一种胶囊内窥镜的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种胶囊内窥镜的控制系统，包括：位于消化腔体外部，用于对位于消化腔体内部的胶囊内窥镜施加磁场力的作用，以控制胶囊内窥镜移动至目标位置的磁体；和磁体相连接，用于带动磁体在消化腔体外部按照预定规划路径运动的机械臂；和机械臂相连接，用于根据胶囊内窥镜的目标位置确定磁体的预定规划路径，并控制机械臂运动的主机。本发明专利技术中的胶囊内窥镜的控制系统能够更简单快速的控制胶囊内窥镜在消化腔体内部的移动，更加方便用户对设备的操控，提高了对胶囊内窥镜的移动的控制精度和用户的使用体验。本发明专利技术中还公开了一种胶囊内窥镜的控制方法，具有上述有益效果。

Control system and method for capsule endoscope

The invention discloses a control system of capsule endoscopy, which includes: a magnet located outside the digestive cavity to exert magnetic force on the capsule endoscopy located inside the digestive cavity to control the capsule endoscopy moving to the target position; a magnet connected to drive the magnet in accordance with the precondition outside the digestive cavity. The robot arm is connected with the manipulator arm to determine the planned path of the magnet according to the target position of the capsule endoscope and control the motion of the manipulator. The control system of the capsule endoscope in the invention can control the movement of the capsule endoscope in the digestive cavity more simply and quickly, and is more convenient for the user to control the equipment, and improves the control accuracy of the movement of the capsule endoscope and the user's experience of using it. The invention also discloses a control method for capsule endoscope, which has the beneficial effect.

【技术实现步骤摘要】
一种胶囊内窥镜的控制系统及方法
本专利技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种胶囊内窥镜的控制系统及方法。
技术介绍
胶囊内窥镜，全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。如果胶囊内窥镜仅靠消化道的蠕动来随机运动，这样会增加漏诊和误诊的概率。现有技术中比较常用的一种控制胶囊内窥镜的方式是采用消化系统外部的磁体带动内置有永磁体的胶囊内窥镜运动。但是目前这种控制方式的控制过程较为繁琐，工作效率低，往往不能够满足医务人员对受检者病情诊断的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种胶囊内窥镜的控制系统，解决了对胶囊内窥镜控制精度低，控制过程繁琐，工作效率低的问题。本专利技术的另一目的是提供一种胶囊内窥镜的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种胶囊内窥镜的控制系统，包括：位于消化腔体外部，用于对位于所述消化腔体内部的胶囊内窥镜施加磁场力的作用，以控制胶囊内窥镜移动至目标位置的磁体；和所述磁体相连接，用于带动所述磁体在消化腔体外部按照预定规划路径运动的机械臂；和所述机械臂相连接，用于根据所述胶囊内窥镜的目标位置确定所述磁体的预定规划路径，并控制所述机械臂运动的主机。其中，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，其中，所述消化腔体位于所述第一磁体和第二磁体之间；还包括底部牵引机构，所述机械臂末端和所述第一磁体相连接，用于带动所述第一磁体移动，所述底部牵引机构和所述第二磁体相连接，用于带动所述第二磁体移动。其中，所述机械臂上还设有角度传感器，所述角度传感器用于在所述机械臂末端带动所述磁体到达所述预定规划路径上的各个位置点时，获得所述机械臂各个机械关节的转动角度参数；所述主机还用于根据所述转动角度参数对所述机械臂末端的所在位置进行校正。其中，所述主机还用于预先创建姿态模型，并根据所述姿态模型和所述角度传感器检测的角度参数创建所述机械臂的3D姿态模型可视图。其中，所述主机和所述机械臂的伺服电机之间通过网线连接；其中，每对网线均设置有铝箔屏蔽层，且每四对网线设置有公共金属丝网屏蔽层。本专利技术还提供了一种胶囊内窥镜的控制方法，包括：根据胶囊内窥镜的当前位置和目标位置，确定磁体所需要移动的位置；根据所述磁体所需要移动的位置，确定机械臂末端的预定规划路径；根据所述预定规划路径控制所述机械臂的末端带动所述磁体按照所述预定规划路径移动，以便所述胶囊内窥镜在所述磁体的磁场力的作用下移动至所述目标位置。其中，根据所述磁体所需要移动的位置，确定所述机械臂末端的预定规划路径包括：根据第一磁体的所需要移动的位置，确定机械臂的预定规划路径；所述根据所述预定规划路径控制所述机械臂的伺服电机运动包括：根据所述预定规划路径控制所述机械臂的伺服电机运动；根据所述机械臂的运动状态和虚轴跟随算法，确定底部牵引机构的运动轨迹；根据所述底部牵引机构的运动轨迹控制所述底部牵引机构带动第二磁体运动。其中，所述根据所述运动位置控制所述机械臂的伺服电机运动之后，还包括：实时获取角度传感器检测的所述机械臂各个机械关节的转动角度参数；当所述机械臂的末端依次经过所述预定规划路径上的各个位置点时，根据所述转动角度参数确定所述机械臂末端的实际位置点；根据所述实际位置点和所述预定规划路径上的位置点进行对比，对所述机械臂的末端位置进行校正。其中，在实时获取角度传感器检测的所述机械臂各个机械关节的转动角度参数之后还包括：根据所述转动角度参数和预先建立的机械臂姿态模型，创建机械臂的可视3D模型图。其中，在所述根据所述运动位置控制所述机械臂的伺服电机运动之后，还包括：当所述机械臂末端完成所述预定规划路径的运动时，获取所述机械臂的伺服电机的电机编码器的角度参数，根据所述角度参数确定所述机械臂末端的驱动位置，并根据所述驱动位置校正所述机械臂末端所在位置。本专利技术所提供的胶囊内窥镜的控制系统，通过将位于消化腔体外部的磁体固定在机械臂的末端，并通过主机预先运算出机械臂末端的规划路径，再通过主机控制机械臂按照预定的规划路径带动磁体运动，最终运动至使得胶囊内窥镜在磁体的磁场力作用下运动至目标位置，且在实际应用过程中，用户只需输入包含有胶囊内窥镜的所需移动目标位置的指令，主机就能够自动控制机械臂运动，最终使胶囊内窥镜发生移动。相对于现有技术中通过复杂的机械结构控制位于消化系统外部的磁体运动从而带动胶囊内窥镜发生移动，本专利技术的控制系统更易操作，对磁体的控制均是由主机自动化完成的，对磁体移动控制的精度更高，无需用户在控制磁体带动胶囊内窥镜过程中反复调试，对用户操控调节设备的要求更低，在很大程度上减少了对胶囊内窥镜所在位置的调控时间，提高了工作效率。综上所述，本专利技术中的胶囊内窥镜的控制系统能够更简单快速的控制胶囊内窥镜在消化腔体内部的移动，更加方便用户对设备的操控，提高了对胶囊内窥镜的移动的控制精度和用户的使用体验。本专利技术中还公开了一种胶囊内窥镜的控制方法，具有上述有益效果。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的胶囊内窥镜的控制系统的结构示意图；图2为现有技术中磁体对胶囊内窥镜的控制示意图；图3为本专利技术实施例提供的磁体对胶囊内窥镜的控制示意图；图4为本专利技术实施例提供的底部牵引机构的部分结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的胶囊内窥镜的控制方法的流程示意图。具体实施方式目前，对胶囊内窥镜比较常规的控制方式是通过一些机械结构带动位于消化系统外部的磁体运动，而胶囊内窥镜中内置有永磁体，使得胶囊内窥镜能够受磁体的磁场力作用发生相应的移动，最终到达目标位置点。但是如果带动磁体运动机械结构较为简单，往往对磁体控制的精度较低，在控制磁体移动时往往需要经过用户反反复复的调试，才能够是磁体到达准确的目标位置点，而且也要求操作使用者对设备使用掌握达到一定的熟悉程度。而如果要提高对磁体运动控制的精度，就需要设计更为复杂的机械结构，需要分析机械结构各个部件之间的受力情况以及相互配合的作用力。这种结构无论是在设计还是制作方面都十分的繁琐，也就在一定成程度上提高了利用磁体控制胶囊内窥镜的移动的设备的成本。因此，本专利技术中提供了一种胶囊内窥镜的控制系统，通过主机运行预先编程好的程序控制机械臂运动，而机械臂带动位于消化腔体外部的磁体运动，使胶囊内窥镜在磁体的磁场力作用下随之运动最终移动至目标位置。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，图1为本专利技术实施例提供的胶囊内窥镜的控制系统的结构示意图，该胶囊内窥镜的控制系统可以包括：位于消化腔体外部，用于对位于消化腔体内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶囊内窥镜的控制系统，其特征在于，包括：位于消化腔体外部，用于对位于所述消化腔体内部的胶囊内窥镜施加磁场力的作用，以控制所述胶囊内窥镜移动至目标位置的磁体；和所述磁体相连接，用于带动所述磁体在消化腔体外部按照预定规划路径运动的机械臂；和所述机械臂相连接，用于根据所述胶囊内窥镜的目标位置确定所述磁体的预定规划路径，并控制所述机械臂运动的主机。

【技术特征摘要】
1.一种胶囊内窥镜的控制系统，其特征在于，包括：位于消化腔体外部，用于对位于所述消化腔体内部的胶囊内窥镜施加磁场力的作用，以控制所述胶囊内窥镜移动至目标位置的磁体；和所述磁体相连接，用于带动所述磁体在消化腔体外部按照预定规划路径运动的机械臂；和所述机械臂相连接，用于根据所述胶囊内窥镜的目标位置确定所述磁体的预定规划路径，并控制所述机械臂运动的主机。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述磁体包括第一磁体和第二磁体，其中，所述消化腔体位于所述第一磁体和第二磁体之间；还包括底部牵引机构，所述机械臂末端和所述第一磁体相连接，用于带动所述第一磁体移动，所述底部牵引机构和所述第二磁体相连接，用于带动所述第二磁体移动。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述机械臂上还设有角度传感器；所述角度传感器用于在所述机械臂末端带动所述磁体到达所述预定规划路径上的各个位置点时，获得所述机械臂各个机械关节的转动角度参数；所述主机还用于根据所述转动角度参数对所述机械臂末端的所在位置进行校正。4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述主机还用于预先创建姿态模型，并根据所述姿态模型和所述角度传感器检测的角度参数创建所述机械臂的3D姿态模型可视图。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述主机和所述机械臂的伺服电机之间通过网线连接；其中，每对网线均设置有铝箔屏蔽层，且每四对网线设置有公共金属丝网屏蔽层。6.一种胶囊内窥镜的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至5所述的胶囊内窥镜的控制系统，包括：根据胶囊内窥镜的当前位置和目标位置，确定磁体所需要移动的位置；根据所述磁体所需要移动的位置，确定机械臂末端的预定规划路径；...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹烁，梁东，李佳坤，
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