： 阳0巧]
[0076]
公式中，Im'。济AIm'分别表示入射光强和被吸收 部分光强
[0077] 将似、做式带入（1)式中可得：
[0078]
[0079] 由式（4)可W看出，只要能够获得血氧容积波（即发射端接受到的光信号）的波 峰和波谷值就能计算出血氧饱和度，根据血氧饱和度，可W判断出消化道是否发生异常。
[0080] 因此，本发明还提供一种基于红外光谱检测消化道病变的检测方法，利用消化道 液的光谱信息和消化壁的光谱信息，定位消化壁的出血区域，具体方法为：
[0081] 在一段时间内采集消化道和消化壁的光谱信息，
[0082] 其中A〉X时，则表示消化液中含有新鲜血液，且该浓度下的血液与消化液混合后， 其出射光强大于无血液状态下的消化液（含有一定量的血液与消化液混合后吸光度小于 无血液时的消化液）；消化壁的血氧饱和度信号受出血症状和环境干扰，其数值远大于Y; 当A<X时，则表示消化液中含有新鲜血液，且该血液浓度更大（意味着出血量更多），其出射 光强小于无血液状态下的消化液（血液中血红蛋白对红外光的吸收更多，混合后的消化液 吸光度大于无血液时的消化液）；消化壁的血氧饱和度信号受出血症状和环境干扰，其数 值小于Y。
[0083] 当在时间T1处，A〉X且龄Y或者A<X且B<Y则表示在该处正存在出血或异常症 状，可进行标记；若在时间T2处，A〉X或A<X，但是B=Y(基本不变）则表示消化壁无出血 症状，消化液中含有血液成分，已经离开出血区域，其中，Y为正常血氧饱和度临界值通常为 94%，A消化液出射光强，B为消化壁血氧饱和度值。
[0084] 本发明整体工作流程如附图2所示，本发明为一次性使用设备，使用者在空腹状 态下吞服该胶囊，经由食道进入消化道，伴随着消化道蠕动，胶囊在消化道存留很长一段时 间。在该时间段内一部分消化液流入导流槽，导流槽上方的红外发射管发出红光，经过导流 槽的反射被红外光接收管接收；同时胶囊壁上有一组检测器，发射端发出红光，经过消化壁 的反射被接收端接受。通过运两个通道进行信号采集，再由无线传输模块发送至体外接收 器。最后胶囊通过肠道排出体外。
[00化]本发明的基于红外光谱的消化道检测方法流程如附图3所示，光源发出的红光对 消化道进行照射，当光源照射消化道时，发生散射与吸收后，漫反射光由光接收器捕获。光 信号经过光电转换后变成数字信号，被定时器捕获并被传输至外部接收器。数据处理过程 中光谱信息经数据预处理后，在光谱与被测成分的浓度，测量高度等参考值之间进行关联 建模。
[0086] W上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人 员可W对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。运样，倘若本发明的 运些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含运些 改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于：包括胶囊壳（I)、设置 于胶囊壳内的信号处理模块、信号采集模块和无线通讯装置， 所述信号采集模块用于分别采集消化液的光谱信号和消化道的光谱信号， 所述信号处理模块用于处理采集到的消化液的光谱信号和消化道的光谱信号， 所述无线通讯装置用于将信号处理模块的处理结果发送给外部终端。2. 根据权利要求1所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于：所 述胶囊壳（1)上设置有导流通孔（2)，所述信号采集模块包括消化液检测模块和消化道检 测模块，所述消化液检测模块设置于导流通孔的孔壁上，所述消化道检测模块设置于胶囊 壳的侧壁上。3. 根据权利要求2所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于：所 述导流通孔（2)位于所述胶囊壳（1)的中下部。4. 根据权利要求1所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于：所 述信号处理模块包括光频转换器（5)和微处理器（3)，所述光频转换器（5)将光谱信号转 换为数字信号后传递给所述微处理器（3)，所述微处理器（3)的输出端连接无线通讯装置 ⑷。5. 根据权利要求2或3所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于： 所述消化液检测模块包括消化液检测红外对管，所述消化液检测红外对管（7)包括设置于 导流通孔同一侧孔壁上的消化液检测红外发射管S和消化液检测红外接收管R，消化液检 测红外发射管S发射的红外光穿过导流通孔（2)内的消化液后，经导流通孔（2)的孔壁反 射给消化液检测红外接收管R。6. 根据权利要求2或3所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于： 所述消化液检测模块包括消化液检测红外对管，所述消化液检测红外对管（7)包括设置于 导流通孔相对侧孔壁上的消化液检测红外发射管S和消化液检测红外接收管R，消化液检 测红外发射管S发射的红外光穿过导流通孔（2)内的消化液后，透射光被消化液检测红外 接收管R接收。7. 根据权利要求2或3所述的基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，其特征在于： 所述消化道检测模块包括消化道检测红外对管（6)，所述消化道检测红外对管（6)包括设 置于胶囊壳同一侧壁上的消化道检测红外发射管S和消化道检测红外接收管R，消化道检 测红外发射管S发射的红外光穿过胶囊壳侧壁后，经消化道反射给消化道检测红外接收管 R 08. -种基于红外光谱检测消化道病变的检测方法，其特征在于：根据消化液不同的颜 色，对消化道是否有异常进行判断，具体方法为： 利用红外光对消化道进行照射； 采集消化道的红外光谱； 根据红外光光谱对消化液的颜色进行判断； 当出射光强明显小于X时，消化液为黄色或白色；当出射光强大于X时，消化液为棕色； 当出射光强在X值上下浮动时，消化液为红色； 根据消化液的颜色判断消化道是否发生病变。9. 一种基于红外光谱检测消化道病变的检测方法，其特征在于：利用消化道液的光谱 信息和消化壁的光谱信息，定位消化壁的出血区域，具体方法为： 在一段时间内采集消化道和消化壁的光谱信息， 当在时间Tl处，A>X且B>Y或者A〈X且B〈Y则表示在该处正存在出血或异常症状，可 进行标记；若在时间T2处，A>X或A〈X，B = Y则表示消化壁无出血症状，消化液中含有血液 成分，已经离开出血区域；其中X为正常消化液出射光强，Y为正常血氧饱和度临界值，A为 消化液出射光强，B为消化壁血氧饱和度值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于红外光谱检测消化道病变的检测装置，包括胶囊壳、设置于胶囊壳内的信号处理模块、信号采集模块和无线通讯装置，所述信号采集模块用于分别采集消化液的光谱信号和消化道的光谱信号，所述信号处理模块用于处理采集到的消化液的光谱信号和消化道的光谱信号，所述无线通讯装置用于将信号处理模块的处理结果发送给外部终端；所述胶囊壳上设置有导流通孔，所述信号采集模块包括消化液检测模块和消化道检测模块，所述消化液检测模块设置于导流通孔的孔壁上，所述消化道检测模块设置于胶囊壳的侧壁上。本发明使用两路检测法，从消化液和消化壁两方面采集红外光谱信号，可以多方位测量消化道。结合两路光谱信号对消化道进行分析更全面，提高分析精确度。
【IPC分类】A61B5/00, A61B1/00, A61B5/07
【公开号】CN105147227
【申请号】CN201510737419
【发明人】刘圣蓉, 刘芳芳, 冉鹏, 吕德卫, 王伟, 庞宇, 王柚鑫, 李章勇
【申请人】重庆邮电大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年11月3日