CN109222874B - 消化道采样胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种消化道采样胶囊，包括外壳以及连接于外壳的采集组件，外壳上设有采样孔，采集组件包括采样仓以及采样触发单元，采样触发单元控制采样孔到采样仓的连通或者断开以开启采样或者关闭采样，采样仓和采样孔之间设置连接通道，连接通道的进口与采样孔对应，连接通道的出口连接采样仓，所述采样孔包括多个入口，所述多个入口和连接通道的进口之间设有间隙，多个入口通过所述间隙均与所述连接通道连通。本发明的消化道采样胶囊，采样孔包括多个入口，多个入口和连接通道的进口之间设有间隙，以形成从采样口到采样通道之间的过滤结构，以此大大降低主动采样时残渣堵塞采样孔或通道的概率，即降低采样失效率。

Description

消化道采样胶囊

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种消化道采样胶囊。

背景技术

消化道采样胶囊由于其高可靠性、高安全性，目前已成为消化道疾病诊断的有效设备，受到了国际医疗器械领域的高度认可。消化道采样胶囊具有摄像单元、数据处理单元以及无线传输单元等，通过由被检者从口中吞服，能够在通过消化道系统的过程中对胃或肠等器官进行拍摄，并将拍摄信息通过无线传输发送到外部接收装置，这些信息被外部接收装置接收，然后显示在显示设备上。在无痛苦、无创伤的人体胃肠道蠕动状态下，医护人员可根据显示在显示设备上的图像对被检者进行胃肠道疾病的诊断。

另外，消化道采样胶囊还可以对胃或肠等器官的液体样品进行采集，以供后续的检测，从而对被检者进行胃肠道疾病的诊断。在消化道液体采样胶囊设计中，有被动采样方式，它们一般依靠肠道内液体的自身流动、肠道蠕动挤压或利用具有液体吸附性能的材料等方式采集液体，难以保证采集到足够的样品，且采集时间难以预测。还有主动采样方式，该方法触发时机可控，且提供了采样动力，相对被动采样有诸多好处：采样动力大、速率快、可控性更强。但也存在一些问题：采样孔或通道堵塞、采样时采样孔暴露在空气中，都将导致采样失效。也就是说现有的消化道采样胶囊都存在“被堵塞”和“吸空气”的问题，采样失效率较高，使用环境受限。虽然可以在采样前进行清肠处理以减少残渣，但是也会破坏消化液的成分，影响后续分析。

有鉴于此，有必要提供一种改进的消化道采样胶囊，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消化道采样胶囊，其可以提高采样有效性。

为实现上述发明目的，本发明提供一种消化道采样胶囊，包括外壳以及连接于外壳的采集组件，所述外壳上设有采样孔，所述采集组件包括采样仓以及采样触发单元，所述采样触发单元控制所述采样孔到采样仓的连通或者断开以开启采样或者关闭采样，所述采样仓和采样孔之间设置连接通道，所述连接通道的进口与所述采样孔对应，所述连接通道的出口连接所述采样仓，所述采样孔包括多个入口，所述多个入口和连接通道的进口之间设有间隙，多个入口通过所述间隙均与所述连接通道连通。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述多个入口均开设于所述外壳上并沿着所述外壳的周向在预设范围内间隔分布。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述入口的直径小于所述连接通道的内径，并且所述入口的数量在三到七个之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述采样孔连接过滤件，所述多个入口构造为所述过滤件的滤口。

作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括设置于外壳内的控制单元以及连接控制单元的检测单元，所述采样触发组件连接所述控制单元，所述检测单元检测所述外壳的外部环境，所述控制单元根据检测结果或者外部指令控制所述采样触发单元开启采样或者关闭采样。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述检测单元包括摄像头，所述外壳上设有与所述摄像头对应的视窗，所述视窗临近所述采样孔并且与所述采样孔的朝向一致。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述外壳包括依次连接的第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述采样仓形成于所述第一壳体内并且所述采样触发单元设置于所述第一壳体内，所述采样孔开设于所述第二壳体上并且所述连接通道固定于第二壳体内，所述检测单元设置于第三壳体内。

作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括设置在外壳内的磁性件，所述磁性件固定于所述外壳的内壁并且位于所述采样孔和采样仓之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述磁性件相对所述外壳固定于所述连接通道和所述采样仓之间的间隙内。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述连接通道构造为导通管，所述导通管沿着自采样仓到采样孔呈L型布置。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述导通管沿消化道采样胶囊的径向与所述外壳的内壁贴合，所述导通管的横截面积小于所述外壳的内截面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的消化道采样胶囊，采样孔包括多个入口，多个入口和连接通道的进口之间设有间隙，以形成从采样口到采样通道之间的过滤结构，以此大大降低主动采样时残渣堵塞采样孔或通道的概率，即降低采样失效率。通过图像信息判断采样孔周围液体环境，避免吸取空气，降低采样失效率。通过内外磁场，主动调整胶囊采样孔朝向及固定采样时消化道采样胶囊的姿态和位置，保证液体的采集，提高采样成功率。

附图说明

图1是本发明优选的实施方式中消化道采样胶囊的剖视图；

图2是图1中沿A-A线的剖视示意图；

图3是图1中消化道采样胶囊被体外控制进行姿态调整的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，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发明的保护范围内。

参照图1和图2所示，本发明优选的实施方式中，消化道采样胶囊100整体长度在30mm以内，优选为长度小于等于27mm，直径在12mm以内。消化道采样胶囊100包括外壳以及连接于外壳的采集组件，外壳上设有采样孔，采集组件包括采样仓102以及采样触发单元，采样触发单元控制采样孔到采样仓102的连通或者断开以开启采样或者关闭采样。其中，采样仓102和采样孔之间设置连接通道104，连接通道104的进口与采样孔对应，连接通道104的出口连接采样仓102，采样孔包括多个入口106，多个入口106和连接通道104的进口之间设有间隙202，多个入口106通过间隙202均与连接通道104连通。间隙202使得从不同入口106流入的液体均可以流进连接通道104中，从而进入采样仓102。

其中，采样仓102可以由外壳的至少一部分形成，或者也可以是独立的设置于外壳内的仓体。本实施例中优选的，采样仓102是一个真空容器，即采样前采样仓102内部为真空环境，也可以说采样仓102构造为真空仓，其容积大于等于0.3mL，以能够采集足够的样品。真空的采样仓提供主动的采样动力。当然，采样组件还可以包括采样动力单元，如微马达或弹簧带动活塞吸取结构等，本发明不限制于采样动力的选择，只要可以实施采样即可。采样触发组件可以是一个控制门，控制采样的开始与结束。

本实施例中，多个入口106均开设于外壳上并沿着外壳的周向在预设范围内间隔分布，这样，设置多个入口106的外壳与多个入口106就起到了过滤环的作用。通过设置过滤结构大大降低主动采样时残渣堵塞入口或通道的概率，即降低采样失效率。当然，过滤结构并不限于本实施例中列出的结构，可以是任何防堵塞结构，或过滤环设计，如采样孔可以构造为一个相对较大的开口，采样孔可以连接过滤件，多个入口构造为过滤件的滤口，如此也可以实现防止连接通道的堵塞。

进一步的，消化道采样胶囊100还包括设置于外壳内的控制单元以及连接控制单元的检测单元，采样触发组件连接控制单元，检测单元检测外壳的外部环境，控制单元根据检测结果或者外部指令控制采样触发单元开启采样或者关闭采样。根据外壳的外部环境进行实时监测，判断采样孔周围的液体环境，避免吸取空气，降低采样失效率。

优选的，控制单元包括处理器123，检测单元包括摄像头121，外壳上设有与摄像头121对应的视窗120，视窗120临近采样孔并且与采样孔的朝向一致。如此，摄像头121的镜头视野与采样孔朝向一致且相互靠近，因此可通过图像观察采样孔附近的液体环境，并判断采样孔是否浸没在液体中。

继续参照图1，连接通道104构造为导通管，导通管沿着自采样仓102到采样孔呈L型布置，即连接通道104包括沿消化道采样胶囊轴向导通和径向导通的第一段通孔107和第二段通孔108，两段通孔共同组成一个L型的导通管。另外，消化道采样胶囊还包括设置在外壳内的磁性件105，磁性件105相对外壳固定于临近采样孔的位置。设置磁性件105起到调整消化道采样胶囊的姿态和采样孔的朝向的作用。本实施例中，磁性件105固定于外壳的内壁并且位于采样孔和采样仓102之间。方便外部磁场(如由永磁铁产生)与磁性件105的相互作用，以调整消化道采样胶囊的姿态和采样孔的朝向，使其浸没在液体中并固定住消化道采样胶囊的位置。

具体的，外壳包括依次连接的第一壳体113、第二壳体114和第三壳体115，采样仓102形成于第一壳体113内并且采样触发单元设置于第一壳体113内，采样孔开设于第二壳体114上并且连接通道104固定于第二壳体114内，摄像头121设置于第三壳体115内并且对应于摄像头121的视窗120也开设在第三壳体115上。通过三个壳体组装成型，简化了消化道采样胶囊的制造工艺。本实施例中，第二壳体114的内壁上伸出间隔设置的两个固定筋109，连接通道104与两个固定筋109过盈配合以固定在两个固定筋109之间，磁性件105则通过第一壳体113和其中一个固定筋109限位，使得磁性件105刚好容纳于连接通道104和第一壳体113之间的空间。

另外，在消化道采样胶囊的第二壳体114和第三壳体115内还设置有其它电路组件，如电池122、无线通信模块等，处理器123设置于第三壳体115内，摄像头121、无线通信模块等均连接于处理器123，至少部分电路元件设置于第二壳体内，如电池122，以合理利用外壳内的空间，以使消化道采样胶囊的整体结构更加紧凑。

参照图2所示，连接通道104紧贴第二壳体114的内壁，起到固定及防水的作用。第二壳体114上在一个预设的扇角范围内开了若干个入口106，本实施例中入口的数量为5个，优选的入口的数量可以是3～7个。入口106的孔径比第一段通孔107和第二段通孔108的直径小，如每个入口106的孔径小于或等于0.5mm，而第一段通孔107和第二段通孔108的直径为0.7mm～1.0mm。间隙202使得从不同入口流入的液体均可以流进导通管中，从而进入采样仓102。这样，第二壳体114与多个入口106就起到了过滤环的作用。连接通道104的横截面积小于第二壳体114的内截面积，因此剩下的空间可填充其他组件，如图中的电池122。

下面结合图3详细说明本实施例中消化道采样胶囊防止吸入空气的原理。如果腔体内液体较少或由于腔体内褶皱等，消化道采样胶囊的采样孔可能暴露在空气中，如图3左侧状态，此时开启采样将吸入大量的空气，导致消化液采集量不足或采样失效。图中标号303表示采样孔即多个入口106的分布方向和摄像头121的视野。此时，通过镜头121拍摄的图像辨别周围环境，禁止采样的开启。然后，可通过外部磁场，如由永磁铁304产生的磁场，与消化道采样胶囊内的磁性件105相互作用，调整消化道采样胶囊的姿态和采样孔的朝向，使其浸没在液体L中并固定住消化道采样胶囊的位置，如图3右侧的状态。通过摄像头121拍摄的图像确定采样孔周围充满液体后，再开启采样。

使用消化道采样胶囊100时，摄像头121实时拍摄周围环境，将获得的图像传输给处理器或通过无线发送给外部设备，并显示出来。利用这些图像数据，第一，可监测消化道环境，用于诊断；第二，可通过图像进行消化道区段的判别，用于定位；第三，可用于判断采样孔附近的液体环境。当发现消化道采样胶囊已经达到采样目标区域，如小肠，同时周围充满液体时，即可通过程序触发或外部发送指令开启采样。如果发现周围液体不足，则可通过外部设备如永磁铁304主动调整消化道采样胶囊的姿态和采样孔的朝向，直到确定有足够消化液为止。最后，通过外部永磁铁304的吸引，固定住消化道采样胶囊位置，开启采样。以上操作，包括数据采集、数据处理、判断、指令发送及外部设备控制也可以全部由计算机处理完成，实现自动化。

本实施例中，通过设置过滤结构大大降低主动采样时残渣堵塞采样孔或通道的概率，即降低采样失效率；通过图像信息判断采样孔周围液体环境，避免吸取空气，降低采样失效率；通过内外磁场，主动调整胶囊采样孔朝向及固定采样时消化道采样胶囊的姿态和位置，保证液体的采集，提高采样成功率。

需要说明的是，外壳并不限定于为如图所示的形状，也可以呈橄榄球型或其他形状。另外，磁性件也可以由其它能够与外部控制装置相互配合以带动消化道采样胶囊运动的驱动件构成。

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发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种消化道采样胶囊，包括外壳以及连接于外壳的采集组件，所述外壳上设有采样孔，所述采集组件包括采样仓以及采样触发单元，所述采样触发单元控制所述采样孔到采样仓的连通或者断开以开启采样或者关闭采样，其特征在于，

所述采样仓和采样孔之间设置连接通道，所述连接通道的进口与所述采样孔对应，所述连接通道的出口连接所述采样仓，所述采样孔包括多个入口，所述多个入口和连接通道的进口之间设有间隙，多个入口通过所述间隙均与所述连接通道连通；

还包括设置在外壳内的磁性件，所述磁性件固定于所述外壳的内壁并且位于所述采样孔和采样仓之间临近采样孔的位置；

所述连接通道构造为导通管，所述导通管沿着自采样仓到采样孔呈L型布置，所述连接通道包括沿消化道采样胶囊轴向导通的第一段通孔和径向导通的第二段通孔，所述多个入口沿着外壳的周向间隔分布，所述导通管在沿着所述多个入口处形成所述间隙，所述导通管沿消化道采样胶囊的径向与所述外壳的内壁贴合。

2.根据权利要求1所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述多个入口均开设于所述外壳上并沿着所述外壳的周向在预设范围内间隔分布。

3.根据权利要求2所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述入口的直径小于所述连接通道的内径，并且所述入口的数量在三到七个之间。

4.根据权利要求1所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述采样孔连接过滤件，所述多个入口构造为所述过滤件的滤口。

5.根据权利要求1所述的消化道采样胶囊，其特征在于，还包括设置于外壳内的控制单元以及连接控制单元的检测单元，所述采样触发组件连接所述控制单元，所述检测单元检测所述外壳的外部环境，所述控制单元根据检测结果或者外部指令控制所述采样触发单元开启采样或者关闭采样。

6.根据权利要求5所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述检测单元包括摄像头，所述外壳上设有与所述摄像头对应的视窗，所述视窗临近所述采样孔并且与所述采样孔的朝向一致。

7.根据权利要求5所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述外壳包括依次连接的第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述采样仓形成于所述第一壳体内并且所述采样触发单元设置于所述第一壳体内，所述采样孔开设于所述第二壳体上并且所述连接通道固定于所述第二壳体内，所述检测单元设置于所述第三壳体内。

8.根据权利要求1所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述磁性件相对所述外壳固定于所述连接通道和所述采样仓之间的间隙内。

9.根据权利要求1所述的消化道采样胶囊，其特征在于，所述导通管的横截面积小于所述外壳的内截面积。