TW202327522A - 熱影像內視鏡系統、其內視鏡導管、其異常區域判斷方法、其異常區域顯示裝置、及其熱影像處理主機 - Google Patents

Abstract

一種熱影像內視鏡系統包含熱影像內視鏡導管和控制裝置。熱影像內視鏡導管包含管體、熱影像擷取組件、處置元件和連動元件。熱影像擷取組件和處置元件的一端位於管體的頭部，熱影像擷取組件用以自攝像區域擷取熱影像並轉換為影像訊號。連動元件位於管體內並連接頭部。控制裝置包含接收元件、驅動元件、導光組件和控制器。驅動元件連接連動元件，導光組件包含導光件和閘門。控制器依接收元件接收的處置命令致動驅動元件使連動元件連動頭部作動、致動閘門使其選擇性的將導光件耦合或不耦合於處置元件。控制器接收並輸出影像訊號。

Description

熱影像內視鏡系統、其內視鏡導管、其異常區域判斷方法、其異常區域顯示裝置、及其熱影像處理主機

一種內視鏡系統，尤指一種可以擷取組織熱影像及/或選擇性對異常組織處置的內視鏡系統。

內視鏡通常包含內視鏡導管和可見光光源，部份手術過程中的內視鏡會利用提供可見光光源照射於人體組織上，並以顯影劑為外來物質，透過細胞代謝差異的方法產生組織螢光差異來協助辨識人體內異常組織。隨著技術的進步，部分內視鏡開始配合腫瘤消融裝置，需使用者自行操作控制消融裝置的位置以對準異常組織進行消融。

本發明人在設計內視鏡系統時，欲避免顯影劑的使用而無形中增加人體組織之負擔，同時避免因組織未有明顯顏色變化而導致內視鏡無法於可見光視線波段偵測到異常組織的情況出現。同時發明人需確保可客觀準確瞄準異常組織及方便使用者對異常組織進行消融。

鑑於上述本發明人之需求，本發明提供一種熱影像內視鏡系統，依據一實施例，熱影像內視鏡系統包含熱影像內視鏡導管和控制裝置。熱影像內視鏡導管包含管體、熱影像擷取組件、處置元件和連動元件。管體一端具有頭部。熱影像擷取組件位於頭部並用以自攝像區域擷取熱影像並將之轉換為影像訊號，熱影像擷取組件具有攝像區域。處置元件位於管體內且處置元件的一端位於頭部。處置元件具有處置區域，其位於該攝像區域內。連動元件位於管體內並連接頭部。控制裝置包含接收元件、驅動元件、導光組件和控制器。接收元件用以接收處置命令。驅動元件連接連動元件。導光組件包含導光件和閘門。導光件包含輸入端和輸出端。閘門被致動以選擇性地將導光件之輸出端耦合與不耦合於處置元件。控制器用以接收並輸出影像訊號。控制器依據處置命令致動驅動元件以使連動元件連動頭部作動、和致動閘門。

在一些實施例中，熱影像內視鏡系統包含主機。主機包含顯示器、輸入元件和處理器。輸入元件用以接收輸入訊號。處理器依據影像訊號，使顯示器顯示視覺影像。處理器依據輸入訊號而輸出處置命令。

在一些實施例中，熱影像內視鏡系統包含雷射裝置。雷射裝置包含出光管。出光管耦合於導光件之輸入端。雷射裝置被致動時，於出光管發出雷射光。

本發明另提供一種熱影像內視鏡導管，依據一實施例，熱影像內視鏡導管包含管體、熱影像擷取組件、處置元件和連動元件。管體一端具有頭部，管體之另一端具有連接部。熱影像擷取組件位於頭部並用以自攝像區域擷取熱影像並將之轉換為影像訊號自該連接部輸出，熱影像擷取組件具有攝像區域。處置元件包含處置頭和光纖，光纖位於管體內且處置頭位於頭部。光纖一端位於連接部，光纖的另一端耦合於處置頭。處置元件具有處置區域，其位於攝像區域內。連動元件位於管體內並連接頭部。連動元件被致動時，連動管體的頭部作動。

本發明另提供一種熱影像異常區域判斷方法，依據一實施例，熱影像異常區域判斷方法包含接收視覺影像。視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每一熱感應點具有溫度。依據溫度獲得平均溫度。判斷相鄰的熱感應點之溫度與平均溫度的差異是否分別高出預定溫差，若是，則將相鄰的熱感應點做為異常區域。

本發明另提供一種熱影像異常區域顯示裝置，依據一些實施例，熱影像異常區域顯示裝置包含接收模組、處理模組和顯示模組。接收模組用以接收視覺影像，視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每熱感應點具有溫度。處理模組用以依據溫度獲得平均溫度，判斷相鄰的熱感應點之溫度與平均溫差的差異是否分別高出預定溫差，若是，則將相鄰的熱感應點做為異常區域。顯示模組用以顯示視覺影像和異常區域。

本發明另提供一種熱影像處理主機，依據一些實施例，熱影像處理主機包含顯示器和處理器。處理器用以接收影像訊號，其對應視覺影像，視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每熱感應點具有溫度。依據溫度獲得平均溫度。判斷相鄰的熱感應點之溫度與平均溫度之差異是否分別高出預定溫差，若是，則將相鄰的熱感應點做為異常區域。控制顯示器顯示熱視覺影像和異常區域。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參考圖1及圖3，圖1為依據一些實施例之熱影像內視鏡系統之立體示意圖，圖3係為依據一些實施例之熱影像內視鏡導管之局部截面示意圖。熱影像內視鏡系統包含熱影像內視鏡導管10及控制裝置20。使用者使用時，可將熱影像內視鏡導管10的一端置入人體內，透過控制裝置20的控制，可控制熱影像內視鏡導管10的熱影像擷取組件14的攝像區域在人體內的位置。在一些實施例中，熱影像內視鏡系統另包含一主機30，主機30包含顯示器32，顯示器32將熱影像擷取組件14從攝像區域所擷取到的影像訊號顯示為視覺影像，供使用者檢視。在一些實施例中，熱影像內視鏡系統另包含一雷射裝置40。雷射裝置40被致動時用以發出雷射光。當使用者觀察視覺影像中有異常組織時，可驅動雷射裝置40發出雷射光，經過熱影像內視鏡導管10的處置元件16而消融該異常組織。

請參考圖1至圖5，圖2係為依據一些實施例之熱影像內視鏡系統之控制裝置結構示意圖，圖4係依據一些實施例之熱影像內視鏡導管之頭部端面示意圖，圖5係依據一些實施之頭部及攝像區域與處置區域之示意圖。熱影像內視鏡系統包含熱影像內視鏡導管10及控制裝置20。熱影像內視鏡導管10包含管體12、熱影像擷取組件14、處置元件16及連動元件18。管體12一端具有頭部120（見於圖1）。熱影像擷取組件14位於管體12的頭部120。當頭部120進入人體體內進行熱影像拍攝時，熱影像擷取組件14自一攝像區域R1（見於圖5）擷取熱影像，並將之轉換為影像訊號。處置元件16位於管體12內，且處置元件16（見於圖3）的一端位於頭部120。處置元件16具有處置區域R2（見於圖5），處置區域R2位於攝像區域R1內，如圖5所示。連動元件18位於管體12內並連接頭部120，如圖3及圖4所示。控制裝置20包含接收元件22、驅動元件24、導光組件26及控制器28。接收元件22用以接收來自主機30的處置命令（容後詳述）。驅動元件24連接連動元件18。導光組件26包含導光件260及閘門266，導光件260包含輸入端262及輸出端264。輸入端262可接收來自於雷射裝置40的光源，而輸出端264與處置元件16對接。閘門266被致動以選擇性地將導光件260之輸出端264光耦合或不耦合於處置元件16。舉例而言，閘門266為開啟狀態時，雷射光源可由導光件260經輸出端264耦合至處置元件16。閘門266為關閉狀態時，光源則被閘門266阻擋於導光件260處，而不會到達處置元件16。閘門266處可另增加光學連接器以達到光耦合的效果。控制器28依據處置命令致動驅動元件24以使連動元件18連動頭部120作動、以及致動閘門266。

因此，當使用者將熱影像內視鏡導管10的頭部120置入人體內，可透過控制裝置20之控制，經驅動元件24連動連動元件18，而調整頭部120的角度，進而調整熱影像擷取組件14的攝像區域R1所在位置（容後說明）。

在一些實施例中，管體12一端具有頭部120，另一端具有一連接部122。連接部122連接於控制裝置20。連接部122連接於控制裝置20時，用以將熱影像擷取組件14電性連接至控制裝置、將連動元件18連接至驅動元件24、及將處置元件16與導光件260對接。連接部122可以是一般常見的連接器或特製的連接器。

請參考圖3，在一些實施例中，熱影像內視鏡導管10包含一金屬套環13。金屬套環13位於管體12的頭部120並用以固定熱影像擷取組件14及處置元件16的一端，而使熱影像擷取組件14和處置元件16在管體12的頭部120處維持固定的相對位置。由於可採用不同型號、焦距、視角大小的熱影像擷取組件14，以及採用不同大小、處置深度的處置元件16，故並未限定熱影像擷取組件14和處置元件16的相對位置必然為多少距離，而係以熱影像擷取組件14的鏡頭直徑、處置元件16一端之大小、及管體12的直徑（粗度）訂定。舉例而言，若採用的熱影像擷取組件14的鏡頭直徑為5毫米（mm），位於頭部120一端的處置元件16的直徑大小為1.8毫米，管體12橫截面的直徑大小為10毫米，則熱影像擷取組件14與處置元件16的相對位置（即熱影像擷取組件14之鏡頭的中心位置與處置元件16中心位置的距離）可以是3.6毫米。熱影像擷取組件14和處置元件16維持固定的相對位置係為便於計算驅動元件24轉動角度的計算。

請續參考圖5，熱影像擷取組件14的攝像區域R1為熱影像擷取組件14的焦距區域，意即，在該焦距區域所擷取到的熱影像較為清晰。類似的，處置元件16的處置區域R2是指處置元件16在對組織進行處理時的聚焦區域（例如用以處置組織的雷射光的聚焦區域）。攝像區域R1與處置區域R2間具有一預定距離D1，此預定距離D1可為但不限於攝像區域R1的中心點至處置區域R2的中心點的距離。該預定距離D1之用途，容後說明。

請再參考圖2及圖3，在一些實施例中，熱影像內視鏡導管10包含多個連動元件18，例如但不限於圖2實施例的4個連動元件18。連動元件18可為牽引線，其材質可以採用記憶金屬之材質。連動元件18的一端連接於驅動元件24，另一端連接於熱影像內視鏡導管10的管體12的頭部120，從圖4中可以看出，該四個連動元件18連接在該頭部120的四分點的位置（即每個相距約90度）。在圖2、圖3及圖4的實施例中，驅動元件24以雙軸馬達為例，連動元件18以四條牽引線為例。雙軸馬達可包含X軸及Y軸。二條連動元件18的一端分別連接雙軸馬達的X軸，另一端連接圖4位於頭部120之90度及270度位置。另二條連動元件18的一端分別連接雙軸馬達的Y軸，另一端連接圖4位於頭部120之0度及180度位置。雙軸馬達分別控制X軸及/或Y軸的轉速及/或旋轉角度。因此，當驅動元件24的X軸被驅動以牽引圖4位於90度及270度位置的二條連動元件18時，頭部120將朝圖4的+X或-X方向擺動；類似的，當驅動元件24被驅動以牽引圖4位於0度及180度位置的二條連動元件18時，頭部120將朝圖4的+Y或-Y方向擺動。因此，控制器28可以依據處置命令而使頭部120朝+X、-X、+Y、及/或-Y方向轉動。在一些實施例中，驅動元件24為但不限於雙軸馬達、伺服馬達或步進馬達。

請參考圖1，在一些實施例中，控制裝置20包含遙桿27，遙桿27可以由使用者控制，以控制熱影像內視鏡導管10的頭部120的轉動角度，該遙桿27可以是提供二維輸入之遙桿。遙桿27耦接於控制器28，使用者藉由遙桿27輸入方向指令後，由遙桿27將對應訊號傳送給控制器28，控制器28據以控制驅動元件24使連動元件18連動頭部120。

上述實施例中，熱影像擷取組件14可用以偵測人體熱輻射，例如紅外線顯像元件。紅外線顯像元件可偵測之波段為7.5~14微米（μm），而人體所散發的紅外輻射波段介於8~12微米之間。人體之異常組織與正常組織之間具有代謝及行為表徵的差異，致使異常組織產生區域性的溫度差異。故可透過熱影像擷取組件14取得人體組織的溫度，進而判斷是否有異常組織存在。除紅外線顯像元件以外，其他接收波段可涵蓋熱體輻射熱範圍之熱影像元件皆可達到此功效，因以人體本身之熱輻射作為熱影像擷取組件14的偵測對象，故不需使用任何顯影劑增加身體之負擔。熱影像擷取組件14之選擇以體積越小但視野越大的為主。另，可根據使用者的需求搭載可輸出不同空間解析度之影像的熱影像擷取組件14。空間解析度係影響異常組織影像之清晰度。於偵測人體中的異常組織時，較大的空間解析度可使熱影像內視鏡系統辨識出更小的異常組織以及更精確的取得該異常組織尺寸。例如使用空間解析度為10～20微米之熱影像擷取組件14時，可觀察到癌細胞尺度大小的精讀，進而達到可偵測癌細胞等異常組織的效果。熱影像內視鏡系統可應用於人體腹腔、上下消化道檢測，可於腹腔手術中直接導入腹腔進行影像協助，亦可於上下消化道檢測使用，以及術後檢測使用。

在一些實施例中，熱影像內視鏡系統可包含主機30。主機30包含顯示器32、輸入元件34及處理器36。該輸入元件34用以接收一輸入訊號。處理器36依據該影像訊號，使該顯示器32顯示一視覺影像。該處理器36依據該輸入訊號而輸出該處置命令。在一些實施例中，主機30耦接該接收元件22，主機30例如但不限於透過USB連接線而耦接該接收元件22。熱影像擷取組件14自攝像區域R1擷取熱影像，並將之轉換為影像訊號，經由控制裝置20而傳送至處理器36。控制裝置20可以透過有線或無線方式傳輸該影像訊號給主機30。

處理器36依據該影像訊號而使顯示器32顯示一視覺影像。視覺影像例如但不限於如圖6所示之視覺影像。此視覺影像係為可使使用者直觀的辨識出是否具有異常組織。在一些實施例中，視覺影像將不同溫度的以不同色彩來顯示；亦可將異常組識以醒目的方式呈現，以達到提供使用者直觀辨識異常區域的效果。以圖6實施例為例，圖6將正當溫度的組織以較淺的灰色呈現，而溫度異常的組織則以較暗的灰色呈現。視覺影像包含二維排列之多個熱感應點A，每一熱感應點A具有一溫度，該溫度對應區域組織之溫度。視覺影像對應熱影像擷取組件14的攝像區域R1，因此，視覺影像的每一熱感應點A即對應攝像區域R1的各組織點，每一該熱感應點A的溫度即為對應的各該組識點的溫度。處理器36亦可依據熱感應點A的數量及對應的各組織點面積得出異常區域的範圍大小，而視覺影像中對異常區域處標示該異常區域的範圍大小，如圖6中標示該較暗的灰色的區域大之大小為10毫米。

請復參考圖6，在一些實施例中，處理器36對影像訊號進行一異常標示程序，使顯示器32可選擇性的於視覺影像上顯示異常標示。其中，選擇性係指當熱影像擷取組件14所擷取的人體局部組織中，若處理器36判斷有符合異常區域時，致使顯示器32以一異常標示方式顯示該區域；若處理器36未偵測到異常區域，則不會標示任何異常標示於視覺影像中。視覺影像中之異常標示不限於一個，可同時顯示多個異常標示。

關於前述異常標示程序，請參考圖7A至圖7D，圖7A係為依據一些實施例之視覺影像之異常標示程序之流程示意圖。圖7B至圖7D分別為依據一些實施例之視覺影像示意圖（一）、（二）、及（三），顯示之異常標示程序。異常標示程序由控制器28執行，該異常標示程序包含：

步驟S80：判斷是否存在一異常區域，該異常區域包含相鄰該些熱感應點A且該些相鄰的熱感應點A之該些溫度與一平均溫度之差異大於一預定溫差；及

步驟S82：響應該異常區域，判斷該異常區域是否小於或等於一上限尺寸，若是，則將該異常區域做為該異常標示。意即，當該異常區域存在且該異常區域的一尺寸小於或等於該上限尺寸時，將該異常區域內的該些熱感應點A做為該異常標示，該處理器36控制該顯示器32於該視覺影像上顯示該異常標示。

在一些實施例中，異常區域包含兩個或以上相鄰的熱感應點A，該些熱感應點A的溫度與周圍其他熱感應點A的溫度之差異大於該預定溫差。舉例而言，於圖7B中，熱感應點A ₄₄及熱感應點A ₄₅之溫度與周圍其他熱感應點A的溫度具有一溫度差異，此溫度差異大於該預定溫差，而此二熱感應點A ₄₄,A ₄₅為相鄰關係，故處理器36執行異常標示程序之步驟S80時判斷熱感應點A ₄₄及熱感應點A ₄₅為異常區域。類似的，請見於圖7C，熱感應點A ₃₄、A ₄₃、A ₄₄、A ₄₅及A ₅₄之溫度與周圍其他熱感應點A的溫度具有一溫度差異，此溫度差異大於該預定溫差，而此些熱感應點A ₃₄,A ₄₃,A ₄₄,A ₄₅,A ₅₄彼此相鄰，故處理器36執行異常標示程序之步驟S80時，將熱感應點A ₃₄,A ₄₃,A ₄₄,A ₄₅,A ₅₄判斷為異常區域。請另參考圖7D，雖然熱感應點A ₄₄之溫度與周圍其他之熱感應點A具有一溫度差異，且此差異大於該預定溫差，然熱感應點A ₄₄周圍並無其他具有大於預定溫差之熱感應點A，不符合「相鄰兩個或以上」之條件，故處理器36執行異常標示程序之步驟S80時，並不會將熱感應點A ₄₄判斷為異常區域。前述預定溫差可以為但不限於3℃。一般而言，相鄰的熱感應點A的溫度與其他區域熱感應點A的平均溫度之溫度差異高於3℃，可以判斷該相鄰的熱感應點A其為異常組織。此異常組織可能是初期形成之腫瘤或離散之小腫瘤（溫度高於平均溫度3℃），也可能是魚骨等異物（溫度低於平均溫度3℃）。

在一些實施例中，視覺影像將不同溫度以不同色彩顯示，圖7B中的熱感應點A ₄₄及熱感應點A ₄₅以灰色顯示，而其餘熱感應點A則以白色顯示，如此，使用者即可從視覺上判斷那些點的溫度異常。圖7C及圖7D亦同，不再贅述。在一些實施例中，處理器36執行步驟S80之判斷而獲得異常區域時，並不對該異常區域做顯目標示，僅於執行步驟S82後，才進行異常標示。

在一些實施例中，步驟S82之上限尺寸可以是適合處置元件16處置的異常組織的尺寸，該上限尺寸是但不限於10毫米。當該異常區域存在且該異常區域的尺寸小於或等於該上限尺寸時，處理器36將異常區域內的該些熱感應點A做為異常標示，處理器36控制顯示器32於視覺影像上顯示該異常標示（如圖7B及圖7C的虛線框為異常區域R3及異常區域R4）。在一些實施例中，處理器36將視覺影像的每個熱感應點A依其溫度顯示，意即使用者能從各熱感應點A的顏色判斷溫度異常的熱感應點A，如圖7B、圖7C及圖7D所示。處理器36另將異常標示以虛線框標示，如圖7B及圖7C所示；而圖7D中的熱感應點A ₄₄僅為溫度異常的熱感應點A，並未有異常標示。

前述適合處置元件16處置的異常組織尺寸與處置元件16及處置溫度有關，例如在選用Nd：YAG 1,064奈米（nm）波長之脈衝雷射作為連接處置元件16之雷射光源，且處置溫度約為50℃時，在組織尺寸大於10毫米時，處置時間將過長且被處置的組織溫度會過高，因此，10毫米即做為該上限尺寸。

輸入元件34可用以接收來自使用者的輸入訊號。例如，當使用者從視覺影像中得知有異常標示且欲處置該異常標示所對應的異常組織時，使用者可藉由該輸入元件34發出對該異常組織進行處置的指令（輸入訊號）。前述輸入元件34例如但不限於鍵盤。處理器36依據該輸入訊號而輸出該處置命令。該控制器28經由該接收元件22接收該處置命令並依照處置命令移動頭部120及開啟閘門266等。處置命令可能包含移動指令、開啟或關閉閘門指令及/或照射時間長度指令。

關於處置命令，請參考圖5及圖7B，在一些實施例中，圖7B的視覺影像對應圖5的攝像區域R1，其中，該視覺影像可以對應部分的該攝像區域R1，該視覺影像例如但不限於攝像區域R1中最大的矩形區域。該攝像區域R1的中心點對應視覺影像的中央位置P1，該處置區域R2對應視覺影像的處置位置P2。攝像區域R1與處置區域R2間的預定距離D1即對應中央位置P1與處置位置P2的距離。當該異常區域R3存在，且該輸入訊號為自動處置指令時，處理器36將依據中央位置P1、處置位置P2及異常標示產生一處置命令。處置命令包含移動參數及時間參數。移動參數可為頭部120之擺動角度，控制器28依據此移動參數致動驅動元件24，使連接驅動元件24的連動元件18牽引頭部120進行一定角度的調整（即頭部120沿如圖4中+X、-X、+Y、及/或-Y方向轉動），而將處置位置P2對準異常區域R3的一處（例如但不限於異常區域R3的左上角P3），並由此處開始沿X或Y方向移動與掃描，直至處置位置P2行經整個異常區域R3。因攝像區域R1與處置區域R2間的預定距離D1即對應中央位置P1與處置位置P2的距離，處理器36可透過計算獲得處置元件16需移動多少距離及角度，方能使處置區域R2對準異常區域R3。時間參數為處理器36經計算後所得之異常組織需要消融的時間。時間參數之計算需參照異常區域的尺寸大小及雷射的功率參數。在一些實施列中，使用者可於輸入元件34輸入所使用的雷射之功率，主機30藉以計算出對應的時間參數。控制器28首先依據移動參數致動驅動元件24使頭部120作動，待處置區域R2對準異常區域R3後，致動閘門266使導光件260之輸出端264與處置元件16光耦合，此時由處置元件16輸出之雷射光可對異常區域R3的異常組織進行消融。於時間參數終了後，控制器28再致動閘門266關閉，以停止對異常區域R3的異常組織的消融動作。在此實施例中，雷射裝置40是採用人工啟動，意即，使用者在輸入自動處置指令時，先人工開啟雷射裝置40，使之發出雷射光。

在一些實施例中，處置元件16停止對異常區域進行消融動作後，控制器28將再依據移動參數致動驅動元件24使連動元件18牽引頭部120進行一定角度的調整，該調整角度及位移值不變，然調整方向與原方向相反，即使得熱影像擷取組件14可再重新擷取該經處置後的異常區域之熱影像，以判斷異常區域是否仍存在。

在一些實施例中，熱影像內視鏡系統包含雷射裝置40，例如Nd: YAG雷射之532奈米波段、KTP雷射之532奈米波段、Er: YAG雷射之2,940奈米波段或800~980奈米的二極體(diode)雷射。雷射裝置40包含出光管400。出光管400與導光件260的輸入端262相耦合。雷射裝置40被致動時，由出光管400發出雷射光源至輸入端262。雷射裝置40可以由使用者人工手動開啟，也可以由控制器28依據處置命令而致動。

在一些實施例中，該輸入訊號為自動處置指令時，處理器36將產生一處置命令。控制器28依據處置命令，在致動閘門266以使該導光件260之該輸出端264耦合於該處置元件16步驟前，控制器28先致動雷射裝置40。如此，控制器28在控制閘門266打開時，雷射光源得經由出光管400、導光件260、處置元件16而照射到處置區域R2。

在一些實施例中，異常區域存在，且輸入元件34所接收的輸入訊號為自動移動指令時，處理器36將依據中央位置P1、處置位置P2及異常標示產生移動參數。移動參數為頭部120之擺動角度，由控制器28依據此移動參數致動驅動元件24擺動，使連接驅動元件24的連動元件18牽引頭部120進行一定角度的調整，而將處置區域R2對準異常區域。

請再參考圖1，熱影像內視鏡系統可包含雷射裝置40，雷射裝置40包含出光管400。出光管400與導光件260的輸入端262相耦合。雷射裝置40被致動時，由出光管400發出雷射光源至輸入端262。

在一些實施例中，使用者已藉由控制器28的遙桿27而將處置區域R2對準處置位置P2，因此，使用者可以僅利用輸入元件34進行處置動作。當輸入元件34接收的輸入訊號為手動處置指令時，控制器28依據手動處置指令致動閘門266使導光件260之輸出端264與處置元件16光耦合。當雷射裝置40開啟時，雷射光源可經由出光管400、導光件260、處置元件16而照射到異常區域。

在一些實施例中，當輸入訊號為手動停止指令時，控制器28依據手動處置指令致動閘門266使導光件260之輸出端264與處置元件16停止光耦合，即使雷射裝置40開啟，雷射光源亦不得照射到異常區域而停止對異常組織的消融。

在一些實施例中，雷射裝置40亦可由控制器28致動，當控制器28已依據移動參數將處置區域R2對準異常區域，且輸入訊號為手動處置指令時，控制器28致動雷射裝置40；當輸入訊號為手動停止指令時，控制器28不致動雷射裝置40。因此，雷射裝置40可根據手動處置指令及手動停止指令開啟或關閉。若選擇之雷射裝置40為不固定光源波長之雷射裝置40，於控制器28致動雷射裝置40之時，亦可依照功率參數調整雷射裝置40發射之雷射光的光源功率，設定並啟動雷射於預定功率，以符合使用者的需求，並達到異常組織消融的效果。

在一些實施例中，控制器28首先依據移動參數致動驅動元件24使頭部120作動，隨後致動閘門266使導光件260之輸出端264與處置元件16光耦合，此時由處置元件16輸出之雷射光可對異常區域的異常組織進行消融。於時間參數終了後，控制器28再致動閘門266關閉，以停止對異常區域的異常組織的消融動作。

在一些實施例中，若異常區域存在且其尺寸大於該上限尺寸時，處理器36將異常區域內的該些熱感應點A做為另一異常標示。另一異常標示採與前文所述之「尺寸小於上限尺寸」時之異常標示不同的方式，例如可為實線框，以使使用者可直觀的辨識該異常區域是否大於上限尺寸。處理器36並控制該顯示器32於視覺影像上顯示該另一異常標示，另記錄該異常區域存在之位置、大小，以便使用者可以其他方式對該異常組織進行處理。在一些實施例中，異常區域的上限尺寸可以是10毫米。

請復參考圖3，圖3係為依據一些實施例之熱影像內視鏡導管之截面圖。熱影像內視鏡導管10包含管體12、熱影像擷取組件14、處置元件16、及連動元件18。管體12一端具有頭部120，管體12的另一端具有連接部122。熱影像擷取組件14位於該頭部120，當頭部120進入人體體內進行熱影像拍攝時，熱影像擷取組件14自一攝像區域R1擷取熱影像，並將之轉換為影像訊號自該連接部122輸出。處置元件16包含處置頭160及光纖162。處置頭160位於頭部120，光纖162位於管體12內，光纖162的一端位於連接部122，另一端與處置頭160相耦合。處置元件16具有處置區域R2，處置區域R2位於攝像區域R1內。連動元件18位於管體12內並連接頭部120。其中，該連動元件18被致動時，連動該管體12的該頭部120作動。

在一些實施例中，熱影像內視鏡導管10可作為內視鏡系統的一次性可拋棄式導管。使用者可手動將管體12具有頭部120的一端推入人體需進行熱影像探測之區域。在一些實施例中，使用者可搭配控制器28來致動驅動元件24對頭部120進行較細微幅度的調整。控制器28另可與主機30連接，使用者可於主機30上輸入移動指令，使控制器28致動驅動元件24。

請參考圖8，圖8係為依據一些實施例之熱影像異常區域判斷方法之流程圖。若未特別聲明，流程圖中步驟S10～S14的描述順序並不能限制本發明之熱影像異常區域判斷方法之各步驟的執行順序。首先，以處理器36接收一視覺影像，該視覺影像包含二維排列的多個熱感應點A，每一熱感應點A具有一溫度（步驟S10）。依據此些熱感應點A的溫度，獲得視覺影像的平均溫度（步驟S12）。隨後判斷各熱感應點A的溫度是否比平均溫度高出一預定溫差，且該些熱感應點A是否具有兩個或以上的相鄰關係，若是，將該些相鄰的熱感應點A做為一異常區域（步驟S14）。

在一些實施例中，二維排列包含第一軸及第二軸，例如將多個熱感應點A分為橫向的X軸及縱向的Y軸。異常區域的判斷方法更包含：沿第一軸，判斷各熱感應點A的溫度與平均溫度的差異是否有大於預定溫差。請復參考圖7C，例如判斷得熱感應點A ₄₃、A ₄₄、及A ₄₅之溫度較平均溫度高，且溫度差異大於預定溫差。熱感應點A ₄₃、A ₄₄、及A ₄₅彼此相鄰，則將該些相鄰的熱感應點A ₄₃,A ₄₄,A ₄₅做為第一子區域（步驟S140）。沿第二軸，判斷各熱感應點A的溫度與平均溫度的差異是否有大於預定溫差，例如判斷得熱感應點A ₃₄、A ₄₄、及A ₅₄之溫度較平均溫度高，且溫度差異大於預定溫差。熱感應點A ₃₄、A ₄₄、及A ₅₄彼此相鄰，則將該些相鄰的熱感應點A ₃₄,A ₄₄,A ₅₄做為第二子區域（步驟S142）。將第一子區域及第二子區域做為異常區域（步驟S144）。

請參考圖9，圖9係為依據一些實施例之熱影像異常區域顯示裝置之功能方塊圖。熱影像異常區域顯示裝置50包含接收模組500、處理模組520、及顯示模組540。接收模組500用以接收視覺影像，視覺影像為包含二維排列的多個熱感應點A，每一熱感應點A具有一溫度。該接收模組500可連接熱影像內視鏡導管10等，以接收一經擷取的視覺影像。視覺影像的各熱感應點A所表示之視野大小不受限制，僅需達到可精確表示偵測物（例如人體組織）的個別單位即可。處理模組520用以：依據該些熱感應點A的溫度，獲得一平均溫度；及判斷各具有相鄰關係的熱感應點A各自的溫度與該平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，處理模組520將此些相鄰的熱感應點A作為異常區域。處理模組520將視覺影像及經辨識的異常區域傳輸至顯示模組540，由顯示模組540顯示該視覺影像及異常區域。視覺影像中非異常區域及異常區域可以不同顏色或標示的方式顯示，以便使用者可以直觀的獲取異常區域的資訊。

請參考圖10，圖10係為依據一些實施例之熱影像處理主機之功能方塊圖。熱影像處理主機60包含顯示器600及處理器620。顯示器600與處理器620相連接。處理器620用以：

接收一影像訊號，該影像訊號對應一視覺影像，該視覺影像包含二維排列之多個熱感應點A，每一熱感應點A具有一溫度；依據此些溫度，獲得一平均溫度；

判斷具有相鄰關係的各熱感應點A的溫度與平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點A做為一異常區域；及

控制顯示器600顯示視覺影像及異常區域。其中，異常區域可以是一個或多個，且於顯示器600中以顏色或其他標示方式使使用者得以直觀的區分異常區域及非異常區域。

請參考圖11，圖11係為依據一些實施例之熱影像處理主機60之處理器620的異常區域判斷步驟。在一些實施例中，二維排列包含第一軸及第二軸。處理器620判斷異常區域的步驟係：

沿該第一軸，判斷相鄰的多個熱感應點A之該些溫度與平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點A做為第一子區域（步驟S20）；

沿該第二軸，判斷相鄰的該些熱感應點A之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為第二子區域（步驟S22）；及

視覺影像中的各熱感應點A皆判斷完後，將第一子區域及第二子區域做為異常區域（步驟S24）。

在一些實施例中，可就異常區域再做更進一步的判斷，處理器620判斷該異常區域的尺寸是否小於或等於上限尺寸，若是，處理器620控制顯示器600以第一種方式顯示視覺影像及異常區域。處理器620亦同時判斷異常區域的尺寸是否大於上限尺寸，若是，處理器620控制顯示器600以第二種方式顯示視覺影像及異常區域。上限尺寸的範圍可以參考選用的雷射的消融範圍或處置區域，例如使用Nd：YAG 1,064奈米波長之脈衝雷射時，其雷射光源可使組織10毫米範圍內的細胞死亡，即可以10毫米作為上限尺寸的範圍，若異常區域的尺寸小於或等於10毫米，處理器620可控制顯示器600以第一種方式顯示，若異常區域的尺寸大於10毫米，處理器620控制顯示器600以第二種方式顯示。

綜上所述，在一些實施例中，熱影像內視鏡系統可以熱影像內視鏡導管10及控制裝置20來達到偵測人體異常組織及進行處置之效果。熱影像異常區域判斷方法可透過視覺影像之熱感應點A判斷異常區域。熱影像異常區域顯示裝置50以及熱影像處理主機60得以處理模組520或處理器620判斷異常區域並由顯示模組540或顯示器600顯示視覺影像及異常區域。

10:熱影像內視鏡導管 12:管體 120:頭部 122:連接部 13:金屬套環 14:熱影像擷取組件 16:處置元件 160:處置頭 162:光纖 18:連動元件 20:控制裝置 22:接收元件 24:驅動元件 26:導光組件 260:導光件 262:輸入端 264:輸出端 266:閘門 27:遙桿 28:控制器 30:主機 32:顯示器 34:輸入元件 36:處理器 40:雷射裝置 400:出光管 50:熱影像異常區域顯示裝置 500:接收模組 520:處理模組 540:顯示模組 60:熱影像處理主機 600:顯示器 620:處理器 A, A ₃₄, A ₄₃, A ₄₄, A ₄₅, A ₅₄:熱感應點 D1:預定距離 R1:攝像區域 R2:處置區域 R3, R4:異常區域 P1:中央位置 P2:處置位置 P3:異常區域 S10~S14, S140~S144, S20~S24, S80~S82:步驟

圖1係為依據一些實施例之熱影像內視鏡系統之立體示意圖。 圖2係為依據一些實施例之熱影像內視鏡系統之控制裝置結構示意圖。 圖3係為依據一些實施例之熱影像內視鏡導管之局部截面示意圖。 圖4係依據一些實施例之熱影像內視鏡導管之頭部端面示意圖。 圖5係依據一些實施例之頭部及攝像區域與處置區域之示意圖。 圖6係依據一些實施例之視覺影像之示意圖。 圖7A係為依據一些實施例之視覺影像之異常標示程序之流程示意圖。 圖7B係為依據一些實施例之視覺影像示意圖（一），顯示異常標示程序。 圖7C係為依據一些實施例之視覺影像示意圖（二），顯示異常標示程序。 圖7D係為依據一些實施例之視覺影像示意圖（三），顯示異常標示程序。 圖8係為依據一些實施例之熱影像異常區域判斷方法之流程圖。 圖9係為依據一些實施例之熱影像異常區域顯示裝置之功能方塊圖。 圖10係為依據一些實施例之熱影像處理主機之功能方塊圖。 圖11係為依據一些實施例之熱影像處理主機之處理器的異常區域判斷步驟。

10:熱影像內視鏡導管

12:管體

120:頭部

122:連接部

20:控制裝置

27:遙桿

30:主機

32:顯示器

34:輸入元件

36:處理器

40:雷射裝置

400:出光管

Claims (20)

1. 一種熱影像內視鏡系統，包括： 一熱影像內視鏡導管，包含： 一管體，該管體一端具有一頭部； 一熱影像擷取組件，位於該頭部並用以自一攝像區域擷取一熱影像並將之轉換為一影像訊號； 一處置元件，位於該管體內且該處置元件的一端位於該頭部，該處置元件具有一處置區域，該處置區域位於該攝像區域內；及 一連動元件，位於該管體內並連接該頭部；及 一控制裝置，包含： 一接收元件，用以接收一處置命令； 一驅動元件，連接該連動元件； 一導光組件，包含一導光件及一閘門，該導光件包含一輸入端及一輸出端，該閘門被致動以選擇性地將該導光件之該輸出端耦合與不耦合於該處置元件；及 一控制器，依據該處置命令，致動該驅動元件以使該連動元件連動該頭部作動、以及致動該閘門。
2. 如請求項1所述之熱影像內視鏡系統，包含： 一主機，包含： 一顯示器； 一輸入元件，用以接收一輸入訊號；及 一處理器，依據該影像訊號，使該顯示器顯示一視覺影像；該處理器依據該輸入訊號而輸出該處置命令。
3. 如請求項2所述之熱影像內視鏡系統，其中，該處理器對該影像訊號進行一異常標示程序，以使該顯示器選擇性地於該視覺影像上顯示一異常標示。
4. 如請求項3所述之熱影像內視鏡系統，其中，該視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每一該熱感應點具有一溫度，該處理器執行該異常標示程序係執行： 判斷是否存在一異常區域，該異常區域包含相鄰該些熱感應點且該些相鄰的熱感應點之該些溫度與一平均溫度之差異是否大於一預定溫差；及 當該異常區域存在且該異常區域的一尺寸小於或等於一上限尺寸時，將該異常區域內的該些熱感應點做為該異常標示，該處理器控制該顯示器於該視覺影像上顯示該異常標示。
5. 如請求項4所述之熱影像內視鏡系統，其中，該視覺影像具有一中央位置及一處置位置，該中央位置係對應該攝像區域，該處置位置係對應該處置區域，當該異常區域存在且該輸入訊號為一自動處置指令時，該處理器依據該中央位置、該處置位置及該異常標示，輸出該處置命令，該處置命令包含一移動參數及一時間參數，該控制器依據該移動參數致動該驅動元件以使該連動元件連動該頭部作動、以及致動該閘門以使該導光件之該輸出端耦合於該處置元件直至該時間參數終了。
6. 如請求項5所述之熱影像內視鏡系統，包含一雷射裝置，該雷射裝置包含一出光管；該出光管耦合於該導光件之該輸入端；該雷射裝置被致動時，於該出光管發出一雷射光。
7. 如請求項6所述之熱影像內視鏡系統，其中，該控制器在致動該閘門以使該導光件之該輸出端耦合於該處置元件步驟前，該控制器致動該雷射裝置。
8. 如請求項4所述之熱影像內視鏡系統，其中，該視覺影像具有一中央位置及一處置位置，該中央位置係對應該攝像區域，該處置位置係對應該處置區域，當該異常區域存在且該輸入訊號為一自動移動指令時，該處理器依據該中央位置、該處置位置及該異常標示，輸出的該處置命令包含一移動參數，該控制器依據該移動參數致動該驅動元件以使該連動元件連動該頭部作動。
9. 如請求項4或8所述之熱影像內視鏡系統，包含一雷射裝置，該雷射裝置包含一出光管；該出光管耦合於該導光件之該輸入端；該雷射裝置被致動時，於該出光管發出一雷射光。
10. 如請求項9所述之熱影像內視鏡系統，其中，當該輸入訊號為一手動處置指令時，該控制器致動該閘門以使該導光件之該輸出端耦合於該處置元件。
11. 如請求項10所述之熱影像內視鏡系統，其中，當該輸入訊號為一停止處置指令時，該控制器致動該閘門以使該導光件之該輸出端不耦合於該處置元件。
12. 如請求項11所述之熱影像內視鏡系統，其中，當該輸入訊號為該手動處置指令時，該控制器致動該雷射裝置；當該輸入訊號為該停止處置指令時，該控制器不致動該雷射裝置。
13. 如請求項4所述之熱影像內視鏡系統，其中，當該異常區域存在且大於該上限尺寸時，將該異常區域內的該些熱感應點做為另一異常標示，該處理器控制該顯示器於該視覺影像上顯示該另一異常標示。
14. 一種熱影像內視鏡導管，包含： 一管體，該管體一端具有一頭部，該管體之另一端具有一連接部； 一熱影像擷取組件，位於該頭部並用以自一攝像區域擷取一熱影像並將之轉換為一影像訊號自該連接部輸出； 一處置元件，包含一處置頭及一光纖，該光纖位於該管體內且該處置頭位於該頭部，該光纖一端位於該連接部，該光纖的另一端耦合於該處置頭，該處置元件具有一處置區域，該處置區域位於該攝像區域內；及 一連動元件，位於該管體內並連接該頭部，其中，該連動元件被致動時，連動該管體的該頭部作動。
15. 一種熱影像異常區域判斷方法，包含： 接收一視覺影像，該視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每一該熱感應點具有一溫度； 依據該些溫度，獲得一平均溫度；及 判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一異常區域。
16. 如請求項15所述之熱影像異常區域判斷方法，其中，該二維包含一第一軸及一第二軸，該判斷步驟包含： 沿該第一軸，判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於該預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一第一子區域； 沿該第二軸，判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於該預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一第二子區域；及 將該第一子區域及該第二子區域做為該異常區域。
17. 一種熱影像異常區域顯示裝置，包含： 一接收模組，用以接收一視覺影像，該視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每一該熱感應點具有一溫度； 一處理模組，用以： 依據該些溫度，獲得一平均溫度；及 判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一異常區域；及 一顯示模組，用以顯示該視覺影像及該異常區域。
18. 一種熱影像處理主機，包含： 一顯示器；及 一處理器，用以： 接收一影像訊號，該影像訊號對應一視覺影像，該視覺影像包含二維排列之多個熱感應點，每一該熱感應點具有一溫度； 依據該些溫度，獲得一平均溫度； 判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於一預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一異常區域；及 控制該顯示器顯示該視覺影像及該異常區域。
19. 如請求項18所述之熱影像處理主機，其中，該二維包含一第一軸及一第二軸，該處理器之該判斷步驟係為該處理器執行： 沿該第一軸，判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於該預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一第一子區域； 沿該第二軸，判斷相鄰的該些熱感應點之該些溫度與該平均溫度之差異是否大於該預定溫差，若是，則將該些相鄰的熱感應點做為一第二子區域；及 將該第一子區域及該第二子區域做為該異常區域。
20. 如請求項19所述之熱影像處理主機，其中，該處理器執行： 判斷該異常區域的一尺寸小於或等於一上限尺寸時，控制該顯示器以一第一種方式顯示該視覺影像及該異常區域；及 判斷該異常區域的該尺寸大於該上限尺寸時，控制該顯示器以一第二種方式顯示該視覺影像及該異常區域。

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