無線膠囊內鏡的精確定位跟蹤技術.pdf

1、在腸胃道檢測過程中，傳統(tǒng)纜線式內窺鏡會帶給患者極大的痛苦。無線膠囊內鏡的研發(fā)不僅減輕了患者的痛苦，也實現(xiàn)了腸胃道的檢查。使用無線膠囊內鏡檢查時，需要精確獲取膠囊在人體內部的位置參數(shù)和方向參數(shù)，從而得到通過膠囊內鏡拍攝到的病灶組織的位置參數(shù)和方向參數(shù)。這些參數(shù)方便了醫(yī)生準確診斷病情。能夠對膠囊進行精確、快速定位是關鍵性問題。本文研究了磁定位算法，對磁定位算法中近場誤差和人體干擾誤差進行修正，提出了六維混合磁定位算法，從而有效地解決了這些問

2、題。本文采用的磁感應強度分布模型是基于磁偶極子模型建立的，模型采用的求解方法是LM最優(yōu)化算法。本文使用的磁定位系統(tǒng)，包括了硬件部分和軟件部分。硬件部分包括了磁傳感器陣列、信號放大電路、K60嵌入式模塊;軟件部分包括了上位機磁定位軟件程序。
　　首先，為了消除磁偶極子模型的近場誤差，本文提出近場定位算法。該方法使得從全局坐標系變換到磁體坐標系的磁感應強度的計算值和測量值誤差最小化。
　　其次，為了消除人體移動時對磁定位結果產生

3、的干擾誤差，本文提出了將目標永磁體的磁定位結果轉換到參考坐標系（即人體坐標系）的方法。該方法在人體外部表面上設置了兩個參考目標永磁體，基于這兩個參考目標永磁體建立參考坐標系，再將定位結果轉換到該坐標系下。從而減少人體移動的干擾誤差。
　　最后，由于磁定位算法對于圓柱型的永磁體只能實現(xiàn)五維參數(shù)磁定位（包括了三維位置坐標參數(shù)和兩維方向向量參數(shù)），并不能得到目標永磁體自身的旋轉角度參數(shù)。本文提出了采用圖像定位與磁定位相結合的六維混合定位