植入式无线胃肠道功能检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了植入式无线胃肠道功能检测系统，包括植入式无线传感器设备和无线接收装置；植入式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，包括外壳、设置外壳两端的自脱落式固定件、设置外壳内的线路板、安装在外壳上并与线路板电连接的传感器子系统、设置在外壳内并与线路板电连接的天线、以及设置在外壳内为整个植入式无线传感器设备供电的电池仓；植入式无线传感器设备通过天线与无线接收装置无线通信联接。本实用新型的植入式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，并集成了各类参数的综合测量技术，使用时无创伤，并能够检测多种参数，可以广泛应用于胃肠道功能性疾病的诊断以及治疗效果的实时评估。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种植入式无线胃肠道功能检测系统。 植入式无线胃肠道功能检测系统
【背景技术】
[0002] 目前，对于胃肠道功能性疾病的诊断缺少兼顾到功能全面，灵活高效，使用简便 且经济合算的手段。在市场上已经出现了可吞咽式的具无线传输功能的传感器装置如： PillCam (胶囊胃镜)，Bravo24小时pH监测仪和SmartPill (胃肠道监测系统)。前者由使 用者胶囊吞服，胶囊在通过胃肠道的过程中，将将胃肠道的图像无线传输给体外接收装置， 使医生可以从电脑上观看清晰胃肠道的图像信息，成为替代和超越传统胃镜的先进手段。 Brav〇24小时pH监测仪将胶囊尺寸的pH值传感器固定于食管内壁，进行pH值监测，并将测 量数据无线传出，主要用于胃食管返流病的诊断，很大程度上克服了传统pH导管的缺点。 SmartPill与胶囊胃镜相似，不过，它所传输的信息是胃肠道运动和pH值。由此可知：可吞 咽胶囊技术在医疗器械领域尤其是消化道疾病的诊断乃至治疗都有着可观的前景和意义。
[0003] 胃肠道的压力，肌电，温度，pH值，胃激素水平，一氧化氮浓度等参数是诊断胃肠道 疾病的重要依据。传统测量设备多基于使用探头导管的方式。其使用过程复杂，设备相对 昂贵，同时很大程度上影响到了被测量对象的正常起居。目前一些新面市的产品以及提出 的方案，或是测量对象、诊断依据单一并且价格昂贵，或是模型过于理想化，可行性差，其实 现很大程度上依赖新材料新技术的支持。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种无创的、基于综合生理指数测量的植入式无线胃肠 道功能检测系统，可以广泛应用于胃肠道功能性疾病的诊断以及治疗效果的实时评估。
[0005] 实现本实用新型目的的技术方案是：植入式无线胃肠道功能检测系统，包括植入 式无线传感器设备和无线接收装置；所述植入式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，包 括外壳、设置在外壳两端的自脱落式固定件、设置在外壳内的线路板、安装在外壳上并与线 路板电连接的传感器子系统、设置在外壳内并与线路板电连接的天线、以及设置在外壳内 为整个植入式无线传感器设备供电的电池仓；所述植入式无线传感器设备通过天线与无线 接收装置无线通信联接；所述自脱落式固定件通过钛夹固定在器官的内壁上；所述传感器 子系统包括多个用于测量胃肠道信息的传感器。
[0006] 所述植入式无线传感器设备的自脱落式固定件采用凝胶状的突起结构。
[0007] 所述植入式无线传感器设备的线路板包括电源管理电路、处理器、信号采集模块 和通信模块；所述电源管理电路与电池仓以及处理器电连接；所述信号采集模块和通信模 块均与处理器电连接；所述信号采集模块还与传感器子系统的多个传感器分别电连接。
[0008] 所述植入式无线传感器设备的线路板的处理器采用Texas Instruments公司的 MSP430系列处理器；所述植入式无线传感器设备的线路板的通信模块采用射频收发控制 芯片ccllOx ;所述通信模块与处理器之间通过SPI通信总线连接。
[0009] 所述植入式无线传感器设备的传感器子系统包括压力传感器和胃肠电信号电极； 所述压力传感器设有两个，其中一个安装在外壳的端部，另一个安装在外壳的中部；所述植 入式无线传感器设备的胃肠电信号电极设有三个，其中一个安装在外壳的中部，另外两个 分别安装在外壳的中部与两端部的连接处。
[0010] 所述植入式无线传感器设备的电池仓包括电池盒和设置在电池盒内的两块氧化 银钮扣电池。
[0011] 所述植入式无线传感器设备的传感器子系统还包括温度传感器和/或pH值电极 和/或一氧化氮浓度传感器。
[0012] 所述无线接收装置包括供电模块、接收装置处理器、存储模块、显示屏、PC接口和 接收装置无线通讯模块；所述电模块、存储模块、显示屏、PC接口和接收装置无线通讯模块 均与接收装置处理器电连接；所述供电模块为无线接收装置供电；所述PC接口用于连接 PC;所述接收装置无线通讯模块与植入式无线传感器设备无线通信联接。
[0013] 采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：（1)本实用新型的植入 式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，并集成了各类参数的综合测量技术，使用时无创 伤，并能够检测多种参数，可以广泛应用于胃肠道功能性疾病的诊断以及治疗效果的实时 评估。
[0014] (2)本实用新型的植入式无线传感器设备的线路板的处理器采用Texas Instruments公司的MSP430系列处理器，该处理器功耗低，可保证植入式无线传感器设备 在人体内的长时间工作，工作时间可达72小时以上。
[0015] (3)本实用新型的植入式无线传感器设备还包括安装在外壳上并与线路板电连接 的温度传感器和/或pH值电极和/或一氧化氮浓度传感器，进一步丰富了数据检测的全面 性。
[0016] (4)本实用新型通过肽夹有效地将电子胶囊固定在胃肠道内壁的预定位置，而不 是在胃肠道中随机运动过程中采集信号，因此能够获得可靠的测量效果，操作性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附 图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0018] 图1为本实用新型的植入式无线传感器设备的结构示意图。
[0019] 图2为本实用新型的植入式无线传感器设备的电连接框图。
[0020] 图3为本实用新型的无线接收装置的电连接框图。
[0021] 图4为本实用新型的植入式无线传感器设备通过肽夹固定于待测者的胃部内壁 上的示意图。
[0022] 附图中的标号为：
[0023] 外壳1、自脱落式固定件2、线路板3、电源管理电路3-1、处理器3-2、信号采集模块 3-3、通信模块3-4、压力传感器4、胃肠电信号电极5、天线6、电池仓7、供电模块8、接收装 置处理器9、存储模块10、显示屏11、PC接口 12、接收装置无线通讯模块13、肽夹14。
【具体实施方式】
[0024] (实施例1)
[0025] 见图1至图3,本实施例的植入式无线胃肠道功能检测系统，包括植入式无线传感 器设备和无线接收装置。
[0026] 植入式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，包括外壳1、设置在外壳1两端的自 脱落式固定件2、设置在外壳1内的线路板3、安装在外壳1上并与线路板3电连接的传感 器子系统、设置在外壳1内并与线路板3电连接的天线6、以及设置在外壳1内为整个植入 式无线传感器设备供电的电池仓7。植入式无线传感器设备通过天线6与无线接收装置无 线通信联接。自脱落式固定件2通过钛夹14固定在胃、小肠或结肠的内壁上。传感器子系 统包括多个用于测量胃肠道信息的传感器。自脱落式固定件2采用凝胶状的突起结构。传 感器子系统包括压力传感器4和胃肠电信号电极5。压力传感器4设有两个，其中一个安装 在外壳1的端部，另一个安装在外壳1的中部。胃肠电信号电极5设有三个，其中一个安装 在外壳1的中部，另外两个分别安装在外壳1的中部与两端部的连接处。电池仓7包括电 池盒和设置在电池盒内的两块氧化银钮扣电池。
[0027] 植入式无线传感器设备的线路板3包括电源管理电路3-1、处理器3-2、信号采集 模块3-3和通信模块3-4。电源管理电路3-1与电池仓7以及处理器3-2电连接。信号采 集模块3-3和通信模块3-4均与处理器3-2电连接。信号采集模块3-3还与传感器子系 统的多个传感器分别电连接。植入式无线传感器设备的线路板3的处理器3-2采用Texas Instruments公司的MSP430系列处理器。植入式无线传感器设备的线路板3的通信模块 3-4采用射频收发控制芯片ccllOx。通信模块3-4与处理器3-2之间通过SPI通信总线连 接。
[0028] 无线接收装置包括供电模块8、接收装置处理器9、存储模块10、显示屏11、PC接 口 12和接收装置无线通讯模块13。电模块8、存储模块10、显示屏11、PC接口 12和接收装 置无线通讯模块13均与接收装置处理器9电连接。供电模块8为无线接收装置供电。PC 接口 12用于连接PC。接收装置无线通讯模块13与植入式无线传感器设备无线通信联接。 PC接口优选采用USB接口。
[0029] 本实施例的植入式无线胃肠道功能检测系统的使用方法为：首先将植入式无线传 感器设备启动并进行通讯初始化，之后交由待测者吞服。然后操作人员开始进行内窥镜操 作，通过钛夹14将植入式无线传感器设备固定于待测者的胃、小肠或结肠的内壁上，如图4 所示。无线接收装置由待测者随身携带。这个过程完成后，植入式无线传感器设备将把待 测者胃肠道的各种信息采集并传送给无线接收装置保存。钛夹14将会保持2天以上的时 间，之后自然脱落，植入式无线传感器设备也同时脱离器官内壁，最终排出体外。
[0030] 无线接收装置接收到植入式无线传感器设备发出的无线信号数据后，将数据保存 在存储模块10中。或者无线接收装置通过PC接口 12 (USB接口)连接电脑，通过电脑实现 实时监测。
[0031] (实施例2)
[0032] 本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：植入式无线传感器设备的传感器 子系统还包括温度传感器和/或pH值电极和/或一氧化氮浓度传感器，从而做到有针对性 的综合若干生理指数同步实时测量。
[0033] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本 实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：包括植入式无线传感器设备和无 线接收装置；所述植入式无线传感器设备采用电子胶囊的结构，包括外壳（1)、设置在外壳 (1)两端的自脱落式固定件（2)、设置在外壳（1)内的线路板（3)、安装在外壳（1)上并与线 路板（3)电连接的传感器子系统、设置在外壳（1)内并与线路板（3)电连接的天线（6)、以及 设置在外壳（1)内为整个植入式无线传感器设备供电的电池仓（7);所述植入式无线传感器 设备通过天线（6)与无线接收装置无线通信联接；所述自脱落式固定件（2)通过钛夹（14) 固定在器官内壁上；所述传感器子系统包括多个用于测量胃肠道信息的传感器。
2. 根据权利要求1所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的自脱落式固定件（2)为凝胶状的突起结构。
3. 根据权利要求1所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的线路板（3 )包括电源管理电路（3-1 )、处理器（3-2 )、信号采集模块（3-3 ) 和通信模块（3-4);所述电源管理电路（3-1)与电池仓（7)以及处理器（3-2)电连接；所述 信号采集模块（3-3)和通信模块（3-4)均与处理器（3-2)电连接；所述信号采集模块（3-3) 还与传感器子系统的多个传感器分别电连接。
4. 根据权利要求3所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的线路板（3)的处理器（3-2)采用Texas Instruments公司的MSP430系列 处理器；所述通信模块（3-4)采用射频收发控制芯片ccllOx ;所述通信模块（3-4)与处理器 (3-2)之间通过SPI通信总线连接。
5. 根据权利要求1所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的传感器子系统包括压力传感器（4)和胃肠电信号电极（5);所述压力传感 器（4)设有两个，其中一个安装在外壳（1)的端部，另一个安装在外壳（1)的中部；胃肠电信 号电极（5)设有三个，其中一个安装在外壳（1)的中部，另外两个分别安装在外壳（1)的中 部与两端部的连接处。
6. 根据权利要求1所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的电池仓（7 )包括电池盒和设置在电池盒内的两块氧化银钮扣电池。
7. 根据权利要求5所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述植入式 无线传感器设备的传感器子系统还包括温度传感器和/或pH值电极和/或一氧化氮浓度 传感器。
8. 根据权利要求1所述的植入式无线胃肠道功能检测系统，其特征在于：所述无线接 收装置包括供电模块（8)、接收装置处理器（9)、存储模块（10)、显示屏（11)、PC接口（12) 和接收装置无线通讯模块（13);所述电模块（8)、存储模块（10)、显示屏（11)、PC接口（12) 和接收装置无线通讯模块（13)均与接收装置处理器（9)电连接；所述供电模块（8)为无线 接收装置供电；所述PC接口（ 12)用于连接PC ;所述接收装置无线通讯模块（13)与植入式 无线传感器设备无线通信联接。
【文档编号】A61B5/00GK203873726SQ201420162320
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】陈建德, 潘杰卡, 郭磊, 陈建峰 申请人:宁波贝思转化医学研究中心有限公司