專利名稱：一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)裝置，更詳細(xì)地說涉及一種醫(yī)用系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
以往所知的膠囊內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)包括具備固體攝像元件的攝像單元和使用LED等構(gòu)成的照明裝置與無線通信裝置等，內(nèi)置于可從口中吞服的程度大小的膠囊殼體中。該膠囊內(nèi)窺鏡，通過由被檢者從口中吞服，能夠在通過體腔內(nèi)的過程中對(duì)胃或腸等進(jìn)行拍攝。典型地，具有以上結(jié)構(gòu)的膠囊內(nèi)窺鏡將攝像單元拍攝到的受照明裝置光照表面的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過無線發(fā)送裝置發(fā)送到外部，所發(fā)送的信號(hào)被外部接收設(shè)備接收，然后顯示在顯示設(shè)備上。在無痛苦、無創(chuàng)傷的人體胃腸道狀態(tài)下，醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)顯示在顯示設(shè)備上的圖像即可對(duì)被檢者進(jìn)行胃腸道疾病的診斷。
具備上述功能的膠囊內(nèi)窺鏡通常依靠活體腸道的蠕動(dòng)來帶動(dòng)無線內(nèi)窺鏡在體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，而蠕動(dòng)的快慢、光照的效果以及腸胃等因素都將直接導(dǎo)致拍攝圖像結(jié)果的隨機(jī)性與不確定性，而為了減少拍攝圖像的重復(fù)性以及降低漏查病變的概率等提出了有例如專利文獻(xiàn)I國際公開第01/35813專利所示的吞入型的膠囊內(nèi)窺鏡，采用了一種可控的膠囊內(nèi)窺鏡，通過給膠囊內(nèi)窺鏡各功能單元施加驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的控制。然而，使用了可控制驅(qū)動(dòng)方式的膠囊內(nèi)窺鏡，利用外部磁場驅(qū)動(dòng)膠囊內(nèi)窺鏡的方法，即使用外部封裝件，膠囊內(nèi)部采用舌簧接點(diǎn)開關(guān)，在施加一定強(qiáng)度以上的磁場環(huán)境下此舌簧開關(guān)維持?jǐn)嚅_狀態(tài)，若外部磁場的強(qiáng)度降低則接通。因而在膠囊內(nèi)窺鏡處于封裝件中的狀態(tài)下不驅(qū)動(dòng)膠囊內(nèi)窺鏡，在吞入時(shí)與具有永磁體的封裝件隔離而開始驅(qū)動(dòng)。但是這樣的裝置中，把膠囊內(nèi)窺鏡從封裝件中取出到被檢者吞入需要一定的時(shí)間，而此段時(shí)間膠囊內(nèi)窺鏡的各項(xiàng)功能都已驅(qū)動(dòng)，例如拍攝功能和無線功能等，并將此拍攝動(dòng)作的圖像通過該無線功能進(jìn)行發(fā)送等動(dòng)作，被診斷過程中判斷為無效圖像，并不能很好的完成膠囊內(nèi)窺鏡的診斷過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，可以確定任意時(shí)刻在消化道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的膠囊內(nèi)窺鏡在消化道內(nèi)的位置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案本發(fā)明提供一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器，所述膠囊內(nèi)窺鏡包括透明膠囊外殼、攝像裝置、照明裝置、光電開關(guān)裝置、圖像信息處理電路、射頻傳輸裝置、電源裝置、磁場傳感器、小磁體；所述接受夾克為內(nèi)置接收天線和便攜式記錄儀的雙層夾克；所述體外工作站包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、醫(yī)用圖像專用顯示器以及軟件平臺(tái)；所述膠囊定位器為內(nèi)置傳感器；所述的膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號(hào)的傳輸形成一個(gè)系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體位于射頻傳輸裝置和電源裝置之間。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體形狀為圓柱體，直徑小于12毫米，重量小于5克。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的磁場傳感器和小磁體的距離保持在2毫米以上。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的磁場傳感器為霍爾傳感器或者巨磁阻傳感器或者磁敏傳感器。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的光電開關(guān)裝置的材料為光電二極管或者光電三極管。進(jìn)一步地，所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體形狀也可以為長方體或者球體。本發(fā)明一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，將磁場傳感器和小磁體運(yùn)用到膠囊內(nèi)窺鏡中，并且加上接收夾克、體外工作站、膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號(hào)的傳輸形成一個(gè)系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)的工作下，膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的信息可以實(shí)時(shí)顯示在體外工作站的醫(yī)用圖像專用顯示器上，并且可以通過體外工作站中的軟件平臺(tái)控制膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了膠囊內(nèi)窺鏡圖像實(shí)時(shí)顯示功能的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了可控可定位功能，相對(duì)于以前的技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。


附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中圖I是本發(fā)明一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的整體系統(tǒng)概念圖；圖2是膠囊內(nèi)窺鏡的側(cè)剖面圖；圖3是膠囊內(nèi)窺鏡中攝像裝置上端剖面示意圖；圖4是膠囊內(nèi)窺鏡的前表面示意圖；圖5是膠囊內(nèi)窺鏡的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I是表示本發(fā)明的一種膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的整體系統(tǒng)概念圖。圖I中，該膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括導(dǎo)入被檢體Ia的體腔內(nèi)作為取得被檢體內(nèi)信息的吞入型膠囊內(nèi)窺鏡I ;配置在被檢體Ia的外部，與膠囊內(nèi)窺鏡I之間無線通信各種信息的作為體外接收裝置的便攜式記錄器Ic以及安裝有接收裝置的接收夾克lb，用于膠囊內(nèi)窺鏡光電開關(guān)啟動(dòng)并探測膠囊內(nèi)窺鏡的膠囊定位器Id。另外，根據(jù)接收裝置Ib接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像顯示以及控制的體外的工作站Ie ;在接收裝置Ib和顯示裝置的工作站Ie之間使用USB連接。圖2是表示本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡的剖示意圖。并如上所述將從作為被檢者Ia的口內(nèi)被導(dǎo)入的、依次拍攝該被檢者的內(nèi)部(具體地講，是消化道內(nèi))圖像的膠囊內(nèi)窺鏡。如圖2所示，本實(shí)施方式的膠囊內(nèi)窺鏡具有形成為膠囊形狀的殼體2、用于對(duì)被檢者消化道腔內(nèi)部進(jìn)行照明的照明裝置3、拍攝照明裝置所照明的被檢體Ia內(nèi)的圖像的攝像裝置4、和將由攝像裝置依次拍攝到的被檢者消化道內(nèi)的圖像無線發(fā)送到外部的射頻傳輸裝置5。膠囊內(nèi)窺鏡還具有向各構(gòu)成裝置供給驅(qū)動(dòng)電力的電源裝置6、對(duì)圖像進(jìn)行處理同時(shí)對(duì)各構(gòu)成裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的圖像處理裝置7。殼體2是形成為易于導(dǎo)入到被檢體Ia內(nèi)部的膠囊型大小的殼體2。具體地講，殼體2由形成為膠囊形狀的殼主體2a、和安裝于該殼主體前端部的光學(xué)圓頂2b來實(shí)現(xiàn)。殼主體2a是前端開口、且后端封閉成半球狀的筒狀殼，在其內(nèi)部包括照明系統(tǒng)3、攝像系統(tǒng)4、射頻傳輸裝置5、電源系統(tǒng)6、圖像處理裝置7以及磁偶極子8。光學(xué)圓頂2b是透光性較高的、大致透明的半球狀構(gòu)件，其安裝于殼主體2的前端，并且對(duì)該前端進(jìn)行封閉。由該殼主體2a與光學(xué)圓頂2b形成的殼體密封地收容膠囊內(nèi)窺鏡的各構(gòu)成裝置(例如照明裝置3、攝像裝置4、射頻傳輸裝置5、電源裝置6、圖像處理裝置7以及磁偶極子8)。照明裝置3起到對(duì)由攝像裝置4拍攝的被 檢體Ia內(nèi)部進(jìn)行照明的作用。具體地講，如圖3所示，照明裝置3具有發(fā)出通過光學(xué)圓頂2b對(duì)被檢體Ia內(nèi)部進(jìn)行照明的照明光的發(fā)光裝置3a、用于實(shí)現(xiàn)照明功能的包括芯片電阻或芯片電容等芯片部件的環(huán)狀電路板3b ο發(fā)光裝置3a例如是LED等發(fā)光部件，發(fā)出用于對(duì)攝像裝置4 (后述)的視場進(jìn)行照明的照明光(例如白色光)，位于圖4所示的光學(xué)圓頂2b側(cè)中間可貫穿上述攝像裝置4帶貫穿孔的環(huán)狀電路電路板上，外周附近安裝有多個(gè)上述發(fā)光裝置3a，更特別的，在其間與發(fā)光裝置同置于環(huán)狀電路板3b上安裝有用于此膠囊內(nèi)窺鏡開關(guān)裝置的光電啟動(dòng)開關(guān)3c。攝像裝置4起到拍攝被檢體Ia內(nèi)的圖像的作用。具體地講，如圖3，攝像裝置4包括拍攝被檢體內(nèi)的圖像的CMOS等固體圖像傳感器4a、使被檢體內(nèi)的圖像成像于固體攝像裝置的受光面上的光學(xué)透鏡4b、以及形成有用于實(shí)現(xiàn)攝像裝置4功能的電路的攝像電路板4c。攝像裝置4對(duì)被發(fā)光裝置3a照明的視場內(nèi)的被攝體進(jìn)行拍攝。攝像電路板4c是形成為圓盤形狀帶貫穿孔的電路板，并與環(huán)狀電路板3b連接。在該攝像電路板4c上，在如圖所示那樣與環(huán)狀電路板3b相對(duì)的面上安裝有攝像裝置4，圖像傳感器裝置4a位于光學(xué)透鏡4b下方，通過膠體粘合，具有將由光學(xué)透鏡4b拍攝的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能。并將圖像信號(hào)傳給圖像處理裝置7進(jìn)行圖像處理。通過攝像電路板4c將圖像信號(hào)傳給射頻傳輸裝置5。圖像處理裝置7例如安裝于上述攝像電路板4c上，對(duì)膠襄型內(nèi)窺鏡的各構(gòu)成裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，以及對(duì)由攝像裝置4所傳的圖像信號(hào)進(jìn)行壓縮控制功能并將壓縮后信號(hào)傳給射頻傳輸裝置5進(jìn)行傳送的電路裝置。具體地講，圖像處理裝置7同時(shí)對(duì)上述照明裝置3的發(fā)光裝置3a、攝像裝置4、以及射頻傳輸裝置5進(jìn)行控制。射頻傳輸裝置5起到將由攝像裝置4拍攝到的被檢體內(nèi)的圖像依次無線發(fā)送到外部的接收裝置(未圖示)，并接收外部傳送的命令信息進(jìn)行無線通信的作用。具體地講，射頻傳輸裝置5具有設(shè)有無線單元5e以及磁場傳感器5c的無線電路板5a、將含有被檢體內(nèi)的圖像的無線信號(hào)發(fā)送到外部的天線5b、和設(shè)有DCDC轉(zhuǎn)換器等的電源裝置(未圖示)。該射頻傳輸裝置5對(duì)由攝像裝置4接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理后生成包含被檢者消化道內(nèi)的圖像的無線信號(hào)進(jìn)行發(fā)送的功能。天線5b將該射頻傳輸裝置5生成的無線信號(hào)依次發(fā)送到外部的接收裝置(未圖示)。其中位于無線電路板5a上的磁場傳感器5c芯片，其具有實(shí)時(shí)感應(yīng)膠囊內(nèi)窺鏡所處磁場強(qiáng)度的功能，由外部控制裝置來使膠囊內(nèi)窺鏡可以靈活運(yùn)動(dòng)；以及重力場傳感器9，其具有實(shí)時(shí)決定上述膠囊內(nèi)窺鏡的位置以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)時(shí)將膠囊內(nèi)窺鏡在消化道內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過射頻傳輸裝置5由天線5b傳送到體外接收裝置。通過磁場傳感器5c與重力場傳感器9傳送的信息，與體外控制裝置即可以使膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在消化道內(nèi)部運(yùn)動(dòng)更加靈活。另外，對(duì)于由上述射頻傳輸裝置5通過上述天線5b系統(tǒng)將由攝像裝置4拍攝到的被檢體內(nèi)的圖像傳出后，由位于圖I被檢體所穿著接收夾克Ib中安裝有若干(例如14個(gè))可以準(zhǔn)確接收信號(hào)的接收設(shè)備接收，將膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)所發(fā)出的圖像信號(hào)以及位置、姿態(tài)信息接收到體外接收裝置中，并存于體外便攜式記錄器Ic的存儲(chǔ)設(shè)備。最后通過USB或者其他鏈接方式，與體外工作站Ie相連，將接收到的圖像顯示在顯示設(shè)備中。電源裝置包括具有規(guī)定電力的電池6 (例如2個(gè))。電源電路板7a對(duì)射頻電路板5a的無線單元供給由電源系統(tǒng)供給的驅(qū)動(dòng)電力。電池6例如是氧化銀電池等鈕扣型干電池，如圖2所示那樣在電源電路板之間連接有必要的數(shù)量(例如2個(gè))。對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的各構(gòu)成裝置供給驅(qū)動(dòng)電力。磁偶極子8用于膠囊內(nèi)窺鏡的磁控制定位，主要由一個(gè)鐵氧磁體構(gòu)成，與上述電池6等裝置共同集成在上述膠囊內(nèi)窺鏡I的內(nèi)部。磁偶極子8可以產(chǎn)生一個(gè)比地磁場高的局部磁場，外部磁傳感器通過探測該局部磁場的空間分布進(jìn)而確定膠囊內(nèi)窺鏡的空間位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡I的磁控制定位過程。接著對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡工作原理進(jìn)行說明。如圖5是表示本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡的工作 原理圖。由上述光電啟動(dòng)開關(guān)3c開啟電源控制裝置后，對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的各構(gòu)成裝置供給驅(qū)動(dòng)電力。當(dāng)電源控制電路(未圖示)收到開啟命令后，給LED控制電路的環(huán)狀電路板3b供給電力，并在相應(yīng)控制命令下使LED照明陣列裝置3a處于工作狀態(tài)，將被攝物體充分照明，即同時(shí)在電池6供給電力的情況下，包括光學(xué)透鏡4b、圖像采集裝置4a等處于工作狀態(tài)。由圖像處理裝置7對(duì)由攝像裝置拍攝的被檢體消化道內(nèi)圖像進(jìn)行圖像編碼、數(shù)據(jù)打包壓縮處理后，傳給射頻傳送裝置，同時(shí)將由磁場傳感器5c傳入的模擬信號(hào)量傳給射頻傳輸裝置5進(jìn)行無線傳輸，將磁傳感器模擬參數(shù)與圖像信息等由天線5b傳送到體外接收裝置中。完成對(duì)圖像的傳輸后即完成一個(gè)拍攝周期，最后由體外工作站部分完成對(duì)磁場傳感器5c以及圖像等參數(shù)信息進(jìn)行分析并實(shí)施對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的具體靈活控制。本發(fā)明將膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站和膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號(hào)的傳輸形成一個(gè)系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)的工作下，膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的信息可以實(shí)時(shí)顯示在體外工作站的醫(yī)用圖像專用顯示器上，并且可以通過體外工作站中的軟件平臺(tái)控制膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了膠囊內(nèi)窺鏡圖像實(shí)時(shí)顯示功能的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了可控可定位功能，相對(duì)于以前的技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡包括透明膠囊外殼、攝像裝置、照明裝置、光電開關(guān)裝置、圖像信息處理電路、射頻傳輸裝置、電源裝置、磁場傳感器和小磁體； 所述接受夾克為內(nèi)置接收天線和便攜式記錄儀的雙層夾克； 所述體外工作站包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、醫(yī)用圖像專用顯示器和軟件平臺(tái)； 所述膠囊定位器為內(nèi)置傳感器； 所述膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站和膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號(hào)的傳輸形成一個(gè)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體位于射頻傳輸裝置和電源裝置之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體形狀為圓柱體，直徑小于12毫米，重量小于5克。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的磁場傳感器和小磁體的距離保持在2毫米以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的磁場傳感器為霍爾傳感器或者巨磁阻傳感器或者磁敏傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的光電開關(guān)裝置的材料為光電二極管或者光電三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其特征在于所述膠囊內(nèi)窺鏡中的小磁體形狀也可以為長方體或者球體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器，膠囊內(nèi)窺鏡包括透明膠囊外殼、攝像裝置、照明裝置、光電開關(guān)裝置、圖像信息處理電路、射頻傳輸裝置、電源裝置、磁場傳感器、小磁體。膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站和膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號(hào)的傳輸形成一個(gè)系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)的工作下，膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的信息可以實(shí)時(shí)顯示在體外工作站的醫(yī)用圖像專用顯示器上，并且可以通過體外工作站中的軟件平臺(tái)控制膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了膠囊內(nèi)窺鏡圖像實(shí)時(shí)顯示功能的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了可控可定位功能，相對(duì)于以前的技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。
文檔編號(hào)A61B1/00GK102860810SQ201210378138
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者段曉東, 肖國華, 王新宏, 張少邦, 王俊杰 申請(qǐng)人:安翰光電技術(shù)(武漢)有限公司