用于胃腸道診療的無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)用內(nèi)窺鏡，具體涉及一種無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會的生活節(jié)奏不斷提升，在世界各地因工作壓力和飲食不平衡而導(dǎo)致的消化系統(tǒng)疾病所對應(yīng)的病發(fā)率越來越高。傳統(tǒng)上醫(yī)護人員通過推進式內(nèi)窺鏡對人體胃腸道進行檢查，其中，推進式內(nèi)窺鏡包括硬管式內(nèi)窺鏡、半可屈式內(nèi)窺鏡、光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡和電子內(nèi)窺鏡。
[0003]上述傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡均采用機械插入的方式，具體的，經(jīng)人體的天然孔道，或者是經(jīng)手術(shù)做的小切口進入人體內(nèi)。使用時將內(nèi)窺鏡導(dǎo)入預(yù)檢查的器官，可直接窺視有關(guān)部位的變化。但是這樣的檢查方法存在以下缺點或不足:(1)、該檢查方法僅能覆蓋上消化道與下消化道的十二指腸、結(jié)腸部分，無法檢測大部分的小腸段；(2)、該檢查方法有發(fā)生交叉感染與并發(fā)癥的危險；(3)、病人在檢查過程中需要麻醉以減輕痛苦，對麻醉劑過敏的病人只能忍受插管過程的不適感；(4)、該檢查方法對醫(yī)生的要求比較高，存在人為失誤的隱患；(5)、病人接受程度低。
[0004]為了克服傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡的不足，人們做了很多研究，無線膠囊內(nèi)窺鏡檢測是近十年來發(fā)展起來的醫(yī)療無創(chuàng)診斷技術(shù)，通過一個集成LED照明芯片、成像裝置、無線傳輸模塊以及功率源的具有普通藥丸大小的可吞服膠囊內(nèi)窺鏡，在人體腸胃道內(nèi)執(zhí)行病灶檢測，并將腸胃圖像無線傳輸?shù)酵鈬邮昭b置，由富有經(jīng)驗的醫(yī)師在工作站上進行在線或離線診斷。無線膠囊內(nèi)窺鏡克服了傳統(tǒng)推進式胃腸鏡有創(chuàng)痛苦、檢測范圍有限(只能檢測小腸前端)和存在交叉感染的缺點。病人只需吞服一粒普通藥丸大小的膠囊，醫(yī)師就可以得到病人小腸全段的圖片并做出診斷。
[0005]2001年以色列Given Imaging公司推出首款商用膠囊內(nèi)窺鏡M2A，其由LED、圖像傳感器、控制電路和紐扣電池等集成后封裝在膠囊內(nèi)，被人體吞咽后進入胃腸道進行檢測。由于空間限制，膠囊內(nèi)窺鏡M2A攜帶的紐扣電池數(shù)量有限，為了節(jié)省能量以延長工作時間，必須降低圖像幀率。除了定點檢測類，目前用于臨床的膠囊內(nèi)窺鏡的圖像采集速率僅為2?3幀/秒，分辨率也較低，無法對人體胃腸道做全程診查。
[0006]如中國專利公開第CN104382547A號提供了一種內(nèi)窺鏡類技術(shù)領(lǐng)域的用于膠囊內(nèi)窺鏡的穿戴式無線能量傳輸設(shè)備，包括:設(shè)置于體外穿戴式背心中的發(fā)射線圈及其發(fā)射控制電路、設(shè)置于膠囊中的鏡頭、照明器、圖像傳感器、微控制單元、通信模塊、接收電路以及接收線圈。但是該發(fā)明依然存在以下缺點或不足:(I)、由于該設(shè)備不包括擺頭機構(gòu)，故該膠囊內(nèi)窺鏡無法對體腔中角落組織進行掃描拍照，進而容易產(chǎn)生檢查盲區(qū)，不利于全方位觀察檢測體腔內(nèi)的組織；(2)、該設(shè)備不包括自動調(diào)焦控制器，由于體腔組織機構(gòu)比較復(fù)雜，該設(shè)備在檢查過程中不能通過調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來實現(xiàn)鏡頭的前后運動進而獲取清晰的組織圖像，造成使用上的不便。
[0007]又如中國專利公開第CN102860810B號提供了一種醫(yī)用磁性膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器，膠囊內(nèi)窺鏡包括透明膠囊外殼、攝像裝置、照明裝置、光電開關(guān)裝置、圖像信息處理電路、射頻傳輸裝置、電源裝置、磁場傳感器、小磁體。膠囊內(nèi)窺鏡、接收夾克、體外工作站和膠囊定位器通過磁場的感應(yīng)和無線信號的傳輸形成一個系統(tǒng)。在整個系統(tǒng)的工作下，膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的信息可以實時顯示在體外工作站的醫(yī)用圖像專用顯示器上，并且可以通過體外工作站中的軟件平臺控制膠囊內(nèi)窺鏡在人體中的運動。但是該發(fā)明依然存在以下缺點或不足:(1)、由于該設(shè)備不包括擺頭機構(gòu)，故該膠囊內(nèi)窺鏡無法對體腔中角落組織進行掃描拍照，進而容易產(chǎn)生檢查盲區(qū)，不利于全方位觀察檢測體腔內(nèi)的組織；(2)、該設(shè)備不包括自動調(diào)焦控制器，由于體腔組織機構(gòu)比較復(fù)雜，該設(shè)備在檢查過程中不能通過調(diào)節(jié)鏡頭的焦距來實現(xiàn)鏡頭的前后運動進而獲取清晰的組織圖像，造成使用上的不便。
[0008]綜上所述，提供一種工作時間長、視場深且能自動調(diào)焦的無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)急需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種工作時間長且能實現(xiàn)頭部擺動的無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。
[0010]為了達到上述目的，本實用新型提供一種用于胃腸道診療的無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:智能膠囊、構(gòu)造為用于接收智能膠囊發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)的并為智能膠囊無線供能的可穿戴式設(shè)備、以及構(gòu)造為用于顯示可穿戴式設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的顯示器；智能膠囊包括:膠囊外殼、安裝于膠囊外殼內(nèi)的鏡頭、環(huán)繞鏡頭的前端設(shè)置且固定于膠囊外殼的內(nèi)壁的用于提供光源的環(huán)形照明模塊、環(huán)繞鏡頭的后端設(shè)置且固定于膠囊外殼的內(nèi)壁的用于調(diào)節(jié)鏡頭焦距的鏡頭位移調(diào)節(jié)器、設(shè)于鏡頭后方用于將鏡頭的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的圖像傳感器、與圖像傳感器通過數(shù)據(jù)線連接并用于發(fā)射圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)射器、用于為環(huán)形照明模塊、圖像傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)射器提供電力的接收電路以及與接收電路的輸入端連接的接收線圈；膠囊外殼包括頭部、頸部、身部和尾部，環(huán)形照明模塊、鏡頭、鏡頭位移調(diào)節(jié)器、圖像傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)射器、接收電路以及接收線圈依次安裝于頭部，頭部與頸部以可擺動方式相連，頸部設(shè)有擺動驅(qū)動部和用于驅(qū)動擺動驅(qū)動部的第一電機，身部的外表面設(shè)有推進螺旋，身部的兩端分別與頸部和尾部以可轉(zhuǎn)動方式連接，于膠囊外殼的尾部設(shè)置有驅(qū)動身部自轉(zhuǎn)的第二電機;可穿戴設(shè)備包括發(fā)射電路、與發(fā)射電路連接的發(fā)射線圈以及用于接收并處理數(shù)據(jù)發(fā)射器傳輸數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)處理器;發(fā)射線圈通過移動電源供電以產(chǎn)生交變磁場，接收線圈與發(fā)射線圈電磁耦合以產(chǎn)生感應(yīng)電流，接收電路的輸入端與接收線圈相連以接收感應(yīng)電流，接收電路的輸出端與環(huán)形照明模塊、圖像傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)射器、第一電機以及第二電機相連以分別為各元件提供電力。
[0011]優(yōu)選地，頭部與頸部通過樞轉(zhuǎn)鉸鏈相連;擺動驅(qū)動部包括凸輪、頂桿、導(dǎo)塊以及壓縮彈簧;凸輪固定于第一電機的電機軸上;頂桿設(shè)于樞轉(zhuǎn)鉸鏈的一側(cè)，頂桿的一端通過球形鉸鏈連接于頭部，頂桿的另一端置于凸輪的外周面上；導(dǎo)塊固定于頸部的內(nèi)壁上且設(shè)有用于引導(dǎo)頂桿移動的導(dǎo)槽;壓縮彈簧設(shè)于樞轉(zhuǎn)鉸鏈的另一側(cè)且兩端分別連接于頭部和頸部，使得當(dāng)凸輪由最低工作位置點轉(zhuǎn)動至最高工作位置點時頂桿克服壓縮彈簧的彈性力將頭部向著壓縮彈簧的一側(cè)擺動，并且當(dāng)凸輪由最高工作位置點轉(zhuǎn)動至最低工作位置點時頭部在壓縮彈簧的彈性恢復(fù)力作用下向著頂桿的一側(cè)擺動。具體地，凸輪在第一電機的帶動下轉(zhuǎn)動，凸輪的轉(zhuǎn)動使得頂桿做往復(fù)運動，通過頂桿的反復(fù)的上下運動來實現(xiàn)頭部的擺動；當(dāng)頂桿在凸輪的轉(zhuǎn)動下達到最高點時，頭部向遠離頂桿的方向擺動進而向壓縮彈簧施加壓力，壓縮彈簧向頭部釋放彈力以實現(xiàn)頭部向靠近頂桿的方向擺動。
[0012]具體地，壓縮彈簧設(shè)置為使得凸輪由最高工作位置點轉(zhuǎn)動至最低工作位置點時壓縮彈簧的彈性恢復(fù)力始終作用于頭部。
[0013]可選擇地，頂桿的頂端通過位于樞轉(zhuǎn)鉸鏈一側(cè)的球形鉸鏈與頭部相連可以構(gòu)造為:頂桿的頂端形成可繞著與樞轉(zhuǎn)鉸鏈的樞轉(zhuǎn)軸線平行的軸線樞轉(zhuǎn)的球座，頭部形成球頭，球頭與球座形成球形鉸鏈連接，反之亦然。
[0014]可選擇地，頂桿的頂端通過位于樞轉(zhuǎn)鉸鏈一側(cè)的球形鉸鏈與頭部相連可以構(gòu)造為:頂桿的頂端形成第一球座，頭部形成第二球座，采用一短連桿，短連桿的兩端分別形成第一球頭和第二球頭，第一球頭與第一球座形成球形鉸鏈連接，第二球頭與第二球座形成球形鉸鏈連接。
[0015]可選擇地，頂桿的頂端通過位