用于图像撷取控制的胶囊涂层的制作方法

相关申请交叉引用

本发明涉及以“invivoautonomouscamerawithon-boarddatastorageordigitalwirelesstransmissioninregulatoryapprovedband”为题并于2011年7月19日获准的美国第7,983,458号专利，以及以“selfassemblyofin-vivocapsulesystem”为题并于2013年2月7日提交的美国第13/762,153号专利申请案。上述美国专利和美国专利申请案的全部内容以参考方式并入本文。

本发明涉及人体或任何其他活体内的诊断成像。本发明尤其涉及一种将肠溶衣(entericcoating)用于胶囊壳体的外表面上的体内胶囊，并且侦测涂层(coating)是否已溶解，以作为控制图像撷取的手段。

背景技术：

本领域中习知用于活体内的体腔或信道的成像装置，而且包括内窥镜和自动封装的相机。内窥镜是柔性或刚性的管，其通过孔口或手术开口进入身体，通常经由口腔进入食道或经由直肠进入结肠。使用透镜在远程形成图像，并通过透镜中继系统或通过相干光纤束传输至近端，即体外。概念上类似的仪器可在远程以电子方式记录图像，例如使用ccd或cmos传感器阵列(array)，并通过电缆将作为电信号的图像数据传输至近端。内窥镜使医师或兽医能对视野进行控制，并且是被广泛接受的诊断工具。然而，它们确实存在一些限制、对患者来说存在风险且具有侵入性和不舒适性，而且它们的成本将其应用限制为常规的健康检查工具。

由于内窥镜难以穿过曲折的通道，故无法轻易地达到小肠的大多数部位，并且需要由耗费成本的特殊技术和预防措施以达到整个结肠。内窥镜的风险包括穿过身体器官可能造成的穿孔以及麻醉所引起的并发症。此外，必须在手术期间的患者疼痛以及与麻醉相关的健康风险和术后恢复时间之间进行权衡。

胶囊型内窥镜是解决许多上述问题的另一种体内图像传感器。可吞咽的胶囊中装载相机和无线电发射器，无线电发射器是用于传输数据(主要包括由数字相机记录的图像)至体外的基站接收器或收发器和数据记录器。胶囊亦可包括无线电接收器，用于接收来自基站传输器的指令或其他数据。可以使用低频电磁信号代替射频传输。可由外部电感器感应胶囊内部电感器以供应电力，或者由胶囊内的电池以供应电力。

以“invocalautonomouscamerawithon-boarddatastorageordigitalwirelesstransmissioninregulatoryapprovedband”为题并于2011年7月19日获准的美国第7,983,458号专利公开一种具有机载(on-board)数据存储器的自主胶囊相机系统。此专利描述使用例如半导体非挥发性档案存储器的机载存储器以存储所撷取图像的胶囊系统。当胶囊通过身体后，将其回收。打开胶囊外壳，将所存储的图像传输至计算器工作站以进行存储和分析。对于通过无线传输所接收或从机载存储器所回收的胶囊图像，必须由诊断者显示并检查图像以识别潜在的异常。

图1显示具有机载存储器的示例性胶囊系统。胶囊装置110包括照明系统12和包括光学系统14和图像传感器16的相机。可提供半导体非挥发性档案存储器20以储存图像，并在胶囊回收后由体外的扩展坞(dockingstation)取出图像。胶囊装置110包括电池电源24和输出埠26。胶囊装置110可通过蠕动以推进穿过胃肠(gastrointestinal；gi)道。

照明系统12可由led实施。在图1中，led位于相机的光圈附近，但也可能有其他配置。亦可提供光源，举例来说，设置于光圈的后面。也可使用其他光源，例如激光二极管。或者，也可使用白光源或两个或更多个窄波长带光源的组合。可用的白光led可包括蓝光led或紫光led，以及由led光激发以发射较长的波长光的磷光材料。胶囊壳体10中允许光通过的部分可以由生物兼容的玻璃或聚合物制成。

可包括多个折射、绕射或反射透镜组件的光学系统14在图像传感器16上提供管腔壁(100)的图像。图像传感器16可以由电荷耦合装置(charged-coupledevice；ccd)或互补性金属氧化物半导体(cmos)型装置提供，其将接收的光强度转换成相应的电信号。图像传感器16可具有单色响应或包括滤色器阵列，从而可撷取彩色图像(例如使用rgb或cym表示)。来自图像传感器16的模拟信号优选地被转换为数字形式，使处理程序以数字形式进行。这种转换可以使用模拟-数字(analog-to-digital；a/d)转换器以实现，所述转换器可设置于传感器内部(如在当前情况下)或胶囊壳体10内的另一部分。a/d单元可设置于图像传感器16和系统的其余部分之间。照明系统12中的led与图像传感器16的操作同步。处理模块22可用于提供系统所需的处理，例如图像处理和视频压缩。处理模块还可提供所需的系统控制，例如在图像撷取的操作期间控制led。处理模块还可负责其他功能，例如管理图像撷取和安排图像回收等。

胶囊相机行进胃肠道并离开身体后，回收胶囊相机，并通过输出埠读取储存在档案存储器中的图像。所接收的图像通常被传输至基站以进行处理，并由诊断者进行检查。诊断的准确性和效率最为重要。预期诊断者能检查图像并正确识别任何异常。

当胶囊装置行经胃肠道时，胶囊装置将遭遇不同的环境。理想的是，控制胶囊装置的行进速度以在感兴趣的胃肠道部位的所有位置收集足够的传感器数据(例如，图像)，而不会浪费电池电量和/或在一些地方收集过多的数据于数据存储器中。为了控制胶囊装置以相对稳定的速度行进，已经开发在胶囊行经胃肠道的过程中改变其比重的技术。在一些环境中，需要具有较高比重的胶囊。在其他环境中，可能需要具有较低比重的胶囊。举例来说，当胶囊装置行经升结肠时，需要将胶囊装置设定为具有较低的比重。另一方面，若降结肠充满液体，则当胶囊装置行经降结肠时，可能需要将胶囊装置设定为具有较高的比重。然而，由于各种原因，基于比重或密度控制的技术可能无法可靠地工作。举例来说，比重或密度的变化可能不一定发生在胃肠道的预期部位。因此，必须监控或估计胶囊装置在胃肠道内的位置。然而，未使用患者体外附加设备的情况下，通常无法准确地确定胶囊装置的位置。因此，需要开发可靠的方法以控制胶囊装置于胃肠道中以相对稳定的速度行进。

胶囊装置在人体内行进时由电池运作。对于自主胶囊型内窥镜来说，胶囊装置必须在行经人体的过程中撷取大量的图像，通常为几万或更多。此外，胶囊还可包括其他传感器(例如，ph计和超声波传感器)以撷取其他传感数据。严谨地管理胶囊装置的功耗是至关重要的，使胶囊装置仅在需要时消耗功率。因此，胶囊装置将能执行成功的图像/传感数据撷取。

技术实现要素：

本发明公开了一种胶囊装置以及一种使胶囊装置经口投入人体后能维持非常低的功率状态以达监控目的(亦即，监控模式)的方法。胶囊装置涂有进入小肠后预期会溶解的肠溶材料。为了确定胶囊装置何时进入小肠，设定胶囊装置于低功率监控模式下运作。在监控状态下，投入人体后的胶囊装置使用相机和光源以基本低于目标帧率的第一帧率撷取第一图像。胶囊装置将与第一图像相关的第一信息以及与对应涂层的涂层图像相关的第二信息进行比对。若第一信息与第二信息匹配，则胶囊装置通过重复撷取第一图像并将与第一图像相关的第一信息以及与涂层图像相关的第二信息进行比较，从而维持监控状态。若第一信息与第二信息不匹配，则胶囊装置宣告涂层已经溶解，并且在宣告涂层已经溶解后，胶囊装置设定相机以目标帧率撷取第三图像。比对第一信息与第二信息的程序可以在胶囊装置内或外执行。在胶囊装置外执行工作的情况下，胶囊装置还包括无线发射器，用于将第一图像传输至胶囊装置外的无线接收器。

欲比较的第一/第二信息可以与对应图像的颜色、亮度、或内容相关。可基于图像分辨率(resolution)、图像尺寸或两者，从而导出第一/第二信息。在监控模式下，可用经降低的光能以撷取第一图像，从而节省能量。涂层可包括具有预定颜色或亮度的区域。第一/第二信息的比较可基于底层图像各自颜色或亮度的平均值或中位数值。涂层可包括具有预定图案的区域。第一图像与涂层图像之间的图像匹配可基于各图像所选定的样本以执行。为了进一步简化比对程序，可将样本转换为二进制数据，从而可以使用简单的逻辑比较，而且匹配样本的数量可易于计数并用于判定涂层是否已经溶解。若涂层已经确定溶解，则胶囊装置可被设定以期望的帧率撷取图像。或者，胶囊装置可被设定为等待一段时间，从而确保开始以期望的帧率撷取图像之前，涂层已经完全溶解。

在类似于目标用途(亦即，在胃肠道内)的环境中，可以使用样品胶囊离线(off-line)获得用于比对的涂层图像。在此情况下，可离线确定第二信息并存储于每个胶囊装置中。在涂层未溶解的期间内，也可以使用胶囊装置撷取涂层图像。举例来说，可在吞下胶囊装置不久后完成。

附图说明

图1显示胃肠道中的胶囊相机系统的示意图，其中档案存储器用于存储欲分析和/或检查的经撷取的图像。

图2a-图2b显示胶囊装置包含至少覆盖相机视野的肠溶衣的实施例，其中图2a显示肠溶衣用于具有前视相机的胶囊装置，图2b显示肠溶衣用于具有环绕胶囊装置的中心的全景相机的胶囊装置。

图3是根据本发明的具体实例，显示用于具有肠溶衣的胶囊装置的撷取控制的示例性流程图。

具体实施方式

易于理解的是，本发明的组件，例如于本文的附图所概括描述和显示，可以各种不同的配置来安排和设计。因此，以下更详细地描述本发明的系统和方法的具体实例，例如附图所示，并非意于限制所请求保护的本发明的范围，而是仅代表本发明所选定的具体实例。

参见本说明书全文的“一个具体实例”、“一具体实例”、或类似语言，其表示与具体实例相关的特定特征、结构、或特性可包含于本发明的至少一个具体实例中。因此，出现于本说明书全文各处的“在一个具体实施例中”或“在一具体实施例中”等词组不一定皆指相同的实例。

此外，所描述的特征、结构、或特性可在一个或多个具体实例中以任何适当的方式组合。然而，相关领域的技术人员将承认，可在缺乏一个或多个具体细节的情况下实施本发明，或以其他方法、组件等实施本发明。在其他情况下，未示出或详细描述公知的结构或操作，以避免使本发明的方面模糊不清。

通过参考附图将能最佳理解本发明的具体实例，其中相同的部件由相同的附图标记表示。以下叙述仅旨在通过示例的方式，简述与本文所请求保护的发明一致的装置和方法的一些所选具体实例。

在一些应用中，期望胶囊在主动撷取模式下运作以针对胃肠的指定部位成像。举例来说，可能仅需要针对胃肠道中的小肠和结肠进行成像。因此，当胶囊进入小肠时，将胶囊设定为主动图像撷取模式为佳。换句话说，胶囊在进入小肠之前被设定为非主动模式。在以“detectionofwhenacapsulecameraentersintoorgoesoutofahumanbodyandassociatedoperations”为题并于2012年5月29日公告的美国第8,187,174号专利中，公开一种区分胶囊是否在人体内或外的技术。然而，美国第8,187,174号专利所公开的技术无法提供进一步区分胶囊是否进入小肠的可靠方法。

在以“selfassemblyofin-vivocapsulesystem”为题并于2013年2月7日提交的美国第13/762,153号专利申请案中，公开一种具有涂层或外壳的胶囊，其中涂层或外壳于胃肠道中溶解。胶囊装置具有由涂层或外壳所封装的连接器。涂层或外壳可由在小肠或结肠而非胃中溶解的材料制成。因此，当胶囊行经小肠或结肠时，连接器可能会露出。当两个胶囊接触时，其中一个胶囊可连接至另一个胶囊。连接的胶囊可以达到期望的比重。

本发明公开一种方法，是利用胶囊外表面上的涂层以确定胶囊是否进入胃肠道的目标部位。选择一种用于胃肠道的目标部位(例如十二指肠、空肠、回肠、盲肠、或结肠)的涂层材料，从而当胶囊进入目标部位时或在胶囊进入目标部位的小时间窗内，预期涂层溶解。当涂层存在时，胶囊装置的相机将撷取涂层图像。另一方面，当涂层已经溶解时，相机将能在其视场内撷取管腔壁的图像。因此，胶囊可利用图像处理技术以确定涂层是否已经溶解。一旦确定涂层是否已经溶解，意指胶囊是否已经进入胃肠道的目标部位，则可以相应地设定胶囊以执行期望的工作，例如进入主动图像撷取模式。

在本发明的一个具体实例中，将肠溶衣施加于胶囊的外表面上。通过使涂层图像的颜色、亮度、对比度和/或内容不常见于胃肠道中，应可轻易区隔胃肠道和施加于胶囊壳体外表面上的涂层。涂层可以被设计成在胃肠道的目标部位，即本实施例中的小肠中溶解。当涂层仍然存在时，由胶囊相机所撷取的图像将非常不同于没有涂层时的图像。因此，系统可以确定涂层仍然存在或是已经溶解。一旦涂层溶解，系统可基于所撷取的图像以侦测此情况。因此，系统可以被设定为以期望的速率开始撷取和传输小肠的图像。

涂层的主要目的之一是易于系统确定胶囊是否已经进入小肠。在进入小肠之前，系统应被设定为节能模式，以便在尽可能低的功耗水平下运作。在节能模式下，系统需要通过侦测涂层是否存在以执行监控胶囊是否进入小肠的工作。然而，监控胶囊是否进入小肠的工作将会消耗能量。因此，必须使用相对较低的功率以执行此工作。举例来说，可以不频繁地执行工作，例如以所期望帧率的百分之一或更低的帧率以执行工作。实际上，基本低于常规帧撷取速率的任何帧率皆可用于侦测涂层的存在。以适当频率执行确定胶囊是否进入小肠的工作，其相关因素可取决于涂层几乎完全溶解所需的时间。检查涂层状态的各时间点之间的间隔可对应于预期涂层溶解所需时间的一小部分。也可以考虑其他因素以确定执行工作的适当频率，例如胶囊在胃肠道内的预期行进速度。

也可以使用其他以低功耗执行工作的方法。举例来说，可用来自胶囊内部光源且经降低的光能以撷取图像而达到确定胶囊是否进入小肠的目的。只要经降低的亮度足以识别所撷取的图像是否对应于涂层的反射或胃肠道的实际图像，则可使用所述经降低的亮度以撷取图像。若在监视模式期间使用经减少的光能，则亦须以经减少的光能撷取用于与当前撷取图像进行比较的涂层图像。具有经降低的分辨率或尺寸的图像也可用于确定胶囊是否进入小肠。举例来说，若壳体的外表面涂覆有蓝色或绿色材料，则在涂层仍然存在的情况下，所撷取的图像将相当于大致均匀的蓝色或绿色区域。因此，来自所撷取的图像的少量样本将足以导出相当准确的平均颜色。所导出的平均颜色可用于确定胶囊是否进入小肠。除了颜色之外，还可使用其他图像属性，例如亮度或对比度。若使用对比度，则涂层图像应至少包含两个对应于两种强度级的区域。两种强度级间的差异可用于指示涂层是否已经溶解。

可以结合各种低阶的方法以执行确定胶囊是否进入小肠的工作，从而进一步降低功耗。举例来说，可用涂层溶解后所期望的帧率的百分之一以执行工作；可用常规图像撷取所需亮度的四分之一以撷取图像；以及只用16个分布样本以确定胶囊装置是否进入小肠。

根据本发明，经涂覆的胶囊的优点在于，当涂层在胶囊上时，胶囊可被设定以非常低的功耗模式运作，例如非常慢的帧率，因此胶囊装置仅需以非常低阶的处理以撷取图像，并确定涂层是否溶解。相较于胶囊经吞咽后立即以期望的帧率开始连续撷取图像的系统，这种低功率状态将使电池或胶囊中的电池更为持久。除了电池寿命之外，根据本发明运作的具有机载档案存储器的胶囊装置，可无须存储对应于非期望区域的图像。因此，胶囊装置将更高效地使用存储器并撷取更多期望的图像。

根据相机或胶囊中的相机的配置，可在纵向方向上的一端处的涂层区域成像(前视相机配置)，或者可在环绕胶囊的纵向轴线的环形区域成像(全景相机配置)。在本发明的一具体实例中，将壳体上的涂层设置为至少覆盖欲成像的区域。图2a显示用于具有前视相机配置的胶囊装置(210)的涂层(212)的实施例。区域212是在相机的视场中，可覆盖视场的局部区域。在此情况下，仅需使用所撷取图像中与涂层覆盖区域对应的区域以监控涂层是否溶解。若胶囊装置(220)使用具有环绕胶囊的中间部分的环形区域视野的全景相机，则涂层(222)可以被设置在相应的环形区域上，如图2b所示。为了方便，涂层亦可覆盖整个胶囊壳体。

涂层可被设计为当胶囊进入胃肠道的目标部位时，涂层在目标期间内溶解。在使用肠溶衣的情况下，当肠中的ph值由胃中的酸性状态ph值升高至小肠中较中性或微碱性的ph值后，涂层可于一段时间内溶解。为了确定涂层是否溶解，胶囊必须将新撷取的图像与先前撷取的图像或参考图像进行比较。在一个具体实例中，将新撷取的图像与先前撷取的图像或参考图像进行图像颜色的比较。在此情况下，首先当胶囊被吞咽时，以非常慢的帧率(例如每5分钟)撷取图像，接着将涂层区域中的多个像素的平均颜色与已知的涂层颜色进行比较。起初，所述比较将显示与已知颜色十分匹配，但当涂层溶解，所述比较将显示与已知颜色的越多差异。系统可以确定所撷取的样本的平均颜色与已知的涂层颜色之间的差异何时超过阈值。然后，胶囊开始以所期望的帧率撷取图像，或者(视需要)在切换至主动撷取模式前等待一段时间。

在本发明的另一具体实例中，涂层可对应于预定图案。可使用匹配技术轻易侦测预定图案的撷取图像。举例来说，可以使用棋盘图案，并且可以在壳体的外表面上与传感器相对的固定位置设置棋盘图案。因此，所撷取的图像将对应于已知的预定图像。所撷取的图像可与已知的预定图像匹配以确定涂层是否存在。可用显著降低的分辨率以执行图像匹配，从而节约系统功率。举例来说，可用来自棋盘图案中各格片的少量样本以执行图像匹配。可确定来自棋盘图案中各格片的少量样本的平均值或中位数值。平均值或中位数值可以进一步表示为二进制值，例如：白色格片的值为1，而黑色格片的值为0。因此，通过简单地计数匹配样本的数量(亦即，在此情况下匹配的格片数量)，可提供关于所撷取的图像是否对应于具有预定图案的涂层的良好指示。如果对应，则确定涂层尚未溶解。反之，则确定涂层已经溶解。亦可使用其它图案。举例来说，可使用供选择的黑白线。在另一实施例中，还可以使用多阶格片，例如对应于0、80、160和240的4个灰阶可用于8位图像数据。

胶囊装置经吞咽后，可于体内产生涂层图像。虽然胶囊装置经吞咽后行至小肠所需的时间可能有所不同，但是几乎能肯定的是，起初涂层将保持30分钟。因此，在所述期间内可产生涂层图像。为了进一步降低功耗，可以将胶囊装设定为计时唤醒的睡眠模式。所述期间快要结束时，胶囊装置被唤醒以撷取涂层图像并导出与涂层图像相关的信息，以便与随后撷取的图像为基础所导出的信息进行比较。随后撷取的图像可能仍与涂层图像相同(亦即，尚有涂层)，或可能是胃肠道壁的新图像(亦即，涂层溶解)。或者，可在类似于胃肠道内部的环境中离线产生涂层图像。在此情况下，可以使用具有同型相机、同型光源、和同型涂层的样品胶囊装置以产生样品涂层图像，在本公开中亦称作参考涂层图像。应采用相同的光源设置和相机设置以撷取参考涂层图像。在胶囊投入人体前，参考涂层图像可被加载胶囊内的存储器中。因此，可将胶囊装置撷取的图像与此参考涂层图像进行比较，以确定涂层是否仍存在。尽管参考涂层图像可存储于胶囊装置中，但是也可以只存储参考图像所导出的参数，并将其用于与经撷取的图像进行比较，以确定涂层是否已经溶解。举例来说，若使用棋盘图案，则参数可以包括格片的尺寸和两个格片的像素值。此外，所述两个格片的像素值可以由两个二进制值(亦即，0和1)表示。在此情况下，对应于参考涂层图像的参数可以非常紧密。所以，无须由每个胶囊装置产生涂层图像以及导出相关信息。若个别胶囊相机之间的制造差异较小，则所述方法应确实可行。

如前所述，特定的涂层材料可用于胃肠道的预期目标部位。举例来说，肠溶衣不溶于胃中的低ph值(通常在1.5至3.5之间)(酸性)环境。然而，当ph值变得较中性时，涂层溶解。因此，如果目标部位在胃之后，例如十二指肠(ph值通常约5-6)、空肠(ph值通常在7-8之间)、回肠(ph值通常在7-8之间)、盲肠(ph值约为6)或结肠(ph值通常在5.5和7之间，微酸性至中性)，则可使用肠溶衣。

根据所期望的目标部位，可以选择各种用于肠溶衣的材料。一般肠溶衣可相当于羧甲基纤维素纤维素(carboxymethylcellulosecellulose；cmc)、经酸取代的纤维素、经二酸取代的纤维素，例如但不限于邻苯二甲酸酯(phthalate)和琥珀酸酯(succinate)、经三酸取代的纤维素，例如但不限于偏苯三酸(trimelliticacid)和柠檬酸(citricacid；cat)、经酸取代的聚(乙烯醇或乙酸乙烯酯)(polyvinylalcohol/polyvinylacetate)(pva/pvap)，经酸、二酸、或三酸取代的羟丙基甲基纤维素(hydroxypropylmethylcellulose)，例如但不限于邻苯二甲酸(phtallic)、琥珀酸(succinic)、偏苯三酸(trimetellitic)、和柠檬酸(citric)、各种经取代的甲基丙烯酸(methacrylic)和丙烯酸共聚物(acrylicacidcopolymers)、脂肪酸(fattyacids)、蜡(waxes)、虫胶(shellac)(紫胶桐酸的酯(ph7.0))、塑料、或植物纤维。上述任何一种聚合物的tg>45℃、tg>75℃、tg>120℃、tg>130℃、tg>135℃、或tg>140℃，tg对应于玻璃转变温度。肠溶衣的实施例包括羧甲基纤维素(cmc)(溶解度>ph5.0)、乙酸邻苯二甲酸纤维素(acetatephthalate；cap)(溶解度>ph6.2)、乙酸偏苯三酸纤维素(celluloseacetatetrimellitate；cat)(ph5.0)、聚(乙酸乙烯邻苯二甲酸酯)(polyvinylacetatephthalate；pvap)(>ph5.2)、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(hydroxypropylmethylcellulosephthalate；hpmcp)(>ph4.5-5.5)、c型甲基丙烯酸共聚物/聚(甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸甲酯)(methacrylicacidcopolymertypec/polymethacrylicacid-co-methylmethacrylate)(ph5.5-7.0)、脂肪酸、蜡、虫胶(紫胶桐酸的酯(ph7.0))、塑料、或植物纤维。上列肠溶材料仅是可用于涂层的材料的一些实施例，并非意于穷举性列出所有可能的肠溶材料。

虽然肠溶衣具有其根据酸度的溶解性，但是涂层溶解性亦取决于腔内环境的其它因素。举例来说，涂层的溶解或降解可由只存在于胃肠道某些部位(例如肠道下段)中的酶或细菌触发。酶涂层(enzymaticcoating)的实例包括编码(encode)、偶氮交联聚合物(azocrosslinkedpolymers)，例如甲基丙烯酸和/或丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素(carboxmethylcellulose)、羟丙基甲基纤维素(hydroxypropylmethylcellulose)、甲基丙烯酰氧基偶氮苯hema(methacryloxyazobenzenehema)、二异氰酸酯交联葡聚糖(diisocyanatecrosslinkeddextran)。类似于ph引发涂层溶解的方法，涂层可以被设计成在胶囊与正确环境接触后的一段时间内溶解。再次，首先当胶囊被吞咽时，以非常慢的速率撷取图像，例如每5分钟一次，接着将所撷取的图像与参考涂层图像进行比较。举例来说，可基于涂层区域中多个像素的平均颜色与已知涂层颜色以进行比较。起初，所述比较将显示所撷取图像的平均颜色以及与涂层相关的预定颜色之间十分匹配。一旦涂层溶解，所述比较将显示所撷取图像的平均颜色以及与涂层相关的预定颜色之间的可识别的差异。系统可确定侦测到的平均颜色和预定颜色之间的差异何时变得足够大，然后开始以期望的帧率撷取图像。如果需要，系统也可以配置为等待一段时间以确保在以期望的常规帧率开始图片之前去除所有涂层。

胶囊停留在体内的时间是相当多变的。多变性的一个重要原因是胶囊停留在食道和胃中的时间长短。上述实施例消除了这种多变性的影响，因为涂层仅在进入十二指肠或空肠时才开始溶解。这是胃酸中和的地方。如果胶囊的目的是在胃肠道下段成像，则相较于吞咽之后立即开始成像的胶囊或具有预设延迟的胶囊，本实施例可提供明显更长的电池寿命。

对于只有延迟的胶囊来说，其困难在于胶囊在食管和胃中的时间是相当多变的，尤其当胶囊比重接近1。举例来说，在美国第7,192,397号专利和美国第8,444,554号专利中公开一种比重约为1的胶囊装置。当胶囊装置的比重约为1时，装置将悬浮或漂浮于胃肠道中(例如在胃或结肠中)的液体。如美国第7,192,397号专利和美国第8,454,554号专利中所公开的，当胶囊装置的比重约为1时，胶囊装置将通过液体流经身体内腔。然而，对于体内胶囊装置来说，在胶囊装置被患者吞咽之后，胶囊装置首先通过咽和食道进入胃，而且胃可能充满液体。延迟不能超过胶囊停留在所述区域的最小时间，或胶囊也将开始对胃肠道的期望区域进行成像。本发明消除了此多变性。

涂层不一定与ph值或酶相关。举例来说，涂层材料可能只是减缓凝胶胶囊的溶解以引起，使涂层预期在一段时间内溶解。定时涂层可有内层是离子涂层且外层是任何上述肠溶衣的双层结构。水分通过肠溶衣扩散至离子涂层，离子涂层吸收水分，并且当离子涂层吸收足量的水分，外层开裂以使所有涂层基质(matrix)脱落。涂层包括疏水性界面活性剂、水溶性聚合物、或羟丙基甲基纤维素(hpmc)

对于完全涂覆的胶囊，本发明还可具有对胶囊材料附着性差且非常亲水的涂层作为第一层。接着由经设计的肠溶衣包护第一层，当肠中的ph值由胃中的酸性状态ph值升高至小肠中较中性或微碱性的ph值后，肠溶衣在30分钟至12小时内溶解。此系统的优点是确保所有涂层易于从胶囊上去除，以确保图像的质量不受任何可能残存的涂层的影响。

图3是根据本发明的具体实例，显示用于具有肠溶衣的胶囊装置的撷取控制的示例性流程图。在步骤310中，通过吞咽以投予胶囊装置至受试者。在步骤320中，将胶囊装置投予所述人体对象后，设定胶囊装置使用相机和光源以撷取第一图像。应尽早撷取第一图像以确保涂层未溶解。如步骤330所示，设定胶囊装置使用相机和光源以撷取第二图像。接着在步骤340中，将与第一图像相关的第一信息以及与第二图像相关的第二信息进行比较。如前所述，可由胶囊装置在体内撷取涂层图像，如步骤320所示。或者，可以使用样品胶囊装置离线撷取涂层图像，以得到第一信息。在此情况下，第一信息被存储于每个胶囊装置中，并且跳过步骤320。如步骤350所示，将第一信息与第二信息进行比较，以确定第一信息是否匹配第二信息。如果第一信息与第二信息匹配(亦即，路径“是”)，则重复步骤330中的撷取程序和步骤340中比较程序。否则(亦即路径”否”)，如步骤360所示，确定涂层已经溶解并将相机设定为主动撷取模式。

在不悖离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以其他具体形式实施。所描述的示例在所有方面仅被认为是说明性而非限制性。因此，本发明的范围是由权利要求来表示，而非由上文的描述来表示。在权利要求的等效范围及含义内的所有改变均包含于权利要求的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种图像撷取控制的方法，用于具有相机和光源封装于胶囊壳体中的胶囊装置，其中，涂层位于所述壳体的外表面以覆盖所述相机的视场，以及所述涂层可根据腔内环境的因素而溶解，所述方法包括：

将具有位于所述壳体的外表面的所述涂层的所述胶囊装置投予活体；

确定第一图像，所述第一图像对应于所述胶囊装置撷取自所述涂层或预定图像的涂层图像；

使用所述相机和所述光源以基本低于目标帧率的第一帧率撷取第二图像；

确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配；

若所述第一信息与所述第二信息匹配，则重复所述撷取第二图像以及所述确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配，直到所述第一信息与所述第二信息不匹配；以及

若所述第一信息与所述第二信息不匹配，则宣告所述涂层已经溶解，并且在所述宣告所述涂层已经溶解后，设定所述相机以所述目标帧率撷取第三图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述胶囊装置内的处理单元以执行所述确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配是在所述胶囊装置外执行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定第一图像相当于投予所述胶囊装置后使用所述相机和所述光源撷取一初始图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，以经降低的分辨率或经裁切的尺寸撷取所述第一图像。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，以来自所述光源且经降低的光能撷取所述第一图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一图像和所述第二图像的部分样本分别导出所述第一信息和所述第二信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信息和所述第二信息分别对应于所述第一图像和所述第二图像的颜色、亮度、或内容。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配是基于所述第一图像和所述第二图像各自的颜色或亮度的平均值或中位数值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，对应于所述涂层的所述涂层图像包括蓝色、绿色、或白色区域。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信息和所述第二信息是基于在底层图像的固定位置处所选定的样本而确定。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述选定的样本转换为二进制数据；将所述第一图像的选定的样本以及所述第二图像的选定的样本进行逐个样本为基础的比较，以获得匹配的样本计数；以及使用所述匹配的样品计数以确定所述涂层是否溶解。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述宣告所述涂层已经溶解后，设定在所述相机以所述目标帧率撷取第三图像前等待一段时间。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，使用样品胶囊装置以确定所述第一图像，所述样品胶囊装置具有与所述胶囊装置中涂覆同型涂层的同型相机以及同型光源。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述胶囊装置被设定为在使用所述相机和所述光源撷取所述第一图像前等待一段时间。

16.一种适于患者吞咽的胶囊装置，用于对所述患者的胃肠道进行成像，所述胶囊装置包括：

图像传感器，用于撷取被投影在所述图像传感器上的图像；

光源；

胶囊壳体，用于封装所述图像传感器和所述光源；

在所述胶囊壳体的外表面上的涂层，所述涂层覆盖至少一个对应于由所述传感器成像的视场的区域，其中，所述涂层可根据腔内环境的因素而溶解；以及

处理单元，被设定为：

(a)确定第一图像，所述第一图像对应于所述图像传感器撷取自所述涂层或预定图像的涂层图像；

(b)使用所述图像传感器和所述光源以基本低于目标帧率的第一帧率撷取第二图像；

(c)确定与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二图像相关的第二信息是否匹配；

(d)若与所述第一图像相关的第一信息以及与所述第二信息相关的第二信息匹配，则重复步骤(a)至(c)；以及

(e)若与所述第一图像相关的第一信息以及与所述相关的第二信息第二信息不匹配，则宣告所述涂层已经溶解，并且设定所述胶囊装置以所述目标帧率撷取第三图像。

17.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述胶囊装置还包括用于存储所述第三图像的档案存储器，而且所述档案存储器封装于所述胶囊壳体中。

18.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述处理单元是在所述胶囊壳体内。

19.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述胶囊装置还包括在所述胶囊壳体内的无线发射器，从而将所述第一图像传输至所述胶囊装置外的无线接收器。

20.根据权利要求19所述的胶囊装置，其中，所述处理单元是在所述胶囊壳体外。

21.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述涂层相当于肠溶衣。

22.根据权利要求21所述的胶囊装置，其中，所述肠溶衣的材料是选自由羧甲基纤维素(cmc)、经酸取代的纤维素、例如但不限于邻苯二甲酸酯和琥珀酸酯的经二酸取代的纤维素、例如但不限于偏苯三酸和柠檬酸(cat)的经三酸取代的纤维素、经酸取代的聚(乙烯醇或乙酸乙烯酯)(pva/pvap)、例如但不限于邻苯二甲酸、琥珀酸、偏苯三酸、和柠檬酸的经酸、二酸、或三酸取代的羟丙基甲基纤维素、各种经取代的甲基丙烯酸和丙烯酸共聚物、脂肪酸、蜡、虫胶(紫胶桐酸的酯(ph7.0))、塑料、和植物纤维所组成的肠溶群组。

23.根据权利要求22所述的胶囊装置，其中，所述肠溶衣的材料进一步选自由羧甲基纤维素(cmc)(溶解度>ph5.0)、乙酸邻苯二甲酸纤维素(cap)(溶解度>ph6.2)、乙酸偏苯三酸纤维素(cat)(ph5.0)、聚(乙酸乙烯邻苯二甲酸酯)(pvap)(>ph5.2)、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(hpmcp)(>ph4.5-5.5)、乙酸琥珀酸纤维素(溶解度ph>5.5-7.0)、c型甲基丙烯酸共聚物/聚(甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸甲酯)(ph5.5-7.0)、聚(丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸甲酯)(ph5.5-7.0)、聚(丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸乙酯)、聚(丙烯酸乙酯-共-甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸-共-甲基丙烯酸乙酯)、脂肪酸、蜡、虫胶(紫胶桐酸的酯(ph7.0))、塑料、和植物纤维所组成的肠溶群组。

24.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述涂层相当于酶涂层。

25.根据权利要求24所述的胶囊装置，其中，所述酶涂层的材料是选自由编码、例如甲基丙烯酸和/或丙烯酸共聚物的偶氮交联聚合物、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基丙烯酰氧基偶氮苯hema、二异氰酸酯交联葡聚糖所组成的酶群组。

26.根据权利要求16所述的胶囊装置，其中，所述涂层具有内层是离子涂层且外层是肠溶衣的双层结构，其中，水分通过所述肠溶衣扩散至所述离子涂层，所述离子涂层吸收所述水分，并且当所述离子涂层吸收足量的所述水分，所述外层开裂以使所有涂层基质脱落。

27.根据权利要求26所述的胶囊装置，其中，所述涂层的材料是选自由疏水性界面活性剂、水溶性聚合物、和羟丙基甲基纤维素(hpmc)所组成的群组。