[发明专利]一种小体积结肠镜外力传感器无线传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种小体积结肠镜外力传感器无线传输系统，具体来说，是一 种可以实时监测对结肠镜操手柄施加力大小的技术，属于结肠镜外力手柄技术 领域。

背景技术

现在结肠镜手术已经取得了重大成就，结肠镜手术以其高效性、微创性已被 广泛应用到肠病的检查、诊断和治疗当中。但是，由于在结肠镜手术中缺少一 种能够有效检测医生对结肠镜施加的操作力的外力监测系统，如果我们在做结 肠镜检查前发现病人的肠道的某一个位置有病变产生或者是有先天性的生理缺 陷，那么当我们在操作结肠镜遇到这一位置时，就能够利用这个检测装置精确 地控制用力来更好地避免对肠道的损伤，那么学生接受训练给病人做结肠镜手 术时就会减轻病人的痛苦，因为被训练者可以通过电脑屏幕的显示器时刻知道 自己所施加力的大小，将要超过警示线的时候就相应减小力，即便是训练也可 以用肠胃模型作为练手对象，那么患者可免于受苦。

目前，国内结肠镜外力传感器数据传输存在的问题主要有：1)采用有线传 输方式，结构复杂，影响医生的操作，经常使用对线材损坏较大；2)传感器信 号采集电路尺寸过大，无法放入结肠镜外力手柄中；3)信号最终输出的还是电 压信号，在单片机应用上有欠缺。国外结肠镜外力传感器数据传输存在的问题 主要有：1)结构太过复杂以至于整个手柄的体积过大，影响医生的操作；2) 成本昂贵，一般的医院无法购买得起。

发明内容

针对以上的这些问题，本发明的目的在于提供一种小体积结肠镜外力传感 器无线传输系统，能够将传感器的力有关信号传输给上位机，且具备通信质量 高，能够将信号实时的传输到上位机，成本低等优点，弥补国内外设计中的不 足之处。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种小体积结肠镜外力传感器无线传输系统，包含上位机和下位机，所述 下位机安装在结肠镜的软管上，用于采集医生施加给软管的推拉力和扭转力矩， 并通过无线传输给上位机，其特征在于所述下位机包含依次相连的传感器部件、 主控制部件，所述传感器部件包含依次相接的外力传感器、传感器采集转换模 块；

所述传感器采集转换模块为HX711芯片，用于采集外力传感器输出的电压 信号后进行放大并转换成脉冲信息；

所述主控模块用于定时读取所述脉冲信息并对脉冲信息进行解码，转化为 推拉力和扭转力矩的信息后通过无线网络发送给上位机。

依据上述特征，所述所述HX711芯片中设有第一采集通道和第二采集通道， 第一采集通道采集放大外力传感器输出推拉力部分的电压信号，第二采集通道 采集放大外力传感器输出的扭转力矩部分的电压信号。

依据上述特征，所述HX711芯片向外力传感器提供电源。

优选地，所述主控制部件包含单片机和蓝牙主模块，单片机的RX口与蓝牙 主模块的TX口相接，单片机的TX口与蓝牙主模块的RX口相接。

优选地，所述上位机包含串口模块、蓝牙从模块和PC机，串口模块与蓝牙 从模块相接，串口模块的USB口与PC机USB口相接。

本发明的有益效果在于：

1)本发明具有价格低廉、兼容性强、抗干扰能力强、低功耗、PCB板最大 宽度不超过22mm、成本在100RMB以内、可持续工作6h等优点。

2)能帮助医生在做结肠镜手术前的训练，大大缓解医生的压力，以及可以 帮助患者缓解疼痛，避免肠道的穿孔、出血等并发症。

附图说明

图1是本发明的系统框架图。

图2是本发明中传感器采集转换模块的原理图。

图3是本发明中的蓝牙主模块的原理图。

图4是本发明中下位机的PCB设计布线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1，本发明型所述的一种小体积结肠镜外力传感器无线传输系统的 具体实施方式结合附图叙述如下：其结构由下位机和上位机；下位机和上位机 通过无线网络配对后相互通信；下位机(1)的电源由3.7V的锂电池提供；上 位机(2)的电源由PC机的USB口提供。