專利名稱：一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，尤其涉及一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置和 方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)視鏡檢查技術(shù)是目前消化道疾病最有效的檢查手段，原有的常規(guī)內(nèi)視 鏡檢查技術(shù)由于都帶有引導(dǎo)插管，不僅給系統(tǒng)操作帶來很多不便，也給被檢 查的患者帶來了很大的不適和痛苦，同時由于采用的是有線傳輸?shù)脑?，?導(dǎo)致常規(guī)內(nèi)視鏡檢查的部位受到局限，無法實現(xiàn)對小腸部位的檢查等。隨著
樣i電子才支術(shù)、孩i:電子才幾+成系統(tǒng)(MEMS, Micro Electromechanical System)才支 術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了口服膠嚢內(nèi)視鏡系統(tǒng)，解決了小腸盲區(qū)的內(nèi)視鏡檢查問題， 但現(xiàn)有的口服膠嚢內(nèi)視鏡產(chǎn)品在數(shù)據(jù)采集端用的是可見光頻段的圖像傳感 器，而且一般采用2幀/秒的圖像采集幀率，因此在對這些有褶皺的消化道腔 體，特別是在胃和大腸等大腔體內(nèi)進行拍照時，腔體部位漏拍攝圖像的現(xiàn)象 會比較嚴重，而且對消化道壁深層的生物組織的病變情況也無法獲取。另夕卜， 目前的口服膠嚢內(nèi)視鏡系統(tǒng)中的膠嚢內(nèi)的供電開關(guān)控制部分，采用了磁控制 開關(guān)，比如干簧管，但這種開關(guān)裝置體積大，且每顆膠嚢外面還必須帶有磁 體，其抗震和可靠性能差，在運輸過程和長期存儲時會有相當大的電池電量 泄漏，從而導(dǎo)致膠嚢工作時間大大降低，直接影響膠嚢的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的生物內(nèi)視鏡檢查設(shè)備中存在的不足，提供了 一種 生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置和方法。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置，包括第一天線單元，用于接收并輸出生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號；電磁波接 收單元，與所述第一天線單元連接，用于獲取并輸出所述第一天線單元輸出 的電磁波信號的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，與所述電磁波接收單元連接，用于處 理所述電/f茲波接收單元輸出的數(shù)據(jù)，輸出處理后數(shù)據(jù)；無線收發(fā)信單元，包 括無線收發(fā)模塊和第二天線單元，所述無線收發(fā)信單元與所述數(shù)據(jù)處理單元 連接，用于以無線方式把所述處理后數(shù)據(jù)發(fā)送到生物體腔外。
進一步地，還包括電磁波產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生并輸出電磁波信號；第 三天線單元，與所述電,茲波產(chǎn)生單元連接，用于向生物體腔組織發(fā)出所述電 ^磁波產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電;茲波信號；所述第一天線單元還用于接收并輸出生物 體腔反射的所述電磁波信號。
進一步地，還包括電池，用于提供所述裝置中的單元所需的電源；無 線開關(guān)單元，與所述裝置的其它單元連接，用于從所述無線收發(fā)信單元的第 二天線單元接收的無線信號中獲得能量信號，并根據(jù)所述能量信號接通所述 電池與所述裝置中的單元。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法，包括步 驟1)在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)；2)在生 物體腔內(nèi)對所述獲取的電磁波信號的數(shù)據(jù)進行處理，輸出處理后數(shù)據(jù)；3)以 無線方式把所述處理后數(shù)據(jù)從生物體腔內(nèi)發(fā)送到生物體腔外。
進一步地，步驟l)還包括在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生電磁波信號并發(fā)出所述 電磁波信號，在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔反射的所述電磁波信號的數(shù)據(jù)代替 獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)。
進一步地，還包括在生物體腔內(nèi)從生物體腔外發(fā)出的無線信號中獲取 能量信號和以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的開關(guān)控制命令，根據(jù)所述能量 信號和開關(guān)控制命令接通電池以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集所需的電源。
本發(fā)明提供的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置和方法有以下有益效果 1 )本發(fā)明的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置進入生物體腔內(nèi)后，接收生物體 腔內(nèi)病變組織發(fā)射的無線電^f茲波信號，或者通過向生物體腔壁主動發(fā)射無線 電磁波信號，接收生物體腔反射回的電磁波信號數(shù)據(jù)，能實現(xiàn)對生物體腔內(nèi) 有褶皴的部位，以及生物體腔壁深層的生物組織的病變信息數(shù)據(jù)進行獲取， 以幫助醫(yī)師更好地實現(xiàn)對患者的準確診斷。2)本發(fā)明的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置采用了無線開關(guān)單元，克服了以 往口服內(nèi)窺鏡裝置釆用干簧管作為電源開關(guān)時存在的缺陷，使得生物體腔內(nèi) 數(shù)據(jù)采集的裝置在非工作狀態(tài)時，功耗為零或幾乎為零，解決了運輸過程中 由于振動等導(dǎo)致裝置的漏電問題和長期存儲導(dǎo)致的漏電問題。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的詳細說明，附圖中 圖1是本發(fā)明 一 實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置中無線開關(guān)單元的 結(jié)構(gòu)框圖3是本發(fā)明另 一 實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是本發(fā)明 一 實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法的流程圖； 圖5是本發(fā)明另 一 實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖l是本發(fā)明 一 實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該生物 體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置把采集的生物體腔發(fā)出的，特別是一定深度的生物組織 信息發(fā)出的電磁波信號發(fā)送到生物體腔外，在體腔外采用被動式電磁波成像 原理進行成像處理。如圖1所示，生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置包括第一天線單 元、電磁波接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線收發(fā)信單元、控制單元、無線開 關(guān)單元和電池。
該生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)釆集的裝置在工作狀態(tài)時，通過第一天線單元接收生 物體腔內(nèi)組織發(fā)出的無線電磁波信號，并把該無線電磁波信號輸出到電磁波 接收單元。第一天線單元包括至少一個天線。
電磁波接收單元獲取第 一天線單元輸出的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)并 輸出到數(shù)據(jù)處理單元。進一步地，電磁波接收單元獲取設(shè)定的第一頻段的第 一天線單元輸出的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)并輸出到數(shù)據(jù)處理單元。該無 線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)可以反映生物體腔內(nèi)正常生物組織的溫度以及不同 部位組織的溫度差等。特別是由于無線電磁波信號具有比可見光和紅外光更能穿透生物體組織的特性，因此獲取生物體腔內(nèi)組織發(fā)出的無線電磁波信號 的強度數(shù)據(jù)可以提供醫(yī)生對生物體腔壁、腔壁內(nèi)深層組織以及被生物體腔內(nèi) 褶皺部分擋住的生物組織的特性，能輔助醫(yī)師更準確地對患者的診斷。
在本發(fā)明的一個實施例中優(yōu)選第一天線單元接收毫米波頻段的電磁波信 號，當然第一天線單元也可以接收其它頻段的電石茲波信號。
數(shù)據(jù)處理單元對電磁波接收單元輸出的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)進行 信道編碼等處理，輸出處理后數(shù)據(jù)?？紤]到生物體腔內(nèi)外的無線通信信道質(zhì)
量比較好，信道編碼可以采用筒單的CRC校驗，當然信道編碼也可以采用其 它的前向或后向糾錯編碼等信道編碼方式。
無線收發(fā)信單元包括了無線收發(fā)模塊和第二天線單元，用于把數(shù)據(jù)處理 單元輸出的處理后數(shù)據(jù)以無線電磁波的形式發(fā)送到生物體腔外，由體腔外的 處理系統(tǒng)利用被動式電磁波成像技術(shù)完成對采集的電磁波信號的成像，例如 毫米波成像技術(shù)，以輔助醫(yī)師對生物體腔的診斷分析。此外，無線收發(fā)信單 元也用于接收來自生物體腔外的命令，并把該命令送到控制單元。
控制單元是整個生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的控制中心，控制數(shù)據(jù)釆集裝 置內(nèi)其它單元的工作狀態(tài)，比如可以以無線方式接收體腔外的命令以控制生 物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置中各單元是否休眠、設(shè)定數(shù)據(jù)采集的頻率、設(shè)定獲 取電磁波信號的頻段、控制數(shù)據(jù)是否重發(fā)等等?？刂茊卧獙o線收發(fā)信單元 輸出的命令進行解析獲得相應(yīng)的控制信號。這些以無線方式接收的命令包括 第一頻段設(shè)定命令、數(shù)據(jù)發(fā)送命令和無線開關(guān)控制命令?？刂茊卧獙Φ谝活l 段設(shè)定命令進行解析得到第一頻段設(shè)定信號，并把該第一頻段設(shè)定信號輸出， 電磁波接收單元在該第 一頻段設(shè)定信號的控制下獲取設(shè)定的第 一頻段的第一 天線單元輸出的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)?？刂茊卧獙?shù)據(jù)發(fā)送命令進行 解析得到數(shù)據(jù)發(fā)送信號，并把該數(shù)據(jù)發(fā)送信號輸出，無線收發(fā)信單元在該數(shù) 據(jù)發(fā)送信號的控制下以無線電磁波方式把數(shù)據(jù)處理單元輸出的處理后數(shù)據(jù)發(fā) 送到生物體腔外。控制單元對無線開關(guān)命令進行解析得到無線開關(guān)信號，并 把該無線開關(guān)信號輸出，無線開關(guān)單元在該無線開關(guān)信號的控制下接通電池 和生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的其它單元，以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置所 需的電源。
電池用于提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)釆集的裝置中各個單元工作時所需的電源。無線開關(guān)單元控制電池與生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的單元的接通或者斷 開。無線開關(guān)單元是生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的電源控制單元。
圖2是本發(fā)明一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置中無線開關(guān)單元的 結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，無線開關(guān)單元包括電源恢復(fù)才莫塊、能量疊加模塊、 開關(guān)驅(qū)動模塊、可控開關(guān)、電壓變換與穩(wěn)壓模塊。
首先從無線收發(fā)信單元的第二天線單元接收無線信號并輸出到電源恢復(fù) 模塊，電源恢復(fù)模塊從無線信號中提取出能量信號，進行濾波和穩(wěn)壓處理后 輸出幅值穩(wěn)定的直流電壓，該直流電源輸出到能量疊加模塊和電壓變換和穩(wěn) 壓模塊。
能量疊加模塊與電源恢復(fù)模塊、開關(guān)驅(qū)動模塊和可控開關(guān)連接。如果能 量疊加模塊沒有通過可控開關(guān)接通電池，能量疊加模塊對電源恢復(fù)模塊輸出 的直流電源進行處理后提供開關(guān)驅(qū)動^t塊合上可控開關(guān)所需的電源；如果能 量疊加模塊已通過可控開關(guān)接通電池，能量疊加模塊對電池的電源進行處理 后提供開關(guān)驅(qū)動模塊維持可控開關(guān)合上所需的電源。
開關(guān)驅(qū)動模塊與可控開關(guān)連接，根據(jù)控制單元輸出的開關(guān)控制信號控制
可控開關(guān)合上或者斷開?？煽亻_關(guān)一端同時與電壓變換與穩(wěn)壓模塊以及能量 疊加模塊相連，另一端與電池相連。開關(guān)驅(qū)動模塊根據(jù)控制單元輸出的開關(guān) 控制信號控制可控開關(guān)合上以接通電池和電壓變換與穩(wěn)壓模塊以及能量疊加 模塊?？煽亻_關(guān)斷開時，電池與電壓變換與穩(wěn)壓模塊以及能量疊加模塊沒有 接通。開關(guān)控制信號是無線收發(fā)信單元接收來自生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置外 部的無線開關(guān)控制命令并解析得到的。可控開關(guān)優(yōu)選采用CMOS可控開關(guān)管或 微電子機械系統(tǒng)(MEMS)可控開關(guān)，當采用MEMS可控開關(guān)時，當可控開 關(guān)合上時，沒有任何漏電流，屬于零功耗狀態(tài)；當采用CMOS可控開關(guān)管時， 即使開關(guān)合上時，也有稍許的漏電流，但其數(shù)量級只有幾nA(納安)的級別， 基本上可以忽略。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的采用千簧管作為電源開關(guān)的口服膠嚢 相比較，本發(fā)明4是供的數(shù)據(jù)采集裝置中的無線開關(guān)單元保證了生物體腔內(nèi)數(shù) 據(jù)采集的裝置在非工作狀態(tài)時，功耗為零或幾乎為零，解決了運輸過程由于 振動等導(dǎo)致裝置的漏電問題和長期存儲的問題。
電壓變換與穩(wěn)壓模塊與電源恢復(fù)模塊和可控開關(guān)連接。如果電壓變換與 穩(wěn)壓模塊沒有通過可控開關(guān)接通電池，電壓變換與穩(wěn)壓模塊對電源恢復(fù)模塊輸出的直流電源進行直流電壓變換和進一步穩(wěn)壓，輸出直流電源提供給無線 收發(fā)信單元中的無線收發(fā)信模塊接收開關(guān)控制命令和控制單元解析該開關(guān)控 制命令得到開關(guān)控制信號所需的電源，如果電壓變換與穩(wěn)壓模塊已通過可控 開關(guān)接通電池，電壓變換與穩(wěn)壓模塊對電源恢復(fù)模塊輸出的直流電源和電池 的電源進行直流電壓變換和進一步穩(wěn)壓后，輸出直流電源提供給生物體腔內(nèi) 數(shù)據(jù)采集的裝置工作時除該無線開關(guān)單元以外其它單元所需的電源。
此外，本發(fā)明中生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置的最外層的封閉殼體釆用生 物兼容性材料制成。
圖3是本發(fā)明另一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)釆集的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如 圖3所示，本實施例中的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置由第一天線單元、電磁波 接收單元、電磁波產(chǎn)生單元、第三天線單元、數(shù)據(jù)處理單元、無線收發(fā)信單 元、控制單元、無線開關(guān)單元和電池組成。與圖1所示的實施例相比較，圖 3所示的實施例增加了電^f茲波產(chǎn)生單元和第三天線單元，電》茲波產(chǎn)生單元用 于產(chǎn)生電^f茲波脈沖信號，并通過第三天線單元的天線向生物體腔輻射該無線 電磁波脈沖信號，其中第三天線單元包括至少一個天線。
圖3所示的實施例除了具有圖1所示實施例的所有功能，即被動方式功 能，還具有主動方式功能，即向生物體腔發(fā)射電^f茲波信號，然后釆集從生物 體腔反射的電磁波信號，以獲取生物組織對該電磁波信號吸收、反射等特性， 從而獲取生物組織的相關(guān)電特性參數(shù)，比如介電常數(shù)等，以此提供判斷生物 組織是否發(fā)生病變，以及病變程度等等。上述主動方式或者被動方式由無線 收發(fā)信單元接收的生物體腔外發(fā)出的命令來控制啟動。
在本發(fā)明的一個實施例中，無線收發(fā)信單元接收生物體腔外發(fā)出的被動 方式命令，控制單元解析該命令得到被動方式信號，啟動生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采 集裝置的一種被動工作方式。在該被動工作方式下，電》茲波產(chǎn)生單元和第三 天線單元在該被動方式信號控制下不工作，圖3所示的實施例與圖l所示的實 施例的工作方式相同。通過第 一天線單元接收生物體腔內(nèi)組織發(fā)出的無線電 磁波信號，并把該無線電磁波信號輸出到電磁波接收單元。第一天線單元至 少包括一個天線。電磁波接收單元獲取第一天線單元輸出的無線電磁波信號 的強度數(shù)據(jù)并輸出到數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元把該強度數(shù)據(jù)進行信道編 碼等處理，輸出處理后數(shù)據(jù)。無線收發(fā)信單元把該處理后數(shù)據(jù)以無線電磁波的形式發(fā)送到生物體腔外。無線收發(fā)信單元也用于接收來自生物體腔外的命 令，并把該命令送到控制單元進行解析得到相應(yīng)的控制信號?？刂茊卧钦?個生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的控制中心，控制數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)其它單元的工 作狀態(tài)。這些以無線方式接收的命令包括被動方式命令、數(shù)據(jù)發(fā)送命令和無 線命令。電池用于提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置中各個單元工作時所需的 電源。無線開關(guān)單元控制電池與生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)釆集裝置中的單元的接通或 者斷開。
在本發(fā)明的另 一個實施例中，無線收發(fā)信單元接收生物體腔外發(fā)出的被 動方式及第一頻段設(shè)定命令，控制單元解析該命令得到被動方式及第一頻段 設(shè)定信號，啟動生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的另一種被動工作方式。在該被動
工作方式下，電,茲波產(chǎn)生單元和第三天線單元在該^皮動方式及第一頻段:沒定 信號控制下不工作，第 一天線單元接收生物體腔內(nèi)組織發(fā)出的無線電磁波信 號，電磁波接收單元在該被動方式及第一頻段設(shè)定信號控制下獲取第一頻段 的第一天線單元輸出的生物體腔組織發(fā)出的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)并輸 出到數(shù)據(jù)處理單元。除此之外，該實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的各單 元及其工作方式與上一個實施例的相同。
在本發(fā)明的又一個實施例中，無線收發(fā)信單元接收生物體腔外發(fā)出的主 動方式命令，控制單元解析該命令得到主動方式信號，啟動生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù) 采集裝置的一種主動工作方式。在該主動工作方式下，電》茲波產(chǎn)生單元根據(jù) 主動方式信號生成電石茲波脈沖信號，并通過第三天線單元的天線向生物體腔 輻射該無線電^f茲波脈沖信號，其中第三天線單元包括至少一個天線，第一天 線單元用于接收生物體腔反射的該無線電磁波信號。電磁波接收單元與第一 天線單元連接，獲取該反射的無線電磁波信號的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施 例中，電磁波接收單元獲取該反射的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)。在本發(fā)明 的另 一個實施例中，電磁波接收單元獲取該反射的無線電磁波信號的強度數(shù) 據(jù)和相位數(shù)據(jù)。相位數(shù)據(jù)可以提供生物體組織的位置信息以及消除多徑干擾 等影響?？刂茊卧钦麄€生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置的控制中心，控制數(shù)據(jù) 采集裝置內(nèi)其它單元的工作狀態(tài)，控制單元對無線收發(fā)信單元接收并輸出的 命令進行解析得到相應(yīng)的控制信號。這些以無線方式接收的命令包括主動方 式命令、數(shù)據(jù)發(fā)送命令和無線開關(guān)控制命令。電池用于提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置中各個單元工作時所需的電源。無線開關(guān)單元控制電池與生物體 腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置中的單元的接通或者斷開。
在本發(fā)明的再一個實施例中，無線收發(fā)信單元^J妻收生物體腔外發(fā)出的主 動方式及第二頻段設(shè)定命令，控制單元解析該命令得到主動方式及第二頻段 設(shè)定信號，啟動生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的另一種主動工作方式。在該主動 工作方式下，電磁波產(chǎn)生單元根據(jù)該主動方式及第二頻段設(shè)定信號生成第二 頻段的電^P茲波脈沖信號，并通過第三天線單元的天線向生物體腔輻射該第二 頻段的無線電磁波脈沖信號，電磁波接收單元獲取該反射的第二頻段的無線 電磁波信號的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，電磁波接收單元獲取該反射 的第二頻段的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一個實施例中，電 磁波接收單元獲取該反射的第二頻段的無線電磁波信號的強度數(shù)據(jù)和相位數(shù) 據(jù)。除此之外，該實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集裝置的各單元及其工作方式 與上一個實施例的相同。
在本發(fā)明的一個實施例中優(yōu)選電磁波產(chǎn)生單元產(chǎn)生的是毫米波段的電磁 波信號，第 一天線單元接收的是反射的毫米波段的電磁波信號。
下面對本發(fā)明 一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法進行說明。
圖4是本發(fā)明一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)釆集的方法的流程圖。如圖4 所示，生物體腔內(nèi)^t據(jù)采集的方法包括步驟
1 )在生物體腔內(nèi)接收并獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的強度數(shù)
據(jù)；
在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括步驟以無線方式接收第一頻段 設(shè)定命令，根據(jù)該第一頻段設(shè)定命令獲取第一頻段的生物體腔組織發(fā)出的電 磁波信號的強度數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，該電磁波信號是毫米波頻段的電磁波信號。
2 )在生物體腔內(nèi)對該電磁波信號的強度數(shù)據(jù)進行處理，輸出處理后數(shù)據(jù)；
3)以無線方式把該處理后數(shù)據(jù)以無線信號的方式發(fā)送到生物體腔外。 在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括步驟以無線方式接收生物體腔 外的數(shù)據(jù)發(fā)送命令，根據(jù)該數(shù)據(jù)發(fā)送命令把處理后數(shù)據(jù)發(fā)送到生物體腔外。
在本發(fā)明的另一個實施例中，進一步包括步驟從生物體腔外發(fā)出的無線信號中獲得能量信號，以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的開關(guān)控制命令； 對該能量信號進行濾波和穩(wěn)壓后輸出直流電源；若沒有接通電池，處理該直 流電源以提供接通該電池所需的電源，對該直流電源進行電壓變換和穩(wěn)壓以 提供接收該開關(guān)控制命令所需的電源，根據(jù)該開關(guān)控制命令接通該電池；若 已接通該電池，處理該電池的電源以提供保持該電池接通所需的電源，對該 直流電源和該電池的電源進行電壓變換和穩(wěn)壓以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集所 需的電源。
圖5是本發(fā)明另一實施例的生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法的流程圖。如圖 5所示，生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法包括步驟
1 )在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生電磁波信號并且發(fā)出該電磁波信號，在生物體腔內(nèi) 獲取生物體腔反射的該電^f茲波信號的數(shù)據(jù)；
在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括步驟以無線方式接收生物體腔 外發(fā)出的主動方式命令，根據(jù)該主動方式命令在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生并發(fā)出該電 磁波信號。
在本發(fā)明的而另一個實施例中，進一步包括步驟以無線方式接收生物 體腔外發(fā)出的主動方式及第二頻段設(shè)定命令，根據(jù)該主動方式及第二頻段設(shè) 定命令在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生并發(fā)出第二頻段的電磁波信號；根據(jù)該主動方式及 第二頻段設(shè)定命令在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔反射的該第二頻段的電磁波信 號的數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的 一個實施例中該電磁波信號是毫米波頻段的電磁波信號。
2) 在生物體腔內(nèi)對該電磁波信號的數(shù)據(jù)進行處理，輸出處理后數(shù)據(jù)；
3) 以無線方式把該處理后數(shù)據(jù)以無線信號的方式發(fā)送到生物體腔外。
在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括步驟以無線方式接收生物體腔 外發(fā)出的數(shù)據(jù)發(fā)送命令，根據(jù)該數(shù)據(jù)發(fā)送信號把處理后數(shù)據(jù)發(fā)送到生物體腔 外。
在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括步驟從生物體腔外發(fā)出的無線 信號中獲得能量信號，以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的開關(guān)控制命令；對 該能量信號進行濾波和穩(wěn)壓后輸出直流電源；若沒有接通電池，處理該直流 電源以提供接通該電池所需的電源，對該直流電源進行電壓變換和穩(wěn)壓以提供接收該開關(guān)控制命令所需的電源，根據(jù)該開關(guān)控制命令接通該電池；若已 接通該電池，處理該電池的電源以提供保持該電池*接通所需的電源，對該直 流電源和該電池的電源進行電壓變換和穩(wěn)壓以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集所需 的電源。
在本發(fā)明的一個實施例中，上述電磁波信號的數(shù)據(jù)包括強度數(shù)據(jù)。 在本發(fā)明的另一個實施例中，上述電磁波信號的數(shù)據(jù)包括強度數(shù)據(jù)和相 位數(shù)據(jù)。
由于電》茲波的波長比可見光的波長更長，電》茲波^f生物組織的穿透性相 對可見光更強，因此^t巴在生物體腔內(nèi)采集的生物體腔組織的凄史據(jù)傳輸?shù)襟w腔 外后，可以通過毫米波或微波成像技術(shù)把接收的數(shù)據(jù)形成圖像，從而可以提 供醫(yī)師對生物體腔內(nèi)有褶皺的部位組織，以及生物體腔壁深層的生物組織信 息以圖像方式進行直觀分析，以輔助醫(yī)師對生物體腔做出更準確的醫(yī)學(xué)診斷。
顯而易見，在不偏離本發(fā)明的真實精神和范圍的前提下，在此描述的本 發(fā)明可以有許多變化。因此，所有對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的改變， 都應(yīng)包括在本權(quán)利要求書所涵蓋的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置，其特征在于，包括第一天線單元，用于接收并輸出生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號；電磁波接收單元，與所述第一天線單元連接，用于獲取并輸出所述第一天線單元輸出的電磁波信號的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理單元，與所述電磁波接收單元連接，用于處理所述電磁波接收單元輸出的數(shù)據(jù)，輸出處理后數(shù)據(jù)；無線收發(fā)信單元，包括無線收發(fā)模塊和第二天線單元，所述無線收發(fā)信單元與所述數(shù)據(jù)處理單元連接，用于以無線方式把所述處理后數(shù)據(jù)發(fā)送到生物體腔外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括 電磁波產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生并輸出電磁波信號；第三天線單元，與所述電磁波產(chǎn)生單元連接，用于向生物體腔發(fā)出所述 電磁波產(chǎn)生單元產(chǎn)生的電磁波信號；所述第一天線單元還用于接收并輸出生物體腔反射的所述電磁波信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括控制單元，與所述無線收發(fā)信單元和電磁波接收單元連接，用于根據(jù)所 述無線收發(fā)信單元接收的第一頻段設(shè)定命令產(chǎn)生第一頻段設(shè)定信號，所述電 磁波接收單元用于根據(jù)所述第 一頻段設(shè)定信號獲取第 一頻段的所述第 一天線 單元輸出的電磁波信號的數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括控制單元，與所述無線收發(fā)信單元和電磁波產(chǎn)生單元連接，用于根據(jù)所 述無線收發(fā)信單元接收的被動/主動方式命令產(chǎn)生被動/主動方式信號；所述 電磁波產(chǎn)生單元用于根據(jù)所述被動/主動方式信號不產(chǎn)生/產(chǎn)生所述電磁波信 號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括控制單元，與所述無線收發(fā)信單元和電磁波產(chǎn)生單元連接，用于根據(jù)所 述無線收發(fā)信單元接收的被動方式及第一頻段設(shè)定/主動方式及第二頻段設(shè) 定命令產(chǎn)生被動方式及第一頻段設(shè)定/主動方式及第二頻段設(shè)定信號，所述電磁波產(chǎn)生單元用于根據(jù)所述被動方式及第一頻段設(shè)定/主動方式及第二頻段設(shè)定信號不產(chǎn)生電磁波信號/產(chǎn)生第二頻段的電磁波信號；所述電磁波接收單 元用于根據(jù)所述被動方式及第一頻段設(shè)定/主動方式及第二頻段設(shè)定信號獲 取并輸出第一頻段的所述第一天線單元輸出的生物體腔組織發(fā)出的電磁波信 號的數(shù)據(jù)/所述第一天線單元輸出的生物體腔反射的所述第二頻段的電磁波 信號的數(shù)據(jù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4或5所述的裝置，其特征在于，所述無線收發(fā)信 單元還用于接收數(shù)據(jù)發(fā)送命令，所述控制單元還用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)發(fā)送命令 得到數(shù)據(jù)發(fā)送信號，所述無線收發(fā)信單元根據(jù)所述數(shù)據(jù)發(fā)送信號發(fā)送所述處 理后數(shù)據(jù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的裝置，其特征在于，所述電磁 波信號是毫米波頻段的電磁波信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的裝置，其特征在于，所述電磁 波信號的數(shù)據(jù)包括強度數(shù)據(jù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述電磁波信號的數(shù)據(jù) 還包括相位數(shù)據(jù)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的裝置，其特征在于，還包括 電池，用于提供所述裝置中的單元所需的電源；無線開關(guān)單元，與所述裝置的其它單元連接，用于從所述無線收發(fā)信單 元的第二天線單元接收的無線信號中獲得能量信號，并根據(jù)所述能量信號接 通所述電池與所述裝置中的單元。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述無線開關(guān)單元包括電源恢復(fù)模塊，用于從所述第二天線單元接收的無線信號中獲得所述能 量信號，并對所述能量信號進行濾波和穩(wěn)壓后輸出直流電源；開關(guān)驅(qū)動模塊，與所述控制單元連接，所述控制單元用于根據(jù)所述無線 收發(fā)信單元接收的開關(guān)控制命令得到開關(guān)控制信號并輸出，所述開關(guān)驅(qū)動模 塊根據(jù)所述開關(guān)控制信號產(chǎn)生開關(guān)驅(qū)動信號；能量疊加模塊，與所述開關(guān)驅(qū)動模塊和電源恢復(fù)模塊連接，若所述能量 疊加模塊沒有接通所述電池，則所述能量疊加模塊用于處理所述電源恢復(fù)模塊輸出的直流電源并提供給所述開關(guān)驅(qū)動模塊，若所述能量疊加模塊接通所 述電池，則所述能量疊加模塊用于處理所述電池的電源并提供給所述開關(guān)驅(qū)動模塊；電壓變換與穩(wěn)壓模塊，與所述電源恢復(fù)模塊單元連接，若所述電壓變換 與穩(wěn)壓模塊沒有接通所述電池，則所述電壓變換與穩(wěn)壓才莫塊用于對所述電源 恢復(fù)模塊輸出的直流電源進行電壓變換和穩(wěn)壓后輸出以提供所述無線收發(fā)模 塊接收開關(guān)控制命令和控制單元得到開關(guān)控制信號所需的電源；若所述電壓 變換與穩(wěn)壓模塊接通所述電池，則所述電壓變換與穩(wěn)壓模塊用于對所述電源 恢復(fù)模塊輸出的直流電源和所述電池的電源進行電壓變換和穩(wěn)壓后輸出以提 供所述裝置所需的電源；可控開關(guān)，與所述開關(guān)驅(qū)動模塊和電池連接，用于根據(jù)所述開關(guān)驅(qū)動信 號合上所述可控開關(guān)以接通所述電池與所述能量疊加模塊和電壓變換與穩(wěn)壓 模塊。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述可控開關(guān)是CMOS 可控開關(guān)管或MEMS可控開關(guān)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用生物兼容 性材料制成的封閉殼體封裝。
14、 一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的方法，其特征在于，包括步驟1) 在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)；2) 在生物體腔內(nèi)對所述獲取的電磁波信號的數(shù)據(jù)進行處理，輸出處理 后數(shù)據(jù)；3) 以無線方式把所述處理后數(shù)據(jù)從生物體腔內(nèi)發(fā)送到生物體腔外。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟l)包括 在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生電磁波信號并發(fā)出所述電磁波信號，在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔反射的所述電磁波信號的數(shù)據(jù)代替獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁 波信號的數(shù)據(jù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟l)還包括 以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的第一頻段設(shè)定命令，根據(jù)所述第一頻段設(shè)定命令獲取第一頻段的所述生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟l)還包括以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的主動方式命令，根據(jù)所述主動方式命 令在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生并發(fā)出所述電磁波信號。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟l)還包括 以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的主動方式及第二頻段設(shè)定命令，根據(jù)所述主動方式及第二頻段設(shè)定命令在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生并發(fā)出第二頻段的電磁 波信號；根據(jù)所述主動方式及第二頻段設(shè)定命令在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔 反射的所述第二頻段的電磁波信號的數(shù)據(jù)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14、 15、 16、 17或18所述的方法，其特征在于，步 驟3)還包括以無線方式接收生物體腔外發(fā)出的數(shù)據(jù)發(fā)送命令，根據(jù)所述 數(shù)據(jù)發(fā)送命令把所述處理后數(shù)據(jù)從生物體腔內(nèi)發(fā)送到生物體腔外。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14、 15、 16、 17或18所述的方法，其特征在于，所 述電磁波信號是毫米波頻段的電磁波信號。
21、 根據(jù)權(quán)利要求14、 15、 16、 17或18所述的方法，其特征在于，所 述電磁波信號的數(shù)據(jù)包括強度數(shù)據(jù)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述電磁波信號的數(shù) 據(jù)還包括相位數(shù)據(jù)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求14、 15、 16、 17或18所述的方法，其特征在于，還 包括步驟在生物體腔內(nèi)從生物體腔外發(fā)出的無線信號中獲取能量信號和以無線方 式接收生物體腔外發(fā)出的開關(guān)控制命令，根據(jù)所述能量信號和開關(guān)控制命令 接通電池以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集所需的電源。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括步驟 對所述能量信號進行濾波和穩(wěn)壓后輸出直流電源；若沒有接通所述電池，處理所述直流電源以提供接通所述電池所需的電 源，對所述直流電源進行電壓變換和穩(wěn)壓后輸出以提供接收所述開關(guān)控制命 令所需的電源，根據(jù)所述開關(guān)控制命令接通所述電池；若接通所述電池，處 理所述電池的電源以纟是供保持所述電池接通所需的電源，對所述直流電源和 所述電池的電源進行電壓變換和穩(wěn)壓后輸出以提供所述生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集 所需的電源。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集的裝置和方法，該方法包括在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)；對該數(shù)據(jù)進行處理，輸出處理后數(shù)據(jù)；以無線方式把處理后數(shù)據(jù)發(fā)送到生物體腔外，進一步還包括在生物體腔內(nèi)產(chǎn)生并發(fā)出電磁波信號，在生物體腔內(nèi)獲取生物體腔反射的該電磁波信號的數(shù)據(jù)代替獲取生物體腔組織發(fā)出的電磁波信號的數(shù)據(jù)。進一步還包括根據(jù)從生物體腔外發(fā)出的開關(guān)控制命令和無線信號中獲得的能量信號來接通電池以提供生物體腔內(nèi)數(shù)據(jù)采集所需的電源。本發(fā)明可以采集生物體腔內(nèi)有褶皺的部位，以及生物體腔壁深層生物組織的信息。此外本發(fā)明采用了無線開關(guān)方式，使得在非工作狀態(tài)時功耗為零或幾乎為零。
文檔編號A61B1/00GK101543407SQ200910083850
公開日2009年9月30日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者姜漢鈞, 春 張, 李冬梅, 李國林, 李福樂, 池保勇, 王志華, 王紅梅, 王自強, 翔 謝, 虹 陳, 麥宋平 申請人:清華大學(xué);北京華清益康科技有限責任公司