胃部轮廓检测及模型生成方法技术

本发明专利技术公开一种胃部轮廓检测及模型生成方法，包括如下步骤：S1，使用外部磁场源拖动胶囊在胃的上表面朝一个方向移动，并实时发送胶囊内部传感器所测量的数据；S2，拖动过程中，通过所述传感器检测到的胶囊姿态和胶囊位置处的磁场变化判断是否到达胃的边界；S3，根据胶囊实时发送的所述传感器测量的数据对到达胃边界的胶囊空间位置点进行运算并记录；S4，反复执行S1‑S3，测得若干组满足胃边界条件的胶囊空间位置点；S5，将有效的胶囊空间位置点进行轨迹连接，得到完整的胃部轮廓数据。

Method of stomach contour detection and model generation

The invention discloses a stomach contour detection and model generation method, which comprises the following steps: S1, external magnetic field source drive capsule used in the upper surface of the stomach in one direction, and send real-time sensor data measured by the internal capsule; S2, drag in the process of judgment by the change of magnetic field sensor to detect capsule the attitude and position of the capsule has reached the stomach boundary; S3, according to the measurement data of the capsule to send real-time computation to the arrival point position of the stomach capsule boundary and record; S4, S1 S3 repeatedly measured, several groups meet the boundary conditions of the spatial position of stomach capsule; S5, will capsule point position for effective path connection, get the stomach contour data integrity.

【技术实现步骤摘要】
胃部轮廓检测及模型生成方法
本专利技术涉及医疗器械自动控制领域，尤其涉及一种胃部轮廓检测及模型生成方法。
技术介绍
市场上的胶囊内窥镜应用中，还没有将实际的胃部模型测量引入到检测过程中的，这样医生在控制主动式胶囊的时候没有位置参考，导致检测的效率低下。而现有的断层扫描技术虽然精度很高，但是对人体会有一定程度的伤害，而且费用上也居高不下。如果有一种检测成本低、精度合适胃体轮廓检测技术，对胶囊内窥镜的实际应用效果将起到很大的提升作用。这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种胃部轮廓检测及模型生成方法。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术公开一种胃部轮廓检测及模型生成方法，包括如下步骤：S1，使用外部磁场源拖动胶囊在胃的上表面朝一个方向移动，并实时发送胶囊内部传感器所测量的数据；S2，拖动过程中，通过所述传感器检测到的胶囊姿态和胶囊位置处的磁场变化判断是否到达胃的边界；S3，根据胶囊实时发送的所述传感器测量的数据对到达胃边界的胶囊空间位置点进行运算并记录；S4，反复执行S1-S3，测得若干组满足胃边界条件的胶囊空间位置点；S5，将有效的胶囊空间位置点进行轨迹连接，得到完整的胃部轮廓数据。所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，优选的，所述S2包括以下步骤：S2-1，胶囊内部传感器测量胶囊位置处的磁场向量和胶囊自身的重力向量；S2-2，计算所述磁场向量与重力向量的夹角；S2-3，将所述夹角与预设阀值进行比较，判断胶囊是否达到胃的边界。所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，优选的，所述S4包括以下步骤：S4-1，胶囊内窥镜开始检查的位置位于胃一端的穹顶位置，所述穹顶位置是胶囊通过磁体吸引到达胃的上表面时，胶囊的姿态向量6-1与磁场向量6-2重合的位置，根据胶囊运动轨迹设置胃一端的穹顶位置为坐标原点，并且胃另一端定义为X轴最大值，磁体拖动胶囊沿胃横向运动方向定义为Y轴；S4-2，磁体拖动胶囊沿原点向Y轴正极运动，直到胶囊到达胃水平边界一侧的条件成立，记录下该点位置，所述条件成立是指胶囊在接近胃水平边界位置时的姿态向量6-3与磁场向量6-4的夹角超过阀值；S4-3，磁体拖动胶囊朝X轴正极移动一定距离；磁体沿Y轴负极方向拖动胶囊直至胶囊到达胃水平边界另一侧的条件成立，记录下该点位置，磁体拖动胶囊朝X轴正极移动一定距离；S4-4，重复S4-2和S4-3直到胶囊运动到胃另一端X轴最大值。所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，优选的，所述轨迹连接是通过将所述胶囊空间位置点进行相应的插值和特征算法，勾画出胃的轮廓。所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，优选的，在轨迹连接之前，将所述胶囊空间位置点进行降噪处理。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本申请提出的胃部轮廓检测及模型生成方法，描述了一种安全、无副作用、成本低廉的胃部轮廓检测软硬件系统结构及方法，可以有效地填补胶囊内窥镜领域相关的技术空白，而且具有很强的可实施性，对胶囊内窥镜的查出率有很大的贡献。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术胶囊系统环境示意图；图2是本专利技术胶囊示意图；图3是本专利技术胶囊在穹顶位置和靠近胃水平边界位置姿态对比示意图；图4是本专利技术胶囊在穹顶位置和靠近边界位置的加速度传感器测量值对比示意图；图5A是本专利技术磁源拖动胶囊位于穹顶位置时，胶囊处的磁场传感器测量值示意图；图5B是本专利技术磁源拖动胶囊位于靠近胃水平边界时，胶囊处的磁场传感器测量值示意图；图6是本专利技术胶囊处于穹顶位置和处于靠近胃水平边界位置时加速度向量和磁场向量夹角对比示意图；图7A-7B是本专利技术运动轨迹示意图；图8是本专利技术胶囊运动轨迹示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。如图1所示，胶囊内窥镜在使用环境中1-1表示牵引磁场源，1-2表示人体组织，1-3表示胶囊内窥镜。在胶囊内窥镜的应用当中，如果能够测得患者胃的轮廓，而且直接显现出胶囊与胃体的相对位置，对医生的信心是有极大帮助的。更重要的，得知患者胃的轮廓可以帮助位于体外的胶囊姿态控制器进行路径规划，对胶囊内窥镜查出率的提高也是相当有帮助的。因此，胶囊内窥镜的实际应用中，迫切的需要一种无害、造价低廉的检测技术来得出胃的模型。如图2所示，胶囊内窥镜由2-1镜头、2-2照明系统、2-3加速度传感器和陀螺仪、2-4磁场传感器、2-5MCU、2-6电池、2-7射频通讯模块、2-8外壳组成。在本申请的内容之中2-3加速度传感器和陀螺仪、2-4磁场传感器是重点探讨的对象。人体胃的横截面可以近似的看成一个椭圆，本测量方法胶囊内窥镜的活动范围主要在胃的上表面，且胶囊需要在胃的上表面保持接触。本专利技术公开一种胃部轮廓检测及模型生成方法，包括如下步骤：S1，使用外部磁场源拖动胶囊在胃的上表面朝一个方向移动，并实时发送胶囊内部传感器所测量的数据；S2，拖动过程中，通过所述传感器检测到的胶囊姿态和胶囊位置处的磁场变化判断是否到达胃的边界；S2-1，胶囊内部传感器测量胶囊位置处的磁场向量和胶囊自身的重力向量；S2-2，计算所述磁场向量与重力向量的夹角；S2-3，将所述夹角与预设阀值进行比较，判断胶囊是否达到胃的边界。S3，根据胶囊实时发送的所述传感器测量的数据对到达胃边界的胶囊空间位置点进行运算并记录；S4，反复执行S1-S3，测得若干组满足胃边界条件的胶囊空间位置点；S4-1，胶囊内窥镜开始检查的位置位于胃一端的穹顶位置，所述穹顶位置是胶囊通过磁体吸引到达胃的上表面时，胶囊的姿态向量6-1与磁场向量6-2重合的位置，根据胶囊运动轨迹设置胃一端的穹顶位置为坐标原点，并且胃另一端定义为X轴最大值，磁体拖动胶囊沿胃横向运动方向定义为Y轴；S4-2，磁体拖动胶囊沿原点向Y轴正极运动，直到胶囊到达胃水平边界一侧的条件成立，记录下该点位置，所述条件成立是指胶囊在接近胃水平边界位置时的姿态向量6-3与磁场向量6-4的夹角超过阀值；S4-3，磁体拖动胶囊朝X轴正极移动一定距离；磁体沿Y轴负极方向拖动胶囊直至胶囊到达胃水平边界另一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胃部轮廓检测及模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，使用外部磁场源拖动胶囊在胃的上表面朝一个方向移动，并实时发送胶囊内部传感器所测量的数据；S2，拖动过程中，通过所述传感器检测到的胶囊姿态和胶囊位置处的磁场变化判断是否到达胃的边界；S3，根据胶囊实时发送的所述传感器测量的数据对到达胃边界的胶囊空间位置点进行运算并记录；S4，反复执行S1‑S3，测得若干组满足胃边界条件的胶囊空间位置点；S5，将有效的胶囊空间位置点进行轨迹连接，得到完整的胃部轮廓数据。

【技术特征摘要】
1.一种胃部轮廓检测及模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，使用外部磁场源拖动胶囊在胃的上表面朝一个方向移动，并实时发送胶囊内部传感器所测量的数据；S2，拖动过程中，通过所述传感器检测到的胶囊姿态和胶囊位置处的磁场变化判断是否到达胃的边界；S3，根据胶囊实时发送的所述传感器测量的数据对到达胃边界的胶囊空间位置点进行运算并记录；S4，反复执行S1-S3，测得若干组满足胃边界条件的胶囊空间位置点；S5，将有效的胶囊空间位置点进行轨迹连接，得到完整的胃部轮廓数据。2.根据权利要求1所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：S2-1，胶囊内部传感器测量胶囊位置处的磁场向量和胶囊自身的重力向量；S2-2，计算所述磁场向量与重力向量的夹角；S2-3，将所述夹角与预设阀值进行比较，判断胶囊是否达到胃的边界。3.根据权利要求1或2所述的胃部轮廓检测及模型生成方法，其特征在于，所述S4包括以下步骤：S4-1，胶囊内窥镜开始检查的位置位于胃一端的穹顶位置，所述穹顶位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁东，李彦俊，徐登，曹烁，
申请(专利权)人：重庆金山医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50