仪器仪表学报

作者：邝帅，颜国正，王志武，姜萍萍，韩玎

单位：邝帅,上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240; 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240,,颜国正,上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240; 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240,,王志武,上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240; 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240,,姜萍萍,上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240; 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240,,韩玎,上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240; 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240,

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

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

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30f/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。

来源：2019年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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