CN111568349A - 一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置及方法，涉及医疗器械技术领域，包括磁控平台、磁铁模块和控制装置，磁铁模块安装于磁控平台上，磁控平台与控制装置电连接；磁铁模块包括控制磁铁和限位磁铁，控制磁铁和限位磁铁分别位于内置有受控磁铁的胶囊内镜类产品的下方和上方；磁控平台包括底座，底座上平行设置有Y轴导轨，Y轴导轨上垂直滑动设置有X轴导轨；X轴导轨上设置有第一连接臂，第一连接臂的一端固定有旋转平台，用于安装控制磁铁，另一端连接有Z轴导轨；限位磁铁通过第二连接臂上下滑动设置于Z轴导轨上。本发明可使患者在普通病床上做胶囊类产品的检查和治疗，还具备使胶囊内镜类产品定位精准、角度可调等优点。

Description

一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置及方法。

背景技术

随着科技的发展，胶囊式内窥镜作为一种胃镜检查有效的方法，目前已经被广泛的研究并取得了快速的发展，国内外胶囊内镜的研究现都有了成熟的产品。

但是，目前的胶囊内镜控制一般采用单磁力方式控制内窥镜胶囊，没有准确的胶囊位置反馈，不利于医生对病灶位置的获取与诊断。

CN201510025519X的专利中，公开了一种消化道检视系统，包括胶囊内视镜，其内设置有磁性元件，还包括磁控装置，磁控装置包括磁力棒，通过手持磁力棒控制胶囊内镜在患者体内的位置与空间姿态。此种控制方式虽然制造成本低，但是定位精度低，容易出现误差，且不能智能化。

上海安翰医疗技术有限公司的CN2019800027170的专利中公开了一种胶囊内镜控制系统，其包括机械臂装置，通过机械臂装置实现空间位置的精确定位和运动。但其仅在机械臂上安装一个永磁铁，其属于固定式单磁力控制设备，当胶囊内镜在水中移动时，会受到一定的水平力而产生微小飘动，导致胶囊的定位精度有误差；此外该设备还有占地面积大，造价昂贵，不能自动控制等缺点。

目前对于如何使胶囊内镜定位精度精确，仪器便携小巧，如何进行胶囊内镜的自动移动检查，还未见到类似技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式胶囊内镜类产品的控制装置及方法，以解决现有技术中所存在的上述问题，可使患者在普通病床上做胶囊类产品的检查和治疗，还具备使胶囊内镜类产品定位精准、角度可调等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置，包括磁控平台、磁铁模块和控制装置，所述磁铁模块安装于所述磁控平台上，所述磁控平台带动所述磁铁模块运动，所述磁控平台与所述控制装置电连接；所述磁铁模块包括控制磁铁和限位磁铁，所述控制磁铁和所述限位磁铁分别位于内置有受控磁铁的胶囊内镜类产品的下方和上方；所述磁控平台包括底座，所述底座上平行设置有Y轴导轨，所述Y轴导轨上垂直滑动设置有X轴导轨；所述X轴导轨上设置有第一连接臂，所述第一连接臂的一端固定有旋转平台，用于安装所述控制磁铁，另一端连接有Z轴导轨；所述限位磁铁通过第二连接臂上下滑动设置于所述Z轴导轨上。

优选的，所述Y轴导轨和所述X轴导轨均平行设置有两根，所述Z轴导轨设置有一根；所述Y轴导轨、所述X轴导轨和所述Z轴导轨均采用丝杠滑轨。

优选的，所述Y轴导轨、所述X轴导轨和所述Z轴导轨均连接有驱动电机，所述旋转平台连接有旋转平台电机。

优选的，所述底座固定于一搭载推车上，所述底座的一侧安装有配电箱，所述搭载推车的扶手位置处安装有操作台。

优选的，所述配电箱内设置有控制器和电源。

优选的，所述搭载推车的底部设置有移动轮。

优选的，所述胶囊内镜类产品带有治疗功能。

优选的，所述胶囊内镜类产品为光疗胶囊。

本发明还公开一种胶囊内镜类产品的便携式控制方法，包括手动控制模式和自动控制模式；

手动控制模式:当开始运行后，从操作台的屏幕观察到受控胶囊位于垂直位置后，点下坐标归零，以当前胶囊在胃部的位置为零点坐标，建立三坐标系统；当胶囊开始移动时，系统就得到当前的坐标值，当发现病变时，操作者手动控制磁铁的移动，使受控胶囊达到病变位置，开启胶囊内镜类产品的治疗功能；治疗结束后，可继续观察；

自动控制模式：当操作者进行回零操作后可以启动自动控制模式，设备根据编写好的程序进行移动，对胃部表面进行扫描，识别病变，并记录病变坐标；当全部扫描完后，启动治疗模式，根据病变坐标自动控制胶囊达到病变处，开启胶囊内镜类产品的治疗功能。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明可推入医院普通病床的侧边对患者进行胶囊内镜类产品的诊断和治疗，可代替现有的专设治疗室模式，更加方便快捷；

2、运用了五自由度磁控平台来控制磁控胶囊，提升了磁控胶囊在患者胃部里的精度，为治疗功能提供了平台；

3、添加了自动模式，使胶囊内镜类产品的诊断和治疗更加智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明便携式控制胶囊内镜类产品的装置的结构示意图；

图2是本发明双磁力控制模型的示意图；

图3是本发明便携式五自由度磁力平台的主视图；

图4是本发明便携式五自由度磁力平台的侧视图；

图5是本发明便携式控制胶囊内镜类产品的装置控制示意图；

图6是实施例三中精准治疗示意图；

图中，1为病床，2为限位磁铁，3为第二连接臂，4为Z轴导轨，5为胃部，6为胶囊内镜，7为受控磁铁，8为控制磁铁，9为靶区，10为X轴导轨，11为Y轴导轨，12为第一连接臂，13为配电箱，14为操作台，15为移动轮，16为旋转平台，17为旋转平台电机，18为Y轴驱动电机，19为Z轴驱动电机，20为X轴驱动电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-5所示，本实施例提供一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置，主要包括磁铁模块、便携式五自由度的磁控平台和控制装置。

一、磁铁模块

如图2所示，磁铁模块是设备控制胶囊内镜类产品的主要组成部分，采用双磁力模型，即由控制磁铁8和限位磁铁2同时控制受控磁铁7(胶囊内镜6的内置磁铁)，以达到精准定位的目的。

(1)控制磁铁8：控制磁铁8置于受控磁铁7下端，使受控磁铁7与控制磁铁8磁极相对(相吸)，通过对控制磁铁8进行运动控制来达到使受控磁铁7移动和转动的目的；

(2)限位磁铁2：限位磁铁2置于受控磁铁7上端，使限位磁铁2与受控磁铁7磁极相对(相吸)，限位磁铁2与控制磁铁8保持固定的相对距离，限位磁铁2的作用是在控制磁铁8控制胶囊内镜6做倾斜角时，为其上端提供一个吸力，保证其定位精度，限位磁铁2可为圆盘型磁铁、圆柱形磁铁、矩形磁铁或电磁铁；

(3)受控磁铁7：即为胶囊内镜6的内部磁铁，为永磁铁。

本实施例受控磁铁7在双磁力控制系统下可进行两种运动：

(1)受控磁铁7的倾斜运动与转动

使受控磁铁7进行倾斜运动，需要操控控制磁铁8的磁极方向来做到。当控制磁铁8进行转动时，受控磁铁7会根据控制磁铁8的旋转来做倾斜角度，同时限位磁铁2并不进行转动运动，它会持续向受控磁铁7提供垂直向上的吸力，因此受控磁铁7不会由于控制磁铁8的磁场变换而产生飘动，即可达到精确的倾斜移动和转动。

(2)受控磁铁7的移动

受控磁铁7的移动采用双磁力控制系统在便携式五自由度磁控平台中XYZ三轴导轨平台的同步移动来实现。在保证控制磁铁8与限位磁铁2处于固定的相对位置条件下，XYZ三方向的三轴平台可使受控磁铁7在XYZ三个方向自由度上实现精准控制与定位。

二、便携式五自由度的磁控平台

如图3所示，磁控平台包括：一辆搭载推车、操作台14(含屏幕)位于推车扶手位置，固定在搭载推车上的矩形底座(起支撑作用)、固定在矩形底座旁的配电箱13(内置驱动器与控制系统)、固定在矩形底座上的两根平行Y轴导轨11(导轨均为丝杠装置)、固定在Y轴导轨11上的两根平行X轴导轨10(其中一条导轨是承重辅助导轨)、固定于X轴导轨10上的可旋转180度的旋转平台16、与旋转平台16连接的控制磁铁8(控制磁铁8优选采用磁球，磁球通过转轴转动安装于旋转平台16内，旋转平台电机17安装于旋转平台16上，其与转轴连接控制磁球水平方向转动，与旋转平台16组成二自由度旋转平台)、固定于两根X轴导轨10上部的第一连接臂12(其一端与旋转平台16的固定部分连接，另一端与Z轴导轨4连接)、一根Z轴导轨4垂直固定在第一连接臂12上、垂直安装在Z轴导轨4上第二连接臂3、安装在第二连接臂3上的限位磁铁2，控制XYZ三轴导轨的电机(步进电机或伺服电机)安装在各轴导轨上。

本实施例运动方式：

1、控制磁铁8做4个自由度的运动，包括XY轴、绕X轴方向转动、绕Y轴方向转动，不进行Z轴的移动；

2、限位磁铁2做3个自由度的运动，包括XYZ轴的移动；

3、控制磁铁8和限位磁铁2在XY轴保持固定的相对位置；

4、受控磁铁7随着控制磁铁8在4个自由度上的运动而做平移和转动，随限位磁铁2在Z轴的运动而做上下浮动；

在本实施例中，XY轴的传动精度在毫米级以上，为保证在双磁力系统下受控磁铁7的精确控制，Z轴的传动精度在微米级以上。

三、控制装置

控制装置安装于配电箱13内，主要由控制系统与电源组成，如图4所述，控制系统则主要包括电源开关、驱动器、可编程控制器等；所述控制器通过电源开关连接有电源，所述控制器通过所述驱动器与电机连接，通过对电机的控制及编程，可控制磁控平台的控制电机(步进电机或伺服电机)，带动磁控胶囊在5个自由度的运动，达到精确控制胶囊的运动。

本实施例控制可分为两种模式：

(1)手动模式:当机器开始运行后，从屏幕观察到受控胶囊内镜6位于垂直位置后，点下坐标归零，以当前胶囊内镜6在胃部5的位置为零点坐标，建立三坐标系统。当胶囊内镜6开始移动时，系统就得到当前的坐标值。当发现病变时，操作者手动控制磁铁8的移动，使受控胶囊内镜6达到病变位置，开启胶囊内镜6类产品的治疗功能(如有的话)；治疗结束后，可继续观察。

(2)自动模式：当操作者进行回零操作后可以启动自动模式，设备会根据编写好的程序(相对坐标编程法)进行移动，对胃部5表面进行扫描，利用自动识别系统(可自主编写或选用合适的商业软件)识别病变，并记录病变坐标。当全部扫描完后启动治疗模式，根据病变坐标自动控制胶囊内镜6达到病变处，开启胶囊内镜6类产品的治疗功能(如有的话)。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进行的改进和补充，其改进和补充之处在于：本实施例中手动模式与自动模式操作流程如下：

对于患者胃部5进行手动、自动扫描成像：

1、手动对胃部5扫描具体操作步骤：患者喝水并服下胶囊内镜6→将设备推入普通病床1内并调整位置→开机→将胶囊内镜6移动到胃部5贲门位置并按下回零选项，建立起XYZ坐标系→手动控制XYZ轴的移动与旋转平台旋转的角度，对胃部5内表面进行扫描→当遇到病灶位置时，按下保存选项，对其当前坐标进行记录，对当前图像进行保存(数据会通过系统反馈至主机，再通过wifi数传的方式将数据反馈到计算中心)→手动扫描完成→按下完成选项，XYZ轴与旋转平台回归初始位置→关机→将设备移除病床1→胶囊内镜6一段时间后排除患者体内。

2、自动对胃部5扫描具体操作步骤：患者喝水并服下胶囊内镜6→将设备推入普通病床1内并调整位置→开机→将胶囊内镜6移动到胃部5贲门位置并按下回零选项，建立起XYZ坐标系→按下自动扫描选项机器会根据零点位置进行相对坐标增量操作，旋转平台会根据坐标的变换而变化角度，使胶囊内镜6在胃部5进行自动扫描→当遇到病灶位置时，按下保存选项，对其当前坐标进行记录，对当前图像进行保存→自动扫描完成→按下完成选项，XYZ轴与旋转平台回归初始位置→关机→将设备移除病床1→胶囊内镜6一段时间后排除患者体内。

实施例三

本实施例是在实施例一的基础上进行的改进，其改进之处在于：所述胶囊内镜6类产品带有治疗功能，优选的，所述胶囊内镜6类产品为光疗胶囊；光疗胶囊可以从现有技术中进行选择，其是通过在胶囊内镜6内设置光源，通过光动力疗法对患处进行治疗，光疗胶囊亦可以采用其它满足工作需要的带有治疗功能的胶囊内镜6代替。

本实施例中，在便携式双磁力控制下光疗胶囊实现精准治疗，包括以下步骤：

(1)开机，患者喝下大量饮用水，并吞服光疗胶囊，平躺于治疗床上；

(2)开启双磁力控制系统的电源，控制XYZ轴的移动，使光疗胶囊移动到治疗靶区9附近，并对靶区9进行定位，如右上30度；

(3)在双磁力系统下控制光疗胶囊向右侧倾斜30度，并保持定位；

(4)开启光疗胶囊的治疗模式，进行治疗；

(5)治疗结束后，控制胶囊转移到下一个靶区9，重复2-4步；

(6)治疗结束，移开控制磁铁8，关闭电源。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：包括磁控平台、磁铁模块和控制装置，所述磁铁模块安装于所述磁控平台上，所述磁控平台带动所述磁铁模块运动，所述磁控平台与所述控制装置电连接；所述磁铁模块包括控制磁铁和限位磁铁，所述控制磁铁和所述限位磁铁分别位于内置有受控磁铁的胶囊内镜类产品的下方和上方；所述磁控平台包括底座，所述底座上平行设置有Y轴导轨，所述Y轴导轨上垂直滑动设置有X轴导轨；所述X轴导轨上设置有第一连接臂，所述第一连接臂的一端固定有旋转平台，用于安装所述控制磁铁，另一端连接有Z轴导轨；所述限位磁铁通过第二连接臂上下滑动设置于所述Z轴导轨上。

2.根据权利要求1所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述Y轴导轨和所述X轴导轨均平行设置有两根，所述Z轴导轨设置有一根；所述Y轴导轨、所述X轴导轨和所述Z轴导轨均采用丝杠滑轨。

3.根据权利要求2所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述Y轴导轨、所述X轴导轨和所述Z轴导轨均连接有驱动电机，所述旋转平台连接有旋转平台电机。

4.根据权利要求1所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述底座固定于一搭载推车上，所述底座的一侧安装有配电箱，所述搭载推车的扶手位置处安装有操作台。

5.根据权利要求4所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述配电箱内设置有控制器和电源。

6.根据权利要求5所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述搭载推车的底部设置有移动轮。

7.根据权利要求1所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述胶囊内镜类产品带有治疗功能。

8.根据权利要求7所述的胶囊内镜类产品的便携式控制装置，其特征在于：所述胶囊内镜类产品为光疗胶囊。

9.一种胶囊内镜类产品的便携式控制方法，其特征在于：包括手动控制模式和自动控制模式；

手动控制模式:当开始运行后，从操作台的屏幕观察到受控胶囊位于垂直位置后，点下坐标归零，以当前胶囊在胃部的位置为零点坐标，建立三坐标系统；当胶囊开始移动时，系统就得到当前的坐标值，当发现病变时，操作者手动控制磁铁的移动，使受控胶囊达到病变位置，开启胶囊内镜类产品的治疗功能；治疗结束后，可继续观察；

自动控制模式：当操作者进行回零操作后可以启动自动控制模式，设备根据编写好的程序进行移动，对胃部表面进行扫描，识别病变，并记录病变坐标；当全部扫描完后，启动治疗模式，根据病变坐标自动控制胶囊达到病变处，开启胶囊内镜类产品的治疗功能。

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