TW201603771A - 用於具有感應式電力驅動電路的膠囊停駐系統的膠囊方向偵測 - Google Patents

用於具有感應式電力驅動電路的膠囊停駐系統的膠囊方向偵測 Download PDF

Info

Publication number
TW201603771A
TW201603771A TW103133461A TW103133461A TW201603771A TW 201603771 A TW201603771 A TW 201603771A TW 103133461 A TW103133461 A TW 103133461A TW 103133461 A TW103133461 A TW 103133461A TW 201603771 A TW201603771 A TW 201603771A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
capsule
primary
circuit
primary coil
coil
Prior art date
Application number
TW103133461A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI592129B (zh
Inventor
戈登Ｃ 威爾遜
稼夫 駱
康懷 王
崇大 李
詹姆斯 白
Original Assignee
卡普索影像股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 卡普索影像股份有限公司 filed Critical 卡普索影像股份有限公司
Publication of TW201603771A publication Critical patent/TW201603771A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI592129B publication Critical patent/TWI592129B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00013—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using optical means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00016—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using wireless means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00025—Operational features of endoscopes characterised by power management
    • A61B1/00027—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply
    • A61B1/00029—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply externally powered, e.g. wireless
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00025—Operational features of endoscopes characterised by power management
    • A61B1/00027—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply
    • A61B1/00032—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply internally powered
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00025—Operational features of endoscopes characterised by power management
    • A61B1/00027—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply
    • A61B1/00032—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply internally powered
    • A61B1/00034—Operational features of endoscopes characterised by power management characterised by power supply internally powered rechargeable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00142—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with means for preventing contamination, e.g. by using a sanitary sheath
    • A61B1/00144—Hygienic packaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0456—Apparatus provided with a docking unit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes
    • A61B5/073—Intestinal transmitters

Abstract

本發明揭露一種膠囊內視鏡系統，其用於從膠囊裝置接收資料且以無線方式提供感應式電力予該膠囊裝置，其中，該膠囊內視鏡系統含括有若該膠囊裝置以背向方向停駐時，則自動保護該膠囊裝置及停駐裝置免於損壞的技術特徵。在一實施例中，該停駐裝置係包括：電流感應電路，以偵測流過初級驅動電路或初級線圈的電流。錯誤方向的發生可從電流偵測。可使用偵測/控制電路，以提供為了免於該系統損壞所須的控制。在另一實施例中，包括電容器及初級線圈之諧振電路係用以在該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，提供所須保護。

Description

用於具有感應式電力驅動電路的膠囊停駐系統的膠囊方向偵測 相關申請案的交互參照
本發明係為於2013年5月2日申請之PCT專利案第PCT/US13/39317號的PCT專利申請之部分連續案(及主張該PCT專利申請案之優先權，而PCT專利案第PCT/US13/39317號則主張於2012年5月19日之美國臨時專利申請案第61/649,238號之優先權。該PCT專利申請案及美國臨時專利申請案係藉由參照該兩案之整體而含括於本發明中。
本發明係與從使用具有感應式電力驅動電路之停駐系統的膠囊裝置存取所記錄資料有關。本發明尤其與在該膠囊裝置位於停駐站中時，偵測該膠囊裝置方向相關。
用於映像(image)身體內腔或體內通道之裝置係本技術領域中具有通常知識者所熟知，且該裝置包含 內視鏡及自主的膠囊化相機。內視鏡為通過孔口或外科開口進入身體的可撓式或硬式管件，一般而言，內視鏡經由口腔進入食道或經由直腸進入結腸。影像係於遠端處使用鏡片形成並傳輸至體外之近端，而影像形成方式為透鏡中繼系統或同調光纖束。可選擇地，內視鏡可於遠端處電子式地記錄影像，舉例而言，使用CCD(電荷耦合元件)或CMOS(金氧半影像感測器)陣列，且以電子信號通過纜線傳輸影像資料至近端。由於經過錯綜複雜通道的困難性，內視鏡不能輕易達到多數小腸，且須要特殊技巧及預防措施，故達到以上整體功能所須要的花費將會增加。盲腸及上行結腸(ascending colon)亦要求顯著的努力及技巧，以與內視鏡達成連繫。滿足以上諸多這些問題的體內可選影像感測器為膠囊內視鏡。相機係與用以傳輸資料之無線電傳輸器一起罩覆於可吞咽膠囊中，該資料主要包括由數位相機記錄的影像，且資料傳輸至接收器基地台或收發機並傳輸至體外的資料記錄器。另一具有板上(on-board)資料儲存器之自主膠囊相機系統係揭露於2006年9月19日申請之美國專利申請案第11/533,304號中。
針對以上體內裝置，大量影像資料係通過如胃腸(GI)道之人類身體中的內腔而收集遍歷。與其他資訊一道擷取之影像係儲存於膠囊相機內的板上歸檔記憶體中。歸檔記憶體可以各種非揮發性記憶體的形式起作用。在膠囊相機從肛門離開後，膠囊相機係受檢索以還原板上儲存之資料。在一般方法中，膠囊相機受檢索以還原板上 儲存之資料將須要包含打開膠囊並停駐膠囊之相當昂貴的資料存取系統。由於打開膠囊並使接觸針腳對準膠囊中之接觸墊的需要，不可避免一定程度的機械複雜度。因此，這些經常性工作係由特別訓練的人員執行。在申請於2013年5月2日之PCT專利申請案第PCT/US13/39317號中，揭露一種停駐系統，其可從膠囊裝置無線存取資料。該停駐系統亦在該揭露中稱作停駐站。另外，該停駐系統亦使用感應式驅動電路從外部提供電力予膠囊裝置。
然而，於2013年5月2日之PCT專利申請案第PCT/US13/39317號中所揭露之布局係易於在該膠囊裝置位於該停駐系統內時，受到人為錯誤。該膠囊裝置的外罩一般係以對稱形狀製造。因此，該膠囊裝置可能以錯誤方向意外置於該停駐系統內，而這可能導致感應式電力驅動電路不正常作用或甚至導致對該膠囊裝置或停駐系統的損壞。所欲的是設計用於該停駐系統在該膠囊裝置以錯誤方向位於該停駐系統內的情況下防止該膠囊裝置或停駐系統之任何損害的保護設備。並且，所欲的是該設備能提供對於錯誤方向發生之對於使用者/技術人員作出警告的指示或警示。
一種膠囊內視鏡系統係揭露以用於接收從膠囊裝置來的資料，並以無線方式提供感應式電力予該膠囊裝置。在一實施例中，該膠囊內視鏡系統係包括：膠囊裝置及停駐裝置。該膠囊裝置包括次級線圈、一或複數電 池及膠囊外罩，其中，該次級線圈及該一或複數電池係封裝於該膠囊外罩中。該停駐裝置包括：初級線圈、初級驅動電路及電流感應電路。該初級線圈產生交變磁場，其中，該磁場與該次級線圈耦合以於該膠囊裝置以正確方向停駐在該停駐裝置中且對應該次級線圈在該初級線圈內或接近該初級線圈的狀況時，無線供應電力予該膠囊裝置。該初級驅動電路與該初級線圈耦接，以提供AC(交流電)信號予該初級線圈，用於產生交變磁場。該電流感應電路與該初級驅動電路或初級線圈耦接，以測量流過該初級驅動電路或初級線圈的初級電流。接著，錯誤信號係基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時的第一電流而產生。
該停駐裝置可復包括與該電流感應電路耦接的偵測/控制電路，且該錯誤信號係基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，使用該偵測/控制電路的第一電流而產生。該偵測/控制電路可復配置成提供對於該初級驅動電路的第一控制，以在判斷到該錯誤信號時，防止或減小對於該膠囊裝置、停駐系統或其兩者的任何損壞。為了防止或減少該損壞，該第一控制可引起該初級驅動電路從該初級線圈或從電源供應的斷路，該電源供應提供電力予該初級線圈，或者，該第一控制引起跨該初級線圈之初級電壓或該交流電信號之工作週期的減少。該偵測/控制電路亦可配置成在判斷到該錯誤信號時，提供警告信號、判斷到該錯誤信號之指示、訊息或其組合。該偵測/控制電路可基於硬體進行以提供高度可靠性。
該膠囊裝置可復包括：歸檔記憶體，儲存由該膠囊裝置所擷取之身體內腔內部的第一資料；及無線傳輸器，傳輸該第一資料；以及該停駐裝置復包括：無線接收器，接收從該膠囊裝置來的該第一資料；其中，該歸檔記憶體及無線傳輸裝置亦封裝於該膠囊外罩中。該無線傳輸器及無線接收器可個別對應於光傳輸器及光接收器的情況。該無線傳輸器可位於接近如該次級線圈所處之該膠囊裝置的相同端部。該膠囊裝置亦可復包括相機，以擷取身體內腔內部的影像，其中，該相機亦封閉於該膠囊外罩中。
即使可使用偵測/控制電路，該停駐裝置亦可使用中央處理單元(CPU)或控制器，以產生基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時之第一電流的錯誤信號。該中央處理單元或控制器亦可配置成提供對於該初級驅動電路的第一控制，以在判斷到該錯誤信號時，防止或減小對於該膠囊裝置、停駐系統或其兩者的任何損壞。
在本發明之另一實施例中，諧振電路包括電容器及初級線圈，用以當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，提供所須保護。該諧振電路具有對應之品質因數及諧振頻率。當該膠囊裝置以正確方向停駐時，該諧振電路具有高的品質因數。當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，該頻率對應曲線將變寬且該品質因數將會降低。該降低之品質因數係引起跨該初級線圈與該次級線圈之電壓減少。因此，將保護該膠囊裝置及停駐裝置免於起因於錯誤方向的 損壞。可選擇地，亦可在本發明中使用電壓感測電路，以偵測錯誤方向的發生。可使用偵測/控制電路以於偵測到錯誤方向時，產生錯誤信號，且提供必要控制信號，以保護該膠囊裝置、停駐裝置或其二者。
110‧‧‧膠囊相機
111‧‧‧次級線圈
112a、112b‧‧‧濾波器
115‧‧‧控制電路
116‧‧‧LED(發光二極體)
117‧‧‧電阻
118、211‧‧‧電池
120、220‧‧‧停駐系統
121‧‧‧訊號源
122‧‧‧初級線圈
123、126‧‧‧放大器
125‧‧‧光電二極體(PD)
127‧‧‧資料/時脈復原模組
200、400、500‧‧‧膠囊
210‧‧‧膠囊外殼
212、226、328、412、528‧‧‧印刷電路板
214、512、630‧‧‧次級線圈
216、518‧‧‧光源
221、322、422、522、620、710、810‧‧‧初級線圈
222‧‧‧光帶通濾波器(BPF)
223‧‧‧鏡片
224‧‧‧光通道
225、526‧‧‧光接收器
320‧‧‧鐵氧磁體核心
324‧‧‧訊號源
325‧‧‧支柱件
326‧‧‧光二極體
410、510‧‧‧膠囊外殼
414‧‧‧小線圈
416‧‧‧鐵氧磁體
420‧‧‧初級核心
424‧‧‧驅動訊號
426‧‧‧支柱件
519‧‧‧電路板
520‧‧‧基座部分
524‧‧‧初級鐵氧磁體
525‧‧‧中心柱
527‧‧‧通道
529‧‧‧凹部結構
530‧‧‧覆蓋部分
532‧‧‧磁鐵
610‧‧‧膠囊裝置
650‧‧‧導電塊體材料
660‧‧‧縱向方向
720‧‧‧驅動器
730‧‧‧電流感測電路
740‧‧‧電力供應
750‧‧‧偵測/控制模組
760‧‧‧CPU(中央處理單元)
815‧‧‧諧振電路
820‧‧‧電容器
825‧‧‧信號源
830‧‧‧驅動電路
840‧‧‧電壓感測電路
850‧‧‧偵測/控制電路
910、920‧‧‧曲線
第1圖說明依本發明之光學無線停駐系統的系統架構之範例；第2A及2B圖說明依本發明之示例性光學無線停駐系統，其中，該系統配置成縱向方式的幾何關係；第3圖說明依本發明之示例性光學無線停駐系統，其中，該系統配置成可選的另一縱向方式的幾何關係；第4圖說明依本發明之示例性光學無線停駐系統，其中，該系統配置成橫向方式的幾何關係；第5圖說明依本發明之示例性光學無線停駐系統的剖視圖，其中，該系統配置成縱向方式的幾何關係；第6A及6B圖提供各該第6A及6B圖中膠囊裝置位於停駐系統中之兩種不同狀況的簡略描述，其中，第6A圖說明該膠囊裝置以正確方向放置，且第6B圖說明該膠囊裝置以錯誤方向放置在該停駐系統中；第7圖說明依本發明之一實施例的具有設備以保護該膠囊及系統免於起因於錯誤方向之損壞之停駐系統的示例性示意圖； 第8A至8C圖提供各該第8A、8B及8C圖中依本發明之另一實施例的使用諧振電路以保護該膠囊及系統免於起因於錯誤方向之損壞的停駐系統的示例性示意圖，其中，第8A圖說明基於諧振電路之初級驅動的範例，而第8B圖說明包含額外電壓感測電路之系統，且第8C圖說明復包含偵測/控制電路的系統；以及第9圖說明初級諧振電路對應正確方向及錯誤方向之頻率響應的範例。
將容易理解的是，如本文圖式中所一般描述及說明之本發明的組件可廣泛地佈置及設計成各種不同的組構。因此，本發明之系統及方法的實施例之以下更詳細的描述，如圖式中所表示的，並非旨在限定本發明之專利範圍的範疇，但僅表示本發明所選的實施例。參照本說明書通篇對於與實施例連結之“一實施例”、“實施例”或類似的語句意指特定特徵、結構或特性可包含於本發明之至少一實施例。因此，本說明書通篇之各處中所出現的片語“在一個實施例中”或“在實施例中”並非必須皆參考相同實施例。
更進一步而言，所描述的特徵、結構或特性可在一或多個實施例中以任何適配的方式結合。然而，所屬領域中具有通常知識者將確認的是，本發明可不具有一或多個特定細節或以其他方法、組件等而實施。在其他情況中，習知結構或操作並未詳細顯示或描述以避免混淆 本發明的態樣。本發明之說明的實施例將藉由參照圖式而得到極佳瞭解，其中，圖式的類似構件係藉由通篇類似的符號而指定。下文的描述旨在範例及簡化的方式說明以如本文專利範圍之本發明一致的某些所選設備及方法的實施例。
為了克服習知停駐系統的缺點，依據本發明之光學無線停駐系統已揭露於PCT專利案第PCT/US13/39317號，且PCT專利案第PCT/US13/39317號文件係由共同發明人申請於2013年5月2日。該無線停駐系統允許資料由膠囊裝置下載而不須開啟該裝置或精確對準該裝置。在膠囊相機從肛門離開後，該膠囊內部的電池或電池組有可能枯竭或接近枯竭。因此，依據PCT專利案第PCT/US13/39317號文件之該停駐系統從該膠囊裝置之外部提供電力給該膠囊。在一實施例中，磁感應已揭露為用於從外部提供電力給該膠囊的手段。更進一步而言，依據PCT專利案第PCT/US13/39317號文件之該停駐系統允許資料儲存於該膠囊裝置內部，且可以如光學或無線電手段而無線傳輸。
依PCT專利案第PCT/US13/39317號文件之一實施例，停駐系統利用感應式電源及光傳輸。僅管無線電傳輸可亦使用於實行本發明。可考慮足以適合裝入膠囊之所須非常小體積的任何光源。光源應能支援快速資料傳輸。儲存於膠囊相機中之資料的量可到達500Mbytes(百萬位元組)之多，且資料大小將隨著高解析趨勢所須而持續成長。若支援1Mbps(每秒百萬位元)傳輸速度，且若資料傳 輸協定中之前導符元納入考慮，可花費約100分鐘讀取出500Mbytes的資料。因此，較佳的是選擇可支援更高資料傳輸率的光源。如一範例中，光源可為具有10Mbps之目標位元傳輸率的直接調變發光二極體(LED)或垂直腔表面發光雷射(VCSEL)。
示例系統架構顯示於第1圖，其中LED(發光二極體)116係使用作為光源且光電二極體(PD)125係使用作為接收器。控制電路115係顯示於膠囊的相機110內。控制電路115將會讀取歸檔記憶體(未顯示)中的資料且處理擷取之資料，從而使資料可藉由光源116而正確傳輸。從光源116發出的光將通過膠囊相機之穿透窗(未明確顯示)而前進。從光源116而來的光將藉由如停駐系統120處之光電二極體125的光接收裝置而接收。接收信號將藉由放大器126而適當放大。放大的信號接著藉由接收電路127而處理，在接收電路127中，資料及時脈(clock)將會復原(recovered)。復原的資料可儲存於如快閃驅動器或電腦硬碟驅動器之媒體上。可選擇地，復原的資料可提供給工作站或顯示站用以進一步處理或觀看。
從控制電路115來的輸出緩衝(buffer)將會提供用於光源116之所需電源。舉例而言，可提供5毫安培之電流，其應該適配於驅動LED或垂直腔表面發光雷射(VCSEL)二者。LED之波長可在近紅外線(NIR)中，舉例而言，在830奈米。亦可使用其它LED之波長，以實施本發明。以3伏特的驅動電壓，正確的驅動電流係由串聯電阻 117產生。如此可達到10Mbps或更多的位元率。
接收器由光電二極體125、轉換阻抗放大器(trans-impedance amplifier)126及資料/時脈復原模組127組成。模組可使用限制放大器及PLL(鎖相)電路而實行。然而，模組之功能可藉由將波形取樣並使用數位信號處理單元(DSP)以復原資料及時脈而數位化執行。通用非同步接收發送器(UART)之使用可消除時脈復原的需求。可使用介面協定以令所欲操作頻率落在約10Mbps的頻率範圍。也可使用其它標準數位資料介面。在第1圖中，光學鏈接係顯示為在膠囊裝置與停駐裝置之間的無線鏈接；無線頻率(RF)鏈接也可作為無線鏈接。
感應式耦合依賴於在膠囊外部之初級線圈與膠囊內部之次級線圈之間的互感。初級線圈係由正弦電壓驅動，而次級訊號係受到整流以產生直流電壓。示範系統架構顯示於第1圖。系統包括膠囊相機110及停駐系統120。感應式電源係通過耦合線圈122及線圈111而從停駐系統120至膠囊相機110供應。停駐系統側之線圈122係稱為初級側，且膠囊相機側上的線圈111係稱為次級側。於初級側處，訊號源121提供驅動訊號給初級線圈122。即使顯示正弦驅動訊號，然亦可使用其它如方波或三角波的交流訊號。從訊號源121來的驅動訊號可藉由放大器123放大。可利用各種其它習知產生交流電流之手段以驅動初級線圈。跨初級線圈122之電壓係稱為初級電壓V1，而跨次級線圈111之電壓係稱為次級電壓V2。所屬技術領域中 具有通常知識者所習知的是，於次級側之受誘發的交流電壓可轉化成由膠囊相機內之電路所使用的直流電壓。濾波器也經常使用於將交流電源轉化成直流電源。二濾波器112a及濾波器112b係顯示於第1圖中以提供膠囊相機所要求的不同直流輸出。更進一步而言，可組構膠囊裝置中之電路以在膠囊裝置停駐在停駐裝置中時，對膠囊相機內的再充電電池充電。舉例而言，電池118可為再充電電池且可由從濾波器112a之輸出電壓充電。依據膠囊相機的設計，可要求更多或更少的電壓輸出。濾波器亦可整合於封裝件或模組內。濾波器之後可設置簡單的調節器，如齊納二極體電路或其它電壓控制電路。這樣提供更穩定的次級電壓。另外，濾波器可包括具有格賴納赫電路(Greinacher)、Cockcroft-Walton倍壓器或其它電路之電壓放大器(multiplication)。該組件係為了適應膠囊相機內部之可用受限空間而選擇將容量極小化。電壓放大器允許將次級線圈小型並輕量化以使用，但不要求額外之二極體及電容器。
次級電壓對初級電壓之比例為
其N2為次級線圈之匝數，而其N1為初級線圈之匝數。耦合係數為線圈通量的比例：
通過線圈之通量係由藉由線圈周長定義之 表面所通過的通量密度之積分而給定
耦合係數β可藉由使次級線圈之面積擴大及設計用於使初級線圈及/或次級線圈之磁通量密集的磁極片而增加。對於頻率f之初級線圈的正弦調制，在初級線圈及次級線圈中的通量振幅係給定為
如上文所述，次級線圈位於膠囊相機內。為了適當耦合從初級線圈至次級線圈的電磁場，二線圈必須正確地定位及校正。另一方面，為了從膠囊相機光學地讀取外部資料，光通道必須設置在光源與光偵測器之間。因此，一組構以提供光通道及耦合電磁場之示範系統係如第2A及2B圖之剖面圖所示，其中，第2B圖表示膠囊相機之仰視圖。該安排之形式稱作縱向場幾何。
初級線圈221繞著膠囊200之膠囊外殼210而捲起。次級線圈214係在膠囊中之印刷電路板212底部的周圍上。初級線圈221及次級線圈214應該將中心對應同一平面上。雖然走線之實際螺距限制匝數的數目，次級線圈214亦可實施為如印刷電路板212之多層上的螺旋形之印刷線路。可選地，線圈可以薄厚度絕緣導線所製成，薄厚度絕緣導線係以蟲膠定形並安裝在印刷電路板以作為通孔或表面安裝組件。
光源216(LED or VCSEL)位於面向下之電路板中心上。電池211係位於膠囊相機之另一端部處，從而使電池將不會阻擋從光源至光接收器的光通道224。可使用鏡片223以將光聚焦在例如為光二極體的光接收器225。用於光的光帶通濾波器(BPF)222可安裝在光源216與光接收器225之間的光通道224中。包含初級線圈221、光帶通濾波器222、鏡片223、光接收器225及關聯的印刷電路板226的組件係收容於停駐系統220中。安排係為對稱以使膠囊之旋轉方向(orientation)相對於感應式耦合或接收之光能量為不顯著。缺點為渦電流將在走線中及印刷電路板212自身上的電源平面感應。這些電流可導致發熱並亦感應進入膠囊電路之不欲的訊號，而不欲的訊號稱作「噪訊」。在最糟的情況下，電路走線形成圍繞印刷電路板的迴圈，而在走線之感應電壓為V2/N2。增加次級線圈的匝數將會減少此種噪訊，但增加由次級線圈所佔的容量。噪訊亦可由極小化膠囊之印刷電路板中的走線之迴圈面積而受限制。
停駐系統之其它實施例亦已揭露於PCT/US13/39317，以處理各種問題。舉例而言，可使用用於初級側上之初級線圈的鐵氧磁體核心，以減少如第3圖中磁通量到達電池的情況。在另一實施例中，藉由使場對於印刷電路板及電池為水平，從而令初級線圈及次級線圈如第4圖所示地排列成橫向場的幾何而減少寄生渦電流之問題。次級線圈亦可圍繞鐵氧磁體而撓曲。第5圖說明另一 排列方式，其停駐區域係用以接收膠囊裝置。膠囊裝置的一部份係由初級線圈所圍繞，以增加耦合於次級線圈的磁通量。更進一步而言，用於停駐系統的蓋體係如第5圖中所示而使用。
第3圖說明另一初級線圈之排列，其中，用於初級側上之初級線圈的鐵氧磁體核心320可減少到達電池之磁通量。鐵氧磁體核心320於本揭露中亦稱作初級核心。初級核心可具有殼狀結構以封閉初級線圈。殼具有開口以允許膠囊裝置通過開口而停駐。初級核心可為亞鐵磁材料或為如鐵的鐵磁材料。鐵氧磁體具有低導電性及由低導電性所致之低渦電流損耗的優點。銀氧化物硬幣電池或鋰電池具有高能量密度及與膠囊良好密合之圓形封裝，但這些銀氧化物硬幣電池或鋰電池通常具有能導熱並致使電池具有爆炸可能性的鐵製外殼。核心亦將減少系統之場發射，場發射可能為電磁相容性(EMC)要求規範的問題。安裝在印刷電路板328上的光二極體326係位於支柱件325上方。初級線圈322係圍繞支柱件325而撓曲。訊號源324提供驅動訊號給初級線圈322。本設計不具有鏡片，但使用具有遠低於LED之發散的輸出光束的VCSEL 216。
寄生渦電流可藉由如第4圖所示地將場水平地指向印刷電路板及電池而減少。初級線圈與次級線圈之間的安排係稱為橫向場幾何。小線圈414圍繞設置於印刷電路板412上並調整成對應支柱件426的鐵氧磁體416而撓曲。具有外罩410之膠囊400必須指向支柱件426。 耦合係數β係因次級線圈414之小面積而相對於第2A圖之幾何而減少。另一方面，鐵氧磁體核心416將聚集次級核心414內之場線至某種程度。若複數支柱件之間的間隙極小化且鐵氧磁體核心416的長度極大化，則效應極大化。然而，長度藉由膠囊中可用空間而受到限制。初級線圈422係圍繞初級核心420而撓曲且由驅動訊號424驅動。即使使用C形初級線圈，也可使用環狀結構或其他幾何形狀。
膠囊可插置於系統外罩中的開口內。位於孔底部者為窗口，窗口處可放置LED波長的帶通濾波器。可使用鏡片以將LED之發射光聚焦於光二極體上。第5圖說明依據本發明之示範性光學無線停駐系統。針對停駐裝置側的組件可放置於停駐裝置外罩內。第5圖中之示範性停駐系統由基座部分520及支持部分或覆蓋部分530組成。支持/覆蓋部分530可受到拉開或從基座部分分離，以插置或移除膠囊500。膠囊內之次級線圈512及初級線圈522係呈縱向配置。初級線圈之部分係圍繞初級鐵氧磁體524(或初級核心)之中心柱525而撓曲。
初級鐵氧磁體具有殼狀結構以在膠囊500中之光源518與光接收器526之間提供通道527。柱體之中央的內孔作用為通道。光源518可安裝在膠囊外罩510內的電路板519上，膠囊外罩510內亦可有其它用於膠囊相機之電路安裝於電路板上。光接收器526可安裝在印刷電路板528上，用於停駐系統之其它電路可實施於印刷電 路板。柱中之內孔係調整成在膠囊裝置之縱軸，以允許從光源518發射的光通過光通道以到達光接收器526。膠囊裝置係顯示為部分進入殼體(即初級核心524)之內表面，從而使電池保持在殼體外部，以減少電池上之磁通量的影響。凹部結構529係形成在停駐裝置之基座部分520的中心中，並使用作為針對膠囊裝置的容器。
在膠囊裝置從肛門退出後，膠囊裝置可仍具有一定量的殘存電池電力，殘存電池電力可適當避免膠囊電路重置。為了確保正確的資料提取作業，應用了在外部磁場之控制下的內部電源關閉開關。因此，磁鐵532係納入支持/覆蓋部分530中。當支持/覆蓋處於接近位置時，內部開關將處於磁力之影響下，以導致電池從膠囊電路切斷連接。
一般而言，次級線圈係如第2圖所示地於縱向方向230而位於接近膠囊裝置之一端部。其他端部可具有含有如電池或電池組之塊體導電材料的組件，電池或電池組具有導電鐵殼。當膠囊正確停駐於停駐系統中時，正確地參照圖式，如第6A圖所顯示，膠囊裝置將能從停駐系統感應地接收電力。第6A圖說明膠囊裝置610停駐於停駐系統中的剖視圖，停駐系統中僅顯示停駐系統之初級線圈620。次級線圈630係於縱向方向660而位於朝向膠囊裝置之一端部。接近次級線圈630之膠囊裝置的端部係設計作本揭露的「第一端部」。當膠囊裝置停駐在正確方向時，次級線圈630與初級線圈620之間的電磁場係接近地 耦合。膠囊裝置亦包括具有如電池之導電塊體材料650的組件。具有導電塊體材料650的組件通常在縱向方向660而位於朝向膠囊裝置之其它端部，以將由從初級線圈/次級線圈而來之電磁場的影響極小化。具有導電塊體材料650的組件亦在本揭露中縮寫為導電組件。如先前所述，儲存於膠囊裝置內部之擷取影像資料及/或其它感應資料可使用無線電頻率(RF)鏈接或光學鏈接而無線下載。
既然膠囊裝置總是具有對稱設計，操作者可能不慎將膠囊放置成背向停駐系統。在此情況下，正確地參照圖式，如第6B圖所示，當如第6B圖所示之膠囊中的次級線圈630係位於初級線圈之外時，導電組件650係處於初級線圈內或位於接近初級線圈處。以此錯誤方向，膠囊不能得到電力且導電組件將感應性受熱並有造成災害的可能。電池及電池組若達到足夠高的溫度(如攝氏100度)，或溫度可到達導致塑膠熔解及有火災的可能，則電池或電池組可能爆炸。甚至若未達到災害溫度，膠囊可由外部熱源損害，從而甚至在膠囊方向校正後使病患資料無法下載。更有甚者，當膠囊反向，操作者將知道下載未進行(膠囊將不會得到電力)。然而，他/她可能不會得到合理的任何指示。因此，本發明揭露用於偵測膠囊背向放置於停駐系統內之情況的系統及方法。更進一步而言，藉由偵測錯誤之膠囊的方向，本發明可自動致能保護程序，如減少驅動功率、寄送控制訊號給停駐系統的中央處理單元或寄送訊息給可接著將膠囊以正確方向重新插置的操作者。亦可 應用這些保護程序的組合。除了膠囊，金屬物件可能掉落於停駐系統容器內，故該方法亦保護金屬物件過熱。
膠囊方向可使用如光學、近接感應式感測器或相機之各種感測器而感測。然而，對於感測器而言，在初級線圈內或鄰近初級線圈處只有很小或無的空間，且在高磁場之區域中感測器本身能夠導熱。感測器具有可設置在膠囊上方並在鐵氧磁體核心之外(例如蓋體中)的可能。舉例而言，感應式感測器可感測到電池出現在膠囊上半部或不在。然而，此感測器無法偵測金屬物件掉落容器內的表現。任何這樣的光學或感應式感測器亦增加對於系統之成本及複雜度。
依據本發明之較佳的感測方法係偵測由初級線圈中或鄰近初級線圈之導電材料的存在所引起之初級線圈驅動器的狀態改變或多種改變。當初級線圈中或鄰近初級線圈之導電材料的存在發生時，在導電材料中耗散的電力係比通常由感應之次級電壓所於膠囊電子組件中耗散的電力更多。因此，供應給初級線圈之電流將在錯誤條件下較正常條件更高。給予初級驅動器之電流可如第7圖之示範電路中所示地感測，其中，電流感測電路730係耦接在電力供應740與驅動器720之間，以確定流入初級線圈710之驅動器的電流i1。在第7圖中，驅動器720係用以藉由提供如方波、正弦波訊號或三角波之交流電流(AC)而驅動初級線圈710。流入驅動器之電流提供流入初級線圈之交流電流i2之大小的指示。另外也可感測驅動器內的電 流或進入初級線圈的電流。
進入驅動器內之電流通常為DC(直流電流)。感測驅動器內之電流的一手段為設置小電流感測電阻(如2歐姆)於從電源供應器至驅動器的路徑中。額外電路測量跨電阻的電壓。若跨電阻的電壓大於參考電壓，指出錯誤膠囊方向之錯誤訊號係使用偵測/控制模組750而判斷提示，偵測/控制模組750包括如比較器的偵測電路。可選擇地，可使用感應式感測器以感測電流。若輸入處至初級側之電流係針對膠囊方向偵測而使用，AC電流可由感應式感測器或其它用於偵測及測量AC電流的標準手段而偵測。電流感測電路為本技術領域所熟知。因此，不在此贅述電流感測電路之細節。
為了防止或減少可能由錯誤膠囊方向所導致的潛在損壞，可產生控制信號並使用以控制驅動器720。舉例而言，控制信號可觸發驅動電壓的減少。從驅動器來的控制信號可開啟開關、從電源或從初級斷絕連接驅動器、可關閉驅動器或可改變驅動器之狀態以使初級電壓降低。控制信號亦可減少驅動之工作週期以使初級電壓在高(即為額定值)與低(即為零)電壓之間變化，從而減少傳導到導電材料的電力。所有這些方法可在基於偵測/控制電路之硬體中進行，以使這些方法不依賴軟體或韌體的控制。此基於硬體的解決方案將提供高度可靠性。
錯誤信號可亦藉由使用CPU(中央處理單元)760偵測，以提供如第7圖所示的彈性或可程式性。可替 換地，CPU可利用由偵測/控制電路750產生的錯誤信號以提供對驅動器720的控制。CPU可亦提供指示/警告/訊息。可使用指示/警告以視覺警示操作者或用以引起音頻警告。CPU可為基於停駐系統CPU。在此情況下，使用停駐系統CPU以提供須要的控制功能、訊息或指示等。可亦使用獨立的CPU而非使用分享的CPU，以提供須要的控制功能、訊息或指示。當CPU如第7圖所示，可亦使用獨立控制器、微控制器或數位信號處理單元，以提供對驅動器須要的控制信號。CPU可亦關閉驅動器。另外，CPU可亦產生錯誤訊息以送給操作者或產生錯誤信號以警示操作者。訊息可包含顯示在附接於停駐系統之電腦上(例如經由通用串列匯流排(USB))的文件，且訊息可包含顯示在停駐系統本身上的訊息。另外，所須偵測/控制功能可亦使用基於硬體控制電路及CPU之組合而進行，較佳的是使用停駐系統CPU以提供所須控制/警告/指示而非使用分離之CPU，以減少成本。因此，基於硬體之偵測/控制電路可提供高度可靠性，且CPU可提供彈性或可程式性。
在另一實施例中，初級驅動器包括諧振電路。第8A圖說明基於諧振電路之初級驅動器的範例，諧振電路之電容器820與初級線圈810之電感形成諧振電路815。諧振電路具有對應的諧振頻率及品質因數Q(quality factor Q)。信號源825係與諧振電路及電力供應740耦接，以提供具有所選頻率的所須驅動信號。所選頻率通常位於或接近諧振頻率。標準諧振頻率可在50kHz至1000kHz的 範圍內。例如，可選225kHz。
第9圖中，初級電壓係顯示成具有常數驅動電壓之驅動頻率的方程式。曲線910對應正確停駐之膠囊裝置所回應的頻率。初級電壓藉由設定驅動頻率為f dA 而設定為V1=VA的值。若導電材料位於初級線圈內或近於初級線圈(例如在感應式磁場中)，初級諧振之品質因數Q將會減少。此狀況將導致諧振在頻率方面的加寬(如曲線920所說明)及尖峰初級電壓的減少。信號源可以保持VA為目的而選擇驅動頻率f r ，但初級電壓不可超過諧振時的值VB。由於感應式電流，初級諧振電路的負載越大，驅動器的Q值越低，且電壓VB越低。此下降的初級電壓VB將提供對停駐裝置、膠囊裝置或其兩者所須要的保護。針對諧振電路的品質因數Q一般為高(即10或更大)。只要原來的Q為足夠高，那麼由導電組件中之感應熱的功率散失係為諧振電路總損失的顯著部分，而Q的減少將足以充足降低初級電壓，以使感應熱受限於安全等級。
品質因數Q係藉由初級線圈及初級驅動電路中電阻損失的極小化而極大化。在膠囊位在正確方向之下，Q標準上大於10係足以確保電壓的下降以避免加熱危害。然而，依系統設計細節，例如為額定驅動電壓、熱容量、膠囊裝置或可能落入停駐系統容器內之外界異物的熱電阻，低的Q(例如2)可能足夠，或可能要求高的Q(例如20)。作為範例，Q可能在膠囊位於正確方向時為20，且Q可能在膠囊位於不正確方向時為12。當Q在膠囊位於不正 確方向時，初級電壓將由約略2的因數而壓降。
即使如第8圖中說明之示例諧振電路對應串聯的電容器及電感器，電容器及電感器(例如初級線圈)亦可並聯。其它諧振電路組構有可能利用與電容器來源結合之初級感應線圈，及有可能利用感應線圈之其它來源。初級可能為以預定之諧振頻率振盪的振盪電路的一部分，在某種程度上，為初級感應線圈。
在第8A圖之初級諧振電路於膠囊裝置以錯誤方向停駐時提供所須保護以防止可能損壞的情形下，系統能提供錯誤方向之指示或提供額外保護亦為所欲的。另外，在某些情況下，第8A圖中之電路組構可不導致品質因數Q降至足夠低的程度。因此，諧振電路本身可能在膠囊裝置以錯誤方向停駐的情況下無法提供足夠的保護。因此，額外偵測/控制電路850係如第8B圖之範例所顯示地受到含括，其中，初級電壓係由與初級線圈耦接之電壓感測電路840感應。電壓感應電路亦可與在諧振電路之前(例如電容器820左側)的信號源輸出耦接。電壓感應電路可包括至少部分轉換AC電壓為DC電壓的整流器。可使用偵測/控制電路850以偵測電壓改變並產生對其它電路之控制信號以提供所須保護。舉例而言，控制信號可由偵測到所偵測電壓之壓降大於閾值時產生。在此狀況發生時，發出錯誤信號。控制信號可相應關閉信號源825或開啟開關(第8B圖中未顯示)以使初級線圈810從諧振電路815斷路。再者，為了高的系統可靠性，電壓感測電路840及偵測/ 控制電路850使用基於硬體的實行方式，而該基於硬體的實行方式不須軟體或韌體。電壓感測電路840可為信號源825的一部分。舉例而言，信號源可在某種程度上調整頻率以校正信號源之輸出電壓為常數值，且在操作頻率中的偏移可由偵測/控制電路850所偵測。
在另一實施例中，如第8C圖所示地使用驅動電路830以驅動諧振電路。可配置驅動電路830以提供彈性的驅動信號給諧振電路815。舉例而言，可配置驅動電路830以選擇驅動頻率f d ，或在由偵測/控制電路850指示偵測到錯誤方向的情況下提供具有降低電壓之驅動信號。另外，電壓感測器之輸出亦可使用作為針對驅動器的回饋信號，以在正常操作期間控制初級電壓於所欲值中。既然膠囊裝置中之次級電壓係對初級電壓成比例，因此亦可使用感應的電壓以驅動控制信號，從而作為穩定膠囊裝置中電壓的手段而校正初級電壓。舉例而言，藉由調整驅動頻率或改變驅動電壓，可達到以上功能。電壓感測電路840可為驅動器830的一部分。舉例而言，驅動器可在某種程度上調整頻率，以校正驅動器之輸出為一常數，且在操作頻率中的偏移可由偵測/控制電路850所偵測。
亦可針對外部異物偵測或針對感應具有錯誤方向之膠囊而在含括如第8B及8C圖所示之諧振電路的系統中使用電流感應電路。可使用電流感應以替換電壓感應或作為電壓感應的額外部分。當諧振電路Q之改變是小的且VB不小於VA(例如f d 對f r 的改變保護初級電壓不壓 降)，電流感應可較電壓感應更有效。若特指具有大的金屬部分之外部異物意外進入停駐裝置並變成位於初級線圈內或近於初級線圈，則特指具有大的金屬部分之外部異物可引起停駐裝置損壞。電流感應將能偵測當膠囊裝置以正確方向停駐時所將引發之從正常電流所改變的電流。可配置電流感應以感應通過初級線圈810或諧振電路815的電流。當使用驅動電路830時，可配置電流感應電路以感應進入驅動電路830的電流。可使用偵測/控制電路以產生錯誤信號及/或基於感測到之電流的控制信號。
以上描述係表示以使所屬技術領域中具有通常知識者能如特定應用及其要求之上下文中所提供地實行本發明。對於所述實施例之各種修飾將對所屬技術領域中具有通常知識者而言為清楚明白，且本文定義之一般原則可應用於其他實施例。因此，本發明並非意圖限制為所示及所述的特定實施例，而是賦與與本文所揭露之原則及新特徵一致的最廣泛範疇。在上文的詳細描述中，各種詳細說明係為了提供本發明通透了解而說明。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應了解的是本發明可據以實施。
本發明可以其他特定形式實施而不悖離本發明之精神或必要特徵。所述範例將在所有方面僅認為是說明性且非侷限性，因此，本發明之範疇係由所附申請專利範圍所指定而非上文所描述。落入申請專利範圍之等效手段及範圍的所有改變係含括於本申請專利範圍的範疇內。
110‧‧‧膠囊相機
111‧‧‧次級線圈
112a、112b‧‧‧濾波器
115‧‧‧控制電路
116‧‧‧LED(發光二極體)
117‧‧‧電阻
118‧‧‧電池
120‧‧‧停駐系統
121‧‧‧訊號源
122‧‧‧初級線圈
123、126‧‧‧放大器
125‧‧‧光電二極體(PD)
127‧‧‧資料/時脈復原模組

Claims (23)

  1. 一種膠囊內視鏡系統，係包括：膠囊裝置，其中，該膠囊裝置包括：次級線圈；一或複數電池；及膠囊外罩，具有細長形狀且在該膠囊裝置之縱向方向具有第一端部及第二端部，其中，該次級線圈及該一或複數電池係封裝於該膠囊外罩中，且該次級線圈係位於接近該第一端部，而該一或複數電池係位於接近該第二端部；以及停駐裝置，係用於接收從該膠囊裝置來的膠囊資料，並提供感應式電力予該膠囊裝置，其中，該停駐裝置包括：初級線圈，產生交變磁場，其中，該磁場與該次級線圈耦合以於該膠囊裝置以正確方向停駐在該停駐裝置中且對應該次級線圈在該初級線圈內或接近該初級線圈時，無線供應電力予該膠囊裝置；初級驅動電路，與該初級線圈耦接，以提供AC(交流電)信號予該初級線圈，用於產生該交變磁場；及電流感應電路，與該初級驅動電路或該初級線圈耦接，以測量流過該初級驅動電路或初級線圈的初級電流； 且其中，錯誤信號係基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐且對應該一或複數電池在該初級線圈內或接近該初級線圈時的該初級電流而產生。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該電流感應電路耦接的偵測/控制電路，且該錯誤信號係基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，使用該偵測/控制電路的該初級電流而產生。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該偵測/控制電路係配置成提供對於該初級驅動電路的第一控制，以在判斷到該錯誤信號時，防止或減小對於該膠囊裝置、停駐系統或其兩者的損壞。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該第一控制引起該初級驅動電路從該初級線圈或從電源供應的斷路，該電源供應提供電力予該初級線圈，或者，該第一控制引起該初級驅動電路以減少跨該初級線圈之初級電壓或該交流電信號之工作週期。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該第一控制係基於僅使用該偵測/控制電路之該初級電流而產生，且其中，該偵測/控制電路係基於硬體進行而不須使用任何軟體或韌體。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該偵測/控制電路係配置成在判斷到該錯誤信號時，提供警告信號、判斷到該錯誤信號之指示、訊息或其組合。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該錯誤信號係基於僅使用該偵測/控制電路之該初級電流而產生，且其中，該偵測/控制電路係基於硬體進行而不須使用任何軟體或韌體。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該膠囊裝置復包括：歸檔記憶體，儲存由該膠囊裝置所擷取之身體內腔內部的膠囊資料；及無線傳輸器，傳輸該膠囊資料；以及該停駐裝置復包括：無線接收器，接收從該膠囊裝置來的該膠囊資料；其中，該歸檔記憶體及無線傳輸裝置亦封裝於該膠囊外罩中。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該無線傳輸器及該無線接收器係個別對應於光傳輸器及光接收器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該無線傳輸器係位於接近如該次級線圈所處之該膠囊裝置的相同端部。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括中央處理單元(CPU)或控制器，且其中，該錯誤信號係基於當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，使用該中央處理單元或該控制器之該初級電流而產生。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該中央處理單元或該控制器係配置成提供對於該初級驅動電路的第一控制，以在判斷到該錯誤信號時，防止或減小對於該膠囊裝置、停駐系統或其兩者的任何損壞。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該膠囊裝置復包括相機，以擷取身體內腔內部的影像，其中，該相機亦封閉於該膠囊外罩中。
  14. 一種膠囊內視鏡系統，係包括：膠囊裝置，其中，該膠囊裝置包括：次級線圈；一或複數電池；及膠囊外罩，其中，該次級線圈及該一或複數電池係封裝於該膠囊外罩中，且該次級線圈及該一或複數電池係位於接近該膠囊裝置之縱向方向的該膠囊外罩之相反端部；以及停駐裝置，係用於接收從該膠囊裝置來的第一資料，並提供感應式電力予該膠囊裝置，其中，該停駐裝置包括：初級線圈，係產生初級磁場；電容器，係耦接該初級線圈以形成具有諧振頻率及品質因數的諧振電路，且其中，該初級磁場與該次級線圈耦合，以於該膠囊裝置以正確方向停駐在該停駐裝置中且對應該次級線圈在該初 級線圈內或接近該初級線圈時，無線供應電力予該膠囊裝置；其中，該諧振電路之減少的品質因數係由當該膠囊裝置以錯誤方向停駐在該停駐裝置中停駐且對應該一或複數電池在該初級線圈內或接近該初級線圈時的該膠囊裝置所引起；且其中，該減少之品質因數係引起跨該初級線圈之初級電壓減少，以在該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，保護該膠囊裝置、停駐裝置或其二者。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該諧振電路係配置成於該膠囊裝置以正確方向停駐在該停駐裝置中時，引起該品質因數大於或等於六(six6)。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括電壓感測電路，係耦接該初級線圈或諧振電路，以個別測量於該初級線圈或該諧振電路處的第二電壓，且其中，基於該第二電壓所得到之控制信號係使用以在該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，提供進一步保護予該膠囊裝置、停駐裝置或其二者。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該諧振電路耦接的初級驅動電路，其中，該控制信號引起該初級驅動電路從該初級線圈或從電源供應的斷路，該電源供應提供電力予該初級驅動電路。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該諧振電路耦接的初級驅動電路，其中，該控制信號引起該初級驅動電路提供具有減少電壓的第一驅動信號予該諧振電路，或提供具有從該諧振頻率遠離之驅動頻率的第二驅動信號。
  19. 一種膠囊內視鏡系統，係包括：膠囊裝置，其中，該膠囊裝置包括：次級線圈；一或複數電池；及膠囊外罩，其中，該次級線圈及該一或複數電池係封裝於該膠囊外罩中，且該次級線圈及該一或複數電池係位於接近該膠囊裝置之縱向方向的該膠囊外罩之相反端部；以及停駐裝置，係用於接收從該膠囊裝置來的第一資料，並提供感應式電力予該膠囊裝置，其中，該停駐裝置包括：初級線圈，係產生初級磁場；電容器，係耦接該初級線圈以形成具有諧振頻率及品質因數的諧振電路；及電壓感測電路，係耦接該初級線圈或該諧振電路以個別於該初級線圈或該諧振電路處測量第二電壓；其中，該初級磁場與該次級線圈耦合以於該膠囊裝置，以正確方向停駐在該停駐裝置中且對應該次級線 圈在該初級線圈內或接近該初級線圈時，無線供應電力予該膠囊裝置；且其中，該諧振電路之減少的品質因數係由當該膠囊裝置以錯誤方向停駐且對應該一或複數電池在該初級線圈內或接近該初級線圈時的該膠囊裝置所引起；又其中，錯誤信號係基於在該膠囊裝置以錯誤方向停駐時的該第二電壓而產生。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該電壓感測電路耦接的偵測/控制電路，以當該膠囊裝置以錯誤方向停駐時，產生該錯誤信號。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該諧振電路及該偵測/控制電路耦接的初級驅動電路，其中，該諧振電路配置成在判斷到該錯誤信號時，提供控制信號，且其中，當判斷到該錯誤信號時，該控制信號引起該初級驅動電路從該初級線圈或從電源供應的斷路，該電源供應提供電力予該初級線圈。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該停駐裝置復包括與該諧振電路及該偵測/控制電路耦接的初級驅動電路，其中，該偵測/控制電路配置成在判斷到該錯誤信號時，提供控制信號，且其中，該控制信號引起該初級驅動電路提供具有減少電壓的第一驅動信號予該諧振電路，或提供具有從該諧振頻率遠離之驅動頻率的第二驅動信號。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之膠囊內視鏡系統，其中，該錯誤信號係基於僅使用該偵測/控制電路之該第二電壓而產生，其中，該偵測/控制電路使用基於硬體的實施而不須使用任何軟體或韌體。
TW103133461A 2012-05-19 2014-09-26 膠囊內視鏡系統 TWI592129B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261649238P 2012-05-19 2012-05-19
US14/341,702 US10010241B2 (en) 2012-05-19 2014-07-25 Capsule orientation detection for capsule docking system with inductive power drive circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201603771A true TW201603771A (zh) 2016-02-01
TWI592129B TWI592129B (zh) 2017-07-21

Family

ID=49624245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103133461A TWI592129B (zh) 2012-05-19 2014-09-26 膠囊內視鏡系統

Country Status (6)

Country Link
US (7) US20150141752A1 (zh)
EP (1) EP2849627B1 (zh)
JP (3) JP6177315B2 (zh)
CN (1) CN104363818B (zh)
TW (1) TWI592129B (zh)
WO (1) WO2013176861A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2816946B1 (en) * 2012-02-24 2017-09-27 Capso Vision, Inc. Power source control for medical capsules
US20140051924A1 (en) * 2012-08-16 2014-02-20 Capso Vision, Inc In Vivo Capsule Device with Electrodes
JP6106142B2 (ja) * 2014-09-29 2017-03-29 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、内視鏡、および内視鏡用コネクタ
CN107148644B (zh) * 2014-10-30 2020-04-03 富士胶片株式会社 传感器设备及传感器系统
JP6104470B2 (ja) * 2014-12-19 2017-03-29 オリンパス株式会社 カプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡システム
JP6348854B2 (ja) * 2015-02-03 2018-06-27 富士フイルム株式会社 内視鏡用プロセッサ装置、内視鏡システム及び内視鏡システムの非接触給電方法
WO2016157603A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 オリンパス株式会社 カプセル型内視鏡保持装置
US20160341573A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Qualcomm Incorporated Integration of solenoid positioning antennas in wireless inductive charging power applications
TWI632757B (zh) * 2015-09-30 2018-08-11 美商蘋果公司 用於磁性充電及光學資料轉換之設備
US11558538B2 (en) 2016-03-18 2023-01-17 Opkix, Inc. Portable camera system
US10057672B2 (en) * 2016-10-04 2018-08-21 Nxp B.V. Optical communication interface
US20180249094A1 (en) * 2017-02-27 2018-08-30 Opkix, Inc Wireless Camera System
JP2019150466A (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療機器
EP3831094A4 (en) 2018-07-31 2022-06-15 Earlens Corporation INDUCTIVE COUPLING COIL STRUCTURE IN A CONTACT HEARING SYSTEM
WO2020102237A1 (en) 2018-11-13 2020-05-22 Opkix, Inc. Wearable mounts for portable camera
DE212020000509U1 (de) * 2019-01-14 2021-08-25 Analog Devices International Unlimited Company Multisensorvorrichtung zur Gesundheitsüberwachung
EP3795264A1 (en) * 2019-09-19 2021-03-24 Koninklijke Philips N.V. Method and system for protecting a surface against biofouling
US20220338314A1 (en) * 2019-10-08 2022-10-20 BSH Hausgeräte GmbH Induction energy transmission system
KR20220155262A (ko) * 2020-01-06 2022-11-22 아이라, 인크. 다중 코일 무선 충전기의 스윙 코일
KR102473888B1 (ko) * 2020-12-22 2022-12-06 주식회사 인트로메딕 캡슐형 내시경의 진단시스템
CN115054187B (zh) * 2022-06-14 2023-01-03 北京大学深圳医院 带有缺电备用电源自启的密封式磁控胶囊及方法

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6141114A (ja) * 1984-07-31 1986-02-27 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像素子使用の内視鏡用光源装置
IL132944A (en) * 1999-11-15 2009-05-04 Arkady Glukhovsky Method for running a photo collection process
US8428685B2 (en) * 2001-09-05 2013-04-23 Given Imaging Ltd. System and method for magnetically maneuvering an in vivo device
JP4754743B2 (ja) * 2001-09-18 2011-08-24 オリンパス株式会社 内視鏡装置
US8038602B2 (en) * 2001-10-19 2011-10-18 Visionscope Llc Portable imaging system employing a miniature endoscope
US20040254455A1 (en) * 2002-05-15 2004-12-16 Iddan Gavriel J. Magneic switch for use in a system that includes an in-vivo device, and method of use thereof
JP4231707B2 (ja) * 2003-02-25 2009-03-04 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置
JP4451217B2 (ja) * 2004-06-01 2010-04-14 オリンパス株式会社 カプセル型通信システム、カプセル型医療装置及び生体情報受信装置
JP4520126B2 (ja) * 2003-09-29 2010-08-04 オリンパス株式会社 カプセル型医療装置システム
JP4009581B2 (ja) * 2003-11-18 2007-11-14 オリンパス株式会社 カプセル型医療システム
JP2005192821A (ja) * 2004-01-07 2005-07-21 Olympus Corp カプセル型医療装置
EP1707102B1 (en) * 2004-01-19 2010-05-05 Olympus Corporation Capsule type medical treatment device
EP2572626B1 (en) * 2004-01-19 2016-03-23 Olympus Corporation Capsule type endoscope
JP4611034B2 (ja) * 2005-01-05 2011-01-12 オリンパス株式会社 被検体内情報取得装置の収容ケース
JP4611033B2 (ja) * 2005-01-05 2011-01-12 オリンパス株式会社 被検体内情報取得装置の収容ケース
JP4546278B2 (ja) * 2005-02-16 2010-09-15 オリンパス株式会社 カプセル型内視鏡用電源スターター
US8790248B2 (en) * 2005-07-20 2014-07-29 Olympus Medical Systems Corp. Indwelling apparatus for body cavity introducing device and body cavity introducing device placing system
US7983458B2 (en) * 2005-09-20 2011-07-19 Capso Vision, Inc. In vivo autonomous camera with on-board data storage or digital wireless transmission in regulatory approved band
CN101282677B (zh) * 2005-10-05 2010-07-28 奥林巴斯医疗株式会社 胶囊式医疗装置、其引导系统和引导方法、及被检体内插入装置
US8224447B2 (en) * 2005-11-30 2012-07-17 Medtronic, Inc. Medical device packaging system
WO2007074883A1 (ja) * 2005-12-27 2007-07-05 Olympus Medical Systems Corp. 医療装置用収納装置と、廃棄装置と、医療装置の使用方法
US8169185B2 (en) * 2006-01-31 2012-05-01 Mojo Mobility, Inc. System and method for inductive charging of portable devices
JP4890953B2 (ja) * 2006-06-13 2012-03-07 オリンパス株式会社 カプセル内視鏡システム
US8128560B2 (en) * 2006-10-31 2012-03-06 Olympus Medical Systems Corp. Power-supply starter apparatus for capsule-type medical device, start method of capsule-type medical device, and stop method of power supply for capsule-type medical device
JP5331307B2 (ja) * 2007-01-24 2013-10-30 オリンパス株式会社 カプセル内視鏡、及びカプセル内視鏡システム
US8706208B2 (en) * 2007-03-24 2014-04-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Passive wireless gastroesophageal sensor
JP5248804B2 (ja) * 2007-04-20 2013-07-31 オリンパス株式会社 超短光パルスの光ファイバ伝送装置、およびこれを有する光学システム
JP2009060925A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Hoya Corp カプセル型医療機器
JP5096090B2 (ja) * 2007-09-19 2012-12-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 生体内画像受信装置および生体内画像取得システム
US8406490B2 (en) * 2008-04-30 2013-03-26 Given Imaging Ltd. System and methods for determination of procedure termination
US8636653B2 (en) * 2008-06-09 2014-01-28 Capso Vision, Inc. In vivo camera with multiple sources to illuminate tissue at different distances
US8323040B2 (en) * 2008-09-05 2012-12-04 Apple Inc. Docking station with moveable connector for hand-held electronic device
US9459415B2 (en) * 2008-11-18 2016-10-04 Stryker Corporation Endoscopic LED light source having a feedback control system
CN102215733B (zh) * 2008-11-18 2014-06-18 奥林巴斯株式会社 胶囊型医疗装置、供电装置以及供电系统
JP2010240144A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Olympus Corp 体内観察システム
US8300091B2 (en) * 2009-04-25 2012-10-30 Capso Vision Inc. Multiple capsule camera apparatus and methods for using the same
US7931149B2 (en) * 2009-05-27 2011-04-26 Given Imaging Ltd. System for storing and activating an in vivo imaging capsule
JP2011039111A (ja) 2009-08-06 2011-02-24 Canon Inc 画像表示装置及びその制御方法
JP5277321B2 (ja) * 2009-11-19 2013-08-28 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 カプセル型医療装置用電源スターター
JP5337013B2 (ja) * 2009-12-18 2013-11-06 オリンパス株式会社 起動制御信号送信装置
JP2011139796A (ja) * 2010-01-07 2011-07-21 Hoya Corp カプセル内視鏡、カプセル内視鏡用クレードル、およびカプセル内視鏡用データ通信システム
JP5620121B2 (ja) * 2010-02-24 2014-11-05 オリンパス株式会社 生体情報取得システム
JP4981193B2 (ja) * 2010-04-05 2012-07-18 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 カプセル型医療装置のパッケージ
WO2012006454A2 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 Therasyn Sensors, Inc. A device and method for continuous chemical sensing
JP5534202B2 (ja) * 2010-07-07 2014-06-25 ソニー株式会社 送受信システム
IT1401667B1 (it) * 2010-08-30 2013-08-02 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfez Capsula ingeribile per l'insufflazione del tratto gastrointestinale.
US8585413B2 (en) * 2011-05-18 2013-11-19 Sandia Corporation Rotary electrical contact device and method for providing current to and/or from a rotating member

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015522313A (ja) 2015-08-06
EP2849627A4 (en) 2016-07-13
US20190239721A1 (en) 2019-08-08
TWI592129B (zh) 2017-07-21
JP2017144275A (ja) 2017-08-24
US20140364688A1 (en) 2014-12-11
US10159400B2 (en) 2018-12-25
US20190239719A1 (en) 2019-08-08
US10010241B2 (en) 2018-07-03
EP2849627A1 (en) 2015-03-25
JP6177315B2 (ja) 2017-08-09
US10869594B2 (en) 2020-12-22
US20150141752A1 (en) 2015-05-21
JP2017153976A (ja) 2017-09-07
US10881282B2 (en) 2021-01-05
WO2013176861A1 (en) 2013-11-28
US10602913B2 (en) 2020-03-31
EP2849627B1 (en) 2020-07-08
US20190239720A1 (en) 2019-08-08
CN104363818A (zh) 2015-02-18
US20180249890A1 (en) 2018-09-06
US20140323804A1 (en) 2014-10-30
CN104363818B (zh) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI592129B (zh) 膠囊內視鏡系統
JP6499662B2 (ja) 磁気共鳴イメージングシステムにおいて高品質の光学画像を得るための装置
US7604591B2 (en) Capsule medical apparatus
US20130331649A1 (en) Magnetically maneuverable in-vivo device
JP6244452B2 (ja) 電子内視鏡装置
JP2011518602A (ja) ワイヤレスで電力供給される医療機器および装置
JPWO2016098818A1 (ja) カプセル内視鏡及びカプセル内視鏡検査方法並びにカプセル内視鏡検査装置
JP6971613B2 (ja) 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラム
JP2008119053A (ja) カプセル型内視鏡
CN104883952A (zh) 启动装置
JP2015188520A (ja) 電子内視鏡及び電子内視鏡装置
CN110829552A (zh) 无线充电系统、充电线缆、电子设备及其无线充电方法
KR100869229B1 (ko) 내시경용 마이크로캡슐의 무선 전력전달 시스템 및 무선전력전달 시스템으로부터 전력을 공급받는 내시경용마이크로캡슐
JP6701590B2 (ja) カプセル型内視鏡及びカプセル型内視鏡の駆動システム
US20150346752A1 (en) Combination power source for instrumented sensor subsystems
JP2009148552A (ja) 無線観測装置及び内視鏡システム
JP2006320381A (ja) 電子内視鏡装置