CN100534381C - 胃肠道出血无创监测系统 - Google Patents

Abstract

一种医疗器械技术领域的胃肠道出血无创监测系统，其中：所述微型血红蛋白检测装置通过口服进入人体胃肠道，24小时无创检测人体胃肠道血红蛋白含量值，并通过无线方式发射至体外；出血点定位装置检测微型血红蛋白检测装置的位置信息，并通过导线传送到记录存储装置；记录存储装置无线接收微型血红蛋白检测装置发射的胃肠道血红蛋白含量值，并按设定格式将胃肠道血红蛋白含量值数据、微型血红蛋白检测装置的位置信息、检测时间信息进行存贮；所述胃肠出血诊断分析系统设置在体外，胃肠出血诊断分析系统读取记录存储装置内存贮的数据，对数据进行处理。本发明能在人体正常生理状态下，24小时实现对胃肠道出血无创监测。

Description

胃肠道出血无创监测系统

技术领域

本发明涉及一种医疗器械技术领域的系统，具体是一种胃肠道出血无创监测系统。

背景技术

胃肠道出血是各种胃肠道疾病所引起的外向型症状，轻者表现为日常便血，头晕，冷汗；重者可使人休克，甚至死亡。正常人24h内胃肠道生理性失血量大约为0.6ml，而病变导致的失血将远大于这个量。胃肠道一旦明显出血，其诊断和治疗刻不容缓。不同位置胃肠道出血在人体的症状反应上也不同。胃幽门以上的胃肠道部位出血可能会引起呕血；而小肠及结肠、直肠出血将会导致便血，便红等。但小肠出血与结直肠又有着明显的不同，结直肠出的血一般可以直接在粪便中观察到，而小肠出血由于已与食物充分融合，在粪便中用肉眼是看不出来的，但通过技术手段和试验检测可发现其中有血液成分的存在，证明病人患有胃肠道出血的疾病，但由于小肠的长度大，弯曲多，结构相对复杂，因此很难弄清出血原因，也不能准确定位出血灶，给诊断和治疗带来极大困难。如果患者长期因无法诊断而得不到有效治疗，轻者出现贫血，重者由于病变部位如肿瘤等的恶化，导致严重后果。因此研究胃肠道出血的诊断器械，特别是能有效检测小肠出血，对于提高医疗保健水平有着十分重要的意义。

目前检察胃肠道出血的医学手段和仪器也很多，主要有：化验检查，x线钡剂检查，内镜检查，选择性动脉造影，放射性核素扫描，胶囊内镜等，但是都存在各自的不足。

经对现有技术的文献检索发现，以色列G.Iddan和G.Meron等人于2000年在《Nature》(自然)学术刊物的第405卷第417页上报导了他们关于“Wirelesscapsule endoscopy”(无线胶囊内镜)的研究工作，此后还进一步论述研究工作进展及临床应用情况。资料表明，他们研制成M2A型胶囊式内窥镜系统，并形成了相关医疗器械产品。该胶囊式内窥镜产品由CMOS图像芯片和微处理器、白色发光二极管、短焦距透镜、微型信息发射器和天线组成，外形尺寸为Φ11mm×26mm、重3.45克，由氧化银电池作为能源，可在胃肠道内连续工作6～8小时。胶囊式内窥镜可以每秒钟2幅的速率向体外发射图像，附着在体表的天线阵列接收上述图像信息并存贮在便携式接收装置中以待后续处理。

诊查过程中，胶囊式内窥镜从口腔服入进入胃肠道，借助肠肌自身蠕动的动力平滑地通过胃肠道，并拍摄胃肠道内壁图像，医务人员通过对拍摄图像的识别，从而判断胃肠道疾病。整个检查过程无需充气，并可在患者毫无痛苦的情况下获得小肠的摄影学资料，胶囊式内窥镜的诊断阳性率为60％。但这种方法价格昂贵，要在清肠、禁食的条件下进行。传统内镜诊断过程常常注入气体将胃壁撑开，以更好地观察胃粘膜轻微的病变，而胶囊式内窥镜不能达到这种要求。对于胃肠道内褶壁后和弯曲处，不易得到清晰的图像，容易对出血灶产生漏检，并且对于大面积出血的观测效果也不好，存在检测盲区，同时该系统不能定量获得胃肠出血量信息。但由于它们在检测过程中的微创性甚至无创性，得到了医学界的重视，日本、中国和韩国也有类似研究的报导。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种胃肠道出血无创监测系统，使其能24小时无创监测胃肠道出血，包括出血量大小、出血灶的位置，辅助对胃肠道出血疾病的定量诊断和治疗。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括微型血红蛋白检测装置、出血点定位装置、记录存储装置、胃肠出血诊断分析系统。所述微型血红蛋白检测装置的作用是24小时无创检测胃肠道出血，包括出血量大小，检测信息通过无线方式发送至体外；所述的出血点定位装置设置在体表，通过检测微型血红蛋白检测装置中永磁体在出血点定位装置位置处产生的磁场大小，来推算微型血红蛋白检测装置在体内的位置，实现检测数据与肠段的对应关系；所述记录存储装置佩戴于体表，记录存储装置用于无线接收和存贮微型血红蛋白检测装置发射的检测数据；所述胃肠出血诊断分析系统设置在体外，胃肠出血诊断分析系统读取和处理记录存储装置内的数据，获得胃肠道出血状况，包括出血量大小、出血灶的位置。

所述微型血红蛋白检测装置包括外壳、微型电池、血红蛋白检测传感器、信号放大器、A/D转换器、微处理器芯片、信号无线发射功能模块、发射天线。上述部件全部密封在外壳内，所述血红蛋白检测传感器以设定的时间间隔检测胃肠道内血红蛋白含量值，血红蛋白检测传感器的输出端连接到信号放大器的输入端，信号放大器对上述信号进行放大后输出到A/D转换器输入端，A/D转换器将检测的胃肠道血红蛋白含量值信号转换为数字信号后输出到微处理器芯片的输入端，微处理器芯片对胃肠道血红蛋白含量值信息、相应检测时间信息进行处理后输出到信号无线发射功能模块的输入端，信号无线发射功能模块输出端连接到发射天线，发射天线将上述信号向体外发射，微型电池分别对血红蛋白检测传感器、信号放大器、A/D转换器、微处理器芯片、信号无线发射功能模块进行供电，以保障整个系统的正常运行。

所述微型血红蛋白检测装置为胶囊体状，外壳由对人体无毒、无害材料制成。微型血红蛋白检测装置正常工作时外壳与人体胃肠道直接接触。

所述出血点定位装置包括三维磁场传感器、磁场传感器固定装置、导线，三维磁场传感器通过磁场传感器固定装置相对固定于体表，用于检测微型血红蛋白检测装置中永磁体在出血点定位装置所在位置处产生的磁场大小和方向，以实现对微型血红蛋白检测装置的跟踪，出血点定位装置与记录存储装置通过导线联接，以设定的时间间隔检测微型血红蛋白检测装置的永磁体在出血点定位装置所在位置产生的磁场大小和方向，从而计算出微型血红蛋白检测装置在胃肠道内的相于出血点定位装置的位置。

所述记录存储装置包括：电池组、电源开关、接收天线、信号无线接收功能模块、记录装置微处理器芯片、数据存贮模块、数据处理模块、数据接口、记录装置外壳，上述部件全部安装在记录装置外壳里。记录存储装置为长方体状，记录装置外壳由对人体无毒、无害材料制成。接收天线与信号无线接收功能模块相连，信号无线接收功能模块与记录仪微处理器芯片连接，实现对微型血红蛋白检测装置发射的胃肠道血红蛋白含量值信息、检测时间信息的接收，记录装置微处理器芯片与数据存贮模块相连，实现对接收数据的贮存，记录装置微处理器芯片与数据处理模块相连，实现对接收数据的实时处理。记录装置微处理器芯片和数据存贮模块与数据接口相连，实现存贮数据向胃肠出血诊断分析系统传送，也可通过数据存贮模块的存贮卡直接向胃肠出血诊断分析系统传送数据。电池组与电源开关相连，并分别对信号无线接收功能模块、微处理器芯片、数据存贮模块进行供电，以保障整个系统的正常运动。

所述胃肠出血诊断分析系统可对记录存储装置存贮数据进行处理，以定量获得胃肠道出血状况，包括出血量大小、出血灶的具体位置。

由于微型血红蛋白检测装置的比重与胃肠道内容物的比重接近，因此，能保证检测过程在胃肠道正常生理状态下。与现有技术相比，本发明实现了在受试者无痛苦、无创伤、无需清肠及禁食等反映出人体胃肠道内正常生理的状态下，24小时定量监测胃肠道出血状况。与已有的检测系统相比，本发明测得的参数值更能客观、全面和准确地反映胃肠道生理过程的内在规律，因此，更具实际意义和临床参考价值。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明微型血红蛋白检测装置的结构示意图。

图3为本发明记录存储装置的结构示意图。

图4为本发明出血点定位装置结构和原理示意图。

图中，外壳1、信号放大器2、A/D转换器3、微处理器芯片4、发射天线5、信号无线发射功能模块6、永磁体磁遥控电源开关7、微型电池8、血红蛋白检测传感器9、电池组10、记录装置外壳11、记录装置微处理器芯片12、信号无线接收功能模块13、接收天线14、电源开关15、数据处理模块16、数据存贮模块17、数据接口18、第一磁场传感器19、磁场传感器固定装置20、第二磁场传感器21、第三磁场传感器22。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例由微型血红蛋白检测装置、记录存储装置、出血点定位装置、胃肠出血诊断分析系统组成。微型血红蛋白检测装置通过口服进入人体胃肠道，实时、定量检测胃肠道出血状况，通过无线方式将检测数据发射至体外；出血点定位装置固定在人体体表，以探测微型血红蛋白检测装置在胃肠道中的位置；记录存储装置佩戴于体外，以接收和存贮微型血红蛋白检测装置发射的数据、对应时间信息、出血点定位装置对微型血红蛋白检测装置的位置跟踪信息，也可实时处理该信息；待微型血红蛋白检测装置排出体外后，胃肠出血诊断分析系统读取记录存储装置内的数据，定量获得胃肠道出血状况，包括出血量大小、出血灶的位置。

如图2所示，所述微型血红蛋白检测装置包括：外壳1、信号放大器2、A/D转换器3、微处理器芯片4、发射天线5、信号无线发射功能模块6、永磁体磁遥控电源开关7、微型电池8、血红蛋白检测传感器9。各部分的连接关系为：微型血红蛋白检测装置为胶囊体状，外壳1由对人体无毒、无害材料制成；血红蛋白检测传感器9用于定量检测胃肠道血红蛋白含量值；血红蛋白检测传感器9与信号放大器2相连接，用于对胃肠道血红蛋白含量值信号进行放大；信号放大器2与A/D转换器3相连接，将所检测的胃肠道血红蛋白含量值信号转换为数字量；A/D转换器3与微处理器芯片4连接，以实现对胃肠道血红蛋白含量值信息、相应时间信息进行相应处理；微处理器芯片4与信号无线发射功能模块6相连，信号无线发射功能模块6与发射天线5相连以实现上述信号向体外发射。微型电池8与永磁体磁遥控电源开关7输出端相连，以控制电源的通断；血红蛋白检测传感器9、信号放大器2、信号A/D转换器3、微处理器芯片4、信号无线发射功能模块6均通过永磁体磁遥控电源开关7与微型电池8相连，实现对它们的供电。

如图3所示，所述记录存储装置包括：电池组10、记录装置外壳11、记录装置微处理器芯片12、信号无线接收功能模块13、接收天线14、电源开关15、数据处理模块16、数据存贮模块17、数据接口18，以上部件全部安装在记录装置外壳11里。记录存储装置为长方体状，记录装置外壳11由对人体无毒、无害材料制成，接收天线14与信号无线接收功能模块13相连，信号无线接收功能模块13与记录装置微处理器芯片12连接，实现对微型血红蛋白检测装置发射的胃肠道血红蛋白含量值信息、检测时间信息、出血点定位装置发送的位置跟踪信息的接收，记录装置微处理器芯片12与数据存贮模块16相连，实现对接收信息的贮存，记录装置微处理器芯片12与数据处理模块17相连，实现对接收信息的实时处理。记录装置微处理器芯片12和数据存贮模块16与数据接口18相连，实现存贮数据向胃肠出血诊断分析系统传送。电池组10与电源开关15相连，并分别对信号无线接收功能模块13、记录装置微处理器芯片12、数据存贮模块16和数据处理模块17进行供电，以保障整个系统的正常运行。

如图4所示，所述的出血点定位装置包括：第一磁场传感器19、磁场传感器固定装置20、第二磁场传感器21、第三磁场传感器22。三个磁场传感器固定在磁场传感器固定装置20上，磁场传感器固定装置20相对固定于体表，出血点定位装置通过导线与记录存储装置相连。

所述胃肠出血诊断分析系统可对记录存储装置存贮数据进行处理，以定量获取胃肠道出血状况，包括出血量大小、出血灶的位置检测，达到对胃肠道出血疾病定量诊断的目的。由于微型血红蛋白检测装置的比重与胃肠道内容物的比重接近，因此，能保证检测过程在正常生理状态，从而使检测结果满足客观、定量和准确的要求。

本实施例胃肠道出血无创监测系统工作过程如图1所示，具体如下：(1)在受试者体表安置出血点定位装置。(2)受试者配带记录存储装置。(3)启动微型血红蛋白检测装置和记录存储装置。(4)微型血红蛋白检测装置从口腔服入，微型血红蛋白检测装置进入人体胃肠道，血红蛋白检测传感器9敏感胃肠道血红蛋含量值信号；微处理器芯片4根据设定的采样周期，将经信号放大器2放大、经A/D转换器3处理的胃肠道血红蛋白含量信号进行采样。微处理器芯片4将采到的数据按协议向信号无线发射功能模块6传送，信号无线发射功能模块6和发射天线5将上述数据向体外发射。(5)记录存储装置接收微型血红蛋白检测装置发送的信号，并以设定格式进行存贮。(6)随消化过程，微型血红蛋白检测装置完成对人体胃肠道的全面检测，微型血红蛋白检测装置排出体外。(6)胃肠出血诊断分析系统读出记录存储装置存贮的数据，根据需要可对进行分析和分析结果的输出。

为了方便微型血红蛋白检测装置口服和不影响胃肠道正常生理过程，微型血红蛋白检测装置外形呈胶囊体状。

显然，上述检测过程无痛苦、无创伤、无需清肠及禁食，完全在人体正常生理的状态下、并能实现24小时连续监测。

Claims (6)

1、一种胃肠道出血无创监测系统，其特征在于，包括微型血红蛋白检测装置、记录存储装置、出血点定位装置、胃肠出血诊断分析系统，所述微型血红蛋白检测装置由口腔服入，借助胃肠自身蠕动的动力平滑地通过胃肠道，同时无创无痛苦地获取胃肠道内容物中血红蛋白的含量信息，该信息经处理后通过微型血红蛋白检测装置向体外发射，出血点定位装置实时探测微型血红蛋白检测装置在体内的位置，记录存储装置接收微型血红蛋白检测装置发射的胃肠道内容物血红蛋白含量信息，连同出血点定位装置检测的位置信息、检测时刻信息同时存入记录存储装置中，检测完毕，胃肠出血诊断分析系统读取记录存储装置存贮的信息，并进行数据分析和处理，以在人体正常生理状态下，24小时实现对胃肠道出血量和出血灶位置的无创、无痛苦、定量检测。

2、根据权利要求1所述的胃肠道出血无创监测系统，其特征是：所述微型血红蛋白检测装置包括外壳、微型电池、血红蛋白检测传感器、信号放大器、A/D转换器、微处理器芯片、信号无线发射功能模块、发射天线，上述部件全部密封在外壳内，所述血红蛋白检测传感器以设定的时间间隔检测胃肠道内血红蛋白含量值，血红蛋白检测传感器的输出端连接到信号放大器的输入端，信号放大器对血红蛋白检测传感器输出的信号进行放大后输出到A/D转换器输入端，A/D转换器将检测的胃肠道血红蛋白含量值信号转换为数字信号后输出到微处理器芯片的输入端，微处理器芯片对胃肠道血红蛋白含量值信息、相应检测时间信息进行处理后输出到信号无线发射功能模块的输入端，信号无线发射功能模块输出端连接到发射天线，发射天线将胃肠道血红蛋白含量值信息和相应检测时间信息向体外发射，微型电池分别对血红蛋白检测传感器、信号放大器、A/D转换器、微处理器芯片、信号无线发射功能模块进行供电，检测过程，微型血红蛋白检测装置从口腔服入进入胃肠道、从肛门排出。

3、根据权利要求1所述的胃肠道出血无创监测系统，其特征是：所述出血点定位装置包括三维磁场传感器、磁场传感器固定装置，三维磁场传感器通过磁场传感器固定装置相对固定于体表，出血点定位装置与记录存储装置通过导线联接，以设定的时间间隔检测微型血红蛋白检测装置的永磁体在出血点定位装置所在位置产生的磁场大小和方向，从而计算出微型血红蛋白检测装置在胃肠道内的相对于出血点定位装置的位置，获得胃肠道出血量与肠段的对应关系。

4、根据权利要求1所述的胃肠道出血无创监测系统，其特征是：所述记录存储装置包括电池组、电源开关、记录装置微处理器芯片、信号无线接收功能模块、接收天线、数据处理模块、数据存贮模块、数据接口、记录装置外壳，上述部件全部设置在记录装置外壳内，接收天线与信号无线接收功能模块相连，信号无线接收功能模块与记录装置微处理器芯片连接，实现对微型血红蛋白检测装置发射的胃肠道血红蛋白含量值信息、检测时间信息、出血点定位装置的位置跟踪信息的接收，记录装置微处理器芯片与数据存贮模块相连，实现对接收信息的贮存，记录装置微处理器芯片与数据处理模块相连，实现对接收信息的实时处理，记录装置微处理器芯片和数据存贮模块与数据接口相连，实现存贮数据向胃肠出血诊断分析系统传送，电池组与电源开关相连，并分别对信号无线接收功能模块、记录装置微处理器芯片、数据存贮模块和数据处理模块进行供电。

5、根据权利要求1或2所述的胃肠道出血无创监测系统，其特征是：所述微型血红蛋白检测装置正常工作时，微型血红蛋白检测装置外壳与胃肠道直接接触，其外形为胶囊体状、其比重与胃肠道内容物接近。

6、根据权利要求1所述的胃肠道出血无创监测系统，其特征是：所述胃肠出血诊断分析系统对记录存储装置存贮的数据进行处理，以定量获取胃肠道出血量大小、出血灶的位置检测。

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