阅读说明：本技术 利用胶囊相机进行胃部检查的方法及装置 (Method and device for stomach examination by capsule camera ) 是由 王康怀 G·威尔逊 于 2017-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明披露一种利用胶囊相机系统成像患者的胃肠道(包括胃的上部)的方法。依据该方法,以经由患者的口吞咽该胶囊相机的方式将该胶囊相机给予患者。对于选自一组检查位置的每个目标检查位置：在该患者在定位器床上的情况下,将该患者定位系统调节至与该目标检查位置相关的目标定位器床位置。调节患者定位系统包括调节该定位器床以倾斜于一个倾斜角度,以及其中,该组检查位置包括至少两个不同的倾斜角度；以及该患者定位系统仍被保持于该目标检查位置达预定的驻留时长,以使该胶囊相机撷取稳定的图像。接着,收集由该胶囊相机撷取的图像数据。(A method of imaging a gastrointestinal tract (including an upper portion of a stomach) of a patient using a capsule camera system is disclosed. According to the method, the capsule camera is administered to the patient in such a way that the capsule camera is swallowed via the mouth of the patient. For each target inspection location selected from a set of inspection locations: with the patient on the positioner bed, the patient positioning system is adjusted to a target positioner bed position associated with the target examination position. Adjusting the patient positioning system includes adjusting the positioner bed to tilt at a tilt angle, and wherein the set of examination positions includes at least two different tilt angles; and the patient positioning system is still held at the target examination location for a predetermined dwell time to enable the capsule camera to capture stable images. Next, image data captured by the capsule camera is collected.)

利用胶囊相机进行胃部检查的方法及装置

相关申请的交叉参考

本发明与2010年10月19日获准的名称为“Panoramic Imaging System”的美国专利序列号7,817,354以及2011年7月19日获准的名称为“In Vivo Autonomous Camera withOn-Board Data Storage or Digital Wireless Transmission in Regulatory ApprovedBand”的美国专利序列号7,983,458相关。该些美国专利整体通过参考包括于此。

技术领域

本发明涉及人体或任意其它生物内部的诊断成像。尤其，本发明涉及用于成像胃的上部的方法及系统。

背景技术

用于在体内成像体腔或通道的装置是现有技术已知的，并包括内窥镜及自主胶囊化相机。内窥镜是通过身体孔洞或外科手术开口进入体内的挠性或刚性管，通常经由口腔进入食道或者经由直肠进入结肠。通过使用透镜在远端形成图像并通过透镜中继系统或通过相干光纤束将该图像传输至体外的近端。概念上类似的仪器可能例如通过使用CCD或CMOS传感器阵列在远端以电子方式记录图像，并通过线缆将该图像数据作为电性信号传送至近端。内窥镜允许医生或兽医控制视场并且是被广泛接受的诊断工具。不过，它们的确具有若干限制，为患者带来风险，对于患者来说是侵入性的且不舒服的，且它们的成本限制它们作为常规健康筛查工具的应用。

由于难以穿过盘旋通道，内窥镜无法轻易地到达大部分的小肠，且需要增加成本的特定技术及预防措施来到达整个结肠。内窥镜风险包括所穿过的身体器官可能穿孔以及由麻醉引起的并发症。而且，必须在该程序期间的患者疼痛与健康风险以及与麻醉相关的程序后停歇时间之间进行折衷。

解决这些问题的其中许多问题的一种替代体内图像传感器是胶囊内窥镜。相机与无线电发送器一起被容置于可吞咽胶囊中，该无线电发送器用于向体外的基站接收器或收发器以及数据记录器传输主要包括该数字相机所记录的图像的数据。该胶囊还可包括用于自基站发送器接收指令或其它数据的无线电接收器。代替射频传输，可使用较低频率电磁信号。功率可自外部电感器向该胶囊内的内部电感器电感地供应或者由该胶囊内的电池供应。

2011年7月19日获准的名称为“In Vivo Autonomous Camera with On-BoardData Storage or Digital Wireless Transmission in Regulatory Approved Band”的美国专利号7,983,458中披露具有板上数据储存的自主胶囊相机系统。此专利说明通过使用板上储存(on-board storage)例如半导体非易失性档案存储器来储存所撷取的图像的胶囊系统。在该胶囊自体内经过后，它被取回。胶囊壳体被打开，且所储存的图像被传送至电脑工作站以供储存及分析。对于通过无线传输接收或自板上储存检索的胶囊图像，该些图像将必须由诊断医生显示并检查，以识别潜在异常。

尽管前视胶囊相机包括一个相机，但具有使用多个相机来提供侧视或全景的其它类型的胶囊相机。需要侧面或反向的角度来适当观察组织表面。对于医生或诊断专家来说，看到这些器官的所有区域是重要的，因为息肉或其它不规则体需要经充分观察以进行准确诊断。2010年10月19日获准的名称为“PANORAMIC IMAGING SYSTEM”的美国专利序列号7,817,354中披露一种经配置以撷取相机周围的环境的全景图像的相机。

尽管胶囊内窥镜(capsule endoscope；CE)是用于可视化胃肠(gastrointestinal；GI)道的一种重要诊断工具，但大多数商业胶囊内窥镜用于可视化食道、小肠或结肠。尽管胶囊在患者吞咽后经过胃，但它们通常不会充分成像整个胃以供明确的诊断。在从食道进入近端胃以后，它们在重力作用下快速下降至远端胃。由于胶囊中的相机的视场(field of view；FOV)有限，在相机的视场内无法撷取某些胃粘膜表面(尤其在胃底及贲门中的胃粘膜表面)。由于胶囊的快速下降，照明控制没有时间来针对每个成像表面优化曝光，且所撷取的图像可能呈现运动模糊。一旦胶囊驻留于胃的底部中，它就无法可视化胃的近端部分。图1示出面向端部的胶囊相机驻留于胃的底部中而该相机朝上的情景。该相机的视场(FOV)被标示。此外，胃周围的各部分被标记。胃被部分地充满流体且流体线被标示。若该胶囊的质量中心沿远离该相机的方向偏离体积中心，则该胶囊将垂直取向，该相机朝上。不过，胃底位于远处并在低放大率下观察，且它可能位于该相机的景深以外，因此不清晰。而且，胃通常不像图1中所示那样扩张。当胃更加收缩和折叠时，胶囊从胃的一个区域至另一个区域并不总是具有清晰的视线。

为完全可视化胃，必须在一定程度上控制在胃内的胶囊的位置。若胶囊有浮力，则它将漂浮于胃内的流体线上，并随着流体流入小肠而向下移动。不过，用足够的水填充胃以使胶囊漂浮至胃的顶部来可视化该区域是不可行的。因此，胶囊内窥镜对于诊断上部(也就是，近端)胃通常不是有效的。在Jun等人的研究中已报道了与使用胶囊内窥镜检测上部胃中的胃癌相关的低检测率(Detection of Neoplastic Gastric Lesions Using CapsuleEndoscopy:Pilot Study,Hindawi Publishing Corp,Gastroenterology Research andPractice,Vol.2013,Article ID 730261,5pages,at http://dx.doi.org/10.1155/2013/730261)。在此研究中，患者在吞咽胶囊内窥镜以后，从仰卧位置至左侧躺、仰卧、右侧躺、仰卧、右侧躺-头高位倾斜、以及右侧躺-头低位倾斜位置顺序地每30秒改变位置。将使用胶囊内窥镜的检测率与使用食道胃十二指肠镜的检测率比较。在该研究中，食道胃十二指肠镜(esophagogastroduodenoscopy)在8例中得分7例，而胶囊内窥镜在8例中仅得分4例。在该研究中，即使患者在病床上以各种姿势位置进行各种躺卧，使用胶囊内窥镜的检测率仍不令人满意。

为了在胶囊经过人体胃肠道时操控胶囊，以前已开发并披露了通过磁场操控胶囊的系统。此类胶囊的一个版本是于病人仰卧时，通过安装在机器人臂上的磁铁而围绕胃移动。用于操控该磁铁的系统庞大而昂贵。另一种系统使用手持式磁铁来操控胶囊。在任一种情况下，都需要临床医生密切注意以引导胶囊围绕胃并操控相机的姿势位置来观察整个胃。

因此，希望开发可操控在患者的胃内的胶囊位置而无需复杂设备的方法或系统。而且，希望该些方法及系统对于临床医生及患者来说是简单的。

发明内容

本发明披露一种患者定位系统，用于利用胶囊相机成像患者的胃肠道，包括胃的近端部分。该患者定位系统包括：定位器床，适于使该患者躺在该定位器床上；支架，与该定位器床耦接，以为该定位器床提供支撑；用于将该定位器床的至少一部分倾斜于一个倾斜角度的装置；用于围绕该定位器床的纵轴将该定位器床旋转至一个旋转角度的装置；以及控制器或状态机，与该定位器床耦接，以控制该倾斜角度、该旋转角度或两者，从而使在该定位器床上的该患者经历一序列患者检查位置。

该患者定位系统还可包括约束装置(restraint)，以将该患者约束于该定位器床上。该旋转角度具有覆盖围绕该定位器床的该纵轴至少180°旋转的范围。该患者定位系统还可包括监控装置。例如，该监控装置可对应于监控子系统，以监控该倾斜角度、该旋转角度、或前述的组合，以验证当前检查位置是否合规。该监控子系统可包括图像输入装置，以撷取患者的姿势位置的一个或多个图像，从而确定该当前检查位置。该患者定位系统还可包括用于向该患者或临床医生发送指令的装置，以改变在该定位器床上的患者的躺姿或调节该定位床以倾斜于目标倾斜角度，从而使该定位器床经历一序列患者检查位置，以使该胶囊相机撷取患者的胃肠道(包括患者的胃的近端部分)的图像。例如，用于发送指令的该装置可包括用户界面，以向该患者或临床医生发出一系列指令，从而依据该序列患者检查位置改变在该定位器床上的患者的位置。该系列指令可通过音频或通过视频显示发出，以指导或演示与该序列患者检查位置相关的正确动作或定位。

该患者定位系统还可包括存储器(memory)装置，以储存程序代码(programcode)，其中，该程序代码可在该控制器上执行，以使在该定位器床上的该患者经历该序列患者检查位置。该程序代码可经配置以使至少两个不同的倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中。该程序代码还可经配置以使对应于患者的上身斜躺约10°至约30°的至少一个倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中。该程序代码可经配置以使一组倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中，其中，该组倾斜角度对应于患者的上身以小步幅(step)方式斜躺至第一角度并接着至第二角度，以及其中，该第一角度与该第二角度分别对应于10°与30°或分别对应于30°与10°。该程序代码还可经配置以使该预定驻留时长依赖于该胶囊相机的帧撷取速率，从而在该倾斜角度范围内(例如，约0°至10°，0°至15°，0°至20°，或0°至30°)每2度撷取至少一帧。倾斜变化可为连续的，在固定位置不驻留，但足够慢，以最大限度地降低胃中的流体的晃动，且相对于该胶囊相机帧速率足够慢，以在该倾斜角度范围内每2度撷取至少一个帧。在又一个实施例中，该程序代码经配置以导致围绕该定位器床的该纵轴的至少两个不同旋转角度。在另一个实施例中，该程序代码经配置以在该患者改变位置时使该定位器床返回平坦位置，从而节省患者的力气并降低从该定位器床跌落的风险。在又一个实施例中，该程序代码经配置以使该定位器床在每个患者检查位置保持静止达预定的驻留时长，以使该胶囊相机撷取稳定的图像。该预定驻留时长可对应于5至10秒。旋转角度的变化可为连续的，在固定位置不驻留，但足够慢，以最大限度地降低胃中的流体的晃动，且相对于该胶囊相机帧速率足够慢，以在该旋转角度范围内每2度撷取至少一个帧。该患者定位系统还可包括观看子系统，以显示由该胶囊相机撷取的图像，其中，与每个图像相关的该患者的姿势位置、该倾斜角度或两者由该观看子系统显示。

该患者定位系统还可包括通信通道，以与该胶囊相机通信。该通信通道可经配置以接收由该胶囊相机撷取的图像或其它传感器数据，以向该胶囊相机传输一个或多个指令，或两者兼有。可响应自该胶囊相机接收的该图像调节该定位器床。该指令可使该胶囊相机调节操作参数。

本发明还披露一种方法，用于利用胶囊相机及患者定位系统成像患者的胃肠道，包括患者的胃的近端部分，其中，该患者定位系统包括供该患者躺在上面的定位器床。该方法包括：以经由患者的口吞咽该胶囊相机的方式将该胶囊相机给予患者，其中，该胶囊相机在经过该患者的胃肠道时在没有推进力的情况下拍摄照片。对于一序列患者检查位置的每个目标患者检查位置：在该患者在该定位器床上的情况下，将该定位器床调节至与该目标患者检查位置相关的目标定位器床位置，其中，所述调节该定位器床包括调节该定位器床以倾斜于一个倾斜角度，调节该定位器床以围绕该定位器床的纵轴旋转于一个旋转角度，或者调节该定位器床以倾斜并旋转，以及其中，该序列患者检查位置包括至少两个不同的倾斜角度。在该目标患者检查位置保持该定位器床静止达预定的驻留时长，以使该胶囊相机撷取稳定的图像。收集由该胶囊相机撷取的图像数据。

本发明还披露另一种患者定位系统，用于利用胶囊相机成像患者的胃肠道，包括患者的胃的近端部分。该患者定位系统包括：定位器床，适于使该患者躺在该定位器床上；床支架，与该定位器床耦接，以为该定位器床提供支撑；用于将该定位器床的至少一部分倾斜于一个倾斜角度的装置；以及用于向该患者或临床医生发送一个或多个指令的装置，以改变在该定位器床上的患者的躺姿，或调节该定位器床以倾斜于目标倾斜角度，从而使该定位器床经历一序列患者检查位置，以使该胶囊相机撷取包括患者的胃的近端部分的患者的胃肠道的图像。该患者定位系统还可包括用于监控该定位器床、该患者的躺姿或两者的装置，以确定该定位器床、该患者的躺姿或两者是否符合目标患者检查位置。用于发送一个或多个指令的该装置可包括音频装置或视觉装置，以指导或演示与该序列患者检查位置相关的正确动作或定位。用于监控该定位器床、该患者的躺姿或两者的该装置可包括用于撷取该定位器床、该患者的躺姿或两者的图像或视频的装置。

附图说明

图1示出前视胶囊相机下降至胃的底部的情景，其中，该相机的视场(FOV)几乎不能执行对胃的上部的良好成像。

图2A示出患者躺在患者定位系统上并包括患者躺在上面的定位器床以及放置于地板上的支架的情景，其中，可倾斜该定位器床以升高或降低该患者的上部。

图2B示出患者在该定位器床上的前视图，其中，可围绕该定位器床的纵轴旋转该定位器床。

图3示出在胃部分地充满流体的情况下，胶囊相机在胃中的各种情景，其中，每个情景对应于该定位器床处于目标倾斜角度且该患者处于选定躺姿。

图4示出在该定位器床的一组倾斜角度及一组患者躺姿下使该胶囊相机拍摄图像的示例过程。

图5示出依据本发明利用该患者定位系统及胶囊相机成像患者的上部胃的示例流程图。

图6示出依据本发明利用该患者定位系统及胶囊相机成像患者的上部胃的另一个示例流程图。

具体实施方式

将很容易理解，这里的附图中概括说明并显示的本发明的组件可以各种不同的配置来安排和设计。因此，下面对附图中所示的本发明的系统及方法的实施例的更详细说明并非意图限制所请求保护的本发明的范围，而仅是本发明的所选实施例的代表。

本说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”或类似语言是指与该实施例关联说明的特定特征、结构或特性可被包括于本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中的不同地方出现“在一个实施例中”或“在实施例中”等说法并不一定都指同一个实施例。

而且，在一个或多个实施例中可以任意合适的方式组合所述的特征、结构或特性。不过，相关领域的技术人员将意识到，本发明可在不具有一个或多个具体细节的情况下或者通过其它方法、组件等实施。在其它例子中，未显示或详细说明已知结构或操作，以避免模糊本发明的态样。

通过参照附图将更好地理解本发明的示例实施例，附图中类似的附图标记表示类似的部件。下面的说明仅为示例，简单说明与这里所请求保护的发明一致的装置及方法的某些选定实施例。

为克服现有解决方案的限制，我们披露一种胶囊相机系统，其可操控在患者的胃内的胶囊位置，而无需复杂的设备，对于临床医生及患者来说是简单的。

依据本发明，披露一种患者定位系统。较佳地，患者通过吞咽来摄入胶囊，但若患者无法吞咽，则可将胶囊以内窥镜方式放入胃中。在患者摄入胶囊相机之前或紧接其之后，患者躺在该患者定位系统上。接着，可操作该患者定位系统，以使患者处于各种位置，从而成像胃的近端部分，包括贲门及胃底。不过，本发明不限于可视化胃。图2A(侧视图)及图2B(前视图)示出示例患者位置。患者躺在患者定位系统200上，该患者定位系统包括让患者210躺在其上的表面220(例如，定位器床)，以及在图2A中用以支撑该定位器床的床支架230。在本披露中也将该床支架称为支架。可将该支架放置于地板上，或者可将它附着至墙或天花板。该支架可包括位于底部的脚轮或轮子，从而可容易地四处移动该患者定位系统。它可从下方、从侧面、或者从上方支撑该定位器床。该表面可呈矩形或其它类似形状，供患者躺于其上，而患者的身体得到完全支撑。为方便起见，可将该定位器床的两端称为头端222及脚端224。依据本发明，可操控表面倾斜度。例如，可如箭头线240所示升高或降低脚端224。在另一个例子中，可如箭头线250所示升高或降低头端222。在又一个例子中，头端222与脚端224两者都可经操控而被升高或降低。而且，该定位器床不必为单个刚性件。例如，该定位器床可包括在中心附近的位置由接合件(jointer)260连接的两部分。因此，可在不影响脚部264的情况下移动头部262。在成像期间，患者的躯干的倾斜度值得注意。在接下来的讨论中，提到该定位器的倾斜度或倾斜角度将被理解为是指支撑躯干的该定位器的部分，而支撑头及下肢的其它部分可处于患者舒适及安全所需的不同倾斜角度。该定位器还可包括致动器、控制装置、音频-视觉设备、约束装置、用户界面，以及电脑。其中一些装置例如该电脑可与该定位器的其它部分物理分开，但通过通信通道连接。

在图2A中，显示表面220处于水平位置，且该胶囊自口经过食道到达胃。该胶囊的质量中心自该胶囊的体积中心向一端偏移，从而在没有其它力的情况下，该胶囊在重力作用下保持近似垂直取向。若质量中心也在该胶囊的横平面上偏移，则其名义取向(nominalorientation)将从垂直略微倾斜。在接触点由胃施加的力以及移动液体的力可使该胶囊的位置暂时偏离该名义取向。在一个实施例中，该胶囊相机具有偏离该胶囊相机的体积中心的质量中心，以使该胶囊相机以该胶囊相机的质量中心低于该胶囊相机的体积中心的方式来名义取向，从而该至少两个目标患者检查位置对应于在该胶囊相机与该患者的胃肠道之间的不同的相对取向角度，且在一个目标患者检查位置由该胶囊相机成像的该患者的胃肠道的区域的至少一部分不会在另一个目标患者检查位置成像。

该患者定位系统控制患者的取向。在最简单的情况下，该定位器可简单地为标准医院用床，其可经倾斜以相对于下部躯干升高或降低患者的上部躯干(也就是，围绕患者的横平面中的轴旋转)。为可视化近端胃区，例如胃底及贲门，将该定位器床倾斜于一个角度，例如10°、20°、30°、40°、或50°，以及将患者部分地倒置。因为人体解剖结构在个体之间可能具有很大差异。具有很少的姿势位置且在该些姿势位置之间较快移动的定位系统可导致低劣的系统。依据个人的解剖结构，一些姿势位置具有特定的倾斜角度，比如，在10°与30°之间的任意位置为最优。例如，16°对于对象A可能为最优，而29°对于对象B可能为最优。在优选实施例中，该定位器床可以小步幅(例如每0.5°、1°或2°)的方式从10°至30°在倾斜位置开始移动。在每个目标患者检查位置，该定位器床将保持静止达预定的驻留时长。例如，5至10秒的时长可能足够好。或者，可能有几个步骤作为细化，每个驻留几秒。在又一个实施例中，该姿势位置从10°至30°连续地但足够缓慢地变化，从而就角度(或取向)而言具有广泛的解剖学差异的对象可使图像在最优位置或者接近最优位置拍摄。角度或位置移动的速度与相机帧速率相关，从而针对上述例子的10°-30°内的每度，每度拍摄1帧。这些是实际的考虑以及更重要的要求。而且，需要注意防止胶囊在可视化近端胃期间因重力作用而过早地通过幽门瓣离开胃。

此外，患者还可围绕其纵轴滚动，以改变其在该定位器上的取向，例如俯卧、仰卧、朝左侧躺、或朝右侧躺。通过组合该滚动运动与该定位器床倾斜，可实现多种身体取向。

为了让患者容易地且安全地从一侧滚动至另一侧，当患者改变位置时，可使该定位器床返回平坦位置，从而节省患者的力气并降低从该定位器跌落的风险。在每次纵向滚动以后，可再次倾斜该定位器，以部分倒置患者。随着该定位器床的每次倾斜，胶囊沿胃移动，当该定位器床水平或向前倾斜时，胶囊向远端移动，而当定位器床向后倾斜时，胶囊向近端移动。此胶囊运动允许一系列的有关胃中的粘膜的相机视图，包括胃壁皱褶内的表面的视图，若胶囊静止，则该些视图可能被错过。

在另一个实施例中，该定位器床可沿其纵轴旋转，如图2B中所示，而不要求患者从一个位置滚动至另一个位置。可通过可选的约束装置(例如一个或多个框架、安全带、束带、带子、及/或杆)将患者约束在床上。接着，可将该定位器床围绕该纵轴旋转最大旋转角度。例如，该旋转角度可高达±90°。在另一个例子中，该旋转角度可高达±180°(也就是，总共360°)。通过围绕两个轴(例如纵轴及横轴)的旋转，该患者定位系统可相对于重力场以任意角度定位患者的身体。

在又一个实施例中，该患者定位系统可在患者或系统操作者没有任何动作的情况下自主地通过编程的一序列运动平稳地移动患者。该系统包括用以储存程序的存储器，以及用以控制该定位器运动的运动控制器。在医院环境中，若工具难以使用且复杂，则将需要很多时间来学习如何正确地且适当地使用该工具。此外，需要不断的重新学习，以保持技能常新。而且，在医院环境中，错误容易发生，患者会为此付出昂贵的代价。通常，错误的后果是不可逆转的，甚至导致死亡。因此，必须通过控制器使系统自动化来简化此复杂的序列定位，以最大限度地减少护士或其它健康专家的工作量，并使检查过程在医院环境中有用且实用。

图3示出通过操控该患者定位系统使胶囊到达估计位置以成像胃的上部的例子，其中，对于图310-340，胃中的胶囊的图形是从前侧观看。图310显示当患者直立时，在胃中的无浮力(比重SG>1)胶囊。该胶囊位于或靠近远端胃中的幽门。若患者最近饮用了足够的液体(例如，水)，则该胶囊将位于流体线以下。在这些例子中，胶囊相机具有全景视场，并在360°横向视场内通过胶囊壳体的侧壁撷取图像。在图320中，患者朝他/她的左侧躺，胶囊移动至近端胃中。图330及图340显示相同的两个胃位置，而胶囊有浮力(SG<1)。在图350中，示出患者俯卧时从右侧观看的胃。在图360中，示出患者仰卧时从左侧观看的胃。沿纵轴转动患者使胃的各种表面被胶囊成像。例如，胶囊在图350及360中成像贲门，但在图320中不会。在图370中，示出将患者从图360的位置有效倾斜20°，从而偏移胃粘膜的视场覆盖范围。同样，通过将患者从图320、340及350中所示的位置倾斜来实现类似的视场偏移。

通过水的可视化优于通过空气或其它气体的可视化，因为在胶囊表面的成像光的反射及散射被最大限度地降低，远距离物体的放大率增加，且粘膜表面的镜面反射被消除。若相机位于胶囊的较轻一端，则具有横向视场的胶囊主要可视化淹没表面，而具有纵向视场的胶囊(图1)主要观看空气中的表面。若相机位于胶囊的较重一端，则具有纵向视场的胶囊往往会观看淹没表面，但相机通常会很接近或接触胃壁，尤其是如果它没有浮力，并因此可能无法撷取一些粘膜表面于图像数据中。

该患者定位系统可包括子系统，其帮助确保患者正确经历该序列规定动作。若该定位器床仅围绕一个或多个横轴倾斜，但不纵向倾斜，则患者必须执行一系列滚动(理想地靠他们自己的力量)，且这些滚动必须与床运动同步。临床医生可控制床运动并口头指导患者何时及如何滚动。该定位器可包括用户界面，其向该临床医生或患者发出一系列指令。例如，该患者定位系统可包括显示器，其以词语及/或象形图(pictogram)显示指令。该定位器可通过使用音频或视频发出指令。该些指令可被针对临床医生。或者，它们可针对患者。该定位器可遵循储存于存储器中的时间控制程序。该序列可包括向患者发出指令并调节患者定位系统位置。该系统可包括传感器例如摄像机，以监控患者的位置。若患者不遵守指示，则可采取各种行动，例如重复指示或致电临床医生帮忙。此外，若患者出现摔倒或遇险，则患者监控子系统可发出警报。该系统还可分析由患者体外的相机撷取的患者的一个或多个图像。基于该图像分析，该系统可确定当前的检查位置是否合规。

在一个实施例中，该患者定位系统还可包括观看子系统，其可经配置以显示所撷取的图像。而且，该观看子系统可经配置以基于时间或图像序列结合帧速率或两者，向保健专家或观看者强调来自上述10°-30°的相关图像。一般来说，该观看子系统可经配置以显示与每个图像相关的位置及角度。该观看子系统可包括处理器、CPU(central processingunit；中央处理单元)或类似的可编程装置，从而可依据软件(例如，各种程序代码或汇编代码)或固件执行一组预期处理步骤。该观看子系统还可基于笔记本或移动装置，例如平板电脑。

图4示出用于操作该患者定位系统的示例控制程序。如前所述，该患者定位系统包括定位床，可在横向方向上倾斜(incline)或斜放(recline)该定位床。此外，可围绕纵轴旋转该定位床。该程序可将该定位床设置为横向位置m，如步骤410中所示，其中，初始位置可为m＝0。接着，指示患者移动至躺姿n，如步骤420中所示，其中，初始滚动位置可为n＝0。在步骤430中，从监控信息验证合规性，以检查患者是否被适当定位于该定位床上。该监控信息可基于患者受限于该定位床时所撷取的图像/视频数据。还可使用其它传感器输入来确定患者是否处于适当位置。该定位器床将保持静止达预定的驻留时长，从而可获取稳定的图像，如步骤440中所示。在步骤450中，增加n与m。在步骤460中，检查n以确定n是否达到最大n_max。若n等于n_max(也就是，自步骤460的“是”路径)，则该过程进至步骤470。否则(也就是，自步骤460的“否”路径)，该过程进至步骤420。在步骤470中，将n设为0。在步骤480中，检查m以确定m是否达到最大m_max。若mn等于m_max(也就是，自步骤450的“是”路径)，则终止该过程。否则(也就是，自步骤480的“否”路径)，该过程返回步骤410。

图5示出依据本发明利用该患者定位系统及胶囊相机成像患者的胃肠道的示例流程图。在步骤510中，以经由患者的口吞咽该胶囊相机的方式将该胶囊相机给予患者，其中，该胶囊相机在经过患者的胃肠道时自主拍照。在步骤520中，将目标检查位置设置为第一目标检查位置。在步骤530中，在患者在病床上的情况下，将该患者定位系统调节至与该目标检查位置相关的目标患者床位置，其中，所述调节该患者定位系统包括调节病床以倾斜于一个倾斜角度，且该组检查位置包括至少两个不同的倾斜角度。在步骤540中，该患者定位系统在该目标检查位置保持静止达预定时长，以使该胶囊相机撷取稳定的图片。在步骤550中，检查是否完成所有目标检查位置。若完成所有目标检查位置(也就是，自步骤550的“是”路径)，则执行步骤570，其中，收集由该胶囊相机撷取的图像数据并终止该过程。否则(也就是，自步骤550的“否”路径)，将该目标检查位置移至下一目标检查位置，如步骤560中所示，且该过程进至步骤530。若该胶囊内窥镜针对该图像数据具有板上储存，则所述收集图像数据可对应于自该板上存储器读出图像数据。若该胶囊内窥镜使用无线发送器来传输所撷取的图像，则所述收集图像数据可对应于自该发送器向体外的基站接收器传输数据并将该图像数据自该接收器传送至系统存储器。

图6示出依据本发明利用该患者定位系统及胶囊相机成像患者的胃肠道的另一个示例流程图。图6中的系统基本类似于图5中的系统，除了在步骤530与步骤540之间插入一个额外的步骤(610)。在步骤610中，以选自包括仰卧、俯卧、患者朝左侧躺以及患者朝右侧躺的一组躺姿位置的躺姿在定位器床上定位患者。

该患者定位系统可包括通信通道，以与该胶囊相机通信。该通信通道可对应于仅传输、仅接收，或不仅传输而且接收。体内图像数据可被实时传输，或储存于胶囊中的存储器中并在一些延迟以后传输。可在监控器上向临床医生显示视频数据，并可响应该视频数据调节患者定位器位置及在定位器上的患者的躺卧位置。例如，一旦目标胃表面被可视化于该监控器上，即可改变患者位置，而不在规定系列中的检查位置驻留预定时间间隔。若目标表面未被可视化，则可根据需要调节患者的位置，以达成全面检查。位置改变可因观看视频的临床医生所采取的动作(例如通过手动操控或者通过用户界面向定位器控制器发出指令来控制定位器)而发生；临床医生可向患者发出指示，以改变其躺位；或者临床医生可向控制系统发出指令或状态更新，例如一系列可视化任务中的可视化任务的完成，接着，该控制系统例如通过音频或视频向患者发出指示。如较早所述，该监控器可为该患者定位系统的观看子系统的部分。

还可使用该通信通道来向胶囊传输指令，以调节操作参数，例如相机帧速率、焦距、曝光、或照明度。还可指示适当启用的胶囊收集活检或执行治疗。一些胶囊实施例可包括推进及导航系统，该些系统可由经由该通信通道发送的指令控制。这些指令可与定位器床位置的控制同步，以使胶囊的导航与检查位置的变化同步，从而优化胃表面可视化。而且，该系统可响应所接收的数据调节定位器床，调节患者的躺姿，或者两者。例如，该数据可包括患者的胃肠道的图像，且所述调节定位器床、调节患者的躺姿，或者两者经执行以改变由胶囊相机成像的胃肠道的区域。

在本发明的另一个实施例中，该系统可包括在该图像数据中的多个图像与在撷取该图像时的该至少两个目标患者检查位置之间形成对应关系，并在电脑存储器中储存该对应关系、该图像数据、以及该患者检查位置。该对应关系可基于图像时间戳，以及由控制定位器床的电脑程序所确定的或者由监控患者检查位置的传感器的日志所确定的序列患者检查位置的时序。

本发明可以其它特定形式实施，而不背离其精神或基本特性。上述例子应当在所有方面都仅被视为说明性质而非限制性质。因此，本发明的范围由所附权利要求而非上述说明表示。在权利要求的等同的意思及范围内所作的所有变更都将被包括于权利要求的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种患者定位系统，用于利用胶囊相机成像患者的胃肠道，包括患者的胃的近端部分，该患者定位系统包括：

定位器床，适于使该患者躺在该定位器床上；

用于将该定位器床的至少一部分倾斜于一个倾斜角度的装置；

用于围绕该定位器床的纵轴将该定位器床旋转至一个旋转角度的装置；以及

控制器或状态机，与该定位器床耦接，以控制该倾斜角度、该旋转角度或两者，从而使在该定位器床上的该患者经历一序列患者检查位置；以及

其中，倾斜及旋转角度变化的速率依赖于该胶囊相机的帧撷取速率，从而对于定位器倾斜及旋转角度的每两度变化，撷取至少一帧。

2.如权利要求1所述的患者定位系统，还包括床支架，与该定位器床耦接，以为该定位器床提供支撑。

3.如权利要求1所述的患者定位系统，还包括约束装置，以将该患者约束于该定位器床上。

4.如权利要求1所述的患者定位系统，其中，该旋转角度具有覆盖围绕该定位器床的该纵轴至少180°旋转的范围。

5.如权利要求1所述的患者定位系统，还包括监控子系统，以监控该倾斜角度、该旋转角度、或前述的组合，以验证当前检查位置是否合规。

6.如权利要求5所述的患者定位系统，其中，该监控子系统包括图像输入装置，以撷取患者的姿势位置的一个或多个图像，从而确定该当前检查位置。

7.如权利要求1所述的患者定位系统，还包括用户界面，以向该患者或临床医生发出一系列指令，从而依据该序列患者检查位置改变在该定位器床上的患者的位置。

8.如权利要求7所述的患者定位系统，其中，该系列指令通过音频或通过视频显示发出，以指导或演示与该序列患者检查位置相关的正确动作或定位。

9.如权利要求1所述的患者定位系统，还包括存储器装置，以储存程序代码，其中，该程序代码可在该控制器上执行，以使在该定位器床上的该患者经历该序列患者检查位置。

10.如权利要求9所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以使至少两个不同的倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中。

11.如权利要求9所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以使至少一个倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中，该至少一个倾斜角度对应于该患者的上身斜躺在从10°至30°的范围内的角度。

12.如权利要求11所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以使一组倾斜角度被包括于该序列患者检查位置中，其中，该组倾斜角度对应于患者的上身以小步幅方式斜躺至第一角度并接着至第二角度，以及其中，该第一角度为约0°或更小，且该第二角度在从10°至30°的范围内。

13.如权利要求11所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以使该定位器床的至少一部分以连续运动方式倾斜。

14.如权利要求9所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以导致围绕该定位器床的该纵轴的至少两个不同旋转角度。

15.如权利要求9所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置而以足够慢的速率改变倾斜角度及旋转角度，从而最大限度地降低胶囊取向的不稳定性并使该胶囊相机撷取稳定的图像。

16.如权利要求15所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以使该定位器床在至少一个检查位置保持静止达预定的驻留时长。

17.如权利要求9所述的患者定位系统，其中，该程序代码经配置以在该患者改变位置时使该定位器床返回平坦位置，从而节省患者的力气并降低从该定位器床跌落的风险。

18.如权利要求9所述的患者定位系统，还包括观看子系统，以显示由该胶囊相机撷取的图像，其中，与至少一个显示图像的撷取相伴的患者的姿势位置、该倾斜角度或两者与该至少一个显示图像同时由该观看子系统显示。

19.如权利要求9所述的患者定位系统，还包括通信通道，以与该胶囊相机通信。

20.如权利要求19所述的患者定位系统，其中，该通信通道经配置以接收由该胶囊相机撷取的图像或其它传感器数据，以向该胶囊相机传输一个或多个指令，或两者兼有。

21.如权利要求20所述的患者定位系统，其中，响应自该胶囊相机接收的该图像，调节该定位器床。

22.如权利要求20所述的患者定位系统，其中，该一个或多个指令使该胶囊相机调节操作参数。

23.一种方法，用于利用胶囊相机及患者定位系统成像患者的胃肠道，包括患者的胃的近端部分，其中，该患者定位系统包括供该患者躺在上面的定位器床，该方法包括：

通过患者的口将该胶囊相机给予该患者，其中，该胶囊相机在没有推进力的情况下经过该患者的胃肠道时拍摄照片；

当该胶囊相机在该患者的胃中时，对于在一序列患者检查位置中的至少两个目标患者检查位置各者：

在该患者在该定位器床上的情况下，将该定位器床调节至与目标患者检查位置相关的目标定位器床位置，其中，所述调节该定位器床包括调节该定位器床的至少一部分以倾斜于一个倾斜角度，调节该定位器床以围绕该定位器床的纵轴旋转于一个旋转角度，或者不仅调节该定位器床以围绕纵轴旋转而且调节该定位器床的至少一部分以倾斜，以及其中，该序列患者检查位置包括至少两个不同的倾斜角度；以及

在该目标患者检查位置保持该定位器床静止达预定的驻留时长，或连续且缓慢地调节该定位器床经过该序列患者检查位置，以使该胶囊相机撷取一或多个稳定的图像；以及

收集由该胶囊相机撷取的图像数据；以及

其中，该胶囊相机具有偏离该胶囊相机的体积中心的质量中心，以使该胶囊相机以该胶囊相机的质量中心低于该胶囊相机的该体积中心的方式来名义取向，且其中，该至少两个目标患者检查位置对应于在该胶囊相机与该患者的胃肠道之间的至少两个不同的相对取向角度，从而该胶囊相机成像该患者的胃的至少两个部分不同的区域。

24.如权利要求23所述的方法，其中，该序列患者检查位置包括对应于患者的上身斜躺10°至30°的至少一个倾斜角度。

25.如权利要求23所述的方法，其中，该序列患者检查位置包括围绕该定位器床的该纵轴的至少两个不同旋转角度。

26.如权利要求23所述的方法，其中，该患者定位系统包括用以将该患者约束于该定位器床上的约束装置，以及该旋转角度具有覆盖围绕该定位器床的该纵轴180°的范围。

27.如权利要求23所述的方法，还包括监控该定位器床位置，以验证当前检查位置是否合规。

28.如权利要求23所述的方法，还包括向该患者、临床医生或两者发出一系列指令，以在所述调节该定位器床期间遵循。

29.如权利要求23所述的方法，还包括，对于在该序列患者检查位置中的该至少两个目标检查位置：

以选自包括仰卧、俯卧、患者朝左侧躺以及患者朝右侧躺的一组躺姿位置的躺姿在该定位器床上定位该患者，其中，在所述将该定位器床调节至与目标患者检查位置相关的目标定位器床位置之前或之后执行所述在该定位器床上定位该患者。

30.如权利要求29所述的方法，还包括监控该患者的躺位，以验证当前检查位置是否合规。

31.如权利要求30所述的方法，还包括分析由位于该患者的体外的相机撷取的该患者的一个或多个图像。

32.如权利要求29所述的方法，其中，该序列患者检查位置包括针对选定的定位器床位置的多个躺姿。

33.如权利要求29所述的方法，还包括自该胶囊相机传输数据、接收该数据，以及响应该数据，调节该定位器床或调节该患者的躺姿，或二者兼有。

34.如权利要求33所述的方法，其中，该数据包括该患者的胃肠道的图像，且所述调节该定位器床、调节该患者的躺姿或二者兼有用以改变由该胶囊相机成像的该胃肠道的区域。

35.如权利要求23所述的方法，还包括使用传感器监控在该定位器床上的该患者的位置，且若所感测的患者的位置不符合目标检查位置，则发出警报。

36.如权利要求23所述的方法，还包括：在该图像数据中的多个图像与在撷取该图像时的该至少两个目标患者检查位置之间形成对应关系，并在电脑存储器中储存该对应关系、该图像数据、以及该患者检查位置。

37.如权利要求36所述的方法，其中，该对应关系是基于图像时间戳以及由控制该定位器床的电脑程序所确定的或者由监控患者检查位置的传感器的日志所确定的该序列患者检查位置的时序。