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胃肠道疾病的传统检测方式是利用内插式内窥镜深入到人体内部进行侵入式检查,在检查过程中会给患者带来恶心、呕吐甚至体内创伤等恶果。随着胶囊内窥镜的问世,无痛无创、低风险的胃肠道疾病检测成为了可能。但临床使用的胶囊内窥镜往往具有传输不稳定、图像分辨率低、工作时间短等特点,而且现有的产品只具有简单的检测功能,在发现病灶部位后无法及时实施治疗,贻误病情。针对胶囊内窥镜上述缺陷,本文依托国家自然科学基金(No.31271069)、国家自然科学基金青年基金(No.30800235)和上海交通大学医工交叉基金项目(No.YG2013MS24),研制具有电刺激诊疗功能的无线胶囊内窥镜系统。该系统可以根据医生的体外操作控制,将胃肠道内部图像传输至体外,当发现病灶部位时,及时实施电刺激治疗,同时体内的胶囊内窥镜使用无线能量传输模块为其供电。本论文工作重点包括图像采集与压缩,无线数据传输,电刺激功能和体外无线供能。图像采集与压缩单元采用数字接口CMOS图像传感器OV7740和硬件JPEG图像压缩芯片CX93510。CX93510内部Buffer以帧为单位存储管理,可以利用差分帧的模式提高压缩比。无线数据传输单元采用医用RF芯片ZL70102,该芯片尺寸小、功耗低,在发送与接收状态时工作电流仅仅5mA。ZL70102的协议内容专门服务于植入式医疗系统,具有完善的信道检测、通信连接、数据校验、误码重传等机制。电刺激功能利用双运放压控恒流源设计,为了符合功耗与尺寸的要求,利用PWM波形实现DAC的功能。体外无线供能单元对发射功率进行实时观测,调整发射波形的频率与幅值,实现反馈控制。离体实验结果表明,集成后的无线胶囊内窥镜直径11mm,适于患者吞服。体内胶囊内窥镜与体外接收控制器距离在2m以内时,图像与控制数据双向传输稳定,不同模式的电刺激脉冲可以灵活控制。在图像功能正常工作时,功耗180mW左右,在施加电刺激功能时,功耗230mW左右。无线能量传输的效率与胶囊位置、姿态等相关,可以较稳定的提供300mW以上的接收功率,满足体内胶囊供电需求。