CN112971694A - 一种胶囊内窥镜、胶囊内窥镜的控制系统以及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种胶囊内窥镜、胶囊内窥镜的控制系统以及方法,用于为胶囊内窥镜揭露一种新的运动机制,该运动机制具有灵活且应用成本较低的特点,因此,有利于实际应用以及推广。
Description
技术领域
本申请涉及医疗设备领域,具体涉及一种胶囊内窥镜、胶囊内窥镜的控制系统以及方法。
背景技术
胶囊内窥镜是一种口服式检查设备,主要用于监测人体消化道的健康状况,可替代传统的胃镜、肠镜,对于受检者来说,胶囊内窥镜能够减轻传统消化道检查伴随的痛苦,而且对于工作人员的操作要求也相对简单,受检者也会更加容易接受,因此,具有较佳的市场需求以及应用前景。
对于现有的胶囊内窥镜,其运动方式主要包括两类,第一类,其在受检者吞服后,在受检者消化道的蠕动下,被动运动;第二类,通过胶囊内窥镜自身配置的运动功能,进行主动运动。
而在现有的相关技术的研究过程中,发明人发现,对于胶囊内窥镜的第一类运动方式,其运动在检查过程中往往难以控制,这导致检查效果存在明显不稳定的情况,对于胶囊内窥镜的第二类运动方式,其又伴随着高能耗、体积庞大的问题,由此可见,现有的胶囊内窥镜,其运动机制存在着应用不便的情况。
发明内容
本申请提供了一种胶囊内窥镜、胶囊内窥镜的控制系统以及方法,用于为胶囊内窥镜揭露一种新的运动机制,该运动机制具有灵活且应用成本较低的特点,因此,有利于实际应用以及推广。
第一方面,本申请提供了一种胶囊内窥镜,胶囊内窥镜包括磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块;
磁驱动模块包括软体机器人主体以及四条可以做变形运动的腿部;
血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在软体机器人主体的表面,并由柔性外壳进行封装;
磁响应加热模块附着于腿部的表面;
水凝胶药物缓释模块附着于磁响应加热模块的表面;
当胶囊内窥镜处于受检者体内时,腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动胶囊内窥镜前进运动;
PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过NFC通讯单元发送至受检者体外的上位机,由上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第一种可能的实现方式中,腿部预先接受过磁化,在磁场作用的每一轮作用过程中,腿部由磁场作用下产生的力发生形变,当磁场作用消失时,形变状态的腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送胶囊内窥镜前进运动。
结合本申请第一方面第一种可能的实现方式,在本申请第一方面第二种可能的实现方式中,腿部包括第一腿部以及第二腿部,第一腿部以及第二腿部呈环状配置,第一腿部以及第二腿部为薄片形状,第一腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送胶囊内窥镜前进运动的作用力,第二腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的作用力是推送胶囊内窥镜反向运动的作用力,胶囊内窥镜在第一腿部以及第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第三种可能的实现方式中,腿部以柔性材料为基体,混合磁铁粒子后在脉冲磁化仪中进行磁化,并通过3D打印得到。
结合本申请第一方面,在本申请第一方面第四种可能的实现方式中,胶囊内窥镜的工作电源由NFC通讯单元通过无线能量传输方式获得。
第二方面,本申请提供了一种胶囊内窥镜的控制系统,系统包括上位机、产生磁场源的磁场发生器以及本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式中提供的胶囊内窥镜。
第三方面,本申请提供了一种胶囊内窥镜的控制方法,方法应用于胶囊内窥镜的控制系统,控制系统包括胶囊内窥镜、上位机以及产生磁场源的磁场发生器,胶囊内窥镜包括磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块;磁驱动模块包括软体机器人主体以及可以做变形运动的腿部;血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在软体机器人主体的表面,并由柔性外壳进行封装;磁响应加热模块附着于腿部的表面;水凝胶药物缓释模块附着于磁响应加热模块的表面;
当胶囊内窥镜处于受检者体内时,上位机触发磁场发生器产生磁场源,腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动胶囊内窥镜前进运动;
上位机触发PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过NFC通讯单元发送至受检者体外的上位机,由上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,上位机触发磁场发生器产生磁场源,磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物。
结合本申请第三方面,在本申请第三方面第一种可能的实现方式中,腿部预先接受过磁化,在磁场作用的每一轮作用过程中,腿部由磁场作用产生的力发生形变,当磁场作用消失时,形变状态的腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送胶囊内窥镜前进运动。
结合本申请第三方面第一种可能的实现方式,在本申请第三方面第二种可能的实现方式中,腿部包括第一腿部以及第二腿部,第一腿部以及第二腿部呈环状配置,第一腿部以及第二腿部为薄片形状,第一腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送胶囊内窥镜前进运动的作用力,第二腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的作用力是推送胶囊内窥镜反向运动的作用力,胶囊内窥镜在第一腿部以及第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有多条指令,指令适于处理器进行加载,以执行本申请第一方面或者本申请第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
从以上内容可得出,本申请具有以下的有益效果:
本申请对于胶囊内窥镜所揭露的运动机制,由胶囊内窥镜中磁驱动模块包括的可以做变形运动的腿部实现,当胶囊内窥镜处于受检者体内时,该腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,并借着变形过程中带来的作用力,推送胶囊内窥镜前进运动,在这运动过程中,由于既不需要依赖受检者的肠胃蠕动,也不需要依赖工作电源的电源支持,避免电源消耗、供应带来的高能耗、体积庞大的问题,因此,在该基于外部磁场源实现的主动运动机制下,具有高度灵活且应用成本较低的特点。
其次,本申请提出的胶囊内窥镜,还配置了水凝胶药物缓释模块,可由磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物,从而胶囊内窥镜还具有药物释放的功能,这对于胶囊内窥镜来说还具有进一步的医疗设备使用价值。
并且,由于将磁响应加热模块、水凝胶药物缓释模块附着于腿部,不仅在组件的空间布置上具有紧密、减少占用体积的特点,且对于外部的磁场源来说,其无论所需施加的是推动胶囊内窥镜前进运动的匀强磁场,还是促使胶囊内窥镜释放药物的交变磁场,其作用的位置具有高度集中甚至相同的特点,不仅减少了控制过程中的复杂度,还在设计、装配上具有简单、成本较低的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请胶囊内窥镜的一种结构示意图;
图2为本申请胶囊内窥镜的另一种结构示意图;
图3为本申请胶囊内窥镜的磁驱动模块的一种结构示意图;
图4为本申请胶囊内窥镜的磁驱动模块的另一种结构示意图;
图5为本申请胶囊内窥镜的血氧检测模块的一种结构示意图;
图6为本申请胶囊内窥镜进行血氧检测的一种场景示意图;
图7为本申请胶囊内窥镜的磁感应加热模块的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序,只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
本申请中所出现的模块的划分,是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行,另外,所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式,本申请中均不作限定。并且,作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离,可以是也可以不是物理模块,或者可以分布到多个电路模块中,可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
在本申请中,胶囊内窥镜包括了磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块。
磁驱动模块包括软体机器人主体以及四条可以做变形运动的腿部;
血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在软体机器人主体的表面,并由柔性外壳进行封装;
磁响应加热模块附着于腿部的表面;
水凝胶药物缓释模块附着于磁响应加热模块的表面;
为方便说明上述结构,可参考合图1及图2分别示出的本申请胶囊内窥镜的结构示意图。
从图1可看出,胶囊内窥镜尚处于非工作状态,整体处于一种扁平状态,各部位未受到磁场作用。
从图2可清晰看出,在实际应用中,磁驱动模块的腿部可以如图中示出的,配置为4组数量,即图中的101、102、103以及104,磁驱动模块的软体机器人主体为图中的105,对应的,磁响应加热模块配置为附着于腿部的110、111、112以及113,同时,水凝胶药物缓释模块包括附着于磁响应加热模块的114、115、116以及117。
需要指出的是,图2所示组件的空间结构并不是胶囊内窥镜各组件的实际空间结构,图2示出内容为按照胶囊内窥镜从顶部到底部的各组件的实际空间结构,为方便理解,沿着图2左上到右下示出的层层堆叠的内容。
从图中还可看出,血氧检测模块,则可由柔性外壳106覆盖,例如PDMS-184、Ecoflex-003这类透明的柔性材料,并附着于软体机器人主体105上,即PPG血氧传感器单元107、NFC通讯单元108,同时,图中还示出了用于连接各组件的柔性导电聚合物109。
基于上述揭露的胶囊内窥镜的相关组件,当胶囊内窥镜处于受检者体内时,腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动胶囊内窥镜前进运动;
PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过NFC通讯单元发送至受检者体外的上位机,由上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物。
基于该实施例内容可得到,本申请对于胶囊内窥镜所揭露的运动机制,由胶囊内窥镜中磁驱动模块包括的可以做变形运动的腿部实现,当胶囊内窥镜处于受检者体内时,该腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,并借着变形过程中带来的作用力,推送胶囊内窥镜前进运动,在这运动过程中,由于既不需要依赖受检者的肠胃蠕动,也不需要依赖工作电源的电源支持,避免电源消耗、供应带来的高能耗、体积庞大的问题,因此,在该基于外部磁场源实现的主动运动机制下,具有高度灵活且应用成本较低的特点。
其次,本申请提出的胶囊内窥镜,还配置了水凝胶药物缓释模块,可由磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物,从而胶囊内窥镜还具有药物释放的功能,这对于胶囊内窥镜来说还具有进一步的医疗设备使用价值。
并且,由于将磁响应加热模块、水凝胶药物缓释模块附着于腿部,不仅在组件的空间布置上具有紧密、减少占用体积的特点,且对于外部的磁场源来说,其无论所需施加的是推动胶囊内窥镜前进运动的匀强磁场,还是促使胶囊内窥镜释放药物的交变磁场,其作用的位置具有高度集中甚至相同的特点,不仅减少了控制过程中的复杂度,还在设计、装配上具有简单、成本较低的优点。
在实际应用中,以胃部检查为例,在初步确定受检者存在胃部的特定病情时,又或者确定特定病情可引起胃部中的血氧变化后,则可根据胃部的血氧分析结果,触发胶囊内窥镜释放预先放置的特定药物,从而达到在检查胃部过程中实时治疗的效果。
下面则继续对上述各组件进行详细说明。
可以理解的是,在实际应用中,胶囊内窥镜整个的前进运动是可以由多轮短距离的前进运动组合成的,该运动机制依赖于磁驱动模块中的腿部与胶囊内窥镜外部的磁场源之间的配置。
在该情况下,腿部是预先接受过磁化的,如此可受到磁场源的磁场作用,而在磁场作用的每一轮作用过程中,腿部由磁场作用下产生的力发生形变,当磁场作用消失时,形变状态的腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送胶囊内窥镜前进运动,可以看出的是,胶囊内窥镜在前进运动中所获得的推力,是从腿部受磁场作用后的形变状态下产生的弹力,依靠多次产生的弹力,进行多次的短距离前进运动,实现胶囊内窥镜的前进效果。
继续以4组数量的腿部为例,参阅图3及图4分别示出的本申请胶囊内窥镜的磁驱动模块的两个结构示意图,为方便承受磁场作用,腿部的形状可以设置为薄片形状,同时,薄片形状的腿部也具有更佳的形变范围以及更快的形变速度,从而,可带来更为灵活的前进运动,当包括多个腿部时,则可在同一平面内呈环状配置,不仅在设计、装配上节省空间成本,并且也便于集中所施加的作用力。
进一步的,在实际应用中,腿部驱使胶囊内窥镜的作用力,除了包括了驱动胶囊内窥镜前进运动的作用力,还可包括调整胶囊内窥镜前进方向的作用力。
作为一种适于实用的实现方式,多组的腿部情况下,可根据作用力的方向,主要分为两种,即第一腿部以及第二腿部,这些腿部在磁场作用的每一轮作用过程中,由磁场作用下产生的力发生形变,当磁场作用消失时,形变状态的腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送胶囊内窥镜前进运动,而第一腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送胶囊内窥镜前进运动的作用力,第二腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的作用力是推送胶囊内窥镜反向运动的作用力,胶囊内窥镜在第一腿部以及第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
从图3以及图4中可看出的是,薄片形状的第一腿部以及第二腿部,其可受到吸引力以及排斥力,从而导致各自的形变状态是不同的,在实时的运动方向上可以认为是一正一反,如102、103、104受到排斥力向上弯曲,101受到吸引力向下发生弯曲,由于第二腿部不是均匀施力的,因此驱使胶囊内窥镜前进运动的作用力,并不是胶囊内窥镜的正前方,而是偏离正前方的前进方向,从而实现在前进运动的同时调整前进方向。
在实际应用中,如何在胶囊内窥镜外部驱使磁场发生器产生特定方向的匀强磁场,以促使胶囊内窥镜朝目标方向前进,显然,对于外部的工作站,该数据分析以及设备的调控,是容易通过数学模型或者神经网络模型甚至人工操作容易实现的,因此在此不再展开具体说明。
其中,对于可接受磁场作用的腿部,在实际应用中,可以是以柔性材料为基体,混合磁铁粒子后在脉冲磁化仪中进行磁化,并通过3D打印得到的,如此,在保持高性能磁性特性的基础上,还具有设计、生产上具有较高可控性的优点。
举例而言,可将柔性材料PDMS-184、Ecoflex-003作为基体,混合钕铁硼颗粒作为打印材料,在脉冲磁化仪中预磁化后可进行打印,并可根据打印路径来定义其磁畴方向,从而在宏观层面上可表现出特殊的极性,在磁场作用下,腿部受到磁场力的作用方向存在差异,因此可引起其产生对应方向的形变,进而可得到驱动胶囊内窥镜前进以及调整方向的作用力。
继续参阅图5,图5示出了本申请胶囊内窥镜的血氧检测模块的一种结构示意图,血氧检测模块除了NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元,还可包括信号放大、信号滤波这些涉及到信号传输过程中可进行信号处理的单元,达到提升信号质量的效果,从而可促使胶囊内窥镜更好的完成工作。
此时,需要提及的是,胶囊内窥镜除了可配置有电源模块供各组件工作所需工作电源,在实际应用中,还可配置为无线能量传输方式,即在NFC通讯单元的无线通讯的基础上,由NFC通讯单元通过无线能量传输方式获得,当然,在实际应用中,两者可以同时配置,随实际需要设置工作电源的提供者。
接着参阅图6,图6示出了本申请胶囊内窥镜进行血氧检测的一种场景示意图,从图6中可看出,上方的胶囊内窥镜贴于下方的待检测组织,在检测过程中,PPG血氧传感单元贴近或者说贴附于待检测组织表面,在NFC通讯单元传递过来的控制信号下向待检测组织发射脉冲光信号,穿过组织后反射回PPG血氧传感单元的光电二极管上得到反射光强度,接着信号通过放大与滤波单元后进入NFC通讯单元,NFC通讯单元将采集到的模拟信号转化为数字信号后通过13.56MHz天线发射出去被上位机接收,由上位机在通过计算后得出组织血氧值,以供下一步工作参考。
再参阅与图7,图7示出了本申请胶囊内窥镜的磁感应加热模块的一种结构示意图,在磁感应加热模块中的磁性材料,在外部磁场源施加的交变磁场作用下,产生了磁热效应,在该磁热效应下,随磁化强度的变化缓慢升温,从而促使附着在磁感应加热模块上的水凝胶药物缓释模块缓慢升温,在达到水凝胶相变温度时,水凝胶收缩并释放出包裹的药物,实现药物缓释的功能。
示例性的,本申请所提及的水凝胶,可采用化学交联的包覆有药物的PNIPAM温敏水凝胶,当升温至32℃左右时体积骤然收缩,将药物挤出。
结合上述内容,可看出,本申请所提供的胶囊内窥镜,其具有灵活运动的特点,在该基础上,还可兼具结构紧凑、体积小、可释放药物、无需携带电源的特点,同时,由于各组件还可尽可能地采用PDMS-184、Ecoflex-003这类柔性材料,还具有一定的变形能力,从而还可提高在胃肠道非结构空间中的通过性,在胃肠道空间中具有较佳的适应性。
本申请还提供了一种胶囊内窥镜的控制系统,该系统除了包括上述提及的胶囊内窥镜,还可包括上位机以及产生磁场源的磁场发生器。
该上位机,为控制设备,例如服务器、台式电脑、笔记本电脑、电脑一体机、个人数字助理(Personal Digital Assistance,PDA)等设备,可具有人机交互功能,从而在工作人员的监控、操作下,可完成胶囊内窥镜的检查工作。
在一些应用场景中,可以理解的是,上位机以及磁场发生器,还可能处于同一套的设备中,或者说,两者可以理解为同一设备。
其次,本申请在上述硬件结构内容的基础上,还提供了一种胶囊内窥镜的控制方法,该法应用于胶囊内窥镜的控制系统,控制系统包括上述内容提及的胶囊内窥镜、上位机以及产生磁场源的磁场发生器,胶囊内窥镜包括磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块;磁驱动模块包括软体机器人主体以及可以做变形运动的腿部;血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在软体机器人主体的表面,并由柔性外壳进行封装;磁响应加热模块附着于腿部的表面;水凝胶药物缓释模块附着于磁响应加热模块的表面;
当胶囊内窥镜处于受检者体内时,上位机触发磁场发生器产生磁场源,腿部在受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动胶囊内窥镜前进运动;
上位机触发PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过NFC通讯单元发送至受检者体外的上位机,由上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,上位机触发磁场发生器产生磁场源,磁响应加热模块在磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出水凝胶包裹的药物。
在一种示例性的实现方式中,腿部预先接受过磁化,在磁场作用的每一轮作用过程中,腿部由磁场作用产生的力发生形变,当磁场作用消失时,形变状态的腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送胶囊内窥镜前进运动。
在又一种示例性的实现方式中,腿部包括第一腿部以及第二腿部,第一腿部以及第二腿部呈环状配置,第一腿部以及第二腿部为薄片形状,第一腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送胶囊内窥镜前进运动的作用力,第二腿部在恢复过程中对胶囊内窥镜施加的作用力是推送胶囊内窥镜反向运动的作用力,胶囊内窥镜在第一腿部以及第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的胶囊内窥镜的控制系统、方法的具体工作过程,可以参考如前面胶囊内窥镜的说明,具体在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解,上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成,或通过指令控制相关的硬件来完成,该指令可以存储于一计算机可读存储介质中,并由处理器进行加载和执行。
为此,本申请提供一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,该指令能够被处理器进行加载,以执行本申请胶囊内窥镜的控制方法中的步骤,具体操作可参考前面胶囊内窥镜的说明,在此不再赘述。
其中,该计算机可读存储介质可以包括:只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取记忆体(Random Access Memory,RAM)、磁盘或光盘等。
由于该计算机可读存储介质中所存储的指令,可以执行本申请前面胶囊内窥镜的说明中的步骤,因此,可以实现本申请前面胶囊内窥镜的说明中所能实现的有益效果,详见前面胶囊内窥镜的说明,在此不再赘述。
以上对本申请提供的胶囊内窥镜、胶囊内窥镜的控制系统、方法以及计算机可读存储介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种胶囊内窥镜,其特征在于,所述胶囊内窥镜包括磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块;
所述磁驱动模块包括软体机器人主体以及可以做变形运动的腿部;
所述血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,所述NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在所述软体机器人主体的表面,并由所述柔性外壳进行封装;
所述磁响应加热模块附着于所述腿部的表面;
所述水凝胶药物缓释模块附着于所述磁响应加热模块的表面;
当所述胶囊内窥镜处于受检者体内时,所述腿部在所述受检者外部的磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动所述胶囊内窥镜前进运动;
所述PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过所述NFC通讯单元发送至所述受检者体外的上位机,由所述上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,所述磁响应加热模块在所述磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对所述水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出所述水凝胶包裹的药物。
2.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜,其特征在于,所述腿部预先接受过磁化,在所述磁场作用的每一轮作用过程中,所述腿部由所述磁场作用下产生的力发生形变,当所述磁场作用消失时,形变状态的所述腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送所述胶囊内窥镜前进运动。
3.根据权利要求2所述的胶囊内窥镜,其特征在于,所述腿部包括第一腿部以及第二腿部,所述第一腿部以及所述第二腿部呈环状配置,所述第一腿部以及所述第二腿部为薄片形状,所述第一腿部在恢复过程中对所述胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送所述胶囊内窥镜前进运动的作用力,所述第二腿部在恢复过程中对所述胶囊内窥镜施加的作用力是推送所述胶囊内窥镜反向运动的作用力,所述胶囊内窥镜在所述第一腿部以及所述第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
4.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜,其特征在于,所述腿部以柔性材料为基体,混合磁铁粒子后在脉冲磁化仪中进行磁化,并通过3D打印得到。
5.根据权利要求1所述的胶囊内窥镜,其特征在于,所述胶囊内窥镜的工作电源由所述NFC通讯单元通过无线能量传输方式获得。
6.一种胶囊内窥镜的控制系统,其特征在于,所述系统包括上位机、产生磁场源的磁场发生器以及如权利要求1至5中任一项所述的胶囊内窥镜。
7.一种胶囊内窥镜的控制方法,其特征在于,所述方法应用于所述胶囊内窥镜的控制系统,所述控制系统包括所述胶囊内窥镜、上位机以及产生磁场源的磁场发生器,所述胶囊内窥镜包括磁驱动模块、血氧检测模块、磁响应加热模块以及水凝胶药物缓释模块;所述磁驱动模块包括软体机器人主体以及可以做变形运动的腿部;所述血氧检测模块包括NFC通讯单元、PPG血氧传感器单元以及柔性外壳,所述NFC通讯单元以及PPG血氧传感器单元均安装在所述软体机器人主体的表面,并由所述柔性外壳进行封装;所述磁响应加热模块附着于所述腿部的表面;所述水凝胶药物缓释模块附着于所述磁响应加热模块的表面;
当所述胶囊内窥镜处于受检者体内时,所述上位机触发所述磁场发生器产生所述磁场源,所述腿部在所述受检者外部的所述磁场源的匀强磁场作用下产生相应的变形,推动所述胶囊内窥镜前进运动;
上位机触发所述PPG血氧传感器单元对所贴近组织进行血氧检测,并将血氧检测结果通过所述NFC通讯单元发送至所述受检者体外的上位机,由所述上位机进行血氧分析;
在出现血氧异常的情况时,所述上位机触发所述磁场发生器产生所述磁场源,所述磁响应加热模块在所述磁场源的交变磁场的作用下,产生热量并对所述水凝胶药物缓释模块进行加热,使得水凝胶收缩并释放出所述水凝胶包裹的药物。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述腿部预先接受过磁化,在所述磁场作用的每一轮作用过程中,所述腿部由所述磁场作用产生的力发生形变,当所述磁场作用消失时,形变状态的所述腿部恢复至正常状态,并在恢复过程中推送所述胶囊内窥镜前进运动。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述腿部包括第一腿部以及第二腿部,所述第一腿部以及所述第二腿部呈环状配置,所述第一腿部以及所述第二腿部为薄片形状,所述第一腿部在恢复过程中对所述胶囊内窥镜施加的第一作用力是推送所述胶囊内窥镜前进运动的作用力,所述第二腿部在恢复过程中对所述胶囊内窥镜施加的作用力是推送所述胶囊内窥镜反向运动的作用力,所述胶囊内窥镜在所述第一腿部以及所述第二腿部的作用下前进运动并调整前进方向。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有多条指令,所述指令适于处理器进行加载,以执行权利要求7至9任一项所述的方法。
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