[发明专利]驱动磁体的方法以及驱动胶囊内窥镜的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制技术，尤其涉及的是一种驱动磁体的方法以及驱动胶囊内窥镜的方法和系统。 

背景技术

控制磁体运动通常采用外界施加的磁场，该被控的磁体通常要在轨道内运行，以带动胶囊内窥镜运动的磁体为例，目前有一种以径向磁化的N、S极相间排列的多磁极圆环NdFeB永磁体为外驱动器，以嵌入胶囊内的同磁极结构NdFeB永磁体为内驱动器，通过变频调速带动外驱动器转动产生旋转磁场，驱动胶囊内窥镜内嵌磁体旋转，实现体内旋进的驱动控制方法。该技术只是实现了驱动胶囊运动，而至于胶囊的具体位置、方向等信息却不得而知，更不能实现驱动胶囊内窥镜到一个指定位置。 

因此，现有技术还有待于改进和发展。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动磁体的方法以及驱动胶囊内窥镜的方法和系统，采用所述方法和系统能够利用定位信息来调整所述磁体和胶囊内窥镜到达指定的位置。 

本发明的技术方案如下： 

本发明提供一种驱动磁体的方法，包括以下步骤：获取所述磁体的磁感应强度，并基于该磁体的充磁方向计算其当前位置和运动轨迹；利用所述磁体的充磁方向、所述运动轨迹以及所述当前位置与预设的期望位置之 间的差值，计算所需外部驱动磁场的大小和方向；根据所述外部驱动磁场的大小和方向，计算驱动线圈的电流强度和方向，并输出该电流至所述驱动线圈。 

本发明还提供一种驱动胶囊内窥镜的方法，包括以下步骤：S1.获取所述胶囊内窥镜内磁体的磁感应强度，并基于该磁体的充磁方向计算所述胶囊内窥镜的当前位置和运动轨迹；S2.利用所述磁体的充磁方向、所述运动轨迹以及所述当前位置与预设的期望位置之间的差值，计算所需外部驱动磁场的大小和方向；S3.根据所述外部驱动磁场的大小和方向，计算驱动线圈的电流强度和方向，并输出该电流至所述驱动线圈。 

所述的驱动胶囊内窥镜的方法，其中，所述步骤S2还包括：S21.基于所述胶囊内窥镜的位置和运动轨迹以及所述磁体的充磁方向，计算胶囊相对于所述驱动线圈的运动方向矢量；S22.根据该运动方向矢量，计算出合成该矢量所需要的外部磁场在各坐标方向上的强度。 

所述的驱动胶囊内窥镜的方法，其中，所述输出电流至驱动线圈和计算步骤分时进行。 

本发明还提供一种驱动胶囊内窥镜的系统，包括：设置在所述胶囊内窥镜内的磁体；设置在所述胶囊内窥镜之外的驱动线圈、用于向该磁体提供驱动磁场；还包括：设置在所述胶囊内窥镜外传感器阵列，用于获取所述磁体磁感应强度；与该传感器阵列连接的定位模块，用于利用所述磁感应强度计算所述胶囊内窥镜的当前位置和运动轨迹；用于输入所述胶囊内窥镜的期望位置的输入模块；与该输入模块和所述定位模块连接的计算模块，用于利用所述磁体的充磁方向、所述运动轨迹以及所述当前位置与所述期望位置之间的差值，计算所需外部驱动磁场的大小和方向；与该计算模块和所述驱动线圈连接的控制电路，用于根据所述外部驱动磁场的大小和方向，计算所述驱动线圈的电流强度和方向，并将该电流输出至所述驱动线圈。 

所述的系统，其中，所述胶囊内窥镜的外壳表面设置螺旋槽。 

所述的系统，其中，还包括：反馈计算单元，用于基于所述胶囊内窥镜的位置和运动轨迹以及所述磁体的充磁方向，计算胶囊相对于所述驱动线圈的运动方向矢量；反馈补偿单元，用于根据该运动方向矢量，计算出合成该矢量所需要的外部磁场在各坐标方向上的强度。 

本发明所提供的驱动磁体的方法，利用所述磁体的充磁方向、所述运动轨迹以及所述当前位置与预设的期望位置之间的差值，计算所需外部驱动磁场和实现该磁场的电流，并输出该电流至所述驱动线圈，利用定位信息来调整磁体到达期望位置，从而实现了对磁体的控制；本发明所提供的驱动胶囊内窥镜的方法，利用预设的期望位置、胶囊内窥镜的运动轨迹以及所述磁体的充磁方向，利用定位信息来调整胶囊内窥镜到达期望位置，从而实现了对胶囊内窥镜的控制。 

附图说明

图1是本发明中驱动胶囊内窥镜的系统中传感器阵列的设置示意图； 

图2是本发明中带体表设置螺旋槽的胶囊内窥镜和外磁场的示意图； 

图3是本发明中带体表设置螺旋槽的胶囊内窥镜螺的受力分解图； 

图4是本发明中驱动胶囊内窥镜的方法中负反馈的原理框图； 

图5是按照胶囊内窥镜坐标系分解所述磁体在外界磁场的受力分析图； 

图6是作用在胶囊内窥镜法向的法向分力 示意图； 

图7是作用在胶囊内窥镜径向的径向分力 示意图；