醫療紅外線熱影像電腦輔助乳癌病癥診斷系統開發與臨床驗證

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電腦輔助精蟲計數與動態軌跡檢定模組設計開發與臨床測試

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居家照護用行動化健康監測系統開發與測試

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紅外線熱影像在退化性關節炎臨床定量評估  
弱視病患頭盔式電子影像放大器  
荷爾蒙結晶光學數位影像檢測系統開發及臨床測試  
數位眼球影像黃疸分級軟體系統開發及臨床測試  
應用影像處理與幾何分析技術於臨床患者之紅外線熱影像病徵檢驗  

 

醫療紅外線熱影像電腦輔助乳癌病癥診斷系統開發與臨床驗證
 

腫瘤形成初期,氮氧合酶(NOS)及一氧化氮(NO)會導致血管擴張,因而產生局部體溫上升;為能在腫瘤形成組織結構變化前偵測體表異常溫度,作為早期預警、提前治療與提高存活率,美國食品藥物管理局(FDA)於1982年正式認可「紅外線熱影像」為婦女乳癌早期輔助檢測工具之一。然而,目前診間醫師使用紅外線熱影像仍停留在主觀目視判斷,臨床應用時遭遇到病患姿勢擺位、體温異常區搜尋、定量特徵分析、疾病判定分級及病灶器官比對等五項分析問題,使得現行疾病判斷過程無法標準化,導致準確率過低。爰此,本研究之目的為針對前述問題,開發醫療紅外線熱影像乳癌病癥分析診斷技術,並設計一套電腦輔助乳癌病癥診斷程式系統,最後並進行臨床病例診斷驗證。


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電腦輔助精蟲計數與動態軌跡檢定模組設計開發與臨床測試
 

 

精液中精蟲篩選為男性不孕症病患接受人工受孕治療之重要關鍵步驟,其目的係篩選出活動力強之精蟲以供人工受孕使用。臨床上對於精蟲品質檢定多採用人工取樣,利用顯微鏡目測方式人為判定精液濃度與精蟲活動力,檢驗結果為主觀判定之估計值且無法即時判定。爰此,本研究為克服臨床精蟲篩選無法即時檢定精液濃度及精蟲活動力之狀況,將開發一套「電腦輔助精蟲計數與動態軌跡檢定模組」,並進行臨床驗證。

 

 

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居家照護用行動化健康監測系統開發與測試

 

隨著國人平均壽命延長,老年人口比例增加,加上家庭少子化及人口數降低,老年人獨居時間增加。然而老年人隨著年紀增長,生理、肌肉及骨骼系統會逐漸退化甚至失能,且老化所引起之慢性疾病,多需長期監測生理變化及日常行為模式,才能隨時掌握其健康狀況或病情異常徵兆,及時通報、適切處理,也才能確保獨居老人生活品質。爰此,本研究主要係開發一套「居家照護用行動化健康監測系統」並進行測試。

 本研究所開發之「居家照護用行動化健康監測系統」,可在居家環境中進行持續性的生理監測幫助獨居老人監控病情,並在其生理資訊發生異常時發出通報;除此,此系統亦可記錄獨居老人日常行為的變化,藉由觀察記錄這些改變的過程加以判讀,可及早依行為模式的改變預防意外。

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紅外線熱影像在退化性關節炎臨床定量評估

 

人體體表溫度常會因為生理或病理變因(如血液循環、局部組織病痛)而改變。本研究是利用紅外線熱影像儀測量退化性關節炎患者膝關節部位之溫度分佈,並設定以髕骨為中心之鄰近四周分析區域,分別量測該區域之溫度值,再進行患側與正常側之溫差分析比較。本實驗係以38位退化性關節炎患者為實驗對象,測試期間室溫控制在22℃,實驗結果發現患側與正常側之溫差範圍為0.83℃~1.04℃。經由骨科醫師診斷有明顯差異。

 

  

 

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弱視病患頭盔式電子影像放大器

 

低視能(low vision)患者用於閱讀的放大輔具,可依構造分為光學及電子兩類;傳統的光學放大鏡由於價格便宜、攜帶方便、且可提供輕、中度視障者合適的放大倍率,所以是最常被使用的閱讀輔具。電子式放大器則可提供更廣的實用放大倍率,並有對比(contrast) 調整等功能,有助於部分重度視障、或有眩光(glare)問題者的閱讀。

本研究所自行開發之頭盔式電子影像放大器其系統硬體包括:

1. 小型攝影機

2. 頭盔式顯示器

3. 鏡頭支架

4. 支架底部具有X-Y table功能的輪子

而本系統之特色在於:

1. 自行組裝價格相對較低

2. 放大倍率較傳統光學放大鏡廣,可兩眼並用並維持正常閱讀姿勢

3. 可配合需求使用頭盔式顯示器,或電腦螢幕。

 

 

 

  

 

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荷爾蒙結晶光學數位影像檢測系統開發及臨床測試

 

       成年女性生理的變化包括卵巢週期、月經週期,皆受下視丘所釋放的性腺刺激素促泌素(GnRH)的控制。GnRH同時刺激腦下垂體前葉釋放黃體激素(LH)。LH可刺激卵巢濾泡進一步的發育而引起排卵並刺激卵巢細胞製造雌性素、黃體激素及鬆弛素等激素。排卵前雌激素會影響唾液的牽絲性和結晶性,在雌激素及黃體激素的作用下唾液中鹽份會增加,而產生羊齒葉脈狀結晶。若將唾液濃縮乾燥後再利用光學顯微鏡觀察其形狀,一般婦女即可據此熟悉各人每一時期之不同形狀,便能精確掌握避孕、受孕時機。非侵入性、快速、簡單的診斷方法是近代醫學的發展方向,唾液可以說是血液檢驗最佳的替代體液。目前的技術皆以目測的方式觀察羊齒葉脈狀結晶分佈的情況,缺點在於無法客觀、正確、有效的判斷結果。本研究之主要是配合政府推動「優生保健、提高人口品質」政策,結合醫師、工程等專業人員,透過光學、影像處理以及醫療檢測等技術,整合光學、電子、醫學工程領域,開發一套「荷爾蒙結晶光學數位影像檢測儀」,提供女性預測排卵期,以達到方便、有效的避孕,改善墮胎的風潮,進而達到優生保健、提高人口品質,對於家庭計畫的推行以及社會發展有顯著的貢獻。

 

 

 

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數位眼球影像黃疸分級軟體系統開發及臨床測試

『黃疸』是血液與肝膽功能發生異常的表復之一,新生兒50-70%在出生一週內均會發生生理性黃疸。黃疸原因主要是由膽紅素大量出現在血液中,並沉積於皮膚、黏膜和眼球鞏膜等組織中而呈現特有的黃色。眼球鞏膜變黃是黃疸病患最早出現的臨床症狀。輕度黃疸可直接經由觀察鞏膜而得,臨床上醫師對由眼球鞏膜進行黃疸嚴重程度判斷多是以肉眼觀察,缺乏客觀診斷標準,診斷結果也易因醫師主觀因素及經驗累積而造成誤判。因此,本研究之主要目的係自行開發一套「數位化鞏膜黃疸檢測系統」,以期提供臨床醫師在黃疸病患病癥發生初期,利用影像檢測技術研判眼球鞏膜變黃之一種非侵入式診斷工具。本研究之工作項目包括蒐集長庚醫院黃疸病例之抽血檢驗結果、將病患血液中膽紅素值含量與眼球鞏膜影像色彩分量利用SPSS統計軟體進行迴歸分析、建立鞏膜黃疸檢測嚴重程度臨床分級判定標準、採用Solid Works設計密閉式眼球影像擷取平台及CCD攝影機位置控制平移台、製作完成下巴撐托式影像擷取平台、使用Borland C++ Builder 6.0工具軟體進行影像檢測系統軟體開發,最後將系統進行臨床功能測試及驗證等。

 

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應用影像處理與幾何分析技術於臨床患者之紅外線熱影像病徵檢驗

 

七十年代當紅外線熱影像儀甫由軍事用途移轉至民生時,醫療界便興起一股應用紅外線熱影像儀之風潮,然而受限於溫度影像之分析技術累積不易與診間判斷可靠度的問題,導致熱影像病徵分析,常需具有臨床經驗之醫師,藉由體表溫度分佈資料(例如:溫度之不對稱度、局部高溫、局部低溫以及不正常溫度梯度),於診間以人為主觀之評估方式,累積一定病患數量之資料庫,方具有準確預估之價值。本研究即是針對現行熱影像臨床分析之障礙,根據影像處理與幾何分析技術,提出一套具體可行之定量分析方法,將醫師臨床分析之人為評估判斷導正為可量化之臨床參數數據,期以參數資料庫數據之累積來提高病徵判別之準確性

   

   

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