TWI683648B - 耳膜標準影像的取得方法及耳鏡、媒體設計 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種耳膜標準影像的取得方法，其步驟包含：首先，將一耳鏡移動至耳道一預定位置，擷取一耳膜影像，其中，該耳鏡具有一圈型準心；接者，由該耳膜影像圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值；若否，將該耳鏡移動至耳道另一預定位置，重複前述步驟；反之，選擇該耳膜影像，對位並取得一耳膜標準影像。

Description

耳膜標準影像的取得方法及耳鏡、媒體設計

本發明係有關醫用影像的取得方法及其裝置，特別是有關於一種耳膜標準影像的取得方法及其耳鏡設計，與執行該些指令之非暫態電腦可讀記錄媒體。

中耳炎是一系列中耳發炎疾病之統稱，以急性中耳炎(acute otitis media,AOM)和中耳積水(acute otitis media with effusion)兩型最為常見。中耳積水很少會疼痛，不過會伴隨著聽覺障礙的情形，而急性中耳炎若治療不完全將有可能轉變為慢性中耳炎(chronic suppurative otitis media)，更者，造成耳膜永久破損、塌陷，亦或是膽脂瘤(Cholesteatoma)。另研究指出，若幼童長期罹患中耳炎容易造成的聽覺障礙，影響幼童的學習能力。

傳統上，針對中耳炎病徵的判斷，醫療人員係藉由耳鏡、內視鏡肉眼目視耳膜的外觀或患者行為特徵，人工確認患者的中耳炎類型。以急性中耳炎為例，包含耳朵疼痛等臨床症狀，其中，幼童患者常有拉扯耳朵、哭聲次數增加及睡眠品質不佳等情況，有時也會有食欲不振或發燒的情形；而以中耳積水為例，是在耳朵中有出現不是因為感染而產生的液體，時間已超過三個月以上作判斷；再者，以慢性化膿性中耳炎(chronic suppurative otitis media,CSOM)為例，是指中耳發炎已超過二週，導致耳朵開始化膿，但也可能是急性中耳炎後的併發症。

有鑑於目前耳膜影像沒有標準的判讀機制，需仰賴醫療人員的經驗把持，故初期問診很容易有誤判情形發生，因此，本發明提供一種耳膜標準影像的取得方法，其步驟包含：a)將一耳鏡移動至耳道一預定位置，使耳膜位於一耳鏡焦距區間，擷取一耳膜影像，其中，該耳鏡具有一圈型準心；b)由該耳膜影像圈選的對比值界定耳道與耳膜邊際，圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值，為該重複面積70%以上，較佳地，該標準值係為90%至95%；c)若否，該耳鏡由該重複面積的差值計算，移動至耳道另一預定位置，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值；以及d)選擇該耳膜影像，對位並取得一耳膜標準影像。

在一實施例中，該圈型準心具有一三角鍵，且在步驟d)中，係以該楔型鍵對位該耳膜影像之聽小骨後，取得該耳膜標準影像。

再一實施例中，該取得方法之步驟更包含：e)比對一中耳炎資料庫存取之複數參考耳膜標準影像，評估該耳膜標準影像是否具有任一中耳炎病症的對應特徵。

又，本發明由實施前述方法，提供包括複數個指令之非暫態電腦可讀記錄媒體，當一處理器連結一耳鏡時係執行該些指令，分析一耳膜標準影像，該些指令包含：a)擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像； b)由該耳膜影像，圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值；c)若否，移動該耳鏡一預定距離，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值；以及d)選擇該耳膜影像，對位並輸出一耳膜標準影像。

另，本發明提供一種耳鏡設計實施前述指令，其結構包含：一把手部、一檢測部以及一顯示部；該檢測部於該把手部上端，其一側固定結合一向外漸縮的探測件，且具有一攝像模組延伸至該探測部的遠端，擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像與一耳膜標準影像；而該顯示部連接該檢測部，具有一圈型準心，係由該耳膜影像圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值，若否，則提供一錯誤顯示。

在一實施例中，該耳鏡設計結構更包含：一步進馬達與一中耳炎資料庫；該步進馬達連接該檢測部與該顯示部，當出現該錯誤顯示時，由該重複面積的差值計算，移動至該預定位置；該中耳炎資料庫存取複數參考耳膜標準影像，係連接該攝像模組，評估該耳膜標準影像是否具有任一中耳炎病症的對應特徵。

藉由本發明實施，醫療人員可簡單操作耳鏡進行攝影，使之由不同患者取得耳膜標準影像，透過影像的一致性，更容易辨識中耳炎的病理特徵差異，再者，藉由影像的標準化，進行資料庫的建置，醫療人員可進一步透過將患者影像比對資料庫，降低誤診的風險。

S102~S106‧‧‧耳膜標準影像的取得方法之步驟

202‧‧‧耳膜區間

204‧‧‧圈型準心

206‧‧‧三角鍵

S300~S308‧‧‧中耳炎資料的建立方法之步驟

S400~S410‧‧‧中耳炎病症的評估方法之步驟

第1圖為一流程圖揭示本發明耳膜標準影像的取得方法；第2A圖與第2B圖為一示意圖揭示本發明擷取之耳膜影像與圈型準心的比對；第3圖為一流程圖揭示一中耳炎資料的建立方法；第4圖為一流程圖揭示一中耳炎病症的評估方法；第5A及5B圖為一示意圖揭示一耳膜標準影像的特徵區域分類。

藉由所揭露的圖示，下文將詳細揭露具體地實施方式，然而，本發明特徵不因此限縮於這些實施例中。

請參考第1圖所示，第一圖係揭示本發明耳膜標準影像的取得方法，其步驟包含：a)將一耳鏡移動至耳道一預定位置，擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像，其中，該耳鏡具有一圈型準心，步驟S102。

耳道有其固定長度範圍，通常成人耳道約為2.5~3.5cm，而兒童耳道長度為成人的二分之一至三分之一，惟避免傷害到耳膜，影像擷取時，需注意耳鏡與耳膜的間距，選擇適當的距離，係使耳膜位於該耳鏡焦距區間為佳，取得該耳膜影像足以被肉眼所辨識之解析度。

b)由該耳膜影像圈選一耳膜區間，較佳地，係由該耳膜影像的對比值界定耳道與耳膜邊際，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值，步驟S104。

請參考第2A圖所示，該圈型準心204的覆蓋率除了表現該耳膜影像的擷取是否有偏移準心，再者，亦顯示耳鏡相對於耳膜距離是否在適當 之焦平面，在一實施例中，選擇該耳膜區間202與該圈型準心204之重複面積70%以上作為該標準值，較佳地，該標準值係為90%至95%，由此，當前述重複面積不滿足該標準值時，使用者可透過影像提示手動調整或由機械自動對焦，方法實施步驟更包含：

c)若否，將該耳鏡移動至耳道另一預定位置，較佳地，該耳鏡由該重複面積的差值計算，評估相對於耳膜之焦距後，移動至該焦平面位置，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值，步驟S106a；d)若是，選擇該耳膜影像，對位並取得一耳膜標準影像，步驟S106b。

請參考第2B圖所示，骨膜與耳蝸由三塊聽小骨連接，構成一個序列力學系統，達到放大聲音的作用力，由適當焦距取得之臨床影像可以清楚辨識耳膜後的固定解剖位置，選擇聽小骨位置作為對位參考點與辨識該耳膜影像係屬於左耳或右耳，在一實施例中，該圈型準心204具有一三角鍵206，於前述步驟d)的階段，係以該三角鍵206對位該耳膜影像之聽小骨後，取得該耳膜標準影像。

透過本發明提供之取得方法，可達到耳膜影像的擷取一致性的目的，除了醫療人員可簡單進行耳鏡攝影的操作，亦可利用影像的標準化，進行資料庫的建置，透過耳膜標準影像比對資料庫，降低誤診的風險，則方法實施步驟更包含：e)比對一中耳炎資料庫存取之複數參考耳膜標準影像，評估該耳膜標準影像是否具有任一中耳炎病症的對應特徵。

請參考第3圖所示，在一實施例中，中耳炎資料可以透過以下流程建立：首先，於步驟S300中，取得複數中耳炎病症之耳膜標準影像；該 些中耳炎病症係包含一急性中耳炎以及一積液性中耳炎。接著，於步驟S302中，選擇其中一耳膜標準影像，將該耳膜標準影像針對不同組織區分為複數特徵區域。後於步驟S304中，選擇該耳膜標準影像其中一特徵區域，並依據該特徵區域的病態狀況，取得一特徵數字。接下來，於步驟S306中，重複選擇另一特徵區域，直到每個特徵區域均取得該特徵數字，並彙整不同特徵區域的特徵數字，取得該耳膜標準影像的一特徵數值，再者，重複選擇另一耳膜標準影像，直到每個耳膜標準影像均取得該特徵數值。最後，於步驟S308中，彙整該些特徵數值形成一特徵數值矩陣，產生一中耳炎資料庫。

請參考第4圖所示，在一實施例中，中耳炎病症可以透過以下流程評估：首先，於步驟S400中，取得一患者之耳膜標準影像。接著，於步驟S402中，將該耳膜標準影像針對不同組織區分為複數特徵區域。後於步驟S404中，選擇該耳膜標準影像中一特徵區域，並依據該特徵區域的病態狀況，取得一特徵數字。接下來，於步驟S406中，重複選擇另一特徵區域，直到每個特徵區域均取得該特徵數字，並彙整不同特徵區域的特徵數字，取得該耳膜標準影像的一特徵數值。於步驟S408中，比對前述中耳炎資料庫，取得一特徵數值矩陣，並將該特徵數值矩陣乘以一加權矩陣，取得複數對比數值。最後，於步驟S410中，將該特徵數值分別相減該些對比數值，選取一差值最小者，以及記錄該耳膜標準影像為該對比數值差值最小者與相對應之一中耳炎病症。

請參考第5A及5B圖所示，其中，前述特徵區域的病態狀況係至少包含一顏色特徵、一幾何特徵、一組織特徵或一形狀特徵。其中，該顏 色特徵包含一色相、一飽和度或一明度，該幾何特徵包含一定向梯度直方圖，該組織特徵包含一局部二值模式，該形狀特徵係包含一自我相似幾何模式之統計圖。

針對本發明方法之執行，其實施步驟可以寫成軟體程式，儲存於任何微處理單元辨識、解讀之記錄媒體，或包含有上述紀錄媒體之物品及裝置。不限定為任何形式，上述物品係如硬碟、軟碟、光碟、ZIP、磁光裝置(MO)、IC晶片、隨機存取記憶體(RAM)，或任何熟悉此項技藝者所可使用之包含有上述紀錄媒體的物品。針對本發明處理器之執行，其作業主體可以選自一電腦、一平板電腦、一手機、一掌上型電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)以及其他具有輸入、輸出功能的設備。

本發明由實施前述方法，提供包括複數個指令之非暫態電腦可讀記錄媒體，當一處理器連結一耳鏡時係執行該些指令，取得一耳膜標準影像，該些指令包含：a)擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像；b)由該耳膜影像，圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值；c)若否，移動該耳鏡一預定距離，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值；以及d)若是，選擇該耳膜影像，對位並取得一耳膜標準影像。

進一步，透過記錄媒體執行耳膜標準影像的取得方法，本發明可以在一耳鏡中嵌入作業韌體，於該耳鏡直接實施請求項前敘指令，其結構包含：一把手部、一檢測部以及一顯示部；該檢測部，接合於該把手部上端，其一側固定結合一向外漸縮的探測件，且具有一攝像模組延伸至該探測部的遠端，擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像與一耳膜標準影像；該顯 示部，連接該檢測部，具有一圈型準心，係由該耳膜影像圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值，若否，則提供一錯誤顯示。

在一實施例中，由該耳鏡逕予機械自動對焦與資料庫建立，其結構更包含：一步進馬達以及一中耳炎資料庫；該步進馬達，連接該檢測部與該顯示部，當出現該錯誤顯示時，由該重複面積的差值計算，移動至該預定位置；該中耳炎資料庫，存取複數參考耳膜標準影像，係連接該攝像模組，評估該耳膜標準影像是否具有任一中耳炎病症的對應特徵。

惟上述各實施例係用以說明本發明之特點，其目的在使熟習該技術者能瞭解本發明之內容並據以實施，而非限定本發明之專利範圍，故凡其他未脫離本發明所揭示之精神而完成之等效修飾或修改，仍應包含在以下所述之申請專利範圍中。

S102~S106‧‧‧耳膜標準影像的取得方法之步驟

Claims (10)

1. 一種耳膜標準影像的取得方法，其步驟包含：a)將一耳鏡移動至耳道一預定位置，使耳膜位於一耳鏡焦距區間，擷取一耳膜影像，其中，該耳鏡具有一圈型準心；b)由該耳膜影像圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值；c)若否，將該耳鏡移動至耳道另一預定位置，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值；以及d)若是，選擇該耳膜影像，對位並取得一耳膜標準影像。
2. 如請求項1所述之取得方法，其中，該圈型準心具有一三角鍵，且在步驟d)中，係以該三角鍵對位該耳膜影像之聽小骨後，取得該耳膜標準影像。
3. 如請求項1所述之取得方法，在步驟b)中，係由該耳膜影像的對比值界定耳道與耳膜邊際，圈選該耳膜區間。
4. 如請求項1所述之取得方法，其中，該標準值係為70%。
5. 如請求項4所述之取得方法，其中，該標準值係為90%至95%。
6. 如請求項1所述之取得方法，在步驟c)中，該耳鏡由該重複面積的差值計算，移動至該預定位置。
7. 一種包括複數個指令之非暫態電腦可讀記錄媒體，當一處理器連結一耳鏡時係執行該些指令，取得一耳膜標準影像，該些指令包含：a)擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像； b)由該耳膜影像，圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值；c)若否，移動該耳鏡一預定距離，重複步驟a)至b)直到該重複面積滿足該標準值；以及d)若是，選擇該耳膜影像，對位並輸出一耳膜標準影像。
8. 一種實施如請求項7所敘指令的耳鏡，其結構包含：一把手部；一檢測部，接合於該把手部上端，其一側固定結合一向外漸縮的探測件，且具有一攝像模組延伸至該探測部的遠端，擷取一位於一耳鏡焦距區間之耳膜影像與一耳膜標準影像；以及一顯示部，連接該檢測部，具有一圈型準心，係由該耳膜影像圈選一耳膜區間，計算該耳膜區間與該圈型準心的一重複面積是否滿足一標準值，若否，則提供一錯誤顯示。
9. 如請求項8所述之耳鏡，其結構更包含：一步徑馬達，連接該檢測部與該顯示部，當出現該錯誤顯示時，由該重複面積的差值計算，移動至該預定位置。
10. 如請求項8所述之耳鏡，其結構更包含：一中耳炎資料庫，存取複數參考耳膜標準影像，係連接該攝像模組，評估該耳膜標準影像是否具有任一中耳炎病症的對應特徵。

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