消化道内目标物的定位机构制造技术

一种消化道内目标物的定位机构，包括交变磁场发生器、无线磁传感器、倾角监测器和数据接收器；无线磁传感器和倾角监测器分别与交变磁场发生器无线通讯联系；无线磁传感器还与数据接收器无线通讯联系；倾角监测器的输出连接数据接收器的输入。本实用新型专利技术能对介入式微型诊疗装置在消化道内的空间方位进行实时连续跟踪，抗干扰能力强，稳定性好，定位精度高，对人体无损伤，不会造成辐射伤害。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种医疗器械，尤其涉及一种采用交流励磁遥感定位方式对介入式微型诊疗装置在消化道的空间方位进行实时跟踪的消化道内目标物的定位机构。
技术介绍
随着微电子技术、MEMS (微型机电系统)技术、机器人技术、无线通信等技术的发 展，微型介入式诊疗装置已成为现代医疗器械的研究热点与发展方向。微型化使诊疗装置 能进入人体消化道，能够监测消化道生理参数、识别病变组织、并主动施药治疗或进行手 术。在医疗应用中，医生们在使用介入式诊疗装置时，往往需要知道这些微型诊疗装 置在病人体内的确切位置，然而这不能通过直接的方法得到，对介入式诊疗装置的跟踪定 位成为急需解决的关键技术之一。对于消化道内目标物的定位，临床上一般采用的方法有 X射线图像法、核医学显像法、实时超声法。这些方法具有一定的辐射伤害，不能连续数小时 进行监测，并且需要大型昂贵的设备，使得检查只能在一定的场所进行，影响了病人的正常 工作和生活。目前也有相关文献报道了永磁定位跟踪法，将微型永磁体作为定位标记源，置 于微诊疗装置中，在被测者腹部周围，布置一定数量的霍尔传感器，用来检测永磁体在空间 产生的磁场强度，由此反求出目标的空间方位。由于磁标记物的体积在空间上受到介入式 微型诊疗装置的限制，导致磁场信号强度受限，当磁标记物距传感器距离较远时，磁场传感 器不能分辨微弱的信号，导致定位失效。目前报道的磁标记定位法的测量精度和探测距离 与实用性还有较大差距。
技术实现思路
本技术的目的，就是为了解决上述问题，提供一种能对介入式微型诊疗装置 在消化道内的空间方位进行实时连续跟踪的消化道内目标物的定位机构。为了达到上述目的，本技术采用了以下技术方案一种消化道内目标物的定 位机构，包括交变磁场发生器、无线磁传感器、倾角监测器和数据接收器；无线磁传感器和 倾角监测器分别与交变磁场发生器无线通讯联系；无线磁传感器还与数据接收器无线通讯 联系；倾角监测器的输出连接数据接收器的输入。所述的交变磁场发生器包括交变分时励磁装置和多个发射线圈，多个发射线圈用 于固定在人体腹部的不同位置并分别通过信号线与交变分时励磁装置相连。所述的交变分时励磁装置包括波形产生模块和时序控制模块；波形产生模块的输 出连接时序控制模块，时序控制模块与各发射线圈无线通讯联系。所述的无线磁传感器包括探测线圈、信号处理及控制模块和无线数据发射模块； 探测线圈的输出连接信号处理及控制模块；信号处理及控制模块与无线数据发射模块输入 输出双向连接；无线发射模块与数据接收器无线通讯联系。所述的倾角监测器包括倾角传感器和信号调理电路，倾角传感器的输出连接信号调理电路，信号调理电路的输出连接数据接收器。本技术的消化道内目标物的定位机构具有以下的优点和特点1、采用了交流励磁定位技术，利用人体介质的非导磁性，定位方法不受人体介质 干扰，定位原理可靠，实现了空间方位非接触式连续测量，解决了微型介入式诊疗装置在消 化道内的遥感跟踪问题。2、定位技术基于交变磁场的测量，可以有效避免定位过程中受到地磁干扰等各种 准静态环境干扰，定位系统抗干扰能力强、稳定性好。3、无线磁传感器的信号处理及控制模块采用了信号特征量提取的方法，无需对探 测线圈输出的动态信号进行实时采集，简化了数据采集、处理和存储，降低了装置的功耗。4、采用了倾角监测器，实时监测由于人体活动导致发射线圈相对于基准坐标系的 倾角，由此对定位计算进行修正，进一步提高定位精度。5、本技术对人体无损伤，不会造成辐射伤害。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术中的无线磁传感器的结构框图。图3是本技术中的信号处理及控制模块的结构框图。图4是本技术中的数据接收器的结构框图。具体实施方式参见图1，本技术的消化道内目标物的定位机构，包括交变磁场发生器1、倾 角监测器2、无线磁传感器3和数据接收器4。交变磁场发生器1由多个发射线圈(未图示 出来)和交变分时励磁装置组成，多个发射线圈固定于人体腹部的不同位置，并通过信号 线与交变分时励磁装置相连，交变分时励磁装置产生正弦波信号，并通过时序控制电路控 制，保证每个发射线圈分时励磁，分时产生交变磁场；倾角监测器2包括倾角传感器和信号 调理电路，倾角传感器的输出连接信号调理电路，信号调理电路进行信号处理和提取，倾信 号调理电路的输出连接到数据接收器。无线磁传感器3与消化道内的定位目标物微型介 入式诊疗装置固定在一起，检测目标位置的磁场强度，并将检测的信号无线发送到体外；数 据接收器4 一方面与无线磁传感器3通讯完成数据的无线接收，另一方面接收倾角监测器 2传送的数据，然后将所有数据写入存储卡，实现数据的存储，数据接收器4上设有外部接 口，使数据能传送到计算机中，进行后续的数据分析和处理。参见图2，本技术中的无线磁传感器3主要包含探测线圈31、信号处理及控制 模块32、无线数据发射模块33、天线34、电源35和电源管理模块36。电源管理模块36将 电池电源能量转换为各电路模块所需的电压等级，并对各电路模块的电源时序进行控制， 最大限度地节省功耗，保证无线磁传感器具有足够的工作时间。探测线圈31的输出连接信 号处理及控制模块32，信号处理及控制模块32的一个输出连接电源管理模块36，信号处理 及控制模块32与无线数据发射模块33双向连接，一方面，信号处理及控制模块输出至无线 发射模块进行数据发送，另一方面，无线发射模块将握手通讯信号传送给信号处理及控制 模块。无线发射模块采用射频通讯的方式，经由天线34将信号无线传输到体外。参见图3，本技术中的无线磁传感器3中的信号处理及控制模块32由以下四 部分组成自适应增益控制及滤波模块321、有效值检测模块322、采样及AD转换模块323、 信号控制模块324。信号控制模块324的多个输出端分别连接自适应增益控制及滤波模块 321、有效值检测模块322和采样及AD转换模块323，控制各模块按流程协调工作。自适应 增益控制及滤波模块321的输出连接有效值检测模块322，采样及AD转换模块323的输入 连接有效值检测模块322。参见图4，本技术中的数据接收器4的功能是无线接收并存储数据，其主要包 括无线数据接收模块41、天线42、存储卡43、外部接口模块44、控制器45、电池组46和电 源管理模块47。控制器45分别与无线数据接收模块41、存储卡43及外部接口模块44输 入输出双向连接。本技术的工作原理是，无线磁传感器随着定位目标物(微型介入式诊疗装 置)一起处于消化道内，交变磁场发生器布置在体表的相应位置。初始工作时，交变磁场发 生器与无线磁传感器首先进行握手通信。握手通信成功后，由交变电磁场发射装置按照激 励时序对各个发射线圈进行分时励磁，使发射线圈依次工作，产生特定频率的交变磁场。无 线磁传感器中的探测线圈敏感到空间交变磁场的变化，并将空间交变的磁场信号转换为电 信号，实现磁感应强度信号的电测量。由交流励磁线圈的空间磁场分布可知，空间交变磁场的磁感应强度与空间坐标具 有确定的函数关系式，由此探测线圈输出的电信号与其空间坐标具有函数关系。根据不同 位置发射线圈在探测线圈上输出的电信号值，结合磁感应强度与空间方位的函数关系，可 联立得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消化道内目标物的定位机构，其特征在于：包括交变磁场发生器、无线磁传感器、倾角监测器和数据接收器；无线磁传感器和倾角监测器分别与交变磁场发生器无线通讯联系；无线磁传感器还与数据接收器无线通讯联系；倾角监测器的输出连接数据接收器的输入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭东，严荣国，王成，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]