TWM454821U - 熱影像膠囊內視鏡裝置 - Google Patents

Description

熱影像膠囊內視鏡裝置

本創作係為一種熱影像膠囊內視鏡裝置，特別是一種可於活體內消化道系統擷取熱影像並儲存影像資訊之熱影像膠囊內視鏡裝置。

早在1795年起，就有許多醫學前輩開始進行消化道的檢查，而後為了改善檢查的便利性，遂有了內視鏡的構想及創作，其於檢查時，係利用一軟性管插入所要檢查的器官內，例如胃內視鏡。從冷光光源所傳送來的光線可以將器官內部照亮，然後管子末端所鑲嵌的光感測晶片可以很清晰的將影像訊號傳送回機器，於螢幕上顯現出來；然而，上述之技術手段於人體之小腸段無法用內視鏡檢查到，且傳統式的內視鏡如果長度太長，操控將比較困難，病患也隨之得承受較大的痛苦。

而隨著科技的進步，遂發展出利用生物無線遙測的技術，捨棄先前的有線傳輸，再從體積和使用方式上解決前述管形內視鏡的缺點。

近年更因為省電且微型化的光感測晶片及無線發射裝置的創作，使得輕薄短小的膠囊內視系統得以誕生，該膠囊內視系統主要分為兩部分，體內與體外，體內為一膠囊外殼所包覆的可見光波段影像感測器，並透過無線射頻即時的將腸道的影像傳輸到體外的接收裝置，體外接收裝置 裝設數個無線電接收天線，並將所接受到的訊號儲存在一部攜帶型的接收器內以供轉換成影像使用，於是膠囊內視系統將忠實的紀錄它在肚子裡所攝影到的一切畫面，再隨著排泄離開體內，以完成檢查動作，如此病人在檢查使用上相當方便，且可免去利用管子侵入式地進入體內而造成不適與痛苦。

然而，現有之使用可見光技術之膠囊內視鏡裝置需配置一發光裝置，發光裝置係用以於活體內部提供光源，使膠囊內視鏡得以拍攝到活體內部之影像。然而發光裝置必須靠膠囊內視鏡裝置之電池供電，如此一來，會使得電池的電力加速消耗。

此外，目前使用可見光影像之內視鏡攝影，係適合用於觀察腸壁外觀具有異常之病變，例如息肉或腫瘤。然而，並不是所有病變都會造成異常的外觀，例如早期癌細胞的外觀可能會和正常的細胞的外觀一樣，因此使用可見光影像之內視鏡攝影無法用於檢測此類病變，而使得病患耽誤早期診療的時機。

因此，有必要提供一種新的內視鏡裝置，其可提供新穎的影像訊息。

本創作之主要目的係在提供一種熱影像膠囊內視鏡裝置，其可於活體內擷取熱影像並儲存影像資訊。

為達成上述之目的，本創作之一種熱影像膠囊內視鏡裝置，包括一膠囊殼體、一控制單元、一電池組、一紅外線感應晶片和一存儲單元。膠囊殼體包括一容置空間、一取像口和一透鏡，透鏡之位置對應取像口。控制單元位於容置空間。電池組電性連結控制單元。紅外線感應晶片位於容置空間，紅外線感應晶片之位置對應取像口和透鏡，紅外線感應晶片電性連結控制單元。存儲單元位於容置空間，並電性連結控制單元。

在本創作之一實施例中，熱影像膠囊內視鏡裝置更包括一傳輸介面，其設置於膠囊殼體，並電性連結控制單元。

在本創作之一實施例中，熱影像膠囊內視鏡裝置更包括一無線傳輸模組，位於該容置空間，並電性連結該控制單元。

由於本創作構造新穎，能提供產業上利用，且確有增進功效，故依法申請新型專利。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本創作之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下請一併參考圖1和圖2關於本創作依據第一實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置。圖1係依據本創作之第一實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置之示意圖；圖2係依據本創作之第一實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置連結終端主機之 示意圖。

如圖1所示，在本創作之第一實施例中，本創作之熱影像膠囊內視鏡裝置1係用以拍攝活體內消化道系統的紅外線熱影像，特別是人體體溫附近的紅外線波段，其黑體輻射波長為10um左右。熱影像膠囊內視鏡裝置1包括一膠囊殼體10、一控制單元20、一電池組30、一紅外線感應晶片50(Infrared Sensor Chip)、一存儲單元60以及一傳輸介面70。

在本創作之第一實施例中，前述之膠囊殼體10係由抗酸鹼材料製成，例如聚乙烯(Polyethylene)等。其包括一容置空間13、一取像口11和一透鏡12。為了供紅外線穿透，取像口11為一透明光學圓頂結構，用以供紅外線穿透取像口11而進入膠囊殼體10內部，同時為了滿足生物相容性，取像口11之材料可以是藍寶石(sapphire)或者是其他高分子材料以供本創作紅外線波段的穿透。透鏡12之位置對應於取像口11之內側，透鏡12係用以將射入取像口11之光線聚焦投射給紅外線感應晶片50。在本實施例中，該透鏡12之材料可以為鍺或者矽或者其他可以穿透8~12um波段的材料，為了控制其光學品質，更可以在該透鏡材料上製作一光通濾波器(band pass filter)。然而，本創作之膠囊殼體10之材質並不以上述為限，其可為其他具有抗酸鹼腐蝕功效之材質，取像口11和透鏡12之材料與結構亦不以上述為限。

前述之控制單元20位於膠囊殼體10之容置空間13，控制單元20為一具有控制IC之電子裝置，以供控制本創 作各相對元件之運作，譬如控制紅外線感應晶片50擷取影像、控制存儲單元60儲存影像，或是控制傳輸介面70傳輸資料；但本創作之控制單元20並不以具有控制IC之電子裝置為限。前述之電池組30位於膠囊殼體10之容置空間13，並電性連結控制單元20。電池組30係用以提供本創作內部各電子組件運作時所需的電源。

前述之紅外線感應晶片50位於膠囊殼體10之容置空間13，並且紅外線感應晶片50之位置對應取像口11和取像口11後之透鏡12。在本創作中，紅外線感應晶片50包括一紅外線感測元件52，紅外線感測元件52之位置對應透鏡12，且紅外線感測元件52電性連結控制單元20，紅外線感測元件52係用以接收透鏡12聚焦之紅外線影像，並使光影像訊號轉變為電訊號。在本實施例中，符合人體輻射之波長的紅外線(8~12μm)被紅外線感應晶片50吸收，但本創作之設計並不以此為限。在本創作中，紅外線感測元件52係為一感測元陣列元件，以感測紅外線並提供一紅外線熱像；由於本系統需要相當省電的機制，所以感測元陣列元件主要是以熱電堆(thermopile)為感測，其特色為感測元陣列元件本身不耗電，且不需要複雜且耗電的溫度補償機制；然而本創作之紅外線感測元件52並不以此為限，其他非冷卻型的紅外線感測器(例如輻射熱計，bolometer)也可以做為紅外線感測元件52。當符合人體輻射之波長的紅外線經透鏡12聚焦投射至紅外線感應晶片50後，紅外線會被透過控制單元20驅動之紅外線感測元件52接收，而紅外線感測元件52會將接收之紅外線訊號 轉變為電訊號，並傳輸給控制單元20，然而本創作之設計並不以此為限。

前述之存儲單元60位於膠囊殼體10之容置空間13。在本創作中，存儲單元60係一大容量之記憶體儲存裝置，其透過一資料匯流排(DATA BUS)介面的方式連接於控制單元20，並以直接記憶存取(DMA，Direct Memory Access)技術與紅外線感應晶片50作資訊傳輸交流，但本創作並不以上述為限；藉此，當紅外線感應晶片50得到影像資訊後，可不需經過控制單元20作任何運算處理，而以並列匯流排方式直接寫錄到存儲單元60內。直接記憶存取技術的寫錄時間非常短，可在很短的時間內以非常高的速度傳輸存取同一活體部位之不同層影像並大幅提高影像擷取資訊量，甚至可用以高精密度之影像擷取以大幅提高每秒儲存拍攝的影像幅數以及解析度；由於控制單元20未對資訊進行運算儲存之動作，因此消耗功率和耗電量非常低且影像不會失真。然而，上述所提及之直接記憶存取技術為一電子資訊領域中已廣泛運用之現有技術，應為該技術領域中具有通常知識者所能輕易理解並應用，故不於說明書中對其細節多加贅述。

如圖1和圖2所示，在本創作之一實施例中，前述之傳輸介面70位於膠囊殼體10上，且電性連接於控制單元20。傳輸介面70係用以將存儲單元60之記憶體儲存資料輸出到連接端之終端主機100。當傳輸介面70連接一終端主機100後，透過傳輸介面70，可將存儲單元60內所存取的影像資料快速傳輸至終端主機100，並且傳輸介面70 也能作為一提供裝置電力的電源介面。

當本創作之熱影像膠囊內視鏡裝置1於實際應用時，或可置於一活體中實施，在本實施例中，活體例如為人體，但本創作並不以此為限，其亦可為寵物等動物之身體。當熱影像膠囊內視鏡裝置1置於一人體內部時(例如使用者吞嚥熱影像膠囊內視鏡裝置1，使熱影像膠囊內視鏡裝置1位於消化道)，控制單元20之控制邏輯可直接要求紅外線感應晶片50取像；由於人體內部構造具有體溫而會散發紅外線，因此人體內部所散發之紅外線會經由取像口11進入膠囊殼體10，再經由透鏡12而投射至紅外線感應晶片50，進而使紅外線感應晶片50取得成像之圖像資訊。由於病變之人體內部構造，會和正常的內部構造具有不同的溫度(例如具有癌症病變的器官之溫度，會低於正常的器官之溫度)，因此藉由本創作之熱影像膠囊內視鏡裝置1，將可以依據溫度的差異而檢測活體內是否患有病變。而於本創作之熱影像膠囊內視鏡裝置1隨排泄物排出人體並經過清潔後，可藉由將終端主機100連接到本創作之傳輸介面70，以將存儲單元60內所攝取的影像資料快速傳輸至終端主機100，由終端主機100顯示處理，而後獲得大量之人體內部之溫度影像，而如此豐富的影像訊息，可確實地提供醫務人員人體內部資訊以茲其識別病兆。

以下請一併參考圖3和圖4關於本創作依據第二實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置。圖3係依據本創作之第二實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置之示意圖；圖4係依據本創作之第二實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置無線連結終端主 機之示意圖。

如圖3和圖4所示，第二實施例和第一實施例之差別在於，在第二實施例中，熱影像膠囊內視鏡裝置1不具有傳輸介面70和存儲單元60，且熱影像膠囊內視鏡裝置1更包括一無線傳輸模組80。無線傳輸模組80位於容置空間13，並電性連結控制單元20；當紅外線感應晶片50拍攝了熱影像後，熱影像會被傳輸至無線傳輸模組80。在本實施例中，使用者身上背負至少一無線接收模組90，該至少一無線接收模組90係設置於接近活體之消化道的位置，以便與活體之消化道內之熱影像膠囊內視鏡裝置1無線連接；然而無線接收模組90之數量和位置並不以上述為限。無線傳輸模組80以無線傳輸方式輸出紅外線感應晶片50之影像資料到無線接收模組90。如此一來，當熱影像膠囊內視鏡裝置1置於一人體內部時，即可藉由無線接收模組90即時接收無線傳輸模組80傳送之人體內部之熱影像；最後再將無線接收模組90接收之熱影像輸入到終端主機100，以作為醫療檢查之資料。然而本創作之設計並不以此為限。

同時，圖1或圖3所示之本創作之熱影像膠囊內視鏡裝置，其取像口11，透鏡12及紅外線感應晶片50的位置，並不限制於膠囊之前或後端，凡滿足於可以製造及光學品質的任何位置皆可以是本創作的範圍，例如設置於膠囊的側邊。

綜上所陳，本創作無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察， 早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧熱影像膠囊內視鏡裝置

10‧‧‧膠囊殼體

11‧‧‧取像口

12‧‧‧透鏡

13‧‧‧容置空間

20‧‧‧控制單元

30‧‧‧電池組

50‧‧‧紅外線感應晶片

52‧‧‧紅外線感測元件

60‧‧‧存儲單元

70‧‧‧傳輸介面

80‧‧‧無線傳輸模組

90‧‧‧無線接收模組

100‧‧‧終端主機

圖1係依據本創作之第一實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置之示意圖。

圖2係依據本創作之第一實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置連結終端主機之示意圖。

圖3係依據本創作之第二實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置之示意圖。

圖4係依據本創作之第二實施例之熱影像膠囊內視鏡裝置無線連結無線接收模組之示意圖。

1‧‧‧熱影像膠囊內視鏡裝置

10‧‧‧膠囊殼體

11‧‧‧取像口

12‧‧‧透鏡

13‧‧‧容置空間

20‧‧‧控制單元

30‧‧‧電池組

50‧‧‧紅外線感應晶片

52‧‧‧紅外線感測元件

60‧‧‧存儲單元

70‧‧‧傳輸介面

Claims (10)

1. 一種熱影像膠囊內視鏡裝置，包括：一膠囊殼體，包括一容置空間、一取像口和一透鏡，該透鏡之位置對應該取像口；一控制單元，位於該容置空間；一電池組，位於該容置空間，並電性連結該控制單元；以及一紅外線感應晶片，位於該容置空間，該紅外線感應晶片之位置對應該取像口和該透鏡，該紅外線感應晶片包括一紅外線感測元件，該紅外線感測元件之位置對應該透鏡，且該紅外線感測元件電性連結該控制單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，更包括一存儲單元，位於該容置空間，並電性連結該控制單元。
3. 如申請專利範圍第2項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，更包括一傳輸介面，該傳輸介面設置於該膠囊殼體，並電性連結該控制單元。
4. 如專利申請範圍第3項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，該傳輸介面係用以將該存儲單元之儲存資料輸出到一外部之終端主機，並且該傳輸介面也能作為一提供裝置電力的電源介面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，更包括一無線傳輸模組，該無線傳輸模組位於該容置空間，並電性連結該控制單元。
6. 如申請專利範圍第2項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，其中該存儲單元係透過該控制單元以直接記憶存取(DMA，Direct Memory Access)技術與該紅外線感應晶片作資訊傳輸。
7. 如申請專利範圍第1項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，其中該取像口為一透明光學圓頂結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，其中該取像口係由可穿透紅外線波段的藍寶石(sapphire)或者是高分子材料製成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，其中該紅外線感測元件係為一感測元陣列元件，該感測元陣列元件是以熱電堆(thermopile)方式以進行感測。
10. 如申請專利範圍第2項所述之熱影像膠囊內視鏡裝置，其中該存儲單元係透過一資料匯流排(DATA BUS)介面的方式連接於該控制單元。