胃肠动力检查系统技术方案

本发明专利技术公开一种胃肠动力检查系统，包括：胃肠动力胶囊、定位装置和终端设备，所述胃肠动力胶囊包括壳体及磁体，所述定位装置包括至少两个磁传感器i，i∈(1,N)，N为大于等于2的正整数；所述胃肠动力胶囊用于在受检者的体内随着胃肠的蠕动而移动时产生变化的磁场；所述定位装置的所述磁传感器i用于采集第j个时间点T

【技术实现步骤摘要】
胃肠动力检查系统
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种胃肠动力检查装置及系统。
技术介绍
消化系统疾病是继心血管疾病之后的第二大医学问题，胃肠动力紊乱的疾病占据消化道疾病接近半壁江山。胃肠动力是指胃肠部肌肉收缩蠕动的力量和频率，胃肠动力紊乱引发消化不良，轻者可导致腹胀、便秘、恶心、呕吐等症状，久而久之容易产生胃炎、胃轻瘫、食道反流甚至癌变等病症，严重影响人类日常工作和生活。目前评估胃肠动力紊乱的检查方法主要有测腔内压力、测pH值、胃肠电图、标记物胶囊等。测压法需要插管，具有侵入性且无法准确定位功能障碍部位。测pH值法虽然不需要插管，但只能检测某一点的胃动力功能异常，因此很少用于临床。胃电图法是将电极放置于腹部体表，并记录空腹和餐后的胃肠电节律，分析有无胃电节律异常来判断胃肠收缩功能是否紊乱，此方法虽然容易被接受但其临床诊断价值尚有争议。标记物法需要在患者吞服不透X射线的标记物后的24、48、72小时多次拍摄腹部X片，有辐射且设备价格昂贵、检查耗时。因此，需要一种胃肠动力检查系统来执行胃肠动力功能检查，以克服以上现有技术中存在的至少一个问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的至少一个技术问题，本专利技术实施例提供一种胃肠动力检查系统，通过对胃动力胶囊的精确定位，确定胃动力胶囊的位置和姿态信息、运动频率，进而确定胃肠动力胶囊在胃肠内的运动轨迹和蠕动频率，可以辅助医生评估胃肠动力紊乱的部位及其严重程度，该胃肠动力检查系统检查方便、定位精准、效率高且成本低廉。本专利技术提供一种胃肠动力检查系统，包括：胃肠动力胶囊、定位装置和终端设备，所述胃肠动力胶囊包括壳体及磁体，所述定位装置包括至少两个磁传感器i，i∈(1,N)，N为大于等于2的正整数；所述胃肠动力胶囊用于在受检者的体内随着胃肠的蠕动而移动时产生变化的磁场；所述定位装置的所述磁传感器i用于采集第j个时间点Tj时所述磁场的强度数据Dij，并将所述强度数据Dij发送给所述终端设备，j∈(1,N)，N为大于等于1的正整数；所述终端设备用于根据所述强度数据Dij确定所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj及运动频率。在一些实施例中，所述终端设备用于根据所述位置和姿态信息RPAj或所述运动频率确定胃和/或肠的蠕动频率。在一些实施例中，所述胃肠动力检查系统还包括：参考传感器，所述参考传感器用于采集所述时间点Tj时所述定位装置受运动、角度和地磁影响的参考强度数据Drj。在一些实施例中，所述终端设备用于根据所述强度数据Dij确定所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：所述终端设备对所述强度数据Dij进行预处理，得到处理后的强度数据Dfij；所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj，其中，Btij为时间点Tj时所述磁场的理论强度值。在一些实施例中，所述终端设备对所述强度数据进行预处理，得到处理后的强度数据Dfij包括：所述终端设备根据标定结果对所述强度数据Dij按照如下公式进行校正，得到校正后的强度数据Dcij，Dcij＝M*(Dij-B)，其中，M为比例校正系数，B为零偏移校正系数；所述终端设备根据时间点Tj时的所述参考强度数据Drj和所述校正后的强度数据Dcij，按照如下公式计算得到所述处理后的强度数据Dfij，Dfij＝Dcij-Drj。在一些实施例中，所述终端设备还用于根据磁场模型计算所述磁场的所述强度理论值Btij包括：当所述磁体为球形磁铁或圆柱形磁铁时，根据磁偶极子模型公式计算所述磁场的所述强度理论值Btij，其中，μr为相对导磁率，μ0为真空导磁率，MT为表征磁体磁场强度常数，Mc为表征磁体磁场方向的矢量，P为磁传感器相对于磁体中心点的矢量，R为磁传感器相对于磁体中心点的矢量的模。在一些实施例中，所述终端设备还用于根据磁场模型计算所述磁场的所述强度理论值Btij包括：当所述磁体为圆柱形磁铁时，根据圆柱模型公式计算所述磁场的所述强度理论值Bt，其中，μ0为真空导磁率；M0为表征磁体磁场方向的矢量；l为圆柱形磁铁的高度；a为圆柱形磁铁的半径；r为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的距离；er为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的矢量的r方向分量；eθ为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的矢量的θ方向分量；θ为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心矢量与表征磁体磁场方向矢量的夹角。在一些实施例中，所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的所述强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：S11：所述终端设备设定在时间点Tj时的所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态PA＝PA0＝(x0,y0,z0,m0,n0,p0)；S12：当所述磁体为球形磁铁时，所述终端设备根据时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态PA及所述磁传感器i的位置坐标(ai,bi,ci)，采用磁偶极子模型公式计算时间点Tj时所述磁场的所述强度理论值Btij(Btxij,Btyij,Btzij)；S13：所述终端设备采用最小二乘法比对时间点Tj时所述磁场的所述强度理论值Btij与所述处理后的强度数据Dijf，得到比对结果；S14：当所述比对结果满足预设条件时，得到时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态RPAj＝PA0＝(x0,y0,z0,m0,n0,p0)；S15：当所述比对结果不满足预设条件时，更新时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态为：PA＝PA0+p，其中p(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)为一个正态分布样本，且p(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)在(0,0,0,0,0,0)-(0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5)之间,则时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态为PA＝(x0+Δx,y0+Δy,z0+Δz,m0+Δm,n0+Δn,p0+Δp)，重复S12至S15，直至所述比对结果满足预设条件，得到时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠的位置和姿态RPAj＝(x0+Δx,y0+Δy,z0+Δz,m0+Δm,n0+Δn,p0+Δp)。在一些实施例中，所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的所述强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：S21：所述终端设备设定所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态迁移方程为PAj＝RPAj-1+q，其中，q为(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)，q是一个正态分布样本，且(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)在(0,0,0,0,0,0)-(0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5)之间；S22：根据公式PAjk＝PAj+Qk，获得时间点Tj本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胃肠动力检查系统，其特征在于包括：胃肠动力胶囊、定位装置和终端设备，所述胃肠动力胶囊包括壳体及磁体，所述定位装置包括至少两个磁传感器i，i∈(1,N)，N为大于等于2的正整数；/n所述胃肠动力胶囊用于在受检者的体内随着胃肠的蠕动而移动时产生变化的磁场；/n所述定位装置的所述磁传感器i用于采集第j个时间点T

【技术特征摘要】
1.一种胃肠动力检查系统，其特征在于包括：胃肠动力胶囊、定位装置和终端设备，所述胃肠动力胶囊包括壳体及磁体，所述定位装置包括至少两个磁传感器i，i∈(1,N)，N为大于等于2的正整数；
所述胃肠动力胶囊用于在受检者的体内随着胃肠的蠕动而移动时产生变化的磁场；
所述定位装置的所述磁传感器i用于采集第j个时间点Tj时所述磁场的强度数据Dij，并将所述强度数据Dij发送给所述终端设备，j∈(1,N)，N为大于等于1的正整数；
所述终端设备用于根据所述强度数据Dij确定所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj及运动频率。


2.根据权利要求1所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备用于根据所述位置和姿态信息RPAj或所述运动频率确定胃和/或肠的蠕动频率。


3.根据权利要求1所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，还包括：参考传感器，所述参考传感器用于采集所述时间点Tj时所述定位装置受运动、角度和地磁影响的参考强度数据Drj。


4.根据权利要求3所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备用于根据所述强度数据Dij确定所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：
所述终端设备对所述强度数据Dij进行预处理，得到处理后的强度数据Dfij；
所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj，其中，Btij为时间点Tj时所述磁场的理论强度值。


5.根据权利要求4所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备对所述强度数据进行预处理，得到处理后的强度数据Dfij包括：
所述终端设备根据标定结果对所述强度数据Dij按照如下公式进行校正，得到校正后的强度数据Dcij，
Dcij＝M*(Dij-B)，其中，M为比例校正系数，B为零偏移校正系数；
所述终端设备根据时间点Tj时的所述参考强度数据Drj和所述校正后的强度数据Dcij，按照如下公式计算得到所述处理后的强度数据Dfij，
Dfij＝Dcij-Drj。


6.根据权利要求4所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备还用于根据磁场模型计算所述磁场的所述强度理论值Btij包括：
当所述磁体为球形磁铁或圆柱形磁铁时，根据磁偶极子模型公式计算所述磁场的所述强度理论值Btij，



其中，μr为相对导磁率，μ0为真空导磁率，MT为表征磁体磁场强度常数，Mc为表征磁体磁场方向的矢量，P为磁传感器相对于磁体中心点的矢量，R为磁传感器相对于磁体中心点的矢量的模。


7.根据权利要求4所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备还用于根据磁场模型计算所述磁场的所述强度理论值Btij包括：
当所述磁体为圆柱形磁铁时，根据圆柱模型公式计算所述磁场的所述强度理论值Bt，



其中，μ0为真空导磁率；M0为表征磁体磁场方向的矢量；l为圆柱形磁铁的高度；a为圆柱形磁铁的半径；r为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的距离；er为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的矢量的r方向分量；eθ为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心的矢量的θ方向分量；θ为磁传感器相对于圆柱形磁铁的中心矢量与表征磁体磁场方向矢量的夹角。


8.根据权利要求6所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的所述强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：
S11：所述终端设备设定在时间点Tj时的所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态PA＝PA0＝(x0,y0,z0,m0,n0,p0)；
S12：当所述磁体为球形磁铁时，所述终端设备根据时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态PA及所述磁传感器i的位置坐标(ai,bi,ci)，采用磁偶极子模型公式计算时间点Tj时所述磁场的所述强度理论值Btij(Btxij,Btyij,Btzij)；
S13：所述终端设备采用最小二乘法比对时间点Tj时所述磁场的所述强度理论值Btij与所述处理后的强度数据Dijf，得到比对结果；
S14：当所述比对结果满足预设条件时，得到时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态RPAj＝PA0＝(x0,y0,z0,m0,n0,p0)；
S15：当所述比对结果不满足预设条件时，更新时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态为：PA＝PA0+p，其中p(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)为一个正态分布样本，且p(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)在(0,0,0,0,0,0)-(0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5)之间,则时间点Tj时所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态为PA＝(x0+Δx,y0+Δy,z0+Δz,m0+Δm,n0+Δn,p0+Δp)，重复S12至S15，直至所述比对结果满足预设条件，得到时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠的位置和姿态RPAj＝(x0+Δx,y0+Δy,z0+Δz,m0+Δm,n0+Δn,p0+Δp)。


9.根据权利要求6所述的胃肠动力检查系统，其特征在于，所述终端设备根据所述处理后的强度数据Dfij和所述磁场的所述强度理论值Btij，通过定位算法，确定时间点Tj时所述胃肠动力胶囊在胃肠内的位置和姿态信息RPAj包括：
S21：所述终端设备设定所述胃肠动力胶囊的初始位置和姿态迁移方程为PAj＝RPAj-1+q，其中，q为(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)，q是一个正态分布样本，且(Δx,Δy,Δz,Δm,Δn,Δp)在(0,0,0,0,0,0)-(0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5)之间；
S22：根据公式PAjk＝PAj+Qk，获得时间点Tj时N个所述胃肠动力胶囊的可能的初始位置和姿态信息，其中N为50-5000之间的整数，k∈(1,N)，Qk为(Δxk,Δyk,Δzk,Δmk,Δnk,Δpk)，Qk是一个正态分布样本，且(Δxk,Δyk,Δzk,Δmk,Δnk,Δpk)在(0,0,0,0,0,0)-(0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5)之间；
S23：当所述磁体为球形磁铁时，根据时间点Tj时所述磁传感器i在坐标系中的位置坐标(ai,bi,ci)及时间点Tj时所述N个所述胃肠动力胶囊的可能的初始位置和姿态信息PAjk，按照磁偶极子模型公式计算时间点Tj时所述磁场的每个所述磁场强度理论值Btijk(Btxijk,Btyijk,Btzijk)；
S24：将步骤S23得到的时间点Tj时所述N个胃肠动力胶囊可能的位置和姿态下的N个所述磁场强度理论值Btijk分别与所述处理后的强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，丛冰，吴良信，
申请(专利权)人：深圳市资福医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44