基于无线供能的胃肠道癌前病变无创检测系统

摘要

一种内窥镜领域的基于无线供能的胃肠道无创检测系统，包括：检测视频胶囊系统、体外无线供能装置和体外图像处理装置，其中：所述的检测视频胶囊系统包括：外壳以及设置于其中的光学系统、双路照明系统、弱光视频图像传感器、主控制系统、图像无线发送装置、整流装置和无线能量接收三维线圈。本发明能够实现全消化道准确检测。

主权项

一种基于无线供能的胃肠道无创检测系统，其特征在于，包括：检测视频胶囊系统、体外无线供能装置和体外图像处理装置，其中：所述的检测视频胶囊系统包括：外壳以及设置于其中的光学系统、双路照明系统、弱光视频图像传感器、主控制系统、图像无线发送装置、整流装置和无线能量接收三维线圈，其中：无线能量接收三维线圈接收由体外无线供能装置发送的交变磁场，并将其转化为交流电动势，整流装置将该交流电动势转化为直流电压，并分别为弱光视频图像传感器、双路照明系统、光学系统、主控制系统和图像无线发送装置提供直流电源，光学系统设置于外壳的端部且为弱光视频图像传感器提供光学调节控制，双路照明系统为弱光视频图像传感器提供白光光源和激发光光源，弱光视频图像传感器分别从白光光源和激发光光源下获得被检测消化道壁的白光图像和荧光图像，该白光图像和荧光图像分别由图像无线发送装置发送至体外图像处理装置，主控制系统与双路照明系统相连并控制白光光源和激发光光源的交替转换，主控制系统与弱光视频图像传感器相连并控制其成像参数的调节；所述的双路照明系统包括：设置于光学系统一侧的四个均匀分布的冷光源和设置于光学系统另一侧的四个均匀分布的近紫光激发光光源，其中：各个近紫光激发光光源与冷光源的位置对应地相间布置，冷光源发出的白光照射到被测活体组织，被测活体组织反射的被测白光图像，以及近紫光激发光光源发出的激发光照射到被测活体组织，被测活体组织反射的被测固有荧光图像分别由弱光视频图像传感器获得，冷光源采用0402封装的贴片白光LED，近紫光激发光光源采用3020封装的365nm近紫外LED，光源强度满足弱光视频图像传感器对光功率的要求；所述的体外无线供能装置包括：体外无线能量发射线圈和电源控制器，其中：电源控制器将电源转变成控制信号并传送到体外无线能量发射线圈，体外无线能量发射线圈将电能转变成为交变电磁场，无线能量接收三维线圈接收到该交变电磁场，并将交变电磁场重新转化为交变电动势；所述的光学系统包括：光学球头、可变焦光学镜头，其中光学球头置于外壳的端部，保证前方正负90°的被测物的光线不被阻碍；可变焦光学镜头置于弱光视频图像传感器的感光面的前方，保证弱光视频图像传感器具有120°的视场角，在装配之前，调节变焦光圈，使弱光视频图像传感器具有3‑40mm的光学景深；所述的主控制系统包括：光源交替控制部、视频成像控制部，其中：光源交替控制部由数据线与控制冷光源和近紫光激发光光源通断的模拟开关相连，通过软件控制模拟开关的状态实现两种光源的转换的时间和占空比；视频成像控制部通过SCCB总线协议与弱光视频图像传感器相连，调整弱光视频图像传感器中的不同寄存器的参数，完成弱光视频图像传感器的配置和控制，使弱光视频图像传感器在不同光照条件下采集到的图像色彩正常；所述的体外图像处理装置包括：便携式体外图像实时接收模块和计算机工作站，其中：便携式体外图像实时接收模块和计算机工作站分别接收由图像无线发送装置发送到体外的视频图像信号，并将视频图像信号转化为数字图像信号，并进行显示或储存；所述的电源控制器将直流电源转变为交变信号并传送到体外无线能量发射线圈，体外无线能量发射线圈将电能转变为交变磁场，该交变磁场被检测视频胶囊系统里的无线能量接收三维线圈接收，在线圈内部产生交变电动势，该交变电动势被整流装置进行滤波整流后生成直流电源，直流电源给双路照明系统、弱光视频图像传感器、主控制系统和图像无线发送装置供电；主控制系统上电后实现冷光源和近紫光激发光光源的交替和对弱光视频图像传感器进行配置控制，完成配置控制后，弱光视频图像传感器开始正常工作；当双路照明系统上电开始工作后，将有光学系统一端的检测视频胶囊系统前端照亮，消化道壁的白光和荧光图像通过光学系统成像在弱光视频图像传感器上，弱光视频图像传感器生成消化道壁白光和荧光图像的视频信号，该视频信号直接传送到图像无线发送装置上，由图像无线发送装置将视频图像信号转化为电磁波并传送到体外；发送到体外的视频图像信号被体外图像处理装置接收，当使用便携式体外图像实时接收模块时，便携式体外图像实时接收模块将接收到的视频图像信号转化为数字图像信号，并显示在屏幕上，同时保存在本身的存储装置上；当使用计算机工作站时，计算机工作站将接收到的视频图像信号转化为数字图像信号，并实时显示在计算机屏幕上，同时存储在计算机工作站上；计算机工作站还具备读取并回放便携式体外图像实时接收模块存储的数字图像信号的功能。