CN113662493B - 一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其包括一个或多个胶囊内镜，每个胶囊内镜的信号输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接；胶囊内镜系统还包括远程数据中心，所有数据记录传输终端与远程数据中心有线或者无线连接，数据记录传输终端向远程数据中心传输数据，并接收远程数据中心的控制指令。本发明采用了基于远程数据中心的胶囊内镜系统架构，胶囊内镜的筛查、检测、诊断数据可以向远程数据中心传输，同时胶囊内镜可以接收数据中心的控制指令。通过远程数据中心的处理决策，可自动或在专家的指导下通过数据记录传输终端向胶囊内镜发送控制指令，实现远程数据中心控制的胶囊内镜消化腔道的诊断和治疗。

Description

一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统

技术领域

本发明属于胶囊型内窥镜技术领域，涉及一种胶囊内镜实时远程数据中心数据处理系统。

背景技术

胶囊内镜在临床和体检领域的使用过程中，虽然可以实现无痛、无创的消化道检查，但胶囊内镜是利用影像工作站进行数据查看，医生需要花费大量的时间查看胶囊内镜拍摄的数万张图片后才能给出诊断报告；患者在使用胶囊内镜时，为了获得清晰的图像，需要长时间禁食，一般需要一天以后才能得到医生的诊断报告。因此如何准确、迅速地获得诊断报告，是胶囊内镜能否广泛使用的十分重要的影响因素。

经过检索，目前还没有本专利申请相关的技术方案。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种胶囊内镜实时远程数据中心数据处理系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其包括一个或多个胶囊内镜，每个胶囊内镜的信号输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接；所述胶囊内镜系统还包括远程数据中心，所有数据记录传输终端与远程数据中心有线或者无线连接，数据记录传输终端向远程数据中心传输数据，并接收远程数据中心的控制指令。

本发明采用了基于远程数据中心的胶囊内镜系统架构，胶囊内镜的筛查、检测、诊断数据可以向远程数据中心传输，同时胶囊内镜可以接收数据中心的控制指令。通过远程数据中心的处理决策，可自动或在专家的指导下通过数据记录传输终端向胶囊内镜发送控制指令，可实现远程数据中心控制的胶囊内镜消化腔道的诊断和治疗。

根据本发明的一种优选实施方式，所述胶囊内镜为图像采集胶囊内镜或者抽吸式采样胶囊内镜。本发明既可以采集图像信息也可以采集消化道内目标物的信息。

根据本发明的另一种优选实施方式，抽吸式采样胶囊内镜包括胶囊外壳，在所述胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门，所述胶囊外壳内具有至少一个负压单元，所述负压单元与每一个采样阀门之间具有独立的采样通道，每个所述采样通道上设置有过滤膜，过滤膜内侧的采样通道设有采样室，采样阀门打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜进入采样室，所述采样室内设置有一处或多处增殖培养衬底；在所述增殖培养衬底底部安装有频率检测单元，所述频率检测单元的频率输出端与控制单元的频率信息输入端相连，所述控制单元的频率输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接。从而将目标物的信息采集并传输给远程数据中心，实现远程的信息采集和诊断。

本发明的抽吸式采样胶囊内镜通过采样室内外的压差实现抽吸，经过过滤孔尺寸不同的过滤膜过滤选择，可实现不同目标采样物的采样，可应用于危险环境中细菌病毒的检测，例如将胶囊携带于机器人上，对环境恶劣区域或危险区域的细菌病毒的检测；当应用于消化道时，可实现消化腔道内容物选择性采样。由于使用了具有选择性通过的过滤膜，能够更加精准的筛选消化道感染细菌和消化道感染病毒。

通过采用增殖培养衬底，目标样品可以在采样室内设的培养衬底上选择性增殖，强化检测效果，提高检测的准确性。频率检测单元实时监测抽吸式选择采样胶囊内镜的选择性采样与增殖培养效果。

根据本发明的一种优选实施方式，不同过滤膜的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。从而实现对不同尺寸目标采样物的采样。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述过滤膜的过滤孔径尺寸为20纳米至5微米。应用于消化道时，可实现消化腔道内细菌病毒的选择性采样。

根据本发明的再一种优选实施方式，所述胶囊外壳内具有一个负压单元以及与所述负压单元连接的一个或多个采样通道，所述采样阀门为可开合采样阀门。可控制可开合采样阀门的分别开启或者同时开启，实现不同采样室的同时或者分时采样，通过一个负压单元连接一个或多个采样通道，可实现一种或者多种目标物的采样。利用一个负压单元，结构简单，便于操作。

根据本发明的再一种优选实施方式，所述负压单元包括电机以及与电机连接的活塞，所述活塞在活塞腔内移动，所述活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。电机驱动活塞移动产生负压，可实现一次或多次采样。

根据本发明的一种优选实施方式，所述胶囊外壳内具有预设的负压腔体，所述负压腔体与采样通道连接或者为采样通道本体，所述采样阀门为可开合采样阀门。通过预设负压腔体，当阀门打开后，胶囊利用内外压差实现抽吸。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述可开合采样阀门由胶囊内压力控制开合，当采样通道为负压时，采样阀门开启。或者所述可开合采样阀门为电控阀门，当控制单元输出开启命令时，采样阀门开启。通过压力或者电控的方式实现采样阀门的开闭，实现目标物的采集和保存。或者可开合采样阀门为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放；可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。通过可溶性材料控制采样阀门的开闭，实现目标物的采集和保存。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述胶囊外壳包括透明外壳，所述胶囊内设置有电源、图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与数据记录传输终端无线通信，所述控制单元接收数据记录传输终端的控制信号，所述控制单元的阀门控制输出端与电控阀门的控制端连接，所述控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接。由此可根据消化道内图像等信息的不同进行采样。

根据本发明的另一种优选实施方式，数据记录传输终端可以为胶囊内镜记录仪，或者数据记录传输终端包括射频收发单元、第二处理单元、网络接入单元、能量单元和存储单元；所述射频收发单元通过无线通讯方式与胶囊内镜连接，接收胶囊内镜检测的数据并向胶囊内镜发送控制命令；所述第二处理单元进行数据处理与控制；所述网络接入单元实现数据记录传输终端与网络连接，进而实现与远程数据中心的连接；所述能量单元为数据记录传输终端提供工作所需要的能源；所述存储单元接收并存储来自胶囊内镜、第二处理单元以及网络接入单元的数据信息。

根据本发明的再另一种优选实施方式，数据记录传输终端(此处为胶囊内镜数据传输终端装置)包括处理器及与所述处理器连接的输入部、显示部、存储单元、网络连接部和电池组件；还包括数据连接部，在胶囊内镜记录仪工作时，所述数据连接部可与胶囊内镜记录仪连接，实现与胶囊内镜记录仪的数据/ 信息实时传输。

本发明既可以采用胶囊内镜记录仪进行数据传输，也可以采用独立的胶囊内镜数据传输终端装置，能够在胶囊内镜记录仪工作时向胶囊内镜记录仪传输控制信息并将胶囊内镜记录仪接收的数据向远程数据中心或指定网络节点传输数据，供医务工作者及时诊断。

根据本发明的另一种优选实施方式中，还包括压缩模块，所述压缩模块的输入端与处理器的数据压缩输出端连接或与数据连接部的信号输出端连接，压缩模块的输出端分别与存储单元的压缩数据输入端和/或与处理器的压缩数据反馈信号输入端连接。提高数据的存储量和传输速度。

在本发明的另一种优选实施方式中，所述数据连接部通过对准锁紧触点装置与胶囊内镜记录仪连接。

在本发明的再另一种优选实施方式中，所述对准锁紧触点装置为磁吸对准锁紧机构或者定位孔对准锁紧机构。方便使用者进行设备连接与拆除。

在本发明的一种优选实施方式中，该胶囊内镜数据传输终端装置还包括输入保护部，所述输入保护部的输出端与处理器的状态输入端连接。避免使用者误操作，提高操作准确性。

在本发明的另一种优选实施方式中，所述输入保护部为机械式滑动开关。结构简单，便于操作。

在本发明的一种优选实施方式中，所述电池组件为可充电电池，或者为一个或多个导电触点连接的可更换电池。多种方式保证稳定的电能供给。

在本发明的另一种优选实施方式中，该胶囊内镜数据传输终端装置还包括外壳，所述胶囊内镜数据传输终端装置位于外壳内，在所述外壳上有可拆卸保护盖。提高可靠性。

在本发明的再一种优选实施方式中，所述电池组件还向胶囊内镜记录仪供电；所述数据连接部包括连接接口，所述连接接口上具有数据传输子接口和电能传输子接口。通过一个接口实现数据和电能传输，结构简便。

附图说明

图1是本发明一种优选实施方式中实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统的结构框图；

图2是本发明一种优选实施方式中图像采集胶囊的结构框图；

图3是本发明一种优选实施方式中抽吸式采样胶囊的结构示意图；

图4是本发明一种优选实施方式中数据记录传输终端的结构框图；

图5是本发明另一种优选实施方式中数据记录传输终端的外观正面视图；

图6是图5所示数据记录传输终端的结构框图；

图7是本发明一种优选实施方式中远程数据中心的结构框图。

附图标记：

10胶囊内镜；20数据记录传输终端；30远程数据中心；

1101图像采集单元；1102处理单元；1103射频收发单元；1104能量单元；1201射频收发单元；1202处理单元；1203显示操作单元；1204网络接入单元；1205能量单元；1206存储单元；101透明外壳；102主体外壳；103 采样外壳；103a采样阀门；104采样室；104a过滤膜；104b培养衬底；104c 频率监测单元；105负压单元；106无线通讯单元；107电源单元；107a非接触开关；108控制单元；109图像采集单元；109a照明单元；201输入保护部；202输入部；202a触摸面板；203显示部；203a指示灯；203b显示面板； 204网络连接部；205存储单元；210处理器；211压缩模块；220数据连接部； 221对准锁紧触点装置；230电池组件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，如图1所示，其包括一个或多个胶囊内镜10(图1中只示出了一个胶囊内镜)，每个胶囊内镜的信号输出端与其对应的数据记录传输终端20无线连接(图1中只示出了一个数据记录传输终端)；胶囊内镜系统还包括远程数据中心30，所有数据记录传输终端与远程数据中心有线或者无线连接，数据记录传输终端向远程数据中心传输数据，并接收远程数据中心的控制指令。胶囊内镜10将采集的信息与采样状态信息通过无线电磁波方式传送至数据记录传输终端20，并接收数据记录传输终端20的控制命令。数据传输终端20将胶囊内镜10所传输的信息加以处理，以网络数据包的形式传输给远程数据中心30。远程数据中心30可以向数据记录传输终端20发出指令，并由数据记录传输终端20处理转发给胶囊内镜10，完成对胶囊内镜10的控制。本发明所提胶囊内镜10，可通过无线通讯方式与体外数据记录传输终端20连接，传输数据，并接收来自数据记录传输终端20所发送的命令，改变自身的工作状态。

在本实施方式中，胶囊内镜10为图像采集胶囊内镜或者抽吸式采样胶囊内镜。如图2所示，胶囊内镜10为图像采集胶囊，其具有图像采集单元1101，处理单元1102，射频收发单元1103以及能量单元1104。图像采集单元1101包括图像传感器、光学镜头及结构以及照明部件。优选地，图像传感器采用CMOS图像传感芯片，照明部件采用LED发光二极管，图像采集单元1101采集图像并传输给处理单元1102，处理单元1102处理胶囊内镜所采集的图像数据，并控制整个胶囊内镜的工作模式与状态。射频收发单元1103将胶囊内镜采集的数据与相关信息通过无线电磁波的形式发送给体外数据记录传输终端20。能量单元1104 为整个胶囊内镜提供能源，具体可以是电池或者磁感应线圈及组件。

如图3所示，胶囊内镜10为抽吸式采样胶囊，其包括胶囊外壳，在该胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门103a，胶囊外壳内具有至少一个负压单元105，该负压单元105与每一个采样阀门103a之间具有独立的采样通道，每个采样通道上设置有过滤膜104a，过滤膜104a内侧的采样通道设有采样室104，采样阀门103a打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜104a进入采样室104。

在本实施方式中，胶囊外壳可采用一体结构，其上设置有采样阀门103a。胶囊外壳也可分为几部分，如图3所示，其包括主体外壳102和采样外壳103，主体外壳102具有一定硬度，采样外壳103设置有一个或者多个采样阀门103a。具体采样阀门103a可设置在胶囊的任意位置，优选设置在胶囊的端部，更优选地设在胶囊的一端。图3中只示出了装备一个采样阀门103a的实施例。

在本实施方式中，胶囊外壳内具有一个或多个负压单元105，具体负压单元 105可与采样通道一一对应，也可以一个负压单元105连接多个采样通道。采样阀门103a为可开合采样阀门。

可开合采样阀门具体可由胶囊内压力控制开合，该采样阀门103a与胶囊外壳铰接或者通过弹簧、伸缩杆等弹性连接件与采样通道内壁连接，采样阀门103a 打开时向胶囊内运行，移动至采样通道的内侧壁处。当采样通道为负压时，采样阀门103a被胶囊的内外压差开启，移动至采样通道的内侧壁处，采样通道开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。当采样通道内的压力升高到一定值时，弹性连接件的弹性力使阀门归位。当采样阀门103a与胶囊外壳铰接时，可采用自动回位弹簧合页设置，自动回位弹簧使阀门使归位。

需要说明的是，当采样阀门103a由胶囊内压力控制开合时，可对回位力进行设置(例如选取弹性力合适的弹簧)，使其小于胶囊内外压差最大时产生的压力，例如当其为胶囊内外压差最大时产生压力的20％时，使阀门归位。

在本发明另外的优选实施方式中，可开合采样阀门为电控阀门，其由控制单元108输出控制命令控制开启或闭合。优选的，可采用磁吸开关，例如在阀门内侧设置永磁铁/电磁铁，在胶囊内设置电磁铁/永磁铁，当电磁铁通电后，两磁铁相吸阀门打开，当电磁铁不通电时，阀门闭合。也可以在电磁铁内套设永磁铁，电磁铁通电后与其内的永磁铁的极性相反，当电磁铁通电后，吸力使阀门打开，当电磁铁不通电时，斥力使阀门闭合。如果在电磁铁内不设置永磁铁，可以采用归位弹簧的设置使阀门归位，具体阀门可以与胶囊壳体铰接也可通过弹簧与胶囊内部(例如采样通道的内侧壁)连接，胶囊内设置的电磁铁/永磁铁可位于采用通道的侧壁上，当阀门打开后移动至采样通道的内壁处，采样通道被开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。当然，也可以在采样通道的与阀门相对的位置中的部分位置处设置磁铁，使阀门受吸引力或者排斥力朝胶囊外开启。

在本发明另外的优选实施方式中，可开合采样阀门也可为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放。可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。可溶性采样阀门采用在特定外部环境下溶解的材料，例如在一定酸、碱度条件下溶解的材料，优选为肠溶性材料，具体可以为但不限于明胶，羟丙甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素，邻苯二甲酸醋酸纤维素，羟丙基纤维素，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚酰胺，聚乙烯吡咯烷酮等。具体实施时可在采样通道的出口处设置可溶性材料，可溶性材料的一侧设置有与胶囊外壳连接的阀门，具体可通过具有回位装置(例如回位弹簧)的铰接。没有到达溶解环境时，可溶性材料使采样通道封闭，当到达溶解环境时，可溶性材料溶解，采样通道开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。具体可设置靠近采样阀门的可溶性材料更厚或者更难溶解，当目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104 后一段时间后，靠近采样阀门的可溶性材料溶解，阀门被完全释放，阀门闭合。

在本发明的一种优选实施方式中，胶囊外壳内的负压单元105与采样通道一一对应，具体可设置一个采样通道也可设置多个采样通道，优选设置一个采样通道，例如负压单元105包括电机以及与电机连接的活塞，活塞可在活塞腔内移动，活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。电机驱动活塞移动产生负压，可实现采样。具体在本实施方式中，采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a或者由胶囊内压力控制的采样阀门 103a，更优选的为电控采样阀门103a。

在本发明的另一种优选实施方式中，胶囊外壳内的负压单元105与多个采样通道连接，负压单元105包括电机以及与电机连接的活塞，活塞可在活塞腔内移动，活塞腔与采样通道均密封连通。电机驱动活塞移动产生负压，可实现采样。具体在本实施方式中，采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a。当控制单元108控制负压单元105的电机带动活塞运行时，活塞腔内产生负压，控制单元108控制一个或者多个采样阀门103a开启，实现目标采样物的采集，当一次采样完成后，采样阀门103a被闭合，当需要二次采样时，控制单元108再次控制负压单元105的电机带动活塞运行，活塞腔内产生负压，控制单元108控制之前没有开启的一个或者多个采样阀门103a开启，实现目标采样物的采集，按照此方案还可进行三次或者更多次的采样。如此可控制可开合采样阀门的分别开启或者同时开启，实现不同采样室104的同时或者分时采样，通过一个负压单元105连接一个或多个采样通道，可实现一种或者多种目标物的采样。

在本发明的第三种优选实施方式中，胶囊外壳内具有至少一个预设的负压腔体，每一个负压腔体与一个或者多个采样通道连接，负压腔体或者为采样通道本体，例如可以预设的采样通道内为负压状态。采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a，或者为可溶性材料控制的阀门。当阀门打开或者溶解后，对应的采样通道利用内外压差实现抽吸。

本发明的抽吸式选择采样胶囊10通过采样室104内外的压差实现抽吸，经过过滤孔尺寸不同的过滤膜104a过滤选择，可实现不同大小不同种类目标采样物的采样，可应用于危险环境中细菌病毒的检测，例如将胶囊携带于机器人上，对环境恶劣区域或危险区域的细菌病毒的检测；当应用于消化道时，可实现消化腔道内容物选择性采样。由于使用了具有选择性通过的过滤膜104a，能够更加精准地筛选消化道感染细菌和消化道感染病毒。

在本实施方式，不同过滤膜104a的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。从而实现对不同尺寸目标采样物的采样。例如每一个过滤膜104a上的过滤孔尺寸相同，不同过滤膜104a的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。在另外的优选实施方式中，每一个过滤膜104a上的过滤孔的尺寸也不相同。可以同时选择多种尺寸的目标物进入采样室104。

在本实施方式中，过滤膜104a的过滤孔径尺寸为20纳米至5微米。应用于消化道时，可实现消化腔道内细菌病毒的选择性采样。优选地，过滤膜104a 的过滤孔径尺寸为0.3～5微米，或者过滤膜104a的过滤孔径尺寸为24～30纳米。

在本实施方式中，采样室104内设置有一处或多处增殖培养衬底104b，优选在采样室104的内表面设置一处或多处增殖培养衬底104b。目标样品可以在采样室104内设的培养衬底104b上选择性增殖，强化检测效果，提高检测的准确性。

在本实施方式，在增殖培养衬底104b底部安装有频率检测单元，频率检测单元的频率输出端与控制单元108单元的频率信息输入端相连。能够实时监测抽吸式选择采样胶囊内镜的选择性采样与增殖培养效果。

在本实施方式中，采样室104是抽吸式选择采样胶囊内镜完成选择性采样和增殖培养的核心组件。采样开启时，采样室104内部呈现负压，消化道内容物通过采样阀门103a被吸入采样室104前端的采样通道，继而通过过滤膜104a 进入采样室104内。过滤膜104a是一种具有特殊孔径的薄膜材料，孔径为20 纳米至5微米，从而能够进入采样室104的内容物被选择性筛选出来。采样室 104内壁上还包括培养衬底104b。根据监测目标不同，培养衬底104b可以选择不同的培养基，例如通用的用于增殖培养消化道感染细菌的SS琼脂。位于培养衬底104b底部还设置了频率检测单元104c。频率检测单元104c能够根据表面依附的材料状态改变自身的频率特性，一般可采用晶体振荡器实施。频率检测单元104c通过线路与控制单元108连接，传送自身的频率检测输出，从而检测所依附的培养衬底104b的培养状态。

根据本发明的另一种优选实施方式，胶囊外壳包括透明外壳101，透明外壳 101可位于胶囊的一侧，优选与采样阀门103a相对设置。胶囊内设置有电源单元107、图像采集单元109、控制单元108和无线通讯单元106。电源单元107 为图像采集单元109、控制单元108、无线通讯单元106、采样阀门103a、负压单元105提供电能。图像采集单元109的信号输出端与控制单元108的图像信息输入端连接，控制单元108的信息输出端与无线通讯单元106的信号输入端连接，控制单元108通过无线通讯单元106与数据记录传输终端20无线通信，无线通讯单元106将胶囊内镜产生的信息与数据以无线电波的形式发送出去，并且能够接收数据记录传输终端20的无线指令。控制单元108接收数据记录传输终端20的控制信号，控制单元108的阀门控制输出端与采样阀门103a的控制端连接，控制单元108的负压控制输出端与负压单元105的控制端连接。由此可根据消化道内图像等信息的不同进行采样。在本身实施方式中，图像采集单元109包括图像传感器和照明单元109a。图像传感器可使用CMOS图像传感器实施，照明单元109a采用LED发光二极管。发光二极管发出光线，照亮采集区域，便于图像传感器进行图像采集。图像采集单元109实现抽吸式选择采样胶囊内镜对场景的照明与图像采集功能。在本实施方式中，图像采集单元109、控制单元108和无线通讯单元106的结构可采用现有的图像检测型胶囊内镜内的图像采集单元、控制单元和无线通讯单元的型号和结构。控制单元108的阀门控制端与阀门的使能端连接，控制单元108的电机控制端与电机的使能端连接，可根据数据记录传输终端的输入命令分别控制阀门的开合以及电机的往复运行。具体的控制命令和控制方法可采用现有技术，例如，现有的利用步进电机，步进电机与活塞推杆的端部连接，外螺纹套与步进电机的转轴连接，外螺纹套与内螺纹套螺旋连接使得其可沿着该内螺纹套的轴向螺旋前进或者后退，从而带动推杆沿轴向前进或后退。以及现有控制门禁开启闭合的方法等。在本实施方式中，可手动通过监控单元输入命令，先控制电机运行，实现负压，然后再控制阀门开启。

在本实施方式中，胶囊内的各部件可以如图3所示紧致地布置在一起，也可以在不同部件间设置一定的间隔，以胶囊内镜的体积能够吞服为限。

在本实施方式中，透明外壳101是一种光学半球体，能够通过来自图像采集单元109发出的照明光线和视野范围内的场景光线，最终被图像采集单元109 接收。透明外壳101具有一定的光学特性，提高图像采集单元109的视场角与成像质量。主体外壳102构成抽吸式选择采样胶囊内镜的主体外壳结构，其材质可与透明外壳101和采样外壳103不同，一般采用耐腐蚀的医用高分子材料。

在本实施方式中，数据记录传输终端20具有监控屏幕和输入设备，接收无线通讯单元106传输来的图像信息并通过监控屏幕显示，可通过输入设备输入控制命令，控制负压单元105和采样阀门103a的工作，例如可以设置负压单元 105的电机移动和归位的按钮，以及设置阀门开启和闭合的按钮，具体通过操作者手动按动不同的按钮向控制器输出控制命令，控制对应的部件运行，具体监控单元可采用电脑或者手机，数据记录传输终端的监控屏幕和输入设备可采用一体的触控显示单元。具体控制单元接收控制命令并输出给负压单元105和采样阀门103a的方法可采用现有技术中的方法，例如可采用现有的遥控器等移动设备控制外部设备运行的方法。

在本实施方式中，电源单元107可使用电池，也可使用无线能量传输线圈从外部获取电能，无线能量传输线圈与能量储藏单元连接，无线能量传输线圈接收无线能量传输发射装置的交变磁场并转变为直流电，给能量储存装置充电。该电源单元107上设置非接触开关，有选为红外线放电开关。电源单元107是抽吸式选择采样胶囊内镜的能量单元，为抽吸式选择采样胶囊内镜各个功能单元提供能量。电源单元107包括交变磁场耦合线圈，整流电路以及电源管理电路，可以将体外无线能量传输发射装置所发射的交变磁场转变为直流电源，输送给抽吸式选择采样胶囊内镜的各个功能单元或储存在储能元件中。储能元件可以为超级电容或可充电电池。

在本实施方式中，无线通讯单元106集成了信号调制、解调与射频收发的功能，负责抽吸式选择采样胶囊内镜与体外数据记录传输终20通讯连接。无线通讯单元106将图像采集单元109和频率检测单元104c采集的图像和采样室104 状态数据，通过电磁场的形式传送到体外数据记录传输终端20，并接收来自体外数据记录传输终端20的控制指令。

本发明抽吸式选择采样胶囊通过无线通讯单元与体外设备进行无线通讯。抽吸式选择采样胶囊内镜可装备透明外壳与图像采集单元109，实现消化道内光学图像的采集，并通过无线通讯单元将采集数据传输至体外设备。抽吸式选择采样胶囊内镜也可以根据图像采集单元109所采集的图像，自主判断进行采样功能的开启或者关闭，具体可采用机器学习方式，在控制单元108内预设经过训练的数据集，图像采集单元109采集的图像传输给控制单元108进行对比，如果有相似图像则启动负压单元105和开启阀门进行目标物的采集。

如图4所示，本发明所提的数据记录传输终端20可以通过无线通讯方式与胶囊内镜10连接，并可同时通过有线或无线网络与远程数据中心30连接，具体可以是胶囊内镜记录仪。数据记录传输终端接收来自胶囊内镜10的采集数据与信息，完成处理、存储等功能，并可将数据与信息通过网络传输给远程数据中心30。射频收发单元1201通过无线通讯方式与胶囊内镜10连接，进行数据接收，并向胶囊内镜10发送控制命令。处理单元1202完成数据记录传输终端20的数据处理与控制功能。处理单元1202也可以包括数据压缩模块。显示操作单元1203可以由多个部件组成，其显示功能可以包括状态指示灯和显示面板。根据数据记录传输终端20的工作状态按照预定义的规则点亮一颗或者多颗状态指示灯，或者将信息显示于显示面板上；其操作功能可以通过触摸屏实现。网络接入单元1204将数据记录传输终端20与网络连接，可以是局域网连接接口、或者移动通讯数据接口。能量单元1205提供数据记录传输终端20工作所需要的能源。可以是可更换电池及组件。存储单元1206存储来自射频收发单元1201、处理单元1202以及网络接入单元1204的数据信息，具体可以是SD存储卡及其组件。

如图5-6所示，本发明另一种数据记录传输终端20，其包括处理器210及与该处理器210连接的输入部202、显示部203、存储单元205、网络连接部204 和电池组件230。该电池组件230分别为处理器210、输入部202、显示部203、存储单元205和网络连接部204供电。

在本实施方式中，输入部202为按键式或者触摸式输入装置，具体可以为但不限于采用例如在手机上使用的按键式或者触摸式输入设备。该输入部202 可以通过手动直接输入，在另外的优选实施方式中，也可以设置麦克风，通过语音输入指令，处理器210翻译为机器代码，从而控制胶囊内镜数据传输终端装置20实现数据传输或者供电，具体接收语音并翻译成机器代码的方法可以采用现有的智能手机中使用的方法。本实施方式中优选采用触摸式输入装置。

在本实施方式中，显示部203显示工作状态、字符或图像。显示部203可以一体结构(例如采用显示面板或指示灯中的一种显示结构)，也可以由多个部件组成，如图5中所示的实施方式包括显示数据终端工作状态的指示灯203a与显示面板203b。其中，状态指示等203a由一颗或多颗单色或多色LED(发光二极管)灯实现，根据数据传输终端20的工作状态并按照预定义的规则点亮其中的一颗或者多颗。显示面板203b可以为但不限于由液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等显示面板实现。在本实施方式中，输入部202的触摸面板202a和显示部203的显示面板203b可以重叠设置。触摸面板202a可以执行如下的操作：检测显示面板203b上显示的信息或图像(图标等)接触的位置或轨迹，受理与该接触位置或轨迹对应的操作的输入，具体可采用手机或者平板等其他智能显示设备的操作方法。触摸面板202a可以为但不限于采用电阻膜方式、静电电容方式和光学式的触摸面板。

网络连接部204用于该胶囊内镜数据传输终端装置20与其它设备进行信息交互，该网络可以为局域网或互联网，实现胶囊内镜数据传输终端装置20与网络连接，上传或者下载数据。网络连接部204为能够与互联网直接连接的无线接入模组或有线接入模组。

在本实施方式中，该胶囊内镜数据传输终端装置20还包括数据连接部220。数据连接部220可与胶囊内镜记录仪连接，接收胶囊内镜记录仪记录的数据，或者向胶囊内镜记录仪传输控制命令。该数据连接部220包括连接接口，连接接口上具有数据传输子接口，数据连接部220包含必要的电源管理芯片与数据传输接口芯片，优选地，数据连接部采用USB接口。该数据连接部220连接有配套的线缆部件，线缆部件设有对准锁紧触点装置221，通过对准锁紧触点装置 221与胶囊内镜记录仪连接。对准锁紧触点装置2221具体可以但不限于为磁吸对准锁紧机构或者定位孔对准锁紧机构，可方便使用者进行设备连接与拆除。数据连接部220可实现胶囊内镜数据传输终端装置20与工作状态的胶囊内镜记录仪的连接，对胶囊内镜记录仪进行数据采集。

在本发明另外的优选实施方式中，数据连接部220可与胶囊内镜记录仪连接，接收胶囊内镜记录仪记录的数据，或者向胶囊内镜记录仪传输控制命令，还向胶囊内镜记录仪供电。该数据连接部220包括连接接口，连接接口上具有数据传输子接口和电能传输子接口，数据连接部220包含必要的电源管理芯片与数据传输接口芯片，优选地，数据连接部采用USB接口，电能传输子接口采用插接式供电接口。该数据连接部220连接有配套的线缆部件，线缆部件设有对准锁紧触点装置221(数据传输子接口和电能传输子接口均设置于对准锁紧触点装置221端口)，通过对准锁紧触点装置221与胶囊内镜记录仪连接。对准锁紧触点装置2221具体可以但不限于为磁吸对准锁紧机构或者定位孔对准锁紧机构，可方便使用者进行设备连接与拆除。数据连接部220提供可充电的胶囊内镜数据传输终端装置20与胶囊内镜记录仪的连接，并对胶囊内镜记录仪供电和数据采集。

在本实施方式中，电池组件230可以为可充电的胶囊内镜数据传输终端20 的各部件供电，在另外的优选实施方式中，还可以为胶囊内镜记录仪供电。电池组件230具体可以为可充电电池，也可以为一个或多个导电触点连接的可更换电池，具体还包括用于容纳、充电、更换等操作的组件。电池组件230可采用锂离子电池，其组件包括用于拆卸电池的、位于可充电的胶囊内镜数据传输终端装置背面的可开启保护盖。电池组件230可通过数据连接部220接收由外部输入的电源进行充电。通过数据连接部接收胶囊内镜记录仪采集的信息并通过无线方式发送出去，实现了检测时数据的同步外传，避免检查后医护人员从胶囊内镜记录仪导出数据的繁琐，同时也节约了胶囊内镜记录仪的耗电量，保证实现更长时间的测试，避免因为电源不足而实现的检测中断，提高了检测的准确性。

在本发明的一种优选实施方式中，输入部202和显示部203采用一体式结构的显示面板。

在本发明的另一种优选实施方式中，该胶囊内镜数据传输终端20还包括压缩模块211，该压缩模块211的输入端与处理器210的数据压缩输出端连接或与数据连接部220的信号输出端连接，压缩模块211的输出端分别与存储单元205 的压缩数据输入端连接，和/或与处理器210的压缩数据反馈信号输入端连接。压缩模块211可以是一个包含独立运算单元的物理模组，接收来自处理器210 或数据连接部220的输入信号，将输入信号按照一定的压缩算法进行信号处理，并将结果按照一定的预定协议输出反馈给处理器210和存储单元205。在本实施方式中，压缩模块211是由一个包含独立运算单元(例如FPGA)的物理模组，但是也可以将其功能通过程序的方式在处理器210中实现。存储单元205可以存储程序以及由处理器210或压缩模块211处理后的体内图像的图像数据、与所实施的该次检查相关的信息(例如被检体信息、所述胶囊内镜数据传输终端装置20自身的信息等，具体可人工通过输入部202输入或者由内镜记录仪传输)、以及还可以存储用于对胶囊内镜数据传输终端装置20的动作进行控制的程序等。存储单元205在该实施方式中使用内置存储器，但是在另外的实施方式中也可以使用如CF(Compact Flash)卡、USB存储器等能够相对于胶囊内镜数据传输终端装置20进行装卸的存储器。

在本发明另外的优选实施方式中，该胶囊内镜数据传输终端20还包括输入保护部201，该输入保护部201的输出端与处理器210的状态输入端连接，避免使用者误操作。具体输入保护部201可采用机械式滑动开关，具体可采用现有结构和安装方式，数据传输终端装置20根据输入保护部201的输入状态，确定当前使用者的操作权限，从而限制使用者的操作内容，避免误操作的发生。通过规定操作(例如长按规定时间以上或拨动动作)而对胶囊内镜数据传输终端装置20的工作模式进行切换(例如只传输数据，或者传输数据的同时充电)。

具体工作时，处理器210根据输入保护部201的状态确定工作模式，控制数据连接部220接收胶囊内镜记录仪的数据和/或向胶囊内镜记录仪供电。

该胶囊内镜数据传输终端装置20还包括外壳，胶囊内镜数据传输终端装置 20位于该外壳内，在外壳上还具有可拆卸的保护盖。

如图7所示，远程数据中心包括网络接入单元、数据库单元和特征图像标注单元，数据库单元通过网络接入单元接收所有数据记录传输终端传输的胶囊内镜检测数据并存储；所述特征图像标注单元与后台服务器通信连接，专家在后台服务器上远程下载医学图像、标注结果并上传标注后的图像。还包括管理组件单元，数据记录传输终端可与管理组件单元连接传输数据，或者用户可通过管理组件单元在远程数据中心进行登陆、数据录入、数据处理、数据读取操作；远程数据中心的管理组件单元通过数据记录传输终端向胶囊内镜发送控制指令，实现远程数据中心控制的胶囊内镜消化腔道的诊断和治疗。

远程数据中心30，可以集中存储、处理多个胶囊内镜的检测数据，可自动或在专家的指导下通过数据记录传输终端向胶囊内镜发送控制指令，可实现远程数据中心控制的胶囊内镜消化腔道的诊断和治疗。数据库301是多个胶囊内镜检测数据的存储组件。可以是构化数据库(SQL)，也可以为不仅仅为结构数据库、或者新结构化数据库。特征图像标注302是远程数据中心30的核心组件，其特征在于，与所述整体项目系统后端服务对接，能够与服务器通信传输，主动上传以及下载医学图像以及其标注结果。管理组件303是用户与远程数据中心30的互动接口。用户可以通过数据记录传输终端20使用管理组件303，或者直接使用管理组件303，在远程数据中心进行数据录入、数据处理、数据读取等操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，包括一个或多个胶囊内镜，每个胶囊内镜的信号输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接；

所述胶囊内镜系统还包括远程数据中心，所有数据记录传输终端与远程数据中心有线或者无线连接，数据记录传输终端向远程数据中心传输数据，并接收远程数据中心的控制指令；

所述胶囊内镜为抽吸式采样胶囊内镜；

所述抽吸式采样胶囊内镜包括胶囊外壳，在所述胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门，所述胶囊外壳内具有至少一个负压单元，所述负压单元与每一个采样阀门之间具有独立的采样通道，每个所述采样通道上设置有过滤膜，过滤膜内侧的采样通道设有采样室，采样阀门打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜进入采样室；

所述采样室内设置有一处或多处增殖培养衬底；

在所述增殖培养衬底底部安装有频率检测单元，所述频率检测单元的频率输出端与控制单元的频率信息输入端相连，所述控制单元的频率输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接。

2.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，不同过滤膜的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。

3.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，采用如下结构之一：

结构一：所述胶囊外壳内具有一个负压单元以及与所述负压单元连接的一个或多个采样通道，所述采样阀门为可开合采样阀门；

结构二：所述胶囊外壳内具有至少一个预设的负压腔体，所述负压腔体与采样通道连接或者为采样通道本体，所述采样阀门为可开合采样阀门。

4.如权利要求1或3所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述负压单元包括电机以及与电机连接的活塞，所述活塞在活塞腔内移动，所述活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。

5.如权利要求3所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述可开合采样阀门采用如下结构之一：

结构一：所述可开合采样阀门由胶囊内压力控制开合，当采样通道为负压时，采样阀门开启；

结构二：所述可开合采样阀门为电控阀门，当控制单元输出开启命令时，采样阀门开启；

结构三：所述可开合采样阀门为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放；可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。

6.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述胶囊外壳包括透明外壳，所述胶囊外壳内设置有电源单元、图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与数据记录传输终端无线通信，所述控制单元接收数据记录传输终端的控制信号，所述控制单元的阀门控制输出端与电控阀门的控制端连接，所述控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接，所述控制单元的图像信息输出端与其对应的数据记录传输终端无线连接。

7.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述数据记录传输终端为胶囊内镜记录仪或者包括射频收发单元、第二处理单元、网络接入单元、能量单元和存储单元；

所述射频收发单元通过无线通讯方式与胶囊内镜连接，接收胶囊内镜检测的数据并向胶囊内镜发送控制命令；

所述第二处理单元进行数据处理与控制；

所述网络接入单元实现数据记录传输终端与网络连接，进而实现与远程数据中心的连接；

所述能量单元为数据记录传输终端提供工作所需要的能源；

所述存储单元接收并存储来自胶囊内镜、第二处理单元以及网络接入单元的数据信息。

8.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述数据记录传输终端包括处理器及与所述处理器连接的输入部、显示部、存储单元、网络连接部和电池组件；

还包括数据连接部，在胶囊内镜记录仪工作时，所述数据连接部可与胶囊内镜记录仪连接，实现与胶囊内镜记录仪的数据和/或信息实时传输。

9.如权利要求8所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，还包括压缩模块，所述压缩模块的输入端与处理器的数据压缩输出端连接或与数据连接部的信号输出端连接，压缩模块的输出端分别与存储单元的压缩数据输入端和/或与处理器的压缩数据反馈信号输入端连接。

10.如权利要求8所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述数据连接部通过对准锁紧触点装置与胶囊内镜记录仪连接。

11.如权利要求8所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，还包括输入保护部，所述输入保护部的输出端与处理器的状态输入端连接。

12.如权利要求8所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述电池组件还向胶囊内镜记录仪供电；

所述数据连接部包括连接接口，所述连接接口上具有数据传输子接口和电能传输子接口。

13.如权利要求1所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，所述远程数据中心包括网络接入单元、数据库单元和特征图像标注单元，所述数据库单元通过网络接入单元接收所有数据记录传输终端传输的胶囊内镜检测数据并存储；所述特征图像标注单元与后台服务器通信连接，专家在后台服务器上远程下载医学图像、标注结果并上传标注后的图像。

14.如权利要求13所述的实时远程数据中心数据处理的胶囊内镜系统，其特征在于，还包括管理组件单元，数据记录传输终端可与管理组件单元连接传输数据，或者用户可通过管理组件单元在远程数据中心进行登陆、数据录入、数据处理、数据读取操作；

远程数据中心的管理组件单元通过数据记录传输终端向胶囊内镜发送控制指令，实现远程数据中心控制的胶囊内镜消化腔道的诊断和治疗。