文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 仪器仪表学报—胶囊内窥镜能量接收稳定性研究

仪器仪表学报—胶囊内窥镜能量接收稳定性研究

第30卷第ll期2009年11月

仪器仪表学报

ChineseJoumalofScientificInstnJment

、,r01.30No.1l

Nov.2009胶囊内窥镜能量接收稳定性研究水

辛文辉,颜国正,王文兴,贾智伟

(上海交通人学电子信息与电气工程学院820所.卜.海200240)

摘要:提m了用三维接收线圈组成接收电路,解决由于无线胶囊内窥镜在人体消化道内姿态小确定所带来的接收能量不稳定问题。分析了由三维接收线圈组成的不同接收电路的接收效果,得出了对每一维线圈单独全桥整流后再并联输出的电路结构是最适合于为胶囊内窥镜供能的电路。计算厂该接收电路的输ff{范围,并通过试验对其进行了验证。结果表明:当发射功率为25w时,胶囊内窥镜可在姿态任意变化的情况下获得320mw以E可用能量,满足其高清晰度、高帧率功能对能量的需求。关键词:胶囊内窥镜;感应耦合;i维接收线圈

中图分类号:R318TMl31.4文献标识码:A国家标准学科分类代码:460.4025

StudyonstabilityofpowerreceiVingf.0rcapsuleendoscopes

XinWbnhui,、r觚Guozheng,WaIlgW色nxing,JiaZhiwei

(No.820In3m眦,School对EleclronicS&I巾mtnlion,Shnng}lniJ记IotongUniversi时.S妇ng№i200240.ch孤I)

Abstract:TbsolVetheinstabilit)rofpowerreceiVingofcapsuleendoscopesduetotheindeterIIlinationofitsoriginationinalimentaD,tract,apowerreceiVercomposedofathree—dimensional(3一D)receiVingcoilisputfor.wardinthisstIldy.ThereceiVinge仟ectsofdi腕rentc硫uitsassembledfromthis3一DcoilwereeValuated,卸dacircuitwiththesmJctureofparallelconnection硪erfull一雠dgerectifyingwaschosenasnleappmpriateone.OutputrangeoftI圮circuitwascalculatedandexperimentswerecaI订edouttoValidateitsperfo咖ance.Resultsshowthatupto320mWusablepowercaJlbesteadilyreceiVedbythecapsuleendosc叩eregardlessofitsOrienta-tionwhentheinputpoweris25W,arIdthepowertransrnjssionsystembasedontIlis3一DreceiVingcoilcandeliV—eryenou曲powertothecapsuleendoscopesforthefunctionsofhi曲erimagequali够andfaster

f}锄erate.

Keywordslc印suleendoscope;inductiVecoupling;3?DwirelesspowerreceiVer

1引言

无线胶囊内窥镜可以实现无创、全消化道检测,是内窥镜技术的发展方向川。但目前临床戍用的胶囊内窥镜均采jH纽丰|J电池供电,由于电池容最有限,只能以2帧,秒的速度,在8小时内,对消化道图像信息进行采集和传输,更无法主动运动,进行定点检测【2J。凶此,能最成为制约胶囊内窥镜功能的“瓶颈”,研究可为其提供能量的供能技术很有必要。

胶囊内窥镜要实现高清晰、高帧率的图像获取和传输,其功耗歪少在150mw以上,以目前的电池技术根本无法做到,因此,必须探寻新的供能方式口J。基于电磁

收稿日期:2009一03ReccivedDale:2009-03

}基金项目:国家“863”计划(2006从042368)资助项目感应的经皮能量传输是一种通过皮肤组织进行非接触供能的能最传输方式,已经在人工脏器方面得到了广泛应用,并且目前尚无不良反应的报道件引,所以,胶囊内窥镜的供能也多采用此利t疗式睁”。

采用电磁感应方式为体内胶囊内窥镜供能时,体外能量发射线圈制作成圆环形,绕在人体消化道区域,并通过驱动电路产生一定强度和频率的时变磁场,覆盖胶囊内窥镜所在的工作区域;集成于胶囊内窥镜中的能量接收线圈通过电磁感应产生感应电动势,经整流、滤波、稳压等处理后供胶囊内窥镜使用。由于接收线圈空间尺寸有限,为了提高传输效率,接收线圈和匹配电容组成了LC串联谐振电路,其谐振频率与发射线嘲产生的电磁场的频率相同,以形成共振耦来获取能量l引。

万方数据