CN109330634A - 一种消化道内取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消化道内取样装置，包括基座和滑块，所述滑块和基座滑动对接形成胶囊体；所述基座内集成设置有摄像模块；所述基座和滑块内分别集成设置有永磁体，所述基座和滑块之间的永磁体磁极相抵设置；所述基座和滑块之间通过拉伸的弹性连接件对接扣合，且弹性连接件的弹性拉力大于第一永磁体和第二永磁体之间的磁力；所述滑块在与基座对接端设置取样刀片，所述基座和滑块内部对接形成取样的存储腔。本发明针对现有技术的缺陷对现有胶囊取样机械装置的设计改进，实现对消化道内的病灶区域相关对象的取样，不仅大大降低了人体的不适感，同时也进一步扩大了消化道内在不通过外科手术取样区域，取样过程更加可靠，更接近于全消化道取样的目标。

Description

一种消化道内取样装置

技术领域

本发明属于微型医疗器械，具体涉及一种消化道内取样装置。

背景技术

消化道疾病是一种影响现代人身体健康的常见疾病，但是由于消化处于人体内部，对相关疾病的诊治需要相应的观察与检验，因此可视化检测对于消化道疾病的预防和诊疗具有非常重要的作用，而人体消化道形状属于细长管道，且分布于人体躯干各个器官之间，消化道结构也不规则，人体内消化道总长达8m，这些都给临床上消化道疾病的检测和取样带来很大的挑战。

传统的胃/肠镜取样需要使用导管来连接体内执行机构和体外监测操作机构，可能导致病人紧张和痛苦，使得高龄患者、少儿及心脏病患者等不耐受人群难以适应。并且，传统的胃/肠镜无法进入回肠操作；口服无线胶囊内窥镜虽无需导管，但目前只能实现消化道图像检查，无法进行取样操作。

华南理工大学机械设计研究所研究了一种基于MEMS技术的磁控电磁吸取式胃肠道取样微型胶囊，运用吸附纤维的毛细作用和表面张力来吸附胃肠道微量液体，但其缺少摄像系统，无法准确对指定区域进行采样，同时该原理采集的对象仅针对胃肠道中的体液组织，无法满足相关病灶区域其他组织进行取样量的要求。

公告号为CN102085084B的中国专利公开了一种基于无线供能体外磁控制取样胶囊系统，但其所展示的结构需要在胶囊上设置电动驱动的取样装置，需要更多的结构空间来设置取样装置，由于取样胶囊由于需要吞服进入体内，其总的大小是有限的，单独的取样装置势必会占用到胶囊内部空间，存储空间小，导致一次取样的组织体积过小，无法满足疾病的诊治的需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有的消化道内胶囊取样存在的上述缺陷，提供一种新型的消化道内取样装置，实现对消化道内的病灶区域相关组织进行有效可靠地取样。

本发明采用如下技术方案实现：

一种消化道内取样装置，包括基座1和滑块2，所述滑块2和基座1滑动对接形成胶囊体；

所述基座1内集成设置有摄像模块11；

所述基座1和滑块2内分别集成设置有永磁体，并且所述基座1和滑块2之间的永磁体磁极相抵设置；

所述基座1和滑块2之间通过拉伸的弹性连接件13对接扣合，且弹性连接件13的弹性拉力大于基座1和滑块2的永磁体之间的磁力；

所述滑块2在与基座1对接端设置取样刀片23，所述基座1和滑块2内部对接形成取样的存储腔3。

进一步的，所述摄像模块11位于基座1前端，包括摄像头单元、光照单元、电源单元和通信单元。

进一步的，所述基座1内部中空，其内设有导向槽14，所述滑块2与基座的对接端设置轴向凸出的导向凸起21，所述导向凸起21滑动嵌入导向槽14内，并通过设置在导向槽14内的弹性连接件13与基座1连接。

进一步的，所述导向凸起21为导向圆弧，所述取样刀片23为圆弧刀片，并与导向凸起21围成与基座1对接端的完整圆环。

进一步的，所述导向凸起21的轴向长度超过取样刀片23，所述基座1和滑块2分离后在取样刀片处形成弧形取样缺口。

优选的，所述取样刀片23的圆心角在10°-359°之间。

作为本发明的替代方案，所述导向凸起21可以为方形导向凸起或线形导向凸起，所述导向槽14为对应的方形导槽或平面导槽。

在本发明的一种消化道内取样装置中，所述基座1和滑块2的横截面为相同的圆形或扇形。

具体的，所述弹性连接件13为弹簧或者弹性聚合物连接件。

本发明在基座和滑块组成的胶囊体通过口服进入消化道内，并通过人体肠胃的蠕动在消化道内移动，其上设置摄像模块，实现了本装置在消化道内的视觉定位，能够准确地掌控本发明取样的位置。另外，本发明还将基座内部设置中空，在滑块上设置取样刀片，通过体外磁场对永磁体的磁力改变来控制基座和滑块之间扣合和分离，通过滑块和基座之间的相对对接扣合动作实现对消化道内部组织的切割取样，不需要专门设置其他取样装置；同时还将基座和滑块之间通过滑动导向装配，能够将本装置胶囊体内部空间更多的作为取样组织的存储空间，可以满足各种疾病诊断需要的取样大小要求。

由上所述，本发明针对现有技术的缺陷对现有胶囊取样机械装置的设计改进，实现对消化道内的病灶区域相关对象的取样，与传统胃/肠镜取样技术相比，本发明不仅大大降低了人体的不适感，同时也进一步扩大了消化道内在不通过外科手术取样区域，取样过程更加可靠，更接近于全消化道取样的目标。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的一种消化道内取样装置分解示意图。

图2为实施例中的一种消化道内取样装置扣合示意图。

图3为实施例中的一种消化道内取样装置内部示意图。

图中标号：1-基座，11-摄像模块，12-第一永磁体，13-弹性连接件，14-导向槽，2-滑块，21-导向凸起，22-第二永磁体，23-取样刀片，3-存储腔。

具体实施方式

实施例

参见图1和图2，图示中的机械胶囊体为本发明的优选方案，该机械胶囊体具体包括基座1和滑块2两部分，基座1和滑块2之间通过弹性拉力滑动对接在一起形成胶囊整体，同时基座1和滑块2之间还可以通过磁力控制实现分离，滑块2上设置有取样刀片23，利用基座1和滑块2之间的相对滑动运动实现消化道内部的取样。基座1内部中空，在滑块2和基座1对接扣合后，内部存储腔3成为封闭的取样组织容纳空间。

具体的，在基座1上集成设置有摄像模块11和第一永磁体12，其中摄像模块11置于基座1的前端，便于进入消化道后对胶囊体进行拍摄定位，摄像模块11具体包括摄像头单元、光照单元、电源单元和通信单元，通过摄像头单元进行拍摄，光照单元提供拍摄所需的亮度，电源单元对摄像头单元和光照单元进行供电，通信单元将拍摄的影像通过无线传输信号与外部的接收设备通信传输。微型摄像头为现有设备和技术，本实施例在此不对摄像模块11的具体工作原理进行赘述。

另外，本实施例在滑块2内部集成设置有第二永磁体22，与集成设置在基座1内部的第一永磁体12对应。第一永磁体12和第二永磁体22大小相同，其中第一永磁体12紧贴固定在摄像模块11后端，第二永磁体22固定嵌装在滑块2的尾部，并且两个永磁体的磁极之间同极相向设置，这样第一永磁体12和第二永磁体22之间正常状态下会产生相互抵触的磁力，使得基座1和滑块2之间产生向相反的方向分开的趋势。同时，基座1和滑块2之间还通过拉伸的弹性连接件13连接，弹性连接件13拉伸产生的弹性拉力大于正常状态下第一永磁体12和第二永磁体22之间的磁力，在弹性连接件13的弹性拉力抵消掉永磁体之间的磁力后，仍然将基座1和滑块2对接扣合在一起，同时将基座1和滑块2的对接处拉紧密封。

本实施例需要配合外部磁场，当扣合在一起的胶囊体进入到体内后，通过开启外部磁场，处于该外部磁场中的第一永磁体12和第二永磁体22之间的磁力得到增强，使得基座1和滑块2之间的排斥磁力超过弹性连接件13的弹性拉力，使得基座1和滑块2分开；在外部磁场消除后，第一永磁体12和第二永磁体22之间的磁力恢复到正常状态，此时基座1和滑块2在弹性连接件13的弹性拉力作用下再次扣合。

结合参见图3，基座1和滑块2之间的连接结构还包括滑块2相对基座1的滑动连接方式。基座1内壁设置有导向槽14，该导向槽14沿着基座1的圆筒内壁设置，形成一个导向圆环槽，滑块2与基座1的对接端上伸出设置有导向凸起21，导向凸起21为沿胶囊体的轴向凸出的一个圆弧块，其圆弧以圆柱胶囊体的轴线为圆心，并且圆弧半径与导向槽14的半径相同，基座1和滑块2装配时，将导向凸起21插嵌到导向槽14内，并且导向凸起21能够在导向槽14内自由滑动，实现基座1和滑块2之间沿轴向导向滑动装配。另外，本实施例还将弹性连接件13设置在导向槽14内部，将弹性连接件13一端与基座1固定连接，另一端与导向凸起21固定连接，实现基座1和滑块2之间的弹性连接，进一步节省了弹性连接件13的安装空间，保证了存储腔3的存储空间。

弹性连接件13可采用对应导向槽尺寸的圆柱弹簧或者由弹性聚合物制成的弹性连接件。

本实施例将滑块2上的取样刀片设置成与导向凸起21在同一圆环上的取样刀片23，圆弧曲面的取样刀片23与导向凸起21围成滑块2与基座1对接端的完整圆环，在滑块2与基座1对接后，取样刀片23同样插嵌到导向槽14内收纳。

为了保证滑块2和基座1之间的可靠导向连接，导向凸起21的轴向长度设置要超过取样刀片23的长度，这样在基座1和滑块2分离后，导向凸起21仍然部分嵌在导向槽14中，保证基座1和滑块2之间的导向连接，同时滑块2和基座1之间在取样刀片23处形成弧形取样缺口，再控制基座1和滑块2扣合后，通过取样刀片23对进入该取样缺口的组织进行切除取样。

取样刀片23展开的角度越大取样范围越广，实际应用中，取样刀片23的圆心角可以在10°-359°之间设置。

本实施例的基座1和滑块2为相同圆形横截面的柱状体，其尺寸满足能够口服的要求即可。在实际应用中，还可以将基座1和滑块2设置成相同的扇形横截面，其外角圆滑处理，保证胶囊体在消化道内运动时，其外形不会对消化道内壁造成刮伤。滑块2上的导向凸起21还可以根据胶囊体的外形设置成方形导向凸起或线形导向凸起，即导向凸起21的横截面为方形或者单一直线平面，基座1上的导向槽14则设置成对应导向凸起21的方形导槽或平面导槽。

以下详细说明本实施例的具体工作过程。

本实施例的取样装置在未进行取样动作时，弹性连接件13已处于拉伸状态，其所产生的弹性拉力抵消永磁体之间的磁力后仍使滑块2与基座1紧密对接在一起形成完整胶囊体。取样前，让检查者将胶囊体口服入体后，胶囊体通过人体胃/肠的自然蠕动运动在肠道内运动，其所具有的摄像模块11将肠道内的位置信息传输到体外显示设备，医生可以实时观察其在消化道内的位置，当到达取样的指定区域后，通过控制外部磁场，使基座1和滑块2之间的永磁体磁力增强，使滑块2相对基座1反向滑动分开，当取样对象进入基座1与滑块2的取样缺口后，再控制外部磁场，使基座1和滑块2之间的永磁体恢复正常，基座1和滑块2产生相向滑动，由取样刀片23切割取样对象，切割下来的取样组织直接落入到基座1和滑块2对接后形成的存储腔3中，完成取样收集动作。取样完成后，胶囊体可以通过排泄排出体外。

以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种消化道内取样装置，其特征在于：包括基座(1)和滑块(2)，所述滑块(2)和基座(1)滑动对接形成胶囊体；

所述基座(1)内集成设置有摄像模块(11)；

所述基座(1)和滑块(2)内分别集成设置有永磁体，并且所述基座(1)和滑块(2)之间的永磁体磁极相抵设置；

所述基座(1)和滑块(2)之间通过拉伸的弹性连接件(13)对接扣合，且弹性连接件(13)的弹性拉力大于基座(1)和滑块(2)的永磁体之间的磁力；

所述滑块(2)在与基座(1)对接端设置取样刀片(23)，所述基座(1)和滑块(2)内部对接形成取样的存储腔(3)。

2.根据权利要求1所述的一种消化道内取样装置，所述摄像模块(11)位于基座(1)前端，包括摄像头单元、光照单元、电源单元和通信单元。

3.根据权利要求1所述的一种消化道内取样装置，所述基座(1)内部中空，其内设有导向槽(14)，所述滑块(2)与基座的对接端设置轴向凸出的导向凸起(21)，所述导向凸起(21)滑动嵌入导向槽(14)内，并通过设置在导向槽(14)内的弹性连接件(13)与基座(1)连接。

4.根据权利要求3所述的一种消化道内取样装置，所述导向凸起(21)为导向圆弧，所述取样刀片(23)为圆弧刀片，并与导向凸起(21)围成与基座(1)对接端的完整圆环。

5.根据权利要求4所述的一种消化道内取样装置，所述导向凸起(21)的轴向长度超过取样刀片(23)，所述基座(1)和滑块(2)分离后在取样刀片处形成弧形取样缺口。

6.根据权利要求5所述的一种消化道内取样装置，所述取样刀片(23)的圆心角在10°-359°之间。

7.根据权利要求1所述的一种消化道内取样装置，所述导向凸起(21)为方形导向凸起或线形导向凸起，所述导向槽(14)为对应的方形导槽或平面导槽。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种消化道内取样装置，所述基座(1)和滑块(2)的横截面为相同的圆形或扇形。

9.根据权利要求8所述的一种消化道内取样装置，所述弹性连接件(13)为弹簧或者弹性聚合物连接件。