[发明专利]无线内窥摄像机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2006年11月16日提交的美国临时申请号60/859 413 的权益，其公开内容通过整体援引而被合并到本文中。

技术领域

本发明涉及到一种可靠的高性能无线内窥摄像机(endoscopic camera)系统及用于将图像从内窥摄像头(camera head)无线地传输 到控制单元的对应方法。

背景技术

内窥镜检查术(endoscopy)是一种允许以微创的方式查看患者身 体的内部特征部位(internal feature)的技术。在医学上，内窥镜检查 术允许采集人体的内部特征部位的高品质图像而不需要创伤性手术 (invasive surgery)。内窥镜检查术的基本工具是内窥镜，其被插入 将要查看的患者身体。一些内窥镜规程(endoscopic procedure)包括 挠性观察镜(flexible scope)的使用，例如，像在肠胃病学的医学领 域中那样。其它的医疗规程，诸如关节镜检查(arthroscopy)或腹腔 镜检查(laproscopy)，使用刚性的观察镜。这种观察镜通常被耦联 到高强度光源，该高强度光源将光经由观察镜传输到身体内。代表身 体内部图像的经反射的光随后进入观察镜并且被引导到摄像头，该摄 像头包括用于采集视频图像数据的电子器件。摄像头通常被直接耦联 到视频监视器或其它显示装置，或可替代地耦联到中间视频处理系 统，用于显示和/或记录由摄像机采集的视频图像。

在传统的内窥镜中，有线连接(例如，电缆)被用来将摄像头物 理地连接到视频监视器或处理系统。内窥镜所观察到的图像被摄像头 转换为视频图像数据并且随后经过有线连接被传输到视频监视器用 于显示。

不幸的是，在摄像头与监视器之间存在有线连接引起各种复杂情 况。首先，摄像头上存在有线连接使得外科医生难以操作，因为有线 连接经常干扰内窥镜的自由移动。另外，运用着有线连接的摄像头在 外科手术期间构成较大的污染风险。内窥镜及相关联的摄像头是外科 工具，并且因而被运用在“无菌区域”内，即在患者周围的仅允许存 在无菌物体的限定区域。然而，连接到摄像头的装置，即视频监视器、 视频摄录机等等，不可能是无菌化的，因而必须保持处于无菌区域以 外。有线连接随后使得维持无菌区域复杂化，因为在无菌摄像头与非 无菌监视器之间存在着物理链路。

为了解决上述问题，制造商已开始生产结合了用于将视频图像数 据无线地传送到无菌区域以外装置的发送器(transmitter)的内窥摄像 头。然而，这引起各种新问题。无线通信时常地受到各种类型的电磁 干扰，这导致摄像头是不可靠的。由于障碍物引起的无线信号的中断 (disruption)也可能是一种问题。在规程期间，外科医生可能时常地 改变他们在摄像头或者内窥镜上的握持，引起摄像头的天线被遮盖或 阻挡。外科医生在规程期间也可以是相当机动的，改变着他们相对于 患者身体的位置以便改善他们的视野或得以更好地接近。因此，摄像 头的位置可频繁地改变，由此增加了无线信号路径可被室内的物体或 者甚至外科医生的身体所阻隔的机会。另外，摄像头与监视器之间的 无线连接可被限制在相对较低的数据传输率，由此限制着更高带宽占 用(bandwidth intensive)的高保真数字视频信号的传输。现有内窥摄 像机通常所运用的图像压缩方案中的限制也趋向于降低无线连接的 可靠性以及对视频品质施加限制。

发明内容

无线内窥摄像机系统能够提供从内窥镜摄像头到控制单元的视 频图像数据的可靠但高性能的无线传输。高灵敏度图像传感器允许进 行弱光条件下的图像采集。根据一个实施例，视频图像数据然后经受 有损或无损可变压缩过程。在另一实施例中通过一个或多个纠错码的 执行而实现了有所增加的信号保真度。

在一种另外的实施例中，运用一种高性能、短程的无线技术(诸 如UWB)来将视频图像信号从摄像头传送到控制单元。

由于无线技术的减少的电力需求(power requirement)，也实现 了有所增加的摄像头电池寿命。

为了最小化多系统之间的劣质通信(miscommunication)或干扰， 可向又一实施例的每个系统提供将一个发送器锁定(lock)到一个接 收器或者使该二者同步的能力，由此确保控制单元将只应答来自其对 应摄像头的无线信号。