[实用新型]消化道目标物的无线跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械，尤其涉及一种用于跟踪体内的吞咽式电子胶囊方位的倾角式磁跟踪系统。

背景技术

吞咽式电子胶囊可由口服进入消化道，通过其携带的微型摄像系统将消化道内的图像无线传输到体外，或者通过其携带的多个传感器对胃肠道内的多元信息进行检测和采集，或者通过执行机构对局部组织进行取样活检。然而，医生无法获知吞咽式电子胶囊在体内的位置，由此无法将诊查信息与具体部位对应，并且也无法根据胶囊的方位准确地驱动胶囊运动。

目前，针对吞咽式电子胶囊的跟踪定位，众多科研人员取得了大量研究成果。英国的Lab-in-a-Pill胶囊内镜采用磁标记物定位法，跟踪范围为18cm以内。Aziz等人在胶囊内放置圆柱形永磁体，通过体外的三轴磁阻传感器检测磁场来跟踪胶囊，在10cm×10cm×10cm的跟踪范围内，最大的跟踪误差达到3cm。Kim等人通过在胶囊内安装四个霍尔效应传感器，检测外部的磁场强度，以跟踪胶囊方位。报导的跟踪范围为：胶囊与磁场源的相对距离在x方向从0至50mm，在y方向从-50mm至+50mm，在z方向从200mm至300mm，最大位置误差15mm。以上静态或准静态磁场检测方法的跟踪范围和跟踪精度仍有提高的空间。

由于电子元件的低频噪声和地磁场信号难以在静磁信号中滤除，且仅通过磁场检测确定方位，导致磁场逆问题中未知量个数多、求解复杂。因此采用交变磁场传感结合倾角传感的方法，跟踪体内电子胶囊的方位，具有抗干扰能力强、跟踪范围宽、方位求解时间短、每轮跟踪的采样数据量和采样时间短等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是为了提供一种新型的倾角式磁跟踪系统，用于跟踪吞咽式电子胶囊在人体消化道内的方位。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种消化道目标物的无线跟踪装置，包括设置在体外的磁场发生器、无线数据收发模块和数据处理平台，以及设置在吞咽式电子胶囊上的倾角式无线磁传感模块；倾角式无线磁传感模块与无线数据收发模块无线通信相连，无线数据收发模块分别与磁场发生器、数据处理平台通信相连。

所述磁场发生器仅由单个励磁线圈组成，不需要分时励磁。

所述倾角式无线磁传感模块主要包括倾角传感子模块、磁传感子模块和无线数据发送子模块，倾角传感子模块和磁传感子模块的输出分别连接无线数据发送子模块；所述倾角传感子模块由加速度传感器、信号调理电路组成，加速度传感器的输出连接信号调理电路，信号调理电路的输出连接无线数据发送子模块；所述磁传感子模块包括信号控制电路、三轴磁传感器、多路模拟开关、可编程放大及滤波电路、峰值检测电路和采样及A/D转换电路，其中信号控制电路的输出分别与多路模拟开关、可编程放大及滤波电路、采样及A/D转换电路及无线数据发送子模块相连，三轴磁传感器、多路模拟开关、可编程放大及滤波电路、峰值检测电路和采样及A/D转换电路顺序电信相连，采样及A/D转换电路的输出连接信号控制电路。

在倾角传感子模块中，加速度传感器将消化道目标物的方位信号转换为电信号，输出至信号调理电路，信号调理电路输出至无线数据发送子模块，将数据发送至体外。

在磁传感子模块中，三轴磁传感器将消化道目标物所处空间位置的磁场信号转换为电信号，并输出至多路模拟开关。多路模拟开关的输入同时连接至信号控制电路，由信号控制电路控制模拟开关的通断，依次将三轴磁传感器三个轴向的输出信号传送至后续电路。可编程放大及滤波电路的输入连接至多路模拟开关的输出，并且，同时连接至信号控制电路，由信号控制电路发送的控制信号调节可编程放大及滤波电路的增益倍数。可编程放大及滤波电路的输出连接至峰值检测电路。峰值检测电路的输出连接至采样及A/D转换电路。采样及A/D转换电路同时与信号控制电路双向连接，一方面采样及A/D转换电路将峰值检测电路输出的模拟量转换为数字量，输送至信号控制电路，再由信号控制电路传送至无线数据发送子模块；另一方面，采样及A/D转换电路接收信号控制电路输出的控制量，实现采样及A/D转换功能。