一種可調焦內窺膠囊及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種可調焦內窺膠囊，包括殼體、封裝在殼體中的內窺組件和電源，所述的內窺組件包括置于殼體內前端的前置鏡片組件和LED照明模塊，還包括受控制單元驅動的可調焦圖像采集組件，所述的可調焦圖像采集組件固定在殼體內部；可調焦圖像采集組件采集的圖像信號經無線電收發模塊和天線傳輸至外部信號接收裝置。本發明的可調焦內窺膠囊采用形狀記憶合金實現可調焦裝置，把該裝置安放于內窺鏡膠囊中，使得內窺鏡膠囊具有可以調焦的功能，從而更加有利于醫務工作人員清晰地觀測病變部位，增加判斷的準確度，利于患者的治療。該可調焦式內窺鏡裝置可以根據需求實現圖像實時傳輸和間斷傳輸，從而延長內窺鏡膠囊在體內有效工作時間，增大診斷區域。
【專利說明】—種可調焦內窺膠囊及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內窺膠囊，尤其涉及一種具有可調焦性能的內窺膠囊，同時涉及一種基于該可調焦內窺膠囊的內窺系統，屬于醫用監測領域。
[0002]
技術背景
[0003]2001年色列吉溫成象有限公司(Givenlmaging Ltd.)率先研制出世界第一套檢測胃腸道的無線內窺鏡系統，即M2A (Mouth toAnus)無線內窺鏡。奧拉巴斯(Olympus)在2004年開發出一款基本的無線內窺鏡膠囊,被稱之為Endo Capsule,它能根據周圍的情況，自動調節亮度，從而獲得最佳的圖像，以及具有實時圖像瀏覽的功能，方便醫師估計膠囊的位置。重慶金山公司在2004年研制出OMOM無線內窺鏡系統，主要包括無線內窺鏡膠囊、圖像記錄儀和影像工作站三個部分。從目前現有的膠囊內鏡看，大多可以實現無線圖像實時傳輸，但是它們都是固定焦距，為了保證圖像無線傳輸的實時性，又不能過于增大圖像分辨率，所以在內部病變部位不能更深入細致地觀察病變組織，不利于對病情更準確地判斷。
[0004]
【發明內容】

[0005]技術問題
本發明要解決的技術問題是提供一種具有可調焦性能的內窺膠囊，其調焦裝置由形狀記憶合金實現，不但能夠通過無線電實現實時傳輸圖像和對膠囊進行控制，還能夠實現成像系統焦距的調整，從而可以在病變部位實現圖像清晰地放大，從而更加準確地對病變部位進行診斷。同時提供一種基于該內窺膠囊的可調焦內窺膠囊系統。
`[0006]技術方案
為了解決上述的技術問題，本發明的可調焦內窺膠囊包括殼體、封裝在殼體中的內窺組件和電源，所述的內窺組件包括置于殼體內前端的前置鏡片組件和LED照明模塊，還包括受控制單元驅動的可調焦圖像采集組件，所述的可調焦圖像采集組件固定在殼體內部；可調焦圖像采集組件采集的圖像信號經無線電收發模塊和天線傳輸至外部信號接收裝置。
[0007]更進一步地，所述的可調焦圖像采集組件包括可移動鏡頭組件、可調焦裝置、圖像傳感器和濾波片，所述的濾波片設置于可移動鏡頭組件和圖像傳感器之間；所述的可調焦裝置包括至少一個形狀記憶合金體，所述的形狀記憶合金體一端與可移動鏡頭組件連接，另一端通過基座固定在殼體上，所述的形狀記憶合金體上設有加熱線圈，所述的加熱線圈受控制單元控制對形狀記憶合金體進行加熱。
[0008]更進一步地，所述的控制單元包括處理器單元、圖像傳感與處理單元、調焦驅動電路單元、LED驅動單元和無線收發單元，所述圖像傳感與處理單元與圖像傳感器連接，所述的調焦驅動電路單元與可調焦圖像采集組件中的可調焦裝置連接，LED驅動單元與LED照明模塊連接，所述的無線收發單元與天線連接。[0009]本發明技術方案的可調焦內窺膠囊中，電源為其他各個部件提供所需的電源，進行圖像采集的組件的焦距可調，可以在病變部位實現圖像清晰地放大，并通過無線信號傳輸至外部，供醫務工作人員進行觀察。其中的前置鏡片組件實現透光和濾光的功能，起到得到高質量圖片的效果，可移動鏡頭組件與前置鏡片組件中的鏡片相結合實現焦距的調整。可調焦裝置通過形狀記憶合金體實現，利用形狀記憶合金受熱變形的特性，形狀記憶合金在不同的溫度下產生的形變不同，帶動可調焦圖像采集組件處于不同的位置，實現焦距的調整。
[0010]本發明的智能膠囊無線內窺鏡系統包括上述技術方案的可調焦內窺膠囊、圖像記錄與膠囊控制裝置和計算機圖像顯示與處理裝置，所述圖像記錄與膠囊控制裝置包括無線收發模塊、微處理器、與微處理器相連的存儲模塊和USB接口，其中無線收發模塊接收可調焦內窺膠囊發出的信號；所述計算機圖像顯示與處理軟件通過USB結口與圖像記錄與膠囊控制裝置進行數據交換。在圖像顯示與處理裝置中安裝有可以實時顯示內窺鏡成像的軟件，該軟件根據需求發送改變內窺鏡成像焦距的命令，該命令經由圖像記錄與膠囊控制裝置通過無線電傳輸到可調焦內窺膠囊內部的控制單元中，由該控制單元對可調焦裝置進行操縱。可調焦內窺膠囊的控制單元通過圖像傳感器采集膠囊內窺鏡前部的圖像數據，該圖像數據經控制單元壓縮后通過無線電收單元發送到外部接收裝置。在成像過程中，還可以通過改變照明LED模塊的亮度來改善成像質量。計算機圖像顯示與處理裝置把圖像數據實時顯示在計算機上，醫生可以根據該圖像觀測內部病變部位，如發現病變點，由計算機發送圖像放大指令，該指令經由圖像記錄與膠囊控制裝置的無線收發模塊發送到可調焦內窺膠囊的控制單元中，控制單元根據命令要求通過加熱線圈控制形狀記憶合金體的溫度，形狀記憶合金產生變形，從帶動鏡頭組件處于不同的位置，實現焦距的調整。
[0011]有益效果
本發明技術方案的可調焦內窺膠囊采用形狀記憶合金實現可調焦裝置，把該裝置安放于內窺鏡膠囊中，使得內窺鏡膠囊具有可以調焦的功能，從而更加有利于醫務工作人員清晰地觀測病變部位，增加判斷的準確度，利于患者的治療。該可調焦式內窺鏡裝置可以根據需求實現圖像實時傳輸和間斷傳輸，從而延長內窺鏡膠囊在體內有效工作時間，增大診斷區域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明一個實施例的可調焦內窺膠囊結構示意圖；
圖2是本發明一個實施例的可調焦裝置結構示意圖，顯示其原始工作狀態；
圖3是圖2所示可調焦裝置加熱后的結構示意圖；
圖4是圖2所示可調焦裝置頂視圖；
圖5是本發明一個實施例的控制單元示意圖。
[0013]附圖標記說明:1、前置鏡片組件；2、可移動鏡頭組件；3、可調焦裝置；4、控制單元；5、電源；6、無線 電收發模塊；7、天線；8、連接線；9、基座；10、圖像傳感器；11、濾波片11 ;12、加熱線圈；13、膠囊外殼；14、LED照明模塊；21、安裝孔；31、螺孔；32、形狀記憶合金體；34、螺栓。
[0014]【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的技術方案進行進一步說明。
[0016]實施例一:
如圖1所示，本實施例的可調焦內窺膠囊包括殼體13、封裝在殼體13中的內窺組件和電源5，所述的內窺組件包括置于殼體13內前端的前置鏡片組件I和LED照明模塊14，還包括受控制單元4驅動的可調焦圖像采集組件，所述的可調焦圖像采集組件固定在殼體3內部；可調焦圖像采集組件采集的圖像信號經連接線8傳輸至無線電收發模塊6和天線7，并傳輸至外部信號接收裝置。
[0017]如圖1、圖2、圖3所示，所述的可調焦圖像采集組件包括可移動鏡頭組件2、可調焦裝置3、圖像傳感器10和濾波片11，所述的濾波片11設置于可移動鏡頭組件2和圖像傳感器10之間；所述的可調焦裝置3包括至少一個形狀記憶合金體32，所述的形狀記憶合金體32 —端與可移動鏡頭組件2連接，另一端通過基座9固定在殼體13上，所述的形狀記憶合金體32上設有加熱線圈12，所述的加熱線圈12受控制單元4控制對形狀記憶合金體32進行加熱。如圖5所示，所述的控制單元4包括處理器單元、圖像傳感與處理單元、調焦驅動電路單元、LED驅動單元和無線收發單元，所述圖像傳感與處理單元與圖像傳感器10連接，所述的調焦驅動電路單元與可調焦圖像采集組件中的可調焦裝置3連接，LED驅動單元與LED照明模塊14連接,所述的無線收發單元與天線7連接。
[0018]如圖2、圖3和圖4所示，可移動鏡頭組件2兩端延伸出各具有一個安裝孔21的延伸臂，形狀記憶合金體32 —端設有螺孔，通過螺栓34將其固定在延伸臂上。形狀記憶合金體32的另一端采也類似的安裝方式固定在基座9上；為了使可移動鏡頭組件2的具有更好的調焦精度。本實施例采用 兩個形狀記憶合金體。
[0019]實施例二:
本實施例為一種基于實施例一所述可調焦內窺膠囊的智能膠囊無線內窺鏡系統，其包括調焦內窺膠囊、圖像記錄與膠囊控制裝置和計算機圖像顯示與處理裝置，所述圖像記錄與膠囊控制裝置包括無線收發模塊、微處理器、與微處理器相連的存儲模塊和USB接口，其中無線收發模塊接收可調焦內窺膠囊發出的信號；所述計算機圖像顯示與處理軟件通過USB結口與圖像記錄與膠囊控制裝置進行數據交換。
【權利要求】
1.一種可調焦內窺膠囊，包括殼體(13 )、封裝在殼體(13 )中的內窺組件和電源(5 )，其特征在于，所述的內窺組件包括置于殼體(13)內前端的前置鏡片組件(I)和LED照明模塊(14)，還包括受控制單元(4)驅動的可調焦圖像采集組件，所述的可調焦圖像采集組件固定在殼體(13)內部；可調焦圖像采集組件采集的圖像信號經無線電收發模塊(6)和天線(7)傳輸至外部信號接收裝置。
2.如權利要求1所述的可調焦內窺膠囊，其特征在于，所述的可調焦圖像采集組件包括可移動鏡頭組件(2)、可調焦裝置(3)、圖像傳感器(10)和濾波片(11)，所述的濾波片(11)設置于可移動鏡頭組件(2)和圖像傳感器(10)之間；所述的可調焦裝置(3)包括至少一個形狀記憶合金體(32)，所述的形狀記憶合金體(32) —端與可移動鏡頭組件(2)連接，另一端通過基座(9)固定在殼體(13)上，所述的形狀記憶合金體(32)上設有加熱線圈(12)，所述的加熱線圈(12)受控制單元(4)控制對形狀記憶合金體(32)進行加熱。
3.如權利要求1或2所述的可調焦內窺膠囊，其特征在于，所述的控制單元(4)包括處理器單元、圖像傳感與處理單元、調焦驅動電路單元、LED驅動單元和無線收發單元，所述圖像傳感與處理單元與圖像傳感器(10)連接，所述的調焦驅動電路單元與可調焦圖像采集組件中的可調焦裝置(3)連接，LED驅動單元與LED照明模塊(14)連接，所述的無線收發單元與天線(7)連接。
4.一種智能膠囊無線內窺鏡系統，其特征在于，包括權利要求1至3任一項的可調焦內窺膠囊、圖像記錄與膠囊控制裝置和計算機圖像顯示與處理裝置，所述圖像記錄與膠囊控制裝置包括無線收發模塊、微處理器、與微處理器相連的存儲模塊和USB接口，其中無線收發模塊接收可調焦內窺膠囊發出的信號；所述計算機圖像顯示與處理軟件通過USB接口與圖像記錄與膠囊控制裝置進行數據交換。
【文檔編號】A61B1/06GK103584830SQ201310565688
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】潘松, 張建輝, 趙淳生 申請人:南京航空航天大學