一种可控胶囊内镜的控制方法与流程

本发明属于医疗器械技术领域，特别是涉及一种可控胶囊内镜的控制方法。

背景技术：

胶囊内镜具有无痛、无交叉感染，检查期间不影响正常工作生活等优点，在消化道检查中已经应用非常广泛。其中，小肠胶囊内镜是被动检查的，依靠胃肠的自生蠕动使胶囊内镜完成检查。近几年出现了可以控制的胃胶囊内镜，通过外部磁场控制胶囊内镜完成胃部的检查，但都是需要通过人工操作完成的。人工操作需要事先培训，医生也需要通过长时间的训练掌握。在检查过程中，也有可能因为医生的专业水平、操作水平、身体疲劳度等因素造成检查并不全面而导致漏诊。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种可控胶囊内镜的控制方法，无需医生手动操作，胶囊内镜在外部磁场的指引下按照规划的路径自动完成检查，且能提高检查的覆盖率。

本发明提供的一种可控胶囊内镜的控制方法，包括：

寻找位于胃内的胶囊内镜；

将胃腔分为预设数量的分区；

依次在每个分区内，利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整所述胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照；

控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述将胃腔分为预设数量的分区为：

以胃腔内从胃窦至胃底方向上的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述以胃腔内从胃窦至胃底方向上的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区包括：

吸附住所述胶囊内镜并移动至胃窦的边界位置，记录此时的第一位置信息；

拖动所述胶囊内镜至胃底的边界位置，记录此时的第二位置信息；

以所述第一位置信息和所述第二位置信息计算得到的胃窦至胃底的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述寻找位于胃内的胶囊内镜包括：

控制外部磁铁为竖直方向放置，且所述外部磁铁下部的极性与胶囊内镜内部的磁铁朝镜头方向的极性相反，利用所述外部磁铁在胃上方扫描，当胶囊内镜内部的加速度传感器检测到胶囊内镜的姿态为镜头竖直向上时，完成胶囊内镜的寻找；

或者控制外部磁铁在胃上方扫描的同时使所述外部磁铁往复式上下移动，当胶囊内镜内部的磁场传感器的数值突然增大并达到预设数值时，外部磁铁吸起胶囊内镜到胃上表壁，完成胶囊内镜的寻找。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述吸附住所述胶囊内镜并移动至胃窦的边界位置包括：

将所述胶囊内镜向胃窦处移动的过程中，当所述胶囊内镜里的磁场传感器的磁场数值逐渐减小，且所述胶囊内镜的倾角增大到预设角度时，判断所述胶囊内镜已到达胃窦的边界位置。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述拖动所述胶囊内镜至胃底的边界位置包括：

将所述胶囊内镜向胃底处移动的过程中，当所述胶囊内镜内的磁场传感器的磁场数值逐渐减小，且所述胶囊内镜的倾角增大到预设角度时，判断所述胶囊内镜已到达胃底的边界位置。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，所述将胃腔分为预设数量的分区为：

将胃腔分为3个至10个分区。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，

所述利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照包括：

利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈30°，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴旋转3至5圈拍照，并更改所述胶囊内镜的镜头与水平面呈45°、60°和0°继续旋转拍照。

优选的，在上述可控胶囊内镜的控制方法中，

所述控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照包括：

升高所述外部磁铁以控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈30°，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴旋转3至5圈拍照，并将所述胶囊内镜的镜头与水平面呈45°、60°和0°继续旋转拍照。

通过上述描述可知，本发明提供的上述可控胶囊内镜的控制方法，由于包括：寻找位于胃内的胶囊内镜；将胃腔分为预设数量的分区；依次在每个分区内，利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整所述胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照；控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照，因此无需医生手动操作，胶囊内镜在外部磁场的指引下按照规划的路径自动完成检查，且能提高检查的覆盖率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种可控胶囊内镜的控制方法的示意图；

图2为可控胶囊内镜的控制系统的示意图；

图3为胶囊内镜吸附到胃上壁拍照的示意图；

图4为胶囊内镜位于胃下壁拍照的示意图；

图5为将胃腔分区的示意图；

图6为判断胶囊内镜到达胃窦边界位置的示意图；

图7为判断胶囊内镜到达胃底边界位置的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种可控胶囊内镜的控制方法，无需医生手动操作，胶囊内镜在外部磁场的指引下按照规划的路径自动完成检查，且能提高检查的覆盖率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供的第一种可控胶囊内镜的控制方法如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种可控胶囊内镜的控制方法的示意图。该方法包括如下步骤：

S1：寻找位于胃内的胶囊内镜；

需要说明的是，所用的系统如图2所示，图2为可控胶囊内镜的控制系统的示意图，该系统由机械运动机构1、胶囊内镜2、外部磁体3、检查床4和医生操控台5组成。其中，机械运动机构1是能够提供多自由度运动的机械结构，能够给予外部磁体3在X、Y、Z轴上运动，还包括磁体自身旋转和翻滚的两个自由度；胶囊内镜2用于患者服下后在人体的胃部拍照检查，内部有拍照模块、电池模块、传感器模块(磁场传感器和加速度传感器)、内部磁体和无线发射模块，拍照模块拍得的胶囊内镜图像通过无线发射模块传输到医生操控台5的显示器上显示，传感器模块实时传输数据到医生操控台经过处理后再传输到机械运动机构1，指导运动机构的动作；外部磁体3通过与胶囊内镜的内部磁体的相互作用，控制胶囊内镜的移动和姿态；检查床4用于检查者躺上接受胶囊内镜的检查；医生操控台5具有显示器、开关控制按钮和操作手柄，显示器实时显示胶囊内镜拍得的图像、胶囊内镜实时姿态和机械运动机构1的实时动作，操作手柄可控制机械运动结构的动作，也可不使用操作手柄控制，由系统自动完成检查。

病人在吞服胶囊内镜前喝大量水，将胃撑开，使胃内的褶皱减小以免影响胶囊内镜在胃中的运动，吞服胶囊内镜后进入胃内，然后就开始寻找胶囊内镜。

S2：将胃腔分为预设数量的分区；

需要说明的是，这是根据胃的大小而定，比如体型较大的成年人，胃体积也较大，分区就多一些，以保证足够的检查率，而小孩胃小，分区少一些就足够保证检查率，其中，胃的大小可以根据胃底到胃窦的距离而定。

S3：依次在每个分区内，利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整所述胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照；

具体的，参考图3，图3为胶囊内镜吸附到胃上壁拍照的示意图，此时，胶囊内镜被外部磁铁吸附到胃上壁，与水平面之间存在一定夹角，然后控制该胶囊内镜以竖直方向为轴旋转拍照，如图中的环绕箭头所示，可以旋转多圈拍照，以得到更多的细节，然后更换角度继续旋转拍照，得到该位置所在水平面及以下的各个位置的胃壁的图像。

S4：控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照。

具体的，参考图4，图4为胶囊内镜位于胃下壁拍照的示意图，此时，胶囊内镜下落至胃下壁，与水平面之间存在一定夹角，继续控制该胶囊内镜以竖直方向为轴旋转拍照，如图中的环绕箭头所示，可以旋转多圈拍照，以得到更多的细节，然后更换角度继续旋转拍照，得到该位置所在水平面及以上的各个位置的胃壁的图像。然后控制胶囊内镜前往下一个分区，与上述步骤相同，在胃上壁和胃下壁各自按照规定角度旋转拍摄，直到将所有分区拍摄完毕。

另外需要说明的是，上述步骤S3和S4的顺序并不仅限于先进行步骤S3，再进行步骤S4，实际上，还可以先进行步骤S4，再进行步骤S3，同样能够实现整个胃壁的拍照，这里并不做任何限制。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种可控胶囊内镜的控制方法，由于包括寻找位于胃内的胶囊内镜；将胃腔分为预设数量的分区；依次在每个分区内，利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整所述胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照；控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照，因此无需医生手动操作，胶囊内镜在外部磁场的指引下按照规划的路径自动完成检查，且能提高检查的覆盖率。

本申请实施例提供的第二种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第一种可控胶囊内镜的控制方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述将胃腔分为预设数量的分区为：

以胃腔内从胃窦至胃底方向上的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区。

参考图5，图5为将胃腔分区的示意图，左侧为胃窦所在位置，右侧为胃底所在位置，在这种情况下，系统能够更方便的识别胃窦和胃底所在的位置，并容易计算二者之间的距离，从而方便分区，分区的数量根据具体的患者胃的大小而定，例如体型较大的成年人的胃较大，需要分成足够多的分区以保证检查率，而小孩的胃较小，就可以分成较少数量的分区，就足以保证检查率，图5中示意性的分出了五个分区，但实际上并不仅限于五个分区，此处并不构成限制。

本申请实施例提供的第三种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第二种可控胶囊内镜的控制方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述以胃腔内从胃窦至胃底方向上的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区包括：

吸附住所述胶囊内镜并移动至胃窦的边界位置，记录此时的第一位置信息；

拖动所述胶囊内镜至胃底的边界位置，记录此时的第二位置信息；

以所述第一位置信息和所述第二位置信息计算得到的胃窦至胃底的距离为依据，将胃腔分为预设数量的分区。

需要说明的是，胶囊内镜内部的磁场传感器和加速度传感器能够实时传输数据，可以得到胶囊内镜的位置和姿态信息，并且可以在医生操控台上直观的显示出来图像和位置信息。

本申请实施例提供的第四种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第一种可控胶囊内镜的控制方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述寻找位于胃内的胶囊内镜包括：

控制外部磁铁为竖直方向放置，且所述外部磁铁下部的极性与胶囊内镜内部的磁铁朝镜头方向的极性相反，利用所述外部磁铁在胃上方扫描，当胶囊内镜内部的加速度传感器检测到胶囊内镜的姿态为镜头竖直向上时，完成胶囊内镜的寻找，需要说明的是，从胶囊内镜的形状就可以看出，当不受外部磁力时，胶囊内镜本身会平放于胃中，也就是镜头朝向水平方向或有一定偏差，但不会竖直方向，而当外部磁铁位于其上方时，根据磁体异性相吸的原理，该外部磁铁就能够将胶囊内镜中的磁铁吸起来，变成竖直方向，就证明找到了该胶囊内镜；

或者控制外部磁铁在胃上方扫描的同时使所述外部磁铁往复式上下移动，当胶囊内镜内部的磁场传感器的数值突然增大并达到预设数值时，外部磁铁吸起胶囊内镜到胃上表壁，完成胶囊内镜的寻找，需要说明的是，在外部磁铁靠近胶囊内镜之后，由于异性相吸的原理，磁力达到一定程度之后，胶囊内镜就能够克服重力作用而快速向外部磁铁的位置移动，此时由于二者间距快速变小，因此磁力数值突然增大，且当达到预设数值不变时，就能表明外部磁铁将胶囊内镜吸附到了胃上表壁，就完成了胶囊内镜的寻找。

需要说明的是，上述两种方式均能有效寻找到胃内的胶囊内镜，可以由系统自动完成，可以事先设定寻找模式，然后由系统自动寻找，无需人工操作。

本申请实施例提供的第五种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第三种可控胶囊内镜的控制方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述吸附住所述胶囊内镜并移动至胃窦的边界位置包括：

将所述胶囊内镜向胃窦处移动的过程中，当所述胶囊内镜里的磁场传感器的磁场数值逐渐减小，且所述胶囊内镜的倾角增大到预设角度时，判断所述胶囊内镜已到达胃窦的边界位置。

具体的，参考图6，图6为判断胶囊内镜到达胃窦边界位置的示意图，拖动胶囊内镜往胃窦处(幽门附近)移动，并判断是否到达胃窦的边界位置，其中，到达边界的判断条件为：机械臂移动时，胶囊内镜由于被胃窦壁阻挡，不能跟随移动，则胶囊内镜里面的磁场传感器的数据会慢慢减小(若胶囊内镜一直跟随外部磁铁移动，则磁场传感器数值变化不会很大)，同时胶囊内镜的倾角增大并到一定的程度，两个条件同时满足时，证明胶囊内镜已经到达胃窦的边界位置，此时通过外部运动机构和计算机记录目前的第一位置信息。

本申请实施例提供的第六种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第三种可控胶囊内镜的控制方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述拖动所述胶囊内镜至胃底的边界位置包括：

将所述胶囊内镜向胃底处移动的过程中，当所述胶囊内镜内的磁场传感器的磁场数值逐渐减小，且所述胶囊内镜的倾角增大到预设角度时，判断所述胶囊内镜已到达胃底的边界位置。

该步骤的依据与上述依据相同，此处不再赘述，如图7所示，图7为判断胶囊内镜到达胃底边界位置的示意图，此时外部磁铁移动时胶囊内镜里的磁场传感器数据变小且倾角增大到一定程度，证明已经到达了胃底的边界位置。

上述各个操作及判断步骤都比较明确，利用系统就能够自动处理，节省了人工成本。

本申请实施例提供的第七种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第一种至第六种可控胶囊内镜的控制方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述将胃腔分为预设数量的分区为：

将胃腔分为3个至10个分区。

当检查对象为小孩时，本身胃的体积较小，就可以相应的分配较少的分区，例如三个，能够满足检查率的要求，而当检查对象为体型较大的成年人时，就可以分配较多的分区，例如十个，才能够保证检查率。

本申请实施例提供的第八种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第一种至第六种可控胶囊内镜的控制方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈第一预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照包括：

利用外部磁铁将所述胶囊内镜吸附到胃上壁且调整胶囊内镜的镜头朝下与水平面呈30°，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴旋转3至5圈拍照，并更改所述胶囊内镜的镜头与水平面呈45°、60°和0°继续旋转拍照。

也就是说，先以30°的角度对胃下壁进行拍摄，为了保证准确性，可以拍照3至5圈，获得更多的细节，然后换成其他多种角度，继续旋转拍照多次，这样就能够保证胃下壁的各个位置的不同角度的图像都被记录下来，更便于发现有问题的部位，需要说明的是，这里所利用的各个角度仅仅是优选方案，还可以根据实际需要采用其他的角度组合，此处并不做限制。

本申请实施例提供的第九种可控胶囊内镜的控制方法，是在上述第一种至第六种可控胶囊内镜的控制方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈第二预设夹角，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴进行旋转拍照，更改角度继续旋转拍照包括：

升高所述外部磁铁以控制所述胶囊内镜掉落至胃下壁且调整胶囊内镜的镜头朝上与水平面呈30°，控制所述胶囊内镜以竖直方向为轴旋转3至5圈拍照，并将所述胶囊内镜的镜头与水平面呈45°、60°和0°继续旋转拍照。

也就是说，先以30°的角度对胃上壁进行拍摄，为了保证准确性，可以拍照3至5圈，获得更多的细节，然后换成其他多种角度，继续旋转拍照多次，这样就能够保证胃上壁的各个位置的不同角度的图像都被记录下来，更便于发现有问题的部位，需要说明的是，这里所利用的各个角度仅仅是优选方案，还可以根据实际需要采用其他的角度组合，此处并不做限制。

而且，需要说明的是，在检查过程中，可随时根据磁场传感器数值判断胶囊内镜是否在胃的上表壁或是下表壁，或是从上表壁掉落到下表壁，从下表壁吸附到上表壁。传感器数值突然大幅度增大，说明胶囊内镜被吸起到上表壁；若传感器数值突然大幅度减小，说明胶囊内镜从上表壁掉落到下表壁。通过这种方法，可以判断胶囊内镜是否还在控制之中，系统可根据数据反馈，做一个闭环控制。在控制胶囊内镜倾斜角度时，也可以通过胶囊内镜内部的加速度传感器，读出胶囊内镜目前与水平面的角度，从而精确控制胶囊内镜的倾斜角度。

综上所述，上述控制方法能够自动控制胶囊内镜完成胃部的检查，而不需要人工操作，胶囊内镜在外部磁场的指引下按照规划的路径自动完成检查，避免了人工操作的一些问题，检查的覆盖率可达到95％以上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。