CN109009246B - 采样胶囊及采样胶囊系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采样胶囊，包括外壳、设于所述外壳内的分隔壁、由所述分隔壁与位于所述分隔壁第一侧的所述外壳围设形成的采样池、设于所述分隔壁上的内进样口、设于位于所述分隔壁第二侧的所述外壳上的外进样口、连通所述外进样口与所述内进样口的采样通道、打开或关闭所述采样通道的开关组件。通过所述开关组件，在所述采样胶囊到达待检测的消化道部位时，打开所述采样通道，实现进样；在进样结束后，关闭所述采样通道，防止样品泄漏或被污染；并且通过控制所述采样通道的打开时间，可以精确控制进样量。另外，通过所述开关组件主动控制所述采样通道的打开或关闭，可以通用于任何消化道部位，通用性较高。

Description

采样胶囊及采样胶囊系统

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种通用性高、采样时间和采样量能够精确控制、且可在采样后防止样品被泄露或污染的采样胶囊及采样胶囊系统。

背景技术

采样胶囊，是进入消化道部位对消化液进行采样的一种智能胶囊。通常情况下，采样胶囊包括采样腔、与采样腔连通的采样口和取样口；在到达特定的消化道部位后，采样口打开，消化液进入到采样腔；采样胶囊移出体外后，从取样口取出消化液进行病理分析。

现有的采样胶囊，采样口采用在特定消化道部位环境下可降解的材料，当该采样胶囊到达相应的消化道部位时，该材料降解形成采样孔，使得消化液在内外压差下进入采样胶囊内。然而，这种采样胶囊，一方面，不同消化道内的环境不同，该种采样胶囊的通用性差；另一方面，采样量不可控，且采样结束后，采样孔不能再次关闭，样品容易泄露或者被其他液体污染。

有鉴于此，有必要提供一种改进的采样胶囊及采样胶囊系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用性高、采样时间和采样量能够精确控制、且可在采样后防止样品被泄露或污染的采样胶囊及采样胶囊系统。

为实现上述发明目的，本发明提供一种采样胶囊，包括外壳、设于所述外壳内的分隔壁、由所述分隔壁与位于所述分隔壁第一侧的所述外壳围设形成的采样池、设于所述分隔壁上的内进样口、设于位于所述分隔壁第二侧的所述外壳上的外进样口、连通所述外进样口与所述内进样口的采样通道、打开或关闭所述采样通道的开关组件。

作为本发明的进一步改进，围设形成所述采样通道的壁包括相对设置的第一壁和第二壁，至少部分所述第一壁为弹性壁；所述开关组件施力于所述弹性壁，以调整所述弹性壁与所述第二壁之间的间隔距离，使得所述弹性壁贴合于所述第二壁关闭所述采样通道或远离所述第二壁打开所述采样通道。

作为本发明的进一步改进，所述第一壁与所述第二壁均为弹性壁，且所述第一壁和所述第二壁一体设置，所述采样通道为一个多通管，部分管口与所述内进样口连接，另外部分管口与所述外进样口连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二壁靠近所述分隔壁设置，所述第一壁设置于所述采样通道背离所述分隔壁的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述第二壁为所述分隔壁，所述第一壁为与所述分隔壁间隔设置的所述弹性壁，所述外进样口设置于所述分隔壁与所述弹性壁之间，所述弹性壁与所述分隔壁之间形成所述采样通道。

作为本发明的进一步改进，所述开关组件包括驱动所述弹性壁靠近所述第二壁的驱动单元、与所述驱动单元通讯连接的控制单元。

作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括与所述控制单元通讯连接的微电机、与所述微电机的转子螺纹连接的顶块；所述转子转动时，通过螺纹配合转化为所述顶块的直线运动，从而施力于所述弹性壁。

作为本发明的进一步改进，所述顶块与所述弹性壁不相连接；或所述顶块与所述弹性壁相连接。

作为本发明的进一步改进，所述开关组件还包括设置于所述外壳的内壁上以限位所述顶块沿直线移动的滑轨。

作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括驱动所述弹性壁靠近或远离第二壁的移动块、驱动移动块移动的驱动机构，所述驱动机构包括一端与移动块连接另一端与固定块连接的形状记忆合金、与所述控制单元通讯连接以对形状记忆合金进行温度控制的温控元件；其中，温度低于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金具有第一形状状态，移动块连接与固定块之间的距离为第一距离；温度高于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金具有第二形状状态，移动块连接与固定块之间的距离为第二距离，第一距离小于或大于第二距离；且第一距离和第二距离中较大的距离被配置为，移动块施力于所述弹性壁使得所述弹性壁贴合于所述第二壁，关闭所述采样通道。

作为本发明的进一步改进，所述温控元件为加热元件，所述第一距离大于所述第二距离。

作为本发明的进一步改进，所述温控元件为降温元件，所述第一距离小于所述第二距离。

作为本发明的进一步改进，所述形状记忆合金设于移动块、固定块之间，且所述形状记忆合金的两端分别与移动块、固定块相向的两侧连接；或所述形状记忆合金设于移动块、固定块的同侧，且所述形状记忆合金的两端分别与移动块、固定块朝向所述形状记忆合金的一侧相连接；或所述形状记忆合金设于移动块、固定块的同侧，且所述形状记忆合金的两端分别通过连接件与移动块、固定块相背的两侧相连接。

作为本发明的进一步改进，一组移动块与固定块与一个形状记忆合金相对应；或多组移动块与固定块与一个形状记忆合金相对应；

作为本发明的进一步改进，一个形状记忆合金与一个温控元件相对应，或多个形状记忆合金与一个温控元件相对应。

作为本发明的进一步改进，所述开关组件还包括设置于所述外壳的内壁上以限位所述移动块沿直线移动的辅助块。

作为本发明的进一步改进，所述开关组件还包括：

与所述控制单元通讯连接的传感器，所述传感器用于采集消化道内的生理参数和/或图像信息；

与所述控制单元通讯连接的储存模块，所述储存模块用于存储消化道内不同部位的正常的生理参数和/或图像信息、可能的病变时的生理参数和/或图像信息。

作为本发明的进一步改进，所述传感器为图像传感器、或pH传感器、或超声传感器中的至少一种；所述传感器包括图像传感器时，部分所述外壳呈透明状；所述传感器包括pH传感器时，所述外壳上具有窗口，pH传感器通过所述窗口与所述消化道液接触。

作为本发明的进一步改进，所述采样胶囊还包括用以与外界处理终端通讯连接的无线传输模块。

作为本发明的进一步改进，所述内进样口的数量为至少两个，至少两个所述内进样口均匀分布或随机分布于所述分隔壁上；所述外进样口的数量为至少两个，至少两个所述外进样口沿所述外壳的周向均匀分布或随机分布于所述外壳上。

作为本发明的进一步改进，所述采样胶囊包括一个所述采样通道同时连通所有所述内进样口与所述外进样口；或所述采样胶囊包括至少两个所述采样通道，所述采样通道连通至少一个所述内进样口与至少一个所述外进样口。

作为本发明的进一步改进，所述采样胶囊还包括位于所述分隔壁第一侧的所述外壳上且与所述采样池连通的取样口。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种采样胶囊系统，包括上述采样胶囊、与开关组件通讯连接的外界处理终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的采样胶囊通过所述开关组件，在所述采样胶囊到达待检测的消化道部位时，打开所述采样通道，消化液经外进样口、采样通道、内进样口进入所述采样池，实现进样；在进样结束后，关闭所述采样通道，防止样品泄漏或被污染；并且通过控制所述采样通道的打开时间，可以精确控制进样量。另外，通过所述开关组件主动控制所述采样通道的打开或关闭，不受消化道部位环境的影响，可以通用于任何消化道部位，通用性较高。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的采样胶囊于采样通道关闭时的结构示意图；

图2是图1所示的采样胶囊于采样通道打开时的结构示意图；

图3是本发明一较佳实施例中的多通管的剖面示意图；

图4是本发明另一较佳实施例中的多通管的剖面示意图；

图5是本发明另一较佳实施例的采样胶囊于采样通道打开时结构示意图；

图6是图5所示的采样胶囊于采样通道关闭时结构示意图；

图7是本发明另一较佳实施例的采样胶囊于采样通道打开时结构示意图；

图8是图7所示的采样胶囊于采样通道关闭时结构示意图。

具体实施例

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

请参考图1～图8所示，为本发明较佳实施例的采样胶囊100及其内部结构的示意图。

请参考图1～图2及图5～图8所示，所述采样胶囊100包括外壳1、设于所述外壳1内的分隔壁2、由所述分隔壁2与位于所述分隔壁2第一侧的所述外壳1围设形成的采样池3、设于所述分隔壁2上的内进样口41、设于位于所述分隔壁2第二侧的所述外壳1上的外进样口42、连通所述外进样口42与所述内进样口41的采样通道43、打开或关闭所述采样通道43的开关组件5。

一般情况下，当采样胶囊100处于需要检查的消化道部位、或到达具有病变的消化道部位时，则需要进行采样。在所述采样胶囊100到达需要采样的消化道部位时，通过所述开关组件5打开所述采样通道43，消化液经外进样口42、采样通道43、内进样口41进入所述采样池3，实现进样；在进样结束后，关闭所述采样通道43，防止样品泄漏或被污染；并且通过控制所述采样通道43的打开时间，可以精确控制进样量。另外，通过所述开关组件5主动控制所述采样通道43的打开或关闭，不受消化道部位特殊环境的影响，可以通用于任何消化道部位，通用性较高。

当所述采样胶囊100取出体外后，取出消化液的方案包括但不限于：打开所述采样通道43，使得所述消化液经内进样口41、所述采样通道43、所述外进样口42流出，用于病理分析。或者，所述采样胶囊100还包括位于所述分隔壁2第一侧的所述外壳1上且与所述采样池3连通的取样口6，所述取样口6处采用橡胶等软质材料，通过注射器等设备从所述取样口6刺入所述采样池3进行取样。

具体地，所述外壳1采用对人体无害且不会被消化液腐蚀的任何材料，长度在30mm以内，如27mm；直径在12mm以内，如11.6mm；以能够很好地进入到消化道内的任意部位，进行采样。并且，所述外壳1由至少两部分拼接形成，便于内部结构的设置安装。例如图1所示，所述外壳1由沿所述采样胶囊100长度方向分布的第一外壳11、第二外壳12和第三外壳13三部分组成，且三部分之间通过螺纹、黏胶等连接。

所述分隔壁2与位于所述分隔壁2第一侧的所述外壳1一体设置，形成的所述采样池3的密封性较好；或所述分隔壁2与位于所述分隔壁2第一侧的所述外壳1分体设置，两者连接处的密封性要保证所述采样池3能够保持其所需的真空度。

所述采样池3为真空容腔，容积大于0.3mL，如0.4mL～0.7mL；真空度可为-90kPa～-80kPa，保证可收集的消化液体积大于0.3mL。在使用前，将所述采样通道43打开，通过真空器抽取所述采样池3中的空气，达到所需要的真空度后，关闭所述采样通道43，使得所述采样池3维持需要的真空度。使用时，当所述采样胶囊100到达需要的消化道部位时，打开所述采样通道43，所述消化液在内外压差作用下进入到所述采样池3内，完成采样。

优选地，所述采样池3位于所述外壳1长度方向的一端，所述采样池3、所述采样通道43、所述开关组件5沿所述外壳1长度方向依次排布，空间利用率高，且便于安装。

本发明中，所述内进样口41、所述外进样口42的数量不限。本领域技术人员可以理解的是：“关闭所述采样通道”指的是，切断所有所述内进样口41与所述外进样口42之间的通道。

当所述外进样口42的数量为至少两个时，至少两个所述外进样口42沿所述外壳1的周向均匀分布于所述外壳1上，所述采样胶囊100周围的消化液均可以进入到所述采样池3内，可以避免因消化道某具体部位暂时无消化液或消化液量不足而导致的采样失败。当然，至少两个所述外进样口42也可以沿所述外壳1的周向随机分布于所述外壳1上。

当所述内进样口41的数量为至少两个时，至少两个所述内进样口41均匀分布于所述分隔壁2上；进样速度快，且进入所述采样池3内的消化液分布均匀，不会因为局部消化液堆叠而影响进样。当然，至少两个所述内进样口41也可以随机分布于所述分隔壁2上。

当所述内进样口41的数量为一个，且所述外进样口42的数量为至少两个时，通过一个所述采样通道43同时连通所述内进样口41与所有所述外进样口42。具体地，所述采样通道43包括与所述内进样口41、所述外进样口42一一连通的若干端口，中间通过连通管连接。以具有一个内进样口41和两个外进样口42为例，采样通道43如图3所示呈T型。

当所述内进样口41的数量为至少两个，且所述外进样口42的数量为至少两个时，可以通过一个所述采样通道43同时连通所有所述内进样口41与所有所述外进样口42。具体地，所述采样通道43与所述内进样口41、所述外进样口42一一连通的若干端口，中间通过连通管连接。以具有两个内进样口41和两个外进样口42为例，所述采样通道43同时连接两个内进样口41和两个外进样口42，所述采样通道43如图4所示。

当所述内进样口41的数量为至少两个，且所述外进样口42的数量为至少两个时，也可以通过多个所述采样通道43连接所有所述内进样口41与所有所述外进样口42，且每一个所述采样通道43连通至少一个所述内进样口41与至少一个所述外进样口42。以具有两个内进样口41和两个外进样口42为例，可以通过两个独立的所述采样通道43实现连接，每一个所述采样通道43的一端与一个所述内进样口41连通，另一端与一个所述外进样口42连通。当所述内进样口41和所述外进样口42数量不一致时，多个独立的所述采样通道43结构根据其连接的所述内进样口41和所述外进样口42数量而作相应的修改，具体结构可参考上述实施例，于此不再赘述。

另外，围设形成所述采样通道43的壁包括相对设置的第一壁431和第二壁432，至少部分所述第一壁431为弹性壁；所述开关组件5施力于所述弹性壁，以调整所述弹性壁与所述第二壁432之间的间隔距离，使得所述弹性壁贴合于所述第二壁432关闭所述采样通道43或远离所述第二壁432打开所述采样通道43。本领域技术人员可以理解的是：“所述开关组件5施力于所述弹性壁以调整所述弹性壁与所述第二壁432之间的间隔距离”包括以下两种情况：所述弹性壁完全在所述开关组件5的主动控制下调节所述弹性壁与所述第二壁432之间的距离；或鉴于所述弹性壁自身具有弹力，所述弹性壁在所述开关组件5的控制与所述弹力作用下共同调节所述弹性壁与所述第二壁432之间的距离。

本领域技术人员可以理解的是，所述第一壁431的部分结构为弹性壁，或全部结构均为弹性壁，所述开关组件5驱动弹性壁与第二壁432贴合时，关闭所述采样通道43；所述开关组件5不作用于所述弹性壁时，所述弹性壁在自身弹力下回复原状，离开所述第二壁432，打开所述采样通道43；或所述开关组件5直接驱动所述弹性壁远离所述第二壁432，打开所述采样通道43。

其中，如图1～图4所示，所述第一壁431与所述第二壁432均为弹性壁，且所述第一壁431和所述第二壁432一体设置，所述采样通道43为一个多通管，部分管口与所述内进样口41连接，另外部分管口与所述外进样口42连接，消化液在进入的过程中不会对其他结构造成腐蚀。例如，图3所示，当所述采样胶囊100设有一个所述内进样口41、两个所述外进样口42时，所述多通管呈T型，其一个管口与所述内进样口41连接，另外两个管口与两个所述外进样口42连接。

优选地，第二壁432靠近所述分隔壁2设置，所述第一壁431设置于所述采样通道43背离所述分隔壁2的一侧，所述开关组件5位于所述第一壁431背离所述分隔壁2的一侧，所述第一壁431与所述外壳1之间的距离较大，便于所述开关组件5的设置安装。

此实施例中，所述第一外壳11、第二外壳12在所述外采样口42处分开，未设置采样口42的部位通过过盈配合、螺纹连接或胶粘结。所述第一壁431固定于所述第二外壳12上，所述第二壁432固定于所述第一外壳11上，便于所述多通管的安装。

或者，如图5和图6所示，第二壁432为所述分隔壁2，第一壁431为与所述分隔壁2间隔设置的所述弹性壁，所述外进样口42设置于所述分隔壁2与所述弹性壁之间，所述弹性壁与所述分隔壁2之间形成所述采样通道43。所述开关组件5驱动所述弹性壁贴合于所述分隔壁2时，能够关闭所述采样通道43，优选地，将与所述内进样口41相对应的部分所述弹性壁贴合于所述分隔壁2上，能够同时遮蔽所述内进样口41，从而保证所述采样池3为一个密封腔。此实施例中，所述第一外壳11、第二外壳12可以为一体式设置，如图1或图2所示实施例于所述外采样口42处分体式设置，便于所述第一壁431的安装。

请参阅图1～图2、图5～图6所示，所述开关组件5包括驱动所述弹性壁靠近所述第二壁432的驱动单元51、与所述驱动单元51通讯连接的控制单元52，所述控制单元52用于控制所述开关组件5的工作状态。

所述驱动单元51包括与所述控制单元52通讯连接的微电机511、与所述微电机511的转子512螺纹连接的顶块513；所述转子512转动时，通过螺纹配合转化为所述顶块513的直线运动，从而施力于所述弹性壁。

所述微电机511负载及产生的位移量较小，降低了对微电机性能的要求，使整个系统结构完整、紧凑、简洁，容易密封、取样。所述微电机511包括但不限于普通马达或步进电机，能够主动地打开或关闭所述采样通道43。

在所述顶块513与所述弹性壁不相连接的实施例中，当所述转子512正转时，通过螺纹配合使得所述顶块513沿所述采样胶囊100的长度方向且朝向所述第二壁432方向移动，并推动所述弹性壁贴合于所述第二壁432上，关闭所述采样通道43；当所述转子512反向转动时，所述顶块513背离所述第二壁432方向移动，所述弹性壁在自身弹力下回复原状，离开所述第二壁432，打开所述采样通道43，可实现进样。

本领域技术人员可以理解的是：通过控制所述顶块513沿长度方向的位移量，可以控制所述采样通道43的导通量大小，从而控制采样的流速；同时还可以通过顶块513的位移控制采样的时长，进而能够精准控制进样量。

而在所述顶块513与所述弹性壁相连接的实施例中，与两者不连接的区别仅在于：当所述转子512正转时，通过螺纹配合使得所述顶块513沿所述采样胶囊100的长度方向且朝向所述第二壁432方向移动，并推动所述弹性壁贴合于所述第二壁432上，关闭所述采样通道43；当所述转子512反向转动时，所述顶块513背离所述第二壁432方向移动，同时主动拉动所述弹性壁离开所述第二壁432，打开所述采样通道43；因此，所述弹性壁距离所述第二壁432的距离、所述采样通道43的打开时间统计更为精确，从而能够对进样量的控制更为精准。

进一步地，所述开关组件5还包括设置于所述外壳1的内壁上以限位所述顶块513沿直线移动的滑轨514，以防止所述顶块513随所述转子512旋转。

于另一类实施例中，请参阅图7和图8所示，与图1～图6所示实施例的区别主要在于所述驱动单元51的不同，图中相同的编号表示相同的结构。

具体地，所述驱动单元51包括驱动所述弹性壁靠近或远离第二壁432的移动块51a、驱动移动块51a移动的驱动机构，所述驱动机构包括一端与移动块51a连接另一端与固定块51d连接的形状记忆合金51b、与所述控制单元52通讯连接以对形状记忆合金51b进行温度控制的温控元件51c。所述控制单元52通过对温控元件51c的控制，进而用于控制所述开关组件5的工作状态。

本领域技术人员可以理解的是，固定块51d在所述采样胶囊中的位置是固定不变的，通过移动块51a的移动来调整弹性壁的位置；所述移动块51a与所述弹性壁相连或两者分离设置均可，且所述移动块51a施力于所述弹性壁使其移动的方式与顶块513施力于所述弹性壁使其移动的方式相同，于此不再赘述。

相互配合使用的移动块51a和固定块51d称为一组移动块51a与固定块51d。一组移动块51a与固定块51d与一个形状记忆合金51b相对应；或多组移动块51a与固定块51d与一个形状记忆合金51b相对应，即一个形状记忆合金51b可以同时驱动多组移动块51a与固定块51d；当然也可以多个移动块51a与一个固定块51d相对应，或一个移动块51a与多个固定块51d相对应，而形状记忆合金51b的数量和设置位置可根据移动块51a的排布做适应性调整。

一个形状记忆合金51b与一个温控元件51c相对应，或多个形状记忆合金51b与一个温控元件51c相对应，即通过一个温控元件51c控制多个形状记忆合金51b的温度变化。温控元件51c的数量和排布方式根据多个形状记忆合金51b的排布方式做适应性调整。

形状记忆合金51b的两端分别与移动块51a、固定块51d连接的方式包括但不限于：所述形状记忆合金51b设于移动块51a、固定块51d之间，且所述形状记忆合金51b的两端分别与移动块51a、固定块51d相向的两侧连接。或所述形状记忆合金51b设于移动块51a、固定块51d的同侧，且所述形状记忆合金51b的两端分别与移动块51a、固定块51d朝向所述形状记忆合金51b的一侧相连接。或所述形状记忆合金51b设于移动块51a、固定块51d的同侧，且所述形状记忆合金51b的两端分别通过连接件与移动块51a、固定块51d相背的两侧相连接。从而，在形状记忆合金51b的长度发生变化时，均能驱动移动块51a靠近或远离固定块51d移动。

温度低于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金51b具有第一形状状态，移动块51a连接与固定块51d之间的距离为第一距离；温度高于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金51b具有第二形状状态，移动块51a连接与固定块51d之间的距离为第二距离，第一距离小于或大于第二距离；且第一距离和第二距离中较大的距离被配置为，移动块51a施力于所述弹性壁使得所述弹性壁贴合于所述第二壁432，关闭所述采样通道43；第一距离和第二距离中较小的距离被配置为，所述弹性壁在所述移动块51a的带动下或自身弹力作用下与所述第二壁432分离，打开所述采样通道43。

于其中一类实施例中，所述温控元件51c为加热元件，所述第一距离大于所述第二距离。温度低于形状恢复阈值时，形状记忆合金51b处于伸长的第一形状状态，所述移动块51a远离所述固定块51d，且所述移动块51a给所述弹性壁施力使其贴合于所述第二壁432，所述采样通道43处于关闭状态；当打开所述加热元件给所述形状记忆合金51b加热，使得所述形状记忆合金51b的温度上升到形状恢复阈值之上后，形状记忆合金51b恢复压缩、或弯曲、或波浪状的第二形状状态，并带动移动块51a朝向所述固定块51d移动，两者之间的距离缩小，所述弹性壁在所述移动块51a的带动下或自身弹力作用下与所述第二壁432分离，打开所述采样通道43，可以实现进样；而当关闭所述加热元件后，形状记忆合金51b的温度降低到形状恢复阈值温度之下后，由于形状记忆合金51b的双程效应，形状记忆合金51b又恢复到第一形状状态，驱动所述移动块51a背离所述固定块51d移动，同时推动所述弹性壁贴合于所述第二壁432上，关闭所述采样通道43，密封样品。

于另一类实施例中，所述温控元件51c为降温元件，所述第一距离小于所述第二距离。温度高于形状恢复阈值时，形状记忆合金51b处于伸长的第二形状状态，所述移动块51a远离所述固定块51d，且所述移动块51a给所述弹性壁施力使其贴合于所述第二壁432，所述采样通道43处于关闭状态；当打开所述降温元件给所述形状记忆合金51b降温，使得所述形状记忆合金51b的温度降低到形状恢复阈值之下后，形状记忆合金51b恢复压缩、或弯曲、或波浪状的第一形状状态，并带动移动块51a朝向所述固定块51d移动，两者之间的距离缩小，所述弹性壁在所述移动块51a的带动下或自身弹力作用下与所述第二壁432分离，打开所述采样通道43，可以实现进样；而当关闭所述降温元件后，形状记忆合金51b的温度升高到形状恢复阈值温度之上后，由于形状记忆合金51b的双程效应，形状记忆合金51b又恢复到第二形状状态，驱动所述移动块51a背离所述固定块51d移动，同时推动所述弹性壁贴合于所述第二壁432上，关闭所述采样通道43，密封样品。

进一步地，所述开关组件5还包括设置于所述外壳1的内壁上以限位所述移动块51a沿直线移动的辅助块56，以防止所述移动块51a发生偏移。同时，所述辅助块56还可以起到辅助安装其他结构件的作用。

不限于图7和图8所示实施例，具有形状记忆合金51b的驱动单元51，也适用于图5和图6所示的采样通道43。

另外，请参阅图1～图2、图5～图8所示，所述开关组件5还包括与所述控制单元52通讯连接的传感器53、储存模块54等。所述传感器53用于采集消化道内的生理参数和/或图像信息，其收集的信息可用于系统定位，从而判断所述采样胶囊100所处的位置以及采样是否需要进行。所述储存模块54用于存储消化道内不同部位的正常的生理参数和/或图像信息、可能的病变时的生理参数和/或图像信息，所述控制单元52可将所述传感器53获得的信息与存储的生理参数和/或图像信息进行比较，从而判断所述采样胶囊100所处的位置以及采样是否需要进行。

所述传感器53为图像传感器、或pH传感器、或超声传感器中的至少一种；具有多种传感器53时，判断更为精确。

具体地，当所述传感器53包括图像传感器时，部分所述外壳1呈透明状，所述图像传感器可以获得外部的消化道图像。

或所述传感器53包括超声传感器时，通过超声波获得所述消化道的生理参数，此时所述外壳1作为超声传感器与被成像物体如消化道内壁之间的声学介质，其声学性能使之能提供良好的声耦合效果，提高超声成像质量。

或所述传感器53包括pH传感器时，所述外壳1上具有窗口，pH传感器通过所述窗口与所述消化道液接触。本领域技术人员可以理解的是，该窗口配置为：消化道液仅能够与所述pH传感器的检测部位接触而不能与其他部件相接触。

进一步地，所述采样胶囊100还包括用以与外界处理终端通讯连接的无线传输模块55，通过所述无线传输模块55将所述传感器53采集到的信息传输给外界处理终端，外界处理终端处理数据信息，能够更精确地判断所述采样胶囊100所处的位置以及采样是否需要进行；或外界处理终端通过所述无线传输模块55更新所述存储器、控制器的信息。另外，通过所述传感器53获得的信息也会实时通过显示仪器显示出来，给医生查看，医生可以主动发送采样指令，进行采样。

此实施例中，所述储存模块54还用于存储由外界处理终端传输来的信息。

以下将以具有无线传输模块55的实施例为例，说明如何通过各个传感器53辅助控制所述采样胶囊100的工作状态。

当所述传感器53为图像传感器时，通过所述无线传输模块55将获得的图像传给外界处理终端，外界处理终端对获得的图像进行处理，通过人眼、计算机视觉算法识别所述采样胶囊100所处的消化道部位。另外，医生或算法还可以通过图像判断一些病灶存在与否，从而确定是否需要采样。若需要采样，则外界处理终端通过所述无线传输模块55向所述控制单元52传输需要采样的信息，所述控制单元52控制所述开关组件5打开所述采样通道43，进行采样。具体地，当出现特殊的图像被识别出或出现其他特殊综合信息时，即达到采样要求，所述外界处理终端可向医生发送提示信息等待医生确认，或直接通过无线传输模块55向采样胶囊100发送采样指令，开始采样。

当所述传感器53为超声传感器，与上述图像传感器的使用过程相似，区别仅在于图像为B超图像，于此不再赘述。

当所述传感器53为pH传感器时，将获得的pH值通过所述无线传输模块55传给外界处理终端，以对获得的pH值进行处理确定所述采样胶囊100的位置，从而决定是否进行采样。若需要采样，则外界处理终端通过所述无线传输模块55向所述控制单元52传输需要采样的信息，所述控制单元52控制所述开关组件5打开所述采样通道43，进行采样。具体地，当出现特殊的pH值、特殊的pH值曲线波动时，即达到采样要求，所述外界处理终端可向医生发送提示信息等待医生确认，或直接通过无线传输模块55向采样胶囊100发送采样指令，开始采样。

所述采样胶囊100还包括给所述开关组件5的各结构提供电源的电池(未图示)，以保证所述控制单元52、所述驱动单元51、所述无线传输模块55、所述储存模块54、所述传感器53的正常工作。

本发明还提供一种采样胶囊系统，包括上述任意一种采样胶囊100及与开关组件5通讯连接的外界处理终端。具体地，所述开关组件5至少包括控制所述开关组件5的工作状态的控制单元52、与控制单元52通讯连接的无线传输模块55，所述外界处理终端通过所述无线传输模块55与所述控制单元52通讯连接，以控制所述采样胶囊100的工作状态；其他的结构如同上述描述，于此不再赘述。

本发明还提供一种基于上述采样胶囊100的控制方法，包括如下步骤：判断是否需要采样，若是，所述开关组件5打开所述采样通道43；采样结束后，所述开关组件5关闭所述采样通道43。判断是否需要采样可通过上述任意一种描述方式，于此不再赘述。所述开关组件5打开或关闭所述采样通道43的方式，采用上述任意一种，于此不再赘述。

综上所述，本申请的采样胶囊100通过所述开关组件5，在所述采样胶囊100到达待检测的消化道部位时，打开所述采样通道43，消化液经外进样口42、采样通道43、内进样口41进入所述采样池3，实现进样；在进样结束后，关闭所述采样通道43，防止样品泄漏或被污染；并且通过控制所述采样通道43的打开时间，可以精确控制进样量。另外，通过所述开关组件5主动控制所述采样通道43的打开或关闭，不受消化道部位环境的影响，可以通用于任何消化道部位，通用性较高。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种采样胶囊，包括外壳、设于所述外壳内的分隔壁、由所述分隔壁与位于所述分隔壁第一侧的所述外壳围设形成的采样池；其特征在于，所述采样胶囊还包括：设于所述分隔壁上的内进样口、设于位于所述分隔壁第二侧的所述外壳上的外进样口、连通所述外进样口与所述内进样口的采样通道、打开或关闭所述采样通道的开关组件；

围设形成所述采样通道的壁包括相对设置的第一壁和第二壁，至少部分所述第一壁为弹性壁；所述开关组件施力于所述弹性壁，以调整所述弹性壁与所述第二壁之间的间隔距离，使得所述弹性壁贴合于所述第二壁关闭所述采样通道或远离所述第二壁打开所述采样通道；

所述开关组件包括驱动所述弹性壁靠近所述第二壁的驱动单元、与所述驱动单元通讯连接的控制单元；

所述驱动单元包括驱动所述弹性壁靠近或远离第二壁的移动块、驱动移动块移动的驱动机构，所述驱动机构包括一端与移动块连接另一端与固定块连接的形状记忆合金、与所述控制单元通讯连接以对形状记忆合金进行温度控制的温控元件。

2.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述第一壁与所述第二壁均为弹性壁，且所述第一壁和所述第二壁一体设置，所述采样通道为一个多通管，部分管口与所述内进样口连接，另外部分管口与所述外进样口连接。

3.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述第二壁靠近所述分隔壁设置，所述第一壁设置于所述采样通道背离所述分隔壁的一侧。

4.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述第二壁为所述分隔壁，所述第一壁为与所述分隔壁间隔设置的所述弹性壁，所述外进样口设置于所述分隔壁与所述弹性壁之间，所述弹性壁与所述分隔壁之间形成所述采样通道。

5.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：温度低于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金具有第一形状状态，移动块连接与固定块之间的距离为第一距离；温度高于形状恢复阈值时，所述形状记忆合金具有第二形状状态，移动块连接与固定块之间的距离为第二距离，第一距离小于或大于第二距离；且第一距离和第二距离中较大的距离被配置为，移动块施力于所述弹性壁使得所述弹性壁贴合于所述第二壁，关闭所述采样通道。

6.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：所述温控元件为加热元件，所述第一距离大于所述第二距离。

7.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：所述温控元件为降温元件，所述第一距离小于所述第二距离。

8.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：所述形状记忆合金设于移动块、固定块之间，且所述形状记忆合金的两端分别与移动块、固定块相向的两侧连接；或所述形状记忆合金设于移动块、固定块的同侧，且所述形状记忆合金的两端分别与移动块、固定块朝向所述形状记忆合金的一侧相连接；或所述形状记忆合金设于移动块、固定块的同侧，且所述形状记忆合金的两端分别通过连接件与移动块、固定块相背的两侧相连接。

9.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：一组移动块与固定块与一个形状记忆合金相对应；或多组移动块与固定块与一个形状记忆合金相对应；

10.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：一个形状记忆合金与一个温控元件相对应，或多个形状记忆合金与一个温控元件相对应。

11.根据权利要求5所述的采样胶囊，其特征在于：所述开关组件还包括设置于所述外壳的内壁上以限位所述移动块沿直线移动的辅助块。

12.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述开关组件还包括：

与所述控制单元通讯连接的传感器，所述传感器用于采集消化道内的生理参数和/或图像信息；

与所述控制单元通讯连接的储存模块，所述储存模块用于存储消化道内不同部位的正常的生理参数和/或图像信息、可能的病变时的生理参数和/或图像信息。

13.根据权利要求12所述的采样胶囊，其特征在于：所述传感器为图像传感器、或pH传感器、或超声传感器中的至少一种；所述传感器包括图像传感器时，部分所述外壳呈透明状；所述传感器包括pH传感器时，所述外壳上具有窗口，pH传感器通过所述窗口与所述消化道液接触。

14.根据权利要求12所述的采样胶囊，其特征在于：所述采样胶囊还包括用以与外界处理终端通讯连接的无线传输模块。

15.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述内进样口的数量为至少两个，至少两个所述内进样口均匀分布或随机分布于所述分隔壁上；所述外进样口的数量为至少两个，至少两个所述外进样口沿所述外壳的周向均匀分布或随机分布于所述外壳上。

16.根据权利要求15所述的采样胶囊，其特征在于：所述采样胶囊包括一个所述采样通道同时连通所有所述内进样口与所述外进样口；或所述采样胶囊包括至少两个所述采样通道，所述采样通道连通至少一个所述内进样口与至少一个所述外进样口。

17.根据权利要求1所述的采样胶囊，其特征在于：所述采样胶囊还包括位于所述分隔壁第一侧的所述外壳上且与所述采样池连通的取样口。

18.一种采样胶囊系统，包括权利要求1～17任意一项所述的采样胶囊、与开关组件通讯连接的外界处理终端。