專(zhuān)利名稱(chēng)：一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡及其方 法。
背景技術(shù)：
2001年世界首套膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床，至2006年底，全世界 已有超過(guò)30萬(wàn)人接受了膠囊內(nèi)鏡檢查。目前該檢查技術(shù)已在全球50多個(gè)國(guó)家得到使用， 由于該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、檢查方便、無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛、無(wú)交叉感染等優(yōu)勢(shì)，也解決了以前小腸為 盲區(qū)的問(wèn)題，現(xiàn)今膠囊內(nèi)鏡檢查已逐漸成為輔助醫(yī)師對(duì)小腸進(jìn)行檢查的金標(biāo)準(zhǔn)。膠囊內(nèi)鏡技術(shù)的出現(xiàn)為消化道的醫(yī)學(xué)臨床診斷帶來(lái)了創(chuàng)新性的革命，但這種檢查 仍存在局限性，無(wú)法替代現(xiàn)有常規(guī)內(nèi)窺鏡。膠囊內(nèi)鏡實(shí)際為一個(gè)可通過(guò)無(wú)線發(fā)送圖像數(shù)據(jù) 的微型攝像機(jī)，大小形狀與普通膠囊類(lèi)似。但膠囊內(nèi)鏡的圖像量巨大，按每秒拍攝兩張照 片計(jì)，6-8小時(shí)的檢查過(guò)程產(chǎn)生的圖片量達(dá)43200-57600張，所有這些圖片全憑醫(yī)生逐張 仔細(xì)判讀以作出正確的診斷，其閱片工作量巨大，需花費(fèi)大量時(shí)間，極易疲勞而漏掉有價(jià)值 的診斷信息，診斷效率極其低下，難于應(yīng)付較大的檢查量；同時(shí)存在因?yàn)槟z囊運(yùn)轉(zhuǎn)速度快而 圖像采集幀率較慢導(dǎo)致漏拍攝病灶現(xiàn)象仍較為嚴(yán)重，針對(duì)小腸檢查，平均漏拍率為20% 30%。雖然目前膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率可達(dá)8幀/秒，甚至更高，但卻直接影響膠囊內(nèi)鏡的壽命， 因?yàn)槟z囊內(nèi)鏡的電池壽命有限，高幀率等同于高消耗，縮短膠囊內(nèi)鏡的使用壽命，導(dǎo)致不能 完成全腸道檢查，低的幀率可以節(jié)省電池消耗，但就有可能出現(xiàn)漏拍；因此合理控制拍攝幀 率是影響膠囊內(nèi)鏡的重要因素?，F(xiàn)有的膠囊內(nèi)鏡包括外殼、電池、圖像發(fā)射裝置、攝像單元、控制模塊、無(wú)線信號(hào)收 發(fā)裝置和體外信息收發(fā)裝置，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率的人工調(diào)控，但整個(gè)檢查時(shí)間 可長(zhǎng)達(dá)8 12小時(shí)，讓醫(yī)生陪同完成整個(gè)檢查過(guò)程不現(xiàn)實(shí)；而且腸道蠕動(dòng)頻率在4 5次 /分，膠囊內(nèi)鏡在腸道里有大部分時(shí)間都處于原位不動(dòng)的狀態(tài)，導(dǎo)致膠囊內(nèi)鏡所拍攝的圖像 中有大量的相同的圖像。胃腸運(yùn)動(dòng)通常都是基于胃腸平滑肌的電活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。胃腸平滑肌 細(xì)胞膜兩側(cè)存在跨膜電位差，稱(chēng)靜息膜電位，平滑肌在此電位控制的情況下只表現(xiàn)為一定 的緊張性，緊張性大小取決于靜息膜電位高低。因其不穩(wěn)定，在它的基礎(chǔ)上會(huì)發(fā)生自動(dòng)去極 化，產(chǎn)生慢波電位，形成一基本電節(jié)律。在胃表現(xiàn)為3/min，十二指腸則為11 12/min，傳 導(dǎo)速度1 2cm/min，回腸末端為8 9/min?？梢?jiàn)胃腸道各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)節(jié)律都不相同， 故要通過(guò)人為控制膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率來(lái)實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)膠囊內(nèi)鏡電池壽命，減低漏拍率幾乎沒(méi)有 可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡，可根據(jù)膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)與 否來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝幀率，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率的控制，從而達(dá)到節(jié)省膠囊內(nèi)鏡的電量， 降低漏拍率，減少重復(fù)圖像的數(shù)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案是一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡，包括膠囊內(nèi)鏡外殼、電池、攝像單元、控制模 塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)裝置，其特征在于還包括用于產(chǎn)生感應(yīng)電流的線圈，用于感應(yīng)電流信號(hào) 的電流感應(yīng)器，用于直接調(diào)節(jié)攝像幀率的幀率控制模塊和用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生器；其 中，所述線圈、電流感應(yīng)器和幀率控制模塊均設(shè)置在外殼內(nèi)，磁場(chǎng)產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)覆蓋膠囊 內(nèi)鏡活動(dòng)范圍的磁場(chǎng)，所述電流感應(yīng)器與線圈兩極連接形成膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，所述控制模塊 一端與電流感應(yīng)器連接并接收膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，另一端與幀率控制模塊連接對(duì)發(fā)出調(diào)節(jié)拍攝 幀率的控制信號(hào)，所述幀率控制模塊與攝像單元連接并直接對(duì)拍攝幀率進(jìn)行控制。本發(fā)明還包括有用于設(shè)置膠囊內(nèi)鏡的最低、最高拍攝幀率和拍攝延時(shí)時(shí)間的參數(shù) 設(shè)置器，所述參數(shù)設(shè)置器通過(guò)上述無(wú)線信號(hào)收發(fā)裝置與控制模塊通訊。本發(fā)明提供的一種膠囊內(nèi)鏡拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括(1)在膠囊內(nèi)鏡內(nèi)加設(shè)磁感應(yīng)線圈，通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，并使膠囊 內(nèi)鏡的活動(dòng)在該磁場(chǎng)覆蓋范圍內(nèi)；(2)由參數(shù)設(shè)置器設(shè)置膠囊內(nèi)鏡內(nèi)控制模塊的初始參數(shù)，包括最高拍攝幀率、最低 拍攝幀率和拍攝延時(shí)時(shí)間的設(shè)置；(3)通過(guò)膠囊內(nèi)鏡的運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，使磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化，轉(zhuǎn)換為 拍攝幀率的控制觸發(fā)信號(hào)到控制模塊，控制膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率的切換。本發(fā)明當(dāng)膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)(a)膠囊內(nèi)鏡在磁場(chǎng)的位置發(fā)生改變，磁感應(yīng)線圈的磁通量相應(yīng)發(fā)生改變，使磁感 應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流；(b)由電流感應(yīng)器接收感應(yīng)電流并發(fā)送膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)信號(hào)至控制模塊；(c)控制模塊根據(jù)該運(yùn)動(dòng)信號(hào)選擇為最高拍攝幀率，并發(fā)出最高拍攝幀率控制信 號(hào)至幀率控制模塊；(d)幀率控制模塊直接控制攝像單元進(jìn)入最高拍攝幀率模式工作；本發(fā)明當(dāng)膠囊內(nèi)鏡靜止時(shí)(a)膠囊內(nèi)鏡在磁場(chǎng)的位置沒(méi)有發(fā)生改變，磁感應(yīng)線圈無(wú)感應(yīng)電流，無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)輸 入控制模塊，此時(shí)由控制模塊按照最低拍攝幀率對(duì)幀率控制裝置發(fā)出控制信號(hào)；
(b)幀率控制模塊直接控制攝像單元進(jìn)入最低拍攝幀率模式工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)可以根據(jù)膠囊內(nèi)鏡位置改變與否來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝幀率，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)合適拍攝 幀率，節(jié)省了耗電量，延長(zhǎng)膠囊內(nèi)鏡的壽命；(2)由于拍攝幀率的調(diào)節(jié)，從而減少了大量相同的圖像，減少了醫(yī)生閱片的時(shí)間， 大大提高了工作效率；(3)可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，避免了手動(dòng)調(diào)節(jié)的麻煩，節(jié)省了大量勞動(dòng)力，同時(shí)降低了漏 診率。


圖1為本發(fā)明組成原理框圖。4
圖2為本發(fā)明的方法的流程圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡，在現(xiàn)有膠囊內(nèi)鏡的基礎(chǔ) 上加以增設(shè)本發(fā)明的組成器件，所有增設(shè)的組成器件可選用現(xiàn)有技術(shù)中的常用部件及模 塊。包括體外磁場(chǎng)產(chǎn)生器、外殼、攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應(yīng)器、線圈、電 池、無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊和參數(shù)設(shè)置器。攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應(yīng)器、線 圈、電池和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊全部設(shè)置在外殼內(nèi)，攝像單元和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊分別設(shè)置 在外殼內(nèi)的兩端，并通過(guò)視頻輸出線聯(lián)接在一起。幀率控制模塊設(shè)置在攝像單元一端，幀率 控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線可以對(duì)攝像單元的拍攝幀率進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)線可接受控制模 塊的控制信號(hào)?？刂颇K設(shè)置在幀率控制模塊一端，控制模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線可控制幀率控制 模塊和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊，并接收電流感應(yīng)器發(fā)出的膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)。電流感應(yīng)器置于控制 模塊和線圈中間，通過(guò)電路與線圈的兩極聯(lián)接。電池正極與攝像系統(tǒng)、幀率控制模塊、控制 模塊、電流感應(yīng)器和無(wú)線信號(hào)收發(fā)裝置的正極并聯(lián)在一起，電池負(fù)極與攝像單元、幀率控制 模塊、控制模塊、電流感應(yīng)器和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊的負(fù)極并聯(lián)在一起。攝像單元在膠囊內(nèi)鏡 外殼內(nèi)一端，通過(guò)數(shù)據(jù)線與控制模塊聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)圖像拍攝。參數(shù)設(shè)置器設(shè)置在外殼外面的外 部信息收發(fā)裝置里，外部信息收發(fā)裝置內(nèi)還包括有外部信息收發(fā)模塊，其中體外磁場(chǎng)產(chǎn)生 器在體外產(chǎn)生一個(gè)覆蓋膠囊內(nèi)鏡活動(dòng)范圍的磁場(chǎng)，參數(shù)設(shè)置器通過(guò)外部信息收發(fā)模塊向膠 囊內(nèi)鏡內(nèi)的無(wú)線信號(hào)收發(fā)裝置通訊，使參數(shù)設(shè)置器與控制模塊聯(lián)接，從而使參數(shù)設(shè)置信號(hào) 送入控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)鏡初始參數(shù)(最低拍攝幀率、最高拍攝幀率和延時(shí)時(shí)間)的設(shè) 置。電池為攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應(yīng)器和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊供 電?？刂颇K實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像單元、幀率控制模塊和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊的控制，控制模塊控制無(wú) 線信號(hào)收發(fā)模塊將拍攝的圖像發(fā)送至體外，控制模塊結(jié)合電流感應(yīng)器和線圈的作用，實(shí)現(xiàn) 當(dāng)膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)啟用最高拍攝幀率，避免漏拍，當(dāng)膠囊內(nèi)鏡靜止時(shí)啟用最低拍攝幀率，節(jié) 省膠囊內(nèi)鏡的電池，提高膠囊內(nèi)鏡的使用壽命，并減少重復(fù)圖像數(shù)量。如圖2所示，一種膠囊內(nèi)鏡拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，在膠囊內(nèi)安裝磁感應(yīng)線圈，并 在外部設(shè)置磁場(chǎng)，使該磁場(chǎng)能覆蓋膠囊內(nèi)鏡的活動(dòng)范圍；由參數(shù)設(shè)置器設(shè)置控制模塊內(nèi)的 初始參數(shù)，包括最高拍攝幀率、最低拍攝幀率和拍攝延時(shí)時(shí)間的設(shè)置；當(dāng)該膠囊內(nèi)鏡在體 外磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置或方向發(fā)生變化時(shí)，外殼內(nèi)的線圈會(huì)因磁通量的改變 而產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)與線圈聯(lián)接的電流感應(yīng)器感應(yīng)到線圈產(chǎn)生的電流，此時(shí)電流感應(yīng)器 向控制模塊發(fā)送膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線進(jìn)入控制模塊，控制模塊根據(jù)信號(hào)選擇 合適的拍攝幀率并對(duì)幀率控制裝置發(fā)出調(diào)節(jié)拍攝幀率的控制信號(hào)，該控制信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線 進(jìn)入幀率控制裝置，幀率控制裝置控制信號(hào)調(diào)節(jié)攝像單元的拍攝幀率進(jìn)入最高拍攝幀率工 作。當(dāng)膠囊內(nèi)鏡沒(méi)有改變位置或方向時(shí)，線圈中沒(méi)有磁通量的改變，電流感應(yīng)器未接 受到感應(yīng)電流，且不對(duì)控制模塊發(fā)出膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，此時(shí)控制模塊將按照初始設(shè)定的拍攝 幀率(即最低拍攝幀率)對(duì)幀率控制裝置發(fā)出控制信號(hào)，攝像系統(tǒng)將按初始設(shè)定的最低拍 攝幀率進(jìn)行拍攝圖像。5
本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，在本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，按照本領(lǐng)域的 普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段對(duì)本發(fā)明內(nèi)容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均在本 發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡，包括膠囊內(nèi)鏡外殼、電池、攝像單元、控制模塊、 無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊，其特征在于還包括用于產(chǎn)生感應(yīng)電流的線圈，用于感應(yīng)電流信號(hào)的電 流感應(yīng)器，用于直接調(diào)節(jié)攝像幀率的幀率控制模塊和用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生器；其中，所 述線圈、電流感應(yīng)器和幀率控制模塊均設(shè)置在外殼內(nèi)，磁場(chǎng)產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)覆蓋膠囊內(nèi)鏡 活動(dòng)范圍的磁場(chǎng)，所述電流感應(yīng)器與線圈兩極連接形成膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，所述控制模塊一端 與電流感應(yīng)器連接并接收膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，另一端與幀率控制模塊連接對(duì)發(fā)出調(diào)節(jié)拍攝幀率 的控制信號(hào)，所述幀率控制模塊與攝像單元連接并直接對(duì)拍攝幀率進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡，其特征在于還包括有用于 設(shè)置膠囊內(nèi)鏡的最低、最高拍攝幀率和拍攝延時(shí)時(shí)間的參數(shù)設(shè)置器，所述參數(shù)設(shè)置器通過(guò) 上述無(wú)線信號(hào)收發(fā)裝置與控制模塊通訊。
3.—種權(quán)利要求1所述膠囊內(nèi)鏡拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括(1)在膠囊內(nèi)鏡內(nèi)加設(shè)磁感應(yīng)線圈，通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置在外部產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，并使該 磁場(chǎng)覆蓋膠囊內(nèi)鏡的活動(dòng)范圍；(2)由參數(shù)設(shè)置器設(shè)置控制模塊內(nèi)的初始參數(shù)，包括最高拍攝幀率、最低拍攝幀率和拍 攝延時(shí)時(shí)間的設(shè)置；(3)通過(guò)膠囊內(nèi)鏡的運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，使磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的變化，轉(zhuǎn)換為拍攝 幀率的控制觸發(fā)信號(hào)到控制模塊，控制膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率的切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠囊內(nèi)鏡拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)膠囊內(nèi)鏡運(yùn) 動(dòng)時(shí)(a)膠囊內(nèi)鏡在磁場(chǎng)的位置發(fā)生改變，磁感應(yīng)線圈的磁通量相應(yīng)發(fā)生改變，使磁感應(yīng)線 圈產(chǎn)生感應(yīng)電流；(b)由電流感應(yīng)器接收感應(yīng)電流并發(fā)送膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)信號(hào)至控制模塊；(c)控制模塊根據(jù)該運(yùn)動(dòng)信號(hào)選擇為最高拍攝幀率，并發(fā)出最高拍攝幀率控制信號(hào)至 幀率控制模塊；(d)幀率控制裝置直接控制攝像單元進(jìn)入最高拍攝幀率模式工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠囊內(nèi)鏡拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)膠囊內(nèi)鏡靜 止時(shí)(a)膠囊內(nèi)鏡在磁場(chǎng)的位置沒(méi)有發(fā)生改變，磁感應(yīng)線圈無(wú)感應(yīng)電流，無(wú)運(yùn)動(dòng)信號(hào)輸入控 制模塊，此時(shí)由控制模塊按照最低拍攝幀率對(duì)幀率控制裝置發(fā)出控制信號(hào)；(b)幀率控制模塊直接控制攝像單元進(jìn)入最低拍攝幀率模式工作。
全文摘要
一種拍攝頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)的膠囊內(nèi)鏡及方法，包括膠囊內(nèi)鏡外殼、電池、攝像單元、控制模塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊，還包括線圈，電流感應(yīng)器，幀率控制模塊和磁場(chǎng)產(chǎn)生器；所述線圈、電流感應(yīng)器和幀率控制模塊均設(shè)置在外殼內(nèi)，體外磁場(chǎng)產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)覆蓋膠囊內(nèi)鏡活動(dòng)范圍的磁場(chǎng)，所述電流感應(yīng)器與線圈兩極連接形成膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，所述控制模塊一端與電流感應(yīng)器連接并接收膠囊運(yùn)動(dòng)信號(hào)，另一端與幀率控制模塊連接對(duì)發(fā)出調(diào)節(jié)拍攝幀率的控制信號(hào)，所述幀率控制模塊與攝像單元連接并直接對(duì)拍攝幀率進(jìn)行控制。本發(fā)明可根據(jù)膠囊內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)與否來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)拍攝幀率的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)膠囊內(nèi)鏡拍攝幀率的控制，從而達(dá)到節(jié)省膠囊內(nèi)鏡的電量，降低漏拍率，減少重復(fù)圖像的數(shù)量。
文檔編號(hào)A61B1/04GK102048519SQ20101060111
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉思德, 葉山亮, 呂慶文, 孫宇千, 徐揚(yáng)志, 陳宇軒 申請(qǐng)人:南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院