[發明專利]基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410155775.6
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103932654A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王坤東;肖承東
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B5/07
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，其包括體內膠囊內窺鏡、體外永磁體、三軸力傳感器、機械手、數據處理電路、工作站、控制器；所述體內膠囊內窺鏡與所述體外永磁體之間形成磁路，所述三軸力傳感器用于測量所述體內膠囊內窺鏡與所述體外永磁體產生的相互作用力以形成三軸力傳感器數據信息，所述機械手用于控制所述體外永磁體的運動，所述數據處理電路對三軸力傳感器數據信息進行處理并將處理后的三軸力傳感器數據信息發送至所述工作站，所述工作站通過解析運算得出所述膠囊內窺鏡的位置信息，并由操作人員通過所述控制器控制所述機械手的運動。

2.如權利要求1所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述體內膠囊內窺鏡包括透明玻璃罩、體內永磁體、CMOS成像器件、LED照明電路，電源；所述LED照明電路產生的光源透過透明玻璃罩照在體內消化系統內壁上，以使所述COMS成像器件實時獲取消化系統內部信息；所述體內永磁體主要用于與體外永磁體形成磁路以控制膠囊內窺鏡的運動。

3.如權利要求2所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述三軸力傳感器主要用于測量體內永磁體與體外永磁體在三維方向產生的相互作用力的大小。

4.如權利要求2所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述數據處理電路將傳感器獲得的信息進行放大和模數轉換從而得到工作站所需的控制信息。

5.如權利要求2所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述工作站將得到的空間三維方向上的力通過相應的計算轉化為三維方向上的距離信息，從而得出所述體內膠囊內窺鏡與所述體外永磁體之間的相對位置。

6.如權利要求2所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述控制器用于實時控制所述機械手的空間方向上的運動。

7.一種基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統的控制方法，所述控制方法采用權利要求2至6中任意一項所述的基于永磁和三軸力傳感器的膠囊內鏡控制系統，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

步驟一，口服體內膠囊內窺鏡，體內膠囊內窺鏡在體外永磁體的作用下運動；

步驟二，三軸力傳感器測得空間三維方向上體內永磁體與體外永磁體之間作用力的大小，經過放大及模數轉換后得到所需的數字信號；

步驟三，工作站接收上述數字信號，將磁體間作用力轉化為磁體間的相對位置信息；

步驟四，操作人員根據所得到的信息，通過控制器控制機械手的運動從而實現對膠囊的位置控制。