西交利物浦大学

林永义 | 王炤 | 罗天明

带反射镜的无线胶囊内窥镜系统

[0015]针对现有技术中的不足，本发明得到一种比现有无线胶囊内窥镜具有更广阔视野的无线胶囊内窥镜，能够获得更全面胃肠道内壁清晰的图像。本发明通过特殊设计的光学成像系统，减小了传统胶囊内窥镜成像系统的失真，扩大了所采集图像的有效面积，提高了同等照明条件下的图像亮度，因而从侧面减少了电池消耗，从而提高无线胶囊内窥镜对胃肠疾病诊断的应用价值。 [0019]本发明可在更广阔的视野内对胃肠道侧壁进行扫描。本发明的反射镜与镜头结合的装置使得被观测成像区域为胶囊的侧前方，因此可在更广阔的视野内对胃肠道侧壁进行扫描，实现一种比现有无线胶囊内窥镜更广阔视野的观察检测，特别是胃肠道侧壁难以观察到的部分，能够获得更全面胃肠道内壁清晰的图像。在传统设计中，所拍照片在中央有占图片面积约10％至15％的黑色区域，而本发明所述装置拍摄的照片没有中央黑区，大大提高了图片有效信息量。此外，因为被观测拍摄区域距离胶囊提供光源距离较近且差异不大，所以拍得图像的亮度相对较强并且较为均匀。 [0020]本发明可以大量减少电池的耗电量。在传统设计中，被观测拍摄区域的视野距图像传感器比较远，因此要在肠道内得到清楚图像需要很强的照明，这意味着胶囊需要强大功率的LED或增加LED的数量(耗费更多电池的电量)。而在本发明中，被观测拍摄区域与图像传感器的距离比较近，不需要超强的照明，因此可以减少LED的数量，这也相对的减少所需要用到的电池电量，因而延长无线胶囊内窥镜在人体内的运作时间。 [0021]本发明可大大减少图像对实物表达的失真。在传统设计中，引起失真的有两个主要因素：第一、在胶囊内窥镜中由镜头和图像传感器构成的成像系统中，焦距和像距是固定的，而物距则在很大的范围内变化，因此在对被观测物体(即小肠壁)的拍照当中，仅有一小段区域满足理想光学成像条件，其他被拍摄部分因为不满足理想成像条件，会有一定程度的失真；第二、传统技术中，所拍摄照片上距图片中心不同距离的单位像素所对应的实物(即小肠壁)大小是不同的，假设所拍图片是256x256分辨率，其最外围像素对应的实物长度为1mm，则距图片中心一半半径处像素对应的实物长度约为4mm，而距图片中心1/3半径处像素对应的实物长度约为9mm，由此带来了严重的图像失真。而在本发明中，以上两个问题均得到了很好的解决，被拍摄区域与镜头距离基本恒定，从而免去了失焦造成的影响；而各像素对应的实物大小也与像素位置无关，完全恒定，由此消除了像素位置带来的失真。此部分具体原理将在具体实施例中详细解释。 [0023]相对于现有技术中的方案，本发明的优点是： [0024]与现有技术相比，本发明解决了其视野空间小，亮度低，失真严重导致临床诊断过程中出现漏检所导致的问题，可以实现对胃肠疾病全面，准确的诊断，得到一种具有更广阔视野，较高图像亮度与超低失真度的无线胶囊内窥镜系统。与已有的系统相比，本发明更具实际意义和临床应用价值。