專利名稱：應(yīng)用于微型體內(nèi)診療裝置的微型定位裝置及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及體內(nèi)診療的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微型加速度定位裝置及微型體內(nèi)診療裝置的定位方法。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)、MEMS (微型機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、無線通信等技術(shù)的發(fā)展，微型體內(nèi)診療裝置已成為現(xiàn)代醫(yī)療器械的研究熱點(diǎn)與發(fā)展方向。微型體內(nèi)診療裝置能進(jìn)入人體消化道，能夠檢測(cè)消化道生理參數(shù)、識(shí)別病變組織，并主動(dòng)施藥治療或進(jìn)行手術(shù)。在醫(yī)療應(yīng)用中，醫(yī)生們?cè)谑褂梦⑿腕w內(nèi)診療裝置時(shí)，往往需要知道這些微型體內(nèi)診療裝置在病人體內(nèi)的確切位置，然而這不能通過直接的方法得到，對(duì)微型體內(nèi)診療裝置的跟蹤定位成為急需解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。對(duì)于微型體內(nèi)診療裝置的定位，臨床上一般采用的方法有熒光造影定位法、核醫(yī)學(xué)顯像法、實(shí)時(shí)超聲法。這些方法具有一定的輻射傷害， 不能連續(xù)數(shù)小時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且需要大型昂貴的設(shè)備，使得檢查只能在一定的場(chǎng)所進(jìn)行，影響了病人的正常工作和生活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種微型定位裝置及定位方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體消化道內(nèi)的微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)的連續(xù)跟蹤定位，減小對(duì)人體的輻射傷害。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種應(yīng)用于微型體內(nèi)診療裝置的微型定位裝置，包括
傳感器組件，包括第一加速度傳感器，該第一加速度傳感器置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部，用于采集當(dāng)前微型體內(nèi)診療裝置的加速度；
數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊，置于微型體內(nèi)診療裝置中，用于采集第一加速度傳感器的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)并通過無線方式發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)獲取第一加速度傳感器所采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡。優(yōu)選地，所述傳感器組件還包括第二加速度傳感器，置于人體外腹部位置，用于采集由人體運(yùn)動(dòng)造成的微型體內(nèi)診療裝置的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)并將其發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；
所述數(shù)據(jù)處理模塊，還用于接收第二加速度傳感器發(fā)送來的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)；并在計(jì)算微型體內(nèi)診療裝置的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，將第一加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)減去第二加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為計(jì)算依據(jù)。優(yōu)選地，所述微型加速度定位裝置還包括
背心，其上設(shè)有用以承載所述第二加速度傳感器的承載體，且該承載體設(shè)于人體腹部位置。一種微型體內(nèi)診療裝置的定位方法，包括 將第一加速度傳感器置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部；在微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)入人體后，第一加速度傳感器按照預(yù)設(shè)的采樣頻率進(jìn)行加速度采樣并將得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)通過無線方式發(fā)送至體外的數(shù)據(jù)處理模塊；在體外，數(shù)據(jù)處理模塊以所接收的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡。優(yōu)選地，所述方法還包括在人體外的腹部位置設(shè)置第二加速度傳感器，該傳感器按照相同的采樣頻率進(jìn)行加速度采樣并將采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理模塊；
所述數(shù)據(jù)處理模塊在所述按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，將第一加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)減去第二加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為計(jì)算依據(jù)。優(yōu)選地，所述采樣頻率為1000次/秒。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所提出的定位方法及定位裝置不僅適用于人體靜止時(shí)對(duì)人體內(nèi)的微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)行定位，而且適用于人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位。與現(xiàn)有的定位方法相比，本發(fā)明更加簡(jiǎn)單快速準(zhǔn)確地對(duì)微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)行定位，具有功耗低、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，且在定位過程中對(duì)人體無任何傷害，不影響受檢者的正常工作，降低了成本。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的微型定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于微型體內(nèi)診療裝置的定位方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例中的微型定位裝置包括以下組成部分
傳感器組件，包括加速度傳感器1和加速度傳感器2 ；其中，加速度傳感器1置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部，用于采集當(dāng)前微型體內(nèi)診療裝置的加速度；加速度傳感器2置于人體外腹部位置，用于采集由人體運(yùn)動(dòng)造成的微型體內(nèi)診療裝置的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)；
背心，其上設(shè)有用以承載加速度傳感器2的承載體，且該承載體設(shè)于人體腹部位置； 數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊，置于微型體內(nèi)診療裝置中，用于采集加速度傳感器1的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)并通過無線方式發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；由于微型體內(nèi)診療裝置本身就需要將拍攝的腸道圖片等數(shù)據(jù)信息通過無線方式發(fā)送至體外，所以本發(fā)明中可直接應(yīng)用微型體內(nèi)診療裝置本身的數(shù)據(jù)無線發(fā)送單元來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線發(fā)送；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)獲取加速度傳感器1和加速度傳感器2所采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以兩者的數(shù)據(jù)差為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡；由于微型體內(nèi)診療裝置在進(jìn)入人體腸道后，消化道的蠕動(dòng)和人體的運(yùn)動(dòng)均會(huì)造成微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)，而位于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部的加速度傳感器1所采集的加速度是人體運(yùn)動(dòng)和消化道蠕動(dòng)的疊加，因而為了準(zhǔn)確地根據(jù)加速度信息來對(duì)微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)行定位，需要通過加速度傳感器2采集人體運(yùn)動(dòng)造成的加速度，在后續(xù)運(yùn)算過程中減去該部分。請(qǐng)參閱圖2，該圖所示為本實(shí)施例中用于微型體內(nèi)診療裝置的定位方法包括以下步驟
201、將加速度傳感器1置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部，將加速度傳感器2置于背心上對(duì)應(yīng)人體腹部的位置；
202、在微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)入人體消化道后，加速度傳感器1和加速度傳感器2分別開始按照預(yù)訂的相同采樣頻率采集當(dāng)前的加速度，并分別將加速度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；
該步驟中，加速度傳感器1所采集到的是消化道蠕動(dòng)和人體運(yùn)動(dòng)所造成的加速度的疊加，加速度傳感器2所采集到的是人體運(yùn)動(dòng)所造成的加速度；由于在實(shí)際情況下，連續(xù)的加速度大小及方向是無法得到的，所以本發(fā)明通過設(shè)置較大的采樣頻率(可設(shè)為1000次/ 秒)，由加速度傳感器1和加速度傳感器2按照該頻率來進(jìn)行采樣，在每個(gè)采樣點(diǎn)得到加速度在X、Y、Z三軸上的分量，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理模塊的計(jì)算提供依據(jù)；
203、數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時(shí)接收加速度傳感器1和加速度傳感器2發(fā)送來的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，得到一段時(shí)間內(nèi)的加速度在X、Y、Z三軸上的分量Glx、Gly、Glz序列和G2x、G2y、 G2z序列，兩個(gè)序列相減后即得到僅由消化道蠕動(dòng)造成的加速度在X、Y、Z三軸上的分量 (Glx-G2x)、(Gly- G2y)、(Glz_G2z)序列；
204、數(shù)據(jù)處理模塊按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到當(dāng)前微型體內(nèi)診療裝置在所有采樣點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，將這些運(yùn)動(dòng)軌跡即組成了微型體內(nèi)診療裝置的整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可看出微型體內(nèi)診療裝置的當(dāng)前位置。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于微型體內(nèi)診療裝置的微型定位裝置，其特征在于，該微型定位裝置包括傳感器組件，包括第一加速度傳感器，該第一加速度傳感器置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部，用于采集當(dāng)前微型體內(nèi)診療裝置的加速度；數(shù)據(jù)無線發(fā)送模塊，置于微型體內(nèi)診療裝置中，用于采集第一加速度傳感器的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)并通過無線方式發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)獲取第一加速度傳感器所采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡。
2.如權(quán)利要求1所述的微型定位裝置，其特征在于，所述傳感器組件還包括第二加速度傳感器，置于人體外腹部位置，用于采集由人體運(yùn)動(dòng)造成的微型體內(nèi)診療裝置的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)并將其發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊，還用于接收第二加速度傳感器發(fā)送來的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)；并在計(jì)算微型體內(nèi)診療裝置的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，將第一加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)減去第二加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為計(jì)算依據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的微型定位裝置，其特征在于，該微型加速度定位裝置還包括 背心，其上設(shè)有用以承載所述第二加速度傳感器的承載體，且該承載體設(shè)于人體腹部位置。
4.一種微型體內(nèi)診療裝置的定位方法，其特征在于，該方法包括 將第一加速度傳感器置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部；在微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)入人體后，第一加速度傳感器按照預(yù)設(shè)的采樣頻率進(jìn)行加速度采樣并將得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)通過無線方式發(fā)送至體外的數(shù)據(jù)處理模塊；在體外，數(shù)據(jù)處理模塊以所接收的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡。
5.如權(quán)利要求4所述的定位方法，其特征在于，該方法還包括在人體外的腹部位置設(shè)置第二加速度傳感器，該傳感器按照相同的采樣頻率進(jìn)行加速度采樣并將采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊在所述按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，將第一加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)減去第二加速度傳感器采集的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)，以此得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為計(jì)算依據(jù)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的定位方法，其特征在于，所述采樣頻率為1000次/秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于微型體內(nèi)診療裝置的微型定位裝置及定位方法，所述方法包括將第一加速度傳感器置于微型體內(nèi)診療裝置內(nèi)部；在微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)入人體后，第一加速度傳感器按照預(yù)設(shè)的采樣頻率進(jìn)行加速度采樣并將得到的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)通過無線方式發(fā)送至體外的數(shù)據(jù)處理模塊；在體外，數(shù)據(jù)處理模塊以所接收的加速度數(shù)據(jù)信號(hào)為依據(jù)，按照變加速度直線運(yùn)動(dòng)計(jì)算得到微型體內(nèi)診療裝置的運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明適用于人體靜止和運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)人體內(nèi)的微型體內(nèi)診療裝置進(jìn)行定位，定位更加簡(jiǎn)單快速準(zhǔn)確，具有功耗低、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，且在定位過程中對(duì)人體無任何傷害，不影響受檢者的正常工作，降低了成本。
文檔編號(hào)A61B5/06GK102302367SQ201110124590
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者喻軍, 孫平, 李奕 申請(qǐng)人:深圳市資福技術(shù)有限公司