一種采集醫(yī)學樣本圖像的診斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用來采集醫(yī)學圖像的便攜式診斷裝置，該裝置包括用于容納待檢測醫(yī)學標本的腔室，白色光源，和多個用于對待檢測標本拍照的數(shù)字攝像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和一個小于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)字圖像檢測顏色變化。該診斷裝置一次能夠采集被檢測醫(yī)學樣本多個反應區(qū)域的圖像，并且診斷裝置的體積小，成本低，采集的圖像質量高，并且能夠提供的被檢測醫(yī)學樣本的信息更多、更細。
【專利說明】一種采集醫(yī)學樣本圖像的診斷裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學樣本(包括尿液、血液、唾液、汗液和其它生物樣本）的檢測領域， 特別是一種采集醫(yī)學樣本圖像的便攜式診斷設備。

【背景技術】
[0002] 醫(yī)學樣本的檢測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區(qū)域。每一個試劑反 應區(qū)域上都帶有一種在出現(xiàn)特定的反應物時能夠發(fā)生顏色的化合物。常規(guī)的條狀物能夠檢 測血糖、膽紅素、酮、PH值、蛋白質和隱血等。在使用條狀物時，使反應區(qū)域接觸尿液、血液、 唾液、汗液等醫(yī)學樣本。尿液分析已經(jīng)成為醫(yī)療診斷中最常用的檢測工具，其能夠檢測到尿 液中與新陳代謝或者腎臟疾病有關的物質或者細胞成本。例如，在病人意識到身體出問題 之前尿液中會出現(xiàn)諸如蛋白質或者葡萄糖這樣的物質。
[0003] 使用者(例如醫(yī)生或者病人）原來通常都是借助肉眼觀察條狀檢測物接觸醫(yī)學標 本前后的顏色變化。中國專利申請CN102483401A(
【公開日】為2012年5月30日）公開了一 種用于尿分析的便攜式數(shù)字讀出器。由該專利申請的圖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）用來分析生物芯片反射光的強度和顏色，該便攜式數(shù)字讀出器還包 括光分配器（即光導部件)。該讀出器的缺陷包括兩個方面。第一，硅傳感器的檢測區(qū)域比較 小。例如標準的尿條反應區(qū)域的大小為5_X5mm，尿液在整個反應塊上都可能會發(fā)生反應， 但是硅傳感器的感應面積通常小于2_X2mm。因此，硅傳感器無法檢測整個反應區(qū)域。在有 些情況下，例如只是反應區(qū)域的局部區(qū)域發(fā)生反應的情況，該讀取器的檢測結果會失真。同 時，硅傳感器只能給出光強度的平均值，而不能示出光在反應區(qū)域上的分布，這限制了該讀 取器的應用。例如，對于隱血需要知道整個反應區(qū)域上隱血的密度，但是該讀取器無法給出 反應區(qū)域密度的準確信息。第二，使用三色發(fā)光二極管使得成本高，使用光分配器更會增加 成本，同時會增大讀出器的體積。


【發(fā)明內容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明一方面提出了一種用來采集醫(yī)學圖像的便攜式診斷裝置，該裝置 包括用于容納待檢測醫(yī)學標本的腔室，白色光源，和多個用于對待檢測標本拍照的數(shù)字攝 像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和一個小于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。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 器的多個數(shù)字攝像單元，其體積相當小，能夠作為便攜式設備使用，例如可以家用，使用者 可以只在必要的時候才到醫(yī)院去看病。第二，多個數(shù)字攝像單元可以一次性地采集多個反 應區(qū)域(例如試孕紙或者血糖試紙的多個反應區(qū)域）的圖像，而不是一次只能夠采集一個反 應區(qū)域的顏色，這樣就避免了多次采集不同反應區(qū)域的顏色的需要。因此，本發(fā)明的診斷裝 置能夠實現(xiàn)快速地檢測。第三，和采用一個攝像單元的方式相比，多個攝像單元能夠提高 分辨率，同時由于多個攝像單元能夠比較均勻地分布在多個反應區(qū)域周圍，所以能夠提高 各個反應區(qū)域圖像的分辨率（DPI)和成像質量。相反，如果采用一個攝像單元的話，將降低 拍攝到的樣本的DPI，并且由于光學鏡頭成像的特點，條狀物上位于中間的反應區(qū)域的圖像 會比較好，越往條狀物兩側圖像的質量越差。第四，該診斷裝置能夠采集反應區(qū)域整體的圖 像，因此其能夠給出的反應區(qū)域的信息更準確、全面。該診斷裝置不是給出光強度的平均 值，而是能夠反應光在反應區(qū)域上的分布，包括能夠給出整個反應區(qū)域上隱血的密度。這對 于需要檢測隱血的應用是非常有利的。第五，現(xiàn)有的一些類似裝置在檢測時還需要插入標 準試紙（即參考顏色圖樣（referencecolourchart))來調整白平衡，而本發(fā)明的診斷裝置 則無需，該診斷裝置可以在出廠前設定好白平衡參數(shù)。
[0005] 優(yōu)選，上述圖像傳感器為晶圓級的圖像傳感器。晶圓級傳感器結構簡單、尺寸小， 使用方便，而且沒有電器中轉電路。同時晶圓級圖像傳感器價格低廉。
[0006] 優(yōu)選，上述鏡頭模組是通過晶圓封裝工藝加工的，形成晶圓級鏡頭模組。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，待檢測醫(yī)學標本為尿條。尿液檢測應用廣泛，所以本發(fā)明的診斷裝置優(yōu)選 用于檢測尿試紙條。當前標準的尿試紙條長度在11cm左右，所述數(shù)字攝像單元為3個，其 沿著尿條的長度方向排列，鏡頭模組的焦距和物距之間的關系滿足下述條件，即鏡頭模組 的焦距/物距小于〇. 08。選用上述數(shù)字攝像單元檢測尿試紙條，不僅可以采集到高質量的 圖像，而且攝像單元個數(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 為一個或多個半導體發(fā)光二極管LED。對于像尿試紙條、試孕紙、血糖試條等這樣長度的樣 本，一個光源就可以使攝像單元采集到質量可以接受的圖像，這樣診斷裝置的體積小，成本 低。但是，采用兩個或更多光源可以使得打到待檢測醫(yī)學樣本上的光線均勻，采集的圖像質 量非常高。
[0008] 優(yōu)先，所述診斷裝置還包括用于轉折光路的一個或者多個反射鏡，以減少診斷裝 置的尺寸。設置一個或者多個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)字攝像單元還包括設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PCB傳遞給后續(xù)的處理、存儲等裝置。
[0010] 優(yōu)選，所述診斷裝置還包括殼體，所述腔室、光源和數(shù)字攝像單元均設置在所述殼 體中。
[0011] 優(yōu)選，所述腔室設有可相對于所述殼體運動的運動部件，所述運動部件可從所述 殼體出來，從而用戶能夠將待檢測的醫(yī)學樣本放至運動部件上。借助能夠進入和移出殼體 的運動部件可以方便用戶放入或者取出待測醫(yī)學樣本。
[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 可達到300DPI以上，能夠達到用人眼可觀察的程度，同時使診斷裝置體積小、價格低。
[0013] 另外，圖像傳感器5還可以帶有圖像信號處理器（ISP,ImageSignalProcessor) 形成系統(tǒng)芯片（SOC，systemonchip),這樣圖像傳感器5和圖像信號處理器形成的系統(tǒng)芯 片可以直接輸出高質量的圖像。上述診斷裝置就無需再設置復雜的電路來處理圖像。這也 能夠顯著減小診斷裝置的體積。需要說明的是，這里可以選用本身自帶ISP的圖像傳感器， 也可以在無ISP的圖像傳感器外再設置ISP。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 下面將通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使本領域的普通技術人員更 清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中：
[0015] 圖1為本發(fā)明一個實施方式的立體示意圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明上述實施方式的側視圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明上述實施方式中攝像單元和待測樣本部分的正視圖。
[0018] 圖4為本發(fā)明上述實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，附圖標記如下：
[0022]

【權利要求】
1. 一種用來采集醫(yī)學圖像的診斷裝置，包括： 用于容納待檢測醫(yī)學標本的腔室， 白色光源，和 多個用于對待檢測標本拍照的數(shù)字攝像單元，該攝像單元包括正光焦度的鏡頭模組和 一個小于1/3英寸的圖像傳感器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的診斷裝置，其中上述圖像傳感器為晶圓級的圖像傳感器。
3. 根據(jù)權利要求2所述的診斷裝置，其中所述鏡頭模組是通過晶圓封裝工藝加工而成 的晶圓級鏡頭模組。
4. 根據(jù)權利要求3所述的診斷裝置，其中待檢測醫(yī)學標本為尿試紙條。
5. 根據(jù)權利要求4所述的診斷裝置，所述數(shù)字攝像單元為3個，它們沿著尿條的長度方 向排列，并且鏡頭模組的焦距和物距之間的關系滿足下述條件，即鏡頭模組的焦距/物距 小于0. 08。
6. 根據(jù)權利要求1所述的診斷裝置，其中所述白色光源為一個或多個半導體發(fā)光二極 管。
7. 根據(jù)權利要求1所述的診斷裝置，其中所述診斷裝置還包括用于轉折光路的一個或 者多個反射鏡，以減少所述診斷裝置的尺寸。
8. 根據(jù)權利要求1所述的診斷裝置，其中所述數(shù)字攝像單元還包括設置在所述圖像傳 感器下方的印刷電路板。
9. 根據(jù)權利要求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)字攝像單元均設置在所述殼體中。
10. 根據(jù)權利要求9所述的診斷裝置，其中所述腔室設有可相對于所述殼體運動的運 動部件，所述運動部件可從所述殼體出來從而用戶能夠將待檢測的醫(yī)學樣本放至運動部件 上。
11. 根據(jù)權利要求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處理器。
【文檔編號】G01N35/00GK104459098SQ201310435176
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權日:2013年9月23日
【發(fā)明者】鄒杰, 黃焓, 張志遠, 遲穎 申請人:西門子醫(yī)療保健診斷公司