Given Imaging使用MATLAB开发胶囊相机，以提高胃肠道疾病的诊断

挑战

创造一种替代内窥镜检查和其他侵入性胃肠成像程序的方法

使用MATLAB和配套工具箱开发和实现一个可吞咽的视频胶囊

“通过MATLAB，我们模拟了预期的系统，并在实施的早期阶段对其进行了微调，使我们能够开发出满足第一次迭代要求的关键工程程序。”
Rafi Nave, Given Imaging公司

PillCam SB 2视频胶囊。

每年，胃肠道疾病仅在美国就有超过3000万的就诊病例。胃肠道疾病在早期很容易治愈，但很难诊断:内窥镜检查和其他常见的检查程序可能非常痛苦或具有侵入性，患者通常会避免进行此类检查。

以色列生物医学公司Given Imaging(现在是美敦力公司)开发了这种药丸摄像头^®视频胶囊，一种微创诊断工具，极大地改善小肠的视觉成像。这种可吞咽胶囊包含一个微型摄像机，可以将数字图像从胃肠道传输到安装在患者身体上的接收器。生成的图片可以通过电子方式发送给世界上任何地方的主治医生。

给定成像依赖于MATLAB^®以及其他MathWorks工具在PillCam胶囊的开发过程中。Given Imaging公司研发副总裁拉菲·纳夫(Rafi Nave)说:“因为视频胶囊在技术上很复杂，所以MATLAB对我们编写算法、测试和检查系统以及规划和构建PillCam都至关重要。”

胶囊的发明者加布里埃尔·伊丹(Gabriel Iddan)博士着手开发一种成像技术，可以在不让患者感到疼痛或不适的情况下对小肠进行检查。

一次性PillCam SB 2胶囊包含一个微型彩色摄像机、一个微型电池、一个天线和一个无线电发射机。当相机通过胃肠道时，小肠图像以每秒两张的速度被捕捉到，然后通过无线电频率传输到患者腰上腰带上的传感器阵列。

在大约8小时的时间里，相机拍摄了5万张照片。这些图像被下载到配备了Given Imaging专有RAPID的PC工作站^®(图像和数据的报告和处理)软件。该软件处理数据并生成视频，医生可以有效地查看以寻找异常情况。

Given Imaging团队需要能够快速有效地评估不同算法的工具。

Given Imaging的开发团队之所以选择MathWorks工具，是因为它们提供了一种支持精确、方便、最重要的是快速开发的环境。

利用MATLAB，该团队开发并验证了解码通过记录器传输的信息和处理图像的算法。他们还使用了MATLAB中的快速傅里叶分析函数。在整个开发过程中，他们严重依赖MATLAB中的数据可视化功能，特别是用于创建等高线图、线状图和直方图的函数。

该团队使用图像处理工具箱™进行图像处理项目的可行性研究、开发和改进阶段。此外，该团队依靠Signal Processing Toolbox™中的几个功能(包括本地化)来细化设计参数，以进行可视化比较和算法结果的初步可视化。

fda批准的PillCam SB 2视频胶囊已成功用于70个国家的100多万名患者。胶囊内窥镜手术受到了患者的好评，医生们报告说，胶囊能产生很好的小肠图像。

Given Imaging继续使用MATLAB进行图像增强以及图像分割和分类，以及细化PillCam胶囊。该团队还使用图像处理工具箱开发新的图像处理特性和功能。

快速、高效的开发．在MATLAB中，Given Imaging进行了详细的分析，并在几个月内开发了一个产品模型。该团队认为，如果没有MATLAB和工具箱中提供的等高线和3D图以及其他显示功能，该项目将难以完成。

轻松获取准确的诊断信息．胶囊提供多种类型的信息，包括病人消化过程的时间和微小异常的存在。Nave说:“这种相机可以检测出溃疡或息肉等病变的形状和精确位置。”