專利名稱：一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物體腔檢查技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)內(nèi)視鏡檢查技術(shù)需要應(yīng)用引導(dǎo)插管，不僅在操作上存在不便，同時(shí)也給患者帶來(lái)了很大的不適感。另外，傳統(tǒng)內(nèi)視鏡在可檢查的部位上也存在局限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)小腸部位的檢查。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了口服內(nèi)視鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了小腸盲區(qū)的內(nèi)視鏡檢查問(wèn)題。但是，現(xiàn)有的臨床口服內(nèi)視鏡產(chǎn)品僅采用了 1個(gè)或2個(gè)攝像設(shè)備，由于其在消化道內(nèi)的移動(dòng)是靠消化道的蠕動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此其移動(dòng)具有很大的隨機(jī)性，這將導(dǎo)致在對(duì)消化道腔體，特別是在胃和大腸等大腔體內(nèi)進(jìn)行拍照時(shí)，腔體部位遺漏拍攝圖像的現(xiàn)象會(huì)比較嚴(yán)重；另外，系統(tǒng)需要患者在進(jìn)行消化道檢查時(shí)佩帶無(wú)線接收設(shè)備，這在很大程度上影響了患者的行動(dòng)。針對(duì)上述不足，申請(qǐng)?zhí)枮?00910080350. 2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中提出了一種用于生物體腔檢查的全視角圖像采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備以及圖像讀取設(shè)備。其中，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備包括六個(gè)攝像設(shè)備、電池以及存儲(chǔ)器，這六個(gè)攝像設(shè)備組成立方體的形狀以實(shí)現(xiàn)在消化道內(nèi)進(jìn)行全視角的拍攝，電池為攝像設(shè)備的拍攝提供電力。由于圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備采用六個(gè)攝像設(shè)備，其耗電量相比現(xiàn)有的口服內(nèi)視鏡大很多， 為了減少耗電量，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備將采集到的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，而沒(méi)有采用實(shí)時(shí)的無(wú)線圖像傳輸方式將圖像傳送到人體外。當(dāng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備在消化道內(nèi)采集完圖像數(shù)據(jù)并被患者排出體外后，需要將其放置于圖像讀取設(shè)備的無(wú)線能量發(fā)射裝置中，這是由于通常情況下圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的電池在完成拍攝工作后電量已被耗盡，因此需要由圖像讀取設(shè)備中的無(wú)線能量發(fā)射裝置為圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備提供能量，并通過(guò)無(wú)線鏈路讀取存儲(chǔ)在圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)，隨后再傳送至計(jì)算機(jī)工作站， 以供醫(yī)生檢查。但是，在該發(fā)明專利申請(qǐng)中并沒(méi)有明確給出一種用于讀取圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中圖像數(shù)據(jù)的無(wú)線供能方法。根據(jù)電磁學(xué)規(guī)律，能量發(fā)射線圈與能量接收線圈的相對(duì)位置會(huì)對(duì)能量傳輸是否可行與無(wú)線能量傳輸效率產(chǎn)生很大的影響。將圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入無(wú)線能量發(fā)射裝置中后，能量接收線圈與能量發(fā)射線圈的相對(duì)位置具有隨機(jī)性，如果能量接收線圈所在平面與能量發(fā)射線圈所在平面互相平行，能量可以進(jìn)行傳輸且能量傳輸效率最高；一旦能量接收線圈所在平面與能量發(fā)射線圈所在平面互相垂直，則無(wú)法進(jìn)行有效可靠的能量傳輸，能量傳輸效率也降為最低。因此，為使系統(tǒng)正常并且高效率的工作，在將圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入無(wú)線能量發(fā)射裝置的過(guò)程中需要進(jìn)行人工對(duì)準(zhǔn)，這增加了人工操作的復(fù)雜性。綜上所述，針對(duì)申請(qǐng)?zhí)枮?00910080350. 2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢龅挠糜谏?br> 體腔檢查的全視角圖像采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)，目前并沒(méi)有一種操作簡(jiǎn)單并且具有高可靠性以及高效率的圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)可用來(lái)為該系統(tǒng)的圖像讀取工作提供能量。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便于用戶操作，具有高可靠性和高效率的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法，設(shè)置的無(wú)線供能與能量接收裝置具有多線圈的能量發(fā)射裝置與單線圈的能量接收裝置，為其圖像讀取工作提供持久能量。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，包括圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備和圖像讀取設(shè)備，還包括無(wú)線供能與能量接收裝置，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備，用于在人體消化道內(nèi)全視角地采集并存儲(chǔ)圖像；圖像讀取設(shè)備，用于讀取所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備采集并存儲(chǔ)的圖像；所述無(wú)線供能與能量接收裝置包括具有多線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量發(fā)射裝置和具有單線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量接收裝置；所述無(wú)線能量發(fā)射裝置安裝在所述圖像讀取設(shè)備中，用于發(fā)射電磁波；所述無(wú)線能量接收裝置安裝在所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中，用于接收電磁波，驅(qū)動(dòng)所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備傳出圖像。另一方面，本發(fā)明提供一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取方法，包括步驟Si，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備未放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊；S2，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊再次依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將再次檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊；S3，控制模塊分別計(jì)算五個(gè)發(fā)射線圈兩端電壓值的變化率，選擇電壓值變化率最大的發(fā)射線圈與輸入電能連接，只令該線圈發(fā)射電磁波；S4，無(wú)線能量接收裝置中的接收線圈接收到電磁波并感生出交流電，將其轉(zhuǎn)化成直流電后為讀取圖像數(shù)據(jù)提供能量。(三)有益效果本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法大大降低了人工操作的復(fù)雜性，提高了無(wú)線供能的穩(wěn)定性與高效性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中接收線圈與發(fā)射線圈的空間位置示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中接收線圈在圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中的位置；圖5是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中自適應(yīng)控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。 該系統(tǒng)包括用于在人體消化道內(nèi)全視角地采集并存儲(chǔ)圖像的圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1，以及用于讀取圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)到的圖像的圖像讀取設(shè)備2。圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備依靠其內(nèi)部電池提供的電力在患者的消化道內(nèi)進(jìn)行圖像的采集與存儲(chǔ)，在其被患者排出體外后，通常情況下其內(nèi)部的電池已被耗盡。為了讀取圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的圖像，需要將其放入具有無(wú)線能量發(fā)射裝置的圖像讀取設(shè)備中，在無(wú)線能量發(fā)射裝置為圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備提供了無(wú)線能量后，其存儲(chǔ)的圖像通過(guò)無(wú)線鏈路傳送至計(jì)算機(jī)工作站5，以供醫(yī)生檢查。如圖2-5所示，該用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)包括圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1、圖像讀取設(shè)備2和無(wú)線供能與能量接收裝置。圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1，其內(nèi)部為由帶有攝像設(shè)備12的6塊電路板11組成的立方體，用于在人體消化道內(nèi)全視角地采集并存儲(chǔ)圖像；圖像讀取設(shè)備2，用于讀取圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備采集并存儲(chǔ)的圖像；無(wú)線供能與能量接收裝置包括具有多線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量發(fā)射裝置3、單線圈結(jié)構(gòu)無(wú)線能量接收裝置4。無(wú)線能量發(fā)射裝置3安裝在圖像讀取設(shè)備2中，用于發(fā)射電磁波。無(wú)線能量接收裝置3安裝在圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1中，用于接收電磁波，驅(qū)動(dòng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1傳出圖像。其中，無(wú)線能量接收裝置4包括一個(gè)接收線圈41、同接收線圈連接的匹配網(wǎng)絡(luò)、整流器和穩(wěn)壓器；接收線圈41用于接收電磁波，為了不阻擋攝像設(shè)備的視野，可以將接收線圈41纏繞在攝像設(shè)備上，該接收線圈為螺旋線圈。該匹配網(wǎng)絡(luò)為與接收線圈串聯(lián)或并聯(lián)的電容，其作用是使接收線圈工作于諧振狀態(tài)。整流器用于將接收線圈感生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；穩(wěn)壓器用于穩(wěn)定直流電。無(wú)線能量發(fā)射裝置3包括五個(gè)分布于三維空間中三個(gè)坐標(biāo)平面的發(fā)射線圈、同發(fā)射線圈連接的匹配網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)控制電路36。其中，發(fā)射線圈用于發(fā)射電磁波，五個(gè)發(fā)射線圈具體包括第一發(fā)射線圈31、第二發(fā)射線圈32、第三發(fā)射線圈33、第四發(fā)射線圈34和第五發(fā)射線圈35。該五個(gè)發(fā)射線圈均為螺旋線圈，放置在發(fā)射線圈骨架37上，該發(fā)射線圈骨架37安裝在圖像讀取設(shè)備2中。五個(gè)發(fā)射線圈具體擺放位置為第一發(fā)射線圈31和第三發(fā)射線圈33所在的平面相互平行；第二發(fā)射線圈32和第四發(fā)射線圈34所在的平面相互平行且均垂直于第一發(fā)射線圈31和第三發(fā)射線圈33所在的平面；第五發(fā)射線圈35所在的平面分別與第一發(fā)射線圈31、第二發(fā)射線圈32、第三發(fā)射線圈33和第四發(fā)射線圈34所在的平面垂直。該五個(gè)發(fā)射線圈均為相同的螺旋線圈，其線圈序號(hào)并不具有特殊含義。通過(guò)采用這種多發(fā)射線圈和單接收線圈的擺放位置，可以保證無(wú)論接收線圈具有何種隨機(jī)的朝向，它都不可能同時(shí)垂直于五個(gè)發(fā)射線圈， 即在任何時(shí)刻都會(huì)有至少一個(gè)發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波可以被該接收線圈接收到，這也就保證了可靠的并具有全向性的無(wú)線能量傳輸。同發(fā)射線圈連接的匹配網(wǎng)絡(luò)為與發(fā)射線圈相串聯(lián)或并聯(lián)的電容，其作用是使發(fā)射線圈工作于諧振狀態(tài)，發(fā)射線圈在諧振狀態(tài)下的無(wú)線能量傳輸效率較高。當(dāng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1采集并存儲(chǔ)好圖像之后，需要將其放入到無(wú)線能量發(fā)射裝置3中，由于發(fā)射線圈骨架占據(jù)了能量發(fā)射裝置空間位置的五個(gè)平面，因此，留出的一個(gè)上平面以供圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入與取出。自適應(yīng)控制電路36用于控制五個(gè)發(fā)射線圈中無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈發(fā)射電磁波。其中，自適應(yīng)控制電路36包括電壓檢測(cè)模塊361和控制模塊362 ；電壓檢測(cè)模塊361用于分別檢測(cè)五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值；控制模塊362根據(jù)電壓檢測(cè)模塊361 檢測(cè)到的五個(gè)發(fā)射線圈的電壓值，將五個(gè)發(fā)射線圈中電壓變化率最高的發(fā)射線圈與輸入電能進(jìn)行連接。電壓檢測(cè)模塊361包括包絡(luò)檢波電路3611和A/D轉(zhuǎn)換器3612 ；包絡(luò)檢波電路3611用于分別檢測(cè)五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值；A/D轉(zhuǎn)換器3612，用于將包絡(luò)檢波電路檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳輸至數(shù)字控制電路；控制模塊362包括數(shù)字控制電路3621 和多路選擇器3622 ；數(shù)字控制電路3621控制多路選擇器3622，使五個(gè)發(fā)射線圈中電壓變化率最高的發(fā)射線圈與輸入電能進(jìn)行連接。自適應(yīng)控制電路36，其工作原理與作用如下當(dāng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1采集并存儲(chǔ)好圖像之后，將圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備1放入圖像讀取設(shè)備2里的能量發(fā)射裝置3中后，由于接收線圈同發(fā)射線圈之間存在耦合，因此，在發(fā)射線圈的電路中會(huì)產(chǎn)生接收線圈的等效阻抗，該等效阻抗的值會(huì)隨著耦合程度的不同而改變，同時(shí)該等效阻抗還會(huì)使連接了匹配網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射線圈兩端的電壓發(fā)生變化。通常情況下，由于接收線圈的朝向是隨機(jī)的，因此， 接收線圈同五個(gè)發(fā)射線圈的耦合程度是不同的，其在不同的發(fā)射線圈電路中產(chǎn)生的等效阻抗也不同，最終導(dǎo)致不同發(fā)射線圈兩端的電壓發(fā)生不同程度的變化。無(wú)線能量傳輸效率越高的發(fā)射線圈，其同接收線圈的耦合程度也越強(qiáng)，因此其兩端的電壓發(fā)生的變化越大。同理，無(wú)線能量傳輸效率越低的發(fā)射線圈，其同接收線圈的耦合程度也越弱，由接收線圈引起的其兩端電壓變化的程度也越小。自適應(yīng)控制電路36通過(guò)電壓檢測(cè)模塊361分別檢測(cè)五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓的變化，并從五個(gè)發(fā)射線圈中選擇出無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈，只將該發(fā)射線圈接至輸入電能上進(jìn)行工作而其他四個(gè)發(fā)射線圈不工作，為此可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)接收線圈的朝向?qū)嵤┳赃m應(yīng)的控制。輸入電能是經(jīng)過(guò)功率放大器放大的交流信號(hào)， 具有一定的驅(qū)動(dòng)能力。同五個(gè)發(fā)射線圈同時(shí)工作相比，這種選擇無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈進(jìn)行工作的方式不僅減少了能量發(fā)射裝置3的能耗，提高了能量傳輸?shù)男剩瑫r(shí)也避免了如下情況的發(fā)生如果令五個(gè)發(fā)射線圈均發(fā)射電磁波，在沒(méi)有控制好各個(gè)發(fā)射線圈中電流流向的情況下，會(huì)導(dǎo)致接收線圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)被抵消掉，從而本應(yīng)接收到的無(wú)線能量也同時(shí)被抵消。接收線圈接收到無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波后感生出交流電，經(jīng)過(guò)整流器和穩(wěn)壓器的處理，該交流電轉(zhuǎn)換為直流電并為圖像數(shù)據(jù)的讀取工作提供能量。在無(wú)線能量發(fā)射裝置為圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備提供了無(wú)線能量后，其存儲(chǔ)的圖像通過(guò)無(wú)線鏈路傳送至計(jì)算機(jī)工作站5，以供醫(yī)生檢查。如圖6所示，用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取方法具體包括如下步驟
7
Si，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備未放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊。將能量發(fā)射裝置上電工作后，自適應(yīng)控制電路也隨之上電進(jìn)行工作，電壓檢測(cè)模塊首先以輪詢的方式檢測(cè)空載狀態(tài)(即圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備未被放入能量發(fā)射裝置中)時(shí)連接了匹配網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將其傳至控制模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。S2，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊再次依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將再次檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊。當(dāng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備被放入能量發(fā)射裝置中后，發(fā)射線圈的工作狀態(tài)會(huì)根據(jù)發(fā)射線圈同接收線圈的耦合程度發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)，電壓檢測(cè)模塊再以同樣的輪詢方式分別對(duì)連接了匹配網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值進(jìn)行檢測(cè)，并將新的電壓值傳至控制模塊。S3，控制模塊分別計(jì)算五個(gè)發(fā)射線圈兩端電壓值的變化率，選擇電壓值變化率最大的發(fā)射線圈與輸入電能連接，只令該線圈發(fā)射電磁波?？刂颇K將兩種狀態(tài)下檢測(cè)到的電壓值進(jìn)行計(jì)處理、計(jì)算，得到每個(gè)發(fā)射線圈兩端電壓值的變化率，從中選出電壓值變化率最高的發(fā)射線圈，即選擇了無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈。最后，控制模塊只將該發(fā)射線圈接至輸入電能進(jìn)行工作，而其他四個(gè)發(fā)射線圈不工作。S4，無(wú)線能量接收裝置中的接收線圈接收到電磁波并感生出交流電，將其轉(zhuǎn)化成直流電后為讀取圖像數(shù)據(jù)提供能量。在無(wú)線能量發(fā)射裝置為圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備提供了無(wú)線能量后，其存儲(chǔ)的圖像通過(guò)無(wú)線鏈路傳送至計(jì)算機(jī)工作站5，以供醫(yī)生檢查。本發(fā)明提出的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法，在進(jìn)行圖像讀取時(shí)，不僅能夠保證無(wú)線能量可以進(jìn)行可靠的傳輸，同時(shí)又提高了能量的傳輸效率、減少了供能裝置的能耗。通過(guò)使用該系統(tǒng)，在將圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入圖像讀取設(shè)備中后，無(wú)需人工對(duì)其朝向進(jìn)行調(diào)整，便可接收到具有最高無(wú)線能量傳輸效率的發(fā)射線圈所發(fā)射的能量。本發(fā)明用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法大大降低了人工操作的復(fù)雜性，提高了無(wú)線供能的穩(wěn)定性與高效性。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，包括圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備和圖像讀取設(shè)備，其特征在于，還包括無(wú)線供能與能量接收裝置，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備，用于在人體消化道內(nèi)全視角地采集并存儲(chǔ)圖像； 圖像讀取設(shè)備，用于讀取所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備采集并存儲(chǔ)的圖像； 所述無(wú)線供能與能量接收裝置包括具有多線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量發(fā)射裝置和具有單線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量接收裝置；所述無(wú)線能量發(fā)射裝置安裝在所述圖像讀取設(shè)備中，用于發(fā)射電磁波； 所述無(wú)線能量接收裝置安裝在所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中，用于接收電磁波，驅(qū)動(dòng)所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備傳出圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于， 所述無(wú)線能量接收裝置包括一個(gè)接收線圈、同所述接收線圈連接的匹配網(wǎng)絡(luò)、整流器和穩(wěn)壓器；所述接收線圈用于接收電磁波；所述匹配網(wǎng)絡(luò)使接收線圈處于諧振狀態(tài)；所述整流器用于將接收線圈感生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；所述穩(wěn)壓器用于穩(wěn)定所述直流電。
3.如權(quán)利要求2所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于， 所述無(wú)線能量發(fā)射裝置包括五個(gè)分布于三維空間中三個(gè)坐標(biāo)平面的發(fā)射線圈、同所述發(fā)射線圈連接的匹配網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)控制電路；所述發(fā)射線圈用于發(fā)射電磁波；所述匹配網(wǎng)絡(luò)用于使發(fā)射線圈處在諧振狀態(tài)； 所述自適應(yīng)控制電路用于控制五個(gè)發(fā)射線圈中無(wú)線能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈發(fā)射電磁波。
4.如權(quán)利要求3所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于， 所述自適應(yīng)控制電路包括電壓檢測(cè)模塊和控制模塊；所述電壓檢測(cè)模塊用于分別檢測(cè)所述五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值； 所述控制模塊根據(jù)電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)到的五個(gè)發(fā)射線圈的電壓值，選擇五個(gè)發(fā)射線圈中能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈與輸入電能進(jìn)行連接。
5.如權(quán)利要求4所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于， 所述電壓檢測(cè)模塊包括包絡(luò)檢波電路和A/D轉(zhuǎn)換器；所述包絡(luò)檢波電路用于分別檢測(cè)五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值；A/D轉(zhuǎn)換器，用于將包絡(luò)檢波電路檢測(cè)到的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并傳輸至數(shù)字控制電路；所述控制模塊包括數(shù)字控制電路和多路選擇器；所述數(shù)字控制電路控制多路選擇器， 使五個(gè)發(fā)射線圈中能量傳輸效率最高的發(fā)射線圈與輸入電能進(jìn)行連接。
6.如權(quán)利要求3所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于， 所述五個(gè)發(fā)射線圈包括第一發(fā)射線圈、第二發(fā)射線圈、第三發(fā)射線圈、第四發(fā)射線圈和第五發(fā)射線圈；所述第一發(fā)射線圈和第三發(fā)射線圈所在的平面相互平行；所述第二發(fā)射線圈和第四發(fā)射線圈所在的平面相互平行且均垂直于所述第一發(fā)射線圈和第三發(fā)射線圈所在的平面；所述第五發(fā)射線圈所在的平面分別與第一發(fā)射線圈、第二發(fā)射線圈、第三發(fā)射線圈和第四發(fā)射線圈所在的平面垂直。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射線圈和接收線圈為螺旋線圈。
8. 一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取的方法，其特征在于，包括步驟 Si，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備未放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊；S2，圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備放入圖像讀取設(shè)備中時(shí)，電壓檢測(cè)模塊再次依次檢測(cè)無(wú)線能量發(fā)射裝置中五個(gè)發(fā)射線圈兩端的電壓值，并將再次檢測(cè)到的電壓值傳輸至控制模塊；S3，控制模塊分別計(jì)算五個(gè)發(fā)射線圈兩端電壓值的變化率，選擇電壓值變化率最大的發(fā)射線圈與輸入電能連接，只令該線圈發(fā)射電磁波；S4，無(wú)線能量接收裝置中的接收線圈接收到電壓值變化率最大的發(fā)射線圈發(fā)射的電磁波后感生出交流電，將其轉(zhuǎn)化成直流電后為讀取圖像數(shù)據(jù)提供能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物體腔檢查技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括用于在人體消化道內(nèi)全視角地采集并存儲(chǔ)圖像的圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備、用于讀取圖像的圖像讀取設(shè)備以及無(wú)線供能與能量接收裝置，該無(wú)線供能與能量接收裝置包括具有多線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量發(fā)射裝置和具有單線圈結(jié)構(gòu)的無(wú)線能量接收裝置；無(wú)線能量發(fā)射裝置安裝在所述圖像讀取設(shè)備中，用于發(fā)射電磁波；無(wú)線能量接收裝置安裝在所述圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備中，用于接收電磁波，驅(qū)動(dòng)圖像采集與存儲(chǔ)設(shè)備傳出圖像。本發(fā)明提供的用于生物體腔檢查的全視角圖像數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)及方法大大降低了人工操作的復(fù)雜性，提高了無(wú)線供能的穩(wěn)定性與高效性。
文檔編號(hào)A61B5/07GK102172322SQ20111004792
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者孫天佳, 李國(guó)林, 李曉萌, 謝翔, 谷熒柯 申請(qǐng)人:清華大學(xué)