【技术实现步骤摘要】
基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法
本专利技术涉及医疗
,尤其涉及基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法。
技术介绍
无线胶囊内窥镜用于消化道检查,通常需要有传输数据、图像的功能,这种检查方式极大地减轻了使用传统内窥镜带给患者的痛苦,因为胶囊是一次性使用,所以也降低了患者交叉感染的风险。但是在目前应用中无线胶囊内窥镜会存在一些问题,因为整个检查过程会持续8小时左右,不可能让患者长时间保持一个姿势不动,所以需要让患者在进行正常活动的同时完成检测。目前常用技术主要有:射频定位、微波成像定位、超声定位、磁场定位等,磁定位相对其他技术定位精度更高、实时性更好。对于人在进行正常活动的同时完成体内胶囊内窥镜的定位,国内外还鲜有研究,大多数研究集中在固定位置、固定设备的定位方式研究上。
技术实现思路
为了解决人在进行正常活动的同时无法完成体内胶囊内窥镜的定位的问题,本专利技术提供了一种基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法。本专利技术提供了一种基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:通过布置在人体外的三维传感器阵列对胶囊内窥镜的磁场强度进行测量,得到磁场强度数据;步骤2:将三维传感器阵列得到的磁场强度数据进行滤波处理,消除传输噪声;步骤3:将滤波后的磁场强度数据按照规则进行差分运算;步骤4:依据磁偶极子模型构建目标函数表达式;步骤5:利用最优化算法对步骤4中构造的目标函数进行求解,解出胶囊内窥镜的位置及方向信息, ...
【技术保护点】
1.一种基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1:通过布置在人体外的三维传感器阵列对胶囊内窥镜的磁场强度进行测量,得到磁场强度数据;/n步骤2:将三维传感器阵列得到的磁场强度数据进行滤波处理,消除传输噪声;/n步骤3:将滤波后的磁场强度数据按照规则进行差分运算;/n步骤4:依据磁偶极子模型构建目标函数表达式;/n步骤5:利用最优化算法对步骤4中构造的目标函数进行求解,解出胶囊内窥镜的位置及方向信息,实现对胶囊内窥镜的定位。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于差分信号的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:通过布置在人体外的三维传感器阵列对胶囊内窥镜的磁场强度进行测量,得到磁场强度数据;
步骤2:将三维传感器阵列得到的磁场强度数据进行滤波处理,消除传输噪声;
步骤3:将滤波后的磁场强度数据按照规则进行差分运算;
步骤4:依据磁偶极子模型构建目标函数表达式;
步骤5:利用最优化算法对步骤4中构造的目标函数进行求解,解出胶囊内窥镜的位置及方向信息,实现对胶囊内窥镜的定位。
2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,在所述步骤2中,三维传感器阵列在某一时刻会对磁场值进行多次测量,对所测量数据进行滤波处理,所述滤波处理采用均值滤波。
3.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,三维传感器阵列包括多个三维传感器,多个三维传感器的布置方式包括分组布置方式和等间距均匀布置方式,所述分组布置方式是指采用一定数量的同型号三维传感器作为一组,进行分组布置,其中每组三维传感器以一定距离等间隔分别进行横向与纵向布置,形成规则布置的三维传感器阵列;等间距均匀布置方式是指多个三维传感器在同一平面内等间隔均匀布置。
4.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,步骤3中将滤波后的磁场强度数据进行差分运算的规则如下:针对分组布置方式,对同一组相邻的三维传感器均值滤波后的数据按顺序差分:Bm12=Bm1-Bm2;Bm23=Bm2-Bm3;Bm34=Bm3-Bm4;Bm41=Bm4-Bm1;
其中,1、2、3、4代表同一组中四个三维传感器按顺时针或者逆时针的编号,Bm12表示1、2号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,Bm23表示2、3号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,Bm34表示3、4号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,Bm41表示4、1号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,Bm1、Bm2、Bm3、Bm4分别表示1、2、3、4号三维传感器的测量值滤波后的数值。
5.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜实时定位方法,其特征在于,步骤3中将滤波后的磁场强度数据进行差分运算的规则如下:针对等间距均匀布置方式,对相邻的四个三维传感器做差分运算:Bm67=Bm6-Bm7;Bm78=Bm7-Bm8;Bm89=Bm8-Bm9;Bm96=Bm9-Bm6;Bm67表示表示6、7号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,Bm78表示7、8号三维传感器的测量值滤波后的数值之差,B...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋霜,汪硕,孟庆虎,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳,
类型:发明
国别省市:广东;44
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