無線腸胃探測膠囊的製作方法
2023-08-05 15:06:01
專利名稱：無線腸胃探測膠囊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療設備領域，特別是指一種無線腸胃探測膠囊。
背景技術：
隨著成像以及無線通訊技術的發展，已經可以製造出將電荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)的攝像鏡頭和圖像信號發射裝置集成在微小體積內的微型探測設備，用於對人類或其它設備無法進入的環境的探測。
目前在胃腸醫療領域，採用內窺鏡進行診療的應用越來越廣泛。如果需要對病人胃部內側病變進行觀察、診斷，則通常採用胃鏡。這種胃鏡成管狀結構，管中設置有光導纖維，胃鏡探頭位於管子的末端，探頭上設置有探測鏡頭和照明裝置。診斷時，將胃鏡的探頭插入病人胃部，管子末端留在病人體外，通過管內光導纖維將胃部內側圖像傳輸到體外，以便醫生進行觀察。另外，也有在管子端頭使用電荷耦合器件，通過管內導線與體外接收設備相連接，以便醫生觀察的方案。
但是，現有技術的缺點是胃鏡的探頭粗大，且有一根管子連接，患者在接受診斷時十分痛苦。另外，採用這種技術由於探頭需要一根管子連接，因此對於胃部以下小腸、大腸等彎曲較多的部位，則無法進行檢查。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的主要目的在於提供一種無線腸胃探測膠囊，減輕診斷時給病人帶來的痛苦，並擴大檢測範圍。
一種無線腸胃探測膠囊，包括殼體、和設置在殼體內的攝像鏡頭、用於為攝像提供照明的光源、電池和圖像信號發射裝置，並且，所述殼體為橢圓形，在殼體壁上設置有編程觸點和天線；所述攝像鏡頭有兩個，對稱設置於殼體橢圓形長軸兩端；所述光源至少有兩個，設置於攝像鏡頭周圍；所述圖像信號發射裝置包括控制模塊和發射模塊；所述控制模塊與電池電連接，所述攝像鏡頭、光源、發射模塊、以及所述編程觸點分別與控制模塊電連接，所述天線與發射模塊電連接。
該無線腸胃探測膠囊所述攝像鏡頭和光源前方位置的殼體部分是透明疏水材料。
該無線腸胃探測膠囊所述攝像鏡頭包括透鏡、電荷耦合器件和阻光環；所述透鏡位於殼體橢圓形長軸兩端，所述電荷耦合器件位於透鏡後方的成像位置，與所述控制模塊電連接，所述阻光環圍繞在透鏡和電荷耦合器件周圍。
該無線腸胃探測膠囊所述光源為四個，分別兩兩設置於所述攝像鏡頭兩側。
該無線腸胃探測膠囊還包括聚光鏡，設置於每個所述光源前方的殼體壁內側。
該無線腸胃探測膠囊所述控制模塊至少包括可編程控制器、振蕩器和時鐘；所述發射模塊至少包括調製器、調製振蕩器和發射器；所述編程觸點、振蕩器和時鐘的輸出端與可編程控制器電連接，所述振蕩器的輸出端與時鐘電連接，所述調製器和發射器分別與可編程控制器的控制輸出端電連接，所述調製振蕩器與可編程控制器控制輸出端電連接，調製振蕩器的輸出端與調製器電連接，所述電荷耦合器件的輸出信號依次經過調製器和發射器後，經所述天線發射。
該無線腸胃探測膠囊所述控制模塊進一步包括存儲器，存儲器與所述可編程控制器電連接。
該無線腸胃探測膠囊所述發射模塊進一步包括分配器，分配器電連接在所述電荷耦合器件和調製器之間，並與可編程控制器的控制輸出端連接。
該無線腸胃探測膠囊所述控制模塊與電池之間進一步包括受控制模塊控制的電子開關。
從上面所述可以看出，本實用新型提供的一種無線腸胃探測膠囊，具有以下特點和優點1)通過將攝像裝置和信號處理髮射裝置集成在微型膠囊裡，使其自動在病人體內進行攝像，並將信號處理後發射到病人體外的接收設備，從而大大減輕了病人進行內窺診斷時的痛苦，並且進入病人體內後可以檢測到從食道一直到肛門任何位置的圖像，從而擴大了原有內窺胃鏡的檢測範圍。
2)本實用新型無線腸胃探測膠囊殼體採用橢圓形結構，更有利於其在移動過程中保持姿態，並在橢圓形長軸兩端各設置有一個攝像裝置，可以提供病灶位置前後兩個方向的圖像，提高了診斷成功率。
3)採用可編程控制器進行控制，並在無線腸胃探測膠囊殼體上設置有編程觸點，從而可以根據病人的情況進行有針對性的編程，控制無線腸胃探測膠囊更好的工作，提高診斷效率。
圖1為本實用新型無線腸胃探測膠囊的結構圖；圖2為本實用新型無線腸胃探測膠囊的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型再作進一步詳細的說明。
本實用新型為減輕病人痛苦，將無線腸胃探測膠囊製做成類似於膠囊的橢圓形狀，病人使用時，可以將無線腸胃探測膠囊吞服進體內，無線腸胃探測膠囊內部設置有攝像裝置，對胃腸內側進行攝像，經信號處理，將拍攝下的圖像轉換為電信號後，通過無線腸胃探測膠囊的圖像信號發射裝置發射到病人體外，由設置在病人體外的無線接收裝置進行接收，將接收到的信號還原後顯示在顯示器上，以便醫生進行觀察和診斷。
參見圖1所示，本實施例中無線腸胃探測膠囊的殼體101成橢圓形結構，在殼體101內部包括攝像部分和信號處理髮射部分。攝像部分包括透鏡102、CCD103和阻光環106構成的攝像鏡頭，以及用於照明的光源104、聚光鏡105。
其中，透鏡102是一個凸透鏡，用於將接收到的光線成像到CCD103上，並適當增加凸透鏡鏡面的曲率半徑，以擴大CCD103的視角，增大曲率半徑所引起的圖像變形，可以在對探測圖像接收過程中，利用計算機設備進行圖像還原處理，得到真實圖像。CCD103位於透鏡102後面的成像位置，用於採集圖像並將光信號轉換成電信號。光源104為無線腸胃探測膠囊提供照明，可採用如發光二極體等發光器件實現。聚光鏡105位於光源104的前方，殼體101的內壁上，用於將光源104發出的光聚焦在CCD103的探測方向。阻光環106為圓臺形，圍繞在CCD103和透鏡102周圍，將CCD103和光源104隔開，用於阻止殼體101內部光源104射出的光線直接照到CCD103。
本實用新型中，透鏡102、CCD103、阻光環106各為兩個，對稱設置在殼體101內部的橢圓形長軸兩端，無線腸胃探測膠囊的橢圓形殼體101結構可以保證無線腸胃探測膠囊在胃腸部移動時的姿態，以使兩個CCD103在大部分時間裡能夠保持在腸道軸線方向，從而使CCD103可以得到更多有效的圖像。光源104的數量為4個，分別對稱設置在兩個CCD103兩側，為了增加照明也可設置更多光源104，每個光源104前方均設置有聚光鏡105。透鏡102以及光源104的前方殼體101部分為透明，並採用疏水材料，從而避免無線腸胃探測膠囊進入人體時吸附上液體，以保證透鏡102的屈光正確。
信號處理髮射部分包括圖像信號發射裝置、電池109、天線110以及編程觸點111。
其中，圖像信號發射裝置包括控制模塊107和發射模塊108。控制模塊107用於根據預先編好的程序對攝像部分和收發模塊進行控制。發射模塊108根據控制模塊107的指令將CCD103採集到的信號進行發射。控制模塊107和發射模塊108可以集成在一個晶片上，設置於橢圓形殼體101長軸方向的一側。將高能量的電池109預先封裝在殼體內部，並為了保持整個無線腸胃探測膠囊重心平衡，可以將其設置在橢圓形長軸方向距離控制模塊107和發射模塊108較遠的一側。天線110鑲嵌在殼體101壁上，用於將發射模塊108輸出的信號發射到病人體外的無線接收設備。編程觸點111位於殼體101外側表面，無線腸胃探測膠囊使用前通過編程觸點111連接到計算機設備，根據醫生診斷意圖對控制模塊107進行編程。
本實用新型無線腸胃探測膠囊內部的電路結構參見圖2所示，控制模塊107內部包括可編程控制器204，以及與可編程控制器204連接的振蕩器201、時鐘202和存儲器203。振蕩器201的輸出端還與時鐘202連接，用於為可編程控制器204和時鐘202提供固定頻率的振蕩信號。時鐘202為可編程控制器204提供時鐘信號。存儲器203用於保存可編程控制器204的工作程序，另外，若選用本身就具有存儲功能的可編程控制器204，也可以不另外設置存儲器203。可編程控制器204的編程輸入端與編程觸點111連接，並且可編程控制器204的控制輸出端還分別與光源104、CCD103和發射模塊108連接。可編程控制器204與電源109通過開關209連接，所述開關209是受可編程控制器204控制的電子開關。
發射模塊108內部包括有分配器205、調製器206、調製振蕩器208和發射器207。其中，分配器205、調製器206、調製振蕩器208和發射器207都分別與控制模塊107的可編程控制器204的控制輸出端連接，接受可編程控制器204的控制。分配器205同時與兩個CCD103連接，用於根據可編程控制器204的指令對兩個CCD103的輸出信號進行選擇，每個時刻只允許一個CCD103的信號通過，並阻斷另一CCD103的輸出。分配器205將選擇的信號輸出至調製器206，調製器206與調製振蕩器208連接，調製振蕩器208受可編程控制器204的控制產生固定頻率的振蕩信號輸出至調製器206，調製器206通過振蕩信號對從分配器205輸出的圖像信號進行調製後發送至發射器207，發射器207將信號通過天線110發送至病人體外。
本實用新型的無線腸胃探測膠囊能夠通過編程觸點111與計算機設備連接，醫生可根據病人的病情特點通過計算機設備預先輸入探測過程的控制程序。編程內容包括各時間段的攝像頻率、圖像解析度以及光源照明的明暗程度等內容。例如對於腸道發生病變的病人，可以設置無線腸胃探測膠囊在進入病人體內的開始時間段減少攝像頻率或不工作，待到無線腸胃探測膠囊進入腸道的時間段時，增加攝像頻率，以及圖像解析度，這樣一方面可以節省電池能源，同時也可以使胃腸探測更有針對性，使診斷效果更好。
無線腸胃探測膠囊的具體工作過程如下當無線腸胃探測膠囊開始工作前，先將計算機設備連接至編程觸點111，並通過編程觸點111向可編程控制器204發送一個指令，可編程控制器204控制開關209閉合，電源109開始為可編程控制器204提供電能。然後，計算機設備向可編程控制器204輸入探測過程的控制程序，可編程控制器204將從編程觸點111接收到的控制程序保存在存儲器203中，程序輸入完成後，可編程控制器204開始執行程序任務。由於本實用新型在無線腸胃探測膠囊的移動方向的首尾各設置有一個CCD103，可編程控制器204可控制兩個CCD103和為其照明的光源104交替工作，這樣如果前面的CCD103沒有拍攝到病變位置圖像，後面的CCD103可以繼續進行拍攝；兩個CCD還可以提供病灶位置前後兩個方向的圖像。同時可編程控制器204控制分配器205、調製器206和發射器207配合CCD103進行同步工作，並控制分配器205及時隔離處於不工作狀態CCD103的信號，避免信號串擾。其中，如果CCD103處於不工作狀態時，可以自動將自身輸出端設為高阻值狀態，就可以在發射模塊108中不設置分配器205。並且，也可以設置兩端的光源104和CCD103始終處於工作狀態，而由分配器205進行輸出選擇。
另外，本實用新型也可以採用紅外光源進行照明，CCD接收反射的紅外線進行成像。並且還可設置光源照射一段時間後關閉，CCD接收光源照明剛關閉後人體的存熱圖像，由於病變部位的紅外存熱圖像往往與正常部位不同，因此可以利用這一點對病變部位進行檢查。這樣，可編程控制器的控制還可以包括調整紅外接收的白平衡等內容。進一步，本無線腸胃探測膠囊還可以增加無線接收模塊，這樣在無線腸胃探測膠囊進入人體內後，也可以隨時接收外部的控制指令，隨時對攝像頻率、照明亮度和圖像解析度等工作狀態進行調整，更好的提高診斷效果。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種無線腸胃探測膠囊，包括殼體、和設置在殼體內的攝像鏡頭、用於為攝像提供照明的光源、電池和圖像信號發射裝置，其特徵在於，所述殼體為橢圓形，在殼體壁上設置有編程觸點和天線；所述攝像鏡頭有兩個，對稱設置於殼體橢圓形長軸兩端；所述光源至少有兩個，設置於攝像鏡頭周圍；所述圖像信號發射裝置包括控制模塊和發射模塊；所述控制模塊與電池電連接，所述攝像鏡頭、光源、發射模塊、以及所述編程觸點分別與控制模塊電連接，所述天線與發射模塊電連接。
2.根據權利要求1所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述攝像鏡頭和光源前方位置的殼體部分是透明疏水材料。
3.根據權利要求1所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述攝像鏡頭包括透鏡、電荷耦合器件和阻光環；所述透鏡位於殼體橢圓形長軸兩端，所述電荷耦合器件位於透鏡後方的成像位置，與所述控制模塊電連接，所述阻光環圍繞在透鏡和電荷耦合器件周圍。
4.根據權利要求1所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述光源為四個，分別兩兩設置於所述攝像鏡頭兩側。
5.根據權利要求1或4所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，還包括聚光鏡，設置於每個所述光源前方的殼體壁內側。
6.根據權利要求1所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述控制模塊至少包括可編程控制器、振蕩器和時鐘；所述發射模塊至少包括調製器、調製振蕩器和發射器；所述編程觸點、振蕩器和時鐘的輸出端與可編程控制器電連接，所述振蕩器的輸出端與時鐘電連接，所述調製器和發射器分別與可編程控制器的控制輸出端電連接，所述調製振蕩器與可編程控制器控制輸出端電連接，調製振蕩器的輸出端與調製器電連接，所述電荷耦合器件的輸出信號依次經過調製器和發射器後，經所述天線發射。
7.根據權利要求6所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述控制模塊進一步包括存儲器，存儲器與所述可編程控制器電連接。
8.根據權利要求6所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述發射模塊進一步包括分配器，分配器電連接在所述電荷耦合器件和調製器之間，並與可編程控制器的控制輸出端連接。
9.根據權利要求1所述無線腸胃探測膠囊，其特徵在於，所述控制模塊與電池之間進一步包括受控制模塊控制的電子開關。
專利摘要本實用新型公開了一種無線腸胃探測膠囊包括橢圓形殼體，在殼體壁上設置有編程觸點和天線；在殼體內部進一步設置有兩個攝像鏡頭，對稱設置於殼體橢圓形長軸兩端；至少兩個用於為攝像提供照明的光源，設置於攝像鏡頭周圍；以及控制模塊和發射模塊；所述攝像鏡頭、發射模塊、所述編程觸點分別與控制模塊電連接，所述天線與發射模塊電連接。無線腸胃探測膠囊可以減輕內窺診斷時，病人的痛苦，並擴大了檢測範圍，使診斷更加準確、高效。
文檔編號A61B6/00GK2659340SQ20032012681
公開日2004年12月1日 申請日期2003年12月8日 優先權日2003年12月8日
發明者王勤 申請人:王勤