[发明专利]具有超声波定位功能的胶囊内窥镜系统

摘要

本发明提供了一种具有超声波定位功能的胶囊内窥镜系统，属于医疗器械辅助设备技术领域。它解决了现有的技术增加了定位系统的复杂程度的问题。本具有超声波定位功能的胶囊内窥镜系统，包括胶囊内窥镜和体外控制单元，胶囊内窥镜内设置有MCU控制电路以及与MCU控制电路连接的微型超声波发射模块和射频无线发射模块，体外控制单元包括微控制器以及与微控制器连接的射频无线接收模块和超声波接收处理模块，微控制器与射频无线接收模块之间连接有音视频信号处理模块,微控制器利用声速温度补偿公式和空间定位算法即可实时得到胶囊内窥镜在患者体内的精确位置。本胶囊内窥镜系统能实时得到胶囊内窥镜在患者体内的精确位置，定位精确度高。

主权项

具有超声波定位功能的胶囊内窥镜系统，其特征在于，所述胶囊内窥镜系统包括胶囊内窥镜(1)和体外控制单元(10)，所述胶囊内窥镜(1)内设置有MCU控制电路(9)以及与所述MCU控制电路(9)连接的微型超声波发射模块(7)和射频无线发射模块(8)，所述微型超声波发射模块(7)所发超声波为全向性球面波，波前为球面，由球面超声波换能器产生，所述体外控制单元(10)包括微控制器(17)以及与所述微控制器(17)连接的射频无线接收模块(20)和超声波接收处理模块(14)，所述超声波接收处理模块(14)包括超声波接收阵列(14a)和信号处理电路(14b)，所述信号处理电路(14b)包括用于消除超声波多径效应干扰和抑制环境噪声干扰的相关器，所述微控制器(17)与射频无线接收模块(20)之间连接有音视频信号处理模块(15)，所述MCU控制电路(9)控制微型超声波发射模块(7)向体外发射超声波信号的同时，通过射频无线发射模块(8)向体外控制单元(10)发射超声波发射时间的标识信号，所述超声波接收处理模块(14)用于接收胶囊内窥镜(1)发射的超声波信号并进行处理后输出脉冲信号给微控制器(17)，所述相关器用于接收超声波信号Y(t)和参考信号X(t)，所述参考信号X(t)为与微型超声波发射模块(7)同频同幅和时间同步的振荡信号，所述相关器在对超声波信号Y(t)和参考信号X(t)进行处理后输出：RYX(τ)＝E[Y(t+τ)X(t)]＝E{[αX(t‑Δti+τ)+βX(t‑Δti‑t'+τ)+W(t+τ)]X(t)}＝αRX(τ‑Δti)+βRX[τ‑(Δti+t')]其中，Y(t)＝αX(t‑Δti)+βX(t‑Δti‑t')+W(t)；其中，α为直达波衰减因子；Δti,i＝1,2,…N是发射超声波与接收到超声波的时间差；β为发射波衰减因子；t'为反射波相对于直达波的时延；W(t)为超声波接收阵列(14a)接收到的总的噪声；所述音视频信号处理模块(15)对射频无线接收模块(20)接收的由患者体内发出的超声波发射时间的标识信号进行处理，进而发送处理后的时间标识脉冲信号给微控制器(17)，所述微控制器(17)根据接收脉冲信号和时间标识脉冲信号的时间差以及超声波实时传播速度计算出微型超声波发射模块(7)与超声波接收处理模块(14)之间的距离，进而通过空间定位算法得到胶囊内窥镜(1)在患者体内的位置信息。