一种胶囊内镜位置的推定方法与流程

1.本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种胶囊内镜位置的推定方法。


背景技术：

2.目前，胶囊内镜全称为智能胶囊消化道内镜系统，又称医用无线内镜。原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。胶囊内镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷，可作为消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法。为了胶囊内镜在控制过程中准确可控，电磁源无疑是良好的选择。在电磁源的使用过程中，由于磁场强度的分布特性，可能需要即时的随胶囊距离磁源的距离而改变电磁源的磁场强度来做反馈调节以实现电磁源对胶囊内镜的抓取丢弃等操作。但是现有的胶囊内镜位置的推定过程中，易使有效信息丢失，降低了胶囊内镜定位的精度。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的胶囊内镜位置的推定过程中，易使有效信息丢失，降低了胶囊内镜定位的精度。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种胶囊内镜位置的推定方法。
5.本发明是这样实现的，一种胶囊内镜位置的推定方法，所述胶囊内镜位置的推定方法，包括：
6.步骤一，磁感应强度接收模块通过磁感应传感器检测胶囊内镜发射出来的磁场强度，并对磁场信号进行预处理；
7.步骤二，外部控制模块通过控制器对采集来的磁场强度进行分析和数据融合，并控制其他模块的正常运行；
8.步骤三，磁场分析模块通过磁场分析程序分析磁场的强度和分布，胶囊内镜定位模块根据分析的结果，利用仿真模型推定胶囊内镜的位置；
9.步骤四，通信模块通过通信设备搭建与云服务器交互的桥梁，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析验证反馈。
10.进一步，所述步骤一中，磁感应传感器检测胶囊内镜发射出来的磁场强度，具体过程为：
11.接收线圈感应发出来的磁场，产生相应的感应电流；
12.感应电流作为接收信号传送至接收电路；通过功率放大及信号放大算法对信号进行放大；
13.通过ad和da转换，实现模数相互转换；采用积分电路，将信号进行积分。
14.进一步，所述ad转换的具体过程为：
15.将待转换的模拟量输入到积分器，积分器从零开始进行一段时间的正向积分；
16.一段时间的正向积分结束后，将待转换的模拟量极性相反的基准电压vref输入到积分器，进行反向积分；
17.不断重复上述过程，直至电压不再变换停止积分，将计数器在反向积分时间内所计的数值作为数字量。
18.进一步，所述da转换的具体过程为：
19.将每一位数字量按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和为与数字量相应的模拟量。
20.进一步，所述步骤一中，对磁场信号进行预处理具体过程为：
21.通过测量分别计算出外部磁场干扰的磁场系数；
22.确定胶囊内镜在人体内部的磁场系数，并进行磁场补偿；
23.通过自适应滤波滤出剩余干扰。
24.进一步，所述自适应滤波具体过程为：
25.对采集的磁场信号进行正交变换，把时域信号转变为变换域信号；
26.变换后的信号用其能量的平方根归一化，采用自适应算法进行滤波。
27.进一步，所述步骤二中，对采集来的磁场强度进行数据融合具体过程为：
28.将各个磁感应传感器采集的磁场信号，建立多个数据集；
29.在各个数据集中的磁场信号中提取对应的目标特征；
30.通过融合算法获取融合目标特征量，进行目标分类识别，实现磁场强度数据的融合。
31.进一步，所述步骤三中，胶囊内镜定位模块根据分析的结果，利用仿真模型推定胶囊内镜的位置，具体过程为：
32.根据磁场强度和分布的分析结果，建立胶囊内镜的仿真模型，并描绘出胶囊内镜周围的磁场强度；
33.在接收到胶囊内镜所处位置的磁场强度后，推定出胶囊内镜的位置。
34.本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的胶囊内镜位置的推定方法。
35.本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的胶囊内镜位置的推定方法。
36.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明在采集完磁场强度后，并对磁场信号进行预处理，大大缩短了补偿时间，能够保留磁场信号的有效信息。本发明对采集来的磁场强度进行分析和数据融合，能够获得更为精确的估计。同时本发明利用仿真模型推定胶囊内镜的位置，提高了胶囊内镜定位的准确度；通过云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析验证反馈，提高了胶囊内镜定位的效率。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
38.图1是本发明实施例提供的胶囊内镜位置的推定装置结构示意图。
39.图2是本发明实施例提供的胶囊内镜位置的推定方法流程图。
40.图3是本发明实施例提供的对磁场信号进行预处理方法流程图。
41.图4是本发明实施例提供的自适应滤波方法流程图。
42.图5是本发明实施例提供的对采集来的磁场强度进行数据融合方法流程图。
43.图中：1、磁感应强度接收模块；2、外部控制模块；3、磁场分析模块；4、胶囊内镜定位模块；5、通信模块；6、云服务器。
具体实施方式
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种胶囊内镜位置的推定方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
46.如图1所示，本发明实施例提供的胶囊内镜位置的推定装置包括：
47.磁感应强度接收模块1，通过磁感应传感器检测胶囊内镜发射出来的磁场强度，并对磁场信号进行预处理。
48.外部控制模块2，通过控制器对采集来的磁场强度进行分析，并控制其他模块的正常运行。
49.磁场分析模块3，通过磁场分析程序分析磁场的强度和分布。
50.胶囊内镜定位模块4，根据分析的结果，利用仿真模型推定胶囊内镜的位置。
51.通信模块5，通过通信设备搭建与云服务器交互的桥梁。
52.云服务器6，利用大数据处理技术对数据进行分析验证反馈。
53.如图2所示，本发明实施例提供的胶囊内镜位置的推定方法，包括：
54.s101：磁感应强度接收模块通过磁感应传感器检测胶囊内镜发射出来的磁场强度，并对磁场信号进行预处理。
55.s102：外部控制模块通过控制器对采集来的磁场强度进行分析和数据融合，并控制其他模块的正常运行。
56.s103：磁场分析模块通过磁场分析程序分析磁场的强度和分布，胶囊内镜定位模块根据分析的结果，利用仿真模型推定胶囊内镜的位置。
57.s104：通信模块通过通信设备搭建与云服务器交互的桥梁，云服务器利用大数据处理技术对数据进行分析验证反馈。
58.本发明实施例提供的磁感应传感器检测胶囊内镜发射出来的磁场强度，具体过程为：
59.接收线圈感应发出来的磁场，产生相应的感应电流；感应电流作为接收信号传送至接收电路；通过功率放大及信号放大算法对信号进行放大。
60.通过ad和da转换，实现模数相互转换；采用积分电路，将信号进行积分。
61.所述ad转换的具体过程为：
62.将待转换的模拟量输入到积分器，积分器从零开始进行一段时间的正向积分。
63.一段时间的正向积分结束后，将待转换的模拟量极性相反的基准电压vref输入到积分器，进行反向积分。
64.不断重复上述过程，直至电压不再变换停止积分，将计数器在反向积分时间内所计的数值作为数字量。
65.所述da转换的具体过程为：
66.将每一位数字量按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将各分量相加，其总和为与数字量相应的模拟量。
67.如图3所示，本发明实施例提供的对磁场信号进行预处理具体过程为：
68.s201：通过测量分别计算出外部磁场干扰的磁场系数。
69.s202：确定胶囊内镜在人体内部的磁场系数，并进行磁场补偿。
70.s203：通过自适应滤波滤出剩余干扰。
71.如图4所示，本发明实施例提供的自适应滤波具体过程为：
72.s301：对采集的磁场信号进行正交变换，把时域信号转变为变换域信号。
73.s301：变换后的信号用其能量的平方根归一化，采用自适应算法进行滤波。
74.如图5所示，本发明实施例提供的对采集来的磁场强度进行数据融合具体过程为：
75.s401：将各个磁感应传感器采集的磁场信号，建立多个数据集。
76.s402：在各个数据集中的磁场信号中提取对应的目标特征。
77.s403：通过融合算法获取融合目标特征量，进行目标分类识别，实现磁场强度数据的融合。
78.本发明实施例提供的s103中，胶囊内镜定位模块根据分析的结果，利用仿真模型推定胶囊内镜的位置，具体过程为：
79.根据磁场强度和分布的分析结果，建立胶囊内镜的仿真模型，并描绘出胶囊内镜周围的磁场强度。
80.在接收到胶囊内镜所处位置的磁场强度后，推定出胶囊内镜的位置。
81.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。