無線藥丸式內(nèi)窺鏡又稱膠囊式內(nèi)窺鏡（CapsuleEndoscope），它是內(nèi)窺鏡技術(shù)的突破，無線藥丸式微型機(jī)器人內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生診斷各種消化道疾病，它就是在醫(yī)療界大名鼎鼎的"膠囊內(nèi)鏡"。

膠囊式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在低功耗數(shù)模混合集成電路芯片解決方案、低功耗SOC系統(tǒng)設(shè)計(jì)、射頻無線啟動(dòng)開關(guān)、醫(yī)學(xué)圖像處理以及高清數(shù)字視頻的研發(fā)等方面，膠囊內(nèi)硬件電路是整個(gè)無線內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中zui核心的部分，其功能是完成對內(nèi)窺鏡彩色圖像的采集，并以無線方式把圖像傳出至體外，同時(shí)能接收來自體外的控制命令，并根據(jù)控制命令調(diào)整膠囊內(nèi)硬件的工作狀態(tài)與工作參數(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)是：采集反映消化道病變情況的高清晰度二維和三維內(nèi)窺圖像、對采集圖像進(jìn)行地?zé)o線傳輸、對電路進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)能量管理等技術(shù)。

新的無線高清攝像膠丸式內(nèi)窺鏡涉及MEMS技術(shù)、通信、材料、傳感器、生物醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、圖像處理等眾多領(lǐng)域的技術(shù)。但是其中在四項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)即微型圖像傳感器（CMos或CCD）技術(shù)、無線通訊技術(shù)、能源技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)方面還有很多工作要做。

新的無線高清攝像膠丸式內(nèi)窺鏡電路主要包括以下幾個(gè)部分：

1圖像采集、處理與控制部分

膠丸式內(nèi)窺鏡這部分包括帶數(shù)字圖像輸出的CMOS圖像傳感器、圖像壓縮模塊、MEMS微電機(jī)、發(fā)白光與具有兩種不同紅外波長的LED光源（采集三維深度圖像數(shù)據(jù)）等。該部分電路不僅決定了內(nèi)窺鏡圖像的質(zhì)量，而且其低功耗設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵：

（1）圖像采集前端采用低功耗的帶數(shù)字彩色圖像輸出的CMOS圖像傳感器，且該圖像傳感器不帶任何圖像后處理功能，而是把這些處理放在體外的計(jì)算機(jī)中，大大降低了功耗;

（2）為了提供準(zhǔn)確反映病變情況的圖像，可采用兩種不同波長的LED和白光LED作為照明光源獲得三維深度內(nèi)窺圖像;

（3）CMOS圖像傳感器的數(shù)字圖像輸出格式不采用RGB，而直接采用原始的彩色Bayer格式，這樣在無損圖像壓縮模塊中能得到更好的壓縮比[5～6]，以降低通信帶寬和無線收發(fā)器的總發(fā)射能量。

（4）膠囊內(nèi)只有壓縮和無線調(diào)制兩個(gè)模塊，盡可能的少模塊以實(shí)現(xiàn)減小膠囊內(nèi)電路的面積和功耗的目的;

2無線傳輸部分

膠丸式內(nèi)窺鏡無線傳輸部分包括信道編碼、無線收發(fā)器、射頻功放和天線等。作為一個(gè)通信系統(tǒng)，它有三個(gè)主要的特點(diǎn)：

（1）特短距離通信，通信距離zui遠(yuǎn)為幾十個(gè)厘米;

（2）通信信道的衰減非常大，因?yàn)槿梭w組織對無線電波（特別是UHF 以上波段的電磁波）有很大的吸收與反射作用;

（3）通信主要是從體內(nèi)到體外的大量的圖像數(shù)據(jù)傳輸，體外到體內(nèi)則是根據(jù)臨床需要發(fā)送幾個(gè)字節(jié)的控制命令。

3能量供給部分

對于無線藥丸式內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，能量供給包括電池和能源管理電路,它是整個(gè)體內(nèi)部分硬件電路zui關(guān)鍵的部分之一，因?yàn)轶w內(nèi)部分的能源供給是保證實(shí)現(xiàn)全消化道檢查的必要條件。所以低功耗設(shè)計(jì)可以延長電池壽命。

4.無線接收與數(shù)據(jù)傳輸部分

體外的便攜式無線接收和數(shù)據(jù)傳輸裝置的功能主要是把天線接收陣列接收的內(nèi)窺圖像數(shù)據(jù)分成兩路，一路送給膠囊定位模塊獲得膠囊的定位信息，另一路送入相連接的無線接收器，然后把定位信息和圖像一起存入便攜式存儲(chǔ)體上或轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)控制與處理裝置。主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)為：

（1）基于無線電定位技術(shù)，通過天線接收陣列接收信號的角度與強(qiáng)度來定位膠囊在人體內(nèi)的位置;

（2）天線陣列的設(shè)計(jì)技術(shù);

（3）低功耗電路設(shè)計(jì)技術(shù);

（4）具有高靈敏度的低功耗高速FSK解調(diào)的無線接收機(jī)的ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)等。

5.計(jì)算機(jī)控制與處理部分

計(jì)算機(jī)控制與處理裝置主要包括無線發(fā)送卡、計(jì)算機(jī)、高清晰度監(jiān)視器以及相關(guān)的處理軟件。

數(shù)字化微型無線內(nèi)窺鏡技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

2004年的歐洲技術(shù)報(bào)告中指出，運(yùn)動(dòng)與姿態(tài)控制功能的實(shí)現(xiàn)是需要首先解決的問題，包括運(yùn)動(dòng)控制和定位問題，吞服式內(nèi)窺鏡zui初每秒鐘只能拍攝2張照片，經(jīng)過改進(jìn)后，拍攝速度已提高到每秒14張。雖然我國吞服式內(nèi)窺鏡研制工作雖然剛開始不久，但已取得顯著的進(jìn)展。中國科技大學(xué)和清華大學(xué)等在內(nèi)的科研院所均在開發(fā)研制各自的吞服式內(nèi)窺鏡產(chǎn)品，而且有些已在研產(chǎn)品的技術(shù)性能與國外同類產(chǎn)品相比毫不遜色。上海交通大學(xué)研制了一種用于腸道檢查的內(nèi)窺鏡微型機(jī)器人，基于尺蠖運(yùn)動(dòng)原理，驅(qū)動(dòng)器為一種基于電磁力的微小型蠕動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，由頭部、尾部、驅(qū)動(dòng)單元、彈性模等組成，長64mm，外徑7mm，重9.8g，通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)電壓的頻率來調(diào)節(jié)其運(yùn)行速度，初步估算，國產(chǎn)吞服式內(nèi)窺鏡的售價(jià)約在每粒1000元，大大低于西方同類產(chǎn)品的售價(jià)。