基于光谱分析的耳镜及耳镜检查的方法技术

本发明专利技术涉及一种特别被配置成在其应用期间由外行人员操纵的耳镜装置(10)，该耳镜装置包括被配置成用于检测由患者外耳、特别是由耳膜反射的辐射的辐射感测单元(40.1)；其中，该耳镜装置进一步包括电子和/或光学装置(44)，该电子和/或光学装置被配置成用于确定反射辐射的特别是关于比500nm至480nm更短的波长的光谱信息，并且被配置成用于特别是基于在蓝光和/或UV辐射的光谱中反射辐射的具体强度确定在低于480nm至500nm的光谱内的辐射与在高于480nm至500nm的光谱内的辐射的比率。进一步地，本发明专利技术涉及一种识别和/或定位患者耳朵内的对象的方法或涉及一种识别或表征耳膜的方法。进一步地，本发明专利技术涉及一种确定耳膜及其附近的病理状态的风险的方法并且涉及为使用者提供炎症风险指数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别被配置成由外行人员使用的耳镜装置，该耳镜装置包括被配置成被引入患者耳朵的耳道中的部分；以及被配置成用于捕获患者外耳(特别是耳膜)的至少一张图像的电子成像单元，优选地该电子成像单元是光电子分析单元。本专利技术还涉及一种包括辐射感测单元的耳镜装置，该辐射感测单元被配置成用于检测由患者外耳、特别是由耳膜反射的辐射。本专利技术还涉及一种识别和/或定位在受试者耳朵中的对象的方法，该方法包括以下步骤：提供电子成像单元；捕获患者外耳、特别是耳膜的至少一张图像；确定光谱信息以通过电子和/或光学装置识别在至少一张图像中显示的对象，特别是以识别健康耳膜。具体地，本专利技术涉及一种如各独立装置权利要求之一所述的耳镜装置并且涉及一种识别和/或定位受试者耳朵中的对象的方法或涉及一种根据各独立方法权利要求之一识别耳膜的方法。检查耳朵被称为“耳镜检查”。耳镜检查是在100多年前确立的标准医学检查技术。医科学生在生理学实际课程期间在其学习早期学习耳镜检查。耳镜检查帮助熟练医师检查可能受(例如)中耳炎(OM)、渗出性中耳炎(OME)、外耳炎、及耳膜穿孔影响的耳道或耳膜。OME被定义为存在中耳积液，即，在完整鼓膜(tympanicmembrane)(耳膜(eardrum))后的液体，而无炎症感染的迹象或症状。OM及OME属于最常见的儿科诊断。在耳镜检查中辨认对象还涉及识别可能阻塞耳膜前方的耳道的颗粒或任何物料，例如头发、耳垢、异物等。高度期望这种应用用于常规护理。针对耳镜的任何应用或其使用模式而言，期望允许其使用者识别或定位在耳道内或在其末端的对象，特别是耳膜本身或黏附至耳道内壁或耳膜的任何对象。在另外一个步骤中，还期望更详细地表征识别的对象。
技术介绍
本领域的可靠地及安全地操作耳镜的技术以及解释耳镜检查当前仅限于受过良好训练的医师。其不合适于外行护理人员或助理人员，例如，护士。具体地，使用本领域的耳镜，可靠识别耳道内的对象仅可由受过良好训练的医师进行。越年轻的患者越难以甚至目视观察耳膜足够的时间来做出诊断。在美国公布的研究作为调查结果已经显示甚至医师通常不能正确确定(例如)受试者耳膜的状态或不能正确解释由耳镜提供的图像。这种不足可导致误解内耳道或耳膜的状态。因此，例如，由于医师宁愿过于谨慎，出现用于治疗假想耳膜炎症的抗生素用药过度。在本领域中已知的耳镜方法需要能解释在耳道中捕获的图像的受过良好训练的医师，特别是进行诊断。根据捕获图像的内容，医师一般需要调节耳镜，诸如在耳道中照明或耳镜的相对位置。由此，直至今日耳镜几乎专门由受过良好训练的医师使用。然而，期望提供一种甚至当由外行人员操作时帮助更可靠地确定/分辨耳道中的不同对象的耳镜。高度期望除经训练的专业人员外扩展耳镜的能力。由于其广泛应用，应使其适合于任何外行人员，诸如可能期望(例如)检查对象(像头发、耳垢、或其它颗粒)是否位于儿童的耳道中的父母。同样，在童年期，中耳炎(OM)或渗出性中耳炎(OME)是常见的并且经常反复发生。由此，应使耳镜适合于不熟练的父母，至少以执行一类预诊断，或评估耳膜炎症的可能性，或跟踪早期诊断。应为父母提供有助于其决定是否需要拜访医师的信息。在儿童生病的情况下，例如，抱怨耳痛，这种耳镜可允许父母更好地评估基本原因。任何更先进或最终疾病诊断可以/应随后由专业医师进行。US8,617,061B2描述一种用于测量并分析外耳及耳道的色彩的装置，其中，提供了分别与用于传导发射及反射的光的光纤结合的三色发射器及三色传感器，其中，在其三个组件中独立控制由发射器发射的光。该三色传感器适合于现存耳镜。本专利技术旨在客观测量在耳朵炎症情况下红移色彩反射。然而，本专利技术未解决需要熟练的专业人员来执行该步骤的前述问题，其还未解决识别和/或定位耳膜以从那个结构获得临床有关信息的挑战。本专利技术还不能获得关于反射光的光谱特性的空间信息。例如，具有收集至光导中的红移的反射光可能源自微红耳膜或源自微红耳道。本专利技术的一个目的是提供一种装置，特别是耳镜，该装置被配置成用于以可靠方式电子识别和/或定位受试者耳朵内的对象，优选地提供由未经专业训练的外行人员使用的装置/耳镜。本专利技术的另外一个目的是提供一种以可靠方式识别和/或定位受试者耳朵内、特别是耳膜内的对象的方法。还可将该目的描述为一旦具体对象已经被识别和/或定位，就准确表征该对象。
技术实现思路
具体地，上述目的中的至少一个目的通过一种特别被配置成由外行人员操纵的耳镜装置实现，该耳镜装置包括：被配置成被引入患者耳道内的部分；以及被配置成用于特别是基于由至少一个辐射源发射的辐射的反射辐射来捕获患者外耳、特别是耳膜的至少一张图像、特别是彩色图像的电子成像单元，优选地该电子成像单元是光电子分析单元，其中，该耳镜装置进一步包括电子和/或光学装置，特别是逻辑单元，该电子和/或光学装置被配置成用于确定特别是关于比550nm或500nm或480nm更短的波长的光谱信息或被配置成用于分析至少一张图像，并且被配置成用于根据可见蓝色光谱成分和/或UV光谱成分、优选地关于与较长波长(例如高于480nm或500nm)下的一定量光谱成分来识别和/或定位在该至少一张图像中显示的对象，特别是耳膜。可以根据蓝色和/或UV光谱成分与具有高于500nm或550nm的波长的光谱反射成分的具体关系进行识别和/或定位对象。提及480nm至500nm或甚至550nm的范围以提供可参考的极限值或阈值以确定短波长成分的具体强度或具体比率，特别是蓝色与红色比率和/或蓝色与绿色比率。480nm至500nm的范围可理解为适于将蓝光或UV辐射从具有例如绿光(约480nm至560nm)、黄光(约560nm至580nm)、橙光(约580nm至630nm)或红光(约630nm至790nm)的较长波长的辐射界定的任何范围。措辞“一定量光谱成分”优选地指具体部分光谱成分。光电子分析单元可以包括，例如拜耳(Bayer)滤光片，即，彩色滤光片阵列。本专利技术是基于发现识别或定位对象(特别是耳膜)，其可基本上由两个因素复杂化或妨碍，即过度辐射(辐射强度过高)和/或不参考任何定位的反射评估。实际上，由于耳道的几何结构，由耳镜捕获的反射可源自耳朵的多个不同部分，例如，由于相同辐射的耳道内的多次反射。参考蓝色/UV光谱成分可降低这种效应，此举允许促进光谱分析。优选地，该耳镜装置的电子和/或光学装置被配置成用于特别是通过例如在蓝色图像通道中的各像素值除以在绿色或红色图像通道中的像素值的单像素除法计算至少两个反射光谱成分或光谱范围之间的比率。优选地，该耳镜装置的电子和/或光学装置被配置成用于确定在低于480nm至500nm的光谱内的辐射与在高于480nm至500nm的光谱内的辐射的比率，特别是反射光的蓝色与红色光谱成分的比率，该电子和/或光学装置优选地被配置成用于根据具体最小或最大比率来检测或表征该耳膜。该比率可允许识别图像或反射辐射的具体局部区部分。根据反射辐射的光谱组成，可以有利地定义用于每种具体光谱分析的一个或若干个适当(光谱)阈值。就定位该耳膜而言，有利地定义蓝色/红色比率(例如，反射光强度I处于480nm/I处于700nm)或蓝色/绿色比率的阈值。在可检测到较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特别被配置成在其应用期间由外行人员操纵的耳镜装置，所述耳镜装置包括：被配置成被引入患者外耳的耳道中的部分；被配置成用于捕获所述患者外耳、特别是耳膜的至少一张图像的电子成像单元(40)，优选地，所述电子成像单元是光电子分析单元，其特征在于，所述耳镜装置进一步包括电子和/或光学装置，所述电子和/或光学装置被配置成用于确定空间分辨光谱信息，特别是关于与比480nm或500nm更长的波长相比的比500nm或480nm更短的波长，并且被配置成用于根据蓝色光谱成分和/或UV光谱成分、特别是蓝色光谱成分和/或UV光谱成分的具体强度或比率、优选地关于具有比480nm或500nm更长的波长的光谱成分的量来识别和/或定位所述至少一张图像中显示的对象，特别是所述耳膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.05 EP PCT/EP2014/0011951.一种特别被配置成在其应用期间由外行人员操纵的耳镜装置，所述耳镜装置包括：被配置成被引入患者外耳的耳道中的部分；被配置成用于捕获所述患者外耳、特别是耳膜的至少一张图像的电子成像单元(40)，优选地，所述电子成像单元是光电子分析单元，其特征在于，所述耳镜装置进一步包括电子和/或光学装置，所述电子和/或光学装置被配置成用于确定空间分辨光谱信息，特别是关于与比480nm或500nm更长的波长相比的比500nm或480nm更短的波长，并且被配置成用于根据蓝色光谱成分和/或UV光谱成分、特别是蓝色光谱成分和/或UV光谱成分的具体强度或比率、优选地关于具有比480nm或500nm更长的波长的光谱成分的量来识别和/或定位所述至少一张图像中显示的对象，特别是所述耳膜。2.一种特别被配置成在其应用期间由外行人员操纵的耳镜装置，所述耳镜装置包括：被配置成用于检测由所述患者外耳、特别是由所述耳膜反射的辐射的辐射感测单元；其特征在于，所述耳镜装置进一步包括电子和/或光学装置，所述电子和/或光学装置被配置成用于确定反射的辐射的特别是关于比500nm至480nm更短的波长的光谱信息，并且被配置成用于特别是基于在蓝光和/或UV辐射光谱内的反射辐射的具体强度确定在低于480nm至500nm的光谱中的辐射与在高于480nm至500nm的光谱中的辐射的比率。3.根据权利要求1或2所述的耳镜装置，其中，所述电子和/或光学装置被配置成用于确定关于所述外耳或至少一张图像的具体部分、特别是关于所述至少一张图像的具体像素或像素区域部分的空间分辨光谱信息。4.根据前述权利要求中一项所述的耳镜装置，进一步包括被配置成用于在定义的光谱带中以定义强度照亮所述耳朵的至少一个辐射源。5.根据权利要求4所述的耳镜装置，其中，所述至少一个辐射源被配置成用于发射特别是在500nm至100nm的范围中、优选地低于480nm的蓝光和/或UV辐射。6.根据权利要求4或5中一项所述的耳镜装置，其中，所述电子和/或光学装置被配置成用于调节由所述至少一个辐射源发射的辐射的光谱组成，特别是关于蓝色光谱范围和绿色及/或红色光谱范围。7.根据权利要求4至6中一项所述的耳镜装置，其中，所述电子和/或光学装置被配置成用于校准由所述至少一个辐射源发射的辐射的光谱组成，并且用于比较反射辐射的所述经确定的光谱组成与发射辐射的所述经校准的光谱组成。8.根据权利要求4至7中一项所述的耳镜装置，其中，所述电子和/或光学装置被配置成用于调节所述至少一个辐射源的辐射强度，特别是被配置成用于在所述至少一张图像显示在具有比480nm至500nm更长的波长的具体量光谱成分、特别是红色光谱成分之外的光谱组成的情况下或在蓝色与红色的比率低于具体最小等级或升高到具体最大等级之上的情况下降低所述辐射强度。9.根据前述权利要求中一项所述的耳镜装置，包括至少一个组合的或二或更多独立辐射源，所述辐射源发射在低于500nm、优选地低于480nm的光谱内的辐射，并且所述辐射源发射在高于480nm或500nm、优选地高于580nm或630nm的光谱内的辐射，其中，将所述辐射源连接至所述电子装置，所述电子和/或光学装置被配置成用于确定在低于480nm至500nm的光谱内的辐射与在高于480nm至500nm的光谱中的辐射的比率、特别是反射光的蓝色与红色光谱成分的比率。10.根据前述权利要求中一项所述的耳镜装置，包括至少一个或更多辐射源，所述辐射源被配置成用于发射所述全部可见光谱和/或UV辐射，优选地白色LED，特别优选的冷白LED。11.根据前述权利要求中一项所述的耳镜装置，其中，所述耳镜装置的所述电子和/或光学装置被配置成用于评估在低于480nm至500nm的所述光谱内的辐射与在高于480nm至500nm的所述光谱内的辐射的比率或比率变化。12.根据前述权利要求中一项所述的耳镜装置，其中，所述电子和/或光学装置被配置成用于关于发射辐射的强度来评估在低于480nm至500nm的所述光谱内的反射辐射与在高于480nm至500nm的所述光谱内的反射辐射的比率，特别是蓝色与红色的比率。13.一种耳镜装置，所述耳镜装置包括被配置成用于检测由患者外耳、特别是由所述耳膜反射的辐射的辐射感测单元；其特征在于，所述耳镜装置进一步包括至少一个或若干个辐射源，即至少一个辐射源发射低于500nm、优选地低于480nm的所述光谱内的辐射，和至少一个辐射源发射高于480nm或500nm的所述光谱内的辐射，和/或至少一个辐射源被配置成用于电子调节发射辐射的所述光谱；连接至所述辐射源的电子和/或光学装置，并且所述电子和/或光学装置被配置成用于确定反射辐射的光谱信息并且被配置成用于转换所述辐射源和/或调节所述发射辐射的光谱，并且被配置成用于基于比较低于480nm至500nm的所述光谱内的反射辐射与在高于480nm至500nm、高于500nm或高于600nm的所述光谱内的反射辐射来识别和/或定位对象。14.一种特别是借助于如前述权利要求一项所述的耳镜装置识别和/或定位受试者耳朵中的对象的方法，所述方法包括以下步骤：(S1)提供电子成像单元(40)，所述电子成像单元被配置成用于特别是通过将所述电子成像单元(40)引入受试者外耳的耳道中来捕获所述患者外耳的至少一张图像，优选地，所述电子成像单元是光电子分析单元；(S2)借助于所述电子成像单元(40)捕获所述患者外耳、特别是耳膜的至少一张图像；(S3)通过电子和/或光学装置(44)确定光谱信息以识别和/或定位在所述至少一张图像中显示的对象，以自动识别和/或定位所述对象中的至少一个对象，特别是耳膜；并且(S4)根据处于或低于500nm或480nm的波长的蓝色光谱成分和/或UV光谱成分的具体强度、特别是关于具有比480nm或500nm的波长更长的光谱成分的量，识别和/或定位所述对象中的至少一个对象，特别是耳膜。15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：(S1a)将至少一个辐射源引入所述耳道；并且(S1b)借助于所述至少一个辐射源、特别是借助于光源、优选地被配置成用于发射蓝光的一个或更多LED和/或借助于被配置成用于发射UV辐射的辐射源照亮所述耳道。16.根据前述方法权利要求中一项所述的方法，其中，基于低于500nm或480nm的波长与高于500nm或600nm的波长的比率确定光谱信息，其中，评估所述比率，并且其中，将超过阈值的比率评估为所述耳膜区域的指标，特别是健康耳膜的指标，其中，基于所述至少一张图像的亮度或所述图像的像素或像素区、特别是关于发射辐射和/或反射辐射的具体强度优选地确定光谱信息。17.根据前述方法权利要求中一项所述的方法，其中，所述方法包括照亮所述耳道，并且其中，将辐射强度调节至用于采集所述至少一张图像的最低强度，其中在所述至少一张图像超过具体量红色光谱成分的情况下，特别是根据蓝色光谱成...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·雷普温湖斯，
申请(专利权)人：特洛伊海伦有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB