[發明專利]一種無線膠囊機器人

在審

• 申請號: 202110642920.3
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113367640A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 趙玉良;張學亮;王瑩
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: A61B1/04
• 分類號: A61B1/04;A61B1/00;A61B1/273
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發明提供一種無線膠囊機器人，包括膠囊外殼、微處理器、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、射頻天線、鋰電池、電源管理模塊，其中射頻天線、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器均與微處理器電連接，鋰電池與電源管理模塊電連接，通過電源管理模塊為膠囊機器人提供穩定工作電壓，微處理器、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、射頻天線、鋰電池、電源管理模塊均安裝在膠囊外殼內部，無線膠囊機器人被口服后，在人體內膠囊的消化過程中，隨著胃腸道的蠕動而運動，檢測胃腸道的運動過程。本發明提供的無線膠囊機器人從運動檢測的角度研究消化道疾病，與現有的無線膠囊內窺鏡相比，其整體尺寸可以做到更小且費用更低，其中運動數據相較圖像數據小，傳輸功耗低，續航久。

技術領域

本發明涉及傳感器檢測技術領域，具體涉及一種無線膠囊機器人。

背景技術

消化道疾病的檢查和診斷一直以來都是一個不可忽視的問題，現在醫療中，進行內窺鏡檢查是診斷消化道疾病最有效的方式，傳統的內窺鏡檢查多使用柔性內窺鏡，需要醫生將其插入體腔中以對體內相關部位進行醫學成像；自發明以來，它能有效地協助醫生查看人體的胃腸道、呼吸道、泌尿道和其他空腔，但是同時這些內窺鏡伴隨著諸如感染、穿孔和撕裂的風險等各種問題，操作復雜。

隨著網絡的發展和微機電系統技術的進步，無線內窺鏡技術發展迅速，各種各樣的無線膠囊機器人層出不窮，其體積越來越小，功耗越來越低；無線膠囊內窺鏡有無創、無痛、易于檢查的優點，得到廣泛臨床應用，但是無線膠囊內窺鏡在成本、準確性、體積尺寸等方面同樣也存在著諸多的挑戰。從2001年開始，第一個膠囊內窺鏡PillCam被推向市場，它進入胃腸道后隨腸道的蠕動被動地運行同時對胃腸道內部進行拍照，無創無痛、檢查方便。隨著技術的不斷發展和進步，到現在的可控膠囊內窺鏡的出現，包括推動式膠囊內鏡機器人、遙控膠囊內鏡機器人NaviCam等，讓無數的患者體驗到了無線膠囊內窺鏡的好處，但膠囊內窺鏡仍舊面臨的巨大的挑戰，例如運動模塊和視覺模塊等功能模塊的體積較大使其系統難以做到藥丸大小，同時圖像數據在傳輸方面難以實現低功耗且成本昂貴，導致它的實用性和普遍性相對較低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種無線膠囊機器人，用于胃腸道動力的檢測，即檢測胃腸道的運動過程，以解決現有技術中無線膠囊內窺鏡尺寸偏大、費用高昂的問題。

一種無線膠囊機器人，包括膠囊外殼、微處理器、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、射頻天線、鋰電池、電源管理模塊，其中射頻天線、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器均與微處理器電連接，鋰電池與電源管理模塊電連接，通過電源管理模塊為膠囊機器人提供穩定工作電壓，微處理器、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、射頻天線、鋰電池、電源管理模塊均安裝在膠囊外殼內部，無線膠囊機器人被口服后，在人體內隨膠囊的消化過程在胃腸道內運動；

所述運動傳感器用于檢測膠囊消化過程中胃腸道的實時運動狀態，并將采集到的運動狀態數據傳輸至微處理器，所述運動狀態數據包括胃腸道在X軸、Y軸、Z軸的加速度值、角速度值和磁力值；

所述溫度傳感器用于檢測膠囊消化過程中胃腸道內的實時溫度，并將采集到的溫度數據傳輸至微處理器；

所述氣壓傳感器用于檢測膠囊消化過程中胃腸道內的實時氣壓，并將采集到的氣壓數據傳輸至微處理器；

所述射頻天線用于傳輸無線信號；

所述微處理器用于將接收到的運動狀態數據、溫度數據、氣壓數據通過射頻天線發送到體外的接收端。

進一步地，所述無線膠囊機器人還包括電路板，為了減小無線膠囊機器人的體積，微處理器、運動傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、射頻天線均集成在電路板上，鋰電池、電源管理模塊安裝在電路板的下端，鋰電池與電源管理模塊的輸入端電連接，電源管理模塊的輸出端與電路板上的電源輸入端電連接，所述電路板為PCB板或FPC板。