识别受试者的耳朵中的对象的方法技术

本发明专利技术涉及一种识别受试者的耳朵中的对象的方法，其包括以下步骤：将光学电子成像单元和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中电子成像单元具有指向远侧方向，特别指向受试者的耳朵的鼓膜处的至少一个光轴；使用电子成像单元(40)捕获至少一个图像；以及确定颜色信息或亮度和颜色信息以通过电子装置识别在至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别对象，特别是识别鼓膜，其中电子成像单元包括至少一个彩色摄影机，并且其中该方法进一步包括一旦识别出鼓膜，确定鼓膜的反光的光谱成分的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】识别受试者的耳朵中的对象的方法
本专利技术涉及识别受试者的耳朵中的对象的方法。察看耳朵被称为“耳镜检查”。耳镜检查是一种建立了100多年的标准医学检查技术。医科学生在生理学实践课的学习早期就学习耳镜检查。耳镜检查帮助熟练的医师检查可能受到中耳炎(OM)、渗出性中耳炎(OME)、外耳眼和鼓膜穿孔影响的耳道或鼓膜。OME由在无急性感染迹象或症状情况下的中耳积液(即，在完整鼓膜后面的液体)的存在而限定。OME为最常见的儿科诊断之一。在耳镜检查中的对象辨别也针对微粒或任何物质，例如，毛发、耳垢、异物等的识别，这些物质可以阻挡耳道或覆盖鼓膜。常规护理非常需要此类应用。为执行耳镜检查，使用被称为“耳镜”(有时也被称为“检耳镜”)的医疗设备。耳镜检查是一种建立了100多年的标准医学检查技术。医科学生在生理学实践课的学习早期就学习耳镜检查。基于耳镜检查的典型诊断为：中耳炎(OM)、渗出性中耳炎(OME)、外耳眼和鼓膜穿孔。OME由在无急性感染迹象或症状情况下的中耳积液(即，在完整鼓膜后面的液体)的存在而定义。OME为最常见的儿科诊断之一。然而，耳镜检查也用于大致识别并观察耳朵中的对象，诸如耳垢、毛发和鼓膜。图3示出了典型的耳镜10′。耳镜10′包括允许用户在耳镜的应用期间操纵耳镜的手柄部分12′。在本文中，术语“操纵”指的是不同类型的操纵，诸如但不限于，握持耳镜，将耳镜关于受试者的耳朵对准，并且打开或关闭灯光。耳镜10′进一步包括连接到手柄部分12′的头部14′。头部14′具有沿着头部14′的纵向轴线A′延伸的大体锥形的形式-通常为圆锥形式。头部14′大体由空漏斗组成，其中漏斗的尖端一般具有3mm的直径。此外，头部14′具有邻近手柄部分12'的近端16'和经配置引入到受试者的外耳的耳道C中的较小的远端18'。在本文中，术语“端”并非意味着单个点而是指头部14'的区域或区段，其中近端16'关于纵向轴线A′被定位在远端18'对面。耳道C由软结缔组织C1部分围绕并且进一步朝向中耳向下由硬骨C2部分围绕。如果应用现有技术的耳镜检查方法(例如)检查受试者的鼓膜(作为对象)，则必须将3mm的尖端深入推进到耳道C中，同时通过空漏斗观察并且同时照亮受试者的鼓膜ED。一般地，由于耳道C的自然弯曲部，鼓膜ED从耳朵外部不可见。为克服耳道C的自然弯曲部，熟练的医师必须向上且向后小心拉动外耳同时将漏斗尖端有必要深地小心推入耳道以显示鼓膜。耳道C必须变形，这样一来医师才具有沿着耳镜10′的光轴到鼓膜ED的自由视角，其中光轴对应头部14′的纵向轴线A′。耳镜的光学器件仅位于漏斗的较宽端，即，位于头部14′的近端16′处，并且基本由灯和和透镜(未示出)组成，从而放大鼓膜ED图像。耳镜检查过程需要手工技能和大量训练以将漏斗小心推入耳道C中同时通过拉动耳朵往里看并且操纵耳道C的弯曲部。例如，受过训练的医师充分意识到通过靠着头放置食指或小指将握持耳镜的手靠着受试者的头支撑以避免对耳道C和鼓膜ED的伤害。特别是在幼儿中，他们的耳道内部相对短并且在检查期间可能经常发生忽然的头部运动，所以存在刺破敏感的耳道皮肤或者甚至刺破鼓膜ED的风险。除疼痛和听力障碍以外，也已知此类伤害通过迷走神经过度刺激潜在引起心血管并发症，并且因此，无论如何必须避免此类伤害。此外，特别在发炎的耳朵中，“拉直”耳道C的机械操纵通常引起严重不适或者甚至疼痛，从而致使对婴儿的检查更困难。图4示出在耳镜10′的远侧尖端远远放置在骨性部C2内的情况下，耳道C必须以如下方式被相当大程度地“拉直”，该方式为纵向轴线A至少近似指到鼓膜ED。头部14′的远侧尖端支撑在骨性部C2内，使得接触软结缔组织C1的头部14′的近端能够向下推动软结缔组织C1。头部14′成形，使得依然存在触碰鼓膜ED的危险。对于耳镜的任何应用或其使用模式，期望允许其用户分辨位于耳道或耳道端部处的对象，特别是具有粘附到鼓膜上的任何对象的鼓膜本身。
技术介绍
鉴于以上原因，可靠并且安全处理现有技术的耳镜当前仅服从于受过良好训练的医师，并且不适于大多数的执业医生群体。作为调查的结果在美国最近公布的研究已经表明即使是医师也经常不能(正确地)确定，例如，受试者的鼓膜的状态，或者不能正确地解释由耳镜所提供的图像(即，正确并且有意义的对象辨别)。此类失败导致对内耳道或鼓膜状态的错误解释。因此，例如，由于医师过分谨慎，针对治疗被认定鼓膜炎症，发生了抗生素用药过度，或者发生无意义的图像解释。显然，也存在允许熟练的专家捕获受试者的鼓膜和耳道的图像的其他耳镜设备，例如，视频型耳镜。此类视频型耳镜包括从头部的远端延伸到远离所述远端定位的CCD芯片的一束光导。可实现的图像分辨率取决于光导的数目。为获得具有令人满意的分辨率的图像，必须提供大量的独立光导，从而致使用于常规护理的设备过分昂贵。此外，所有具有远离头部的远端定位的CCD芯片的已知视频型耳镜均要求医师具有卓越的处理技能。鉴于以上原因，它们并未经配置并且并不适合于由更大的执业医生群体或外行人家用。事实上，在现有技术中已知的耳镜方法服从于上述耳镜的结构和几何特性。目前在市场上的包括视频型耳镜的所有耳镜大致均基于以下基础设计：相对薄的开口的漏斗。对于所有在市场上出售的耳镜，漏斗的长度、角度、视野和大小大体类似。由于这些共同特性，此类设备的易用性受到限制(由于安全问题)。使用此类已知的耳镜可靠检测在耳道中的对象(包括鼓膜)的方法非常复杂。因此，直到现在，耳镜检查几乎仅仅由受过良好训练的医生应用。然而，将耳镜的性能扩展到受过训练的专业人员以外将是令人期望的。由于其广泛的应用，所以其可适用于任何外行人，诸如可以期望(例如)检查污物或微粒是否位于孩子的耳道中的父母。现有技术文献US2013/027515A1描述了具有小直径的耳道侧扫描仪，其包括摄影机，该摄影机包括例如CCD芯片或CMOS芯片。摄影机能够布置在侧扫描仪的探头的尖端处。扫描仪允许侧向扫描耳道的侧向表面，例如，以便确定耳道的长度。在扫描前，侧向扫描仪的尖端靠近鼓膜放置。现有技术文献US5910130A描述了具有微型摄影机或固态成像仪的耳镜，例如CCD或CMOS。光源能够以发光纤维的连续环的形式被提供。耳镜的头部必须深入到拉直的耳道中以便观察鼓膜。现有技术文献US2011/063428A1描述了包括照明装置和基于晶片级光学器件的摄影机(例如，固态成像仪)的医疗设备(内窥镜)，该医疗设备具有小于3.2mm的外直径。现有技术文献US2009/030295A1描述了特别基于颜色检测或亮度检测用于捕获鼓膜的图像的器械和用于将鼓膜定位在图像上的方法。能够评估亮度以便在两个具体组织之间进行分辨。能够提供用于应用两个光学滤波器的其中一个的旋转机构。现有技术文献US7529577B2描述了用于在耳道中定位异物的方法，特别是通过使用色敏CCD元件确定在图像内的具体颜色的相对含量。灯光能够经由在镜子上的环形透镜从偏心布置的光导反射光穿过透明材料制成的管，并且所反射的灯光经由镜子穿过透镜并且由在中心布置的图像引导件捕获。现有技术文献EP2014220A1描述了使用黑白CCD或色敏CCD获取耳腔的几何数据的装置。因此，能够关于圆周表面和鼓膜执行距离测量。现有技术文献本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别受试者的耳朵中的对象的方法，其包括以下步骤：‑将光学电子成像单元(40)和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中所述电子成像单元(40)具有指向远侧方向，特别是指向所述受试者的耳朵的所述鼓膜处的至少一个光轴(X；X1，X2)；‑使用所述电子成像单元(40)捕获至少一个图像；以及‑确定颜色信息或亮度和颜色信息以通过电子装置(44)识别在所述至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别所述对象，特别是识别所述鼓膜，其中所述电子成像单元(40)包括至少一个彩色摄影机(40.1)，所述方法进一步包括以下步骤：‑一旦识别出所述鼓膜，确定所述鼓膜的反光的所述光谱成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.04 EP 13000552.3;2013.02.04 EP 13000553.1;1.一种识别受试者的耳朵中的对象的方法，其包括以下步骤：-将光学电子成像单元(40)和至少一个光源引入受试者的外耳的耳道中，其中所述电子成像单元(40)具有指向远侧方向的至少一个光轴(X；X1，X2)；-使用所述电子成像单元(40)捕获至少一个图像；以及-确定颜色信息或亮度和颜色信息以通过电子装置(44)识别在所述至少一个图像中所示出的对象，以便自动地识别所述对象，其中所述电子成像单元(40)包括至少一个彩色摄影机(40.1)，所述方法进一步包括以下步骤：-一旦识别出鼓膜，确定所述鼓膜的反光的光谱成分。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定颜色信息包括根据由所述至少一个光源提供的具体照明强度对反射光的光谱进行评估。3.根据权利要求1所述的方法，其中由所述至少一个光源提供的照明强度在确定反光的所述光谱成分期间被改变。4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所识别的对象的类型基于为评估所述鼓膜而优化的照明水平来关于所述耳道内所关注的具体区域调节照明强度。5.根据权利要求4所述的方法，其中由所述至少一个光源提供的照明强度经调节使得布置在所述鼓膜后方的所述受试者的鼓室能够被识别，使得由所述至少一个光源发出的光以如下方式至少部分透照所述鼓膜，该方式为所述光能够通过布置于所述鼓膜后方的所述受试者的鼓室内的任何对象或流体而被至少部分地反射。6.根据权利要求2所述的方法，其中由所述至少一个光源提供的照明强度在确定反光的所述光谱成分期间被改变。7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所识别的对象的类型基于为评估所述鼓膜而优化的照明水平来关于所述耳道内所关注的具体区域调节照明强度。8.根据权利要求7所述的方法，其中由所述至少一个光源提供的照明强度经调节使得布置在所述鼓膜后方的所述受试者的鼓室能够被识别，使得由所述至少一个光源发出的光以如下方式至少部分透照所述鼓膜，该方式为所述光能够通过布置于所述鼓膜后方的所述受试者的鼓室内的任何对象或流体而被至少部分地反射。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个光轴(X；X1，X2)指向所述受试者的耳朵的所述鼓膜处。10.根据权利要求1所述的方法，其中自动地识别所述对象包括识别所述鼓膜。11.根据权利要求2所述的方法，其中所述反射光是从所述鼓膜反射的光。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中识别对象包括几何图案的图案识别，所述几何图案包括圆形或椭圆形形状，或者是表征锤骨的几何图案。13.根据权利要求12所述的方法，其中通过确定所述对象关于所述耳道的内侧向表面或所述耳道的纵向轴线的角度或角度范围来实现图案识别。14.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中识别对象包括确定所述对象在所述耳道内的距离。15.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中所述方法包括校准所述电子成像单元的光谱敏感度和/或校准所述至少一个光源的光谱成分和/或照明强度。16.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中捕获至少两个图像，并且其中在捕获期间，依次接通和断开照明，并且其中照明与所述电子成像单元的快门同步。17.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其进一步包括借助于红外传感器单元(140)检测红外辐射。18.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：-使用所述电子成像单元(40)在所述电子成像单元(40)位于所述耳道内的不同位置时捕获至少两个图像，和/或在所述光源位于所述耳道内的不同位置时捕获至少两个图像；-将所述至少两个捕获的图像彼此进行比较以识别在所述图像中所示出的对象；以及-通过比较对象在从所述耳道内的不同位置捕获的至少两个图像中的位置，或者通过比较对象在使用照明从所述耳道内的不同位置捕获的至少两个图像中的外观来鉴别不同的对象。19.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：-如果所述鼓膜的识别失败，相应地通知用户。20.根据权利要求19所述的方法，其中通知所述用户包括提供给所述用户指示鼓膜识别的可靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·鲁佩斯伯格，A·雷普温许斯，
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