胶囊内窥镜文献综述

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1、胶羹内窥镜的研究现状与发展趋势的综述扌商要：阅读总结了大量国内外学者研究胶囊内窥镜的最新进展，概括了关于胶囊内窥镜的研究的各方面细节划分，比较了各自方法的优缺点。目前关于胶囊内窥镜的研究主要有：胶囊内窥镜定位，主动控制，供能问题，图像传输、记录、处理、存储和胶囊内窥镜的微型化。关键词：胶囊内窥镜定位控制供能图像微型化一引言随着人们生活节奏的加快，胃肠道疾病患者也随Z增多。传统推进式内窥镜的检查方式常会引起消化道疾病患者不适，被动式的无线胶囊内窥镜依靠胃肠道自然如东的检测方式，无法对病灶处进行精确定位，增加了

2、治疗难度。因此，主控式胶囊内窥镜的研究引起了很多学者的关注。目前国内外有大量的学者在研究主控式胶囊内窥镜，主要可以细分为胶囊内窥镜的定位，主动控制，供能，图像传输、记录、处理、存储和微型化等方面的研究。二目前各学者的研究方向和现状关于胶囊内窥镜的定位问题，2008年华南理工大学的曾昭瑞在《微计算机信息》上发表了《体内胶囊内窥镜磁场定位监测系统的研究与设计》一文。在文中，作者提出了一种研究该定位技术的新型试验系统，利用高灵敏度的磁阻传感器模块对微胶囊空间磁场强度进行感应采集。原理和实验都证明了可以通过检测永磁

3、体空间磁场分布来实现对微型胶囊内窥镜的定位。通过对实验结果的分析证明，该定位系统对于胶囊在运动过程中的空间位置和方向的定位具有较高的准确率，可以有效应用于微型胶囊内窥镜在体内的定位，显著提高了临床疾病诊断的准确率。2010年上海理工大学的郭旭东在《光学精密工程》上发表了《胶囊内窥镜无线遥测定位校正》一文。在文中，作者提出了为了进一步提高采用交流励磁定位无线跟踪胶囊内窥镜的定位精度。减小系统谋差。提岀了改进的神经网络定位校正方法。首先，设计了适应于胶囊内窥镜定位校正的神经网络结构；然后,采用Levenberg

4、-Marquart算法结合贝叶斯正则化方法改进校正网络。抑制校正网络的过拟合。定位校止实验表明，改进的神经网络校止法可进一步减小定位误差。与基本BP算法相比，采用Levenberg-Marquart贝叶斯正则化的改进算法有效提高了定位校正网络的繁华能力和收敛精度。2012年浙江大学宁波理工学院的胡超在《集成技术》上发表了《胶囊内窥镜位置方向磁场定位技术的研究》一文。在文中，作者提出了在各种可能的定位方法中，利用磁体定位技术具有明显的优势：无需供电、占用胶囊空间小、可以连续跟踪、实时性强和无副作用。在文中重点

5、讨论了基于磁场传感器阵列实现对胶囊中磁体进行定位的方法，通过算法和系统的优化设计，实现了以磁偶极子为数学模型的3维位置和2维方向实时定位跟踪。为了避免一体运动对胶囊跟踪的干扰影响，我们提出胶囊和参考目标磁体同时定位的方法，也提出了对胶囊的3维位置和3维方向的全6维定位算法。实验结果证明系统可对胶囊内窥镜实现2-3mm精度的定位跟踪。关于胶囊内窥镜的主动控制问题,2006年合肥工业大学的李剑平同学提交的硕士论文《外磁场驱动胶囊内窥镜的驱动磁场线圈设计研究》。在论文屮，作者为更加合理的实现由外磁场驱动胶囊内窥镜

6、所需的磁场，研究分析了外部线圈的设计方法：针对人体的外形结构对目标磁场在柱坐标系中进行分解，通过目标场法反解出电流密度分布，并通过离散得到实际线圈的位置和电流大小。用此方法设计了一个方案，用有限元软件进行建模验证，计算了磁体转矩的大小，并与预计的理想转矩进行对比，同时分析了均匀磁场范围的大小，分析了线圈结构的可行性。结果表明在预先假设的目标区域内永磁体可以在任意平面内产牛均匀转矩。2007年南昌大学的朱胜清同学提交的硕士论文《胶囊内窥镜机器人微驱动及控制的研究》。在论文中，作者采用直流电机螺旋驱动和形态记忆

7、合金两种驱动方案，开发两种不同胶囊内窥镜机器人运动机构，设计了两种方案的胶囊内窥镜机器人无线控制电路，并进行了驱动实验。并进行比较可知，虽然采用SMA微驱动胶囊内窥镜机器人运动速度比较缓慢，并見只能朝一个方向运动，但是,SMA微驱动比直流电机更容易微型化，体积越小优势越明显，并且SMA的控制电路比较简单。2010年重庆邮电大学的赵德春在《生物医学工程学杂志》上发表了《胶囊内窥镜屮主动式运动机构综述》一文。在文中，作者明确提出自己的观点，仿人类划桨的SMA（形态记忆合金）激励的运动机构僵尸胶囊内窥镜今后的发展

8、方向和研究重点。2011年华中科技大学的陈振知在《机电工程》上发表了《用于主动控制胶囊内窥镜的磁驱动导航仪的设计》一文。在文中，作者设计并制造了一种磁控导航系统，能够作用在现有的被动式胶囊内窥镜上，使其达到主动控制的目的，并使其具有良好的兼容性和广阔的使用范围。磁控导航系统使用稀土永磁体作为磁源，经济、搞笑地提供了合理的工作区域，并避免了交变磁场对人体的潜在危害；外磁场的调节通过机械结构带动磁源运动来完成，降低了