CN111481156A - 胶囊内窥镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶囊内窥镜，包括外壳及设置在外壳内的胶囊核，所述胶囊核包括磁铁单元，所述磁铁单元的磁力受力中心与所述胶囊内窥镜的重心之间的距离不大于阈值，保证了胶囊内窥镜内外的平衡力，提高了胶囊内窥镜的控制精度，进而提高工作效率、降低成本。

Description

胶囊内窥镜

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种胶囊内窥镜。

背景技术

随着胶囊内窥镜技术的发展，胶囊内窥镜由被动型胶囊内镜逐渐发展成为可主动精确控制的胶囊内窥镜。在对人体消化道进行检查过程中，主动精确的控制胶囊的运动至关重要，且控制精度越高对阳性病灶的检出意义越大。

磁力是一种非接触力，是对胶囊进行运动控制的理想手段。因此，近年来磁控胶囊内窥镜技术的发展也越来越快。尽管很多磁控胶囊内窥镜的专利公开了很多种方案，但是仍然不能确保控制精度问题。

由于磁控胶囊在磁场中的受力源于胶囊内部的磁铁受到体外磁场作用的结果，胶囊内窥镜在进行检查的过程中受到的作用力包括浮力、重力、消化道黏膜的支撑力和摩擦力、体外磁场的磁力，其中最为关键的是浮力、重力和磁力。已经公开的技术方案都是从重力和浮力的角度入手，但是仍然不能很精确地控制胶囊内窥镜。

有鉴于此，有必要对现有的胶囊内窥镜予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、效率高且控制精度高的胶囊内窥镜。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种胶囊内窥镜，包括外壳及设置在外壳内的胶囊核，所述胶囊核包括磁铁单元，所述磁铁单元的磁力受力中心与所述胶囊内窥镜的重心之间的距离不大于阈值。

进一步地，所述胶囊核还包括电池单元，所述磁铁单元与所述电池单元相邻设置。

进一步地，所述电池单元包括分别位于所述磁铁单元两侧的两个电池，两个所述电池通过导电部件串联。

进一步地，所述磁铁单元包括沿轴向贯穿所述磁铁单元的导电孔，所述导电部件穿过所述导电孔串联两个电池。

进一步地，所述导电部件为导电棒，所述导电棒的两端沿轴向凸出所述导电孔并分别抵接于两个电池。

进一步地，所述导电部件为电池连接片，所述电池连接片包括位于所述导电孔内的中心片、位于所述中心片两端且突出所述导电孔与所述电池电性连接的电连片；所述电连片位于所述电池和所述磁铁单元之间。

进一步地，所述导电孔的孔径为0.5mm～2mm。

进一步地，所述导电部件沿所述磁铁单元的外表面延伸且串联两个所述电池。

进一步地，所述导电部件为包覆于所述磁铁单元外部的金属镀层，两个所述电池与所述金属镀层电性接触。

进一步地，所述胶囊核还包括于圆周方向包围所述两个电池和所述磁铁单元的磁铁固定件。

进一步地，所述磁铁固定件包括自其内壁向内凸伸的凸台，所述磁铁固定件未设置所述凸台的位置处的内径不小于所述电池的外径；所述凸台的内径不小于所述磁铁的外径且小于所述电池的外径。

进一步地，所述磁铁单元包括沿轴向贯穿所述磁铁单元的收容腔，所述电池单元位于所述收容腔内。

进一步地，所述电池单元通过胶水粘接于所述收容腔。

进一步地，所述电池单元包括一个电池；或，所述电池单元包括沿轴向分布的两个电池、串联两个电池的电池连接片，所述电池连接片呈折叠状放置在两个电池之间。

进一步地，所述胶囊核还包括PCB板组、连接相邻的PCB板的柔性线路板和固定结构、固定于所述PCB板上的功能元件；部分所述PCB板位于所述磁铁单元与所述电池单元沿轴向的一端，另外部分所述PCB板位于所述磁铁单元与所述电池单元沿轴向的另一端；且所述电池单元与至少一个所述PCB板电性连接。

进一步地，相连接的所述固定结构或所述PCB板上设置点胶孔，通过点胶加固连接；和/或，在相邻的所述固定结构与所述PCB板中的一个上设有定位柱，另一个上设有定位孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：胶囊内窥镜的重心与磁力受力中心之间的距离不大于阈值，保证了胶囊内窥镜内外的平衡力，提高了胶囊内窥镜的控制精度，进而提高工作效率、降低成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的胶囊内窥镜的结构示意图；

图2是用于图1所示实施例中的一种磁铁单元与电池单元装配后的截面示意图；

图3是图2所示实施例中磁铁单元与导电棒的配合示意图；

图4是用于图1所示实施例中的另一种磁铁单元与电池单元装配后的截面示意图；

图5是图4所示实施例中磁铁单元的结构示意图；

图6是图4所示实施例中磁铁单元与电池单元未装配前的一种状态示意图；

图7是用于图1所示实施例中的另一种磁铁单元与电池单元装配后的截面示意图；

图8是图1～图7任意一种实施例中，电极连接片与电池负极在电极连接片未弯折前的装配示意图；

图9是图1～图7任意一种实施例中，电极连接片与电池正极在电极连接片未弯折前的状态示意图；

图10是图1中PCB板组与固定结构的分解示意图；

图11是图10中PCB板组通过柔性线路板连接的结构示意图；

图12是图1中照明板固定件与外壳的装配示意图；

图13是本发明另一实施例的胶囊内窥镜的结构示意图；

图14是图13中PCB板组与固定结构的分解示意图；

图15是本发明另一种实施例的胶囊内窥镜的结构示意图；

图16是本发明另一种实施例的胶囊内窥镜的结构示意图；

图17是图16中磁铁单元与电池单元的一种装配结构示意图；

图18是图16中磁铁单元与电池单元的另一种装配结构示意图；

图19中，(a)是图17或18的俯视图，(b)是图17或18的仰视图；

图20是图16中PCB板组与固定结构的分解示意图。

其中，100-胶囊内窥镜；1-外壳，11-主壳，12-端盖，13-固定槽，2-磁铁单元，21-导电孔，22-收容腔，3-电池单元，31-电池，32-电极连接片，33-凹部，34-绝缘层，4-导电部件，41-导电棒，42-电池连接片，43-金属镀层，5-磁铁固定件，51-凸台，6-PCB板组，61-照明板，62-图像采集处理板，63-电源板，64-天线收发板，67-通孔，68-点胶孔，69-定位柱，60-定位孔，7-柔性线路板，8-固定结构，81-照明板固定件，811-固持壁，812-固持架，813-固定卡件，814-安装槽，82-固定件，83-电池固定件，91-摄像头，92-天线

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。

在本发明的各个图示中，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，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

发明人在研究中发现，现有技术中从重力和浮力的角度解决控制精度问题，存在一个很严重的问题，就是胶囊受磁场力作用的中心与胶囊的重心不重合。因此，有的情况下，胶囊内窥镜100受力是平衡的，但是由于重心与磁力受力中心不重合导致胶囊受到扭矩的作用从而控制精准度变差。

如图1～图20所示，为本发明较佳实施例的胶囊内窥镜100，其包括外壳1及位于所述外壳1内的胶囊核。

所述外壳1具有生物兼容性且不会被消化液腐蚀，可沿用现有的胶囊内窥镜100中的外壳1的材料，也可以另外设计。

所述外壳1由至少两部分拼接而成，以便于将所述胶囊核固定于所述外壳1内。例如图1所示，所述外壳1包括两端均敞开的主壳11、分别配置于所述主壳11两端的两个透明的端盖12，适用于双镜头的胶囊内窥镜100。其中，所述透明的端盖12、所述主壳11沿所述胶囊内窥镜100的轴向拼接构成所述外壳1，两者之间采用粘胶或激光焊接连接在一起，密封性好。或者，如图13、图15和图16所示，所述外壳1包括一端敞开的主壳11、配置于所述主壳11敞开端的透明的端盖12，适用于单镜头的胶囊内窥镜100。所述端盖12与所述主壳11的连接方式同上，于此不再赘述。

进一步地，所述端盖12与所述主壳11的连接处具有一个固定槽13，便于固定所述胶囊核。

请参阅图1～图12所示，所述胶囊核包括能够实现内窥镜胶囊功能的所有元件，优选地呈一体式结构，便于与所述外壳1进行整体装配。

具体地，所述胶囊核包括磁铁单元2，所述磁铁单元2的磁力受力中心与所述胶囊内窥镜100的重心之间的距离不大于阈值，“阈值”很小，小到磁力受力中心与所述胶囊内窥镜100的重心基本一致，理想状态下为重合状态，可以保证胶囊内窥镜100内外的平衡力，提高了胶囊内窥镜100的控制精度，进而提高工作效率、降低成本。一具体实施例中，阈值为5mm。

所述磁铁单元2通常为规则形状，因此所述磁铁单元2的中心与磁力受力中心基本一致。

进一步地，所述胶囊核还包括电池单元3，所述磁铁单元2与所述电池单元3相邻设置。胶囊内窥镜100中质量最大的部件就是电池单元3与磁铁单元2，其他部件的重量占比很小很小，因此通过将电池单元3和磁铁单元2相邻设置后，两者的重心即可以理解为所述胶囊内窥镜100的重心，使得所述磁力受力中心与胶囊内窥镜100的重心的差距大大减小到阈值范围内。

所述磁铁单元2与所述电池单元3的装配形式包括但不限于以下几种：

请参阅图1～图9所示，所述电池单元3包括分别位于所述磁铁单元2两侧的两个电池31，两个所述电池31通过导电部件4串联；此时电池单元3和磁铁单元2共同的重心与磁铁单元2的磁力受力中心重合。

进一步地，请参阅图2～图6所示，所述磁铁单元2包括沿轴向贯穿所述磁铁单元2的导电孔21，所述导电部件4穿过所述导电孔21串联两个电池31。优选地，所述导电孔21位于所述磁铁单元2的中心，避免导电部件4导致电池单元3和磁铁单元2共同的重心与磁铁单元2的磁力受力中心发生偏离。

一般情况下，所述磁铁单元2的中心按照所述磁铁单元2的尺寸打孔，其磁性能损失在1％以内，可以忽略不计。例如所述导电孔21的孔径为0.5mm～2mm，对磁铁单元2的磁性能损失较小，可以忽略不计。

一具体实施例中，请参阅图2～图3所示，所述导电部件4为导电棒41，所述导电棒41的两端沿轴向突出所述导电孔21并分别抵接两个电池31的电极，电阻增加较小。所述导电棒41可以为镊棒、铝棒或铜棒；例如，采用1mm直径的铜棒连通两个电池31，电阻增加不大于0.00012Ω，可以忽略不计。

另一具体实施例中，请参阅图4～图6所示，所述导电部件4为电池连接片42。所述电池连接片42包括位于所述导电孔21内的中心片、位于所述中心片两端且凸出所述导电孔21与所述电池31电性连接的电连片；所述电连片呈折叠状位于所述电池31和所述磁铁单元2之间。所述电池连接片42可以为电极连接片32，也可以为其他电性连接件。

此时，所述导电孔21为扁平的缝隙，其大小与所述电池连接片42的宽度和厚度相匹配。所述电连片与电池31朝向所述磁铁单元2的正极或负极进行点焊铆接锚固，然后将电连片按照图6中的L1和L2轴对称线进行折叠，折叠后形成图4所示的结构且位于电池31和磁铁单元2之间。并且由于使用电池连接片42连接，因此对电池单元3增加的电阻可以忽略不计。

或者，请参阅图7所示，所述导电部件4沿所述磁铁单元2的外表面延伸且串联两个所述电池31；此时，所述导电部件4可以为任何结构。优选地，所述导电部件4为包覆于所述磁铁单元2外部的金属镀层43，两个所述电池31直接与所述金属镀层43电性接触，保证有效且稳定地电连接。

所述金属镀层43可采用镀镍镀层、或者镍/铜/镍的复合镀层。所述金属镀层43厚度为0.005mm～0.01mm，可采用电镀或者真空气相沉积镀膜。所述金属镀层43对电池单元3增加的电阻也是可以忽略不计。

另外，请参阅图2～图7所示，所述胶囊核还包括于圆周方向包围所述两个电池31和所述磁铁单元2的磁铁固定件5，电池单元3和磁铁单元2沿轴向的总高度与所述磁铁固定件5沿轴向的长度的差值不超过0.1mm，能够对电池单元3和磁铁单元2进行有效固定。

进一步地，所述磁铁固定件5包括自其内壁向内凸伸的凸台51，所述凸台51处的内径不小于所述磁铁的外径且小于电池31的外径，未设置所述凸台51的位置处的所述磁铁固定件5的内径不小于电池31的外径。所述磁铁单元2位于所述凸台51内侧，两个所述电池31分别位于所述磁铁单元2沿轴向的两侧。

其中，所述凸台51呈环状，为连续结构或间断式结构，均能够对磁铁单元2进行有效固定。

优选地，所述凸台51设置于所述磁铁固定件5沿轴向的中间位置处，且所述凸台51沿轴向的长度与磁铁单元2的厚度差值不大于0.1mm，能够对磁铁单元2进行有效固定；两个所述电池31分别位于磁铁单元2沿轴向的两侧。

另外，磁铁固定件5与电池单元3、磁铁单元2之间的缝隙处采用UV胶、环氧胶等胶水固化，将三者固定为整体，确保良好的电接触。

在不具有所述磁铁固定件5的实施例中，所述两个电池31和所述磁铁单元2之间可通过胶水粘接呈一个整体。

进一步地，请参阅图1、图10和图11所示，所述胶囊核还包括PCB板(PrintedCircuit Board，印制电路板)组6，所述PCB板组6包括通过柔性线路板7连接且间隔设置的若干PCB板。所述胶囊核还包括连接相邻的PCB板的固定结构8和固定于所述PCB板上的功能元件。

部分所述PCB板位于所述磁铁单元2与所述电池单元3沿轴向的一端，另外部分所述PCB板位于所述磁铁单元2与所述电池单元3沿轴向的另一端；使得电池单元3和磁铁单元2的重心与所述胶囊内窥镜100的重心几乎一致。并且，所述电池单元3电性连接于与其相邻的至少一个PCB板上。具体地，如图1、图2、图4和图7所示，所述电池单元3的正负极设有通过电焊工艺锚固的电极连接片32，所述电极连接片32的端部设有凹部33；相应地，PCB板上设有凹口；所述电极连接片32的凹部33与所述PCB板的凹口通过锡焊固定配合，从而给所述PCB板供电。并且所述电池31与电极连接片32的非焊接部之间还具有绝缘层34，防止漏电或短路。

请参阅图1和图10所示，所述固定结构8将若干所述PCB板连接成一个整体，且一个所述固定结构8伸入所述固定槽13内并通过胶水固化与外壳1相固定，从而实现所述胶囊核与所述外壳1的固定。

进一步地，相连接的所述固定结构8或所述PCB板上设置点胶孔68，通过点胶加固连接。

进一步地，在相邻的所述固定结构8与所述PCB板中的一个上设有定位柱69，另一个上设有定位孔60，实现精准组装，且防止两者沿圆周方向发生位移。

所述功能单元为所述胶囊核的核心部件，包括但不限于摄像单元、天线92、控制单元等。

请参阅图1、图10和图11所示，双摄像头胶囊内窥镜100中，所述PCB板组6包括沿轴向依次分布且通过柔性线路板7两两连接的照明板61、图像采集处理板62、电源板63、天线收发板64、图像采集处理板62、照明板61，且相邻的PCB板之间通过固定结构8相固定连接呈一个整体。所述功能单元包括位于所述照明板61上的照明灯、位于所述图像采集处理板62上的摄像头91、连接于所述天线收发板64上的天线92。所述照明板61上具有供摄像头91向外裸露的通孔67；所述电池单元3和所磁铁单元2位于所述电源板63与所述天线收发板64之间，且所述电池单元3与所述电源板63、所述天线收发板64电性连接。

本实施例中，所述固定结构8包括用以固定所述照明板61的照明板固定件81、连接所述图像采集处理板62和所述电源板63的固定件82、连接天线收发板64和图像采集处理板62的固定件82、磁铁固定件5。所述照明板固定件81的结构不限，其边缘伸入所述固定槽13内，并打胶将所述胶囊核固定于所述外壳1内。

所述照明板固定件81包括环状的固持壁811、自部分所述固持壁811前端向外凸伸以能够收容在所述固定槽13中的固持架812、自所述固持壁811向内部凸伸以固定和限位所述照明板61的若干固定卡件813、以及设置于所述固持壁811上以供柔性线路板7穿过的缺口部，所述固持壁811围设形成安装槽814。

所述固定卡件813包括沿前后方向间隔设置以卡持所述照明板61的两组固定卡件813，位于前侧的一组固定卡件813包括间隔设置的若干卡扣，位于后侧的一组固定卡件813包括沿所述固持壁811延伸的呈条状的卡条。优选地，所述卡扣与所述卡条错位安装，所述照明板61收容在所述安装槽814中，并卡持于两组固定卡件813之间，连接所述照明板61的所述柔性线路板7通过缺口部延伸出来与所述图像采集处理板62连接。

所述固持壁811背离所述端盖12的一侧设有定位柱69和/或定位孔60；所述图像采集处理板62上设有与之配合的定位孔60和/或定位柱69。所述图像采集处理板62与所述固持壁811通过定位柱69和定位孔60相固定，可以防止沿圆周方向转动。优选地，所述固持壁811背离所述端盖12的一侧还设有点胶孔68，通过点胶提高两者连接的稳定性。

请参阅图13～图14所示，单摄像头胶囊内窥镜100中，所述PCB板组6包括沿轴向依次分布且通过柔性线路板7两两连接的照明板61、图像采集处理板62、电源板63、天线收发板64，且相邻的PCB板之间通过固定结构8相固定连接呈一个整体。所述功能单元包括位于所述照明板61上的照明灯、位于所述图像采集处理板62上的摄像头91、连接于所述天线收发板64上的天线92。所述照明板61上具有供摄像头91向外裸露的通孔67；所述电池单元3和所磁铁单元2通过所述磁铁固定件5固定于所述电源板63与所述天线收发板64之间，且所述电池单元3与所述电源板63电性连接。

本实施例中，所述固定结构8包括用以固定所述照明板61的照明板固定件81、连接所述图像采集处理板62和所述电源板63的固定件82、磁铁固定件5。所述照明板固定件81的结构及其固定方式与上述实施例相同，于此不再赘述。

请参阅图15所示，与图13和图14的区别仅在于，未设置所述磁铁固定件5，所述电池单元3和所磁铁单元2整体通过位于两侧的电池固定件83固定于所述电源板63与所述天线收发板64之间。本实施例优选采用图4～图6所示的所述电池单元3和所述磁铁单元2，两个电池31通过焊接固定，固持力强。

另请参阅图16～图20所示的实施例，与图15所示的实施例的区别仅在于，所述磁铁单元2与所述电池单元3的装配方式。

本实施例中，所述磁铁单元2包括沿轴向贯穿所述磁铁单元2的收容腔22，所述电池单元3位于所述收容腔22内。进一步地，所述电池单元3通过胶水粘接于所述收容腔22。

具体地，所述电池单元3可以为一个电池31，或所述电池单元3包括沿轴向分布的两个电池31、串联两个电池31的电池连接片42，所述电池连接片42呈折叠状放置在两个电池31之间。

另外，本发明的所有所述电池单元3和所磁铁单元2的组合均可以用以单摄像头的胶囊内窥镜100，也均可以用以双摄像头的胶囊内窥镜100。

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，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 (16)

1.一种胶囊内窥镜，包括外壳及设置在外壳内的胶囊核，所述胶囊核包括磁铁单元，其特征在于，所述磁铁单元的磁力受力中心与所述胶囊内窥镜的重心之间的距离不大于阈值。

2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶囊核还包括电池单元，所述磁铁单元与所述电池单元相邻设置。

3.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述电池单元包括分别位于所述磁铁单元两侧的两个电池，两个所述电池通过导电部件串联。

4.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述磁铁单元包括沿轴向贯穿所述磁铁单元的导电孔，所述导电部件穿过所述导电孔串联两个电池。

5.根据权利要求4所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述导电部件为导电棒，所述导电棒的两端沿轴向凸出所述导电孔并分别抵接于两个电池。

6.根据权利要求4所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述导电部件为电池连接片，所述电池连接片包括位于所述导电孔内的中心片、位于所述中心片两端且突出所述导电孔与所述电池电性连接的电连片；所述电连片位于所述电池和所述磁铁单元之间。

7.根据权利要求4所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述导电孔的孔径为0.5mm～2mm。

8.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述导电部件沿所述磁铁单元的外表面延伸且串联两个所述电池。

9.根据权利要求8所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述导电部件为包覆于所述磁铁单元外部的金属镀层，两个所述电池与所述金属镀层电性接触。

10.根据权利要求3所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶囊核还包括于圆周方向包围所述两个电池和所述磁铁单元的磁铁固定件。

11.根据权利要求10所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述磁铁固定件包括自其内壁向内凸伸的凸台，所述磁铁固定件未设置所述凸台的位置处的内径不小于所述电池的外径；所述凸台的内径不小于所述磁铁的外径且小于所述电池的外径。

12.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述磁铁单元包括沿轴向贯穿所述磁铁单元的收容腔，所述电池单元位于所述收容腔内。

13.根据权利要求12所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述电池单元通过胶水粘接于所述收容腔。

14.根据权利要求12所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述电池单元包括一个电池；或，所述电池单元包括沿轴向分布的两个电池、串联两个电池的电池连接片，所述电池连接片呈折叠状放置在两个电池之间。

15.根据权利要求2～14中任意一项所述的胶囊内窥镜，其特征在于，所述胶囊核还包括PCB板组、连接相邻的PCB板的柔性线路板和固定结构、固定于所述PCB板上的功能元件；部分所述PCB板位于所述磁铁单元与所述电池单元沿轴向的一端，另外部分所述PCB板位于所述磁铁单元与所述电池单元沿轴向的另一端；且所述电池单元与至少一个所述PCB板电性连接。

16.根据权利要求15所述的胶囊内窥镜，其特征在于，相连接的所述固定结构或所述PCB板上设置点胶孔，通过点胶加固连接；和/或，在相邻的所述固定结构与所述PCB板中的一个上设有定位柱，另一个上设有定位孔。

Images