TWI463965B - 膠囊內視鏡磁控系統 - Google Patents

Description

膠囊內視鏡磁控系統

本發明係關於膠囊內視鏡之系統設計，特別是關於一種可控制膠囊內視鏡位置及方向的膠囊內視鏡磁控系統。

在生物體內部之診斷與治療過程中，內視鏡係為一有效且普遍使用的工具。傳統之內視鏡檢查的技術是在內視鏡的光纖導管前端裝有攝影鏡頭，接著將攝影鏡頭與光纖導管從病患的口腔或肛門插入生物體之內部，由攝影鏡頭對生物體之內部進行影像擷取，並且將擷取所得之影像經由光纖導管回傳予外部機器。

但是，由於生物體內部之消化系統整體長度相當長，而且具有許多彎折曲段，都會影響攝影鏡頭的影像擷取結果，而且以光纖導管從生物體之口腔送入生物體內部之消化系統會使病患產生極大的不舒服的感覺。

惟近年來醫療器材領域研發出膠囊內視鏡，其係以吞服藥物的方式進入病患的消化系統，無需連接光纖導管，不會造成病患有不舒服的感覺，也沒有長度的問題，而且膠囊內視鏡係依靠腸胃的蠕動在消化系統中移動，相較於傳統的插管式內視鏡具有較佳的影像拍攝效果。

然而，由於膠囊內視鏡係以吞服方式進入消化系統，因此，在體積的設計上不能過大，而小體積的膠囊內視鏡則會在胃部或是大腸等器官內部翻滾，無法有效的取得消化系統內部的影像。再者，由於現有的膠囊內視鏡係藉由 腸胃的蠕動而在消化系統中前進，因此，無法由施測者自生物體外移動膠囊內視鏡的位置也是一大問題。

近年來亦有利用核磁共振儀等類似裝置，在生物體外產生巨大磁場，用以引導、移動或轉動膠囊內視鏡在消化道中的攝影角度，以便取得較佳的影像拍攝效果。然而，此類方法的外部儀器取得不易，且所需要的購置成本極高。對施測者而言，在操作上亦不夠直觀簡便。

因此，如何克服上述習知技術之缺失，實已成目前亟欲解決的課題。

本發明之目的是提供一種膠囊內視鏡磁控系統，係藉由控制裝置之磁性主動件利用磁力控制膠囊內視鏡之磁性從動件，以控制膠囊內視鏡之所在位置以及拍攝角度。

本發明所提供之膠囊內視鏡磁控系統，包括膠囊內視鏡、環形套合器以及控制裝置。該膠囊內視鏡係應用於生物體之內部之影像擷取；該環形套合器係結合於該膠囊內視鏡之外表面，該環形套合器具有複數個磁性從動件，該複數個磁性從動件係藉由該環形套合器而設置於該膠囊內視鏡之外表面；控制裝置具有磁性主動件，該控制裝置用以於該生物體之外部對設於該生物體之內部之膠囊內視鏡進行控制，其中，該控制裝置透過該磁性主動件利用磁性控制環形套合器之複數個磁性從動件，俾使該膠囊內視鏡隨著該磁性從動件之作動而對應地於該生物體之內部進行轉動與移動。

經由上述內容可知，本發明係利用控制裝置之磁性主動件以磁性控制膠囊內視鏡之磁性從動件，使膠囊內視鏡可在控制裝置的控制之下於生物體之內部轉動或是移動膠囊內視鏡的所在位置，以完整地擷取生物體之內部之影像，因此能解決習知技術中無法控制膠囊內視鏡於生物體之內部之所在位置的問題。相較於習知利用核磁共振儀等技術，本發明所耗費的成本亦便宜許多。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

請參閱第1圖，為本發明膠囊內視鏡磁控系統示意圖。如圖所示，本發明膠囊內視鏡磁控系統1包括膠囊內視鏡10、環形套合器11以及控制裝置12。膠囊內視鏡10具有外表面101，環形套合器11係套合於膠囊內視鏡10之外表面101，該環形套合器11並具有相對之第一端11a與第二端11b，且環形套合器11表面具有複數個磁性從動件111，該複數個磁性從動件111係分為第一磁性從動件110與第二磁性從動件112。控制裝置12具有桿體120、磁性主動件121以及罩體122。桿體120具有頂部120a，磁性主動件121與罩體122係設置於桿體120之頂部120a，且罩體122係罩複於磁性主動件121之外圍。

本發明之膠囊內視鏡磁控系統1係由控制裝置12之磁性主動件121對應地利用磁力控制環形套合器11之磁性 從動件111，俾使膠囊內視鏡10隨著磁性從動件111在磁性主動件121的控制下轉動或移動。其中，磁性主動件121可為永久磁鐵或電磁線圈。

請參閱第2圖，為環形套合器之磁性從動件之磁極配置示意圖。在環形套合器11表面分佈有複數個磁性從動件111，且各個磁性從動件111分別具有N極111a,111a’與S極111b,111b’。第2圖為第1圖之膠囊內視鏡10之上視圖，因此從第2圖中所顯示之磁性從動件111係為磁性從動件111之頂部。圖中顯示環形套合器11分佈有複數個磁性從動件111，各個磁性從動件111分別具有N極111a,111a’與S極111b,111b’，其中，第一磁性從動件110之N極111a位於該第一端11a，第一磁性從動件110之S極111b位於該第二端11b，該第二磁性從動件112之N極111a’位於該第二端11b，第二磁性從動件112之S極111b’位於該第一端11a；至於磁性從動件111的配置方式為任意二相鄰之磁性從動件111之間係於該第一端11a或第二端11b以相異磁極毗鄰設置，亦即，該第一磁性從動件110與第二磁性從動件112係交錯排列。例如，以任意一磁性從動件111而言，若該第一磁性從動件110設置於環形套合器11時，係以S極111b朝上的方式設置於環形套合器11時，則位於該第一磁性從動件110二側邊所設置之第二磁性從動件112之磁極係為相異於S極111b之N極111a’。換言之，當任意一磁性從動件111係以S極111b,11b’朝上方式設置於環形套合器11時，則該S 極111b,11b’二側之磁性從動件111之磁性為N極111a’,111a。

此外，為了使環形套合器11得以在控制裝置12控制下轉動，因此，環形套合器11上係分佈有複數個磁性從動件111，雖然在圖式中顯示有6個磁性從動件111分佈於環形套合器11，但是這樣的數量僅用以作為實施方式之說明，但是並不以此為限，只要是複數個磁性從動件111即可，以偶數為較佳。

而至於磁性從動件111之N極111a,111a’與S極111b,111b’之配置方式同樣僅用於實施方式之說明。

請參閱第3圖，為本發明膠囊內視鏡磁控系統之電路方塊示意圖。膠囊內視鏡10具有發光單元102、影像偵測單元103以及電力及訊號傳輸單元104。發光單元102係位於膠囊內視鏡10之內，用以提供膠囊內視鏡10所需之光源，影像偵測單元103同樣位於膠囊內視鏡10之內，用以擷取生物體之內部之影像，電力及訊號傳輸單元104係分別連接於發光單元102與影像偵測單元103，用以供應發光單元102所需之電力，而且可以將影像偵測單元103所擷取之影像傳導至外部。

控制裝置12具有驅動單元123，係位於控制裝置12之桿體120內，磁性主動件121係與驅動單元123相結合，用以在驅動單元123驅動之下轉動。其中，本發明係使用步進馬達作為驅動單元123以驅動磁性主動件121轉動。

需說明者，雖然在第3圖中所顯示之電力及訊號傳輸 單元104係為傳輸線，用以傳輸電力至膠囊內視鏡10，並且將影像回傳至外部。但是傳輸線僅為本發明之實施說明，實際上實施時也可使用無線射頻晶片(micro RF chip)與電池(圖未示)作為電力及訊號傳輸單元104，以取代傳輸線提供電力以及回傳影像。但由於使用傳輸線作為電力及訊號傳輸單元104可縮小膠囊內視鏡10之體積，還可降低膠囊內視鏡10之成本，因此在本發明中係以傳輸線作為電力及訊號傳輸單元104之實施例之說明，但不侷限本發明之專利範圍(亦即尚可利用無線射頻晶片與電池等各種實施方法)。

請參閱第4圖，為本發明較佳實施例之示意圖。本發明於實際實施時，係由生物以吞服藥物之方式吞服膠囊內視鏡10，使膠囊內視鏡10得以進入生物體之內部13，由電力及訊號傳輸單元104提供電力予膠囊內視鏡10，使膠囊內視鏡10之發光單元102接收電力而發光，以提供影像偵測單元103在擷取影像時所需之光源，並且在影像偵測單元103擷取影像後經由電力及訊號傳輸單元104將擷取所得之影像回傳至外部。

倘若欲改變膠囊內視鏡10之拍攝角度時，以控制裝置12對應地靠近膠囊內視鏡10之所在位置，使控制裝置12之磁性主動件121對環形套合器11之磁性從動件111產生吸磁，並移動控制裝置12，則膠囊內視鏡10即可在磁性主動件121之磁力控制之下，隨著控制裝置12之移動對應地在生物體之內部13移動。此外，若是欲使膠囊內視 鏡10於生物體之內部13轉動以改變拍攝角度時，先由控制裝置12之磁性主動件121對應地吸磁環形套合器11之磁性從動件111，並且由控制裝置12之驅動單元123驅動磁性主動件121轉動，使磁性從動件111在磁性主動件121之磁力控制下轉動，則膠囊內視鏡10即可隨著磁性從動件111的轉動而在生物體之內部13以自轉形式轉動，而改變膠囊內視鏡10之拍攝角度。

除此之外，亦可以另一種旋轉方式改變膠囊內視鏡10之拍攝角度。係將控制裝置12之磁性主動件121對應地吸磁環形套合器11之磁性從動件111，並且藉由驅動單元123驅動磁性主動件121進行三維度空間轉動，使得磁性從動件111在磁性主動件121的磁力控制下帶動膠囊內視鏡10於生物體之內部13進行三維度空間轉動，以改變膠囊內視鏡10之拍攝角度。

於一實施例中，本發明可利用發光二極體(LED)作為發光單元102，以提供光源，並且以CMOS作為影像偵測單元103，以拍攝生物體之內部13之影像。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧膠囊內視鏡磁控系統

10‧‧‧膠囊內視鏡

101‧‧‧外表面

102‧‧‧發光單元

103‧‧‧影像偵測單元

104‧‧‧訊號傳輸單元

11‧‧‧環形套合器

11a‧‧‧第一端

11b‧‧‧第二端

110‧‧‧第一磁性從動件

111‧‧‧磁性從動件

111a,111a’‧‧‧N極

111b,111b’‧‧‧S極

112‧‧‧第二磁性從動件

12‧‧‧控制裝置

120‧‧‧桿體

120a‧‧‧頂部

121‧‧‧磁性主動件

122‧‧‧罩體

123‧‧‧驅動單元

13‧‧‧生物體之內部

第1圖為本發明膠囊內視鏡磁控系統示意圖； 第2圖為環形套合器之磁性從動件之磁極配置示意圖；第3圖為本發明膠囊內視鏡磁控系統之電路方塊示意圖；以及第4圖為本發明較佳實施例之示意圖。

1‧‧‧膠囊內視鏡磁控系統

10‧‧‧膠囊內視鏡

101‧‧‧外表面

11‧‧‧環形套合器

111‧‧‧磁性從動件

12‧‧‧控制裝置

120‧‧‧桿體

120a‧‧‧頂部

121‧‧‧磁性主動件

122‧‧‧罩體

Claims (9)

1. 一種膠囊內視鏡磁控系統，包括：膠囊內視鏡，係應用於生物體之內部之影像擷取；環形套合器，係套合於該膠囊內視鏡之外表面，該環形套合器具有相對之第一端與第二端，且該環形套合器上具有複數個磁性從動件，各該磁性從動件係具有N磁極與S磁極，且該複數個磁性從動件係分為第一磁性從動件與第二磁性從動件，該第一磁性從動件之N磁極位於該第一端，該第一磁性從動件之S磁極位於該第二端，該第二磁性從動件之N磁極位於該第二端，該第二磁性從動件之S磁極位於該第一端，又二相鄰之該磁性從動件間係以相異之磁極毗鄰設置；以及控制裝置，係具有磁性主動件，用以於該生物體之外部對設於該生物體之內部之膠囊內視鏡進行控制，其中，該控制裝置透過該磁性主動件利用磁力控制該複數個磁性從動件作動，俾使該膠囊內視鏡隨著該磁性從動件之作動而對應地於該生物體之內部進行轉動與移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該控制裝置復包括具有頂部之桿體、設置於該桿體內之驅動單元以及罩覆該磁性主動件之罩體，且其中，該磁性主動件係設置於該頂部並磁性主動件磁性主動件結合於該驅動單元，用以受該驅動單元之驅 動而轉動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該驅動單元係為步進馬達，且該步進馬達驅動該磁性主動件進行三維度空間轉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該膠囊內視鏡具有發光單元與影像偵測單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該發光單元係為發光二極體(LED)。
6. 如申請專利範圍第4項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該影像偵測單元係為CMOS影像偵測單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該膠囊內視鏡復包括電力及訊號傳輸單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該電力及訊號傳輸單元係為傳輸線。
9. 如申請專利範圍第7項所述之膠囊內視鏡磁控系統，其中，該電力及訊號傳輸單元包括無線射頻晶片及電池。