TWI298628B - - Google Patents

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.1298628 ^ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發_錢—❹波段活體檢概置，制是翻用特定波 段的光譜影像來檢測之裝置。 【先前技術】 _珊人_胃腸赫的轉係_缝查胃親植織的内視 _鏡，檢查時將-長絲管的檢視裝置由口織从直接祕病人胃腸道的 、减此長條軟&具有-小型攝影模組，經由長條軟管將小型攝影模組所 賴到之胃勝道__影像龍傳輪餅部峨看設備，但插入長條軟 管時需做額外之局部麻醉’以降低病人的不舒適感。此外每次檢查前後均 需對長條軟管之檢視裝置進行清_細戦交互㈣，故每次檢查前後 的準備工作亦是繁瑣。 為改善上述習知的缺點，而提出_種膠囊動視鏡2，首綠參閱第一 鲁圖不’其係包含-膠囊殼4、-影像操取模組6、一影像傳輸模組8及一精 密電池模組1G，而影細取· 6、傳輸模組8及精密電池模組ι〇係 谷置於轉殼4内’影侧取模組6係具有—⑽光源12及_娜元件 、14 ’在檢查病人之讀道組晴，病人需先在身上穿戴好-接收裝置（圖 中未示），在吞服膠囊型内視鏡2後，腸胃道組織的影像經由LED光源12 •產生的光源照射後，再反射在CMOS元件14，影像傳輸模組8將影像娜模 組6所獲取之腸胃道組織的影像傳送至體外接收裝置，於進行相關的腸胃 道組織檢查後，膠囊型内視鏡2再經過胃腸道組織而隨著糞便排出。 5 .1298628 k 而上述膠囊型内視鏡之習知技術係使用白光發光二極體作為led光源 - 12 (即使用包含可見光連續光譜範圍内的光源，或使用兩種或兩種以上的 ， 單色光源混合而成），互補金屬氧化半導體為CMOS元件14，搭配使用於膠 • 囊内視鏡系統，用來擷取人體内部器官組織的影像資料，以提供醫療檢測 之用，但是此系統只有（1)單一白光LED的照明光源、（2)單一 CMOS的感測 π件、（3)沒有波段選取裝置，所以僅能取得人體内部器官組織的一般白光 ‘ 4療景Μ象’且需依靠醫療人員依其所得的訓練及經驗來判讀這些影像，而 φ 對於潛藏的病變，特別是早期癌細胞病變，則無法有效的鑑別。 因此，本發明針對上述的問題，提出一種置入式多波段活體檢測裝置， 始解決上述的問題。 【發明内容】 本發明之主要目的，在於提供一種置入式多波段活體檢測裝置，其係 卿由數個特定波長或數個可變波長所產生的照明光源，或在影像擷取時 φ 可以控制特定波段光譜影像的裝置設備來擷取人體内部醫療影像，如消化 道系統、π腔、鼻腔、肛門及陰道並藉以來判斷病灶。 ‘ 本發明之另一目的，在於提供一種置入式多波段活體檢測裝置，其係 可藉由不同光源波段的時序控制，以及對病理組織有不同的光譜反應，來 提尚病理細胞的鑑別率，以改善習知裝置僅能觀測寬波段之一般影像的缺 點。 為達上述之目的，本發明提供一種置入式多波段活體檢測裝置，其係 由％形衫像操取裂置、一特定波段分光器及一影像感測裝置所組成，環 6 1298628 形影像擁取裝置藉由擁取—受測物所反射的—光源而形成—環形影像，且 利用光學處理將環形影像展開為一帶狀影像，而特定波段分光器係將帶狀 影像分光為數個不同波段的頻谱，並將其分區處理且傳輸至影像感測裝 置，影像感測裝置將分區處理後的不同波段之頻譜進行同波段串接處理， 即可得一連續影像。 底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明 之目的、技術内容、特點及其所達成之功效。

I 【實施方式】 以往人體内部器官的病變可使用内視鏡來檢測，其原理為提供一照明 光源，並使用光學鏡頭及衫像感測兀件，利用這些深入體内的裝置，將體 内器官組織的影像傳送到體外由醫療人員依其所得的訓練及經驗來判讀這 些影像，此裝置的型態有傳統的光纖管類型，至近年來所發明的膠囊式裝 置。不管為何種設計，其共通特點為使用的光源皆為白光（即使用包含可 I 見光連續光譜範圍内的光源，或使用兩種或兩種以上的單色光源混合而 成），此種白光檢測僅能取得一般的醫療影像，經過學者研究指出，不同的 病灶對於不同波長的光源有不同的反應，若使用特定波長，如利用紫外光 源（UV)照射人體組織時，會引發人體組織中早期的癌細胞的自體螢光反 應，如此的照明方式可以提供較局的鑑別率。 本發明為一種置入式多波段活體檢測裝置，其係可搭配應用於傳統光 纖管類型内視鏡及膠囊型内視鏡，於此，本發明係以膠囊型内視鏡為實施 態樣來說明。首先請參閱第二圖所示，其為本發明之第一實施例，其係包 7 1298628

括一可為一 LED或一雷射二極體（Laser-diode )的特定光源產生装置丨6及 一可為電荷耦合器件（CCD)影像感測元件或一互補金屬氧化半導體 (CMOS)影像感測元件的影像擷取裝置24，特定光源產生裝置16係可利 用法布里-伯羅（Fabry-Perot)雷射產生可變波段之光源，同時，也可再利 用濾光片（filter)、鑛膜的梯度變化、入射角度變化、光柵或光子晶體或的 方法來產生一特定波段之光源18，且可依檢測需要來調變光源18的波段。 當特定光源產生裝置16產生特定波段之光源18後，且將光源18照射於體 内之一受測物20,受測物20吸收此光源18而產生一波段光譜22,光譜22 由影像擷取裝置24接收後產生一影像訊號。如此即可藉由此影像訊號來分 析判斷體内組織之正常與否。 上述第一實誨例為直接利用特定波段光源18照射受測物20,本發明也 可將一連續波段光源經波段產生裝置再轉換為特定波段光譜。請參閱第三 圖所示，其為本發明之第二實施例，其係為一光源產生裝置26產生連續波 段的光源28，且光源產生裝置26係可為一氣體放電燈、一白炙燈或一般白 • 光二極體，並經由一波段產生裝置30將光源28過濾或轉換為一特定波段 的光譜32A，再將光譜32A照射至一受測物34，當受測物34吸收此光譜 32A並反射光4 32B給一影像擷取裝置36。此時依生物體的激發光譜特性 不同’反射光谱32B可視為為一連續波段之反射光。所以可先經過一波段 ’ 擷取步驟，使得影像掏取裝置36係包含-波段接收裝置38及-影像接收 • 裝置4〇，以利用波段接收裝置38接收光譜32B，並可將光譜32B筛選為- 特定波段之光4 ’且使其傳輸至影像接收裝置⑽接收後並產生_影像訊 8 1298628 ' 號’其巾波&接收裝置38為篩選特定波段細光譜及選擇進人影像狐裝 置40之波1 又光韻震置，而影像接收裝置40係可為影像感測元件，例如 . CMOS、CCD 等等。 ’ 歸μ參閱第四圖所示，係為本發明之第三實施例，其係與第-、 二實施例的差異在於將-連續波段的絲44不經補換為特定波段而直接 照設於受測物46，其係利用一產生連續波段的光源μ的光源產生裳置似 •直接…射於〜則物46 ’當受測物46吸收此光源44後係產生-波段光譜 馨48並將其反射給一波段接收裝置％接收，波段接收裝置％可將光譜仙筛 選為-特定波段的光譜48，且將其傳輸至一影像擷取裝置^接收後產生一 影像訊號。 另外’本發明除了上述實施例外，本發明係可利用特定或連續波段的 光源來嫩環形影像，請參閱第五圖示，其係為本發明之第四實施例，其 係包括-環形影像娜裝置54、—特定波段分絲64及―影像感測裝置

㈣形影像麻《 54係包括,產生裝置56及—影像触裝置％， 光源產生裝置56健生—連續波段的光源以騎於受爾㈣，吸收光源之 欠測物係可產生-光譜’並將其反射至影像擷取裝置％，而影像撇裝置 58將此光譜處理產生—環形影像訊號，並光學處理將獅影像訊號展 開為一帶_ 62，帶_ 62 _讀齡絲&分光絲個不同 波段的頻譜’如Λ,、λ2λη等波段’且將不同波段之頻譜分區處理 且傳輸至影賴.置66感_像，即可得到絲柄__、同一位置 的不同波段影像，經由影像處理可將同—波段的影像串接，不·段的影 9 1298628 * 像分開，最後可得到不同波段的連續影像。也就是將;波段之不同時間的 • 衫像連續串接’可彳f到此λ !波段於受測器官組織中的連續影像訊號。其 _ I環形影像擷取I置54摘取環形影像的方法係顧-環形光源、-環形 ’鏡頭或將光源產生裝置的-光學保鮮的巾央塗黑，而使光學保護罩只有 環形部分透光等方式來取得環形影像。 綜合所述’本發明之一種置入式多波段活體檢測裝置，其係可藉由不 -目統波段鱗序控制，以及對病理域林賴光譜反應 ’來提1¾有害 •纟田胞於早期的檢測，以改善習知裝置僅能觀測寬波段之一般影像的缺點， 此檢測裝置已廣泛應用在大腸、結腸、支氣管、子宮頸··等之檢測，並都 具有明顯的效果。 以上所述之實齡鱗說日林發明之技術思想及特點，其目的在使 熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之内容並據以實施，當不 能以之限定 本發明之專她圍’即大凡依本翻所齡之精神所作之均等變化或修 飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍内。 1298628 / 【圖式簡單說明】 第一圖為習知膠囊型内視鏡之立體結構示意圖。 第二圖為本發明之利用特定波段之光源檢測之第一實施例之示意圖。 第三圖為本發明之第二實施例之示意圖。 瞥 第四圖為本發明之第三實施例之示意圖。 第五圖為本發明之第四實施例之示意圖。 【主要元件符號說明】 籲 2膠囊型内視鏡 4膠囊殼 6影像擷取模組 8影像傳輸模組 10精密電池模組 12 LED光源 14 CMOS元件 β 16特定光源產生裝置 18 光源 20受測物 22光譜 ’ 24影像擷取裝置 ^ 26光源產生裝置 28 光源 1298628 . 30波段產生裝置 _ 32A、32B 光譜 . 34受測物 ， 36影像擷取裝置 38波段接收裝置 40影像接收裝置 • 42光源產生裝置 _ 44光源 46 受測物 48光譜 50波段接收裝置 52影像擷取裝置 54環形影像擷取裝置 56光源產生裝置 參 58影像擷取裝置 60受測物 62帶狀影像 64特定波段分光器 ' 66影像感測裝置

Claims (1)

1. ‘1298628 十、申請專利範園： 1、 一種置入式多波段活體檢測裝置，其係可置入人體内部並檢測體内器 官組織，該置入式多波段活體檢測裝置係包括： m ， 一特定光源產生裝置’其係可利用法布里-伯羅（Fabry-Perot)雷射產生 一可變波段之光源，該光源係照射於一受測物，吸收該光源之該受測物 係可產生一光譜，並將其反射出去；以及 一影像擷取裝置，其係接收該光譜，並將其處理產生一影像訊號。 Φ 2、如申請專利範圍第1項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該特 定光源產生裝置係可包括一可產生一連續波段之光源之光源產生裝 置及一波段產生裝置，該波段產生裝置係可將該連續波段之光源過濾 或轉換為一特定波段光譜，且使其傳輸照射至該受測物。 3、 如申請專利範圍第2項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該光 源產生裝置係可為一氣體放電燈或一白炙燈。 4、 如申請專利範圍第1項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該影 ^ 像操取裝置係包括一影像接收裝置及一波段接收裝置，該波段接收裝 置係可接收該光譜，並將該光譜篩選為一特定波段之光譜，且使其傳 輸至該影像接收裝置。 5、 如申請專利範圍第4項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該影 . 像接收裝置係可為一電荷耦合器件（CCD)影像感測元件或一互補金 屬氧化半導體（CM0S)影像感測元件。 如申請專利範圍第1項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該特 疋光源產生裝置係可為一發光二極體（LED)及一雷射二極體 13 .1298628 (Laser-diode) ° 7、 如申請專利範圍第1項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該特 疋光源產生裝置更可利用據光片（fllter)、鍍膜的梯度變化、入射角 度變化、光柵或光子晶體或之方絲產生該特定波段之光源。 8、 如申請專利範圍第1項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該影 像擷取裝置係可為-電餘合II件（CCD)影像感測元件或一互補金 屬氧化半導體（CMOS)影像感測元件。 9 -種置人式多波段活體檢測裝置，其係可置人人體内部並檢測體内器 官組織，該置入式多波段活體檢測裝置係包括： 一％形影像擷取裝置，其係可藉由擷取一受測物所反射之一光源而形 成一環形影像，且利用光學處理將該環形影像展開為一帶狀影像； 一特定波段分光器，其係可將該帶狀影像分光為數個不同波段之頻 譜’並將該不同波段之頻譜分區處理且傳輸出去；以及 一影像感測裝置，其係可接收經分區處理後之該不同波段之頻譜，且 將其進行同波段串接處理，並可得一連續影像。 10如申請專利範圍第9項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其該環形 影像擷取裝置係可包括一光源產生裝置及一影像擷取裝置。 11、如中請專纖圍第1〇項所述之置人式多波段活體檢職置，其中該 光源產生裝置係可產生一特定或連續波段之光源以照射於該受測 物，吸收該光源之該受測物係可產生一光譜，並將其反射至該影像擷 取裝置，而該影像擷取裝置將該光譜處理產生一環形影像訊號，並利 1298628 用光學處理將該環形影像訊號展開為一帶狀影像。 如申咕專利範圍第9項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該影 賴取裝置射為電餘合器件（CCD)影像_元件或-互補金屬 氧化半導體（CMOS)影像感測元件。 3如申明專利乾圍第9項所述之置入式多波段活體檢測裝置，其中該影 像操取裝置軸俩形影像的方法卿環形絲，—環形鏡頭

   或將該光源產生裝置之一光學保護罩的中央塗黑，而使該光學保護罩 只有環形部份透光。

   15 .1298628 : 七、指定代表圖： ' (一）、本案代表圖為：第五圖 (二）、本案代表圖之元件代表符號簡單說明： 54環形影像擷取裝置 56光源產生裝置

   58影像擷取裝置 60 .受測物 62帶狀影像 64特定波段分光器 66影像感測裝置 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：