腸道膠囊機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活質(zhì)量的提高，老齡化趨勢(shì)的加劇，人們對(duì)健康正越來(lái)越重視。而于此同時(shí)，工作、生活壓力的加劇，使得絕大部分人群處于亞健康狀態(tài)，對(duì)于保健，體檢等醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的服務(wù)需求越來(lái)越強(qiáng)烈。而從以人為本的指導(dǎo)思想出發(fā)，對(duì)于病人微創(chuàng)，甚至是無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)、治療方法正日益受到重視，而科技的進(jìn)步發(fā)展也讓這一目標(biāo)成為可能。在腸道健康領(lǐng)域，腸道膠囊機(jī)器人以其微創(chuàng)，無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)正受到患者的青睞，此外MEMS技術(shù)，電子技術(shù)的集成使其具有更強(qiáng)大

2、的功能。但總體上，腸道膠囊機(jī)器人尚處于初級(jí)階段，仍有大量技術(shù)工作有待解決。本文將從膠囊定位的角度提出作者自己的觀點(diǎn)，并通過(guò)仿真進(jìn)行論證可行性。本文將主要解決腸道膠囊機(jī)器人驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，源于現(xiàn)有方式患者從吞入膠囊至取得信息的周期過(guò)長(zhǎng)，且膠囊無(wú)法控制。因此本文會(huì)從可控性，安全性等指標(biāo)對(duì)現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行比較，并提出最為合適的驅(qū)動(dòng)方式。而在定位環(huán)節(jié)，除了介紹現(xiàn)有的定位技術(shù)外，主要提出本文所主要研究的超聲波圖像法定位技術(shù)，此技術(shù)除了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)精度

3、更高的優(yōu)點(diǎn)外，更大的優(yōu)勢(shì)在于能進(jìn)行相對(duì)位置精確定位，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，重要的不是膠囊相對(duì)于體外坐標(biāo)的絕對(duì)位置，而是相對(duì)于腸道壁的相對(duì)位置。在仿真環(huán)節(jié)，主要通過(guò)MATLAB工具進(jìn)行仿真，一方面仿真得到超聲波圖像法精確的相對(duì)定位效果：通過(guò)使用為本文中所用腸道掃描圖片調(diào)整后的canny算法，成功的提取出腸道及膠囊的輪廓，并通過(guò)hough變換思想提取出膠囊圓心位置及半徑大小，再通過(guò)一系列算法得到膠囊與腸道壁的最短距離及方向。另一方面對(duì)理論計(jì)算的亥