CN102525394A - 具有电子ccd摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，其包括具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜、体外接收装置和计算机系统，其中，所述具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜具有一外壳，所述外壳内设有夜视模块、图像处理模块、电源模块、储存模块、通讯模块和电子CCD摄像系统，所述夜视模块和所述电子CCD摄像系统分别设于靠近所述外壳的两圆端，所述外壳内还设有起固定作用的副结构。本发明能够在无光或者微光情况下对消化腔及其壁间进行观察，全方位、多角度地获取消化道壁的夜视图像和正常图像，并通过系统对不同图像进行对比分析，丰富了肠道观察和诊断的手段，使诊断结果更加准确。

Description

具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体地说，本发明涉及一种胶囊小肠镜系统。

背景技术

胶囊内窥镜全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。其原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。胶囊内镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷，是消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法。

目前传统的内窥镜系统，其方式大部分采用冷光源作为内窥镜照明的介质，通过传统棱镜光学系统或者电子CCD(电荷耦合元件)光学系统以获取人体器官腔体组织的图像，以可视的方式来作为病症的诊断依据，一般可见的人体器官内的病变可以通过肉眼的观察获得，而某些潜在的病症却显示不出性状，根据内窥镜反馈的图像难以诊断，必须通过取组织活检等方式来获得，这是传统内窥镜的其中一个短处。

内窥镜的发展史从黑暗走向光明的历史，即从无光观察到冷光源供光观察，在有光的条件下，医生通过内窥镜的光学系统能观察到消化道内的面貌。

夜视成像技术目前主要有两种工作方式，第一种是图像增强方式，这种技术能采集微弱的光线，包括红外线光谱的低区(这一区域的光线即便存在，肉眼也看不到)，然后将其放大到一定水平，以便让我们能从容地观察图像；第二种是红外线热成像技术，这种技术能捕捉到红外光谱的高区光线，也就是物体以散热形式发出的光线，而非反射光。温度较高的物体(例如人的身体)会比温度较低的物体(例如树木或建筑物)发出更多的红外线。目前尚没有出现将电子CCD摄像系统和夜视摄像头结合的胶囊小肠镜系统。

发明内容

针对以上要解决的技术问题，本发明的目的在于提出一种具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，其利用夜视技术作为核心观察手段，结合电子CCD摄像技术，利用全新的方法和视角对肠道进行全方位、多角度的观察。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，包括具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜、体外接收装置和计算机系统，其中，所述具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜具有一外壳，该外壳为两头半圆形胶囊状密封结构，所述外壳内设有电源模块，以及分别与该电源模块相连的夜视模块、图像处理模块、储存模块、通讯模块和电子CCD摄像系统，所述夜视模块和所述电子CCD摄像系统分别靠近所述外壳的两圆端设置，所述夜视模块、图像处理模块、储存模块和通讯模块依次相连，所述电子CCD摄像系统与所述储存模块相连；所述外壳内还设有副结构，该副结构用于固定所述外壳内部各模块；

所述夜视模块靠近所述外壳的一圆端设置，其用于获取消化道壁的夜视图像并传送至所述图像处理模块进行处理；

所述电子CCD摄像系统用于获取消化壁的正常图像，并将其传送至所述储存模块；

所述图像处理模块用于接收所述夜视模块获取的图像，并将其进一步分析处理成可供显示或者储存的格式，并传送至所述储存模块；

所述储存模块用于储存所述电子CCD摄像系统和所述图像处理模块处理后的图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并传送至所述通讯模块；

所述通讯模块用于接收来自所述储存模块的所有图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并由所述计算机系统进行分析。

作为本发明的一种优选实施方式，所述夜视模块设有夜视摄像头系统，该夜视摄像头系统包括最靠近所述外壳圆端的夜视摄像头物镜，以及与该夜视摄像头物镜依次相连的像素增强元件、转像物镜和CCD光电成像元件，所述夜视摄像头物镜捕捉图像后，经所述像素增强元件、所述转像物镜和CCD光电成像元件后，传送至所述图像处理模块。

进一步，所述夜视模块在所述夜视摄像头物镜周围环绕设有红外射线发射模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述外壳直径至多15毫米，长度至多30毫米。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电子CCD摄像系统靠近所述壳体另一圆端设有CCD物镜，该CCD物镜与CCD芯片、CCD图像处理电路和CCD传输线路依次相连，所述CCD物镜周围环绕设有光源，该光源提供亮度并由所述CCD物镜拍摄消化道壁图像，经CCD芯片和CCD图像处理电路处理后，经由CCD传输电路传送至所述储存模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述CCD芯片尺寸至多1/4英寸，分辨率至少50万像素。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源模块为可重复充电电池。

作为本发明的一种优选实施方式，所述电源模块为可替换电池。

作为本发明的一种优选实施方式，所述体外接收装置为佩戴式接收器。

作为本发明的一种优选实施方式，所述体外接收装置为手持式接收器。

本发明所述的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，其使用方法如下：患者经过术前的检查后，通过口服具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜，该具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜经人体食道进入胃腔并在一定时间内经过人体内的自然运输进入依次进入十二指肠道、小肠道、大肠道、结肠和直肠，最终通过人体的排泄功能排出体外，完成其工作的整个周期。在胶囊小肠镜进入人体后，患者可以佩戴体外接收装置，并通过该体外接收装置激活胶囊小肠镜，使胶囊小肠镜在人体内各器官通过主动或者被动的形式获取各器官壁的夜视图像，并通过CCD摄像系统获得肠道的正常图像，所有图像数据经处理后，可以通过无线发射至接收设备，并实时显示在计算机系统的监视屏。医生通过观察各器官的夜视图像，对其进行分析，得到更加丰富的诊断依据。

与现有技术相比，本发明采用夜视技术作为核心观察手段，在避免外界光干扰的情况下，将夜视镜技术与胶囊小肠镜技术结合，能够在无光或者微光情况下通过主动或被动的方式对消化道腔及其壁间进行观察，获取消化道和壁间的图像，并通过系统分别对有光情况下的图像和无光或者微光情况下的图像进行对比分析，更加全面客观地认识消化道和相关消化器官病变。

本发明所述的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，利用胶囊内镜微小化和手术的无痛无创化，结合了电子CCD摄像技术和在医学领域极少使用的夜视技术，达到诊断人体消化道功能和病变的目的。该具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜体积小、重量轻，患者服用后无恐惧感，且操作简单，无操作引致的并发症，其在纯自然状态、无多余外界光干扰的情况下获得的全方位、多角度的消化道图像，能够更加真实和客观地揭示人体消化道的状况，有利于更加准确地对消化道进行有效诊断。

附图说明

图1是本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统工作示意图。

图2是本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜的一个实施例的结构示意图。

图3是图2中胶囊小肠镜的电子CCD摄像系统的结构简图。

图4是本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，但本发明并不限于以下具体实施例。

图1为本发明所述的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统的工作示意图。如图1所示，本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统由具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1，体外接收装置和计算机系统4组成。所述体外接收装置优选为佩戴式接收器2或手持式接收器3。当患者经过详细严格的术前检查后，口服吞入本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1，该具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1经口腔5，依次通过食道51、胃52、十二指肠53、小肠54、大肠55，并经由肛门56排出体外，完成整个工作周期。当胶囊小肠镜1进入人体后，患者可使用体外接收装置(例如佩戴式接收器2或手持式接收器3)，并通过该体外接收装置激活所述具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1，对其发出指令，使具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1分别通过主动或被动的形式在人体消化系统的各器官中全方位、多角度地获取其壁的夜视图像，并通过电子CCD摄像系统获得正常的消化道壁图像。这些夜视图像和正常消化道壁图像经处理后，可通过无线发射至体外接收装置(例如佩戴式接收器2或手持式接收器3)，并实时显示在计算机系统4的显示屏上。计算机系统4能够读取所获得的信息，医生通过观察各器官的夜视图像，并对其进行分析，能够得到更加丰富的诊断依据。

实施例1

如图2所示，为本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1的一种结构示意图。在这一实施例中，该具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜具有一外壳11，该外壳11为两头半圆形胶囊状密封结构，其横切面优选为圆形，其尺寸优选为直径至多15毫米，长度至多30毫米，以便于患者吞服，制备该外壳的材料优选能够耐受胃腔的强酸性环境。

所述外壳11内设有电源模块14，以及分别与该电源模块14相连的夜视模块12、图像处理模块13、储存模块15、通讯模块16和电子CCD摄像系统17，所述夜视模块12和所述电子CCD摄像系统17分别靠近所述外壳11的两圆端设置，所述夜视模块12、图像处理模块13、储存模块15和通讯模块16依次相连，所述电子CCD摄像系统17与所述储存模块15相连；所述外壳11内还设有副结构18。

所述夜视模块12靠近所述外壳11的一圆端设置，其用于获取消化道壁的夜视图像并传送至所述图像处理模块进行处理。

该夜视模块12设有夜视摄像头系统，该夜视摄像头系统包括最靠近所述外壳11圆端的夜视摄像头物镜121，以及与该夜视摄像头物镜121依次相连的像素增强元件、转像物镜和CCD光电成像元件，所述夜视摄像头物镜121捕捉图像后，经所述像素增强元件、所述转像物镜和CCD光电成像元件后，传送至所述图像处理模块13。

所述电子CCD摄像系统17用于获取消化道壁的正常图像，并进行处理后输送至所述储存模块15。如图2和图3所示，该电子CCD摄像系统17靠近所述壳体11另一圆端设有CCD物镜171，该CCD物镜与CCD芯片173、CCD图像处理电路174和传输线路175依次相连。所述CCD物镜171周围环绕设有光源172，该光源172提供亮度并由CCD物镜171拍摄消化道壁图像，经CCD芯片173和CCD图像处理电路174处理后，经由传输电路175传送至储存模块15。所述CCD芯片尺寸优选至多1/4英寸，分辨率优选至少50万像素。

所述图像处理模块13用于接收所述夜视模块12获取的图像，并将其进一步分析处理成可供显示或者储存的格式，并传送至所述储存模块15。

所述电源模块14用于为所述外壳11内各模块提供正常工作所需要的能量，其优选为可重复充电电池或可替换电池。

所述储存模块15用于储存所述电子CCD摄像系统17和所述图像处理模块13处理后的图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并传送至所述通讯模块16。

所述通讯模块16用于接收来自所述储存模块15的所有图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并由所述计算机系统4进行分析。

外壳11内设有副结构18，用于固定所述外壳11内部各模块，其优选为包括固定框架结构。

本发明通过夜视模块12的夜视摄像头物镜121获取肠道在无光状态下的图像，并经图像处理模块13进行处理后，通过储存模块15和通讯模块16实时向人体外发射图像，或者将图像储存在该储存模块15中待排出人体后再读取；同时通过电子CCD摄像系统17获得正常消化道壁图像，并通过储存模块15和通讯模块16实时向人体外发射图像，或者将图像储存在该储存模块15中待排出人体后再读取；以便提供使用传统胃肠镜时所无法得到的、肠道在无光状态下的真实可靠的状态信息，全方位地、多角度地提供肠道图像，使医生能够结合不同条件下获得的图像进行对比分析，丰富了肠道观察和诊断的手段，也进一步保证了诊断的准确性。

实施例2

如图4所示，为本发明提供的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1的另一种结构示意图。该实施例中的具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜1与实施例1中的胶囊小肠镜的结构基本相同，其不同之处在于在所述夜视模块12中增设了红外射线发射模块122。该红外射线发射模块122在所述夜视摄像头物镜121周围环绕设置，用于发射特定频率的红外射线至肠壁，激发肠壁组织的红外线辐射，受激辐射的红外线被夜视摄像头物镜121所捕捉到，然后通过像素增强元件、转像物镜进行增强、处理，投射在CCD光电成像元件上。

本发明通过夜视模块12的夜视摄像头物镜121捕捉受激辐射的红外线，同时通过电子CCD摄像系统17的CCD摄像系统物镜171获得消化道壁的正常图像，夜视模块12和电子CCD摄像系统17分别获得的图像经图像处理模块13进行处理后，经储存模块15后，通过通讯模块16实时向人体外发射图像，或者将图像储存在该储存模块15中待排出人体后再读取，其结合电子CCD摄像技术和夜视摄像技术，为医生提供了使用传统胃肠镜时所无法得到的、肠道在无光状态下的真实可靠的状态信息，并能够将两种不同方式得到的图像进行对比分析。在这种实施方式中，可以结合主动夜视摄像和电子CCD摄像的方式，全方位地、多角度地提供肠道图像，丰富了肠道观察和诊断的手段，也进一步保证了诊断的准确性。

Claims (10)

1.一种具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜系统，包括具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜、体外接收装置和计算机系统，其特征在于：所述具有电子CCD摄像系统和夜视摄像头的胶囊小肠镜具有一外壳，该外壳为两头半圆形胶囊状密封结构，所述外壳内设有电源模块，以及分别与该电源模块相连的夜视模块、图像处理模块、储存模块、通讯模块和电子CCD摄像系统，所述夜视模块和所述电子CCD摄像系统分别靠近所述外壳的两圆端设置，所述夜视模块、图像处理模块、储存模块和通讯模块依次相连，所述电子CCD摄像系统与所述储存模块相连；所述外壳内还设有副结构，该副结构用于固定所述外壳内部各模块；

所述夜视模块靠近所述外壳的一圆端设置，其用于获取消化道壁的夜视图像并传送至所述图像处理模块进行处理；

所述电子CCD摄像系统用于获取消化道壁的正常图像，并将其传送至所述储存模块；

所述图像处理模块用于接收所述夜视模块获取的图像，并将其进一步分析处理成可供显示或者储存的格式，并传送至所述储存模块；

所述储存模块用于储存所述电子CCD摄像系统和所述图像处理模块处理后的图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并传送至所述通讯模块；

所述通讯模块用于接收来自所述储存模块的所有图片，并通过无线传输方式向体外接收装置发射所获取的图片，并由所述计算机系统进行分析。

2.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述夜视模块设有夜视摄像头系统，该夜视摄像头系统包括最靠近所述外壳圆端的夜视摄像头物镜，以及与该夜视摄像头物镜依次相连的像素增强元件、转像物镜和CCD光电成像元件，所述夜视摄像头物镜捕捉图像后，经所述像素增强元件、所述转像物镜和CCD光电成像元件后，传送至所述图像处理模块。

3.根据权利要求2所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述夜视模块在所述夜视摄像头物镜周围环绕设有红外射线发射模块。

4.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述外壳直径至多15毫米，长度至多30毫米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述电子CCD摄像系统靠近所述壳体另一圆端设有CCD物镜，该CCD物镜与CCD芯片、CCD图像处理电路和CCD传输线路依次相连，所述CCD物镜周围环绕设有光源，该光源提供亮度并由所述CCD物镜拍摄消化道壁图像，经CCD芯片和CCD图像处理电路处理后，经由CCD传输电路传送至所述储存模块。

6.根据权利要求5所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述CCD芯片尺寸至多1/4英寸，分辨率至少50万像素。

7.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述电源模块为可重复充电电池。

8.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述电源模块为可替换电池。

9.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述体外接收装置为佩戴式接收器。

10.根据权利要求1所述的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述体外接收装置为手持式接收器。

Images