胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置制造方法
【專利摘要】一種無創(chuàng)醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，包括：胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)以及無線供能子系統(tǒng)。本發(fā)明通過無線供能和主動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了檢測裝置在受試者胃腸道內(nèi)可控、長時(shí)間檢測、檢測結(jié)果向體外的無線發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了對全消化道的無創(chuàng)、無痛苦診查。
【專利說明】胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種無創(chuàng)醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】的裝置，具體是一種胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來胃腸癌一直是發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤。我國腸癌(包括結(jié)腸癌和直腸癌)每年新發(fā)病人數(shù)約為13~16萬人，死亡人數(shù)約為6~9萬人，且有逐年上升的趨勢。胃腸道癌變病情隱匿，很多患者就診時(shí)即已至進(jìn)展期，延誤了最佳治療時(shí)機(jī)。臨床實(shí)踐表明，早期胃腸癌變良好及時(shí)治療后的5年及以上的生存率達(dá)90%以上，有的甚至可以痊愈。因此提高早期胃腸癌變的診斷水平對胃腸癌變的早發(fā)現(xiàn)和早治療尤為重要，但目前臨床上仍缺乏經(jīng)濟(jì)、簡便、有效的篩查和早期診斷手段。
[0003]胃腸癌變的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程，因此，診查癌前病變及監(jiān)測預(yù)后是防癌和治癌的關(guān)鍵?，F(xiàn)代分子生物學(xué)研究表明，從正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞要經(jīng)歷多個(gè)步驟，在這個(gè)過程中周邊生化環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)的變化，如基因突變，繼而導(dǎo)致基因表達(dá)異常，細(xì)胞中蛋白質(zhì)和酶的變化引起代謝比如卟啉代謝的變化，這些變化形成后變成特殊的宿主體，癌細(xì)胞才能生存。研究表明，這些特殊宿主體在不同波長單色光的激發(fā)下發(fā)出熒光，該熒光無需通過外源性物質(zhì)產(chǎn)生，因此又稱固有熒光。固有熒光主要是由粘膜下層膠原受激發(fā)產(chǎn)生，對于癌前病變組織，由于上皮細(xì)胞增生導(dǎo)致組織致密，阻擋了部分激發(fā)光，亮度減弱呈暗色。因此，通過熒光的顏色、亮度及熒光光譜特性，即可揭示特殊宿主體的生物化學(xué)特征，從而進(jìn)行癌前 病變組織的檢測。
[0004]利用固有熒光進(jìn)行癌前病變檢測是通過激發(fā)光激發(fā)粘膜組織，使粘膜組織內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生熒光，通過換能器接收，通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理可獲得熒光光譜曲線或熒光色澤圖像，因而目前癌前病變檢測方法有光譜法和圖像法。熒光光譜法較為嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，光譜包含的信息量大，包括已知的各種病變與早期癌的分化、癌細(xì)胞的分化程度以及基因突變等，都可以依據(jù)，光譜特征分析判別，其中還有許多信息有待進(jìn)一步開發(fā)，光譜法是按“點(diǎn)”采樣，獲得光譜是單個(gè)的點(diǎn)，且光譜設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、昂貴，對病變的判斷不夠直觀，因此推廣使用有一定局限。圖像法是根據(jù)正常組織與癌前病變組織固有熒光顏色、強(qiáng)度的不同，通過肉眼判斷組織是否為癌前病變；光譜法是將固有熒光經(jīng)光導(dǎo)纖維收集，經(jīng)過光電二極管陣列轉(zhuǎn)換為電信號，模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過專門設(shè)計(jì)的軟件顯示光譜曲線，根據(jù)正常組織與異常組織光譜曲線的差異判斷待檢組織的類型。顯然，熒光圖像法直接根據(jù)顏色進(jìn)行檢測，優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡單，能作出實(shí)時(shí)判斷、觀測視野大，且不需要復(fù)雜的裝置設(shè)備，非常有利于臨床推廣。目前的檢測設(shè)備不能可控主動(dòng)地實(shí)現(xiàn)全消化道內(nèi)壁的檢測，并且不能診斷癌前病變及早期癌癥，降低胃腸癌的發(fā)病率和死亡率。
[0005]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)以下相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn):
[0006]1、《自體熒光內(nèi)鏡診斷消化道惡性腫瘤和癌前病變的臨床初探》(胃腸病學(xué)，第18卷、第10期，2013年)，其中公開了一種自主研制的自體熒光內(nèi)鏡儀器主要由消化道電子內(nèi)鏡、雙光照明光源、視頻分離器、白光圖像處理器、熒光圖像處理器、圖像壓縮器、圖像顯示器等設(shè)備組合而成。顯然該系統(tǒng)屬傳統(tǒng)消化道電子內(nèi)鏡在功能上的拓展，雖能夠準(zhǔn)確、客觀地反映消化道惡性腫瘤和癌前病變與正常組織的差異，較少依賴內(nèi)鏡醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)，具有較高的診斷價(jià)值，同時(shí)亦可用于估計(jì)病變范圍和指導(dǎo)靶向活檢，成為診斷早期消化道惡性腫瘤的重要手段。但同樣面臨傳統(tǒng)內(nèi)鏡的人工介入、存在診療痛苦、存在診斷盲區(qū)的缺陷。
[0007]2、中國專利申請?zhí)朇N02137764.2，技術(shù)名稱:內(nèi)窺鏡診斷癌前病變的裝置，該技術(shù)包括光源，光路系統(tǒng)，內(nèi)窺鏡及電路系統(tǒng)，光源包括激發(fā)光及冷光源，其中光路系統(tǒng)中冷光源和激發(fā)光分別通過光纖束進(jìn)入內(nèi)窺鏡導(dǎo)光束的端口，實(shí)現(xiàn)對被測活體組織的照明和激發(fā)。被測活體組織反射的白光圖像信號和固有熒光圖像信號經(jīng)與內(nèi)窺鏡輸出端口緊密相連的弱光CCD轉(zhuǎn)化后進(jìn)行圖像顯示；被測活體組織反射的熒光信號通過一束從內(nèi)窺鏡的鉗孔內(nèi)出去的光纖束傳出至電路系統(tǒng)進(jìn)行光譜顯示。但該技術(shù)同樣基于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡，雖有新的技術(shù)內(nèi)涵，但同樣面臨人工介入、存在診療痛苦、存在診斷盲區(qū)的缺陷，不能滿足臨床對全消化道疾病診斷的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的所述的不足，提出一種胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，通過無線供能和主動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了檢測裝置在受試者胃腸道內(nèi)可控、長時(shí)間檢測、檢測結(jié)果向體外的無線發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了對全消化道的無創(chuàng)、無痛苦診查。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)以及無線供能子系統(tǒng)，其中:胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集人體胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息并采用無線方式發(fā)送到人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)；人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)控制胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和停滯，使胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)拍攝人體胃腸道指定位置的圖像信息，同時(shí)人機(jī)界面實(shí)時(shí)接收胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)輸出的胃腸道白光和熒光圖像信號并實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)；躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)控制被測患者在無線供能發(fā)射線圈的位置以保證無線供能子系統(tǒng)的位置穩(wěn)定性；無線供能`子系統(tǒng)分別向胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)以無線方式提供能量。
[0010]所述的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)包括:外殼以及設(shè)置于外殼內(nèi)部的短焦鏡頭、光源、成像器件、微處理器、無線通信模塊、醫(yī)用外殼、收發(fā)天線、無線能量接收模塊、電源管理模塊、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊和微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其中:透明半球形的外殼和短焦鏡頭為成像器件提供光學(xué)調(diào)制，紫外單色以及白光的光源為成像器件提供光學(xué)照明，成像器件采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，微處理器控制成像器件采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，并且控制無線通信模塊實(shí)現(xiàn)圖像信息的發(fā)送和控制信息的接收，無線能量接收模塊和電源管理模塊通過無線方式與無線功能子系統(tǒng)相連并為胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)提供電源，微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊和微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)使診查子系統(tǒng)能夠按照要求拍攝指定位置的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息。
[0011]所述的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)通過無線能量接收模塊無線獲取能量，能量經(jīng)電源管理模塊處理后為微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)行走、胃腸道組織白光/熒光圖像的采集提供能源。
[0012]所述的躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括:躺臥床、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊、機(jī)座、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊、能源及管理模塊，其中:躺臥床為被測患者提供舒服的檢測位置，躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊控制躺臥床的垂直運(yùn)動(dòng)，躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊控制躺臥床的水平運(yùn)動(dòng)。
[0013]所述的子系統(tǒng)通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的控制，使受試者腹部區(qū)域處于無線供能子系統(tǒng)的能量發(fā)射線圈中，實(shí)現(xiàn)對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)的可靠供能。
[0014]所述的人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)包括:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)控制模塊、收發(fā)天線、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口、能源及管理模塊，其中:接收天線和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收診查子系統(tǒng)發(fā)射的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息，系統(tǒng)控制模塊和發(fā)射天線控制診查子系統(tǒng)在胃腸道的位置。
[0015]所述的人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)通過系統(tǒng)控制模塊的無線通信功能、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口實(shí)現(xiàn)對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制、胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)采集圖像的處理、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)位置的控制、無線供能子系統(tǒng)發(fā)射能量的控制。
[0016]所述的無線供能子系統(tǒng)包括:無線能量發(fā)射線圈、能量變換及控制模塊以及能源及管理模塊，其中:能量變換及控制模塊將電源轉(zhuǎn)變成控制信號并傳送到體外無線能量發(fā)射線圈，體外無線能量發(fā)射線圈將電能轉(zhuǎn)變成為交變電磁場，無線能量接收三維線圈接收到該交變電磁場，并將交變電磁場重新轉(zhuǎn)化為交變電動(dòng)勢。
[0017]所述的無線供能子系統(tǒng)通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)對無線供能子系統(tǒng)工作過程的有效控制，包括能量發(fā)射大小的調(diào)節(jié)。
技術(shù)效果
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了檢測裝置在受試者胃腸道內(nèi)可控、有效的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對胃腸道組織白光/熒光圖像的可控和長時(shí)間檢測、檢測結(jié)果向體外的無線發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了對全消化道的無創(chuàng)、無痛苦診查。通過無線供能子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)的無線供能，突破了當(dāng)前胃腸道檢測裝置采用電池功能時(shí)工作時(shí)間的限制、采用拖纜供能時(shí)不能實(shí)現(xiàn)對全消化道實(shí)施檢測的限制。采用人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)及躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對檢測過程的自動(dòng)控制、檢測結(jié)果的無線傳輸及處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查系統(tǒng)示意圖；[0020]圖2為胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)示意圖；
[0021]圖3為躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)示意圖；
[0022]圖4為人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖5為無線供能子系統(tǒng)示意圖；
[0024]圖中:醫(yī)用透明半球形外殼1、紫外單色光源2、短焦鏡頭3、成像器件4、微處理器
5、無線通信模塊6、醫(yī)用外殼7、收發(fā)天線8、無線能量接收模塊9、電源管理模塊10、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11、微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)12、白光源13、躺臥床14、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊16、機(jī)座17、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 18、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊19、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)21、系統(tǒng)控制模塊22、收發(fā)天線23、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口 24、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口 25，能源及管理模塊26、無線能量發(fā)射線圈27、能量變換及控制模塊28、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 29、能源及管理模塊30、能源及管理模塊31。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0026]如圖1所示，本實(shí)施例的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查系統(tǒng)包括:胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)、無線供能子系統(tǒng)。
[0027]如圖2所示，本實(shí)施例的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)包括:醫(yī)用透明半球形外殼1、紫外單色光源2、短焦鏡頭3、成像器件4、微處理器5、無線通信模塊6、醫(yī)用外殼7、收發(fā)天線8、無線能量接收模塊9、電源管理模塊10、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11、微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)12、白光源13，其中:半球形外殼I和短焦鏡頭3為成像器件提供光學(xué)調(diào)制，紫外單色光源2、白光源12為成像器件4提供光學(xué)照明，成像器件4采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，微處理器5控制成像器件4采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，并且控制圖像信息的發(fā)送和控制信息的接收，無線通信模塊6和收發(fā)天線8發(fā)射采集到的白光/熒光圖像信息，并且接收體外控制子系統(tǒng)的控制信息。無線能量接收模塊9和電源管理模塊10為整個(gè)診查子系統(tǒng)提供合適的電源，微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11和行走機(jī)構(gòu)12使診查子系統(tǒng)能夠按照要求拍攝指定位置的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息。
[0028]所述的紫外單色光源2和白光源13，由電源管理模塊10供電，兩光源輪流工作，由醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)、收發(fā)天線23、收發(fā)天線8、無線通信模塊6、微處理器5實(shí)施有效控制。
·[0029]所述的胃腸道組織白光/熒光圖像通過醫(yī)用透明半球形外殼1、短焦鏡頭3、成像器件4，在微處理器5的控制下進(jìn)行采集和預(yù)處理。
[0030]所述的采集的圖像信息通過無線通信模塊6、收發(fā)天線8向體外發(fā)射，并由人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)接收并進(jìn)行疾病診斷處理。
[0031]所述的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)在微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)12、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11的作用下在受試者胃腸道內(nèi)實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)啟停由醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)、收發(fā)天線23、收發(fā)天線8、無線通信模塊6、微處理器5、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。無線供能子系統(tǒng)發(fā)送的能量通過無線能量接收模塊9、電源管理模塊10向紫外單色光源2、白光源13、無線通信模塊6、微處理器5、成像器件4、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11進(jìn)行供能，保證系統(tǒng)正常工作。紫外單色光源2、短焦鏡頭3、成像器件4、微處理器5、無線通信模塊6、收發(fā)天線8、無線能量接收模塊9、電源管理模塊10、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊11、微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)12、白光源13由醫(yī)用透明半球形外殼I和醫(yī)用外殼7密封。 [0032]如圖3所示，本實(shí)施例的躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括:躺臥床14、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊16、機(jī)座17、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 18、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊19、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、能源及管理模塊31，其中:躺臥床14為被測患者提供舒服的檢測位置，躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊16控制躺臥床的垂直運(yùn)動(dòng)，躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊19控制躺臥床的水平運(yùn)動(dòng)。
[0033]躺臥床14支承在垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)20上。躺臥床14在垂直、前后方向上的運(yùn)動(dòng)及位置由醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口 24、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 18、垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊16和前后運(yùn)動(dòng)控制模塊19單獨(dú)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對受試者相對于無線供能子系統(tǒng)位置的調(diào)節(jié)和控制，確保對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的無線供能。能源及管理模塊31實(shí)現(xiàn)對躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊16、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊19有效供能。子系統(tǒng)所有材料均采用醫(yī)用材料。
[0034]如圖4所示，本實(shí)施例的人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)包括:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)21、系統(tǒng)控制模塊22、收發(fā)天線23、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口 24、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口 25，能源及管理模塊26，其中:接收天線23和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)21實(shí)時(shí)接收診查子系統(tǒng)發(fā)射的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息，系統(tǒng)控制模塊22和發(fā)射天線23控制診查子系統(tǒng)在胃腸道的位置。
[0035]醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的系統(tǒng)控制模塊22、收發(fā)天線23實(shí)現(xiàn)對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、胃腸組織白光/熒光圖像采集過程的有效控制，同時(shí)通過收發(fā)天線23、系統(tǒng)控制模塊22完成對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)采集圖像的接收、顯示及結(jié)果處理和輸出，完成對受試者胃腸道的無創(chuàng)診查。醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的系統(tǒng)控制模塊22、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口 24、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口25、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 18、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 29完成對躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、無線供能子系統(tǒng)有效的控制，保證受試者與無線供能子系統(tǒng)相對合適的位置，保證無線供能子系統(tǒng)的啟停、發(fā)射能量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)診查過程中穩(wěn)定可靠的無線供能。工作過程中，能源及管理模塊26同時(shí)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)21、系統(tǒng)控制模塊22進(jìn)行供能。[0036]如圖5所示，本實(shí)施例的無線供能子系統(tǒng)包括:無線能量發(fā)射線圈27、能量變換及控制模塊28、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 29、能源及管理模塊30，其中:能量變換及控制模塊28將電源轉(zhuǎn)變成控制信號并傳送到體外無線能量發(fā)射線圈27，體外無線能量發(fā)射線圈27將電能轉(zhuǎn)變成為交變電磁場，無線能量接收三維線圈接收到該交變電磁場，并將交變電磁場重新轉(zhuǎn)化為交變電動(dòng)勢
[0037]醫(yī)務(wù)人員通過人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的系統(tǒng)控制模塊22、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口 25、與人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)的通信接口 29實(shí)現(xiàn)對無線供能子系統(tǒng)的啟停、發(fā)射能量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證合適的能量發(fā)射。
[0038]由所述的實(shí)施例可以看出，通過機(jī)器人技術(shù)、無線供能技術(shù)、無線通信技術(shù)、白光/熒光圖像檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測裝置在胃腸道內(nèi)的可控運(yùn)動(dòng)、主動(dòng)檢測，消除現(xiàn)有胃腸道檢測系統(tǒng)缺點(diǎn)和不足 ，有助于胃腸道疾病的診查，造福于臨床患者。
【權(quán)利要求】
1.一種胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征在于，包括:胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)以及無線供能子系統(tǒng)，其中:胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集人體胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息并采用無線方式發(fā)送到人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)；人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)控制胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和停滯，使胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)拍攝人體胃腸道指定位置的圖像信息，同時(shí)人機(jī)界面實(shí)時(shí)接收胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)輸出的胃腸道白光和熒光圖像信號并實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)；躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)控制被測患者在無線供能發(fā)射線圈的位置以保證無線供能子系統(tǒng)的位置穩(wěn)定性；無線供能子系統(tǒng)分別向胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)、躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)以無線方式提供能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征是，所述的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)包括:外殼以及設(shè)置于外殼內(nèi)部的短焦鏡頭、光源、成像器件、微處理器、無線通信模塊、醫(yī)用外殼、收發(fā)天線、無線能量接收模塊、電源管理模塊、微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊和微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，其中:透明半球形的外殼和短焦鏡頭為成像器件提供光學(xué)調(diào)制，紫外單色以及白光的光源為成像器件提供光學(xué)照明，成像器件采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，微處理器控制成像器件采集胃腸道內(nèi)壁的白光/熒光圖像信息，并且控制無線通信模塊實(shí)現(xiàn)圖像信息的發(fā)送和控制信息的接收，無線能量接收模塊和電源管理模塊通過無線方式與無線功能子系統(tǒng)相連并為胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)提供電源，微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊和微型機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)使診查子系統(tǒng)能夠按照要求拍攝指定位置的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征是，所述的胃腸道腔內(nèi)白光/熒光圖像采集及無線傳送微型機(jī)器人診查子系統(tǒng)通過無線能量接收模塊無線獲取能量，能量經(jīng)電源管理模塊處理后為微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)行走、胃腸道組織白光/熒光圖像的采集提供能源。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征是，所述的躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括:躺臥床、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊、機(jī)座、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊、能源及管理模塊，其中:躺臥床為被測患者提供舒服的檢測位置，躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床垂直運(yùn)動(dòng)控制模塊控制躺臥床的垂直運(yùn)動(dòng)，躺臥床前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、躺臥床前后運(yùn)動(dòng)控制模塊控制躺臥床的水平運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征是，所述的人機(jī)界面及控制子系統(tǒng)包括:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)控制模塊、收發(fā)天線、與躺臥床及驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)相連的通信接口、與無線供能子系統(tǒng)相連的通信接口、能源及管理模塊，其中:接收天線和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收診查子系統(tǒng)發(fā)射的胃腸道內(nèi)壁白光/熒光圖像信息，系統(tǒng)控制模塊和發(fā)射天線控制診查子系統(tǒng)在胃腸道的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胃腸道癌前病變無創(chuàng)診查裝置，其特征是，所述的無線供能子系統(tǒng)包括:無線能量發(fā)射線圈、能量變換及控制模塊以及能源及管理模塊，其中:能量變換及控制模塊將電源轉(zhuǎn)變成控制信號并傳送到體外無線能量發(fā)射線圈，體外無線能量發(fā)射線圈將電能轉(zhuǎn)變成為交變電磁場，無線能量接收三維線圈接收到該交變電磁場，并將交變電磁場重新轉(zhuǎn)化為交變電動(dòng)`勢。
【文檔編號】A61B19/00GK103654691SQ201310740310
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】顏國正, 劉剛, 王志武, 劉大生, 徐文銘, 朱柄全, 曾堃, 虞震芬 申請人:上海交通大學(xué)