CN200984246Y - 消化道遥控释药装置 - Google Patents

Abstract

消化道遥控释药装置，包括体外遥控装置与电子胶囊，电子胶囊包括外壳、遥控电路模块、弹簧、活塞、定位标记源、药物释放通道机构，电子胶囊中的遥控电路模块包括电磁能量耦合单元，而不包括储存了电能的储能单元，电磁能量耦合单元包括耦合天线、谐振电路，体外遥控装置包括一个高频电磁场发生装置，耦合天线耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻及电子胶囊中的其他电路元件供电。本实用新型主要用于在动物或人体的消化道释放物质，如药物、食物、标记物等，相对于以往技术方案，由于采用了耦合体外能量供电的方式缩小了体积，增加了安全性。

Description

消化道遥控释药装置

技术领域：

本实用新型涉及一种消化道遥控释药装置，用于在动物或人体的消化道遥控释放物质，如药物、食物、标记物等。

背景技术：

遥控释药装置是一种基于微机械电子技术的药物释放装置，可以通过体外遥控，控制药物在消化道的释放时间及释放位置，在临床治疗、药物消化道吸收研究方面具有良好的应用价值。在中国专利CN200410040809.3中公开了一种消化道药物定点释放装置，包括体外遥控机构与可吞入的电子胶囊，电子胶囊包含外壳、电池、遥控电路模块、弹簧、活塞、储药仓、药物释放通道机构、定位标记源，其特征在于活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控电路模块包括一个微型发热电阻，一根低熔点的聚合物线将活塞固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧处于压缩状态并被约束于活塞与遥控电路模块之间，聚合物线与微型发热电阻接触，遥控电路模块接收到体外遥控机构发射的遥控信号后接通电路，微型发热电阻在电源作用下温度迅速升高，熔断聚合物线，处于压缩状态的弹簧得到释放，活塞在弹簧的驱动下向电子胶囊另外一端运动，药物释放通道机构在活塞运动产生的压力作用下打开，储药仓中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构释放出来。

上述发明存在以下两个缺点：一个是电子胶囊的能源采用纽扣电池，电池存在着慢性耗电现象，因此，胶囊封装后，电池的耗电会导致可靠性下降，另外纽扣电池含有对人体有害的成分，一旦胶囊泄露，会对人体造成潜在的伤害，另外，由于技术的限制，纽扣电池的体积较大，占据了较大的空间，导致胶囊体积大，难于吞服，或者导致储药仓体积较小，难于装入足够的药物。另外一个缺点是，触发胶囊释放药物动作后，药物是否成功释放，缺乏验证信息，体外操作人员无法知道是否成功触发了药物释放。

发明内容：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构精简单、高安全性、具有触发指示功能的消化道药物定点释放装置。

本实用新型的技术方案是：消化道遥控释药装置包括体外遥控装置与电子胶囊，电子胶囊包括外壳、遥控电路模块、弹簧、活塞、定位标记源、药物释放通道机构，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控电路模块包括一个微型发热电阻，一根低熔点的聚合物线将活塞固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧处于压缩状态并被约束于活塞与遥控电路模块之间，聚合物线与微型发热电阻接触。遥控电路模块包括电磁能量耦合单元，而不包括储存了电能的储能单元，电磁能量耦合单元包括耦合天线、谐振电路，体外遥控装置包括一个高频电磁场发生装置，耦合天线耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻及电子胶囊中的其他电路元件供电。

遥控电路模块中包括一个微型电路开关机构、一个微型射频发生电路，其电路结构为：微型电路开关机构与微型射频发生电路并联后与微型发热电阻、电磁能量耦合单元构成串联电路；当微型电路开关机构电路闭合时，微型射频发生电路因微型电路开关的闭合短路而无法获得电磁能量耦合单元的电能供给，电磁能量耦合单元仅对微型发热电阻供电；当微型电路开关机构电路断开时，微型射频发生电路、微型发热电阻与电磁能量耦合单元串联连接，电路导通，电磁能量耦合单元对微型发热电阻及微型射频发生电路供电，微型射频发生电路向体外发射电磁波信号，电磁波信号的频率大于100KHZ。

微型电路开关机构包括一个可在机械拉力作用下断开的细径导线，具体结构为：微型电路开关机构电路中的两点之间，利用直径在0.01～0.1mm之间，长度在0.5mm～3mm之间的细径导线联结，一根尼龙线的两端固定在活塞上，形成一个环，细径导线穿过尼龙线构成的环中，当活塞处于固定位置时，细径导线电路导通，为所述微型电路开关机构的闭合状态；当活塞向一端运动时，活塞拉动尼龙线运动，尼龙线对细径导线产生压力，细径导线在压力作用下断裂，电路断开，为所述微型电路开关机构的断开状态。

微型电路开关机构包括一个微型磁开关，该微型磁开关为常开状态，在静态磁场的作用下开关闭合；电子胶囊的活塞为永磁体材料制作或者在活塞中嵌入了永磁体，当活塞固定在遥控电路模块一端时，活塞中的静态磁场使得微型磁开关闭合，为所述微型电路开关机构的闭合状态；当活塞向一端运动时，磁场衰减，微型磁开关电路断开，为所述微型电路开关机构的断开状态。

本实用新型的工作过程为：志愿者、或者患者吞入电子胶囊后，利用X射线透视机器、B超、ECT等现有医疗设备、或者专用的定位跟踪系统监测电子胶囊在消化道中的位置，当到达指定区域时，体外遥控装置发射出高频电磁场，位于消化道内的电子胶囊中的耦合天线耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻及电子胶囊中的其他电路元件供电，微型发热电阻在电源作用下，温度迅速升高并熔断聚合物线，活塞在压缩弹簧的驱动下向电子胶囊另外一端运动，在活塞运动产生的压力作用下，密封塞脱落，储药仓中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构释放出来。与此同时，当活塞运动时，活塞的向一端运动使得原来处于闭合状态的微型电路开关机构变为断开状态，微型射频发生电路电路导通，微型射频发生电路向体外发射电磁波信号，指示药物释放动作的进行。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、结构精简，高安全性。本实用新型和以往技术方案相比，利用耦合体外电磁场能量获得电源，省略了电池，不仅有效地节约了空间，使得结构更加精简，而且避免了电池泄露对人体的潜在伤害，安全性更高。

2、提高了可靠性，并具有药物释放动作进行后的指示功能。本实用新型方案避免了电池存在着慢性耗电现象，控制的可靠性得到了进一步的提高。同时，活塞向一端运动代表着药物释放动作被成功触发，活塞的运动导致了微型射频电路向体外发射电磁波信号，该电磁波信号指示了药物释放动作的成功进行。

附图说明：

图1是本实用新型的装置组成图。

图2是耦合天线为螺线管式的电子胶囊结构示意图。

图3是耦合天线为螺线管式的遥控电路模块电路示意图。

图4是耦合天线为多层平面螺旋线圈式的电子胶囊结构示意图。

图5是多层平面螺旋线圈式天线结构示意图。

图6是耦合天线为多层平面螺旋线圈式的遥控电路模块电路示意图。

图7是耦合天线为多层平面螺旋线圈式与螺线管式组合的电子胶囊结构示意图。

图8是耦合天线为多层平面螺旋线圈式与螺线管式组合的遥控电路模块电路示意图。

图9是含有微型电路开关机构及微型射频发生电路的遥控电路模块电路示意图。

图10是微型电路开关机构处于电路闭合状态下的遥控电路模块电路示意图。

图11是微型电路开关机构处于电路断开状态下的遥控电路模块电路示意图。

图12是一种具有微型电路开关机构的电子胶囊结构示意图。

图13是一种微型电路开关机构的结构示意图。

图14是一种具有微型电路开关机构的电子胶囊结构示意图。

图15是一种微型电路开关机构的结构示意图。

在图1至图15中：

1-体外遥控装置，2-电子胶囊，3-遥控电路模块，4-微型发热电阻，5-聚合物线，6-弹簧，7-活塞，8-定位标记源，9-外壳，10-药物释放通道机构，11-密封塞，12-螺线管式耦合天线，13-药液，14-谐振电路，15-多层平面螺旋线圈式耦合天线，16-平面螺旋线圈，17-电路开关机构，18-微型射频发生电路，19-细径导线，20-尼龙线，21-微型磁开关

具体实施方式：

一种消化道遥控释药装置，包括体外遥控装置[1]与电子胶囊[2]，电子胶囊[2]包括外壳[9]、遥控电路模块[3]、弹簧[6]、活塞[7]、定位标记源[8]、药物释放通道机构[10]，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控电路模块[3]包括一个微型发热电阻[4]，一根低熔点的聚合物线[5]将活塞[7]固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧[6]处于压缩状态并被约束于活塞[7]与遥控电路模块[3]之间，聚合物线[5]与微型发热电阻[4]接触。药物释放通道机构[10]为一个圆形通孔，利用密封塞[11]密封。定位标记源[8]为永磁体、或者为医用放射性示踪剂；为了节约空间，定位标记源[8]可以被嵌入、或者被封装在活塞[7]之中。

电子胶囊[2]中的遥控电路模块[3]包括电磁能量耦合单元，而不包括储存了电能的储能单元，电磁能量耦合单元包括耦合天线[12，15]、谐振电路[14]，体外遥控装置包括一个高频电磁场发生装置，耦合天线[12，15]耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电。

遥控电路模块中所包括的耦合天线，其结构可以为螺线管式耦合天线[12]，天线缠绕在外壳的内壁与外壁之间，天线材料为铜漆包线、或者镀银漆包线、或者多股漆包线，天线直径在0.05mm至0.3mm之间。耦合天线的结构也可以为多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]，由多层平面螺旋线圈[16]串联或者并联组成，螺旋线圈层之间相互绝缘隔离，其隔离材料为绝缘漆、或者磁介质材料，螺旋线圈层的厚度在0.05mm至0.3mm之间，可以通过LTCC(低温共烧多层陶瓷)工艺来加工多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]。耦合天线的结构也可以为螺线管式天线[12]与多层平面螺旋线圈式天线[15]的串联或者并联组合。

遥控电路模块[3]中包括一个微型电路开关机构[17]、一个微型射频发生电路[18]，其电路结构为：微型电路开关机构[17]与微型射频发生电路[18]并联后与微型发热电阻[4]、电磁能量耦合单元构成串联电路；当微型电路开关机构[17]电路闭合时，微型射频发生电路[18]因微型电路开关[17]的闭合短路而与电磁能量耦合单元的电路断开，电磁能量耦合单元仅对微型发热电阻供电；当微型电路开关机构[17]电路断开时，微型射频发生电路[18]、微型发热电阻[4]与电磁能量耦合单元串联连接，电路导通，电磁能量耦合单元对微型发热电阻[4]及微型射频发生电路[18]供电，微型射频发生电路[18]向体外发射电磁波信号，电磁波信号的频率大于100KHZ。

微型电路开关机构[17]可以为以下结构：微型电路开关机构[17]包括一个可在机械拉力作用下断开的细径导线，具体结构为：微型电路开关机构电路中的两点之间，利用直径在0.01-0.1mm之间，长度在0.5mm-3mm的细径导线[19]联结，一根尼龙线[20]的两端固定在活塞[7]上，形成一个环，细径导线[19]穿过尼龙线[20]构成的环中，当活塞[7]处于固定位置时，细径导线[19]电路导通，为所述微型电路开关机构[17]的闭合状态；当活塞[7]向一端运动时，活塞[7]拉动尼龙线[20]对细径导线[19]产生压力，细径导线[19]在压力作用下断裂，电路断开，为所述微型电路开关机构[17]的断开状态。

微型电路开关机构[17]也可以为以下结构：微型电路开关机构[17]包括一个微型磁开关[21]，该微型磁开关为常开状态，在静态磁场的作用下开关闭合；活塞[7]为永磁体材料制作或者在活塞中嵌入了永磁体[8]，当活塞[7]固定在遥控电路模块[3]一端时，活塞[7]中的静态磁场使得微型磁开关[21]闭合，为所述微型电路开关机构[17]的闭合状态；当活塞[7]向一端运动时，磁场衰减，微型磁开关[21]电路断开，为所述微型电路开关机构[17]的断开状态。

本实用新型的工作过程为：志愿者、或者患者吞入电子胶囊[2]后，利用X射线透视机器、B超、ECT等现有医疗设备、或者专用的定位跟踪系统监测电子胶囊[2]在消化道中的位置，当到达指定区域时，体外遥控装置[1]发射出高频电磁场，位于消化道内的电子胶囊[2]中的耦合天线[12，15]耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电，微型发热电阻[4]在电源作用下，温度迅速升高并熔断聚合物线[5]，活塞[7]在压缩弹簧[6]的驱动下向电子胶囊另外一端运动，在活塞运动产生的压力作用下，药物释放通道机构打开，储药仓中的药物通过已经被打开的药物释放通道机构释放出来。与此同时，当活塞运动时，活塞的向一端运动使得原来处于闭合状态的微型电路开关机构[17]变为断开状态，微型射频发生电路[18]电路导通，微型射频发生电路[18]向体外发射电磁波信号。

图1是本实施例的装置组成，包括体外遥控装置[1]和电子胶囊[2]。电子胶囊的尺寸一般为：直径小于12mm，长度一般小于35mm。

图2是本实施例的电子胶囊的一种结构图，电子胶囊[2]包括外壳[9]、遥控电路模块[3]、弹簧[6]、活塞[7]、定位标记源[8]、药物释放通道机构[10]，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，药液[13]封装储药仓中。定位标记源[8]为永磁体，为了节约空间，定位标记源[8]被嵌入在活塞[7]中。遥控电路模块[3]包括一个微型发热电阻[4]，一根低熔点的聚合物线[5]将活塞[7]固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧[6]处于压缩状态并被约束于活塞[7]与遥控电路模块[3]之间，聚合物线[5]与微型发热电阻[4]接触。电子胶囊[2]中的遥控电路模块[3]包括电磁能量耦合单元，而不包括储存了电能的储能单元，电磁能量耦合单元包括耦合天线[12，15]、谐振电路[14]，体外遥控装置包括一个高频电磁场发生装置，耦合天线[12]耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电。遥控电路模块中所包括的耦合天线，其结构可以为螺线管式耦合天线[12]，图2中给出了耦合天线的结构，耦合天线缠绕在外壳的内壁与外壁之间，天线材料为铜漆包线、或者镀银漆包线、或者多股漆包线，天线直径在0.05mm至0.3mm之间。

图3给出了耦合天线为螺线管式的遥控电路模块电路示意图。螺线管式耦合天线[12]耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电。

图4是耦合天线为多层平面螺旋线圈式的电子胶囊结构示意图。其他结构与图2相同，不同之处在于耦合天线为多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]。

图5是多层平面螺旋线圈式天线结构示意图。多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]由多层平面螺旋线圈[16]串联或者并联组成，螺旋线圈层之间相互绝缘隔离，其隔离材料为绝缘漆、或者磁介质材料，螺旋线圈层的厚度在0.05mm至0.3mm之间，可以通过LTCC(低温共烧多层陶瓷)工艺来加工多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]。

图6是耦合天线为多层平面螺旋线圈式的遥控电路模块电路示意图。多层平面螺旋线圈式耦合天线[15]耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电。

图7是耦合天线为多层平面螺旋线圈式与螺线管式组合的电子胶囊结构示意图。耦合天线的结构也可以螺线管式天线[12]与多层平面螺旋线圈式天线[15]的串联或者并联组合。

图8是耦合天线为多层平面螺旋线圈式与螺线管式组合的遥控电路模块电路示意图。螺线管式天线[12]与多层平面螺旋线圈式天线[15]的串联或者并联组合，耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路[14]获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻[4]及电子胶囊中的其他电路元件供电。

图9是含有电路开关机构及微型射频发生电路的遥控电路模块电路示意图。遥控电路模块[3]中包括一个微型电路开关机构[17]、一个微型射频发生电路[18]，其电路结构为：微型电路开关机构[17]与微型射频发生电路[18]并联后与微型发热电阻[4]、电磁能量耦合单元构成串联电路；当微型电路开关机构[17]电路闭合时，微型射频发生电路[18]因微型电路开关[17]的闭合短路而与电磁能量耦合单元的电路断开，电磁能量耦合单元仅对微型发热电阻供电；当微型电路开关机构[17]电路断开时，微型射频发生电路[18]、微型发热电阻[4]与电磁能量耦合单元串联连接，电路导通，电磁能量耦合单元对微型发热电阻[4]及微型射频发生电路[18]供电，微型射频发生电路[18]向体外发射电磁波信号，电磁波信号的频率大于100KHZ。

图10是电路开关机构处于电路闭合状态下的遥控电路模块电路示意图。微型电路开关机构[17]电路闭合，微型射频发生电路[18]因微型电路开关[17]的闭合短路而与电磁能量耦合单元的电路断开，电磁能量耦合单元仅对微型发热电阻供电。

图11是微型电路开关机构处于电路断开状态下的遥控电路模块电路示意图。微型电路开关机构[17]电路断开，微型射频发生电路[18]、微型发热电阻[4]与电磁能量耦合单元串联连接，电路导通，电磁能量耦合单元对微型发热电阻[4]及微型射频发生电路[18]供电，微型射频发生电路[18]向体外发射电磁波信号，电磁波信号的频率大于100KHZ。

图12是一种具有微型电路开关机构的电子胶囊结构示意图。微型电路开关机构[17]的结构为：电路中的两点之间，利用直径在0.01~0.1mm之间，长度在0.5mm~3mm的细径导线[19]联结，一根尼龙线[20]的两端固定在活塞[7]上，形成一个环，细径导线[19]穿过尼龙线[20]构成的环中，当活塞[7]处于固定位置时，细径导线[19]电路导通，为所述微型电路开关机构[17]的闭合状态；当活塞[7]向一端运动时，活塞[7]拉动尼龙线[20]对细径导线[19]产生压力，细径导线[19]在压力作用下断裂，电路断开，为所述微型电路开关机构[17]的断开状态。

图13是一种微型电路开关机构的结构示意图，对图12中的微型电路开关机构的局部给于了放大说明。

图14是一种具有微型电路开关机构的电子胶囊结构示意图；微型电路开关机构[17]也可以为一个微型磁开关[21]，该微型磁开关[21]为常开状态，活塞[7]为永磁体材料制作或者在活塞中嵌入了永磁体[8]，当活塞[7]固定在遥控电路模块[3]一端时，活塞[7]中的静态磁场使得微型磁开关[21]闭合，为所述微型电路开关机构[17]的闭合状态；当活塞[7]向一端运动时，磁场衰减，微型磁开关[21]电路断开，为所述微型电路开关机构[17]的断开状态。

图15是一种微型电路开关机构的结构示意图；对图14中的电路开关机构的局部给于了放大说明。

Claims (7)

1.消化道遥控释药装置，包括体外遥控装置与电子胶囊，电子胶囊包括外壳、遥控电路模块、弹簧、活塞、定位标记源、药物释放通道机构，其活塞、外壳内壁和药物释放通道机构之间的空腔构成储药仓，遥控电路模块包括一个微型发热电阻，一根低熔点的聚合物线将活塞固定在电子胶囊外壳内的一端，弹簧处于压缩状态并被约束于活塞与遥控电路模块之间，聚合物线与微型发热电阻接触；其特征在于电子胶囊中的遥控电路模块包括电磁能量耦合单元，而不包括储存了电能的储能单元，电磁能量耦合单元包括耦合天线、谐振电路，体外遥控装置包括一个高频电磁场发生装置，耦合天线耦合高频电磁场发生装置所产生的电磁场能量，并通过谐振电路获得谐振电压，该谐振电压为微型发热电阻及电子胶囊中的其他电路元件供电。

2.根据权利要求1所述的消化道遥控释药装置，其特征在于遥控电路模块中所包括的耦合天线，其结构为螺线管式，该螺线管式耦合天线缠绕在外壳的内壁与外壁之间，天线材料为铜漆包线、或者镀银漆包线、或者多股漆包线，天线直径在0.05mm至0.3mm之间。

3.根据权利要求1所述的消化道遥控释药装置，其特征在于遥控电路模块中所包括的耦合天线，其结构为多层平面螺旋线圈式，该多层平面螺旋线圈式耦合天线由多层平面螺旋线圈串联或者并联组成，螺旋线圈的层与层之间相互绝缘隔离，其隔离材料为绝缘漆、或者磁介质材料，螺旋线圈层的厚度在0.05mm至0.3mm之间。

4.根据权利要求1所述的消化道遥控释药装置，其特征在于遥控电路模块中所包括的耦合天线，其结构为螺线管式耦合天线与多层平面螺旋线圈式耦合天线的串联或者并联组合。

5.根据权利要求1所述的消化道遥控释药装置，其特征在于遥控电路模块中包括一个微型电路开关机构、一个微型射频发生电路，其电路结构为：微型电路开关机构与微型射频发生电路并联后与微型发热电阻、电磁能量耦合单元构成串联电路；当微型电路开关机构电路闭合时，微型射频发生电路因微型电路开关的闭合短路而无法获得电磁能量耦合单元的电能供给，电磁能量耦合单元仅对微型发热电阻供电；当微型电路开关机构电路断开时，微型射频发生电路、微型发热电阻与电磁能量耦合单元串联连接，电路导通，电磁能量耦合单元对微型发热电阻及微型射频发生电路供电，微型射频发生电路向体外发射电磁波信号，电磁波信号的频率大于100KHZ。

6.根据权利要求5所述的消化道遥控释药装置，其特征在于微型电路开关机构包括一个可在机械拉力作用下断开的细径导线，具体结构为：微型电路开关机构电路中的两点之间，利用直径在0.01～0.1mm之间，长度在0.5mm～3mm之间的细径导线联结，一根尼龙线的两端固定在活塞上，形成一个环，细径导线穿过尼龙线构成的环中，当活塞处于固定位置时，细径导线电路导通，为所述微型电路开关机构的闭合状态；当活塞向一端运动时，活塞拉动尼龙线运动，尼龙线对细径导线产生压力，细径导线在压力作用下断裂，电路断开，为所述微型电路开关机构的断开状态。

7.根据权利要求5所述的消化道遥控释药装置，其特征在于微型电路开关结构包括一个微型磁开关，该微型磁开关为常开状态，在静态磁场的作用下开关闭合；电子胶囊的活塞为永磁体材料制作或者在活塞中嵌入了永磁体，当活塞固定在遥控电路模块一端时，活塞中的静态磁场使得微型磁开关闭合，为所述微型电路开关机构的闭合状态；当活塞向一端运动时，磁场衰减，微型磁开关电路断开，为所述微型电路开关机构的断开状态。

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