CN102670158A - 一种可定位胶囊内窥镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可定位胶囊内窥镜系统，包括可定位胶囊内窥镜，胶囊内窥镜探测设备，其特征在于：所述可定位胶囊内窥镜包括光学透明盖、照明阵列、镜头、图像传感器、微处理器、永磁体、电池、射频收发模块、收发天线与胶囊内窥镜外壳。本发明提供的可定位胶囊内窥镜，能够实时检测胶囊在人体内的位置，实时定位速度快，过程设备简单，在胶囊无电情况下也可以测量，并且无辐射。

Description

一种可定位胶囊内窥镜系统

技术领域

本发明涉及胶囊内窥镜，具体涉及一种可定位胶囊内窥镜系统。

背景技术

伴随着医学技术的进一步发展，胶囊内窥镜越来越广泛的应用于疾病诊断，极大的提高了疾病确诊的可靠性，但是现有的胶囊内窥镜在人体内时确定其状态与位置很不方便，目前主要有两种技术手段进行定位一种是无线方法探测胶囊的位置，该方法在胶囊电池用尽情况下无法探测且测量准确度较差；另外一种是采用X-ray方法探测胶囊的位置，X-ray存在放射性对人体有害，设备复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种可定位胶囊内窥镜系统，利用永磁体的空间磁场分布模式，根据在空间位置测得的磁场值，利用磁场对胶囊内窥镜进行定位，可及时有效的对胶囊内窥镜进行定位。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种可定位胶囊内窥镜系统，包括可定位胶囊内窥镜，胶囊内窥镜探测设备，其特征在于：所述可定位胶囊内窥镜包括光学透明盖、照明阵列、镜头、图像传感器、微处理器、永磁体、电池、射频收发模块、收发天线与胶囊内窥镜外壳；所述胶囊内窥镜外壳呈圆筒状，与光学透明盖连接端没有封口，另一端封口；所述照明阵列、镜头、图像传感器、微处理器、永磁体、电池、射频收发模块与收发天线均固定在所述胶囊内窥镜外壳内部；所述光学透明盖为半球形，且直径与胶囊内窥镜外壳没有封口的一端的尺寸一致；所述光学透明盖与所述胶囊内窥镜外壳固定为一体；所述收发天线固定于胶囊内窥镜外壳内部封口一端；所述射频收发模块固定于收发天线与电池之间；所述永磁体固定于电池与微处理器之间，永磁体与胶囊内窥镜外壳固定连接；所述镜头固定于照明阵列和图像传感器之间；所述图像传感器固定于镜头与微处理器之间；所述照明阵列固定安装在胶囊内窥镜外壳没有封口一端。

进一步地，所述照明阵列为LED照明阵列。

进一步地，所述永磁体的材料为NdFeB。

进一步地，所述永磁体为圆柱形。

进一步地，所述胶囊内窥镜探测设备内置有磁场传感器。

进一步地，所述所述磁场传感器包括电磁感应传感器、霍尔效应传感器和各向异性电阻效应传感器。

进一步地，所述电磁感应传感器包括电磁线磁场传感器、磁通门磁场传感器、磁阻抗磁场传感器。

进一步地，所述霍尔效应传感器包括半导体霍尔传感器、磁敏二极管，磁敏三极管。

本发明提供的可定位胶囊内窥镜系统，能够实时检测胶囊在人体内的位置，实时定位速度快，过程设备简单，在胶囊无电情况下也可以测量，并且无辐射。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种可定位胶囊内窥镜系统的结构图；

图2是本发明一种可定位胶囊内窥镜系统的空间场数学模型图；

图3是本发明一种可定位胶囊内窥镜系统中胶囊内窥镜探测设备的结构示意图；

图4是本发明一种可定位胶囊内窥镜系统的使用流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示一种可定位胶囊内窥镜系统13，包括光学透明盖1、照明阵列2、镜头3、图像传感器4、微处理器5、永磁体6、电池7、射频收发模块8、收发天线9与胶囊内窥镜外壳10，所述胶囊内窥镜外壳10呈圆筒状，与光学透明盖1连接端没有封口，另一端封口；所述照明阵列2、镜头3、图像传感器4、微处理器5、永磁体6、电池7、射频收发模块8与收发天线9均固定在所述胶囊内窥镜外壳10内部；所述光学透明盖1为半球型且直径与胶囊内窥镜外壳10没有封口一端的尺寸一致；所述光学透明盖1与所述胶囊内窥镜外壳10固定为一体；所述收发天线9固定于胶囊内窥镜外壳10内部封口一端；所述射频收发模块8固定于收发天线9与电池7之间；所述永磁体6固定于电池7的另一侧，并紧靠微处理器5；所述镜头3固定于照明阵列2和图像传感器4之间；所述图像传感器4固定于镜头3与微处理器5之间；所述照明阵列2固定安装在胶囊内窥镜外壳10没有封口一端。

如图3、图4所示，胶囊内窥镜探测设备11内置磁感应芯片可以接收到永磁体6

$B\left(r\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{4\mathrm{\π}}[\frac{3r(m\·r)}{r^5}-\frac{m}{r^3}]$

的磁感应强度值，并通过算法软件定位出胶囊内置永磁体的位置和姿态。如图2所述把在胶囊内部采用沿径向磁化的圆柱形永磁体6作为受控磁体。当可定位胶囊内窥镜13被置于外部磁场环境中时，可定位胶囊内窥镜13内部的圆柱形永磁体6可以被看作为磁偶极子来进行演算。

磁矩m1在空间任意点所产生的磁感应强度为：

B-磁偶极子的磁感应强度；

r-测点P到磁源的距离；

m-磁矩m1；

r-r的标量形式；

μ0-磁场在真空中的磁导率。

胶囊内窥镜探测设备11内置磁场传感器，根据在空间得到的磁感应强度值，即可以确定当前可定位胶囊内窥镜13的位置和姿态，并在显示器12中显示出来。

磁场传感器包括：电磁感应传感器例如电磁线磁场传感器、磁通门磁场传感器、磁阻抗磁场传感器等；霍尔效应传感器例如半导体霍尔传感器、磁敏二极管，磁敏三极管；各向异性电阻效应(AMR)传感器。

由于小磁铁的磁场在体外20cm-30cm时远小于地磁场.消除地磁场干扰是实现定位测量的关键首先，人体远离磁场探测器，将磁场探测器进行环境磁场测量，然后人体靠近磁场传感器，所测量磁场矢量减去地磁场矢量得到小磁体的磁场强度.当所测小磁场强度大于所设某个阈值时，可以判定胶囊还在体内.阈值选取大于电路和环境噪声。

可定位胶囊内窥镜13的射频收发模块8与收发天线9采用双向通讯方式，数据流包括图像和传感器数据信息。

本发明提供的可定位胶囊内窥镜，能够实时检测胶囊在人体内的位置，实时定位速度快，过程设备简单，在胶囊无电情况下也可以测量，并且无辐射。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可定位胶囊内窥镜系统，包括可定位胶囊内窥镜，胶囊内窥镜探测设备，其特征在于：所述可定位胶囊内窥镜包括光学透明盖、照明阵列、镜头、图像传感器、微处理器、永磁体、电池、射频收发模块、收发天线与胶囊内窥镜外壳；

所述胶囊内窥镜外壳呈圆筒状，与光学透明盖连接端没有封口，另一端封口；

所述照明阵列、镜头、图像传感器、微处理器、永磁体、电池、射频收发模块与收发天线均固定在所述胶囊内窥镜外壳内部；

所述光学透明盖为半球形，且直径与胶囊内窥镜外壳没有封口的一端的尺寸一致；

所述光学透明盖与所述胶囊内窥镜外壳固定为一体；

所述收发天线固定于胶囊内窥镜外壳内部封口一端；

所述射频收发模块固定于收发天线与电池之间；

所述永磁体固定于电池的另一侧，并紧靠微处理器，置永磁体与外壳有可靠固定连接；

所述镜头固定于照明阵列和图像传感器之间；

所述图像传感器固定于镜头与微处理器之间；

所述照明阵列固定安装在胶囊内窥镜外壳没有封口一端。

2.根据权利要求1所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述照明阵列为LED照明阵列。

3.根据权利要求1所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述永磁体的材料为NdFeB。

4.根据权利要求1所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述永磁体为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述胶囊内窥镜探测设备内置有磁场传感器。

6.根据权利要求5所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述磁场传感器包括电磁感应传感器、霍尔效应传感器和各向异性电阻效应传感器。

7.根据权利要求6所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述电磁感应传感器包括电磁线磁场传感器、磁通门磁场传感器、磁阻抗磁场传感器。

8.根据权利要求6所述的一种可定位胶囊内窥镜系统，其特征在于：所述霍尔效应传感器包括半导体霍尔传感器、磁敏二极管，磁敏三极管。

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