WO2014169504A1

WO2014169504A1 - 一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法

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Publication number: WO2014169504A1
Application number: PCT/CN2013/076162
Authority: WO
Inventors: 段晓东; 张少邦; 肖国华; 王新宏; 王俊杰
Original assignee: 安翰光电技术（武汉）有限公司
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-10-23
Also published as: EP2987447B1; CN103222842A; DK2995240T3; DK2987447T3; LT2987447T; HRP20192236T1; ES2887301T3; EP2987447A1; SI2987447T1; CN103222842B; US20150018614A1; JP6111375B2; EP2987447A4; ES2738551T3; US9986898B2; JP2016515444A; US20150018615A1; HUE047187T2; LT2995240T; ES2758701T3

Abstract

一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法。利用磁球（1）磁场用于实现具有磁性的胶囊内窥镜（15）的悬浮和定位以及胶囊内窥镜（15）在人体消化道内的姿势控制，通过磁场控制建立一个稳定的悬浮系统，胶囊内窥镜（15）可以在XYZ轴三个方向移动以及偏转各种观察角度。由于磁球（1）在运动的过程中可以精确产生5个自由度的旋转磁场，并对具有磁性的胶囊内窥镜（15）产生远程作用力，从而得出一种对胃的表面进行扫描的方法，解决了胶囊内窥镜（15）在运动磁场下的定位和控制问题，推广使用后可提高人体消化道疾病的检出率。摆脱了传统意义上胶囊内窥镜（15）只能靠人体消化道自身蠕动的运动模式，具有定位准确、控制速度快、安全可靠的特点。

Description

一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法技术领域

本发明涉及医疗器械，具体地指一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法。背景技术

随着大规模集成电路技术、 MEMS、无线通信、光学技术的发展，胶囊内窥镜作为一种有效的诊断肠道疾病的方法，目前已被广泛的研究并得到了迅速的发展。国内外第一代胶囊内窥镜的研究已有成熟的产品和深厚的研究基础。以色列 Given Imaging公司生产的 M2A，日本 Olympus公司开发的 Endo Capsule 及中国重庆金山科技相继投入市场，且都占有很大的份额。由于第一代胶囊在肠道内的运动仅仅依靠人体的肠道蠕动系统，其自身在任意时刻的运动姿态、速度、方向、位置状态都是随机的，这将不利于医生对肠道内病灶部位信息的获取与诊断。

如果不能对胶囊内窥镜在体内进行定位和控制，将会导致胶囊内窥镜在遍历肠道检测的过程中产生很多问题。现有各类胶囊内窥镜在人体内主要依靠器官的蠕动和收縮来完成沿消化道运动，运动速度缓慢，检测效率很低，同时检查也存在盲区。它不能前后驱动胶囊停留在某个部位进行进一步检查或某种操作，同时难以实现运动姿态的控制及运动快慢和方向的控制，进而无法完成针对某个特定病变部位实施诊断或手术。

中国重庆金山集团曾用手动的磁铁在人体外控制胶囊内窥镜在人体消化道的定位和控制，这种方式虽然造价低廉，但是人工控制毕竟没有机械设备控制精准，不能实现智能化。还有些科研机构用长条形状的体外磁铁来对磁性胶囊内窥镜进行定位和控制，这种方法虽然在直线路线下速度快定位准，但由于人体的消化道不是直线，而是弯弯曲曲的，所以在这种环境下用长条形的磁铁对胶囊内窥镜进行定位和控制还是很困难的。

关于带有磁场胶囊的悬浮已在专利文献中有记载，如：专利 US2007022 1233 US20 1 00268026 US20 1 1 0054255 US201 1 0 1 84235中已经提到过。在这些专利的应用中，磁胶囊被周围的液体所悬浮。在临床实践中最常用的液体是水，胶囊的重量要限制在 3克以下。对于比重大于水的胶囊内窥镜如何实现稳定的悬浮，还没有被详细研究过。发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法，可以精确产生 5个自由度的旋转磁场并对磁性胶囊内窥镜产生远程作用力，解决胶囊内窥镜在运动磁场下的定位和控制问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，包括底座、两根平行固定在底座上的 X轴滑轨、至少一根沿水平面与 X轴滑轨垂直设置的 Y轴滑轨、两块分别与 Y轴滑轨两端连接的 X 轴模块、竖直设置在 Y轴滑轨上的 Z轴支架、竖直固定连接在 Z轴支架上的 Z轴滑轨、一端与 Z轴滑轨滑动连接的 Z轴悬臂、与 Z轴悬臂另一端连接的磁球围架、安装在磁球围架中的磁球、用于带动 Z轴悬臂滑动的 Z轴电机，所述两块 X轴模块分别与两根 X轴滑轨滑动连接，所述 z轴支架与 Y轴滑轨滑动连接，所述磁球围架上设有控制磁球在水平方向上转动的水平电机和控制磁球在竖直方向上转动的竖直电机。

上述方案中，还包括用于有带动 X轴模块滑动的 X轴电机和与 Y轴滑轨底部固定连接的 Y轴底座。优选的，所述 Y轴滑轨为两根。这样，通过 X 轴电机带动 X轴模块在 X轴滑轨上滑动，使与 X轴模块相连接的 Y轴滑轨随之滑动，从而使 Y轴滑轨上的 Z轴支架也随之运动，进而控制磁球沿与 X 轴滑轨平行的方向移动。、此外，由于两根 Y轴滑轨均与 Y轴底座固定连接，使得移动更为平稳。

上述方案中，还包括 Y轴模块，所述 Y轴模块由固定在 z轴支架两侧的侧板和固定在 z轴支架底部的底板构成，所述侧板与 X轴模块平行设置，所述底板与 Y 轴滑轨滑动接触；所述其中一块 X轴模块上设有用于带动 Y 轴模块滑动的 Y轴电机，所述 Υ轴电机的输出端连接有传动丝杆，所述传动丝杆依次穿过两块侧板并与两块侧板螺纹连接。这样，通过 Υ轴电机带动 Υ 轴模块在 Υ轴滑轨上滑动，使与 Υ轴模块相连接的 ζ轴支架也随之运动，从而控制磁球沿与 Υ轴滑轨平行的方向移动。

上述方案中，所述 ζ轴滑轨和 Ζ轴悬臂均为两根且均为平行设置，所述每根 Ζ轴悬臂的一端均与一块 Ζ轴模块固定连接，所述两块 Ζ轴模块分别与一根 Ζ轴滑轨滑动连接，所述 Ζ轴电机设置在 Ζ轴支架上，所述 Ζ轴电机的输出端连接有丝杆，所述丝杆通过横连杆与两块 ζ轴模块连接。

或者，所述 ζ轴滑轨为四根且平行设置，所述 Ζ轴悬臂为两根且为平行设置，所述每根 ζ轴悬臂的一端均与一块 Ζ轴模块固定连接，所述两块 Ζ轴模块均与 X轴模块平行设置，所述每块 Ζ轴模块的两端分别与两根 Ζ轴滑轨滑动连接，所述 Ζ轴电机设置在 Ζ轴支架上，所述 Ζ轴电机的输出端连接有丝杆，所述丝杆通过横连杆与两块 ζ轴模块连接。

这样，通过 Ζ轴电机带动 Ζ轴模块在 Ζ轴滑轨上滑动，使与 Ζ轴模块相连接的 ζ轴悬臂也随之运动，从而控制磁球沿与 ζ轴滑轨平行的方向移动。

上述方案中，还包括两端分别与水平电机和磁球框架连接的竖直轴。这样，水平电机通过竖直轴控制磁球框架连同磁球一起在水平方向上的转动。

上述方案中，还包括设置在磁球围架上的水平轴和同步轮，所述水平轴沿磁球的水平轴线穿过磁球，所述同步轮的两端分别与竖直电机相和水平轴连接。这样，竖直电机通过同步轮的运转，从而带动磁球在竖直方向上的转动。

上述方案中，所述磁球为永磁体或电磁体或超导磁体。这样，通过磁球产生的磁场控制磁性胶囊内窥镜在人体消化道内的运动。

本发明还提供了一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的方法，按照如下步骤进行：

Α ) 排空受试者的消化道；

Β ) 受试者吞服含有磁体的胶囊内窥镜后平躺；

C ) 在受试者的体外设置控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，所述装置包括底座、固定在底座上的 X轴滑轨、沿水平面与 X轴滑轨垂直设置的 Y轴滑轨、两块分别与 Y轴滑轨两端固定并与 X轴滑轨滑动连接的 X轴模块、竖直设置在 Y轴滑轨上并与 Y轴滑轨滑动连接的 z轴支架、至少两根竖直固定连接在 Z轴支架上的 Z轴滑轨、与水平面平行且一端与 Z轴滑轨滑动连接的 Z轴悬臂、与 Z轴悬臂另一端连接的磁球围架、安装在磁球围架 ( 20 ) 中的磁球（ 1 )、带动 Z轴悬臂在 Z轴滑轨上滑动的 Z轴电机，所述磁球围架上设有控制磁球在水平方向上转动的水平电机和控制磁球在竖直方向上转动的竖直电机；

D ) 通过所述装置调节磁球沿 X轴、 Y轴、 Z轴方向移动，以及进行水平旋转和竖直自转运动，控制磁球与胶囊内窥镜之间的距离，使胶囊内窥镜在人体消化道内处于悬浮状态；

E )在悬浮状态下，通过控制磁球沿与 X轴滑轨和 /或 Y轴滑轨平行的方向移动，使胶囊内窥镜沿与磁球移动方向相同的方向运动；

F ) 在悬浮状态下，通过控制磁球沿与 Z 轴滑轨平行的方向移动，使胶囊内窥镜沿与磁球移动方向相反的方向运动；

G ) 控制胶囊内窥镜走完人体消化道后，胶囊内窥镜随人体排泄物一起排出体外。

在本发明步骤 D ) 中， X轴方向、 Y轴方向、 Z轴方向、水平旋转和竖直自转的工作状态互不干扰，可以先后在不同时段单独工作，也可同时工作，或者任意组合状态下工作。

本发明的有益效果在于：本发明利用磁球产生的磁场实现对磁性胶囊内窥镜的悬浮和定位，即控制胶囊内窥镜在人体消化道内的运动姿势，具体而言，通过磁场控制胶囊内窥镜在 XYZ 轴三个方向的移动及偏转各种观察角度，建立一个稳定的悬浮系统。由于磁球在运动的过程中可以精确产生 5个自由度的旋转磁场，并对磁性胶囊内窥镜产生远程作用力，解决了胶囊内窥镜在运动磁场下的定位和控制问题，推广使用后可提高人体消化道疾病的检出率。本发明摆脱了传统意义上胶囊内窥镜只能靠人体消化道自身蠕动的运动模式，本发明具有定位准确、控制速度快、安全可靠的特点。附图说明

图 1为本发明的装置的结构示意图。

图 2为磁球围架结构暨图 1 中控制磁球水平旋转和竖直自转的示意图。图 3为本发明的装置的使用状态示意图。

图 4为胶囊内窥镜稳定悬浮的示意图。

图 5为悬浮时胶囊内窥镜的重力与磁矩的变化曲线图。

图 6为悬浮时胶囊内窥镜在 XY轴水平方向上运动的示意图。

图 7为悬浮时胶囊内窥镜在 Z轴水平方向上运动的示意图。

图 8为悬浮时胶囊内窥镜在磁球的磁场区域转动的示意图。

图 9为悬浮时胶囊内窥镜偏离原始位置的水平距离与磁球转动角度的变化曲线图。

图 10为磁场强度最大点的角度与磁球转动角度的变化曲线图。

图 11为在改变胶囊内窥镜角度时磁球的运动状态图。具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

图 1所示的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，包括底座 11、两根平行固定在底座 11 上的 X轴滑轨 12、两根沿水平面与 X轴滑轨 12垂直的 Y轴滑轨 10、两块分别与 Y轴滑轨 10两端固定连接的 X轴模块 9，两块 X轴模块 9分别与对应一侧的 X轴滑轨 12滑动连接。底座 11上还设有用于带动 X轴模块 9在 X轴滑轨 12上滑动的 X轴电机 13。 Y轴滑轨 10的底部设有与 Y轴滑轨 10固定连接的 Y轴底座 10.1。在 Y轴滑轨 10上竖直设置与 Y轴滑轨 10滑动连接的 Z轴支架 7， Z轴支架 7上设置有 Y轴模块 21。 Y轴模块 21包括固定在 Z轴支架 7两侧的侧板 21.1和固定在 Z轴支架 7底部的底板 21.2，侧板 21.1与 X轴模块 9平行设置，底板 21.2与 Y轴滑轨 10 滑动接触。其中一块 X轴模块 9上设有带动 Y轴模块 21在 Y轴滑轨 10上滑动的 Y轴电机 8， Υ轴电机 8 的输出端连接有丝杆 23，丝杆 23依次穿过两块侧板 21 . 1并与两块侧板 21 . 1螺纹连接。

在 Ζ轴支架 7上竖直固定连接有四根且平行设置的 Ζ轴滑轨 4，沿水平面并与 X轴滑轨 12平行方向设置有两根 Ζ轴悬臂 5。每根 Ζ轴悬臂 5 的一端均与一块 Ζ轴模块 22固定连接， Ζ轴悬臂 5的另一端与磁球围架 20连接。每块 Ζ轴模块 22的两端分别与两根 Ζ轴滑轨 4滑动连接，两块 Ζ轴模块 22 均与 X轴模块 9平行设置。 Ζ轴支架 7上设有 Ζ轴电机 6， Ζ轴电机 6的输出端连接有丝杆 6. 1，丝杆 6. 1 通过横连杆 6.2与两块 Ζ轴模块 22连接。 Ζ 轴模块 22通过 Ζ轴电机 6在 Ζ轴滑轨 4上滑动，从而带动 Ζ轴悬臂 5上下滑动。

图 2所示，在磁球围架 20中安装磁球 1，磁球 1为永磁体或电磁体或超导磁体。磁球围架 20上设有控制磁球 1 在水平方向上转动的水平电机 3和控制磁球 1 在竖直方向上转动的竖直电机 2，以及水平轴 17、竖直轴 1 8和同步轮 19。竖直轴 1 8的两端分别与水平电机 3和磁球框架 20连接，水平轴 17沿磁球 1 的水平轴线穿过磁球 1，同步轮 19 的两端分别与竖直电机 2和水平轴 17连接。

图 3所示，采用上述装置控制胶囊内窥镜 15在人体消化道运动的方法，按照如下步骤进行：

Α ) 受试者 16实验前 4〜12小时需禁食，尽量使消化道排空，防止体内残留物对胶囊内窥镜的拍摄产生影响；

Β ) 受试者 16吞服胶囊内窥镜 15 并平躺在睡床 14上，胶囊内窥镜 15 内含有磁体；

C ) 在受试者 16 的体外设置控制胶囊内窥镜 15 在人体消化道运动的装置；

D ) 通过控制该装置的 X轴电机 13、 Υ轴电机 8、 Ζ轴电机 6分别调节 X轴模块 9、 Υ轴模块 21、 Ζ轴模块 22的移动使磁球 1沿 X轴、 Υ轴、 Ζ轴方向移动，以及控制水平电机 3和竖直电机 2分别使磁球 1进行水平旋转和竖直自转运动，从而控制磁球 1 与胶囊内窥镜 15 之间的距离，使胶囊内窥镜 15 受到的向上的浮力与磁球 1 的吸引力之和等于向下的自身重力，使胶囊内窥镜 15在人体消化道内处于悬浮状态；

X轴电机 13、 Y轴电机 8、 Z轴电机 6、水平电机 3和竖直电机 2的工作状态互不干扰，可以先后在不同时段单独工作，也可 5个电机同时工作，或者进行任意自由组合。如， 5个电机同时工作， X轴模块 9、 Y轴模块 21、 Z轴模块 22同时滑动并且磁球围架 20带着磁球 1在水平方向上旋转，此时磁球 1还可绕着水平轴 17在竖直方向上自转；

E ) 在悬浮状态下，控制 X轴电机 13和 /或 Y轴电机 8使磁球 1沿与 X 轴滑轨 12和 /或 Y轴滑轨 10平行的方向移动，即，使磁球 1沿 X轴和 /或 Y 轴方向移动，此时，由于胶囊内窥镜 15 受到不断增强的相应方向上的磁场力作用，使得胶囊内窥镜 15沿与磁球 1移动方向相同的方向运动；

F )在悬浮状态下，控制 Z轴电机 6与 Z轴悬臂 5连接的 Z轴模块 22在 Z轴滑轨 4上或下滑动，磁球 1也会随 Z轴悬臂 5在沿 Z轴方向上或下运动，胶囊内窥镜 15受到增大的反方向的磁场作用力，从而向下或上运动；

G ) 通过以上步骤控制胶囊内窥镜 15走完人体某个或整个消化道后，胶囊内窥镜 15随人体排泄物一起排出体外。

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。稳定悬浮实验

本发明还对上述装置进行了稳定悬浮的实验，验证了本发明控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的可行性。

以下实验中的胶囊内窥镜 15中均含有磁体。

当重力密度比液体密度大时，胶囊内窥镜 15 靠着外部的磁力进行自身稳定的悬浮，如图 4所示。悬浮时，胶囊内窥镜的重力与磁矩的变化曲线如图 5所示。

一个胶囊内窥镜 15在外部磁力的作用下悬浮：

¹ F m + τ 1 F fl_oat =Wy

其中， W为胶囊内窥镜 15的重力， F_m为胶囊内窥镜 15受到的磁力， F_fl。_at 为胶囊内窥镜 15受到的浮力。 μ₀ 6Mm

F ^Ffloat = Pli_quid (^L/ ^{2 +} ^^R

4π (D + z) 公式中， M代表磁球 1 发生磁力作用时的磁矩； m指胶囊内窥镜 15 中的磁体发生磁力作用时的磁矩；如图 4所示， D指从磁球 1到胶囊内窥镜 15 中心的距离； z指人体消化道气液界面和胶囊内窥镜 15 中心之间的距离； L 指胶囊内窥镜 15的长度； R指胶囊内窥镜 15的半径；为人体消化道中的液体密度； μ。为真空磁导率。

对于一个磁性胶囊稳定的悬浮，须满足以下条件：

S(W-F -F_noat) _n 6Mm

dr π (D-L/2)'

DIL>U p fl_nuu_ii_dd +\l2 z^为人体消化道中液体的密度； ^为胶囊内窥镜 15的密度。胶囊内窥镜 15在 XYZ轴上精确的运动靠磁球 1控制，如图 6、 7所示。在悬浮的条件下，如图 6所示，当在 XY轴方向移动磁球 1 时，人体消化道内的胶囊内窥镜 15也会随之在 XY轴水平方向上运动。

在悬浮的条件下，如图 7所示，当在 Z轴方向移动磁球 1 时，磁球 1 向下运动时，人体消化道内的胶囊内窥镜 15 向上运动；磁球 1 向上运动时，人体消化道内的胶囊内窥镜 15 向下运动。通过控制磁球 1 在 Z轴方向的运动，能够精确地控制人体消化道内的胶囊内窥镜 15 在 Z轴方向的运动，这样就可以对胃粘膜的顶部或者底部有一个远程或者近距离的观察。

胶囊内窥镜 15在一个特定的点悬浮旋转的方法，如图 8〜12所示，在人体消化道气液界面的一个特定的点倾斜放置一个胶囊内窥镜 15，磁球 1在相反方向移动一段距离使胶囊内窥镜 15 有作用力在 Z轴方向上调整，这样胶囊内窥镜 15就在给定的点任意调整自身的角度。这就是胶囊内窥镜 15悬浮检查胃表面的方法。

在悬浮的条件下，如图 8所示，当磁球 1朝一个方向转动时，人体消化道内的胶囊内窥镜 15 也跟着转动。但是，如果最大的磁场区域位置发生改变，人体消化道内的胶囊内窥镜 15会从它的原始位置有一个水平偏移距离。图 8中虚线椭圆形即为磁场等势线，它和人体消化道气液界面的切点即为磁场强度最大点 Bm，偏离原始位置的水平距离与磁球 1 转动角度的变化曲线如图 9所示。

图 10 给出了人体消化道气液界面磁场强度最大点的角度与磁球转动角度的变化曲线。通过改变磁球 1 的转动角度，来控制胶囊内窥镜 15 的倾斜角度。此外，从图 10上还可以看出，胶囊内窥镜 15在 45度到 135度之间的倾斜角度是很容易控制的。

如图 1 1所示，当改变胶囊内窥镜 15角度时，磁球 1会自身旋转并沿着 XYZ轴方向运动以补偿如图 9移动的距离，这样胶囊内窥镜 15就会在附近运动旋转，从而有利于观察消化道粘膜周围的具体情况。

Claims

权利要求书

1、一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：包括底座（11)、两根平行固定在底座（11) 上的 X轴滑轨（12)、至少一根沿水平面与 X轴滑轨（12)垂直设置的 Y轴滑轨（10)、两块分别与 Y轴滑轨（10) 两端连接的 X轴模块（9)、竖直设置在 Y轴滑轨（10) 上的 Z轴支架（7)、竖直固定连接在 Z轴支架（7) 上的 Z轴滑轨（4)、一端与 Z轴滑轨（4) 滑动连接的 Z轴悬臂（5)、与 Z轴悬臂（5) 另一端连接的磁球围架（20)、安装在磁球围架（20) 中的磁球（1)、用于带动 Z轴悬臂（5) 滑动的 Z轴电机（6)，所述两块 X轴模块（9) 分别与两根 X轴滑轨（12) 滑动连接，所述 Z轴支架（7) 与 Y轴滑轨（10) 滑动连接，所述磁球围架（20) 上设有控制磁球（1) 在水平方向上转动的水平电机（3) 和控制磁球（1) 在竖直方向上转动的竖直电机（2)。

2、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：还包括用于带动 X轴模块（9) 滑动的 X轴电机（13) 和与 Y 轴滑轨（10) 底部固定连接的 Y轴底座（10.1)。

3、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：所述 Y轴滑轨（10) 为两根。

4、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：还包括 Y轴模块（21)，所述 Y轴模块（21) 由固定在 Z轴支架（7) 两侧的侧板（21.1) 和固定在 Z 轴支架（7) 底部的底板（21.2) 构成，所述侧板（21.1) 与 X 轴模块（9) 平行设置，所述底板（21.2) 与 Y 轴滑轨（10) 滑动接触；所述其中一块 X轴模块（9) 上设有用于带动 Y轴模块（21) 滑动的 Y轴电机（8)，所述 Y轴电机（8) 的输出端连接有传动丝杆（23)，所述传动丝杆（23)依次穿过两块侧板（21.1)并与两块侧板（21.1) 螺纹连接。

5、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：所述 Z轴滑轨（4) 和 Z轴悬臂（5)均为两根且均为平行设置，所述每根 Z轴悬臂（5) 的一端均与一块 Z轴模块（22) 固定连接，所述两块 Z轴模块（22) 分别与一根 Z轴滑轨（4) 滑动连接，所述 Z轴电机（6) 设置在 Z轴支架（7) 上，所述 Z轴电机（6) 的输出端连接有丝杆（6.1)，所述丝杆（6.1) 通过横连杆（6.2) 与两块 Z轴模块（22) 连接。

6、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：所述 Z轴滑轨（4) 为四根且平行设置，所述 Z轴悬臂（5) 为两根且为平行设置，所述每根 Z轴悬臂（5) 的一端均与一块 Z轴模块（22) 固定连接，所述两块 Z轴模块（22) 均与 X轴模块（9) 平行设置，所述每块 Z轴模块（22) 的两端分别与两根 Z轴滑轨（4) 滑动连接，所述 Z轴电机（6) 设置在 Z轴支架（7) 上，所述 Z轴电机（6) 的输出端连接有丝杆

(6.1)，所述丝杆（6.1) 通过横连杆（6.2) 与两块 Z轴模块（22) 连接。

7、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：还包括两端分别与水平电机（3) 和磁球框架（20) 连接的竖直轴（18)。

8、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：还包括设置在磁球围架（20) 上的水平轴（17)和同步轮（19)，所述水平轴（17) 沿磁球（1) 的水平轴线穿过磁球（1)，所述同步轮（19) 的两端分别与竖直电机（2) 和水平轴（17) 连接。

9、根据权利要求 1 所述的控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，其特征在于：所述磁球（1) 为永磁体或电磁体或超导磁体。

10、一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的方法，按照如下步骤进行：

A) 排空受试者（16) 的消化道；

B) 受试者（16) 吞服含有磁体的胶囊内窥镜（15) 后平躺；

C) 在受试者（16) 的体外设置控制胶囊内窥镜（15) 在人体消化道运动的装置，所述装置包括底座（11)、固定在底座（11) 上的 X轴滑轨（12)、沿水平面与 X轴滑轨（12) 垂直设置的 Y轴滑轨（10)、两块分别与 Y轴滑轨（10) 两端固定并与 X轴滑轨（12) 滑动连接的 X轴模块（9)、竖直设置在 Y轴滑轨（10) 上并与 Y轴滑轨（10) 滑动连接的 Z轴支架（7)、至少两根竖直固定连接在 Z轴支架（7) 上的 Z轴滑轨（4)、与水平面平行且一端与 Z轴滑轨（4) 滑动连接的 Z轴悬臂（5)、与 Z轴悬臂（5) 另一端连接的磁球围架（20)、安装在磁球围架（20) 中的磁球（1) \带动 Z轴悬臂（5) 在 Z轴滑轨（4) 上滑动的 Z轴电机（6)，所述磁球围架（20) 上设有控制磁球（ 1) 在水平方向上转动的水平电机（3) 和控制磁球（1) 在竖直方向上转动的竖直电机（2);

D) 通过所述装置调节磁球（1) 沿 X轴、 Y轴、 Z轴方向移动，以及进行水平旋转和竖直自转运动，控制磁球（1) 与胶囊内窥镜（15) 之间的距离，使胶囊内窥镜（15) 在人体消化道内处于悬浮状态； X轴方向、 Y轴方向、 Z轴方向、水平旋转和竖直自转的工作状态互不干扰，可以先后在不同时段单独工作，也可同时工作，或者任意组合状态下工作；

E) 在悬浮状态下，通过控制磁球（1) 沿与 X轴滑轨（12) 和 /或 Y轴滑轨（ 10) 平行的方向移动，使胶囊内窥镜（15) 沿与磁球（1) 移动方向相同的方向运动；

F) 在悬浮状态下，通过控制磁球（1) 沿与 Z 轴滑轨（4) 平行的方向移动，使胶囊内窥镜（15) 沿与磁球（1) 移动方向相反的方向运动；

G) 控制胶囊内窥镜（15) 走完人体消化道后，胶囊内窥镜（15) 随人体排泄物一起排出体外。