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无线胶囊内窥镜新型接收线圈结构设计与分析方法

论文摘要

目前无线胶囊内窥镜(WCE)供应能量过低,限制了其诊查胃肠道病灶的性能。基于此提出了镂空三维接收线圈,线圈里可放置无线胶囊其他模块,进一步缩小无线胶囊体积。根据电磁场理论提出单匝分析法,分析了此线圈感应电动势和接收功率,并提出均匀度性能指标建立最优化模型,得出线圈最优设计参数;搭建角度姿态旋转平台测量线圈的感应电动势,实验测得感应电动势与理论值误差小于6%,验证了单匝分析法和线圈设计的合理性;将此线圈供能的无线胶囊内窥镜植入活体猪小肠内,得到的图像传输速率稳定为30 f/s,分辨率为400×400。新型线圈可给胶囊内窥镜提供充足稳定的能量,用于胃肠道疾病诊查。单匝分析法的应用不仅限于此结构的线圈,也可用于他它发射、接收装置相对位置和角度变化的植入式医疗设备的功率分析,并且此方法可用于求解发射和接收两级线圈之间的互感等电磁参数。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 新型线圈结构
  •   1.1 无线能量传输系统
  •   1.2 接收端设计与建模
  •     1)接收线圈新型结构
  •     2)接收线圈新型计算模型
  • 2 最优化设计
  •   2.1 设计目标
  •   2.2 约束条件
  •   2.3 最优化求解
  • 3 实验验证
  •   3.1 单匝计算模型验证
  •   3.2 实验验证线圈性能
  • 4 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邝帅,颜国正,王志武,姜萍萍,韩玎

    关键词: 无线胶囊内窥镜,无线能量传输,微型精密医疗设备,性能优化,接收线圈,电磁场理论

    来源: 仪器仪表学报 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 仪器仪表工业

    单位: 上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海交通大学医疗机器人研究院

    基金: 国家自然科学基金(81971767,61673271,81601631),上海市科技支撑项目(19441910600,19441913800)资助

    分类号: TH776.1

    DOI: 10.19650/j.cnki.cjsi.J1905621

    页码: 55-63

    总页数: 9

    文件大小: 4096K

    下载量: 155

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/938b77daae7e87978ee1e7af.html