TWI576093B - 血色素與血球比容之檢測系統及方法 - Google Patents

Description

血色素與血球比容之檢測系統及方法

本發明關於一種血色素及血球比容的檢測系統及方法，更具體地，本發明是關於一種檢測系統，其可準確檢測病患血色素及血球比容，並可將檢測結果反饋至系統內的資料庫，以改善檢測準確度。

血色素(Hemoglobin)是一種存在於血液內的蛋白質，血球比容(Hematocrit)則是一定量的血液內含有多少比例之紅血球，血色素是紅血球的成分，故血球比容與血色素成一定比值關係。血色素和血球比容為一般血液檢驗必要項目，其可幫助醫療人員了解患者的血液組成，進而了解患者的身體健康狀態。當大量失血時，患者體內的血色素和血球比容會急速下降。故而在臨床醫療上，血色素和血球比容是用以判斷患者是否需要輸血的重要依據。

然而，在臨床醫療行為上，針對血色素及血球比容的習知血液學檢驗至少需耗費30分鐘至1小時，遑論額外的候診時間。然而，許多意外發生的當下，病患往往沒有明顯外傷，如此一來，從外觀無從判斷是否失血過多的病患或許實際上無法耗費時間等待檢驗結果。因此，在緊急情況下，為了分秒必爭的緊急診斷，臨床醫師僅能以臨床經驗判斷病患的失血情況來進行輸血的治 療。人為判斷難免有誤差，如此勢必需要建立一個相較於習知血液檢驗所需時間要少，並可準確得知病患失血情況的方法。

近年來，床邊檢驗(point of care，又稱即時檢驗、重點照護檢驗)為檢驗醫學發展的新趨勢，其廣泛概念為在病患床邊進行的快速、即時、重點性的檢測分析技術。該些檢測技術可在照護床邊、病房或急救現場執行，而不必集中實驗室內進行檢驗。床邊檢驗技術是一種極具潛力的檢測技術，其快速簡便、效率高、成本低、檢驗周期短、不須大量採樣檢體、以及可即時反應病患狀態，故而在床邊檢驗技術的概念上發展特定針對單一檢驗項目的技術是必要的。

鑒於上述不足之處，本發明的目的在於提供一種用以快速檢測血色素與血球比容的系統及方法。本發明的檢測系統及方法不僅可快速檢測受試的血色素與血球比容，還可將測得之檢測結果與臨床檢測結果加以反饋，此外還可進一步透過行動裝置裝載該系統，增加使用的便利性，並大幅提高判斷結果的準確度。

根據上述目的，本發明提供一種血色素及血球比容的檢測系統，其包含：掃描單元，掃描受試者之下眼瞼結膜，並擷取受試者之下眼瞼結膜之影像訊號；分析單元，與掃描單元連接，並接受該影像訊號；資料庫，與該分析單元連接，並提供預設比色表；以及輸入單元，與分析單元連接，並輸入受試者之臨床檢測結果。其中分析單元將影像訊號轉換為量測色彩值，並將量測 色彩值與預設比色表比較以取得檢測結果；以及分析單元反饋量測色彩值及臨床檢測結果至資料庫。

較佳地，本發明之檢測系統可進一步包含校正單元，可與分析單元及掃描單元連接並校正影像訊號之色差。

承上述，影像訊號被轉換為量測色彩值之前，校正單元可校正影像訊號之色差並取得校正影像訊號。

較佳地，分析單元及資料庫可設置於行動裝置，且行動裝置可透過傳輸媒體接收影像訊號及輸出檢測結果。

承上述，傳輸媒體可包含移動式網路(mobile network)、無線區域網路(WLAN)、區域網路(LAN)及藍芽。

承上述，行動裝置可選自由智慧型手機、平板裝置、筆記型電腦及智能手錶所組成之群組。

較佳地，量測色彩值及受試者之臨床檢測結果可被反饋至資料庫，以建立另一個預設比色表。

根據上述目的，本發明另提供一種血色素及血球比容的檢測方法，其包含：影像擷取該受試者之下眼瞼結膜以取得一影像訊號；轉換該影像訊號為量測色彩值；比較該量測色彩值與預設比色表以取得檢測結果；輸入該受試者之臨床檢測結果；以及反饋該量測色彩值及該臨床檢測結果至資料庫。

較佳地，本發明之檢測方法可進一步包含在影像訊號被轉換為量測色彩值之前校正影像訊號之色差。

較佳地，本發明之檢測方法可進一步包含透過傳輸媒體傳輸影像訊號與檢測結果。

較佳地，本發明之檢測方法可進一步包含建立另一預設比色表。

承上所述，本發明所提供的血色素及血球比容的檢測系統及方法可具有下述一或多個優點：

(1)本發明提供的血色素及血球比容的檢測系統及方法，其結合攝像單元與分析單元，可於短時間內輸出檢測結果，提升時效性。

(2)本發明提供的血色素及血球比容的檢測系統及方法，其能將檢測結果反饋至資料庫中，增加資料庫的樣本數，可隨時更新建立預設比色表，以提高檢測準確性。

(3)本發明提供的血色素及血球比容的檢測系統及方法，可以行動裝置裝載和操作，便於使用及攜帶，利於臨床醫療人員工作需求。

10、30‧‧‧檢測系統

20‧‧‧檢測儀器

100、300‧‧‧掃描單元

110、310‧‧‧攝像單元

111、311‧‧‧影像訊號

120、320‧‧‧分析單元

121、321‧‧‧檢測結果

130、330‧‧‧資料庫

131、331‧‧‧預設比色表

140、340‧‧‧輸入單元

141、341‧‧‧臨床檢測結果

210‧‧‧數位攝像鏡頭

220‧‧‧螢幕

230‧‧‧鍵盤

350‧‧‧校正單元

351‧‧‧校正影像訊號

第1圖係為本發明的第一實施例的血色素及血球比容檢測系統之示意框圖。

第2圖係為本發明的第一實施例的血色素及血球比容檢測系統實際應用示意立體圖。

第3圖係為本發明的第二實施例的血色素及血球比容檢測系統之示意框圖。

本發明將藉由下述實施例，並搭配附圖進一步詳細說明。

本發明提供一種血色素及血球比容的檢測系統，其包含：掃描單元，用於掃描受試者的下眼瞼結膜，掃描單元中還包含攝像單元，其用以擷取該受試者的下眼瞼結膜之影像訊號；分析單元，與掃描單元連接，用以接受該影像訊號；以及資料庫，與該分析單元連接，用以提供一預設比色表。其中，分析單元將影像訊號轉換為量測色彩值，並將量測色彩值與預設比色表比較以取得檢測結果；接著分析單元輸出檢測結果；以及分析單元將量測色彩值及檢測結果反饋至資料庫。

為了更詳細地說明，本發明提供一種血色素及血球比容的檢測系統的實施例，並請參閱第1圖，係為本發明的第一實施例的血色素及血球比容檢測系統之示意框圖。本發明的血色素及血球比容的檢測系統10包含掃描單元100、分析單元120、資料庫130以及輸入單元140。掃描單元100內部包含攝像單元110，掃描單元100與分析單元120連接，資料庫130與分析單元120連接，且輸入單元140與分析單元120連接。

具體說明，掃描單元100的主要功能在於掃描受試者的下眼瞼結膜，並利用攝像單元110擷取該受試者的下眼瞼結膜之影像，以產生一個影像訊號111。接著該影像訊號111被傳送到分析單元120。分析單元120接收該影像訊號111並轉為量測色彩值。舉例來說，分析單元120可將攝像單元110取得的數位圖像，轉為以RGB色彩模式定義的色彩值，是為量測色彩值。需注意的是，本發明提供的血色素及血球比容檢測系統中的分析單元，除了可轉換成以RGB色彩模式定義的色彩值之外，亦可以其他色彩模式定義來轉換，例如：CMYK色彩模式、RYB色彩模式、HSV及HSL模型等。

另一方面，資料庫130與分析單元120連接，並提供一預設比色表131。在此詳細說明預設比色表的建立原理，首先收集多位臨床受試者(樣本數必須夠大，為具有統計學上意義為原則，例如>100位)的下眼瞼結膜的影像，再將該些眼瞼結膜影像以RGB色彩模式的色彩值分別加以定義。同時分別取得每一個該受試者之臨床血色素及血球比容的數據，綜合所有受試者之數據並統整分析後，得出血色素為5至15gm/dl、血球比容為15至45%的數值範圍(血球比容大約為血色素數值的三倍，血球比容值係由血色素換算而來)。接著整合眼瞼結膜的影像的色彩值與血色素、血球比容的實際量測值，建立一個比色色度範圍以使色彩值可對照血色素及血球比容的估計值，是為預設比色表131。簡言之，資料庫130已內建一預設比色表131，且該預設比色表131係由大量臨床受試者之數據建立。將前述攝像單元110所擷取並透過分析單元120轉換的量測色彩值與該預設比色表131比較，即可透過預設比色表131揭露的資訊，得到該受試者的血色素與血球比容的檢測結果121。

實際舉例說明，請參閱下表1，其為例示性的預設比色表。表1顯示利用RGB色彩模式建立的色彩數值，以及其對照的血色素與血球比容數值。事實上，由於眼瞼結膜之影像的色彩轉換後不可能完全符合表中顯示的單一R、G及B的數值，因此每個R、G、B的數值±3是被包含在相同的血色素濃度及血球比容數值的區間。根據預設比色表，僅需量測色彩值便可得知檢測結果。舉例來說，若今天病患的下眼瞼結膜的量測色彩值為R167G117B128，透過此預設比色表可得知該受試者的血色素濃度僅大約為5gm/dl，而血球比容也降至15%。一般正常男性的血色素為13.0至18.0gm/dl、女性為11.0~16.0gm/dl，血球比容值為38至47%。故可判斷該名病患極需接受輸血治療。

最後，分析單元120除了將檢測結果121輸出之外，另可接受來自輸入單元140輸入之外部訊號。在本發明提供的第一實施例中，分析單元120接受經輸入單元140輸入之受試者醫療資訊。亦即，人為地向分析單元120輸入特定受試者實際的臨床檢測結果141。如此一來，分析單元120可將特定受試者的臨床檢測結果141與先前測得的量測色彩值一同反饋至資料庫130。此目的在於，一方面增加資料庫130原有受試者的樣本數，另一方面則根據臨床檢測結果141來校正本發明的檢測系統所得的檢測結果121之誤差程度。每檢測一受試者，即可新增一筆臨床檢測結果以透過量測色彩值，藉以增加資料庫130的樣本 數並隨時立即對該預設比色表做校正，或是重新更新以建立一新的預設比色表，進而提高本發明的系統所提供的預設比色表的準確性。

另一方面，本發明的血色素及血球比容檢測系統的實施例可整體或部分單元裝載在行動裝置上。請參閱第2圖，為本發明的第一實施例的血色素及血球比容檢測系統實際應用示意立體圖。第2圖顯示本發明的檢測系統實際應用之檢測儀器之示意圖。需注意的是，該圖式僅示例性地對本發明的技術特徵進行的說明，並非對本發明的技術特徵做限制。首先，檢測儀器20具有一突出鳥嘴部，其內建一數位攝像鏡頭210，另有一握柄部，其背向鳥嘴部之一面具有螢幕220及鍵盤230。數位攝像鏡頭210可擷取病患下眼瞼結膜之影像，經過如第1圖所示及前述的檢測系統分析比對後，可顯示檢測結果於螢幕220上。另外，亦可透過鍵盤230輸入該病患的臨床檢測結果，反饋檢測系統中的資料庫(未示出)以修正誤差，並建立或更新原有的預設比色表，以臻精確。本發明的檢測儀器20僅為示意圖，其中所屬技術領域具有通常知識者，可在本發明申請專利範圍界定之範圍內，對儀器的元件配製作等效的修飾和改良。例如，設置觸控式螢幕於握柄部，則可同時具有顯示檢測結果及輸入檢測結果之功能。然本發明並不限於此。

本發明的檢測系統的第一實施例除了以獨立的電子式檢測儀為實踐方式之外，亦可裝載在各式行動裝置上。本發明的檢測系統的實際應用行動裝置，舉例但不限於，智慧型手機、平板裝置、筆記型電腦及智能手錶等。在此以智慧型手機作為舉例進一步說明。本發明的檢測系統可透過特定應用軟體如App建立，並裝載於智慧型手機中。透過智慧型手機內建之相機鏡頭，將取得之影像輸入該應用軟體加以分析，並透過資料庫提供的預設比色表比對並取 得檢測結果。同時智慧型手機之書寫螢幕亦可將病患的臨床檢測結果輸入。此類執行方式簡便，易於推廣，並且取得軟體容易，便於臨床醫療人員在緊急狀況下可隨機機動使用。

另一種執行方式，是可將分析單元與資料庫藉由寫入特定應用程式裝載在智能手錶中，另以傳輸媒體傳接收影像訊號及輸出檢測結果。舉例來說，當緊急狀況發生離醫療場所有一定距離，恐無法將病患及時送至醫院，然現場急救人員仍必需判斷該病患是否大量失血急需輸血的情況下，現場急救人員可藉由一攝像單元拍攝該病患的下眼瞼結膜，利用藍芽傳輸系統將該影像資訊傳至隨身配戴的智能手錶，透過內建的資料庫及分析單元比對分析，快速獲得該病患的血色素與血球比容值之檢測結果。如此一來，現場急救人員可據以判斷該病患是否需要立即輸血。該實施態樣可解決偏遠地區病患從等候移送醫療中心到檢驗結果報告出爐所需的時間花費，增加急救效率，減少人命的損失。

本發明提供一種血色素及血球比容的檢測系統的另一個實施例。為了詳細地說明，請參閱第3圖，係為本發明的第二實施例的血色素及血球比容檢測系統之示意框圖。本發明的第二實施例的檢測系統30除了包含掃描單元300、攝像單元310、分析單元320、資料庫330以及輸入單元340之外，另包含一校正單元350。掃描單元300內包含攝像單元310並連接至分析單元320，校正單元350與分析單元320及掃描單元300連接，資料庫330與分析單元320連接，輸入單元340與分析單元320連接。

具體說明，本發明的第二實施例的掃描單元300(包含攝像單元310)，與第一實施例的掃描單元100功能相同，均用來擷取受試者的下眼瞼結膜之影像並取得一影像訊號311。接著該影像訊號311傳送至校正單元350。與第一 實施例不同的地方在於，在本發明的第二實施例中，影像訊號311被產生，但在影像訊號311被轉換成量測色彩值之前，會先經過校正單元350校正該影像訊號311的色差，以取得校正影像訊號351。經校正單元350校正的校正影像訊號351可將人為的攝像技術誤差所造成的圖片色澤及光線偏差加以修正，以降低後續轉換量測色彩值時的誤差。接著，分析單元320再將該校正影像訊號351，轉為以RGB色彩模式定義的色彩值，是為量測色彩值。需注意的是，本發明提供的檢測系統中的分析單元，除了可轉換成以RGB色彩模式定義的色彩值之外，亦可以其他色彩模式定義來轉換，例如：CMYK色彩模式、RYB色彩模式、HSV及HSL模型等。

再者，資料庫330與分析單元320連接並提供一預設比色表331。與第一實施例相同，資料庫330已內建樣本數具有統計學上意義的多個受試者的下眼瞼結膜之影像，以及該些影像經轉換後的色彩值。另外資料庫330還包含該些受試者的血色素及血球比容的實際臨床數據。資料庫330整合這些受試者的眼瞼結膜的量測色彩值與其實際臨床數據，以製成一預設比色表331。預設比色表之建立原理及例示與第一實施例例示之預設比色表相同，請參閱前述說明，在此不再贅述。將前述被攝像單元310擷取並經過校正單元350校正、之後透過分析單元320轉換而得的量測色彩值與該預設比色表331比較，即可透過預設比色表331揭露的資訊，得到該受試者的血色素與血球比容的檢測結果321。

最後，在本發明的第二實施例提供的血色素與血球比容的檢測系統中，分析單元320除了可比對受試者的量測色彩值與預設比色表之資訊之外，另還可藉由人為方式輸入外部訊號。詳言之，檢測系統可藉由輸入單元340向分析單元320輸入特定受試者實際的臨床檢測結果341。如此一來，特定受試者的 臨床檢測結果341可與先前測得的量測色彩值一同反饋至資料庫330中。此目的在於，一方面增加資料庫330原有受試者的樣本數，另一方面則根據臨床檢測結果341來檢視本發明的檢測系統所得的檢測結果321之誤差程度。每對一受試者做檢測，即可新增一筆臨床檢測結果以及量測色彩值，藉以增加資料庫330的樣本數。更甚者，資料庫330可隨時立即對該預設比色表做校正，或是重新更新以建立一新的預設比色表，藉此提高本發明的檢測系統內的預設比色表之檢測準確性。

本發明提供的檢測系統的第二實施例亦可為獨立的電子式檢測儀，亦可裝載在各式行動裝置上。如前所述，本發明的檢測系統的實際應用行動裝置可以智慧型手機作為實施態樣。本發明的檢測系統可透過特定應用軟體如App建立，並裝載於智慧型手機中。透過智慧型手機內建之相機鏡頭，將取得之影像以校正程式加以校正色差，接著輸入該應用軟體加以分析，並透過資料庫提供的預設比色表比對並取得檢測結果。同時亦可透過智慧型手機之螢幕輸入病患的臨床檢測結果。此類執行方式簡便，易於推廣，並且取得軟體容易，便於臨床醫療人員攜帶，在緊急狀況下可依需求任意使用。

另一種執行方式，是可將分析單元與資料庫設置於一固定電腦或運算處理載體內，另以傳輸媒體傳接收影像訊號及輸出檢測結果。舉例來說，當緊急狀況發生離醫療場所有一定距離，恐無法將病患及時送至醫院，然現場急救人員仍必需判斷該病患是否大量失血急需輸血的情況下，可藉由數位相機拍攝該病患的下眼瞼結膜，利用網路傳輸系統將該影像資訊傳至遠處的醫療中心內的資料庫及分析單元，再將該檢測結果透過網路傳輸系統或通訊媒體傳達給現場急救人員，讓第一線急救人員可據以判斷該病患需輸血與否。網路傳輸 系統包含但不限於，包含移動式網路(mobile network)、無線區域網路(WLAN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)等。通訊媒體可為一般有線電話、無線電話、衛星電話等。藉由本發明提供的態樣，可解決偏遠地區病患從等候移送醫療中心到檢驗結果報告出爐所需的時間花費，增加急救效率，減少人命的損失。

以上的說明，僅僅是對本發明的技術特徵進行示例性的說明，在本發明所屬領域中具有通常知識者，可在不超出本發明的本質的特性範圍內，進行多種的修改、變更及替換。因此公開於本發明的實施例及添加的多個附圖是用於說明而非用於限定本發明的技術特徵，而且本發明的技術思想的範圍並非被這些實施例及添加的附圖所限定。本發明的保護範圍，應由本發明的申請專利範圍而進行解釋，並且，與此具有等同範圍內的所有的技術特徵，應解釋為包含在本發明的申請專利範圍內。

10‧‧‧檢測系統

100‧‧‧掃描單元

110‧‧‧攝像單元

111‧‧‧影像訊號

120‧‧‧分析單元

121‧‧‧檢測結果

130‧‧‧資料庫

131‧‧‧預設比色表

140‧‧‧輸入單元

141‧‧‧臨床檢測結果

Claims (11)

1. 一種血色素及血球比容之檢測系統，其包含：一掃描單元，掃描一受試者之下眼瞼結膜，並擷取該受試者之下眼瞼結膜之一影像訊號；一分析單元，與該掃描單元連接，並接受該影像訊號；一資料庫，與該分析單元連接，並提供一預設比色表；以及一輸入單元，與該分析單元連接，並輸入該受試者之一臨床檢測結果，其中該分析單元將該影像訊號轉換為一量測色彩值，並將該量測色彩值與該預設比色表比較以取得一檢測結果；以及該分析單元反饋該量測色彩值及該臨床檢測結果至該資料庫，並且該分析單元係根據該臨床檢測結果校正該檢測結果之誤差程度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其進一步包含一校正單元，係與該分析單元及該掃描單元連接並校正該影像訊號之色差。
3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中在該影像訊號被轉換為該量測色彩值之前，該校正單元校正該影像訊號之色差並取得一校正影像訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該分析單元及該資料庫係設置於一行動裝置，且該行動裝置透過一傳輸媒體接收該影像訊號及輸出該檢測結果。
5. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中該傳輸媒體包含移動式網路(mobile network)、無線區域網路(WLAN)、區域網路 (LAN)及藍芽。
6. 如申請專利範圍第4項所述之系統，其中該行動裝置係選自由智慧型手機、平板裝置、筆記型電腦及智能手錶所組成之群組。
7. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該量測色彩值及該受試者之該臨床檢測結果被反饋至該資料庫，以建立另一預設比色表。
8. 一種血色素及血球比容之檢測方法，其包含：影像擷取一受試者之下眼瞼結膜以取得一影像訊號；轉換該影像訊號為一量測色彩值；比較該量測色彩值與一預設比色表以取得一檢測結果；輸入該受試者之一臨床檢測結果；以及反饋該量測色彩值及該臨床檢測結果至一資料庫，根據該臨床檢測結果校正該檢測結果之誤差程度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含在該影像訊號被轉換為該量測色彩值之前校正該影像訊號之色差。
10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含透過一傳輸媒體傳輸該影像訊號與該檢測結果。
11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其進一步包含建立另一預設比色表。