一种微型无线内窥镜图像采集系统技术方案

一种微型无线内窥镜图像采集系统，包括无线图像发送装置和无线图像接收装置。所述无线图像发送装置安装在胶囊内窥镜内部，胶囊内窥镜在患者体内进行图像采集，无线图像发送装置将采集的图像信息以无线方式发送给位于患者体外的无线图像接收装置。所述无线图像接收装置用于在患者体外无线接收和存储所述无线图像发送装置所发送的图像信息，并通过USB接口将图像信息上传到电脑。

Miniature wireless endoscope image acquisition system

The invention discloses a miniature wireless endoscope image acquisition system, comprising a wireless image transmitting device and a wireless image receiving device. The wireless image transmission device installed inside the capsule endoscope in the mirror, the image acquisition in patients with wireless capsule endoscopy, wireless image transmission device to collect image information sent wirelessly to the wireless image receiving device in patients in vitro. The wireless image receiving device is used for wirelessly receiving and storing image information sent by the wireless image transmitting device by the patient in vitro, and uploading the image information to the computer through the USB interface.

【技术实现步骤摘要】
一种微型无线内窥镜图像采集系统
本专利技术涉及医用内视镜
，特别是涉及一种微型无线内窥镜图像采集系统。
技术介绍
消化系统疾病，如胃肠炎症、消化性溃疡、消化道肿瘤等是我国的常见病、多发病，也是严重危害人类健康的全球性疾病，消化系统疾病引起的疾病负担占所有疾病的十分之一。目前对于消化系统疾病,最常用和有效的检查方法是内窥镜检查。现有的有线内窥镜系统一般由镜头、引导插管和图像工作站等几部分构成,系统必须采用导线完成图像数据传输，就必须将引导插管插入患者消化道内，给病人带来了巨大的痛苦，也给系统操作带来不便。2001年，以色列GivenImaging公司公布了一种胶囊内窥镜,开创了使用无线内窥镜系统采集消化道图像的新方法。无线内窥镜系统主要包括三部分：进入人体内的胶囊内窥镜(以下简称“胶囊”)、人体外的图像接收装置和“胶囊”定位装置。人体内的“胶囊”主要由图像传感器模块、图像处理模块、微控制器模块、无线通信模块和电源管理模块构成；人体外的图像接收装置主要由微控制器模块、无线通信模块、上位机通信模块和电源模块构成。专利CN1284505C公布的医用无线电胶囊式内窥系统由无线电胶囊和便携式图像记录仪两部分构成。其中无线电胶囊内部的无线图像发射电路主要包括：图像传感器、将图像信息转换成压缩的JPEG格式的微处理器、无线收发模块以及磁开关模块；图像记录仪主要包括：无线收发模块、微处理器模块和存储单元。上述现有的无线内窥镜系统具有很多缺陷，主要体现在：1、常用的胶囊内窥镜存在阻塞消化道的风险，临床上发生过类似案例；2、常用无线内窥镜的无线接收装置需要穿戴专用背心不适合肥胖等特殊患者。主要原因是：1、系统的“胶囊”部分包括图像传感器模块、图像处理模块、微控制器模块、无线通信模块和电源管理模块等，每个模块至少1个芯片，使得“胶囊”内部芯片数量太多，集成化低，难以微型化，使得胶囊体积比较大，有可能堵塞在消化道狭小部位；2、现有无线内窥镜系统的图像接收装置采用穿戴式背心，体积较大，便携性差，而内窥镜检查时间长达6～8小时，使得图像接收装置严重影响了部分特殊患者的生理感受。另外，“胶囊”图像采集系统得到的的图像分辨率不高，普遍低于640×480；成本高，难以普及到大众。并且，现有胶囊内窥镜电源开关技术上存在的特定的技术偏见。例如专利CN1284505C采用的磁开关模块是在有磁场的情况下电源关闭，没有磁场的情况下电源导通，这种技术方案偏离了一个客观事实，就是在长达6～8小时的内窥镜检查过程中很有可能被外部强磁场干扰从而导致电源关闭，外部强磁场的来源于各种仪器设备、检查者所处的特殊工作环境等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有无线内窥镜系统上述缺陷，提出一种操作便捷、分辨率高、简单易行、成本低的微型无线内窥镜图像采集系统。本专利技术所采用技术方案如下：一种微型无线内窥镜图像采集系统，包括无线图像发送装置和无线图像接收装置。所述无线图像发送装置安装在胶囊内窥镜内部，胶囊内窥镜在患者体内进行图像采集，无线图像发送装置将采集的图像信息以无线方式发送给位于患者体外的无线图像接收装置。所述无线图像接收装置用于在患者体外无线接收和存储所述无线图像发送装置所发送的图像信息，并通过USB接口将图片信息上传到电脑。所述无线图像发送装置包括：带有数字图像压缩处理功能的图像传感器，带有无线收发功能的微控制器模块，电源触发模块和照明模块。所述的微控制器模块通过并行或串行数据总线与所述的图像传感器连接，且分别与电源触发模块和照明模块连接。所述无线图像接收装置包括：带有无线收发和USB通信功能的微控制器模块，存储模块，可充电电源模块和USB接口。所述的微控制器模块通过数据总线与存储模块连接，且分别与USB接口和可充电电源模块连接。所述带有数字图像压缩处理功能的图像传感器为CMOS感光芯片，型号为OV5640。所述带有无线收发功能的微控制器模块包括ARM内核单片机，所述单片机型号为nRF51系列单片机或nRF52系列单片机。所述电源触发模块包括磁控开关、单向可控硅、调压芯片和锂电池，且默认处于电源切断状态，遇到磁铁时触发电源导通。所述磁控开关与锂电池的正极连接，并与单向可控硅的门极连接。所述调压芯片与锂电池的正极连接，并与单向可控硅的阳极连接。所述锂电池负极与单向可控硅的阴极连接。所述带无线收发和USB通信功能的微控制器模块包括ARM内核单片机，所述单片机型号为nRF52840。所述可充电电源模块包括充放电保护电路和可充电锂电池，输出额定电压为5V；所述可充电锂电池的正极和负极分别和充放电保护电路连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)可以减少芯片数量，进一步微型化。所述无线图像发送装置仅使用了3块芯片，分别是带有数字图像压缩处理功能的图像传感器芯片，带无线收发功能的微控制器芯片和电源调压芯片，而现有的胶囊内窥镜内部的无线图像发送电路还需要额外增加图像压缩芯片和无线收发芯片；所述无线图像接收装置仅使用了1块芯片，即带无线收发和USB通信功能的微控制器芯片，而现有的无线内窥镜系统的无线图像接收电路普遍要额外增加无线收发芯片和上位机通信芯片。所述无线图像发送装置所采用的3块芯片封装尺寸都不超过5×5mm，加之芯片数量少，使得所述装置体积更小，便于微型化。(2)可以得到更高分辨率的图像。本专利技术采用带有数字图像压缩处理功能的低功耗CMOS图像传感器(OV5640)，具有500万像素分辨率，图像压缩后以JPG格式输出，因此在大幅降低无线数据传送量的同时，又能得到更高分别率图像。以图像传感器输出帧率为5fps，采集图像分辨率为640×480的情况为例，每帧压缩后约为38KB，则每秒数据量约为1.5Mbit，而无线图像发送装置所采用的nRF51或nrf52系列芯片和无线图像接收装置所采用的带无线收发和USB通信功能的微控制器芯片nRF52840，无线速率皆为2Mbit/s，可以轻松地实现高分辨率图像信息的发送和接收。(3)可以更便捷地操作。无线图像发送装置操作的特点是：电源触发模块包含磁控开关和单向可控硅，可以方便地利用外部强磁场，比如磁铁，靠近“胶囊”来启动电源触发模块，从而启动密闭“胶囊”内部的无线图像发送装置，并且通过照明模块是否开始照明即可判断是否成功启动，即便磁场撤离，无线图像发送装置也会继续工作。无线图像接收装置操作的特点是：自带可充电电源，可以跟随便无线图像发送装置便携移动；可以用电脑通过无线图像接收装置的USB接口方便地读取所存储的图片，或者选择实时读取采集到的图片；可充电锂电池在连接USB接口时能自动充电。(4)具有结构简单易行，成本低的优点。附图说明图1为本专利技术的整体系统结构示意图；图2为无线图像发送装置内部电路示意图；图3为无线图像接收装置内部电路示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式进一步说明本专利技术。如图1所示，本专利技术微型无线内窥镜图像采集系统的实施例包括无线图像发送装置和无线图像接收装置。所述的无线图像发送装置包括：带有数字图像压缩处理功能的图像传感器，带有无线收发功能的微控制器模块，电源触发模块和照明模块。所述的微控制器模块通过并行或串行数据总线与所述的图像传感器连接，且分别与电源触发模块和照明模块连接。所述的无线图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型无线内窥镜图像采集系统，其特征在于，所述系统包括无线图像发送装置和无线图像接收装置；所述无线图像发送装置安装在胶囊内窥镜内部，胶囊内窥镜在患者体内进行图像采集，无线图像发送装置将采集的图像信息以无线方式发送给位于患者体外的无线图像接收装置；所述无线图像接收装置用于在患者体外无线接收和存储所述无线图像发送装置所发送的图像信息，并通过USB接口将图像信息上传到电脑；所述无线图像发送装置包括：带有数字图像压缩处理功能的图像传感器、带有无线收发功能的微控制器模块、电源触发模块和照明模块；所述的微控制器模块通过并行或串行数据总线与所述的图像传感器连接，且分别与电源触发模块和照明模块连接；所述无线图像接收装置包括：带无线收发和USB通信功能的微控制器模块、存储模块、可充电电源模块和USB接口；所述的微控制器模块通过数据总线与存储模块连接，且分别与USB接口和可充电电源模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种微型无线内窥镜图像采集系统，其特征在于，所述系统包括无线图像发送装置和无线图像接收装置；所述无线图像发送装置安装在胶囊内窥镜内部，胶囊内窥镜在患者体内进行图像采集，无线图像发送装置将采集的图像信息以无线方式发送给位于患者体外的无线图像接收装置；所述无线图像接收装置用于在患者体外无线接收和存储所述无线图像发送装置所发送的图像信息，并通过USB接口将图像信息上传到电脑；所述无线图像发送装置包括：带有数字图像压缩处理功能的图像传感器、带有无线收发功能的微控制器模块、电源触发模块和照明模块；所述的微控制器模块通过并行或串行数据总线与所述的图像传感器连接，且分别与电源触发模块和照明模块连接；所述无线图像接收装置包括：带无线收发和USB通信功能的微控制器模块、存储模块、可充电电源模块和USB接口；所述的微控制器模块通过数据总线与存储模块连接，且分别与USB接口和可充电电源模块连接。2.根据权利要求1所述的微型无线内窥镜图像采集系统，其特征在于，所述带有数字图像压缩处理功能的图像传感器为CM...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖桂金，许铭，徐建省，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11