[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡中的高精度定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011092466.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112230185B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段吉海;朱島;楊海燕;韋膠二;彭雙;徐江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/06;A61B1/04;A61B1/045;A61B1/31;G06F17/12
• 代理公司: 桂林市持衡專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡中的高精度定位方法，首先根據(jù)已知的3個(gè)基站的位置坐標(biāo)，由TOA射頻定位算法計(jì)算出2個(gè)相鄰狀態(tài)下無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置坐標(biāo)，并構(gòu)建6個(gè)等式；然后利用無(wú)線膠囊內(nèi)在2個(gè)相鄰狀態(tài)下的測(cè)量距離差和實(shí)際距離差構(gòu)建1個(gè)等式；最后聯(lián)立上述構(gòu)建的共7個(gè)等式，求解出2個(gè)相鄰狀態(tài)下不具有固定延時(shí)誤差的無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置坐標(biāo)。本發(fā)明能夠有效解決時(shí)間延遲引起的定位誤差問(wèn)題，以提高其定位精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線膠囊定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡中的高精度定位方法。

背景技術(shù)

無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡(WCE)在卷曲、長(zhǎng)而緊湊的小腸內(nèi)的精確定位一直是研究人員十多年來(lái)面臨的難題。在無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的定位方法中，主要采用了磁定位算法和射頻定位算法。

磁定位算法又包含了永磁體定位技術(shù)和電磁定位技術(shù)?；诖哦ㄎ坏乃惴ㄆ渲饕獑?wèn)題為：無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡與接收信號(hào)的傳感器之間的距離高度敏感，磁偶極子模型存在較大的定位誤差；同時(shí)還需要額外的能量來(lái)及激發(fā)磁場(chǎng)，從而增加了定位技術(shù)的成本。

射頻定位算法主要包括RSS射頻定位技術(shù)(Received?Signal?Strength，接收強(qiáng)度)和TOA射頻定位技術(shù)(time?of?arrival，到達(dá)時(shí)間)?；赗SS的射頻定位算法通過(guò)測(cè)量無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并基于信道衰減模型判斷出無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置。雖然利用現(xiàn)有的醫(yī)用植入式通信波段(MICS)內(nèi)的無(wú)線電傳播信號(hào)衰減模型，能夠提高RSS定位技術(shù)的精度，但是基于RSS的定位技術(shù)仍然不能突破10cm以下的精度，因此并不適用于臨床應(yīng)用。基于TOA的定位算法利用了均勻液體和人體形態(tài)模型等模擬人體環(huán)境，采用時(shí)域有限差分法(FDTD)模擬無(wú)線電在人體中的傳播確定了TOA射頻定位技術(shù)在無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡定位中的可用性，其定位精度能達(dá)到4cm左右，雖然比RSS定位精度好要，但仍然不能支持在臨床治療中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的定位方法存在定位誤差的問(wèn)題，提供一種應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡中的高精度定位方法。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于膠囊內(nèi)窺鏡中的高精度定位方法，包括步驟如下：

步驟1、根據(jù)已知的3個(gè)基站的位置坐標(biāo)(x_s1,y_s1,z_s1)，(x_s2,y_s2,z_s2)和(x_s3,y_s3,z_s3)，由TOA射頻定位算法計(jì)算出2個(gè)相鄰狀態(tài)下無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置坐標(biāo)(x_ideal,i,y_ideal,i,z_ideal,i)和(x_ideal,i+1,y_ideal,i+1,z_ideal,i+1)，并構(gòu)建如下6個(gè)等式：

步驟2、利用無(wú)線膠囊內(nèi)在2個(gè)相鄰狀態(tài)下的測(cè)量距離差和實(shí)際距離差，測(cè)量距離差為2個(gè)相鄰狀態(tài)下無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置坐標(biāo)(x_ideal,i,y_ideal,i,z_ideal,i)和(x_ideal,i+1,y_ideal,i+1,z_ideal,i+1)之間的距離，實(shí)際距離差為2個(gè)相鄰狀態(tài)下不具有固定延時(shí)誤差的無(wú)線膠囊內(nèi)窺鏡的位置坐標(biāo)(x_i,y_i,z_i)和(x_i+1,y_i+1,z_i+1)之間的距離，構(gòu)建如下等式：