膠囊內窺鏡及其控制裝置、系統和檢測方法與流程

本發明涉及膠囊內窺鏡系統，具體地，涉及一種膠囊內窺鏡、膠囊內窺鏡控制裝置、膠囊內窺鏡系統以及膠囊內窺鏡檢測方法。

背景技術：

膠囊內窺鏡系統作為體內介入檢查與治療醫學技術，是一種能夠進入到人體胃腸道等被檢測體內而進行醫學觀測的智能化微型醫療工具。現有技術中，膠囊內窺鏡對于被檢測體內的圖像數據采集模式普遍包括兩種：一種是通過將圖像采集模塊布置在膠囊內窺鏡的端部，以對于膠囊內窺鏡行進方向上的前方區域或后方區域進行大范圍地采集圖像數據；另一種是通過將圖像采集模塊布置在膠囊內窺鏡的側部，并通過將膠囊內窺鏡沿軸線方向旋轉的方式獲取被檢測體內管壁的360°的圖像數據，由此適合對被檢測體內的某一區域實現定點觀測。對于第一種圖像數據采集模式，在發現被檢測體內的病灶區域的情況下，由于膠囊內窺鏡具有自身延伸長度，而圖像采集模塊布置在膠囊內窺鏡的延伸方向上的端部，因此在被檢測體內的部狹窄空間內不容易實現調整膠囊內窺鏡的位置和姿態，尤其難以調整到圖像采集模塊能夠正面對準病灶區域，由此這種圖像采集模式不適合定點觀測。對于第二種圖像數據采集模式，由于圖像采集模塊的布置位置而在檢測被檢測體內的病灶區域的過程中，由于側視時圖像采集模塊與目標管壁相距較近且視角相對較小，對于某一固定面積區域的被檢測體內管壁需要進行多次圖像采集后進行拼接，因此在實現一次完整地觀測被檢測體內管壁的作業時間相對較長，其工作效率低。

技術實現要素：

本發明所要解決的問題是提供一種提高對被檢測體內的定點觀測作業效率的膠囊內窺鏡、膠囊內窺鏡控制裝置、膠囊內窺鏡系統以及膠囊內窺鏡檢測方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，本發明提供一種膠囊內窺鏡，該膠囊內窺鏡用于導入到被檢測體內采集該被檢測體內的圖像數據，所述膠囊內窺鏡能夠與被檢測體外的膠囊內窺鏡控制裝置進行無線通信，所述膠囊內窺鏡具有膠囊形的外殼，并且該外殼內設置有：第一圖像傳感模塊，所述第一圖像傳感模塊位于所述外殼的內端部，并在所述膠囊內窺鏡行進時用于采集被檢測體內的第一圖像數據；第二圖像傳感模塊，所述第二圖像傳感模塊位于所述外殼的內側部，并在所述膠囊內窺鏡停止運動時用于采集被檢測體內的第二圖像數據；姿態位置測量模塊，用于檢測所述膠囊內窺鏡相對于被檢測體內的姿態和位置信息；運動控制驅動模塊，用于在外部磁場作用下驅動所述膠囊內窺鏡運動和/或改變姿態；中央控制模塊，用于控制所述第一圖像傳感模塊和第二圖像傳感模塊的工作狀態，用于分析處理來自于所述姿態位置測量模塊的所述姿態和位置信息，以及從所述膠囊內窺鏡控制裝置接收控制指令以控制所述運動控制驅動模塊驅動所述膠囊內窺鏡運動和/或改變姿態，其中，當所述第一圖像傳感模塊處于工作狀態時，所述第二圖像傳感模塊處于非工作狀態；當所述第二圖像傳感模塊處于工作狀態時，所述第一圖像傳感模塊處于非工作狀態。

可選地，所述運動控制驅動模塊包括：運動控制模塊，用于接收來自于所述中央控制模塊的控制指令，以控制所要輸出的控制電流的大小和方向，并輸出控制電流；電樞繞組模塊，用于接收所述控制電流并在外部靜態磁場作用下能夠產生相應的電磁轉矩，以驅動所述膠囊內窺鏡運動和/或改變姿態。

可選地，所述電樞繞組模塊為三軸電樞繞組，該三軸電樞繞組分別接收三個獨立的能夠改變極性和大小的所述控制電流。

可選地，所述運動控制驅動模塊為永磁體，在外部可控時變磁場作用下所述永磁體驅動所述膠囊內窺鏡運動和/或改變姿態。

可選地，所述姿態位置測量模塊包括三軸加速度傳感器。

可選地，所述第一圖像傳感模塊和所述第二圖像傳感模塊的所述工作狀態包括圖像數據采集的開始、結束以及采集頻率。

可選地，所述膠囊內窺鏡還包括：第一照明模塊，用于在所述第一圖像傳感模塊進行圖像采集時提供所需光照；第二照明模塊，用于在所述第二圖像傳感模塊進行圖像采集時提供所需光照。

可選地，所述第一圖像傳感模塊和所述第一照明模塊位于所述外殼的所述內端部，所述第二圖像傳感模塊和所述第二照明模塊位于所述外殼的所述內側部，所述外殼的內端部和所述內側部分別具有透明端蓋。

可選地，所述中央控制模塊還用于分別控制所述第一照明模塊和第二照明模塊的開啟和關閉。

可選地，所述中央控制模塊還用于分別控制所述第一照明模塊和第二照明模塊的照明亮度。

可選地，所述膠囊內窺鏡還包括緩存模塊，用于緩存所述第一圖像數據、所述第二圖像數據以及所述姿態和位置信息，所述中央控制模塊從所述緩存模塊中提取所述姿態和位置信息。

可選地，所述膠囊內窺鏡還包括第一無線通信模塊，用于將所述第一圖像數據、第二圖像數據以及所述姿態和位置信息發送給所述膠囊內窺鏡控制裝置，并用于從所述膠囊內窺鏡控制裝置接收所述控制指令。

可選地，所述膠囊內窺鏡還包括供電模塊。

可選地，所述供電模塊為微型紐扣電池。

可選地，所述外殼內設置有印刷電路板，該印刷電路板上集成有所述第一圖像傳感模塊、第二圖像傳感模塊、姿態位置測量模塊、中央控制模塊和所述運動控制驅動模塊。

根據本發明的另一方面，本發明還提供一種膠囊內窺鏡控制裝置，該膠囊內窺鏡控制裝置與如上所述的膠囊內窺鏡配合使用，所述膠囊內窺鏡控制裝置包括：磁場產生模塊，用于產生所述外部磁場；第二無線通信模塊，用于向所述中央控制模塊發送所述控制指令，并用于接收從所述膠囊內窺鏡發送的所述第一圖像數據、第二圖像數據以及分析處理后的所述姿態和位置信息；數據顯控工作站，用于輸入操作人員的控制指令，并記錄和顯示所述膠囊內窺鏡的姿態和位置以及所采集的第一圖像和第二圖像。

可選地，所述數據顯控工作站用于控制所述磁場產生模塊產生的磁場的強度。

可選地，當所述運動控制驅動模塊包括所述電樞繞組模塊的情況下，所述磁場產生模塊產生靜態磁場；當所述運動控制驅動模塊為永磁體的情況下，所述磁場產生模塊產生可控時變磁場。

根據本發明的又一方面，本發明還提供一種膠囊內窺鏡系統，該膠囊內窺鏡系統包括如上所述的膠囊內窺鏡和膠囊內窺鏡控制裝置，所述中央控制模塊控制將所述第一圖像數據、第二圖像數據以及分析處理后的所述姿態和位置信息發送到所述第二無線通信模塊，所述磁場產生模塊為所述運動控制驅動模塊提供所述外部磁場。

根據本發明的再一方面，本發明還提供一種膠囊內窺鏡檢測方法，所述方法采用如上所述的膠囊內窺鏡系統，該方法包括以下步驟：S1：所述數據顯控工作站向所述中央控制模塊發送控制指令，以控制膠囊內窺鏡在所述被檢測體內行進、所述第一圖像傳感模塊處于工作狀態并且所述第二圖像傳感模塊處于非工作狀態，在行進過程中所述第一圖像傳感模塊以第一固定頻率對所述被檢測體內的行進方向上的前方區域采集所述第一圖像數據，所述姿態位置測量模塊檢測所述膠囊內窺鏡相對于被檢測體內的姿態和位置信息，所述中央控制模塊對檢測到的姿態和位置信息進行分析處理；S2：將步驟S1中所采集到的每個所述第一圖像數據以及分析處理后的姿態和位置信息實時發送至所述數據顯控工作站；S3：所述數據顯控工作站對步驟S2接收到的每個所述第一圖像數據與預存的病灶區模式進行匹配，當所述第一圖像數據中存在與所述病灶區模式匹配的圖像數據時，通過計算匹配的圖像數據在整個所述第一圖像數據中的位置，以及對應于匹配的圖像數據的姿態和位置信息，解算出所述膠囊內窺鏡從所述第二圖像傳感模塊的當前姿態和位置移動到所述第二圖像傳感模塊對準病灶區的姿態和位置所需的姿態改變量和位移改變量；當所述第一圖像數據中不存在與所述病灶區模式匹配的圖像數據時，所述膠囊內窺鏡繼續行進；S4：根據步驟S3獲得的姿態改變量和位移改變量，所述數據顯控工作站向所述中央控制模塊發送相應的控制指令，以控制所述運動控制驅動模塊驅動所述膠囊內窺鏡發生姿態和位移變化，使得所述第二圖像傳感模塊對準病灶區；S5：所述數據顯控工作站向所述中央控制模塊發送控制指令，以控制所述膠囊內窺鏡保持在通過步驟S4調整后的姿態和位置，并且控制所述第二圖像傳感模塊處于工作狀態、所述第一圖像傳感模塊處于非工作狀態，所述第二圖像傳感模塊以第二固定頻率對所述被檢測體內的病灶區采集多個所述第二圖像數據；S6：重復執行步驟S1-S5，直至所述膠囊內窺鏡排出所述被檢測體外。

通過上述技術方案，膠囊內窺鏡在被檢測體內通過第一圖像傳感模塊和第二圖像傳感模塊交叉配合地采集被檢測體內的圖像數據，中央控制模塊控制運動驅動模塊在外部磁場作用下驅動膠囊內窺鏡運動和/或改變姿態，其中膠囊內窺鏡在行進時通過第一圖像傳感模塊采集被檢測體內的膠囊內窺鏡的延伸方向上的前方區域的第一圖像數據，膠囊內窺鏡停止運動而需要定點觀測被檢測體內的某一區域時通過第二圖像傳感模塊采集被檢測體內的膠囊內窺鏡的延伸方向上的側視區域的第二圖像數據，從而更全面精確地對被檢測體內進行觀測，由此提高了對被檢測體內的定點觀測作業效率，縮短了利用膠囊內窺鏡進行一次被檢測體內檢測的時間。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1為根據本發明的一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖2為根據本發明的另一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖3為根據本發明的另一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖4為根據本發明的另一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖5為根據本發明的另一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖6為根據本發明的另一個具體實施方式的膠囊內窺鏡的結構示意圖；

圖7為根據本發明的一個實施方式的膠囊內窺鏡系統的結構示意圖；

圖8為根據本發明的一個實施方式的膠囊內窺鏡的第一圖像傳感模塊工作的狀態示意圖；

圖9為根據本發明的一個實施方式的膠囊內窺鏡的第二圖像傳感模塊工作的狀態示意圖；

圖10為根據本發明的一個實施方式的膠囊內窺鏡檢測方法的流程圖；

圖11為示出圖10中的膠囊內窺鏡檢測方法中采用的運動控制驅動模塊和磁場產生模塊的工作狀態的結構示意圖，其中運動控制驅動模塊包括三軸電樞繞組，磁場產生裝置為靜態磁場產生裝置；

圖12為根據本發明的另一個實施方式的膠囊內窺鏡檢測方法的流程圖。

圖13為示出圖12中的膠囊內窺鏡檢測方法中采用的運動控制驅動模塊和磁場產生模塊的工作狀態的結構示意圖，其中，運動控制驅動模塊為永磁體，磁場產生裝置為三軸亥姆霍茲線圈磁場產生裝置。

附圖標記說明

1 膠囊內窺鏡 2 膠囊內窺鏡控制裝置

100 外殼 101 第一圖像傳感模塊

102 第二圖像傳感模塊 103 姿態位置測量模塊

104 運動控制驅動模塊 105 中央控制模塊

106 第一照明模塊 107 第二照明模塊

108 透明端蓋 109 緩存模塊

110 供電模塊 111 第一無線通信模塊

112 電樞繞組模塊 113 運動控制模塊

201 磁場產生模塊 202 第二無線通信模塊

203 數據顯控工作站 1041 永磁體

1121 三軸電樞繞組

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

根據本發明的一個方面，如圖1所示，本發明提供一種膠囊內窺鏡1，該膠囊內窺鏡1用于導入到被檢測體內采集該被檢測體內的圖像數據，所述膠囊內窺鏡1能夠與被檢測體外的膠囊內窺鏡控制裝置進行無線通信，所述膠囊內窺鏡1具有膠囊形的外殼100，并且該外殼100內設置有：第一圖像傳感模塊101，所述第一圖像傳感模塊101位于所述外殼100的內端部，并在所述膠囊內窺鏡1行進時用于采集被檢測體內的第一圖像數據；第二圖像傳感模塊102，所述第二圖像傳感模塊102位于所述外殼100的內側部，并在所述膠囊內窺鏡1停止運動時用于采集被檢測體內的第二圖像數據；姿態位置測量模塊103，用于檢測所述膠囊內窺鏡1相對于被檢測體內的姿態和位置信息；運動控制驅動模塊104，用于在外部磁場作用下驅動所述膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態；中央控制模塊105，用于控制所述第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102的工作狀態，用于分析處理來自于所述姿態位置測量模塊103的所述姿態和位置信息，以及從所述膠囊內窺鏡控制裝置接收控制指令以控制所述運動控制驅動模塊104驅動所述膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態，其中，當所述第一圖像傳感模塊101處于工作狀態時，所述第二圖像傳感模塊102處于非工作狀態；當所述第二圖像傳感模塊102處于工作狀態時，所述第一圖像傳感模塊101處于非工作狀態。

其中，中央控制模塊105從被檢測體外的膠囊內窺鏡控制裝置接收控制指令(例如用于將膠囊內窺鏡1移動到某一位置或者改變姿態的控制指令)，在膠囊內窺鏡1行進過程中，中央控制模塊105控制第一圖像傳感模塊101采集被檢測體內的膠囊內窺鏡1延伸方向(通常指膠囊內窺鏡1行進方向)上的前方區域的第一圖像數據時，第二圖像傳感模塊102處于非工作狀態，而當膠囊內窺鏡1停止運動時，中央控制模塊105控制第二圖像傳感模塊102采集被檢測體內的第二圖像數據，此時，第一圖像傳感模塊101處于非工作狀態。另外，運動控制驅動模塊104基于中央控制模塊105所接收的控制指令而在外部磁場作用下能夠驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態，使得膠囊內窺鏡1處于能夠使得第二圖像傳感模塊102對準所要觀測的區域的姿態和位置狀態，從而第二圖像傳感模塊102在膠囊內窺鏡1停止運動的狀態下采集被檢測體內的膠囊內窺鏡1延伸方向上的側視區域的第二圖像數據。如上所述，膠囊內窺鏡1在被檢測體內通過第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102交叉配合地采集被檢測體內的圖像數據，從而更全面精確地對被檢測體內進行觀測，由此提高了對被檢測體內的定點觀測作業效率，縮短了利用膠囊內窺鏡1進行一次被檢測體內檢測的時間。

可選地，如圖2所示，所述運動控制驅動模塊104包括：運動控制模塊113，用于接收來自于所述中央控制模塊105的控制指令，以控制所要輸出的控制電流的大小和方向，并輸出控制電流；電樞繞組模塊112，用于接收所述控制電流并在外部靜態磁場作用下能夠產生相應的電磁轉矩，以驅動所述膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。其中，所述外部靜態磁場可以由膠囊內窺鏡控制裝置來提供，或者也可以在外部單獨設置用于產生外部靜態磁場的磁場產生裝置。另外，運動控制模塊113可以采用例如PID控制器等用于控制所要輸出的電流大小和方向的器件，基于中央控制模塊105的所述控制指令(例如用于將即按內窺鏡1移動到某一特定位置或改變到特定姿態的控制指令)，向電樞繞組模塊112輸出相應大小和方向的控制電流，電樞繞組模塊112在外部靜態磁場作用下產生相應的電磁轉矩，由此使得膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。

可選地，如圖11所示，所述電樞繞組模塊112為三軸電樞繞組1121，該三軸電樞繞組1121分別接收三個獨立的能夠改變極性和大小的所述控制電流。在此，三軸電樞繞組1121是指分別具有獨立的閉合回路且各自相互垂直地布置在同一個安裝支架上的三組電樞線圈。具體地，在以用于分別纏繞三組電樞線圈的安裝支架的中心作為坐標原點的xyz坐標軸上，在安裝支架上分別沿x-y平面、x-z平面和y-z平面纏繞具有獨立的閉合回路的三組電樞線圈，運動控制模塊113能夠分別向電樞繞組模塊112的三組電樞線圈實時地輸出通過計算調節出的三個控制電流，由此膠囊內窺鏡1受到由各個三組電樞線圈在外部靜態磁場作用下分別產生的電磁轉矩所合成的力，從而能夠驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。

可選地，如圖13所示，所述運動控制驅動模塊104為永磁體1041，在外部可控時變磁場作用下所述永磁體1041驅動所述膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。在此，外部可控時變磁場可以通過被檢測體外的三軸亥姆霍茲線圈磁場產生裝置來提供，通過控制該三軸亥姆霍茲線圈磁場產生裝置的可控時變磁場的強度和方向，運動控制驅動模塊104驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。

可選地，所述姿態位置測量模塊103包括三軸加速度傳感器，該三軸加速度傳感器能夠檢測三維坐標軸上的各個分量的加速度信息，從而能夠全面準確地反映膠囊內窺鏡1的運動性質。在此，中央控制模塊105對通過三軸加速度傳感器檢測到的加速度信息進行分析處理(例如通過積分形式計算而獲得速度或位移信息)，從而中央控制模塊105控制將分析處理后的姿態和位置信息實時地發送到外部。但本發明并不限定于此，姿態位置測量模塊103也可以采用三軸陀螺儀等其他傳感器、或者三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀等其他傳感器的組合形式來檢測膠囊內窺鏡1的姿態和位置信息。

可選地，所述第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102的所述工作狀態包括圖像數據采集的開始、結束以及采集頻率。其中，第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102可以為電荷耦合器件圖像傳感器或金屬氧化物半導體圖像傳感器，在圖像采集之前可以對被檢測體內進行照明，第一圖像傳感模塊101或第二圖像傳感模塊102接收對被檢測體內照射的反射光而對其進行光電轉換，從而生成被檢測體內的第一圖像數據或第二圖像數據。在膠囊內窺鏡1被導入到被檢測體內行進時，中央控制模塊105控制第一圖像傳感模塊101以第一頻率開始采集被檢測體內的第一圖像數據，當第一圖像傳感模塊101采集到被檢測體內的某一區域的病灶圖像數據時，膠囊內窺鏡1移動到所需位置和改變預定姿態的狀態下，中央控制模塊105控制第一圖像傳感模塊101結束第一圖像數據的采集，并且控制第二圖像傳感模塊102以第二頻率開始采集被檢測體內的第二圖像數據。由此，通過第一圖像傳感模塊101采集的第一圖像數據和第二圖像傳感模塊102采集的第二圖像數據，使得醫務人員能夠獲得充分的圖像數據，由此提高診斷準確率。

可選地，如圖3所示，所述膠囊內窺鏡1還包括：第一照明模塊106，用于在所述第一圖像傳感模塊101進行圖像采集時提供所需光照；第二照明模塊107，用于在所述第二圖像傳感模塊102進行圖像采集時提供所需光照。其中，第一照明模塊106和第二照明模塊107可以為LED燈照明陣列模塊，其可以發射白熾光等照明光。第一照明模塊106在第一圖像傳感模塊101采集第一圖像數據前可以以閃爍的方式向被檢測體內所要采集圖像數據的區域提供照明。對應地，第二照明模塊107在第二圖像傳感模塊102采集第二圖像數據前也可以以閃爍的方式向被檢測體內所要采集圖像數據的區域提供照明。

可選地，如圖1至圖7所示，第一圖像傳感模塊101和第一照明模塊106位于所述外殼100的所述內端部，第二圖像傳感模塊102和第二照明模塊107位于所述外殼100的所述內側部，所述外殼100的內端部和所述內側部分別具有透明端蓋108。如圖8和圖9所示，第一照明模塊106和第二照明模塊107發射的光以及從被檢測體內反射回的光會透過外殼100上的各自對應的透明端蓋108，以使得第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102分別各自對應地采集到被檢測體內的第一圖像數據A和第二圖像數據B，其中，第一圖像數據A位于膠囊內窺鏡1的延伸方向上的前方區域，第二圖像數據B位于膠囊內窺鏡1的側視區域。在此，第一圖像傳感模塊101也可以設置有兩個，第一照明模塊106與第一圖像傳感模塊101的數量對應，并且每個對應的第一圖像傳感模塊101和對應的第一照明模塊106分別位于外殼100的兩端，從而膠囊內窺鏡1在行進過程中能夠選擇性地或者分別采集到膠囊內窺鏡1的延伸方向上(在此通常指膠囊內窺鏡1的行進方向)的前方區域和后方區域的第一圖像數據，從而能夠進一步提高膠囊內窺鏡1的工作效率的同時，還能夠提高診斷準確率。另外，對于第二圖像傳感模塊102和第二照明模塊107也可以設置有多個，可以根據作業人員的實際需要進行合理設計。

可選地，所述中央控制模塊105還用于分別控制所述第一照明模塊106和第二照明模塊107的開啟和關閉。例如，中央控制模塊105控制第一照明模塊106在第一圖像傳感模塊101采集每幀第一圖像數據之前開啟、采集每幀第一圖像數據之后關閉。對應地，中央控制模塊105控制第二照明模塊107在第二圖像傳感模塊102采集每幀第二圖像數據之前開啟、采集每幀第二圖像數據之后關閉。但本發明并不限定于此，例如，中央控制模塊105控制第一照明模塊106在第一圖像傳感模塊101的工作期間內始終保持開啟，并且中央控制模塊105控制第二照明模塊107在第二圖像傳感模塊102的工作期間內始終保持開啟。

可選地，所述中央控制模塊105還用于分別控制所述第一照明模塊106和第二照明模塊107的照明亮度，外部操作人員可以根據實際需要調整第一照明模塊106和第二照明模塊107的照明亮度。由此，使得對第一圖像數據和第二圖像數據進行處理后所獲得的圖像具有高清晰度，以便于醫務人員的診斷。

可選地，如圖4所示，所述膠囊內窺鏡1還包括緩存模塊109，用于緩存所述第一圖像數據、所述第二圖像數據以及所述姿態和位置信息，所述中央控制模塊105從所述緩存模塊109中提取所述姿態和位置信息。在此，中央控制模塊105分別控制第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102各自對應地將采集到的第一圖像數據和第二圖像數據緩存到緩存模塊109中，并且控制姿態位置測量模塊103將檢測到的姿態和位置信息緩存到緩存模塊109中。中央控制模塊105可以從緩存模塊109中提取姿態和位置信息并對其進行分析處理。但本發明并不限定于此，中央控制模塊105自身可以具有存儲功能，通過將第一圖像傳感模塊101采集到的第一圖像數據、第二圖像傳感模塊102采集到的第二圖像數據以及姿態位置測量模塊103檢測到的姿態和位置信息存儲到中央控制模塊105中，此時，中央控制模塊105對姿態和位置信息進行分析處理后，將分析處理后的姿態和位置信息與第一圖像數據和第二圖像數據一同發送到外部。

可選地，如圖5所示，所述膠囊內窺鏡1還包括第一無線通信模塊111，用于將所述第一圖像數據、第二圖像數據以及所述姿態和位置信息發送給所述膠囊內窺鏡控制裝置，并用于從所述膠囊內窺鏡控制裝置接收所述控制指令。具體地，第一無線通信模塊111從緩存模塊109中提取第一圖像數據和第二圖像數據，并對該第一圖像數據和第二圖像數據、通過中央控制模塊105分析處理后的姿態和位置信息進行調制等信號處理來生成無線信號，從而將所述無線信號發送到膠囊內窺鏡控制裝置。另外，第一無線通信模塊111從膠囊內窺鏡控制裝置接收到控制指令后，將該控制指令發送到中央控制模塊105，以使得中央控制模塊105控制例如第一圖像傳感模塊101、第二圖像傳感模塊102、第一照明模塊106、第二照明模塊107、運動控制驅動模塊104和姿態位置測量模塊103等相應模塊的工作狀態。

可選地，如圖6所示，所述膠囊內窺鏡1還包括供電模塊110，該供電模塊110可以分別向第一圖像傳感模塊101、第二圖像傳感模塊102、姿態位置測量模塊103、運動控制驅動模塊104、中央控制模塊105、第一照明模塊106、第二照明模塊107、緩存模塊109以及第一無線通信模塊111供電。

可選地，所述供電模塊110為微型紐扣電池，該微型紐扣電池具有開關以能夠分別向如上所述的相應模塊供電或者停止供電。在此，供電模塊110還可以為電容器等其他蓄電部件。

可選地，所述外殼100內設置有印刷電路板，該印刷電路板上集成有所述第一圖像傳感模塊101、第二圖像傳感模塊102、姿態位置測量模塊103、中央控制模塊105和所述運動控制驅動模塊104。另外，還集成有第一照明模塊106、第二照明模塊107、緩存模塊109、第一無線通信模塊111、供電模塊110等。其中，印刷電路板可以為柔性電路板或硬性電路板，本發明對此并不特別限定。由此膠囊內窺鏡1具有整體結構小型化、低能耗和高可靠性的優點。

如圖7所示，根據本發明的另一方面，還提供一種膠囊內窺鏡控制裝置2，該膠囊內窺鏡控制裝置2與如上所述的膠囊內窺鏡1配合使用，所述膠囊內窺鏡控制裝置2包括：磁場產生模塊201，用于產生所述外部磁場；第二無線通信模塊202，用于向所述中央控制模塊105發送所述控制指令，并用于接收從所述膠囊內窺鏡1發送的所述第一圖像數據、第二圖像數據以及分析處理后的所述姿態和位置信息；數據顯控工作站203，用于輸入操作人員的控制指令，并記錄和顯示所述膠囊內窺鏡1的姿態和位置以及所采集的第一圖像和第二圖像。

其中，數據顯控工作站203接收操作人員的控制指令后，將控制指令發送到膠囊內窺鏡1的中央控制模塊105中，運動控制驅動模塊104基于中央控制模塊105所接收的控制指令，在磁場產生模塊201提供的外部磁場作用下能夠驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。另外，數據顯控工作站203可以將通過第二無線通信模塊202所接收到的第一圖像數據與預存的病灶區域圖像數據進行匹配，當存在匹配項目時向中央控制模塊105發送相應的控制指令，使得膠囊內窺鏡1移動到預定位置和/或改變到預定姿態后，中央控制模塊105控制第一圖像傳感模塊101結束采集第一圖像數據，并開啟第二圖像傳感模塊102開始采集第二圖像數據。由此，通過如上所述的膠囊內窺鏡控制裝置2能夠控制膠囊內窺鏡1采集到膠囊內窺鏡1的延伸方向上的前視區域和側視區域的圖像數據，從而能夠更全面地觀測到被檢測體內的圖像。

另外，數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送的控制指令可以包括用于膠囊內窺鏡1開始行進、停止行進、改變膠囊內窺鏡1的姿態和位置的指令，用于控制第一圖像傳感模塊101的第一圖像數據采集的開始、結束以及采集頻率等工作狀態的指令，用于控制第二圖像傳感模塊102的第二圖像數據采集的開始、結束以及采集頻率等工作狀態的指令，用于控制第一照明模塊106和第二照明模塊107的開啟、關閉以及照明亮度的指令等。但本發明并不限定于此，例如，數據顯控工作站203還可以發送用于控制膠囊內窺鏡1內的供電模塊110啟動或關閉的控制指令，用于控制磁場產生模塊201開始或停止產生磁場的控制指令。但本發明并不只限定于上述內容。

可選地，所述數據顯控工作站203用于控制所述磁場產生模塊201產生的磁場的強度。具體地，在數據顯控工作站203向膠囊內窺鏡1發送控制指令之前，根據實際需要控制磁場產生模塊201所要產生的磁場的強度。由此，在膠囊內窺鏡1被導入到被檢測體內而進行圖像數據采集過程中，通過運動控制驅動模塊104在磁場產生模塊201所提供的磁場作用下能夠靈活地驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。

可選地，當所述運動控制驅動模塊104包括所述電樞繞組模塊112的情況下，所述磁場產生模塊201產生靜態磁場；當所述運動控制驅動模塊104為永磁體1041的情況下，所述磁場產生模塊201產生可控時變磁場。在此，當所述運動控制驅動模塊104包括所述電樞繞組模塊112時，通過控制運動控制模塊113向電樞繞組模塊112輸出的控制電流來驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態；當所述運動控制驅動模塊104為永磁體1041時，通過控制磁場產生模塊201產生的可控時變磁場來驅動膠囊內窺鏡1運動和/或改變姿態。由于膠囊內窺鏡1在兩種情況下的工作過程已在上述內容中描述，在此不再贅述。

根據本發明的又一方面，還提供一種膠囊內窺鏡系統，該膠囊內窺鏡系統包括如上所述的膠囊內窺鏡1和膠囊內窺鏡控制裝置2，所述中央控制模塊105控制將所述第一圖像數據、第二圖像數據以及分析處理后的所述姿態和位置信息發送到所述第二無線通信模塊202，所述磁場產生模塊201為所述運動控制驅動模塊104提供所述外部磁場。通過如上所述的膠囊內窺鏡1和膠囊內窺鏡控制裝置2的配合使用，膠囊內窺鏡1在被檢測體內通過第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102交叉配合地采集被檢測體內的圖像數據，即通過膠囊內窺鏡控制裝置2控制膠囊內窺鏡1的運動狀態、第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102的工作狀態而能夠采集到包括有某一區域的膠囊內窺鏡1的延伸方向(行進方向)上的前視區域的第一圖像數據和側視區域的第二圖像數據，從而更全面精確地對被檢測體內進行觀測，由此提高了對被檢測體內的定點觀測作業效率，縮短了利用膠囊內窺鏡1進行一次被檢測體內檢測的時間。

根據本發明的再一方面，還提供一種膠囊內窺鏡檢測方法，所述方法采用如上所述的膠囊內窺鏡系統，該方法包括以下步驟：S1：數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送控制指令，以控制膠囊內窺鏡1在被檢測體內行進、第一圖像傳感模塊101處于工作狀態并且第二圖像傳感模塊102處于非工作狀態，在行進過程中第一圖像傳感模塊101以第一固定頻率f₁對被檢測體內的行進方向上的前方區域采集第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}(其中g_i表示第一圖像傳感模塊101第i次采集的圖像數據)，姿態位置測量模塊103檢測膠囊內窺鏡1相對于被檢測體內的姿態和位置信息，中央控制模塊105對檢測到的姿態和位置信息進行分析處理；S2：將步驟S1中所采集到的每個第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}以及分析處理后的姿態和位置信息實時發送至數據顯控工作站203；S3：數據顯控工作站203對步驟S2接收到的每個第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}與預存的病灶區模式{G₁,G₂,…,G_n}(其中G_n表示第n個病灶區模式)進行匹配，當第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}中存在與病灶區模式{G₁,G₂,…,G_n}中的第k個病灶區模式G_k匹配的圖像數據g_j時，通過計算匹配的圖像數據g_j在整個第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}中的位置，以及對應于匹配的圖像數據g_j的姿態和位置信息，解算出膠囊內窺鏡1從第二圖像傳感模塊102的當前姿態和位置移動到第二圖像傳感模塊102對準病灶區的姿態和位置所需的姿態改變量和位移改變量；當第一圖像數據{g₁,g₂,…,g_i}中不存在與所述病灶區模式{G₁,G₂,…,G_n}匹配的圖像數據時，膠囊內窺鏡1繼續行進；S4：根據步驟S3獲得的姿態改變量和位移改變量，數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送相應的控制指令，以控制運動控制驅動模塊104驅動膠囊內窺鏡1發生姿態和位移變化，使得第二圖像傳感模塊102對準病灶區；S5：數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送控制指令，以控制膠囊內窺鏡1保持在通過步驟S4調整后的姿態和位置，并且控制第二圖像傳感模塊102處于工作狀態、第一圖像傳感模塊101處于非工作狀態，第二圖像傳感模塊102以第二固定頻率f₂對被檢測體內的病灶區采集M幅第二圖像數據；S6：重復執行步驟S1-S5，直至膠囊內窺鏡1排出被檢測體外。

其中，例如，第一圖像傳感模塊101的第一固定頻率f₁可以采用2-5幀/秒，第二固定頻率f₂可以采用5幀/秒，或者第一固定頻率f₁和第二固定頻率f₂可以采用圖像數據采樣間隔的形式，即兩個相鄰的圖像數據之間的采樣時間間隔分別為1/f₁秒、1/f₂秒。在步驟S5中，對于被檢測體內的病灶區域進行定點圖像采集的第二圖像傳感模塊102的圖像幅數M可以由醫務人員根據具體檢查情況提前輸入到數據顯控工作站203中而設定，或者可以通過第二固定頻率f₂幀/秒與采集時間Δt的乘積來確定。

另外，對于步驟S4通過兩個具體實施方式來具體描述。

如圖10所示，當運動控制驅動模塊104包括電樞繞組模塊112和運動控制模塊113、并且磁場產生模塊201為靜態磁場產生裝置的情況下，步驟S4包括：根據步驟S3獲得的姿態改變量和位移改變量，數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送相應的控制指令，控制運動控制模塊113向電樞繞組模塊112輸出對應大小和方向的控制電流，根據電樞繞組模塊112所接收的控制電流，電樞繞組模塊112在靜態磁場產生裝置的靜態磁場作用下產生相應的電磁轉矩，從而驅動膠囊內窺鏡1發生姿態和位移變化，使得第二圖像傳感模塊102對準病灶區。

如圖12所示，當運動控制驅動模塊104為永磁體1041、并且磁場產生模塊201為三軸亥姆霍茲線圈磁場產生裝置的情況下，步驟S4包括：根據步驟S3獲得的姿態改變量和位移改變量，數據顯控工作站203向中央控制模塊105發送相應的控制指令，以控制三軸亥姆霍茲線圈磁場產生裝置產生可控時變磁場的強度和方向，從而驅動膠囊內窺鏡1發生姿態和位移變化，使得第二圖像傳感模塊102對準病灶區。

如上所述的膠囊內窺鏡檢測方法采用了膠囊內窺鏡及其控制裝置和系統，因此具有與之相同的有益效果。

綜上所述，根據本發明的膠囊內窺鏡1與膠囊內窺鏡控制裝置2的相互配合，由于膠囊內窺鏡1的第一圖像傳感模塊101位于膠囊內窺鏡1的外殼100的內端部，并且第二圖像傳感模塊102位于外殼100的內側部，從而第一圖像傳感模塊101在行進時主要采集被檢測體內的行進方向上的前方區域而能夠實現大視角范圍的第一圖像數據的采集，并且第二圖像傳感模塊102在停止行進時主要采集被檢測體內的行進方向上的側視區域而能夠實現定點細致觀察。通過這種第一圖像傳感模塊101和第二圖像傳感模塊102交叉配合地采集被檢測體內的圖像數據的采集方式，能夠采集到包括有某一區域(例如同一病灶區域)的行進方向上的前視區域的第一圖像數據和側視區域的第二圖像數據，從而能夠更全面精確地對被檢測體內進行觀測，由此提高了對被檢測體內的定點觀測作業效率，縮短了利用膠囊內窺鏡1進行一次被檢測體內檢測的時間。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。