CN112336293A - 磁性胶囊内窥镜的远程控制系统和远程控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁性胶囊内窥镜的远程控制系统和远程控制方法，其中，该系统包括：控制台，包括底座和设置于底座上的操纵杆，其中，操纵杆用于根据接收到的摇动操作产生第一电信号；运算终端设备，用于将第一电信号转换为第一控制指令，并将第一控制指令通过远程通信连接发送至用于控制被控设备的工控机，第一控制指令用于指示被控设备的驱动机构驱动被控设备的磁性运动部件执行第一运动，磁性运动部件用于通过执行第一运动时的磁场移动控制处于磁场内的磁性胶囊内窥镜运动。通过本发明，解决了相关技术中胶囊内窥镜设备控制不方便的技术问题。

Description

磁性胶囊内窥镜的远程控制系统和远程控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种磁性胶囊内窥镜的远程控制系统和远程控制方法。

背景技术

胶囊内窥镜检查因其具有不插管、舒适性好、无交叉感染等特点，在临床上应用越来越多；通过体外控制设备的运动，可以实现对胶囊内窥镜的主动控制，对消化道进行详细检查。

但是，胶囊内窥镜控制设备在临床应用及推广过程中，常遇到操作培训难、医生学习掌握慢等问题，而熟练的操作技能需要较多的经验积累才能达到，特别是在医生比较缺乏的地区和急诊室中，没有专业的操作人员导致胶囊内窥镜控制设备难以应用。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种磁性胶囊内窥镜的远程控制系统和远程控制方法，以至少解决现有技术中的胶囊内窥镜设备控制不方便的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种磁性胶囊内窥镜的远程控制系统，该系统包括：控制台，包括底座和设置于底座上的操纵杆，其中，操纵杆用于根据接收到的摇动操作产生第一电信号；运算终端设备，用于将第一电信号转换为第一控制指令，并将第一控制指令通过远程通信连接发送至用于控制被控设备的工控机，第一控制指令用于指示被控设备的驱动机构驱动被控设备的磁性运动部件执行第一运动，磁性运动部件用于通过执行第一运动时的磁场移动控制处于磁场内的磁性胶囊内窥镜运动。

进一步地，运算终端设备安装有远程操作客户端，远程操作客户端用于将第一电信号转换为第一控制指令，并将第一控制指令发送至工控机；工控机安装有与远程操作客户端相对应的服务端，服务端用于将第一控制指令转换为用于控制驱动机构的驱动信号。

进一步地，控制台还包括：设置于底座上的触控面板，用于根据接收到的触控操作产生第二电信号；运算终端设备还用于将第二电信号转换为第二控制指令，并将第二控制指令通过远程通信连接发送至被控设备，以用于控制磁性运动部件执行第二运动。

进一步地，控制台还包括：设置于底座上的触控面板，用于根据接收到的触控操作产生第三电信号；运算终端设备还用于将第三电信号转换为第三控制指令，并将第三控制指令通过远程通信连接发送至磁性胶囊内窥镜，以用于控制磁性胶囊内窥镜执行指定操作。

进一步地，控制台还包括：设置于操纵杆顶端的按钮，用于根据接收到的按动操作产生第四电信号；运算终端设备还用于将第四电信号转换为第四控制指令，并将第四控制指令通过远程通信连接发送至磁性胶囊内窥镜，第四控制指令用于控制磁性胶囊内窥镜上的第一摄像头拍摄图片并将图片通过远程通信连接反馈至运算终端设备。

进一步地，运算终端设备还与设置于朝向被控设备的第二摄像头通过远程通信连接，并将第二摄像头拍摄到的画面发送至显示终端设备显示。

进一步地，该系统还包括：第一麦克风；第一扬声器；运算终端设备用于将第一麦克风接收到的声音信号通过远程通信连接发送至第二扬声器，以及将第二麦克风获取到的声音信号通过第一扬声器播放。

进一步地，被控设备的驱动机构包括三维平移驱动机构和自转驱动机构，分别用于驱动磁性运动部件执行三维平移运动和自转运动；控制台的操纵杆包括用于控制三维平移驱动机构的第一操纵杆和用于控制自转驱动机构的第二操纵杆，操纵杆用于在被摇动至指定位置时控制对应的驱动机构驱动磁性运动部件按照指定位置所对应的运动方向运动。

进一步地，控制台和运算终端设备通过有线通信接口通信。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种远程控制方法，该方法包括：通过控制台操纵运算终端设备向被控设备的工控机发送远程控制请求，或者，接收由工控机向运算终端设备发送的远程控制请求；在远程控制请求被同意之后，建立运算终端设备与工控机之间的远程通信连接；根据控制端切换指令在运算终端设备和工控机之间选择当前控制端，其中，控制端切换指令为运算终端设备根据控制台接收到的操作生成的指令或运算终端设备接收的由所述工控机发送的指令，所述当前控制端为允许控制所述被控设备的控制端。

通过本发明，通过控制台的操纵杆可以远程的遥控被控设备的驱动机构，以驱动被控设备的磁性运动部件在运动时产生的磁场的移动来控制磁性胶囊内窥镜的运动，解决了相关技术中胶囊内窥镜设备控制不方便的技术问题，通过运算终端设备将操纵杆的信号转换为指示驱动机构的控制指令，并通过远程通信连接发送至被控设备的工控机，达到了可以远程控制被控设备从而控制胶囊内窥镜的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的磁性胶囊内窥镜的远程控制系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的被控设备的自转驱动机构和磁性运动部件的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的磁性胶囊内窥镜的远程控制系统的控制台的示意图；

图4是本发明实施例的一种可选的远程控制方法的流程图；

图5是本发明实施例的另一种可选的远程控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供了一种可选的磁性胶囊内窥镜的远程控制系统，如图1所示，该系统包括控制台和运算终端设备。该系统可以用于控制被控设备，使被控设备按照远程控制系统的控制运动，产生移动的磁场控制磁性胶囊内窥镜在非磁性腔体(如人体胃部)内运动。

控制台，包括底座和设置于底座上的操纵杆，其中，操纵杆用于根据接收到的摇动操作产生第一电信号；运算终端设备，用于将第一电信号转换为第一控制指令，并将第一控制指令通过远程通信连接发送至用于控制被控设备的工控机，第一控制指令用于指示被控设备的驱动机构驱动被控设备的磁性运动部件执行第一运动，磁性运动部件用于通过执行第一运动时的磁场移动控制处于磁场内的磁性胶囊内窥镜运动。

控制台和运算终端设备通过有线通信接口通信，如USB串行接口，也可通过无线通信方式连接。运算终端设备与工控机通过远程通信连接，该远程通信连接物理层可以包括光纤通信，线缆通信，以及3G、4G及5G无线通信等。

被控设备的驱动机构包括三维平移驱动机构和自转驱动机构，分别用于驱动磁性运动部件执行三维平移运动和自转运动。一种可选的被控设备的自转驱动机构和磁性运动部件如图2所示。磁性运动部件包括用于产生磁场的磁球1，磁球1设置在围架20中。自转驱动机构包括竖直电机3(用于驱动围架20绕竖直轴18方向自转)，水平电机2(用于驱动同步轮19使磁球1执行绕水平轴17方向自转)。此外，驱动机构还包括图2中示出的三维平移驱动机构，用于通过连接臂驱动图2中所示的部分沿三维轴的各方向平移运动。

如图3所示，控制台的操纵杆11包括两个操纵杆，分别为用于控制三维平移驱动机构的第一操纵杆和用于控制自转驱动机构的第二操纵杆。操纵杆用于在被摇动至指定位置时控制对应的驱动机构驱动磁性运动部件按照指定位置所对应的运动方向运动。例如，为第一操纵杆预先设置六个位置，每个位置分别表示三维平移运动中x、y、z轴的六个方向(x+，x-，y+，y-，z+，z-)，在第一操纵杆被摇动至指定位置之后，能够控制驱动机构驱动磁性运动部件沿对应的方向运动；为第二操纵杆预先设置四个位置，每个位置分别用于表示自转的四个方向，沿竖直轴顺时针旋转、沿竖直轴逆时针旋转、沿水平轴顺时针旋转、沿水平轴逆时针旋转，在第二纵杆被摇动至指定位置之后，能够控制驱动机构驱动磁性运动部件沿对应的方向运动。

如图3所示，控制台还包括设置于底座上的触控面板12，触控面板12可以是实体按钮面板，也可以是触控屏，显示一个或多个功能按钮，每个按钮被触控之后则会实现对应的功能。

触控面板12会根据接收到的触控操作产生第二电信号，进而，运算终端设备将第二电信号转换为第二控制指令，并将第二控制指令通过远程通信连接发送至被控设备，以用于控制磁性运动部件执行第二运动。所述第二运动是预先设定的运动流程，例如，按钮功能是被检查人员上下床避让，则控制磁性运动部件移动到最边侧以免影响被检查人员上下床，或者，按钮功能也可以是胶囊头向下翻转45°，则控制磁性运动部件移动至能够使胶囊头向下翻转45°的位置。

触控面板12还可以根据接收到的触控操作产生第三电信号，运算终端设备将第三电信号转换为第三控制指令，并将第三控制指令通过远程通信连接发送至磁性胶囊内窥镜，以用于控制磁性胶囊内窥镜执行指定操作。所述指定操作可以是例如胶囊内窥镜电源的开启和关闭、或者利用胶囊内窥镜设置的摄像头拍摄图片。

一种可选的实施方式为，控制台还包括设置于操纵杆顶端的按钮，按钮用于根据接收到的按动操作产生第四电信号；运算终端设备将第四电信号转换为第四控制指令，并将第四控制指令通过远程通信连接发送至磁性胶囊内窥镜。所述第四控制指令用于控制磁性胶囊内窥镜上的第一摄像头拍摄图片并将图片通过远程通信连接反馈至运算终端设备。

运算终端设备还与设置于朝向被控设备的第二摄像头通过远程通信连接，并将第二摄像头拍摄到的画面发送至显示终端设备显示。被控设备的第二摄像头用于监控被控制设备的运行状态，可根据需要在被控设备周围的不同位置布置摄像头，以使操控人员更好地了解被控设备的运行情况。第二摄像头可以放置在被控设备中受检者躺卧的床体的侧面、床头或床尾处，且放置高度尽量与受检者的身体平面保持水平，以更好的观察被控设备的磁性运动部件与人体的相对位置，保证检查过程的安全。所述第二摄像头的个数按需设置，例如为一个、两个、三个或四个等。

进一步地，该系统还包括第一麦克风和第一扬声器。运算终端设备用于将第一麦克风接收到的声音信号通过远程通信连接发送至第二扬声器，以及将第二麦克风获取到的声音信号通过第一扬声器播放。因此，控制远程控制系统的人员可以与被控设备附近的人员进行对话。

在本实施例中，运算终端设备中安装有远程操作客户端(以下简称客户端)，远程操作客户端用于将从控制台接收到的电信号转换为对应的控制指令，并将控制指令发送至被控设备的工控机。运算终端设备和工控机之间通过远程通信连接，也可以通过局域网或广域网连接。工控机中安装有与远程操作客户端相对应的服务端，服务端用于将控制指令转换为用于控制驱动机构的驱动信号。服务端可以用于接收客户端发出的指令，客户端也可以用于接收服务端所反馈的胶囊内窥镜的拍摄图片或被控设备运行状态等信息，服务端与客户端之间也可以进行语音通话。

本实施例提供的远程控制系统中安装有软件，客户端可以包括设备控制、胶囊控制、信息显示、远程监控和语音交互等功能。

设备控制功能是通程控制台的操纵杆或触控面板控制远端的被控设备运动，实现与通过被控设备本地的工控机控制一样的效果，包括三维平移运动和旋转运动。

胶囊控制功能，可以像被控设备一样控制胶囊内窥镜，如控制胶囊拍照、关机或其他胶囊相关的指令。

信息显示功能，在服务端实时显示胶囊图像、设备状态和其他状态信息，同时通过远程通信连接将相关信息发送到客户端并显示；被控设备的运动状态包括三轴平移的实时位置和限位状态，旋转的角度、胶囊的姿态，都会以实时动画的方式在本地和远端界面上显示，方便胶囊内窥镜的检查。

远程监控功能，可以在客户端和服务端之中选择一个主控端，由主控端实时监控远程设备端的运行情况，将服务端获取的图像实时显示到主控端。

双向实时语音回话功能，客户端和服务端可以实时通话交流。

此外，可以设置急停命令，以用于紧急停止被控设备的运动，保证远程操作的安全，该命令的网络传输具有最高的优先级，在控制台或工控机任意一方发出该指令之后，控制被控设备停止运动。

由于运算终端设备与控制台之间通过有线接口或无线通信连接，且运算终端设备通过安装客户端实现指令的转换，因此，控制台可以与任意安装有该客户端的运算终端设备连接，从而实现远程控制被控设备的效果。

本实施例在胶囊内窥镜控制设备(本实施例中所述的被控设备)的基础上，结合计算机技术、网络通信技术和医疗技术，实现胶囊内窥镜检查图像和控制设备控制数据的高速传输，从而实现胶囊内窥镜检查的远程实时控制。

本实施例可以通过远程控制的方式操控胶囊内窥镜控制设备，极大方便了利用胶囊内窥镜进行检查，从而促进胶囊内窥镜控制设备检查在临床应用及推广，优化医疗资源配置，使没有熟练的内窥镜检查操作医生的医院或者其他临床机构也能够提供胶囊内窥镜的实时检查，为广大人民群众的消化道健康保驾护航。

实施例2

本实施例提供了一种由实施例1提供的磁性胶囊内窥镜的远程控制系统执行的远程控制方法，可以应用于客户端侧，其中，客户端可以运行中移动终端、手持终端或类似的运算设备之中。运行在不同的运算设备仅是方案在执行主体上的差异，本领域人员可预见在不同运算设备中运行能够产生相同的技术效果。

本实施例提供的远程控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤101，通过控制台操纵运算终端设备向被控设备的工控机发送远程控制请求，或者，接收由工控机向运算终端设备发送的远程控制请求；

步骤102，在远程控制请求被同意之后，建立运算终端设备与工控机之间的远程通信连接；

步骤103，根据控制端切换指令在运算终端设备和工控机之间选择当前控制端，其中，控制端切换指令为运算终端设备根据控制台接收到的操作生成的指令或运算终端设备接收的由所述工控机发送的指令，所述当前控制端为允许控制所述被控设备的控制端。

控制端切换指令用于在被控设备的工控机控制和磁性胶囊内窥镜的远程控制系统控制之间切换主控端，在远程培训中，可以方便在本地(被控设备一端)和远程间切换当前操作方，便于培训教学。

将本方法实施例应用在一种具体的应用场景中，如图5所示，磁性胶囊内窥镜的远程控制系统的使用流程包括发起远程连接->检查准备->远程检查->结束检查四个步骤。

在服务端和客户端的网络配置完善情况下，不管是服务端或是客户端均可以发起远程控制的申请，另一端同意后即可测试连接情况。

检查准备主要包括测试两端的网络的延迟是否达到远程控制的要求，远程控制、胶囊内窥镜图像和其他传感器信息、监控图像和语音交互功能是否正常，被控设备一方的工作人员可以安排受检者准备、穿戴记录器、录入信息和吞服胶囊等准备工作。

远程检查是在控制台上通过操纵杆或触控面板操控被控设备的驱动机构运动，操作人员可以根据传输回来的胶囊图像及其他传感器信息和被控设备周围安装的监控图像实时调整，并通过语音与被控设备一端的工作人员或受检者进行沟通。

在确认整个检查完整后，即可结束检查。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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 (10)

1.一种磁性胶囊内窥镜的远程控制系统，其特征在于，包括：

控制台，包括底座和设置于所述底座上的操纵杆，其中，所述操纵杆用于根据接收到的摇动操作产生第一电信号；

运算终端设备，用于将所述第一电信号转换为第一控制指令，并将所述第一控制指令通过远程通信连接发送至用于控制被控设备的工控机，所述第一控制指令用于指示所述被控设备的驱动机构驱动所述被控设备的磁性运动部件执行第一运动，所述磁性运动部件用于通过执行所述第一运动时的磁场移动控制处于所述磁场内的磁性胶囊内窥镜运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述运算终端设备安装有远程操作客户端，所述远程操作客户端用于将所述第一电信号转换为所述第一控制指令，并将所述第一控制指令发送至所述工控机；

所述工控机安装有与所述远程操作客户端相对应的服务端，所述服务端用于将所述第一控制指令转换为用于控制所述驱动机构的驱动信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述控制台还包括：设置于所述底座上的触控面板，用于根据接收到的触控操作产生第二电信号；

所述运算终端设备还用于将所述第二电信号转换为第二控制指令，并将所述第二控制指令通过所述远程通信连接发送至所述被控设备，以用于控制所述磁性运动部件执行第二运动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述控制台还包括：设置于所述底座上的触控面板，用于根据接收到的触控操作产生第三电信号；

所述运算终端设备还用于将所述第三电信号转换为第三控制指令，并将所述第三控制指令通过所述远程通信连接发送至所述磁性胶囊内窥镜，以用于控制所述磁性胶囊内窥镜执行指定操作。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述控制台还包括：设置于所述操纵杆顶端的按钮，用于根据接收到的按动操作产生第四电信号；

所述运算终端设备还用于将所述第四电信号转换为第四控制指令，并将所述第四控制指令通过所述远程通信连接发送至所述磁性胶囊内窥镜，所述第四控制指令用于控制所述磁性胶囊内窥镜上的第一摄像头拍摄图片并将所述图片通过所述远程通信连接反馈至所述运算终端设备。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运算终端设备还与设置于朝向所述被控设备的第二摄像头通过所述远程通信连接，并将所述第二摄像头拍摄到的画面发送至显示终端设备显示。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一麦克风；

第一扬声器；

所述运算终端设备用于将所述第一麦克风接收到的声音信号通过所述远程通信连接发送至第二扬声器，以及将第二麦克风获取到的声音信号通过所述第一扬声器播放。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被控设备的驱动机构包括三维平移驱动机构和自转驱动机构，分别用于驱动所述磁性运动部件执行三维平移运动和自转运动；

所述控制台的操纵杆包括用于控制所述三维平移驱动机构的第一操纵杆和用于控制所述自转驱动机构的第二操纵杆，所述操纵杆用于在被摇动至指定位置时控制对应的驱动机构驱动所述磁性运动部件按照所述指定位置所对应的运动方向运动。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制台和所述运算终端设备通过有线通信接口或无线通信方式通信。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的磁性胶囊内窥镜的远程控制系统的远程控制方法，其特征在于，包括：

通过控制台操纵运算终端设备向被控设备的工控机发送远程控制请求，或者，接收由所述工控机向所述运算终端设备发送的远程控制请求；

在所述远程控制请求被同意之后，建立所述运算终端设备与所述工控机之间的远程通信连接；

根据控制端切换指令在所述运算终端设备和所述工控机之间切换当前控制端，其中，所述控制端切换指令为所述运算终端设备根据所述控制台接收到的操作生成的指令或所述运算终端设备接收的由所述工控机发送的指令，所述当前控制端为允许控制所述被控设备的控制端。

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