CN105411562B - 消化道压力数据采集振动胶囊系统 - Google Patents

消化道压力数据采集振动胶囊系统 Download PDF

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Abstract

一种消化道压力数据采集振动胶囊系统，包括：体外控制装置、振动胶囊和数据分析系统，其中：体外控制装置通过无线信号控制位于人体消化道中的振动胶囊，接收振动胶囊发出的消化道压力数据，通过数据分析系统分析消化道压力数据，以判断消化道健康状况，本发明可以通过无线信号控制振动胶囊的工作状态，并且可以切换振动模式以达到最佳治疗效果，并且通过振动胶囊传回的消化道压力数据评估患者的胃肠道健康状况。

Description

消化道压力数据采集振动胶囊系统
技术领域
本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种消化道压力数据采集振动胶囊系统。
背景技术
胃肠道指的是从胃幽门至肛门的消化管。肠是消化道中最长的一段，也是功能最重要的一段。近些年来，胃肠道疾病的发病率呈现逐年增高的趋势，胃肠道的疾病可分为器质性疾病和功能性疾病。功能性胃肠道疾病(FGIDs)与人们饮食结构的改变以及生活压力的不断增大密切相关。临床上，许多患者表现为胃肠道症状，如腹痛、恶心、呕吐、腹胀腹泻以及便秘等，以往这种症状被视为神经官能症，但近年来将其认定为功能性胃肠道疾病。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。
正常成年人胃肠道的长度大约为5～8米，而且肠道的形态蜿蜒曲折，这就使得对胃肠道的检查比较困难，由于小肠段和升结肠段一般处于胃肠道的中间部位，常规的胃肠道检测设备很难到达这个部位，因此存在着检测盲区。另一方面，由于功能性胃肠道疾病发病机制尚不十分明确，因此对于功能性胃肠道疾病的治疗并没有有效的手段。
电子胶囊是人们获得正常生理状态下的人体胃肠道生理参数的方法，目前电子胶囊应用较多的是胶囊内窥镜和参数型电子胶囊。胶囊内窥镜主要用于获取胃肠道内壁图像，参数型电子胶囊则是对胃肠道生理参数进行检测，显然这两种电子胶囊产品都不具有治疗的作用。
振动胶囊则是针对功能性便秘患者研制的一种物理治疗胶囊，其原理是通过振动胶囊的振动实现对胃肠道内壁的刺激。目前所研制的振动胶囊都是振动预先设定，当振动胶囊被吞入胃肠道后便按设定的程序自动持续振动。这种设计方式的弊端在于振动与正常的胃肠道蠕动规律不一致，会对胃肠道的节律性运动产生不利的影响；其次是无法判断振动胶囊在胃肠道中的实际效果，不利于医生对患者治疗方案的调整。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN201194905Y，公开日为2009年02月18日，公开了一种可编程的增强型消化道内按摩装置。该装置包括磁性底座和置于其上的塑料胶囊，在塑料胶囊两端各设有一台硬币式振动马达，在两台硬币式振动马达旁各有一组纽扣电池，在纽扣电池中间设有控制板，控制板采用双面印制板，一面放置微处理器及晶振外围电路，另一面放置电流放大集成块及常闭型干簧管，硬币式振动马达，纽扣电池，控制板通过连接导线连接起来，但该装置产生的振动是持续的，且与正常的胃肠道运动规律相违背，另一方面，振动胶囊的主要应用对象是功能性便秘患者，而振动胶囊在进入消化道之前就已经开始了，电量不足以支撑到正真需要刺激的结肠段，对功能性便秘治疗效果有限。同时，该装置没有相关的检测装置，无法实现对治疗效果的评估。
中国专利文献CN1422595A，公开日为2003年06月11日，公开了一种可吞入的消化道诊疗系统。该系统包括可吞入装置及体外监测装置，体外监测控制装置包括位置指示信号源探测器、控制信号发生装置、图像工作站、监视器，可吞入装置包括封装外壳、控制信号接收装置、动作控制装置、电源、活塞、弹簧、储存仓、通道装置、位置指示信号源。但该装置的主要功能是实现药物在体内的定点释放，仍属于药物对胃肠道疾病的治疗。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种消化道压力数据采集振动胶囊系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：体外控制装置、振动胶囊和数据分析系统，其中：体外控制装置通过无线信号控制位于人体消化道中的振动胶囊，接收振动胶囊发出的消化道压力数据和振动胶囊工作状态信息，通过数据分析系统分析消化道压力数据。
所述的体外控制装置设有用于向振动胶囊发出控制信号的按键，以调节振动胶囊振动的频率、振幅、振动间隔时间。
所述的振动胶囊包括：设置于胶囊外壳内的控制电路、微型压力传感器和振动机构，其中：控制电路与微型压力传感器和振动机构相连，且连有磁控开关，微型压力传感器设置于胶囊壳体一端。
所述的体外控制装置包括：设置于控制壳体中的微处理器、通讯模块、数据存储模块和电源管理模块，其中：微处理器分别与通讯模块、数据存储模块和电源管理模块相连，通讯模块从振动胶囊接收消化道压力数据并存储到数据存储模块中。
所述的控制壳体表面设有指示灯，且与设置于控制壳体中的指示灯控制模块相连。
技术效果
与现有技术相比，本发明可以通过无线信号控制振动胶囊的工作状态，可以切换振动模式以达到最佳治疗效果，并且通过振动胶囊传回的消化道压力数据评估患者的胃肠道健康状况以及振动胶囊的治疗效果。
附图说明
图1为振动胶囊结构示意图；
图2为体外控制装置内部结构示意图；
图3为体外控制装置面板平面图；
图中：1振动胶囊；2体外控制装置；101胶囊外壳；102磁控开关；103胶囊电池；104控制电路；105胶囊天线；106振动机构；107微型压力传感器；201电池组；202电源开关；203电源管理模块；204微处理器；205通讯模块；206控制天线；207数据存储模块；208指示灯控制模块；209电源开关按键；210振动模式设定按键；211振动启动/停止按键；212体外控制装置工作状态指示灯；213振动胶囊电量指示灯；214振动胶囊工作状态指示灯；215振动指示灯。
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
本实施例包括：振动胶囊1、体外控制装置2和数据分析系统，其中：体外控制装置2通过无线信号控制位于人体消化道中的振动胶囊1，接收振动胶囊1发出的消化道压力数据，通过数据分析系统分析消化道压力数据，以判断消化道健康状况。
如图1所示，所述的振动胶囊1包括：胶囊外壳101、磁控开关102、胶囊电池103、控制电路104、胶囊天线105、振动机构106以及微型压力传感器107，其中：控制电路104与微型压力传感器107和振动机构106相连，胶囊电池103通过磁控开关102与控制电路104相连，微型压力传感器107设置于胶囊壳体一端。磁控开关102、胶囊电池103、控制电路104、振动机构106以及微型压力传感器107依次设置在胶囊外壳101中。
所述的胶囊外壳101为药丸形状，两端为半球形，整体光滑无锐角，便于吞服。胶囊外壳101采用生物相容性材料，具备抗酸碱腐蚀的特性。该胶囊外壳101采用密封设计，以防止消化道内的液体渗入到振动胶囊1内部。
所述的磁控开关102是常闭型开关，设置于胶囊外壳101左端，贴近振动胶囊1外壳内壁设置，以便达到良好的开关效果。所述的胶囊电池103作为电能供给单元，采用的是纽扣电池。该胶囊电池103一端与控制电路104相连，另一端与磁控开关102相连。磁控开关102闭合时，胶囊电池103为振动胶囊1供电。
所述的微型压力传感器107设置于胶囊外壳101的右端，能够收集消化道压力数据并传送到控制电路104。
所述的振动机构106是振动胶囊1的振动发生机构，采用微型振动马达，该机构产生的振动会对消化道内壁进行刺激促进其运动，同时还可以加快消化道内容物向消化道末端运动的速度。
所述的控制电路104能够控制振动机构106的振动，接收处理接收到的体外控制信号，并能够将微型压力传感器107收集到的消化道压力数据转换为数字信号，并通过与其相连的胶囊天线105发送至体外控制装置2。该控制电路104能够控制驱动机构以不同的振动模式振动，并合理配置功耗。
所述的振动模式是指，振动频率、振动幅度、振动间隔时间的组合，其中振动频率、振动幅度、振动间隔时间通过软件进行设定。
如图2所示，所述的体外控制装置2包括：设置于控制壳体中的微处理器204、通讯模块205、数据存储模块207、指示灯控制模块208和电源管理模块203，其中：微处理器204分别与通讯模块205、指示灯控制模块208、数据存储模块207和电源管理模块203相连，通讯模块205从振动胶囊1接收消化道压力数据并存储到数据存储模块207中。所述控制壳体呈方形，其内还设有的电池组201以及与之相连电源开关202。电源管理模块203将不同电压分配到微处理器204、通讯模块205、数据存储模块207和指示灯控制模块208。振动胶囊1发送的消化道压力数据通过通讯模块205和与之相连的控制天线206接收，并传送至微处理器204。处理后的数据储存到数据存储模块207。
如图3所示，所述的控制壳体外表面嵌有按键和指示灯，使用户可以调节和了解振动胶囊1的工作状态。按键包括：电源开关按键209、振动模式设定按键210、振动启动/停止按键211，指示灯包括：体外控制装置工作状态指示灯212、振动胶囊电量指示灯213、振动胶囊工作状态指示灯214以及振动指示灯215。电源开关按键209安装在控制壳体外侧面，按下该按键体外控制装置2的电源接通，体外控制装置工作状态指示灯212亮起。通过按动振动模式按键也可以对振动胶囊1的振动模式进行调整，振动胶囊工作状态指示灯214随着模式不同显示不同的状态。振动胶囊1处于振动状态时，振动指示灯215亮起；当振动胶囊1处于休眠状态时，振动指示灯215熄灭。当振动胶囊1的电量低于设定值时，振动胶囊电量指示灯213点亮。患者进食前，按下振动启动/停止按键211，振动胶囊1开始振动，振动一端时间后，振动胶囊1自动进入休眠状态。如需振动胶囊1再次启动时，只需再次按下振动启动/停止按键211。在振动胶囊1振动过程中，随时通过按下振动启动/停止按键211以停止振动胶囊1的振动。
所述的数据分析系统包括：专用数据处理软件和软件运行所需的计算机组成，通过数据接口将数据存储模块207中存储的消化道压力数据导入专用数据处理软件中。数据分析软件可以对比振动胶囊振动前后受试者胃肠道蠕动的变化情况来评估振动胶囊的治疗效果，基于对受试者胃肠道压力数据的分析可实现胃肠道功能的诊断。
与现有技术相比，本发明通过无线信号控制振动胶囊的工作状态，并且可以切换振动模式以达到最佳治疗效果，并且通过振动胶囊传回的消化道压力数据评估患者的胃肠道健康状况以及振动胶囊的实际治疗效果。

Claims (1)

1.一种消化道压力数据采集振动胶囊系统，其特征在于，包括：体外控制装置、振动胶囊和数据分析系统，其中：体外控制装置通过无线信号控制位于人体消化道中的振动胶囊，接收振动胶囊发出的消化道压力数据和振动胶囊工作状态信息，通过数据分析系统分析消化道压力数据；
所述的振动胶囊包括：设置于胶囊壳体内的控制电路、微型压力传感器和振动机构，其中：控制电路与微型压力传感器和振动机构相连，且连有磁控开关，微型压力传感器设置于胶囊壳体一端；
所述的体外控制装置包括：设置于控制壳体中的微处理器、通讯模块、数据存储模块和电源管理模块，其中：微处理器分别与通讯模块、数据存储模块和电源管理模块相连，通讯模块从振动胶囊接收消化道压力数据并存储到数据存储模块中；
所述的控制壳体表面设有指示灯，且与设置于控制壳体中的指示灯控制模块相连；
所述的控制壳体呈方形，其内设有电池组以及与电池组相连电源开关；电源管理模块将不同电压分配到微处理器、通讯模块、数据存储模块和指示灯控制模块；振动胶囊发送的消化道压力数据通过通讯模块和与通讯模块相连的控制天线接收，并传送至微处理器；处理后的数据储存到数据存储模块；
所述的控制壳体表面设有用于向振动胶囊发出控制信号的按键，以调节振动胶囊振动的频率、振幅和振动间隔时间；该按键包括：电源开关按键、振动模式设定按键、振动启动/停止按键，指示灯包括：体外控制装置工作状态指示灯、振动胶囊电量指示灯、振动胶囊工作状态指示灯以及振动指示灯；电源开关按键安装在控制壳体外侧面，按下该按键体外控制装置的电源接通，体外控制装置工作状态指示灯亮起；通过按动振动模式按键能够对振动胶囊的振动模式进行调整，该振动模式是指：振动频率、振动幅度和振动间隔时间的组合，其中振动频率、振动幅度和振动间隔时间通过软件进行设定；振动胶囊工作状态指示灯随着模式不同显示不同的状态；振动胶囊处于振动状态时，振动指示灯亮起；当振动胶囊处于休眠状态时，振动指示灯熄灭；当振动胶囊的电量低于设定值时，振动胶囊电量指示灯点亮；患者进食前，按下振动启动/停止按键，振动胶囊开始振动，振动一段时间后，振动胶囊自动进入休眠状态；如需振动胶囊再次启动时，当再次按下振动启动/停止按键；在振动胶囊振动过程中，随时通过按下振动启动/停止按键以停止振动胶囊的振动。
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