间歇工作图像胶囊内窥镜的设计与实验

针对图像胶囊内窥镜受到能量限制而工作时间较短的问题,基于图像胶囊在人体肠道蠕动的速度设计了一种间歇工作模式的微型化、低功耗图像胶囊内窥镜。采用霍尔开关代替干簧管作为电源总开关,进一步降低了图像胶囊的体积。通过对电池电源模块、模拟开关电路和软件进行设计研究,实现了无线发射和照明电路的间歇供电和图像传感器的间歇休眠。动物实验验证了整个系统的工作时间和可行性。结果表明,整个系统的尺寸仅为Φ12mm×25mm,1s间隔工作模式下系统的工作时间超过9h。     

胶囊内窥镜的无线能量传输系统优化设计

随着无线胶囊内窥镜的发展,无线能量传输技术越来越受到人们的关注.无线能量传输技术在应用过程受到尺寸、安全性等诸多因素的约束,如何在这些约束条件下设计安全、高效的无线能量传输系统是目前研究的重点.提出了磁场均匀度、频率稳定度、三维线圈姿态稳定度和接收能量均匀度等指标来综合评价能量传输系统性能,设计并实现了测试平台来测量这...     

视频胶囊内窥镜的改进设计与实验

为延长视频胶囊内窥镜工作时间,提高体外接收视频质量,需降低胶囊内射频电路模块的功耗以改进发射电路的发射效果.针对上述问题,本文设计了胶囊内的射频电路模块和螺旋形发射天线,并使用ADS2011及HFSS对其进行仿真,最后通过实验对该设计进行验证.内窥镜胶囊进入活体动物(猪)胃肠道后,体外便携接收器接收到的视频图像质量较高,证明该改进设计可行.结果表明:当射频电路板的直径为9.8mm,射频模块的工作频率为1.0GHz,功耗为15.9 mW时,胶囊的工作时间为9.0h,视频数据的无线传输速率达到30 frame/s(320×240 pixel/frame).     

基于生物安全性的无线能量传输系统发射线圈优化设计

针对为胶囊内窥镜供能的无线能量传输技术在应用过程中对人体组织可能造成伤害的问题,进行了无线能量传输系统发射线圈优化设计研究.分析了人体组织安全性与无线能量传输系统发射线圈之间的关系,提出用磁场均匀度、频率稳定度等指标来评价发射线圈性能,并建立了以能量传输效率为目标函数、以人体安全性和能量需求为约束条件的最优化模型.该模...     

结肠机器人无线能量传输系统的设计与实现

为使结肠机器人摆脱供电线缆,深入肠道内部,研制了一种无线供能装置．该装置基于电磁耦合原理,可在人体胃肠道区域产生固定频率的均匀交变磁场,并针对结肠机器人在人体内运动的功率要求、姿态与位置的不确定性及尺寸要求等,设计了合适的接收线圈模型．用不同股数的绕线制作了8种相同外形尺寸的接收线圈,比较各线圈的接收效率,最终选用10股绕线制成的线圈．实际搭建了为肠道机器人供能的无线能量传输系统,并验证了其可行性．     

胶囊内窥镜便携式无线能量发射系统

对采用电磁感应无线能量传输(WPT)系统为视频胶囊内窥镜(VCE)提供能量的技术进行优化,主要对无线能量发射系统进行了改进,并搭建了便携式WPT平台。通过比较磁场强度和均匀度,选定了合适的发射线圈结构;通过分析谐振原理并测试Q值变化,确定了传输频率;在发射电路中加入可调电感提高频率稳定性,并测量了电流的波动情况。实验显示:优化设计的WPT系统稳定可靠,VCE在WPT平台上工作正常,可以30frame/s的帧率向接收天线发送分辨率为320×240的图像,功率为78.4mW。该无线能量发射系统可携带,传输效率和稳定性受人体行动影响较小,可保证VCE在高频率和高分辨率状态下持续工作,提高了VCE临床应用的可行性。