[发明专利]用于生物体腔内的多视角图像采集与存储系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及医用病患体内检查设备与技术领域，特别是涉及一种用于生物体腔内的多视角图像采集与存储系统和方法。

背景技术

为了无创伤地检查动物或人体内的体腔器官，尤其是消化道体腔；目前采用一种无线内窥镜胶囊诊断系统。其中无线胶囊部分由待测者从口腔吞入，通过体内肠胃的蠕动遍历胃肠等消化道器官，同时采集消化道内相关数据，完成整个诊断过程。

现有已知的无线胶囊在其一端或两端放置一个微型摄像机以及LED光源为其照明，利用电池或无线电磁波作为电源。胶囊内部载有信息接收和发射装置，将拍摄图像传递给外部处理系统，同时接受外部控制信息。

现有的内窥镜胶囊普遍存在观测视野小，造成对腔体器官漏检等缺陷。并且外形多呈胶囊形状，在体内的运动并不顺畅，导致无线胶囊有堵塞在消化道内的风险。例如在专利US2002/0109774，JP2001112710和US2003/0023150中，均采用不超过两个的摄像机。虽然它们采用了不同的扩大其视野的方法(包括机械转动等方法)；但是这些发明都无法实现全视角的图像采集；另外借助机械方法在功耗和实现复杂度上代价较高，同时也将增大体腔内胶囊的尺寸。

另外在专利CN200910008885，CN200910080350中提出的一种球囊状设备(简称球囊)，其内部设备采用多摄像头的图像采集方案，若要实现无盲区的图像采集，专利中所述的体内图像采集系统必须保证至少6帧每秒的拍摄速度，而实现这样的拍摄速度，系统工作电流至少约为100mA，在这样的工作电流要求下，以现有无线内窥镜中普遍采用的电池进行供电，仅能维持工作数十分钟甚至数分钟，因此无法实现对全消化道，特别是小肠的检查。若采用无线供能的方式进行供电，一是目前还未见成熟的，可实际应用于无线内窥镜检查的无线供能系统，二是以目前文献报道的无线供能效率进行推算，则体外供能系统至少需要发出数十瓦到数百瓦的无线能量，这种电磁辐射是否对人体有害以及其危害程度目前还无定论，同时体外供能系统还需配置制冷设备。若体内的设备在采用电池供电的情况下，为了使得体内系统能够工作在低功耗的情况，以延长电池的工作时间，体内系统需以低于6帧/秒的速度进行拍摄，若想得到无盲区的图像，则体内的系统在消化道内运行速度必须十分缓慢且相对姿态也变化缓慢(即体内设备相对人体消化道几乎处于静止状态，这样通过多摄像头轮流的拍摄机制可以实现全视角拍摄)，而由于体内设备在消化道内是依靠重力作用和消化道蠕动来实现被动行走的，因此上述的条件很难能保证。综上所述，目前尚无有效的方法解决无线内窥镜系统在采用电池供电情况下，减少消化道内较严重的漏拍问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何在尽量少的采集次数下得到尽量多视角的腔体内组织的图像信息，以降低腔体内装置的功耗，并减少拍摄视场盲区。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，提供一种依照本发明实施方式的用于生物体腔内的多视角图像采集与存储系统，其包括：腔内装置，用于在生物体腔内进行图像数据及信息数据的采集和存储；和腔外装置，用于向所述腔内装置发送无线能量，发送指令信号，接收腔内装置发送的图像数据和信息数据；

其中，所述腔内装置包括：

图像传感器阵列单元，用于在生物体腔内进行图像数据采集；

姿态和运动信息感知单元，用于确定腔内装置相对于生物体腔的姿态和运动信息；

第一存储单元，用于对所采集的生物体腔内的信息数据进行存储；

无线通信单元，用于所述腔内装置与腔外装置进行无线通信；

系统控制单元，当腔内装置在生物体腔内进行图像采集时，所述系统控制单元用于通过无线通信单元接收所述腔外装置发送的指令信号，根据所述指令信号控制腔内装置进行信息采集，并将采集的图像数据，姿态和运动信息数据通过无线通信单元发送到到腔外装置或将上述数据保存到所述第一存储单元；当腔内装置移出腔外时，所述控制单元用于将所述第一存储单元内的数据通过无线通信单元发送到腔外装置；

图像传感器控制单元，用于控制图像采集的速率并选择一个或多个图像传感器进行图像采集；

能量单元，用于为所述腔内装置供电。

优选地，所述系统还包括由PCB板，以及用于封闭所述PCB板的透明封闭壳体，所述PCB板上集成有所述腔内装置，所述透明封闭壳体采用生物兼容性材料制成；

所述图像传感器阵列单元中的图像传感器均匀分布在由所述PCB板构成的几何体的外表面，所述几何体为正多面体。

优选地，所述姿态和运动信息感知单元包括一个或多个姿态传感器和/或速度传感器，其中，