微型食用设备的高精度定位使用互感感应

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗器械 医疗器械
• 定位系统 定位系统

背景情况:

• 精确定位微型可食用设备对于内部医学诊断和监测至关重要.
• 现有的系统面临着电力消耗和内部组件尺寸限制的挑战.
• 感应合为外部电源和通信提供了潜在的解决方案,但需要精确的系统设计.

研究的目的:

• 开发和验证使用感应合的微型可食用设备的高精度定位系统.
• 模拟系统错误并确定关键设计参数,以实现特定的本地化准确性目标.
• 为了证明在人类胃肠道内的亚厘米定位精度的可行性.

主要方法:

• 实现一个感应双电容-串联电容 (LCC-S) 补偿架构,用于相互感应测量.
• 开发一个详细的错误模型,以指导系统设计和性能分析.
• 使用三个初级和三个二级线圈与一个18位的外部模拟到数字转换器 (ADC).
• 通过模拟和实验验证,使用0.9%的盐液幻影来模仿人类组织.

主要成果:

• 实现了亚厘米本地化根平均平方误差 (RMSE).
• 证明人体不会显著影响到5MHz的定位精度.
• 在一个现实的小肠道模型上展示了系统的有效性.
• 通过实验和模拟结果验证了拟议的错误模型.

结论:

• 拟议的感应合系统使微型可食用设备的高精度定位成为可能.
• 该LCC-S架构有效地将可摄入组件的功率和面积要求降至最低.
• 开发的错误模型为设计未来的可摄入定位系统提供了一个强大的框架,以有针对性的准确性.