專利名稱：立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過口服進入胃腸道進行觀察的智能膠囊消化道無線內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)：
在膠囊內(nèi)窺鏡的檢查中，對于發(fā)現(xiàn)消化道中的突起部分，例如腸道息肉肉、腫瘤、Crohn氏癥等有著非常重要的意義?，F(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)窺鏡，例如以色列GI公司膠囊內(nèi)鏡所拍攝的照片，都是二維的平面照片，對發(fā)現(xiàn)消化道內(nèi)的突起部分存在局限性；日本NORIKA系統(tǒng)公司開發(fā)的無線供電可控式膠囊內(nèi)視鏡系統(tǒng)，采用調(diào)節(jié)鏡頭兩側(cè)的LED的亮度和改變鏡頭的焦距，實現(xiàn)對消化道中突起部位的檢查，但是該方法同樣要求醫(yī)生必須在約10小時檢查過程中認(rèn)真觀察和對體內(nèi)的膠囊內(nèi)鏡實時控制，患者也必須在約10小時的過程中配合醫(yī)生進行檢查，系統(tǒng)操作過程十分復(fù)雜。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，特別有利于實現(xiàn)對消化道內(nèi)的突起部分進行拍攝、存儲、無線發(fā)送。
根據(jù)三維圖像的攝取功能的實現(xiàn)原理，當(dāng)雙眼注視一物體時，物體同時在兩側(cè)視網(wǎng)膜上成像。若兩眼的眼位處于對稱狀態(tài)，此像即投照于兩側(cè)視網(wǎng)膜的對應(yīng)點上。兩側(cè)眼的視信號到達枕葉皮質(zhì)，經(jīng)過綜合處理，兩側(cè)視像即在意識中融合而成為一個像。由于物體發(fā)出的光，投照入兩眼瞳孔時，光束間存在著交角，遠處點構(gòu)成的交角較小，近處點構(gòu)成的交角較大，兩眼的物像雖得到“融合”，實際上還是存有差別，視中樞即根據(jù)交角的大小和兩側(cè)眼傳送來的略有差別的像，得到立體感。
根據(jù)上述原理，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的，即一種立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，包括與殼體連接的光學(xué)透明前蓋、安裝在殼體內(nèi)的LED照明陣列、光學(xué)部分、照相模塊、磁控電源開關(guān)模塊、射頻收發(fā)模塊、微處理器、天線及電池；其特征是具有一對光學(xué)部分和照相模塊，每個照相模塊包括圖像傳感器、彩色處理器、實時圖像壓縮編碼器和接口電路；其中圖像傳感器將信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號連接至彩色處理器進行顏色處理，經(jīng)過圖像壓縮編碼器壓縮后由接口電路的UART或I2C端口與微處理器連接，再經(jīng)微處理器與射頻收發(fā)模塊連接，由射頻收發(fā)模塊通過天線向體外發(fā)送信息，并通過射頻收發(fā)模塊接收控制指令，并通過微處理器對接受的指令進行處理后由I/O口連接LED照明陣列、圖象傳感器及射頻收發(fā)模塊的工作方式及工作狀態(tài)控制端。
本發(fā)明由于所述結(jié)構(gòu)而較平面成像技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。這是因為光線照射到物體后，就會產(chǎn)生散射光。而人類則通過多視點確認(rèn)這種散射光，比如用雙眼或者移動視點來看，以此確認(rèn)物體位置，并產(chǎn)生立體感。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為本發(fā)明的膠囊前視圖；附圖3為本發(fā)明的實施例的電路原理圖；附圖4為本發(fā)明照相模塊電路原理圖；
附圖5為本發(fā)明磁控電源開關(guān)模塊的電路原理圖。
參見附圖附圖中光學(xué)部分包括遮光罩、紅外及紅光過濾膜、微透鏡和鏡頭架，所述照相模塊包括圖象傳感器、彩色處理器、實時圖像壓縮編碼器、接口電路；圖像傳感器完成將外部的景物通過圖像陣列成像，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換；并將數(shù)字信號送入彩色處理器通完成重構(gòu)和較正算法，將其轉(zhuǎn)換成RGB或YUYV數(shù)據(jù)；圖像壓縮編碼器可將YUV4∶2∶2數(shù)據(jù)壓縮成JPEG數(shù)據(jù)，并保存在其中的RAM內(nèi)；接口電路包括UART和I2C兩種接口，可將內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)通過協(xié)議傳送，也可接收必須的控制及配置數(shù)據(jù)。在實施例中圖像傳感器可以采用CMOS或者CCD圖像傳感器，如ST生產(chǎn)的VS6552圖像傳感器，實時圖像壓縮編碼器可以采用通用集成電路，微處理器可以采用MSP340系列芯片核心構(gòu)成；射頻收發(fā)模塊可以采用MK70110。所述彩色處理器可以由封裝在微處理器中的軟件實現(xiàn)。
上述結(jié)構(gòu)中，微處理器通過UART和I2C兩種接口與照相模塊連接，照相模塊在微處理器的控制下分時工作，當(dāng)微處理器發(fā)出照相指令時，LED照明陣列處于工作狀態(tài)，將被攝物體充分照明，照相傳感器同時處于工作狀態(tài)，而其它部分處于待機狀態(tài)；當(dāng)完成拍照過程后，微處理器檢測到照相模塊的工作狀態(tài)后，發(fā)出指令使圖象傳感器處于待機狀態(tài)，彩色處理器處于工作狀態(tài)，當(dāng)彩色處理器完成彩色處理后，微處理器再次發(fā)出指令使圖像壓縮編碼器處于工作狀態(tài)，而其他部分處于待機狀態(tài)，完成對圖象壓縮編碼后即完成一個拍照周期。
本發(fā)明智能膠囊消化道內(nèi)窺鏡的三維圖像的攝取功能是通過在外殼軸心的兩側(cè)安裝兩組光學(xué)部分A和照相模塊，物體通過兩組對稱的照相模塊成像，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，信號和顏色處理，經(jīng)過壓縮后由射頻收發(fā)模塊將兩組照相模塊拍攝的圖像發(fā)射出去；受檢者佩帶的圖像記錄和智能膠囊控制儀通過與之相連接的天線陣接收智能膠囊發(fā)射的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解調(diào)提取出圖像數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)存儲在圖像記錄和智能膠囊控制儀中的外存儲器存儲卡中，外存儲器存儲卡可以是CF卡、CF卡II兼容的微型硬盤、或者其它兼容的存儲器。影像工作站通過存儲卡讀出器將存儲卡中存儲的圖像數(shù)據(jù)讀入計算機的硬盤中，影像工作站軟件對智能膠囊的兩組照相模塊拍攝的圖像數(shù)據(jù)進行綜合處理，得到三維立體圖像。該技術(shù)的具體地實現(xiàn)方式影像工作站的顯示系統(tǒng)由兩個高分辨率LCD頭盔式微顯示屏組成，每個屏幕對應(yīng)于用戶的一只眼睛，從而實現(xiàn)3D顯示的效果。采用該方法的立體顯示系統(tǒng)具有與人類自然視覺特性相當(dāng)?shù)牧Ⅲw效果。
參見附圖4，本發(fā)明的磁控電源開關(guān)模塊包括磁控開關(guān)S1、場效應(yīng)管Q1，當(dāng)S1閉合時，VGS為0小于場效應(yīng)管的開啟閾值電壓，故場效應(yīng)管Q1處于關(guān)閉狀態(tài)，場效應(yīng)管Q1隔斷電池與負載電路間的通路，電池不能為負載電路供電；反之，VGS為電池電壓大于場效應(yīng)管的開啟閾值電壓，故場效應(yīng)管Q1處于開啟狀態(tài)，電池通過場效應(yīng)管Q1與負載電路接通，電池為負載電路供電。因此，當(dāng)磁控開關(guān)S1處于磁場中時為斷開狀態(tài)，移開磁體，磁控開關(guān)便處于接通狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，包括與殼體連接的光學(xué)透明前蓋、安裝在殼體內(nèi)的LED照明陣列、光學(xué)部分、照相模塊、磁控電源開關(guān)模塊、射頻收發(fā)模塊、微處理器、天線及電池；其特征是具有一對光學(xué)部分和照相模塊，每個照相模塊包括圖像傳感器、彩色處理器、實時圖像壓縮編碼器和接口電路；其中圖像傳感器將信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號連接至彩色處理器進行顏色處理，經(jīng)過圖像壓縮編碼器壓縮后由接口電路的UART或I2C端口與微處理器連接，再經(jīng)微處理器與射頻收發(fā)模塊連接，由射頻收發(fā)模塊通過天線向體外發(fā)送信息，并通過射頻收發(fā)模塊接收控制指令，并通過微處理器對接受的指令進行處理后由I/O口連接LED照明陣列、圖象傳感器及射頻收發(fā)模塊的工作方式及工作狀態(tài)控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，其特征在于磁控電源開關(guān)模塊中的磁控開關(guān)(S1)處于磁場中時為斷開狀態(tài)，移開磁體便處于接通狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，其特征在于所述射頻收發(fā)模塊通過天線向外發(fā)送的信息，通過接收后由兩個高分辨率LCD頭盔式微顯示屏顯示。
全文摘要
立體成像的智能膠囊式消化道內(nèi)窺鏡，其特征是具有一對光學(xué)部分和照相模塊，每個照相模塊包括圖像傳感器、彩色處理器、實時圖像壓縮編碼器和接口電路；其中圖像傳感器將信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后將信號連接至彩色處理器進行顏色處理，經(jīng)過圖像壓縮編碼器壓縮后由接口電路的UART或I2C端口與微處理器連接，再經(jīng)微處理器與射頻收發(fā)模塊連接，由射頻收發(fā)模塊通過天線向體外發(fā)送信息，并通過射頻收發(fā)模塊接收控制指令，并通過微處理器對接受的指令進行處理后由I/O口連接LED照明陣列、圖象傳感器及射頻收發(fā)模塊的工作方式及工作狀態(tài)控制端。本發(fā)明由于所述結(jié)構(gòu)而能夠獲得消化道內(nèi)突起部分的具有立體感的圖象，對其存儲并無線發(fā)送。
文檔編號A61B1/04GK1672626SQ200510057039
公開日2005年9月28日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者王金山, 李向東 申請人:重慶金山科技(集團)有限公司