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应用磁传感器阵列定位跟踪消化道诊疗胶囊
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.13[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TM936[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]重庆大学生物工程学院,重庆400030
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.30700160);重庆市自然科学基金资助项目(No.CSTC2006BAS005)
中文摘要:

为实现对消化道微型诊疗装置在人体内的实时定位与跟踪,建立了一种基于三轴磁传感器阵列的磁目标实时定位跟踪系统。该系统使用磁偶极子模型作为永磁体的磁场分布模型,用4×4的三轴磁传感器阵列检测固定在电子胶囊中的永磁体产生的磁场,通过控制电路和USB接口适配器,将检测出的磁场信号传入计算机,使用非线性最优化方法由磁场信号解出电子胶囊的位置和姿态信息,最后由定位软件实时显示定位结果并保存数据。实验结果表明,该系统对于距离传感器阵列平面150mm的电子胶囊,平均定位精度〈7mm,平均定向精度〈6°;同时,该系统能够对距离传感器阵列平面60~220mm的模拟肠道内运动的电子胶囊实现文时跟踪;并且该系统对人休、织物、塑料等非磁性介质不敏感,基本上能够满足消化道微型诊疗装置在人体内的实时定位与连续跟踪的要求。

英文摘要:

A localizing and tracking system based on magnetic sensor array is proposed to realize the real time localizing and tracking of the micro diagnosis and treatment devices in human Gastrointestinal tract (GI tract). This localizing system uses magnetic dipole model as mathematic model for magnetic field of permanent magnet and uses a 4 × 4 three axis magnetic sensor array to measure the magnetic field. A control circuit and an USB adaptor are used to transport the signal to the computer, then, the position and posture parameters of the magnetic object are computed by a nonlinear optimization method. Finally,a program is developed to display and save the localization result in real time. The real experimental results show that the average localization error is less than 7 ram, the average orientation error is less than 6°when the capsule is 150 mm away the sensor array plane. At the same time, this localizing system is able to track the capsule that moves among a simulated intestinal tract. Moreover, the localization error is not sensitive to glass, plastic, clothes, water and human body. It is conclusion that this localizing system is able to realize the real time localizing and tracking of the micro diagnosis and treatment devices in human GI tract.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699