CN105380777A - 胃肠道微型无线振动胶囊 - Google Patents

Abstract

一种胃肠道微型无线振动胶囊，包括：磁控开关、依次相连的振动机构、控制电路和电池组，其中：磁控开关控制电池组向控制电路和振动机构提供动力，控制电路控制振动机构的振动模式；振动机构包括：振动机构外壳、设置于振动机构外壳内的永磁体、振子、限位块和导线，其中：永磁体轴向固定在振动机构外壳内，限位块设置于振动机构外壳的端面内侧；振子套接于永磁体外侧，并与振动机构外壳滑动连接；导线缠绕振子设置；控制电路包括：微处理器模块、电源模块、驱动模块和双面印刷电路板；本发明设计合理，结构简单，节约了系统能耗，并延长了振动胶囊的工作时长。

Description

胃肠道微型无线振动胶囊

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种胃肠道微型无线振动胶囊。

背景技术

消化系统是人体从外界获取能量的重要系统，随着生活水平的提高以及多种外部因素对人体生理及心理的影响，使得消化道系统疾病的发病率逐年上升。《CA:ACancerJournalforClinicians》2011年公布了全球癌症统计数据，最新的统计结果显示结直肠癌发病例数攀升，在男性中已超越胃癌位列第三位，女性中超越宫颈癌位列第二位。我国肿瘤发病率前十的疾病中有三种是与消化道相关的肿瘤疾病，它们分别是胃癌、结直肠癌和食道癌。在世界范围内，死于消化系统疾病的人数占总死亡人数的14％。除了肿瘤疾病，功能性胃肠疾病(FGIDs)也是临床上常见的疾病，依据最新的罗马III标准，普通人群中FGIDs的患病率高达34.6％，严重影响着人们的身体健康和生活质量。

随着人口老龄化趋势的不断加深，功能性胃肠道疾病成为消化道科室中常见的疾病，胃肠道功能障碍及功能退化严重影响着人们的生活质量。由于目前医学界对功能性胃肠道的发病机理并不是十分了解，因此对于功能性胃肠道疾病的治疗并没有有效的手段。对于功能性便秘患者来说，药物治疗在短期内可以获得较好的治疗效果，但是药物的长期使用会导致患者的药物依赖，其症状也会随时间的增加而越来越严重。

随着科技的进步，现已开发出新一代的胃肠道无创无痛检查系统：电子胶囊。此类系统的主要特点是小型化、无创。依据电子胶囊的用途可将其分为参数性电子胶囊和视频电子胶囊两大类。现有的电子胶囊产品主要用于胃肠道内生理参数的检测及胃肠道内部图像、视频的获取，并没有治疗的功能。近些年虽然出现了一些治疗型的电子胶囊，但是因存在较多问题而没有大规模推广使用。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104023631A，公开日2014.9.3，公开了一种可移动的胶囊装置及其控制方法，包括在长状的胶囊主体上长度方向可移动地设置的永久磁铁，和驱动永久磁铁的线圈，使交流电在线圈中流动，进行永久磁铁的前后振动，使整体产生推进力，其中：线圈具有以将永久磁铁的周边包围的形式设置在前后的第1、第2线圈部而构成，并且在第1、第2线圈部流动的交流电的频率与因永久磁铁的前后动振动而产生的胶囊装置的共振频率一致。但该技术永久磁铁和线圈都存在相对运动，且永久磁铁受到摩擦阻力，因此系统功耗大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种胃肠道微型无线振动胶囊，通过控制电路控制流经振动机构中导线的电流强度和方向，使振子沿导轨轴向移动，撞击限位块使振动胶囊振动，结构简单，系统能耗小，延长振动胶囊工作时间。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：磁控开关、振动机构、控制电路和电池组，其中：磁控开关控制电池组向控制电路和振动机构提供动力，控制电路控制振动机构的振动模式。

所述的振动机构包括：振动机构外壳、设置于振动机构外壳内的永磁体、振子、限位块和导线，其中：永磁体轴向固定在振动机构外壳内，限位块设置于振动机构外壳的端面内侧；振子套接于永磁体外侧，并与振动机构外壳滑动连接；导线缠绕振子设置。

所述的滑动连接是指：振子与振动机构外壳、永磁体没有接触，振动机构外壳内轴向设置有与振子相适应的导轨。

所述的振子端面直径大于缠绕导线部分截面直径。

所述的导线位于永磁体的磁场范围内。

所述的控制电路包括：低功耗微处理器、电源模块、驱动模块和双面印刷电路板

技术效果

与现有技术相比，本发明根据安培力计算公式F＝IBLsinα可知，在安培力F一定的情况下，可以通过增强磁场强度来降低导线中的电流值I，通过控制电路控制流经振动机构中导线的电流强度和方向，使振子沿导轨轴向移动，撞击限位块使振动胶囊振动，进而降低系统功耗，延长工作时间。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为振动机构示意图；

图中：1为外壳，2为振动机构，3为控制电路，4为电池组，5为磁控开关，6为振动机构外壳，7为限位块，8为永磁体，9为振子，10为导线，11为导轨。

具体实施方式

下面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。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：外壳1、磁控开关5、设置于外壳1内并依次相连的振动机构2、控制电路3和电池组4，其中：磁控开关5设置于外壳1内，磁控开关5控制电池组4向控制电路3和振动机构2提供动力，控制电路3控制振动机构2的振动模式。

如图2所示，所述的振动机构2包括：振动机构外壳6、设置于振动机构外壳6内的永磁体8、振子9、限位块7和导线10，其中：永磁体8轴向固定在振动机构外壳6内，限位块7设置于振动机构外壳6的端面内侧；振子9套接于永磁体8外侧，并与振动机构外壳6滑动连接；导线10缠绕振子9设置。

所述的滑动连接是指：振子9与振动机构外壳6、永磁体8没有接触，振动机构外壳6内轴向设置有与振子9相适应的导轨11。

所述的振子9的端面直径大于缠绕导线10部分的截面直径。

所述的导线10在永磁体8的磁场范围内。

所述的磁控开关5处于常闭状态。

所述的振动模式包括振动频率和振动强度。

所述的控制电路3包括：低功耗微处理器、电源模块、驱动模块和双面印刷电路板。

所述的低功耗微处理器设定并且控制流经导线10的电流的强度和方向，即控制振动强度，并通过改变经过导线10的转换频率控制振动频率，从而设定振子9的工作模式。

当振动胶囊被激活后，按程序的设定，振动胶囊首先进入休眠状态，在延时8～10小时后，振动胶囊开启振动模式。驱动模块在低功耗微处理器的控制下，向导线10中输入驱动电流，导线10在永磁体8的磁场内受到安培力的作用，并带动振子9在振动机构2内轴向滑动，并与限位块7发生碰撞触发一次振动；低功耗微处理器按设定程序改变对驱动模块控制参数，使驱动模块向导线10中输入反相的驱动电流，此时导线10在永磁体8的磁场内受到方向的安培力，导线10带动振子9沿导轨11向反方向运动并与振动机构2另一端面的限位块7发生碰撞并引发二次振动。低功耗微处理器不断改变驱动模块的控制参数即可实现振子在振动机构内的往复运动，并引发振动胶囊的振动。低功耗微处理器对驱动模块控制参数的改变频率即是振动胶囊的振动频率。

所述的外壳1由生物相容性材料加工制成，两端光滑无锐角，以免结构突出对消化道内壁造成损伤；并且外壳1经密封设计，防止消化道内的液体渗入到振动胶囊内部影响其正常工作。

所述的振动机构2产生振动，对消化道内壁进行刺激以促进其运动，同时可以加快消化道内容物向消化道末端运动的速度。

本实施例设定较强和较弱两种振动强度、高频和低频两种振动频率，因此振动胶囊可实现四种工作模式，即：较强振动下的低频振动、较强振动下的高频振动、较弱振动下的低频振动和较强振动下的高频振动。医生根据患者的病情及承受力选择相应的振动模式。

所述的电池组4为钮扣电池，外部用抗腐蚀性材料加以密封，同时避免电池泄露对人体产生危害。

所述的磁控开关5通过外部磁场控制开关：当存在外部磁场时，磁控开关5处于断开状态；当撤离外部磁场时，磁控开关5处于接通状态，开始为控制电路3和振动机构2提供电能。

所述的振动机构外壳6和限位块7采用抗震材料制作。

所述的永磁体8为强磁性材料制成，位于振动机构2的中心，永磁体8的两极分别位于永磁体8的两端。

所述的导轨11对振子9的移动起到导向作用，并将振子9与振动机构外壳6、永磁体8外壁分离，降低振子9与外壳1内其他机构之间的摩擦阻力。

本实施例的振动胶囊的振动可改善胃肠道运动功能，为患者提供了一种物理治疗手段，有可能使患者免于对药物治疗的依赖，如功能性便秘患者。本实施例也可用于其他类型的消化道运动异常疾病，如胃轻瘫。本实施例具有加速消化道内容物运动速度的效果，因而可以应用于肥胖患者，使其消化道内的内容物加速运动，减少吸收。

Claims (7)

1.一种胃肠道微型无线振动胶囊，其特征在于，包括：磁控开关、依次相连的振动机构、控制电路和电池组，其中：磁控开关控制电池组向控制电路和振动机构提供动力，控制电路控制振动机构的振动模式。

2.根据权利要求1所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的振动机构包括：振动机构外壳、设置于振动机构外壳内的永磁体、振子、限位块和导线，其中：永磁体轴向固定在振动机构外壳内，限位块设置于振动机构外壳的端面内侧；振子套接于永磁体外侧，并与振动机构外壳滑动连接；导线缠绕振子设置；

所述的滑动连接是指：振动机构外壳内轴向设置有与振子相适应的导轨。

3.根据权利要求2所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的振子端面直径大于缠绕导线部分截面直径。

4.根据权利要求1所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的控制电路包括：微处理器模块、电源模块、驱动模块和双面印刷电路板。

5.根据权利要求1所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的电池组为钮扣电池。

6.根据权利要求2所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的导线位于永磁体的磁场范围内。

7.根据权利要求6所述的胃肠道微型无线振动胶囊，其特征是，所述的振动模式包括振动频率和振动强度，所述的控制电路通过改变经过导线的电流的大小控制振动强度，通过改变经过导线的电流的转换频率控制振动频率。