探测受检者体内异物的方法和探测装置与流程

1.本公开大体涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种探测受检者体内异物的方法和探测装置。


背景技术：

2.随着现代医学技术的发展，对于消化道例如胃部、大肠、小肠等组织壁上的病变可以通过吞服具有检测功能的异物例如胶囊内窥镜来进行窥探。通常情况下，这些异物含有磁性材料，可以在人体外部通过磁性控制其在体内进行运动，进而能够帮助医生获取消化道内的病灶区域的准确信息，以辅助医生对患者进行确诊和治疗。
3.然而，在检查结束后，若胶囊内窥镜在消化道内停留过久，没有及时从体内取出或者排出，可能使消化道产生出血、穿孔等症状甚至感染等一些问题。因此，当胶囊内窥镜在人体内工作一段时间后，需要一种胶囊探测装置以方便探测胶囊内窥镜是否还留在人体内，以减少出现上述不良问题的风险。
4.现有技术中，主要通过两种探测原理探测含有磁性材料的异物，一种是测量异物产生的磁场，判断异物是否存在。另外一种是通过金属探测器，判断异物是否存在。常规的探测手段，需要手动操控探测器械在人体外不断的进行扫射，而现有的探测装置，体积较大，使用的时候操作不太便利。且在操控的过程中，探测装置检测到的磁场会随着动作的变化而变化，因此也很有可能降低测量时的准确度，容易引起误报。


技术实现要素：

5.本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种具有高灵敏度的探测受检者体内异物的探测方法和操作便利的探测装置。
6.为此，本公开的第一方面提供一种探测受检者体内异物的方法，是使用探测装置探测受检者异物的探测方法，所述异物包括磁体，所述探测装置包括具有多个磁传感器的磁场检测单元，所述方法包括：让受检者位于第一位置，通过所述磁场检测单元获取第一磁场；让受检者位于第二位置，并通过所述磁场检测单元获取第二磁场，其中，所述第一位置和所述第二位置中的一个在所述磁场检测单元的磁场测量范围内；并且将所述第一磁场与所述第二磁场进行比较获得多个目标磁场，判断所述多个目标磁场在预定时刻的至少两个目标磁场的模是否超过预设值，其中，所述第一磁场为由所述多个磁传感器获得多个动态磁场且所述第二磁场为静态磁场，或者所述第一磁场为静态磁场且所述第二磁场为由所述多个磁传感器获得多个动态磁场。
7.在这种情况下，能够通过磁场检测单元测量得到探测装置所处位置的周围的磁场，在测量磁场时，可以通过多个磁传感器同时获得多个测量数据，若磁场发生变化，能够计算得到多个磁传感器的磁场数据的变化值是否达到预定值以判断受检者体内是否存在异物。利用多个磁传感器同时进行检测，可以提高磁场测量的精确性，进而提高探测受检者体内异物的准确度。
8.另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，受检者位于所述第一位置时，通过所述磁场检测单元获取多个磁场强度，基于所述多个磁场强度获取所述第一磁场。由此，能够降低单一测量带来的数据误差，优化测量数据。
9.另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，对所述多个磁场强度进行平均处理以获取所述第一磁场。在这种情况下，可以在总体上较好地反应位于第一位置的磁场强度，同时也有利于对目标磁场进行计算。
10.另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，受检者位于所述第二位置时，通过所述磁场检测单元获取多个第二磁场，所述第二磁场的数量与所述磁场检测单元的数量相同，分别令所述多个第二磁场与所述第一磁场相减以获得所述多个目标磁场。在这种情况下，可以减少测量环境中干扰因素的干扰。
11.另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，设置所述第一磁场为[b0
x
,b0y,b0z]，设置所述第二磁场为[b
x
,by,bz]，设置所述目标磁场的模为bi，所述目标磁场的模bi通过以下式子计算获得：
[0012][0013]
由此，能够基于上述公示获得目标磁场的模。
[0014]
另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，通过卡尔曼滤波算法或滤波算法对所述第二磁场进行滤波处理。由此，能够使磁场检测单元获得的磁场数据变得较为平滑，降低噪声对数据的干扰。
[0015]
另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，所述多个磁传感器的数量至少为2个以上，所述磁传感器均匀地分布于所述探测装置的边缘。在这种情况下，通过多个磁传感器可以多方位的检测探测装置所处的周围环境的磁场。由此，能够提高磁场强度测量的精确度。
[0016]
另外，在本公开第一方面所涉及的方法中，可选地，当所述多个目标磁场在预定时刻的至少两个目标磁场的模超过预设值，所述探测装置发出指示信号。由此，能够通过指示信号提醒受检者异物的探测结果。
[0017]
本公开的第二方面提供了一种探测装置，其特征在于，通过上述任一项所述的方法探测受检者体内异物。
[0018]
另外，在本公开第二方面所涉及的探测装置中，可选地，还包括指示单元，所述指示单元发出引导受检者的指示信号，所述指示单元包括视觉显示单元和声音提示单元，在进行检测时，通过所述视觉显示单元以提示受检者靠近探测装置或远离探测装置，所述视觉显示单元包括多个指示灯，所述指示单元通过多个指示灯的颜色和闪烁频率形成不同的指示信号。
[0019]
在这种情况下，通过指示单元指示受检者自行完成检测，可以在一定程度上有效的解放医护人员，降低人工成本。另外，通过不同的指示信号提示受检者，可以提高操作的便利性。
[0020]
根据本公开，能够提供一种具有高灵敏度的探测受检者体内异物的探测方法和操作便利的探测装置。
附图说明
[0021]
现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：
[0022]
图1是示出了本公开实施方式所涉及的使用探测装置探测受检者体内异物的应用场景图。
[0023]
图2是示出了本公开实施方式所涉及的探测方法的流程图。
[0024]
图3是示出了本公开实施方式所涉及的测量时目标磁场的模根据时间变化的曲线图。
[0025]
图4是示出了本公开实施方式所涉及的探测装置的结构框图。
[0026]
图5是示出了本公开实施方式所涉及的探测装置的平面示意图。
[0027]
附图标记说明：
[0028]1…
探测装置，10
…
磁场检测单元，30
…
单片机，
[0029]
21
…
视觉显示单元，22
…
声音提示单元。
具体实施方式
[0030]
以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
[0031]
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]
本公开一方面涉及一种受检者体内异物的探测方法。本公开所涉及的受检者体内异物的探测方法可以简称为“探测方法”或“检测方法”。
[0033]
本公开另一方面还涉及了一种探测装置。探测装置可以称为“检测装置”或“探测仪器”，探测装置可以通过探测方法探测受检者体内是否存在异物。异物可以指代胶囊内窥镜或者任意其他具有磁性的磁体。
[0034]
图1是示出了本公开实施方式所涉及的使用探测装置1探测受检者体内异物的应用场景图。
[0035]
在本实施方式中，由于异物具有一定的磁性，因此可以通过感应磁场或者然后根据磁场的强度判断受检者体内是否存在异常(也即受检者体内存在异物)。另外，在本实施方式中，可以不用其他人(例如医护人员)手持探测装置1以对受检者进行检测。受检者只需要将探测装置1放置于某个平台上，一个人就可以按照操作步骤完成相应的检测。由此，可以提高操作的便利性。
[0036]
如图1所示，可以将探测装置1放置在任意平台上，然后受检者按照操作步骤开始进行检测。优选的，平台的高度可以略微持平于受检者的腰部的高度。由于探测装置1所探测的磁场是一个球形的空间，当受检者的体内存在异物时，探测装置1可以在一个最宽的测量范围内及时探测到异物。在一些示例中，若平台的高度过高或过低，人在缓慢靠近或远离探测装置1的过程中，探测装置1和胶囊内窥镜之间的距离的变化幅度会相对较大，也会提
高检测时数据的波动幅度，提高数据计算的复杂性。
[0037]
在一些示例中，当探测装置1放在平台上时，探测装置1的正面可以沿着平台朝外(即朝向受检者一面进行检测)。由此，能够便于探测装置1对受检者进行检测。
[0038]
在一些示例中，让受检者位于第一位置时，通过磁场检测单元10获取第一磁场，让受检者位于第二位置时，通过磁场检测单元10获取第二磁场。第二磁场的数量和磁传感器的数量相同。在一些示例中，第一位置或第二位置中的一个位置在磁场检测单元10的磁场测量范围内。也即，上述两个位置的一个位置在探测装置1的探测范围内。
[0039]
在一些示例中，第二位置可以相对于第一位置处于在距离探测装置1更近的地方。也即，第一位置为远的位置，第二位置为近的位置，第二位置可以处于探测装置1的探测范围内。优选地，第二位置可以相对于第一位置处于在距离探测装置1更远的地方。也即，第一位置为近的位置，第二位置为远的位置，第一位置可以处于探测装置1的范围内。
[0040]
在一些示例中，当受检者处于远处时，磁场检测单元10可以检测探测装置1所处的位置的磁场，测量的磁场可以为静态磁场。在一些示例中，静态磁场可以随着时间的变化大致呈现为一条直线。
[0041]
在一些示例中，当受检者位于近处时，磁场检测单元10可以检测探测装置1所处的位置的磁场，测量的磁场可以为动态磁场。在一些示例中，磁场检测单元10可以具有多个磁传感器(稍后描述)，多个磁传感器中的各个磁传感器各自测量获得相应的动态磁场。
[0042]
在一些示例中，由于在磁场检测单元10测量进行检测的过程中，人是在逐渐的靠近或远离探测装置1，在这个变化的过程中，磁传感器测量的磁场会随着时间的变化而发生变化，同时动态磁场也会随着磁场发生的变化而变化。由此，可以根据磁场的变化判断是否引入异物的磁场。
[0043]
在一些示例中，获取第一磁场和第二磁场后，可以将第一磁场和第二磁场进行比较获得目标磁场。在一些示例中，目标磁场可以表示为受检者体内异物产生的磁场。在一些示例中，磁场检测单元10获得的目标磁场可以为多个，获得目标磁场后，判断在预定时刻的至少两个目标磁场的模是否超过预设值，最后判断受检者体内是否存在异物。
[0044]
图2是示出了本公开实施方式所涉及的探测方法的流程图。
[0045]
以下，基于磁场检测单元10的多个磁传感器测对探测方法进行具体说明。
[0046]
在一些示例中，如图2所示，通过探测方法探测受检者体内异物的方法可以包括如下步骤：获取第一磁场(步骤s110)；获取第二磁场，基于第二磁场和第二磁场获得多个目标磁场(步骤s120)；计算目标磁场的模，判断是否有至少两个模在预定时刻内超过预定值(步骤s130)。在这种情况下，可以通过磁场检测单元10对磁场进行检测，同时获得多个磁场，并将磁场数据进行对应处理以判断磁场是否存在异常，也即受检者体内是否存在异物。
[0047]
在一些示例中，在步骤s110中，可以使受检者处于第一位置，磁场检测单元10获得第一磁场。在一些示例中，磁场检测单元10包括多个磁传感器，多个磁传感器的各个磁传感器可以在受检者处于第一位置时获得多个磁场强度。在一些示例中，可以将多个磁场强度进行平均化处理以获得第一磁场。在这种情况下，可以在总体上较好的反应位于第一位置的磁场强度，同时也有利于在后面的步骤进行目标磁场的计算。
[0048]
但本公开的实施方式不限于此，在另外一些示例中，当多个磁传感器在受检者处于第一位置时获得多个磁场强度时，可以取磁场强度的最大值作为第一磁场。在这种情况
下，在使用探测装置1进行探测的过程中，若部分磁传感器的灵敏度有所降低，取各个磁传感器测量获得的最大值可以在一定程度上降低某个磁传感器出现问题然后给最终结果带来的误差。
[0049]
在一些示例中，在步骤s120中，可以通过磁场检测单元10获取第二磁场，并基于第一磁场和第二磁场获得多个目标磁场。在一些示例中，可以令多个第二磁场与第一磁场相减以获得多个目标磁场。由此，能够通过判断目标磁场的强度以判断受检者体内是否有额外的磁场影响。
[0050]
在另外一些示例中，也可以通过磁场检测单元10获得获得多个第一磁场，然后通过磁场检测单元10中的各个磁场减去各自的第一磁场得到目标磁场。在这种情况下，当磁场强度相比较没有任何干扰的情况下表现得比较突出(也即磁场强度在受检者靠近探测装置1时比较高)，通过计算得到的目标磁场可以比较直观的反应受检者存在的磁场。由此，能够通过计算目标磁场的强度判断受检者体内是否存在异物。
[0051]
在步骤s130中，可以基于公式计算目标磁场的模，并通过探测装置1计算并判断模的值是否超过预设值。在一些示例中，当至少有两个模在预定时刻内超过预设值，则可以判定受检者体内存在异物。例如，在持续的1s中，若有2个磁传感器，3个磁传感器甚至大于3个的磁传感器计算得到的目标磁场的模的值都超过预设值时，则可以判定受检者体内存在异物。
[0052]
在一些示例中，可以通过卡尔曼算法或滤波算法对第二磁场进行滤波处理。在这种情况下，经过滤波得到的磁场数据会比较平滑，能够降低噪声对磁场数据干扰。由此，能够提高磁场强度测量的精确度。
[0053]
在一些示例中，磁场检测单元10的各个磁传感器可以为三轴磁传感器。在一些示例中，三轴磁传感器具有低功耗和精度高的优点。由此，探测装置1能够在预设的空间范围内较为准确的测量磁场。另外，在低功耗的状态下，各元器件的寿命会比较长，探测装置1的使用寿命也会比较可观。
[0054]
在一些示例中，可以设置测量的第一磁场为[b0
x
,b0y,b0z]，测量的第二磁场为[b
x
,by,bz]，设置目标磁场的模为bi，bi可以通过下述公式获得。
[0055][0056]
在一些示例中，bi为一个数值，i可以表示第i个磁传感器。在本公开中，通过bi可以比较方便的判断受检者体内是否异常磁场的状况，当bi超过预设值，则可以直接表示第i个磁传感器检测到受检者体内存在异常磁场(也即受检者体内存在异物)。
[0057]
在一些示例中，多个目标磁场的模在预定时刻内的至少两个目标磁场的模超过预设值时，探测装置1发出指示信号。由此，能够通过指示信号提醒受检者异物的探测结果。在一些示例中，可以通过视觉提示或声音提示以提醒受检者体内是否存在异物。
[0058]
在一些示例中，当受检者在靠近或远离探测装置1的过程中，随着探测过程的继续，动态磁场会随着时间的变化而变化。在这种情况下，根据目标磁场的计算，目标磁场的模bi也会随着时间的变化而变化，并且目标磁场的模bi的大小可以随着时间的变化大致呈现为一条曲线。
[0059]
图3是示出了本公开实施方式所涉及的测量时目标磁场的模根据时间变化的曲线图。
[0060]
在一些示例中，在受检者从远处不断靠近探测装置1的过程中，目标磁场的模随着时间的变化大致显示为一条曲线。如图3所示，在t1到t2之间，有两个磁传感器测量的目标磁场的模在时间内连续超过预定值，则可以表示探测到受检者体内存在异物。
[0061]
但本公开的示例不限于此，在计算目标磁场时，也可以不通过第二磁场与第一磁场相减获得。在另外一些示例中，可以计算第一次磁场和第二磁场的模，分别令第二磁场的模和第一磁场的模相除，得到多个比值。在这种情况下，取预设比值作为一个参照值，当多个比值在预定时刻内的至少两个数值超过预设比值时，探测装置1发出指示信号，并表示受检者体内存在异物。
[0062]
在另外一些示例中，当受检者从近处不断远离探测装置1时，目标磁场的模bi也可以随着探测时间的变化而变化，并且其大小可以随着时间的变化而大致呈一条曲线。当目标磁场的模bi在受检者远离探测装置1时出现了明显的变化例如明显变小，且其变化幅度超过一定值时，则可以判定受检者体内存在异物。
[0063]
图4是示出了本公开示例所涉及的探测装置1的结构框图。图5是示出了本公开实施方式所涉及的探测装置1的平面示意图。
[0064]
在一些示例中，探测装置1可以基于上述任一实施例所涉及的探测方法探测受检者体内是否存在异物。
[0065]
在一些示例中，多个磁传感器的数量至少为2个以上。在一些示例中，多个磁传感器可以均匀地分布于探测装置1的边缘。在这种情况下，通过各磁传感器可以多方位地检测探测装置1所处的周围环境的磁场。由此，能够提高磁场测量时的精确度，进而能够提高测量异物的精确度。优选地，磁传感器的数量可以为4个，如图5所示，磁场检测单元10可以包括4个磁传感器(磁传感器10a，磁传感器10b、磁传感器10c和磁传感器10d)。由此，能够在4个方位，比较全面地检测探测装置1所处的周围环境的磁场。
[0066]
在一些示例中，多个磁传感器可以呈现平面阵列的排布分布于探测装置1。磁传感器可以位于位于同一平面上。在一些示例中，当探测装置1如图1所示的方式放置于某个平面时，从俯视角度可观看到探测装置1大致呈为矩形。各个磁传感器可以分别位于矩形的四个角处。
[0067]
但本公开的实施方式不限于此，在另外一些示例中，磁传感器的数量也可以为3个，5个，6个甚至更多个。多个磁传感器可以均匀地分布于所述探测装置1的边缘。由此，能够在有限个数的磁传感器的作用下，最大范围、最大程度地检测到探测装置1周围环境的磁场。在一些示例中，磁传感器可以为三轴磁传感器，探测装置1可以检测大概25cm以上的球形空间。
[0068]
如图5所示，多个磁传感器之间相距的距离较远，两两传感器之间可以相距最大的距离布置在探测装置1上。
[0069]
在一些示例中，探测装置1还可以包括指示单元(未图示)。在一些示例中，指示单元可以发出指示信号，当探测到受检者体内存在异物时，可以通过指示单元指示探测结果。在一些示例中，探测装置1还具有单片机30(参见图4)。单片机30可以基于磁传感器测量计算的模改变指示单元的指示信号，并通过指示信号提示受检者体内是否存在异物。
[0070]
在另外一些示例中，指示信号可以引导受检者进行检测。在一些示例中，指示单元可以包括视觉显示单元21和声音提示单元22。在一些示例中，视觉显示单元21可以包括多个指示灯，声音提示单元22可以包括蜂鸣器。在另外一些示例中，视觉显示单元也可以只包括一个指示灯。
[0071]
在一些示例中，在受检者进行检测时，可以通过视觉显示单元21提示受检者靠近探测装置1或远离探测装置1。另外，指示单元可以通过不同的颜色和/或不同的闪烁频率形成不同的指示信号。在一些示例中，可以根据不同的指示信号指示受检者进行不同阶段的检测。例如，指示灯可以通过显示为按照交错频率闪烁引导受检者靠近探测装置1，或者可以显示为按照稳定频率闪烁以引导受检者远离探测装置1。在一些示例中，指示灯有也可以通过特定的声音提示受检者探测结果。由此，能够提高受检者操作探测装置1探测异物的便利性。
[0072]
在一些示例中，探测装置1可以开关，启动开关后，可以通过单片机30控制磁场检测单元10和指示单元开始进行检测。在一些示例中，开关可以为一键式按钮，当受检者按下按钮之后，探测装置1可以立即进入检测状态并控制指示单元提醒受检者开始进行检测。
[0073]
在一些示例中，当探测装置1按照如图1所示的方式开始进行检测时。在一些示例中，当第一位置比第二位置距离探测装置1更远时，若受检者处于第一位置(例如受检者可以位于距离探测装置1一米以外的地方)，此时单片机30控制多个指示灯交替闪烁，磁场检测单元10检测第一磁场。在一些示例中，当第一磁场检测比较稳定的时候，单片机30可以控制指示灯改变颜色，例如可以从红色变成蓝色，此时受检者从第一位置不断的靠近探测装置1，并停在第二位置，探测装置1检测周围的磁场并获得第二磁场。若探测装置1通过计算检测到受检者体内存在异物，指示灯则再次改变颜色例如可以从蓝色改变为红色，同时探测装置1通过声音提示单元22发出声音以提示受检者体内存在异物。
[0074]
在一些示例中，在受检者使用探测装置1进行检测之前，需要保证身体不能存在金属物件，且在启动开关进入检测过程后，受检者不能触碰到探测装置1，也不能有其他的人员靠近探测装置1，以免探测装置1在探测异物过程中受到其他的磁场干扰，进而影响到探测结果的准确性。
[0075]
在一些示例中，单片机30内还可以设置有校准程序。在这种情况下，可以通过校准程序对磁场数据进行校准以扣除外界磁场对的干扰。由此，能够提高磁场检测单元10测量磁场强度的准确信，进而提高受检者体内异物探测的准确性。
[0076]
在一些示例中，单片机30还可以设置有滤波算法。在一些示例中，可以通过卡尔曼滤波或其他滤波算法对磁场检测单元10输出的磁场数据进行滤波处理，进而降低噪声对磁场数据的干扰。
[0077]
在一些示例中，探测装置1的整体可以大致呈方形或者圆形。且整体容纳于由非金属材料制作而成的壳体中。
[0078]
在一些示例中，探测装置1还可以具有外壳(未图示)，外壳可以使用塑料、亚克力、铝合金等材料制作而成。探测装置1可以使用干电池供电。在另外一些示例中，探测装置1也可以具有usb端口，通过端口连接电源线进行充电。由此，能够实现充电自由以使探测装置1实现随时随地地检测。
[0079]
在本公开中，探测装置1的电路设计比较简单，加工成本较低，易于规模化生产。且
设备尺寸小，收纳较为简单，在受检者进行异物检测之后，也可以将探测装置1直接带走以供后续再次使用。
[0080]
通过本公开，可以提供一种具有高灵敏度的探测受检者体内异物的探测方法和操作便利的探测装置。
[0081]
虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。