一種膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)及圖像信息處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種醫(yī)用診斷設(shè)備,尤其涉及一種膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)及該系統(tǒng)采集的圖像信息的處理方法。本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡將通訊發(fā)射端口設(shè)置為藍(lán)牙或WIFI功能端口，實(shí)驗(yàn)圖像信息直接傳送到普通智能手機(jī)或筆記本電腦，方便于患者使用，有利于膠囊內(nèi)窺鏡檢查的普及。本發(fā)明的圖像處理方法是一種“自診斷法”，先由無醫(yī)學(xué)背景人士或患者本人自己篩選疑似病變圖片，再將篩選出的疑似病變圖片交由專業(yè)醫(yī)生診斷。該方法可大大減少醫(yī)生的工作量，降低檢查費(fèi)用，提高醫(yī)生的工作效率。
【專利說明】一種膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)及圖像信息處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種醫(yī)用診斷設(shè)備，尤其涉及一種膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)及該系統(tǒng)采 集的圖像信息的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 以色列科學(xué)家Iddan根據(jù)一位內(nèi)科醫(yī)生講述的內(nèi)窺鏡檢查過程，產(chǎn)生了研制無線 內(nèi)窺鏡的最初設(shè)想，并于上世紀(jì)90年代獲得了專利。此后，Given Imaging公司采用該專 利技術(shù)，生產(chǎn)了世界上第一個膠囊式內(nèi)窺鏡，并投入臨床使用。該技術(shù)填補(bǔ)了小腸可視性、 無創(chuàng)性檢查手段的空白，開創(chuàng)了消化系統(tǒng)無線內(nèi)窺鏡診斷的新紀(jì)元。
[0003] 從外表看，膠囊內(nèi)鏡與普通藥用膠囊區(qū)別不大，但它是一臺微型攝像機(jī)，用于窺探 人體腸胃和食道部位的健康狀況?；颊呦穹幰粯訉⒅悄苣z囊吞下后，它即沿著食道、胃、 十二指腸、空腸與回腸、結(jié)腸、直腸的方向運(yùn)行，同時對經(jīng)過的腔道連續(xù)攝像，并將圖像傳給 病人體外攜帶的圖像記錄儀。膠囊內(nèi)鏡工作時間達(dá)6?8小時，在吞服8?72小時后就會 隨糞便排出體外。醫(yī)生通過影像工作站分析圖像記錄儀所記錄的圖像，就可以了解病人整 個消化道的情況，從而對病情做出診斷。膠囊內(nèi)窺鏡擴(kuò)展了消化道檢查的視野，克服了傳統(tǒng) 的插入式內(nèi)窺鏡所具有的耐受性差、不適用于年老體弱者等缺陷，可作為消化道疾病尤其 是小腸疾病診斷的首選方法。
[0004] 檢查費(fèi)用相對昂貴，一般病人難以承受，國內(nèi)目前一次膠囊內(nèi)鏡的檢查費(fèi)用約為 4000元，而一般的單次體檢總費(fèi)用約為1000元，因此該項(xiàng)檢查無法列入常規(guī)體檢項(xiàng)目。該 項(xiàng)檢查的費(fèi)用大約相當(dāng)于普通CT檢查費(fèi)用的8倍，一般病人也難以承受。膠囊內(nèi)鏡檢查 費(fèi)用高昂，主要有兩方面原因：一是整套膠囊內(nèi)鏡系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)較高，國產(chǎn)系統(tǒng)一般達(dá)到數(shù) 十萬元，進(jìn)口產(chǎn)品則更高；另外一點(diǎn)是因?yàn)闄z查膠囊的出廠價(jià)居高不下，國產(chǎn)檢查膠囊價(jià)格 約2000元左右，進(jìn)口檢查膠囊則更為昂貴。
[0005] 有診斷意義的圖片所占比率較小。一般膠囊內(nèi)窺鏡檢查所產(chǎn)生的消化道內(nèi)窺鏡圖 像多達(dá)幾萬甚至幾十萬張，而包含病灶的具有診斷價(jià)值的圖像往往只有幾十張。然而診斷 的時候，醫(yī)生則需要遍歷膠囊內(nèi)窺鏡采集的所有圖像，找到具有診斷價(jià)值的圖像并據(jù)此做 出診斷，這是一項(xiàng)非常費(fèi)時費(fèi)力的工作，直接影響臨床醫(yī)生的工作效率。因此，從幾萬幀圖 像中自動甄別含有可能的病變和病灶的圖像就變得非常有意義。目前，圖像工作站一般僅 提供了原始圖片回放及一些輔助讀片功能，在圖像處理過程中則主要包括圖像畸變矯正、 去噪、運(yùn)動模糊恢復(fù)和增強(qiáng)等，而較少具有真正有效減少圖片數(shù)據(jù)量的應(yīng)用。
[0006] 現(xiàn)有的膠囊內(nèi)鏡技術(shù)與診斷模式極大地制約了該項(xiàng)診斷的普及與應(yīng)用，使得如此 先進(jìn)的診斷手段無法惠及更廣大的群眾。因此，如何改進(jìn)現(xiàn)有膠囊內(nèi)鏡技術(shù)，甚至變更現(xiàn)有 診斷模式，從而打破其固有的瓶頸制約，正是膠囊內(nèi)鏡【技術(shù)領(lǐng)域】急需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種可以避免由專用計(jì)算機(jī) 工作站集中接收處理膠囊內(nèi)窺鏡圖像信息的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)和該檢測系統(tǒng)采集的圖 像信息的處理方法。
[0008] 本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡和便攜式移動設(shè)備終端，所述膠 囊內(nèi)窺鏡包括CMOS圖像傳感器、中央控制單元、第一無線通訊端口和電源，所述移動設(shè)備 終端包括第二無線通訊端口和控制單元；所述電源為CMOS圖像傳感器、中央控制單元和第 一無線通訊端口提供電能，所述CMOS圖像傳感器采集圖像信息并將圖像信息傳輸給中央 控制單元，所述中央控制單元根據(jù)移動設(shè)備終端的指令將CMOS圖像傳感器傳輸過來的圖 像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸給第一無線通訊端口，第一無線通訊端口將中央控制單元傳 輸過來的數(shù)字信號發(fā)射給便攜式移動設(shè)備終端，便攜式移動設(shè)備終端通過第二無線通訊端 口接收第一無線通訊端口發(fā)射過來的數(shù)字信號并通過控制單元將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為圖像信 息。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一無線通訊端口為藍(lán)牙芯片，對應(yīng)地，所述便攜式移 動設(shè)備終端的第二無線通訊端口為藍(lán)牙模塊。所述第一無線通訊端口與便攜式移動設(shè) 備終端的第二無線通訊端口通過藍(lán)牙方式通訊。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一無線通訊端口為WIFI芯片，對應(yīng)地，所述便攜式移 動設(shè)備終端的第二無線通訊端口為WIFI模塊。所述第一無線通訊端口與便攜式移動 設(shè)備終端的第二無線通訊端口通過WIFI方式通訊。
[0011] 優(yōu)選地，所述移動設(shè)備終端為智能手機(jī)。
[0012] 優(yōu)選地，所述移動設(shè)備終端為筆記本電腦。
[0013] 所述膠囊內(nèi)窺鏡還包括膠囊樣包裝殼體，所述CMOS圖像傳感器、中央控制單元、 第一無線通訊端口和電源都封裝在所述膠囊樣殼體內(nèi)。
[0014] 本發(fā)明還提供一種圖像信息處理方法，包括如下步驟： (a) 提供如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，對病患進(jìn)行消化道檢測，檢測圖 像傳送到便攜式移動設(shè)備終端， (b) 將便攜式移動設(shè)備終端接收的消化道圖像信息進(jìn)行疑似病變圖片挑選， (c) 將步驟（b)選出的疑似病變圖片交于專業(yè)醫(yī)生進(jìn)行診斷，選出病變圖片。
[0015] 優(yōu)選地，所述步驟（b)的篩選人員為非醫(yī)學(xué)背景人員。這樣既可以減少整個檢查 的費(fèi)用和醫(yī)生的工作時間又能提高醫(yī)生的工作效率。
[0016] 本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡診斷系統(tǒng)，可將圖像信息傳送到具有利用藍(lán)牙或WIFI功能 進(jìn)行圖片接收功能的智能手機(jī)、筆記本電腦等移動設(shè)備終端，克服了原有的由專用計(jì)算機(jī) 工作站集中接收處理膠囊內(nèi)鏡圖像信息的弊端，患者可在家中自行進(jìn)行，增加了患者的自 由活動度，還可降低了膠囊的制作成本，便于該技術(shù)大規(guī)模推廣使用。最終將實(shí)現(xiàn)檢查膠 囊的便捷化與家用化。本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)采集的圖像信息可先進(jìn)行"自診斷模 式"，即病患者自行進(jìn)行疑似病變圖片挑選，再將篩選出的疑似病變圖片交由專業(yè)醫(yī)生進(jìn)一 步篩選診斷，這樣可極大的減少醫(yī)生的工作量，還可降低檢查費(fèi)用，提高醫(yī)生的工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 制。
[0018] 圖1是本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖， 圖2是本發(fā)明的圖像信息處理方法的流程圖， 圖3為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团臄z的手掌圖片， 圖4為潰瘍病變圖片， 圖5為黃色素瘤病變圖片， 圖6為潰瘍病變圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡和便攜式移動設(shè)備 終端，所述膠囊內(nèi)窺鏡包括CMOS圖像傳感器、中央控制單元、第一無線通訊端口和電源，所 述移動設(shè)備終端包括第二無線通訊端口和控制單元；所述電源為CMOS圖像傳感器、中央控 制單元和第一無線通訊端口提供電能，所述CMOS圖像傳感器采集圖像信息并將圖像信息 傳輸給中央控制單元，所述中央控制單元根據(jù)移動設(shè)備終端的指令將CMOS圖像傳感器傳 輸過來的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸給第一無線通訊端口，第一無線通訊端口將中央 控制單元傳輸過來的數(shù)字信號發(fā)射給便攜式移動設(shè)備終端，便攜式移動設(shè)備終端通過第二 無線通訊端口接收第一無線通訊端口發(fā)射過來的數(shù)字信號并通過控制單元將數(shù)字信號轉(zhuǎn) 化為圖像信息。所述CMOS圖像傳感器、中央控制單元、第一無線通訊端口和電源都設(shè)置在 膠囊樣殼體內(nèi)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一無線通訊端口為藍(lán)牙芯片，所述便攜式移動設(shè) 備終端為具有wifi功能模塊和藍(lán)牙功能模塊的安卓系統(tǒng)的智能手機(jī)。在本發(fā)明的另一個 優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一無線通訊端口為WIFI芯片，所述便攜式移動設(shè)備終端為具有wif i 功能模塊的的筆記本電腦。
[0021] 如圖2所示，本發(fā)明的圖像信息處理方法包括利用本發(fā)明的設(shè)置有WIFI或藍(lán)牙接 口的膠囊內(nèi)窺鏡（同時制定相應(yīng)協(xié)議）采集患者的消化道圖像，然后上傳到智能手機(jī)或筆記 本電腦等家用便攜式移動設(shè)備終端內(nèi)，然后啟用"志愿者自診斷模式"，從一次采集的5萬 張圖像中，"自診斷"出50張"疾病疑似圖像"，然后再將"疾病疑似圖像"提交給專家(專業(yè) 醫(yī)生）進(jìn)行診斷。
[0022] 下面將結(jié)合實(shí)驗(yàn)對本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0023] 實(shí)驗(yàn)一 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱鳎河枚探圭R頭、透鏡架、控制電路、電池、發(fā)射電路、天線、磁控開關(guān) 和CMOS組成膠囊內(nèi)窺鏡結(jié)構(gòu)。移動設(shè)備終端選擇具有WIFI和藍(lán)牙功能的安卓系統(tǒng)的智能 手機(jī)。
[0024] 二、結(jié)果，該模型實(shí)現(xiàn)了圖像的采集以及圖像向上位機(jī)的傳輸。現(xiàn)有的膠囊內(nèi)窺鏡 都是通過無線方式把圖片采集到體外的圖像記錄儀，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯D像傳感器采集 到的圖像傳輸至移動設(shè)備終端進(jìn)行顯示，利于攜帶與家用化。圖3為本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒杉氖?掌圖像傳輸至手機(jī)的圖片。
[0025] 本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)檢查膠囊的便捷化與家用化，使之得到大量 普及，則可打破其"經(jīng)濟(jì)瓶頸"。在我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，購買元器件的價(jià)格分別為：攝像頭50 元，紐扣電池5元，藍(lán)牙模塊30元，單片機(jī)芯片10元。再加上其它配件以及封裝的費(fèi)用，預(yù) 計(jì)成本完全可以控制在150元以內(nèi)。即檢查膠囊的價(jià)格可以降低約13倍。而該項(xiàng)目檢查 總費(fèi)用預(yù)計(jì)可以控制在200元左右?？梢灶A(yù)見，隨著膠囊內(nèi)鏡檢查的普及，還會促使其經(jīng)濟(jì) 成本進(jìn)一步降低。
[0026] 實(shí)驗(yàn)二圖像處理方法 一、實(shí)驗(yàn)過程 利用本發(fā)明的膠囊內(nèi)窺鏡對病患進(jìn)行檢查，我們挑選若干病例的全部圖片，將之分別 交與專家和志愿者進(jìn)行診斷。
[0027] 專家為消化科膠囊內(nèi)鏡診斷醫(yī)生3人。專家針對病例需挑選出全部有病變的圖 片，并給出診斷結(jié)論。
[0028] 而志愿者為無醫(yī)學(xué)背景的研宄生20人。我們提供給志愿者一本膠囊內(nèi)鏡診斷教 材，供其簡單學(xué)習(xí)4小時左右，其中重點(diǎn)學(xué)習(xí)各種典型病例的圖譜。然后我們要求志愿者針 對每個病例挑選出少于50張的疑似病變圖片，其中認(rèn)為屬于同一病灶的圖片只選1張作為 代表。每位志愿者根據(jù)病例全部圖像數(shù)據(jù)挑選疑似病變圖片的時間約為5小時。
[0029] 實(shí)驗(yàn)步驟：（1)手機(jī)開發(fā)相關(guān)的圖片采集顯示程序。本實(shí)驗(yàn)采用的是Android開 發(fā)的圖像顯示程序； (2) 將藍(lán)牙膠囊內(nèi)窺鏡拍攝的圖像傳送到手機(jī)顯示并存儲， 藍(lán)牙膠囊內(nèi)窺鏡將圖像傳感器采集到的圖像通過藍(lán)牙傳輸?shù)姆绞絺鬏斨馏w外，具有藍(lán) 牙功能的移動終端進(jìn)行接收，顯示并保存， (3) 患者學(xué)習(xí)膠囊內(nèi)窺鏡診斷的相關(guān)教材， 相關(guān)教材為關(guān)于膠囊內(nèi)窺鏡疾病診斷的教材，重點(diǎn)學(xué)習(xí)疾病的典型病例， (4) 通過實(shí)時觀測圖片或顯示已存儲在手機(jī)上的圖片找出50張以內(nèi)疑似疾病的圖片， 志愿者通過移動設(shè)備終端查看采集到的圖像，根據(jù)對（3)的學(xué)習(xí)，找出50張以內(nèi)的疑 似疾病的圖片， (5) 將找出的圖片提交給醫(yī)生做最終診斷。
[0030] 二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 共有20例病人的全部圖片進(jìn)行診斷對比： 表一、診斷結(jié)果對比

【權(quán)利要求】
1. 一種膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括膠囊內(nèi)窺鏡和便攜式移動設(shè)備終端， 所述膠囊內(nèi)窺鏡包括CMOS圖像傳感器、中央控制單元、第一無線通訊端口和電源，所述移 動設(shè)備終端包括第二無線通訊端口和控制單元；所述電源為CMOS圖像傳感器、中央控制單 元和第一無線通訊端口提供電能，所述CMOS圖像傳感器采集圖像信息并將圖像信息傳輸 給中央控制單元，所述中央控制單元根據(jù)移動設(shè)備終端的指令將CMOS圖像傳感器傳輸過 來的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸給第一無線通訊端口，第一無線通訊端口將中央控制 單元傳輸過來的數(shù)字信號發(fā)射給便攜式移動設(shè)備終端，便攜式移動設(shè)備終端通過第二無線 通訊端口接收第一無線通訊端口發(fā)射過來的數(shù)字信號并通過控制單元將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為 圖像信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通訊端口與 便攜式移動設(shè)備終端的第二無線通訊端口通過藍(lán)牙方式通訊。
3. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通訊端口與 便攜式移動設(shè)備終端的第二無線通訊端口通過WIFI方式通訊。
4. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述移動設(shè)備終端為智能 手機(jī)。
5. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述移動設(shè)備終端為筆記 本電腦。
6. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述膠囊內(nèi)窺鏡還包括膠 囊樣包裝殼體，所述CMOS圖像傳感器、中央控制單元、第一無線通訊端口和電源都設(shè)置在 所述膠囊樣殼體內(nèi)。
7. -種圖像信息處理方法，其特征在于，包括如下步驟： 提供如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡檢測系統(tǒng)，對病患進(jìn)行消化道檢測，檢測圖像傳 送到便攜式移動設(shè)備終端， 將便攜式移動設(shè)備終端接收的消化道圖像信息進(jìn)行疑似病變圖片挑選， 將步驟（b)選出的疑似病變圖片交于專業(yè)醫(yī)生進(jìn)行診斷，選出病變圖片。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像信息處理方法，其特征在于，所述步驟（b)的篩選人員為非 醫(yī)學(xué)背景人員。
【文檔編號】A61B1/00GK104434004SQ201410838789
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】呂慶文, 袁偉釗, 高園園, 馬建華, 劉思德, 陳武凡 申請人:南方醫(yī)科大學(xué)