專利名稱：一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠囊內(nèi)窺鏡，特別是指一種通過負(fù)反饋機(jī)制對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整的控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
膠囊式內(nèi)窺鏡是醫(yī)學(xué)發(fā)展的科技新產(chǎn)品，其日漸被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上各種病癥的臨床診斷，采用無痛無創(chuàng)傷的監(jiān)測(cè)診斷，口服后進(jìn)入人體胃或腸道中，通過其鏡頭組件近距離拍攝其內(nèi)部的胃或腸壁狀況，以進(jìn)行臨床診斷，減輕患者的臨床痛苦。由于膠囊內(nèi)窺鏡內(nèi)部的視頻傳感器單張圖片的采集時(shí)間約為30ms，單張圖片的采集時(shí)間過長(zhǎng)，如果膠囊在體內(nèi)運(yùn)行速度過快，極易造成采集下來的圖片模糊不清的情況，因此有效控制膠囊運(yùn)行速度變得有意義。因此，有必要提供可對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡在體內(nèi)運(yùn)行速度進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)和控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供可對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡在體內(nèi)運(yùn)行速度進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)和控制方法，以控制其在腸胃中保持低速運(yùn)行，獲得清晰的圖像。本發(fā)明提供了一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其包括:膠囊內(nèi)窺鏡，其設(shè)有 第一微處理器以及與之電連接的加速度傳感器、射頻調(diào)制芯片，通過加速度傳感器實(shí)時(shí)記錄下膠囊內(nèi)窺鏡在體內(nèi)運(yùn)行時(shí)的加速度值，傳輸至射頻調(diào)制芯片進(jìn)行信號(hào)發(fā)送；速度控制裝置，置于體外，包括電性連接的接收控制模塊和電磁線圈；其中，接收控制模塊包括第二微控制器和與之電連接的電磁鐵電源控制模塊、射頻解調(diào)芯片，電磁鐵電源控制模塊與電磁線圈電連接；當(dāng)電磁鐵電源控制模塊驅(qū)動(dòng)電磁線圈通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡受磁力作用而逐漸靠近腸胃內(nèi)壁，并通過加速度傳感器所記錄的運(yùn)行加速度值經(jīng)由射頻調(diào)制芯片發(fā)送至接收控制模塊的射頻解調(diào)芯片，并由射頻解調(diào)芯片傳輸至第二微控制器，第二微控制器根據(jù)設(shè)定要求驅(qū)動(dòng)電磁鐵電源控制模塊控制電磁線圈調(diào)整電磁場(chǎng)的大小，以根據(jù)所反饋的加速度值的變化來控制膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度。優(yōu)選地，在第二微控制器中，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎荡笥谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送減速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其降低電流輸出，以降低電磁線圈的電磁力；反之，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎敌∮谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送加速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其提高電流，以提高電磁線圈的電磁力。優(yōu)選地，所述電磁鐵電源控制模塊的電流饋電檔位分為3檔:10A、20A和30A，當(dāng)加速度為零時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為30A，當(dāng)加速度為0m/s2〈a〈0.5m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為20A，當(dāng)加速度為0.5m/s2<a<l.0m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為10A，當(dāng)加速度為a>l.0m/s2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出。優(yōu)選地，速度控制裝置根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡的加速度傳感器所反饋的加速度值的變化來調(diào)整其在腸胃中的運(yùn)行速度，使其保持低速運(yùn)行，所述膠囊內(nèi)窺鏡的設(shè)定加速度值小于
1.0m/S2。優(yōu)選地，所述加速度值嵌入圖像數(shù)據(jù)中，以圖像數(shù)據(jù)中的填色像素格作為標(biāo)記，與圖像數(shù)據(jù)一并發(fā)送至接收控制模塊。本發(fā)明還提供了一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其包括以下步驟:步驟I)啟動(dòng)電磁鐵電源控制模塊，電磁線圈通電而產(chǎn)生電磁場(chǎng)；步驟2)人體靠近電磁線圈，腸胃中的膠囊內(nèi)窺鏡受磁力吸引而向腸胃壁運(yùn)動(dòng)，并將加速度傳感器所記錄運(yùn)行的加速度值發(fā)送至速度控制裝置；步驟3)速度控制裝置根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡所反饋的加速度值的變化以控制其的運(yùn)行速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，通過加速度傳感器記錄并向速度控制裝置反饋加速度值，根據(jù)所反饋的加速度值驅(qū)動(dòng)電磁鐵電源控制模塊調(diào)整饋電電流的幅度，通過負(fù)反饋過程對(duì)調(diào)整電磁吸引力的大小，由此，調(diào)整內(nèi)窺鏡的運(yùn)行速度，避免了其速度過快導(dǎo)致所攝圖像不清晰，以獲得清晰的圖像或影像，提高了拍攝的質(zhì)量，進(jìn)而提高了診斷的準(zhǔn)確性和精確度，對(duì)其診療具有很大的實(shí)踐意義。同時(shí)，在操作設(shè)備上，采用負(fù)反饋機(jī)制進(jìn)行檢測(cè)并控制，結(jié)合電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)變化特點(diǎn)對(duì)內(nèi)窺鏡運(yùn)行的影響，通過改變場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)窺鏡速度的調(diào)整，使其保持勻速運(yùn)行，保證了拍攝的平穩(wěn)性和清晰性。


圖1為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)的控制示意圖；圖3為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖4為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)的電磁場(chǎng)曲線圖；圖5為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡的電流控制示意圖；圖6為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)的電磁鐵電源控制模塊的原理示意圖；圖7為本發(fā)明膠囊內(nèi)窺鏡的圖像數(shù)據(jù)中加速度的標(biāo)示示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其包括膠囊內(nèi)窺鏡100和速度控制裝置200，速度控制裝置200通過膠囊內(nèi)窺鏡100所反饋的加速度值的變化，對(duì)其進(jìn)行負(fù)反饋控制，以調(diào)整膠囊內(nèi)窺鏡100在腸胃內(nèi)的運(yùn)行速度。其中，所述膠囊內(nèi)窺鏡100包括膠囊殼體I以及封裝于其中的光源2、鏡頭3、天線
4、電源5、主控電路6、導(dǎo)磁模塊7,鏡頭3設(shè)置于電源5的一端或兩端,光源2裝設(shè)于鏡頭3旁，天線4套設(shè)于鏡頭3上，主控電路6和電源5分別與各模塊電連接，所述導(dǎo)磁模塊7套設(shè)于電源5外周，起配重并受磁力吸引牽引作用。
參照?qǐng)D3所示，所述主控電路6上設(shè)有第一微處理器60和與之電連接的加速度傳感器61和視頻傳感器62，所述視頻傳感器62與射頻調(diào)制芯片63電連接，其中，所述加速度傳感器61設(shè)于導(dǎo)磁模塊7的一側(cè)，并貼附于電源5上，用于采集膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃中的當(dāng)前磁感應(yīng)強(qiáng)度并傳輸至第一微處理器60 ;所述第一微處理器60將磁感應(yīng)強(qiáng)度值附于視頻傳感器62所采集的圖像數(shù)據(jù)上，傳輸至射頻調(diào)制芯片63，經(jīng)射頻調(diào)制芯片63反饋至速度控制裝置200，所述視頻傳感器62用于拍攝腸胃壁的圖像，并通過天線發(fā)送至圖像處理模塊進(jìn)行記錄并分析。所述速度控制裝置200包括電連接的接收控制模塊201和電磁線圈202，其中，接收控制模塊201包括第二微控制器201a以及與之電連接的電磁鐵電源控制模塊201c和圖像處理模塊201d，射頻解調(diào)芯片201b與圖像處理模塊201d電連接，其中，射頻解調(diào)芯片201b接收膠囊內(nèi)窺鏡100所反饋的加速度值，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)后傳輸至圖像處理模塊201d，所述圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至第二微控制器201a，經(jīng)第二微控制器201a對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，提取出圖像數(shù)據(jù)中的加速度值，第二微控制器201a根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度值的變化值控制電磁鐵電源控制模塊201c對(duì)其輸出電流進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)電磁線圈的磁場(chǎng)大小調(diào)整，以改變磁場(chǎng)對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡100的磁場(chǎng)吸引力， 進(jìn)而改變膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃中的運(yùn)行速度。膠囊內(nèi)窺鏡在體液中，受浮力、重力和電磁吸引力的合力作用，其浮力和重力為穩(wěn)定值，因此，電磁吸引力決定其合力大小和方向，而電磁吸引力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比例關(guān)系，因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度決定膠囊運(yùn)行加速度的大小和方向。電磁線圈在通電狀態(tài)產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)含有導(dǎo)磁模塊的膠囊內(nèi)窺鏡產(chǎn)生吸引力，進(jìn)而控制膠囊在人體內(nèi)的行進(jìn)路線和位置。由于，磁感應(yīng)強(qiáng)度正比于電磁鐵饋電電流的幅度，控制電磁鐵的電流，即可控制膠囊內(nèi)窺鏡的瞬時(shí)加速度。參照?qǐng)D4所示，從以上電磁線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度分布曲線可以看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度距離
不是均勻分布的，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨距離以約為I形式分布，電磁鐵磁力隨距離靠近而加強(qiáng)，距
離越近，電磁力加強(qiáng)越快，距離越遠(yuǎn)，磁力增加越慢。因此，當(dāng)電磁線圈通電啟動(dòng)時(shí)，吸引膠囊內(nèi)窺鏡的時(shí)候，由于膠囊內(nèi)窺鏡距離磁鐵越來越近，電磁吸引力隨曲線急劇增大，導(dǎo)致加速度越來越大，膠囊運(yùn)行速度也急劇增大，由于膠囊內(nèi)窺鏡圖像采集速度的限制，膠囊運(yùn)行速度過快，對(duì)于采集到清晰圖像是非常不利的，因此需要對(duì)其加速度進(jìn)行控制，以獲得清晰的圖像數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過加速度傳感器記錄各個(gè)時(shí)間下的膠囊內(nèi)窺鏡的加速度值，在第二微控制器中，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎荡笥谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送減速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其降低電流輸出，以降低電磁線圈的電磁力；反之，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎敌∮谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送加速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其提高電流，以提高電磁線圈的電磁力。通過對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的當(dāng)前加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)加速度值對(duì)電流大小進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以控制膠囊內(nèi)窺鏡保持在低速運(yùn)行狀態(tài)，保證所攝圖像或影像的清晰度。其中，所述膠囊內(nèi)窺鏡的設(shè)定加速度值為小于1.0m/S2。為了更精確地對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，對(duì)加速度值的變化進(jìn)行定量控制。當(dāng)啟動(dòng)電磁線圈時(shí)，膠囊內(nèi)窺鏡距離腸胃壁最遠(yuǎn)，設(shè)定最大的電流輸出，這時(shí)，膠囊內(nèi)窺鏡受磁場(chǎng)吸引力逐漸靠近腸胃壁，隨著膠囊內(nèi)窺鏡與腸胃壁之間的距離縮短，按圖4所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化曲線所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨膠囊內(nèi)窺鏡與腸胃壁之間的距離逐漸縮小而增大。參照?qǐng)D5所示，在本實(shí)施例中，所述電磁鐵電源控制模塊的電流饋電檔位分為4檔:0A、10A、20A和30A，當(dāng)加速度為零時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為30A，以最大的饋電電流輸出，使其受力最大，以加快其運(yùn)行速度；當(dāng)加速度為0m/s2〈a〈0.5m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為20A ;當(dāng)加速度為0.5m/s2<a<l.0m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為IOA ;當(dāng)加速度為a>l.0m/S2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出，電流饋電為0A。當(dāng)加速度逐漸提升，膠囊內(nèi)窺鏡逐漸靠近腸胃壁，可降低饋電幅度，以降低其運(yùn)行加速度，一方面，避免其運(yùn)行過快，拍攝圖像不清晰，另一方面，當(dāng)靠近腸胃壁時(shí)運(yùn)行過快，會(huì)導(dǎo)致其受磁力而快速吸附于腸胃壁上，影響其拍攝控制。當(dāng)其加速度達(dá)到1.0m/s2時(shí)，第二微控制器發(fā)送停止信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，由其控制電磁線圈停止電流輸出，使得膠囊內(nèi)窺鏡不受磁吸引力，其靠慣性緩慢向腸胃壁靠近，使其保持勻速運(yùn)行，以獲得清晰的拍攝圖像并傳輸至接收控制模塊的圖像處理模塊中進(jìn)行處理分析。通過設(shè)置多個(gè)調(diào)整檔位，方便負(fù)反饋的靈活調(diào)整，可根據(jù)加速度的大小，撥動(dòng)電流控制檔位，定量地控制電流輸出幅度，以獲得精確的加速度控制結(jié)果。參照?qǐng)D6所示，在電磁鐵電源控制模塊201c中，包括電連接的交直流轉(zhuǎn)換控制模塊202a、反向電流抑制模塊202b和防雷保護(hù)模塊202c，交直流轉(zhuǎn)換控制模塊202a與第二微控制器電連接，反向電流抑制模塊202b與電磁線圈202電連接，當(dāng)交流電源接入交直流轉(zhuǎn)換控制模塊202a，防雷保護(hù)模塊202c與報(bào)警模塊電連接，交流電源由交直流轉(zhuǎn)換控制模塊202a接入，當(dāng)收到第二微控制器所發(fā)出的調(diào)整電壓信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)指令控制，采用小信號(hào)控制輸出的直流幅值，經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換后，輸出所需大小電流，所述防雷保護(hù)模塊202c起到防雷擊及電流浪涌的作用，反向電流抑制模塊對(duì)反向電流起到泄放和抑制作用，使得電壓保持正向，經(jīng)電流抑制和調(diào)整后，輸出至電磁線圈202，使其產(chǎn)生相應(yīng)大小的磁場(chǎng)。 參照?qǐng)D7所示，為提高圖像質(zhì)量，膠囊內(nèi)窺鏡圖像傳輸采用模擬信號(hào)形式，直接通過模擬FM調(diào)制芯片輸出，因此，加速度值無法通過數(shù)字形式打包輸出。為了解決數(shù)據(jù)的傳輸問題，所述加速度值嵌入圖像數(shù)據(jù)中，以圖像數(shù)據(jù)中的填色像素格作為標(biāo)記，與圖像數(shù)據(jù)一并發(fā)送至接收控制模塊，通過視頻傳感器的OSD功能，當(dāng)?shù)谝晃⒖刂破鞑杉郊铀俣戎岛?，通過OSD功能，控制特定區(qū)域輸出圖像像素排列，以像素排列數(shù)表示加速度值，以此將加速度值輸出給外部接收端。OSD是on-screen display的簡(jiǎn)稱，即屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式。一般是按Menu鍵后屏幕彈出的顯示器各項(xiàng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目信息的矩形菜單，可通過該菜單對(duì)顯示器各項(xiàng)工作指標(biāo)包括色彩、模式、幾何形狀等進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到最佳的使用狀態(tài)。另外，在OSD選項(xiàng)里還可以調(diào)整顯示的位置、無動(dòng)作關(guān)閉顯示的時(shí)間。例如:將圖像屏幕最后一列像素排列作為加速度值輸出表示列:從上之下，每一位像素顯紅色，表示加速度值為0.05m/s2 ;如加速度值為0.2m/s2時(shí)，則從上至下顯示4格紅色，同列其余格像素顯示藍(lán)色；以此類推；接收端根據(jù)所接收屏幕信息最后一列的像素顏色排列和數(shù)量，即可即使得到加速度值。本發(fā)明還提供了一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其包括以下步驟:步驟I)啟動(dòng)電磁鐵電源控制模塊，電磁線圈通電而產(chǎn)生電磁場(chǎng)；步驟2 )人體靠近電磁線圈，腸胃中的膠囊內(nèi)窺鏡受磁力吸引而向腸胃壁運(yùn)動(dòng)，并將加速度傳感器所記錄運(yùn)行的加速度值發(fā)送至速度控制裝置；
步驟3)速度控制裝置根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡所反饋的加速度值的變化以控制其的運(yùn)行速度。其中，在步驟2)中，膠囊內(nèi)窺鏡中的加速度傳感器采集其運(yùn)行的加速度值，經(jīng)由射頻調(diào)制芯片發(fā)送至速度控制裝置，速度控制裝置的接收控制模塊的射頻解調(diào)芯片接收所述加速度值信號(hào)后，傳輸至第二微處理器中進(jìn)行信號(hào)比對(duì)，并根據(jù)信號(hào)比對(duì)結(jié)果控制電磁鐵電源控制模塊的電流輸出大小。在步驟3)中，在速度控制裝置的第二微控制器進(jìn)行加速度信號(hào)比對(duì)，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎荡笥谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送減速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其降低電流輸出，以降低電磁線圈的電磁力；反之，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎敌∮谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送加速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其提高電流，以提高電磁線圈的電磁力。所述電磁鐵電源控制模塊的電流饋電檔位分為4檔:0A、10A、20A和30A，當(dāng)加速度為零時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為30A，當(dāng)加速度為0m/s2〈a〈0.5m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為20A，當(dāng)加速度為0.5m/s 2〈a〈l.0m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為10A，當(dāng)加速度為a>l.0m/s2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出，電流饋電輸出為OA。在電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的過程中，膠囊內(nèi)窺鏡實(shí)時(shí)地將加速度傳感器所記錄的加速度值通過膠囊內(nèi)部的射頻調(diào)制芯片和天線，發(fā)送至速度控制裝置的接收控制模塊的射頻解調(diào)芯片，根據(jù)所反饋的加速度值信息，第二微控制器驅(qū)動(dòng)電磁鐵電源控制模塊對(duì)饋電電流幅度進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。剛開始吸引膠囊內(nèi)窺鏡時(shí)，由于膠囊內(nèi)窺鏡距離電磁線圈的相對(duì)距離較遠(yuǎn)，吸引力較弱，這時(shí)，電磁線圈以最大電流進(jìn)行工作，以吸引和牽動(dòng)膠囊；當(dāng)膠囊內(nèi)窺鏡由于受到電磁線圈的電磁吸引力，開始向電磁線圈方向運(yùn)行，由于其相互之間距離的拉近，電磁吸引力根據(jù)其磁感應(yīng)強(qiáng)度分布曲線，開始逐漸加強(qiáng)，膠囊內(nèi)窺鏡運(yùn)行加速度越來越大；當(dāng)外部的接收控制模塊接收到膠囊內(nèi)窺鏡的加速度值急劇增大時(shí)，立即通過電磁鐵電源控制模塊，實(shí)時(shí)降低電磁鐵饋電電流，從而降低電磁吸引力，降低膠囊內(nèi)窺鏡的運(yùn)行加速度，從而保證其運(yùn)行速度不至于過快，保證輸出圖像的清晰度，且避免其高速運(yùn)動(dòng)而吸入腸胃壁中，影響拍攝控制過程。
權(quán)利要求
1.一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于包括: 膠囊內(nèi)窺鏡，其設(shè)有第一微處理器以及與之電連接的加速度傳感器、射頻調(diào)制芯片，通過加速度傳感器實(shí)時(shí)記錄下膠囊內(nèi)窺鏡在體內(nèi)運(yùn)行時(shí)的加速度值，傳輸至射頻調(diào)制芯片進(jìn)行信號(hào)發(fā)送； 速度控制裝置，置于體外，包括電性連接的接收控制模塊和電磁線圈； 其中，接收控制模塊包括第二微控制器和與之電連接的電磁鐵電源控制模塊、射頻解調(diào)芯片，電磁鐵電源控制模塊與電磁線圈電連接； 當(dāng)電磁鐵電源控制模塊驅(qū)動(dòng)電磁線圈通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡受磁力作用而逐漸靠近腸胃內(nèi)壁，并通過加速度傳感器所記錄的運(yùn)行加速度值經(jīng)由射頻調(diào)制芯片發(fā)送至接收控制模塊的射頻解調(diào)芯片，并由射頻解調(diào)芯片傳輸至第二微控制器，第二微控制器根據(jù)設(shè)定要求驅(qū)動(dòng)電磁鐵電源控制模塊控制電磁線圈調(diào)整電磁場(chǎng)的大小，以根據(jù)所反饋的加速度值的變化來控制膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于:在第二微控制器中，當(dāng)射頻解 調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎荡笥谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送減速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其降低電流輸出，以降低電磁線圈的電磁力；反之，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎敌∮谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送加速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其提高電流，以提高電磁線圈的電磁力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)膠囊內(nèi)窺鏡的加速度為零時(shí)，電磁鐵電源控制模塊啟動(dòng)最大電流，當(dāng)膠囊內(nèi)窺鏡的加速度達(dá)到或大于1.0m/S2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁鐵電源控制模塊的電流饋電檔位分為4檔:0A、10A、20A和30A，當(dāng)加速度為零時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為30A，當(dāng)加速度為0m/s2〈a〈0.5m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為20A，當(dāng)加速度為0.5m/s2<a<l.0m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為10A，當(dāng)加速度為a>l.0m/s2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出，電流饋電輸出為OA。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述膠囊內(nèi)窺鏡的設(shè)定加速度值小于1.0m/s2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述加速度值嵌入圖像數(shù)據(jù)中，以圖像數(shù)據(jù)中的填色像素格作為標(biāo)記，與圖像數(shù)據(jù)一并發(fā)送至接收控制模塊。
7.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟I)啟動(dòng)電磁鐵電源控制模塊，電磁線圈通電而產(chǎn)生電磁場(chǎng)； 步驟2 )人體靠近電磁線圈，腸胃中的膠囊內(nèi)窺鏡受磁力吸引而向腸胃壁運(yùn)動(dòng)，并將加速度傳感器所記錄運(yùn)行的加速度值發(fā)送至速度控制裝置； 步驟3 )速度控制裝置根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡所反饋的加速度值的變化以控制其的運(yùn)行速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其特征在于:在步驟2)中，膠囊內(nèi)窺鏡中的加速度傳感器采集其運(yùn)行的加速度值，經(jīng)由射頻調(diào)制芯片發(fā)送至速度控制裝置，速度控制裝置的接收控制模塊的射頻解調(diào)芯片接收所述加速度值信號(hào)后，傳輸至第二微處理器中進(jìn)行信號(hào)比對(duì)，并根據(jù)信號(hào)比對(duì)結(jié)果控制電磁鐵電源控制模塊的電流輸出大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其特征在于:在步驟3)中，在速度控制裝置的第二微控制器進(jìn)行加速度信號(hào)比對(duì)，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎荡笥谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送減速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其降低電流輸出，以降低電磁線圈的電磁力；反之，當(dāng)射頻解調(diào)芯片所傳輸?shù)募铀俣戎敌∮谠O(shè)定加速度值時(shí)，則發(fā)送加速信號(hào)至電磁鐵電源控制模塊，驅(qū)動(dòng)其提高電流，以提高電磁線圈的電磁力。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制方法，其特征在于:所述電磁鐵電源控制模塊的電流饋電檔位分為4檔:0A、10A、20A和30A，當(dāng)加速度為零時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為30A，當(dāng)加速度為0m/s2〈a〈0.5m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為20A，當(dāng)加速度為`0.5m/s2<a<l.0 m/s2時(shí)，啟動(dòng)電流饋電輸出為10A，當(dāng)加速度為a>l.0m/s2時(shí)，電磁鐵電源控制模塊關(guān)閉電流輸出， 電流饋電輸出為OA。
全文摘要
一種膠囊內(nèi)窺鏡體內(nèi)運(yùn)行速度的控制系統(tǒng)包括膠囊內(nèi)窺鏡，設(shè)有第一微處理器和與之電連接的加速度傳感器、射頻調(diào)制芯片，通過加速度傳感器記錄下其在體內(nèi)運(yùn)行時(shí)的加速度值，傳輸至射頻調(diào)制芯片進(jìn)行信號(hào)發(fā)送；速度控制裝置，置于體外，包括電性連接的接收控制模塊和電磁線圈；接收控制模塊包括第二微控制器和與之電連接的電磁鐵電源控制模塊、射頻解調(diào)芯片，電磁鐵電源控制模塊與電磁線圈電連接；當(dāng)通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡逐漸靠近腸胃內(nèi)壁，并將運(yùn)行加速度值經(jīng)由射頻調(diào)制芯片發(fā)送至射頻解調(diào)芯片，第二微控制器驅(qū)動(dòng)電磁鐵電源控制模塊控制電磁線圈調(diào)整電磁場(chǎng)的大小，以根據(jù)所反饋的加速度值的變化來控制膠囊內(nèi)窺鏡在腸胃內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度。
文檔編號(hào)A61B5/07GK103190880SQ20131012250
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者李奕, 孫平, 章偉 申請(qǐng)人:深圳市資福技術(shù)有限公司