CN101320991B - 一种无线收发装置及其数据下载方法 - Google Patents

Abstract

一种无线收发装置及其数据下载方法，属于医疗电子设备领域。包括：连接到收发天线的至少一个无线收发信单元、与其相连的信号处理单元、以及输出端处的存储单元、图像搜索单元，该装置采用的半双工的通信方式，所述方法包括：将用户指定的搜索条件输出到无线收发装置中；从存储单元中搜索到相关图像所在地址；将满足条件的图像及其相关数据传送到计算机或网络上；判断用户是否输入新的搜索条件？按照时间顺序下载剩余图像及其相关数据；直到下载完毕。该装置能够显示当前无线收发装置的通信质量，并提供声光告警功能，警告用户远离干扰源，以保证接收图像质量；对消化道图像实时观察；大大缩短医生等待下载图像的时间。

Description

一种无线收发装置及其数据下载方法

技术领域

本发明属于医疗电子设备领域，涉及医用内视镜技术，特别涉及一种用于生物体腔内图像采集系统的无线收发装置及其数据下载方法。 

背景技术

无线内视镜系统的出现不仅给胃肠道的检查带来了很大方便，同时还给接受检查的患者消除了痛苦，也克服了常规内窥镜检查的盲区如小肠部位等处。该系统一般包括生物体腔内图像采集系统(习惯称为无线胶囊)、无线接收装置和计算机处理装置等三部分，例如已投放市场的无线胶囊系统以及专利ZL03109810.X和CN200580011779.6中涉及的胶囊系统等。这些系统均是把采集后的图像数据以无线方式传送到体外的无线接收装置，该接收装置把图像数据存储在存储器上。在患者检查过程中，该无线接收装置是被携带在身上，直到无线胶囊被排出体外后，该装置内存储的所有图像数据再上传到计算机处理装置上，供医生观察采集的消化道图像，并进行诊断。由于这些系统中的无线接收装置均可以携带在患者身上，允许患者在检查过程中可以自由活动，但由于自由空间充满了各种电磁波，特别是在某些特定区域可能存在和无线接收装置工作频率接近或相同的干扰电磁波，而被检查患者自身无法觉察到，此时无线接收装置将无法保证接收图像数据的质量，甚至无法接收图像数据，造成该次检查的失败。另外，由于胶囊在人体内工作时间比较长，一般至少在6～8小时，一次胶囊检查采集图像的数据量非常大，而现有的无线内窥镜系统均是把存储在无线接收装置中的图像数据一次性下载到计算机内的存储设备中，然后再进行诊断，这就导致医生在诊断前不得不等待几个小时的数据下载，比如上述已有的胶囊产品的数据下载时间需要2.5小时～7小时，这大大的降低了医生的工作效率。在专利ZL03109810.X中，采用无线方式对病人图像进行实时观察时，虽然患者活动不受限，但无法对图像进行定位。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，在针对现有无线内窥镜系统内的无线收发装置均是采用工业，科学和医用频段，由于在某些区域和地点存在着与工作频率相近或相同的电磁波干扰，无法保证接收图像数据的质量，往往导致检查失败，而且长时间地等待数据下载也影响工作效率，为了克服已有技术中的这些诸多不足之处，就需要寻求一种更适用的无线收发装置，本发明的目的，就是提供一种无线收发装置，它可以高质量地无线接收生物体腔内采集的图像及其相关数据，能够高效地把采集的这些数据传输到计算机内，也能够提供方便的实时图像观察。 

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案为：一种无线收发装置，包括连接到收发天线的至少一个无线收发信单元、与该无线收发信单元相连的信号处理单元、以及连接到无线收发装置输出端处的存储单元、图像搜索单元，其特征在于：所述其一的无线收发信单元，它采用半双工的通信方式，该收发信单元包括有多路开关、半双工无线收发信射频模拟前端单元、与该半双工无线收发信射频模拟前端单元分别相连的信号强度检测单元及收发通信基带处理单元；所述信号处理单元，它包括有控制单元、与该控制单元相连接的定位模块部分、信号质量判断与指示单元部分，与该控制单元相连的还有数据整合单元、记时单元及计算机与网络接口，通过该网络接口将从存储单元读出的满足特征要求的图象数据及其相关数据传送到PC工作站、显示模块及半双工无线收发信单元；所述存储单元和图像搜索单元，它们可以通过信号处理单元中的二选一单元连接到工作在另一频率下的另一个无线收发信单元，该另一个无线收发信单元又包含有收发通信基带处理单元、与其相连接的半双工无线收发信射频模拟前端单元及位于末端的收发天线。 

所述采用半双工的通信方式，是将接收到的无线信号解调为基带信号，将要发送的基带信号调制为射频信号。 

所述包含在信号处理单元中的控制单元，它控制无线接收装置的各模块的工作，控制定位模块输出的生物体腔内信号采集系统的相对物理位置，采集图像所在生物体腔内的部位信息写入存储单元，并且控制单元向信号质量判断与指示单元输出接收信号的等待时间Δt。 

所述包含在信号处理单元中的定位模块部分，该模块内又包含有判断所在生物体腔内部位信息的5个并列单元之中的一个或多个，它们是图像压缩比分析单元；温度、压力与PH值分析单元；图像色彩计算分析单元；电磁场定位单元及超声定位单元；这5个单元可分别或同时与设置在信号处理单元中的组合定位算法单元相连，将信号经生物体腔内的信号采集系统的的组合定位结果输送到控制单元。 

所述包含在信号处理单元中的信号质量判断与指示单元，根据无线收发单元输出的信号强度信息与编码率信息来判断接收的无线信号质量，接收信号质量降低到设置的门限值时进行声光告警，也可根据等待接收从收发基带处理单元输出数据的时间超过Δt时，进行声光告警。 

所述计算机与网络接口，把存储的图像数据与体腔内图像采集装置的位置数据传送至计算机和网络上；再把计算机的时间信息传输到无线收发装置，将从计算机接收的图像搜索特征参数输出到控制单元。 

所述存储单元，它存储图像数据的采集时间信息，收发天线强度信息、超声回波信息、所在生物体腔内的采集图像的部位信息、采集系统的物理位置信息。 

所述图像搜索单元，用于确定存储单元中满足指定搜索特征的图像数据及其相关数据的存储地址，并把该在址输送到信号处理单元。 

所述另一个无线收发信单元，用于将生物体腔内拍摄的图像数据及相关信号发送给工作站，将该单元插装在无线收发装置上；所述本收发装置也可以不连接工作在另一个频率下的另一个无线收发信号单元，仅保持拥有一个无线收发信单元。 

所述无线收发装置的数据下载方法，其特征在于，包括如下步骤： 

(a)用户指定搜索条件，即指定要从无线收发装置下载图像及其相关数据的特征范围； 

(b)将该搜索条件输出到无线收发装置中； 

(c)根据接收到的搜索条件从存储单元中搜索到相关图像所在地址； 

(d)将满足条件的图像及其相关数据通过计算机与网络接口传送到计算机或网络上； 

(e)判断用户是否输入新的搜索条件？是，则返回执行(c)的操作；否，则进入f步骤； 

(f)按照时间顺序下载剩余图像及其相关数据； 

(g)判断是否所有数据下载完毕？，否，则返回执行f，是，则结束。 

下载图像及其相关数据的特征范围包括，图像的采集时间值范围，生物体腔内采集系统的所在体腔内的位置值，图像压缩比值范围，温度值范围，压力值范围，PH值范围；特征范围也可以是上述任何一种或是任何组合的值范围。 

本发明提供的技术方案的有益效果是： 

(1)本发明所述无线收发装置采用了半双工的通信方式，降低了胶囊内收发信机电路的复杂度以及能量消耗，该装置也提供了与胶囊间无线信道的质量判断与告警功能，防止了用户进入有干扰信号地域，确保了对消化道图像的高质量采集。 

(2)本发明提出的装置提供了有线或无线方式把用户指定的感兴趣图像数据下载到计算机内，医生无须等待所有图像顺序下载完后才能观看图像，大大提高了医生的工作效率。 

(3)本发明所述可拆卸的无线收发信单元2的设计，方便了医生把无线收发装置中的图像数据下载到计算机，同时也方便了消化道图像的实时观察。 

(4)本发明提出的装置具有校时功能，对采集的图像提供了准确的时间基准，为医生对要检查的体腔内器官提供了时间相关性的检查能力。 

图1是本发明实施例1提供的无线生物体腔内图像采集系统整体结构示意图； 

图2是本发明实施例1提供的无线收发装置原理结构框图； 

图3是本发明实施例1提供的按时间搜索图像方法的流程图； 

图4是本发明实施例1提供的信号质量判断与指示单元工作流程图； 

图5是本发明实施例1提供的无线收发装置工作流程图； 

图6是本发明所述装置的图像及相关数据下载方法的流程图； 

图7是本发明实施例2提供的生物体腔内图像采集系统整体结构示意图； 

图8是本发明实施例2提供的无线收发装置原理结构框图； 

图9是本发明实施例3提供的生物体腔内图像采集系统整体结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。 

实施例1参照图1所示，表示具有实施例1的无线收发装置的无线生物体腔内图像采集系统整体结构示意图。无线生物体腔内图像采集系统包括：被检体1和胶囊型内窥镜2，便携式图像接收仪3(即无线收发装置，以下统称便携式图像接收仪)；其被导入被检体内，拍摄体腔内图像并通过无线方式与体外收发装置进行数据交换。并且无线生物体腔内图像采集系统还包括：根据便携式图像接收仪3接收的图像信号显示体腔内图像C工作站4；以及能在便携式图像接收仪插拔的便携式记录介质5。 

PC工作站4的显示装置用来显示胶囊型内窥镜2拍摄的体腔内图像，其可以读取便携式记录介质5所得到的数据进行图像显示。通常PC工作站4可以构成为利用CRT显示器、液晶显示器等直接显示图像。 

便携式记录介质5可以在便携式图像接收仪3和PC工作站4上插拔，具有在插装到两者上时可以进行信息的输出和记录的结构。在本实施例中，当胶囊型内窥镜2在检测体1中的体腔内移动的期间，便携式记录介质插装在便携式图像接收仪3上，记录胶囊型内窥镜2发出的数据。当胶囊型内窥镜从人体排出时，其可以继续放置在便携式图像接收仪3上，然后将便携式图像接收仪3与PC工作站4通过计算机与网络接口连接，从PC工作站读出便携式记录介质5的图像数据，也可以将便携式记录介质5插装在PC工作站4上，从而读出便 携式记录介质5上的数据。本实施例中，便携式记录介质5由SD(Secure Digital Card)卡构成。 

参照图2所示，表示本发明实施例提供的一种半双工的便携式图像接收仪原理框图，如图所示，它具有与胶囊型内窥镜2进行数据收发的功能，其包括无线收发信单元(1)、存储单元9、图像搜索单元10和信号处理单元8。 

统称为6的无线收发信单元(1)用来接收来自于生物体腔内的信号采集系统发送的图像数据信号以及发送控制信号至生物体腔内的信号采集系统。其包括：切换各个接收用天线阵列的多路开关，和半双工无线收发信射频模拟前端单元1，其连接在多路开关后级，无线收发模式采用半双工方式的工作模式，以达到降低胶囊内收发信机电路的复杂度以及能量消耗的目的；另外半双工无线收发信射频模拟前端单元1后级还连接着收发通信基带单元和信号强度检测单元。便携式图像接收仪的多路开关根据来自控制单元的切换指示，向半双工无线收发信射频模拟前端输出来自于多路开关11～1N的无线信号。半双工无线收发信射频模拟前端单元1接收多路开关发来的无线信号，经过解调后输出给收发通信基带处理单元1，并且向信号强度检测单元输出接收的电场强度，半双工无线收发信射频模拟前端单元1接收控制单元的控制命令，并向收发通信基带单元1输出图像信号，收发通信基带单元1具有信道编码和解码的能力，可以将解码后的图像信号发送给数据整合单元，其还可以接收控制单元的控制信号，并将信号编码通过半双工无线收发信射频模拟前端单元1调制为射频信号，经过多路开关，通过天线阵列发送给体腔外的便携式图像接收仪。收发通信基带单元1还通过数据整合单元向信号质量判断与指示单元输送接收数据的误码率和天线阵列接收信号的强度值，以供其判断当前接收信号的质量，本实施例中，误码率值超过一个门限值或者天线阵列接收信号的强度数据值低于一个门限值时，信号质量判断与指示单元判断当前接收信号的质量为差，并向用户进行声光告警。 

存储单元连接于数据整合单元的后端，接收数据整合单元整合后的数据并存储到存储介质中。存储单元的存储介质是可插装的，当胶囊型内窥镜在体腔内活动时，其可以记录胶囊型内窥镜发送的图像及其相关数据。 

图像搜索单元从存储单元内获取满足指定图像采集时间段特征要求和指定体腔内采集装置所在体腔位置特征要求之一或同时满足要求的图像及其相关数据的地址，其中的相关数据包括：图像数据的采集时间信息的存储地址，无线收发信单元(1)内的收发天线阵列的天线强度信号的存储地址，超声回波信号的存储地址，采集图像所在生物体腔内的部位信息的存储地址，生物体腔内的信号采集系统的相对物理位置信息的存储地址。图像搜索单元把该地 址输出到控制单元，通过控制单元根据该地址信息来来检索所需的图像数据及其相关数据，然后将检索后的数据发送给计算机与网络接口。搜索涉及到的特征条件参数包括图像的时间信息和图像采集系统在体腔内的位置之一，或者两者的结合等，这部分数据已经通过数据整合单元与图像数据整合在一起存储在存储单元内，通过设置检索的特征参数，相应的图像信息将被检索出来，通过计算机与网络接口输出到PC工作站以供操作人员使用。在本实施例中，胶囊型内窥镜检查结束后，便携式图像接收仪通过计算机与网络接口连接与PC工作站上，操作人员可以在PC工作站上的软件输入上述搜索特征参数，多个条件之间可以建立与、或和非的关系，PC工作站通过其计算机与网络接口将搜索条件发送给便携式图像接收仪，便携式图像接收仪接收到搜索命令后，会通过图像搜索单元查找出相应图像及其相关数据。参照图3所示，该流程图描述了按时间条件搜索图像的过程，搜索条件为时间段a～b(a，b可以是绝对时间或者相对时间，本实施例的a，b均是绝对时间)。便携式图像接收仪首先接收搜索条件时间段a～b步骤301)，解析出时间段的起始时间a，然后分析起始时间距离开始检查的相对时间A，步骤302，根据单位时间拍摄的图像个数，计算得出图像偏移量n，n＝A×c，步骤303，本实例以每帧图像及其相关数据为一个文件存储在存储单元中为例，假设每帧图像及其相关数据的文件名为m.dat(m为便携式图像接收仪接收的第m幅图像)，找到文件名为n.dat，查询其时间属性，计算两者时间差，若时间差大于允许范围ΔT，应根据此时间差计算偏移量，找到偏移后的文件步骤304，计算时间差步骤305、306，直到时间差小于允许范围ΔT，确定此幅图像为起始文件步骤307，同样的方法得到时间为b所对应的图像文件，然后将此两幅图像之间的图像文件通过计算机与网络接口发送给PC工作站。若上述搜索到的图像文件数量太多，用户也可以在上述搜索结果中随机或有规律的(比如每隔10个图像文件)选择一定数量的图像，并通过计算机与网络接口发送给PC工作站。通过该图像搜索单元，操作人员可以很方便的根据各种患者的具体病情，比如是小肠有问题的，就可设置部位为小肠的搜索特征参数的条件，查找出所需图像数据直接下载进行诊断，无需等待着先按常规秩序下载食道和胃的图像数据，然后再诊断，这就提高了工作效率。在实际应用中的图像数据以及其相关数据可以有多种存储方式，也可以把多帧数据作为一个文件进行存储，但其搜索原理和本实施例类似。 

信号处理单元8用于控制无线收发信单元(1)进行数据的收和发以及天线的选择，对接收无线信号质量进行判断与指示，把接收的图像数据与体腔内图像采集装置的位置数据写入存储单元9，同时其还执行将工作站计算机内的时间为标准对便携式图像接收仪进行时间校准，读取存储单元的图像数据并通过计算机与网络接口上传至PC工作站，接收来自于PC工 作站的图像搜索特征参数，再把该特征参数输出到图像搜索单元10，再接收来自图像搜索单元输出的满足该特征参数的图像数据及其相关数据的地址信息，并根据该地址信息从存储单元读出满足特征要求的图像数据及其相关数据从存储单元读出并上传至PC工作站。信号处理单元包括控制单元、数据整合单元、信号质量判断与指示单元、计时单元、定位模块、计算机与网络接口。在本实施例中，检查开始后，无线收发单元(1)收到胶囊型内窥镜发送的图像数据后转而发送给数据整合单元，控制单元应首先通过信号质量与指示单元判断当前信号质量的好坏，当信号质量判断与指示单元判断当前接收信号的质量为差时，可以丢弃本次数据，也可以通过无线收发装置向体内发送命令，要求体腔内采集装置重传该数据，并给出告警信号，然后重新通过无线收发单元(1)接收胶囊型内窥镜发送的图像数据，并重复以上过程。若信号质量判断与指示单元判断当前接收信号的质量为好时，数据整合单元将时间信息、定位模块采集的来自于定位模块的图像压缩比信息、体腔内的温度、压力和PH值信息与图像数据整合在一起，按照一定格式写入存储单元。检查结束后，将便携式图像接收仪通过计算机与网络接口与PC工作站连接，信号处理单元的计算机与网络接口接收来自于PC工作站发送的图像搜索特征参数并送给控制单元，并把该特征参数输出到图像搜索单元，图像搜索单元根据搜索类型及参数在存储单元搜索相关数据，搜索结束后图像搜索单元输出满足该特征参数的图像数据及其相关数据的地址信息给控制单元，控制单元根据该地址信息从存储单元读出满足特征要求的图像数据及其相关数据从存储单元读出并送至计算机与网络接口，PC工作站通过此计算机与网络接口即可获取搜索到的图像数据及其相关数据。 

数据整合单元处于收发通信基带单元1的后级，接收发过来的图像数据，同时它还接收控制单元的控制命令，将来自于定位模块的图像压缩比信息、体腔内的温度、压力和PH值信息与图像数据整合在一起，将整合后的数据发送给存储单元。 

参照图4所示，表示信号质量判断与指示单元工作流程图，通过信号质量判断与指示单元判断当前便携式图像接收仪与胶囊型内窥镜进行无线通讯质量的好坏，信号质量判断与指示单元读取半双工无线收发信射频模拟前端单元和收发通信基带单元发送的电场强度和接收数据的误码率(步骤401)，误码率值超过一个门限值F或者天线阵列接收信号的强度数据值低于一个门限值M时，信号质量判断与指示单元判断当前接收信号的质量为差(步骤402)，向用户进行声光告警；或者当等待接收从收发通信基带单元1输出数据的时间超过Δt时(步骤403、404)，进行声光告警，以提示用户远离干扰源，保证接收图像质量。 

记时单元是整个便携式图像接收仪的时间单元，图中与控制单元直接相连接，提供给控制单元标准时间，并且能够接收控制单元的时间设置，时间包括年月时分。记时单元可由时 钟芯片和晶体振荡器构成。 

定位模块用于确定生物体腔内的信号采集系统的相对物理位置和采集图像所在生物体腔内的部位，包括：图像压缩比分析单元、温度、压力与PH值分析单元图像色彩计算分析单元、连接在半双工无线收发信射频模拟前端单元1后的电磁场定位单元和与控制单元连接的超声定位单元。在上述单元后级连接组合定位算法单元，其接收控制单元的命令控制。体腔内的生物采集系统采集到的图像信号经压缩后通过无线方式发送出来，图像压缩比分析单元根据来自于收发通信基带单元1的图像压缩比的变化特征判断体腔内的物采集系统所处的位置。温度、压力与PH值分析单元根据分析来自于收发通信基带单元1的体腔内信息采集系统的温度、压力和PH值，来判断体腔内的物采集系统所处的位置。色彩计算分析单元根据来自于收发通信基带单元1的采集的图像色彩变化特征情况判断生物体腔内的信号采集系统所在生物体腔内的部位信息。电磁场定位单元接收来自于半双工无线收发信射频模拟前端单元1的电磁场信号来分析当前体腔内信息采集系统所处的位置。而超声波定位模块则根据生物体腔内的信号采集系统反射的超声回波对该系统进行相对物理位置定位。组合定位算法定位单元根据上述单元确定的位置信息来综合判断当前体腔内的信息采集系统所处的位置，并将位置信息输送给数据整合单元。 

计算机与网络接口是便携式图像接收仪与PC工作站交换数据的通道，其通过控制单元的控制从存储单元获取图像数据，然后与PC工作站交换数据，也可通过该接口把存储单元内存储的图像数据以及相关数据发送给其它与互联网络或局域网相联的计算机，通过此接口，便携式图像接收仪还可以接收PC工作站的控制信息，比如修改便携式图像接收仪的时间设置等，然后通过控制单元转换成各个控制信息发送给相关单元，本实施例的计算机与网络接口包括，USB接口或者以太网接口。 

控制单元连接着多路开关，半双工无线收发信射频模拟前端单元1、收发通信基带单元1、数据整合单元、信号质量判断与指示单元、存储单元、图像搜索单元、计时单元、定位模块、计算机与网络接口，是便携式图像接收仪的控制核心，调度所有任务。其控制便携式图像接收仪的各模块的工作，控制无线收发单元(1)与胶囊型内窥镜进行无线通讯，接收胶囊型内窥镜发送的图像数据，向信号质量判断与指示单元输出接收信号的等待时间Δt并控制信号质量与判断单元以判断当前信号质量和好坏，给出声光告警；控制存储单元的读写操作，控制定位模块输出的生物体腔内的信号采集系统的相对物理位置和采集图像所在生物体腔内的部位信息通过控制数据整合单元写入存储单元中，并把图像采集时间数据写入存储单元；接收来自计算机与网络接口输出的图像搜索特征参数，并把该特征参数输出到图像搜索单元，再 接收来自图像搜索单元输出的满足该特征参数的图像数据及其相关数据的地址信息，并根据该地址信息从存储单元读出满足特征要求的图像数据及其相关数据从存储单元读出并送至计算机与网络接口；通过计算机与网络接口获取工作站计算机的时间，并向记时单元写入该时间等。 

在用胶囊型内窥镜进行检查前，参照图5所示，表示便携式图像接收仪工作流程图，步骤501表示，首先在PC工作站内登记患者的基本信息(包括姓名，年龄，病历号，检查的年月日时间等)、患者将要吞入的胶囊的ID等基本信息，再把该信息写入便携式图像接收仪内，并通过PC工作站对便携式图像接收仪进行校时操作。登记上述患者的基本信息有两种方式，一种是将便携式存储介质插装在PC工作站上，通过PC工作站的软件将患者信息、胶囊ID和当前时间写入便携式存储介质，然后读出相应信息并与之对比是否已经写入正确。确认写入正确后，将便携式存储介质插装在便携式图像接收仪上，便携式图像接收仪上电工作后，控制单元读出胶囊ID信息并更新控制单元胶囊ID参数。登记胶囊ID是为了识别患者吞下的胶囊发出的图像及其相关数据，以防止接收错误信息。另一种方式是将便携式存储介质插装在便携式图像接收仪，将便携式图像接收仪上电，然后通过计算机与网络接口连接便携式图像接收仪与PC工作站，通过PC工作站的软件将向便携式图像接收仪发送患者的基本信息、患者将要吞入的胶囊的ID和当前PC工作站的时间，精确到秒，控制单元控制与PC工作站通讯，接收到上述信息后将患者信息写入便携式存储介质，时间信息写入计时单元，然后更新自身的胶囊ID参数，通过校时，为医生对要检查的体腔内器官提供了时间相关性的检查能力。登记完信息后应通过PC工作站发送命令来检验登记的信息是否正确，若不正确则需要重新登记信息，如步骤502表示。若信息检验通过，为了检验其是否能与将要被患者吞入体内的胶囊型内窥镜进行图像传输，将胶囊型内窥镜开启，便携式图像接收仪与胶囊型内窥镜建立通讯连接，此时便进入图像传输阶段。 

在图像接收阶段，控制单元通过控制天线的多路开关来选通各路天线，同时通过半双工无线收发信射频模拟前端单元1来记录每一路天线的电场强度，选择强度最大的一路天线并锁定。控制单元控制启动通信基带处理单元1，每接收一次图像数据，通信基带处理单元1首先会收到胶囊型内窥镜发送的胶囊ID，控制单元将此胶囊ID与自身保存的胶囊ID相比较，来确定是否是患者吞入的胶囊型内窥镜，如比较结果一致，则与胶囊型内窥镜建立握手信号，并接收胶囊型内窥镜发送的图像数据，若比较结果不一致，则说明通信受到了干扰，应该终止此次通讯链接，等待下一次建立通讯链接，并进行声光告警，提示用户离开干扰源。一幅图像接收完毕后控制单元要根据信号质量判断与指示单元指示的信号好坏来确定此次赴图像 数据是否有效，若有效则允许数据整合单元接收此次图像数据。接下来，控制单元启动数据整合单元，从定位模块获取当前胶囊型内窥镜所处位置的温度、压力、PH值和图像压缩比等信息，从计时模块获取时间信息，然后与图像数据整合在一起，存储于存储单元中。 

若此时便携式图像接收仪与PC工作站已连接，PC工作站则可以实时观测到便携式图像接收仪接收的图像信息，若胶囊型内窥镜采集的图像或其工作状态不符合要求，PC工作站发送命令来改变胶囊型内窥镜的工作状态，控制单元接收到PC工作站的计算机与网络接口发送的配置命令后，会在每一幅图像传输完成后通过射频链路发送给胶囊型内窥镜，配置命令将在下一次传输图像时生效，如图5的步骤503表示。胶囊型内窥镜工作状态符合要求后，患者便可以将其吞入体内，检查开始。若需要在检查阶段想观测或改变胶囊型内窥镜工作状态，则同样可以重复步骤503。胶囊型内窥镜工作稳定后，便携式图像接收仪则脱离PC工作站，患者携带便携式图像接收仪自由活动，直到检查结束。 

检查结束后，将便携式图像接收仪通过PC工作站的计算机与网络接口和PC工作站连接，控制单元根据PC工作站通过计算机与网络接口发送的命令来执行相应操作。由于图像及其相关数据的数据量巨大，全部下载图像及其相关数据到PC工作站会花费很长的时间。 

参照图6所示，表示图像搜索单元的工作流程，a首先用户在PC工作站上先指定要从便携式图像接收仪下载图像及其相关数据的特征范围，即搜索条件，如步骤601表示；b PC工作站便将此搜索条件通过其计算机与网络接口发送给便携式图像接收仪，如步骤602表示；c便携式图像接收仪接收到搜索命令后，按照搜索条件搜索相关图像地址及其相关数据，如步骤603表示，d将搜索到的图像及其相关数据通过计算机与网络接口发送给PC工作站，如步骤604表示。e便携式图像接收仪判断是否还有其他的搜索条件存在，如步骤605表示，若没有便携式图像接收仪顺序下载(顺序下载就是按照胶囊型内窥镜拍摄图像时间顺序下载图像)剩余的图像及其相关数据，直到所有图像及相关数据被下载完毕，f、g，如步骤606、607表示。若还有搜索条件，则返回步骤603继续根据搜索条件搜索图像及其相关数据；例如操作人员想查看胶囊型内窥镜拍摄的小肠部分的图像，以检查小肠是否有病变。操作人员便可以通过PC工作站发送搜索条件为“胶囊位置：小肠”搜索条件，如步骤601表示，接收机接收到搜索条件后，会查找图像然后将与搜索条件匹配的图像的发送给PC工作站，若操作人员认为图像数据量太大，可以在上述搜索结果中再输入搜索条件，比如随机100幅图像数据，或者每隔10幅图像接收一幅或者时间条件等搜索条件，再次搜索到图像后，操作人员可发送下载命令将搜索的图像数据下载至PC工作站，如步骤603、604表示，下载完成后操作人员可以对下载的图像进行诊断，在操作人员诊断的同时便携式图像接收仪开始顺序下载任务。 载任务，执行搜索任务，并将搜索结果发送给PC工作站，如步骤601、602、603、604表示，然后继续下载任务。这样操作人员就不会感觉到下载数据所消耗时间的漫长，在进行诊断的同时完成了图像下载任务，显著提高工作效率。 

实施例2参照图7所示，表示具有实施例2提供的生物体腔内的便携式胶囊型内窥镜的图像采集系统整体结构示意图，在图7中，生物体腔内图像采集系统包括：具有无线收发功能的便携式图像接收仪3；和胶囊型内窥镜2，其被导入被检体1内，拍摄体腔内图像并通过无线方式与体外收发装置进行数据交换。并且无线生物体腔内图像采集系统还包括：根据便携式图像接收仪2接收的图像信号显示体腔内图像的PC工作站4；便携式记录介质5以及无线收发单元(2)。 

PC工作站4和便携式记录存储功能与实施例1中相同，此处不再说明。 

无线收发单元(2)可以在便携式图像接收仪3上插拔，具有插装在便携式图像接收仪3上时，把图像接收仪接收的图像数据及其相关数据以无线方式发送到无线收发信单元(3)，然后送入PC工作站。无线收发信单元(3)连接于PC工作站，可以与无线收发单元(2)进行无线通信。在本实施例中，当胶囊型内窥镜2在检测体1中的体腔内移动的期间，无线收发单元(2)插装在便携式图像接收仪3上，PC工作站可通过无线收发信单元(3)以无线方式发送控制命令到无线收发信单元(2)，然后由便携式图像接收仪根据命令类型进行相应动作，例如PC工作站发送的命令是实时观察胶囊型内窥镜采集的图像及其相关数据，便携式图像接收仪将最新采集的图像及其相关数据送入无线收发单元(2)，无线收发单元(3)接收到无线收发单元(2)调制的图像及其相关数据后送入PC工作站4，这样就达到实时观测胶囊型内窥镜采集图像的目的。 

参照图8所示，为本发明实施例，提供一种半双工的便携式图像接收仪原理结构图，它具有与胶囊型内窥镜进行数据收发的功能，其包括无线收发信单元(1)、信号处理单元、图像搜索单元、存储单元和无线收发信单元(2)。 

图8中无线收发信单元(1)、图像搜索单元，存储单元与实施例1中相同，此处不再说明。 

信号处理单元用于控制控制无线收发信单元(1)，判断与指示接受的无线信号，写图像数据到存储单元，并将数据与计算机进行通信。其包括控制单元、数据整合单元、信号质量判断与指示单元、记时单元、定位模块、计算机与网络接口、二选一单元。与实施例1相比，此实施例中信号处理单元增加了一个二选一单元。其连接于存储单元与数据整合单元的后级，根据控制单元的控制信号，以决定将数据整合单元输出的数据或者存储单元的数据发送给数 据收发单元。 

无线收发信单元(2)用于将胶囊型内窥镜拍摄的图像数据及相关信息发送给PC工作站。该无线收发单元(2)包括收发天线2、半双工无线收发信射频模拟前端单元2、收发基带处理单元2。数字通信基带单元2具有信道编码和解码的能力，其连接于二选一单元的后级，负责将二选一单元发送的数据进行编码，并通过半双工无线收发信射频模拟前端单元2和收发天线发送出去。同时无线收发单元(2)还可以接收PC工作站发送的命令，用来改变便携式图像接收仪和胶囊型内窥镜的工作状态。无线收发单元(2)的原理和实施例1中的无线收发单元(1)原理基本相同，但是需要选用于无线收发单元(1)不同的频段，以免造成干扰。 

在本实施例中，在用胶囊型内窥镜检查期间，为了实时观察胶囊型内窥镜拍摄的图像，可以将无线收发单元(2)插装在便携式图像接收仪上。 

参照图9所示，表示无线生物体腔内图像采集系统整体结构示意图，图中无线收发信单元(1)总体组件单个方框部分称为6，无线收发信单元(2)的组件方框为7，信号处理单元所含组件方框统称为8，存储单元与图像搜索单元分别为9、10，PC工作站、显示模块与半双工无线收发的组件方框统称为11，被检者携带便携式图像接收仪处于距离PC工作站允许的距离范围内，便携式图像接收仪的无线收发单元(2)与PC机工作站的半双工无线收发信单元(3)建立无线通讯，PC工作站通过此通讯连接，可以获取便携式图像接收仪接收的图像数据，并发送控制命令，实现医生的实时的诊断。同时若想改变胶囊型内窥镜的工作状态，比如采集的图像大小，图像压缩控制，胶囊工作状态等，可以通过半双工无线收发信单元发出命令，无线收发单元(2)收到此命令后通过无线收发单元(1)发送给胶囊型内窥镜，胶囊型内窥镜接收到命令并执行后，根据需要可以发送给便携式图像接收仪要求的反馈信息，便携式图像接收仪通过无线收发单元(2)将反馈信息发送给PC工作站，这样通过PC工作站可以实时观察、控制胶囊型内窥镜。通过此方式被检者可以处于一个相对自由的状态下，PC工作站即可完成实时观察胶囊型内窥镜工作状态的工作，解决了如实施例1中所述，PC工作站通过计算机与网络接口实现实时观察控制胶囊型内窥镜时，被检者必须处于固定的位置，活动受到限制的缺点，方便了被检者，使检查更加人性化。 

检查结束后，无线收发单元(2)与PC工作站之间半双工无线收发信单元(3)的无线通讯还具有替代实施例1中计算机与网络接口下载数据的功能。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (12)

1.一种无线收发装置，包括连接到收发天线的至少一个无线收发信单元、与该无线收发信单元相连的信号处理单元、以及连接到无线收发装置输出端处的存储单元、图像搜索单元，其特征在于：所述其一的无线收发信单元，它采用半双工的通信方式，该收发信单元包括有多路开关、半双工无线收发信射频模拟前端单元、与该半双工无线收发信射频模拟前端单元分别相连的信号强度检测单元及收发通信基带处理单元；所述信号处理单元，它包括有控制单元、与该控制单元相连接的定位模块部分、信号质量判断与指示单元部分，与该控制单元相连的还有数据整合单元、记时单元及计算机与网络接口，通过该网络接口将从存储单元读出的满足特征要求的图象数据及其相关数据传送到PC工作站；所述存储单元和图像搜索单元，它们可以通过信号处理单元中的二选一单元连接到工作在另一频率下的另一个无线收发信单元，该另一个无线收发信单元又包含有收发通信基带处理单元、与其相连接的半双工无线收发信射频模拟前端单元及位于末端的收发天线。

2.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述采用半双工的通信方式，是将接收到的无线信号解调为基带信号，将要发送的基带信号调制为射频信号。

3.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述包含在信号处理单元中的控制单元，它控制无线收发装置的各模块的工作，控制定位模块输出生物体腔内信号采集系统的相对物理位置数据与控制无线收发信单元输出的数据，并控制把上述相对物理位置数据和上述无线收发信单元输出的数据写入存储单元，控制并接收从计算机与网络接口获取计算机的标准时间，向记时单元写入该时间，控制并把记时单元的时间数据写入存储单元，控制接收来自计算机与网络接口输出的图像搜索特征参数，并把该特征参数输出到图像搜索单元，控制单元向信号质量判断与指示单元输出接收信号的等待时间Δt。

4.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述包含在信号处理单元中的所述定位模块部分，该模块内又包含有判断所在生物体腔内部位信息的5个并列单元之中的一个或多个，它们是图像压缩比分析单元；温度、压力与PH值分析单元；图像色彩计算分析单元；电磁场定位单元及超声定位单元；这5个单元可分别或同时与设置在信号处理单元中的组合定位算法单元相连，将信号经生物体腔内的信号采集系统的的组合定位结果输送到控制单元。

5.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述包含在信号处理单元中的所述记时单元，记录每帧图像对应的采集时间，包括年、月、日、时、分、秒。 

6.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述包含在信号处理单元中的所述信号质量判断与指示单元，根据无线收发信单元输出的信号强度信息与编码率信息来判断接收的无线信号质量，接收信号质量降低到设置的门限值时进行声光告警，也可根据等待接收从收发基带处理单元输出数据的时间超过Δt时，进行声光告警。

7.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述计算机与网络接口，把存储在存储单元中的数据传送至计算机和网络上；再把计算机的时间信息输出到控制单元，将从计算机接收的图像搜索特征参数输出到控制单元。

8.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述存储单元为非易失性存储器，它存储图像数据的采集时间信息、收发天线强度信息、超声回波信息、所在生物体腔内的采集图像的部位信息、采集系统的物理位置信息。

9.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述图像搜索单元，用于确定存储单元中满足指定搜索特征的图像数据及其相关数据的存储地址，并把该地址输送到信号处理单元中的控制单元。

10.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于：所述另一个无线收发信单元，用于将生物体腔内拍摄的图像数据及相关信号发送给工作站，将该单元插装在无线收发装置上；所述无线收发装置也可以不连接工作在另一个频率下的另一个无线收发信单元，仅保持拥有一个无线收发信单元。

11.一种按照权利要求1所述无线收发装置中数据下载方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)用户指定搜索条件，即指定要从无线收发装置下载图像及其相关数据的特征范围；

(b)将该搜索条件输出到无线收发装置中；

(c)根据接收到的搜索条件从存储单元中搜索到相关图像所在地址；

(d)将满足条件的图像及其相关数据通过计算机与网络接口传送到计算机或网络上；

(e)判断用户是否输入新的搜索条件？是，则返回执行(c)的操作；否，则进入f步骤；

(f)按照时间顺序下载剩余图像及其相关数据；

(g)判断是否所有数据下载完毕？否，则返回执行f，是，则结束。

12.根据权利要求11所述的无线收发装置中数据下载方法，其特征在于，下载图像及其相关数据的特征范围包括图像的采集时间值范围、生物体腔内采集系统的所在位置值，图像压缩比值范围、温度值范围、压力值范围、PH值范围、特征范围也可以是上述6种范围中任何一种或是任何组合的值范围。 

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