CN102008327A - 具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可以进入小肠进行检查的医用胶囊小肠镜系统。本发明提供的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，包括胶囊小肠镜、控制器终端和工作站，所述胶囊小肠镜包括壳体，所述壳体外表面有一环形气囊，壳体内按顺序排列有彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块，所述彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块依次连接。本发明还在此基础上提供了结合CCD功能的彩色多普勒超声胶囊小肠镜系统和双向彩色多普勒超声胶囊小肠镜系统。本发明利用多普勒原理对肠道壁间的血管的流速和流量进行检测，丰富了消化道疾病的诊断手段，有效地提高诊断的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械，具体是一种可以进入小肠进行检查的医用胶囊小肠镜系统。
背景技术
胶囊内镜是迄今最前沿的内镜产品，又称医用无线内镜。其原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。胶囊小肠镜具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响患者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷，可作为消化道疾病尤其是小肠疾病诊断的首选方法，被医学界称为21世纪内镜发展的革命与方向。
多普勒超声技术现在医学领域被广泛应用，其原理是利用多普勒效应，即生源与被测物体相对运动时产生声频的改变，多普勒超声技术就是根据这种超声波频率的改变来观察和测定人体组织和脏器的血流动力学变化的。多普勒超声技术的优点有：1.能快速直观显示血流的二维平面分布状态；2.可显示血流的运行方向；3.有利于辨别动脉和静脉；4.有利于识别血管病变和非血管病变；5.有利于了解血流的性质；6.能方便了解血流的时相和速度，目前可检测直径0.2mm血管内的血流信息及0.2cm/s的低速血流；7.能可靠地发现分流和返流；8.能对血流束的起源，宽度，长度，面积进行定量分析。
目前尚未出现结合彩色多普勒超声技术和胶囊内镜技术的胶囊小肠镜系统，从而使医生缺乏更加有效、丰富的诊断手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种胶囊小肠镜系统，它能够结合彩色多普勒超声技术，为医生诊断提供更准确的参考。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，包括胶囊小肠镜、控制器终端和工作站，所述胶囊小肠镜包括壳体，其特征在于：所述壳体外表面有一环形气囊，所述壳体内按顺序排列有彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块，所述彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块依次连接。
本发明所述的壳体两端部为圆端，所述彩色多普勒超声模块在靠近壳体圆端处有至少一个超声发射探头和至少一个超声接收探头。
本发明所述的辅助模块包括控制电路和小型压缩空气容器。
本发明所述的壳体内还包括一CCD模块，该CCD模块与所述数据处理模块连接且位于壳体另一圆端。
本发明所述的CCD模块包括光源、光学镜头、CCD处理器及电路。
本发明所述的光学镜头直径至多8.0mm。
本发明所述的CCD处理器尺寸至多1/4英寸，分辨率至少50万像素。
本发明所述的壳体内还包括第二彩色多普勒超声模块，该第二彩色多普勒超声模块与所述数据处理模块连接且位于壳体另一圆端，所述第二彩色多普勒超声模块有至少一个超声发射探头和至少一个超声接收探头。
本发明所述的彩色多普勒超声模块的成像类型为报告单、连续波、高脉冲重复频率中的至少一种。
本发明所述的数据处理模块为无线电发射器。
本发明由于所述结构而产生明显的技术效果：由于体积小、重量轻，患者服用后无恐惧感，且操作简单，无操作引致的并发症；特别是能够利用多普勒原理对肠道壁间的血管的流速和流量进行检测，并返回图像信息；同时结合CCD技术，还能够提供清晰的肠道拍摄图像，综合分析两种图像；同时设置两套彩色多普勒超声模块则能够提供多角度的彩色多普勒超声图像，帮助医生通过综合分析，进一步诊断肠道的状态和病症情况。
附图说明
图1是本发明的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统工作示意图。
图2是本发明的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜的结构简图。
图3是本发明的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜气囊张开效果图。
图4是本发明的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜在小肠内工作示意图。
图5是本发明的同时具有CCD功能和彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜结构简图。
图6是本发明的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜的CCD模块结构简图。
图7是本发明的双向彩色多普勒超声胶囊小肠镜的结构简图。
图8是本发明的双向彩色多普勒超声胶囊小肠镜在小肠内工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详述。
实施例1
如图1和图2所示，患者在医生指导下，口服经过消毒处理的彩色多普勒超声胶囊小肠镜1，在消化道蠕动的帮助下经口腔4、食管5、胃部6、十二指肠7，进入小肠8、大肠9。彩色多普勒超声模块113的超声发射探头1131在肠道内发射特定频率的超声波，超声波经反射后由超声接收探头1132接收，再经过数据处理芯片114处理，图像输送至数据处理模块117，该数据处理模块117优选以无线电发射形式将图像信号发往体外的控制器终端2。该控制器终端2优选佩戴在患者腰间。控制器终端2与工作站3相连，并将图像传送至工作站3。工作站3有一系列的软件，具有储存、专家分析、多幅显示、打印、网络连通等多种功能。医生根据在工作站监视器上所显示的肠道情况，对彩色多普勒超声胶囊小肠镜1以无线电的方式发出相应的控制指令，控制彩色多普勒超声胶囊小肠镜1的运动状态。如图4所示，医生可通过无线电发射方式控制辅助模块115释放出压缩空气，使气囊膨胀，撑开小肠8皱褶，对肠壁81的图像进行扫描和拍摄。该充气气囊112还可使胶囊小肠镜1暂时固定于肠道某位置，以便于更好的进行彩色多普勒超声扫描。彩色多普勒超声胶囊小肠镜1在体内顺着消化道运动，直到供电模块116耗尽电量或者经人体循环经肛门10排泄出人体，停止工作并回收。当数据处理模块117优选为储存卡时，可将回收后的胶囊小肠镜1中的储存卡连接到工作站3中，对图像资料作进一步的处理。
实施例2
如图2所示，本发明提供的彩色多普勒超声胶囊小肠镜包括壳体111，壳体111外表面有一环形气囊112，壳体111的尺寸优选直径至多15mm，长度至多30mm，且采用强抗酸的生物兼容性材料制造，其强度最低能够抵御胃酸的腐蚀。壳体111两端部为圆端，壳体111内按顺序排列有彩色多普勒超声模块113、数据处理芯片114、辅助模块115、供电模块116和数据处理模块117，所述彩色多普勒超声模块113、数据处理芯片114、辅助模块115、供电模块116和数据处理模块117依次连接。
气囊112采用强抗酸可变形材料制造，其作用是固定彩色多普勒超声胶囊小肠镜1和撑开小肠8皱褶。气囊112张开后直径至少25mm，其气体来自辅助模块115内的压缩空气。气囊112张开的效果如图3所示。彩色多普勒超声模块113在靠近壳体111圆端处有至少一个超声发射探头1131和至少一个超声接收探头1132。所述超声发射探头1131和超声接收探头1132的数量分别优选为两个。所述彩色多普勒超声模块113可提供多种成像类型，优选为报告单(PW)、连续波(CW)和高脉冲重复频率(HPRF)中的至少一种。数据处理芯片114是处理彩色多普勒超声模块113传输的图像资料并将图像资料传输到数据处理模块117进行处理的中间结构，同时接收工作站3发出的无线电指令，根据指令控制胶囊小肠镜1的状态，此外还可对辅助模块115发送指令，控制气囊112的张开和闭合。数据处理芯片114通过计算比较超声发射探头1131和超声接收探头1132的频率差，可得出肠道内血管血流的流速和计算出血管内血液的流量。数据处理芯片114的大小优选至多7.5mm，拍摄频率由用户自定义。辅助模块115包括控制电路和小型压缩容器，该小型压缩容器中充有压缩空气。体外的工作站3通过无线电发射方式向数据处理芯片114发送指令，控制辅助模块115对气囊112进行充气和放气，从而实现气囊112的张开和闭合。供电模块116优选高容量电池，能提供至少5小时电量。数据处理模块117优选为无线电发射器，通过无线电发射器向体外的控制器终端发射信号传输图像，并通过体外的无线电控制彩色多普勒超声胶囊小肠镜1。数据处理模块117还优选为储存卡，将经过处理得到的图像资料储存于储存卡中，待胶囊小肠镜1回收后，通过工作站3作进一步的分析。
实施例3
如图5所示，本发明还提供了一种同时具备CCD功能和彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜。该胶囊小肠镜包括壳体121，壳体121外表面有一环形气囊122，壳体121的尺寸优选直径至多15mm，长度至多30mm，且采用强抗酸的生物兼容性材料制造，其强度最低能够抵御胃酸的腐蚀。壳体121两端部为圆端，壳体121内按顺序排列有彩色多普勒超声模块123、数据处理芯片124、辅助模块125、供电模块126、数据处理模块127和CCD模块128，所述彩色多普勒超声模块123、数据处理芯片124、辅助模块125、供电模块126、数据处理模块127和CCD模块128依次连接。气囊122采用强抗酸可变形材料制造，其作用是固定彩色多普勒超声胶囊小肠镜1和撑开小肠8皱褶。气囊122张开后直径至少25mm，其气体来自辅助模块125内的压缩空气。彩色多普勒超声模块123在靠近壳体121一圆端处有至少一个超声发射探头1231和至少一个超声接收探头1232。所述超声发射探头1231和超声接收探头1232的数量分别优选为两个。所述彩色多普勒超声模块123可提供多种成像类型，优选为报告单(PW)、连续波(CW)和高脉冲重复频率(HPRF)中的至少一种。
如图6所示，CCD模块128在靠近壳体121另一圆端处包括光源1281、光学镜头1282、CCD处理器1283及电路。光源1281提供光学镜头1282拍摄所需要的亮度，CCD处理器1283则以用户自定义的频率拍摄消化道壁的清晰图像并传送至数据处理模块127。光学镜头1282的直径优选为至多8.0mm，CCD处理器1283的尺寸优选至多1/4英寸，分辨率优选至少50万像素，其工作的时间频率由用户自定义。
数据处理芯片124是处理彩色多普勒超声模块传输的图像资料并将图像资料传输到数据处理模块127进行处理的中间结构，同时接收工作站3发出的无线电指令，根据指令控制胶囊小肠镜1的状态，此外还可对辅助模块125发送指令，控制气囊122的张开和闭合。数据处理芯片124通过计算比较超声发射探头1231和超声接收探头1232的频率差，可得出肠道内血管血流的流速和计算出血管内血液的流量。数据处理芯片124的大小优选至多7.5mm，拍摄频率由用户自定义。
辅助模块125包括控制电路和小型压缩容器，该小型压缩容器中充有压缩空气。体外的工作站3通过无线电发射方式向数据处理芯片124发送指令，控制辅助模块125对气囊122进行充气和放气，从而实现气囊122的张开和闭合。供电模块126优选高容量电池，能提供至少5小时电量。数据处理模块127优选为无线电发射器，通过无线电发射器向体外的控制器终端同时发送彩色多普勒超声图像信号和CCD图像信号，并通过体外的无线电控制彩色多普勒超声胶囊小肠镜1。数据处理模块127还优选为储存卡，将经过处理得到的图像资料储存于储存卡中，待胶囊小肠镜1回收后，通过工作站3作进一步的分析。
实施例4
如图7所示，本发明还提供了一种双向彩色多普勒超声胶囊小肠镜。该胶囊小肠镜包括壳体131，壳体131外表面有一环形气囊132，壳体131的尺寸优选直径至多15mm，长度至多30mm，且采用强抗酸的生物兼容性材料制造，其强度最低能够抵御胃酸的腐蚀。壳体131两端部为圆端，壳体131内按顺序排列有第一彩色多普勒超声模块133、数据处理芯片134、辅助模块135、供电模块136、数据处理模块137和第二彩色多普勒超声模块模块138，所述第一彩色多普勒超声模块133、数据处理芯片134、辅助模块135、供电模块136、数据处理模块137和第二彩色多普勒超声模块138依次连接。气囊132采用强抗酸可变形材料制造，其作用是固定彩色多普勒超声胶囊小肠镜1和撑开小肠8皱褶。气囊132张开后直径至少25mm，其气体来自辅助模块135内的压缩空气。如图8所示，医生可通过无线电发射方式控制辅助模块135释放出压缩空气，使气囊132膨胀，撑开小肠8皱褶，第一彩色多普勒超声模块133对前方肠壁81图像进行扫描和拍摄，第二彩色多普勒超声模块138同时对后方肠壁82图像进行扫描和拍摄。
第一彩色多普勒超声模块133在靠近壳体131一圆端处有至少一个超声发射探头1331和至少一个超声接收探头1332。所述超声发射探头1331和超声接收探头1332的数量分别优选为两个。第二彩色多普勒超声模块138结构与第一彩色多普勒超声模块133结构相同，在靠近壳体另一圆端处具有至少一个超声发射探头和至少一个超声接收探头。第一彩色多普勒超声模块133和第二彩色多普勒超声模块138均可提供多种成像类型，优选为报告单(PW)、连续波(CW)和高脉冲重复频率(HPRF)中的至少一种。
数据处理芯片134是处理第一彩色多普勒超声模块133和第二彩色多普勒超声模块138传输的图像资料并将图像资料传输到数据处理模块137进行处理的中间结构，同时接收工作站3发出的无线电指令，根据指令控制胶囊小肠镜1的状态；此外还可对辅助模块135发送指令，控制气囊132的张开和闭合。数据处理芯片134通过计算比较超声发射探头1331和超声接收探头1332的频率差，可得出肠道内血管血流的流速和计算出血管内血液的流量。数据处理芯片134的大小优选至多7.5mm，拍摄频率由用户自定义。辅助模块135包括控制电路和小型压缩容器，该小型压缩容器中充有压缩空气。体外的工作站3通过无线电发射方式向数据处理芯片134发送指令，控制辅助模块135对气囊132进行充气和放气，从而实现气囊132的张开和闭合。供电模块136优选高容量电池，能提供至少5小时电量。数据处理模块137优选为无线电发射器，通过无线电发射器向体外的控制器终端2发射信号传输图像，并通过体外的无线电控制双向彩色多普勒超声胶囊小肠镜1。数据处理模块137还优选为储存卡，将经过处理得到的图像资料储存于储存卡中，待胶囊小肠镜1回收后，通过工作站3进行进一步的分析。
Claims (10)
1.一种具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，包括胶囊小肠镜、控制器终端和工作站，所述胶囊小肠镜包括壳体，其特征在于：所述壳体外表面有一环形气囊，所述壳体内按顺序排列有彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块，所述彩色多普勒超声模块、数据处理芯片、辅助模块、供电模块和数据处理模块依次连接。
2.根据权利要求1所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述壳体两端部为圆端，所述彩色多普勒超声模块在靠近壳体圆端处有至少一个超声发射探头和至少一个超声接收探头。
3.根据权利要求1所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述辅助模块包括控制电路和小型压缩空气容器。
4.根据权利要求1所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述壳体内还包括一CCD模块，该CCD模块与所述数据处理模块连接且位于壳体另一圆端。
5.根据权利要求4所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述CCD模块包括光源、光学镜头、CCD处理器及电路。
6.根据权利要求5所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述光学镜头直径至多8.0mm。
7.根据权利要求5所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述CCD处理器尺寸至多1/4英寸，分辨率至少50万像素。
8.根据权利要求1所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述壳体内还包括第二彩色多普勒超声模块，该第二彩色多普勒超声模块与所述数据处理模块连接且位于壳体另一圆端，所述第二彩色多普勒超声模块有至少一个超声发射探头和至少一个超声接收探头。
9.根据权利要求1至8任一项所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述彩色多普勒超声模块的成像类型为报告单、连续波、高脉冲重复频率中的至少一种。
10.根据权利要求1至8任一项所述的具有彩色多普勒超声功能的胶囊小肠镜系统，其特征在于：所述数据处理模块为无线电发射器。
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