熱影像膠囊內視鏡裝置的製作方法

2023-09-17 16:28:10

專利名稱：熱影像膠囊內視鏡裝置的製作方法
技術領域：
熱影像膠囊內視鏡裝置技術領域[0001]本實用新型有關於一種熱影像膠囊內視鏡裝置，特別是有關於一種可從活體內消化道系統擷取熱影像並儲存影像信息的熱影像膠囊內視鏡裝置。
背景技術：
[0002]早在1795年起，就有許多醫學前輩開始進行消化道的檢查，之後為了改善檢查的便利性，就有了內視鏡的構想及創作，檢查時，利用一軟性管插入所要檢查的器官內，例如胃內視鏡。從冷光光源所傳送來的光線可以將器官內部照亮，然後管子末端所鑲嵌的光傳感晶片可以很清晰的將影像信號傳送回機器，在屏幕上顯現出來；然而，上述的技術手段對於人體的小腸段無法用內視鏡檢查到，且傳統式的內視鏡如果長度太長，操控將比較困難， 病患也隨之得承受較大的痛苦。[0003]而隨著科技的進步，發展出利用生物無線遙測的技術，捨棄先前的有線傳輸，從體積和使用方式上解決前述管形內視鏡的缺點。[0004]近年因為省電且微型化的光傳感晶片及無線發射裝置的發明，使得輕薄短小的膠囊內視系統得以誕生，該膠囊內視系統主要分為兩部分，體內與體外，體內為一膠囊外殼所包覆的可見光波段影像傳感器，並通過無線射頻及時的將腸道的影像傳輸到體外的接收裝置，體外接收裝置裝設多個無線電接收天線，並將所接受到的信號儲存在一部攜帶型的接收器內以供轉換成影像使用，於是膠囊內視系統將忠實的紀錄它在肚 子裡所攝影到的一切畫面，再隨著排洩離開體內，以完成檢查動作，如此病人在檢查使用上相當方便，且可免去利用管子侵入式地進入體內而造成不適與痛苦。[0005]然而，現有的使用可見光技術的膠囊內視鏡裝置需配置一發光裝置，發光裝置用以從活體內部提供光源，使膠囊內視鏡得以拍攝到活體內部的影像。然而發光裝置必須靠膠囊內視鏡裝置的電池供電，如此一來，會使得電池的電力加速消耗。[0006]此外，目前使用可見光影像的內視鏡攝影，適合用於觀察腸壁外觀具有異常的病變，例如息肉或腫瘤。然而，並不是所有病變都會造成異常的外觀，例如早期癌細胞的外觀可能會和正常的細胞的外觀一樣，因此使用可見光影像的內視鏡攝影無法用於檢測此類病變，而使得病患耽誤早期診療的時機。[0007]因此，有必要提供一種新的內視鏡裝置，其可提供新穎的影像信息。實用新型內容[0008]本實用新型的主要目的在與提供一種熱影像膠囊內視鏡裝置，其可從活體內擷取熱影像並儲存影像息。[0009]本實用新型提供一種熱影像膠囊內視鏡裝置，包括一膠囊殼體，包括一容置空間、一取像口和一透鏡，該透鏡的位置對應該取像口 ；一控制單元，位於該容置空間；一電池組，位於該容置空間，並電性連結該控制單元；以及一紅外線感應晶片，位於該容置空間， 該紅外線感應晶片的位置對應該取像口和該透鏡，該紅外線感應晶片包括一紅外線傳感元件，該紅外線傳感元件的位置對應該透鏡，且該紅外線傳感元件電性連結該控制單元。[0010]如上所述熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，還包括一存儲單元，位於該容置空間， 並電性連結該控制單元。[0011 ] 如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，還包括一傳輸接口，該傳輸接口設置於該膠囊殼體，並電性連結該控制單元。[0012]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該傳輸接口用以將該存儲單元的儲存數據輸出到一外部的終端主機，並且該傳輸接口也能作為一提供裝置電力的電源接口。[0013]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，還包括一無線傳輸模塊，該無線傳輸模塊位於該容置空間，並電性連結該控制單元。[0014]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該存儲單元通過該控制單元以直接記憶存取技術與該紅外線感應晶片作信息傳輸。[0015]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該取像口為一透明光學圓頂結構。[0016]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該取像口由可穿透紅外線波段的藍寶石或者是高分子材料製成。[0017]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該紅外線傳感元件為一傳感元陣列元件，該傳感元陣列元件是以熱電堆方式進行傳感。[0018]如上所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，優選地，該存儲單元通過一數據總線接口連接於該控制單元。[0019]本實用新型提供的熱影像膠 囊內視鏡裝置能夠產業上利用，且具有增進功效。


[0020]圖1是本實用新型第一實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置的示意圖；[0021]圖2是本實用新型第一實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置連結終端主機的示意圖；[0022]圖3是本實用新型第二實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置的示意圖；[0023]圖4是本實用新型第二實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置無線連結無線接收模塊的示意圖。[0024]附圖標記說明[0025]1:熱影像膠囊內視鏡裝置；[0026]10:膠囊殼體；[0027]11:取像口 ；[0028]12:透鏡；[0029]13:容置空間；[0030]20:控制單兀；[0031]30電池組；[0032]50:紅外線感應晶片[0033]52:紅外線傳感元件[0034]60:存儲單元；[0035]70:傳輸接口 ；[0036]80:無線傳輸模塊；[0037]90 :無線接收模塊；[0038]100 :終端主機。
具體實施方式
[0039]為讓本實用新型的上述目的和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本實用新型的具體實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。[0040]以下請一併參考圖1和圖2關於本實用新型第一實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置。圖1是本實用新型第一實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置的示意圖；圖2是本實用新型第一實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置連結終端主機的示意圖。[0041]如圖1所示，在本實用新型的第一實施例中，本實用新型的熱影像膠囊內視鏡裝置I用以拍攝活體內消化道系統的紅外線熱影像，特別是人體體溫附近的紅外線波段，其黑體輻射波長為IOum左右。熱影像膠囊內視鏡裝置I包括一膠囊殼體10、一控制單元20、 一電池組30、一紅外線感應晶片50 (Infrared Sensor Chip)、一存儲單元60以及一傳輸接 Π 70。[0042]在本實用新型的第一實施例中，前述的膠囊殼體10由抗酸鹼材料製成，例如聚乙烯(Polyethylene)等。該膠囊殼體10包括一容置空間13、一取像口 11和一透鏡12。為了供紅外線穿透，取像口 11為一透明光學圓頂結構，用以供紅外線穿透取像口 11進入膠囊殼體10內部，同時為了滿足生物相容性，取像口 11的材料可以是藍寶石(sapphire)或者是其他高分子材料以供本實用新型紅外線波段的穿透。透鏡12的位置對應於取像口 11的內側，透鏡12用以將射入取像口 11的光線聚焦投射給紅外線感應晶片50。在本實施例中， 該透鏡12的材料可以為鍺或者矽或者其他可以穿透8 12um波段的材料，為了控制其光學品質，還可以在該透鏡材料上製作一光通濾波器(band pass filter)。然而,本實用新型的膠囊殼體10的材質並不以上述為限，其可為其他具有抗酸鹼腐蝕功效的材質，取像口 11和透鏡12的材料與結構也不以上述為限。前述的控制單元20位於膠囊殼體10的容置空間13，控制單元20為一具有控制 IC的電子裝置，以控制本實用 新型各相對元件的運作，譬如控制紅外線感應晶片50擷取影像、控制存儲單元60儲存影像，或是控制傳輸接口 70傳輸數據；但本實用新型的控制單元 20並不以具有控制IC的電子裝置為限。前述的電池組30位於膠囊殼體10的容置空間13， 並電性連結控制單元20。電池組30用以提供本實用新型內部各電子組件運作時所需的電源。[0044]前述的紅外線感應晶片50位於膠囊殼體10的容置空間13，並且紅外線感應晶片 50的位置對應取像口 11和取像口 11後的透鏡12。在本實用新型中，紅外線感應晶片50 包括一紅外線傳感元件52,紅外線傳感元件52的位置對應透鏡12,且紅外線傳感元件52 電性連結控制單元20，紅外線傳感元件52用以接收透鏡12聚焦的紅外線影像，並使光影像信號轉變為電信號。在本實施例中，符合人體輻射的波長的紅外線(8 12 μ m)被紅外線感應晶片50吸收，但本實用新型的設計並不以此為限。在本實用新型中，紅外線傳感元件 52為一傳感元陣列元件，以傳感紅外線並提供一紅外線熱像；由於本系統需要相當省電的機制，所以傳感元陣列元件主要是以熱電堆(thermopile)為傳感，其特色為傳感元陣列元件本身不耗電，且不需要複雜且耗電的溫度補償機制；然而本實用新型的紅外線傳感元件52並不以此為限，其他非冷卻型的紅外線傳感器(例如輻射熱計，bolometer)也可以做為紅外線傳感元件52。當符合人體輻射的波長的紅外線經透鏡12聚焦投射至紅外線感應晶片50後，紅外線會被通過控制單元20驅動的紅外線傳感元件52接收，而紅外線傳感元件52會將接收的紅外線信號轉變為電信號，並傳輸給控制單元20，然而本實用新型的設計並不以此為限。前述的存儲單元60位於膠囊殼體10的容置空間13。在本實用新型中，存儲單元60是一大容量的記憶體儲存裝置，其通過一數據總線(DATA BUS)接口的方式連接於控制單元20,並以直接記憶存取(DMA,Direct Memory Access)技術與紅外線感應晶片50作信息傳輸交流，但本實用新型並不以上述為限；藉此，當紅外線感應晶片50得到影像信息後，可不需經過控制單元20作任何運算處理，而以並行總線方式直接寫錄到存儲單元60內。直接記憶存取技術的寫錄時間非常短，可在很短的時間內以非常高的速度傳輸存取同一活體部位的不同層影像並大幅提高影像擷取信息量，甚至可用以高精密度的影像擷取以大幅提高每秒儲存拍攝的影像幅數以及解析度；由於控制單元20未對信息進行運算儲存的動作，因此消耗功率和耗電量非常低且影像不會失真。然而，上述所提及的直接記憶存取技術為 一電子信息領域中已廣泛運用的現有技術，應為該技術領域中具有通常知識者所能輕易理解並應用，故不於說明書中對其細節多加贅述。如圖1和圖2所示，在本實用新型的一實施例中，前述的傳輸接口 70位於膠囊殼體10上，且電性連接於控制單元20。傳輸接口 70用以將存儲單元60的記憶體儲存數據輸出到連接端的終端主機100。當傳輸接口 70連接一終端主機100後，通過傳輸接口 70，可將存儲單元60內所存取的影像數據快速傳輸至終端主機100，並且傳輸接口 70也能作為一提供裝置電力的電源接口。當本實用新型的熱影像膠囊內視鏡裝置I在實際應用時，或可置於一活體中實施，在本實施例中，活體例如為人體，但本實用新型並不以此為限，其也可為寵物等動物的身體。當熱影像膠囊內視鏡裝置I置於一人體內部時(例如使用者吞咽熱影像膠囊內視鏡裝置1，使熱影像膠囊內視鏡裝置I位於消化道)，控制單元20的控制邏輯可直接要求紅外線感應晶片50取像；由於人體內部構造具有體溫而會散發紅外線，因此人體內部所散發的紅外線會經由取像口 11進入膠囊殼體10，再經由透鏡12而投射至紅外線感應晶片50，進而使紅外線感應晶片50取得成像的圖像信息。由於病變的人體內部構造，會和正常的內部構造具有不同的溫度(例如具有癌症病變的器官的溫度，會低於正常的器官的溫度)，因此通過本實用新型的熱影像膠囊內視鏡裝置1，將可以依據溫度的差異而檢測活體內是否患有病變。而於本實用新型的熱影像膠囊內視鏡裝置I隨排洩物排出人體並經過清潔後，可通過將終端主機100連接到本實用新型的傳輸接口 70，以將存儲單元60內所擷取的影像數據快速傳輸至終端主機100，由終端主機100顯示處理，而後獲得大量的人體內部的溫度影像，而如此豐富的影像信息，可如實地提供醫務人員人體內部信息以幫助其識別病兆。以下請一併參考圖3和圖4關於本實用新型第二實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置。圖3是本實用新型第二實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置的示意圖；圖4是本實用新型第二實施例的熱影像膠囊內視鏡裝置無線連結終端主機的示意圖。如圖3和圖4所示，第二實施例和第一實施例的差別在於，在第二實施例中，熱影像膠囊內視鏡裝置I不具有傳輸接口 70和存儲單元60，且熱影像膠囊內視鏡裝置I還包括一無線傳輸模塊80。無線傳輸模塊80位於容置空間13，並電性連結控制單元20 ;當紅外線感應晶片50拍攝了熱影像後，熱影像會被傳輸至無線傳輸模塊80。在本實施例中，使用者身上設置至少一無線接收模塊90，該至少一無線接收模塊90設置於接近活體的消化道的位置，以便與活體的消化道內的熱影像膠囊內視鏡裝置I無線連接；然而無線接收模塊90的數量和位置並不以上述為限。無線傳輸模塊80以無線傳輸方式輸出紅外線感應晶片50的影像數據到無線接收模塊90。如此一來，當熱影像膠囊內視鏡裝置I置於一人體內部時，即可通過無線接收模塊90及時接收無線傳輸模塊80傳送的人體內部的熱影像；最後再將無線接收模塊90接收的熱影像輸入到終端主機100，以作為醫療檢查的數據。然而本實用新型的設計並不以此為限。同時，圖1或圖3所示的本實用新型的熱影像膠囊內視鏡裝置，其取像口 11，透鏡12及紅外線感應晶片50的位置，並不限制於膠囊的前或後端，凡滿足於可以製造及光學品質的任何位置皆可以是本實用新型的範圍，例如設置於膠囊的側邊。最後應說明的是以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
權利要求1.一種熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，包括 一膠囊殼體，包括一容置空間、一取像口和一透鏡，該透鏡的位置對應該取像口 ； 一控制單元，位於該容置空間； 一電池組，位於該容置空間，並電性連結該控制單元；以及 一紅外線感應晶片，位於該容置空間，該紅外線感應晶片的位置對應該取像口和該透鏡，該紅外線感應晶片包括一紅外線傳感元件，該紅外線傳感元件的位置對應該透鏡，且該紅外線傳感元件電性連結該控制單元。
2.根據權利要求1所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，還包括一存儲單元，位於該容置空間，並電性連結該控制單元。
3.根據權利要求2所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，還包括一傳輸接口，該傳輸接口設置於該膠囊殼體，並電性連結該控制單元。
4.根據權利要求3所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該傳輸接口用以將該存儲單元的儲存數據輸出到一外部的終端主機，並且該傳輸接口也能作為一提供裝置電力的電源接口。
5.根據權利要求1所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，還包括一無線傳輸模塊，該無線傳輸模塊位於該容置空間，並電性連結該控制單元。
6.根據權利要求1或2所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該存儲單元通過該控制單元以直接記憶存取技術與該紅外線感應晶片作信息傳輸。
7.根據權利要求1所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該取像口為一透明光學圓頂結構。
8.根據權利要求7所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該取像口由可穿透紅外線波段的藍寶石或者是高分子材料製成。
9.根據權利要求1所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該紅外線傳感元件為一傳感元陣列元件，該傳感元陣列元件是以熱電堆方式進行傳感。
10.根據權利要求1或2所述的熱影像膠囊內視鏡裝置，其特徵在於，該存儲單元通過一數據總線接口連接於該控制單元。
專利摘要本實用新型提供一種熱影像膠囊內視鏡裝置，該熱影像膠囊內視鏡裝置至少包括一膠囊殼體、一控制單元、一電池組、一紅外線感應晶片和一存儲單元或一無線傳輸模塊。膠囊殼體包括一容置空間、一取像口和一透鏡，透鏡的位置對應取像口。控制單元位於容置空間。電池組電性連結控制單元。紅外線感應晶片位於容置空間，紅外線感應晶片的位置對應取像口和透鏡，紅外線感應晶片電性連結控制單元。存儲單元位於容置空間，並電性連結控制單元。
文檔編號A61B1/00GK202821277SQ20122042185
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者邱立國, 周正三 申請人:茂丞科技股份有限公司