[发明专利]无线能量传输系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及医用内视镜技术领域，尤其涉及一种无线能量传输系统及方法。

背景技术

内视镜检查技术是目前消化道疾病最有效的检查手段，原有的常规内视镜检查技术由于都带有引导插管，不仅给系统操作带来很多不便，也给患者带来了很大的不适和痛苦，同时由于采用的是有线传输，也导致常规内视镜检查的部位受到局限，无法实现对小肠部位的检查等。随着微电子技术、MEMS(Micro Electro Mechanical systems，微电子机械系统)技术的发展，出现了口服内视镜系统，解决了小肠盲区的内视镜检查问题，但现有的临床口服内视镜产品仅采用了1个或者2个摄像设备，其前进动力主要靠消化道的蠕动，一般采用2帧/秒的图像采集帧率，因此在对消化道腔体，特别是在胃和大肠等大腔体内进行拍照时，腔体部位遗漏拍摄图像的现象会比较严重；另外，系统需要患者在进行消化道检查时佩带无线接收设备，导致患者的日常活动受到一定的限制，而且由于体外接收设备还需要有多根天线在检查前放置在患者的指定部位，这需要专业人员进行操作，还给患者带来了不适，同时多天线的存在也导致了系统的不稳定性增加，而且采用的无线数据传输技术的口服内视镜还存在接收灵敏度问题，影响接收到的图像的质量。

针对上述不足，申请号为200910080350.2的中国发明专利申请中提出了一种用于生物体腔内的全视角图像采集和存储系统。尽管该些发明专利申请中使用了多个发射线圈与接收线圈，但其本质均为两线圈结构，即存在发射线圈与接收线圈。这种结构由于发射线圈与能量源内阻串联，接收线圈与负载串联，导致该种结构中的线圈均有较大的等效内阻，线圈均处于较低的品质因数的情况。根据电路理论可知，较低的品质因数不利于无线能量的传输。为了使能量接收端获得足够的能量，能量发射端不得不以较大的功率发射能量，造成能源的浪费，且在空间中造成了不必要的电磁污染。

综上所述，现有的用于生物体腔检查的无线能量传输系统能量效率低，不必要的浪费了能源，且在空间中造成了不必要的电磁污染。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的要解决的技术问题是：如何提高无线能量传输系统的能量传递效率，降低系统的发射功率和系统的总功耗。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提出了一种无线能量传输系统，包括图像读取设备和图像采集与存储设备，所述图像采集与存储设备用于在生物体腔内进行图像数据的采集与存储，所述图像读取设备用于在生物体腔外读取所述该图像采集与存储设备中存储的图像数据；

所述图像读取设备内安装有能量发射装置与能量中继装置，所述图像采集与存储设备内安装有能量接收装置，所述能量发射装置包括发射线圈，所述能量中继装置包括共振线圈，所述能量接收装置包括接收线圈，所述共振线圈能够在发射线圈所发射的电磁波频率上产生共振，所述接收线圈能够接收共振后的电磁波，从而驱动所述图像采集与存储设备工作。

其中，所述发射线圈或接收线圈包括分别布置于三维空间的三个坐标平面的线圈。

其中，所述能量发射装置还包括振荡器、功率放大器及第一匹配网络，所述功率放大器用于将所述振荡器发出的电信号放大后利用放大后的电信号驱动所述发射线圈发射出电磁波，所述第一匹配网络用于使与其配套的发射线圈工作在谐振状态。

其中，所述能量中继装置还包括与所述共振线圈配套的第二匹配网络，所述第二匹配网络用于使与其配套的共振线圈工作在谐振状态，其谐振频率与所述发射线圈发射的电磁波频率相同或相近，以使得共振线圈能够在发射线圈所发射的电磁波频率上产生共振。

其中，所述能量接收装置还包括与所述接收线圈配套的第三匹配网络、整流器和稳压器，所述整流器用于在所述接收线圈接收到共振后的电磁波之后，将接收线圈感应出的交流电转换为直流电，然后通过所述稳压器对该直流电进行稳压，所述第三匹配网络用于使与其配套的接收线圈工作在谐振状态，其谐振频率与所述发射线圈发射的电磁波频率相同或相近，以使得接收线圈能够在发射线圈所发射的电磁波频率上产生共振。

其中，所述发射线圈、共振线圈或接收线圈为环形或多边形。

本发明还提供了一种利用上述系统进行无线能量传输的方法，包括以下步骤：

首先利用所述图像采集与存储设备在生物体腔内采集图像数据并存储；

然后将所述图像采集与存储设备取出并放入所述图像读取设备中，利用所述图像读取设备对所述图像采集与存储设备进行供电，从而使所述图像读取设备能够读取所述该图像采集与存储设备中存储的图像数据。

(三)有益效果