基于红外光谱检测消化道病变的检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及医疗仪器领域，特别设及一种基于红外光谱的消化道（包括消化液和 消化道壁红外光吸收谱）检测方法及微型装置。
【背景技术】
[0002] 消化道功能素乱性疾病在世界范围内发病率较高且有日渐上升的趋势，而消化道 疾病与消化道生理参数及其变化规律存在密切关系，运种对应关系的研究和消化道疾病的 诊断都直接依赖于对消化道生理参数的检测，胃肠消化道生理参数检测作为获取胃肠孔活 动主要手段之一，可W有效地获取出胃肠孔生理、病理情况的变化，从而为医生的诊疗提供 帮助。目前，有关胃肠孔医学信息的临床检测方法有多种，包括：胃肠孔测压，胃排空测定， 肠管通过时间测定，抑测定，胃肠电图、实时超声显像，放射性核素检查，内窥镜探测、X线 检查等，检测的医学信息主要包括图像、压力、溫度、抑值等。
[0003] 从上世纪50年代开始，出现了多类无线电体内测量胶囊，具有代表性的有1957年 Karolinska医院的B&rtil化cobson教授研制了一种无线电遥测胶囊用来将频疾病人小 肠内的压力波发送到体外。別uartMachay博：t和V.KZwrokin等也研究了类似的体腔内 无线电测压胶囊。1962年，日本的化gumo，Uchiyama等人研制了称为"回波式胶囊"的体内 测量胶囊。由于受到当时技术条件的限制，运一时期研制的运类无线电胶囊都由各种分立 元件构成，其内部电路的规模和集成度很低，精度较差，系统可靠性不高等缺陷，所W运类 胶囊一直都没有投入实际的临床应用。
[0004] 20世纪90年代，随着微电子技术和微机电技术的发展，各种微型集成电路和微 型传感器相继出现，运给无线胶囊提供了新的发展方向，也使很多研究得W重新开展。其 中代表性的有中国预防医学会的Guan-Xiong-Zhou研制的测量体内无线电胶囊。日本的 AkihikoUchiyama研制了抑值测量胶囊。美国的N.MPrakash等人研制了一种利用测量 磁场角度变化来反映胃肠孔动力的测量装置。 阳0化]2000年左右生物遥测系统获得了新的发展，开始面向用于临床的高集成度、高可 靠性的医学设备方向发展。2001年W色列GavrielD.Meron等人研究的胶囊式内窥镜M2A， 现改成PillCam。可用于临床，检测胃肠孔的部分图像。2002年美国Me化ronic公司研制 了Bravo无线便携式食管抑监测系统，主要针对胃酸反流疾病的诊断。2005年美国研制 了SmartpillTMpH.P药丸，采集胃肠孔内压力、溫度和抑值信息。英国Glasgow研制了一 系列胶囊状的微型集成化的传感系统，用于人体胃肠孔生理参数的监测。意大利的Pietro Valdastri等人于2004年研制了胃肠孔压力参数遥测系统等。
[0006]伴随着随着科学技术的进步，微电子技术、MEMS技术、通信技术的发展，人体肠胃 孔无创的检查系统也在运一背景下取得了长足的进步。该系统主要由生物遥测胶囊、体外 数据接收装置和数据处理系统构成。运种新型的监测生理参数的胶囊系统主要研究的方向 有两大类，一类是通过传感器等测量胃肠孔的压力、溫度和抑值，例如全消化道多生理参 数无创检测系统（专利号：CN102068240A);另一类则是通过微型摄像头直接采集胃肠孔的 部分图像，例如胶囊内窥镜（专利号：CN103356153A)。它可W根据生理参数的差异来诊断 胃肠孔疾病或者通过获取的部分胃肠部图像来诊断胃肠孔疾病。据统计了解，运两种类型 的胶囊能获取溫度、抑值、细菌浓度、出血点和胃酸反流等参数。而本文提出的胶囊既不是 通过摄像获取消化道图片信息再进行分析，也不是利用传感器测量。本文提出了一种新型 的基于红外光谱的消化道检测胶囊技术运个概念，该技术通过提取消化液和消化壁的光谱 信号，检测消化道是否有病变情况。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于红外光谱的消化道病变检测装置。
[0008] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的，一种基于红外光谱检测消化道病变 的检测装置，包括胶囊壳、设置于胶囊壳内的信号处理模块、信号采集模块和无线通讯装 置，
[0009] 所述信号采集模块用于分别采集消化液的光谱信号和消化道的光谱信号，
[0010] 所述信号处理模块用于处理采集到的消化液的光谱信号和消化道的光谱信号，
[0011] 所述无线通讯装置用于将信号处理模块的处理结果发送给外部终端。
[0012] 进一步，所述胶囊壳上设置有导流通孔，所述信号采集模块包括消化液检测模块 和消化道检测模块，所述消化液检测模块设置于导流通孔的孔壁上，所述消化道检测模块 设置于胶囊壳的侧壁上。
[0013] 进一步，所述导流通孔位于所述胶囊壳的中下部。
[0014] 进一步，所述信号处理模块包括光频转换器和微处理器，所述光频转换器将光谱 信号转换为数字信号后传递给所述微处理器，所述微处理器的输出端连接无线通讯装置。
[0015] 进一步，所述消化液检测模块包括消化液检测红外对管，所述消化液检测红外对 管包括设置于导流通孔同一侧孔壁上的消化液检测红外发射管S和消化液检测红外接收 管R，消化液检测红外发射管S发射的红外光穿过导流通孔内的消化液后，经导流通孔的孔 壁反射给消化液检测红外接收管R，或所述消化液检测模块包括消化液检测红外对管，所述 消化液检测红外对管包括设置于导流通孔相对侧孔壁上的消化液检测红外发射管S和消 化液检测红外接收管R，消化液检测红外发射管S发射的红外光穿过导流通孔内的消化液 后，透射光被消化液检测红外接收管R接收。
[0016] 进一步，所述消化道检测模块包括消化道检测红外对管，所述消化道检测红外对 管包括设置于胶囊壳同一侧壁上的消化道检测红外发射管S和消化道检测红外接收管R， 消化道检测红外发射管S发射的红外光穿过胶囊壳侧壁后，经消化道反射给消化道检测红 外接收管R。
[0017] 本发明的目的之二是提供一种基于红外光谱检测消化道病变的检测方法，根据消 化液不同的颜色，对消化道是否有异常进行判断，具体方法为：
[001引S1利用红外光对消化道进行照射；
[0019]S2采集消化道的红外光谱；
[0020]S3根据红外光光谱对消化液的颜色进行判断；
[0021] 当出射光强明显小于X时，消化液为黄色或白色；当出射光强大于X时，消化液为 栋色；当出射光强在X值上下浮动时，消化液为红色；
[0022] S4根据消化液的颜色判断消化道是否发生病变；
[0023] 一种基于红外光谱检测消化道病变的检测方法，利用消化道液的光谱信息和消化 壁的光谱信息，定位消化壁的出血区域，具体方法为：
[0024] 在一段时间内采集消化道和消化壁的光谱信息， 阳0巧]当在时间T1处，A〉X且龄Y或者A<X且B<Y则表示在该处正存在出血或异常症状， 可进行标记；若在时间T2处，A〉X或A<X，B=Y则表示消化壁无出血症状，消化液中含有血 液成分，已经离开出血区域；其中X为正常消化液出射光强，Y为正常血氧饱和度临界值，A 为消化液出射光强，B为消化壁血氧饱和度值。
[0026]由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
[0027] 本发明可直接吞服，无毒副作用，可W做到无创检查，可W有效解决传统方法给人 体带来的不适感。
[0028] 本发明利用红外光的特征采集胃液光谱，运是一种新型且无害的采集方法，可W 从化学计量学上分析胃液成分。<