[发明专利]全消化道排空无创检查系统及检查结果的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全消化道排空无创检查的系统及检查结果的处理方法，尤其涉及一种可在非清肠禁食的自然生理状态下，无痛苦无创伤的检测食物在全消化道内排空过程的智能检测系统，属于医疗器械技术领域。

背景技术

运动功能是消化系统最重要的生理功能之一，是食物消化和吸收的基础。胃肠动力不足会导致胃排空延迟，肠传输缓慢；胃肠动力过强，则胃排空迅速，肠传输过快，因此胃肠排空时间是反映胃肠动力水平的一个直观、重要的指标，胃肠排空检查也因此成为临床上胃肠运动功能诊断的重要方法。能够定量测定胃排空的方法很多，如插管法、吸收试验、不透x线标记物法、超声波法、核素显像法、胃阻抗图、胃磁图、呼气试验等。放射学检查是一种经典而古老的检查方法,可准确检测不消化固体食物的胃排空,也可以观察小肠、结肠的传输时间,了解全消化道的运动功能。但是, 它耗时长、曝光频繁，难以被受试者接受,使检查受到很大限制。核素显像法可以准确地检测食管通过时间、胃排空、小肠通过时间、胃食管反流、十二指肠胃反流等，定量性、重复性好，是目前胃肠排空测量的“金标准”，但因使用核素，对患者有害，且价格昂贵，也不宜长时间使用, 其应用同样有限。实时超声法检测胃排空具有安全、可靠、易重复的特点，它的不足之处在于只能用于检测液体胃排空,同时要求检查者熟练掌握B超检查技术。而其他方法如胃阻抗图、胃磁图、呼气试验等都属于间接测量方法，通过测量和胃肠动力或排空相关的一些生理参数，如体表阻抗、表面肌电、呼出气体中的CO₂ 量等,间接了解胃排空的过程，这些方法的准确性还有待进一步验证。磁标记物法也是一种广受关注的方法，让病人口服一粒磁性标记物，当标记物随肠道运动时，在体外通过各种磁强计检测标记物在体表产生的磁场变化，从而解算出这一时刻其所处的姿态和位置。这种方法相对其他方法而言简单易操作，对人体无损伤，同时可以连续监测全消化道的排空，有着良好的应用前景，但目前仍存在一定问题：主要由于吞服的磁标记物体积微小，磁场较弱，且产生的磁场强度随着距离r的增加，以r³的比例衰减，而为获得磁标记物的姿态和位置，需要求解磁场强度和这些参数之间的多元非线性方程组（至少5元），当磁场强度存在较大测量误差和环境干扰的情况下，难以在较大范围内进行准确跟踪，尤其是姿态误差较大。 另一缺陷在于难于将磁标记物的位置和受试者的具体肠段对应。

由此可见，目前临床上仍需要新的更加准确直观、使用方便、对人体无损伤的消化道排空检查方法，尤其是能应用于全消化道排空检查的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能监测食物在全消化道内排空过程的系统，系统使用方便，不对人体造成任何伤害和痛苦，检测结果定量直观，可以准确确定各段消化道的排空时间及通过每一肠段的具体过程，得出如排空速度、蠕动频率等丰富信息。同时由于不受试剂的限制，还能用于定量比较不同食物或药物对胃肠道排空过程的影响。

根据本发明的一个方面，提供全消化道排空无创检查系统，包括胃肠道微型探测胶囊、体外控制装置、磁场传感器阵列、数据处理工作站，其中：

胃肠道微型探测胶囊用于经口腔吞服后在消化道内前行时检测自身姿态及肠道pH值的变化并无线发送至体外控制装置；

磁场传感器阵列用于放置于和人体腹部平行且紧贴腹部的位置并连接到体外控制装置，检测胃肠道微型探测胶囊内永久磁铁所产生的磁场变化；

体外控制装置控制磁场传感器阵列对胃肠道微型探测胶囊内的永久磁铁产生的磁场强度进行检测，并同时接收胃肠道微型探测胶囊发送的检测数据并保存，当胃肠道微型探测胶囊从体内自然排出后，将保存的检测数据上传到数据处理工作站；

数据处理工作站用于通过对检测数据的处理，获得胃肠道微型探测胶囊每一采样时刻在体内的位置和姿态，重建胃肠道微型探测胶囊通过消化道的完整三维轨迹，结合pH值检测结果，确定各肠段的排空规律。

根据本发明的另一个方面，还提供全消化道排空无创检查系统的检查结果的处理方法，包括如下步骤：

步骤1：以磁场传感器阵列平面为XOY平面，建立绝对坐标系；

步骤2：根据每次检测到的加速度计数据和陀螺仪数据，利用卡尔曼滤波算法对两种传感器的数据进行融合和校正，得到两个欧拉角                                                的计算结果，并由此计算出永久磁铁的磁偶极矩矢量；