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为了提高无线胶囊内窥镜拍摄到的图像的质量,降低总体功耗、延长胶囊内窥镜连续工作时间,本文提出了一种新型的无线胶囊内窥镜设计方案。通过采用集成了硬件压缩引擎的图像传感器和高性能、低功耗的微处理器,在有限的空间中实现了高质量、分辨率可调的图像拍摄和高速的无线传输,形成了完整的胶囊内窥镜系统样机,初步解决了当前胶囊内窥镜面临的图像质量低、连续工作时间短的问题。在此基础上,本文详细分析了系统无线传输性能,测量和分析了系统功耗的构成,进一步优化了系统设计,提出了降低功耗的策略并通过实验验证了方案的可行性。
同时,为了获取胶囊内窥镜进入人体内准确的三维空间位置和姿态信息,我们采用基于永磁体磁套的磁定位技术,实现了胶囊内窥镜的实时定位跟踪。在磁定位获取的三维空间信息基础上,我们采用空间曲线拟合和线积分,设计和实现了计算胶囊内窥镜沿着消化道的深度信息的算法,实验表明,该算法具有较高的准确性和可靠性。
新型胶囊内窥镜系统结合了高速图像采集和无线传输技术,同时很好地应用了永磁定位跟踪技术,在获取高质量的内窥图像的同时得到图像对应区域准确的三维空间位置信息和相对消化道入口的深度信息,可以为后期基于图像的诊断提供重要的参考和依据,将极大推进胶囊内窥镜技术在临床实践中的应用,具有广阔的前景。