CN102973235A - 一种胶囊内窥镜及其方位控制装置 - Google Patents

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李奕
章伟
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Abstract

本发明提供了一种胶囊内窥镜及其方位控制装置，所述胶囊内窥镜内装设有导磁模块。方位控制装置包括电连接的电磁供电系统和若干个电磁线圈，所述电磁供电系统可间断性地控制各电磁线圈的通电或断开，所述电磁线圈环绕于人体外周，当所述电磁线圈受电磁供电系统的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊内窥镜向磁力最强的位置移动。通过不同方位的电磁线圈进行通电控制，产生一定强度的磁场，磁场对带导磁模块的胶囊内窥镜产生一定的吸引力，以驱动其沿磁力最强的方向运行，已达到定向定速地控制胶囊内窥镜的运行轨迹的目的。

Description

一种胶囊内窥镜及其方位控制装置
技术领域
本发明涉及胶囊内窥镜，特别是指一种带导磁模块的胶囊内窥镜以及对其轨迹进行定向控制的方位控制装置。
背景技术
胶囊式内窥镜是医学发展的科技新产品，其日渐被广泛应用于医学上各种病症的临床诊断，采用无痛无创伤的监测诊断，口服后进入人体胃或肠道中，通过其镜头组件近距离拍摄其内部的胃或肠壁状况，以进行临床诊断，减轻患者的临床痛苦。
胶囊内窥镜进入体内后，需要对人体的肠胃进行影像，由于胶囊内窥镜处于游离状态，在体液中自由漂浮，由于其的位置不确定，所拍摄的影像具有太大的随意性，人们有时难于判断出所摄图像的方位，难于判定肠胃中的整体状况，或所摄肿瘤在其何方位。
因此，有必要提供一种能对肠胃进行定位拍摄的胶囊内窥镜和方位控制装置，提高医学诊断的准确度和精确度。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种带导磁材料的胶囊内窥镜以及可对体内胶囊内窥镜的运行轨迹进行定位定向定速的方位控制装置。
本发明提供了一种胶囊内窥镜，包括胶囊壳体以及封装于其中的光源、镜头、天线、电源和主控电路，镜头设置于电源的一端或两端，光源装设于镜头旁，天线套设于镜头上，主控电路和电源分别与各模块电连接，所述胶囊内窥镜内装设有导磁模块。
优选地，所述导磁模块装设于电源的一侧，所述胶囊内窥镜以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直，镜头与胶囊的运行方向相平行。所述导磁模块为环状线圈或磁环，其套设于电源的外周。所述导磁模块的重量为0.2-1g；
本发明还提供了一种胶囊内窥镜的方位控制装置，其包括电连接的电磁供电系统和若干个电磁线圈，所述电磁供电系统可间断性地控制各电磁线圈的通电或断开，所述电磁线圈环绕于人体外周，当所述电磁线圈受电磁供电系统的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊内窥镜向磁力最强的位置移动。
为了对各电磁线圈进行统一控制，所述控制装置进一步包括与电磁供电系统电连接的微控制单元（MCU），以向电磁供电系统发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈的通电或断电。
在本发明中，所述电磁线圈的匝数为300-2000匝之间。所述电磁线圈设有6个，环绕围成圆圈。所述电磁线圈间距相等。
所述微控制单元包括中央处理器及配电模块，所述配电模块与各电磁线圈电性连接，以根据中央处理器所发送的指令配置各个控制线圈的电流大小。
与现有技术相比，本发明的胶囊内窥镜中增有导磁模块，其一方面起到配重的作用，使得胶囊内窥镜的两侧构成重量不对等的结构，可在体液中保持直立地运行，有利于拍摄预设角度的图像或影像；更重要的是，在检测装置靠近人体时，若人体内存在胶囊内窥镜，则胶囊内窥镜上的导磁模块与检测装置上的探测线圈之间产生磁通的汇聚，通过检测因磁通的改变而引起的频率改变而测定胶囊内窥镜在体内的存在。本发明还提供了一种胶囊内窥镜的方位控制装置，其通过不同方位的电磁线圈进行通电控制，产生一定强度的磁场，磁场对带导磁模块的胶囊内窥镜产生一定的吸引力，以驱动其沿磁力最强的方向运行，已达到定向定速地控制胶囊内窥镜的运行轨迹的目的，从而使得胶囊内窥镜可根据需要拍摄特定区域的图像或影像。
附图说明
图1为本发明胶囊内窥镜的结构示意图；
图2为本发明胶囊内窥镜的一个电磁线圈的磁场作用示意图一；
图3为本发明胶囊内窥镜的两个电磁线圈的磁场作用示意图二；
图4为本发明胶囊内窥镜的多个电磁线圈的磁场作用示意图三；
具体实施方式
参照图1所示，本发明提供了一种胶囊内窥镜100，包括胶囊壳体1以及封装于其中的光源2、镜头3、天线4、电源5和主控电路6，镜头3设置于电源5的一端或两端，光源2装设于镜头3旁，天线4套设于镜头3上，主控电路6和电源5分别与各模块电连接，所述胶囊内窥镜内装设有导磁模块7。
在本发明的优选实施例中，所述电源5的一侧装设有导磁模块7，所述胶囊内窥镜以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直，镜头与胶囊的运行方向相平行。
其中，所述导磁模块7作为胶囊内窥镜中的配重件和磁场产生件，所述导磁模块为环状线圈或磁环，其套设于电源的外周。一方面，通过在胶囊内窥镜的电池一侧套设导磁模块7，以使得胶囊内窥镜的两侧重量不对等，套设有导磁模块7的一端重量较大，重心和轴心不在同一点，这样，当胶囊内窥镜在体液中运行时，由于重心偏下使其可保持垂直直立状态地运行，使得所拍摄的图像或影像的稳定性高，且易判断出其所拍图像或影像在体内的大致位置。另一方面，导磁模块作为磁场产生件，在当检测装置靠近时，其所产生的磁场的干扰引起胶囊内窥镜周边产生磁通的汇聚，通过检测磁通的变化来判断胶囊内窥镜是否在体内存在。
其中，所述导磁模块7的重量是0.2-1g。优选环状的线圈或磁环，具有良好的导磁性能，可根据需要的重量进行配重，套设于电池的外周，使得配重平衡，保证轴心和重心在同一中轴上。线圈匝数越多，所产生的磁场越大。
参照图2-4所示，为了对体内的胶囊内窥镜的移动轨迹进行定向定速控制，本发明还提供了一种胶囊内窥镜的方位控制装置200，其包括电连接的电磁供电系统20和若干个电磁线圈22，所述电磁供电系统20可间断性地控制各电磁线圈22的通电或断开，所述电磁线圈22环绕于人体外周，当所述电磁线圈22受电磁供电系统20的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊内窥镜向磁力最强的位置移动。电磁线圈22在电磁供电系统20的通电状态下，产生磁场，磁场对带导磁材料的胶囊内窥镜产生强烈吸引，通电的电磁线圈22的磁场最强，使得在体内的胶囊内窥镜在受磁力作用下，朝磁力最强的方向移动，达到对胶囊内窥镜的移动轨迹定向控制的目的。同时，各电磁线圈22的电流强弱可分别控制，通过导入大小不同的电流，而产生强弱不同的磁场，以控制胶囊内窥镜在体内按一定速度进行运动，达到对胶囊内窥镜的移动轨迹定速控制的目的。
在本发明的优选实施例中，所述控制装置200进一步包括与电磁供电系统20电连接的微控制单元（MCU）24，以向电磁供电系统20发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈22的通电或断电。所述微控制单元包括中央处理器及配电模块，中央处理器根据指令通过配电模块，配置不同线圈的电流大小，从而达到控制胶囊内窥镜的移动轨迹。所述微控制单元（MCU）24分别控制各电磁供电系统20的通电及电流幅度，可对胶囊内窥镜产生特定方向和强度的磁场吸引力，以控制胶囊内窥镜在体内的运行轨迹，获取肠道或胃中特定区域的图像或影像数据。
电磁线圈的匝数越大，通电强度越大，所产生的电磁场强度越大，对胶囊内窥镜的磁力越大，对其运行轨迹控制的灵敏度越高。在本发明中，所述电磁线圈的匝数为300-2000匝之间。电磁线圈的个数为至少2个，在本实施例中，所述电磁线圈设有6个，环绕围成圆圈，所述电磁线圈间距相等，通过多个不同方位角度的电磁线圈可控制胶囊内窥镜在不同方位角度进行运行，所述电磁线圈的个数越多，可控制的磁场角度越精确，通过一个或多个电磁线圈通电，灵活控制胶囊内窥镜在不同方位角的轨迹。优选地，所述电磁线圈设有偶数个，两两电磁线圈沿圆心对称设置，这样基本可以全方位的控制胶囊内窥镜的行动轨迹。
参照图4所示，采用本胶囊内窥的方位控制装置对体内的胶囊内窥镜的运行轨迹进行控制。人站入由电磁线圈围成的圆圈内，将各电磁线圈通过电导线分别与电磁供电系统连接，通过电磁供电系统汇集电导线于微处理器，通过微处理器对各电磁线圈进行单独或组合控制：若接通电磁线圈A，则胶囊内窥镜在磁力作用下向电磁线圈A的方向运行并靠近，以控制胶囊内窥镜拍摄方位角A的肠道或胃的图像；若接通电磁线圈B和电磁线圈C，则胶囊内窥镜在磁力作用下向电磁线圈B和电磁线圈C的夹角中部方向运行并靠近，以控制胶囊内窥镜拍摄该方位角的肠道或胃的图像，若控制电磁线圈B的电流强度比电磁线圈C大，则电磁线圈B的磁场强度更大，胶囊内窥镜的运行轨迹向电磁线圈B偏移。接通多个电磁线圈时，运行轨迹和磁力的关系相同，结合电流强度的控制，可对胶囊内窥镜的运行速度和角度进行精确控制，胶囊内窥镜在多个通电电磁线圈产生的磁场作用下，磁力相互叠加，使其沿磁力作用最强的方向运行，这样，可使监视者能根据需要来控制人体内胶囊内窥镜的运行轨迹和运行速度，达到定向定速控制的目的，以获取特定区域的肠胃影像和图像，大大提高了胶囊内窥镜的拍摄精确度，在医学上具有广泛的应用价值。
本发明还提供了一种胶囊内窥镜的方位控制系统，其包括带导磁模块的胶囊内窥镜和通电磁场，所述通电磁场包括多个可分别控制磁场产生和强度的电磁线圈，所述电磁线圈相互分离，可在微控制器的控制下，电流通断和强弱的控制，以产生不同强度的磁场，对胶囊内窥镜的运行轨迹进行定向定位定速的控制调节。

Claims (10)

1.一种胶囊内窥镜，包括胶囊壳体以及封装于其中的光源、镜头、天线、电源和主控电路，镜头设置于电源的一端或两端，光源装设于镜头旁，天线套设于镜头上，主控电路和电源分别与各模块电连接，其特征在于：所述胶囊内窥镜内装设有导磁模块。
2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于：所述导磁模块装设于电源的一侧，所述胶囊内窥镜以中轴为中心，其中一半胶囊的重量大于另一半胶囊的重量，使得胶囊在体液中运行时保持垂直，镜头与胶囊的运行方向相平行。
3.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于：所述导磁模块为环状线圈或磁环，其套设于电源的外周。
4.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于：所述导磁模块的重量为0.2-1g。
5.用于控制权利要求1所述的一种胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：包括电连接的电磁供电系统和若干个电磁线圈，所述电磁供电系统可间断性地控制各电磁线圈的通电或断开，所述电磁线圈环绕于人体外周，当所述电磁线圈受电磁供电系统的控制下通电，产生磁场，人体内带导磁材料的胶囊内窥镜向磁力最强的位置移动。
6.根据权利要求5所述的胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：所述控制装置进一步包括与电磁供电系统电连接的微控制单元（MCU），以向电磁供电系统发送磁场控制信号，控制任一或多个电磁线圈的通电或断电。
7.根据权利要求6所述的胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：所述电磁线圈的匝数为300-2000匝之间，并且线圈可以耐受大电流工作。
8.根据权利要求6所述的胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：所述电磁线圈设有6个，环绕围成圆圈。
9.根据权利要求6所述的胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：所述电磁线圈间距相等。
10.根据权利要求5-9中任一项所述的胶囊内窥镜的方位控制装置，其特征在于：所述微控制单元包括中央处理器及配电模块，所述配电模块与各电磁线圈电性连接，以根据中央处理器所发送的指令配置各个控制线圈的电流大小。
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