[发明专利]基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置，其特征在于，包括胶囊式内窥镜和套设在胶囊式内窥镜外的永磁筒，还包括一个三维正交磁场，所述三维正交磁场均为通过绕设通电电流产生磁场的励磁结构，各通电线圈产生的磁极连线相互垂直，各通电线圈的电流分别控制。

2.一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置的控制方法，其特征在于，通过过胶囊式内窥镜拍摄的图像，实时监测其在消化道内的位置和运行姿态，医生根据自诊断需要决定胶囊的驱动或定位；三维正交磁场通过位于患者体外的三组相互垂直的通电线圈建立，通过改变通电线圈的电流，可得到任意大小和方向的合磁场，从而实现对处在磁场中的、外层套有圆筒型永磁材料的胶囊前后驱动和多角度偏转，使内窥镜在可疑区域定位检查，在无关区域则加速前行；医生根据显示屏的图像数据判断胶囊当前所处的状态，然后决定下一步操作。

3.根据权利要求2所述一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置的控制方法，其特征在于，胶囊的移动受操作台控制，操作台由医务人员操控，根据内窥镜胶囊反馈在显示屏上的图像，医务人员结合自己的诊断需要，决定胶囊的下一个动作。操作台即为胶囊与医务操作者的互动平台，由摇杆，转球和显示模块组成；

摇杆操控内窥镜胶囊的前/后移动，转球操控内窥镜胶囊的多自由度偏转，两者使得胶囊产生任意方向的合运动；

摇杆移动的幅度决定了胶囊内窥镜前/后移动的幅度，转球转动的幅度决定了胶囊偏转的角度。这都是由于体外三组正交磁场对包裹胶囊的永磁体产生合作用力的结果，亦即此合力的大小和方向由三组通电线圈的电流大小决定；线圈电流越大，线圈所产生的磁场也越大，反之，则所产生的磁场越小。

4.根据权利要求3所述一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置的控制方法，其特征在于，通过每组线圈的电流大小受操作台的摇杆和转球控制，位于线圈组和操作台之间有嵌入式ARM计算机主板，用于依据医务人员的操作，智能控制通过每组线圈的电流大小，ARM嵌入式处理器是具有极低功耗、极低成本的高性能处理器，而且运算速度快、精度高，是真正的实时多任务系统。

5.根据权利要求4所述一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置的控制方法，其特征在于，外部民用电源通过电流控制电路分流为用于建立三维正交磁场的Ia、Ib和Ic，电流控制电路接收并按照操作台发送过来的指令，改变Ia、Ib和Ic的大小和方向，使线圈A、B、C产生适当的合磁场，从而驱动消化道内的胶囊。

6.根据权利要求5所述一种基于三维正交磁场的胶囊式内窥镜驱动装置的控制方法，其特征在于，显示屏用于实时显示内窥镜胶囊在人体消化道所处的状态，显示数据即为医务操作者判断下一步动作的依据，显示器模块用PC机显示，随时截取内窥镜胶囊传送过来的图像，并做存储和分析。