科创中国
一种用于消化道内微型装置磁定位的非线性方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-05-04 14:59:44
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：浙江嘉兴市| 谢心海 | 2023-05-06 10:17:27
基于永磁体空间磁场检测的定位方法是用于消化道微型诊疗系统动态定位与跟踪的重要方法之一。本文介绍 了一种用于磁定位的非线性方法，该方法基于磁偶极子的磁场分布模型和非线性最优化算法。实验结果表明该方法能够实现对6smm×h8mm圆柱 N35钕铁硼永磁体空间位置、方向以及磁矩大小的确定，平均定位误差小于10mm，平均定向误差小于6°，磁矩计算误差小于10.5％，定位算法的运算时问小于600ms，说明该方法能够满足消化道内微型装置实时定位与跟踪的需要。
实验结果表明，该方法平均定位误差小于10mm，平均定向误差小于6°，计算时间小于600ms，而人体 消化道 的蠕动频率小于 18次/min，运动速度约为0.5mm/s， 因此本算法能够达到施药系统在人体消化道内运动时的实时定位与跟踪的基本要求。在今后的研究中需要继续 完善算法，提高其精度，速度和抗干扰能力，还需要从系统的硬件设计、信号预处理以及磁场分布模型的优化等方面来进一步减小误差和干扰，从而获得更高的定位精度。
消化道微型诊疗电子胶囊是目前消化道微创诊疗领域内一个研究的热点，而能够实时获取电子胶囊在人体消化道内的动态位置和姿态信息则是其中的一个关键技术之一。常用的定位方法有利用核医学影像技术(如CT、MRI、放射性同位素闪烁照相等)显示电子胶囊在体内的位置，超声定位，射频信号强度定位，电磁定位等技术，这些方法或者需要使用大型 医学成像设备 ，成本高，便携性差，或者定位精度不高，实时性差。本文介绍的方法是使用 圆柱永磁体作为磁标记物，在体外检测空间磁场信息，并由其计算 出磁源的空间位置和姿态信息。与其他方法相比，该方法具有成本低，能耗小，对人体组织无影响，便携性好，可以实时定位并连续跟踪等优点。
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