用于移动胶囊式内窥镜的装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011126250.1 (22)申请日 2020.10.20 (71)申请人 中国医学科学院生物医学工程研究 所 地址 300192 天津市南开区白堤路236号 (72)发明人 阴慧娟董晓曦杜庆喆张健 李宏霄李迎新 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 王富强 (51)Int.Cl. A61B 1/273(2006.01) A61B 1/04(2006.01) A61B 1/045(2006.01) H04W 4/80(2018.01) (54)发明。

2、名称 一种用于移动胶囊式内窥镜的装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于移动胶囊式内窥镜 的装置， 包括智能移动磁力平台和用于遥控智能 移动磁力平台的遥控器； 智能移动磁力平台包括 底板和控制板， 底板上设置有Z方向升降平台、 用 于驱动Z方向升降平台升降的电推杆和至少三个 行走单元； Z方向升降平台上设置有旋转平台和 能够驱动旋转平台绕Z轴转动的第一电机， 旋转 平台上固设有第二连接件， 第二连接件上设置有 用于夹紧控制磁铁的夹紧件和能够驱动夹紧件 绕自身水平轴线转动的第二电机， 夹紧件水平设 置， 第一电机、 第二电机、 转向舵机和轮毂电机分 别与控制板电连接， 控制板还电连接有蓝牙接收 。

3、器， 遥控器包括壳体、 电路板、 第一WiFi模块和 控制按钮。 本发明能够实现对胶囊式内窥镜的精 确控制。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 112089395 A 2020.12.18 CN 112089395 A 1.一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 包括智能移动磁力平台和用于遥 控所述智能移动磁力平台的遥控器； 所述智能移动磁力平台包括底板和控制板， 所述底板 上设置有Z方向升降平台、 用于驱动所述Z方向升降平台升降的电推杆和至少三个行走单 元， 所述行走单元包括转向舵机、 第一连接件、 轮毂电机和轮子， 所述转向舵机能够驱动所 述第一连接件绕Z轴自转， 所述轮。

4、子转动设置在所述第一连接件上， 所述轮毂电机固设在所 述第一连接件上且能够驱动所述轮子转动； 所述Z方向升降平台上设置有旋转平台和能够 驱动所述旋转平台绕Z轴转动的第一电机， 所述旋转平台上固设有第二连接件， 所述第二连 接件上设置有用于夹紧控制磁铁的夹紧件和能够驱动所述夹紧件绕自身水平轴线转动的 第二电机， 所述夹紧件水平设置， 所述第一电机、 所述第二电机、 所述转向舵机和所述轮毂 电机分别与所述控制板电连接， 所述控制板还电连接有蓝牙接收器和第二Wi-Fi模块， 所述 遥控器包括壳体、 电路板、 第一Wi-Fi模块和设置在所述电路板上的多个控制按钮， 所述第 一Wi-Fi模块与所述第二W。

5、i-Fi模块无线连接， 所述蓝牙接收器能够与设置在病床上的蓝牙 发射器配对连接。 2.根据权利要求1所述的用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 所述Z方向升降 平台与所述底板之间还连接有两个竖直的伸缩杆。 3.根据权利要求1所述的用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 所述底板顶面的 边缘处还设置有若干个与所述控制板电连接的避障传感器。 4.根据权利要求1所述的用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 所述Z方向升降 平台上还设置有若干个与所述控制板电连接的测距传感器。 5.根据权利要求1所述的用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 所述底板上还设 置有电池， 所述第一电机、 。

6、所述第二电机、 所述转向舵机、 所述轮毂电机及所述控制板分别 与所述电池电连接。 6.根据权利要求1所述的用于移动胶囊式内窥镜的装置， 其特征在于： 所述第一Wi-Fi 模块和所述电路板分别设置在所述壳体内。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112089395 A 2 一种用于移动胶囊式内窥镜的装置 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械技术领域， 特别是涉及一种用于移动胶囊式内窥镜的装置。 背景技术 0002 随着科技的发展， 胶囊式内窥镜作为一种胃镜检查有效的方法， 目前已经被广泛 的研究并取得了快速的发展。 目前国内外磁控胶囊的研究都有了成熟的产品。 现有胶囊式 内窥镜的控制通过手柄式。

7、磁铁或固定式单磁力控制装置实现。 0003 手柄式磁铁控制是将永磁铁(一般为条形磁铁)或电磁铁放置于手持设备中的手 动磁力控制装备， 检测人员握住手柄用手动控制的方式来控制磁控胶囊的移动和在胃部空 间内的旋转姿态。 这种手持磁力控制， 由于采用手动移动磁球来控制磁场， 对磁控胶囊的移 动和旋转控制的精度较低， 并且人工操作容易出现失误， 操作不当易使患者产生不适感。 0004 固定式单磁力控制装置是利用单磁力的磁场对磁控胶囊进行控制， 并建立悬浮系 统， 通过X、 Y、 Z三轴导轨与控制球形磁铁旋转的机械装置， 可以使磁控胶囊拥有X、 Y、 Z、 绕X 轴转动和绕Y轴转动一共5个自由度， 从而。

8、对患者胃部表面进行扫描， 由于检查时患者胃部 充满水， 该装置在控制磁球进行旋转时， 产生的向上的单磁力会使磁控胶囊进行水平方向 位移， 致使定位精度下降， 固定式单磁力控制装置只能通过医生手动操控检查， 人力成本 高。 固定式单磁力控制装置还具有体积大、 占地面积大、 造价昂贵、 利用率低等缺点。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 以解决上述现有技术存 在的问题， 实现对胶囊式内窥镜的精确控制。 0006 为实现上述目的， 本发明提供了如下方案： 0007 本发明提供了一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 包括智能移动磁力平台和用于 遥控所述智能移动磁力平台。

9、的遥控器； 所述智能移动磁力平台包括底板和控制板， 所述底 板上设置有Z方向升降平台、 用于驱动所述Z方向升降平台升降的电推杆和至少三个行走单 元， 所述行走单元包括转向舵机、 第一连接件、 轮毂电机和轮子， 所述转向舵机能够驱动所 述第一连接件绕Z轴自转， 所述轮子转动设置在所述第一连接件上， 所述轮毂电机固设在所 述第一连接件上且能够驱动所述轮子转动； 所述Z方向升降平台上设置有旋转平台和能够 驱动所述旋转平台绕Z轴转动的第一电机， 所述旋转平台上固设有第二连接件， 所述第二连 接件上设置有用于夹紧控制磁铁的夹紧件和能够驱动所述夹紧件绕自身水平轴线转动的 第二电机， 所述夹紧件水平设置， 。

10、所述第一电机、 所述第二电机、 所述转向舵机和所述轮毂 电机分别与所述控制板电连接， 所述控制板还电连接有蓝牙接收器和第二Wi-Fi模块， 所述 遥控器包括壳体、 电路板、 第一Wi-Fi模块和设置在所述电路板上的多个控制按钮， 所述第 一Wi-Fi模块与所述第二Wi-Fi模块无线连接， 所述蓝牙接收器能够与设置在病床上的蓝牙 发射器配对连接。 0008 优选的， 所述Z方向升降平台与所述底板之间还连接有两个竖直的伸缩杆。 说明书 1/5 页 3 CN 112089395 A 3 0009 优选的， 所述底板顶面的边缘处还设置有若干个与所述控制板电连接的避障传感 器。 0010 优选的， 所述。

11、Z方向升降平台上还设置有若干个与所述控制板电连接的测距传感 器。 0011 优选的， 所述底板上还设置有电池， 所述第一电机、 所述第二电机、 所述转向舵机、 所述轮毂电机及所述控制板分别与所述电池电连接。 0012 优选的， 所述第一Wi-Fi模块和所述电路板分别设置在所述壳体内。 0013 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果： 0014 本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置能够对胶囊式内窥镜的精确控制。 本发明用 于移动胶囊式内窥镜的装置移动灵活， 体积小巧， 可进入床底检测不占床外空间； 拥有手动 功能和自动功能， 操作者可根据具体情况随意切换操作模式； 智能化程度高， 可自动寻找病 床。

12、， 支持单个或多个病床； 成本低， 操作简单， 节省人力。 本发明用于移动胶囊式内窥镜的装 置检测精度高， 误差小。 附图说明 0015 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一些实施 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， 还可以根据这些附图获 得其他的附图。 0016 图1为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的结构示意图； 0017 图2为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的结构框图； 0018 图3为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的应用时的示意图； 001。

13、9 图4为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的磁力控制示意图； 0020 图5为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的部分结构示意图； 0021 图6为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的遥控器的结构示意图； 0022 图7为本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置的工作流程图； 0023 其中： 1、 底板； 2、 第一连接件； 3、 轮子； 4、 避障传感器； 5、 转向舵机； 6、 电池； 7、 电推 杆； 8、 伸缩杆； 9、 Z方向升降平台； 10、 蓝牙接收器； 11、 测距传感器； 12、 旋转平台； 13、 第一电 机； 14、 第二连接件； 15、 第二电机； 16、 控制磁铁； 17、 夹。

14、紧件； 18、 轮毂电机； 19、 控制板； 20、 病床； 21、 智能移动磁力平台； 22、 胃部； 23、 磁控胶囊； 24、 受控磁铁； 25、 病靶区； 26、 连接板。 具体实施方式 0024 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付出创造性劳动的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。 0025 本发明的目的是提供一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 以解决上述现有技术存 在的问题， 实现对胶囊式。

15、内窥镜的精确控制。 0026 本发明提供了一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 包括智能移动磁力平台和用于 说明书 2/5 页 4 CN 112089395 A 4 遥控所述智能移动磁力平台的遥控器； 所述智能移动磁力平台包括底板和控制板， 所述底 板上设置有Z方向升降平台、 用于驱动所述Z方向升降平台升降的电推杆和至少三个行走单 元， 所述行走单元包括转向舵机、 第一连接件、 轮毂电机和轮子， 所述转向舵机能够驱动所 述第一连接件绕Z轴自转， 所述轮子转动设置在所述第一连接件上， 所述轮毂电机固设在所 述第一连接件上且能够驱动所述轮子转动； 所述Z方向升降平台上设置有旋转平台和能够 驱动所述旋转。

16、平台绕Z轴转动的第一电机， 所述旋转平台上固设有第二连接件， 所述第二连 接件上设置有用于夹紧控制磁铁的夹紧件和能够驱动所述夹紧件绕自身水平轴线转动的 第二电机， 所述夹紧件水平设置， 所述第一电机、 所述第二电机、 所述转向舵机和所述轮毂 电机分别与所述控制板电连接， 所述控制板还电连接有蓝牙接收器和第二Wi-Fi模块， 所述 遥控器包括壳体、 电路板、 第一Wi-Fi模块和设置在所述电路板上的多个控制按钮， 所述第 一Wi-Fi模块与所述第二Wi-Fi模块无线连接， 所述蓝牙接收器能够与设置在病床上的蓝牙 发射器配对连接。 0027 本发明用于移动胶囊式内窥镜的装置能够对胶囊式内窥镜的精确。

17、控制。 0028 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。 0029 如图1至图7所示： 本实施例提供了一种用于移动胶囊式内窥镜的装置， 包括智能 移动磁力平台21和用于遥控智能移动磁力平台21的遥控器。 0030 其中， 智能移动磁力平台21包括底板1和控制板19， 底板1上设置有Z方向升降平台 9、 用于驱动Z方向升降平台9升降的电推杆7和四个行走单元， Z方向升降平台9与底板1之间 还连接有两个竖直的伸缩杆8。 行走单元包括转向舵机5、 第一连接件2、 轮毂电机18和轮子 3， 转向舵机5能够驱动第一连接件2绕Z轴自转。

18、， 转向舵机5的输出轴上设置有法兰盘， 法兰 盘通过连接板26与第一连接件2固连， 轮子3转动设置在第一连接件2上， 轮毂电机18固设在 第一连接件2上且能够驱动轮子3转动。 0031 Z方向升降平台9上设置有旋转平台12和能够驱动旋转平台12绕Z轴转动的第一电 机13， 在本实施例中旋转平台12和第一电机13以及两者之间的传动机构从市场上配套采 购， 具体型号为Y200RA100。 旋转平台12上固设有第二连接件14， 第二连接件14上设置有用 于夹紧控制磁铁16的夹紧件17和能够驱动夹紧件17绕自身水平轴线转动的第二电机15， 夹 紧件17水平设置。 0032 Z方向升降平台9上还设置有若。

19、干个与控制板19电连接的测距传感器11， 底板1顶 面的边缘处还设置有若干个与控制板19电连接的避障传感器4。 第一电机13、 第二电机15、 转向舵机5和轮毂电机18分别与控制板19电连接。 底板1上还设置有电池6， 第一电机13、 第 二电机15、 转向舵机5、 轮毂电机18及控制板19分别与电池6电连接。 0033 控制板19还电连接有蓝牙接收器10和第二Wi-Fi模块， 遥控器包括壳体、 电路板、 第一Wi-Fi模块和设置在电路板上的多个控制按钮， 控制板19和遥控器中电路板的型号均 为stm32， 第一Wi-Fi模块与第二Wi-Fi模块无线连接， 而第二Wi-Fi模块与控制板信号连接。

20、， 以此实现遥控器与装置主体之间的信号传输， 第一Wi-Fi模块和电路板分别设置在壳体内， 蓝牙接收器10能够与设置在不同病床上的蓝牙发射器分别配对连接。 参照图6， 控制按钮包 括开机键、 关机键、 病床一呼叫键、 病床二呼叫键、 病床三呼叫键、 病床四呼叫键、 病床五呼 叫键、 病床六呼叫键、 自动运行键、 X键、 -X键、 Y键、 -Y键、 Z+90 键和Z-90 键。 开机键： 按下开 说明书 3/5 页 5 CN 112089395 A 5 机键启动设备， 关机键： 按下关机键关闭设备， 病床呼叫键： 按下呼叫病床键设备移动到指 定病床20的指定位置， 返回键： 按下返回键设备返回到。

21、初始位置。 自动运行键： 按下自动运 行键智能移动磁力平台21按照指定程序控制磁控胶囊23对胃部22进行扫描检查。 移动键 位： 移动键位按下对应键位可使设备进行移动(X， -X、 Y、 -Y)。 转台旋转键位： 按下Z+90 转台 绕Z轴正方向旋转90 ， 按下Z-90 转台绕Z轴负方向旋转90 。 转动按钮： 旋转转动按钮可控 制控制磁铁16绕X、 Y轴转动， 向左旋转为负方向， 向右旋转为正方向。 0034 遥控器控制分为两种模式： (1)手动模式： 按下遥控器选择病床键位， 智能移动平 台移动到对应病床20下， 操作者通过可视屏幕(磁控胶囊23发出的胃内图像)将智能移动磁 力平台21移。

22、动到合适位置， 使磁控胶囊23受控。 通过遥控器上的方向键控制磁铁16在X或Y 方向移动， 通过遥控器上的转动按键使控制磁铁16在X或Y平面转动。 (2)自动模式： 按下遥 控器选择病床键位， 蓝牙接收器10能够与对应病床20上的蓝牙发射器配对连接， 蓝牙接收 器10将接收到的对应的蓝牙发射器的指令信号， 然后传输到控制板19作出信息处理， 再然 后控制板发送指令给各个转向舵机5和轮毂电机18， 转向舵机5和轮毂电机18驱动轮子3转 动， 从而驱动智能移动磁力平台21朝向靠近对应的蓝牙发射器的方向移动， 而实现自动对 准， 此过程中通过蓝牙测距模块探测智能移动磁力平台21与障碍物的距离并通过接。

23、收模块 接收其距离信号， 然后传输到分析模块中， 分析模块通过距离信号而分析其定位位置并规 划其避开障碍物的行走路线再反馈到蓝牙定位模块中， 最后根据蓝牙定位模块指示通过发 送模块发出从而控制动力装置在自动模式下的定位与行走， 或者在遥控模式下定位与暂 停。 智能移动磁力平台21移动到对应病床20下， 操作者通过可视屏幕(磁控胶囊23发出的胃 内图像)将智能移动磁力平台21移动到合适位置， 使磁控胶囊23受控(胃镜图像随移动发生 改变即为受控)。 按下自动检测按键， 智能移动磁力平台21根据设定好的程序开始扫描胃部 22。 0035 本实施例用于移动胶囊式内窥镜的装置的使用方法如下： 0036。

24、 (1)手动模式对胃部22扫描的具体操作步骤： 患者喝足量水并服下磁控胶囊23， 平 躺在病床20上将蓝牙信号发射端安装在病床20合适位置按下遥控器呼叫键智能移 动磁控平台移动到病床20下通过观察屏幕， 利用遥控器微调智能移动磁控平台， 使受控 磁铁24和磁控胶囊23完全受控(胃镜图像随移动发生改变)通过遥控器上的方向键与转 动键， 配合可视屏幕完成对病靶区25上部与侧面图像扫描检测患者翻转趴在病床20上 对病靶区25下部内表面进行扫描检测完成扫描按下遥控器上返回键智能移动磁控 平台返回初始位置一段时间后磁控胶囊23排出患者体内。 0037 (2)自动模式对胃部22扫描的具体操作步骤： 患者喝。

25、足量水并服下磁控胶囊23， 平 躺在病床20上将蓝牙信号发射端安装在病床20合适位置按下遥控器呼叫键智能移 动磁控平台移动到病床20下通过观察屏幕， 利用遥控器微调智能移动磁控平台， 使受控 磁铁24和磁控胶囊23完全受控(胃镜图像随移动发生改变)按下遥控器自动运行键智 能移动磁控平台按照设定好的动作， 对病靶区25上部和侧壁内表面进行图像扫描检测检 测完成后发出提示音患者翻转趴在病床20上对病靶区25下部内表面进行扫描检测 完成扫描智能移动磁控平台自动返回初始位置一段时间后磁控胶囊23排出患者体内。 0038 在本发明的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“顶” 、“底” 、“左” 。

26、、“右” 、“竖直” 、 “水平” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了 说明书 4/5 页 6 CN 112089395 A 6 便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 此外， 术语 “第一” 、“笫二” 仅 用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 0039 本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想； 同时， 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。 综上所述， 本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。 说明书 5/5 页 7 CN 112089395 A 7 图1 图2 说明书附图 1/5 页 8 CN 112089395 A 8 图3 图4 说明书附图 2/5 页 9 CN 112089395 A 9 图5 说明书附图 3/5 页 10 CN 112089395 A 10 图6 说明书附图 4/5 页 11 CN 112089395 A 11 图7 说明书附图 5/5 页 12 CN 112089395 A 12 。