基于单片机与USB接口的胶囊内窥镜数据传输系统研究

摘要

微型机电系统技术是机械，传感器，电子，精密加工，半导体等技术的结合。现已经成功应用于生物医学工程在内的许多领域，取得了很多的研究成果，实现了对人体“低侵袭、微创和无创”诊疗，为临床医疗开辟了一个新领域。 在人体消化道疾病的诊断中，医用内窥镜是用于观察人体腔道的内部结构、病灶大小、位置、性质极其重要的临床医疗设备，也是当前最能体现“微创或无创”诊疗技术要求的医疗仪器之一。但该设备在诊疗过程存在着一定缺陷，制约着其在临床诊疗的进一步应用。 我们设计一种可广泛用于消化道疾病检查的胶囊内窥镜系统，当患者吞服下这种胶囊内窥镜后，会沿路摄像记录下患者胃肠道的各项生理参数，采集实时的消化道图像，用于后续的观察诊断。 为了解决胶囊内窥镜系统的数据传输速率的问题，我们提出一个USB传输接口方案。该方案采用ISP1581作为USB2.0控制芯片，以及C8051F310单片机作为微控制器，来控制图像数据的传输和存储，最后在工作站主机上还原。该方案简单可靠，功耗低，保证数据的准确性，在正常工作时，该数据传输系统能够保证无线传输无压缩的CIF格式图像的速度。 本文介绍了USB接口的优点以及USB2.0协议的相关内容。并基于该协议讨论了系统方案的硬件构成，系统固件和上位机软件的设计，数据传输方法的实现。并对USB接口进行了数据传输速率的测试，传输速率达到了预期的目标。 当然，该系统为实现实际运用还要需要作进一步改进。在本文的最后，对整个论文的工作和研究进行了总结，并提出了下一步的改进之处。