專利名稱：宮頸、胎膜以及羊膜檢查和評(píng)估裝置及其方法
宮頸、胎膜以及羊膜檢查和評(píng)估裝置及其方法相關(guān)串請(qǐng)本申請(qǐng)根據(jù)35U. S. C. § 119要求2009年8月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/232,322號(hào)以及在2010年2月I日提交的申請(qǐng)61/300，304的優(yōu)先權(quán)，且在此以參見(jiàn)的方式引入這些專利申請(qǐng)的全文內(nèi)容。
背景技術(shù)：
目前存在有限的裝置來(lái)用于精確地評(píng)估患者的妊娠狀態(tài)或者是否陣痛或分娩即將來(lái)臨。用于預(yù)測(cè)陣痛的宮頸評(píng)估主要通過(guò)粗糙的數(shù)字檢查或通過(guò)超聲檢查來(lái)執(zhí)行，而這些檢查具有受限的結(jié)果。此外，不存在可用于在非懷孕患者和/或懷孕人員中精確地評(píng)估羊膜感染或其它異常(例如，雙胞胎、發(fā)育不良、功能不全、發(fā)炎、宮頸炎等等)的視覺(jué)儀器。目前利用血液測(cè)試(例如，檢查白細(xì)胞或葡萄糖)和培養(yǎng)物來(lái)評(píng)估感染，但血液測(cè)試具有受限的結(jié)果，而培養(yǎng)物會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)進(jìn)行評(píng)估?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供一種結(jié)合計(jì)算機(jī)使用的宮頸胎膜和羊膜檢查和評(píng)估裝置。該裝置可包括探測(cè)器，該探測(cè)器包括照相機(jī)和帶有激光器的參照激光系統(tǒng)。激光器可相對(duì)于照相機(jī)位于探測(cè)器上，從而對(duì)將由照相機(jī)拍攝的目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明。參照激光系統(tǒng)可確定探測(cè)器和目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離。該裝置還可包括電纜，該電纜將探測(cè)器連接于計(jì)算機(jī)并且構(gòu)造成將由照相機(jī)拍攝的目標(biāo)區(qū)域的圖像和由參照激光系統(tǒng)確定的距離發(fā)送給計(jì)算機(jī)。該裝置還可包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，該設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，并且使用圖像中的參照點(diǎn)和由參照激光系統(tǒng)確定的距離來(lái)測(cè)量并量化目標(biāo)區(qū)域內(nèi)特征的邊界。本發(fā)明的一些實(shí)施例提供一種利用檢查和評(píng)估裝置來(lái)檢查宮頸的方法。一種方法可包括提供帶有探測(cè)器的檢查和評(píng)估裝置，該探測(cè)器包括照相機(jī)和參照激光系統(tǒng)并且聯(lián)接于計(jì)算機(jī)，將激光器定位成對(duì)宮頸目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明，使用參照激光系統(tǒng)來(lái)計(jì)算探測(cè)器和宮頸之間的第一距離，以及當(dāng)該第一距離等于所希望的距離時(shí)，啟動(dòng)指示燈。該方法還可包括使用照相機(jī)來(lái)捕獲處于所希望距離處目標(biāo)區(qū)域的圖像，通過(guò)分析圖像內(nèi)的視覺(jué)變化來(lái)識(shí)別宮頸的特征，以及使用所希望的距離和圖像中參照點(diǎn)的面積來(lái)測(cè)量并量化特征的邊界。


圖I是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的宮頸胎膜和羊膜的檢查和評(píng)估裝置的立體圖。圖2是圖I所示裝置的探測(cè)器的正視圖。
具體實(shí)施例方式在對(duì)本發(fā)明的任何實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不局限于將其應(yīng)用至下面說(shuō)明書(shū)所述或附圖所示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明能有其它實(shí)施例，并能以各種方式被實(shí)踐或?qū)嵤?。還有，應(yīng)理解的是，這里所用的詞語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是為了說(shuō)明，而不應(yīng)被認(rèn)作為限制。在此使用“包括”、“包含”和“具有”及其變型意味著包含了下文所列的物件及其等效物以及附加的物件。除非確切地說(shuō)明或以其它方式進(jìn)行限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”、“支承”以及“聯(lián)接”及其變型廣義地使用并且包括直接和間接的安裝、連接、支承以及聯(lián)接。此外，“連接”和“聯(lián)接”并不局限于物理的或機(jī)械的連接或聯(lián)接。以下描述用于使本領(lǐng)域技術(shù)人員能制造和使用本發(fā)明的實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，可對(duì)在此描述的實(shí)施例進(jìn)行各種修改，并且本文的總原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例和應(yīng)用，而不偏離本發(fā)明的實(shí)施例。因此，本發(fā)明的實(shí)施例并不意指局限于所示的實(shí)施例，而是應(yīng)符合與本文所披露的原理和特征一致的最寬范圍。應(yīng)參見(jiàn)附圖來(lái)閱讀以下詳細(xì)描述，其中不同附圖中的類似構(gòu)件具有類似的附圖標(biāo)記。無(wú)需按比例繪制的附圖示出選 定的實(shí)施例并且并不意指限制本發(fā)明各實(shí)施例的范圍。熟練的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到本文所提供的示例具有許多有用的替代并且落在本發(fā)明各實(shí)施例的范圍內(nèi)。圖I示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的宮頸胎膜和羊膜的檢查和評(píng)估裝置10。該檢查和評(píng)估裝置10可包括探測(cè)器12、照相鏡頭外殼14、連接電纜16、計(jì)算機(jī)18、控制面板20以及顯示屏22。檢查和評(píng)估裝置10可由檢查者(即，第一使用者)用在患者(即，第二使用者)上。更確切地說(shuō)，檢查者可使用檢查和評(píng)估裝置10，來(lái)檢查和評(píng)估患者的宮頸胎膜或羊水。在一些實(shí)施例中，探測(cè)器12(例如，光纖探測(cè)器)可由檢查者定位成捕獲患者宮頸或患者其它目標(biāo)區(qū)域(例如，羊水或胎膜)的圖像。在一些實(shí)施例中，探測(cè)器12可類似于傳統(tǒng)的陰道鏡(即，用于主觀地評(píng)估宮頸癌的裝置)。如圖2所示，探測(cè)器12可包括照相機(jī)24 (例如，高分辨率照相機(jī))，且該照相機(jī)具有放大功能，用以捕獲患者的宮頸圖像。探測(cè)器12還可包括一個(gè)或多個(gè)光源26，例如發(fā)光二極管(LED)。光源26可包括可見(jiàn)光、紅外光、不可見(jiàn)光(即、紫外光)或其它頻率的光。此外，光源26可相對(duì)于照相機(jī)24定位成對(duì)將由照相機(jī)24拍攝的(S卩，宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)的)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照明。于是，照相機(jī)24能捕獲處于不同光譜下的目標(biāo)區(qū)域的圖像。其中一些光源26可產(chǎn)生不同強(qiáng)度的光和/或所有光源26可具有可調(diào)整的強(qiáng)度，用以對(duì)宮頸或目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同程度地照明和成像。探測(cè)器12還可包括參照激光系統(tǒng)28。在一些實(shí)施例中，參照激光系統(tǒng)28可包括激光測(cè)距儀，并且可用于確定照相機(jī)24或探測(cè)器12的端部和宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離并使該距離標(biāo)準(zhǔn)化。例如，如圖2所示，參照激光系統(tǒng)28可包括激光器29和檢測(cè)器31以及測(cè)距子系統(tǒng)(未示出)。在一些實(shí)施例中，測(cè)距子系統(tǒng)可位于探測(cè)器12內(nèi)部，并且既可與激光器29又可與檢測(cè)器31連通。測(cè)距子系統(tǒng)可使用激光器29和檢測(cè)器31來(lái)確定探測(cè)器12和目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離，并且使用諸如“飛行時(shí)間”技術(shù)或多頻相移技術(shù)之類的測(cè)距技術(shù)或算法。使用飛行時(shí)間技術(shù)，測(cè)距子系統(tǒng)可測(cè)量光脈沖從激光器29行進(jìn)至目標(biāo)結(jié)構(gòu)并返回至檢測(cè)器31的行進(jìn)時(shí)間。然后，可使用行進(jìn)時(shí)間和光速來(lái)計(jì)算該距離。在一個(gè)實(shí)施例中，可按序地發(fā)出多個(gè)脈沖，并且可使用平均行進(jìn)時(shí)間。使用多頻相移技術(shù)，測(cè)距子系統(tǒng)可測(cè)量由檢測(cè)器31所檢測(cè)出的多頻激光反射的相移，然后解聯(lián)立方程來(lái)確定該距離。測(cè)距子系統(tǒng)還可使用干涉測(cè)量法來(lái)測(cè)量探測(cè)器12和目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離。其它測(cè)距技術(shù)和裝置以及附加的激光器29和檢測(cè)器31也可用于該裝置10。在一些實(shí)施例，激光器29可相對(duì)于照相機(jī)24定位在探測(cè)器12上，從而在由照相機(jī)24拍攝的圖像中，激光器可對(duì)宮頸或目標(biāo)結(jié)構(gòu)上已知區(qū)域(即目標(biāo)區(qū)域內(nèi))的連續(xù)視覺(jué)參照“點(diǎn)”進(jìn)行照明。此外，在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器31可相對(duì)于激光器29定位在探測(cè)器12上，以檢測(cè)出激光器29從目標(biāo)結(jié)構(gòu)的反射特性。例如，檢測(cè)器31可定位在探測(cè)器12的前部(即，照相機(jī)端部)上，或者如圖2所示定位在照相鏡頭外殼14上或者由照相鏡頭外殼14所封閉。在一個(gè)實(shí)施例中，照相機(jī)24、光源26以及參照激光系統(tǒng)28可由照相鏡頭外殼14封閉。在另一實(shí)施例中，光源26可定位在照相鏡頭外殼14上，而照相機(jī)24和參照激光系統(tǒng)28可由照相鏡頭外殼14封閉。在又一實(shí)施例中，光源26、激光器29以及檢測(cè)器31可定位在照相鏡頭外殼14 (如上所述)上，而照相機(jī)24和測(cè)距子系統(tǒng)可由照相鏡頭外殼14封閉。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，附加激光器(即，除了用于參照激光系統(tǒng)28的激光器29以外)可替代其中一個(gè)由照相鏡頭外殼14封閉或定位在照相鏡頭外殼上的光源26，并且可用于對(duì)目標(biāo)結(jié)構(gòu)上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明?！ご送猓綔y(cè)器12和照相鏡頭外殼14可各自被密封，使得它們是防水的。在一些實(shí)施例中，裝置10可包括聯(lián)接于探測(cè)器12和/或照相鏡頭外殼14的安裝件(未示出)，用以附連活組織檢查工具、注射器、手術(shù)刀和/或可結(jié)合照相機(jī)24而使用的其它診斷或手術(shù)工具。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器12可包括鉸接件(未示出)，使得檢查者能調(diào)整照相機(jī)的角度，用以捕獲圖像。連接電纜16 (例如，光纖電纜)可將探測(cè)器12連接于計(jì)算機(jī)18。電纜16可將來(lái)自計(jì)算機(jī)18的諸如照相機(jī)設(shè)置之類的信息發(fā)送給照相機(jī)24。電纜16還可將來(lái)自探測(cè)器12和/或照相機(jī)24的諸如所捕獲的圖像和/或所獲取的其它數(shù)據(jù)之類的信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)18。所獲取其它數(shù)據(jù)的一個(gè)示例可包括探測(cè)器18和目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離，該距離由參照激光系統(tǒng)28所確定(S卩，由測(cè)距子系統(tǒng)所確定)。在一個(gè)實(shí)施例中，連接電纜16可將來(lái)自外部光源的(即，光源26的)照明光發(fā)送給探測(cè)器12。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可包括圖像處理軟件和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類機(jī)，用以控制照相機(jī)24(例如，調(diào)整設(shè)置、捕獲圖像等等)，以監(jiān)測(cè)和分析所捕獲的圖像并且用于數(shù)據(jù)獲取。圖像處理軟件可控制計(jì)算機(jī)18，以使用所捕獲的圖像和/或其它所獲取的數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)地且客觀地確定患者宮頸(或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu))的邊界。計(jì)算機(jī)18還可自動(dòng)地標(biāo)記所捕獲圖像上的邊界和/或計(jì)算邊界的方程或(x，y)坐標(biāo)點(diǎn)。更確切地說(shuō)，在一些實(shí)施例中，圖像處理軟件可控制計(jì)算機(jī)18以取得探測(cè)器離視覺(jué)目標(biāo)結(jié)構(gòu)的距離(即，通過(guò)從參照激光系統(tǒng)28的測(cè)距子系統(tǒng)中取得數(shù)據(jù))，并且計(jì)算所捕獲圖像中參照點(diǎn)的面積，以確定目標(biāo)結(jié)構(gòu)的面積計(jì)算和目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特征。更確切地說(shuō)，所計(jì)算的參照點(diǎn)面積可用于衡量所捕獲的圖像，從而特征區(qū)域(即，特征邊界內(nèi)的區(qū)域)可量化。在一些實(shí)施例中，面積計(jì)算可用作宮頸或羊膜評(píng)估參數(shù)。此外，圖像處理軟件可控制計(jì)算機(jī)18以使圖像數(shù)字化，并且使用諸如顏色、形狀、尺寸、紋理之類測(cè)量出的特性使數(shù)字化圖像增強(qiáng)和量化，用以自動(dòng)地處理目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的某些特征。例如，在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可比較圖像的數(shù)字像素，以確定特征以及特征的邊界。宮頸會(huì)經(jīng)歷許多形態(tài)上的、紋理上的以及顏色上的變化，這反映了底層結(jié)構(gòu)、組合、成熟狀態(tài)或感染狀態(tài)。于是，由計(jì)算機(jī)18所確定的評(píng)估值可用于自動(dòng)地且客觀地對(duì)宮頸或羊膜狀況或狀態(tài)及其任何異常或感染進(jìn)行分類，由此更精確地確定患者的妊娠狀態(tài)、更精確地預(yù)測(cè)陣痛和分娩和/或更精確地評(píng)估異?；蚋腥?。計(jì)算機(jī)18可包括顯示屏22，從而為檢查者和患者顯示所捕獲的圖像。此外，由計(jì)算機(jī)18所接收的數(shù)據(jù)可由檢查者直接在計(jì)算機(jī)18上進(jìn)行處理和個(gè)性化或修改。例如，可為目標(biāo)區(qū)域的某些特征確定邊界，并且可通過(guò)顯示屏22將視覺(jué)邊界標(biāo)記顯示給檢查者和患者。檢查者可在經(jīng)顯示或“屏幕上的”圖像中人工地重新確定任何特征的邊界。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示屏22可包括觸板功能，且檢查者可使用觸筆直接在顯示屏22上繪制新邊界來(lái)修改邊界。此外，患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)可進(jìn)入計(jì)算機(jī)18，且所獲取的數(shù)據(jù)(即，圖像和評(píng)估值)可通過(guò)由計(jì)算機(jī)18所執(zhí)行的附加算法或軟件而添加給患者的醫(yī)療數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)可保存在計(jì)算機(jī)18的存儲(chǔ)介質(zhì)上或者數(shù)據(jù)庫(kù)上，并且在一些實(shí)施例中可使用打印機(jī)而打印出來(lái)。對(duì)于照相機(jī)24、光源26和/或參照激光系統(tǒng)28的控制可由檢查者使用控制面板來(lái)調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，控制面板20可定位在探測(cè)器12上。在另一實(shí)施例中，控制面板 20可如圖I所示與計(jì)算機(jī)18成一體，或者設(shè)置在諸如踏板之類的不同裝置上?？刂泼姘?0可從檢查者取得輸入，以控制照相機(jī)24的對(duì)焦、放大、模式、拍照等等、光源26的開(kāi)/關(guān)、亮度調(diào)整、頻率選擇(例如，僅僅可見(jiàn)光或僅僅紅外光)等等和/或參照激光系統(tǒng)28的所希望距離輸入、開(kāi)/關(guān)等等。以下段落描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于使用該裝置10的示例過(guò)程。首先，檢查者可通過(guò)使用張開(kāi)器將患者的陰道腔充分打開(kāi)來(lái)評(píng)估該患者的陰道腔。由于陰道特性的變化，該裝置10可結(jié)合任何尺寸的張開(kāi)器來(lái)使用。然后，探測(cè)器12可經(jīng)陰道放置(即，照相機(jī)端部?jī)?yōu)先)，并且朝患者的宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)壓入或推入。參照激光系統(tǒng)28可用于使照相機(jī)24離宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)的距離標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)照相機(jī)24已定位在離宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)預(yù)定或所希望距離處時(shí)，由參照激光系統(tǒng)28所執(zhí)行的測(cè)距技術(shù)可致使計(jì)算機(jī)18或探測(cè)器12上(例如，如圖I所示在控制面板20上)的指示燈34開(kāi)啟。一旦處于所希望的距離，圖像處理軟件可控制計(jì)算機(jī)18，以計(jì)算由照相機(jī)24所捕獲圖像上經(jīng)激光投影的參照點(diǎn)的面積。于是，激光器29可用于對(duì)宮頸上已知區(qū)域的連續(xù)視覺(jué)參照點(diǎn)進(jìn)行投影，而為了衡量目的，這些參照點(diǎn)在所有的隨后圖像捕獲過(guò)程中都可存在，并且根據(jù)相對(duì)于宮頸或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu)的所希望距離而自動(dòng)地調(diào)整。此外，在一些實(shí)施例中，參照激光系統(tǒng)28可從檢查者對(duì)于計(jì)算機(jī)18或控制面板20的輸入中取得所希望的距離。在其它實(shí)施例中，參照激光系統(tǒng)28可取得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)18或者單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)或服務(wù)器的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的可由計(jì)算機(jī)讀取的標(biāo)準(zhǔn)距離。可見(jiàn)的、紅外的、不可見(jiàn)的和/或其它頻率的光源26可由檢查者控制，以對(duì)宮頸(或其它目標(biāo)結(jié)構(gòu))進(jìn)行照明。在一些實(shí)施例中，可或不利用酸、碘或其它洗滌劑或者利用特定地與膠原蛋白、T細(xì)胞、抗體、蛋白質(zhì)和/或其它宮頸組分或感染實(shí)體結(jié)合的鈉顆粒或染料的注射劑或洗滌劑對(duì)宮頸進(jìn)行預(yù)處理。光源26中的一個(gè)或多個(gè)可用于隨后對(duì)宮頸或目標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同程度地照明和成像。照相機(jī)24可對(duì)處于反射的、發(fā)熒光的、發(fā)磷光的或以其它方式從宮頸發(fā)出的可見(jiàn)光、紅外光以及其它頻率光中的宮頸圖像進(jìn)行捕獲，這由檢查者通過(guò)控制面板20來(lái)控制?？蓪?duì)照相機(jī)24進(jìn)行調(diào)整，用以例如從約IX放大倍率放大至約1000X放大倍率。照相鏡頭外殼14和/或探測(cè)器12還可包括安裝件(未示出)，該安裝件用于聯(lián)接活組織檢查工具、注射器、手術(shù)刀和/或可結(jié)合照相機(jī)24而使用的其它診斷或手術(shù)工具。計(jì)算機(jī)18可接收來(lái)自照相機(jī)24的圖像(即，通過(guò)聯(lián)接電纜16)，且圖像處理軟件可控制計(jì)算機(jī)18，以通過(guò)對(duì)整個(gè)目標(biāo)區(qū)域的反射、磷光、熒光、紅外光強(qiáng)度、顏色和/或其它視覺(jué)變化進(jìn)行分析來(lái)自動(dòng)地確定宮頸的邊界以及任何宮頸異常(例如，感染區(qū)域、發(fā)育不良、形成瘤等等)的邊界。計(jì)算機(jī)18還可自動(dòng)地標(biāo)記所捕獲圖像上的邊界，并且計(jì)算宮頸和異常邊界的方程或(x，y)坐標(biāo)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)18可使用圖像中的邊界組來(lái)利用參照點(diǎn)計(jì)算宮頸和/或其它特征(例如異常區(qū)域)的面積。計(jì)算機(jī)18可在顯示屏22 (還可用作觸屏或觸墊)上或者在手持式或其它外部單元上顯示宮頸圖像(捕獲的和異常的)以及宮頸和任何其它特征的視覺(jué)邊界標(biāo)記。檢查者可根據(jù)他或她自身的臨床評(píng)估和經(jīng)驗(yàn)來(lái)人工地重新確定屏幕上圖像中任何特征的邊界，并且可使用觸筆(或計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或其它儀器)在顯示屏22上直接繪制那些特征的新邊界。然后，計(jì)算機(jī)18可根據(jù)來(lái)自檢查者的命令存儲(chǔ)圖像和邊界。如上所述，在一些實(shí)施例中，探測(cè)器12(或計(jì)算機(jī)18、踏板或等同儀器)上的控制·面板20可允許檢查者操作參照激光系統(tǒng)28或光源26來(lái)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照明，操作計(jì)算機(jī)24來(lái)捕獲圖像，操作計(jì)算機(jī)18來(lái)存儲(chǔ)圖像并且可選地改變所顯示圖像上的邊界區(qū)域。計(jì)算機(jī)18可利用來(lái)自圖像處理軟件的輸入(例如對(duì)來(lái)自宮頸和異常區(qū)域的光強(qiáng)度、反射、磷光以及熒光的分析、宮頸和異常區(qū)域的面積、異常區(qū)域的數(shù)量、宮頸和異常區(qū)域的形狀、宮頸和異常區(qū)域的顏色分布以及可從圖像計(jì)算而得的任何其它視覺(jué)數(shù)據(jù)或參數(shù))執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序，從而通過(guò)將圖像與從其它患者捕獲并存儲(chǔ)的其它圖像進(jìn)行比較，并根據(jù)陣痛對(duì)不陣痛、感染對(duì)未感染、發(fā)育不良對(duì)發(fā)育完全，來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行分類。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序可從計(jì)算機(jī)18的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀基質(zhì)(例如，DVD、CD-R0M或類似的基質(zhì))或者與計(jì)算機(jī)18通信的包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的其它圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)或服務(wù)器中取得從其它患者捕獲的其它圖像。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序還可使用并非由照相機(jī)24直接獲取的其它輸入?yún)?shù)，例如宮頸紋理和患者人口統(tǒng)計(jì)或其它患者臨床數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，單個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序30可包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序、圖像處理軟件和/或與裝置10相關(guān)聯(lián)的其它軟件，并且可存儲(chǔ)在由計(jì)算機(jī)18所執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)18可以是專用于裝置10的特殊用途的計(jì)算機(jī)。在其它實(shí)施例中，如圖I所示，裝置10可在單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)32 (例如，DVDXD-ROM或類似的介質(zhì))上包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序30，且計(jì)算機(jī)18可以是能夠執(zhí)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序并且連接于探測(cè)器12的通用計(jì)算機(jī)。為了揭示的目的，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可包括能以機(jī)讀形式由計(jì)算機(jī)(即計(jì)算機(jī)18)所執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序代碼。借助示例并且不做限制，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于數(shù)據(jù)的有形或固定存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，或用于包含代碼的信號(hào)的過(guò)渡解釋(transient interpretation)的傳播介質(zhì)。如本文所使用的，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)稱作物理的或有形的存儲(chǔ)(與信號(hào)相對(duì))，并且不作限制地包括在用于諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)之類信息的有形存儲(chǔ)的任何方法或技術(shù)中實(shí)施的易失性和非易失性、可移動(dòng)的和不可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不局限于RAM、ROM、EPROM、EEPR0M、閃存或其它固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)、CD-ROM、DVD或其它光存儲(chǔ)、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲(chǔ)器或其它磁性存儲(chǔ)裝置或者可用于有形地存儲(chǔ)所希望的信息或數(shù)據(jù)并且可由計(jì)算機(jī)或處理器訪問(wèn)的任何其它物理的或材料介質(zhì)。上述程序中的一些或所有可通過(guò)將探測(cè)器12的照相機(jī)部分放置在子宮頸管道內(nèi)而在胎膜或羊水上使用裝置10來(lái)執(zhí)行，從而捕獲胎膜和羊水的圖像。如上所述，裝置10可通過(guò)獲取宮頸特征的視覺(jué)圖像并且對(duì)宮頸特征的特性和參數(shù)(例如顏色、形狀、尺寸、紋理等等)進(jìn)行量化，和/或通過(guò)將這些特征和計(jì)算得到的參數(shù)與其它所存儲(chǔ)圖像的參數(shù)進(jìn)行比較，而客觀地且自動(dòng)地評(píng)估患者的宮頸和羊膜的狀態(tài)。更確切地說(shuō)，裝置10可自動(dòng)地且客觀地對(duì)妊娠狀態(tài)(例如，陣痛對(duì)不陣痛、足月和早產(chǎn))、宮頸成熟和/或?qū)m頸、胎膜和/或羊水的感染狀態(tài)(例如，由于膠原蛋白破裂而引起的酶促反應(yīng)或局部感染)、以及宮頸形狀(形態(tài))、顏色、尺寸或面積和宮頸異常(例如，發(fā)育不良、雙胞胎、機(jī)能不全、發(fā)炎、宮頸炎等等)進(jìn)行分類。裝置10還可通過(guò)使用圖像處理軟件對(duì)可見(jiàn)和不可見(jiàn)光強(qiáng)度、紅外光強(qiáng)度以及可見(jiàn)顏色變化進(jìn)行計(jì)算和分析來(lái)確定宮頸和任何感染區(qū)域 或其它特征的邊界。形狀、顏色、面積、可見(jiàn)的和紅外光強(qiáng)度(以及諸如紫外光之類的其它不可見(jiàn)電磁光頻率)可用于觀察宮頸結(jié)構(gòu)、膠原蛋白、T細(xì)胞或微生物。諸如醋酸和碘之類的傳統(tǒng)洗滌劑或特定設(shè)計(jì)的與宮頸中的T細(xì)胞、膠原蛋白、蛋白質(zhì)和/或抗體結(jié)合的鈉顆?；蛱厥馊玖?局部施加或注射)可結(jié)合裝置10使用，用于改進(jìn)圖像捕獲和評(píng)估。在一些實(shí)施例中，裝置10可用作宮頸胎膜和羊水感染的處理效果的最小介入客觀評(píng)估。例如，裝置10可確定感染“熱點(diǎn)”是否已減小或變得較不強(qiáng)烈，這指示給定的處理是有效的。在一些情形中，例如采用宮頸或胎膜處理(針對(duì)成熟和/或感染)，有效處理的指示可允許醫(yī)生或醫(yī)師具有更大的信心來(lái)將胎兒留在母體中，以進(jìn)一步生長(zhǎng)和發(fā)育，由此有助于降低由于早產(chǎn)而導(dǎo)致的發(fā)病率和死亡率。此外，在一些實(shí)施例中，裝置10可用于分析某些試劑(藥物、化學(xué)藥品等等)如何能控制宮頸的功能。此外，在一些實(shí)施例中，裝置10可用于測(cè)量足月和早產(chǎn)陣痛的開(kāi)始和進(jìn)展。例如，裝置10可用于實(shí)驗(yàn)程序，以評(píng)估宮頸在懷孕過(guò)程中的變化。在一個(gè)程序中，從懷孕第13天直至孕后第五天為止每隔一天拍攝時(shí)控孕鼠(例如，每6個(gè)一組在第22天自然分娩)的外宮頸的照片，之后利用控制孕酮注射(P4)、P4經(jīng)陰道、17- a -羥孕酮己酸酯或P4對(duì)抗劑RU-486來(lái)進(jìn)行處理。通過(guò)形態(tài)測(cè)定方法從照片中估計(jì)宮頸的表面積(平方毫米)。對(duì)照片進(jìn)行分析的結(jié)果顯示宮頸在平產(chǎn)中的表面積在整個(gè)懷孕期間增大(從第13天至足月幾乎增大300%)，并且在孕后回復(fù)。該結(jié)果還示出宮頸表面積在經(jīng)腸道外處理的P4或17P組中以比控制組顯著較低的速率增大。結(jié)果還示出僅僅對(duì)于在第21天(即，順產(chǎn)前一天)注意到的P4注射組具有顯著較低的表面積，陰道P4并不防止表面積增大，且僅僅經(jīng)腸道外P4處理會(huì)阻礙分娩。結(jié)果還示出RU-486處理在早產(chǎn)過(guò)程中顯著地增大宮頸表面積。使用光學(xué)方法來(lái)評(píng)估該程序中的宮頸允許檢測(cè)出改變宮頸功能的試劑，并且有助于確定何種試劑可更有效地用于處理早產(chǎn)陣痛。應(yīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，雖然上文已結(jié)合特定實(shí)施例和示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不必要如此限制，并且各種其它實(shí)施例、示例、使用、對(duì)各實(shí)施例的修改和改變由所附的權(quán)利要求所包含。本文所闡述的每個(gè)專利和公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容以參見(jiàn)的方式納入本文，就像每個(gè)專利或公開(kāi)單獨(dú)地以參見(jiàn)方式納入本文那樣。在以下權(quán)利要求中闡述本發(fā)明的各個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合計(jì)算機(jī)使用的宮頸胎膜和羊膜檢查和評(píng)估裝置，所述裝置包括 探測(cè)器，所述探測(cè)器包括照相機(jī)和參照激光系統(tǒng)， 所述參照激光系統(tǒng)包括激光器，且所述激光器相對(duì)于所述照相機(jī)位于所述探測(cè)器上，從而對(duì)將由所述照相機(jī)拍攝的目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明， 所述參照激光系統(tǒng)確定所述探測(cè)器和所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)結(jié)構(gòu)之間的距離； 連接電纜，所述連接電纜將所述探測(cè)器連接于所述計(jì)算機(jī)，并且構(gòu)造成將由所述照相機(jī)拍攝的所述目標(biāo)區(qū)域的圖像和由所述參照激光系統(tǒng)確定的距離發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)，且所述圖像包括由所述激光產(chǎn)生的參照點(diǎn)；以及 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，所述設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行，并且使用所述圖像中的參照點(diǎn)和由所述參照激光系統(tǒng)確定的距離來(lái)測(cè)量并量化所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)特征的邊界。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑺瞿繕?biāo)區(qū)域內(nèi)的特征與可由所述計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的事先存儲(chǔ)圖像的其它特征進(jìn)行比較。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)ㄋ鎏卣鞯囊曈X(jué)邊界標(biāo)記的圖像顯示在所述計(jì)算機(jī)的顯示屏上。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括至少ー個(gè)光源，所述至少ー個(gè)光源位于所述探測(cè)器上，且所述至少ー個(gè)光源相對(duì)于所述照相機(jī)定位在所述探測(cè)器上，以對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照明。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述至少ー個(gè)光源能夠照射出可見(jiàn)光、紅外光以及紫外光中的ー種。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述至少ー個(gè)光源包括多個(gè)發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括照相鏡頭外殼，所述照相鏡頭外殼聯(lián)接于所述探測(cè)器的端部，以將所述照相機(jī)密封在所述探測(cè)器內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括控制面板，所述控制面板能夠接收用戶輸入，從而對(duì)所述照相機(jī)和所述參照激光系統(tǒng)中的至少ー個(gè)進(jìn)行控制。
9.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括安裝件，所述安裝件聯(lián)接于所述探測(cè)器，用以安裝活組織檢查工具、注射器、手術(shù)刀以及手木工具中的ー種。
10.ー種利用檢查和評(píng)估裝置來(lái)檢查宮頸的方法，所述方法包括 提供帶有探測(cè)器的檢查和評(píng)估裝置，所述探測(cè)器包括照相機(jī)和參照激光系統(tǒng)并且聯(lián)接于計(jì)算機(jī)； 將激光器定位成對(duì)所述宮頸的目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明； 使用所述參照激光系統(tǒng)來(lái)計(jì)算所述探測(cè)器和所述宮頸之間的第一距離； 當(dāng)所述第一距離等于所希望的距離時(shí)，啟動(dòng)指示燈； 使用所述照相機(jī)來(lái)捕獲處于所述所希望距離處的目標(biāo)區(qū)域的圖像； 通過(guò)分析所述圖像內(nèi)的視覺(jué)變化來(lái)識(shí)別所述宮頸的特征；以及 使用所述所希望的距離和所述圖像中參照點(diǎn)的面積來(lái)測(cè)量并量化所述特征的邊界。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括將所述圖像中的特征與事先存儲(chǔ)圖像的其它特征進(jìn)行比較。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)與所述事先存儲(chǔ)圖像的特征比較來(lái)對(duì)所述宮頸的狀況進(jìn)行分類。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述宮頸的狀況包括懷孕狀態(tài)、宮頸成熟、感染狀態(tài)以及宮頸異常中的ー種。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述視覺(jué)變化包括反射光、磷光、熒光、紅外光強(qiáng)度、紋理、形狀、尺寸和顏色中至少ー種的變化。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括顯示包括所述特征周圍的視覺(jué)邊界標(biāo)記的圖像。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括為使用者提供指令，以人工地調(diào)整所顯示圖像上的所述視覺(jué)邊界標(biāo)記。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)使用所述照相機(jī)來(lái)捕獲處于所述所希望距離的所述目標(biāo)區(qū)域的圖像時(shí)，利用第一頻率的光對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照明。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括在使用所述照相機(jī)來(lái)捕獲處于所述所希望距離的所述目標(biāo)區(qū)域的圖像之前，利用醋酸洗滌劑、碘洗滌劑、結(jié)合染料以及結(jié)合鈉顆粒中的一種對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行預(yù)處理。
19.ー種利用經(jīng)陰道插到宮頸中的檢查和評(píng)估裝置來(lái)預(yù)測(cè)陣痛和分娩的方法，所述方法包括 提供帶有探測(cè)器的檢查和評(píng)估裝置，所述探測(cè)器包括照相機(jī)和參照激光系統(tǒng)并且聯(lián)接于計(jì)算機(jī)； 將激光器定位成對(duì)所述宮頸的目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明； 使用所述參照激光系統(tǒng)來(lái)計(jì)算所述探測(cè)器和所述宮頸之間的第一距離； 當(dāng)所述第一距離等于所希望的距離時(shí)，啟動(dòng)指示燈； 使用所述照相機(jī)來(lái)捕獲處于所述所希望距離處的目標(biāo)區(qū)域的圖像； 通過(guò)分析所述圖像內(nèi)的視覺(jué)變化來(lái)識(shí)別所述宮頸的邊界；以及 使用所述所希望的距離和所述圖像中參照點(diǎn)的面積來(lái)測(cè)量所述宮頸的尺寸。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在干，還包括在一定時(shí)間段上捕獲一系列圖像，并且對(duì)橫貫所述時(shí)間段的所述宮頸尺寸進(jìn)行比較，以評(píng)估分娩進(jìn)展。
全文摘要
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供一種結(jié)合計(jì)算機(jī)使用的宮頸胎膜和羊膜檢查和評(píng)估裝置以及一種利用該裝置來(lái)檢查宮頸的方法。該裝置可包括探測(cè)器、電纜以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，該探測(cè)器具有照相機(jī)和參照激光系統(tǒng)，電纜將探測(cè)器聯(lián)接于計(jì)算機(jī)，而設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。該方法包括將激光定位成對(duì)宮頸目標(biāo)區(qū)域上的參照點(diǎn)進(jìn)行照明，使用參照激光系統(tǒng)來(lái)計(jì)算探測(cè)器和宮頸之間的距離，使用照相機(jī)來(lái)捕獲處于所希望距離處目標(biāo)區(qū)域的圖像，識(shí)別宮頸的特征，以及使用所希望的距離和圖像中參照點(diǎn)的面積來(lái)測(cè)量并量化這些特征的邊界。
文檔編號(hào)A61B1/06GK102695447SQ201080045713
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者R·E·加菲爾德, R·布魯姆里克, R·庫(kù)翁, W·L·馬內(nèi) 申請(qǐng)人:迪格尼提健康公司