Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка экспериментального образца эндоскопической капсулы, управляемой беспроводным способом посредством внешнего магнитного поля для безболезненного точечного обследования желудочно-кишечного тракта.

Номер контракта: 14.579.21.0053

Руководитель: Пашков Виктор Семенович

Должность руководителя: Научный руководитель работ

Докладчик: Лебедев Григорий Николаевич, Администратор проекта

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
обследование, желудочно-кишечный тракт (жкт), гастроэндоскопические процедуры, беспроводная капсула, рак желудка, болезнь крона, контроль, магнитное поле, микроэлектромеханические системы

Цель проекта:
Проект нацелен на совершенствование методов диагностики внутренних систем человека за счёт создания экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для дистанционной беспроводной диагностики внутренних систем организма человека. Целью прикладной научно-исследовательской работы является создание экспериментального образца комплекса, включающего: - стационарную установку, генерирующую магнитное поле для управления капсульным эндоскопом; - капсульный эндоскоп, оснащенный видеокамерой для осуществления видеосъемки ЖКТ; - автоматизированное рабочее место врача – персональный компьютер с пультом управления капсулой (джойстиком); - радиоприемное устройство, принимающее изображения по радиоканалу с капсульного эндоскопа; - программное обеспечение для обработки и анализа видеопотока с капсулы.

Основные планируемые результаты проекта:
Основным результатом выполнения проекта является создание магнитной системы управления эндоскопической капсулой, находящейся в желудочно-кишечном тракте человека, посредством внешних электромагнитов, а также управляемый сброс препарата за счет использования пиромагнитного эффекта и беспроводная передача энергии эндоскопической капсуле за счет индуктивной связи. В ходе работы создается экспериментальный образец системы, реализующий перечисленные функции.
Основные характеристики.
- Магнитная система управления и позиционирования эндокапсулы с 6 степенями свободы, состоящая из 6 электромагнитов с медным проводником.
- Программное обеспечение системы управления, преобразующее сигналы от автоматизированного рабочего места (АРМ) врача в токи в электромагнитах.
- Эндоскопическая капсула с постоянным магнитом, взаимодействующим с наведенным электромагнитами магнитным полем.
- Программное обеспечение АРМ врача для управления и визуализации данных с эндоскопической капсулы.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате проекта будет разработан экспериментальный образец системы, аппаратно-программный комплекс для диагностики внутренних систем человека. Конечный продукт - комплекс для управляемого капсульного эндоскопического обследования. Проект, выполняемый в рамках ПНИЭР предназначен для создания экспериментального образца, обладающего функциональностью конечного продукта.
Разрабатываемый экспериментальный образец является первым комплексом для проведения полностью управляемого капсульного эндоскопического обследования. В отличие от существующих систем, позволяющих только переориентировать капсулу в желудке, разрабатываемая система позволяет манипулировать эндокапсулой с 6 степенями свободы, включая перемещение по всему желудочно-кишечному тракту.
Заявленные результаты достигаются с помощью уникальной магнитной системы управления, имеющей в своем составе 6 мощных электромагнитов внутренним диаметром 60см.
Основным риском была невозможность достижения магнитных полей необходимых конфигураций, для решения этой проблемы использовались методы численного математического моделирования, реализованные в рамках программ конечно-элементного компьютерного моделирования.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Введение управляемой эндоскопии в здравохранение позволит повысить качество обслуживания населения и улучшить точность диагнозов.
Процедура анализа ЖКТ с помощью управляемой эндокапсулы будет назначаться в сложных случаях, когда врачу необходим более детальный анализ определенных пораженных областей ЖКТ. Реализация данного проекта совместно с индустриальным партнером позволит совершить качественый скачок в данной области здравохранения.
Данную технологию возможно применять как в России, так и на зарубежных рынках.
Результаты выполнения проекта будут применяться в первую очередь в медицине, но также возможно использование полученных наработок в смежных областях науки и техники, где необходимо управление объектами внутри каких-либо сред при помощи магнитного поля.

Текущие результаты проекта:
Проведены все необходимые аналитические работы по проекту.
В результате проведенной работы в соответствии с планом-графиком исполнения обязательств изготовлены следующие макеты:
Макет управляемой эндокапсулы, вместе с программным обеспечением эндокапсулы;
Макет автоматизированного рабочего места оператора, включая программное обеспечение;
Макет системы управления и ориентации объектов;
Для разработки макетов были разработаны спецификации связи, архитектура и технические решения реализации аппаратной части и программного обеспечения. Также разработаны программы и методики испытаний макетов;
Индустриальным партнером проекта приобретено оборудование для оснащения производственной линии в г. Лесной на сумму 41 млн.рублей;
Поданы 2 заявки на получение патентов по тематике проекта. По данной работе написаны статьи в журналах индексируемых в базе Scopus.