[发明专利]胶囊内窥镜体内运行速度的控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及胶囊内窥镜，特别是指一种通过检测磁感应强度采用负反馈机制对胶囊内窥镜的速度进行实时调整的控制系统和控制方法。

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。

由于胶囊内窥镜内部的视频传感器单张图片的采集时间约为30ms，单张图片的采集时间过长，如果胶囊在体内运行速度过快，极易造成采集下来的图片模糊不清的情况，因此有效控制胶囊运行速度变得有意义。

因此，有必要提供可对胶囊内窥镜在体内运行速度进行控制的控制系统和控制方法。

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通过检测磁感应强度对胶囊内窥镜在体内运行速度进行控制的控制系统和控制方法，以控制其在肠胃中保持匀速运行，获得清晰的图像。

本发明提供了胶囊内窥镜体内运行速度的控制系统，其包括：

胶囊内窥镜，其设有第一微处理器以及与之电连接的霍尔传感器、射频调制芯片，通过霍尔传感器实时记录下胶囊内窥镜所在位置的磁感应强度，传输至射频调制芯片进行信号发送；

速度控制装置，置于体外，包括电性连接的接收控制模块和电磁线圈；

其中，接收控制模块包括第二微控制器和与之电连接的电磁铁电源控制模块、射频解调芯片，电磁铁电源控制模块与电磁线圈电连接；

当电磁铁电源控制模块驱动电磁线圈通电产生电磁场，体内的胶囊内窥镜受磁力作用而逐渐靠近肠胃内壁，并通过霍尔传感器记录胶囊内窥镜所在位置的磁感应强度，经由射频调制芯片发送至接收控制模块的射频解调芯片，并由射频解调芯片传输至第二微控制器，第二微控制器根据设定要求驱动电磁铁电源控制模块控制电磁线圈调整电磁场的大小，以根据所反馈的磁感应强度的变化来控制胶囊内窥镜在肠胃内的运动速度。

在第二微控制器中，当射频解调芯片所传输的磁感应强度值大于设定磁感应强度值时，则发送减速信号至电磁铁电源控制模块，驱动其降低电流输出，以降低电磁线圈的电磁力；反之，当射频解调芯片所传输的磁感应强度值小于设定磁感应强度值时，则发送加速信号至电磁铁电源控制模块，驱动其提高电流，以提高电磁线圈的电磁力。

优选地，所述电磁铁电源控制模块的电流馈电档位分为4档：0A、10A、20A和30A，当磁感应强度B<60Gs时，启动电流馈电输出为30A，当磁感应强度为60Gs<B<80Gs时，启动电流馈电输出为20A，当磁感应强度为80Gs<B<90Gs时，启动电流馈电输出为10A，当磁感应强度为B>100Gs时，电磁铁电源控制模块关闭电流输出，电流馈电输出为0A。速度控制装置根据胶囊内窥镜的霍尔传感器所反馈的磁感应强度的变化来调整其在肠胃中的运行速度，使其保持低速运行。

本发明还提供了一种胶囊内窥镜体内运行速度的控制方法，其包括以下步骤：

步骤1）启动电磁铁电源控制模块，电磁线圈通电而产生电磁场；

步骤2）人体靠近电磁线圈，肠胃中的胶囊内窥镜受磁力吸引而向肠胃壁运动，并将霍尔传感器所记录其所在位置的磁感应强度发送至速度控制装置；

步骤3）速度控制装置根据胶囊内窥镜所反馈的磁感应强度的变化以控制其的运行速度。

优选地，还可进一步包括以下步骤：

步骤4）根据霍尔传感器所记录的磁感应强度计算得出胶囊内窥镜的运行加速度；

步骤5）根据霍尔传感器所记录的磁感应强度和当前电磁线圈的馈电电流值，计算得出胶囊当前所在位置。

与现有技术相比，本发明胶囊内窥镜体内运行速度的控制系统，通过霍尔传感器记录并向速度控制装置反馈磁感应强度值，根据所反馈的磁感应强度值驱动电磁铁电源控制模块调整馈电电流的幅度，通过负反馈机制调整电磁吸引力的大小，由此，调整内窥镜的运行速度，避免了其速度过快导致所摄图像不清晰，以获得清晰的图像或影像，提高了拍摄的质量，进而提高了诊断的准确性和精确度，对其诊疗具有很大的实践意义。同时，在操作设备上，采用负反馈机制进行检测并控制，结合电磁场场强变化特点对内窥镜运行的影响，通过改变场强强度来实现对内窥镜速度的调整，设备简单，操作方便，可靠性强，调整应变灵活。另外，还可通过所反馈的磁感应强度来计算得出胶囊内窥镜的运行加速度、其所在当前位置以及运行速度等各参数，对医学诊断具有很大意义。

附图说明