專利名稱：一種膠囊內窺鏡運動的控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及膠囊內窺鏡，特別是指一種控制膠囊內窺鏡在腸胃中的運動狀態進行控制的控制系統。
背景技術：
膠囊式內窺鏡是醫學發展的科技新產品，其日漸被廣泛應用于醫學上各種病癥的臨床診斷，采用無痛無創傷的監測診斷，口服后進入人體胃或腸道中，通過其鏡頭組件近距離拍攝其內部的胃或腸壁狀況，以進行臨床診斷，減輕患者的臨床痛苦。膠囊內窺鏡進入體內后，需要對人體的胃部進行影像，由于膠囊內窺鏡處于游離狀態，在體液中自由漂浮，其位置不確定，所拍攝的影像具有太大的隨意性，人們有時難于判斷出所攝圖像的方位，難于判定胃部中的整體狀況，或所攝腫瘤在其何方位，由于膠囊內窺鏡的運動狀態和軌跡難于控制，由于電磁鐵對于膠囊內窺鏡的吸引力是與兩者之間的距離成反比的，容易出現因電磁磁場長時間強烈吸引而吸附嵌入腸胃的凹壁的現象，而影像拍攝的過程，甚至造成膠囊內窺鏡在腸胃中的滯留。因此，有必要提供一種控制膠囊內窺鏡在腸胃中的運動狀態和軌跡的控制系統，以控制其對所需胃壁進行清晰的拍攝的控制系統，提高醫學診斷的準確度和精確度。
實用新型內容基于現有技術的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種通過振蕩電流產生磁場強弱的交替變換的磁場，以控制膠囊內窺鏡在腸胃中的運動狀態，避免其陷入胃腸壁的凹陷中，保證了其平穩地橫向運行的控制系統。本實用新型提供了 一種膠囊內窺鏡運動的控制系統，包括電磁鐵供電系統和電磁線圈，所述電磁鐵供電系統中設有電源和波形控制模塊，所述電磁鐵供電系統和電磁線圈相互電連接，當吞入帶磁鐵的膠囊內窺鏡的人體進入通電電磁線圈產生的磁場中，通過電磁鐵供電系統的波形控制模塊向電磁線圈提供波形按一定頻率改變的電流，使得磁場強弱產生交替變化，避免帶磁鐵的膠囊內窺鏡受磁場的吸引而吸附于腸胃內壁上。優選地，所述電磁鐵供電系統還包括電流控制模塊，所述電流控制模塊串聯于波形控制模塊和電磁線圈之間，使供電電流幅度按一定波形周期變化，并輸出至電磁線圈。優選地，所述波形控制模塊生成電流幅度及波形控制信號，以控制電流控制模塊的輸出電流的波形和電流幅度，以一定頻率強弱交替變化。優選地，所述波形控制模塊為振蕩電路，通過振蕩電路向線圈提供振蕩電流，通過經由電磁線圈的振蕩電流，使得磁場強弱產生交替變化。所述振蕩電流呈正弦波、方波或三角波形式。優選地，所述電流控制模塊包括相互串聯的波形輸出模塊和電流放大模塊，所述波形輸出模塊與所述波形控制模塊連接，由波形輸出模塊所發送的變換波形電流經電流放大模塊進行放大處理后輸出至電磁線圈。優選地，所述電磁鐵供電系統還包括電涌保護器，所述電涌保護器串聯于電源和電流控制模塊之間，用于控制過大電流對電流控制模塊的損壞。優選地，所述波形控制模塊的頻率為1HZ-100KHZ ;所述波形控制模塊的強度為IA至50A ;電磁線圈的匝數為300-2000匝之間。與現有技術相比，本實用新型的膠囊內窺鏡運動的控制系統，通過在電磁鐵供電系統中設置振蕩電路，向電磁線圈輸出振蕩電流，使之產生強弱交替變換的磁場，進而控制進入磁場中的帶磁鐵的膠囊內窺鏡的運動狀態，當磁場隨電流增大而增強時，將膠囊內窺鏡吸引向胃腸壁方向運動，貼近胃腸壁進行清晰的近角度拍攝，當磁場隨電流減小而減弱時，膠囊內窺鏡的向胃腸壁的運動停止，而隨胃腸液的流向保持平穩的運行，這樣，強弱交替變換的磁場，使得膠囊內窺鏡可保持貼近胃腸壁進行橫向水平的運動，以對胃腸壁的各個位置進行細致地拍攝，獲得更為清晰的圖像數據，且不會因引力過大而吸附嵌入胃腸的凹壁內而造成的滯留，以控制膠囊內窺鏡在腸胃內的行進錄像和位置，使其運動和拍攝順暢，以進一步提高胃內影像拍攝的準確性和可控性。
圖1為本實用新型膠囊內窺鏡的結構示意圖；圖2為本實用新型膠囊內窺鏡在胃中的控制狀態圖；圖3為本實用新型的電磁鐵供電系統廣生正弦波的振蕩電流不意圖；圖4為本實用新型的電磁鐵供電系統產生方波的振蕩電流示意圖；圖5為本實用新型的電磁鐵供電系統廣生二角波的振蕩電流不意圖；圖6為本實用新型的電磁鐵供電系統的系統結構框圖；圖7為本實用新型的電磁鐵供電系統的電流控制模塊的電流傳輸示意圖。
具體實施方式
參照圖1和圖2所示，本實用新型提供了一種膠囊內窺鏡運動的控制系統100，包括電磁鐵供電系統10和電磁線圈20，所述電磁鐵供電系統10中設有電源101和波形控制模塊102，所述電磁鐵供電系統10和電磁線圈20相互電連接，當吞入帶磁鐵的膠囊內窺鏡30的人體進入通電電磁線圈20產生的磁場中，通過電磁鐵供電系統10的波形控制模塊2向電磁線圈20提供波形按一定頻率改變的電流，使得磁場強弱產生交替變化，避免帶磁鐵的膠囊內窺鏡30受磁場的吸引而吸附于腸胃內壁上。其中，參照圖6所示，所述電磁鐵供電系統10包括交流電源101和分別與之電連接的波形控制模塊102、電流控制模塊103，所述波形控制模塊102和電流控制模塊103相互串聯，所述電流控制模塊103與電磁線圈20相電連接，所述波形控制模塊102生成電流幅度及波形控制信號傳輸至電流控制模塊103，以控制電流控制模塊103的輸出電流的波形和電流幅度，以一定頻率強弱交替變化。優選地，所述波形控制模塊102為振蕩電路，通過振蕩電路向線圈提供振蕩電流，通過經由電磁線圈20的振蕩電流，使得磁場強弱產生交替變化。參照圖3-圖5所示，所述振蕩電流的饋電幅度呈正弦波、方波或三角波形式輸出，利用了振蕩電流的原理，其電流呈強弱地交替變換，當電流增強時，正弦波呈現波峰，與之電連接的電磁線圈所產生的磁場也隨之增強，這時，可將人體內的膠囊內窺鏡向腸胃壁移動，當電流變弱時，正弦波呈現波谷，電磁線圈所產生的磁場也隨之減弱，這時，磁場對膠囊內窺鏡的吸引力下降，膠囊內窺鏡停止向腸胃壁移動，即可隨腸胃液的流動方向平行地移動，以通過兩端的鏡頭對其兩端的腸胃壁進行拍攝，以達到控制膠囊內窺鏡在腸胃中的運動的目的。參照圖7所示，為了對所述波形控制模塊102所輸出的電流幅度和波形電流進行控制和傳輸，所述電流控制模塊103串聯于波形控制模塊102和電磁線圈20之間，使供電電流幅度按一定波形周期變化，并輸出至電磁線圈20。所述電流控制模塊103包括相互串聯的波形輸出模塊103a和電流放大模塊103b，所述波形輸出模塊30與所述波形控制模塊102連接，由波形輸出模塊103a所發送的變換波形電流經電流放大模塊103b進行放大處理后輸出至電磁線圈20。通過所述電流控制模塊103對波形控制模塊102輸出的交替波形電流進行放大處理，再將放大后的波形振蕩電流傳輸至電磁線圈20，使之產生強弱交替變換的電磁場，以對人體內的帶磁場的膠囊內窺鏡產生忽弱忽強的磁場控制，使之靠近胃腸壁進行拍攝，但不會因長時間的過強磁場致使其粘附于胃腸壁的凹陷處。在本實用新型的又一個優選實施例中，為了控制過大電流對電流控制模塊的損壞，所述電磁鐵供電系統還包括電涌保護器104，所述電涌保護器104串聯于電源101和電流控制模塊103之間。在本實用新型中，所述電磁鐵供電系統10包括多組相互并聯的交流電源101和分別與之電連接的電涌保護器104、波形控制模塊102、電流控制模塊103，所述各組控制單元分別與一個電磁線圈20相串聯，以按一定頻率向電磁線圈20輸出波形電路,這樣,可同時對多個相同方位或不同方位的電磁線圈20進行分別控制，以控制體內帶磁鐵的膠囊內窺鏡在不同的磁場作用下進行移動拍攝。在本實用新型中，所述振蕩電路的頻率為ΙΗζ-ΙΟΟΚΗζ。若供電電流幅度周期變化的頻率過高，電磁線圈對膠囊的吸引力不能得到有效的釋放，無法使膠囊內窺鏡脫離嵌入器臟內壁的狀態；頻率過低，電磁線圈對膠囊內窺鏡的吸引力釋放過長，容易造成電磁線圈失去對膠囊內窺鏡的實時控制。所述振蕩電路的強度為IA至50A。若電磁線圈的供電電流的幅度過低，無法產生足夠強的電磁引力；供電電流過高，易造成電磁引力過大，從而使膠囊內窺鏡嵌入器臟壁，而不能有效控制運行軌跡。電磁線圈的匝數為300-20000匝之間。相同電流狀態下，線圈匝數與電磁引力成正比；因此，線圈匝數下限取決于電磁引力的下限要求，線圈匝數的下限取決于供電系統的驅動能力及設備的體積。在本實用新型中，膠囊內窺鏡中的磁鐵作為磁場產生件，設置于其中部，并套設于膠囊內窺鏡的電池上。通過膠囊內窺鏡中的磁鐵與外部的電磁線圈相互作用，受磁場吸引而控制其運動軌跡和運動狀態。由于電磁吸引力與膠囊內窺鏡之間的距離成反比，即膠囊內窺鏡與電磁線圈距離越近，吸引力越強，反之減弱。通過波形控制模塊向電磁磁場輸出電流強度波形按一定頻率改變的電流，使得膠囊內窺鏡可貼近胃腸壁上進行拍攝，但不易因磁場引力吸附而致使其嵌入到器臟凹壁上，減少了膠囊內窺鏡滯留于腸胃內的風險，保證了其可橫向運行。所述膠囊內窺鏡30包括膠囊殼體I以及封裝于其中的光源2、鏡頭3、天線4、電池
5、主控電路板6和磁鐵7,鏡頭3設置于電池5的一端或兩端,光源2裝設于鏡頭3旁,天線4套設于鏡頭3上，主控電路板6和電池5分別與各模塊電連接，所述磁鐵7套設于電池5的外周，以和外部通電線圈產生的磁場產生相互作用，改變膠囊內窺鏡在胃中的運行狀態和軌跡。參照圖2所示，當帶磁鐵的膠囊內窺鏡被吞入人體中后，其可在人體腸胃內自由地運行，啟動電磁鐵控制系統，對膠囊內窺鏡在人體內(特別是胃)的運行軌跡進行控制。進入通電的電磁線圈產生的磁場中，電磁鐵供電系統的振蕩電路向電磁線圈提供振蕩電流，以正弦波、方波或三角波等形式進行饋電，使得磁場強弱交替變化，由于通電電磁線圈對帶磁鐵的膠囊內窺鏡的吸引力與其之間的距離成反比關系，即當距離越近，吸引力越強，當電流增強時，磁場隨之增強，使得膠囊內窺鏡的磁鐵與之相吸，而逐漸向腸胃壁靠近，容易造成當膠囊內窺鏡向電磁線圈靠近的情況下，以近距離地對腸胃壁進行拍攝，由于吸引力的逐漸加強，而被嵌入到器臟內壁縫隙，不能移動；如果對電池所饋的電流，其幅度隨時間有一個強弱的周期變化，當電流減弱時，磁場隨之減弱，這時，膠囊內窺鏡停止向腸胃壁方向運動，而隨胃液的流向而平穩地橫向運行，這樣可避免其因強磁場吸引而被吸附嵌入于腸胃的凹壁之中，造成膠囊內窺鏡的滯留，影像其橫向運行時對圖像的拍攝。從而使電磁鐵對膠囊的吸引力既有一個加強的過程，同時也伴隨一個引力短暫釋放的過程，從而避免由于電磁引力只能單調增加而使膠囊嵌入器臟內壁失去控制的情況。利用了波形電流使得磁場對膠囊內窺鏡的吸引力具有加強和釋放的過程，以控制膠囊內窺鏡的運動狀態和軌跡，保證了其左右橫向運動的平穩運行，解決了現有技術中，膠囊內窺鏡的運動不可控的問題。
權利要求1.一種膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:包括電磁鐵供電系統和電磁線圈，所述電磁鐵供電系統中設有電源和波形控制模塊，所述電磁鐵供電系統和電磁線圈相互電連接，當吞入帶磁鐵的膠囊內窺鏡的人體進入通電電磁線圈產生的磁場中，通過電磁鐵供電系統的波形控制模塊向電磁線圈提供波形按一定頻率改變的電流，使得磁場強弱產生交替變化，避免帶磁鐵的膠囊內窺鏡受磁場的吸引而吸附于腸胃內壁上。
2.根據權利要求1所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述電磁鐵供電系統還包括電流控制模塊，所述電流控制模塊串聯于波形控制模塊和電磁線圈之間，使供電電流幅度按一定波形周期變化，并輸出至電磁線圈。
3.根據權利要求2所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述波形控制模塊生成電流幅度及波形控制信號，以控制電流控制模塊的輸出電流的波形和電流幅度，以一定頻率強弱交替變化。
4.根據權利要求2所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述電流控制模塊包括相互串聯的波形輸出模塊和電流放大模塊，所述波形輸出模塊與所述波形控制模塊連接，由波形輸出模塊所發送的變換波形電流經電流放大模塊進行放大處理后輸出至電磁線圈。
5.根據權利要求4所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述波形控制模塊為振蕩電路，通過振蕩電路向線圈提供振蕩電流，通過經由電磁線圈的振蕩電流，使得磁場強弱產生交替變化。
6.根據權利要求1-5任一項所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述電磁鐵供電系統還包括電涌保護器，所述電涌保護器串聯于電源和電流控制模塊之間，用于控制過大電流對電流控制模塊的損壞。
7.根據權利要求6所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述振蕩電流呈正弦波、方波或三角波形式。
8.根據權利要求2所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述波形控制模塊的頻率為lHz-100KHz。
9.根據權利要求2所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述波形控制模塊的強度為IA至50A。
10.根據權利要求2所述的膠囊內窺鏡運動的控制系統，其特征在于:所述電磁線圈的匝數為300-2000匝之間。
專利摘要本實用新型提供了一種膠囊內窺鏡運動的控制系統，包括電磁鐵供電系統和電磁線圈，所述電磁鐵供電系統中設有電源和波形控制模塊，所述電磁鐵供電系統和電磁線圈相互電連接，當吞入帶磁鐵的膠囊內窺鏡的人體進入通電電磁線圈產生的磁場中，通過電磁鐵供電系統的波形控制模塊向電磁線圈提供波形按一定頻率改變的電流，使得磁場強弱產生交替變化，避免帶磁鐵的膠囊內窺鏡受磁場的吸引而吸附于腸胃內壁上。強弱交替變換的磁場，使得膠囊內窺鏡可保持貼近胃腸壁進行橫向水平的運動，以對胃腸壁的各個位置進行細致地拍攝，獲得更為清晰的圖像數據，且不會因引力過大而吸附嵌入胃腸的凹壁內而造成的滯留，以進一步提高胃內影像拍攝的準確性和可控性。
文檔編號A61B1/00GK202942082SQ20122071099
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者王建平, 章偉, 李奕 申請人:深圳市資福技術有限公司