TWI498106B - 非侵入式檢測裝置及其運作方法 - Google Patents

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TWI498106B
TWI498106B TW100125575A TW100125575A TWI498106B TW I498106 B TWI498106 B TW I498106B TW 100125575 A TW100125575 A TW 100125575A TW 100125575 A TW100125575 A TW 100125575A TW I498106 B TWI498106 B TW I498106B
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    • A61B5/0066—Optical coherence imaging

Description

非侵入式檢測裝置及其運作方法
本發明係與醫療檢測有關，特別是關於一種應用於醫療上之穿戴式非侵入診斷(non-invasive diagnosis)的非侵入式檢測裝置及其運作方法。
隨著醫療技術的發展，市面上出現了各種具有不同功能的醫療檢測及診斷裝置。傳統的侵入式醫療檢測裝置由於會造成待測者的疼痛與不適，故已逐漸被新一代的非侵入式檢測裝置所取代。
一般而言，非侵入式檢測裝置均具有減少待測者疼痛與不適、快速取得檢測結果、避免污染等優點，例如常見的超音波(ultrasound)醫療檢測。由於目前現有的超音波醫療檢測裝置係採用具有固定形式的超音波探頭對待測區域下方的組織進行檢測，因此，一旦遇到待測區域之表面起伏過大的情況時，目前現有的超音波醫療檢測裝置即需更換不同尺寸的超音波探頭，或是變換探頭的檢測方向，以獲得較佳的檢測效果。然而，其缺點在於需同時準備多個探頭，不僅麻煩也增加成本，或僅能利用探頭的部分區域進行檢測，造成檢測人員在實際檢測時之不便。
因此，本發明提出一種非侵入式檢測裝置及其運作方法，以解決上述問題。
根據本發明之一具體實施例為一種非侵入式檢測裝置。於此實施例中，非侵入式檢測裝置包含彈性基座、檢測模組及資料處理模組。檢測模組設置於彈性基座上。檢測模組包含至少一檢測單元，用以對檢測對象之檢測區域下方的組織進行檢測以取得檢測資訊。資料處理模組分析處理檢測資訊以產生檢測結果。
於實際應用中，彈性基座可穿戴於操作者之手部，致使至少一檢測單元之位置能夠隨著手勢之變化或手掌、手指移動而改變。至少一檢測單元可由發射元件及接收元件構成，並且發射元件與接收元件可整合設計為發收器或設計成彼此分開。
此外，非侵入式檢測裝置可進一步包含定位模組。定位模組偵測至少一檢測單元之位置，並根據至少一檢測單元本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座之相對位置改變產生位置補償資訊至資料處理模組。資料處理模組再根據位置補償資訊調整檢測結果。
於實際應用中，定位模組與檢測模組之至少一檢測單元可彼此整合。檢測模組係採用非侵入式檢測技術進行檢測。非侵入式檢測技術係為超音波檢測技術、光學檢測技術、電學檢測技術或磁學檢測技術。
根據本發明之第二具體實施例為一種非侵入式檢測裝置運作方法。於此實施例中，非侵入式檢測裝置包含彈性基座、檢測模組及資料處理模組。該方法包含下列步驟：檢測模組之至少一檢測單元對檢測對象之檢測區域下方的組織進行檢測以取得檢測資訊；資料處理模組分析處理檢測資訊以產生檢測結果。
於實際應用中，該方法可進一步包含下列步驟：偵測至少一檢測單元之位置；根據至少一檢測單元本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座之相對位置改變產生位置補償資訊；根據位置補償資訊調整檢測結果。
相較於先前技術，根據本發明之非侵入式檢測裝置及其運作方法能夠有效避免傳統的非侵入式檢測裝置需準備多個探頭或僅能利用探頭的部分區域等操作不便之缺點，即使是待測區域的表面起伏過大，本發明之非侵入式檢測裝置由於可穿戴於操作者的手上，不僅操作上相當方便，並且無需變換探頭即可順利進行檢測，甚至亦適用於大區域、多角度的同步檢測以及超音波、光學等各種不同的非侵入式檢測技術。
此外，由於本發明之非侵入式檢測裝置中之檢測模組係與彈性基座整合，操作者可透過改變各個檢測單元本身的位置(例如彎曲)或彼此間相對於彈性基座的相對位置(例如平移)來改變其檢測區域所涵蓋之範圍，因此，相較於先前技術之探頭內部各檢測單元固定不變之設計，本發明之非侵入式檢測裝置中之檢測模組具有高效率及高使用彈性之優點。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
本發明係提出一種非侵入式檢測裝置及其運作方法。於實際應用中，本發明之非侵入式檢測裝置可應用於醫療上之穿戴式非侵入診斷。由於本發明之非侵入式檢測裝置可穿戴於操作者的手上，不僅操作上相當方便，並且無需變換探頭即可順利對表面起伏較大的待測區域進行檢測。
根據本發明之第一具體實施例為一種非侵入式檢測裝置。請參照圖1，圖1係繪示本實施例之非侵入式檢測裝置的功能方塊圖。如圖1所示，非侵入式檢測裝置1包含彈性基座10、檢測模組12及資料處理模組14。其中，檢測模組12包含有至少一個檢測單元120。實際上，檢測模組12所包含的檢測單元120之數目可視實際需求而定，並無特定之限制。檢測模組12係設置於彈性基座10上。檢測模組12與資料處理模組14之間係透過有線或無線方式進行資料傳輸。
於實際應用中，非侵入式檢測裝置1可設計成一可穿戴在手上之形式(例如手套)，但並不以此為限。請參照圖2A，圖2A係繪示設計成手套形式之非侵入式檢測裝置1的示意圖。如圖2A所示，具有手套形式的非侵入式檢測裝置1可供使用者直接穿戴於其左手或右手上使用。當使用者將穿戴有非侵入式檢測裝置1的手移動至檢測區域的表面時，位於手的指端、指身或掌部處之彈性基座10上的檢測單元120即會對於檢測區域的表面下方之組織進行深層檢測，以取得關於檢測區域的表面下方之組織的檢測資訊。
值得注意的是，由於非侵入式檢測裝置1的彈性基座10具有伸縮的彈性，因此，使用者可藉由彎曲手指F(圖2B)、伸展手指F(圖2C)或左右平移手指F(圖2D)等檢測動作，改變位於彈性基座10上的檢測單元120本身之位置或彼此間相對於彈性基座10之相對位置，使得檢測單元120之檢測區域之大小亦隨之改變。相較於先前技術之探頭內部各檢測單元固定不變之設計，本發明之非侵入式檢測裝置1之檢測模組12的檢測單元120具有高效率及高使用彈性之優點。
於此實施例中，為了使用者方便起見，非侵入式檢測裝置1可事先儲存有至少一預設檢測動作以及對應於該至少一預設檢測動作的位置補償資訊。在實際操作時，當非侵入式檢測裝置1啟動預設檢測模式後，使用者穿戴有非侵入式檢測裝置1的手僅需配合操作說明對檢測區域的表面做出一預設檢測動作，非侵入式檢測裝置1的資料處理模組14即可馬上接收到檢測模組12的各檢測單元120所傳送過來的檢測結果以及對應於該預設檢測動作之位置補償資訊，資料處理模組14再根據位置補償資訊調整檢測結果，以避免檢測結果因為檢測模組12的檢測單元120本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座10之相對位置改變而失真。舉例而言，該預設檢測動作可以是圖2B所示之彎曲手指F檢測動作模式、圖2C所示之伸展手指F檢測動作模式或其他預設的檢測動作模式，只要非侵入式檢測裝置1能夠判斷出該檢測動作模式並傳送相對應的位置補償資訊至資料處理模組14即可，並無特定之限制。
實際上，當檢測模組12的至少一檢測單元120取得關於檢測區域的表面下方之組織的檢測資訊之後，檢測模組12的至少一檢測單元120可透過有線或無線方式將檢測資訊傳輸至資料處理模組14，並無特定之限制。
請參照圖3A及圖3B，圖3A及圖3B係分別繪示具有不同設計型式之檢測模組12的檢測單元120之示意圖。由圖3A及圖3B可知：檢測模組12的檢測單元120係由發射元件EU及接收元件RU構成，並且發射元件EU與接收元件RU可以設計成彼此分開(如圖3A所示)或整合設計為發收器TR(如圖3B所示)。實際上，發射元件EU及接收元件RU的形狀、大小及設置的位置可視實際需求而改變，舉例而言，其形狀可以是圓形、橢圓形、長條形或其他幾何形狀，並無特定之限制。
於此實施例中，檢測模組12的至少一檢測單元120係採用非侵入式檢測技術進行檢測。實際上，非侵入式檢測技術可以是超音波檢測技術、光學檢測技術、電學檢測技術或磁學檢測技術，並無特定之限制。舉例而言，除了常見的超音波檢測技術之外，感測模組12的至少一檢測單元120亦可透過光學同調斷層掃瞄(Optical Coherence Tomography,OCT)技術對檢測區域的表面下方之組織進行深層檢測。其縱向檢測深度通常為2~3公釐深，且其所採用的光波長可為1300奈米或840奈米，但不以此為限。
根據本發明之第二具體實施例亦為一種非侵入式檢測裝置。請參照圖4及圖5，圖4及圖5係分別繪示本實施例之非侵入式檢測裝置的功能方塊圖及示意圖。如圖4及圖5所示，非侵入式檢測裝置3包含彈性基座30、檢測模組32、資料處理模組34及定位模組36。其中，檢測模組32包含有至少一個檢測單元320。檢測模組32係設置於彈性基座30上。定位模組36耦接至資料處理模組34。檢測模組32與資料處理模組34之間係透過有線或無線方式進行資料傳輸。
需說明的是，此實施例中之非侵入式檢測裝置3與前述第一實施例中之非侵入式檢測裝置1不同之處在於：非侵入式檢測裝置3進一步包含有定位模組36，用以偵測至少一檢測單元320之位置，並根據至少一檢測單元320本身之位置改變(例如檢測單元320產生彎曲)或彼此間相對於彈性基座30之相對位置改變(例如檢測單元320平移)產生相對應的位置補償資訊至資料處理模組34。舉例而言，定位模組36可定位得到各檢測單元320之間的距離d1~d4，並據以產生位置補償資訊。接著，資料處理模組34再根據位置補償資訊調整檢測結果，使得非侵入式檢測裝置3最終得到的檢測結果不至於因為檢測模組32中之至少一檢測單元320本身之位置改變或彼此間之相對位置改變而失真。
於實際應用中，定位模組36與檢測模組32中之至少一檢測單元320亦可彼此整合設計。請參照圖6A及圖6B，圖6A及圖6B係分別繪示定位模組36與檢測模組32之檢測單元320彼此整合於收發介面單元38之側視圖及下視圖。如圖6A及圖6B所示，定位模組36係設置於收發介面單元38之側面且檢測模組32中之檢測單元320係設置於收發介面單元38之底面。因此，定位模組36的定位訊號Sp 發射接收路徑係經由收發介面單元38之側面方向進出，而檢測模組32中之至少一檢測單元320的檢測訊號Sd 發射接收路徑係經由收發介面單元38之底面方向進出，以避免兩者所發射及接收之訊號彼此干擾而影響到最終檢測結果之準確度。
需說明的是，圖6A及圖6B所繪示之定位模組36與檢測模組32的整合設計型式僅為一實施例，定位模組36與檢測模組32亦可具有其他不同的整合設計型式，並不以此例為限。
於實際應用中，在非侵入式檢測裝置3開始透過檢測模組32中之至少一檢測單元320進行偵測之前，非侵入式檢測裝置3將會先啟動定位模組36，使得在檢測模組32中之至少一檢測單元320進行偵測的同時，定位模組36亦會偵測至少一檢測單元320之位置。一旦定位模組36偵測到至少一檢測單元320本身之位置改變(例如檢測單元320產生彎曲)或彼此間相對於彈性基座30之相對位置改變(例如檢測單元320平移)時，定位模組36將會產生相對應的位置補償資訊至資料處理模組34。接著，資料處理模組34再根據位置補償資訊調整檢測結果。當檢測模組32中之至少一檢測單元320結束偵測之後，非侵入式檢測裝置3亦會關閉定位模組36。於實際應用中，非侵入式檢測裝置3可同時啟動定位模組36以及預設檢測模式，抑或僅啟動兩者中之任一者，並無特定之限制。
根據本發明之第三具體實施例為一種非侵入式檢測裝置運作方法。於此實施例中，非侵入式檢測裝置包含彈性基座、檢測模組及資料處理模組。檢測模組包含有至少一個檢測單元。檢測單元之數目可視實際需求而定，並無特定之限制。檢測模組係設置於彈性基座上。檢測模組與資料處理模組之間係透過有線或無線方式進行資料傳輸。於此實施例中，為了使用者方便起見，彈性基座可穿戴於操作者之手部，致使至少一檢測單元之位置能夠隨著手勢之變化或手掌、手指移動而改變。此時，該至少一檢測單元對檢測對象進行檢測的檢測區域之大小亦會隨著該至少一檢測單元之位置變化而改變。此外，非侵入式檢測裝置可事先儲存有至少一預設檢測動作以及對應於該至少一預設檢測動作的位置補償資訊。
請參照圖7，圖7係繪示此實施例之非侵入式檢測裝置運作方法的流程圖。如圖7所示，首先，於步驟S10中，非侵入式檢測裝置啟動預設檢測模式。接著，於步驟S12中，穿戴有非侵入式檢測裝置之使用者的手對檢測對象之檢測區域的表面做出預設檢測動作。接著，於步驟S14中，檢測模組之至少一檢測單元對檢測區域下方的組織進行檢測以取得檢測資訊。同時，於步驟S16中，資料處理模組接收到對應於預設檢測動作之位置補償資訊。然後，於步驟S18中，資料處理模組根據位置補償資訊調整檢測結果，以避免檢測結果因為檢測模組的各檢測單元本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座之相對位置改變而失真。
於此實施例中，檢測模組之各檢測單元係採用非侵入式檢測技術進行檢測。實際上，非侵入式檢測技術可以是超音波檢測技術、光學檢測技術、電學檢測技術或磁學檢測技術，並無特定之限制。舉例而言，除了常見的超音波檢測技術之外，檢測單元亦可透過光學同調斷層掃瞄(Optical Coherence Tomography,OCT)技術對檢測區域的表面下方之組織進行深層檢測。其縱向檢測深度通常為2~3公釐深，且其所採用的光波長可為1300奈米或840奈米，但不以此為限。
根據本發明之第四具體實施例亦為一種非侵入式檢測裝置運作方法。於此實施例中，非侵入式檢測裝置包含彈性基座、檢測模組、資料處理模組及定位模組。其中，檢測模組包含有至少一個檢測單元。檢測模組係設置於彈性基座上。定位模組耦接至資料處理模組。檢測模組與資料處理模組之間係透過有線或無線方式進行資料傳輸。
請參照圖8，圖8係繪示此實施例之非侵入式檢測裝置運作方法的流程圖。如圖8所示，首先，於步驟S20中，非侵入式檢測裝置啟動定位模組。接著，於步驟S22中，穿戴有非侵入式檢測裝置之使用者的手對檢測對象之檢測區域的表面進行偵測。於步驟S24中，當定位模組偵測到至少一檢測單元本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座之相對位置改變時，定位模組產生相對應的位置補償資訊至資料處理模組。之後，於步驟S26中，資料處理模組根據位置補償資訊調整檢測結果，藉以避免非侵入式檢測裝置最終得到的檢測結果因為至少一檢測單元本身之位置改變或彼此間相對於彈性基座之相對位置改變而失真。最後，於步驟S28中，當至少一檢測單元結束偵測之後，非侵入式檢測裝置關閉定位模組。
相較於先前技術，根據本發明之非侵入式檢測裝置及其運作方法能夠有效避免傳統的非侵入式檢測裝置需準備多個探頭或僅能利用探頭的部分區域等操作不便之缺點，即使是待測區域的表面起伏過大，本發明之非侵入式檢測裝置由於可穿戴於操作者的手上，不僅操作上相當方便，並且無需變換探頭即可順利進行檢測，甚至亦適用於大區域、多角度的同步檢測以及超音波、光學等各種不同的非侵入式檢測技術。
此外，由於本發明之非侵入式檢測裝置中之檢測模組係與彈性基座整合，故操作者可透過改變各個檢測單元本身的位置(例如彎曲)或彼此間相對於彈性基座的相對位置(例如平移)來改變其檢測區域所涵蓋之範圍，相較於先前技術之探頭內部各檢測單元固定不變之設計，本發明之非侵入式檢測裝置中之檢測模組具有高效率及高使用彈性之優點。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
S10~S28．．．流程步驟
1、3．．．非侵入式檢測裝置
10、30．．．彈性基座
12、32．．．檢測模組
14、34．．．資料處理模組
36．．．定位模組
120、320．．．檢測單元
EU．．．發射元件
RU．．．接收元件
38．．．收發介面單元F手指
TR．．．發收器
d1~d4．．．距離
Sp ．．．定位訊號
Sd ．．．檢測訊號
圖1係繪示本發明之第一具體實施例之非侵入式檢測裝置的功能方塊圖。
圖2A係繪示設計成手套形式之非侵入式檢測裝置的示意圖。
圖2B、圖2C及圖2D係分別繪示彎曲手指、伸展手指或左右平移手指之檢測動作。
圖3A及圖3B係分別繪示具有不同設計型式之檢測模組的檢測單元之示意圖。
圖4及圖5係分別繪示本發明之第二具體實施例之非侵入式檢測裝置的功能方塊圖及示意圖。
圖6A及圖6B係分別繪示定位模組與檢測模組之檢測單元彼此整合於收發介面單元之側視圖及下視圖。
圖7係繪示根據本發明之第三具體實施例的非侵入式檢測裝置運作方法的流程圖。
圖8係繪示根據本發明之第四具體實施例的非侵入式檢測裝置運作方法的流程圖。
1．．．非侵入式檢測裝置
10．．．彈性基座
12．．．檢測模組
14．．．資料處理模組
120．．．檢測單元

Claims (10)

  1. 一種非侵入式檢測裝置，至少包含：一彈性基座；一檢測模組，設置於該彈性基座上，該檢測模組包含複數個檢測單元，用以對一檢測對象之一檢測區域下方的組織進行一檢測以取得一檢測資訊；一資料處理模組，用以自該檢測模組接收該檢測資訊並分析處理該檢測資訊以產生一檢測結果；一定位模組，耦接至該資料處理模組，該定位模組偵測該複數個檢測單元之位置，並根據該複數個檢測單元中之任兩個檢測單元間之距離改變或彼此間相對於該彈性基座之相對位置改變產生一位置補償資訊至該資料處理模組，該資料處理模組根據該位置補償資訊調整該檢測結果；以及一收發介面單元，該複數個檢測單元係設置於該收發介面單元之一底面，致使該複數個檢測單元之一檢測訊號的發射接收路徑係經由該收發介面單元之該底面的方向進出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之非侵入式檢測裝置，其中該彈性基座係穿戴於操作者之手部，致使該複數個檢測單元之位置能夠隨著手勢之變化或手掌、手指移動而改變。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之非侵入式檢測裝置，其中該複數個檢測單元係由發射元件及接收元件構成，並且發射元件與接收元件係整合設計為發收器或設計成彼此分開。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之非侵入式檢測裝置，其中該複數個檢測單元係透過光學同調斷層掃瞄(Optical Coherence Tomography,OCT)技術對該檢測區域下方之組織進行該檢測。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之非侵入式檢測裝置，其中該定位模組與該檢測模組之該複數個檢測單元係彼此整合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之非侵入式檢測裝置，其中該檢測模組係採用一非侵入式檢測技術進行該檢測，該非侵入式檢測技術係為一超音波檢測技術、一光學檢測技術、一電學檢測技術或一磁學檢測技術。
  7. 一種運作一非侵入式檢測裝置的方法，該非侵入式檢測裝置包含一彈性基座、一檢測模組、一資料處理模組、一定位模組及一收發介面單元，該檢測模組包含複數個檢測單元且設置於該彈性基座上，該複數個檢測單元係設置於該收發介面單元之一底面，致使該複數個檢測單元之一檢測訊號的發射接收路徑係經由該收發介面單元之該底面的方向進出，該方法包含下列步驟：該檢測模組之該複數個檢測單元對一檢測對象之一檢測區域下方的組織進行一檢測以取得一檢測資訊；該資料處理模組分析處理該檢測資訊以產生一檢測結果；該定位模組偵測該複數個檢測單元之位置，並根據該複數個檢測單元中之任兩個檢測單元間之距離改變或彼此間相對於該彈性基座之相對位置改變產生一位置補償資訊至該資料處理模組；以及 該資料處理模組根據該位置補償資訊調整該檢測結果。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該彈性基座係穿戴於操作者之手部，致使該複數個檢測單元之位置能夠隨著手勢之變化或手掌、手指移動而改變。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該複數個檢測單元係透過光學同調斷層掃瞄(Optical Coherence Tomography,OCT)技術對該檢測區域下方之組織進行該檢測。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該檢測模組係採用一非侵入式檢測技術進行該檢測，該非侵入式檢測技術係為一超音波檢測技術、一光學檢測技術、一電學檢測技術或一磁學檢測技術。
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