惯性-磁定位技术测量胃肠道内胶囊内窥镜的动力学

目的胶囊内窥镜在胃肠道环境中的运动非常复杂。准确测量胶囊内窥镜在胃肠道内的受力分布和姿态变化规律,对于优化检查流程、提升诊断的精确度具有至关重要的作用。方法采用基于惯性测量技术和磁场定位技术的球形探测器,测量其在胃肠道模拟装置的动力学,包括加速度、姿态以及位移信息。探测器的最高采样频率达到200 Hz,累积角度误差小于0.15°,加速度误差小于0.02 g,位移误差在5%以下。结果在模拟胃部环境中,加速度值始终保持在1 g左右,其姿态也是保持不变。而当从胃部向肠道运动过程中,探测器的加速度值激增至2 g,俯仰角和偏航角增加了100°±15°。这是由于在收敛区域内,探测器受到软颗粒的挤压作用急剧增加,且这种挤压作用力在各个方向上并不均匀。结论通过对球形探测器在胃肠道模拟装置中的位置和姿态测量,探究胶囊内窥镜在复杂环境中的动力学特征,从而为优化胶囊内窥镜的设计提供数据参考,提高其在临床应用中的诊断效率和安全性。