CN103142205A

CN103142205A - 一种胶囊胃镜图像采集方法

Info

Publication number: CN103142205A
Application number: CN 201310051157
Authority: CN
Inventors: 肖潇; 李奕; 章伟
Original assignee: SHENZHEN ZIFU TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN ZIFU TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-02-16
Filing date: 2013-02-16
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明提供了一种胶囊胃镜图像采集方法，包括以下步骤：（1）在胶囊胃镜的外周不同方位设置电磁线圈；（2）间断性地控制不同方位的电磁线圈通电或断开，不同方位的电磁线圈之间的通电时间相互间隔；（3）在通电状态下，胶囊胃镜在体内胃中受磁场力吸引而贴近相应方位的胃壁，在断电状态下，胶囊胃镜沿反方向漂浮，以全面拍摄胃壁内特定方位的图像。本图像采集方法利用交替控制的电磁场来驱动胶囊胃镜在人体胃中的运动轨迹，来达到拍摄胃壁全貌的目的。

Description

一种胶囊胃镜图像采集方法

技术领域

本发明涉及胶囊胃镜，特别是指一种带导磁模块的胶囊胃镜在胃中的图像采集方法。

背景技术

胶囊式内窥镜是医学发展的科技新产品，其日渐被广泛应用于医学上各种病症的临床诊断，采用无痛无创伤的监测诊断，口服后进入人体胃或肠道中，通过其镜头组件近距离拍摄其内部的胃或肠壁状况，以进行临床诊断，减轻患者的临床痛苦。

胶囊胃镜进入体内后，需要对人体的肠胃进行影像，由于胶囊胃镜处于游离状态，在体液中自由漂浮，由于其的位置不确定，所拍摄的影像具有太大的随意性，人们有时难于判断出所摄图像的方位，难于判定肠胃中的整体状况，或所摄肿瘤在其何方位。

因此，有必要提供一种能对胃壁进行全方位定点拍摄的胶囊胃镜图像采集方法，提高医学诊断的准确度和精确度。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种利用间断性地控制电磁场，来控制带导磁材料的胶囊胃镜在胃中在特定区域进行拍摄，以达到全方位拍摄的目的。

本发明提供了一种胶囊胃镜图像采集方法，其包括以下步骤：

（1）在胶囊胃镜的外周不同方位设置电磁线圈；

（2）间断性地控制不同方位的电磁线圈通电或断开，不同方位的电磁线圈之间的通电时间相互间隔；

（3）在通电状态下，胶囊胃镜在体内胃中受磁场力吸引而贴近相应方位的胃壁，在断电状态下，胶囊胃镜沿反方向漂浮，以全面拍摄胃壁内特定方位的图像。

其中，不同方位的电磁场之间的通电间隔时间为1秒-10秒。

所述若干个电磁线圈分别与电磁供电系统电性连接，通过所述电磁供电系统可间断性地控制各电磁线圈的通电或断开，所述电磁线圈环绕于人体外周，当所述电磁线圈受电磁供电系统的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊胃镜向磁力最强的位置移动。

所述胶囊胃镜的一侧装设有导磁模块，所述胶囊胃镜以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直。

优选地，所述电磁线圈进一步包括与电磁供电系统电连接的微控制单元（MCU），以向电磁供电系统发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈的通电或断电。

优选地，所述电磁线圈进一步包括与微控制单元（MCU）电连接的手柄控制系统，通过手柄控制系统向微控制单元发送包含驱动力的坐标和大小的信号，由微控制器驱动电磁供电系统向相应的电磁线圈供电，使之产生与驱动力的坐标和大小一致的磁力。

优选地，所述电磁线圈设有5个，其中，第一至第四4个电磁线圈对称分布于同一水平面上，第五电磁线圈设于4个电磁线圈的下方，并与4个电磁线圈构成的平面相垂直，且与4个电磁线圈之间的间距相同。

在步骤（2）中，同时开启第五电磁线圈和第一至第四中任意一个电磁线圈，使得胶囊胃镜在两电磁线圈所产生的磁场合力作用下贴近相应方位的胃壁进行拍摄。

与现有技术相比，本发明的胶囊胃镜的图像采集方法具有以下优点：

（1）通过间断性地控制电磁场的通电和断开，一方面，控制胶囊胃镜在磁力的作用下贴近通电电磁线圈区域的胃壁，以对其进行近距离拍摄；另一方面，在电磁线圈断电后，胶囊胃镜不受磁力作用，而沿反方向自由上浮，通过对其运行轨迹的控制，以分别对相应区域的胃壁进行拍摄，进而全方位地获取胃壁图像，有助于医生根据设定要求来进行图像采集，确定所摄图像所在区域，提高医学诊断的准确度和精确度；

（2）由多个电磁线圈环绕设置而成电磁场，通过水平设置的电磁线圈和垂直设置的电磁线圈的结合，以控制胶囊胃镜在纵轴上运行拍摄；

（3）控制电磁线圈的断开时间，来控制胶囊胃镜自由漂浮的时间和轨迹，以控制胶囊胃镜来全方位地拍摄胃壁。

附图说明

图1为本发明胶囊胃镜图像采集方法的电路示意图；

图2为本发明胶囊胃镜图像采集方法的使用状态图一；

图3为本发明胶囊胃镜图像采集方法的使用状态图二；

图4为本发明胶囊胃镜图像采集方法的使用状态图三；

图5为本发明胶囊胃镜图像采集方法的使用状态图四；

图6为本发明胶囊胃镜图像采集方法的使用状态图五；

图7为本发明胶囊胃镜图像采集方法的胶囊受力状态图。

具体实施方式

本发明提供了一种胶囊胃镜图像采集方法，利用交替控制的电磁场来驱动胶囊胃镜在人体胃中的运动轨迹，来达到拍摄胃壁全貌的目的。

所述一种胶囊胃镜图像采集方法包括以下步骤：

（1）在胶囊胃镜的外周不同方位设置电磁线圈；

参照图1所示，首先，布置电磁控制系统，所述电磁控制系统包括相互电性连接的若干个电磁线圈1、电磁供电系统2、微控制器3和手柄控制系统4，其中，所述电磁线圈1环绕地设置于人体外周，分别与电磁供电系统2电性连接，通过所述电磁供电系统2在微控制器3的控制下可间断性地控制各电磁线圈1的通电或断开，所述微控制单元（MCU）与电磁供电系统2，以向电磁供电系统2发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈1的通电或断电。所述手柄控制系统4与微控制单元（MCU）3电连接，以向电磁供电系统2发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈1的通电或断电。所述微控制单元3包括中央处理器及配电模块，中央处理器根据指令通过配电模块，配置不同线圈的电流大小，从而达到控制胶囊胃镜的移动轨迹。所述微控制单元（MCU）3分别控制各电磁供电系统2的通电及电流幅度，可对胶囊胃镜产生特定方向和强度的磁场吸引力，以控制胶囊胃镜在体内的运行轨迹，获取肠道或胃中特定区域的图像或影像数据。通过手柄控制系统4向微控制单元3发送包含驱动力的坐标和大小的信号，由微控制器3驱动电磁供电系统2向相应的电磁线圈1供电，使之产生与驱动力的坐标和大小一致的磁力。当所述电磁线圈1受电磁供电系统2的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊胃镜5向磁力最强的位置移动。

在本发明的一个实施例中，所述电磁线圈设有4个，其对称分布于同一水平面上，分别为电磁线圈A、电磁线圈B、电磁线圈C和电磁线圈D，电磁线圈A和电磁线圈B相对，电磁线圈C和电磁线圈D相对，四个电磁线圈相交设置，相邻两电磁线圈之间的间距相等，当驱动电磁线圈A时，产生A向磁力，以带动人体胃中的胶囊胃镜朝相应区域的胃壁移动拍摄，断开电磁线圈A后，胶囊胃镜在胃中沿反方向自由漂浮，以拍摄沿线电磁线圈A至电磁线圈B的胃壁图像。当同时驱动电磁线圈A和电磁线圈D，产生A-D向合力，以带动人体胃中的胶囊胃镜朝相应区域的胃壁移动拍摄，断开电磁线圈A和电磁线圈D后，胶囊胃镜在胃中沿反方向自由漂浮，以拍摄沿线电磁线圈AD至电磁线圈BC的胃壁图像。通过间断性地控制各电磁线圈1的通电或断开，以控制胶囊胃镜的拍摄轨迹，当电磁线圈通电时，将胶囊胃镜向沿磁力方向运动，当电磁线圈断开时，磁力消失，胶囊胃镜沿磁力的反方向运动，以达到全方位拍摄胃壁的目的。

参照图2-6所示，在本发明的优选实施例中，所述电磁线圈设有5个，其中，4个电磁线圈对称分布于同一水平面上，分别为电磁线圈A、电磁线圈B、电磁线圈C和电磁线圈D，电磁线圈A和电磁线圈B相对，电磁线圈C和电磁线圈D相对，四个电磁线圈相交设置，相邻两电磁线圈之间的间距相等，电磁线圈E设于4个电磁线圈的下方，并与4个电磁线圈构成的平面相垂直，且与4个电磁线圈之间的间距相同。以下简述采用这5个电磁线圈来拍摄胃壁的过程：

（21）在初始状态，启动电磁线圈E工作，其他电磁线圈不工作，胶囊胃镜在电磁线圈E的作用下，朝胃部下方移动并贴近胃壁底部，对胃壁底部进行拍摄后，断开电磁线圈E，胶囊胃镜在体液的浮力作用下，向胃部的上方漂浮移动，以拍摄一定距离范围内的胃壁图像；

（22）接下来进入A状态，启动电磁线圈E和电磁线圈A同时工作，这时，胶囊胃镜在被吸附到胃壁A侧底部，然后，关断电磁线圈E和电磁线圈A，胶囊胃镜在A侧自由上浮，以拍摄A侧胃壁的图像；

（23）接下来进入B状态，启动电磁线圈E和电磁线圈B同时工作，这时，胶囊胃镜在被吸附到胃壁B侧底部，然后，关断电磁线圈E和电磁线圈B，胶囊胃镜在B侧自由上浮，以拍摄B侧胃壁的图像；

（24）接下来进入C状态，启动电磁线圈E和电磁线圈C同时工作，这时，胶囊胃镜在被吸附到胃壁C侧底部，然后，关断电磁线圈E和电磁线圈C，胶囊胃镜在C侧自由上浮，以拍摄C侧胃壁的图像；

（25）接下来进入D状态，启动电磁线圈E和电磁线圈D同时工作，这时，胶囊胃镜在被吸附到胃壁D侧底部，然后，关断电磁线圈E和电磁线圈D，胶囊胃镜在D侧自由上浮，以拍摄D侧胃壁的图像；

通电电磁线圈产生磁力，将胶囊胃镜吸附到相应区域的胃壁上，断开电源，胶囊胃镜沿反方向自由上浮，即可拍摄靠近通电电磁线圈侧面的胃壁图像，胶囊胃镜经过各个方位角的漂浮检测，在本实施例中，依次在胃部的A、B、C、D侧面进行胃壁扫描，通过间断性地控制电磁线圈的通断电，以多角度的扫描来获取全方位的胃壁图像。

不同方位的电磁场之间的通电间隔时间为1秒-10秒。所述通电间隔时间可为自动设置或手动设置，根据需要来调整电磁线圈的通电时间及通电间隔时间的长短，以对胃壁进行全面拍摄。

参照图7所示，在本发明中，所述胶囊胃镜5除了镜头、电池等之外，在其一侧还装设有导磁模块50，所述胶囊胃镜5以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直。

其中，所述导磁模块50作为胶囊胃镜中的配重件和磁力吸引件，所述导磁模块为环状线圈或磁环，其套设于电源的外周。一方面，通过在胶囊胃镜的电池一侧套设导磁模块50，以使得胶囊胃镜的两侧重量不对等，套设有导磁模块50的一端重量较大，重心和轴心不在同一点，这样，当胶囊胃镜在体液中运行时，由于重心偏下使其可保持垂直直立状态地运行，使得所拍摄的图像或影像的稳定性高，且易判断出其所拍图像或影像在体内的大致位置。另一方面，当人体进入磁场区域，导磁模块50在磁场的作用下，朝磁力最大的方向吸引并贴近胃壁，使之可近距离地拍摄到相应区域的胃壁图像。

其中，所述导磁模块50的重量是0.2-1g。优选环状的线圈或磁环，具有良好的导磁性能，可根据需要的重量进行配重，套设于电池的外周，使得配重平衡，保证轴心和重心在同一中轴上。线圈匝数越多，所产生的磁场越大。所述电磁线圈的匝数为300-2000匝之间。

Claims

1.一种胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在胶囊胃镜的外周不同方位设置电磁线圈；

2.根据权利要求1所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：不同方位的电磁场之间的通电间隔时间为1秒-10秒。

3.根据权利要求2所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述若干个电磁线圈分别与电磁供电系统电性连接，通过所述电磁供电系统可间断性地控制各电磁线圈的通电或断开，所述电磁线圈环绕于人体外周，当所述电磁线圈受电磁供电系统的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊胃镜向磁力最强的位置移动。

4.根据权利要求3所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：在步骤（2）中，同时开启两个不同方位的电磁线圈，使得胶囊胃镜在两电磁线圈所产生的磁场合力作用下贴近相应方位的胃壁进行拍摄。

5.根据权利要求4所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述电磁线圈进一步包括与电磁供电系统电连接的微控制单元（MCU），以向电磁供电系统发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈的通电或断电。

6.根据权利要求5所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述电磁线圈进一步包括与微控制单元（MCU）电连接的手柄控制系统，通过手柄控制系统向微控制单元发送包含驱动力的坐标和大小的信号，由微控制器驱动电磁供电系统向相应的电磁线圈供电，使之产生与驱动力的坐标和大小一致的磁力。

7.根据权利要求2所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述若干个电磁线圈对称分布于同一水平面上。

8.根据权利要求2所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述电磁线圈设有5个，其中，第一至第四4个电磁线圈对称分布于同一水平面上，第五电磁线圈设于4个电磁线圈的下方，并与4个电磁线圈构成的平面相垂直，且与4个电磁线圈之间的间距相同。

9.根据权利要求8所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：在步骤（2）中，同时开启第五电磁线圈和第一至第四中任意一个电磁线圈，使得胶囊胃镜在两电磁线圈所产生的磁场合力作用下贴近相应方位的胃壁进行拍摄。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的胶囊胃镜图像采集方法，其特征在于：所述胶囊胃镜的一侧装设有导磁模块，所述胶囊胃镜以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直。