[發(fā)明專利]無(wú)線供能的胃腸道微型檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410655285.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN104352211A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏國(guó)正;石煜;王志武;朱柄全;劉剛;徐文銘;鄺帥;趙少鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B1/04
• 分類號(hào): A61B1/04;A61B1/273;A61B5/07
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種內(nèi)窺鏡技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種無(wú)線供能的胃腸道微型檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

胃腸道疾病是人類的常見病，全世界患病率在10％以上。胃腸道疾病的檢測(cè)一直是一大難題。胃鏡和腸鏡是國(guó)內(nèi)外檢測(cè)和治療消化道疾病的傳統(tǒng)方法，都是將攝像頭和組織取樣等裝置深入到胃部、腸管部位，對(duì)消化道內(nèi)壁進(jìn)行檢測(cè)，或組織取樣、微型手術(shù)等動(dòng)作，在插入過(guò)程中，患者必須忍受很大痛苦，還有可能引起諸多并發(fā)癥。另外，小腸由于狹長(zhǎng)多曲且位于消化道中部而難于用上述內(nèi)窺鏡檢查到。

膠囊內(nèi)窺鏡作為胃腸道診查的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低侵入性、非侵入性或微創(chuàng)診療，另外，生理參數(shù)膠囊和腸道機(jī)器人等技術(shù)，也有了較大發(fā)展。但是，目前的各種膠囊內(nèi)窺鏡攜帶的紐扣電池?cái)?shù)量有限，為了節(jié)能以延長(zhǎng)工作時(shí)間，圖像采集率僅為2-3幀/秒，分辨率也較低，無(wú)法完成胃腸道全程診查。生理參數(shù)膠囊目前有不少產(chǎn)品，但都用紐扣電池供電，相對(duì)其功能來(lái)說(shuō)體積偏大；腸道機(jī)器人尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，主要問(wèn)題是電池供能不足，而普通的無(wú)線供能接收線圈過(guò)大，增加了機(jī)器人的體積和重量，降低了臨床適用性。

針對(duì)膠囊內(nèi)窺鏡供能問(wèn)題的研究，目前進(jìn)展最大的是基于電磁耦合原理的無(wú)線能量傳輸。但目前這項(xiàng)技術(shù)主要用于汽車、手機(jī)、小家電以及體外醫(yī)療設(shè)備，對(duì)于體內(nèi)能量傳輸大多處于研究階段，在胃腸道微型診查設(shè)備上的應(yīng)用極少。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103705200，公開日2014-4-9，公開了一種基于無(wú)線供能的胃腸道無(wú)創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：檢測(cè)視頻膠囊系統(tǒng)、體外無(wú)線供能裝置和體外圖像處理裝置，其中：所述的檢測(cè)視頻膠囊系統(tǒng)包括：外殼以及設(shè)置于其中的光學(xué)系統(tǒng)、雙路照明系統(tǒng)、弱光視頻圖像傳感器、主控制系統(tǒng)、圖像無(wú)線發(fā)送裝置、整流裝置和無(wú)線能量接收三維線圈。但該技術(shù)不足之處在于：1、該技術(shù)的重點(diǎn)在照明和圖像模塊，只是提出但并沒(méi)有對(duì)無(wú)線供能作詳細(xì)描述；2、采用內(nèi)置三維接收線圈，增大了膠囊體積，增加了吞服膠囊的難度，降低了膠囊在體內(nèi)的移動(dòng)速度。

中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103401322，公開日2013-11-20，公開了一種用于胃腸道診查微系統(tǒng)的無(wú)線能量接收線圈，該線圈包括：磁芯、第一相線圈、第二相線圈，其中：磁芯套置于微型胃腸道診查微系統(tǒng)外側(cè)，第一相線圈繞制于磁芯外側(cè)，第二相線圈繞制于第一相線圈外側(cè)。但該技術(shù)不足之處在于：1、該技術(shù)的重點(diǎn)在接收線圈的繞制方法，沒(méi)有闡述其在檢測(cè)系統(tǒng)上應(yīng)用時(shí)的調(diào)整方法和可能出現(xiàn)的問(wèn)題；2、兩個(gè)接收線圈部分重疊，增加了相互間的電磁干擾，降低了能量傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種無(wú)線供能的胃腸道微型檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)，平臺(tái)系統(tǒng)集成度高，體積小，能量充足，能為胃腸道體內(nèi)診查設(shè)備供能。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：設(shè)置于外殼外部的外包式能量接收線圈，設(shè)置于外殼內(nèi)部的若干組開放式電路、控制電路、MCU微型控制單元、接收電路和天線，其中：各組開放式電路由MCU微型控制單元的各個(gè)端口引出，并分別用于加載各種傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以采集圖像和參數(shù)，或進(jìn)行包括數(shù)據(jù)取樣在內(nèi)的各項(xiàng)動(dòng)作；MCU微型控制單元控制系統(tǒng)時(shí)序、由控制電路分別設(shè)置各傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的采集速率和執(zhí)行動(dòng)作，由接收電路通過(guò)天線接收體外的控制信號(hào)并進(jìn)行處理以及通過(guò)天線向體外發(fā)送數(shù)據(jù)包。

所述的開放式電路包括：用于時(shí)序控制的計(jì)時(shí)器、用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理電路或備用電路。

所述的無(wú)線能量接收線圈由三根多股利茲線構(gòu)成，每根利茲線用于繞制一個(gè)線圈，該線圈的起點(diǎn)和終點(diǎn)均在膠囊狀外殼的端面上，三個(gè)線圈均勻分布且各占所述端面的1/3圓周。

所述的三個(gè)線圈中任意一個(gè)線圈的每一匝的徑向投影為橢圓。

所述的線圈通過(guò)以下繞法得到：以膠囊狀外殼的端面上的一點(diǎn)為起點(diǎn)沿外殼繞至另一端面的中折點(diǎn)，中折點(diǎn)與起點(diǎn)的軸向投影以圓心對(duì)稱，再由中折點(diǎn)沿外殼從另一側(cè)繞回起始端面，終點(diǎn)與起點(diǎn)接觸但不跨線，此時(shí)完成一匝的繞制，單匝線圈在徑向的投影為橢圓；再以終點(diǎn)為下一匝的起點(diǎn)，重復(fù)上述方法繞線，直至利茲線在端面的兩個(gè)端點(diǎn)相距1/3個(gè)圓周，完成一個(gè)線圈的繞制。

所述的傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置于外殼的兩端，MCU微型控制單元和接收電路設(shè)置于外殼的中部，控制電路和天線設(shè)置于外殼的側(cè)邊。