一种图像采集存储系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种图像采集存储系统及方法，该系统包括图像采集装置、腔外装置和图像处理装置，图像采集装置包括图像传感器阵列单元、存储单元、能量单元和控制单元，能量单元包括无线开关、电池和从射频能量信号中提取能量的无线射频提能模块；控制单元通过接收腔外装置发送的射频能量信号和指令信号，根据指令信号在图像传感器置于腔内时通过无线开关控制电池供电进行图像数据采集和存储，在图像采集装置移出腔外时，通过无线开关控制无线射频提能模块供电，将存储的图像数据发射到腔外装置；腔外装置接收图像采集装置发射的图像数据并将其进行存储或传输。本发明专利技术最大程度降低了功耗，适于应用到生物腔体内图像采集，且可实现全视角图像采集。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医用病患体腔内检查领域，具体涉及一种适于对生物活体体腔器官，特别是消化道器官进行全视角检查的图像釆集存储系统及方法。
技术介绍
内视镜检査技术是目前消化道疾病最有效的检查手段，原有的常规内视镜检查技术由于都带有引导插管，不仅给系统操作带来很多不便，也给检查患者带来了很大的不适和痛苦，同时由于采用的是有线传输的原因，也导致常规内视镜检查的部位受到局限，无法实现对小肠部位的检查等。随着微电子技术、微机电系统MEMS技术的发展,出现了口服内视镜系统，解决了小肠盲区的内视镜检查问题，但现有的临床口服内视镜产品仅釆用了1个或者2个摄像设备，其前进动力主要靠消化道的蠕动， 一般采用2帧/秒的图像釆集帧率，因此在对消化道腔体，特别是在胃和大肠等大腔体内进行拍照时，腔体部位漏拍摄图像的现象会比较严重；另外，系统需要患者在进行消化道检查时必须佩带无线接收设备，导致患者的日常活动受到一定的限制，而且由于体外接收设备还有多根天线需要在检查前放置在患者的指定部位，需要专业人员进行操作，还给患者带来了不舒适的感觉，同时多天线的存在也导致了系统的不稳定性增加，而且釆用无线数据传输技术的口服内视镜还存在接收灵敏度问题，影响接收的图像质量。在已申请的中国专利技术专利(申请号为200810055863.3 )中提出了一种釆用多摄像头的球形口服内视镜，但其体腔内的图像采集装置在仅釆用电池进行供电时，由于需要实时向体腔外发射调制了图像数据的电磁波信号，此时无线通信所消耗电池的能量将占整个装置消耗能量的至少60%以上，由于现有电池供电能力所限，该图像釆集装置釆用电池供电时，无法实现全消化道的检查，若采用无线射频从体腔外向体腔内装置进行供能的方法能延长图像釆集装置的工作时间，会极大增加操作者的工作量，而且由于体外的射频能量辐射装置也会加大患者的背负重量，限制了患者的活动，增加了不舒适感，而且强的电磁波辐射也会对人体的健康造成一定的影响。在已公开的中国专利技术专利CN101084822A中提出了一种具有存储器存储装置的胶囊内视镜的控制方法，但该专利涉及的胶囊内视镜在排出人体后，需要进行清洗消毒，然后剖开胶囊壳体，再取出电子装置与终端主机连接进行图像数据读取，实际操作比较复杂，特别是取出胶囊内的电子装置时必须非常小心以保证电子装置无损，另外该专利涉及的胶囊内视镜也无法实现全视角的图像釆集。
技术实现思路
针对上述口服内窥镜的缺陷和不足，本专利技术提供了 ，该系统及方法适用于对生物活体体腔器官，特别是消化道器官进行全视角检查，大大减少消化道检查时的盲区，患者在检查过程中无需佩带体外接收机，活动不受限制，体腔内的图像釆集装置釆用了一种无线电磁波控制的开关，使得屈像采集与存储装置在非工作状态时，功耗为零或几乎为零，解决了运输过程由于振动等导致漏电问题和长期存储的问题。为实现上述目的，本专利技术釆用如下技术方案一种图像釆集存储系统，该系统包括图像釆集装置，所述图像采集装置包括-.用于在生物腔内进行图像数据采集的图像传感器阵列单元；用于对所采集的图像数据进行存储的非易失性存储单元；用于与所述腔外装置进行无线通信的无线通信单元；用于为所述图像釆集装置供电的能量单元；8控制单元，通过无线通信单元接收所述腔外装置发送的指令信号，根据所述指令信号在图像传感器置于腔内时控制图像传感器阵列单元进行图像数据釆集，并将釆集的图像数据保存到存储单元，在图像釆集装置移出腔外时所述控制单元将存储单元内的图像数据通过无线通信单元发射到腔外装置；所述腔外装置用于向图像釆集装置发送指令信号和能量，接收图像采集装置发射的图像数据并将其进行存储或传输；优选地，所述能量单元还包括无线开关、由无线开关控制是否供电的电池，所述电池用于提供图像传感器阵列单元釆集图像数据和存储单元存储图像数据时所需能量，所述无线开关由控制单元根据接收的指令信号进行无线开关控制。优选地，所述能量单元还包括由无线开关控制是否供电的无线射频提能模块，用于从腔外装置发出的射频能量信号中提取能量，为控制单元将存储单元内的图像数据通过无线通信单元发射到腔外装置时提供所需能量。优选地，该系统还包括图像处理装置，用于接收腔外装置获取的图像数据以及对其进行分析处理。优选地，所述图像传感阵列单元中的图像传感器的位置满足全视角可见的条件。优选地，所述图像釆集装置被集成到PCB板上，由所述PCB板构成的几何体为球体、正方体或正四面体；该系统还包括用于封闭所述PCB板的、釆用生物兼容性材料制成的透明封闭壳体；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。优选地，所述图像传感阵列单元中的图像传感器的位置满足全视角可见的条件，当所述几何体为球体状时，全视角可见的约束条件为<formula>formula see original document page 10</formula>其中，r。为球体半径，"为图像传感器的最大视场角，J为图像传感器的物距；当所述几何体为正方体时，全视角可见的约東条件为 "——^——V^(tan- — 2其中，"为正方体的边长，a为图像传感器的最大视场角，J为图像传感器的物距；当所述几何体为正四面体时，全视角可见的约束条件为2其中，/为正四面体的边长，《为图像传感器的最大视场角，d为 图像传感器的物距。优选地，当所述几何体为球状时，所述图像传感器阵列单元由6个图像传感器构成，所述图像传感器分别沿水平和竖直方向过球心的剖面的圆周上以90。为间隔均匀放置；当所述几何体为正方体时，所述图像传感器阵列单元由6个图像 传感器构成，并分别放置在所述正方体的6个外表面的中心；当所述几何体为正四面体时，所述图像传感器阵列单元由4个图 像传感器构成，并分别放置在所述正四面体的4个外表面的中心。优选地，所述图像釆集装置还包括与控制单元连接的照明阵列与 驱动单元，用于在图像传感器阵列单元进行图像数据采集时在控制单 元的控制下进行照明。优选地，所述控制单元包括图像压縮模块，用于对图像传感器阵列单元釆集的图像数据进行 压缩，并将压缩后的图像数据输出至存储控制模块；存储控制模块，用于将压缩后的图像数据写入存储单元，及从存储单元读出所述压缩后的图像数据输出到通信基带处理模块；通信基带处理模块，用于对接收的压缩后的图像压缩数据进行编 码，将编码后的图像数据输出至无线通信单元，并接收来自无线通信单元的指令信号对其解码，将解码后指令信号输出至中心控制模块； 中心控制模块，用于从通信基带处理模块获取所述指令信号，并根据所述指令信号对所述图像压缩模块、存储控制模块和通信基带处理模块进行控制。优选地，所述能量单元还包括电压变换模块，用于对无线射频提能模块和电池输出的直流电压进行变换和稳压，输出直流电源供给图像釆集装置用电。优选地，所述无线开关包括电源恢复电路，用于对无线射频提能模块所提取的能量信号进行 滤波和稳压后输出直流电压分别至能量叠加电路和电压变换模块；能量叠加电路，用于综合来自所述电源恢复电路和电池提供的电流，为开关驱动电路提供电压源；开关驱动电路，用于根据控制单元输出的控制信号来控制可控开 关K的动作；可控开关K， 一端同时连接能量叠加电路输出端和电压变换模 块，另一端与电池相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像采集存储系统，该系统包括图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置包括：　用于在生物腔内进行图像数据采集的图像传感器阵列单元；　用于对所采集的图像数据进行存储的非易失性存储单元；　用于与所述腔外装置进行无线通信的无 线通信单元；　用于为所述图像采集装置供电的能量单元；　控制单元，通过无线通信单元接收所述腔外装置发送的指令信号，根据所述指令信号在图像传感器置于腔内时控制图像传感器阵列单元进行图像数据采集，并将采集的图像数据保存到存储单元，在图 像采集装置移出腔外时所述控制单元将存储单元内的图像数据通过无线通信单元发射到腔外装置；　所述腔外装置用于向图像采集装置发送指令信号和能量，接收图像采集装置发射的图像数据并将其进行存储或传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢翔，谷荧柯，孙天佳，姜汉钧，李福乐，李国林，张春，王志华，王红梅，
申请(专利权)人：清华大学，北京华清益康科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]