TWI616180B - 上消化道出血偵測裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

一種上消化道出血偵測裝置及其方法，其係由一偵測單元及一訊號處理單元所組成，藉由偵測單元偵測出血影像，訊號處理單元自動分析訊號，其中偵測裝置具有持續檢測及固定部位檢測功能。

Description

上消化道出血偵測裝置及方法
本發明係有關於一種醫學診斷識別的偵測裝置及方法，特別是一種上消化道的出血偵測方法及裝置。
現今消化道檢查常見的方式是使用內視鏡(endoscope)檢測，其功能可控制位置光線、手術敷藥等，但其手術過程複雜，並不適合普遍性使用；目前尚有膠囊內視鏡(Capsule endoscopy)如台灣專利公告號M433182、I285542及美國專利US8911368，其缺點是無法停留在特定部位並且電力有限不可作為持續檢測使用，另外可移動式膠囊台灣專利如I286926及申請號200920301，皆利用磁力等非接觸性操控，而光學偵測膠囊如美國專利US7828730及US20110306855是檢測滲入偵測光通路的體液進行光譜吸收分析，與本案利用體液的反射光進行分析不同，且此兩案尚無商用產品，其構想之可行性及有效性待確認，以及美國專利膠囊式US8790248、US20130172672、US20090253999、有線式膠囊US8005536、US20090018396等並無偵測出血功能；另外在光學偵測方法部分，US20120101391揭露一種血管壁中量測斑塊的方法，利用不同波長紅外光偵測非血液物質如脂質、膽固醇或白血球遺體所聚集成的斑塊，分析特定物質不可見光的吸收光譜。
為了解決先前技術所述之問題，本發明之主要目的在於提供一種上消化道出血偵測裝置，利用特定波長的可見光三原色光強度比例訊號與時間關係，來判斷上消化道的出血狀況。
本發明裝置包含一偵測單元及一訊號處理單元，其中偵測單元經由鼻子或嘴巴進入病患上消化道並於偵測期間持續停留於上消化道檢測是否出血，另外此偵測單元可經由更換電源或是充電而達到長時間偵測之目的。
另外，訊號處理單元可接收並呈現來自偵測單元的訊號，供醫學人員直接判讀上消化道內部狀況。
本發明還可達成另一目的，該目的是提供一種上消化道出血偵測裝置自動分析訊號功能，其中訊號處理單元可處理來自偵測裝置的影像及光學訊號並自動判定是否出血、警示出血狀況、計算出血時間長短等出血偵測警示功能，藉由電子輔助可遠端監控及即時判讀，減輕醫學人員負擔。
1‧‧‧病患
10‧‧‧偵測單元
11‧‧‧出血探測裝置
12‧‧‧管線
13‧‧‧訊號傳輸模組
20‧‧‧訊號處理單元
22‧‧‧訊號顯示器
30.~38‧‧‧步驟
第1A圖，是本發明之上消化道出血偵測裝置架構圖。
第1B圖，是本發明一實施例的上消化道出血偵測裝置示意圖。
第2圖，是本發明上消化道出血偵測裝置實施例步驟流程圖。
第2A圖，是本發明第一實施例，上消化道出血偵測裝置顯示影像步驟流程圖。
第2B圖，是本發明第二實施例，上消化道出血偵測裝置出血警示步驟流程圖。
第2C圖，是本發明第三實施例，上消化道出血偵測裝置估計出血時間步驟流程圖。
第3圖，是本發明之含氧血三原色光頻率訊號與時間關係之示意圖。
以下，茲配合各圖式列舉對應之較佳實施例來對本發明的上消化道出血偵測裝置的組成構件及達成功效來做說明。然各圖式中，上消化道出血偵測裝置的構件、尺寸及外觀僅用來說明本發明的技術特徵，而非對本發明構成限制；此外，本發明所述之上消化道包括食道至十二指腸之間的器官。
首先，請參考第1A圖，係本發明之上消化道出血偵測裝置示意圖。如第1A圖所示，本發明的上消化道出血偵測裝置分為偵測單元(10)及訊號處理單元(20)兩部分，其中偵測單元(10)包含一出血探測裝置(11)、一訊號傳輸模組(13)及一管線(12)；其中，出血探測裝置(11)藉由管線(12)與訊號傳輸模組(13)連接，使得訊號傳輸模組(13)可以將出血探測裝置(11)所取得的訊號透過訊號傳輸模組(13)連結至訊號處理單元(20)，此外，在本發明的實施例中，出血探測裝置(11)具有照明裝置及影像鏡頭或光線感測器，並且訊號處理單元(20)還進一步具備訊號顯示器(21)。
其中，上述光線感測器可針對特定頻率光線進行光強度偵測，特別是三原色(RGB)光頻率訊號，如第3B圖示，而影像攝取裝置則可接收可見光頻率及特定空間範圍的影像資料形成影像訊號，這些三原色(RGB)光頻率或是影像訊號，可以藉由訊號處理單元(20)處理後，在訊號顯示器(21)上顯示。
接著，請參考第2圖，是本發明上消化道出血偵測裝置實施例步驟流程圖。如第2圖所示，是用以說明從出血探測裝置(11)所得到的三原色(RGB)光頻率訊號，經過訊號處理單元(20)處理以及訊號顯示器(21)呈現訊號的流程。
根據以上所述的上消化道出血偵測裝置，本發明上消化道出血偵測裝置操作流程方法如第2圖所示，上消化道出血偵測裝置操作流程中的步驟包括：
步驟30：藉由出血探測裝置(11)上的影像攝取裝置拍攝病患上消化道影像及偵測三原色(RGB)光頻率訊號。
步驟31：經由管線(12)提供出血探測裝置(11)所需電力，並將影像訊號傳輸至訊號傳輸模組(13)。
步驟32：訊號傳輸模組(13)收到出血探測裝置(11)所拍攝的影像資料後，藉由無線訊號方式傳輸至訊號處理單元(20)；其中，血探測裝置(11)可以是影像攝取裝置或是光線感測器。
步驟33：訊號處理單元(20)可接收訊號傳輸模組(13)傳來的無線訊號，並判斷訊號類別為影像訊號或三原色(RGB)光頻率訊號。
步驟34：當訊號是由光線感測器所提供的三原色(RGB)光頻率時，訊號處理單元(20)可自動分析訊號傳輸模組(13)傳來訊號的三原色(RGB)光頻率中的三原色光強度比例與時間關係。
步驟35：根據步驟34對三原色(RGB)光頻率中的三原色光強度比例分析後，訊號處理單元(20)可將三原色光強度比例與病癥狀態進行比對判斷，若偵測到符合出血訊號則可即時透過步驟37自動發出出血警示。
步驟36：根據步驟34對三原色(RGB)光頻率中的三原色光強度比例與時間關係分析後，訊號處理單元(20)可自動估計出血時間長短，並透過步驟37顯示分析資訊。
步驟37：訊號顯示器(21)可顯示上消化道影像資訊(步驟33)，顯示出血時間長短(步驟35)以及發出出血警示(步驟36)等的資料。
上述步驟皆可在具有相對應功能裝置中實施，例如：步驟30可透過偵測單元(10)中的出血探測裝置(11)實施，步驟31可透過偵測單元(10)中的管線(12)實施，步驟32可透過偵測單元(10)中的訊號傳輸模組(13)實施，步驟33、34、35、36、37可透過訊號處理單元(20)實施，步驟37可透過訊號處理單元(20)中的訊號顯示器(21)實施。
其中上述在步驟33的判斷式中，是將由影像攝取裝置所拍攝的影像訊號與由光線感測器所測得三原色光頻率訊號分開處理；當步驟33判斷出血探測裝置(11)所傳來的訊號是影像訊號時，則進入步驟37於訊號顯示器(21)上顯示影像；當步驟33判斷出血探測裝置(11)所傳來的訊號是三原色光頻率訊號時，則進入步驟34將三原色光頻率訊號換算成光比例強度進行分析，並透過步驟35根據光強度比例(表1)判斷出血狀態，若診斷為出血狀態則可進入步驟37發出出血警示功能；另外，本創作亦可透過步驟34將三原色光頻率訊號中的光比例強度與時間關係進行分析後，透過步驟36估計出血量時間，並進入步驟37顯示估計出血量時間。
根據上述，本發明將第2圖所能達到的功能，進一步區分成第2A、2B、2C圖的三個實施例，分別說明其實施的步驟流程；其中，第2A圖為第一實施例，上消化道出血偵測裝置顯示影像步驟流程圖；第2B圖為第二實施例， 上消化道出血偵測裝置出血警示步驟流程圖；第2C圖為第三實施例，上消化道出血偵測裝置估計出血時間步驟流程圖。
在本發明第一實施例，上消化道出血偵測裝置顯示影像步驟流程，如第2A圖所示，是透過步驟30、31、32、33及37來完成，其中，藉由偵測單元(10)將出血探測裝置(11)中的影像攝取裝置透過管線(12)經由鼻腔經咽喉置入病患(1)上消化道，並將測得病患(1)之上消化道的影像訊號，經訊號傳輸模組(13)以無線訊號傳輸至訊號處理單元(20)(步驟30、31、32)，接著，當訊號處理單元(20)判斷是收到影像訊號時(步驟33)，則自動將訊號傳輸模組(13)傳來的影像訊號轉由訊號顯示器(21)呈現，將上消化道內影像供醫護人員使用(步驟37)。
接著，請參考第2B圖，在本發明第二實施例，上消化道出血偵測裝置出血警示步驟流程，是透過步驟30、31、32、33、34、35及37來完成，其中，藉由偵測單元(10)將出血探測裝置(11)透過管線(12)經由鼻腔經咽喉置入病患(1)上消化道，並將測得病患(1)上消化道的三原色(RGB)光頻率訊號，經訊號傳輸模組(13)以無線訊號傳輸至訊號處理單元(20)(步驟30、31、32)，接著當訊號處理單元(20)判斷是收到三原色(RGB)光頻率訊號時(步驟33)，訊號處理單元(20)可在進行診療或在監控時同時自動藉由訊號傳輸模組(13)將傳來訊號轉換成三原色光強度比例關係(步驟34)；當三原色光強度比例關係依照病癥狀態表判斷為出血狀況時(步驟35)，可即時透過訊號顯示器(21)顯示出血症狀及警示資訊(步驟37)。
最後在本發明第三實施例，上消化道出血偵測裝置估計出血時間步驟流程，如第2C圖所示，是透過步驟30、31、32、33、34、36及37來完成，其中，藉由偵測單元(10)將出血探測裝置(11)透過管線(12)經由鼻腔經咽喉置入病患(1)上消化道，並將測得病患(1)之上消化道三原色(RGB)光頻率資料經訊號傳 輸模組(13)以無線訊號傳輸至訊號處理單元(20)(步驟30、31、32)，接著當訊號處理單元(20)判斷是收到三原色(RGB)光頻率訊號時(步驟33)，訊號處理單元(20)可在進行診療或在監控時同時自動藉由訊號傳輸模組(13)將傳來訊號轉換成三原色光強度比例關係(步驟34)；最後，訊號處理單元(20)可依照病癥狀態表分析三原色光強度比例關係的生理狀態與時間關係，統計並評估出血時間(步驟36)，並將評估出血時間即時透過訊號顯示器(21)醫護人員使用(步驟37)。
表1與表2為三原色光強度比例與病徵狀態表的範例，其數值可能因不同患者生理背景有所不同，表1中的數據代表光感測器收到紅光照度的總和除以綠光照度的總和，表2的數據代表光感測器收到紅光照度的總和除以藍光照度的總和，根據表1當含氧血中的紅光與綠光強度比例(R/G)高於2時，代表測得 顏色偏紅，為出血訊號可能性高，能做為判斷出血優先指標，而紅光與藍光強光比例(R/B)則為輔助參考，可作為進一步判斷含氧血與缺氧血辨別指標，水於消化道內成色為胃壁原色。因此，當出血探測裝置(11)所探測出訊號的三原色光頻率中的光強度比例後，即可自動判讀出血狀況時(步驟36)；因此，當含氧血中的紅光與綠光強度比例(R/G)高於2.1時，即可將出血警示資料透過訊號顯示器(21)顯示警示資訊(步驟37)，此時可進一步透過表2紅光與藍光強度比例(R/B)數值判斷影像中為含氧血或缺氧血，若紅光與藍光強度比例(R/B)數值接近2.5則為缺氧血訊號，反之接近1.3則為含氧血訊號。
另外，第3圖為含氧血(Red Blood)三原色光頻率訊號與時間關係之示意圖，其中，灰色線條為綠色光強度、深灰色線條為藍色光強度、黑色線條現為紅色光強度，舉例來說，透過第3圖可知，紅色光較藍色光及綠色光的光強度大，因此，將第3圖的三原色光頻率訊號與時間關係圖透過光強度比例換算後，即可透過三原色光強度比例與病徵狀態表得知上消化道中的含氧血出血狀況，最後，透過時間統計等趨勢分析即可評估出上消化道出血時間長短(步驟37)。
經由上述之說明，綜合本發明具體實施例可知，偵測單元(5)操作模式是將出血探測裝置(11)經由鼻腔經咽喉置入病患(6)上消化道，可在不影響病患(6)食慾及消化狀況進行偵測；當然，也可以選擇經由口腔通到達十二指腸，本發明並不加以限制。首先，提供一個偵測單元(5)，其是將一個出血探測裝置(11)及一個訊號傳輸模組(13)經由電線(2)連接並可由訊號傳輸模組(13)等外部裝置提供電源方式，用以提供出血探測裝置(11)所需電力，以達到持續檢測之目的；接著，在偵測單元(5)正常啟動後，將出血探測裝置(11)經由入病患(6)的鼻腔經咽喉進入上消化道；再接著，藉由出血探測裝置(11)內的影像攝取裝置拍攝病患(6) 上消化道影像，並將影像藉由電線(2)傳輸至訊號傳輸模組(13)，訊號傳輸模組(13)收到出血探測裝置(11)所拍攝的影像資料後，可直接將電線(2)接往訊號處理單元(20)，或藉由無線訊號方式傳輸至訊號處理單元(20)，訊號處理單元(20)可將訊號傳輸模組(13)傳來的無線或有線訊號分析處理後，直接於訊號顯示器(21)呈現出血探測裝置(11)所拍攝到的上消化道內影像，供醫學人員現場即時判讀。
在本發明另一具體實施例中，訊號處理單元(20)除了能呈現病患(6)上消化道內影像外，也可自動分析訊號傳輸模組(13)傳來的訊號，經由上消化道光學感測器測得資料判定是否出血並提出警示功能；此外，還可以透過訊號傳輸模組(13)進一步對上消化道三原色光強度比例進行出血分析，並由其強度比例趨勢及時間關係自動評估出血時間長短，並顯示於訊號顯示器(21)等輔助醫療功能，藉由電子輔助提供醫學人員非即時或遠端的監護功能，減輕醫學人員長時間照護負擔。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

Claims (6)

  1. 一種上消化道出血偵測裝置，包含：一偵測單元，該偵測單元包含一管線、一出血探測裝置以及一訊號傳輸模組，其中該出血探測裝置透過該管線連接於該訊號傳輸模組，並輸出一三原色光頻率訊號；以及一訊號處理單元，該訊號處理單元包含一訊號顯示器，且用以接收該偵測單元所傳送的三原色光頻率訊號；其中該訊號處理單元將該三原色光頻率訊號分析成三原色光強度比例，並藉由該三原色光強度比例來判斷出血現象，且提出警示以及評估一出血時間長短。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之上消化道出血偵測裝置，其中該出血探測裝置可藉該管線調整偵測位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之上消化道出血偵測裝置，其中該出血探測裝置可經由鼻子或嘴巴進入一病患上消化道。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之上消化道出血偵測裝置，其中該訊號處理單元可由該訊號顯示器呈現該些訊號的影像資料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之上消化道出血偵測裝置，其中該血探測裝置經由外接該電線或是電源提供持續電力使用。
  6. 一種利用上消化道出血偵測裝置來偵測上消化道出血的方法，該上消化道出血偵測裝置包括一上消化道出血探測裝置、一傳輸模組、一訊號處理單元及一訊號顯示器，該方法包括：利用該出血探測裝置，來獲得一上消化道的一三原色光頻率訊號；操作該傳輸模組，來傳遞該上消化道出血探測裝置所獲得的該三原色光頻率訊號； 利用該訊號處理單元來接收由該傳輸模組所傳遞的該三原色光頻率訊號，並判斷該三原色光頻率訊號中的一三原色光強度比例關係後，由該訊號處理單元來獲得一結果且發出一警示；以及利用該訊號顯示器來顯示該結果，其中該結果包含一上消化道影像與一出血時間長短。
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