[发明专利]一种具有定点施药功能的胶囊内窥镜系统

摘要

本发明公开了一种具有定点施药功能的胶囊内窥镜系统，通过胶囊内窥镜在体内移动时，将病灶图像信息通过USB接口传输到信息处理控制中心，同时，磁感应背心通过采集永磁体的信号并传输到信息处理控制中心，再根据定位软件定位出永磁体的空间位置并描绘三维轨迹，最后结合病灶图像和三维轨迹进行体外遥控释药；本发明具有结构简单、使用方便、可靠性高和实时观测等特点，同时还能适应多种药物剂型极大地提高了疗效的同时，大大减少了药物的副作用。

主权项

一种具有定点施药功能的胶囊内窥镜系统，其特征在于，包括：胶囊内窥镜、磁感应背心和信息处理控制中心；所述的胶囊内窥镜包括透明胶囊外壳、成像元件、六个均匀分布在成像元件周围的LED灯、图像处理模块、电池、微控制单元、药物驱动单元、储药仓，活塞a，以及位于图像处理模块和电池之间的圆柱形永磁体；其中，透明胶囊外壳采用密封性能良好的材料，能很好的将胶囊内窥镜的其它部件进行包裹，使其与外部隔绝，避免体液污染；图像处理模块，包括图像处理芯片和射频单元；图像处理芯片接收成像元件发送的图像，并对图像进行处理后发送给微控制单元；其中，射频单元采用2.45GHz的ZL70102无线射频芯片包括无线发射天线和遥控接收单元；药物驱动单元包括一个凹型活塞b，相互接触的微发热器阵列、嵌入在活塞b中的粘接层，以及一个位于微控制单元与粘接层之间且处于压缩状态的弹性波纹管；活塞a位于胶囊内镜的后端并嵌入到透明胶囊外壳中，与透明胶囊外壳形成一个整体的密封环境；储药仓是由活塞a、活塞b和透明胶囊外壳内壁之间的空腔构成，并且由多个存储小格组成，存储小格间相互独立，每个小格可存储一种药物，存储小格在外力的作用下能够将药物释放；所述的磁感应背心内置有多个对称均匀分布分布的霍尔传感器阵列、控制电路和数据采集单元；所述的信息处理控制中心包括带有三维重建和定位软件的PC机以及体外遥控单元；当患者需要内窥检查时，开启PC机并打开三维重建和定位软件，同时让患者穿上磁感应背心，取出胶囊内窥镜，并启动胶囊内窥镜的电源开关，使其各元件正常工作，当患者吞服胶囊本体后，胶囊内窥镜经过食道进入其胃部；LED灯将胃内壁充分照亮，成像元件中的光学透镜和CCD图像传感器配合工作，并以t帧/秒的速度对胃内壁进行清晰拍摄成像，CCD图像传感器同时以t帧/秒的速度将拍摄的图像传输给图像处理芯片，图像处理芯片对图像进行编码、压缩处理后传输到微控制单元，微控制单元中的调制发射芯片再以调制频率为2.4GHZ ISM频段的模拟信号进行调制，再将调制后的图像信号反馈给图像处理模块，最终由射频单元中的无线发射天线转发至数据采集单元；同时，圆柱形永磁体等效为磁偶极子并产生局部磁场，霍尔传感器阵列实时感应圆柱形永磁体的磁感应强度，并将感应到的磁感应强度传至控制电路，控制电路对磁感应强度进行采样，得到磁感应信号并传输到数据采集单；数据采集单元将磁感应信号及图像信号进行编码、压缩处理，再通过射频单元中的无线发射天线传输到PC机；PC机利用三维重建软件和定位软件对磁感应信号及图像信号进行处理，重建出三维图像，同时计算出胶囊内窥镜的位置和方向参数并描绘其三维轨迹，通过显示器实时显示；医生根据三维图像和三维轨迹观察病灶位置，再通过体外遥控单元发送遥控指令至遥控接收单元，并转发至药物驱动单元，控制药物驱动单元中的微发热器阵列迅速发热，软化低熔点粘接层，使弹性波纹管由压缩状态变为拉伸状态，使其前端的活塞b向前运动，在活塞b运动产生的压力下，将活塞a推出透明胶囊外壳，此时，连接在药物驱动单元上的储药仓中的药物通过已被打开的透明胶囊外壳释放出来，从而实现了对病灶位置定点给药的功能。