一種采集醫(yī)學(xué)樣本圖像的診斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用來(lái)采集醫(yī)學(xué)圖像的便攜式診斷裝置，該裝置包括用于容納待檢測(cè)醫(yī)學(xué)標(biāo)本的腔室，白色光源，和多個(gè)用于對(duì)待檢測(cè)標(biāo)本拍照的數(shù)字?jǐn)z像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和一個(gè)小于1/3英寸的圖像傳感器。該便攜式診斷裝置能夠依據(jù)采集的數(shù)字圖像檢測(cè)顏色變化。該診斷裝置一次能夠采集被檢測(cè)醫(yī)學(xué)樣本多個(gè)反應(yīng)區(qū)域的圖像，并且診斷裝置的體積小，成本低，采集的圖像質(zhì)量高，并且能夠提供的被檢測(cè)醫(yī)學(xué)樣本的信息更多、更細(xì)。
【專利說(shuō)明】一種采集醫(yī)學(xué)樣本圖像的診斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)樣本(包括尿液、血液、唾液、汗液和其它生物樣本）的檢測(cè)領(lǐng)域， 特別是一種采集醫(yī)學(xué)樣本圖像的便攜式診斷設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 醫(yī)學(xué)樣本的檢測(cè)包括利用顏色變化的方式。這種方式通常使用浸蘸式的條狀物 (例如尿試紙條、試孕紙、血糖試條等)，條狀物上有一系列的試劑反應(yīng)區(qū)域。每一個(gè)試劑反 應(yīng)區(qū)域上都帶有一種在出現(xiàn)特定的反應(yīng)物時(shí)能夠發(fā)生顏色的化合物。常規(guī)的條狀物能夠檢 測(cè)血糖、膽紅素、酮、PH值、蛋白質(zhì)和隱血等。在使用條狀物時(shí)，使反應(yīng)區(qū)域接觸尿液、血液、 唾液、汗液等醫(yī)學(xué)樣本。尿液分析已經(jīng)成為醫(yī)療診斷中最常用的檢測(cè)工具，其能夠檢測(cè)到尿 液中與新陳代謝或者腎臟疾病有關(guān)的物質(zhì)或者細(xì)胞成本。例如，在病人意識(shí)到身體出問(wèn)題 之前尿液中會(huì)出現(xiàn)諸如蛋白質(zhì)或者葡萄糖這樣的物質(zhì)。
[0003] 使用者(例如醫(yī)生或者病人）原來(lái)通常都是借助肉眼觀察條狀檢測(cè)物接觸醫(yī)學(xué)標(biāo) 本前后的顏色變化。中國(guó)專利申請(qǐng)CN102483401A(
【公開(kāi)日】為2012年5月30日）公開(kāi)了一 種用于尿分析的便攜式數(shù)字讀出器。由該專利申請(qǐng)的圖1可以看到便攜式數(shù)字讀出器以三 色發(fā)光二極管作為光源。光源的光照射到待檢測(cè)的生物芯片上，硅傳感器(可以為硅光電二 極管或者光電三極管）用來(lái)分析生物芯片反射光的強(qiáng)度和顏色，該便攜式數(shù)字讀出器還包 括光分配器（即光導(dǎo)部件)。該讀出器的缺陷包括兩個(gè)方面。第一，硅傳感器的檢測(cè)區(qū)域比較 小。例如標(biāo)準(zhǔn)的尿條反應(yīng)區(qū)域的大小為5_X5mm，尿液在整個(gè)反應(yīng)塊上都可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)， 但是硅傳感器的感應(yīng)面積通常小于2_X2mm。因此，硅傳感器無(wú)法檢測(cè)整個(gè)反應(yīng)區(qū)域。在有 些情況下，例如只是反應(yīng)區(qū)域的局部區(qū)域發(fā)生反應(yīng)的情況，該讀取器的檢測(cè)結(jié)果會(huì)失真。同 時(shí)，硅傳感器只能給出光強(qiáng)度的平均值，而不能示出光在反應(yīng)區(qū)域上的分布，這限制了該讀 取器的應(yīng)用。例如，對(duì)于隱血需要知道整個(gè)反應(yīng)區(qū)域上隱血的密度，但是該讀取器無(wú)法給出 反應(yīng)區(qū)域密度的準(zhǔn)確信息。第二，使用三色發(fā)光二極管使得成本高，使用光分配器更會(huì)增加 成本，同時(shí)會(huì)增大讀出器的體積。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明一方面提出了一種用來(lái)采集醫(yī)學(xué)圖像的便攜式診斷裝置，該裝置 包括用于容納待檢測(cè)醫(yī)學(xué)標(biāo)本的腔室，白色光源，和多個(gè)用于對(duì)待檢測(cè)標(biāo)本拍照的數(shù)字?jǐn)z 像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和一個(gè)小于1/3英寸的圖像傳感器。本發(fā)明 提出的便攜式診斷裝置能夠依據(jù)采集的數(shù)字圖像檢測(cè)顏色變化。和現(xiàn)有的類似裝置相比本 發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)。第一，由于該診斷裝置使用包括鏡頭模組和小于1/3英寸的圖像傳感 器的多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像單元，其體積相當(dāng)小，能夠作為便攜式設(shè)備使用，例如可以家用，使用者 可以只在必要的時(shí)候才到醫(yī)院去看病。第二，多個(gè)數(shù)字?jǐn)z像單元可以一次性地采集多個(gè)反 應(yīng)區(qū)域(例如試孕紙或者血糖試紙的多個(gè)反應(yīng)區(qū)域）的圖像，而不是一次只能夠采集一個(gè)反 應(yīng)區(qū)域的顏色，這樣就避免了多次采集不同反應(yīng)區(qū)域的顏色的需要。因此，本發(fā)明的診斷裝 置能夠?qū)崿F(xiàn)快速地檢測(cè)。第三，和采用一個(gè)攝像單元的方式相比，多個(gè)攝像單元能夠提高 分辨率，同時(shí)由于多個(gè)攝像單元能夠比較均勻地分布在多個(gè)反應(yīng)區(qū)域周?chē)?，所以能夠提?各個(gè)反應(yīng)區(qū)域圖像的分辨率（DPI)和成像質(zhì)量。相反，如果采用一個(gè)攝像單元的話，將降低 拍攝到的樣本的DPI，并且由于光學(xué)鏡頭成像的特點(diǎn)，條狀物上位于中間的反應(yīng)區(qū)域的圖像 會(huì)比較好，越往條狀物兩側(cè)圖像的質(zhì)量越差。第四，該診斷裝置能夠采集反應(yīng)區(qū)域整體的圖 像，因此其能夠給出的反應(yīng)區(qū)域的信息更準(zhǔn)確、全面。該診斷裝置不是給出光強(qiáng)度的平均 值，而是能夠反應(yīng)光在反應(yīng)區(qū)域上的分布，包括能夠給出整個(gè)反應(yīng)區(qū)域上隱血的密度。這對(duì) 于需要檢測(cè)隱血的應(yīng)用是非常有利的。第五，現(xiàn)有的一些類似裝置在檢測(cè)時(shí)還需要插入標(biāo) 準(zhǔn)試紙（即參考顏色圖樣（referencecolourchart))來(lái)調(diào)整白平衡，而本發(fā)明的診斷裝置 則無(wú)需，該診斷裝置可以在出廠前設(shè)定好白平衡參數(shù)。
[0005] 優(yōu)選，上述圖像傳感器為晶圓級(jí)的圖像傳感器。晶圓級(jí)傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小， 使用方便，而且沒(méi)有電器中轉(zhuǎn)電路。同時(shí)晶圓級(jí)圖像傳感器價(jià)格低廉。
[0006] 優(yōu)選，上述鏡頭模組是通過(guò)晶圓封裝工藝加工的，形成晶圓級(jí)鏡頭模組。采用晶圓 封裝工藝可以使得鏡頭模組體積小，性能可靠，并且生產(chǎn)成本低。
[0007] 優(yōu)選，待檢測(cè)醫(yī)學(xué)標(biāo)本為尿條。尿液檢測(cè)應(yīng)用廣泛，所以本發(fā)明的診斷裝置優(yōu)選 用于檢測(cè)尿試紙條。當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的尿試紙條長(zhǎng)度在11cm左右，所述數(shù)字?jǐn)z像單元為3個(gè)，其 沿著尿條的長(zhǎng)度方向排列，鏡頭模組的焦距和物距之間的關(guān)系滿足下述條件，即鏡頭模組 的焦距/物距小于〇. 08。選用上述數(shù)字?jǐn)z像單元檢測(cè)尿試紙條，不僅可以采集到高質(zhì)量的 圖像，而且攝像單元個(gè)數(shù)比較少，使得診斷裝置的體積小，生產(chǎn)成本低。優(yōu)選，上述白色光源 為一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED。對(duì)于像尿試紙條、試孕紙、血糖試條等這樣長(zhǎng)度的樣 本，一個(gè)光源就可以使攝像單元采集到質(zhì)量可以接受的圖像，這樣診斷裝置的體積小，成本 低。但是，采用兩個(gè)或更多光源可以使得打到待檢測(cè)醫(yī)學(xué)樣本上的光線均勻，采集的圖像質(zhì) 量非常高。
[0008] 優(yōu)先，所述診斷裝置還包括用于轉(zhuǎn)折光路的一個(gè)或者多個(gè)反射鏡，以減少診斷裝 置的尺寸。設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)反射鏡后可以縮短攝像單元和樣本之間的距離，攝像單元可 以采集反射鏡形成的虛像的圖像。
[0009] 優(yōu)選，所述數(shù)字?jǐn)z像單元還包括設(shè)置在所述圖像傳感器下方的印刷電路板PCB，這 樣圖像傳感器采集的圖像就可以通過(guò)PCB傳遞給后續(xù)的處理、存儲(chǔ)等裝置。
[0010] 優(yōu)選，所述診斷裝置還包括殼體，所述腔室、光源和數(shù)字?jǐn)z像單元均設(shè)置在所述殼 體中。
[0011] 優(yōu)選，所述腔室設(shè)有可相對(duì)于所述殼體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，所述運(yùn)動(dòng)部件可從所述 殼體出來(lái)，從而用戶能夠?qū)⒋龣z測(cè)的醫(yī)學(xué)樣本放至運(yùn)動(dòng)部件上。借助能夠進(jìn)入和移出殼體 的運(yùn)動(dòng)部件可以方便用戶放入或者取出待測(cè)醫(yī)學(xué)樣本。
[0012] 優(yōu)選，所述圖像傳感器為1/13英寸。采用該尺寸的圖像傳感器使得圖像的分辨率 可達(dá)到300DPI以上，能夠達(dá)到用人眼可觀察的程度，同時(shí)使診斷裝置體積小、價(jià)格低。
[0013] 另外，圖像傳感器5還可以帶有圖像信號(hào)處理器（ISP,ImageSignalProcessor) 形成系統(tǒng)芯片（SOC，systemonchip),這樣圖像傳感器5和圖像信號(hào)處理器形成的系統(tǒng)芯 片可以直接輸出高質(zhì)量的圖像。上述診斷裝置就無(wú)需再設(shè)置復(fù)雜的電路來(lái)處理圖像。這也 能夠顯著減小診斷裝置的體積。需要說(shuō)明的是，這里可以選用本身自帶ISP的圖像傳感器， 也可以在無(wú)ISP的圖像傳感器外再設(shè)置ISP。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更 清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中：
[0015] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的立體示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明上述實(shí)施方式的側(cè)視圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明上述實(shí)施方式中攝像單元和待測(cè)樣本部分的正視圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明上述實(shí)施方式中攝像單元的分解示意圖。
[0019] 圖5為圖4中攝像單元的倒立立體示意圖。
[0020] 圖6為圖5中攝像單元的正立立體示意圖。
[0021] 其中，附圖標(biāo)記如下：
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種用來(lái)采集醫(yī)學(xué)圖像的診斷裝置，包括： 用于容納待檢測(cè)醫(yī)學(xué)標(biāo)本的腔室， 白色光源，和 多個(gè)用于對(duì)待檢測(cè)標(biāo)本拍照的數(shù)字?jǐn)z像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和 一個(gè)小于1/3英寸的圖像傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中上述圖像傳感器為晶圓級(jí)的圖像傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷裝置，其中所述鏡頭模組是通過(guò)晶圓封裝工藝加工而成 的晶圓級(jí)鏡頭模組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的診斷裝置，其中待檢測(cè)醫(yī)學(xué)標(biāo)本為尿試紙條。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的診斷裝置，所述數(shù)字?jǐn)z像單元為3個(gè)，它們沿著尿條的長(zhǎng)度方 向排列，并且鏡頭模組的焦距和物距之間的關(guān)系滿足下述條件，即鏡頭模組的焦距/物距 小于0. 08。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中所述白色光源為一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極 管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中所述診斷裝置還包括用于轉(zhuǎn)折光路的一個(gè)或 者多個(gè)反射鏡，以減少所述診斷裝置的尺寸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中所述數(shù)字?jǐn)z像單元還包括設(shè)置在所述圖像傳 感器下方的印刷電路板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中所述診斷裝置還包括殼體，所述腔室、光源和 數(shù)字?jǐn)z像單元均設(shè)置在所述殼體中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的診斷裝置，其中所述腔室設(shè)有可相對(duì)于所述殼體運(yùn)動(dòng)的運(yùn) 動(dòng)部件，所述運(yùn)動(dòng)部件可從所述殼體出來(lái)從而用戶能夠?qū)⒋龣z測(cè)的醫(yī)學(xué)樣本放至運(yùn)動(dòng)部件 上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，所述圖像傳感器為1/13英寸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷裝置，其中所述圖像傳感器還帶有圖像信號(hào)處理器。
【文檔編號(hào)】G01N35/00GK104459098SQ201310435176
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】鄒杰, 黃焓, 張志遠(yuǎn), 遲穎 申請(qǐng)人:西門(mén)子醫(yī)療保健診斷公司