CN105796066A - 眼部腺体功能检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种眼部腺体功能检测系统，系统包括取得眼部热影像的热成像感测单元，可取得眼部热影像中多个位置的温度分布，之后通过一运算单元运算得到多个位置在一定范围内的平均温度，其中至少包括取得一参考位置的参考温度，以及多个受测位置的温度，分别存储至眼部腺体功能检测系统的存储媒体中，系统设有一比较单元，用以计算参考温度与多个受测位置的温度间的多笔差异或比值，之后将比较结果输出。在一实施例中，参考温度取自眼睑上眼皮一个面积范围的平均温度，受测位置的温度则可为眼睑从左到右连线上的多个受测点的温度。本发明通过眼部热影像所反映的温度而针对特定眼部腺体功能作出诊断。
Description
技术领域
本发明涉及一种眼部腺体功能检测系统，特别是利用一热成像仪拍摄眼部而判断眼部腺体功能的检测系统。
背景技术
眼睛疾病的检测通常是指视力检查、立体感检查、眼压检查、泪液检查，其中有一种泪液分泌或是泪液品质的检测，为的是检测干眼症(dryeyesyndrome)，而泪水平衡问题或泪液缺乏常常是造成干眼症的主要理由。
泪水平衡问题或泪液缺乏造成干眼症的关键在于睑板腺(meibomianglands)，睑板腺(meibomianglands)是一种在眼皮周围的腺体，主要的功能为分泌泪水中的油脂层。泪膜(tearfilm)主要有三层结构，主要成份是泪腺分泌的水液层(Aqueouslayer)，另有覆盖在角膜表面作为锁住水液层的黏液层(Mucouslayer)，以及由睑板腺分泌的油脂层(Lipidlayer)。油脂层覆盖于水液层上，用途在于避免水液层快速蒸发，并可增加泪膜的表面张力，并可润滑眼睑及眼球的接触面。
然而，睑板腺功能障碍疾病主要是由于睑板腺阻塞或腺体分泌的油脂质量异常，会使得睑板腺油脂品质下降，进一步造成泪膜稳定性下降，并且泪液蒸发速率提升，这就是睑板腺发炎导致干眼症的关联性。
公知用以量测干眼症的泪膜破裂的手段大抵分为接触性的跟非接触性的，其中接触性的量测手段包括以石墨氏(Schirmer)方法检测泪液在滤纸上的扩散情况判断是否有干眼症的征状；另有一种泪膜破裂时间(TearBreakUpTime,TBUT)方法，可以荧光染剂观察受检者在张眼后其泪膜第一次产生破裂的时间，藉此判断是否有过早破裂的干眼症征状。
就非接触性的量测方法而言，主要是由眼科医师以直接观察法直接用肉眼观察受检者的泪膜破裂情形，以及使用红外线式的热检测元件，检测眼表温度的变化，以进一步推知泪膜的破裂情形。然而就直接观察法而言，其结果非常仰赖眼科医师的临床上的判断力，而且较无同一量化的标准，不同的医师对泪膜破裂的情况可能都有不同的解读，因此导致人为误判的机率甚高。
发明内容
本发明提出一种非接触式的眼部腺体功能检测系统，特别是采用一种热成像仪取得眼部温度分布后提供眼部腺体功能检测的依据，其中实施例主要涉及一种眼部腺体功能检测系统。
在此眼部腺体功能检测系统中，包括一取得眼部热影像的热成像感测单元，此可为独立的装置，或是整合于系统内的感测电路，其目的为取得眼部热影像中多个位置的温度分布；系统设有一运算单元，用以运算得到多个位置在一定范围内的平均温度，其中至少包括取得一参考位置的参考温度，此可以先存储于一第一温度取得单元，以及取得多个受测位置的温度，可以先存储在第二温度取得单元中。系统设有一比较单元，经取得上述参考温度与该多个受测位置的温度，可用以计算参考温度与多个受测位置的温度间的多笔温度差异或比值；以及系统设有一输出单元，用以将比较单元得到的结果输出。
眼部腺体功能检测系统可使用一定位单元，藉此定位眼部热影像上的多个位置，比如眼睑上的特定位置，以及眼睑从左至右连线上的多个受测点。接着取得这些位置的温度时，经与参考温度比较后，可以得到差异或比值，而用以判断眼部线体功能障碍的指数
为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
附图说明
图1显示本发明眼部腺体功能检测系统实施例的一所采用的热成像仪装置；
图2示意表示黑体温升曲线的曲线图；
图3显示本发明眼部腺体功能检测系统的运算电路软件实施例之一；
图4显示本发明眼部腺体功能检测系统的运算电路软件实施例之二；
图5显示本发明眼部腺体功能检测系统检测闭眼时的受测部位示意图；
图6显示应用本发明眼部腺体功能检测系统的检测方法流程图之一；
图7显示应用本发明眼部腺体功能检测系统的检测方法流程图之二。
其中，附图标记说明如下：
红外线热成像传感器10托承架体12
黑体11底座13
黑体辐射值Cx参考温度Ty
运算电路14
热成像仪32存储单元306
运算装置30数值运算单元301
比较运算单元302指数运算单元303
判断单元304输出单元305
受测部位40检测系统400
热成像感测单元401定位单元402
运算单元403第一温度取得单元404
第二温度取得单元405比较单元406
输出单元407存储装置42
位置a、b、c、d受测点P1、P2、P3、P4、P5
步骤S601～S609眼部腺体功能检测系统的检测流程
步骤S701～S711眼部腺体功能检测系统的检测流程
具体实施方式
热成像仪(Thermography)主要是指一种红外线热成像仪(InfraredThermography，IRT)，能够其中红外线传感器可以对物体散发出的红外线进行感光成像，对比照射黑体辐射(black-bodyradiation)所感测的温度数值，如图2表示的黑体温升曲线，可据以判断出物体表面的温度。
图1显示本发明眼部腺体功能检测系统实施例的一所采用的热成像仪装置。如图所示，热成像仪装置主要的元件包括红外线热成像传感器10，前端设有一托承架体12，托承架体12包括自装置的底座13向上延伸环状结构，可用以托承受测者的头部。而此托承架体12上设有一黑体(blackbody)11，在检测受测者眼球表面温度或眼睑上的温度时，同时参考热成像传感器10自黑体11所感测的热辐射，据此判断出眼球表面或眼睑表面的实际温度。
举例来说，装置中热成像传感器10取得黑体11的热辐射值，如图2所示黑体辐射值Cx，以此取得一校正用的参考温度Ty，于是，当热成像仪装置中的热成像传感器10开始检测受测者眼球表面的特定位置的辐射值，装置中的运算电路(未示于图中)即可根据图2显示的黑体温升曲线计算得出辐射值所对应的温度值。此例的黑体温升曲线界定了摄氏10度到摄氏42度之间的温度与黑体辐射值的关系，其中黑体11在摄氏10度到摄氏25度之间与其所发射出的黑体辐射呈线性的数学关系，而黑体11在摄氏25度到摄氏42度之间与其所发射出的黑体辐射呈二次曲线关系。于是，这个曲线关系即作为上述校正参考温度Ty之用，并进一步将感测到的受测者器官温度对照(比如可设一查找表)得出准确的温度。
热成像仪装置的热成像传感器10的实施例的一是在内部设有红外线感测元件，如热电堆(thermopile)、焦电元件(pyroelectric)或热敏元件(bolometer)等热型传感器，经黑体辐射校正与根据黑体温升曲线而取得受测者眼球表面温度后，热成像仪装置中的运算电路14即继续根据取得的特定位置的温度值进行平均值运算，并能根据各特定位置温度值之间的差异得出一个可以判断眼部疾病的指数。
眼部腺体功能检测系统的主要功能之一是以非接触式取得眼睑上温度分布，并进而诊断是否有眼板腺功能障碍，眼板腺主要是分泌泪液中的油膜，若眼板腺功能产生障碍，就会降低泪液中的油膜品质，产生眼部发炎的问题。因此判断眼板腺功能是否异常可作为干眼症的判断指标。而眼板腺产生油膜品质可以眼部温度分布与变化(包括温度分布、降温特性等)为依据作出诊断，比如眼部温度若有升高反应，则可能是发炎的现象。本公开所提出的眼部腺体功能检测系统更以非接触式方式取得眼球表面温度，不会有传统触诊方式产生不适的问题。
图3接着显示本发明基于前述技术所提出的眼部腺体功能检测系统的实施例，其中显示系统所提出执行各项运算功能的硬件电路或软件实现的功能模块。
根据图示的本发明实施例，前端主要非接触式元件是可以取得受测者特定器官(如眼睛)的表面温度的热成像仪32，后端则是根据热成像仪32取得的温度信息运算得出结果的运算装置30。运算装置30可为一具有运算能力的电子装置，一般来说可以与热成像仪32整合为一个系统的实施态样，但也不排除与热成像仪32为分别的两个装置，两者之间可以特定连接结构、缆线或是通讯协议相连。此例中，运算装置30中根据其中运算功能分别以模块方框呈现其中电路。
运算装置30中至少包括相互电性连接的数值运算单元301、比较运算单元302、指数运算单元303、判断单元304与输出单元305，以及作为系统存储器或是各个电路产生数据后的数据暂存器的存储单元306。
数值运算单元301，比如为运算装置30中的中央运算单元，主要功能在于取得热成像仪32所感测得到受测者眼球表面的温度分布，特别为取得其中一或多个特定位置的相关范围的温度信息，经黑体辐射校正与运算后，可以得出各位置在一定范围内的平均温度，各位置的温度信息、平均温度值等数据将可存储在存储单元306中。
比较运算单元302接着自存储单元306取得温度信息，并依据本发明所欲判断的眼部腺体功能检测的目的，取得各位置互相的温度关系，例如计算各点位置之间的温度差值、比例值等，作为后续指数运算的基础。之后再以指数运算单元303根据比较运算单元302计算得出的各点位置之间的温度差值、比例值，对比出关于眼部腺体功能的判断指数，这个判断指数将能够根据眼科医师或相关科别的医学研究反映出眼部腺体功能与眼部特定位置的温度差值或比例值的关联性，比如可以制作一个比对表，其中记载在特定温度差异范围与眼部腺体损伤程度的对照。
之后，运算装置30的判断单元304将根据上述温度指数判断眼部腺体功能是否异常，或是异常的程度。接着通过输出单元305输出结果，包括存储至作为系统存储器或是数据暂存器的存储单元306。其中输出单元305输出的结果至少包括多笔温度差异或比值的平均值，系统将可制作记载多笔温度差异或比值的平均值与一眼部腺体功能指数的关联性的比对表。
本发明另一实施态样可参阅图4，此例显示本发明眼部腺体功能检测系统的运算电路实施例，此例提出热成像仪与数据运算的相关电路整合为一的系统。
受测部位40如图中所示为一眼睛，检测系统400主要目的是能够量测眼表温度，不限制只能用来测量眼表(ocularsurface)的整体温度，也可以用于测量眼表的角膜(cornea)的局部温度或眼表的结膜(conjunctiva)的局部温度，检测系统400的主要目的之一是量测眼表中的角膜或结膜等各部分的温度变化，并运算形成判断眼部腺体功能的结果。
检测系统400根据目的与功能区分为多个以硬件或软件实现的功能模块，包括感测形成受测部位40的红外线热影像图的热成像感测单元401，可以在一个时间内连续拍摄多张眼表热影像，其中需要取得眼部热影像中多个位置的温度分布。此处的热成像感测单元401也如图3所示的实施例为一独立运作的热成像仪。根据实施例之一，系统可采用一定位单元402，耦接热成像感测单元401，通过软件方法定位出眼部热影像上的多个预设位置，例如眼睑上眼皮的一个面积范围以及眼睑从左到右连线上的多个受测点，可以取得各点相关范围内的温度分布，进而计算各受测范围内的平均温度，让系统可以顺利取得所拍摄的眼表热影像中的多个位置以及相关范围的温度分布。
接着再以运算单元403运算得到各个预设位置在一定范围内的平均温度，包括至少一个参考位置的参考温度，以及多个受测位置的温度。系统设有暂存这些温度值的存储媒体，比如参考温度以及多个受测位置的温度分别输出到第一温度取得单元404与第二温度取得单元405，其中可以连续取得在一定时间内的温度值，运算一定范围内在一时间内的温度平均值。通过比较单元406取得第一温度取得单元404与第二温度取得单元405中所记录的温度值，以此计算上述某个位置的参考温度以及多个受测位置的温度间的多笔差异或比值。
之后可以输出单元407将比较单元406得到的结果输出，包括输出到一存储装置42，以及产生报表。
图5显示本发明检测系统在针对特定眼部腺体功能检测时所需取得温度的受测部位示意图。
在此实施例中，显示为一眼睑外观图，检测系统将以热成像仪或是相关感测单元量测眼部闭眼时的眼表热影像，特别是其中特别部位，比如可以根据眼表热影像形成的眼表温度分布中取得眼睑上多个区域的平均温度。
举例来说，采用图中靠近眼睑最右(位置a)到眼睑最左(位置b)之间的多个受测点的温度值，此例显示位置a到眼睑中心(位置c)之间平均位置上的五个受测点P1、P2、P3、P4、P5，每个受测点可以为涵盖附近一个面积范围(比如1～3毫米范围内)的平均温度。检测系统同时取得眼睑上眼皮(如位置d)一个面积范围的平均温度，之后计算五个受测点P1、P2、P3、P4、P5与眼睑上眼皮受测点(代表位置d)的比值或差值，产生的相对关系形成判断眼部腺体功能指数，比如眼板腺的发炎指数。
其中，根据实施例之一，位置d可为位置c往上延伸1厘米(cm)。上述五个受测点P1、P2、P3、P4、P5与眼睑上眼皮受测点(代表位置d)的比值或差值可作为眼板腺发炎指数，比值如受测点P1、P2、P3、P4、P5各点位置的温度值分别与位置d的温度值的比值(Pi/d)，或是差值(Pi-d)。眼部发炎指数的判断比如，当温度比值大于1.2倍或温度差4.6℃时可称之发炎；若低于或等于这个指标，则眼板腺正常。
图6接着显示应用本发明眼部腺体功能检测系统的检测方法实施例的一流程图。
方法主要由所载的眼部腺体功能检测系统所实现，开始如步骤S601，通过系统中该热成像感测单元或是热成像仪取得受测器官热影像，比如眼部闭眼的热影像；之后如步骤S603，通过定位手段，计算得到受测器官中多个位置的温度信息，这些信息可以为多个预设位置在一定范围内的温度分布，比如眼睑上的多个预设位置，包括一个参考位置与多个受测点；接着再如步骤S605，计算各位置范围的温度平均值，温度平均值为各受测位置的代表温度；之后，可如步骤S607，系统将计算各温度平均值间的关系，比如各个受测点与一参考位置的温度之间的差异或比值，这些眼睑上的温度差异或比值可用以判断是否有眼部功能障碍的标准，如步骤S609，可藉此判断眼部发炎指数。
其中多个受测点与一个参考温度的温度差值或是比例会有多笔，因此在判断眼部发炎指数时，将根据输出的多笔温度差异或比值的平均值，必要时可以制作一比对表，记载多笔温度差异或比值的平均值与一眼部腺体功能指数的关联性。
再如图7所示应用本发明眼部腺体功能检测系统的检测方法的另一实施例流程图。
流程显示开始时，如步骤S701，由系统中的热成像仪或是相关感测电路取得闭眼热影像；如步骤S703，使用者操作眼部腺体功能检测系统上的软件介面，点选热像上的参考坐标点，例如图5显示的各位置a、b、c，以及其中参考位置d等。
流程接着如步骤S705，系统将取得多个关键位置(如前述的位置a、b、c)的区域温度值；再如步骤S707，可取得眼睑上方表皮的区域温度值(如前述位置d)，并计算各预设位置的温度平均值，如步骤S709，藉此计算多个预设位置之间的温度差异或比值，并据此得出眼部腺体功能指数，如步骤S711。
是以，本公开提出一种眼部腺体功能检测系统，可以通过眼部热影像所反映的温度而针对特定眼部腺体功能作出诊断，例如针对干眼症，可以通过眼睑上预设位置之间的温度差异或比值作为眼板腺功能判断的依据，眼板腺关于眼睛泪液的油膜品质，也就涉及是否有干眼症的判断，眼部腺体功能检测系统更达成非接触式的检测目的。
惟以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内，合予陈明。
Claims (9)
1.一种眼部腺体功能检测系统，其特征在于，所述的系统包括：
一取得一眼部热影像的热成像感测单元，并取得该眼部热影像中多个位置的温度分布；
一运算单元，用以运算得到该多个位置在一定范围内的平均温度，其中至少包括取得一参考位置的参考温度，以及多个受测位置的温度，分别存储至该眼部腺体功能检测系统的存储媒体中；
一比较单元，经取得该参考温度与该多个受测位置的温度，计算该参考温度与该多个受测位置的温度间的多笔温度差异或比值；以及
一输出单元，用以将该比较单元得到的结果输出。
2.如权利要求1所述的眼部腺体功能检测系统，还包括一定位单元，耦接该热成像感测单元，藉此定位该眼部热影像上的该多个位置。
3.如权利要求2所述的眼部腺体功能检测系统，其中该运算单元取得一眼睑上眼皮一个面积范围的平均温度，以及眼睑从左到右连线上的多个受测点的温度。
4.如权利要求3所述的眼部腺体功能检测系统，其中该参考位置的参考温度，以及多个受测位置的温度暂存至该系统内一第一温度取得单元与一第二温度取得单元。
5.如权利要求1所述的眼部腺体功能检测系统，其中该输出单元输出的结果至少包括该多笔温度差异或比值的平均值。
6.如权利要求5所述的眼部腺体功能检测系统，其中设有一比对表，记载该多笔温度差异或比值的平均值与一眼部腺体功能指数的关联性。
7.如权利要求6所述的眼部腺体功能检测系统，其中输出结果存储于一存储单元。
8.如权利要求1所述的眼部腺体功能检测系统，其中该热成像感测单元为一独立运作的热成像仪。
9.如权利要求8所述的眼部腺体功能检测系统，其中该热成像仪包括一红外线热成像传感器，该红外线热成像传感器前端设有一托承架体，该托承架体设有一黑体。
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Publications (1)
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