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Localización magnética de cápsulas ingeribles inalámbricas utilizando un transmisor en forma de cinturón en matriz

Autores: Castro, Ivan; de Wit, Jan Willem; van Vooren, Jasper; Van Quaethem, Tom; Huang, Weixi; Torfs, Tom

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Localización magnética de cápsulas ingeribles inalámbricas utilizando un transmisor en forma de cinturón en matriz


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Investigación
Cápsulas ingeribles inalámbricas
Métodos de localización
Métodos basados en magnetismo
Matrices de transmisores
Portabilidad.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos 20 años, la investigación y el uso clínico de cápsulas ingeribles inalámbricas (WIC) ha aumentado, siendo la endoscopia de cápsulas la aplicación más común en la práctica clínica. Además, ha habido un mayor interés de investigación en cápsulas sensoras. Para maximizar la utilidad de la información proporcionada por estos dispositivos, es crucial conocer su ubicación dentro del tracto gastrointestinal. Los principales métodos de localización de WIC en la investigación incluyen enfoques de radiofrecuencia, métodos basados en video y métodos basados en imanes. De estos métodos, los métodos basados en imanes muestran el mayor potencial en términos de precisión de localización. Sin embargo, la necesidad de una matriz externa de transmisión (o detección) plantea una limitación importante, como lo demuestran la mayoría de los métodos reportados que involucran una estructura rígida. Esto plantea un desafío para su usabilidad y rendimiento en entornos de la vida diaria. Este documento proporciona una visión general del estado del arte sobre la localización basada en imanes para WIC, seguido de una prueba de concepto de un sistema que tiene como objetivo resolver los desafíos de usabilidad. Se presentan simulaciones de rendimiento comparativo de diferentes matrices de transmisores. También se evalúa en la simulación el efecto de incluir una o dos bobinas receptoras en el WIC. Se presentan y comparan resultados de localización experimental para una matriz de transmisores plana y para un transmisor en forma de cinturón más usable. Se logró un error absoluto medio de localización (MAE) tan bajo como 6,5 mm para la matriz plana en un volumen de 15 cm x 15 cm x 15 cm, comenzando a una distancia de 5 cm del transmisor. Evaluando la matriz de cinturón en un volumen de interés similar (15 cm x 15 cm x 15 cm comenzando a 7,5 cm de distancia del transmisor) resultó en un MAE de 13,1 mm en todo el volumen y un MAE específico del plano tan bajo como 9,5 mm cuando se evaluó a una distancia de 12,5 cm. Estos resultados iniciales demuestran un rendimiento comparable entre estos dos transmisores, mientras que la matriz de cinturón tiene el potencial de permitir mediciones en entornos de la vida diaria. A pesar de estos resultados prometedores, se identificó que es necesaria una mejora en el modelo para el campo magnético al usar bobinas de transmisión con núcleos de ferrita y es probable que resulte en una mejor precisión de localización. Este enfoque de matriz de cinturón, junto con técnicas de compensación para el movimiento del cuerpo, como se informó recientemente para matrices rígidas, tiene el potencial de permitir la localización de WIC en entornos no controlados con un impacto mínimo en la vida diaria del usuario.

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