一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统。

背景技术

肠道菌群是指寄居在宿主肠道内的微生物群，健康人的口、咽、食管、胃、小肠及大肠这些与体外相连的消化道黏膜表面和管腔中均栖居着大量的微生物群。人体与肠道菌群之间构成了一个复杂、互作且动态平衡的生态系统，受遗传因素、生活环境、饮食习惯、药物作用、心理状态等众多因素影响，导致不同区域(胃、小肠、结肠)的消化道分布着不同的肠道菌群。同时，肠道菌群也能反作用于人体：肠道菌群能引起疾病的发生、促进免疫系统的发育、影响宿主对营养的吸收、并通过迷走神经、内分泌、代谢和免疫系统参与肠道和这些系统双向调节，持续影响宿主的脑功能、心理和行为，因此，肠道菌群被认为与人类的健康与疾病状态密切相关。所以，明确肠道菌群微生态的建立、影响因素及其与人类状态内在联系的分子机制至关重要。临床上常从受检者大便中提取肠道菌群，但人类粪便中的菌群难以代表整个消化道差异性分布的菌群特点；此外结肠转运耗时较长，粪便中包含的肠道菌群可能由于受检者行为与进食的改变而发生变化。通过消化内镜在肠内直接获取空、回肠处的样本能有效避免上述问题，但一次性消化内镜检查难以覆盖全消化道，且检查时间较长，患者损伤较大，耐受性差。

磁控胶囊内镜是一种通过体外磁场控制，无痛、无创、无需麻醉的非侵入性消化道检查手段，不存在交叉感染风险，易于操作，与普通内镜检出率准确率相似。

临床常用的胶囊内镜根据检查部位的不同，分为食管胶囊内镜、小肠胶囊内镜、磁控胶囊内镜、结肠胶囊内镜等。此外，还根据胶囊内镜功能的不同，衍生出释药、照光、止血胶囊等不同作用的胶囊设计。经研究发现，胶囊在实际使用的过程中仍存在一定的技术缺陷：

一、如在取样采集时仅能够限定在某一肠道区域，而无法直观地对所采集部位进行限定，进而所采集的数据无法准确且直观地作为判断患者健康与否的依据。

二、仅能够单次采样，即在特定肠道采集后无法再从另一肠道进行持续采集，需重复操作才能够完成另一肠道的采集，给患者带来一定的痛苦。

因此，需要一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统，以对患者肠道的特定部位进行采集，提升采集的精准度，且能够在一个胶囊内对人体不同的肠道进行分别采集，提升采集效率的同时，降低患者的痛苦。

为解决上述技术问题，本发明提供一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统，包括壳体、多个取样模块、图像采集模块、接收控制模块以及供电模块；

多个所述取样模块均滑动安装在所述壳体内，所述壳体上设置有与所述取样模块相匹配的硅胶瓣膜；

当所述取样模块裸露至所述壳体外部时，刺穿所述硅胶瓣膜，以吸取目标物；

当所述取样模块隐藏至所述壳体内部时，所述硅胶瓣膜复位封闭，以封闭所述壳体；

所述图像采集模块以及所述接收控制模块均设置在所述壳体内，且所述图像采集模块与所述接收控制模块电性连接，将由所述图像采集模块所采集的图像传输至外界，使所述取样模块在指定位置取样；

所述接收控制模块的一端分别与多个所述取样模块独立连接，另一端与外接终端电性连接，以接收外接终端信号，控制单个所述取样模块裸露或隐藏；

所述供电模块设置在所述壳体内，且分别与所述图像采集模块以及所述接收控制模块电性连接。

进一步的，所述取样模块包括取样吸头、储藏仓、伸缩连接管以及负压装置；

所述取样吸头设置在所述壳体的内腔前端；

所述储藏仓设置在所述壳体的内腔中部；

所述伸缩连接管的两端分别连接所述取样吸头以及所述储藏仓；

所述负压装置设置在所述储藏仓内；

当所述取样吸头刺穿所述硅胶瓣膜，并裸露至所述壳体外部时，所述硅胶瓣膜与所述取样吸头外壁抵接，且所述负压装置通过所述取样吸头与外部连通，并吸取目标物。

进一步的，所述取样模块还包括与所述取样吸头相匹配的电磁铁以及压缩弹簧；

所述压缩弹簧套接在所述伸缩连接管的外壁，并与所述取样吸头连接；

当所述压缩弹簧处于常态时，牵引所述取样吸头隐藏在所述壳体内部；

所述电磁铁设置在壳体内腔中部，且位于所述取样吸头下方，并与所述接收控制模块电性连接；

当所述电磁铁通电时，对所述取样吸头提供一斥力，使所述取样吸头裸露至壳体外部。

进一步的，所述图像采集模块包括光学镜头、照明单元以及图像传感器；

所述光学镜头设置在所述壳体的内腔中部；

所述照明单元设置为环形结构，且围绕在所述光学镜头的外部；

所述图像传感器设置在所述壳体的内部，并与所述光学镜头电性连接，以接收由所述光学镜头所采集的图像；

所述图像传感器还与所述接收控制模块电性连接，将所接收的图像传递至外接终端。

进一步的，多个所述取样模块呈环状设置在所述光学镜头的外侧。

进一步的，所述接收控制模块包括传输单元以及电路控制单元；

所述电路控制单元分别与多个所述取样模块独立连接，控制单个所述取样模块裸露或隐藏；

所述电路控制单元还与所述图像传感器电性连接，用于图像的传送；

所述传输单元分别与所述电路控制单元、所述图像传感器以及外接终端连接，以接收并传递所采集的图像信息，并接收外界信号以驱动所述取样模块运作；

所述壳体内置有永磁体，以通过外接磁控装置，控制所述壳体运动。

在另一方面，本申请还提出一种胃肠取样磁控胶囊内镜系统，包括上述任一项所述的胃肠取样磁控胶囊、磁控运动系统、数据转化仪以及监视器；

所述磁控运动系统包括磁场驱动模块以及检查床；

所述磁场驱动模块设置在所述检查床上方，用于控制所述胃肠取样磁控胶囊在患者体内移动；

所述数据转化仪设置在所述患者的腹部，且输入端连接所述胃肠取样磁控胶囊，输出端连接所述监视器，以显示由所述胃肠取样磁控胶囊所输送的图像信息。

进一步的，所述数据转化仪包括接收单元以及数据存储模块；

所述接收单元的输入端与所述胃肠取样磁控胶囊连接，输出端与所述数据存储模块连接，接收并存储由所述胃肠取样磁控胶囊所传输的信息；

所述数据存储模块与所述监视器连接。

进一步的，所述数据转化仪还包括胶囊电池电量接收器以及胶囊电池电量指示灯；

所述胶囊电池电量接收器与所述胃肠取样磁控胶囊连接，接收所述胃肠取样磁控胶囊的电量信号；

所述胶囊电池电量指示灯与所述胶囊电池电量接收器连接，根据所述胃肠取样磁控胶囊的电量作出灯光提示。

进一步的，所述监视器包括固定监视装置以及移动监视装置；

所述固定监视装置与所述数据存储模块的数据连接端口连接；

所述移动监视装置与所述数据存储模块通过蓝牙转换模块连接。

相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

通过设置图像采集模块以及接收控制模块，实现对肠道内多方位观测，当医护人员检测到所需采集部位时，即可将取样模块裸露至壳体外部进行采集，实现指定部位采集的功能，达到采集精准度高的目的。此外，通过设置多个取样模块，且每个取样模块均与接收控制模块独立连接，故当胶囊处于不同肠胃区域时，可逐一将多个取样模块分别在不同的肠胃区域裸露，即可在同一胶囊内实现不同肠胃区域的采集，提升采集速率的同时也降低患者的痛苦。

附图说明

图1为本发明一实施例中胃肠取样磁控胶囊的结构示意图；

图2为本发明一实施例中胃肠取样磁控胶囊的侧视图；

图3为本发明一实施例中胃肠取样磁控胶囊内镜系统的结构示意图；

图4为本发明一实施例中胃肠取样磁控胶囊内镜系统中数据转化仪的具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1和图2所示，本发明实施例提出了一种胃肠取样磁控胶囊及磁控胶囊内镜系统，包括壳体1、多个取样模块2、图像采集模块3、接收控制模块4以及供电模块5。

多个所述取样模块2均滑动安装在所述壳体1内，所述壳体1上设置有与所述取样模块2相匹配的硅胶瓣膜11，用于取样模块2裸露至壳体1外部进行采样。

具体的，当所述取样模块2裸露至所述壳体1外部时，刺穿所述硅胶瓣膜11，以吸取目标物；当所述取样模块2隐藏至所述壳体1内部时，所述硅胶瓣膜11复位封闭，以封闭所述壳体1，即避免目标物进入壳体1内部而形成污染。

所述图像采集模块3以及所述接收控制模块4均设置在所述壳体1内，且所述图像采集模块3与所述接收控制模块4电性连接，将由所述图像采集模块3所采集的图像传输至外界，使所述取样模块2在指定位置取样，通过图像采集模块3将患者胃肠环境拍摄所形成的图像传输给外部医护人员，并由医护人员作出判断，使取样模块2在指定位置裸露，尔后完成目标物的采集，即实现指定位置采集的功能，达到提升采集精度的目的。

所述接收控制模块4的一端分别与多个所述取样模块2独立连接，另一端与外接终端电性连接，以接收外接终端信号，控制单个所述取样模块2裸露或隐藏，即在不同胃肠环境时，可控制多个取样模块2逐一裸露，即单个取样模块2对一个胃肠环境进行采样，实现同一胶囊采集不同肠胃环境下的目标物，有效提升采集速率，且避免反复使用肠胃内镜对患者所带来的不适感。

所述供电模块5设置在所述壳体1内，且分别与所述图像采集模块3以及所述接收控制模块4电性连接，对整个装置提供电力。

综上所述，本装置通过图像采集模块3以及取样模块2，以实时监测患者肠胃环境，并通过将取样模块2在指定位置裸露吸取目标物，来达到采样精准度的目的。此外，由于取样模块2设置有多个，且多个取样模块2均与接收控制模块4独立连接，故而在不同的肠胃环境下可分别裸露不同的取样模块2，以实现同一胶囊吸附不同肠胃环境下的目标物，有效提升采集的速率，且还能够降低对患者带来的不适感。

在本实施例中，提供一具体的取样模块2，提升对患者目标物的吸取效果。

所述取样模块2包括取样吸头21、储藏仓22、伸缩连接管23以及负压装置24。

所述取样吸头21设置在所述壳体1的内腔前端。

所述储藏仓22设置在所述壳体1的内腔中部；所述伸缩连接管23的两端分别连接所述取样吸头21以及所述储藏仓22；所述负压装置24设置在所述储藏仓22内。

具体的，当所述取样吸头21刺穿所述硅胶瓣膜11，并裸露至所述壳体1外部时，所述硅胶瓣膜11与所述取样吸头21外壁抵接，且所述负压装置24通过所述取样吸头21与外部连通，并吸取目标物。

其中，需特别说明的是，当硅胶瓣膜11与取样吸头21外壁抵接时，可形成一环形密封副包裹取样吸头21，即保证在取样过程中，外部待提取物不会渗漏至壳体1内，保证壳体1内不会受污染。

此外，所述取样模块2还包括与所述取样吸头21相匹配的电磁铁25以及压缩弹簧26。

所述压缩弹簧26套接在所述伸缩连接管23的外壁，并与所述取样吸头21连接。

当所述压缩弹簧26处于常态时，牵引所述取样吸头21隐藏在所述壳体1内部，利用压缩弹簧26的弹力对取样吸头21进行牵引，使取样吸头21收缩。

所述电磁铁25设置在壳体1内腔中部，且位于所述取样吸头21下方，并与所述接收控制模块4电性连接。

具体的，当所述电磁铁25通电时，对所述取样吸头21提供一斥力，使所述取样吸头21裸露至壳体1外部，即此时电磁铁25所形成的斥力远大于压缩弹簧26的弹力，使取样吸头21裸露至外部，并配合负压装置24完成对目标物的提取。

在本实施例中，还提出一具体的图像采集模块3，以更好地将人体胃肠环境呈现给医护人员。

所述图像采集模块3包括光学镜头31、照明单元32以及图像传感器33。

所述光学镜头31设置在所述壳体1的内腔中部；所述照明单元32设置为环形结构，且围绕在所述光学镜头31的外部，对光学镜头31提供照明作用。

所述图像传感器33设置在所述壳体1的内部，并与所述光学镜头31电性连接，以接收由所述光学镜头31所采集的图像；所述图像传感器33还与所述接收控制模块4电性连接，将所接收的图像传递至外接终端。

此外，为避免取样模块2的运作对图像传感器33造成干涉，多个所述取样模块2呈环状设置在所述光学镜头31的外侧。

在其他的实施例中，还提出一具体的接收控制模块4，以控制多个取样模块2的运作以及图像传感器33图像信息的传递。

所述接收控制模块4包括传输单元41以及电路控制单元42。

具体的，所述电路控制单元42分别与多个所述取样模块2独立连接，控制单个所述取样模块2裸露或隐藏。

所述电路控制单元42还与所述图像传感器33电性连接，用于图像的传送。

所述传输单元41分别与所述电路控制单元42、所述图像传感器33以及外接终端连接，以接收并传递所采集的图像信息，并接收外界信号以驱动所述取样模块2运作。

此外，所述壳体1内置有永磁体6，以通过外接磁控装置，如磁控运动系统7，控制所述壳体1运动，即控制整个胶囊装置在患者体内移动，直至从患者体内排出。

需特别说明的是，壳体1的前端，即放置取样模块2的位置应设置为透明材质，以保证图像传感器33能够透过壳体1识别外部环境。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上还提出一种胃肠取样磁控胶囊内镜系统，包括实施例一中所述的胃肠取样磁控胶囊、磁控运动系统7、数据转化仪8以及监视器9。

所述磁控运动系统7包括磁场驱动模块71以及检查床72。

所述磁场驱动模块71设置在所述检查床72上方，用于控制所述胃肠取样磁控胶囊在患者体内移动，即与实施例一种所述的永磁体6配合，利用磁力牵引胃肠取样磁控胶囊移动。

所述数据转化仪8设置在所述患者的腹部，且输入端连接所述胃肠取样磁控胶囊，输出端连接所述监视器9，以显示由所述胃肠取样磁控胶囊所输送的图像信息。

其中，所述数据转化仪8包括接收单元81以及数据存储模块82。

所述接收单元81的输入端与所述胃肠取样磁控胶囊连接，输出端与所述数据存储模块82连接，接收并存储由所述胃肠取样磁控胶囊所传输的信息；所述数据存储模块82与所述监视器9连接。

此外，所述数据转化仪8还包括胶囊电池电量接收器83以及胶囊电池电量指示灯84。

所述胶囊电池电量接收器83与所述胃肠取样磁控胶囊连接，接收所述胃肠取样磁控胶囊的电量信号。

所述胶囊电池电量指示灯84与所述胶囊电池电量接收器83连接，根据所述胃肠取样磁控胶囊的电量作出灯光提示，以提醒医护人员胃肠取样磁控胶囊是否可用。

需特别说明的是，数据转化仪8可集成在一个绑带上，以捆绑的方式安装在患者的腹部。

在其他的实施例中，还提出一具体的监视器9，以便于医护人员以及患者观测胃肠取样磁控胶囊所形成的图像。

所述监视器9包括固定监视装置91以及移动监视装置92；所述固定监视装置91与所述数据存储模块82的数据连接端口连接；所述移动监视装置92与所述数据存储模块82通过蓝牙转换模块连接，以便于患者以及医护人员观测影像。

为方便描述整个装置的运行原理，特在此提出一本装置的具体使用方法，如下所示：

使患者平躺在检查床72上，并绑好数据转化仪8；

将胃肠取样磁控胶囊塞入患者体内，并通过磁场驱动模块71牵引胃肠取样磁控胶囊移动；

医护人员观测监视器9，并对胃肠取样磁控胶囊所在位置作出判断；

当胃肠取样磁控胶囊移动至指定区域后，医护人员控制终端发出指令信息，使取样模块2对目标物采集；

当完成采集后，关闭磁场驱动模块71，使胃肠取样磁控胶囊随患者肠胃蠕动排出至外部。

综上所述，本装置通过上述步骤即可快速完成对患者肠胃目标物的采集，整个监测过程操作方便，患者不插管、无痛苦，临床医生和患者可实时观察胶囊所处的消化道内区域，为下一步即时取样提供条件，降低取样难度且提升了取样的精准度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。