CN112535450B - 具有双目测距系统的胶囊内窥镜 - Google Patents

Abstract

本公开描述了一种具有双目测距系统的胶囊内窥镜，其包括：胶囊外壳，其包括圆柱状的胶囊壳体；采集模块，其设置于胶囊外壳，并具有用于采集组织腔体内的图像的第一采集单元和第二采集单元，第一采集单元与第二采集单元布置在同一侧，第一采集单元包括第一光学透镜，第二采集单元包括第二光学透镜，第一光学透镜和第二光学透镜与胶囊壳体一体成型；以及处理模块，其接收来自第一成像元件的第一图像信息和来自第二成像元件的第二图像信息，第一图像信息与第二图像信息包含组织腔体内相同的组织特征的信息，并且基于第一图像信息、第二图像信息以及第一采集单元与第二采集单元之间的相对位置，计算胶囊内窥镜与组织特征之间的测量距离。

Description

具有双目测距系统的胶囊内窥镜

技术领域

本公开涉及一种具有双目测距系统的胶囊内窥镜。

背景技术

在临床诊疗中，例如当被检者的胃腔的内壁出现病变(例如息肉)时，医生等需要获取被检者的病灶区域的准确信息用于诊断和治疗。近年来，通过令被检者吞服一枚胶囊内窥镜，医生等对胶囊内窥镜所采集的胃腔内的图像加以分析来获取被检者病灶区域的病变信息。目前，胶囊内窥镜技术已经日臻成熟，但是，从临床反馈来看，胶囊内窥镜还有许多亟需解决的问题，其中之一就是测量组织腔体内的胶囊内窥镜与胃腔的内壁之间的距离。

作为胶囊内窥镜测距的例子，专利文献(CN107049211A)公开了一种测量胶囊式内窥镜与胃壁之间的距离的装置，其通过向胃壁发射光线，并接收该光线的反射光，通过对比入射光的光线强度与反射光的光线强度计算该胶囊式内窥镜与胃壁之间的距离。

然而，在上述的专利文献中，反射光的光线强度的计算较为复杂，除距离外还存在其他诸多影响光线强度的因素例如不同的胃液成分、不同的光线入射角等，而且容易受到胃腔环境的影响，从而造成难以精确地测量胶囊内窥镜与胃腔的内壁之间的距离。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而提出，其目的在于提供一种具有能够精确地进行测距的双目测距系统的胶囊内窥镜。

为此，本公开提出了一种胶囊内窥镜，其包括：胶囊外壳，其包括圆柱状的胶囊壳体、设置在所述胶囊壳体的两端的第一壳体和第二壳体；采集模块，其设置于所述胶囊外壳，并具有用于采集组织腔体内的图像的第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元与所述第二采集单元布置在同一侧，所述第一采集单元包括第一光学透镜和第一成像元件，所述第二采集单元包括第二光学透镜和第二成像元件，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜与所述胶囊壳体一体成型；以及处理模块，其接收来自所述第一成像元件的第一图像信息和来自所述第二成像元件的第二图像信息，所述第一图像信息与所述第二图像信息包含所述组织腔体内相同的组织特征的信息，并且基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第一采集单元与所述第二采集单元之间的相对位置，计算所述胶囊内窥镜与所述组织特征之间的测量距离。

在这种情况下，通过在胶囊外壳上设置两个图像采集单元，并且基于两个图像采集单元所采集到的图像信息以及两个图像采集单元之间的相对位置进行光学计算，能够精确地测量胶囊内窥镜与组织腔体内壁之间的测量距离。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述第一光学透镜的第一光轴与所述第二光学透镜的第二光轴平行，所述第一光轴垂直于所述第一成像元件的第一成像平面，所述第二光轴垂直于所述第二成像元件的第二成像平面。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜与组织腔体内壁之间的测量距离。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述相对位置包括所述第一光学透镜的第一光心与所述第一成像平面之间的第一垂直距离、所述第二光学透镜的第二光心与所述第二成像平面之间的第二垂直距离以及所述第一光轴与所述第二光轴的之间的第三垂直距离。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜与组织腔体的内壁之间的测量距离。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述第一图像信息包括所述第一光轴与所述第一成像平面之间的第一相交点、所述组织特征在所述第一成像平面上的第一成像点、以及所述第一相交点与所述第一成像点之间的第一直线距离，所述第二图像信息包括所述第二光轴与所述第二成像平面之间的第二相交点、所述组织特征在所述第二成像平面上的第二成像点、以及所述第二相交点与所述第二成像点之间的第二直线距离。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜与组织腔体内壁之间的测量距离。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述处理模块对所述第一图像信息和所述第二图像信息进行去噪处理。由此，能够有效降低噪声信息所造成的干扰，从而更准确地读取图像信息中测距所需的必要信息。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述去噪处理至少包括去除所述第一图像信息和所述第二图像信息中与所述组织特征的形貌相似的组织的信息。在这种情况下，有助于更准确地辨识出第一图像信息与第二图像信息中相同的组织特征，即测距所需的信息，从而方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜与组织腔体的内壁之间的测量距离。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，还包括划分模块，所述划分模块用于将所述组织腔体划分为多个组织区域，并且将各个组织区域的组织内壁划分为多个测距区域，在对各个测距区域进行距离测量的过程中，将该测距区域视为一个测距点，并且保持所述胶囊内窥镜与该组织区域的相对距离，通过采集该测距区域的所述组织特征来获得该测距区域的测量距离。在这种情况下，通过将组织腔体划分为多个组织区域，并对各个组织区域分别进行测距，从而能够方便地对整个组织腔体进行测距。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述处理模块基于所述多个测距区域的测量距离和所述胶囊内窥镜在测量各个测距区域时相应的偏转角度构建所述组织腔体的三维结构模型。在这种情况下，能够方便地利用各个测距区域的测量距离和胶囊内窥镜的偏转角度来构建组织腔体的三维结构模型。

另外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，在所述采集模块中，所述第一采集单元与所述第二采集单元之间的距离可调节。由此，能够方便地调节胶囊内窥镜以适用大小不同的组织腔体。

此外，在本公开所涉及的胶囊内窥镜中，可选地，所述第一成像元件与所述第二成像元件共用同一成像平面。在这种情况下，能够有效避免因不同成像元件的参数差异而导致图像信息的差异，从而更准确地读取图像信息中测距所需的信息。

根据本公开，能够精确地测量胶囊内窥镜与组织腔体的内壁之间的测量距离。

附图说明

图1(a)是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜的外观示意图，图1(b)是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜的内部结构框图示意图。

图2是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜的采集模块的框图示意图。

图3是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜进行测距的示意图。

图4是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜进行测距的计算示意图。

图5(a)是示出了本公开所涉及的第一图像信息的示意图，图5(b)是示出了本公开所涉及的第二图像信息的示意图。

图6是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜对组织腔体进行三维结构建模的示意图。

图7是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜进行测距的流程示意图。

附图标记说明：

1…胶囊内窥镜，10…胶囊外壳，11…胶囊壳体，12…第一壳体，13…第二壳体，20…采集模块，21…第一采集单元，211…第一光学透镜，212…第一成像元件，22…第二采集单元，221…第二光学透镜，222…第二成像元件，30…处理模块，31…存储单元，32…传输单元，40…划分模块，2…组织腔体，200…组织腔体的内壁。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的标记，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

需要说明的是，本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。

图1(a)是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1的外观示意图，图1(b)是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1的内部结构框图示意图。图2是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1的采集模块20的框图示意图。

在本实施方式中，胶囊内窥镜1可以包括：胶囊外壳10、采集模块20以及处理模块30(参见图1)。其中，胶囊外壳10可以包括呈圆柱状的胶囊壳体11。采集模块20可以设置于胶囊外壳10，并可以具有能够在组织腔体2内进行图像采集的第一采集单元21和第二采集单元22，第一采集单元21与第二采集单元22可以布置在同一侧，第一采集单元21可以包括第一光学透镜211和第一成像元件212，第二采集单元22可以包括第二光学透镜221和第二成像元件222，第一光学透镜211和第二光学透镜221可以与胶囊壳体11一体成型。处理模块30可以接收来自第一成像元件212的第一图像信息和来自第二成像元件222的第二图像信息，第一图像信息与第二图像信息可以包含组织腔体2的内壁200上相同的组织特征(特征点)P1的信息，并且处理模块30可以基于第一图像信息、第二图像信息以及第一采集单元21与第二采集单元22之间的相对位置，通过光学计算得出胶囊内窥镜1与特征点P1之间的测量距离(直线距离)h1。

根据本公开，通过在胶囊外壳10上设置两个图像采集单元，并且基于两个图像采集单元所采集到的图像信息和两个图像采集单元之间的相对位置进行光学计算，能够精确地测量胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。另外，通过将第一光学透镜211和第二光学透镜221与胶囊壳体11以一体成型的方式设计，能够有效减小胶囊内窥镜1的体积，从而便于将其排出被检体体外。

在本实施方式中，胶囊内窥镜1可以是形成为能够导入被检体(例如人体)的组织腔体2内且形状如胶囊的医用装置。从外观上看，胶囊内窥镜1可以呈胶囊型壳体(参见图1)。其中，胶囊型壳体可以由圆柱状的胶囊壳体11和位于胶囊壳体11两端的呈半球状的第一壳体12和第二壳体13构成。胶囊壳体11与第一壳体12、第二壳体13结合可以形成为气密的封装结构即胶囊型壳体从而维持胶囊内窥镜1内部的液密状态。在一些示例中，第一壳体12和第二壳体13可以通过螺接方式固定于胶囊壳体11。在另一些示例中，第一壳体12和第二壳体13也可以通过粘接方式固定于胶囊壳体11。

在本实施方式中，组织腔体2可以是人体内的消化腔等，消化腔例如可以是胃腔、大肠腔、小肠腔等。以下，以胃腔为例对本实施方式所涉及的胶囊内窥镜1进行详细说明。

在本实施方式中，胶囊内窥镜1可以通过采集模块20在组织腔体2内进行图像采集。采集模块20可以设置在胶囊外壳10上，并可以具有能够进行图像采集的第一采集单元21和第二采集单元22。第一采集单元21可以包括第一光学透镜211和第一成像元件212，第二采集单元可以包括第二光学透镜221和第二成像元件222。

另外，第一采集单元21和第二采集单元22可以布置在胶囊外壳10的同一侧。由此，能够便于胶囊内窥镜1在组织腔体2内进行图像采集。在一些示例中，优选地，第一采集单元21和第二采集单元22可以沿着胶囊壳体11的外表面的同一母线布置。在这种情况下，便于调整以使得第一光学透镜211的第一光轴A1与第二光学透镜221的第二光轴A2平行，并在同一方向上对组织腔体2的内壁200进行图像采集。

图3是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1进行测距的示意图。在本实施方式中，第一采集单元21进行图像采集时的采集区域与第二采集单元22进行图像采集时的采集区域可以具有重合区域(参见图3)。在这种情况下，通过分别采集两张包含重合区域的图像，有助于获取进行光学计算所需的信息，例如位于该重合区域的特征点P1。

另外，在一些示例中，第一采集单元21与第二采集单元22之间可以具有固定的相对位置。在另一些示例中，第一采集单元21与第二采集单元22之间具有可调节的相对位置。在这种情况，能够通过调节该距离以方便地调节第一采集单元21的采集区域与第二采集单元22的采集区域的重合区域。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211和第二光学透镜221可以与胶囊壳体11一体成型。在这种情况下，能够有效减小胶囊内窥镜1的体积，从而便于将胶囊内窥镜1排出体外。

另一方面，通过将第一光学透镜211和第二光学透镜221与胶囊壳体11一体成型设置，能够有效减少光线折射以提高测量距离h1的准确性。具体而言，在本实施方式中，在组织腔体2内传播的光线经过第一光学透镜211而进入第一成像元件212(或第二成像元件222)。在上述过程中，光线直接经过一体成型设置在胶囊壳体11的第一光学透镜211(或第二光学透镜221)，因此能够有效地减少光线传播的介质和路径，有助于更加准确地获得胶囊内窥镜1与特征点P1之间的测量距离h1。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211和第二光学透镜221可以由胶囊壳体11形成。在这种情况下，能够使得胶囊壳体11具有良好的气密性。在另一些示例中，胶囊壳体11可以具有两个通孔(未图示)，第一光学透镜211和第二光学透镜221可以分别镶嵌在两个通孔内。在这种情况下，能够方便根据不同的组织腔体2更换第一光学透镜211和第二光学透镜221。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211的第一光心O1与第二光学透镜221的第二光心O2可以形成在胶囊壳体11的同一母线上。在这种情况下，能够方便地进行光学计算得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211的第一光心O1与第二光学透镜221的第二光心O2可以位于胶囊壳体11的母线内。在这种情况下，能够减小胶囊内窥镜1表面的凸起，从而有助于使得胶囊内窥镜1在组织腔体2内的移动受到更少的阻力。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211的焦距可以与第二光学透镜221的焦距相同。在这种情况下，能够使得第一采集单元21和第二采集单元22适用相同或相近的物距。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211的视角θ1可以与第二光学透镜221的视角θ2相同。在这种情况下，当第一采集单元21与第二采集单元22距离组织腔体2的内壁200的距离相同时，能够使得第一光学透镜211与第二光学透镜221采集到面积相同或相近的组织腔体内壁200。

另外，在一些示例中，第一光学透镜211和第二光学透镜221可以为焦距和视角均相同的光学透镜。在这种情况下，第一光学透镜211与第二光学透镜221适用于相同或相近波长的光线，从而能够使得特征点P1在第一图像信息和第二图像信息中显示的信息相同或相近，从而便于识别和读取。

另外，在一些示例中，第一成像元件212的感光度可以与第二成像元件222的感光度相同。由此，能够使得相同的特征点P1在第一图像信息和第二图像信息中具有相同的清晰度。

另外，在本实施方式中，第一采集单元21与第二采集单元22之间可以具有预定的相对位置。由此，能够方便地计算胶囊内窥镜1与组织腔体内壁200之间的测量距离h1。

图4是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1进行测距的计算示意图。在一些示例中，第一光学透镜211的第一光轴A1可以与第二光学透镜221的第二光轴A2平行，第一光轴A1可以垂直于第一成像元件212的第一成像平面B1，第二光轴A2可以垂直于第二成像元件222的第二成像平面B2(参见图4)。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

另外，在一些示例中，第一采集单元21与第二采集单元22之间的相对位置可以包括第一光学透镜211的第一光心O1与第一成像平面B1之间的第一垂直距离h2、第二光学透镜221的第二光心O2与第二成像平面B2之间的第二垂直距离h3、以及第一光轴A1与第二光轴A2的之间的第三垂直距离h4(参见图4)。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

另外，在一些示例中，第一成像平面B1与第二成像平面B2可以共用同一个成像平面。在这种情况下，一方面，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1，另一方面，能够有效避免因元件参数不同而造成图像信息的差异。

另外，在一些示例中，第一垂直距离h2与第二垂直距离h3可以相同。由此，能够方便地进行光学计算以得到胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

在本实施方式中，胶囊内窥镜1可以通过采集模块20在组织腔体2内进行图像采集，并且在第一成像元件212上形成第一图像信息，在第二成像元件222上形成第二图像信息，第一图像信息和第二图像信息中可以包括共同的特征点P1。由此，能够获得测距所需的信息，从而方便地进行光学计算以获得胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

图5(a)是示出了本公开所涉及的第一图像信息的示意图，图5(b)是示出了本公开所涉及的第二图像信息的示意图。

在本实施方式中，处理模块30可以基于第一图像信息、第二图像信息以及第一采集单元21与第二采集单元22之间的相对位置进行光学计算，从而得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

在一些示例中，第一图像信息和第二图像中包括进行光学计算所需的信息。胶囊内窥镜1进行测距时，第一采集单元21的图像采集区域和第二采集单元22的图像采集区域具有重合区域(参见图3)。在这种情况下，通过分别在第一图像信息和第二图像信息中识别该重合区域中的某个特征点P1，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

另外，在一些示例中，第一图像信息可以包括第一光学透镜211的第一光轴A1与第一成像元件212的成像平面之间的第一相交点P2、特征点P1在第一成像元件212上的第一成像点P3、以及上述第一相交点P2与第一成像点P3之间的第一直线距离h5(参见图5)。第二图像信息可以包括第二光学透镜221的第二光轴A2与第二成像元件222的成像平面之间的第二相交点P4、特征点P1在第二成像元件222上的第二成像点P5、以及上述第二相交点P4与第二成像点P5之间的第二直线距离h6(参见图5)。

另外，在一些示例中，第一成像平面B1与第二成像平面B2可以位于同一平面，第一光心O1与第二光心O2可以位于胶囊壳体11的同一母线(参见图4)。由此，能够方便地进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。但本实施方式并不限于此，第一采集单元21与第二采集单元22也可以以其他结构关系布置，例如第一成像平面B1与第二成像平面B2可以位于彼此平行但不同的两个平面。

在本实施方式中，根据光线传播原理、相似三角形，胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1可以由下式(I)计算得出

h1＝(h2×h3×h4)/(h3×h5+h2×h6)……式(I)。

其中，h2是第一光心O1与第一成像平面B1之间的第一垂直距离，h3是第二光心O2与第二成像平面B2之间的第二垂直距离，h4是第一光轴A1与第二光轴A2之间的第三垂直距离，h5是第一相交点P2与第一成像点P3之间的第一直线距离，h6是第二相交点P4与第二成像点P5之间的第二直线距离(参见图4)。另外，图4所示P6为垂直于胶囊壳体11的直线经过特征点P1时与胶囊壳体11相交的假想点。h7为特征点P1与第一光轴A1之间的垂直距离，h8为特征点P1与第二光轴A2之间的垂直距离。

具体而言，如图4所示，第一光轴A1平行于第二光轴A2，第一光轴A1垂直于第一成像平面B1，第二光轴A2垂直于第二成像平面B2，连接第一光心O1、第一相交点P2和第一成像点P3所形成的三角形与连接第一光心O1、特征点P1和假想点P6所形成的三角形互为相似三角形，根据相似三角形可以得出式(II)

h1/h7＝h2/h5……式(II)。

另外，连接第二光心O2、第二相交点P4和第二成像点P5所形成的三角形与连接第二光心O2、特征点P1和假想点P6所形成的三角形互为相似三角形，根据相似三角形可以得出式(III)

h1/h8＝h3/h6……式(III)。

此外，特征点P1与第一光轴A1之间的垂直距离h7、特征点P1与第二光轴A2之间的垂直距离h8以及第一光轴A1与第二光轴A2之间的垂直距离h4之间的数理关系还满足式(IV)

h4＝h7+h8……式(IV)。

综合上述式(II)、式(III)和式(IV)，可以推导出式(I)，从而计算得出测量距离h1。

另外，在一些示例中，处理模块30还可以对第一图像信息和第二图像信息进行去噪处理。由此，能够有效降低噪声信息所造成的干扰，从而更准确地读取图像信息中测距所需的信息。

另外，在一些示例中，去噪处理至少可以包括去除第一图像信息和第二图像信息中与特征点P1的形貌相似的组织的信息。在这种情况下，有助于更准确地辨识出第一图像信息与第二图像信息中共同的特征点P1，即测距所需的信息。

另外，在一些示例中，处理模块30可以包括存储单元31(参见图1)。存储单元31可以用于存储胶囊内窥镜1在组织腔体2内获取的图像信息。另外，在一些示例中，上述相对位置例如第一垂直距离h2、第二垂直距离h3以及第三垂直距离h4等信息可以存储于存储单元31中。

另外，在一些示例中，处理模块30可以位于胶囊内窥镜1的内部。由此，胶囊内窥镜1能够方便地本地处理部分信息。在一些示例中，考虑到胶囊内窥镜1的能耗、体积等因素，优选地，位于胶囊内窥镜1内部的处理模块30可以用于执行较为简单的处理例如将图像信息分类储存于储存单元31中。

另外，在一些示例中，处理模块30可以位于胶囊内窥镜1的外部。在这种情况下，当进行较为复杂的处理时例如读取较为复杂的图像信息，可以通过位于胶囊内窥镜1外部的处理模块30来执行。

另外，在一些示例中，处理模块30还可以包括传输单元32(参见图1)。存储单元31所存储的信息例如图像信息或相对位置信息可以通过传输单元32传输到外部设备(未图示)，例如经由外部设备的线圈与胶囊内窥镜1的线圈之间的耦合进行传输。

另外，在一些示例中，传输单元32可以通过无线传输方式例如蓝牙传输、WIFI传输、NFC传输等方式将储存单元31中的信息传输至外部设备。在这种情况下，能够便于位于组织腔体2内的胶囊内窥镜1向外部设备传输信息。

另外，在一些示例中，传输单元32也可以通过有线传输方式例如USB接口传输方式将存储单元31中的信息传输至外部设备。在这种情况下，在胶囊内窥镜1排出体外时，外部设备可以通过有线传输方式与胶囊内窥镜1进行信息传输，从而有效降低胶囊内窥镜1中的能耗，并且能够使得胶囊内窥镜1在能量耗尽时也能传输信息。

图6是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1对组织腔体2进行三维结构建模的示意图。在一些示例中，胶囊内窥镜1还可以包括划分模块40。划分模块40可以用于将组织腔体2划分为多个组织区域。例如，组织腔体2可以被划分为组织区域2a、组织区域2b和组织区域2c(参见图6)，并且将各个组织区域(组织区域2a、组织区域2b或组织区域2c)的内壁200划分为多个测距区域200a、200b、200c。例如，组织区域2a的内壁200被划分为测距区域200a、测距区域200b和测距区域200c(参见图6)。在这种情况下，能够方便地对组织腔体2的不同的区域进行距离测量。

另外，在一些示例中，处理模块30可以基于多个测距区域(例如测距区域200a、测距区域200b或测距区域200c)的测量距离和胶囊内窥镜1在分别对各个测距区域(例如测距区域20a、测距区域20b或测距区域20c)进行距离测量时相应的偏转角度构建该组织区域的三维结构模型。

另外，在一些示例中，如上所述，划分模块40可以将组织腔体2划分为多个组织区域，并且将各个组织区域的内壁200划分为多个测距区域。而且，划分模块40基于各个测距区域的测量距离以及进行测距时胶囊内窥镜1相应的偏转角度，构建各个组织区域的三维结构模型，然后再通过合成处理等方式将各个组织区域的三维结构模型拼接以构建整个组织腔体2的三维结构模型。

另外，在一些示例中，胶囊内窥镜1在对各个测距区域进行距离测量的过程中，可以将该测距区域视为一个测距点，并且保持胶囊内窥镜1与该组织区域的相对距离，通过采集该测距区域的特征点P1来获得该测距区域的测量距离h1。在这种情况下，能够方便对整个组织腔体2进行测距。

另外，在一些示例中，由于组织腔体2通常具有复杂的内部结构，从而可能导致胶囊内窥镜1在组织腔体2内部的某一位置进行图像采集时存在视觉盲区，通过划分模块40将组织腔体2划分为多个组织区域，并分别在各个组织区域进行图像采集和距离测量，能够有效减少胶囊内窥镜1在组织腔体2内的视觉盲区，从而更充分地进行图像采集。

以下，结合图7，以胃腔为例对本实施方式所涉及的胶囊内窥镜1进行详细说明，特别是详细说明胶囊内窥镜1在组织腔体2内如何进行测距。图7是示出了本公开所涉及的胶囊内窥镜1进行测距的流程示意图。但需要说明的是，本实施方式所涉及的胶囊内窥镜用1同样适用于上述的其他组织腔体2。

在本实施方式中，胶囊内窥镜1在胃腔内进行测距的测距方法可以包括以下步骤：使胶囊内窥镜1进入胃腔(步骤S100)；使用采集模块20在胃腔内进行图像采集(步骤S200)；利用处理模块30获取采集模块20所采集的第一图像信息、第二图像信息以及第一采集单元21和第二采集单元22之间的相对位置，从而进行光学计算以得出胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1(步骤S300)。

另外，上述测距方法还可以包括：使用划分模块40将胃腔划分为多个组织区域，并且将各个组织区域的内壁200划分为多个测距区域(步骤S400)。

此外，上述测距方法还可以包括：分别测得各个测距区域的测量距离(步骤S500)。然后，处理模块30基于上述各个测距区域的测量距离和胶囊内窥镜1在对各个测距区域进行距离测量时相应的偏转角度构建胃腔的三维结构模型(步骤S600)。

在步骤S200中，采集模块20进行图像采集时，第一采集单元21和第二采集单元22可以具有重合的图像采集区域，从而使得第一图像信息和第二图像信息包括共同的图像信息，例如位于该区域的特征点P1。其中，特征点P1在第一成像平面B1上形成第一成像点P3，特征点P1在第二成像平面B2上形成第二成像点P5。

另外，在步骤S300中，处理模块30获取第一图像信息、第二图像信息以及第一成像单元21与第二成像单元22之间的相对位置，并基于上述第一图像信息、第二图像信息和相对位置进行光学计算以得到胶囊内窥镜1与特征点P1之间的测量距离h1。

在步骤S300中，如上所述，根据光线传播原理、相似三角形，胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1可以由上述式(I)计算得出。

其中，h2是第一光心O1与第一成像平面B1之间的第一垂直距离，h3是第二光心O2与第二成像平面B2之间的第二垂直距离，h4是第一光轴A1与第二光轴A2之间的第三垂直距离，h5是第一相交点P2与第一成像点P3之间的第一直线距离，h6是第二相交点P4与第二成像点P5之间的第二直线距离(参见图4)。另外，图4所示P6为垂直于胶囊壳体11的直线经过特征点P1时与胶囊壳体11相交的假想点。h7为特征点P1与第一光轴A1之间的垂直距离，h8为特征点P1与第二光轴A2之间的垂直距离。

具体而言，如图4所示，第一光轴A1平行于第二光轴A2，第一光轴A1垂直于第一成像平面B1，第二光轴A2垂直于第二成像平面B2，连接第一光心O1、第一相交点P2和第一成像点P3所形成的三角形与连接第一光心O1、特征点P1和假想点P6所形成的三角形互为相似三角形，根据相似三角形可以得出上述式(II)。

另外，连接第二光心O2、第二相交点P4和第二成像点P5所形成的三角形与连接第二光心O2、特征点P1和假想点P6所形成的三角形互为相似三角形，根据相似三角形可以得出上述式(III)。

此外，特征点P1与第一光轴A1之间的垂直距离h7、特征点P1与第二光轴A2之间的垂直距离h8以及第一光轴A1与第二光轴A2之间的垂直距离h4之间的数理关系还满足上述式(IV)。

综合上述式(II)、式(III)和式(IV)，可以推导出式(I)，从而计算得出测量距离h1。

根据本公开，能够精确地测量胶囊内窥镜1与组织腔体2的内壁200之间的测量距离h1。

虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

本公开引用的所有参考文献全文引入作为参考，如同完全阐述的那样。除非另有定义，本公开所使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。

本公开为本领域技术人员提供了本公开中所使用的许多术语的一般指南。本领域技术人员将认识到可以用于本公开的实践中的与本公开所描述的那些相似或等同的许多方法和材料。实际上，本公开决不限于所描述的方法和材料。

Claims (6)

1.一种具有双目测距系统的胶囊内窥镜，其特征在于：

包括：

胶囊外壳，其包括圆柱状的胶囊壳体、设置在所述胶囊壳体的两端的第一壳体和第二壳体；

采集模块，其设置于所述胶囊外壳，并具有用于采集组织腔体内的图像的第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元与所述第二采集单元布置在同一侧，所述第一采集单元包括第一光学透镜和第一成像元件，所述第二采集单元包括第二光学透镜和第二成像元件，所述第一光学透镜和所述第二光学透镜与所述胶囊壳体一体成型，所述第一光学透镜的光心与所述第二光学透镜的光心形成在所述胶囊壳体的同一母线上且位于所述同一母线内，所述第一采集单元进行图像采集时的采集区域与所述第二采集单元进行图像采集时的采集区域具有重合区域；

处理模块，其接收来自所述第一成像元件的第一图像信息和来自所述第二成像元件的第二图像信息，所述第一图像信息与所述第二图像信息包含所述组织腔体内相同的组织特征的信息，对所述第一图像信息和所述第二图像信息进行去噪处理，所述去噪处理包括去除所述第一图像信息和所述第二图像信息中与所述组织腔体内相同的组织特征形貌相似的组织的信息，并且基于所述第一图像信息、所述第二图像信息以及所述第一采集单元与所述第二采集单元之间的相对位置，计算所述胶囊内窥镜与所述组织特征之间的测量距离；以及

划分模块，其用于将所述组织腔体划分为多个组织区域，并且将所述多个组织区域的每一个内壁划分为多个测距区域，

在对所述多个组织区域的每一个进行距离测量的过程中，保持所述胶囊内窥镜与所述多个组织区域的每一个的相对距离，并且将所述多个测距区域的每一个视为一个测距点，通过采集所述多个测距区域的所述组织特征来获得所述多个测距区域的测量距离，

所述处理模块基于所述多个测距区域的测量距离和所述胶囊内窥镜在测量所述多个测距区域的每一个时相应的偏转角度构建所述组织腔体的三维结构的建模。

2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于：

所述第一光学透镜的第一光轴与所述第二光学透镜的第二光轴平行，

所述第一光轴垂直于所述第一成像元件的第一成像平面，所述第二光轴垂直于所述第二成像元件的第二成像平面。

3.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于：

所述相对位置包括所述第一光学透镜的第一光心与所述第一成像平面之间的第一垂直距离、所述第二光学透镜的第二光心与所述第二成像平面之间的第二垂直距离以及所述第一光轴与所述第二光轴的之间的第三垂直距离。

4.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于：

所述第一图像信息包括所述第一光轴与所述第一成像平面之间的第一相交点、所述组织特征在所述第一成像平面上的第一成像点、以及所述第一相交点与所述第一成像点之间的第一直线距离，

所述第二图像信息包括所述第二光轴与所述第二成像平面之间的第二相交点、所述组织特征在所述第二成像平面上的第二成像点、以及所述第二相交点与所述第二成像点之间的第二直线距离。

5.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于：

在所述采集模块中，所述第一采集单元与所述第二采集单元之间的距离可调节。

6.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于：

所述第一成像元件与所述第二成像元件共用同一成像平面。

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