[发明专利]磁性螺旋型胶囊内镜、磁性螺旋型胶囊内镜控制系统及其控制方法

说明书

本发明提出了一种磁性螺旋型胶囊内镜、磁性螺旋型胶囊内镜控制系统及其控制方法。该磁性螺旋型胶囊内镜，包括胶囊内镜本体及设于所述胶囊内镜本体外周的磁壳层，所述磁壳层表面螺旋绕设有可磁化材料。该磁性螺旋型胶囊内镜控制系统，包括外部永磁体、永磁体控制机构和上述的磁性螺旋型胶囊内镜；所述永磁体控制机构控制所述外部永磁体翻转，所述外部永磁体与所述磁性螺旋型胶囊内镜产生磁作用，控制驱动所述磁性螺旋型胶囊内镜旋转、移动、姿态保持。该磁性螺旋型胶囊内镜控制系统实现了对磁性螺旋型胶囊内镜运动、姿态保持的有效控制。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种磁性螺旋型胶囊内镜、磁性螺旋型胶囊内镜控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，消化系统疾病是临床上最常见的疾病，其中胃肠疾病占最大比例。传统上，上消化道和下消化道都是通过机械插入来检查的，这会给患者带来不适和疼痛，在一定程度上降低患者的依从性，有时甚至需要麻醉。无线胶囊内窥镜检查具有无创、无痛、无交叉感染等优点，克服传统内镜如胃镜的缺点，在世界上很多地区已作为小肠疾病的一线检查手段。

胶囊式内窥镜组件通常包括胶囊本身，内置微型摄像机，可达到160度的视角，续航能力一般在8小时以上，以及数据记录仪、图像数据分析软件。目前很多地方的胶囊内窥镜大多是被动式的，是伴随着胃肠道蠕动前进，存在不稳定性和不确定性，没有治疗功能，主动控制的缺失使胶囊很难准确定位病变位置，主要用于小肠检查，对于腔体较大较复杂的胃部检查不适用。

目前正在研究中的胶囊内窥镜的主动控制方法分为内部和外部驱动方式。内部驱动就是利用胶囊内镜自身的能源和机械结构进行运动的一种驱动方式，主要包括：形状记忆合金驱动、微型电机驱动、磁致伸缩驱动、气动驱动、蠕动驱动、多足驱动、静电驱动和仿生驱动等，大部分处理原理研究阶段。内部驱动有以下几个缺点：1、驱动是依靠电机，可能造成电池电量不够；2、微型胶囊内镜的结构变得复杂，生产困难，成本偏高；3、运动结构可能对消化道产生损伤；4、胶囊内镜运动无法准确控制以及速度不快。

外部驱动是通过外部设备为胶囊内镜运动提供动力的驱动方式。常规可用的非接触力只有重力(万有引力)和电磁力，重力基本不可控，而电磁力目前仍没有研究出能较好的控制胶囊内镜移动的方案。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种磁性螺旋型胶囊内镜、磁性螺旋型胶囊内镜控制系统及其控制方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种磁性螺旋型胶囊内镜，包括胶囊内镜本体及设于所述胶囊内镜本体外周的磁壳层，所述磁壳层表面螺旋绕设有可磁化材料。

该磁性螺旋型胶囊内镜结构简单，制作成本低，可根据外部磁场方向、强度等的变化进行旋转、移动、姿态保持。

本发明还提供了一种磁性螺旋型胶囊内镜控制系统，包括外部永磁体、永磁体控制机构和上述的磁性螺旋型胶囊内镜；

所述永磁体控制机构控制所述外部永磁体翻转，所述外部永磁体与所述磁性螺旋型胶囊内镜产生磁作用，控制驱动所述磁性螺旋型胶囊内镜旋转、移动、姿态保持。

该磁性螺旋型胶囊内镜控制系统通过控制外部永磁体旋转，实现对磁性螺旋型胶囊内镜的旋转控制，从而将磁性螺旋型胶囊内镜旋转运动转化为直线运动，促进了磁性螺旋型胶囊内镜在胃肠道内的应用，实现了对磁性螺旋型胶囊内镜运动、姿态保持的有效控制。

该磁性螺旋型胶囊内镜控制系统的优选方案：其还包括至少一个用于采集外部磁场参数的磁传感器阵列、与所述磁传感器阵列一一对应连接的数据采集器；所述数据采集器数据输出端连接至PC机。

PC机可根据磁传感器阵列所采集的数据实现对磁性螺旋型胶囊内镜在人体胃肠道内位置和姿态，并通过永磁体控制机构实现对磁性螺旋型胶囊内镜的定点悬浮和精确运动控制。