CN110038211A - 消化道施药装置及其施药胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消化道施药装置以及其施药胶囊。在组装状态下，由于该胶囊内壳体上的旋转限位销和该胶囊外壳体上的旋转限位槽共同组成的限位结构的约束，及固定于胶囊内壳体的第一磁柱与固定于胶囊外壳体的第二磁柱的磁极间存在夹角，造成旋转扭力，使得该施药胶囊始终处于紧密结合状态。在施加外磁场时，第一磁柱与第二磁柱两者中的至少一个或者两者都在外磁场作用下旋转。磁柱之间的旋转，带动该胶囊内壳体、胶囊外壳体相互间的旋转，造成其上的释药口消除错位，从而释药口在施加外磁场时处于打开状态，撤消外磁场时内外壳释药口处于错位封闭状态，由此以实现定点靶向施药的目的。本发明施药操作方便，胶囊容量提升，可以实现靶向施药治疗。

Description

消化道施药装置及其施药胶囊

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种可吞服的消化道施药装置，具体来说，涉及一种外磁场控制的胶囊式消化道施药装置以及其施药胶囊。

背景技术

现代人由于工作节奏加快、饮食不均，导致消化道疾病的发病率日趋升高，消化道疾病成为影响现代人健康的常见疾病。而人体全消化道总长超过9米，且属于细长管道，分布于人体躯干各个器官之间，全消化道结构的不规则封闭性，给临床上消化道疾病的定点给药和治疗带来很大的挑战。

鉴于消化道的特殊性，消化道胶囊的微型化是业界追求的目标。并且，为实现定点靶向给药，现有的消化道胶囊一般在施药胶囊中集成驱动机构，作为核心部件来控制胶囊在消化道内的给药位置。胶囊的微型化程度很大程度上由驱动机构的驱动方式决定。而现有的驱动方式主要包括：电机驱动方式、电磁驱动方式、压缩弹簧驱动方式等，或者用这些方式开启胶囊孔。由于以上驱动机构集成在施药胶囊里，而适合人吞咽的消化道施药胶囊的体积有限制，驱动机构在施药胶囊中占用的体积越大，装载药物的容量则越少。因此，微型化的胶囊加载一个驱动机构后，势必造成胶囊结构复杂、容量小的问题。

因此，有必要提出一种消化道施药装置以及其施药胶囊，简化胶囊结构，同时在一定的胶囊体积限制下提升胶囊容量，还能实现定点靶向治疗目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种施药胶囊，其包括胶囊内壳体、胶囊外壳体、第一磁柱、第二磁柱以及药粉，该胶囊外壳体的尺寸大于该胶囊内壳体的尺寸，且该胶囊外壳体与该胶囊内壳体互相匹配且为旋转动密封；该第一磁柱固定于该胶囊内壳体内，其外径与该胶囊内壳体的内径相匹配；该第二磁柱固定于该胶囊外壳体内，其外径与该胶囊外壳体的内径相匹配；该第一磁柱与该第二磁柱为径向极化，且在该施药胶囊内，该第一磁柱与该第二磁柱被设置为极点方向呈大于0°小于90°的夹角；该药粉位于该第一磁柱与该第二磁柱之间。

根据本发明的一个实施例，当未施加外磁场时，该第一磁柱与该第二磁柱的极点方向呈大于0°小于90°的角度，且彼此吸引；当施加外磁场时，该第一磁柱与该第二磁柱两者中的至少一个沿着该施药胶囊的中轴线偏转，带动该胶囊内壳体与该胶囊外壳体一起偏转。

根据本发明的实施例，该胶囊外壳体上设置有至少一个释药口，该胶囊内壳体上设置有与该胶囊外壳体上数量相同的释药口，并且该胶囊内壳体上的该释药口与该胶囊外壳体上的该释药口两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而重合，使得该施药胶囊的释药口处于打开状态。

根据本发明的一个实施例，该胶囊外壳体为圆形杯状结构，包括杯底、由该杯底延伸出并与该杯底垂直的环形壁、以及位于该环形壁的与该杯底相对的一侧的环形口；在该环形壁的靠近环形口处设有旋转限位槽；该胶囊内壳体为盖状结构，包括盖顶及垂直于该盖顶的环形壁，在该盖顶与该环形壁相接处附近设置有与该旋转限位槽相匹配的旋转限位销。该旋转限位槽包括与环形口所在平面呈一定角度的进入部、以及与该环形口所在平面平行的位移部，该进入部与该位移部相接。

根据本发明的一个实施例，该胶囊外壳体的环形壁上设置有一个释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设置有一个释药口，该两个释药口彼此组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。该胶囊外壳体上的释药口位于该旋转限位槽的进入部下方附近，该胶囊内壳体上的释药口位于该旋转限位销的下方附近。

根据本发明的另一个实施例，该胶囊外壳体的环形壁上设置有两个释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设有两个释药口，并且该胶囊外壳体的两个释药口与该胶囊内壳体的两个释药口之间分别两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。该胶囊外壳体上的两个释药口分设于该旋转限位槽两侧；该胶囊内壳体上的两个释药口，其中一个位于该旋转限位销的下方附近，与另一个释药口相对于该施药胶囊的中轴线对称设置。

根据本发明的再一个实施例，该胶囊外壳体的环形壁上设置有三个以上的释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设置与该胶囊外壳体数量相同的释药口，且该胶囊外壳体、胶囊内壳体上的释药口分别两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。

根据本发明的一个实施例，该胶囊外壳体的环形口内侧设置有内螺纹；该胶囊内壳体的盖顶及环形壁相接处设置外螺纹，该外螺纹与该内螺纹相匹配。

本发明还提供一种消化道施药装置，其包括外磁场磁体及上述施药胶囊，该施药胶囊为微型结构，使用时进入消化道，该外磁场磁体使用时位于人体外部。

根据本发明的实施例，该消化道施药装置还包括位置检测单元和无线通信单元，两者信号连通；该位置检测单元设置在该施药胶囊内，用于检测该施药胶囊的当前位置信息；及该无线通信单元用于接收该位置检测单元的位置信息，并将该位置信息发送到外部设备。

与现有技术相比，本发明提供的消化道施药装置中，首先，由于该第一磁柱固定在该胶囊内壳体内，该第二磁柱固定在该胶囊外壳体内，在无外磁场作用时，第一磁柱与第二磁柱也被设置为呈一定夹角，使得两个磁柱之间始终存在旋转扭力，从而使得该施药胶囊的内部结合力强。在施加外磁场时，该旋转扭力进一步加大，从而带动该胶囊内壳体、胶囊外壳体相对旋转。该第一磁柱与该第二磁柱始终存在的旋转扭力，在无外加磁场时，是由旋转限位槽和旋转限位销的约束限位作用而产生的。在施加外磁场或撤销外磁场过程中，两者的相对旋转也同样由旋转限位槽和旋转限位销约束。其次，两个磁柱之间的旋转，带动该胶囊内壳体、胶囊外壳体相互之间的旋转，造成其上的释药口的逐渐重合，从而使得释药口在施加外磁场时处于打开状态，撤消外磁场时处于错位封闭状态。最后，第一磁柱与第二磁柱之间本身还存在相互吸引力，可以确保该胶囊内壳体与该胶囊外壳体不沿该施药胶囊的中轴线向分离，从而确保在使用中的安全性。

该旋转限位销与该旋转限位槽组成的限位结构互相匹配，其作用有三：一是对该胶囊内壳体或该胶囊外壳体相对旋转起到导向作用；二是起到限位作用，使施药胶囊结合在一起，不至于在使用过程中散开；三是对该第一磁柱及该第二磁柱的卡位作用，由于该第一磁柱固定在该胶囊内壳体中，该第二磁柱固定在该胶囊外壳体中，通过该旋转限位销与该旋转限位槽的卡位作用，目的是在组装时使得该第一磁柱与该第二磁柱两者的极点方向呈一定角度(大于0°小于90°)，从而始终存在旋转扭力，增强该胶囊内壳体及该胶囊外壳体的相互结合力。

总之，在组装状态下，由于该胶囊内壳体上的旋转限位销和该胶囊外壳体上的旋转限位槽共同组成的限位结构的约束，第一磁柱或第二磁柱的磁极之间存在夹角，从而存在旋转扭力，使得该施药胶囊自身始终处于内部紧密结合状态。在施加外磁场时，第一磁柱与第二磁柱两者中的至少一个或者两者都在外磁场作用下旋转。两个磁柱之间的旋转，带动该胶囊内壳体、胶囊外壳体相互之间的旋转，造成其上的释药口消除错位而逐渐重合，从而使得释药口在施加外磁场时处于打开状态，撤消外磁场时内外壳释药口处于错位封闭状态，从而实现药粉释出的目的。本发明结构简化，施药操作方便，安全性高，胶囊容量得到提升，而且还能实现定点靶向施药。

通过以上设计，施药胶囊的结构得到简化，同时在施药胶囊的体积一定的情况下，药粉所占体积可以较大，从而施药时的出药量较多，从而提高了胶囊容量。并且，施药胶囊的定点靶向施药，可以提供治疗效果，节约药粉成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明提供的消化道施药装置示意图。

图2为图1所示的施药胶囊的爆炸示意图。

图3为本发明的施药胶囊内部的两个磁柱在无外力的自然状态时的状态示意图。

图4为本发明的施药胶囊内部的两个磁柱的极点连线形成夹角时的状态示意图。

图5为施加外磁场时的磁柱偏转原理示意图。

图6为本发明的胶囊外壳体结构示意图。

图7为本发明的胶囊内壳体结构示意图。

图8为本发明的施药胶囊在施加外磁场时的爆炸示意图。

图9为本发明的施药胶囊组装示意图。

图10为本发明的消化道施药装置的使用原理图。

图11为本发明的消化道施药装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

请参阅图1，本发明的消化道施药装置100为外磁场控制的胶囊式消化道施药装置，其包括外磁场磁体110以及施药胶囊120，其中该施药胶囊120为微型结构，在使用时通过口腔进入人体消化道，该外磁场磁体110使用时在人体体外。

如图2所示为该施药胶囊120的爆炸示意图。由图可知，该施药胶囊120包括胶囊内壳体121、胶囊外壳体122、第一磁柱123、第二磁柱124以及药粉125，其中胶囊外壳体122的尺寸大于该胶囊内壳体121的尺寸，且两者之间为旋转动密封，互相匹配，共同构成该施药胶囊120的外壳。该第一磁柱123固定在该胶囊内壳体121内，其外径与该胶囊内壳体121的内径相匹配。该第二磁柱124固定在该胶囊外壳体122内，其外径与该胶囊外壳体122的内径匹配。该第一磁柱123和第二磁柱124为径向极化磁柱。该药粉125位于该第一磁柱123及该第二磁柱124之间。在组装时，该药粉125装填在该第一磁柱123与该第二磁柱124之间，对药粉125的形状没有要求。可以先将第一磁柱123装入胶囊内壳体121内，然后再将药粉125装填在该胶囊内壳体121内的第一磁柱123上方的空间，最后再与装有第二磁柱124的胶囊外壳体122组装成施药胶囊120；也可以将药粉压制成与该第一磁柱123及第二磁柱124形状相匹配的圆柱状，再与其他部件组装成施药胶囊120。

如图3所示为施药胶囊120的第一磁柱123和第二磁柱124在无外力时的自然状态下的状态示意图。如图所示，在无任何外力作用的自然状态下，该第一磁柱123和第二磁柱124间隔一定的距离，该距离为夹在中间的药粉125的厚度，在图3中用L表示该间距。而且，该第一磁柱123和第二磁柱124为径向极化。所谓径向极化，指的是磁柱的N、S两极沿直径方向。在本发明的一个实施例中，如图3所示，在无任何外力作用(包括下文所述的外加磁场、或者机械限位结构)的自然状态下，该第一磁柱123与第二磁柱124的极点方向相反，平行且同轴，径向约束，旋转自由。无外加磁场、无机械限位结构对其旋转的限制时，在端面间距一定的情况下，两个磁柱之间保持一定距离(该距离为药粉125的厚度)，互相之间的极点方向相反、靠磁力吸引。例如，在图3中，该第一磁柱123的N极在左侧，S极在右侧；该第二磁柱124的N极在右侧，S极在左侧。需要注意的是，此处极点方向相反，如图3所示，指的是两个磁柱的NS极方向相反，在未外加外力时，在同一侧，一个磁柱为N极，另一个磁柱为S极，反之亦然。

本发明中，该第一磁柱123和第二磁柱124的径向极化是通过如下方式实现的：首先用磁粉加工成型为所需的形状，之后烧结，最后用电磁场沿着径向充磁。一般在制造磁铁时，所加的磁场加在磁铁的哪两端，磁极方向就确定了。

如图4所示，为该第一磁柱123及第二磁柱124的极点连线形成夹角时的示意图。需要注意，此时的两个磁柱的极点连线形成夹角，在无外磁场施加时，是依靠下文所述的限位结构卡位而形成；在有外磁场施加时，外磁场及该限位结构卡位均可造成此种状态。并且，由于下文所述的限位结构的存在，在组装后的使用状态，两个磁柱的极点连线始终处于有夹角的状态。该夹角α为任意角度，只要使得两个磁柱偏转即可。在本发明的一个实施例中，该夹角为大于0°小于90°。此时，其中至少一个磁柱相对于另一个磁柱发生偏转，或者两者均发生偏转。由于其中一个磁柱的N极与另一个磁柱的S极、或者一个磁柱的S极与另一个磁柱的N极分别互相吸引，当存在夹角α时，两个磁柱之间会产生偏转扭力，在该偏转扭力的作用下，两个磁柱的结合更紧密。

当施加外磁场时，在极端情况下，外磁场的作用会使得两个磁柱的极点方向一致，也就是说，外磁场使得两个磁柱的N、S极同向，此时两者之间的旋转扭力最大。如图5所示为本发明的一个实施例，其中该第一磁柱123和第二磁柱124水平放置，图5的左图为刚开始施加外磁场时的状态，图中该第一磁柱123与该第二磁柱124呈初始的夹角α，该夹角由下文所述的限位结构所限定。当外磁场的N极靠近该第一磁柱123和第二磁柱124时，该第一磁柱123与该第二磁柱124因为装配在该施药胶囊120内，不会在竖直方向产生远离或接近该外磁场的位移，而是会有至少一个磁柱发生偏转。用外磁场的N极逐渐接近该第一磁柱123和第二磁柱124时，外磁场的N极会与该第一磁柱123的S极产生吸引力，同时与该第二磁柱124的N极产生排斥作用。此时，该第二磁柱124因无法在竖直方向远离该外磁场，则会自动发生偏转，使得其N极通过偏转远离该外磁场的N极，其S极通过偏转逐渐靠近该外磁场的N极。这样，外磁场对该第一磁柱123与该第二磁柱124的吸引力逐渐变大，同时该第一磁柱123与该第二磁柱124之间的夹角α也逐渐变大，产生的旋转扭力也变大。如此，固定在该第二磁柱124外的该胶囊外壳体122在该第二磁柱124的旋转带动下，固定在该第一磁柱123外的胶囊内壳体121在该第一磁柱123的旋转带动下，两个磁柱的至少一个或者两个同时会产生相对于另一磁柱的偏转。当该外磁场继续无限靠近该第一磁柱123和第二磁柱124时，该第二磁柱124的N极偏转到相对侧，此时第一磁柱123与第二磁柱124同向，两者之间产生的旋转扭力最大。

本领域普通技术人员可以理解，在另一个实施例中，当外磁场的S极逐渐靠近该第一磁柱123和该第二磁柱124时，该第一磁柱123的S极会与其排斥，使得该第一磁柱123相对于该第二磁柱124偏转，因为该第一磁柱123固定在该胶囊内壳体121上，因此该第一磁柱123的偏转会同时带动该胶囊内壳体121相对于该胶囊外壳体122的偏转。由于外磁场靠近的方向不同，可能会使得两个磁柱中的一个旋转，也可能会使得两个磁柱均旋转。例如，在本发明的一个实施例中，当外磁场靠近时，该第一磁柱123和该第二磁柱124两者之中的至少一个与该外磁场极性相同的一个会相对于另一个发生偏转；在本发明的另一个实施例中，当外磁场靠近时，该第一磁柱123和该第二磁柱124两者均发生偏转。无论哪种情况，其结果都是该第一磁柱123与该第二磁柱124发生相对偏转，带动该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122发生相对偏转。

如图6所示，为该胶囊外壳体122的结构示意图。该胶囊外壳体122为圆形杯状结构，其包括杯底1222、由该杯底1222延伸出并与该杯底1222垂直的环形壁1224以及位于该环形壁1224的与该杯底1222相对侧的环形口1226。在该胶囊外壳体122的靠近该环形口1226处的环形壁1224上，设置有旋转限位槽1228，该旋转限位槽1228与下文所述的旋转限位销配合，为该旋转限位销提供位移轨道。该旋转限位槽1228包括与环形口1226所在平面呈一定角度的进入部1281以及与该环形口1226所在平面平行的位移部1282，该进入部1281与该位移部1282连接，构成一个近似L型的槽。在本发明的一个实施例中，该进入部1281垂直于该位移部1282。在本发明的另一个实施例中，该进入部1281与该位移部1282呈钝角。在本发明的再一个实施例中，该进入部1281与该位移部1282呈锐角。优选地，在该进入部1281与该位移部1282相接处为圆滑的曲面。

如图7所示，为该胶囊内壳体121的结构示意图。该胶囊内壳体121为圆形盖状结构，其包括盖顶1212以及垂直于该盖顶1212的环形壁1214。在该盖顶1212与该环形壁1214相接处设置有旋转限位销1218，该旋转限位销1218与该胶囊外壳体122的旋转限位槽1228相配合，用于使该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122旋转卡合。

在组装时，需要用仪器测出该第一磁柱123、第二磁柱124的极点方向，并根据找出的极点方向将该第一磁柱123安装在该胶囊内壳体121内，将该第二磁柱124安装在该胶囊外壳体122内。安装的角度需要考虑该旋转限位槽1228与该旋转限位销1218的位置，在无外加磁场的正常使用状态下，该旋转限位槽1228与该旋转限位销1218共同构成的限位结构，对该第一磁柱123及该第二磁柱124的卡位作用，使得该第一磁柱123与该第二磁柱124之间的极点方向呈夹角α，该夹角α的范围为大于0°小于90°。该夹角α的存在，使得该第一磁柱123与该第二磁柱124之间始终存在旋转扭力，从而使得整个结构始终处于旋紧状态。同时，该第一磁柱123与该第二磁柱124之间始终存在吸引力。这样，在使用过程中不至于在消化道内脱落，因此满足安全性要求。

为进一步增强安全性，在本发明的一个实施方式中，在该胶囊外壳体122的环形口1226的内侧，设置有内螺纹1227。该胶囊内壳体121的该盖顶1212与该环形壁1214相接处设置有外螺纹1217，该外螺纹1217与该胶囊外壳体122的内螺纹1227相匹配并且螺纹连接。这样，即使在极端情况下，该胶囊内壳体121的旋转限位销1218旋转到该进入部1281的位置，由于消化道蠕动或外力作用而有脱落风险时，由于该外螺纹1217与该内螺纹1227之间的螺纹连接，仍然能够确保该胶囊装置100的使用安全。

请一并参考图6及图7，在本发明的一个实施例中，该胶囊外壳体122的环形壁1224上设置有一个释药口1225，该释药口1225位于该旋转限位槽1228的进入部1281下方附近。该胶囊内壳体121的该环形壁1214上设置有一个释药口1215，该释药口1215位于该旋转限位销1218的下方附近。该两个释药口1225、1215组对，当未到达定点靶向病灶部位时，无需施加外磁场，此时两个释药口彼此错位封闭，处于关闭状态，减少药粉125的浪费。当到达定点靶向病灶部位时，通过施加外磁场，在外磁场的作用下，该胶囊外壳体122与该胶囊内壳体121相对旋转，释药口逐渐重合直至完全打开，此时该施药胶囊120内的药粉125会释出，同时，消化道内的消化液也会通过该释药口与药粉125接触，加速药粉125的释出。

此时，该胶囊内壳体121、胶囊外壳体122均只存在一个释药口时，两个释药口与施药胶囊120的中轴线所形成的面所在的方向垂直，且两个释药口相邻，在未外加磁场时因互相遮盖而使得施药胶囊120处于封闭状态；在施加外磁场时，因旋转，两个释药口打开。

在本发明的另一个实施例中，该胶囊外壳体122的环形壁1224上相对设置有两个释药口1225，这两个释药口1225分设于该旋转限位槽1228的两侧。优选地，两个释药口1225位于该环形壁1224的同一轴面上。该胶囊内壳体121的该环形壁1214上设置有两个释药口1215，优选地，其中一个释药口位于该旋转限位销1218的下方附近，并与另一个释药口相对于该施药胶囊120的中轴线对称设置；更优选地，两个释药口1215位于该环形壁1214的同一轴面上。在本实施例中，在胶囊内壳体121、胶囊外壳体122均存在两个释药口的情况下，在未施加外磁场时，该胶囊内壳体121的两个释药口1215所在的第一方向，与该胶囊外壳体122的两个释药口1225所在的第二方向呈一定角度，只要确保在未施加外磁场时该施药胶囊120的释药口全部处于闭合状态即可。而在施加外磁场时，在磁场作用下，该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122发生相对偏转，该胶囊内壳体121的两个释药口1215、该胶囊外壳体122的两个释药口1225随着偏转而处于打开状态。这样，当到达定点靶向病灶部位时，将释药口打开，该施药胶囊120内的药粉125会释出，同时，消化道内的消化液也会通过该释药口与药粉125接触，加速药粉125的释出。当未到达定点靶向病灶部位时，将释药口关闭，减少药粉125的浪费。由此，可以实现定点靶向给药治疗的目的，提高治疗效果，节约药粉成本。

本领域普通技术人员可以理解，依照本发明的发明实质，该胶囊外壳体122的环形壁上可以设置有三个以上的释药口1225，该胶囊内壳体121的环形壁上可以设置与该胶囊外壳体122上相同数量的释药口1215，且该胶囊外壳体122、胶囊内壳体121上的释药口1225、1215分别两两组对，在未施加外磁场时由于该旋转限位槽与该旋转限位销的限位结构的作用，使得两两组对的释药口1225、1215彼此错位密封；当施加外磁场时该两两组对的释药口1225、1215在外磁场作用下通过该胶囊外壳体122与该胶囊内壳体121的相对旋转而被打开，从而完成施药目的。

根据该释药口的尺寸以及该胶囊的大小不同，该释药口的个数可以不同，理论上可以为1个以上或者说至少一个。该胶囊外壳体122上的释药口1225与该胶囊内壳体121上的释药口1215数量相同，且两两组对，可以是等间隔排列，也可以是不等间隔排列，只要在未施加外磁场时该两两组对的释药口1225、1215错位密封，施加外磁场时在外磁场作用下由于该胶囊外壳体122与胶囊内壳体121相对旋转，该两两组对的释药口1215、1225彼此重合而打开即可。优选地，该胶囊外壳体122上的释药口1225、该胶囊内壳体121上的释药口1215的数量分别为1-10个。

因此，上述旋转限位槽1228、旋转限位销1218与释药口的位置设置，有利于本发明施药目的的实现。这样，在未外加磁场时，位于该胶囊内壳体121的该旋转限位销1218附近的释药口1215，与该施药胶囊120的中轴线形成的面处于第一方向上；而位于该胶囊外壳体122的该旋转限位槽1228附近的释药口1225与该施药胶囊120的中轴线形成的面处于第二方向，该第一方向与该第二方向呈一定角度。

为达到上述技术效果，在一个实施例中，在安装时，该第一磁柱123的极点方向(N、S极化方向)与该胶囊内壳体121的释药口1215所在轴向方向相同，也即是该第一磁柱123的极点方向穿过该胶囊内壳体121的释药口1215。该第二磁柱124的极点方向则需要与该胶囊外壳体122的释药口1225所在轴向方向垂直。在另一个实施例中，安装时，该第一磁柱123的极点方向与该胶囊内壳体121的释药口1215所在轴向方向垂直，而该第二磁柱124的极点方向与该胶囊外壳体122的释药口1225所在轴向方向相同。也就是说，未施加外磁场时，在第一磁柱123、第二磁柱124的极点方向呈一定角度，但都处于一个轴向上；而该胶囊内壳体121的两个释药口1215的轴向方向则与该胶囊外壳体122的两个释药口1225的轴向方向呈一定角度，优选为垂直。这样，组装起来后，未施加外磁场时该胶囊内壳体121的两个释药口1215与该胶囊外壳体122的两个释药口1225因为轴向呈一定角度甚至垂直而彼此掩盖在壳体的壁内，而使得整个施药胶囊120处于封闭状态，达到错位密封的效果。

如图8所示，为施加外磁场时该施药胶囊120的爆炸示意图。如图显示，第一磁柱123与该胶囊内壳体121安装为一体，该第二磁柱124与该胶囊外壳体122安装为一体，药粉125夹在该第一磁柱123与该第二磁柱124之间。由于该旋转限位槽1228与该旋转限位销1218的配合，当无外磁场施加时，该第一磁柱123与该第二磁柱124之间始终呈一定夹角，从而使得该释药口1215、1225掩盖在壳体的壁内，实现错位密封。当有外磁场施加时，例如在图8所示的实施例中，该第二磁柱124因为磁力作用而沿施药胶囊120的中轴线发生旋转，带动该胶囊外壳体122旋转。这样，原本掩盖在壳体的壁内的释药口1215、1225则由于壳体121、122的相对旋转而逐渐重合，使得整个施药胶囊120的释药口处于打开状态。

在本发明的一个实施例中，该释药口1215、1225可以为多种形状和尺寸，例如可以为椭圆形、矩形、正方形、梯形、星形、三角形等，其宽度与该旋转角度α呈正相关，只要确保在旋转过程中该释药口1215、1225的形状能够实现错位密封、打开即可满足本发明的要求。另外，在同一个方案中，两两组对的释药口1215、1225的形状最好相同。

在本发明的实施例中，该外磁场可以为磁球、磁柱，不仅限于柱状。

如图9所示，为施药胶囊120的组装示意图。组装后，该旋转限位销1218与该旋转限位槽1228组成的限位结构互相匹配，其作用包括：一是对该胶囊内壳体121或该胶囊外壳体122相对旋转起到导向作用；二是该限位结构起到限位作用，使施药胶囊120结合在一起，不至于在使用过程中散开；三是对该第一磁柱123及该第二磁柱124的卡位作用，由于该第一磁柱123固定在该胶囊内壳体121中，该第二磁柱124固定在该胶囊外壳体122中，通过该旋转限位销1218与该旋转限位槽1228的卡位作用，目的是在组装时使得该第一磁柱123与该第二磁柱124两者的极点方向呈一定角度，从而始终存在旋转扭力，增强该胶囊内壳体121及该胶囊外壳体122的相互结合力。

由此，该旋转限位销1218与该旋转限位槽1228共同构成限位结构，用于在该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122的相对旋转中起到导向、限位和卡位作用。本领域技术人员可以理解，该限位结构不限于该旋转限位槽、旋转限位销，还可以是其他形式。例如，在本发明的一个实施例中，该限位结构为凸块与滑轨的配合。

如图10所示，为该消化道施药装置100在使用中的示意图。如图所示，未外加磁场时，该施药胶囊120的释药口错位闭合；外磁场靠近该施药胶囊120的过程中，外磁场开始对施药胶囊120内的磁柱产生作用，随着外磁场的不断靠近，释药口开始逐渐因为重合而打开，直到完全重合，释药口全部打开，此时释药口的出药量最大。当外磁场离开时，释药口恢复错位封闭，该施药胶囊120恢复封闭状态。

通过这种结构，当施药胶囊120到达定点靶向病灶部位时，通过施加外磁场使得释药口打开，释出该施药胶囊120内的药粉125，同时，消化道内的消化液也会通过该释药口与药粉125接触，加速药粉125的释出。当施药胶囊120未到达定点靶向病灶部位时，由于前述组装时的角度要求，使得不施加外磁场，释药口自动处于关闭状态，没有药粉125释出。由此，可以实现定点靶向给药治疗的目的，提高治疗效果，节约药粉成本。

在实际使用中，需要先检测确定该施药胶囊120到达人体内的预定位置，然后才施加外磁场，在外磁场控制下进行施药。为了检测该外磁场控制的胶囊式消化道施药装置100在消化道(胃肠道)内的位置，如图11所示，本发明的外磁场控制的胶囊式消化道施药装置100还包括位置检测单元130、无线通信单元140，该无线通信单元140与该位置检测单元130信号连通。该位置检测单元130设置在该施药胶囊120内，用于检测该施药胶囊120的当前位置信息。该无线通信单元140用于接收该位置检测单元130发送的位置信息，并将该位置信息发送到外部设备150，该外部设备150具有图像显示功能，操作者或外部控制装置可从该外部设备150获得该施药胶囊120在人体的位置，从而决定是否施加外磁场。在本发明的一个实施例中，该外部设备为带有影像显示功能的计算机。在本发明的一个实施例中，所述外部控制装置可以为能发出控制指令的计算机、平板电脑、手机等智能设备。

该施药胶囊120的当前位置信息的检测方法包括但不限于以下几种：

在本发明的一个实施例中，该位置检测单元130包括一个定时器和一个数据发送和接收单元。所述定时器预设一个施药的时间长度，该时间长度可以是医疗机构总结的平均数据，也可以是患者前次施药获得的数据，或者是根据患者之前多次施药时间长度而总结的平均时间长度。根据该时间长度来预测该施药胶囊120是否已经到达预想位置。所述数据发送和接收单元用于与无线通信单元140进行数据的传送。在本较佳实施例中，所述定时器计算施药胶囊120在消化道中的运行时间，并将该运行时间与所述预设时间长度进行比对，在该运行时间到达所述预设时间长度(也就是说，运行时间＝预设时间长度)时，则判定施药胶囊120已经到达预想位置；所述数据发送和接收单元将已经到达预想位置的信息通过无线通信单元140发送至外部设备150，则操作者或外部控制装置可决定是否施加外磁场。

在本发明的另一个实施例中，该位置检测单元130为一个pH传感器。所述pH传感器可以根据所需检测部位来选择其检测pH值的范围，例如，该pH传感器可以准确检测pH值的范围为2-12，或者其检测pH值的范围为4-8，或者其检测pH值的范围为7.6-8。根据现有医疗经验，人体胃部呈酸性，进入十二指肠呈碱性，则根据pH值可以判断该施药胶囊120处于胃部还是肠部。根据结肠部位的pH值在7.8左右，使用pH值的检测范围为7.6-8的pH传感器则可有效检出结肠部位。

在本发明的另一个实施例中，该位置检测单元130采用磁场追踪方法来检测施药胶囊120的位置。该位置检测单元130包括多个磁偶极子单元，该磁偶极子单元沿着人体消化道的走向进行设置。该磁偶极子单元可以为磁偶极矩(magnetic dipole moment)，该磁偶极矩的电流密度为0.1A/cm^2(安培每平方厘米)至1A/cm^2且其重量为0.5g(克)至5g之间。所述磁偶极子单元将施药胶囊120的运动位置输入至一预设消化道走向图中，根据该运动位置在预设消化道走向图中所处位置即可确定施药胶囊120在消化道中所处的位置。

在本发明的再一个实施例中，该位置检测单元130包括一个外部传感单元，该外部传感单元放置在患者的回盲瓣附近，一旦该施药胶囊120进入结肠，这个外部传感单元会检测到一个信号，则可确定施药胶囊120进入结肠的时间。所述外部传感单元可以使用以下检测方法，但不仅限于，体表磁场检测法，射频(Radio Freqency，RF)检测法，或超声传感检测法。

在本发明的又一个实施例中，该位置检测单元130为位于该施药胶囊120外的酶传感器，例如，位于该胶囊外壳体122上的酶传感器。该酶传感器用于检测是否有消化道对应部位的酶存在，例如专门用于检测是否存在结肠酶的酶传感器，如果检测到结肠酶，该酶传感器将通过无线通信单元140发送信号至外部设备150，以确认到达结肠部位。

在本发明的另一个实施例中，该位置检测单元130包括多个外部传感设备，该外部传感设备沿着人体消化道的走向进行设置。该外部传感设备可以为，但不仅限于，磁铁，RF单元，或超声传感单元。所述施药胶囊120在人体消化道中蠕动时，距离该施药胶囊120最近的外部传感设备可以感测到最强的信号，则根据该最强的信号即可确定施药胶囊120的位置。

通过上述方法，位置检测单元130确定该施药胶囊120到达预想位置后，操作者或外部控制装置对该施药胶囊120施加外磁场，控制该施药胶囊120的释药口的封闭和打开，从而控制释药的完成。

综上所述，在本发明提供的外磁场控制的胶囊式消化道施药装置中，首先，由于该第一磁柱123嵌在该胶囊内壳体121内，该第二磁柱124嵌在该胶囊外壳体122内，且由于旋转限位槽1228和旋转限位销1218的组装角度的要求，即使在未施加外磁场时，该第一磁柱123与该第二磁柱124之间仍存在极性方向的夹角α，由此两个磁柱123、124之间始终存在相互吸引力以及旋转扭力，从而使得该施药胶囊120始终处于组装状态，不会在使用过程中散开脱落。当施加外磁场时，外磁场作用下导致的第一磁柱123或第二磁柱124的相对旋转，两者的夹角增大，由此两个磁柱123、124之间的旋转扭力增大。其次，两个磁柱123、124之间的旋转，带动该胶囊内壳体121、胶囊外壳体122相互之间的旋转，造成释药口1215、1225的错位，从而确保释药口1215、1225根据外磁场的施加与否而处于错位封闭或打开状态。另外，第一磁柱123与第二磁柱124之间本身还存在相互吸引力，可以确保该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122不沿该施药胶囊120的轴向分离。

可选地，在该胶囊外壳体122的环形口内侧设置内螺纹1227、在该胶囊内壳体121的相应位置设置外螺纹1217，螺纹连接更加确保该胶囊内壳体121与该胶囊外壳体122不沿该施药胶囊120的轴向分离。

通过以上设计，施药胶囊的结构得到简化，同时在施药胶囊的体积一定的情况下，药粉所占体积可以较大，这样可以释出的药粉较多，从而提高了胶囊容量。同时，通过外磁场控制，可以实现定点靶向施药，治疗更有针对性，由此提高了治疗的效果，同时减少不必要的药粉浪费。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种施药胶囊，其特征在于，其包括胶囊内壳体、胶囊外壳体、第一磁柱、第二磁柱以及药粉，

该胶囊外壳体的尺寸大于该胶囊内壳体的尺寸，且该胶囊外壳体与该胶囊内壳体互相匹配且为旋转动密封；

该第一磁柱固定于该胶囊内壳体内，其外径与该胶囊内壳体的内径相匹配；该第二磁柱固定于该胶囊外壳体内，其外径与该胶囊外壳体的内径相匹配；该第一磁柱与该第二磁柱为径向极化，且在该施药胶囊内，该第一磁柱与该第二磁柱被设置为极点方向呈大于0°小于90°的夹角；

该药粉位于该第一磁柱与该第二磁柱之间。

2.根据权利要求1所述的施药胶囊，其特征在于：当未施加外磁场时，该第一磁柱与该第二磁柱的极点方向呈大于0°小于90°的角度，且彼此吸引；当施加外磁场时，该第一磁柱与该第二磁柱两者中的至少一个沿着该施药胶囊的中轴线偏转，带动该胶囊内壳体与该胶囊外壳体一起偏转。

3.根据权利要求1或2所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体上设置有至少一个释药口，该胶囊内壳体上设置有与该胶囊外壳体上数量相同的释药口，并且该胶囊内壳体上的该释药口与该胶囊外壳体上的该释药口两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而重合，使得该施药胶囊的释药口处于打开状态。

4.根据权利要求1或2所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体为圆形杯状结构，包括杯底、由该杯底延伸出并与该杯底垂直的环形壁、以及位于该环形壁的与该杯底相对的一侧的环形口；在该环形壁的靠近环形口处设有旋转限位槽；该胶囊内壳体为盖状结构，包括盖顶及垂直于该盖顶的环形壁，在该盖顶与该环形壁相接处附近设置有与该旋转限位槽相匹配的旋转限位销。

5.根据权利要求4所述的施药胶囊，其特征在于：该旋转限位槽包括与环形口所在平面呈一定角度的进入部、以及与该环形口所在平面平行的位移部，该进入部与该位移部相接。

6.根据权利要求4所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体的环形壁上设置有一个释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设置有一个释药口，该两个释药口彼此组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。

7.根权利要求6所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体上的释药口位于该旋转限位槽的进入部下方附近，该胶囊内壳体上的释药口位于该旋转限位销的下方附近。

8.根据权利要求4所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体的环形壁上设置有两个释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设有两个释药口，并且该胶囊外壳体的两个释药口与该胶囊内壳体的两个释药口之间分别两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。

9.根据权利要求8所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体上的两个释药口分设于该旋转限位槽两侧；该胶囊内壳体上的两个释药口，其中一个位于该旋转限位销的下方附近，与另一个释药口相对于该施药胶囊的中轴线对称设置。

10.根据权利要求4所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体的环形壁上设置有三个以上的释药口，该胶囊内壳体的环形壁上设置与该胶囊外壳体数量相同的释药口，且该胶囊外壳体、胶囊内壳体上的释药口分别两两组对，在未施加外磁场时彼此错位密封，当施加外磁场时在外磁场作用下通过该胶囊外壳体与该胶囊内壳体的相对旋转而被打开。

11.根据权利要求4所述的施药胶囊，其特征在于：该胶囊外壳体的环形口内侧设置有内螺纹；该胶囊内壳体的盖顶及环形壁相接处设置外螺纹，该外螺纹与该内螺纹相匹配。

12.一种消化道施药装置，其特征在于，包括外磁场磁体及施药胶囊，该施药胶囊如权利要求1-11中任一项所述，其为微型结构，使用时进入消化道，该外磁场磁体使用时位于人体外部。

13.根据权利要求12所述的消化道施药装置，其特征在于：还包括位置检测单元和无线通信单元，该无线通信单元与该位置检测单元信号连通；该位置检测单元设置在该施药胶囊内，用于检测该施药胶囊的当前位置信息；以及该无线通信单元用于接收该位置检测单元的位置信息，并将该位置信息发送到外部设备。

14.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元包括定时器与数据发送和接收单元，定时器内预设取液时间长度，根据该时间长度预测该施药胶囊是否到达预想位置，在施药胶囊到达预想位置时，数据发送和接收单元将该到达预想位置的信息发送至所述无线通信单元。

15.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元为pH传感器，通过pH值的酸碱性判断该施药胶囊的位置。

16.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元为外部传感单元，使用时放置在患者回盲瓣附近，以检测该施药胶囊的位置是否在结肠。

17.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元为位于该施药胶囊外的酶传感器，用于检测是否存在消化道部位的酶。

18.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元包括多个外部传感设备，该外部传感设备沿着人体消化道的走向进行设置；施药胶囊在人体消化道中蠕动时，距离该施药胶囊最近的外部传感设备感测到最强的信号，根据该最强的信号确定施药胶囊的位置。

19.根据权利要求13所述的消化道施药装置，其特征在于：该位置检测单元包括多个磁偶极子单元，该磁偶极子单元沿着人体消化道的走向进行设置；所述磁偶极子单元将施药胶囊的运动位置输入至一预设消化道走向图中，根据该运动位置在预设消化道走向图中所处位置确定施药胶囊在消化道中所处的位置。