[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

本发明描述了一种能够使胶囊内窥镜在人体消化道液体/气体界面悬浮的装置及方法。胶囊内窥镜包含永久磁偶极子，且其密度大于人体消化道内液体的密度。一个球形外部磁体用于实现胶囊内窥镜在人体消化道液体/气体界面的悬浮和定位。胶囊内窥镜根据外部磁体的运动，可以沿各轴移动，转动且倾斜。外部磁体同时发生移动和转动来保持胶囊内窥镜静止且固定在液体/气体界面同一位置。在转动期间外部磁体调整其到液体/气体界面的距离，来给胶囊内窥镜提供一个恒定的磁场力。

相关申请

本专利申请是2013年05月23日提交的PCT申请PCT/CN2013/076162的继续申请。特此将PCT申请的全部内容并入到本文作为参考。

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及中国的重庆金山科技公司投入市场的产品，都在胶囊内窥镜领域占有很大的份额。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情况下速度快定位准，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美国专利US20070221233、US20100268026、US20110054255、US20110184235已经提到过。在这些专利的应用中，磁胶囊被周围的液体所悬浮，这要求胶囊的密度要小于液体密度。在临床实践中最常用的液体是水，这种悬浮胶囊的重量就要限制在3g以下。如果胶囊配置永久磁偶极子来实现更好的定位，胶囊的重量将很容易超过3g。对于比重大于水及重量超过3g的胶囊内窥镜如何实现稳定的悬浮，还没有被公开过。

发明内容

本发明攻克现有技术的技术难题，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。这里公开的装置及方法，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，使其悬浮在气液界面。

本发明的一个方面，胶囊内窥镜包含一个胶囊形壳体和以固定方式放置在胶囊形壳体内的成像单元，当胶囊内窥镜悬浮在液体/气体界面时，使用成像单元拍摄器官内部的图像。液体和气体被引入患者的器官。本发明的一个实施例，胶囊内窥镜悬浮在气液界面包含永久磁偶极子，其中胶囊内窥镜有一个质心，在胶囊内窥镜里的永久磁偶极子有一个磁心。胶囊内窥镜通过与外部磁体相互作用改变其位置或方向。

在本发明的一个实施例中，胶囊内窥镜的密度大于液体密度。本发明的另一实施例，胶囊内窥镜的质量大于3g。

在本发明的另一实施例中，胶囊内窥镜的质心与磁心之间的距离小于2mm。