캡슐형 무선 내시경의 양방향 통신을 위한 CPLD 기반의 제어기 설계 및 구현
CPLD-based Controller for Bi-directional Communication in a Capsule Endoscope
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참고문헌
초록
사람의 장속에서 영상을 획득하여 이를 체외로 전송하는 무선 내시경과 같은 초소형 텔레메트리 캡슐에서는 캡슐의 크기와 전원 공급에 많은 제약을 받는다. 캡슐을 삼킬 수 있는 크기로 제작하기 위해서는 소형의 건전지를 사용하여 캡슐이 소화관 내를 조사하는 동안 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 해야 한다. 이를 위해서는 양방향 통신을 이용한 캡슐의 동작 및 전원 제어가 필수적이다. 본 연구에서는 캡슐형 내시경에서의 양방향 통신을 위한 CPLD (complex programmable logic device) 기반의 제어기를 설계 및 구현하였다. 캡슐 제어기는 체외의 제어기로부터 제어 명령을 전달받아 이를 수행하며 제어 동작의 수행 결과로 장내부의 영상을 획득하여 체외로 전송한다. 설계한 제어기를 컴퓨터 모의실험을 통해 설계사양을 검증하고 이를 CPLD로 구현하였다. 구현한 제어기를 캡슐형 무선 내시경에 탑재하여 동물실험을 수행하였으며 동물 실험 결과 실험 대상 동물의 체내에서 캡슐의 동작과 전원을 제어 할수 있었으며 동작제어의 결과로 장내부의 영상을 획득하여 이를 복원 할 수 있었다.
Abstract
In the case of a capsule that can acquire and transmit images from the intestines, the size of the module and the battery capacity in the capsule are subject to restriction. The capsule must be swallowable and the battery must maintain the stable power during the capsule travels in the gastrointestinal tract. Therefore, it is important to control the endoscope using bi-directional wireless communication. In this study, encoder and decoder CPLD modules for bi-directional capsule endoscopes were designed and implemented. The designed controller for capsule endoscope can transmit the images of GI-track from inside to outside of the body and the capsules can be controlled by external controller simultaneously. The designed and implemented controller was verified by an in-vivo animal experiments. From these experiments, it was verified that the CPLD module for bi-directional capsule endoscope satisfied the design specifications.
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