CN104997480A - 激发光成像的数字式图像胶囊检测系统 - Google Patents

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赵少鹏
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刘刚
王志武
姜萍萍
刘大生
曾堃
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Abstract

一种内窥镜技术领域的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，包括：胶囊系统、体外无线供能装置和体外图像接收处理装置，其中：胶囊系统与体外无线供能装置、体外图像接收处理装置无线连接；胶囊系统实时采集消化道内壁的荧光图像，并转化为数字图像信号，通过无线通讯方式将数字图像信号传送到体外，体外图像接收处理装置接收和处理数字图像信号。本发明基于365nm紫外光，可以有效减少胶囊系统的数据传输量并利用体外图像接收处理装置更强大的处理能力获取更高质量的图像，同时也能降低胶囊系统的无线能量消耗。

Description

激发光成像的数字式图像胶囊检测系统
技术领域
本发明涉及的是内窥镜技术领域，具体是一种基于365nm紫外光的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统。
背景技术
人体的消化道，尤其是肠道，疾病多发，但又因为特殊的构造不易直接检测。人体的肠道总长超过8米，传统的胃镜和肠镜只能检测两端不到一米内的部分，其余部分均无法检测。临床上，消化道疾病的诊断往往根据患者的描述和医生的经验，缺乏有效的检测手段。早期消化道癌变特征不明显，患者不易察觉，往往会被忽视掉，错过最好的治疗时间。而现代医学研究表明，荧光图像可作为早期消化道癌前病变组织的筛查依据。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103767662A，公开日2014.05.07，公开了一种螺线型腿扩张式胃肠道癌前病变微型无创诊查系统。其特点是，该系统包括：外壳以及设置于其内部的光学成像部分、无线能量信息收发部分、运动部分和微处理器，微处理器与光学成像部分相连并接收模拟图像信息，无线能量信息收发部分接收包含控制指令的无线能量并输出来自微处理器的数字图像，运动部分接收微处理器的控制指令以调整侦查系统的位置和姿态。该系统公开了白光源和紫外光源两种光源，能够实现可控切换，获取白光或荧光图像；同时该系统公开了无线供能技术和数字式图像传输技术。但是该系统结构较为复杂，需要可视光图像的辅助诊查，而且胶囊中微处理器数据处理工作量较大，影响了图像质量的进一步提高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，能够实现全消化道的检测，且能通过上位机进行更好的插值算法，提高图像质量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：胶囊系统、体外无线供能装置和体外图像接收处理装置，其中：胶囊系统和体外无线供能装置、体外图像接收处理装置无线连接；胶囊系统实时采集消化道内壁的荧光图像，并转化为数字图像信号，通过无线通讯方式将数字图像信号传送到体外，体外图像接收处理装置接收和处理数字图像信号。
所述的胶囊系统包括：外壳以及设置于其中的光学系统、图像传感器、模数转换器、微处理器、无线传输装置和无线能量接收装置，其中：光学系统的输入端和无线传输装置的输入端分别与微处理器相连，图像传感器的输出端与模数转换器相连，模数转换器的输出端和微处理器相连，无线能量接收装置分别为光学系统、图像传感器、模数转换器、微处理器和无线传输装置提供直流电源。
所述的光学系统包括发光二极管，以产生特定频率的紫外光。
所述的体外无线供能装置包括：体外电流控制电路和体外电感线圈，其中：体外电流控制电路给体外电感线圈提供电流，体外电感线圈在电磁感应作用下，内部产生特定频率的恒定电磁场。
所述的无线能量接收装置包括：接收线圈和稳压电路，其中：接收线圈在体外无线供能装置产生的恒定电磁场作用下产生电流，并输入到稳压电路中，产生电压恒定的电流。
所述的体外图像处理装置包括：便携式图像接收模块和计算机，其中：便携式图像接收模块接收无线传输装置发射的数字图像信号，对数字图像信号进行解码，并存储得到的数字图像，计算机接收便携式图像接收模块获得的图像，对图像进行处理并储存。
技术效果
与现有技术相比，本发明的技术效果包括：
1)采用可控模数转换器将模拟信号转换为数字式信号，并自动控制图像参数。在本发明中，模数转换器不仅实现图像采集器的初始化配置，还可以根据成像环境自动调节图像质量，控制白平衡、曝光度、亮度等参数，保证输出图像的质量。模数转换器也可以接收微控制模块指令，对图像参数进行调节。
2)数字图像采集子系统采集raw格式图像，降低对无线传输子系统传输速度的要求，降低系统总功率。由于对raw格式图片进行插值所得到的数据是估计值，因此插值并没有获得更多的关于图片的信息，反而使传输的数据量变为原来的三倍。为了降低胶囊系统对无线传输子系统的要求，对图像的插值操作在上位机中进行，这样不仅使传输数据量减少为原来的三分之一，而且可以依靠上位机上更强大的处理器等资源，使用更好的插值算法，提高图像质量。
附图说明
图1为本发明工作原理示意图；
图2为胶囊系统结构示意图；
图3为荧光成像原理示意图；
图4为无线供能示意图；
图中：光学系统1、图像传感器2、模数转换器3、无线供能接收装置4、微处理器5、无线传输装置6、外壳7、胶囊系统8、体外无线供能装置9、体外图像接收处理装置10、体外电感线圈11、接收线圈12。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：胶囊系统8、体外无线供能装置9和体外图像接收处理装置10，其中：胶囊系统8和体外无线供能装置9、体外图像接收处理装置10无线连接；胶囊系统8实时采集消化道内壁的荧光图像，并转化为数字图像信号，通过无线通讯方式将数字图像信号传送到体外，体外图像接收处理装置10接收和处理数字图像信号。
如图2所示，本实施例的胶囊系统8包括：外壳7以及设置于其中的光学系统1、图像传感器2、模数转换器3、微处理器4、无线传输装置6和无线能量接收装置5，其中：光学系统1的输入端和无线传输装置6的输入端分别与微处理器4相连，图像传感器2的输出端与模数转换器3相连，模数转换器3的输出端和微处理器4相连，无线能量接收装置5分别向光学系统1、图像传感器2、模数转换器3、微处理器4和无线传输装置6提供直流电源。
所述的外壳7为圆柱状，便于吞服，同时具有良好的防水、抗腐蚀性能，确保消化道内液体不会渗漏至外壳7内。
所述的光学系统1包括四个紫外光源发光二极管，并行排列于同一端口，彼此间距相等，发光二极管在胶囊内无线供能接收装置5的电源激发下，发射特定频率的紫外光，作为胶囊系统8的光源使用。
所述的图像传感器3为CMOS图像传感器，位于四个并行排列的发光二极管中间位置，图像传感器3感应消化道组织反射的紫外光、组织的激发荧光，产生图像。
所述的体外无线供能装置9包括：恒流电源和体外电感线圈11，恒流电源给体外电感线圈11提供电流，体外电感线圈11在电磁感应作用下，内部产生特定频率的恒定电磁场。
所述的无线供能接收装置5包括：接收线圈12和稳压电路，其中：接收线圈12在体外无线供能装置9产生的恒定电磁场作用下产生电流，并输入到稳压电路中，产生恒定电压的电流。
所述的接收线圈12包括三个正交的闭合线圈，以保证线圈的磁通量稳定，产生稳定的电流。
所述的体外图像处理装置10包括：便携式图像接收模块和计算机，其中：便携式图像接收模块接收无线传输装置6发射的数字图像信号，对数字图像信号进行解码，并可以存储得到的数字图像。计算机接收便携式图像接收模块获得的图像，对图像进行解压缩、插值等处理，可以将图像实时显示在显示屏上，如果便携式图像接收模块没有连接计算机，该模块可以接收数字图像信号，并进行相应的解码和存储工作。

Claims (7)

1.一种激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征在于，包括：胶囊系统、体外无线供能装置和体外图像接收处理装置，其中：胶囊系统和体外无线供能装置、体外图像接收处理装置无线连接；胶囊系统实时采集消化道内壁的荧光图像，并转化为数字图像信号，通过无线通讯方式将数字图像信号传送到体外，体外图像接收处理装置接收和处理数字图像信号；
所述的胶囊系统包括：外壳以及设置于其中的光学系统、图像传感器、模数转换器、微处理器、无线传输装置和无线能量接收装置，其中：光学系统的输入端和无线传输装置的输入端分别与微处理器相连，图像传感器的输出端与模数转换器相连，模数转换器的输出端和微处理器相连，无线能量接收装置分别为光学系统、图像传感器、模数转换器、微处理器和无线传输装置提供直流电源；
所述的光学系统包括产生365nm紫外光的发光二极管。
2.根据权利要求1所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的发光二极管共有四个，并行排列于同一端口，彼此间距相等。
3.根据权利要求2所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的图像传感器为CMOS图像传感器，位于四个并行排列的发光二极管中间位置。
4.根据权利要求1所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的体外无线供能装置包括：体外电流控制电路和体外电感线圈，其中：体外电感线圈接收体外电流控制电路提供的电流。
5.根据权利要求1所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的无线供能接收装置包括：接收线圈和稳压电路，其中：接收线圈为稳压电路提供电流。
6.根据权利要求5所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的接收线圈包括三个正交的闭合线圈。
7.根据权利要求1所述的激发光成像的数字式图像胶囊检测系统，其特征是，所述的体外图像处理装置包括：便携式图像接收模块和计算机，其中：便携式图像接收模块接收无线传输装置发射的数字图像信号，对数字图像信号进行解码，并存储得到的数字图像，计算机接收便携式图像接收模块获得的图像，对图像进行处理并储存。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050065407A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Olympus Corporation Energy supplying coil and capsule endoscope system
CN1647749A (zh) * 2005-02-03 2005-08-03 重庆金山科技（集团）有限公司 双工多通道智能胶囊无线内窥镜系统
CN1868396A (zh) * 2005-05-27 2006-11-29 上海飞恩微电子有限公司 一种可释药的胶囊内窥镜
EP1779776A2 (en) * 2000-03-08 2007-05-02 Given Imaging Ltd. A device and system for in vivo imaging
CN101513340A (zh) * 2009-03-19 2009-08-26 上海交通大学 体外供能的胶囊内窥镜系统
US20090281387A1 (en) * 2005-10-05 2009-11-12 Olympus Medical Systems Corp. Capsule-type medical apparatus, guidance system and guidance method therefor, and intrasubject insertion apparatus
CN103637762A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 上海交通大学 消化道癌前病变无创检查系统
CN103705200A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 上海交通大学 基于无线供能的胃肠道癌前病变无创检测系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1779776A2 (en) * 2000-03-08 2007-05-02 Given Imaging Ltd. A device and system for in vivo imaging
US20050065407A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Olympus Corporation Energy supplying coil and capsule endoscope system
CN1647749A (zh) * 2005-02-03 2005-08-03 重庆金山科技（集团）有限公司 双工多通道智能胶囊无线内窥镜系统
CN1868396A (zh) * 2005-05-27 2006-11-29 上海飞恩微电子有限公司 一种可释药的胶囊内窥镜
US20090281387A1 (en) * 2005-10-05 2009-11-12 Olympus Medical Systems Corp. Capsule-type medical apparatus, guidance system and guidance method therefor, and intrasubject insertion apparatus
CN101513340A (zh) * 2009-03-19 2009-08-26 上海交通大学 体外供能的胶囊内窥镜系统
CN103637762A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 上海交通大学 消化道癌前病变无创检查系统
CN103705200A (zh) * 2013-12-30 2014-04-09 上海交通大学 基于无线供能的胃肠道癌前病变无创检测系统

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