[发明专利]一种胶囊内镜运动控制方法及系统

说明书

本申请公开了一种胶囊内镜运动控制方法，包括接收胶囊内镜内置的传感器所检测到的所述胶囊内镜的实际运动状态；所述胶囊内镜位于电磁线圈所产生的磁场中；根据所述实际运动状态和输入的期望运动状态，利用控制模型计算所述电磁线圈的控制电压；根据所述控制电压调节所述电磁线圈的供电电压，以便改变所述胶囊内镜的受力状况，直至所述胶囊内镜达到所述期望运动状态。本申请利用电磁线圈产生磁场，可以通过调节电磁线圈的供电电压有效地对磁场进行调整，因此结合闭环反馈控制可以实现对胶囊内镜的主动控制，使其适用于人体胃部的高动态环境检测。本申请还公开了一种胶囊内镜运动控制系统，同样具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别涉及一种胶囊内镜运动控制方法及系统。

背景技术

胶囊内镜是一种做成胶囊形状与大小的内窥镜，用于检查人体消化道的健康状况。胶囊内镜内置了摄像装置和信号传输装置，当其被受检者吞服后，可以沿消化道运动，对消化道内壁进行拍摄检查，并将拍摄的图像传输至外部终端，以便于医生通过胶囊内镜拍摄的图像，对受检者的消化道的病情做出诊断。

但是，目前市售的产品并不能实现由医生主动控制胶囊内镜在人体消化道中的运动状态，被吞服后的胶囊内镜只能依靠人体消化道的自然蠕动而进行随机的无规则运动。由此，一方面医生无法获取指定位置的清晰图片，因而会增加漏诊、误诊的风险；更重要的另一方面，该类产品因不能主动控制而无法适用于人体胃部高动态环境的检测。因此，如何主动控制胶囊内镜在受检者体内的运动状态，使其可以应用于人体胃部病情的诊断是十分重要的。

针对该问题，现有技术中提出了一种解决方案。该方案通过根据胶囊内镜的反馈信息，不断调节位于人体外部的永磁体和电磁铁所产生的磁场，由于胶囊内镜内置了永磁体，其受到磁场的电磁作用力，因此可以通过调节磁场来调节胶囊内镜在磁场中的运动状态。然而，该方案中由于永磁体所产生的磁场是固定不变的，而电磁铁对磁场的调节能力非常有限，因此该方法对胶囊内镜的控制能力也是十分有限的；并且该方案只在单一方向——竖直方向上对胶囊内镜进行了受力分析与控制，因此其只适用于理论静态环境中竖直方向上的运动状态调整，而不适用于人体胃部不断蠕动和收缩的实际高动态环境。

发明内容

本申请的目的在于提供一种胶囊内镜运动控制方法及系统，以便有效地主动控制胶囊内镜的运动状态，从而使其适用于人体胃部的病情检查。

为解决上述技术问题，本申请提供一种胶囊内镜运动控制方法，包括：

接收胶囊内镜内置的传感器所检测到的所述胶囊内镜的实际运动状态；所述胶囊内镜位于电磁线圈所产生的磁场中；

根据所述实际运动状态和输入的期望运动状态，利用控制模型计算所述电磁线圈的控制电压；

根据所述控制电压调节所述电磁线圈的供电电压，以便改变所述胶囊内镜的受力状况，直至所述胶囊内镜达到所述期望运动状态。

其中，所述接收胶囊内镜内置的传感器所检测到的所述胶囊内镜的实际运动状态包括：

接收所述胶囊内镜内置的三轴加速度计检测到的所述胶囊内镜的实际加速度；

接收所述胶囊内镜内置的三轴角速度计检测到的所述胶囊内镜的实际角速度。

其中，所述根据所述实际运动状态和输入的期望运动状态，利用控制模型计算所述电磁线圈的控制电压包括：

根据所述实际加速度和输入的期望位置，利用位置控制模型计算梯度线圈的控制电压；

根据所述实际角速度和输入的期望姿态角，利用姿态控制模型计算匀场线圈的控制电压。

其中，所述根据所述实际加速度和输入的期望位置，利用位置控制模型计算梯度线圈的控制电压的步骤包括：

将所述实际加速度经二次积分计算得到所述胶囊内镜当前时刻的实际位置；