本发明涉及一种向胃肠道提供药物的系统。
背景技术：
对于肠道的不同部位，其手术可及性大为不同。例如，对人类小肠功能紊乱进行诊断以及治疗的过程就十分困难，这是由小肠的长度(一般情况下长约21英尺或者7米)以及小肠的难以触及性决定的。同样地，结肠的某些部位也难以接近并进行治疗。因此，很有必要提供一种采用小创面或者微创技术的设备来用于肠道难以触及部位(例如小肠以及结肠)的诊断或治疗。
可吞咽遥测胶囊已被用于多种治疗与诊断的实际应用中。某些应用研究已经提出利用可吞咽胶囊向肠道的特定部位给送治疗药物，胶囊可根据所接收到的外部射频信号来实现精确的药物释放。射频信号能够启动位于胶囊内部的机电设备，进而释放药剂。相似地，某些应用研究还提出利用胶囊从肠道中获取样本，可通过远程遥控启动胶囊内的机电取样设备以完成整个取样过程，之后胶囊将通过人体排泄得以回收。还有一些应用研究提出将胶囊用于获取肠道的内部图像或者视频信息，或者测量肠道的ph值、压力或者温度。还有一种装备有电极的自动胶囊已被提出用于在经过胃肠道时提供电刺激，以刺激恢复胃肠道的有效蠕动功能。此类设备系统能够推进吞入式胶囊通过肠道并抵达目的区域。
目前医疗领域使用的胶囊内窥镜不可避免的存在患者体内滞留和所得图片无位置信息等问题，对疾病的诊断主要依靠医生的临床经验，因此具有定位功能的胶囊内窥镜被提上日程。目前国际上主要有以下几种定位方式：rf射频信号定位、内置永磁元件的磁场定位、声音定位、rf射频信号+ct定位或者mri定位，更甚者采用辐射源定位。上述的几种定位方式，要么需要采用昂贵、笨重的辅助设备，如rf射频信号定位和内置永磁元件的磁场定位需要穿戴式医疗辅助设备完成定位；要么对人体产生或多或少的危害，如内置永磁元件的磁场定位和辐射源定位。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术中存在的问题，设计了一种向胃肠道提供药物的系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种向胃肠道提供药物的系统，该系统包括：
一个尺寸可以穿过病人胃肠道的胶囊；
一个与胶囊相连的发射器，该发射器可以在胶囊和病人体外的一个位置之间发送追踪信号，从而追踪胶囊在病人肠道内的线性位置；
一个参考信号发生器，该发生器与胶囊相连，该参考信号发生器可用来生成和传送参考引号，用来识别追踪信号组织的时间；
一个药物运送装置，用来将药物运送到肠道中；以及
一个控制器，用来在胶囊穿过肠道的时候，根据胶囊在肠道中的位置，向所需的位置提供药物。
作为本发明所述的向胃肠道提供药物的系统的一种优选方案，所述的药物运送装置包括一个阀门或一个电磁阀。
作为本发明所述的向胃肠道提供药物的系统的一种优选方案，所述的药物运送装置包括一个rf接收器，可接收外部信号，rf接收器可与控制器或药物运送装置相连。
作为本发明所述的向胃肠道提供药物的系统的一种优选方案，还包括一个传感器，用来感应肠道的状况，该传感器可以与控制器或药物运送装置相连，传感器包括一个压力传感器、一个应变仪。
附图说明
图1是本发明用在某用户身上的追踪系统。
图2是图1所述追踪系统的部分截面视图。
图3是所述的胶囊的部分截面视图。
图4是图3所述胶囊部分结构放大示意图。
图5是图1所述胶囊的电子电路图。
其中:100、电线导管100a、100b、电线101、102、103、104、诊断帖105、外部记录器106、壳体106a、接口壁107a、声换能器107m、衬垫材料108a、射频线圈109、粘结层110、胶囊111、胶囊主体111a、不透射线标志物131、后端131a、后端内端面132、前端132a、前端内端面135、射频线圈136a、136b、136c、声换能器137、压电晶体138、电极板139、衬垫材料
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
在图1中，展示了安装在病人深山的本发明的追踪系统160。追踪系统160包含一个外部记录器105；四个诊断贴101、102、103和104，这些诊断仪含有声音及em发射器/接收器；以及一个胶囊110，该胶囊能够被患者吞服，或是能够在肠道内进行运动。外部记录器105固定在患者腹部之外。诊断贴101、102、103和104粘贴在病人皮肤上，并且具有声音传送/耦合材料，如凝胶层，位于病人皮肤和诊断贴101、102、103和104之间。
如图2所示，诊断贴101包括一个塑料外壳106，其中具有一个声音传送器107a和一个rf线圈108a。外壳106具有一个接触壁106a用来与病人的皮肤进行接触。在接触壁106a的一部分，形成了一个粘结层109，用来将诊断贴粘贴到病人的皮肤上，而剩余的接触壁的部分则暴露于病人的皮肤。声音发射器107a粘贴在靠近壁106a暴露部分的外壳106中的壁106a上，可以让声音或超声能量穿过接触壁106a。在声音发射器107a的另外一侧，提供了一种声音基底材料107m，可以吸收向基底材料107m的方向传送的声音能量。一般情况下，在接触壁106a的暴露部分的外侧会涂抹胶水或其他声音传导/耦合材料。声音发射器107a的输出连接到了导线100a上，导线通过伸出外壳106的导线导管100连接到外部记录器105上。rf线圈108a通过导线也从导线管100连接到了外部记录器105上。诊断贴102、103和104具有类似的结构。
如图3和4所示，胶囊110包括一个液体无法渗透的和具有气密性的胶囊主体111。整体来看，本发明的胶囊的尺寸可以保证其能够被服下，并穿过肠道。对于成年人来说，需要对胶囊的优选实施例进行尺寸设置，将其长度设定在1.5到2.5厘米之间，直径为8毫米以下。对于儿童和动物，胶囊的尺寸可按照实际情况进行合理设置。胶囊主体111含有封闭电路，可以在胶囊穿过肠道的时候，防止电路受到体液的破坏。胶囊主体111的至少一部分要用超声传导擦了来制作，以便于在人体中进行使用，此类材料包括医用级塑料，如聚乙烯。在塑料外壳中嵌有一个不透射线标记，可以通过外部的成像源来定位装置，可以确定其位置。胶囊主体111可以用可溶性外壳(没有显示)进行包裹。外壳可以用适当的可溶性材料制作，例如可溶解的明胶或肠道涂层，这些涂层可以被胃部和肠道内的体液所融化。此类材料可以根据ph值进行选择性溶解，从而让外壳在胶囊110穿过高酸性的胃部并计入中性的小肠之后被溶解。胶囊主体111包括一个半球状的后端131和一个半球状的前端132。后端131包括一个内端表面131a。前端132包括一个内端表面132a。可溶性胶囊110的整体构造是圆柱形35，形成了光滑的胶囊外表面。
胶囊110包含一个rf线圈135，用来传送和接收rf信号，和声音发射器136a、136b和136c，这些传送器位于胶囊主体111中。声音发射器136a和136b分别位于内端表面132a和131a上，并用声音传送/耦合材料对传送器136a和136b与末端表面132a、131a之间的空隙进行了填充，以保证传送器能够通过胶囊主体111向周边的组织或材料传送声音和超声波。声音发射器136c具有圆柱形状，围绕胶囊的内周长进行扩张。用类似的声音传送/耦合材料填充了声音发射器136c和胶囊主体111内壁之间的空隙。声音发射器136a-c进行了组合安排，从而对声音信号进行整体的定向发送。
发射器136a包括一个压电晶体137，位于电极板138之间，当通电的时候，会让晶体按照超声频率震动。吸声材料139，如柔性聚合物中的氧颗粒，如环氧基体钨粉，被放到了传送器136a的背面，来吸收与末端表面132a方向相反的声音传递。声音发射器136b和136c的构造和材料与136a类似。其他声音传送器的配置可以用来提供相对定向的声音信号传送。rf线圈135与声音传送器136a、136b和136c通过电气连接与电子装置113进行了链接，该装置通过电池114供电。
一个延长元件115固定到了胶囊主体背端131上。第一个和第二个双极电极116、117位于延长元件115上，第二个双极电极117与第一个电极116在电气方面是相对立的。延长元件115最好是用弹性材料制作，如捏钛合金。
胶囊主体111还包括一个位于胶囊主体111上的pfl传感器133。pfl传感器133是用不同类金属制作的，如氯化银以及锑，这种材料能够感应到pfi中的差异，并且会将感应到的结果转化成经过校对的电信号。pfl传感器通过导线与电子装置113相连。
如图5所示，电子装置113是一个芯片，其中包括各种可选连接器，因此，可以按照多种诊断和治疗胶囊配置来使用。胶囊的电子装置113包括一个微处理器或控制器112，用来控制电子装置的运行；一个内部时钟121；和电池装置114，例如一对锂碘电池，用来为电路113的各部件供电。因此，控制器122和电池装置114连接到了电路的主要部件上，如该领域的普通技术人员所知。
控制器122与只读存储器rom123相连，其中含有控制器122的程序指令，以及其他固定存储的信息，可以让微处理器/控制器122进行运行。控制器122可以通过地址总线123a将存储器引导到rom123中，且rom123能够通过数据总线123b将存储的程序指令提供到控制器122。
声音发射器136a的电极板138是通过控制器122控制的振荡器137a通电的，可以生成所需的声波输出。与之类似的是，声音发射器136b和136c的电极板是通过振荡器137b和137c供电的，并通过控制器122进行控制。控制器122控制rf线圈135，该线圈既可以发送rf追踪信号也可以用作一个遥测装置，将数据发送到记录器105上。rf线圈135可以向诊断贴101、102、103和104中的rf线圈108a-d发射信号，或从这些线圈接收信号。为了进行追踪，控制器122将分别在固定的时间间隔使用rf线圈135和声音发射器136a-136c中的至少一个来要求发射rf信号和声音信号。控制器的命令将加入rf信号传送和声音信号启动之间的预设时间间隔。此类时间间隔(可能是零)将会纳入到记录器105中，来确定声波的传送时间。在优选实施例中，胶囊的声音发射器136a-136c能够立即传送声音信号，或在rf参考信号之后发送一个规定的时间。声音发射器136a将在rf信号之后的规定时间发射第一个信号，且第二和第三声音发射器136b和136c将会在rf信号之后的规定时间分别发送第二个和第三个信号，而且信号之间要有足够的时间间隔，从而让声音信号具有差异。另外，第二个和第三个声音信号可以根据第二个和第三个差异rf信号进行参考。
当rf线圈135收到外部遥测信号的时候，缓冲振荡器119将被关闭。rf线圈135收到的遥测信号可以用探测器电路119a进行探测，并且发送到微处理器122上。探测器电路119a最好能够根据为遥测信号使用的调制来选择。
一个或多个传感器127a(压力)、127b(ph值)、127c(光学)、127d(温度)和116、117(电极)可以通过a/d转换器(配有放大器)126a、126b、126c、126d、126e与控制器122进行连接，这些转换器可以将典型的模拟电信号转化成数字信号。这些类型的适当传感器在该领域一般都是已知的，且可以安装在胶囊主体111的内部或外部。用来实现刺激的电极116、117也可以用来感应电活动或阻抗。
控制器122通过一个地址总线120a与ram120相连，用来对ram120中的位置进行寻址，还可以通过一个双向数据总线120b与ram120进行连接，用来收发来自ram120的信息。ram120包括事件存储器124，可以暂时存储传感器127a-127d以及电极116、117记录的数据。ram120还可以包括一个可编程存储器125，该存储器可以在胶囊位于肠道内的时候通过遥感技术进行编程，从而提供治疗协议。存储在事件存储器124中的数据可以间歇式地通过rf线圈135，用摇杆技术作为数据突发发送至外部线圈138a-d(图5)，从而节省电力。存储在可编程存储器125中的数据可以包括对电刺激运行模式的说明(如波形、刺激类型：如步测，包括收缩或其他类型)，以及各种程序参数(如何时用药或进行电刺激)。此类编程可以根据感应到的信息来完成，或由外部控制器自动完成，或按照治疗医师的要求来完成。
控制器122与一个缓冲振荡器119相连，可以提供需要从rf线圈135发送的rf信号。rf信号的频率最好是100khz到5mhz，从而让信号能够通过组织进行传送。35控制器122控制振荡器119，并且能够提供各种数据，例如感应到的数据，如压力、ph值、阻抗、电活动等，从而与需要通过rf线圈135发送的rf信号进行调制。控制器122还可以通过刺激驱动器188和耦合电容器116a、117a分别与刺激电极116、117相连。可以通过与本文所述方法类似的方式提供电刺激。刺激模式和参数可以通过一个外部装置进行编程或设置，该装置可以通过遥测方式发送参数。
电池114将其输出供应到一个直流-直流转换器130，来提供更高的电压，该转换器用来获得电刺激脉冲。直流-直流转换器130是一种传统转换器，能够提供15到20伏特的输出电压。另外，电路113可包括一个或多个驱动器128a、128b、128c、128d，用来驱动各种装置，例如诊断或治疗机电装置，如用于药物供应、活体组织检查、内容取样或标记释放的控制阀、电磁阀等。控制器122可以根据rom123中预设的程序、存储在ram120中的感应参数及/或通过遥测技术从记录器105或诊断贴101-104中的rf线圈108a-d收到的信号向驱动器128a-d发送信号。电路还可以包括一个步进驱动器129，该驱动器与步进电机相连，可以驱动成像装置(如诊断超声装置)或启动活体组织检查装置等。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。