CN113545733A - 抽吸式选择采样胶囊及采样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽吸式选择采样胶囊及采样系统，该抽吸式选择采样胶囊包括胶囊外壳，在胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门，胶囊外壳内具有至少一个负压单元，负压单元与每一个采样阀门之间具有独立的采样通道，每个所述采样通道上设置有过滤膜，过滤膜内侧的采样通道设有采样室，采样阀门打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜进入采样室。本发明通过采样室内外的压差实现抽吸，经过过滤孔尺寸不同的过滤膜过滤选择，实现不同目标采样物的采样，可实现消化腔道内容物选择性采样。
Description
技术领域
本发明属于胶囊型内窥镜技术领域，涉及一种采样胶囊，特别涉及一种抽吸式选择采样胶囊及采样系统。
背景技术
消化道疾病是我国乃至全球人口中最为常见的疾病之一，消化道感染细菌和消化道感染病毒是引起消化道疾病的首要诱因。
消化道感染细菌是指在肠道中增殖引起以胃肠道症状为主的疾病。数以万亿计定居在人体消化道多种微生物，其中大部分为肠道正常菌群，可能引起肠道外感染的细菌，主要包括肠杆菌科细菌、幽门螺杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌及弯曲菌属等。肠杆菌科细菌中的志贺菌属、沙门菌属与部分大肠埃希菌属对人类有致病作用。肠道细菌的共同特征是：外形成杆状，直径为0.3～5微米。
肠道感染病毒是一类通过污染的饮食物经消化道传播，主要包括人类肠道病毒、轮状病毒、肠道腺病毒、环状病毒和星状病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨奇(Coxsackievirus)病毒、艾柯(ECHO)病毒和新型肠道病毒(EV68、EV69、EV70、EV71型)等。肠道病毒的共同特征是：病毒体成球形，直径为24～30纳米。
消化道感染细菌和消化道感染病毒是引起消化道疾病的主要诱因，也是消化道疾病的早期征兆。而传统消化道检查主要通过使用内窥镜的手段进行消化道组织或内容物的采样、培养与检测，对病人带了严重的生理与心理创伤。同时，传统内窥镜检查一般发生在病人有明显病理特征之后，并未取得早检查、早发现、早治疗的效果。
目前在市场上使用的胶囊型内窥镜，虽然可以实现无痛、无创的消化道检查，但其主要检查手段是通过所携带的摄像头模组进行光学采样，检查采样数据以图片信息为主，无法实现针对消化道感染细菌和消化道感染病毒的内容物生化检测的效果。
经过检索，目前还没有本专利申请相关的技术方案。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种抽吸式选择采样胶囊及采样系统。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种抽吸式选择采样胶囊，其包括胶囊外壳，在所述胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门，所述胶囊外壳内具有至少一个负压单元，所述负压单元与每一个采样阀门之间具有独立的采样通道，每个所述采样通道上设置有过滤膜，过滤膜内侧的采样通道设有采样室，采样阀门打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜进入采样室。
本发明的抽吸式选择采样胶囊通过采样室内外的压差实现抽吸，经过过滤孔尺寸不同的过滤膜过滤选择，可实现不同目标采样物的采样，可应用于危险环境中细菌病毒的检测，例如将胶囊携带于机器人上，对环境恶劣区域或危险区域的细菌病毒的检测；当应用于消化道时，可实现消化腔道内容物选择性采样。由于使用了具有选择性通过的过滤膜，能够更加精准的筛选消化道感染细菌和消化道感染病毒。
根据本发明的一种优选实施方式，不同过滤膜的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。从而实现对不同尺寸目标采样物的采样。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述过滤膜的过滤孔径尺寸为20纳米至5微米。应用于消化道时，可实现消化腔道内细菌病毒的选择性采样。
根据本发明的再一种优选实施方式，所述胶囊外壳内具有一个负压单元以及与所述负压单元连接的一个或多个采样通道，所述采样阀门为可开合采样阀门。可控制可开合采样阀门的分别开启或者同时开启，实现不同采样室的同时或者分时采样，通过一个负压单元连接一个或多个采样通道，可实现一种或者多种目标物的采样。利用一个负压单元，结构简单，便于操作。
根据本发明的再一种优选实施方式，所述负压单元包括电机以及与电机连接的活塞，所述活塞在活塞腔内移动，所述活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。电机驱动活塞移动产生负压，可实现一次或多次采样。
根据本发明的一种优选实施方式，所述胶囊外壳内具有预设的负压腔体，所述负压腔体与采样通道连接或者为采样通道本体，所述采样阀门为可开合采样阀门。通过预设负压腔体，当阀门打开后，胶囊利用内外压差实现抽吸。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述可开合采样阀门由胶囊内压力控制开合，当采样通道为负压时，采样阀门开启。或者所述可开合采样阀门为电控阀门，当控制单元输出开启命令时，采样阀门开启。通过压力或者电控的方式实现采样阀门的开闭，实现目标物的采集和保存。或者可开合采样阀门为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放；可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。通过可溶性材料控制采样阀门的开闭，实现目标物的采集和保存。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述胶囊外壳包括透明外壳，所述胶囊内设置有电源、图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与监控设备无线通信，所述控制单元接收监控设备的控制信号，所述控制单元的阀门控制输出端与电控阀门的控制端连接，所述控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接。由此可根据消化道内图像等信息的不同进行采样。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述采样室内设置有一处或多处增殖培养衬底。目标样品还可以在采样室内设的培养衬底上选择性增殖，强化检测效果，提高检测的准确性。
根据本发明的另一种优选实施方式，在所述增殖培养衬底底部安装有频率检测单元，所述频率检测单元的频率输出端与控制单元单元的频率信息输入端相连。能够实时监测抽吸式选择采样胶囊内镜的选择性采样与增殖培养效果。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种选择性抽吸采样系统，其包括监控设备和本发明的抽吸式选择采样胶囊，所述抽吸式选择采样胶囊内设置有图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与监控设备无线通信，所述控制单元接收监控设备的控制信号，控制单元的控制输出端与电控阀门的控制端连接，控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接。
本利用本发明所提的胶囊内镜，进入人体消化道，对目标区域的消化道内容物进行采样。通过本发明的实施，能够实现无痛、无创、快速、灵敏、特异的消化道病原学诊断。
附图说明
图1是本发明一种优选实施方式中抽吸式选择采样胶囊的结构示意图；
图2是本发明一种优选实施方式中利用抽吸式选择采样胶囊进行肠道采样的示意图。
附图标记：
10抽吸式选择采样胶囊；101透明外壳；102主体外壳；103采样外壳；103a采样阀门；104采样室；104a过滤膜；104b培养衬底；104c频率监测单元；105负压单元；106无线通讯单元；107电源单元；107a非接触开关；108控制单元；109图像采集单元；109a照明单元；20监控设备；30无线能量传输发射装置。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明能够实现在消化道内对消化道内容物进行选择性采集、培养和运输，特别是实现了在消化道内根据图像等特定条件对消化道内容物进行选择性采集、培养和运输。本发明提供了建立快速、灵敏、特异的消化道病原学诊断技术，通过对目标检测物进行特征过滤、选择性增殖培养和晶体特征频率改变来实现。
本发明提供了一种抽吸式选择采样胶囊10，如图1所示，其包括胶囊外壳，在该胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门103a，胶囊外壳内具有至少一个负压单元105，该负压单元105与每一个采样阀门103a之间具有独立的采样通道，每个采样通道上设置有过滤膜104a，过滤膜104a内侧的采样通道设有采样室104，采样阀门103a打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜104a进入采样室104。
在本实施方式中，胶囊外壳可采用一体结构，其上设置有采样阀门103a。胶囊外壳也可分为几部分，如图1所示，其包括主体外壳102和采样外壳103，主体外壳102具有一定硬度，采样外壳103设置有一个或者多个采样阀门103a。具体采样阀门103a可设置在胶囊的任意位置，优选设置在胶囊的端部，更优选地设在胶囊的一端。图1中只示出了装备一个采样阀门103a的实施例。
在本实施方式中，胶囊外壳内具有一个或多个负压单元105，具体负压单元105可与采样通道一一对应，也可以一个负压单元105连接多个采样通道。采样阀门103a为可开合采样阀门。
可开合采样阀门具体可由胶囊内压力控制开合，该采样阀门103a与胶囊外壳铰接或者通过弹簧、伸缩杆等弹性连接件与采样通道内壁连接，采样阀门103a打开时向胶囊内运行，移动至采样通道的内侧壁处。当采样通道为负压时，采样阀门103a被胶囊的内外压差开启，移动至采样通道的内侧壁处，采样通道开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。当采样通道内的压力升高到一定值时，弹性连接件的弹性力使阀门归位。当采样阀门103a与胶囊外壳铰接时，可采用自动回位弹簧合页设置，自动回位弹簧使阀门使归位。
需要说明的是，当采样阀门103a由胶囊内压力控制开合时，可对回位力进行设置(例如选取弹性力合适的弹簧)，使其小于胶囊内外压差最大时产生的压力，例如当其为胶囊内外压差最大时产生压力的20％时，使阀门归位。
在本发明另外的优选实施方式中，可开合采样阀门为电控阀门，其由控制单元108输出控制命令控制开启或闭合。优选的，可采用磁吸开关，例如在阀门内侧设置永磁铁/电磁铁，在胶囊内设置电磁铁/永磁铁，当电磁铁通电后，两磁铁相吸阀门打开，当电磁铁不通电时，阀门闭合。也可以在电磁铁内套设永磁铁，电磁铁通电后与其内的永磁铁的极性相反，当电磁铁通电后，吸力使阀门打开，当电磁铁不通电时，斥力使阀门闭合。如果在电磁铁内不设置永磁铁，可以采用归位弹簧的设置使阀门归位，具体阀门可以与胶囊壳体铰接也可通过弹簧与胶囊内部(例如采样通道的内侧壁)连接，胶囊内设置的电磁铁/永磁铁可位于采用通道的侧壁上，当阀门打开后移动至采样通道的内壁处，采样通道被开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。当然，也可以在采样通道的与阀门相对的位置中的部分位置处设置磁铁，使阀门受吸引力或者排斥力朝胶囊外开启。
在本发明另外的优选实施方式中，可开合采样阀门也可为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放。可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。可溶性采样阀门采用在特定外部环境下溶解的材料，例如在一定酸、碱度条件下溶解的材料，优选为肠溶性材料，具体可以为但不限于明胶，羟丙甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素，邻苯二甲酸醋酸纤维素，羟丙基纤维素，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚酰胺，聚乙烯吡咯烷酮等。具体实施时可在采样通道的出口处设置可溶性材料，可溶性材料的一侧设置有与胶囊外壳连接的阀门，具体可通过具有回位装置(例如回位弹簧)的铰接。没有到达溶解环境时，可溶性材料使采样通道封闭，当到达溶解环境时，可溶性材料溶解，采样通道开放，目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104。具体可设置靠近采样阀门的可溶性材料更厚或者更难溶解，当目标采样物通过过滤膜104a进入采样室104后一段时间后，靠近采样阀门的可溶性材料溶解，阀门被完全释放，阀门闭合。
在本发明的一种优选实施方式中，胶囊外壳内的负压单元105与采样通道一一对应，具体可设置一个采样通道也可设置多个采样通道，优选设置一个采样通道，例如负压单元105包括电机以及与电机连接的活塞，活塞可在活塞腔内移动，活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。电机驱动活塞移动产生负压，可实现采样。具体在本实施方式中，采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a或者由胶囊内压力控制的采样阀门103a，更优选的为电控采样阀门103a。
在本发明的另一种优选实施方式中，胶囊外壳内的负压单元105与多个采样通道连接，负压单元105包括电机以及与电机连接的活塞，活塞可在活塞腔内移动，活塞腔与采样通道均密封连通。电机驱动活塞移动产生负压，可实现采样。具体在本实施方式中，采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a。当控制单元108控制负压单元105的电机带动活塞运行时，活塞腔内产生负压，控制单元108控制一个或者多个采样阀门103a开启，实现目标采样物的采集，当一次采样完成后，采样阀门103a被闭合，当需要二次采样时，控制单元108再次控制负压单元105的电机带动活塞运行，活塞腔内产生负压，控制单元108控制之前没有开启的一个或者多个采样阀门103a开启，实现目标采样物的采集，按照此方案还可进行三次或者更多次的采样。如此可控制可开合采样阀门的分别开启或者同时开启，实现不同采样室104的同时或者分时采样，通过一个负压单元105连接一个或多个采样通道，可实现一种或者多种目标物的采样。
在本发明的第三种优选实施方式中，胶囊外壳内具有至少一个预设的负压腔体，每一个负压腔体与一个或者多个采样通道连接，负压腔体或者为采样通道本体，例如可以预设的采样通道内为负压状态。采样阀门103a为可开合采样阀门103a，优选为电控采样阀门103a，或者为可溶性材料控制的阀门。当阀门打开或者溶解后，对应的采样通道利用内外压差实现抽吸。
本发明的抽吸式选择采样胶囊10通过采样室104内外的压差实现抽吸，经过过滤孔尺寸不同的过滤膜104a过滤选择，可实现不同大小不同种类目标采样物的采样，可应用于危险环境中细菌病毒的检测，例如将胶囊携带于机器人上，对环境恶劣区域或危险区域的细菌病毒的检测；当应用于消化道时，可实现消化腔道内容物选择性采样。由于使用了具有选择性通过的过滤膜104a，能够更加精准地筛选消化道感染细菌和消化道感染病毒。
在本实施方式，不同过滤膜104a的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。从而实现对不同尺寸目标采样物的采样。例如每一个过滤膜104a上的过滤孔尺寸相同，不同过滤膜104a的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。在另外的优选实施方式中，每一个过滤膜104a上的过滤孔的尺寸也不相同。可以同时选择多种尺寸的目标物进入采样室104。
在本实施方式中，过滤膜104a的过滤孔径尺寸为20纳米至5微米。应用于消化道时，可实现消化腔道内细菌病毒的选择性采样。优选地，过滤膜104a的过滤孔径尺寸为0.3～5微米，或者过滤膜104a的过滤孔径尺寸为24～30纳米。
在本实施方式中，采样室104内设置有一处或多处增殖培养衬底104b，优选在采样室104的内表面设置一处或多处增殖培养衬底104b。目标样品可以在采样室104内设的培养衬底104b上选择性增殖，强化检测效果，提高检测的准确性。
在本实施方式，在增殖培养衬底104b底部安装有频率检测单元，频率检测单元的频率输出端与控制单元108单元的频率信息输入端相连。能够实时监测抽吸式选择采样胶囊内镜的选择性采样与增殖培养效果。
在本实施方式中，采样室104是抽吸式选择采样胶囊内镜完成选择性采样和增殖培养的核心组件。采样开启时，采样室104内部呈现负压，消化道内容物通过采样阀门103a被吸入采样室104前端的采样通道，继而通过过滤膜104a进入采样室104内。过滤膜104a是一种具有特殊孔径的薄膜材料，孔径为20纳米至5微米，从而能够进入采样室104的内容物被选择性筛选出来。采样室104内壁上还包括培养衬底104b。根据监测目标不同，培养衬底104b可以选择不同的培养基，例如通用的用于增殖培养消化道感染细菌的SS琼脂。位于培养衬底104b底部还设置了频率检测单元104c。频率检测单元104c能够根据表面依附的材料状态改变自身的频率特性，一般可采用晶体振荡器实施。频率检测单元104c通过线路与控制单元108连接，传送自身的频率检测输出，从而检测所依附的培养衬底104b的培养状态。
根据本发明的另一种优选实施方式，胶囊外壳包括透明外壳101，透明外壳101可位于胶囊的一侧，优选与采样阀门103a相对设置。胶囊内设置有电源单元107、图像采集单元109、控制单元108和无线通讯单元106。电源单元107为图像采集单元109、控制单元108、无线通讯单元106、采样阀门103a、负压单元105提供电能。图像采集单元109的信号输出端与控制单元108的图像信息输入端连接，控制单元108的信息输出端与无线通讯单元106的信号输入端连接，控制单元108通过无线通讯单元106与监控设备20无线通信，无线通讯单元106将胶囊内镜产生的信息与数据以无线电波的形式发送出去，并且能够接收监控设备20的无线指令。控制单元108接收监控设备20的控制信号，控制单元108的阀门控制输出端与采样阀门103a的控制端连接，控制单元108的负压控制输出端与负压单元105的控制端连接。由此可根据消化道内图像等信息的不同进行采样。在本身实施方式中，图像采集单元109包括图像传感器和照明单元109a。图像传感器可使用CMOS图像传感器实施，照明单元109a采用LED发光二极管。发光二极管发出光线，照亮采集区域，便于图像传感器进行图像采集。图像采集单元109实现抽吸式选择采样胶囊内镜对场景的照明与图像采集功能。在本实施方式中，图像采集单元109、控制单元108和无线通讯单元106的结构可采用现有的图像检测型胶囊内镜内的图像采集单元、控制单元和无线通讯单元的型号和结构。控制单元108的阀门控制端与阀门的使能端连接，控制单元108的电机控制端与电机的使能端连接，可根据监控设备的输入命令分别控制阀门的开合以及电机的往复运行。具体的控制命令和控制方法可采用现有技术，例如，现有的利用步进电机，步进电机与活塞推杆的端部连接，外螺纹套与步进电机的转轴连接，外螺纹套与内螺纹套螺旋连接使得其可沿着该内螺纹套的轴向螺旋前进或者后退，从而带动推杆沿轴向前进或后退。以及现有控制门禁开启闭合的方法等。在本实施方式中，可手动通过监控单元输入命令，先控制电机运行，实现负压，然后再控制阀门开启。
在本实施方式中，胶囊内的各部件可以如图1所示紧致地布置在一起，也可以在不同部件间设置一定的间隔，以胶囊内镜的体积能够吞服为限。
在本实施方式中，透明外壳101是一种光学半球体，能够通过来自图像采集单元109发出的照明光线和视野范围内的场景光线，最终被图像采集单元109接收。透明外壳101具有一定的光学特性，提高图像采集单元109的视场角与成像质量。主体外壳102构成抽吸式选择采样胶囊内镜的主体外壳结构，其材质可与透明外壳101和采样外壳103不同，一般采用耐腐蚀的医用高分子材料。
在本实施方式中，监控设备20具有监控屏幕和输入设备，接收无线通讯单元106传输来的图像信息并通过监控屏幕显示，可通过输入设备输入控制命令，控制负压单元105和采样阀门103a的工作，例如可以设置负压单元105的电机移动和归位的按钮，以及设置阀门开启和闭合的按钮，具体通过操作者手动按动不同的按钮向控制器输出控制命令，控制对应的部件运行，具体监控单元可采用电脑或者手机，监控设备的监控屏幕和输入设备可采用一体的触控显示单元。具体控制单元接收控制命令并输出给负压单元105和采样阀门103a的方法可采用现有技术中的方法，例如可采用现有的遥控器等移动设备控制外部设备运行的方法。
在本实施方式中，电源单元107可使用电池，也可如图2所示，使用无线能量传输线圈从外部获取电能，无线能量传输线圈与能量储藏单元连接，无线能量传输线圈接收无线能量传输发射装置30的交变磁场并转变为直流电，给能量储存装置充电。该电源单元107上设置非接触开关，有选为红外线放电开关。电源单元107是抽吸式选择采样胶囊内镜的能量单元，为抽吸式选择采样胶囊内镜各个功能单元提供能量。如图2所示，电源单元107包括交变磁场耦合线圈，整流电路以及电源管理电路，可以将体外无线能量传输发射装置30所发射的交变磁场转变为直流电源，输送给抽吸式选择采样胶囊内镜的各个功能单元或储存在储能元件中。储能元件可以为超级电容或可充电电池。
在本实施方式中，无线通讯单元106集成了信号调制、解调与射频收发的功能，负责抽吸式选择采样胶囊内镜与体外监控设备20的通讯连接。无线通讯单元106将图像采集单元109和频率检测单元104c采集的图像和采样室104状态数据，通过电磁场的形式传送到体外监控设备20，并接收来自体外监控设备20的控制指令。
本发明抽吸式选择采样胶囊通过无线通讯单元与体外设备进行无线通讯。抽吸式选择采样胶囊内镜可装备透明外壳与图像采集单元109，实现消化道内光学图像的采集，并通过无线通讯单元将采集数据传输至体外设备。抽吸式选择采样胶囊内镜也可以根据图像采集单元109所采集的图像，自主判断进行采样功能的开启或者关闭，具体可采用机器学习方式，在控制单元108内预设经过训练的数据集，图像采集单元109采集的图像传输给控制单元108进行对比，如果有相似图像则启动负压单元105和开启阀门进行目标物的采集。
本发明提供了一种选择性抽吸采样系统，其包括监控设备和本发明的抽吸式选择采样胶囊，所述抽吸式选择采样胶囊内设置有图像采集单元109、控制单元108和无线通讯单元106，所述图像采集单元109的信号输出端与控制单元108的图像信息输入端连接，所述控制单元108的信息输出端与无线通讯单元106的信号输入端连接，所述控制单元108通过无线通讯单元106与监控设备无线通信，所述控制单元108接收监控设备的控制信号，控制单元108的控制输出端与电控阀门的控制端连接，控制单元108的负压控制输出端与负压单元105的控制端连接。本利用本发明所提的胶囊内镜，进入人体消化道，对目标区域的消化道内容物进行采样。通过本发明的实施，能够实现无痛、无创、快速、灵敏、特异的消化道病原学诊断。
图2是示出本发明的一种实施方式的使用系统示意图。该使用系统据具有：抽吸式选择采样胶囊内镜10，体外监控设备20，以及无线能量传输发射装置30。抽吸式选择采样胶囊内镜10与体外监控设备20通过无线通讯方式连接。抽吸式选择采样胶囊内镜10将采集的图像信息与采样状态信息通过无线电磁波方式传送至体外监控设备20，并接收体外的控制命令。无线能量传输发射装置30将来自市电或其它电源设备的电能转化为交变磁场，抽吸式选择采样胶囊内镜通过感应所述的交变磁场，将电磁能转化为直流电能进行使用，或者存储至抽吸式选择采样胶囊内镜内部的储能元件中。本发明所提抽吸式选择采样胶囊内镜10，可通过无线通讯方式与体外监控设备20连接，接收无线能量传输发射装置30所发射出的交变磁场，并转化为直流电能进行使用或者存储。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (16)
1.一种抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，包括胶囊外壳，在所述胶囊外壳上设有至少一个可开启的采样阀门，所述胶囊外壳内具有至少一个负压单元，所述负压单元与每一个采样阀门之间具有独立的采样通道，每个所述采样通道上设置有过滤膜，过滤膜内侧的采样通道设有采样室，采样阀门打开后在负压作用下目标采样物通过相应过滤膜进入采样室。
2.如权利要求1所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，不同过滤膜的过滤孔径尺寸相同、不全部相同或全部不相同。
3.如权利要求1或2所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述过滤膜的过滤孔径尺寸为20纳米至5微米。
4.如权利要求1所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述胶囊外壳内具有一个负压单元以及与所述负压单元连接的一个或多个采样通道，所述采样阀门为可开合采样阀门。
5.如权利要求1或4所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述负压单元包括电机以及与电机连接的活塞，所述活塞在活塞腔内移动，所述活塞腔与采样通道密封连通或者为采样通道的一部分。
6.如权利要求1所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述胶囊外壳内具有至少一个预设的负压腔体，所述负压腔体与采样通道连接或者为采样通道本体，所述采样阀门为可开合采样阀门。
7.如权利要求4所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述可开合采样阀门由胶囊内压力控制开合，当采样通道为负压时，采样阀门开启。
8.如权利要求4或6所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述可开合采样阀门为电控阀门，当控制单元输出开启命令时，采样阀门开启。
9.如权利要求8所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述可开合采样阀门为磁吸开关。
10.如权利要求4或6所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述可开合采样阀门为可溶性材料控制的阀门，当可溶性材料溶解时，采样通道开放；可溶性材料溶解后阀门动作通道闭合。
11.如权利要求1或5所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述胶囊外壳包括透明外壳，所述胶囊内设置有电源单元、图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与监控设备无线通信，所述控制单元接收监控设备的控制信号，所述控制单元的阀门控制输出端与电控阀门的控制端连接，所述控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接。
12.如权利要求1所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述采样室内设置有一处或多处增殖培养衬底。
13.如权利要求12所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，在所述增殖培养衬底底部安装有频率检测单元，所述频率检测单元的频率输出端与控制单元单元的频率信息输入端相连。
14.如权利要求11所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述图像采集单元包括图像传感器和发光二极管。
15.如权利要求11所述的抽吸式选择采样胶囊，其特征在于，所述电源单元采用电池作为能量源；或者采用无线能量传输线圈从外部获取电能，无线能量传输线圈的能量输出端与能量储藏单元连接。
16.一种选择性抽吸采样系统，其特征在于，包括监控设备和权利要求1-15之一所述的抽吸式选择采样胶囊，所述抽吸式选择采样胶囊内设置有图像采集单元、控制单元和无线通讯单元，所述图像采集单元的信号输出端与控制单元的图像信息输入端连接，所述控制单元的信息输出端与无线通讯单元的信号输入端连接，所述控制单元通过无线通讯单元与监控设备无线通信，所述控制单元接收监控设备的控制信号，控制单元的控制输出端与电控阀门的控制端连接，控制单元的负压控制输出端与负压单元的控制端连接。
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