[发明专利]基于电机直线机构及无线通讯的减肥胶囊机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电机直线机构和无线通讯控制的微型减肥胶囊机器人，是治疗肥胖病症的医学设备，属于机械电子学科与生物医学领域相结合的技术领域。

背景技术

根据世界健康组织（WHO）最新的数据显示，全球有16亿成年人身体超重，4亿成年人过度肥胖，并且肥胖病症会诱发诸如高血压、冠心病、中风等疾病，引起了各相关领域越来越多的重视。

1982年，Neiben提出了胃内气球占据胃的一定空间，从而减少饥饿感，减少食物的摄入量的概念，见参考文献[1]：Neiben OG,Harboe H.Intragastric balloon as an artificial bezoar for treatment of obesity.Lancet1982;i:198-9，这个提议被证明是短期治疗肥胖的有效疗法。基于此理论，一些充满液体或者气体的装置被发明出来，像GEGB,Ballobes,Wilson-Cook,Tremco,Taylor and Dow-Corning等。见参考文献[2]：Forestieri P,De Palma G D,Formato A,et al.Heliospherebag in the treatment of severe obesity:preliminary experience[J].Obesity surgery,2006,16(5):635-637。然而这些产品的寿命都不长，容易漏气，并且理想膨胀体积和所需最佳膨胀时间得不到有效的控制。

目前，存在市场上最为商业用途的治疗肥胖症的主要有Bioentrics Intragastric Balloon(BIB)和Heliosphere Bag两种产品，这两种装置同样基于胃内气球术原理。虽然在治疗肥胖方面这两种装置成果显著，但在治疗开始和治疗结束时，均需借助胃镜深入患者胃部，由此给肥胖患者带来极大的身体不适和痛苦，这些缺陷在一定程度上限制了其进一步商品化进程。

近期，新加坡的研究者在实验室中实现了基于无线通讯技术控制胃内气球的减肥装置，见参考文献[3]：Kencana A P,Rasouli M,Huynh V A,et al.An ingestible wireless capsule for treatment of obesity[C]//Engineering in Medicine and Biology Society(EMBC),2010Annual International Conference of the IEEE.IEEE,2010:963-966，并在猪体内做了初步实验。但受装置机械方案的限制，该装置体积尺寸较大不能使人体正常服用。并且气球膨胀体积过大，对人身体机能造成的影响已不能忽视。

因此，基于胃内气球术原理改进装置的机械方案，即以电机直线机构为基础进行机械原理设计，采用无线通讯控制方式进行信息通讯和控制，研发体积尺寸更加小的以达到食用水平的装置，并提高装置性能以达到更佳的治疗效果以及减小装置对人体的副作用，这些显得尤为紧迫和重要。

发明内容

本发明提出了一种基于电机直线机构和无线通讯控制的微型减肥胶囊机器人，目的是为了解决目前减肥装置不便于摄入、辅助设备的导入给病人带来极大痛苦、减肥治疗效果不明显等问题。

本发明的微型减肥胶囊机器人，主要由化学膨胀模块、机械硬件模块、无线通讯控制模块三大模块构成，各模块之间相互配合具备易组装性。化学膨胀模块是通过乙酸与碳酸氢钠粉末接触反应产生对人体无害的二氧化碳气体使膨胀气球膨胀；机械硬件模块以步进丝杆电机的直线输出机构为主体，配以触发反应刀片和实现膨胀气球放气的针头；无线通讯控制模块是通过减肥胶囊机器人内设置的无线模块与体外基站进行通讯的方式控制步进丝杆电机的转角而控制直线机构的位移，从而控制膨胀气球的膨胀与收缩。