[發明專利]具有全景照相機的體內傳感器

有效

• 申請號: 200680050987.1
• 申請日: 2006-12-19
• 公開（公告）號: CN101449573A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 王康懷;戈登·威爾遜
• 申請（專利權）人: 康生科技公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 漪;鄭 霞

技術領域

本發明涉及一種用于體內圖像捕獲系統的系統和方法。?

背景?

各種各樣的自控裝置已經被發展，所述自控裝置被設置為從體內的通道和身體內的腔內部來捕獲圖像，所述通道和腔諸如那些胃腸(GI)道內部的通道和腔。這些裝置典型地包括與照明用的光源一起封裝于膠囊內的數字照相機。所述膠囊可以由電池或由來自身體外部的感應電傳遞來供電。所述膠囊還可以包含存儲器和/或無線電發射器，其中所述存儲器用于存儲所捕獲到的圖像，所述無線電發射器用于發送數據給身體外部的體外接收器。?

普通診斷程序包括患者吞服膠囊，于是照相機開始捕獲圖像，并且隨著所述膠囊在蠕動動作下經過由胃腸道內部組織壁構成的腔而被動地移動時，間隔一定時間地連續捕獲圖像。所述膠囊作為診斷工具的價值取決于它對所關注的器官或多個器官的整個內表面的圖像的捕獲。不像由醫師機械地操縱的內窺鏡，膠囊照相機的方位和移動不在操作者的控制下，且單獨決定于所述膠囊的物理特征和體腔的物理特征與動作，所述膠囊的物理特征包括諸如它的尺寸、形狀、重量和表面粗糙度。膠囊的物理特征及其內部圖像系統的設計與操作必須被最優化，以最小化風險，所述風險是指當膠囊通過腔時，目標內腔的一些區域沒有被成像。?

根據所成像的器官的尺寸，兩種通用圖像捕獲方案可以被想象。在相對狹窄的通道中，諸如食道和小腸，橢圓型的且其長度較小于直徑通道的膠囊，將自然地調整它自己縱向地處于所述通道內。典型地，照相機被置?于所述膠囊一端(或兩端)的透明穹頂下。照相機面向通道下方，以致圖像的中心包含一個黑洞。所關注的區域是在圖像外圍的腸壁。?

膠囊100被裝入外殼101中，以使它可以體內行進于器官102的內部，在內腔104之內，所述器官102諸如食道或小腸。膠囊可以與器官的內表面106、108保持接觸，且照相機鏡頭孔110可以捕獲在其視場112內的圖像。膠囊可以包括輸出端口114、電源116、存儲器118、圖像壓縮器120電路、圖像處理器122和發光二極管(LED)126，其中所述輸出端口114用于輸出圖像數據，所述電源116用于給照相機的組件供電，所述存儲器118用于存儲圖像，所述壓縮器120電路用于壓縮圖像以使其存儲于存儲器內，所述圖像處理器122用于處理圖像數據，所述發光二極管(LED)126用于照亮表面106、108，以使圖像可由于被所述表面散射的光而被捕獲。?

理想的是，對于每幅圖像，具有適當更大圖像面積的是腸內壁，且在中心具有適當較小的縮小的洞。因此，大FOV是理想的。一種典型的FOV為140°。遺憾地，簡單的廣角鏡頭在大視場角處將呈現增加的畸變以及降低的分辨率和數值光圈。高性能廣角鏡頭和“魚眼”鏡頭通常相對于光圈和焦距較大，并由許多鏡頭元件構成。膠囊照相機受限于緊湊和廉價的要求，且這些構造類型不是效能成本合算的。進一步地，這些常規的裝置浪費這些鏡頭前面區域的照明，因此用于提供那些照明的電力也被浪費掉。因為能量消耗總是所關心的事情，故這樣的浪費照明是個問題。更進一步地，由于視場中的腸壁遠離所述膠囊延伸，故它被透視縮短，并需要相當大的景深以全面地清晰成像。景深以曝光靈敏度為代價。?

第二種方案出現在當膠囊處于諸如結腸那樣的腔內時，腔的直徑大于膠囊的任何尺寸。在此方案中，膠囊的方位是很難預測的，除非有一些機械裝置穩定之。假設器官是空無食物、糞便和液體的，則作用于膠囊的主要的力是重力、表面張力、摩擦力和腔壁壓迫膠囊的力。所述腔施加壓力給膠囊，所述壓力既作為對其它力的被動反作用力，也作為蠕動的周期性的主動壓力，其中所述其它力諸如迫使膠囊緊靠所述腔的重力。這些力決定了膠囊運動的動態特性以及它在靜態期間的方位。這些力中每個的大小?和方向都受膠囊和腔的物理特性影響。例如，膠囊的質量越大，重力越大，且膠囊越光滑，摩擦力就越小。結腸壁中的起伏往往使膠囊傾斜，這樣膠囊的縱軸就不平行于結腸的縱軸。?