专利名称：采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种医用ロ服电子胶囊，特别是涉及一种采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊。它属于智能医疗器械技术领域。它不但可以高精密、无线、无源地、直接地測量人体消化器官的温度，精密地确认病灶位置(例如癌病变)，并且能够停留在任意需治疗的病患区，自动地、直接地、连续地喷药，同时还可以对该处的体液进行采样。換言之，该无线无源型ロ服电子胶囊是以在人体内部无需电源即可工作的无线传感器部件一谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈为核心，把微型波纹管作为执行器，并且利用微小型钕鉄硼磁鉄、位于人体外部的单片计算机软、硬件、电磁铁触头等作为关键部件，采用超声波传输敏感信号，利用电磁波以无 线方式从体外给石英音叉温度传感器提供能量。该医用胶囊使用效果显著、成本低、稳定好、可靠性高，是ー种低成本、多功能的高科技医疗器械产品。
背景技术：
目前医用ロ服电子胶囊已经成为国际医疗器械研究的热门课题之一。众所共知，利用医用ロ服胶囊投药，能够直接对病患区给药，不仅医疗效果好，而且立竿见影，副作用小。此外，还可以附加体液采样功能，实时对所定位置病灶进行选择性的体液采样，以便精确地进行在线病变检验，确诊率高。大多数医用胶囊要求在装置内具有储备药剂的单元区以及体液采样存储单元区。当患者把医用ロ服胶囊吞入并到达所定位置吋，则胶囊内的药剂能够自动地向病患区释放，并且自动地对该处的体液进行采样，然后把采样体液收入胶囊体液単元区。換言之，可对病患区边给药，边进行体液采样。我国关于医用胶囊的专利已有很多，例如中国专利201010581410. I、和03223480. 5等，但是它们的技术性能还远不能满足目前的临床需要。据调查，现在临床急需ー种既能够无线、无源地測量人体内部的关键參数(例如温度)，以便精确地确认病灶位置(例如癌病变)，并且可以停留在该病患区，自动地、直接地、连续地喷药，同时对该处的体液进行采样的装置。遗憾的是目前国内、外还没有这种无线、无源医用ロ服电子胶囊。最近查阅国内、外科技文献表明，关于无线无源地測量体温等參数胶囊，已有ー些专利，例如中国专利 201010510366. 5、201020565302. 0 和美国专利 5395366,3739279 中国专利201010510366. 5公开了ー些包括无线无源传感器部分和外部控制器部分的无线无源的測量方法和电路。其中无线无源传感器部分由一个电容(C)和一个线圈(L)构成，把电容或线圈中的其中ー个作为传感器，且无需电源即可工作，具有简单、体积小、重量轻等特点，但是LC电路的Q (品质因数)很低，因此该传感器的精度不高。中国专利201010183011.X公开了ー种无线感测装置与方法。该无线感测装置，包括天线、压控振荡器与处理单元。天线接收第一无线信号并据以产生电信号，其中第一无线信号是由待测物反射第二无线信号而产生。压控振荡器耦接天线，在电信号的干扰下产生振荡信号，其中振荡信号随电信号的变动而变化。处理单元耦接压控振荡器，依据振荡信号的变化评估待测物的參数。[0007]上述专利都是采用电磁波对人类身体内部体温等參数进行检测以及用电磁波传输，但是电磁波信号的最大弱点是在人体内衰减很大，并且颇易受干扰。因此，此种无线感测装置必须与传感器的距离很近，通常不超过10几厘米。与谐振式石英晶体温度传感器相比，LC电路的Q(品质因数)很低，并且其重复性、长期稳定性也低2 3个数量级。因此，LC传感器的精度比石英温度传感器低2 3个数量级，最高分辨率也差3 4个数量级。虽然美国专利US4689621和US4844076也公布了ー种利用谐振式石英温度传感器监测人体消化器官温度的药丸，但是这些专利药丸皆采用内置电池供电，此外也不具有体液采样、药剂自动喷放患区功能。显然，它们不能列入无线无源型ロ服电子胶囊范畴。无线无源型医用ロ服电子胶囊是ー种特性好，成本低的高科技医疗器械产品，可是存在很多拦路虎，它们是 I、采用无线手段的电子胶囊存在较大的困难常规技术是利用电磁波对人类身体内部体温等參数进行检测以及传输敏感信号，但是遗憾的是电磁波在人体内衰减很大并且电磁波信号颇易受干扰。因此通常无线感测装置与传感器的距离不能超过10cm。关于该技术的专利较多，例如中国专利201010510366. 5和201020565302. O、美国专利US7187960等。特别需要指出的，常规的医用ロ服电子胶囊不能采用金属外壳，否则利用电磁波敏感和传输信号，困难很大。2、目前利用无源法的电子胶囊具有技术瓶颈采用无电池的无线无源型医用ロ服电子胶囊的技术门坎很高。常规技术是在胶囊内安装微型锂电池作为供电电源，例如美国专利US8036842、US4689621和US4844076。它们的缺点是不仅体积大、成本高，而且在高温时易发生爆炸。因此，该医用ロ服电子胶囊的储存和运输都比较麻烦。3、精确地确诊病灶位置难点多常规技术是利用X射线或CT机确定病灶位置，例如美国专利US7187960、US5395366。它们的缺点不仅成本高，准确度低，而且X射线杀伤白血球，对人体颇有害，。4、使ロ服电子胶囊准确地、稳定地停留在消化道的病灶区，其技术门坎很高通常，胶囊内无动カ装置，例如美国专利US6582365。因此胶囊不能在消化道内自行运动，也不能逆行或停滞不前，只能随着肠、胃的蠕动而移动。显然，使医用ロ服电子胶囊在任意设定的时间内准确地停留在某病患区ー处，其技术困难很大。5、要求医用ロ服电子胶囊能低成本地实现自动、直接地、连续地给病患区喷药，同时对该处的体液进行适时的采样，需要某些技术诀窍通常，ロ服电子胶囊受体积和成本的限制，胶囊内不能安装执行器、动カ装置和微型电脑等，例如美国专利US5395366。因此要求对任意病患区能自动地、直接地、连续地喷药以及进行体液适时采样，其技术难度颇大。本实用新型的采用石英音叉传感器的无线无源型医用ロ服电子胶囊正是为了满足上述要求研制的。它采用超声波以无线方式传输敏感信号，并且利用电磁波以无线方式从体外给位于消化道内部电子胶囊丸的石英音叉温度传感器提供能量。因此它是一种既能够低成本、无线、无源地、无干扰地測量人体内部的关键參数(例如 温度)，以便精确地探寻到病灶位置(例如癌症)，又可以在任意设定的时间内停留在该病患区自动地、连续地对病患区直接喷药以及对该处的体液进行采样的无线无源医用ロ服电子胶囊。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种采用谐振式石英音叉温度传感器的无线无源型医用ロ服电子胶囊，它不但可以低成本、高精密、无线、无源地、无干扰地測量人体体内温度，精确地确诊病灶位置(例如癌病变)，并且可以在任意设定的时间内停留在该病患区自动地、连续地喷药，同时对该处的体液进行采样，然后存储在胶囊内。本实用新型的目的是 这样实现的如图1(a)和图1(b)所示，一种采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊是由内服胶囊丸和体外接收控制器两大部分构成。其中，内服胶囊丸的结构如图2所示，它包括下述零、部件内服胶囊丸的最外层是被凝胶包裹的不锈铁(lCrl7，铁素体不锈钢)胶囊壳体，其内部分成两大部分——前端部分和后端部分。在前端部分包括谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈、医用药剂排放ロ、微管和微小型钕鉄硼磁鉄；在后端部分包括体液吸取ロ、药剂储备単元、药剂排放単元、体液采样存储单元、以电解沉积法制作的微型波纹管、超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒、密封膜(脂肪酸膜或明胶膜)、过滤网、位于药剂储备单元内的药剂等。其前端部分又可分成两部分——上端部分和下端部分，并且上、下端部分呈轴对称状态，医用药剂排放口和微管皆置于其对称轴线上。谐振式石英音叉温度传感器与微型电感线圈串联，构成ー个闭环振荡回路，置于上端部分中并紧贴于胶囊壳体，而微小型钕鉄硼磁鉄置于下端部分中。胶囊丸前端部分的一端设置有医用药剂排放ロ，其孔径较小，处于消化道系统压力条件下，内部药物不能流出来，通常其孔径应小于0. Olmm ;而胶囊丸后端部分的一端设置了体液吸取ロ，其孔径大于药剂排放ロ，在正常的消化道系统压カ条件下，体液能够进入，但是为了对需确诊、治疗的病患区体液采样，在体液吸取ロ处最外层安装有脂肪酸密封膜或明胶密封膜，防止非需要治疗器官的体液侵入，导致药剂不必要的排放。前者的脂肪酸密封膜适宜大肠、小肠等的疾病患者使用，后者的明胶密封膜适宜胃疾病等患者使用。另夕卜，在体液吸取ロ密封膜的内部安装有过滤网，以防止密封膜完全溶解后，具有超级吸收性的体积膨胀聚合物材料颗粒漏出来。在内服胶囊丸后端部分的内部装备了以电解沉积法制作的微型波纹管，它的开ロ与体液吸取ロ连接。在该波纹管内部的体液采样存储单元中填充了ー些具有超级吸收特性的体积膨胀聚合物颗粒或粉末材料，例如聚丙烯酸钠系列聚合物、淀粉-丙烯酸接枝共聚物系列聚合物等。当体液从上述体液吸取ロ流入体积膨胀聚合物材料颗粒中，并被吸收以后，则其体积可以膨胀数十倍 数百倍。因为微型波纹管是利用电解沉积法制作的镍波纹管，所以不仅体积很小(外径可以为O Imm，壁厚可达IOym)，而且波纹管的弹性强，在长度伸縮方向的位移稳定，线性佳。显然，体液采样存储单元体积将发生剧烈的膨胀，此膨胀カ传递药剂储备単元后，将导致内部装有药剂(例如，杀癌剂)的药剂储备单元体积强烈的收缩，从而使得药剂储备单元内的药剂几乎全部排放出来。钕鉄硼磁鉄的功能如下能够与外部的电磁铁触头、信号处理控制器単元中单片计算机的软、硬件等配合工作，使内服胶囊丸稳定地停留在消化道内部的任意病灶区，并且自动地、直接地、连续地吸取体液和喷药。该电子胶囊的体外接收控制器如图1(b)所示，它包括压控振荡器、数字显示器、超声波接收换能器、单片计算机、开关器、微型天线、电源和电磁铁触头等。它的超声波接收换能器与单片计算机相联，单片计算机的一路导线与开关器联结，而开关器连接着电磁铁触头。电源分别与单片计算机、压控振荡器相联，而压控振荡器与微型天线相联。如图3所示，石英音叉温度传感器包括金属管帽、热敏石英音叉、金属管座、可伐合金管脚、玻璃绝缘子和导热特性甚佳的氦气。石英音叉温度传感器的体很小，其外形尺寸仅为の2X6mm。通常其工作模式是扭曲振动模式或弯曲振动模式。因此，它的响应速度快，分辨率佳，可达0.001 o.ooor c，准确度高，可达0.1 o.o2°c。简言之，该无线无源型电子胶囊的技术要点是1、把在人体内部无需电源即可工作的无线传感器单元——谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈作为核心部件；2、利用以电解沉积法制作的微型波纹管和超级吸收性体积膨胀聚合物材料的相互配合，构成勿需外加动カ控制装置的执行器；3、利用胶囊丸内微小钕鉄硼磁鉄以及位于人体外部的需电源供电的信号接收控制器和外部的电磁铁触头的相互配合，作为胶囊丸在消化道内部的任意病灶区定位和任意时间停留的关键部件；4、采用超声波作为在消化道内部胶囊丸与人体外部的装置之间以无线方式传输敏感信号的手段，利用电磁波作为以无线方式从体外给在消化道内部胶囊丸的石英音叉温度传感器提供能量的方法。本实用新型的电子胶囊之工作机制如下如图1(a)所示，它适宜消化道系统使用，例如胃、大肠、小肠等疾病。适宜治疗肠疾病的胶囊丸之膜是由脂肪酸膜等构成，适宜治疗胃疾病的胶囊丸之膜是由明胶膜等构成。当患者吞服了治疗肠疾病的胶囊丸后，因为该胶囊丸密封膜的材质是脂肪酸，所以在食管和胃中脂肪酸密封膜都不能溶解，即上述区域的体液不会流入胶囊丸中。可是，此时测温系统却能够正常地工作如图1(b)所示，因为石英音叉传感器与微型电感线圈串联，构成一个闭环回路，压控振荡器和微型天线也构成了一个闭环回路，所以可以利用这两个回路的电磁耦合，利用电磁波以无线方式把能量从人体外部传递给石英音叉温度传感器(參见图3)，从而由音叉传感器与微型电感线圈构成的闭环回路产生振荡。当电磁波的频率与石英音叉温度传感器与微型电感线圈构成的闭环回路的固有频率相等时，则发生谐振。其谐振频率与该处温度严格地一一对应，并且与被测温度呈线性关系。显然，若能够测量出其谐振频率，就知道了该处的温度值。此时，谐振时石英音叉温度传感器本身的振动是ー种机械振动，或称为超声振动。利用超声波接收换能器可以在体外接收到石英音叉温度传感器发射的超声波振动信号。然后，再利用单片计算机的软、硬件技术，可以在数字显示器上显示出被测温度值、谐振频率、胶囊丸的吞服时间等；配合压控振荡器能够调整由压控振荡器和微型天线构成的闭环回路之频率、也可以控制石英音叉温度传感器的启动或停止；此外，配合电磁铁触头和胶囊丸中的微小型钕鉄硼磁鉄还能够控制胶囊丸在消化道任何ー处的停留时间等。当胶囊丸到达小肠时，由于肠液的作用，脂肪酸等构成的密封膜可以被溶解和消化。此时，作为体液的肠液通过过滤网、体液吸取ロ进入电子胶囊内部的微型波纹管。因此填充在波纹管的体液采样存储单元的颗粒状或粉末状的超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒将不断地吸收肠液，并迅速产生体积膨胀。显然，体积膨胀聚合物材料的体积迅速膨胀，导致位于药剂储备单元内的药剂受到波纹管的挤压，从而从医用药剂排放ロ排放出来。本实用新型的有益效果如下本实用新型的采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊包括两大部分——内服胶囊丸和体外接收控制器。本实用新型的ロ服电子胶囊利用准数字传感器——谐振式石英音叉温度传感器作为核心，再配合电感线圈成为在人体内部无需电源即可工作的无线传感器单元，不但可以低成本、高精密、无线无源地測量人体体内温度，精确地探寻到病灶位置。特别是癌细胞的温度比健康细胞的温度高0. rc左右，谐振式石英音叉温度传感器的分辨率可达0.001 0.0001 °C，因此配合CT图像，能够完全确诊癌病区。本实用新型的ロ服电子胶囊利用内服胶囊 丸中的微小钕鉄硼磁鉄和外部的电磁铁触头以及位于人体外部信号接收控制器的相互配合，可使胶囊丸在消化道内部的任何病灶区停留任意时间，因此胶囊丸可以很好地利用有限资源，准确地对病患区给药，不仅疗效好，而且副作用小，把好钢用在刀刃上。本实用新型的ロ服电子胶囊巧妙地利用特种微型波纹管和超级吸收性体积膨胀聚合物材料的相互配合，构成勿需外加动カ控制装置的执行器，从而实现自动给药。本实用新型的ロ服电子胶囊灵活地利用超声波和电磁波回路，解决了金属外壳电子胶囊难以同时进行体内、外敏感信号传输和馈电的难题。简言之，本实用新型利用石英音叉传感器、永磁鉄、电磁铁触头、特种微型波纹管、超级吸收性体积膨胀聚合物材料、单片计算机、超声波和电磁波回路，解决了目前无线无源型ロ服电子胶囊的ー些难题一低成本、高精度、无线、无源地、无干扰地測量人体体内温度，确诊病灶位置(例如癌病变)，并且可以在任意设定的时间停留在该病患区自动地、连续地喷药，同时还可以附加体液采样功能，实时对所定位置病灶进行选择性的体液采样。
图1(a)由内服胶囊丸和体外接收控制器两大部分构成的采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊结构的示意图。图I (b)采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊的工作原理方块图。图2采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊的内服胶囊丸结构示意图。图3本实用新型使用的石英音叉温度传感器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1(a)、图1(b)、附图2和附图3及实施例对本实用新型做进ー步描述；本实施例在以本实用新型技术方案为前提进行实施，虽然给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。如图1(a)和图1(b)所示，一种采用石英音叉传感器的无线无源型ロ服电子胶囊是由内服胶囊丸101和体外接收控制器102两大部分构成。通常，内服胶囊丸101被吞服在人体103的消化道104内工作，它包括下述零、部件被凝胶包裹的不锈铁(lCrl7，铁素体不锈钢)胶囊壳体10、谐振式石英音叉温度传感器205、电感线圈208、医用药剂排放ロ 2、药剂储备单元18、药剂排放単元16、微管11、体液采样存储单元17、体液吸取ロ 3、以电解沉积法制作的微型波纹管4、超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒6、密封膜(脂肪酸膜或明胶膜)14、过滤网9、位于药剂储备单元内的药剂5和微小型钕鉄硼磁鉄12等。内服胶囊丸101的最外层是被凝胶包裹的不锈铁(lCrl7，铁素体不锈钢)胶囊壳体10，其内部分成两大部分一一前端部分7和后端部分8。在前端部分7包括谐振式石英音叉温度传感器205、微型电感线圈208、微管11、医用药剂排放ロ 2和微小型钕鉄硼磁鉄12 ;在后端部分8包括体液吸取ロ 3、药剂储备单元18、药剂排放単元16、体液采样存储单元17、以电解沉积法制作的微型波纹管4、超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒6、密封膜(脂肪酸膜或明胶膜)14、过滤网9、位于药剂储备单元内的药剂5等。前端部分7又被分成两部分——上端部分13和下端部分15，并且上端部分13、下端部分15呈轴对称状态，医用药剂排放 ロ 2、微管11置于对称线上。石英音叉温度传感器205和与微型电感线圈208串联，构成ー个闭环振荡回路，置于上端部分13并紧贴于胶囊壳体10 ;微小型钕鉄硼磁鉄12置于下端部分15。如图2所示，在采用石英音叉传感器205的无线无源型ロ服电子胶囊的内服胶囊丸101之前端部分7的一端设置有医用药剂排放ロ 2，其孔径小于0. 01mm，处于消化道系统压カ条件下，内部药物不能流出来；而胶囊丸后端部分的一端设置了体液吸取ロ 3，其孔径大于药剂排放ロ，处于消化道系统压カ条件下，体液能够流入，但是在体液吸取ロ 3处最外层安装有脂肪酸密封膜或明胶密封膜14，防止非需要治疗器官的体液侵入微型波纹管4，导致药剂5不必要的排放。前者——脂肪酸密封膜适宜大肠、小肠的疾病使用，后者——明胶密封膜适宜胃疾病等使用。另外，在体液吸取ロ 3处附近的密封膜14的内部安装有过滤网9，以防止密封膜14完全溶解后具有超级吸收性的体积膨胀聚合物材料颗粒6漏出。在内服胶囊丸101的后端部分8的内部装备了以电解沉积法制作的微型波纹管4，它的开ロ与体液吸取ロ 3连接。该波纹管4的内部在体液采样存储单元17中填充了ー些具有超级吸收特性的体积膨胀聚合物颗粒材料6，例如，聚丙烯酸钠系列聚合物、淀粉一丙烯酸接枝共聚物系列聚合物等。当体液从上述体液吸取ロ 3流入体积膨胀聚合物材料颗粒6中，并被吸收以后，则其体积可以膨胀数十倍 数百倍。因为微型波纹管4是利用电解沉积法制作的镍波纹管，所以不仅体积很小(外径可以为Olmm，壁厚可达IOy m)，而且波纹管的弹性强，在长度伸缩方向的位移稳定，线性佳。显然，体液采样存储单元17的体积膨胀将产生巨大的膨胀力，此膨胀力传递给药剂储备单元16，将导致内部装有药剂5(例如，杀癌剂)的药剂储备单元16体积的剧烈收缩，从而使得药剂储备单元16内的药剂5几乎全部排放出来。钕鉄硼磁鉄12的功能如下能够与外部的电磁铁触头211、信号处理控制器单元中单片计算机204的软、硬件等配合工作，使胶囊丸101稳定地停留在消化道内部的任意病灶区，并且自动地、直接地、连续地吸取体液和喷药。如图1(b)所示，所示，该电子胶囊的体外接收控制器102包括压控振荡器201、数字显示器202、超声波接收换能器203、单片计算机204、开关器212、微型天线209、电源210和电磁铁触头211等。它的超声波接收换能器203与单片计算机204相联，单片计算机204的一路导线与开关器212联结，而开关器212连接着电磁铁触头211。电源210分别与单片计算机204、压控振荡器201相联，而压控振荡器201与微型天线209相联。如图3所示，石英音叉温度传感器205包括金属管帽301、热敏石英音叉302、玻璃绝缘子304、金属管座305、导热特性甚佳的氦气306、可伐合金管脚307。谐振式石英音叉温度传感器205的体积很小，其外形尺寸仅为の2X6mm。通常，其振动工作模式是扭曲振动或弯曲振动模式。因此，它的响应速度快，分辨率佳、准确度高，可达0. I 0. 02°C。简言之，该无线无源型电子胶囊的技术要点是1)、把在人体内部无需电源即可エ作的无线传感器单元——谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈作为核心部件；2)、把以电解沉积法制作的微型波纹管作为勿需外加动カ控制装置的执行器；3)、利用胶囊内微小钕鉄硼磁鉄以及位于人体外部的需电源供电的信号接收控制器和外部的电磁铁触头电磁铁的相互配合，作为无线无源型ロ服胶囊丸在消化道内部的任意病灶区定位和任意时间停留的关键部件；4)、采用超声波作为在消化道内部胶囊丸与人体外部的装置之间以无线方式传输敏感信号的手段，利用电磁波作 为以无线方式从体外给在消化道内部胶囊丸中的石英音叉温度传感器提供能量的方法。本实用新型的电子胶囊之工作机制如下如图1(a)所示，它适宜消化道系统使用，例如胃、大肠、小肠等疾病。适宜治疗肠疾病的内服胶囊丸101之膜14是由脂肪酸膜等构成，适宜治疗胃疾病的电子胶囊101之膜14是由明胶膜等构成。当患者吞服了治疗胃疾病的ロ服胶囊丸101后，因为该胶囊密封膜14是明胶膜，所以只有在胃中，明胶密封膜14才能溶解。于是在胃中上述区域的体液流入内服胶囊丸101中。与此相反，测温系统从吞服胶囊丸101后就能够正常地工作如图1(b)所示，因为石英音叉传感器205与微型电感线圈208串联，构成ー个闭环回路，压控振荡器201和微型天线209也构成了一个闭环回路，所以可以利用这两个回路的电磁耦合，通过电磁波206以无线方式把能量从人体外部传递给石英音叉温度传感器205 (參见图3)，从而导致由音叉传感器205与微型电感线圈208构成的闭环回路产生振荡。当电磁波206的频率与由石英音叉温度传感器205和微型电感线圈208构成的闭环回路的固有频率相等吋，则发生谐振。其谐振频率与该处温度值严格地一一对应，并且与被测温度值呈线性关系。显然，若能够测量出其谐振频率，就可以知道该处的温度值。谐振吋，石英音叉温度传感器205产生的振动是ー种机械振动，或称为超声振动。利用超声波接收换能器203可以在体外接收到石英音叉温度传感器205发射的超声波振动信号207。然后，再利用单片计算机204的软、硬件技术，可以在数字显示器202上显示出其谐振频率、被测温度值、吞服胶囊丸101的时间等；配合压控振荡器201能够调整由压控振荡器201和微型天线209构成的闭环回路之频率，也可以控制石英音叉温度传感器205的启动或停止；此夕卜，利用电磁铁触头211与胶囊丸101中的微小型钕鉄硼磁鉄12的配合，还能够控制胶囊丸101在消化道任何ー处的停留时间等。由于胃液的作用，明胶膜14可以被溶解和消化。此时，作为体液的胃液可以通过过滤网9，进入电子胶囊101内部的微型波纹管4。此时，由于作为体液的胃液之流入，因此填充在体液采样存储单元17的颗粒状的超级吸收性体积膨胀聚合物材料6将不断地吸收胃液，并迅速产生体积膨胀。此时，作为体液的胃液通过过滤网9、体液吸取ロ 3进入口服胶囊丸101内部的微型波纹管4。因此填充在波纹管的体液采样存储单元的颗粒状的超级吸收性体积膨胀聚合物材料6将不断地吸收肠液，并迅速产生体积膨胀。显然，体积膨胀聚合物材料颗粒6的体积迅速膨胀，导致位于药剂储备单元18内的药剂5受到波纹管的挤压，从而从医用药剂排放ロ 2排 放出来。
权利要求1.采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊是由内服胶囊丸和体外接收控制器两大部分构成，其特征在于其内服胶囊丸的最外层是被凝胶包裹的铁素体不锈钢胶囊壳体，而其内部有谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈、微管和微小型钕鉄硼磁鉄、医用药剂排放口、体液吸取口、药剂储备单元、药剂排放单元、微管、体液采样存储单元、以电解沉积法制作的微型波纹管、超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒、密封膜、过滤网、位于药剂储备单元内的药粉。
2.根据权利要求I所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，在它的被凝胶包裹的铁素体不锈钢胶囊壳体内具有前端部分和后端部分，其特征在于在前端部分安装有谐振式石英音叉温度传感器、电感线圈、微管、医用药剂排放口和微小型钕鉄硼磁鉄，而在后端部分安装有体液吸取口、药剂储备单元、药剂排放单元、体液采样存储单元、以电解沉积法制作的微型波纹管、超级吸收性体积膨胀聚合物材料颗粒、密封膜、过滤网、位于药剂储备单元内的药剂。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，其特征在于它的前端部分是由上端部分和下端部分构成，并且上端部分和下端部分呈轴对称形式，医用药剂排放口和微管皆置于其对称轴线上，谐振式石英音叉温度传感器与微型电感线圈串联成一个回路，置于其上端部分并紧贴于胶囊壳体，而微小型钕鉄硼磁鉄置于其下端部分。
4.根据权利要求I或权利要求2所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，其特征在于在胶囊丸前端部分的一端设置有医用药剂排放口，其孔径小于O. 01_，而在胶囊丸后端部分的一端设置了体液吸取口，其孔径大于药剂排放口，并且在体液吸取口的最外层安装有密封膜，在该密封膜的内部设置了过滤网。
5.根据权利要求I或权利要求2所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，其特征在于在内服胶囊丸的后端部分的内部装备了以电解沉积法制作的微型波纹管，它的开口与体液吸取口连接，并在波纹管的内部填充了具有超级吸收特性的体积膨胀聚合物材料颗粒。
6.根据权利要求I所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，其特征在于该无线无源型口服电子胶囊的体外接收控制器是由压控振荡器、数字显示器、超声波接收换能器、单片计算机、开关器、微型天线、电源和电磁铁触头构成。
7.根据权利要求I或权利要求6所述的采用石英音叉传感器的无线无源型口服电子胶囊，其特征在于它的超声波接收换能器与单片计算机相联，单片计算机的一路导线与开关器联结，而开关器连接着电磁铁触头，其电源分别与单片计算机、压控振荡器相联，而压控振荡器与微型天线相联。
专利摘要采用石英音叉传感器的无线无源型医用口服电子胶囊，属于智能医疗器械领域，不但可以低成本、高精密、无线、无源地测量人体体内温度，精确地确诊病灶位置，并且可在任意设定的时间内停留在该病患区，自动地、连续地喷药，同时对体液采样。该无线无源型电子胶囊是以在人体内部无需电源即可工作的无线传感器单元——石英音叉传感器、电感线圈为核心部件，把微型波纹管作为致动-控制器以及利用电磁铁、位于体外的需电源供电的信号接收控制器作为关键部件，采用超声波以无线方式传输敏感信号，利用电磁波以无线方式从体外给石英音叉温度传感器提供能量。该胶囊的体温测量精度高，医疗效果显著，成本低，可靠性佳，是一种低成本、多功能的高科技医疗产品。
文档编号A61B5/07GK202568214SQ20122020671
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者周玄弋 申请人:周玄弋