TWI449513B - 應用於口腔檢測之光源系統 - Google Patents

Description

應用於口腔檢測之光源系統

本發明係關於一種應用於口腔檢測之光源系統，尤指一種輸出特定光線而照射在一待診斷區域，令病變區域與正常區域得以產生高度色差及對比，藉此判斷口腔組織有無異常病變之光源系統。

一般在醫學上的照明燈源為鎢絲燈、氙燈、鹵素燈為主，而發光二極體(LED)相較於前述各種照明燈源使用，具備省電、發光效率高、壽命長、環保、體積小、光強度可調和色域豐富等眾多優點。

在生物醫療方面，亦有許多相關研究及設備運用各種不同的多頻譜光源來產生不同的生物影像，該些生物影像將可提供予醫護人員作為參考依據，以判斷待診斷區域有無發生異常病變。

以腸病毒為例說明，由於腸病毒所病發的病變如：急性咽喉炎、泡疹性咽峽炎或是手足口病等為近年來傳染力甚強的一種典型症狀，尤其針對五歲以下的幼兒更具威脅性，若能在腸病毒的初期進行治療可以減少重症發生的機率，一般小兒科醫生的辨識方式此疾病的方式之一為喉頭以及手、口診視，由於患者為幼兒，所以在診視時一般醫生只能在極短的時間來辨識咽喉黏膜是否有破洞，若能設計出一種特別的光源，利用此光源可以增加病變區域與周圍組織的色差而增加醫生的辨識能力。進一步地，若能將 此手術光源系統及攝像裝置(CCD,charge-coupled device)結合，醫生即可以在電腦螢幕上仔細的判讀或是應用影像辨識軟體而快速辨識是否有罹患腸病毒，這樣可以使醫護人員更能確定幼兒是否罹患疾病。

本發明之主要目的係提供一種應用於口腔檢測之光源系統，以LED為光源並經濾光處理而產生特定色度範圍之檢測光線，以該檢測光射照射於待診斷區域時，可使正常區域與異常區域產生明顯對比而幫助醫護人員正確判斷。

為達成前述目的，本發明應用於口腔檢測之光源系統包含有：一照明模組，係具有一LED單元及一供電單元，該LED單元係提供照明光線，該供電單元係提供該LED單元所必須之工作電力；一濾光模組，係設於該照明模組的光線輸出路徑上，將來自照明模組的輸出光線進行濾光處理以產生所需的照射光，其中，經過濾光片而輸出之照射光的色度範圍落在CIE色度座標x=0.22±0.05,y=0.18±0.05。

該LED單元由多顆白光LED集體構成。

該LED單元由多顆三原色R、G、B的LED構成以混色方式產生白光。

該LED單元由白光LED及(或)三原色的LED混合構成。

該供電單元為一交/直流轉換電路。

該供電單元為複數個充電式蓄電池。

該照明模組進一步包含一攝像單元。

藉由前述架構，本發明經過濾光片而輸出之照射光的色度範圍落在CIE色度座標x=0.22±0.05,y=0.18±0.05，應用在一般偏紅之生物組織檢測時，可使非病變區域相對較為明亮，病變區域則相對較暗，能有效提高兩者之間的對比度，因而提高診斷的準確性。

請參考第一圖所示，本發明提供一種應用於口腔檢測之光源系統，主要包含有一照明模組(10)及一濾光模組(20)；應用該光源系統對一待診斷區域進行照攝，可使病變區域與正常區域之色差/對比明顯增加，藉此可協助醫護人員判斷有無異常。

如第二圖所示，該照明模組(10)具有一LED單元(11)及一供電單元(12)，或進一步包含一攝像單元(CCD)(13)。該LED單元(11)係提供照明光線，其可直接由多顆白光LED集體構成，或是由多顆三原色R、G、B的LED組成以混色方式產生白光，或是同時兼具白光LED及三原色的LED混合組成，惟並不侷限於前述所例實施方式。該供電單元(12)係提供該LED單元(11)所必須之工作電力，該供電單元(12)可為交/直流轉換電路以輸出直流電壓，亦或是以複數個充電式蓄電池組成。若照明模組(10)進一步具有攝像單元(13)，即兼具照明及拍攝功能，拍攝所得之圖檔或影像可傳送至一後端的影像處理辨識主機，即時進行運算處理以得 知對比值，運算後的影像資料可搭配一顯示器呈現，醫護人員可根據顯示器上的影像加以判斷。

該濾光模組(20)係設於該照明模組(10)的光線輸出路徑上，將來自照明模組(10)的輸出光線進行濾光處理以產生所需波段的照射光。於一較佳實施例中，該濾光模組(20)為一濾光片，如附件一所示，本發明經過測試顯示，透過濾光片之照射光的色度範圍落在CIE色度座標上x=0.22±0.05,y=0.18±0.05，應用在一般偏紅生物組織上，可使非病變區域變得更高，有效提高病變與非病變區域的對比度，因此提高診斷正確性或手術過程的準確性，例如附件一的色度座標x=0.197213,y=0.165904即為其中一例。

以人體口腔破洞影像為例，以鎢絲燈黃光照明裝置、LED照明裝置、LED照明裝置經過R、G、B、Y之濾光片等六種光源來做影像分析其中，LED照明裝置部分又分為兩種：一種為偏藍之白光LED；另一種為白光LED。

請參考附件二(A)~(F)所示，其說明如下：

(A)：光源為黃光照明裝置，因其為寬頻光源因此演色性較高，使得病變範圍處與正常無病變處也不易有太大的色差表現。

(B)：光源為偏藍之白光LED，因其在藍色波段信號較強，且演色性相較於寬頻光源差，因此在色差表現上會比圖(A)中顯著。

(C)：光源為偏藍之白光LED搭配紅色(R)濾光片，口腔影像更趨於紅色，使得原本口腔影像就呈現紅色再加上紅色 濾光片時顏色會更加飽和，因此肉眼較不易觀察出病變處。

(D)：光源為偏藍之白光LED搭配綠色(G)濾光片，所示可以清楚看出其病變周圍處會呈現暗紅色，因其病變處對此波段的吸收較大，所以在顏色表現上會較暗沉。

(E)、(F)：光源為偏藍之白光LED搭配藍色(B)濾光片與偏藍之白光LED搭配黃色(Y)濾光片，可以看到經過藍色濾光片時，其週遭正常範圍處會呈現較白之效果，因背景口腔組織為紅色較長之波段，所以當加入藍色濾光片時之波長差距會比加上黃光濾光片來的大，因此才會在視覺上產生此效果。

請參考附件三(A)~(E)所示，相對於前段所述以偏藍之白光LED為光線，附件三顯示白光LED作為光源時其效果較弱，可能原因為偏藍之白光LED其藍色波段信號比白光LED來的強，因此在兩種不同LED光源所重建口腔影像中，導致病變範圍處吸收藍色波段的不同，而使影像有所差異。附件三(A)為白光LED光源，附件三(B)~(E)分別是白光LED光源搭配紅(R)、綠(G)、藍(B)及黃(Y)色濾光片所獲得之影像。一樣可以發現到附件三(B)所重建出來之影像會產生偏紅之效果，而當白光LED經過藍色濾光片時，其背景顏色會產生較白之效果。

請參考下表所示，為病變周圍處與正常處之色差值表現的量測數據，由結果可證明偏藍的白光LED比白光LED效果更好。

(10)‧‧‧照明模組

(11)‧‧‧LED單元

(12)‧‧‧供電單元

(13)‧‧‧攝像單元

(20)‧‧‧濾光模組

第一圖：為本發明第一實施例之系統方塊圖。

第二圖：為本發明中照明模組之結構方塊圖。

附件一：係本發明照射光線其色度位於CIE色度座標上的x=0.22±0.05,y=0.18±0.05。

附件二：係本發明置換黃光手電筒與偏藍之白光LED搭配不同濾光片之口腔影像。

附件三：係本發明置換白光LED光源頻譜並搭配不同濾光片之口腔影像。

(10)‧‧‧照明模組

(20)‧‧‧濾光模組

Claims (10)

1. 一種應用於口腔檢測之光源系統，其包含：一照明模組，係具有一LED單元及一供電單元，該LED單元係提供照明光線，該供電單元係提供該LED單元所必須之工作電力；一濾光模組，係設於該照明模組的光線輸出路徑上，將來自照明模組的輸出光線進行濾光處理以產生所需的照射光，其中，經過濾光片而輸出之照射光的色度範圍落在CIE色度座標上x=0.22±0.05,y=0.18±0.05，以在當該照射光照射在非病變區域與病變區域時，提升非病變區域與病變區域的色差，使非病變區域相對病變區域較為明亮。
2. 如申請專利範圍第1項所述應用於口腔檢測之光源系統，該LED單元由多顆白光LED集體構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述應用於口腔檢測之光源系統，該LED單元由多顆三原色R、G、B的LED構成以混色方式產生白光。
4. 如申請專利範圍第1項所述應用於口腔檢測之光源系統，該LED單元由白光LED及三原色的LED混合構成。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述應用於口腔檢測之光源系統，該供電單元為一交/直流轉換電路。
6. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述應用於口腔檢測之光源系統，該供電單元為複數個充電式蓄電池。
7. 如申請專利範圍第5項所述應用於口腔檢測之光源系統，該照明模組進一步包含一攝像單元，用以拍攝口腔檢測影像，並將該口腔檢測影像對外傳送。
8. 如申請專利範圍第6項所述應用於口腔檢測之光源系統，該照明模組進一步包含一攝像單元，用以拍攝口腔檢測影像，並將該口腔檢測影像對外傳送。
9. 如申請專利範圍第5項所述應用於口腔檢測之光源系統，該濾光模組為一藍光濾光片。
10. 如申請專利範圍第6項所述應用於口腔檢測之光源系統，該濾光模組為一藍光濾光片。