CN115337046A - 可控肠内采样胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可控肠内采样胶囊，包括壳体和取样口打开装置，其中：所述壳体的外周上设置有多个取样口，所述可控肠内采样胶囊进入人体前，所述取样口被取样口打开装置封堵；所述取样口打开装置能够在所述可控肠内采样胶囊位于人体肠内的情况下，在设于体外的感应源的感应作用下产生形变，从而使所述取样口敞开。本发明通过体外感应源能够精确控制胶囊打开取样口的位置，确保取样口在肠内打开。

Description

可控肠内采样胶囊

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及可控肠内采样胶囊。

背景技术

小肠液是由小肠粘膜中的小肠腺所分泌，呈弱碱性，pH值约为8-9。成人每日分泌量约1～3L。小肠液边分泌边吸收，这种液体的交流为小肠内营养物质的吸收提供了媒介。

因此，小肠中所提取的液体的成份、pH值等都与胃液存在较大的差别，因此，小肠液的提取与分析对一些基本的诊断具有很大的帮助作用。

现有的小肠液提取方式通常有导管和胶囊两种方式。导管提取方式为将导管从口、胃进入小肠，通过负压抽吸的方式提取小肠液。这种方式长度较长的导管从病人口腔进入，病人不适感比较强，并且医生操作时间长。优点在于取样准确，并且取到的小肠液量较大。

胶囊方式则是采用具有可控阀门的胶囊吞入，待胶囊进入小肠后打开阀门采集小肠液，并将阀门在胶囊离开小肠区域前关闭，在人体排出胶囊后回收并取得胶囊中的小肠液。胶囊提取对病人来说较为舒适，但是其存在两次阀门控制可靠度低，容易失败，胶囊取得的小肠液较少，经常会有取不到小肠液的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种可控肠内采样胶囊，取样口的盖板在体外感应源感应下，确保在小肠内脱落，可靠度高。

本发明采用以下技术方案：可控肠内采样胶囊，包括壳体和取样口打开装置，其中：所述壳体的外周上设置有多个取样口，所述可控肠内采样胶囊进入人体前，所述取样口被取样口打开装置封堵；所述取样口打开装置能够在所述可控肠内采样胶囊位于人体小肠内的情况下，在设于体外的感应源的感应作用下产生形变，从而使所述取样口敞开。

可选地，所述感应源为感应磁场；所述取样口打开装置包括对热敏感的粘合剂和金属盖板，其中：所述对热敏感的粘合剂用于将金属盖板粘在取样口上从而使取样口被封堵；所述金属盖板能够在所述感应磁场的感应作用下发热从而使所述粘合剂失效，并且在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板能够产生形变。

可选地，所述金属盖板为弹性金属，在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板在弹性力作用下产生所述形变；或者，所述金属盖板为记忆合金，在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板在温度变化时的形状记忆效应下产生所述形变。

可选地，所述记忆合金为硅钢或坡莫合金材料。

可选地，所述壳体采用马氏体的镍铁合金材料制成。

可选到，所述对热敏感的粘合剂在温度达到40摄氏度的情况下粘合剂失效。

可选地，所述可控肠内采样胶囊还包括取样口闭合装置，所述取样口闭合装置用于在所述可控肠内采样胶囊收集小肠液之后，闭合所述取样口。

可选地，所述取样口闭合装置包括活塞、弹簧、可溶卡环和弹簧释放机构，其中：所述活塞环绕贴合于壳体内壁并且与所述取样口轴向相临；所述弹簧在轴向上位于活塞的远离取样口的一侧并且弹性方向指向取样口；所述弹簧释放机构用于在收集小肠液之后释放所述弹簧，从而使弹簧将活塞推动至取样口的位置。

可选地，所述弹簧释放机构包括固定在壳体内壁的可溶卡环，所述可溶卡环位于活塞的环形槽内，用于将弹簧卡在待释放状态；

所述可溶卡环与小肠液在壳体内行进路线相连通，从而使小肠液能够将可溶卡环溶解。

可选地，所述可溶卡环连通于小肠液在壳体内行进路线的末端。

可选地，所述活塞与壳体内壁之间设有第一密封圈。

可选地，还包括采样通道组件，所述采样通道组件与取样口相连通。

可选地，所述采样通道组件为圆筒状，包括由内向外依次套设内层管、中间层管、以及外层管此三层管，中间层管和外层管与两端的壳体密封连接；所述三层管之间由隔板连接，所述隔板垂直于采集通道组件轴线并且位于所述三层管中部；所述外层管的两端分别设有多个第一通孔，第一通孔与所述取样口相连通；所述中间层管设有多个第二通孔，第二通孔分布在隔板的两侧。

可选地，所述采样通道组件位于壳体内的中部，所述活塞设于所述采样通道组件与壳体内壁之间。

可选地，所述活塞内侧与采样通道组件的外壁之间设有第二密封圈。

可选地，所述壳体由互相连接的第一壳体部和第二壳体部组成，其中：第一壳体部的边缘设有环状凸起，环状凸起的壳体横截面上设有向第二壳体部延伸的插槽，第二壳体部的边缘插入所述插槽从而使第一壳体部和第二壳体部铆合在一起。

根据本发明的技术方案，可控肠内采样胶囊包括壳体和取样口打开装置，其中：壳体的外周上设置有多个取样口，可控肠内采样胶囊进入人体前，取样口被取样口打开装置封堵；取样口打开装置能够在可控肠内采样胶囊位于人体小肠内的情况下，在设于体外的感应源的感应作用下产生形变，从而使取样口敞开。本发明通过体外感应源能够精确控制胶囊打开取样口的位置，确保取样口在小肠内打开。

附图说明

为了说明而非限制的目的，现在将根据本发明的优选实施例、特别是参考附图来描述本发明，其中：

图1是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊(金属盖板脱离)的外部结构示意图。

图2是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊的外部结构示意图。

图3是金属盖板粘结状态的结构示意图。

图4是金属盖板脱离状态的结构示意图。

图5是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊的分解图。

图6是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊采样窗口未打开状态的示意图。

图7是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊金属盖板脱离状态的示意图。

图8是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊小肠液吸收后密封状态的示意图。

图中，1-壳体，11-环状凸起，2-取样口，3-金属盖板，4-采样通道组件，41-隔板，42-第一通孔，43-第二通孔，441-内层管，442-中间层管，443-外层管，5-活塞，51-环形槽，6-弹簧，7-第一密封圈，8-可溶卡环，9-第二密封圈。

具体实施方式

请参见图1，图1是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊(金属盖板脱离)的外部结构示意图；可控肠内采样胶囊包括壳体1和取样口打开装置，其中：壳体1的外周上设置有多个取样口2，可控肠内采样胶囊进入人体前，取样口2被取样口打开装置封堵；取样口打开装置能够在可控肠内采样胶囊位于人体小肠内的情况下，在设于体外的感应磁场的感应作用下产生形变，从而使取样口2敞开。

请参见图2，图2是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊的外部结构示意图；取样口打开装置包括对热敏感的粘合剂和金属盖板3，对热敏感的粘合剂在温度达到40-50摄氏度的情况下粘合剂失效；对热敏感的粘合剂用于将金属盖板3粘在取样口2上从而使取样口2被封堵；金属盖板3能够在感应磁场的感应作用下发热从而使粘合剂失效，并且在粘合剂失效的情况下，金属盖板3能够产生形变；这里粘合剂失效指的是粘合剂失去了粘合力。

请结合图3、图4，图3是金属盖板粘结状态的结构示意图，图4是金属盖板脱离状态的结构示意图；金属盖板3采用磁导率较高的金属材料制成，在体外小肠对应位置的外加磁场作用下，金属盖板3温度升高。肠内采样胶囊的金属盖板有两种实现方式，一种是采用弹性金属制作，金属盖板在外力的作用下发生弹性变形后采用胶水粘在胶囊壳体的取样口，通过胶水的粘接力克服弹性力；金属盖板温度升高后，胶水温度达到40°以上粘合剂失效，通过盖板的弹性力释放，使得盖板脱离壳体。另外一种是采用记忆合金制作，例如磁导率较高的硅钢或坡莫合金材料，在粘合剂失效的情况下，金属盖板3在温度变化时的形状记忆效应下产生形变，这里形状记忆效应指的是记忆合金在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状。在常温下记忆合金盖板的形状与取样口相应，可以很容易通过胶水站在壳体上。进入小肠后，在体外磁场作用下，记忆合金盖板温度升高，在形状记忆效应下，记忆合金盖板发生形变，产生弹力，同时胶水温度达到40°以上后，粘合剂失效，通过盖板的弹性力释放，使得盖板脱离壳体。第二种方式粘接盖板的时候比较方便，不需要施加克服盖板弹性的力。

壳体1磁导率远低于金属盖板3，例如壳体1采用马氏体的镍铁合金材料制成，使得在相同的交变磁场下，金属盖板3能够明显发热，而壳体1基本不发热，能够避免壳体1发热而影响采集的肠液例如小肠液。

采样胶囊的壳体1采用磁性金属材料制成，相比塑料壳体，壁厚更薄，内腔更大。

请结合图5、图6，图5是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊的分解图，图6是金属盖板粘结状态的结构示意图；采样通道组件4呈圆筒状，其内具有迂回的采集通道；采集通道组件4由相互套设的三层管组成，分别为内层管441、中间层管442、外层管443，这三层管之间在中间通过垂直于采集通道组件轴线的隔板41连接，中间层管442和外层443管与两端的壳体1密封连接；本发明实施方式中，采样通道组件4的外层管443的两端分别设有4个第一通孔42，4个第一通孔42位于一个圆的四个象限点(按图中视角)，采样通道组件4的中间层442管上位于隔板41的两侧分别设有4个第二通孔43，第一通孔42与第二通孔43位于采样通道组件4的同一个通过采样通道组件4轴线的纵剖面上。

请参见图7、图8，图7是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊金属盖板脱离状态的示意图，图8是本发明实施方式的可控肠内采样胶囊小肠液吸收后密封状态的示意图；活塞5呈环状，滑动设置在壳体1与采样通道组件4之间，可在弹簧6作用下封闭取样口2。在完成取样前，可溶卡环8限制活塞5的移动，从而保持取样口2的打开。当小肠液进入采集通道后从通道的一端流向另外一端(可判断小肠液充满了采集通道)，然后小肠液对连通采集通道的可溶卡环8进行溶解，在可溶卡环8被溶解破坏后，弹簧6推动活塞5，取样口2被活塞5封闭。

活塞5上具有3个密封圈，靠近壳体1的两个第一密封圈7用于密封取样口2，靠近采样通道组件4的第二密封圈9用于将采集通道的两端分隔开。

可溶卡环8位于壳体1内侧，活塞5的环形槽51内，与由采样通道组件4出来的小肠液通过活塞5与壳体1之间的微小缝隙相连通。

参见图6，壳体1由两部分铆合在一起，壳体1上具有两个环状凸起11，在工具的帮助下，可以在两个环状凸起11处将壳体1拆开，以取出壳体1内的采样通道组件4。

使用方式：

1、病人吞服采样胶囊，胶囊经食道、胃后进入小肠内，此时，采样窗口未打开，如图6所示。

2、通过检测仪器(强磁、超声、X光、CT等)确定采样胶囊进入小肠道位置，然后在腹部施加感应磁场，使取样口2的金属盖板3发热，从而导致金属盖板3产生形变从而从壳体1上脱离，取样口2打开，结果如图7所示；金属盖板3最后排出体外。

3、小肠液从取样口2进入胶囊，并通过采样通道组件4的采集通道；图7示出了小肠液的行进路线，如图中带箭头的虚线所示，小肠液依次通过第一通孔42和第二通孔43，进入采样通道组件4的内层管，然后，到采样通道组件4的另一端，再依次通过第二通孔43和第一通孔42。

4、小肠液由第一通孔42由采样通道组件4出来后，与设于壳体1内壁的可溶卡环8连通后将可溶卡环8溶解破坏，弹簧6推动活塞5，将取样口2封闭，结果如图8所示。

5、胶囊离开消化道即随排泄物排出体外，然后从排泄物中采用强磁吸引回收壳体1，并通过壳体1上具有的两个环状凸起11将壳体1拆开，取出采样通道组件4，获得其中的小肠液。

根据本发明实施方式的技术方案，金属盖板3采用磁导率较高的金属材料制成，金属盖板3通过对热敏感的聚合物粘合剂粘在取样口2上并对取样口2进行封堵；通过外加感应磁场能够精确控制胶囊打开取样口的位置，确保取样口在小肠内打开。

本发明实施方式中，壳体1磁导率远低于金属盖板3，在相同的交变磁场下，金属盖板3能够明显发热，而壳体1基本不发热。能够避免壳体1发热而影响采集的小肠液的问题。

根据本发明实施方式的技术方案，采样通道组件4内具有迂回的采集通道，当小肠液进入采集通道后从通道的一端流向另外一端，此时可判断小肠液充满了采集通道，然后小肠液对连通采集通道的可溶卡环8进行溶解，在可溶卡环8被溶解破坏后弹簧6推动活塞5，取样口2封闭；迂回的采集通道能够保证采集完小肠液然后再关闭取样口。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (16)

1.可控肠内采样胶囊，其特征在于，包括壳体(1)和取样口打开装置，其中：

所述壳体(1)的外周上设置有多个取样口(2)，所述可控肠内采样胶囊进入人体前，所述取样口(2)被取样口打开装置封堵；

所述取样口打开装置能够在所述可控肠内采样胶囊位于人体小肠内的情况下，在设于体外的感应源的感应作用下产生形变，从而使所述取样口(2)敞开。

2.根据权利要求1所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，

所述感应源为感应磁场；

所述取样口打开装置包括对热敏感的粘合剂和金属盖板(3)，其中：

所述对热敏感的粘合剂用于将金属盖板(3)粘在取样口(2)上从而使取样口(2)被封堵；

所述金属盖板(3)能够在所述感应磁场的感应作用下发热从而使所述粘合剂失效，并且在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板(3)能够产生形变。

3.根据权利要求2所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，

所述金属盖板(3)为弹性金属，在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板(3)在弹性力作用下产生所述形变；

或者，所述金属盖板(3)为记忆合金，在所述粘合剂失效的情况下，所述金属盖板(3)在温度变化时的形状记忆效应下产生所述形变。

4.根据权利要求3所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述记忆合金为硅钢或坡莫合金材料。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述壳体(1)采用马氏体的镍铁合金材料制成。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述对热敏感的粘合剂在温度达到40摄氏度的情况下粘合剂失效。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，

所述可控肠内采样胶囊还包括取样口闭合装置，所述取样口闭合装置用于在所述可控肠内采样胶囊收集小肠液之后，闭合所述取样口(2)。

8.根据权利要求7所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述取样口闭合装置包括活塞(5)、弹簧(6)、可溶卡环(8)和弹簧释放机构，其中：

所述活塞(5)环绕贴合于壳体(1)内壁并且与所述取样口(2)轴向相临；

所述弹簧(6)在轴向上位于活塞(5)的远离取样口(2)的一侧并且弹性方向指向取样口(2)；

所述弹簧释放机构用于在收集小肠液之后释放所述弹簧(6)，从而使弹簧(6)将活塞(5)推动至取样口(2)的位置。

9.根据权利要求8所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述弹簧释放机构包括固定在壳体(1)内壁的可溶卡环(8)，所述可溶卡环(8)位于活塞(5)的环形槽(51)内，用于将弹簧(6)卡在待释放状态；

所述可溶卡环(8)与小肠液在壳体(1)内行进路线相连通，从而使小肠液能够将可溶卡环(8)溶解。

10.根据权利要求9所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述可溶卡环(8)连通于小肠液在壳体(1)内行进路线的末端。

11.根据权利要求8所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述活塞(5)与壳体(1)内壁之间设有第一密封圈(7)。

12.根据权利要求8所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，还包括采样通道组件(4)，所述采样通道组件(4)与取样口(2)相连通。

13.根据权利要求12所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述采样通道组件(4)为圆筒状，包括由内向外依次套设内层管(441)、中间层管(442)、以及外层管(443)此三层管，中间层管(442)和外层管(443)与两端的壳体(1)密封连接；

所述三层管之间由隔板(41)连接，所述隔板(41)垂直于采集通道组件(4)轴线并且位于所述三层管中部；

所述外层管(443)的两端分别设有多个第一通孔(42)，第一通孔(42)与所述取样口(2)相连通；

所述中间层管(442)设有多个第二通孔(43)，第二通孔(43)分布在隔板(41)的两侧。

14.根据权利要求12所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述采样通道组件(4)位于壳体(1)内的中部，所述活塞(5)设于所述采样通道组件(4)与壳体(1)内壁之间。

15.根据权利要求14所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述活塞(5)内侧与采样通道组件(4)的外壁之间设有第二密封圈(9)。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的可控肠内采样胶囊，其特征在于，所述壳体(1)由互相连接的第一壳体部和第二壳体部组成，其中：

第一壳体部的边缘设有环状凸起(11)，环状凸起(11)的壳体横截面上设有向第二壳体部延伸的插槽，第二壳体部的边缘插入所述插槽从而使第一壳体部和第二壳体部铆合在一起。

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