具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统技术方案

本公开描述了一种具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统，其包括：胶囊内窥镜，其被导入组织腔体内；磁控装置；磁传感器模块；以及处理模块，其获取由磁传感器模块感应的第一磁感应强度、第二磁感应强度以及第一磁体的磁偶极子模型来计算胶囊内窥镜的第一磁体相对于磁传感器模块的定位位置，并且获取胶囊内窥镜在定位位置测量到的多个距离和胶囊内窥镜在定位位置与组织腔体的预设模型的内壁相距的多个参考距离并进行比对，以更新预设模型并作为组织腔体的三维模型。根据本公开，能够提供一种能够优化胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统。

【技术实现步骤摘要】
具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统
本公开大体涉及一种具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统。
技术介绍
胶囊内窥镜是现代医学中常用的一种胃腔内医用检查工具，医生通过使用胶囊内窥镜在人体的胃腔内采集图像以获取胃腔的病变信息。目前，为了使得胶囊内窥镜在胃腔内能够更充分地进行图像采集，医生可以读取胶囊内窥镜在胃腔内采集到的图像，并基于丰富的临床经验来识别胃腔的三维结构以及胶囊内窥镜在胃腔内所处的位置，从而控制胶囊内窥镜在胃腔内进行运动。然而，这种基于经验来对胃腔的三维结构进行识别，所获取的三维结构可能不准确，从而导致胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径不够完整。
技术实现思路
本公开有鉴于上述现有技术的状况而提出，其目的在于提供一种能够更准确地对组织腔体进行三维建模从而能够优化胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统。为此，本公开第一方面提出了一种具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统，其包括：胶囊内窥镜，其被导入组织腔体内，所述胶囊内窥镜包括第一磁体、用于测量所述胶囊内窥镜与所述组织腔体的内壁的距离的激光测距传感器、以及用于测量所述胶囊内窥镜的姿态的姿态传感器；磁控装置，其通过磁场对所述胶囊内窥镜进行控制，以使所述胶囊内窥镜在所述组织腔体内移动；磁传感器模块，其与所述磁控装置分别位于所述组织腔体的两侧，所述磁传感器模块检测所述组织腔体未导入所述胶囊内窥镜时由所述磁控装置在第一位置产生的第一磁感应强度，所述胶囊内窥镜被导入所述组织腔体后由所述磁控装置在所述第一位置和所述第一磁体产生的第二磁感应强度；以及处理模块，其获取由所述磁传感器模块感应的所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度以及所述第一磁体的磁偶极子模型来计算所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的定位位置，并且获取所述胶囊内窥镜在所述定位位置测量到的多个所述距离和所述胶囊内窥镜在所述定位位置与所述组织腔体的预设模型的内壁相距的多个参考距离并进行比对，以更新所述预设模型并作为所述组织腔体的三维模型。在本公开所涉及的胶囊内窥镜系统中，通过对组织腔体进行三维建模，能够优化胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径，从而能够控制胶囊内窥镜在组织腔体内更充分地进行图像采集。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述胶囊内窥镜还包括用于向所述处理模块传输由所述胶囊内窥镜测量的距离信息的无线收发单元。由此，能够方便与处理模块进行信号传输。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述胶囊内窥镜还包括设置在所述胶囊内窥镜的一端的透明外壳，所述激光测距传感器和所述无线收发单元设置在所述胶囊内窥镜的具有所述透明外壳的一端。在这种情况下，通过设置透明外壳并将激光测距传感器设置在透明外壳一端，能够方便激光测距传感器向组织腔体的内壁发射激光。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述磁传感器模块包括一个三轴磁传感器、两个二轴磁传感器、三个一轴磁传感器，或者其组合。由此，能够有效避免磁控装置和第一磁体产生的磁场使磁传感器出现磁饱和。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，由所述激光测距传感器发射的激光经由所述透明外壳而传播至所述组织腔体的内壁，并且所述激光测距传感器在预定时间内不接收反射的激光。由此，能够有效避免由透明外壳反射而形成的杂散光。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述处理模块基于所述第一磁感应强度和所述第二磁感应强度来计算所述磁传感器模块感应的来自所述胶囊内窥镜产生的第三磁感应强度，并且根据所述第三磁感应强度算出所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的位置。由此，能够更准确地计算出胶囊内窥镜相对磁传感器模块的位置。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述处理模块基于所述第一磁体的磁偶极子模型和所述胶囊内窥镜的在所述组织腔体内的预设坐标，计算所述胶囊内窥镜在所述预设坐标时由所述磁传感器模块的各个磁传感器感应的来自所述第一磁体的第四磁感应强度，将所述第三磁感应强度与所述第四磁感应强度进行对比以修正所述预设坐标，并且令在预定误差内的所述预设坐标为所述胶囊内窥镜的定位位置。由此，能够更准确地对胶囊内窥镜进行定位。另外，在本公开第一方面所涉及的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统中，可选地，所述预设模型为CT造影、解剖、医学影像中的一种或多种形成的所述组织腔体的模型。由此，能够方便地得到组织腔体的预设模型。本公开第二方面提出了一种对组织腔体的内部空间进行三维建模的方法，其包括：(a)准备工序，使胶囊内窥镜进入组织腔体内，所述胶囊内窥镜包括第一磁体、用于测量所述胶囊内窥镜与所述组织腔体的内壁的距离的激光测距传感器、以及用于测量所述胶囊内窥镜的姿态的姿态传感器；(b)引导工序，使磁控装置通过磁场对所述胶囊内窥镜进行控制，以使所述胶囊内窥镜在所述组织腔体内移动；(c)检测工序，通过布置在与所述磁控装置位于所述组织腔体不同侧的磁传感器模块检测所述组织腔体未导入所述胶囊内窥镜时由所述磁控装置在第一位置产生的第一磁感应强度，所述胶囊内窥镜被导入所述组织腔体后由所述磁控装置在所述第一位置和所述第一磁体产生的第二磁感应强度；并且(d)处理工序，通过处理模块获取由所述磁传感器模块感应的所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度以及所述第一磁体的磁偶极子模型来计算所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的定位位置；并且(e)建模工序，通过所述处理模块获取所述胶囊内窥镜在所述定位位置测量到的多个所述距离和所述胶囊内窥镜在所述定位位置与所述组织腔体的预设模型的内壁相距的多个参考距离并进行比对，以更新所述预设模型并作为所述组织腔体的三维模型。另外，在本公开第二方面所涉及的对组织腔体的内部空间进行三维建模的方法中，可选地，在所述引导工序中，通过控制所述磁控装置使所述胶囊内窥镜到达所述组织腔体的内壁的多个不同位置，使所述胶囊内窥镜以具有摄像装置的一端为顶点旋转并进行测距。在这种情况下，控制胶囊内窥镜在组织腔体的内壁的多个位置进行旋转并进行测距，能够对组织腔体更准确地进行三维建模。此外，在本公开的第三方面涉及的胶囊内窥镜在组织腔体内的运动控制方法中，使用本公开第二方面所涉及的方法以获取所述组织腔体的三维模型；基于所述三维模型和第一预设值来调整胶囊内窥镜的运动方式，其中，所述第一预设值由所述胶囊内窥镜的长度确定；并且根据所述三维模型获得所述胶囊内窥镜在所述组织腔体内的当前位置的空间高度，并且当所述空间高度不大于所述第一预设值时，控制所述胶囊内窥镜进行平移式运动。由此，能够优化胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径。根据本公开，能够提供一种能够准确地对组织腔体进行三维建模从而能够优化胶囊内窥镜在组织腔体内的运动路径的具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统。附图说明现在将仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统，其特征在于，/n包括：/n胶囊内窥镜，其被导入组织腔体内，所述胶囊内窥镜包括第一磁体、用于测量所述胶囊内窥镜与所述组织腔体的内壁的距离的激光测距传感器、以及用于测量所述胶囊内窥镜的姿态的姿态传感器；/n磁控装置，其通过磁场对所述胶囊内窥镜进行控制，以使所述胶囊内窥镜在所述组织腔体内移动；/n磁传感器模块，其与所述磁控装置分别位于所述组织腔体的两侧，所述磁传感器模块检测所述组织腔体未导入所述胶囊内窥镜时由所述磁控装置在第一位置产生的第一磁感应强度，所述胶囊内窥镜被导入所述组织腔体后由所述磁控装置在所述第一位置和所述第一磁体产生的第二磁感应强度；以及/n处理模块，其获取由所述磁传感器模块感应的所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度以及所述第一磁体的磁偶极子模型来计算所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的定位位置，并且获取所述胶囊内窥镜在所述定位位置测量到的多个所述距离和所述胶囊内窥镜在所述定位位置与所述组织腔体的预设模型的内壁相距的多个参考距离并进行比对，以更新所述预设模型并作为所述组织腔体的三维模型。/n

【技术特征摘要】
20190617 CN 20191051899871.一种具备三维建模功能的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
包括：
胶囊内窥镜，其被导入组织腔体内，所述胶囊内窥镜包括第一磁体、用于测量所述胶囊内窥镜与所述组织腔体的内壁的距离的激光测距传感器、以及用于测量所述胶囊内窥镜的姿态的姿态传感器；
磁控装置，其通过磁场对所述胶囊内窥镜进行控制，以使所述胶囊内窥镜在所述组织腔体内移动；
磁传感器模块，其与所述磁控装置分别位于所述组织腔体的两侧，所述磁传感器模块检测所述组织腔体未导入所述胶囊内窥镜时由所述磁控装置在第一位置产生的第一磁感应强度，所述胶囊内窥镜被导入所述组织腔体后由所述磁控装置在所述第一位置和所述第一磁体产生的第二磁感应强度；以及
处理模块，其获取由所述磁传感器模块感应的所述第一磁感应强度、所述第二磁感应强度以及所述第一磁体的磁偶极子模型来计算所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的定位位置，并且获取所述胶囊内窥镜在所述定位位置测量到的多个所述距离和所述胶囊内窥镜在所述定位位置与所述组织腔体的预设模型的内壁相距的多个参考距离并进行比对，以更新所述预设模型并作为所述组织腔体的三维模型。


2.如权利要求1所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
所述胶囊内窥镜还包括用于向所述处理模块传输由所述胶囊内窥镜测量的距离信息的无线收发单元。


3.如权利要求2所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
所述胶囊内窥镜还包括设置在所述胶囊内窥镜的一端的透明外壳，所述激光测距传感器和所述无线收发单元设置在所述胶囊内窥镜的具有所述透明外壳的一端。


4.如权利要求1所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
所述磁传感器模块包括一个三轴磁传感器、两个二轴磁传感器、三个一轴磁传感器，或者其组合。


5.如权利要求1所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
由所述激光测距传感器发射的激光经由所述透明外壳而射出至所述组织腔体的内壁，并且所述激光测距传感器在预定时间内不接收反射的激光。


6.如权利要求1所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
所述处理模块基于所述第一磁感应强度和所述第二磁感应强度来计算所述磁传感器模块感应的来自所述胶囊内窥镜产生的第三磁感应强度，并且根据所述第三磁感应强度算出所述胶囊内窥镜的所述第一磁体相对于所述磁传感器模块的位置。


7.如权利要求6所述的胶囊内窥镜系统，其特征在于，
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浏，彭璨，夏然，
申请(专利权)人：深圳硅基智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44