通过分析目前消化道无线内窥镜的发展状况，提出了一种全新的双向、数字化的微型无线内窥镜系统方案设计，该系统具有实时观察病人图像、全消化道检查以及提供三维深度图像数据等功能，并对方案中各硬件模块及其关键技术进行了详细的论述，设计了该系统的FPGA验证环境，验证了整个方案的正确性。系统胶囊内的数模混合芯片已采用0．18μmCMOS工艺流片。

对国内外无线内窥镜技术的发展历史进行了简单介绍,描述了无线内窥镜的基本结构和无线内窥镜的工作原理,介绍了国际上无线内窥镜的发展现状,展现了无线内窥镜技术的发展方向.

胃肠道无线内窥镜主要用于胃肠道疾病的诊断.其核心部分为一可吞服的胃肠道摄像无线发射的药丸,可将摄取到的胃肠道图像通过调制以无线方式发送出体外,然后经过信号解调,还原出视频信号,由计算机进行图像采集和处理.研究的关键在于摄像药丸的微型化和无线传输图像的稳定性.利用MEMS技术可以大大缩小摄像电路和发射电路的尺寸,从而大大缩小摄像药丸的体积.

采用钮扣电池为无线内窥镜摄像胶囊提供电能，其能量供应非常有限，必须有相应的能量管理单元对电能进行有效的管理。本文研制的微型能量管理单元主要由LTC1751—5直流／直流转换器和MSP430微处理器构成，LTC1751—5既起升压稳压作用，又被当作电子开关；MSP430则提供脉冲控制信号，通过电子开关控制摄像胶囊的工作状态。利用微型能量管理单元，可以将钮扣电池的供电时间，从2min延长到6h以上，基本满足临床需要。

为了克服无线内窥镜胶囊在消化道内姿态不确定引起的方向性问题，提高无线内窥镜中电磁感应连接的能量传输效率，该文提出对电磁感应连接的磁场进行三维分解，采用三维线圈分别接收，并进行整流合成输出；分析整流合成输入波形的特性，以及输入波形随胶囊与发射之间空间位置关系变化的特点，设计复合整流合成电路。研究表明：该波形合成电路有助于克服方向性的限制，避免通信中的盲点，并且输出效率比单向接收时提高41．4％。

介绍了一种数字式无线内窥镜的系统方案及其胶出并实现了用于该数模混合专用芯片的FPGA验证系统及验证流程.为了进行芯片系统级低功耗设计,验证系统完成了体内硬件部分的能量测试.