一种消化道动力检测胶囊制造技术

本发明专利技术提供了一种基于消化道胶囊的消化道动力检测系统和胶囊，包括数据采集模块、数据处理模块。用于获取消化道内壁的深度图或点云，提取形态特征，包括消化道的曲率、内径和容积，作为消化道动力评估的一个参照。本发明专利技术还提供了一种消化道动力磁控检测系统，包括：控制模块、磁驱动模块、磁定位模块、胶囊；磁驱动模块驱动胶囊在消化道中运动；控制模块根据胶囊在胃肠动力和磁力作用下的位置和运动数据和驱动磁力估计胃肠动力。和驱动磁力估计胃肠动力。和驱动磁力估计胃肠动力。

【技术实现步骤摘要】
一种消化道动力检测胶囊


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及消化道检测方法、胶囊和系统。

技术介绍

[0002] 消化道动力和人体生理病理有着密切的关系。现有技术消化道动力的检测手段主要基于放射性标记物的追踪，如美国专利申请号15881671所披露 。由于放射性检查对生物是有损的，消化道动力的基础研究和临床应用亟需活体的无损检测方案。光、声、磁是常用的无损检测手段。3D摄像头以及带有磁定位的消化道视频胶囊机器人如奥林巴斯的EndoCapsule 10以及超声内窥镜已经得到商业性应用。胶囊机器人通常可以包括传感器、控制器和智能处理器。传感器以及至少部分控制器通常位于胶囊内，智能处理器通常位于体外的控制终端中。所述传感器、控制器和智能处理器通常由有线或无线通信链路连接。由于胶囊机器人的普遍商业性应用，本专利技术将该领域普通技术人员熟知的实现手段作为现有技术，不在以下
技术实现思路
中加以累叙。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了第一种消化道动力检测系统，包括数据采集模块、系统控制和处理模块、胶囊。所述数据采集模块和所述系统控制和处理模块由有线或无线通信链路连接；所述数据采集模块被设置于所述胶囊内，用于获取消化道内壁的深度、形态和图像数据的一项或多项；所述系统控制和处理模块用于接收所述数据，并从所述数据中提取消化道的形态特征, 包括消化道的曲率、内径和容积的一项或多项，作为消化道动力评估的参数。
[0004]本专利技术提供了对应于上述系统的第一种消化道动力检测方法，包括以下步骤：获取消化道的形态特征，包括曲率、内径和容积的一项或多项，作为评估消化道动力的参数。
[0005]本专利技术提供了一种用于消化道检测的超声胶囊，包含至少一个超声测距探头对，用于同步双向获取消化道内壁对侧相关的深度和/或形态数据。
[0006]本专利技术提供了第二种消化道动力检测系统包括：系统控制和处理模块、磁驱动模块、胶囊；所述胶囊带有至少一个磁体，用于被所述磁驱动模块产生的磁场驱动使所述胶囊在消化道中运动；所述系统控制和处理模块获取所述运动的数据并根据所述数据和所述驱动磁力估计消化道动力。
[0007]本专利技术提供了对应于上述第二种消化道动力检测系统的第二种消化道动力检测方法，包括以下步骤：获取带有磁体的胶囊在磁场作用下在消化道中的运动数据；根据所述数据和所述磁场作用力估计消化道的动力。
附图说明
[0008]图1是胃部蠕动的示意图。
[0009]图2 是超声胶囊的一个实施例及消化道内径计算的示意图。
[0010]图3是第一种消化道动力检测系统架构示意图。
[0011]图4是第一种消化道动力检测系统胶囊及数据获取模块的部分配置示意图。
[0012]图5是超声胶囊的结构示意图。
[0013]图6是第二种消化道动力检测系统架构示意图。
[0014]图7是第二种消化道动力检测系统的球体胶囊示意图。
[0015]图8是第二种消化道动力检测系统的椭球体胶囊示意图。
[0016]具体实现方案：以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，用于解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0017]消化道动力一般指在消化道肌肉的作用下，消化道收缩、舒张、蠕动的力量和频率，其作用是使食物产生运动和被传输，以便于被消化吸收和排空。消化道形态特征和消化道动力的关系，从直观看来，在消化道肌肉的作用下，消化道蠕动首先产生形变，包括消化道曲率的变化，和消化道的内径的变化；所述形变再将消化道肌肉的作用力传递给消化道内容物如食糜，使消化道内容物产生运动。其次，消化道和人体大多数其它组织一样，可以具有弹性的特性。熟知弹性物体的受力和该物体在受力作用下产生的形变成正比。因此，消化道内壁的形态的变化大小和消化道动力的大小有密切的相关性。特别的，如图1所示，消化道的内径和曲率的变化包括消化道曲面曲率的凸凹性的跳变的频率和胃肠蠕动的频率和强弱直接相关，由此可以根据所述内径和曲率的变化获取胃肠蠕动的频率和强度。另一方面，消化道蠕动的生理和病理在形态上也有显著的差别。比如当发生狭窄、扩张或梗阻时，正常的收缩和舒张的节律就会改变。对不同部位的消化道关注点的形态特征的数据和所述形态特征的变化的数据以及所述变化的频率的数据进行统计分析，就可以得到不同部位的消化道关注点的形态及动力的模型，作为评估消化道动力的参数。和曲率、内径一样，消化道形态特征还包括不同部位的消化道内腔容积在蠕动时的变化的数据，容积的变化反映了消化道蠕动力产生的排空量，和消化道肌肉所做的功，产生的能相关。
[0018]本专利技术提出的上述消化道动力参数，可以优选的通过先获取消化道内壁的深度、形态和图像数据的一项或多项，得到消化道内壁表面的曲面的数据；再提取形态特征。具体的，可以优选的将超声测距装置设置在胶囊中，胶囊在进入体内后，启动超声测距装置，获取胶囊到消化道内壁表面的距离，所述检测装置超声也可以采集从胶囊到消化道内壁多层组织结构的距离。超声测距主要使用的是时间差测距法。超声探头发射定向超声波，在发射时刻的同时开始计时，同一个超声探头在接收到反射波后停止计时。设超声波在介质中的传播速度V，计时器记录的发射和收到返回波的时间差 T，发射点到反射点的距离S，其表达公式为：S = V
ꢀ×
T / 2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
【1】设胶囊为一个球体，其球心位于消化道内任意一点，过所述任意一点沿任意一个方向到消化道的内壁上的一点的距离，与过该点沿反方向到消化道另一侧的内壁上的一点的距离之和，是对消化道形态的一个度量，在本专利技术中定义为度量消化道内径的一个方向腔径，同时包含了消化道内壁的一对深度数据。胶囊过任意点的方向腔径可以有多个。方向腔径是对消化道的形态的直接度量，消除了现有技术单向测量存在的由于胶囊在消化道中的运动产生的误差。进一步的，设两个探头至少在在测量
时在胶囊中的相对位置是一定的，对应于胶囊任意一个位姿，所述位姿包括胶囊在消化道中的位置在体外的世界球面坐标系中的坐标，及胶囊内部的球面坐标系相对于体外的世界球面坐标系的角度差，探头对的探头1以从探头2到探头1的方向α
0 测量从探头1到消化道一侧的第一距离，其实测方向为α1；探头2以探头1到探头2的方向
‑
α
0 测量从探头2到消化道另一侧的第二距离，其实测方向为α2；所述第一距离、第二距离和两个探头之间的第三距离之和为胶囊在上述任意一个位姿得到的、对应于上述位姿的方向腔径。由于胶囊及探头的设计或实际制作的误差，可以设置一个测量方向的误差阈值。
[0019]|α1‑
α0|<T
α
；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
【2】|α2+α0|<T
α
；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
【3】其中T
α=
ꢀꢀꢀ
19
°
。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶囊，其特征在于，用于获取消化道部位内壁的数据；胶囊或与胶囊通信相连的装置或处理器用于从所述数据中提取所述部位的形态特征,根据所述形态特征计算消化道动力的参数。2.如权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述形态特征包括曲率、内径和容积的一项或多项；所述参数包括胃肠蠕动的频率或幅度；胶囊进一步用于从所述形态特征的时间序列数据获取胃肠蠕动的频率或幅度。3.如权利要求1所述的胶囊，其特征在于，所述胶囊含有超声探头或摄像头。4.一种超声胶囊，其特征在于，包含至少两个超声测距探头；探头1用于获取沿第一方向到消化道部位内壁一侧的第一距离，探头2用于获取沿第二方向到所述内壁另一侧的第二距离，其中第一方向和第二方向的反方向的夹角小于一个阈值。5.如权利要求4所述的胶囊，其特征在于，所述阈值等于38
°
。6.如权利要求4
‑
5任...

【专利技术属性】
技术研发人员：怀效宁，
申请(专利权)人：深圳瑞尔图像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：