TWI403303B - 檢測攝護腺軟硬程度的方法 - Google Patents

Description

檢測攝護腺軟硬程度的方法

本發明係關於一種檢測攝護腺軟硬程度的方法，特別是關於利用壓力感測器以及位置感測器量測的方法。

肛門指診(Digital rectal examination)為目前臨床上檢測肛門直腸疾病與攝護腺癌篩檢之基本工具，其施行方法是由檢測者將手指置入受測者肛門中觸摸其直腸壁與攝護腺，進而感知是否有異常。在直腸疾病診斷部份，研究指出肛門指診可以發現約25%的直腸癌；在攝護腺癌的診斷上，肛門指診則可發現約13%至21%的攝護腺癌。

在檢測者觸診的過程中，必須獲得的訊息包含攝護腺的大小、直腸表面之平滑度以及攝護腺的軟硬程度等。然而，傳統的肛門指診有不少限制，肛門指診之資訊只能由檢測者依靠手指感知量測才能得知。在判讀結果部份，尤其是軟硬程度，因依賴檢測者之主觀認定，而缺乏一客觀定量之標準或數據，因此容易造成不同檢測者所診斷之結果互相有出入，另外一限制則是肛門指診在教學上存在溝通之困難，檢測者需要累積對直腸及攝護腺體之觸覺感知，才能做出較正確的判斷。

基於以上限制，本發明提供一檢測方法，可將此手指感應結果轉化為圖像式結果，能提供定量化、客顯化之攝護腺硬度分布圖譜，協助不同檢測者間彼此溝通與教學經驗之推廣。

本發明提供一種檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，該方法包括：將一壓力感應器、一第一位置感測器以及一第二位置發射器固定於一檢測者之一手指，其中，壓力感應器會隨著所受的壓力改變而隨之改變其電子訊號，例如：所受的壓力越大、電阻則越小。

第一位置感測器係用以進行縱向位置的量測，第二位置發射器係用以進行平面位置的量測；之後，將感應線圈置於受測者之腹部，檢測者手指進入受測者之直腸進行量測。

分析系統透過壓力感應器、第一位置感測器以及第二位置發射器之量測得到一壓力值、一施力面積、一第一位置資訊以及一第二位置資訊；分析系統再利用楊氏模數(effective Young’s modulus)的公式，藉由壓力值、施力面積、第一位置資訊以及第二位置資訊而得到該攝護腺在各位置的軟硬度。利用該方法，可客觀得知攝護腺之軟硬度資訊。

關於本發明之優點與精神，以及更詳細的實施方式可以藉由以下的實施方式以及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參考第一圖，其係本發明檢測一受測者之攝護腺軟硬程度之示意圖。一壓力感應器110以及一第二位置發射器130固定於一載體，該載體可為檢測者的手指100或其他棒狀物，後續之實施例將以檢測者手指100作為說明；一第一位置感測器120固定於該手指100之指掌關節背面，其中，壓力感應器110會隨著所受的壓力改變而隨之改變其電子訊號，本實施例將以所受的壓力越大、電阻則越小的壓力感應器110作說明。

第一位置感測器120為一縱向位移深度感測器，其係由可變電阻元件所組成，能夠隨彎曲度而改變電阻的大小，用以進行縱向位置的量測。第二位置發射器130為一平面位置感測器，該平面位置感測器為一磁場線圈所構成，通電後會產生磁場，且須另外搭配一感應線圈(圖未顯示)，以進行平面位置的量測。

請參考第二圖，其係本發明檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法之步驟圖。

第一步驟S1：將壓力感應器110以及第二位置發射器130固定於檢測者之手指100之指尖，一第一位置感測器120固定於該手指100之指掌關節背面。

第二步驟S2：將感應線圈置於受測者之腹部，腹部位置是受測者體外對應攝護腺的位置；檢測者戴上手套之後，手指100進入受測者體內進行量測，也就是透過肛門進入直腸的路徑。

第三步驟S3：透過壓力感應器110、第一位置感測器120以及第二位置發射器130之量測得到一壓力值、一施力面積、一第一位置資訊以及一第二位置資訊；隨著檢測者手指100的移動，在攝護腺不同位置施予壓力，壓力感應器110產生對應的電阻值，由電阻值可以計算出對應的電壓值，該電壓值再經由計算後可得到確實的壓力值。

因人體並非剛性體，因此檢測者手指100的指掌關節(Metacarpal-phalangeal joint)透過縱向位移深度感測器在受測者體內量測時，可依照其彎曲度不同而產生不同的電阻，角度的變化量可計算對應出手指下壓攝護腺之縱向距離。

請參考第三圖，其係本發明縱向位移深度感測器所量測的角度對應縱向位移距離的示意圖，本實施例中，手指100長度為R，手指100下壓深度為L，手指100彎曲的角度為α，R與L幾何數學的關係，可藉由三角函數得知：L=R×sinα，又因檢測過程中，手指100下壓攝護腺深度並不深，此時α值是極小的，因此L≒R×α；也就是說，手指100下壓深度L可以當作是R×α的值，因此利用該算法進而得到檢測者所量測到的攝護腺各縱向位置之詳細資訊，即前述之第一位置資訊。

由法拉第定律可知：電路中所生感應電動勢ε之大小等於通過電路內磁通量的時變率，即ε=N(dφ/dt)；因此當磁場線圈接上交流電通電後，將產生一磁場，配合檢測者手指100的移動，感應線圈將產生不同的感應電動勢，再透過感應線圈交錯的排列方式，請參考第四圖，其為本發明感應線圈排列的示意圖，如同縱向以及橫向的線圈形成棋盤狀之位置劃分，舉例而言：數個x-方向排列線圈以及數個y-方向排列線圈，假設是第一x-方向排列線圈以及第一y-方向排列線圈產生感應，則此時可判斷手指100位置為該棋盤狀的左上位置，因此利用該算法進而得到檢測者所量測到的攝護腺各平面位置之詳細資訊，即前述之第二位置資訊，其中，位置劃分越精密，所量測出來的位置也越準確。

第四步驟S4：分析系統藉由壓力值、縱向位置資訊以及平面位置資訊而得到攝護腺各位置之軟硬度。根據先前技藝Zheng YP,Choi YKC,Wong K,Chan S,Mak AFT於Ultrasound in medicine ＆ biology,2000中所發表文獻：「Biomechanical assessment of plantar foot tissue in diabetic patients using an ultrasound indentation system」，文獻中記載，楊氏模數(effective Young’s modulus)公式為E=(1-ν² )F/(2aκ(ν,a/h)Δx)，其中F為彈性物體受力(force)即為手指下壓力量，Δx為產生的應變量(strain)即為L，而L=R×α，ν為Poisson’s ratio，a為indentor radius即為壓力感應器感應面之半徑，κ為scaling factor，h為tissue thickness，計算所得的effective Young’s modulus值E即可代表組織的軟硬度值，在此實施例中，v的值可訂為0.35，κ可以訂為1，a/h為0.2，a為indentor radius=0.5cm可計算出施力面積，如此一來，我們只要知道F及Δx，就可計算出E來代表組織的軟硬度值。

本發明中，則是要利用該算式算出攝護腺的軟硬度，計算所得的E越大表示受測試部位越硬。因此前述三步驟所得到的壓力值以及縱向位置資訊利用楊氏模數(effective Young’s modulus)公式計算得到攝護腺的軟硬度值，分析系統再配合平面位置資訊則可獲得攝護腺在各位置之軟硬度資訊。

此外，分析系統可設有一提醒裝置，一般而言，攝護腺的軟硬度值約0.6至1.8，若當攝護腺之軟硬度值過小或過大不正常時，系統則會自動發出一警示訊息，提醒檢測者進行更近一步檢測。

本發明使用安全性高之電子器材，充份掌握肛門指診於攝護腺疾病診斷上之缺失進行改善，其測量之縱向及水平位置資訊能準確提供一三維空間之座標，利用準確的計算提供該檢測區域之組織軟硬程度，不僅改善傳統肛門指診在手指觸碰的軟硬感知較主觀的問題，亦提供了相當精準的位置資訊，對於臨床經驗的教學上將有相當大的實質幫助，透過系統呈現軟硬度不正常之位置，大幅提升肛門指診之正確性，且提供客觀的數據以利觸覺感知之學習與經驗累積。

本發明雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本發明精神與發明實體僅止於上述實施例爾。對熟悉此項技術者，當可輕易了解並利用其它元件或方式來產生相同的功效。是以，在不脫離本發明之精神與範圍內所作之修改，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100．．．手指

110．．．壓力感應器

120．．．第一位置感測器

130．．．第二位置發射器

R．．．手指長度

α．．．手指彎曲角度

L．．．手指下壓深度

藉由以下詳細之描述結合所附圖示，將可輕易的了解上述內容及此項發明之諸多優點，其中：

第一圖：本發明檢測一受測者之攝護腺軟硬程度之示意圖；

第二圖：本發明檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法之步驟圖；

第三圖：本發明縱向位移深度感測器所量測的角度對應縱向位移距離的示意圖；

第四圖，本發明感應線圈排列的示意圖。

100．．．手指

110．．．壓力感應器

120．．．第一位置感測器

130．．．第二位置發射器

Claims (20)

1. 一種檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，包括：將一壓力感應器、一第一位置感測器以及一第二位置發射器固定於一檢測者之一手指；該手指進入該受測者之體內進行量測；得到一壓力值、一施力面積、一第一位置資訊以及一第二位置資訊；以及一分析系統藉由該壓力值、該施力面積、該第一位置資訊以及該第二位置資訊而得到該攝護腺各位置之一軟硬度值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第二位置發射器為一磁場線圈，該磁場線圈須搭配一感應線圈，且該感應線圈位於該受測者體外。
3. 如申請專利範圍第2項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該受測者體外可為該受測者之腹部。
4. 如申請專利範圍第2項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中將該感應線圈具有至少二交錯線圈。
5. 如申請專利範圍第4項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第二位置資訊係由該磁場線圈通電後，將產生一磁場，配合該手指的移動，該感應線圈透過交錯位置的劃分來取得該手指所在攝護腺之平面位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該第一位置感測器為一可變電阻元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該分析系統具有一提醒裝置，當該攝護腺之軟硬度值不正常時，發出一警示訊息。
8. 如申請專利範圍第1項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該壓力感應器以及該第二位置發射器固定於該手指之指尖，該第一位置感測器固定於該手指之指掌關節背面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第一位置資訊係由該手指的長度以及該手指進入該體內後下壓該攝護腺時所彎曲的角度，用三角函數求出該手指下壓該攝護腺之位移。
10. 如申請專利範圍第9項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該手指進入該體內後下壓該攝護腺時所彎曲的角度係由前述之第一位置感測器當時電阻大小來計算所得。
11. 一種檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，包括：將一壓力感應器、一第一位置感測器以及一第二位置發射器固定於一檢測者之一手指；將一感應線圈置放位於該受測者體外，其中該感應線圈係配合 該第二位置發射器量測用；該手指進入該受測者之體內進行量測；該第二位置發射器通電後產生一磁場，配合該感應線圈可得知一第二位置資訊；透過該壓力感應器、該第一位置感測器得到一壓力值、一施力面積、一第一位置資訊；以及一分析系統藉由該壓力值、該施力面積、該第一位置資訊以及該第二位置資訊而得到該攝護腺各位置之軟硬度值。
12. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第二位置發射器為一磁場線圈。
13. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中將該受測者體外可為該受測者之腹部。
14. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中將該感應線圈具有至少二交錯線圈。
15. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第二位置資訊係由該感應線圈透過交錯位置的劃分來取得該手指所在攝護腺之平面位置。
16. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該第一位置感測器為一可變電阻元件。
17. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程 度的方法，其中該分析系統具有一提醒裝置，當該攝護腺之軟硬度不正常時，發出一警示訊息。
18. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該壓力感應器以及該第二位置發射器固定於該手指之指尖，該第一位置感測器固定於該手指之指掌關節背面。
19. 如申請專利範圍第11項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中第一位置資訊係由該手指的長度以及該手指進入該體內後下壓該攝護腺時彎曲的角度，用三角函數求出該手指下壓該攝護腺之位移。
20. 如申請專利範圍第19項所述之檢測一受測者之攝護腺軟硬程度的方法，其中該手指進入該體內後下壓該攝護腺時彎曲的角度係由前述之第一位置感測器當時電阻大小來計算所得。