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国家自然科学基金(31170968): 作品数：27 被引量：64H指数：5; 相关作者：颜国正王志武刘华刘刚姜萍萍更多>>; 相关机构：上海交通大学中国电子科技集团公司第三十二研究所北京控制工程研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金上海市科学技术委员会资助项目载人航天领域预先研究项更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术医药卫生机械工程电子电信更多>>

Optimization Design and Experiment of the Radio Frequency Transmission Utilized in Video Capsule Endoscope: 2016年; In view of fuzzy and unstable images received in video capsule endoscopy, and the poor communication effect, an improved radio frequency(RF) transmission circuit module with low power consumption and helix antenna is designed to improve the performance of video transmission and to extend the working time of the capsule. Simulation and analysis of the circuits and antenna with HFSS12 and ADS2011 software are highlighted.Video capsule endoscope prototypes are made and evaluated to verify the feasibility of the proposed design. In vitro tests and animal experiments show that the results of the antenna tests basically meet the simulation, and the power consumption of RF circuit is 15.9 mV. The video capsule endoscope works well with the receiver with multiple receiving antennas, and the working time is more than 9 h. It can realize the wireless transmission of the video data, and images received are clear and stable in comparison with the previous designs.; 刘刚颜国正朱柄全徐文铭

胶囊内窥镜在肠道中的钳位被引量：4: 2013年; 由于胶囊内窥镜的有效钳位是实现其在肠道中有效驻停及运动的重要因素,本文研究并设计了胶囊内窥镜的钳位机构。首先,基于对摩擦力和肠道形变的分析,讨论了影响钳位力的因素。考虑肠道安全性,设计了阿基米德螺线腿机构。然后,通过构建离体肠道测试平台,测试不同直径、宽度、纹理及形状的样本在肠道内的钳位特性;分析实验结果,并建立了可定性描述钳位力的方程。最后,基于电流反馈实现钳位机构的安全控制;通过离体实验测试了钳位机构运动性能,并验证了钳位机构的安全性和可行性。实验结果显示,优化后的螺线腿钳位机构的钳位力达1.486N;可较好地适应肠道的生理环境,满足扩展肠道、安全钳位的要求。; 陈雯雯颜国正贺术柯全; 关键词：肠道胶囊内窥镜

基于摩擦力控制结肠内窥镜机器人: 2012年; 为了提高肠道疾病主动诊断能力,研究了基于摩擦力控制的结肠微型机器人.摩擦力模型分析了肠道摩擦力控制因素,并利用实验模板和黏附制剂在体外肠道开展的摩擦力实验,验证了接触纹路和接触黏度对肠道摩擦力的影响.摩擦接触装置的研制综合考虑了肠道应用环境和摩擦力控制因素,最终装配在内窥镜机器人样机上实现了摩擦控制运动.实验结果表明:基于摩擦力控制内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动,且运动环境会对其运动速度产生不同影响.; 高鹏颜国正; 关键词：内窥镜机器人摩擦力肠道

基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法: 2014年; 为了获取纯净的结肠蠕动信号,提出了一种基于小波分析的结肠蠕动压力信号提取方法.其中,对结肠压力信号进行5层的小波分解,去除干扰信号后重构信号,进而获得结肠蠕动压力信号.同时,针对异常的结肠压力数据进行了验证实验.结果表明:所提出的方法对异常的结肠压力信号具有很好的抑制效果,并可以保留结肠蠕动压力信号的细节特征;与含突变信号的结肠蠕动压力信号相比,所提取的结肠蠕动压力信号的信噪比较高、均方误差较低.; 赵凯颜国正王志武鲁丽许飞; 关键词：结肠小波分析

无线供能图像胶囊内窥镜的设计与实验分析被引量：6: 2013年; 针对目前胶囊内窥镜受到能量限制的问题,设计了一种基于无线供能的微型化、低功耗的图像胶囊内窥镜.对无线供能电路,图像传感器电路,无线发射电路进行设计研究,搭建了无线能量传输系统平台,制作了无线供能图像胶囊内窥镜样机,并通过实验验证了无线能量传输系统发射线圈设计的合理性.通过与医院合作的猪大肠内部图像采集实验,验证了研制的图像胶囊系统样机的可行性.完整的图像胶囊内窥镜的尺寸仅为510mm@20mm,图像传感器电路和无线发射电路的整体功耗最低约为65mW.; 刘刚颜国正姜萍萍刘华王志武; 关键词：胶囊内窥镜图像传感器无线发射

间歇工作图像胶囊内窥镜的设计与实验被引量：5: 2012年; 针对图像胶囊内窥镜受到能量限制而工作时间较短的问题,基于图像胶囊在人体肠道蠕动的速度设计了一种间歇工作模式的微型化、低功耗图像胶囊内窥镜。采用霍尔开关代替干簧管作为电源总开关,进一步降低了图像胶囊的体积。通过对电池电源模块、模拟开关电路和软件进行设计研究,实现了无线发射和照明电路的间歇供电和图像传感器的间歇休眠。动物实验验证了整个系统的工作时间和可行性。结果表明,整个系统的尺寸仅为Φ12mm×25mm,1s间隔工作模式下系统的工作时间超过9h。; 刘刚颜国正刘华朱柄全; 关键词：胶囊内窥镜模拟开关间歇供电休眠

微型诊疗系统无线供能技术及其生物电磁效应研究被引量：6: 2013年; 目的针对人体肠道内微型诊疗系统能量供应问题,研究了一种基于电磁耦合的无线能量传输系统,并对其产生的生物电磁效应进行分析。方法围绕在人体腹部的发射线圈产生的交变磁场,体内微小线圈产生感应电动势为肠内诊疗系统提供电能。为了研究电磁场在人体组织产生的生物效应,本文首先采用图像分割技术对人体横断面图像进行组织识别,建立了包含56种组织的高精度三维真实人体数字化模型,然后通过数值计算的方法研究了能量传输系统的生物电磁效应。结果获得电流密度、比吸收率、磁场强度在人体的分布,以及不同频率下全身平均比吸收率。结论生物电磁效应的研究为无线供能技术在人体肠道诊疗系统的应用奠定了生物安全性基础。; 马官营颜国正王文兴; 关键词：生物效应电流密度

仿耻骨直肠肌式人工肛门括约肌系统: 2016年; 目的国内外一直在探寻肛肠的奥秘以及救助肛门失禁病患的办法,开展了许多人工肛门括约肌系统的研究。本文设计了一种仿耻骨直肠肌式的新型人工肛门括约肌系统,以解决现有人工肛门括约肌系统存在的血供不足、无"便意"感知以及没有安全且稳定的能量供给等问题。方法系统主要功能为通过自制压力传感模块提取肠道周围压力信息,传递至微型处理器,最终控制括约肌执行结构实现排便操作。其关键技术包括括约肌执行机构内侧嵌入超薄自制生物压力传感器实时感知肠道压力变化,根据此压力参数,系统智能识别便意并实现排便预警。系统采用仿人体机制的运作方式并且结合血供压力的采集模块,能有效避免出现局部高压导致肠道缺血性坏死。系统采用无线能量传输方式提供能量实现安全供能。结果采用淀粉糊状物以及水来验证括约肌执行结构对糊状以及液态粪便的夹持效果,结果表明夹持状况良好。通过体外肠道动物实验得到了模拟肠道周围的压力信号与"便意"产生的关系,验证了系统能够在排便阈值达到以后实现报警,进而提醒患者进行排便操作。实验表明,通过使用无线供能的方式以及低功耗处理,可使系统每次充电后工作6.2天。结论通过实验验证表明系统可有效控制排泄物,并成功建立排便感知信号,实现智能控便。; 李晓阳颜国正吴浩靳文天; 关键词：人工肛门括约肌压力传感器

人工肛门括约肌性能与生物相容性的动物实验被引量：3: 2014年; 设计动物实验,验证优化设计后人工肛门括约肌系统功能性和生物相容性.实验分别在术前和术后第1、4d,第1、2、4、5周,从2条Beagle犬颈静脉抽取血样进行血清化学分析.分析参数包括:总蛋白,白蛋白,总胆红素,天冬氨酸转氨酶,尿素氮,肌酐酸和高敏C反应蛋白.实验结果表明:系统各模块功能正常,肝功能指标总胆红素含量正常,天冬氨酸转氨酶术后略高于正常范围,术后2周恢复正常;肾功能指标尿素氮正常,肌酐酸含量在正常范围内波动;总蛋白和白蛋白含量术后虽有波动,但均恢复至正常范围;炎性因子高敏C反应蛋白含量未发生变化,表明体内无感染炎症现象;各血样指标显示人工肛门括约肌对Beagle犬生理功能并未造成不良影响.; 克磊颜国正刘志强颜胜王志武王永兵; 关键词：肛门失禁人工肛门括约肌生物相容性动物实验

视频胶囊内窥镜的改进设计与实验被引量：2: 2015年; 为延长视频胶囊内窥镜工作时间,提高体外接收视频质量,需降低胶囊内射频电路模块的功耗以改进发射电路的发射效果.针对上述问题,本文设计了胶囊内的射频电路模块和螺旋形发射天线,并使用ADS2011及HFSS对其进行仿真,最后通过实验对该设计进行验证.内窥镜胶囊进入活体动物(猪)胃肠道后,体外便携接收器接收到的视频图像质量较高,证明该改进设计可行.结果表明:当射频电路板的直径为9.8 mm,射频模块的工作频率为1.0GHz,功耗为15.9 m W时,胶囊的工作时间为9.0 h,视频数据的无线传输速率达到30 frame/s(320×240 pixel/frame).; 许飞颜国正朱柄全刘刚鲁丽; 关键词：胶囊内窥镜射频电路螺旋天线

国家自然科学基金(31170968)

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