基于紅外光譜檢測消化道病變的檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及醫(yī)療儀器領域，特別設及一種基于紅外光譜的消化道（包括消化液和 消化道壁紅外光吸收譜）檢測方法及微型裝置。
【背景技術】
[0002] 消化道功能素亂性疾病在世界范圍內(nèi)發(fā)病率較高且有日漸上升的趨勢，而消化道 疾病與消化道生理參數(shù)及其變化規(guī)律存在密切關系，運種對應關系的研究和消化道疾病的 診斷都直接依賴于對消化道生理參數(shù)的檢測，胃腸消化道生理參數(shù)檢測作為獲取胃腸孔活 動主要手段之一，可W有效地獲取出胃腸孔生理、病理情況的變化，從而為醫(yī)生的診療提供 幫助。目前，有關胃腸孔醫(yī)學信息的臨床檢測方法有多種，包括：胃腸孔測壓，胃排空測定， 腸管通過時間測定，抑測定，胃腸電圖、實時超聲顯像，放射性核素檢查，內(nèi)窺鏡探測、X線 檢查等，檢測的醫(yī)學信息主要包括圖像、壓力、溫度、抑值等。
[0003] 從上世紀50年代開始，出現(xiàn)了多類無線電體內(nèi)測量膠囊，具有代表性的有1957年 Karolinska醫(yī)院的B&rtil化cobson教授研制了一種無線電遙測膠囊用來將頻疾病人小 腸內(nèi)的壓力波發(fā)送到體外。別uartMachay博：t和V.KZwrokin等也研究了類似的體腔內(nèi) 無線電測壓膠囊。1962年，日本的化gumo，Uchiyama等人研制了稱為"回波式膠囊"的體內(nèi) 測量膠囊。由于受到當時技術條件的限制，運一時期研制的運類無線電膠囊都由各種分立 元件構成，其內(nèi)部電路的規(guī)模和集成度很低，精度較差，系統(tǒng)可靠性不高等缺陷，所W運類 膠囊一直都沒有投入實際的臨床應用。
[0004] 20世紀90年代，隨著微電子技術和微機電技術的發(fā)展，各種微型集成電路和微 型傳感器相繼出現(xiàn)，運給無線膠囊提供了新的發(fā)展方向，也使很多研究得W重新開展。其 中代表性的有中國預防醫(yī)學會的Guan-Xiong-Zhou研制的測量體內(nèi)無線電膠囊。日本的 AkihikoUchiyama研制了抑值測量膠囊。美國的N.MPrakash等人研制了一種利用測量 磁場角度變化來反映胃腸孔動力的測量裝置。 陽0化]2000年左右生物遙測系統(tǒng)獲得了新的發(fā)展，開始面向用于臨床的高集成度、高可 靠性的醫(yī)學設備方向發(fā)展。2001年W色列GavrielD.Meron等人研究的膠囊式內(nèi)窺鏡M2A， 現(xiàn)改成PillCam?？捎糜谂R床，檢測胃腸孔的部分圖像。2002年美國Me化ronic公司研制 了Bravo無線便攜式食管抑監(jiān)測系統(tǒng)，主要針對胃酸反流疾病的診斷。2005年美國研制 了SmartpillTMpH.P藥丸，采集胃腸孔內(nèi)壓力、溫度和抑值信息。英國Glasgow研制了一 系列膠囊狀的微型集成化的傳感系統(tǒng)，用于人體胃腸孔生理參數(shù)的監(jiān)測。意大利的Pietro Valdastri等人于2004年研制了胃腸孔壓力參數(shù)遙測系統(tǒng)等。
[0006]伴隨著隨著科學技術的進步，微電子技術、MEMS技術、通信技術的發(fā)展，人體腸胃 孔無創(chuàng)的檢查系統(tǒng)也在運一背景下取得了長足的進步。該系統(tǒng)主要由生物遙測膠囊、體外 數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構成。運種新型的監(jiān)測生理參數(shù)的膠囊系統(tǒng)主要研究的方向 有兩大類，一類是通過傳感器等測量胃腸孔的壓力、溫度和抑值，例如全消化道多生理參 數(shù)無創(chuàng)檢測系統(tǒng)（專利號：CN102068240A);另一類則是通過微型攝像頭直接采集胃腸孔的 部分圖像，例如膠囊內(nèi)窺鏡（專利號：CN103356153A)。它可W根據(jù)生理參數(shù)的差異來診斷 胃腸孔疾病或者通過獲取的部分胃腸部圖像來診斷胃腸孔疾病。據(jù)統(tǒng)計了解，運兩種類型 的膠囊能獲取溫度、抑值、細菌濃度、出血點和胃酸反流等參數(shù)。而本文提出的膠囊既不是 通過攝像獲取消化道圖片信息再進行分析，也不是利用傳感器測量。本文提出了一種新型 的基于紅外光譜的消化道檢測膠囊技術運個概念，該技術通過提取消化液和消化壁的光譜 信號，檢測消化道是否有病變情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種基于紅外光譜的消化道病變檢測裝置。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過W下技術方案來實現(xiàn)的，一種基于紅外光譜檢測消化道病變 的檢測裝置，包括膠囊殼、設置于膠囊殼內(nèi)的信號處理模塊、信號采集模塊和無線通訊裝 置，
[0009] 所述信號采集模塊用于分別采集消化液的光譜信號和消化道的光譜信號，
[0010] 所述信號處理模塊用于處理采集到的消化液的光譜信號和消化道的光譜信號，
[0011] 所述無線通訊裝置用于將信號處理模塊的處理結(jié)果發(fā)送給外部終端。
[0012] 進一步，所述膠囊殼上設置有導流通孔，所述信號采集模塊包括消化液檢測模塊 和消化道檢測模塊，所述消化液檢測模塊設置于導流通孔的孔壁上，所述消化道檢測模塊 設置于膠囊殼的側(cè)壁上。
[0013] 進一步，所述導流通孔位于所述膠囊殼的中下部。
[0014] 進一步，所述信號處理模塊包括光頻轉(zhuǎn)換器和微處理器，所述光頻轉(zhuǎn)換器將光譜 信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳遞給所述微處理器，所述微處理器的輸出端連接無線通訊裝置。
[0015] 進一步，所述消化液檢測模塊包括消化液檢測紅外對管，所述消化液檢測紅外對 管包括設置于導流通孔同一側(cè)孔壁上的消化液檢測紅外發(fā)射管S和消化液檢測紅外接收 管R，消化液檢測紅外發(fā)射管S發(fā)射的紅外光穿過導流通孔內(nèi)的消化液后，經(jīng)導流通孔的孔 壁反射給消化液檢測紅外接收管R，或所述消化液檢測模塊包括消化液檢測紅外對管，所述 消化液檢測紅外對管包括設置于導流通孔相對側(cè)孔壁上的消化液檢測紅外發(fā)射管S和消 化液檢測紅外接收管R，消化液檢測紅外發(fā)射管S發(fā)射的紅外光穿過導流通孔內(nèi)的消化液 后，透射光被消化液檢測紅外接收管R接收。
[0016] 進一步，所述消化道檢測模塊包括消化道檢測紅外對管，所述消化道檢測紅外對 管包括設置于膠囊殼同一側(cè)壁上的消化道檢測紅外發(fā)射管S和消化道檢測紅外接收管R， 消化道檢測紅外發(fā)射管S發(fā)射的紅外光穿過膠囊殼側(cè)壁后，經(jīng)消化道反射給消化道檢測紅 外接收管R。
[0017] 本發(fā)明的目的之二是提供一種基于紅外光譜檢測消化道病變的檢測方法，根據(jù)消 化液不同的顏色，對消化道是否有異常進行判斷，具體方法為：
[001引S1利用紅外光對消化道進行照射；
[0019]S2采集消化道的紅外光譜；
[0020]S3根據(jù)紅外光光譜對消化液的顏色進行判斷；
[0021] 當出射光強明顯小于X時，消化液為黃色或白色；當出射光強大于X時，消化液為 棟色；當出射光強在X值上下浮動時，消化液為紅色；
[0022] S4根據(jù)消化液的顏色判斷消化道是否發(fā)生病變；
[0023] 一種基于紅外光譜檢測消化道病變的檢測方法，利用消化道液的光譜信息和消化 壁的光譜信息，定位消化壁的出血區(qū)域，具體方法為：
[0024] 在一段時間內(nèi)采集消化道和消化壁的光譜信息， 陽0巧]當在時間T1處，A〉X且齡Y或者A<X且B<Y則表示在該處正存在出血或異常癥狀， 可進行標記；若在時間T2處，A〉X或A<X，B=Y則表示消化壁無出血癥狀，消化液中含有血 液成分，已經(jīng)離開出血區(qū)域；其中X為正常消化液出射光強，Y為正常血氧飽和度臨界值，A 為消化液出射光強，B為消化壁血氧飽和度值。
[0026]由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：
[0027] 本發(fā)明可直接吞服，無毒副作用，可W做到無創(chuàng)檢查，可W有效解決傳統(tǒng)方法給人 體帶來的不適感。
[0028] 本發(fā)明利用紅外光的特征采集胃液光譜，運是一種新型且無害的采集方法，可W 從化學計量學上分析胃液成分。<