[发明专利]一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械，具体地指一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法。 

背景技术

随着大规模集成电路技术、MEMS、无线通信、光学技术的发展，胶囊内窥镜作为一种有效的诊断肠道疾病的方法，目前已被广泛的研究并得到了迅速的发展。国内外第一代胶囊内窥镜的研究已有成熟的产品和深厚的研究基础。以色列Given Imaging公司生产的M2A，日本的Olympus公司开发的Endo Capsule及国内的重庆金山科技相继投入市场，且都占有很大的份额。由于第一代胶囊在肠道内的运动仅仅依靠人体的肠道蠕动系统，其自身在任意时刻的运动姿态、速度、方向、位置状态都将是随机的，这将不利于医生对肠道内病灶部位信息的获取与诊断。 

如果不能对胶囊内窥镜在体内进行定位和控制，将会导致胶囊内窥镜在遍历肠道检测的过程中产生很多问题。现有各类胶囊内窥镜在人体内主要依靠器官的蠕动和收缩来完成沿消化道运动，运动速度缓慢，检测效率很低，同时检查也存在盲区。它不能前后驱动胶囊停留在某个部位进行进一步检查或某种操作，同时难以实现运动姿态的控制及运动快慢和方向的控制，进而无法完成针对某个特定病变部位实施诊断或手术。 

国内的重庆金山集团曾用手动的磁铁在人体外控制胶囊内窥镜在消化道的定位和控制，这种方式虽然造价低廉，但是人工控制毕竟没有机械设备控制精准，不能实现智能化。还有些科研机构用长条形状的体外磁铁来对磁性胶囊内窥镜进行定位和控制，这种方 法虽然在直线路线下速度快定位准，但我们的消化道不是直线，尤其我们的肠道是弯弯曲曲的，所以在这种环境下用长条形的磁铁对胶囊内窥镜定位和控制还是很困难的。 

关于带有磁场胶囊的悬浮在专利US20070221233、US20100268026、US20110054255、US20110184235已经提到过。在这些专利的应用中，磁胶囊的被周围的液体所悬浮。在临床实践中最常用的液体是水，胶囊的重量就要限制在3克以下。对于比重大于水的胶囊内窥镜如何实现稳定的悬浮，还没有被详细研究过。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置及方法，可以精确产生5维运动旋转磁场并对磁性胶囊内窥镜产生远程作用力，解决胶囊内窥镜在运动磁场下的定位和控制问题。 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制胶囊内窥镜在人体消化道运动的装置，它包括底座、两根平行固定在底座上的X轴滑轨、至少一根沿水平面与X轴滑轨垂直的Y轴滑轨、两块分别与Y轴滑轨两端固定并与X轴滑轨滑动连接的X轴模块、竖直设置在Y轴滑轨上并与Y轴滑轨滑动连接的Z轴支架、竖直固定连接在Z轴支架上的Z轴滑轨、与水平面平行且一端与Z轴滑轨滑动连接的Z轴悬臂、与Z轴悬臂的另一端连接的磁球围架、带动Z轴悬臂在Z轴滑轨上滑动的Z轴电机，以及安装在磁球围架中的磁球，所述磁球围架上设置有控制磁球在水平方向上转动的水平电机和控制磁球在竖直方向上转动的竖直电机。 

上述方案中，所述底座上还设置有带动X轴模块在X轴滑轨上滑动的X轴电机，所述Y轴滑轨的底部设置有与Y轴滑轨固定连接的Y轴底座。优选的，所述Y轴滑轨为两根。这样，通过X轴电机带动X轴模块在X轴滑轨上滑动，使与X轴模块相连接的Y轴滑轨随之滑动，从而使Y轴滑轨上的Z轴支架也随之运动，从 而控制磁球沿与X轴滑轨平行的方向移动。另外，两根Y轴滑轨通过Y轴底座连接，在移动过程中更平稳。 

上述方案中，还包括由固定在Z轴支架两侧的侧板和固定在Z轴支架底部的底板构成的Y轴模块，所述侧板与X轴模块平行，所述底板与Y轴滑轨滑动接触；所述其中一块X轴模块上设置有带动Y轴模块在Y轴滑轨上滑动的Y轴电机，所述Y轴电机的输出端连接有传动丝杆，所述传动丝杆依次穿过两块侧板并与两块侧板螺纹连接。这样，通过Y轴电机带动Y轴模块在Y轴滑轨上滑动，使与Y轴模块相连接的Z轴支架也随之运动，从而控制磁球沿与Y轴滑轨平行的方向移动。 

上述方案中，所述Z轴滑轨和Z轴悬臂均为两根且均为平行设置，所述每根Z轴悬臂的一端均固定连接有一块Z轴模块，所述两块Z轴模块分别与一根Z轴滑轨滑动连接，所述Z轴电机设置在Z轴支架上，所述Z轴电机的输出端连接有丝杆，所述丝杆通过横连杆与两块Z轴模块连接。