢颗粒阻挡可见性的问题，或者降低此类耳垢颗粒的可能性。耳垢颗粒或耳垢层经常覆盖耳道的内表面。因此，对于使用高径向偏移布置的光轴，即靠近耳道的内侧向表面布置，可以存在耳垢颗粒在覆盖光轴的区段处粘附到探头盖的增加的可能性，从而阻挡到鼓膜上的视线。换言之：在插入耳道期间，在远侧尖端的边缘处径向偏移定位的光轴更可能被耳垢阻挡。径向偏移的光轴比至少大约居中布置的光轴更可能被阻挡。移动探头盖，特别是在轴向方向上移动探头盖，能够确保到鼓膜上的视野不被阻挡，即使在使用靠近耳道的内侧向表面的最大径向偏移布置光轴的情况下。因此，本发明基于以下发现：通过移动探头盖能够更可行且更可靠地从具有相对大径向偏移的偏心观察点观察鼓膜。移动探头盖能够确保“环视角点”的概念更切实可行并且能够以便捷的方式实现，即使在外行人引入头部之前未清洁耳道。
特别地，在光轴被径向偏移放置的情况下，特别是在最大径向偏移放置的情况下，对于将任何颗粒或耳垢移出视线之外，由移动机构引起的探头盖的相对运动或移位是最有效的。本发明基于以下发现：在大部分情况下将整个探头盖移位远离在探头盖的远侧尖端处的中心远侧点是最有利的。换言之：除了在探头盖的远侧尖端处的中心远侧点以外，整个探头盖能够(例如)在近侧方向上向后拉。在该远侧点处，优选地，提供探头盖容器。因此，在探头盖与头部之间的相对运动可以在远侧点处被最小化，但是在径向偏移放置的远侧尖端的任意点处被最大化。
在根据本发明的方法中，探头盖可以相对于头部通过移动机构的适配件被轴向地放置在至少一个具体的轴向位置，探头盖连接到该适配件。预定的轴向位置能够确保探头盖仅在具体状况下沿轴向方向移动，例如当将具体(轴向)力施加于探头盖或头部上时，特别是在将头部插入耳道期间。
在根据本发明的方法中，优选地，探头盖可以沿着头部由适配件轴向地引导。轴向引导能够使探头盖展开，使得探头盖在照相机前面被均匀拉紧。
在根据本发明的方法中，优选地，在轴向移位期间，优选地通过弹性可变形的能量存储装置向适配件施加反应力，特别是在远侧轴向方向上。反应力阈值能够确保探头盖仅在当头部或头部的远侧尖端在软结缔组织与限制耳道的硬骨之间的过渡区域中放置于其端位置时向后移动或移位，特别是以机械的方式移动或移位。
在根据本发明的方法中，优选地，只有在近侧方向上施加于探头盖和移动机构的轴向力超过阈值，才轴向移位探头盖。阈值能够被调节使得耳镜适于具体的人群，或者适于具体种类的应用。例如，阈值能够基于实际值进行调节，或者阈值能够例如通过移位任何能量存储装置(特别是弹性可变形的能量存储装置)或对其预加应力而进行调节。
在根据本发明的方法中，优选地，探头盖的移位由连接到耳镜的成像单元和/或至少一个光源和/或逻辑单元的运动传感器检测。移位的检测能够提供将探头盖的移位与任意进一步的方法步骤耦合的方式，例如给照相机上电(powering-up)或者捕获至少一个图像。
在根据本发明的方法中，优选地，探头盖的移位通过耳镜的成像单元进行检测。通过电子成像单元检测探头盖的相对运动允许在无需任何进一步的传感器的情况下控制探头盖移动机构。控制移动探头盖的步骤能够使相对运动最小化。优选地，探头盖仅被移位使得电子成像单元的光轴不被(例如)耳垢阻挡。在探头盖与头部之间或者在探头盖与耳道之间的摩擦能够被最小化。组织的刺激能够被最小化。特别是在探头盖具有变化的壁厚的情况下，检测能够基于(例如)探头盖的透明度来执行，或者特别是在探头盖具有带具体颜色的具体区段的情况下，检测能够基于探头盖的颜色来执行。
在根据本发明的方法中，优选地，通过电子成像单元的移位检测可以与致动电动机械闩锁结合，从而允许探头盖仅在图像分析已经显示足够的插入深度和/或轴向或径向定位之后运动。只有在电子成像单元已经检测到具体位置时才可以致动电动机械闩锁。
在根据本发明的方法中，优选地，探头盖的移位根据电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源的移位而被执行，特别是在电子成像单元或至少一个光轴和/或至少一个光源的移位之前执行。特别地，在电子成像单元的移位期间，能够捕获图像，特别是连续地捕获图像。因此，在电子成像单元的任何移位之前移位探头盖能够确保任何潜在的有利观察点不会被耳垢或其他对象阻挡。
在根据本发明的方法中，优选地，基于所捕获的至少一个图像，执行对电子成像单元或至少一个光轴的恰当定位的核实，特别是在引入电子成像单元的步骤期间，使得用户能够被引导。引导优选地通过基于所捕获的图像核实定位来执行，任选地与通过红外传感器获取的数据结合执行。引导能够有利于外行人使用耳镜。能够提供关于恰当的插入深度和插入方向的反馈给外行人。引导能够被实施为光学用户反馈(例如，发光的方向箭头)，或者声反馈(例如，警报声)，从而向用户提供关于如何将探头放置在耳道里面的指令。
用户引导能够与用于捕获图像和照亮耳道的具体方法结合执行。特别地，照相机或光轴能够在环形轨道上移动几毫米，同时可交替地地打开至少两个光源，特别是LED。然后，能够捕获一系列图像以便减去伪像，例如，由在探头盖上的污物，或者毛发和耳垢引起的伪像，并且以便鉴别鼓膜的形状。照相机运动能够由伺服马达引起并且受到逻辑单元控制。根据一种方法，照相机两次移动约1mm的距离，例如，在约1秒钟内。在相应的三个位置中的每个中，照相机捕获两个图像，优选地，一个使用由布置在照相机一侧上的光源所提供的照明，以及一个使用由布置在照相机另一(相对的侧向)侧上的光源提供的照明。两个图像能够分别被平均和相减。然后，通过消除伪像，使用平均的图像计算最终(计算的)图片。最终图片能够免于任何(光滑)反射。具体通过量化“红色”成分，能够评估这张最终图片的颜色信息。相减的图片测量光反射是否根据从右到左改变照明而变化。切换LED时，在靠近照相机的光滑表面(诸如耳垢)上的光反射图案差异非常明显，但对于鼓膜反射图案差异却是微弱的。这就从光滑的耳垢(明显变化)中鉴别出了鼓膜反射(无变化)。
在根据本发明的方法中，优选地，通过指示用于执行该方法的耳镜的手柄部分的插入深度的指令通知用户。提供与插入深度有关的指令能够降低将头部在耳道骨性部内引入相当远的风险。
在根据本发明的方法中，优选地，通过指示用于执行该方法的耳镜的手柄部分的旋转方向的指令通知用户。提供与具体径向位置或旋转位置有关的指令有利于以良好可见性将观察点或光轴定位在(整个)鼓膜的有利位置。
在根据本发明的方法中，优选地，通过指示用于执行该方法的耳镜的手柄部分(特别是关于耳道的纵向轴线)的倾斜角度的指令通知用户。提供与倾斜角度有关的指令能够确保即使是不知道耳道的解剖结构的外行人也能够容易地找到远侧尖端的最终位置。
在根据本发明的方法中，优选地，识别对象包括几何图案的图案辨别，该几何图案特别是圆形或椭圆形形状，或表征锤骨特征的几何图案，或者进一步外耳或中耳的解剖特性。图案辨别允许更可靠地识别鼓膜。图案辨别能够包括基于特征和形状的辨别，该形状诸如，例如，锤骨、锤骨柄、鼓膜或鼓膜的具体部分(诸如，松弛部或纤维软骨环)的形状。特别地，图案辨别可以包括边缘检测和/或光谱分析，特别是对在锤骨或松弛部处的角度阻碍进行圆形或椭圆形形状的形状检测。图案辨别可以与用户引导结合执行。特别地，可以执行图案辨别以便引导用户并且指示观察到哪一种对象。
在根据本发明的方法中，优选地，图案辨别基于对象的角度或角度范围的确定，特别是关于耳道的内侧向表面或耳道的纵向轴线的角度。角度的评估允许更可靠地识别对象，特别是识别鼓膜。通常，鼓膜经布置关于耳道的内侧向表面或邻近鼓膜的外耳的耳道的区段的纵向轴线成大约30°至60°，特别是40°至50°的角度。已经发现，特别是基于在耳道内的任何其他对象并非成任何具体(单个)角度布置的假设，能够使用这种解剖特征以便有利于识别鼓膜。根据本发明的方法能够使用包括经布置以确定角度的逻辑单元的耳镜来执行。
在根据本发明的方法中，优选地，捕获至少一个图像使用远端，特别是远侧尖端来执行，远侧尖端经放置距鼓膜至少10mm，优选地至少15mm的距离处，特别是邻近在限制耳道的两种组织之间的过渡区域中的耳道的弯曲部，其中远端在耳道内优选地机械堵塞并且居中。此距离能够确保良好的概观整个耳道。而且，此位置允许外行人安全地应用耳镜。
在根据本发明的方法中，优选地，在引入至少一个光学电子成像单元期间，检测施加于头部上的力，特别是在纵向轴线方向上施加的力。这允许根据施加到耳镜上的力引导用户。而且，例如，与在其中头部的远侧尖端堵塞在耳道内，特别是在两类组织之间的端位置处堵塞在耳道内有关的情形，力检测允许例如基于施加到耳镜的力，即基于在耳道内的位置来控制移动机构或运动机构。
在根据本发明的方法中，优选地，用户引导基于所检测的力的具体值执行。此类用户引导能够鼓励用户进一步引入头部，或者减小施加于头部上的力。换言之：力检测能够有利于用户引导，因为其能够确定远侧尖端是否已经定位在端位置，或者远侧尖端是否被引入的还不够深。而且，检测施加于探头盖上的力或者施加于头部上的力允许控制或调节(特别是自动地控制或调节)用于相对移动探头盖的恰当时刻，使得外行人容易理解耳镜的使用。外行人无须决定探头盖是否已经移动或者何时移动。
在根据本发明的方法中，优选地，通过耦合到一个/这个运动机构的力检测装置对力进行检测。此类力检测装置允许根据施加于头部上的力(特别是从耳道的侧表面施加的轴向力)启动运动机构。此类方法允许在头部的远侧尖端被定位在临近耳道的内弯曲部的端位置时启动运动机构。
可替代地或另外，力检测装置可以耦合到移动机构，用于移动布置在头部处的探头盖，其中优选地在超过力的阈值的情况下，力检测装置启动，特别是释放移动机构。阈值能够被限定为使得能够确保恰当的插入深度。特别地，根据一种具体的方法，不应仅在头部布置在端位置处时移位探头盖。能够基于(例如)经验值限定的此类阈值确保头部被引入足够深。特别地，此类力检测在具有直径大于现有技术直径的头部的背景中是有利的，以便防止头部被引入过深。
在根据本发明的方法中，优选地，耳道被多个光源照亮，每个光源照亮耳道的具体区段。因此，能够执行耳道的分段照明。例如，三个光源各自照亮耳道的具体部分。光源中的每个的反馈调整允许耳道的均匀照明，特别是基于不同照明水平。优选地，逻辑单元耦合到光源中的每个，逻辑单元允许照明水平的反馈调整和/或调节。
在根据本发明的方法中，优选地，耳镜可以进一步包括红外传感器单元，其检测耳道内的对象的温度，特别是鼓膜的温度，其中红外传感器单元放置在远端，特别是放置在远侧尖端处，优选地居中放置在远侧尖端处。与捕获多个图像结合的温度检测允许可靠地区别耳道内的对象。
在根据本发明的方法中，优选地，识别对象包括识别鼓膜，该方法进一步包括基于所捕获的鼓膜的至少一个图像在医学上表征鼓膜，以便提供鼓膜的医疗证据的步骤。这可以帮助外行人决定至于是否应当去看医生。
在医学上表征鼓膜优选地由设备自动地执行，特别是基于预定范围执行，例如，关于温度或具体的红度的预定范围。换言之：在医学上表征鼓膜包括例如基于上述的鼓膜特征之一，特别是借助于逻辑单元自动评估由电子成像单元捕获的图像。因此，可以有利于预诊断。任何更进一步的或最终的疾病诊断必须由医师基于受试者具有的、由医师观察到的或通过医师的进一步检查观察到的其他症状来执行。
在根据本发明的方法中，优选地，在医学上表征鼓膜包括确定鼓膜或者围绕鼓膜的区域(包括鼓膜)的反光的光谱成分。确定鼓膜的红度能够提供用于评估鼓膜的炎症可能性的指数。鼓膜的炎症可以表明，例如(细菌/病毒)感染。
在根据本发明的方法中，优选地，在医学上表征鼓膜包括识别在受试者的鼓室内的对象。特别地，在鼓室内的任何不透明体液，特别是黄色体液能够被评估为疾病的指示。已经发现，相对高的(透照鼓膜的)照明强度允许(更可靠地)获取与患者医疗状态有关的信息。已经发现，在鼓室内的任何体液引起较高反射度。流体增加反射率。相比之下，在鼓室为空的情况下，透照鼓膜的任何光仅以较低强度被反射，因为大部分光在鼓室内被吸收。在鼓膜后面的体液，特别是黄色体液能够被评估为渗出性中耳炎(OME)的指示，即在无急性感染的迹象或症状的情况下出现中耳积液，即位于鼓膜后面的液体。特别地，此类体液能够被评估为炎症的前兆。由于对感染的免疫反应，此类体液可以包括包含白血球的浆液和/或黏液。换言之：透照鼓膜以及特别是根据照明强度评估反射光能够有利于确定鼓膜的具体特性，例如，绝对红度，使得具体特性提供关于任何医疗状态(例如，炎症)的可能性的更多的信息或者更确切的信息。这可以帮助外行人决定关于是否应该去看医生。任何更进一步的或最终的疾病诊断必须由医师基于受试者具有的、由医师观察到的或通过医师的进一步检查观察到的其他症状来执行。
特别地，本发明也基于以下发现：鼓膜的红度能够取决于照明水平，即，照明强度。特别地，红度能够随着照明强度的增加而增加。照明强度越高，红度就越高。而且，已经发现，在相对高的照明强度下，不仅是鼓膜，任何其他组织也能够具有高的红度。因此，观察鼓室能够有利于确定鼓膜的具体特性，例如，绝对红度，使得红度提供关于任何炎症可能性(即，炎症指数)的更多信息或者更确切的信息。
在根据本发明的方法中，优选地，在医学上表征鼓膜包括确定鼓膜的弯曲部，特别是凸度。这允许检测鼓膜的凸出或收缩。这可以有利于识别鼓膜。这也可以有利于诊断，因为体液在鼓室内的情况下(其为具体医疗状态的指示)，鼓膜的弯曲部为凸状，从而指示在中耳内的压力增加。大量体液引起凸状的弯曲部，即朝向耳镜。凸出或收缩可以是具体医疗状况或疾病(例如，OME)的指示。
在根据本发明的方法中，优选地，在医学上表征鼓膜包括对鼓膜加压并且检测鼓膜的移动性。例如，用于执行该方法的耳镜可以包括加压装置，例如，压力换能器或泵，其经配置以用于在受试者的外耳道内施加变化的压力。这种技术也被称为“气动耳镜检查”。优选地，其中电子成像单元本身经配置以用于检查受试者的鼓膜暴露于变化的压力下时的移动性。压力优选地由(压缩)空气施加，其中气密室由受试者的外耳道和相应的设备形成，所述相应的设备即头部或放在头部上方的探头盖。
以上提到的目标也通过一种用于识别受试者的耳朵中的鼓膜的方法来实现，其包括以下步骤：
-将光学电子成像单元和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中电子成像单元具有指向远侧方向，特别是指向受试者的耳朵鼓膜处的至少一个光轴；
-使用电子成像单元从放置在至少一个光轴上并且偏心放置在耳道内的至少一个偏心观察点捕获至少一个图像；以及
-确定亮度和/或颜色信息以通过电子装置识别在至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别对象，特别是识别鼓膜；
该方法进一步包括基于至少一个捕获的鼓膜图像在医学上表征鼓膜的步骤，其中用户引导基于至少一个捕获的鼓膜图像执行，其中通知用户关于如何放置电子成像单元以捕获鼓膜的图像，特别是鼓膜的具体区域的图像。此方法可以使外行人能够应用耳镜以获取鼓膜的医疗数据，以有利于预诊断。外行人可以经引导使得耳镜(其远端)关于鼓膜的所关注区域放置在有利的观察点。任何进一步的或最终的疾病诊断必须由医师基于受试者具有的、由医师观察到的或通过医师的进一步检查观察到的其他症状来执行。
在医学上表征鼓膜可以包括诊断耳朵疾病。此类诊断方法可以包括先前所述的识别在受试者的耳朵中的对象的发明方法的所有步骤。该发明的对象辨别方法可以形成该发明的诊断方法的一部分。首先，识别(并且从在受试者的耳朵中的其他对象中加以区分)至少一个所捕获的图像所示的对象，并且然后确定所识别的对象中的至少一个的状态(诸如，亮度、颜色等)。此类诊断方法甚至可以允许在无需熟练医师的帮助下可靠地诊断(例如)鼓膜的炎症。适于执行根据本发明的诊断方法的耳镜可以自动地检测并且识别鼓膜，在医学上表征所检测到的鼓膜，并且通知用户(其可以为外行人)关于鼓膜的医疗状态的信息，例如，鼓膜是否感染的信息。此类诊断方法也可以进一步包括，识别在受试者的耳朵中的对象的方法的优选特征的至少一些，正如以上详细所述。
鉴于卫生原因，适于执行根据本发明的方法的耳镜优选地进一步包括至少一个部分透明的探头盖，其经配置放在头部上方。探头盖可以由塑料材料制成，优选地由透明的塑料材料制成。此类探头盖可以设计为能够低成本大量生产的一次性使用的产品。探头盖应为透明的，至少在它覆盖电子成像单元的位置处是透明的，以便允许电子成像单元具有到鼓膜上的清楚视野。特别是在将头部引入到受试者的耳道中时，探头盖也阻止对包括电子成像单元的耳镜的头部的污染。
优选地，探头盖适于以如下方式固定到头部和/或手柄部分的至少一个区段，该方式为在通过运动机构移位电子成像单元期间，探头盖不会相对于手柄部分移动。另外，即使电子成像单元通过运动机构移位，但粘附到探头盖的诸如耳垢颗粒的伪像仍将由电子成像单元进行描绘。然而，这将干扰从所捕获的图像中进行对象识别(例如，如果要识别的对象为鼓膜)和伪像消除。
适于执行根据本发明的方法的耳镜可以进一步包括探头盖移动机构，该探头盖移动机构适于关于电子成像单元移动探头盖的至少一部分。因此，粘附到探头盖并且阻挡电子成像单元到鼓膜上的视野的伪像(诸如耳垢)能够通过探头盖移动机构移动远离电子成像单元。特别地，探头盖移动机构能够确保电子成像单元或照相机的光轴能够使用相对大的径向偏移被布置，如以上所提到的。
优选地，探头盖以允许展开或剥离探头盖的一部分的方式设计，以便将受到(例如)耳垢污染的一部分探头盖移动远离电子成像单元。根据本发明的方法可以进一步包括相对于电子成像单元移动探头盖的步骤，或反之亦然。
为照亮受试者的耳道和鼓膜，适于执行该发明方法的耳镜可以进一步包括通常放置在头部的远端处，特别是放置在头部的远侧尖端处的至少一个光源。术语“光源”被理解为应用发出光子的任何源。即使在远侧尖端仅深入在两类组织之间的过渡区域之间的情况下，放置在远端或尖端处的光源仍确保照亮耳道。远侧光源有利于实现“环视角点”的概念。
由于几何约束限制在头部的远端处的空间，所以光源优选地由光导的远端形成。例如，光导可以具有小于1mm，优选地小于0.5mm，更优选地大约0.2mm的直径。光导可以连接到远离头部的远端定位的LED。光导可以为，例如，尼龙光导，其优选地具有仅约为0.2mm至1mm的直径。可替代地，光源可以由直接放置在头部的远端处的(例如)小型发光二极管(LED)形成。LED能够在低能耗和最少发热的情况下确保照明。
光导可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚酰胺制成，特别地，聚酰胺6.6。PMMA提供良好光学特性的优点。聚酰胺6.6.提供高柔韧性的优点。
有利的是，如果适于执行该发明方法的耳镜包括在头部的远端处的多个光源，优选地每个光源可分开受控。因此，能够从有利的偏心照明点照亮耳道，从而减少(例如)阴影。而且，通过从不同位置照亮在受试者的耳道中的对象，例如，通过依次接通和断开独立的光源，在没有必要必须通过运动机构将电子成像单元移位到耳道内的情况下，也可以设想对在耳朵中的不同对象加以区分。相对远离电子成像单元的对象，诸如鼓膜，当从在头部的远端处的不同位置被照亮时仅稍微改变其外观。然而，相对靠近电子成像单元的伪像(诸如毛发和耳垢)将显著改变它们的外观(位置)。因此，耳镜优选地包括装置，特别是诸如微处理器的逻辑单元，其适于基于使用从不同位置照亮的对象所取的图像区分在受试者的耳朵中的不同对象。
另外地或可替代地，至少一个光源可以基于颜色进行控制，使得由光源发出的光的颜色变化。例如，可以优选绿色来鉴别耳垢。
优选地，逻辑单元与光源中的至少两个耦合并且经布置以用于单独接通和断开光源和/或单独改变光强度。优选地，耳镜包括逻辑单元。逻辑单元允许照明水平的反馈调整和/或调节。由于反射光图案的变化，单独接通和断开能够立体观察，特别是沿着光轴进行深度分析。而且，能够执行耳道的分段照明。例如，三个光源各自照亮耳道的具体部分。光源中的每个的反馈调整允许均匀照亮耳道，特别是基于不同的照明水平。改变并且调节照明水平有利于鼓膜的识别，特别是根据鼓膜关于周围组织和关于具体照明强度的反光的光谱成分。优选地，逻辑单元包括至少一个调光开关。优选地，至少一个光源优选为可调光的，特别是连续可调光的。
类似电子成像单元，至少一个光源优选地从头部的纵向轴线被径向偏移放置。如果光源被居中地放置在头部的纵向轴线上，则此类配置允许在无需将光源引入到耳道中如所需一样深的情况下照亮鼓膜。偏移可以距纵向轴线至少为1mm，优选地至少1.5mm，更优选地至少2mm。优选地，偏移为关于头部的外直径边界的最大值。根据一个实施例，偏移在与至少一个光轴的径向偏移相同的范围内。根据一个实施例，至少一个光源的径向偏移与电子成像单元的照相机的径向偏移一样大。此类布置是有利的，以便观察到整个鼓膜或者以便减少阴影。
优选地，至少一个光源邻近至少一个光轴放置，优选地处于小于2mm的距离(b)，更优选地小于1.5mm，进一步优选地小于1.3mm，特别是在1mm与1.3mm之间或者在0.6mm与0.8mm之间。此类布置能够确保关于一个具体照相机或光轴的光发射。特别地，能够减少阴影。灯光能够从有利的位置发射到鼓膜上，特别是在，例如，至少大约平行于耳道的方向上。而且，靠近光轴的布置能够确保能够容易地将光源与光轴结合移位，以便将光源放置在有利的偏心照明点处。
优选地，耳镜具有至少两个光源或光导，他们以彼此远离的最大距离(d)进行布置，其中最大距离(d)至少为3.5mm，更优选地至少4mm，进一步优选地在4.2mm与4.6mm的范围内。此类布置是有利的，以便观察整个鼓膜，特别是无需在具体位置中旋转照相机或光源。相对大的距离能够确保至少两个光源、三个光源或四个光源中的其中一个很可能布置在有利的偏心照明点。
优选地，至少一个光源经布置以便关于电子成像单元维持预定的距离，即使当电子成像单元通过运动机构移位时。此类配置是有利的，因为在至少一个光源和电子成像单元之间的预定远侧关系允许改善的(自动的)图像分析。如果提供运动机构，则该运动机构也优选地移位至少一个光源。如果光源以光导的形式提供，则该光导应足够柔韧以允许至少一个光源的此类移位。优选地，光导在远侧固定在头部内，其中光导是有弹性的，弹性允许弯曲和/或扭曲。可替代地，光导可以为刚性的，其中整个照明装置可以与头部结合移位。
优选地，至少一个光源与运动机构耦合，特别是直接或经由电子成像单元，使得运动机构允许至少一个光源围绕旋转轴线至少部分旋转，其中旋转轴线优选地对应于纵向轴线。在有利的位置中旋转光源能够允许以高可靠性观察整个鼓膜。
优选地，至少一个光源固定在电子成像单元处，特别是侧向固定在电子成像单元的照相机处或者固定在容纳电子成像单元的至少一个光学部件或限定至少一个光轴的支撑件处。使用此类布置，能够很容易地实现电子成像单元和光源两者的旋转。因此，运动机构仅需与这些部件中的其中一个耦合。
优选地，耳镜进一步包括被放置在头部的远端处，特别是被居中地放置在远侧尖端处的红外传感器单元。提供包括与对象的光学识别结合的用于温度检测的红外传感器单元的耳镜允许更可靠地识别对象，例如，识别鼓膜。
适于执行该发明方法的耳镜可以进一步包括逻辑单元，诸如微处理器。逻辑单元可以适于控制电子成像单元和/或至少一个光源和/或红外传感器单元。逻辑单元可以分析由电子成像单元获得的图像，例如，以便比较使用电子成像单元获得位于耳朵内的不同位置处的两个图像，和/或使用从不同位置照亮的对象获得的两个图像，以便识别并且鉴别在受试者的耳朵中的不同对象。逻辑单元可以进一步适于生成或计算新图像，其中先前已经被识别的预定对象被消除。
附图说明
以下将关于附图更详细描述方法的示例性实施例以及适于执行本发明的方法的耳镜的示例性实施例，其中：
图1示意性地示出用于执行该发明方法的耳镜的实施例的头部和一部分手柄部分的截面视图；
图2示出覆盖在图1中所示的头部中提供的孔的板的放大视图；
图3示出现有技术的耳镜，其中其头部部分引入受试者的耳道；
图4示出图3的耳镜，其中其头部完全引入受试者的耳道；
图5示意性地示出能够用于根据本发明方法的耳镜，其中其头部引入患者的耳道；
图6示出能够用于根据本发明方法的耳镜，其中其头部引入患者的耳道，并且照相机放置在第一位置中；
图7示出根据图6的耳镜，其中照相机放置在第二位置中；
图8示意性地示出能够用于根据本发明的方法的耳镜的进一步实施例的头部和一部分手柄部分的截面视图；
图9A和图9B示意性地示出布置在能够用于根据本发明的方法的耳镜的进一步实施例的头部上的探头盖的截面视图，头部放置在耳道内的第一位置和第二位置中；
图10示意性地示出能够用于根据本发明的方法的耳镜的头部的透视侧视图；
图11示意性地示出能够用于根据本发明的方法的耳镜的头部的前视图，其中示出了光源的径向位置和耳镜的照相机；
图12示意性地示出能够用于根据本发明的方法的耳镜的头部的前视图，其中示出了光源的径向位置和耳镜的多个光轴；
图13A示意性地示出能够用于根据本发明的方法的耳镜，其中其头部部分引入患者的耳道；
图13B示意性地示出在图13A中所示的耳镜，其中其头部引入患者的耳道中远到能够在其中观察到鼓膜的端位置；
图14示意性地示出根据本发明的耳朵检查设备的头部，该头部具有圆柱形远端；
图15示意性地示出根据该发明的实施例的方法的步骤的图示；
图16示意性地示出根据该发明的实施例的方法的步骤的详细图示；以及
图17示意性地示出根据该发明的实施例的方法的步骤的详细图示。
在各图中未明确描述任何附图标记的情况下，其在其他图中被提及。换言之：贯穿不同的视图，类似的参考符号是指相同零件或相同类型或相同组的设备。
具体实施方式
图1示意性地示出适于执行根据本发明的方法的耳镜10的实施例的头部14和一部分手柄部分12(仅以假想线示出)的截面视图。如从图1能够看见，头部14具有沿着头部12的纵向轴线A延伸的大体锥形的形式。头部14包括邻近手柄部分12的相对大的近端16和较小的远端18。头部14的远端18适于引入受试者的耳道。
此外，头部14包括可旋转的径向内部部分20和固定的径向外部部分22。可旋转部分20围绕在示例性实施例中示出的旋转轴线R旋转，旋转轴线R对应于头部14的纵向轴线A。运动机构24包括伺服马达26，伺服马达26放置在头部12内并且耦合到头部14的可旋转部分20，以便使可旋转部分20相对于头部的固定部分22并且相对于耳镜10的手柄部分12围绕其旋转轴线R旋转。可旋转部分20由径向轴承28(仅示意性地示出)支撑。
在所示的示例性实施例中，头部14的外部部分22包括向头部14提供所需稳定性的支撑结构30。支撑结构30被由诸如硅的相对软的材料制成的外包层32至少部分覆盖。包层32使将头部14的远端18令受试者舒适地引入到他的耳道中。包层32可以包括圆形狭槽状凹处33，其适于与探头盖的、互补形成的圆形舌片(未示出)接合。探头盖可以由塑料材料形成，并且可以适于放在头部14的上方。优选地，探头盖由透明材料形成。其壁可以相对薄，从而使探头盖相对柔韧。覆盖头部14的远端18的探头盖的至少一部分应为透明的，以便允许定位在头部14的远端18处的电子成像单元(在以下描述的)具有穿过探头盖的自由视野。鉴于卫生原因，探头盖优选地被设计为一次性使用的产品。探头盖也可靠地阻止包括电子成像单元的远端18的污染。没有此类探头盖的话，就存在(例如)当将远端18引入受试者的耳道的外部时，耳垢颗粒可以粘附到电子成像单元的高风险(从而劣化其图像质量)。
头部14包括远端点34，在所示的示例性实施例中，远端点34大体位于头部14的纵向轴线A上。然而，头部14可替代地具有并非大体对称于其纵向轴线A(如图1所示)但更适于人类耳道的解剖结构的锥形形状。
在不考虑头部14的精确形状的情况下，头部14优选地以如下方式设计尺寸，该方式为它不能被引入至受试者的外耳的耳道的内部内。在所示的示例性实施例中，头部14的远端18具有大体圆形形状。在纵向轴线A的方向上距远端点34仅几毫米(小于4mm)处，头部14具有大于5mm的直径。由于成人的耳道的内部通常具有4mm的直径，所以就不存在无意地将头部14的远端18过深引入受试者的耳道的风险。因此，能够可靠地避免对耳道的内部的敏感皮肤和/或对鼓膜的伤害。
可移动部分20包括大体沿着头部14的纵向轴线A延伸但并非与其精确平行的孔36。孔36的远端被定位成接近远端点34，但从纵向轴线A偏移其孔轴线B至少2mm。此外，孔36的远端由板38闭合。图2示出了板38的放大顶视图。由于孔36在形状上为圆柱形，所以在图2中板39具有大致圆形的外观，其中孔轴线B形成其中心。然而，孔30和/或板38可以同样地具有其他形状。
板38支撑包括广角彩色摄影机40.1的电子成像单元40和四个光导42的远端。在示例性实施例中，光导42围绕摄影机40.1定位，使得一个光导42与大体矩形的摄影机40.1的四个侧向侧中的每一个关联。然而，这并非本发明的先决条件。例如，在耳镜10中可以仅提供两个光导42，而不是四个光导42。摄影机40.1有利地为具有大体扁平配置的、尺寸在1mm与2mm之间的晶片级照相机。晶片级照相机有利地具有仅约1mm x 1mm的尺寸，提供大约250像素x 250像素的分辨率。板38具有在1.5mm与2.0mm之间的直径，而光导42具有仅约0.2mm的直径。
摄影机40.1连接到电缆(未示出)的远端。电缆(例如，带状电缆)延伸通过孔36并且进入耳镜10的手柄部分12。电缆的远端连接到逻辑单元44，诸如微处理器，其在图1中被示意性地示出。类似地，光导42(图1中未示出)延伸通过孔36并且进入耳镜10的手柄部分12。光导42的近端分别连接到四个LED 46。类似逻辑单元44，LED 46放置在耳镜10的手柄部分12内。LED 46能够独立接通和断开。此外，手柄部分12优选地包括用于储存由摄影机40.1捕获的图像的存储器48。存储器可以由(例如)存储卡槽和插入槽中的对应存储卡形成。手柄部分12可以进一步包括显示器(未示出)，显示器用于将由照相机40.1拍摄的图片显示给用户。另外地或者可替代地，手柄部分12可以包括诸如USB端口的电缆连接端口，和/或诸如或的无线连接，和/或诸如(可再充电的)电池的能量供应装置。手柄部分12的这些附加(任选)部件从(例如)数码照相机获知。
为捕获受试者的耳道内部的图像，并且特别捕获受试者的鼓膜的图像，必须将头部14的远端18引入受试者的耳道。由于头部14的形状，所以不存在将远端18过深地引入耳道中的风险。即，远端18的形状和几何结构不允许远端点34过多地引入至对疼痛非常敏感的受试者的耳道内部。因此，能够可靠地避免对耳道内部的皮肤和/或鼓膜的伤害。如上所述，该发明耳镜的几何结构和技术不像现有技术的耳镜那样要求受试者的耳朵变形。因此，适于执行根据本发明的方法的耳镜也能够由外行人安全地使用。
即使头部14的远端18将不被插入耳道的内部，然而，耳镜仍允许从耳道的内部和鼓膜捕获图像，因为在头部14的远端18处提供了广角照相机40.1。为改善照相机40.1“看见”鼓膜的性能，照相机40.1从头部14的纵向轴线A被偏移放置。此外，对应于孔轴线B的照相机40.1的主要“视角方向”关于头部14的纵向轴线A成角度。孔轴线B和纵向轴线A在距远端点34预定距离的点处交叉，其中预定距离对应受试者的耳道内部的典型长度，使得照相机40.1指向鼓膜。
当头部的远端18引入受试者的耳道中时，可以发生(例如)粘附到探头盖的、在照相机40.1前面的诸如耳垢颗粒或毛发的对象，部分或者甚至完全阻挡到鼓膜的视野。因此，运动机构24可以使头部14的可旋转部分20关于耳镜10的其余部分围绕其旋转轴线R旋转。例如，运动机构24可以使可旋转部分20从其初始位置沿顺时针方向旋转大约120°，然后在从其初始位置沿逆时针方向旋转大约120°，并且最后返回到初始位置。照相机40.1可以从这些等距间隔的三个位置中的每个捕获一个或多个图像。通过比较接收自照相机40.1的图像，逻辑单元44可以识别在受试者的耳朵中的不同对象。特别地，根据立体观察的原理，通过确定对象到照相机40.1的距离，逻辑单元44可以将鼓膜从其他对象中鉴别出来，如以上更详细所述。
另外地或可替代地(优选另外地)，针对上述识别过程，对于每个捕获的图像在不同LED 46被接通和断开的情况下，可以从照相机40.1的三个位置中的每个拍摄不止一个图像。从不同位置对鼓膜和其他对象照明也有助于鉴别这些对象，如以上更详细所述。
最后，可以生成(优选地通过逻辑单元44)在其中诸如毛发和耳垢的对象被消除的新图像，以便清楚地示出鼓膜。当在从不同位置照明的LED 46之间切换时，逻辑单元可以鉴别出改变图像像素区域的亮度值高于某一阈值的该图像像素区域。进一步地，通过评估它们的反射强度，逻辑单元可以确定描绘靠近(极为接近)远侧尖端的对象的区域。逻辑单元可以计算“拼成的”图像，特别是通过使用来自在不同照明角度拍摄的不同图像的像素信息计算，以便优化所关注的曝光区域，和/或以便消除在前景中的任何阻碍对象，像例如，毛发和耳垢颗粒。为生成此类“拼成的”或“缝合的”或“合成的”图像，来自分开图像以及来自相同图像的像素信息可以被平均、相减、相加、相乘和/或标准化。然后，能够容易地确定，特别是基于如上所述的任何此类评估方法确定鼓膜反射的光谱成分，特别是红度。可以将相应的信息提供给用户，从而帮助他决定是否去看医师。而且，如果耳镜由于在受试者的耳道中存在大量耳垢而不能检测鼓膜，则可以将相应的信息提供给用户。然后，用户可以决定去看医师以清洁他的耳道。
可替代地，耳镜可以提供仅示出除鼓膜以外的对象的图片，例如，仅示出被无意中引入耳道中的对象，诸如铅笔尖的图片。
在图5中，示出了具有包括电子成像单元的头部14的耳镜10，电子成像单元包括照相机40.1，其中照相机40.1关于头部14的纵向轴线A被偏心(即，径向偏移)放置。偏心距(径向偏移)在，例如，1.5mm至2mm的范围内。头部14被引入耳道C，并且头部14的外表面或探头盖(未示出)与软结缔组织C1接触。与在靠近鼓膜ED的区段中限制耳道C的硬骨C2相反，软结缔组织C1是有弹性的并且能够通过头部14扩展。
鼓膜ED将外耳的耳道C从鼓室TC隔开。在鼓室TC内、在鼓膜ED后面，布置有接触鼓膜ED的锤骨MC。
照相机40.1具有优选地为圆锥形的视野41。在几何学上，视野41能够被描述为开口度数至少为80°的范围内，优选地至少110°，例如，120°的锥体。照相机40.1优选地为广角彩色摄影机。照相机40.1的光轴X关于纵向轴线A成角度β布置(或者能够任选地布置)，从而允许设备有效地“环视角点”。角度β优选地在10°至50°的范围内。除了具有广角的视野以外，能够提供倾斜的布置。角度β能够是固定的或者能够是可变的。照相机40.1经布置以“环视角点”，以便从相对远离鼓膜ED的观察点扫描鼓膜ED。为此，照相机40.1在具有相对大曲率半径的耳道的一侧径向偏移布置或放置。
在图5中，示出了耳道C的解剖结构，耳道具有弯曲部C4。对于大比例的不同形状的耳道而言，典型的弯曲部C4形成了一种“角点”。由于照相机40.1经布置以“环视角点”，所以无需将头部14的远侧尖端35引入至远到在软结缔组织C1与限制耳道C的硬骨C2之间的过渡区域或过渡点C3。换言之：无需将头部14的远侧尖端35引入远到过渡区域C3，在过渡区域C3中，耳道C具有弯曲部C4或者特别小的弯曲部直径。而且，无需将远侧尖端35引入远到硬骨C2，即，耳道C2的骨性部或多骨部。特别地，在远侧尖端35与鼓膜ED之间能够保持至少10mm，优选地至少15mm或甚至更远的距离。这有利于由外行人使用耳镜10。此外，无需“拉直”耳道C的机械操纵。与常用耳镜相比，该发明耳镜10的应用不一定要求执业医师的帮助。
如图5所示，头部14的直径被限定为使得头部14的远侧尖端不适合由硬骨C2限制的耳道C的区段。特别地，已经发现，平均来说(男性和女性)，外耳道具有大约4.8mm±0.5mm的直径。关于人类(外耳道)平均直径的总结能够见于：Salvinelli F,Maurizi M等人；Scand.Audiol.1991；20(4):253-6。
图6示出了具有头部14的耳镜10，头部14能够围绕耳镜10的纵向轴线A旋转。电子成像单元包括从纵向轴线A径向偏移放置的照相机40.1。照相机40.1放置在头部14的远侧尖端处。在如图6所示的位置(第一位置)中，照相机40.1还不能够扫描鼓膜ED。照相机40.1还未与鼓膜ED光学连通。相反，耳道C的弯曲部C4阻挡任何光学连通，如虚线所示。在如图6所示的第一位置中，照相机40.1完全看不到鼓膜ED。为确保与鼓膜ED的光学连通，首先，必须校正照相机40.1在耳道C内的(径向)位置。这能够通过围绕纵向轴线A旋转头部14或头部14的一部分来完成，特别是无需耳镜10的手柄部分12的进一步的运动，特别是旋转。为此，耳镜10设置有运动机构24。运动机构24布置在手柄部分12内。运动机构24包括驱动轴24.1，驱动轴24.1将可移动部分20与手柄部分12连接。可移动部分20由轴承28支撑，如在图8中详细所示。
图7示出处于在其中照相机40.1的光轴X能够指向鼓膜ED的位置中的照相机40.1，但头部14的远侧尖端并未引入远到在软结缔组织C1与硬骨C2之间的过渡点C3。照相机40.1已经在图7所示的第二位置中旋转。
照相机40.1的旋转能够如以下所述执行。头部14的可移动部分20能够附接到伺服马达(未示出)，例如，小型标准伺服马达(例如，Modelcraft Micro-Servo MC1811 JR)。伺服马达经布置以使可移动部分20转动，特别是转动达到180°。伺服马达具有(例如)大约2cm的高度并且能够直接布置在旋转的可移动部分20的轴线上。伺服马达能够具有超出马达外壳几毫米的转动部分。伺服马达能够借助于金属零件被附接到耳镜的底座，该零件被设计成牢固地保持与由轴承所保持的可移动部分20对准。一个或多个光导(未示出)和电缆(未示出)能够连接到印刷电路板(未示出)。电缆能够直接焊接到印刷电路板而光导能够直接安装在光源(未示出)上。
图8示出具有手柄部分12和头部14的耳镜10。头部包括可移动部分20和支撑结构30。可移动部分20能够通过布置在手柄部分12中的运动机构24旋转。可移动部分20能够关于支撑结构30旋转，其中能够使用经典轴承。运动机构24包括驱动轴24.1，其将可移动部分20与手柄部分12连接。运动机构24包括连接到驱动轴24.1的无刷马达26a。任选地，在马达26a与驱动轴24.1之间提供齿轮24.2。优选地，齿轮24.2为蜗轮/螺旋齿，特别是以便减少声发射。可移动部分20由轴承28支撑，轴承28本身由手柄部分12支撑。支撑结构30由手柄部分12支撑。支撑结构30提供头部14的外侧向表面的一部分。换言之：头部14的形状由支撑结构30部分地限定。特别地，头部14近侧部分的形状由支撑结构30限定。支撑结构30借助于轴承28被固定在手柄部分12处。
头部14具有包括远侧尖端35的远端18，其中远端18具有圆锥形状或圆柱形形状(如虚线所指示)。红外传感器单元140被居中地放置在远端18处。该位置仅作为示例示出。在图8中示出的红外传感器单元140能够与在前述附图或以下附图中所述的耳镜的其他实施例结合提供。远端18具有凹口35，用于容纳一部分探头盖(未示出)。具有光轴X的照相机40.1关于头部14的纵向轴线X被径向偏移布置，其中光轴X的径向偏移r1优选地在1.5mm与2mm之间的范围内。照相机40.1邻近远端18的内侧向表面布置。优选地，照相机40.1与远端18的内侧向表面接触。
耳镜10包括逻辑单元44。逻辑单元44能够经布置以用于确定任何对象在耳道内的距离，特别是关于远侧尖端35的距离，和/或用于确定任何对象的角度，特别是关于耳道的内侧向表面或耳道的纵向轴线的角度。作为替代方案，逻辑单元44能够包括用于确定距离的装置44.1和/或用于确定角度的装置44.2。
在图6、图7和图8中，未示出探头盖。根据本发明，探头盖能够与头部一起旋转或者能够是静止的。优选地，探头盖不被旋转，即，探头盖为静止的。
图9A示出布置在耳道C内的耳镜10的头部。耳道C由软结缔组织C1围绕或限制，并且进一步向下朝向鼓膜ED由硬骨C2部分地围绕或限制。为恰当观察鼓膜ED，必须将头部14引入远到定位在软结缔组织C1与硬骨C2之间的过渡点C3处的弯曲部C4。照相机40.1以径向偏移布置在头部14内。
耳镜10具有经布置用于移位照相机40.1和/或任何光源(未示出)的运动机构24。进一步地，运动机构65布置在头部14内。运动机构24和移动机构65两者均耦合到经布置以用于分别控制或彼此依赖控制机构24、65的逻辑单元44。移动机构65具有适配件66，适配件66具有肩部66.6。适配件66被示为处于第一位置。具有探头盖容器60.3的探头盖60被提供在头部14的上方。头部14具有凹槽或凹口14.3，用于容纳探头盖容器60.3。探头盖60具有接合或包含肩部66.6的U形或乙形区段或向内突起，使得探头盖60能够借助于移动机构65被轴向放置。探头盖60的轴向位置能够由移动机构65限定，即，由适配件66的轴向位置限定。
耳垢EW和/或其他对象部分阻挡耳道C。特别地，耳垢EW粘附在探头盖60的外表面上并且阻挡照相机40.1与鼓膜ED的光学连通。
图9B示出在耳道内处于第二位置的头部14。头部14的远侧尖端被引入远到过渡点C3。探头盖60和适配件66已经在近侧方向上移位，如由两个箭头所指示。因此，在近侧方向上将拉力施加于探头盖60上。适配件66被示为处于第二位置。探头盖容器60.3已经被拉出凹口14.3。容器60.3已经从远侧尖端至少部分朝向头部14的侧向表面移位。因此，耳垢EW也已经朝向侧向表面移位。照相机40.1的视野不再被任何耳垢阻挡。
在图9A和图9B中所示的位置中，能够执行施加于探头盖60或头部14的力的检测，特别是通过耦合到移动机构65(特别是适配件66)和头部14的力检测装置80来执行。力检测装置80能够耦合到逻辑单元44和/或运动机构24。
存在施加于组织之间的摩擦力F1，特别是软结缔组织C1和探头盖60的外侧向表面之间。力F2(特别是引入或插入力)从头部14施加于探头盖60。移动机构65能够提供反作用力(对应于插入力F2)，特别是以便确定已经被超过的轴向力的阈值，以便关于头部在近侧方向上轴向移位探头盖。力检测装置80可以经布置以用于释放移动机构65，特别是在超过阈值时。可替代地或另外，移动机构65可以具有能够根据具体力被释放的闩锁机构。力检测装置80可以具有力传感器，例如，经布置以用于检测压缩力的任何普通的力传感器。
图10示出耳镜的头部14，其中在远端18处，布置电子成像单元40。电子成像单元40具有多个光轴X1、X2以及多个照明轴线X3、X4，每个轴线X1、X2、X3、X4均关于头部14的纵向轴线A被径向偏移布置。多个光轴X1、X2可以至少部分地由电子成像单元40的分束器光学器件40.2提供。照明轴线X3、X4的径向位置能够分别由偏心照明点EIP限定。分束器光学器件40.2可以包括经配置以用于提供径向偏移(偏心)观察点EOP(如由虚线示意性地示出)的多个透镜47和/或镜子。分束器光学器件40.2将透镜47与图像传感器43光学地耦合。对应的偏心照明点EIP被居中地放置在光导42或光源或LED 46的前表面。对应的偏心观察点EOP被居中地放置在电子成像单元40的照相机40.1或任何其他光学部件或透镜47的前表面处。光学部件47能够与电子成像单元40的单个图像传感器43光学连通，单个图像传感器43优选地被居中地布置，如在图10中示意性地所示。图像传感器43可以具有不同的区段或节段，例如，四个区段(如示意性地所示)，以便分别为一个光轴提供一个区段。
图11示出容纳电子成像单元40的头部14，电子成像单元包括一个单个照相机40.1。照相机40.1被径向偏移放置，其在头部14的远侧尖端35处具有最大径向偏移。两个光导或光源42(例如，LED)邻近照相机40.1布置，特别是在与照相机40.1相同的节距圆上。光源42以径向偏移r2布置，径向偏移r2对应于在头部14的纵向(中间)轴线A与对应光源42的中间轴线M2之间的径向距离。特别地，光源42的径向偏移r2能够对应于照相机40.1的径向偏移，或者作为替代方案，甚至比照相机40.1的径向偏移更大。
优选地，照相机40.1能够由运动机构(未示出)旋转，特别是与光导42一起或者至少与光导42的远端一起旋转。光导42的直径在0.2mm和1.5mm之间的范围内，优选地在0.7mm和1.2mm之间，特别是1.0mm。根据光导42的直径，(偏心)径向距离或偏移r2在1.8mm至2.5mm的范围内，优选地在1.9mm至2.3mm的范围内，进一步优选地在2.0mm至2.1mm的范围内。两个光导42在距离照相机距离b邻近照相机40.1布置，其中距离b对应于节距圆的(一部分)圆弧的长度，照相机40.1和两个光导42布置在节距圆上。距离b在照相机40.1的中间轴线与对应光导42的中间轴线M2之间被测量。优选地，距离b在0.5mm至2mm的范围内，更优选地在0.8mm至1.8mm的范围内，特别是大约1.5mm。
图12示出具有远侧尖端35的头部14。电子成像单元40放置在远侧尖端35内。电子成像单元40包括具有多个透镜47.3或光学表面(特别是十六个透镜或光学表面)的分束器光学器件40.2，图12中示出了多个透镜或光学表面中的八个。分束器光学器件40.2提供四个不同的光学路径X1、X2。每个光学路径由四个光学表面限定。限定光学路径的那些透镜分别布置在相同平面中。四个光导或光源42或LED 46分别布置在透镜47.3之间。具有最大径向偏移的光导42或LED 46邻近透镜47.3布置，特别是距离每个透镜47.3距离b。距离b对应于节距圆的圆弧长度，透镜47.3和光导42布置在节距圆上。距离b在对应透镜47.3的中间轴线与对应光导42的中间轴线M2之间被测量。优选地，根据光导42的直径，距离b小于2mm，例如1.5mm，更优选地小于1.5mm，例如1.35mm，进一步优选地小于1.3mm，特别是在1mm与1.3mm之间。
容纳透镜的支撑件40.3的外侧向表面邻近远侧尖端35的内侧向表面布置。支撑件40.3的外侧向表面触碰内侧向表面，特别是在四个不同区段处。光源42或LED 46布置在支撑件40.3的凹处或凹槽40.3a内。
光源42以径向偏移r2布置，径向偏移r2对应于在头部14的纵向(中间)轴线A与对应光源42的中间轴线M2之间的径向距离。特别地，光源42的径向偏移r2能够对应于照相机40.1的径向偏移，或者作为替代方案，甚至比照相机40.1的径向偏移更大。根据光导42的直径，(偏心)径向距离或偏移r2在1.8mm至2.5mm的范围内，优选地在1.9mm至2.3mm的范围内，进一步优选地在2.0mm至2.1mm的范围内。
光源42或LED 46中的两个分别距离彼此距离b'布置。距离b'对应于节距圆的(一部分)圆弧的长度，光源42或LED 46布置在节距圆上。优选地，距离b'在5mm和3mm之间的范围内，例如4mm，更优选地在3.5mm和4.5mm之间。使用此类布置，能够有效地提供光，特别是关于透镜47.3中的其中一个通过光导42或LED 46中的两个来提供光。特别地，借助于与图12所示的四个光轴X1、X2结合的四个光源42的布置，能够基本上不依赖对应透镜47.3或光源24或LED46在耳道内的准确位置来观察耳道。
光源或光导42或LED 46中的至少两个彼此距离最大距离d布置。最大距离d在各自光导42的中间轴线M2之间被测量。优选地，最大距离d至少为3.5mm，更优选地至少4mm，进一步优选地在4.2mm和4.6mm之间的范围内。这种相对大的距离d有利于立体观察，特别是通过从彼此距离最远的两个点发出的光，以便分析从不同方向反射的反射光。这种相对大的距离d也有利于评估深度信息，深度信息能够是有用的，以便从在耳道内的任何对象(例如，耳垢)中区分鼓膜。
图13A示出具有S形(乙状)形式的耳道C，其具有第一弯曲部C4'和第二弯曲部C4，第二弯曲部C4比第一弯曲部C4'更靠近鼓膜ED。耳镜10的头部14被引入耳道C内。在图13A所示的位置中，耳道C的第二弯曲部C4阻挡头部14的远端18与鼓膜ED的任何光学连通。
在图13A中，由硬骨C2限制的耳道C的区段具有以纵向轴线C5表征的直线几何结构。该区段由内侧向表面C6限制。鼓膜ED关于内侧向表面C6或者关于耳道C的纵向轴线C5成大约40°至50°的角度。
从图13B所示的位置中，能够整个观察到鼓膜ED，即，作为一个整体。从布置在电子成像单元(未示出)的光轴上的偏心观察点能够整个观察到鼓膜ED，电子成像单元布置在头部14的远侧尖端处。同样，从偏心照明点EIP能够整个照亮鼓膜ED。但是，甚至不要求将头部14引入远到图13B所示的位置。耳镜10被引入耳道C内远到第二弯曲部C4，即，几乎远到在软结缔组织C1与硬骨C2之间的过渡区域C3。在图13B所示的位置中，耳镜10能够“环视角点”。“角点”能够被定义为耳道C的第二弯曲部C4。
同样如图5所示，头部14的直径能够被设定形状使得其并不适合由硬骨C2限制的耳道C的区段。图13A仅示出或仅指的是头部14的相对轴向位置，但并非涉及头部14的任何优选直径。特别地，头部14的外直径，特别是在远侧尖端处的外直径，优选地大于由硬骨C2限制的耳道C的区段的内直径。
头部14的远侧尖端35或前表面关于内侧向表面C6或者关于耳道C的纵向轴线C5成角度，该角度小于鼓膜ED在其中布置的对应的角度。
图14示出具有远端18或远侧尖端35的头部14，远端18或远侧尖端35具有直径d1。直径d1在4.7mm至5.2mm的范围内，优选地在4.8mm至5mm的范围内，特别是4.9mm。远端18具有圆柱形形状。至少一个照相机40.1和/或红外传感器单元52、140和/或光导42或光源46和/或移动性传感器单元40a关于头部14的纵向轴线A以径向偏移r1被径向偏移布置。照相机40.1或对应的设备具有光轴X。照相机40.1和其光轴X相对纵向轴线A倾斜。倾斜角度β在，例如，10°至30°的范围内。光轴X关于远端18的侧向表面倾斜。
至少一个照相机40.1布置在最远侧的位置，即，接触或提供远侧尖端35。示例性的可替代配置被示出，远侧尖端在距离A1的位置(突出的远侧尖端35a)提供。距离A1为在头部14的最远侧前侧或前表面(即，突出的远侧尖端35a)和照相机40.1或红外传感器单元52、140或光源46的最远侧(光学)部件之间的距离。优选地，每个设备放置在距突出的远侧尖端35a小于3mm，优选地小于2mm，更优选地小于1mm的距离A1处。这可以确保径向偏移能够提供在耳道内的观察点或照明点或温度检测点的最偏心位置。
在图15中，示出根据该方法实施例的方法的方法步骤S1-S17及其相关性。步骤S1包括引入电子成像单元。步骤S1a包括引入与红外传感器单元结合的电子成像单元。步骤S2包括捕获至少一个图像。步骤S3包括确定亮度和/或颜色信息，用于识别对象。步骤S3a包括与确定亮度和/或颜色信息结合检测红外辐射，用于识别对象。步骤S4包括比较图像。步骤S5包括生成计算的图像。步骤S6包括通知用户鼓膜识别已经失败。
步骤S7包括移位电子成像单元和/或至少一个光源。步骤S8包括使电子成像单元或其光轴倾斜，或者使光源倾斜。步骤S9包括关于头部移动探头盖。步骤S10包括检测施加于探头盖或头部上的力。步骤S11包括探头盖的运动检测。步骤S12包括在医学上表征鼓膜。步骤S13包括用户引导。步骤S14包括使气体穿过探头盖。步骤S15包括校准。步骤S16包括分段照明。步骤S17包括借助于红外传感器单元的温度测量。
根据该发明实施例的方法在步骤S1处开始。作为步骤S1的替代，能够执行步骤S1a。作为步骤S3的替代，能够执行步骤S3a。步骤S1-S6能够依次执行。步骤S6能够在不同的步骤处任选地执行。步骤S12能够任选地执行。步骤S10能够独立地或与例如步骤S9或S11结合执行。步骤S7-S11能够彼此结合执行，并且与步骤S1-S6中的其中一个或与步骤S12结合执行。步骤S7和S8也能够关于(任选的)红外传感器单元的移位执行。优选地，步骤S13在步骤S1或S1a期间执行。步骤S14-S17能够彼此结合执行和/或与其他步骤之一结合执行。
在图16中，示意性地详细示出根据该发明实施例的方法的方法步骤及其相关性。在步骤S1-S17的背景下，参考图15。在步骤S1中，也能够执行在具体时间帧内捕获多个图像。例如，每秒捕获最多60个图像，特别是在对应的光轴或照相机的移位期间。步骤S1能够包括引入电子成像单元到鼓膜不超过预定距离的步骤S1.1。步骤S2能够包括从不同位置捕获至少两个图像的步骤S2.1和/或使用照明从不同位置或在照明期间从不同位置捕获至少两个图像的步骤S2.2。步骤S3能够包括确定鼓膜或者围绕鼓膜的区域(包括鼓膜)的反光的光谱成分，特别是红度的步骤S3.1，和/或特别是用于确定红度而改变照明强度的步骤S3.2，和/或特别是用于识别鼓膜的图案辨别的步骤S3.3，和/或特别是用于识别鼓膜而确定对象距离的步骤S3.4。步骤S4能够包括通过比较对象在从不同位置捕获的图像中的位置鉴别对象的步骤S4.1，和/或通过比较对象在使用照明从不同位置捕获的图像中的位置鉴别对象的步骤S4.2。步骤S6能够包括用声信号通知用户的步骤S6.1，和/或用视觉信号通知用户的步骤S6.2。
步骤S1-S6涉及捕获对象的图像。根据本发明的方法能够进一步包括步骤S7-S11中的至少一个，其中步骤S7-S11涉及耳镜的光学部件的移位，和/或探头盖的移位，和/或红外传感器单元的移位。步骤S7能够包括旋转电子成像单元和/或至少一个光源的步骤S7.1。步骤S9能够包括轴向放置探头盖的步骤S9.1。步骤S10能够包括根据检测到的力启动，特别是释放移动机构的步骤S10.1。步骤S11能够包括通过电子成像单元检测探头盖的相对运动的步骤S11.1。步骤S15能够包括校准电子成像单元的光谱敏感度的步骤S15.1，和/或校准校准至少一个光源的颜色和/或亮度的步骤S15.2。
在步骤S1期间，能够执行用户引导，以便将耳镜更容易地放置在耳道内，特别是远侧尖端布置在软结缔组织与硬骨之间的过渡区域中，或者布置在第二弯曲部处。用户引导能够通过步骤S13示意性地描述。步骤S13能够进一步包括步骤S13.1。步骤S13.1包括指示插入深度。步骤S13能够进一步包括步骤S13.2。步骤S13.2包括指示旋转方向。步骤S13能够进一步包括步骤S13.3。步骤S13.3包括指示手柄部分的倾斜角度。步骤S7、S8、S9、S10和S11能够在步骤S1、S13、S2、S3、S4、S5和S6中的任意一个期间执行。
如图16所示，根据该发明实施例的方法能够在无医学上表征鼓膜的任何方法步骤的情况下执行。图16所示的方法步骤涉及对象识别。
在图17中，除了图16所示的方法步骤以外，根据该发明实施例的方法包括在医学上表征鼓膜的附加步骤S12。步骤S12包括，例如，提供关于是否应去看医师的建议给用户，特别是给外行人。步骤S12包括，例如，提供炎症指数给用户。步骤S12能够进一步包括步骤S12.1。步骤S12.1包括确定鼓膜的红度。步骤S12能够进一步包括步骤S12.2。步骤S12.2包括识别在鼓膜后面的鼓室内的对象。步骤S12能够进一步包括步骤S12.3。步骤S12.3包括确定鼓膜的弯曲部。步骤S12能够进一步包括步骤S12.4。步骤S12.4包括对鼓膜加压。步骤S12能够进一步包括步骤S12.5。步骤S12.5包括确定将头部放置在左耳内还是右耳内。
步骤S7、S8、S9、S10、S11和S12能够在步骤S1、S13、S2、S3、S4、S5和S6中的任意一个期间，以及在步骤S14-S17的任意一个期间执行。
Claims (52)
1.一种识别受试者的耳朵中的对象的方法，其包括以下步骤：
-将光学电子成像单元(40)和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中所述电子成像单元(40)呈现有指向远侧方向的至少一个光轴(X；X1，X2)；
-使用所述电子成像单元(40)从至少一个偏心观察点捕获至少一个图像，所述偏心观察点放置在所述至少一个光轴(X；X1，X2)上并且偏心放置在所述耳道内；以及
-确定亮度或颜色信息以通过电子装置(44)识别在所述至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别所述对象，
其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：
-使用所述电子成像单元(40)从在所述耳道内的不同的偏心观察点捕获至少两个图像，和/或使用照明从所述耳道内的不同位置捕获至少两个图像；以及
-将使用所述电子成像单元从在所述耳道内的不同的偏心观察点捕获的至少两个图像彼此进行比较并且/或者将使用照明从所述耳道内的不同位置捕获的至少两个图像彼此进行比较，以识别在所述图像中所示出的对象。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在捕获所述至少一个图像期间，所述耳道从偏心放置在所述耳道内的偏心照明点照亮。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同位置被限定或调节为使得允许立体观察所述捕获的图像，所述不同位置彼此间隔至少2mm的距离(d)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同位置被限定或调节为使得允许立体观察所述捕获的图像，所述不同位置彼此间隔至少3mm的距离(d)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个光轴(X；X1，X2)指向所述受试者的耳朵的鼓膜处。
6.根据权利要求1所述的方法，其中自动地识别所述对象是自动地识别鼓膜。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包括使用所述电子成像单元(40)从所述耳道内的不同位置捕获至少两个图像，并且/或者利用照明从所述耳道内的偏心照明点捕获至少两个图像。
8.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述不同位置彼此间隔至少3.5mm的距离(d)。
9.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述不同位置彼此间隔至少3.7mm的距离(d)。
10.根据权利要求3或4所述的方法，其中针对用于捕获所述图像的所述位置之间的距离，所述不同位置彼此间隔在3.7mm与4.4mm之间的距离(d)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中针对在至少两个偏心观察点(EOP)之间的距离，所述不同位置彼此间隔在3.7mm与4.4mm之间的距离(d)。
12.根据权利要求3或4所述的方法，其中针对用于照明的所述位置之间的距离，所述不同位置彼此间隔在3.7mm与4.6mm之间的距离(d)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中针对在至少两个偏心照明点(EIP)之间的距离，所述不同位置彼此间隔在3.7mm与4.6mm之间的距离(d)。
14.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，其中所述至少两个图像在具体时间帧内捕获。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少两个图像在具体时间帧内从至少两个偏心观察点捕获。
16.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，其中在捕获所述至少两个图像期间，依次接通和断开照明，所述至少一个光源由LED提供，其中照明与所述电子成像单元(40)的快门同步。
17.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，其进一步包括：
-通过比较不同对象在从所述耳道内的不同位置捕获的至少两个图像中的位置，或者通过比较不同对象在使用照明从所述耳道内的不同位置捕获的至少两个图像中的外观来区分不同的对象。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述不同的对象为鼓膜和伪像。
19.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，其中所述电子成像单元(40)的所述至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源沿着预定路径在所述受试者的外耳的所述耳道内移位。
20.根据权利要求1、3或4中的任一项所述的方法，其中所述电子成像单元(40)的所述至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源被移位达在捕获第一图像的时刻和捕获第二图像的时刻之间的预定距离。
21.根据权利要求1所述的方法，其中耳镜(10)用于执行所述方法，所述耳镜(10)包括：
-手柄部分(12)，其允许用户在所述耳镜(10)的应用期间操纵所述耳镜(10)；以及
-头部(14)，其具有沿着所述头部(14)的纵向轴线(A)延伸的大致锥形的形式，其中所述头部(14)具有邻近所述手柄部分(12)的近端(16)和经配置被引入到所述受试者的外耳的所述耳道中的较小的远端(18)，
其中所述耳镜(10)进一步包括放置在所述头部(14)的所述远端(18)中的所述电子成像单元(40)，所述至少一个光轴(X；X1，X2)从所述纵向轴线(A)被径向偏移放置，所述径向偏移(r1)为所述远端(18)的径向尺寸的至少0.25倍。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述径向偏移(r1)为所述远端(18)的所述径向尺寸的至少0.3倍。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述径向偏移(r1)为所述远端(18)的所述径向尺寸的至少0.35倍。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述电子成像单元(40)放置在所述头部(14)的远侧尖端(35)处。
25.根据权利要求21所述的方法，其中使用所述电子成像单元(40)的至少两个照相机(40.1)和/或使用限定所述电子成像单元(40)的至少两个光轴(X1，X2)的分束器光学器件(40.2)捕获至少两个图像，每个照相机限定所述电子成像单元(40)的一个光轴，其中所述分束器光学器件(40.2)与单个图像传感器(43)结合使用。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述电子成像单元(40)或至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源被旋转，所述旋转通过马达执行。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述电子成像单元(40)或至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源在关于所述头部(14)的远侧尖端的直径具有最大径向偏移的节距圆上旋转。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述旋转通过运动机构(24)的无刷马达执行。
29.根据权利要求26所述的方法，其中识别对象包括在旋转期间或者从至少两个不同偏心观察点确定所述对象在所述耳道内的距离。
30.根据权利要求26或29所述的方法，其中所述至少一个光源被旋转，以便当所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)被旋转时关于所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)维持预定的距离。
31.根据权利要求21、25、26或29中的任一项所述的方法，其中所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)和/或至少一个光源相对所述电子成像单元(40)的旋转轴线(R)倾斜，或者相对所述纵向轴线(A)倾斜，以便连续指向在所述旋转轴线(R)或所述纵向轴线(A)上的预定点，所述预定点到所述电子成像单元(40)具有固定的距离。
32.根据权利要求21、25、26或29中的任一项所述的方法，其进一步包括，通过经布置用于轴向运动的探头盖移动机构(65)，关于所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)相对移动放在所述头部(14)上方的探头盖(60)的至少一部分的步骤。
33.根据权利要求32所述的方法，其中移位所述探头盖(60)根据所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源的移位被执行。
34.根据权利要求33所述的方法，其中移位所述探头盖(60)在所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)和/或所述至少一个光源的移位之前被执行。
35.根据权利要求1、3、4、21、25、26、29或33中的任一项所述的方法，其进一步包括，基于至少一个捕获的图像核实所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)的恰当定位，使得用户能够被引导，其中通过指示用于执行所述方法的耳镜的手柄部分的插入深度的指令，和/或指示手柄部分的旋转的方向的指令，和/或指示手柄部分的倾斜角度的指令通知所述用户。
36.根据权利要求35所述的方法，其进一步包括，在引入所述电子成像单元(40)的步骤期间，基于所述至少一个捕获的图像核实所述电子成像单元(40)或所述至少一个光轴(X；X1，X2)的恰当定位。
37.根据权利要求35所述的方法，其中通过指示所述手柄部分关于所述耳道的纵向轴线的倾斜角度的指令来通知所述用户。
38.根据权利要求21、25、26、29或33中的任一项所述的方法，其中捕获所述至少一个图像由所述远端(18)来执行。
39.根据权利要求21、25、26、29或33中的任一项所述的方法，其中捕获所述至少一个图像由放置在离鼓膜至少10mm的距离处的远侧尖端(35)来执行。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述远侧尖端(35)放置在离所述鼓膜至少15mm的距离处。
41.根据权利要求21、25、26、29或33中的任一项所述的方法，其中在引入至少一个所述光学电子成像单元(40)期间，检测施加于所述头部(14)上的力。
42.根据权利要求41所述的方法，其中在引入至少一个所述光学电子成像单元(40)期间，检测在所述纵向轴线(A)的方向上施加的力。
43.根据权利要求41所述的方法，其中用户引导基于检测到的力的具体值执行，其中力通过力检测装置(80)进行检测，所述力检测装置(80)耦合到用于移动布置在所述头部(14)处的探头盖的运动机构和/或移动机构(65)。
44.根据权利要求1、3、4、21、25、26、29、33或43中的任一项所述的方法，其中识别对象包括几何图案的图案辨别，或者表征锤骨的几何图案，其中图案辨别基于所述对象的角度的确定。
45.根据权利要求44所述的方法，其中识别对象包括圆形或椭圆形形状的图案识别。
46.根据权利要求44所述的方法，其中所述对象的角度或角度范围为关于所述耳道的内侧向表面或所述耳道的纵向轴线的角度。
47.根据权利要求1、3、4、21、25、26、29、33或43中的任一项所述的方法，其中识别对象包括识别鼓膜，所述方法进一步包括基于所述鼓膜的至少一个捕获的图像在医学上表征所述鼓膜的步骤，其中在医学上表征所述鼓膜包括确定所述鼓膜的反光的光谱成分，和/或识别在所述受试者的鼓室内的对象，和/或确定所述鼓膜的弯曲部，和/或对所述鼓膜加压并且检测所述鼓膜的移动性。
48.根据权利要求47所述的方法，其中确定所述鼓膜的弯曲部是确定所述鼓膜的凸度。
49.一种识别受试者的耳朵中的鼓膜的方法，其包括以下步骤：
-将光学电子成像单元(40)和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中所述电子成像单元(40)呈现有指向远侧方向的至少一个光轴(X；X1，X2)；
-使用所述电子成像单元(40)从放置在所述至少一个光轴(X；X1，X2)上并且偏心放置在所述耳道内的至少一个偏心观察点捕获至少一个图像；以及
-确定亮度或颜色信息以通过电子装置(44)识别在所述至少一个图像中所示出的鼓膜，以便自动地识别对象，
所述方法进一步包括基于捕获所述鼓膜的至少一个图像在医学上表征所述鼓膜的步骤，其中用户引导基于捕获所述鼓膜的所述至少一个图像来执行，其中通知所述用户关于如何放置所述电子成像单元(40)以便捕获所述鼓膜的图像。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述至少一个光轴(X；X1，X2)指向所述受试者的耳朵的所述鼓膜处。
51.根据权利要求49所述的方法，其中自动地识别所述对象是自动地识别所述鼓膜。
52.根据权利要求49所述的方法，其中捕获所述鼓膜的图像是捕获所述鼓膜的特定区域的图像。
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