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《华中科技大学》 2007年
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胶囊内窥镜电路设计与主动控制研究

陆瑞毓  
【摘要】: 胶囊内窥镜是应IC(Integrated Circuit,集成电路)技术、无线通信技术、MEMS(Micro Electro-Mechanical System,微机电系统)技术的发展而在近年发展起来的微型、无创消化道检查设备。它克服了传统内窥镜的诸多缺点,而且实现了对小肠的完整检查,成为近年医疗器械领域研究的重要课题。市场上已有以色列M2A等产品面世,国内亦有胶囊内窥镜产品出现。但目前胶囊内窥镜存在着成本高昂,功能局限等缺陷,而且国内研究更多的是跟随国际上已有的技术。因此胶囊内窥镜关键技术的研究对于提升相关技术,降低国内该产品的价格阈值等都有重要意义。 本论文旨在降低微型化电路系统开发成本,同时拓展胶囊内窥镜的功能。在使用商用芯片实现胶囊内窥镜无线信号传输电路的基础上,提出了基于SiP(System in Package,系统级封装)MCM(Multi Chips Module,多芯片组件)技术对胶囊内窥镜电路系统进行微型化的方案。同时,对旋转磁场式驱动进行研究,设计基于三维空间控制的机制。本论文研究主要分为三个部分: 首先是胶囊内窥镜电路设计:基于商用芯片设计电路,实现图像信号、温度信号的无线采集。考虑胶囊内窥镜图像分辨率,传输速率等参数。 其次是基于SiP MCM技术的胶囊内窥镜微型化设计:讨论了SiP MCM的工艺特点,同时对第一部分的电路各元件进行分析,提出基于SiP技术的MCM实施工艺,设计了具体的胶囊内镜微型化电路系统结构,以代替成本高昂的SoC(System on Chip,片上系统)传统芯片定制途径。 最后一部分是旋转磁场式空间主动控制研究:通过给三组线圈通于一定模式的信号,产生用于驱动胶囊的三维旋转磁场。具体计算得到胶囊在肠道内的受力、旋转磁场产生机制、控制算法的设计、控制电路的实现过程。其中控制电路包括信号发生、信号放大、信号复合三级结构。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TH776

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【参考文献】
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