一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡的製作方法

2023-06-01 14:15:36 1

專利名稱：一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於醫療器械技術領域，具體是一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡。
背景技術：
2001年世界首套膠囊內鏡系統獲美國FDA批准應用於臨床，至2006年底，全世界已有超過30萬人接受了膠囊內鏡檢查。目前該檢查技術已在全球50多個國家得到使用， 由於該技術具有操作簡單、檢查方便、無創、無痛、無交叉感染等優勢，也解決了以前小腸為盲區的問題，現今膠囊內鏡檢查已逐漸成為輔助醫師對小腸進行檢查的金標準。膠囊內鏡技術的出現為消化道的醫學臨床診斷帶來了創新性的革命，但這種檢查仍存在局限性，無法替代現有常規內窺鏡。膠囊內鏡實際為一個可通過無線發送圖像數據的微型攝像機，大小形狀與普通膠囊類似。但膠囊內鏡的圖像量巨大，按每秒拍攝兩張照片計，6-8小時的檢查過程產生的圖片量達43200-57600張，所有這些圖片全憑醫生逐張仔細判讀以作出正確的診斷，其閱片工作量巨大，需花費大量時間，極易疲勞而漏掉有價值的診斷信息，診斷效率極其低下，難於應付較大的檢查量；同時存在因為膠囊運轉速度快而圖像採集幀率較慢導致漏拍攝病灶現象仍較為嚴重，針對小腸檢查，平均漏拍率為20% 30%。雖然目前膠囊內鏡拍攝幀率可達8幀/秒，甚至更高，但卻直接影響膠囊內鏡的壽命， 因為膠囊內鏡的電池壽命有限，高幀率等同於高消耗，縮短膠囊內鏡的使用壽命，導致不能完成全腸道檢查，低的幀率可以節省電池消耗，但就有可能出現漏拍；因此合理控制拍攝幀率是影響膠囊內鏡的重要因素。現有的膠囊內鏡包括外殼、電池、圖像發射裝置、攝像單元、控制模塊、無線信號收發裝置和體外信息收發裝置，已經實現對膠囊內鏡拍攝幀率的人工調控，但整個檢查時間可長達8 12小時，讓醫生陪同完成整個檢查過程不現實；而且腸道蠕動頻率在4 5次 /分，膠囊內鏡在腸道裡有大部分時間都處於原位不動的狀態，導致膠囊內鏡所拍攝的圖像中有大量的相同的圖像。胃腸運動通常都是基於胃腸平滑肌的電活動實現的。胃腸平滑肌細胞膜兩側存在跨膜電位差，稱靜息膜電位，平滑肌在此電位控制的情況下只表現為一定的緊張性，緊張性大小取決於靜息膜電位高低。因其不穩定，在它的基礎上會發生自動去極化，產生慢波電位，形成一基本電節律。在胃表現為3/min，十二指腸則為11 12/min，傳導速度1 2cm/min，迴腸末端為8 9/min。可見胃腸道各個部分的運動節律都不相同， 故要通過人為控制膠囊內鏡拍攝幀率來實現延長膠囊內鏡電池壽命，減低漏拍率幾乎沒有可能。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，可根據膠囊內鏡運動與否來自動調節拍攝幀率，實現對膠囊內鏡拍攝幀率的控制，從而達到節省膠囊內鏡的電量，降低漏拍率，減少重複圖像的數量。本實用新型實現上述目的的技術解決方案是一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，包括膠囊內鏡外殼、電池、攝像單元、控制模塊、無線信號收發裝置，其特徵在於還包括用於產生感應電流的線圈，用於感應電流信號的電流感應器，用於直接調節攝像幀率的幀率控制模塊和用於產生磁場的磁場產生器；其中，所述線圈、電流感應器和幀率控制模塊均設置在外殼內，磁場產生器產生一個覆蓋膠囊內鏡活動範圍的磁場，所述電流感應器與線圈兩極連接形成膠囊運動信號，所述控制模塊一端與電流感應器連接並接收膠囊運動信號，另一端與幀率控制模塊連接對發出調節拍攝幀率的控制信號，所述幀率控制模塊與攝像單元連接並直接對拍攝幀率進行控制。本實用新型還包括有用於設置膠囊內鏡的最低、最高拍攝幀率和拍攝延時時間的參數設置器，所述參數設置器通過上述無線信號收發裝置與控制模塊通訊。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點(1)可以根據膠囊內鏡位置改變與否來自動調節拍攝幀率，可實時調節合適拍攝幀率，節省了耗電量，延長膠囊內鏡的壽命；(2)由於拍攝幀率的調節，從而減少了大量相同的圖像，減少了醫生閱片的時間， 大大提高了工作效率；(3)可實現無人值守，避免了手動調節的麻煩，節省了大量勞動力，同時降低了漏診率。

圖1為本實用新型的組成原理框圖。圖2為本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，在現有膠囊內鏡的基礎上加以增設本實用新型的組成器件，所有增設的組成器件可選用現有技術中的常用部件及模塊。 包括體外磁場產生器、外殼、攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應器、線圈、電池、 無線信號收發模塊和參數設置器。攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應器、線圈、 電池和無線信號收發模塊全部設置在外殼內，攝像單元和無線信號收發模塊分別設置在外殼內的兩端，並通過視頻輸出線聯接在一起。幀率控制模塊設置在攝像單元一端，幀率控制模塊通過數據線可以對攝像單元的拍攝幀率進行調節，同時通過數據線可接受控制模塊的控制信號。控制模塊設置在幀率控制模塊一端，控制模塊通過數據線可控制幀率控制模塊和無線信號收發模塊，並接收電流感應器發出的膠囊運動信號。電流感應器置於控制模塊和線圈中間，通過電路與線圈的兩極聯接。電池正極與攝像系統、幀率控制模塊、控制模塊、 電流感應器和無線信號收發裝置的正極並聯在一起，電池負極與攝像單元、幀率控制模塊、 控制模塊、電流感應器和無線信號收發模塊的負極並聯在一起。攝像單元在膠囊內鏡外殼內一端，通過數據線與控制模塊聯接，實現圖像拍攝。參數設置器設置在外殼外面的外部信息收發裝置裡，外部信息收發裝置內還包括有外部信息收發模塊，其中體外磁場產生器在體外產生一個覆蓋膠囊內鏡活動範圍的磁場，參數設置器通過外部信息收發模塊向膠囊內鏡內的無線信號收發裝置通訊，使參數設置器與控制模塊聯接，從而使參數設置信號送入控制模塊，實現對膠囊內鏡初始參數(最低拍攝幀率、最高拍攝幀率和延時時間)的設置。[0015]電池為攝像單元、幀率控制模塊、控制模塊、電流感應器和無線信號收發模塊供電。控制模塊實現對攝像單元、幀率控制模塊和無線信號收發模塊的控制，控制模塊控制無線信號收發模塊將拍攝的圖像發送至體外，控制模塊結合電流感應器和線圈的作用，實現當膠囊內鏡運動時啟用最高拍攝幀率，避免漏拍，當膠囊內鏡靜止時啟用最低拍攝幀率，節省膠囊內鏡的電池，提高膠囊內鏡的使用壽命，並減少重複圖像數量。如圖2所示，本實用新型膠囊內鏡拍攝頻率自動調節過程，在膠囊內安裝磁感應線圈，並在外部設置磁場，使該磁場能覆蓋膠囊內鏡的活動範圍；由參數設置器設置控制模塊內的初始參數，包括最高拍攝幀率、最低拍攝幀率和拍攝延時時間的設置；當該膠囊內鏡在體外磁場產生裝置產生的磁場中的位置或方向發生變化時，外殼內的線圈會因磁通量的改變而產生感應電流，同時與線圈聯接的電流感應器感應到線圈產生的電流，此時電流感應器向控制模塊發送膠囊運動信號，該信號通過數據線進入控制模塊，控制模塊根據信號選擇合適的拍攝幀率並對幀率控制裝置發出調節拍攝幀率的控制信號，該控制信號通過數據線進入幀率控制裝置，幀率控制裝置控制信號調節攝像單元的拍攝幀率進入最高拍攝幀率工作。當膠囊內鏡沒有改變位置或方向時，線圈中沒有磁通量的改變，電流感應器未接受到感應電流，且不對控制模塊發出膠囊運動信號，此時控制模塊將按照初始設定的拍攝幀率(即最低拍攝幀率)對幀率控制裝置發出控制信號，攝像系統將按初始設定的最低拍攝幀率進行拍攝圖像。本實用新型的實施方式不限於此，在本實用新型上述基本技術思想前提下，按照本領域的普通技術知識和慣用手段對本實用新型內容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均在本實用新型權利保護範圍之內。
權利要求1.一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，包括膠囊內鏡外殼、電池、攝像單元、控制模塊、 無線信號收發模塊，其特徵在於還包括用於產生感應電流的線圈，用於感應電流信號的電流感應器，用於直接調節攝像幀率的幀率控制模塊和用於產生磁場的磁場產生器；其中，所述線圈、電流感應器和幀率控制模塊均設置在外殼內，磁場產生器產生一個覆蓋膠囊內鏡活動範圍的磁場，所述電流感應器與線圈兩極連接形成膠囊運動信號，所述控制模塊一端與電流感應器連接並接收膠囊運動信號，另一端與幀率控制模塊連接對發出調節拍攝幀率的控制信號，所述幀率控制模塊與攝像單元連接並直接對拍攝幀率進行控制。
2.根據權利要求1所述的拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，其特徵在於還包括有用於設置膠囊內鏡的最低、最高拍攝幀率和拍攝延時時間的參數設置器，所述參數設置器通過上述無線信號收發裝置與控制模塊通訊。
專利摘要一種拍攝頻率自動調節的膠囊內鏡，包括膠囊內鏡外殼、電池、攝像單元、控制模塊、無線信號收發模塊，還包括線圈，電流感應器，幀率控制模塊和磁場產生器；所述線圈、電流感應器和幀率控制模塊均設置在外殼內，體外磁場產生器產生一個覆蓋膠囊內鏡活動範圍的磁場，所述電流感應器與線圈兩極連接形成膠囊運動信號，所述控制模塊一端與電流感應器連接並接收膠囊運動信號，另一端與幀率控制模塊連接對發出調節拍攝幀率的控制信號，所述幀率控制模塊與攝像單元連接並直接對拍攝幀率進行控制。本實用新型可根據膠囊內鏡運動與否來自動調節拍攝幀率的裝置來實現對膠囊內鏡拍攝幀率的智能控制，從而達到節省膠囊內鏡的電量，降低漏拍率，減少重複圖像的數量。
文檔編號A61B1/04GK201939314SQ20102067515
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者劉思德, 葉山亮, 呂慶文, 孫宇千, 徐揚志, 陳宇軒 申請人:南方醫科大學南方醫院