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文檔簡介
1、近年來由于社會快速發(fā)展,飲食結構變化導致患消化道系統(tǒng)疾病增長率加快,傳統(tǒng)機械式內窺鏡檢查在給患者帶來難以忍受痛楚的同時還存在檢查創(chuàng)傷和交叉感染的風險。本文研制了一種基于微創(chuàng)/無創(chuàng)診斷的消化道疾病診斷設備-膠囊內窺鏡系統(tǒng)。
該膠囊系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集壓縮模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊以及體外數(shù)據(jù)接收模塊組成。工作流程為:病人吞服膠囊后,體內的膠囊內窺鏡在數(shù)據(jù)采集壓縮模塊部分得到消化道內壁的圖像信息,并對圖像信息進行壓縮處理,壓縮后的圖像數(shù)據(jù)通
2、過無線傳輸模塊發(fā)送至體外的數(shù)據(jù)接收模塊。在體外得到消化道圖像壓縮數(shù)據(jù)后,便可恢復成適于人眼觀察的JPEG格式圖像,供醫(yī)生診斷消化道病變。
自2000年以色列的Given Imaging公司推出膠囊內窺鏡以來,經(jīng)過二十幾年的發(fā)展,許多與膠囊內窺鏡臨床應用相關的技術如:消化道圖像采集壓縮技術、無線傳輸技術和膠囊內窺鏡功耗尺寸減小等方面的技術都得到了很大的發(fā)展。但是膠囊內窺鏡臨床應用仍存在諸多實踐上的難題,主要包括:膠囊內窺鏡在消化
3、道內姿態(tài)和位置的精確控制和定位,膠囊內窺鏡在消化道內連續(xù)長時間的工作以及消化道成像質量差等問題。
本文依托于國家自然科學基金面上項目(No.31271069)、國家自然科學基金青年基金(No.30800235)和上海交通大學醫(yī)工(理)交叉基金(No. YG2013MS24)。項目提出利用體外永磁體和膠囊內置永磁體來控制膠囊在消化道內的姿態(tài)和位置,解決膠囊內窺鏡在消化道內姿態(tài)和位置無法主動控制的問題,消除膠囊內窺鏡存在漏檢區(qū)域和
4、盲點的問題。另外還提出利用體外無線供能方式解決膠囊內窺鏡在消化道內連續(xù)工作時間過短的問題。通過本課題的研究,將膠囊內窺鏡研制成為在消化道內移動的可控診療平臺。在膠囊視頻導航功能的基礎上,由體外無線供能功能為膠囊內窺鏡提供不間斷能源供給,將治療工具如熱療和施藥等模塊集成在膠囊內窺鏡內部,從而實現(xiàn)無創(chuàng)、可視穩(wěn)定的膠囊內窺鏡診斷和治療平臺。
論文重點研究基于高壓縮比的膠囊內窺鏡的圖像采集模塊,主要研究了基于 JPEG格式的膠囊內窺鏡
5、的工作原理并設計實現(xiàn)該系統(tǒng)功能,該模塊主要包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)壓縮兩個部分。數(shù)據(jù)采集部分該系統(tǒng)采用了數(shù)字輸出的CMOS圖像傳感器OV7740,后續(xù)采用專門的圖像數(shù)據(jù)壓縮芯片CX93510來對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。圖像采集模塊得到的JPEG格式數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送至PC端,最后在PC端進行圖像恢復驗證。
試驗結果表明,膠囊內窺鏡直徑不超過11mm,實現(xiàn)微型化,適于人體吞服。在工作背景圖像較為簡單的環(huán)境下,數(shù)字圖像采集模塊采集到的圖像壓縮比
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