CN107019485B - 一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜，设有壳体和安装于壳体的端面的透明罩，透明罩与壳体之间形成一封闭腔，结肠胶囊内镜内安装有电池组件和电路板，在封闭腔内设置有摄像头和LED灯，摄像头与电路板电气连接，电池组件为结肠胶囊内镜提供电源，LED灯透过透明罩照亮结肠内部，摄像头透过透明罩拍摄结肠内部，结肠胶囊内镜还设有无线传输模块，封闭腔内填充有压缩氢气，在壳体上紧贴固定有可降解生物膜气囊，在可降解生物膜气囊的表面包裹有可降解硬壳，可降解生物膜气囊的进气口通过一连通口连通封闭腔，本发明可浮于肠液中，在结肠内不会移动过慢或滞留，避免漏诊，提高了诊断水平。

Description

一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜

技术领域

本发明涉及一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜。

背景技术

胶囊内镜起源于90年代，2001年胶囊内镜经美国食品与药品管理局批准用于小肠疾病的检查，胶囊内镜以其操作简单、方便、无痛、无创、安全等特点，得到医生、患者的青睐。目前胶囊内镜主要用于不明原因的消化道出血、克罗恩病、小肠肿瘤等病的诊断，且近年来由于技术的发展和患者的需求，逐渐出现了用于结肠的胶囊内镜，2014年美国食品与药品管理局(FDA)批准CCE作为未完成结肠镜检查者的后续检查。胶囊内镜的应用范围进一步扩大到结肠，为消化科医生提供了很大的帮助。

现有的胶囊内镜系统由胶囊内镜、图像记录仪和诊断图文工作站三部分组成，其中胶囊内镜由生物塑料壳体、LED光源、光学摄像镜头、图像传感器、图像处理器、电池、射频模块、安装上述微型集成电子器件的电路板等组成，胶囊内镜具有头部和尾部。光学镜头位于胶囊内镜的头部。胶囊经口吞服，在消化道中因肠道蠕动而被动运动，无自身动力支持，因此胶囊内镜在结肠内运行方式往往是不可预知的，大肠肠腔大、蠕动慢，胶囊内镜很有可能因为密度过大沉降在结肠底部导致滞留，尤其是在升结肠一带难以克服重力进行跨越，这造成了许多遗漏的拍摄部位，给临床医生的诊断增加了困难，甚至可能增加漏诊率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜，其在结肠内不会移动过慢或滞留，避免漏诊，提高了诊断水平。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜，设有壳体和安装于壳体的端面的透明罩，透明罩与壳体之间形成一封闭腔，结肠胶囊内镜内安装有电池组件和电路板，在封闭腔内设置有摄像头和LED灯，摄像头与电路板电气连接，电池组件为结肠胶囊内镜提供电源，LED灯透过透明罩照亮结肠内部，摄像头透过透明罩拍摄结肠内部，结肠胶囊内镜还设有用于将摄像头拍摄的影像传输至终端的无线传输模块，封闭腔内填充有压缩氢气，在壳体上紧贴固定有可降解生物膜气囊，在可降解生物膜气囊的表面包裹有可降解硬壳，可降解生物膜气囊的进气口通过一连通口连通封闭腔；当压缩氢气充入可降解生物膜气囊后，所述结肠胶囊内镜的整体密度接近所处肠液的密度。

进一步的，连通口处设有压缩氢气进入可降解生物膜气囊的单向活塞。

进一步的，单向活塞设有活塞腔，活塞腔两端设有进气口和出气口，活塞腔内设有活动短柱，活动短柱的面向进气口的一端面设有平面，面向出气口的一端面设有两个或两个以上的凸起的支脚；当气流从进气口进入时，活动短柱滑向出气口，支脚顶于出气口的边沿，气流从支脚之间的间隙中流向出气口；当气流从出气口进入时，活动短柱滑向进气口，平面封住进气口。

进一步的，透明罩包括第一透明罩和第二透明罩，分别安装于壳体两端，电池组件安装于结肠胶囊内镜中间，电路板包括第一电路板和第二电路板，分别固定于电池组件两侧，摄像头包括第一摄像头和第二摄像头，分别固定于第一电路板和第二电路板上，多个LED灯分别围绕第一摄像头和第二摄像头均匀分布，第一摄像头和第二摄像头分别透过第一透明罩和第二透明罩拍摄结肠内部。

进一步的，封闭腔被分隔成左封闭腔和右封闭腔，第一透明罩与壳体之间形成左封闭腔，第二透明罩与壳体之间形成右封闭腔。

进一步的，可降解生物膜气囊围绕壳体外围一圈并固定，两个连通口分别连通左封闭腔与可降解生物膜气囊和右封闭腔与可降解生物膜气囊。

进一步的，电路板设有专用集成芯片，专用集成芯片集成有微型图像传感器、电池管理元件、低电量图片压缩模块。

进一步的，无线传输模块为WiFi传输模块。

进一步的，WiFi传输模块包括第一WiFi传输模块和第二WiFi传输模块，分别设于第一电路板上和第二电路板上。

进一步的，无线传输模块为蓝牙传输模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在本发明的可降解生物膜气囊充气后，结肠胶囊内镜的整体密度将接近肠液的密度，因此在结肠内，结肠胶囊内镜将浮于肠液中，不易触碰结肠内壁而翻转，也不会因为密度过大而滞留，或流动过慢，会随着肠液保持前进方向一致，从而使得所拍摄的图片更加连续、稳定，为临床医生阅片提供有效的帮助，避免漏诊，提高了诊断水平。而且本发明的可降解生物膜气囊在充气前体积小，便于使用者服用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的单向活塞的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜，设有壳体1，壳体1为圆管状，壳体1两端分别安装第一透明罩71和第二透明罩72，壳体1、第一透明罩71和第二透明罩72组成了一胶囊药丸状的结构，该胶囊药丸状的结构的内部空间为封闭腔。

在结肠胶囊内镜中间固定有电池组件2，电池组件2所用电池为超级电容电池，该超级电容电池采用Maxwell-LR44电池，属于高性能的电池，该超级电容电池放电特性为：初始电压3V,放电时间为51.5小时，它的优点是体积小性能大，超级电容电池在一定程度上减轻了结肠胶囊内镜的重量。

在电池组件2两侧分别固定有第一电路板41和第二电路板42，在第一电路板41和第二电路板42的中间分别固定有第一摄像头51和第二摄像头52，设有多个LED灯分别围绕第一摄像头51和第二摄像头52均匀分布，LED灯透过透明罩照亮结肠内部，第一摄像头51和第二摄像头52分别透过第一透明罩71和第二透明罩72拍摄结肠内部。

结肠胶囊内镜还设有第一WiFi传输模块31和第二WiFi传输模块32，第一 WiFi传输模块31位于第一摄像头51上方，第二WiFi传输模块32位于第二摄像头52下方，两个WiFi传输模块的安装方式是为了维持结肠胶囊内镜的平衡， WiFi传输模块将摄像头拍摄的影像传输至终端。WiFi传输模块可以被智能设备识别并且连接，实现图像数据的云端传输和在线阅片，方便了云端阅片，实时阅片，且方便医生实时监测胶囊内镜的动态，甚至可以实现患者自诊断以减轻医生工作量，该WiFi传输模块也可更换为蓝牙传输模块。

电路板设有专用集成芯片，专用集成芯片集成了微型图像传感器、电池管理元件、低电量图片压缩模块，专用集成芯片的特点是体积小性能高，其有效地压缩了整个电路板的大小，且提高了结肠胶囊内镜的整体性能，也在一定程度上减轻了结肠胶囊内镜的重量,同时提高了结肠胶囊内镜的图像数据传输能力和减少了电能的消耗。该专用集成芯片支持多光谱成像，包括白光图片和自体荧光图像，最大帧率为24fps、分辨率为400×400，微型图像传感器采用的新型无线频率发射器的开合调制频率为20Mbps，低电量图片压缩模块可以将图片压缩到接近无损的压缩率(3.69)和高级图像质量(46.2dB)。

电池组件2、第一电路板41和第二电路板42将封闭腔分隔成左封闭腔61 和右封闭腔62，在左封闭腔61和右封闭腔62内填充有压缩氢气，由于氢气的密度低于空气的密度，因此也在一定程度上减小了结肠胶囊内镜的密度。

结肠胶囊内镜还设有可降解生物膜气囊21和可降解硬壳81，可降解生物膜气囊21围绕壳体1外围一圈并固定，可以尽量保证在可降解生物膜气囊21充气后，结肠胶囊内镜整体保持平衡，增加结肠胶囊内镜使用过程中的稳定性，可降解硬壳81包裹住可降解生物膜气囊的表面。设有两个连通口，一个连通口连通左封闭腔61与可降解生物膜气囊21，另一个连通口连通右封闭腔62与可降解生物膜气囊21，两个连通口处均设有只允许压缩氢气进入可降解生物膜气囊的单向活塞11，单向活塞11的进气口位于封闭腔内，出气口与可降解生物膜气囊 21连通，单向活塞11的作用是：在可降解生物膜气囊21充气膨胀后，防止在结肠的压迫下，将可降解生物膜气囊21内的氢气压回封闭腔内，从而影响结肠胶囊内镜的稳定性。

如图2所示的单向活塞，单向活塞为圆管状，左右两端设有进气口105和出气口101，进气口105和出气口101之间为活塞腔106，活塞腔106的直径大于进气口105和出气口101，活塞腔106内设有活动短柱103，活动短柱103的面向进气口的一端面设有平面104，面向出气口的一端面设有三个凸起的支脚102，三个凸起的支脚102沿该端面的边沿均匀分别，并向外张开一定角度；当气流从进气口进入时，活动短柱103滑向出气口101，支脚102顶于出气口101的边沿，气流从支脚102之间的间隙中流向出气口101；当气流从出气口101进入时，活动短柱103滑向进气口105，平面104封住进气口105。

在可降解生物膜气囊充气后，结肠胶囊内镜的整体密度将接近肠液的密度，在口服结肠胶囊内镜时，需要口服和爽，和爽的密度为1.256g/cm3，结肠胶囊内镜即接近于和爽的密度。可降解生物膜气囊的设计使得结肠胶囊内镜可浮于肠液中，且不影响结肠胶囊内镜的整体性能和稳固性。可降解生物膜气囊21和可降解硬壳81的制作材料均为比例可调的明胶、淀粉或者乳糖。

结肠胶囊内镜在进入结肠前，可降解硬壳81紧紧包裹住可降解生物膜气囊 21外围，压缩氢气压缩于封闭腔内，未膨胀的结肠胶囊内镜体积小，方便使用者服用，当结肠胶囊内镜进入结肠后，可降解硬壳81溶解，封闭腔内的压缩氢气通过单向活塞11进入可降解生物膜气囊21，可降解生物膜气囊21填充氢气膨胀，膨胀后的结肠胶囊内镜增加了与结肠的可接触范围，结合和爽对胃肠的作用，促使胃肠蠕动，能增加结肠胶囊内镜的推进速度，从而完成结肠胶囊内镜的全结肠检查，可降解生物膜气囊21在进入人体后大约十二小时可以自行降解，而不至于造成结肠胶囊内镜由于体积过大而滞留体内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可浮于肠液中的结肠胶囊内镜，设有壳体和安装于壳体的端面的透明罩，所述透明罩与壳体之间形成一封闭腔，所述结肠胶囊内镜内安装有电池组件和电路板，在所述封闭腔内设置有摄像头和LED灯，所述摄像头与所述电路板电气连接，所述电池组件为所述结肠胶囊内镜提供电源，所述LED灯透过所述透明罩照亮结肠内部，所述摄像头透过所述透明罩拍摄结肠内部，所述结肠胶囊内镜还设有用于将所述摄像头拍摄的影像传输至终端的无线传输模块，其特征在于：所述封闭腔内填充有压缩氢气，在所述壳体上紧贴固定有可降解生物膜气囊，在所述可降解生物膜气囊的表面包裹有可降解硬壳，所述可降解生物膜气囊的进气口通过一连通口连通所述封闭腔；当压缩氢气充入可降解生物膜气囊后，所述结肠胶囊内镜的整体密度接近所处肠液的密度，所述连通口处设有所述压缩氢气进入所述可降解生物膜气囊的单向活塞，所述单向活塞设有活塞腔，所述活塞腔两端设有进气口和出气口，所述活塞腔内设有活动短柱，所述活动短柱的面向所述进气口的一端面设有平面，面向所述出气口的一端面设有两个或两个以上的凸起的支脚；当气流从进气口进入时，所述活动短柱滑向出气口，所述支脚顶于所述出气口的边沿，气流从所述支脚之间的间隙中流向所述出气口；当气流从出气口进入时，所述活动短柱滑向进气口，所述平面封住所述进气口。

2.根据权利要求1所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述透明罩包括第一透明罩和第二透明罩，分别安装于所述壳体两端，所述电池组件安装于所述结肠胶囊内镜中间，所述电路板包括第一电路板和第二电路板，分别固定于所述电池组件两侧，所述摄像头包括第一摄像头和第二摄像头，分别固定于所述第一电路板和第二电路板上，多个所述LED灯分别围绕所述第一摄像头和第二摄像头均匀分布，所述第一摄像头和第二摄像头分别透过所述第一透明罩和第二透明罩拍摄结肠内部。

3.根据权利要求2所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述封闭腔被分隔成左封闭腔和右封闭腔，第一透明罩与壳体之间形成左封闭腔，第二透明罩与壳体之间形成右封闭腔。

4.根据权利要求3所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述可降解生物膜气囊围绕所述壳体外围一圈并固定，两个所述连通口分别连通左封闭腔与可降解生物膜气囊和右封闭腔与可降解生物膜气囊。

5.根据权利要求4所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述电路板设有专用集成芯片，所述专用集成芯片集成有微型图像传感器、电池管理元件、低电量图片压缩模块。

6.根据权利要求5所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述无线传输模块为WiFi传输模块。

7.根据权利要求6所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述WiFi传输模块包括第一WiFi传输模块和第二WiFi传输模块，分别设于第一电路板上和第二电路板上。

8.根据权利要求5所述的结肠胶囊内镜，其特征在于：所述无线传输模块为蓝牙传输模块。