一种无线控制的振动胶囊的制作方法

本实用新型涉及医疗器械
技术领域：
，具体地说，是一种无线控制的振动胶囊。
背景技术：
：便秘常表现为：便意少，便次也少；排便艰难、费力；排便不畅；大便干结、硬便，排便不净感；便秘伴有腹痛或腹部不适。部分患者还伴有失眠、烦躁、多梦、抑郁、焦虑等精神心理障碍。便秘当肠道罹患便秘时，它会减慢肌肉收缩，这种情况会使便秘变得更严重。早期研究指出，腹部按摩能刺激肠道肌肉，促进肠蠕动，对缓解便秘症状有好处。目前还不清楚这种按摩是如何产生作用的，不过一种理论认为，便秘时肌肉会发生痉挛，而按摩有助于肌肉放松。然而，这项技术非常难掌握，且相当耗时，而且对腹部肥胖的患者也没有效。便秘患者长期便秘时，由于粪块长时间滞留在肠道，异常发酵，腐败后会产生大量有害的毒素，从而引起痤疮、面部色素沉着、皮疹等，同时，由于毒素在身体内不断地积聚，使体内五脏出现中毒现象，降低五脏功能，最终可能由小化大，造成其他疾病；有些便秘病人还会出现烦躁不安、心神不宁、失眠等症状，影响工作和学习。因此找到一种能有效治疗便秘的方法，就十分的重要。便秘在人群中的患病率高达27％，然而只有一小部分便秘者会就诊。目前便秘的治疗方法多采用泻药或其他药物来治疗便秘，但这些药物多多少少会产生一些副作用，久而久之又会对患者产生其他影响。肠胃动力功能是消化道系统的重要生理功能，肠胃动力失调可引起多种消化道疾病，动力的改变与便秘、肠痢疾综合征和不明原因的腹痛、腹胀及腹泻有着密切的关系。肠梗阻患者进行外科手术干预后，在不能运动的情况下，需要对胃肠道进行刺激。消化系统是人体从外界获取能量的重要系统，随着生活水平的提高以及多种外部因素对人体生理心理的影响，使得消化道系统疾病的发病率逐年上升，严重影响人们的身体健康和生活质量。人体消化道总长9米左右，包括多个消化器官，大部分消化道为细长的管道结构，从口腔一直延续到直肠。而且下消化道呈现出蜿蜒曲折的形态，非常不利于检查设备对其进行检查。消化道的这种不规则封闭结构，给消化道疾病的检查和治疗带来了极大的挑战。随着科技的进步，现已开发出基于电子胶囊的新一代胃肠道无创无痛检查系统，此类系统的主要特点是小型化、无创、可长时间在体内检查。中国专利申请CN201010526982.X，公开了一种磁性振动胶囊方法，其通过口服一粒振动胶囊，在通过控制机构产生的交变磁场，来控制振动胶囊振动，以此来治疗便秘；但是该种胶囊存在一些不足，振动胶囊在振动时必须通过控制机构产生的交变磁场才能实现，而控制机构的体积较大，不便携带，对于出门的人来说，使用时很不方便；若减小控制机构的体积，由于胶囊在体内的位置不清楚，在使用控制机构确定振动胶囊的位置时就有些困难。然而，现有技术中关于本实用新型的无线振动胶囊系统，目前还未见报道。技术实现要素：本实用新型的第一个目的是针对现有技术中的不足，提供一种无线控制的振动胶囊。本实用新型的第二个目的是，提供一种无线控制的振动胶囊及体外便携式控制器。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种无线控制的振动胶囊，所述振动胶囊(1)包括外壳(11)、径向振动模块(12)、轴向振动模块(13)、电源(14)、控制器(15)、继电器(16)、U型连接器(17)、磁控开关(18)；所述外壳(11)直径为16-20mm，长度为31-35mm；所述径向振动模块(12)包括左电磁铁(121)、右电磁铁(122)、摆锤(123)、固定板(124)，所述摆锤(123)包括弹性支杆(125)和铁片(126)；所述铁片(126)设置在左电磁铁(121)和右电磁铁(122)之间；所述电磁铁包括铁芯(127)、导电线圈(128)、固定支架(129)；所述导电线圈(128)紧密的缠绕在铁芯(127)上，导电线圈(128)上设有正、负极输入端，所述摆锤(123)和固定支架(129)固定在固定板(124)上；所述继电器(16)上设有与导电线圈(128)上的正电极输入端连接的开关触点，导电线圈(128)上的负电极输入端与电源(14)的负极相连接，继电器(16)通过控制开关触点与正电极输入端的间歇式吸合，进而交替地为左电磁铁(121)、右电磁铁(122)上的导电线圈(128)供电，摆锤(123)上的铁片(126)在左电磁铁(121)和右电磁铁(122)交替产生的磁力作用下摆动，从而使得振动胶囊(1)具有振动的效果，该振动通过固定板(124)向胶囊外壳(11)施加径向振动力；所述轴向振动模块(13)包括电动机(131)、螺杆(132)、弹簧(133)、击锤(134)、滑动腔道(135)、挡块(136)，所述滑动腔道(135)的截面为方形，所述电动机(131)的转轴与螺杆(132)连接，弹簧(133)套接在螺杆(132)上并设置在电动机(131)与击锤(134)之间；所述螺杆(132)表面设有螺纹，所述螺纹在沿着螺杆(132)的轴线方向上设有一型缺口(137)，所述击锤(134)外形为块状，击锤(134)内设有与螺杆(132)表面吻合的内表面，击锤(134)内表面上设有与一型缺口(137)互补的一型螺纹(138)，击锤(134)可沿着滑动腔道(135)滑动，当电动机(131)接通电源时，转动的螺杆(132)带动啮合的击锤(134)向电动机(131)滑动，此时弹簧(133)处于被压缩状态，当螺杆(132)表面的一型缺口(137)转动到与击锤(134)内表面的一型螺纹(138)正好对应时，击锤(134)在弹簧(133)的弹力作用下沿着滑动腔道(135)滑动并撞击挡块(136)，挡块(136)在撞击的作用下向胶囊外壳(11)施加轴向振动力；所述电源(14)包括三组微型纽扣电池(20)，U型连接器(17)将电源(14)与控制器(15)固定在一起，U型连接器(17)将电力提供给控制器(15)，控制器(15)通过附接的电线为轴向振动模块(13)和继电器(16)供电；所述磁控开关(18)设置在电源(14)与U型连接器(17)电接触点(19)之间，磁控开关(18)在受到外部磁力的情况下会断开电源(14)与U型连接器(17)的连接，使胶囊装置不消耗电磁所存储的电能。进一步，所述径向振动模块(12)还设有磁屏蔽护罩，磁屏蔽护罩可屏蔽外部磁场对径向振动模块(12)的磁干扰。进一步，所述磁控开关(18)为常闭开关，通过外部磁场使其处于断开状态；使用振动胶囊(1)时，撤去外部磁场，则磁控开关自动闭合。进一步，所述控制器(15)可控制导电线圈(128)供电时间间隔，改变胶囊的振动频率。进一步，所述外壳(11)的表面还设有润滑涂层，所述润滑涂层由如下所述的原料制备而成：按照质量百分比计算：羧丙基甲基纤维素8％、双丙酮丙烯酰胺30％、聚酰胺20％、1-苯甲酰-2-苯磺酰肼5％、正丁胺2％、乙酸乙酯35％。进一步，所述外壳(11)的表面还设有润滑涂层，所述润滑涂层由如下所述的原料制备而成：按照质量百分比计算：羧丙基甲基纤维素8％、双丙酮丙烯酰胺30％、聚酰胺20％、对甲苯磺酰肼5％、正丁胺2％、乙酸乙酯35％。为实现上述第二个目的，本实用新型采取的技术方案是：一种无线控制的振动胶囊及体外便携式控制器，包括如上任一所述的振动胶囊(1)和便携式体外控制器(2)；所述振动胶囊(1)内还包括与控制器(15)连接的无线功能模块；所述便携式体外控制器(2)包括控制器外壳(21)、无线传输模块(22)、处理芯片(23)、操控模块(24)、显示模块(25)、电源开关(26)、电池组(27)；所述处理芯片(23)分别与所述无线传输模块(22)、操控模块(24)、显示模块(25)相连；所述电源开关(26)分别与所述无线传输模块(22)、处理芯片(23)、操控模块(24)、显示模块(25)、电池组(27)相连；所述无线传输模块(22)与处理芯片(23)相连，无线传输模块(22)用于与振动胶囊(1)内的无线功能模块进行数据的传输和接收；所述操控模块(24)与处理芯片(23)连接，用于实现用户操作的输入；所述操控模块(24)与显示模块(25)相连，用户可根据显示模块(25)提供的振动模式选项进行选择，操控模块(24)根据用户选择的振动模式发出调节振动状态的指令，并由无线传输模块(22)发射，振动胶囊(1)内的无线功能模块接收到指令后进行解析并将指令传递给控制器(15)，控制器(15)进一步控制径向振动模块(12)和轴向振动模块(13)的振动激活和取消，调整径向振动模块(12)的振动频率和振动强度。进一步，所述振动胶囊系统还包括设有永磁体的盒体，在不使用的时候将振动胶囊(1)放在盒体内，该盒体内的永磁铁使磁控开关(18)断开。本实用新型优点在于：1、本实用新型的振动胶囊内设有径向振动模块及轴向振动模块，分别提供径向振动及轴向振动，两种不同模式的振动可以实现对胃肠道壁更有效的刺激。2、轴向振动模块提供的轴向振动更有利于振动胶囊在肠道内的移动，防止胶囊在肠道内的食糜或阻塞区域泄留。3、本实用新型的无线胶囊振动系统还包括便携式体外控制器，通过便携式体外控制器与振动胶囊相连，用户可实时控制振动胶囊在体内的轴向振动及径向振动强度，实现振动胶囊振动频率的定时可调。4、本实用新型的振动胶囊外壳还设有润滑涂层，润滑涂层在含水的环境中能水化形成水溶胀性凝胶，该凝胶能避免振动胶囊在肠道内运动过程中与肠道内壁直接接触，显著降低了在两者表面之间的摩擦，减轻了对人体组织的损伤。5、本实用新型的振动胶囊外壳还设有润滑涂层，该润滑涂层具有良好的润滑性，且附着能力强，在经过80次摩擦后润滑性没有明显的降低。6、本实用新型的便携式体外控制器可以智能激活振动胶囊的机械振动，刺激胃肠道和诱导胃肠道收缩和蠕动，帮助消化，恢复肠胃功能。附图说明附图1为本实用新型的径向振动模块和轴向振动模块结构示意图。附图2为本实用新型的无线振动胶囊结构示意图。附图3为本实用新型的击锤和螺杆结构示意图。附图4为本实用新型的便携式体外控制器结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：1.振动胶囊，11.外壳，12.径向振动模块，13.轴向振动模块，14.电源，15.控制器，16.继电器，17.U型连接器，18.磁控开关，19.电接触点，20.纽扣电池，121.左电磁铁，122右电磁铁，123.摆锤，124.固定板，125.弹性支杆，126.铁片，127.铁芯，128.导电线圈，129.固定支架，131.电动机，132.螺杆，133.弹簧，134.击锤，135.滑动腔道，136.挡块，137.一型缺口，138.一型螺纹，139.轴线，221.控制器外壳，22.无线传输模块，23.处理芯片，24.操控模块，25.显示模块，26.电源开关，27.电池组。实施例1本实用新型无线控制的振动胶囊附图1为本实用新型的径向振动模块和轴向振动模块结构示意图。附图2为本实用新型的无线振动胶囊结构示意图。附图3为本实用新型的击锤和螺杆结构示意图。请参见图1-图3，图1为本实用新型的径向振动模块和轴向振动模块结构示意图，图2为本实用新型的无线振动胶囊结构示意图，图3为本实用新型的击锤和螺杆结构示意图。所述振动胶囊1包括外壳11、径向振动模块12、轴向振动模块13、电源14、控制器15、继电器16、U型连接器17、磁控开关18；所述外壳11直径为16-20mm，长度为31-35mm；所述径向振动模块12包括左电磁铁121、右电磁铁122、摆锤123、固定板124，所述摆锤123包括弹性支杆125和铁片126；所述铁片126设置在左电磁铁121和右电磁铁122之间；所述电磁铁包括铁芯127、导电线圈128、固定支架129；所述导电线圈128紧密的缠绕在铁芯127上，导电线圈128上设有正、负极输入端，所述摆锤123和固定支架129固定在固定板124上；所述继电器16上设有与导电线圈128上的正电极输入端连接的开关触点，导电线圈128上的负电极输入端与电源14的负极相连接，继电器16通过控制开关触点与正电极输入端的间歇式吸合，进而交替地为左电磁铁121、右电磁铁122上的导电线圈128供电，摆锤123上的铁片126在左电磁铁121和右电磁铁122交替产生的磁力作用下摆动，从而使得振动胶囊1具有振动的效果，该振动通过固定板124向胶囊外壳11施加径向振动力。继电器通过闭合开关触点的方式为导电线圈供电，由于电磁效应，供电后的导电线圈会使铁芯具有磁性，具有磁性的铁芯会将摆锤上的铁片吸引，断电后的导电线圈会使铁芯失去磁性，失去磁性的铁芯会使铁片恢复初始状态的位置。继电器交替的为左电磁铁和右电磁铁上的导电线圈供电，电流交替间隔的接通、断开，使得摆锤在左电磁铁和右电磁铁之间来回摆动，使得胶囊具有振动的效果，通过固定板向胶囊外壳施加径向力。所述控制器15与继电器16连接，控制器15控制继电器1供电时间间隔改变径向振动模块12的振动频率。当继电器1供电时间间隔较短时，径向振动模块12的振动频率大，振动胶囊1在肠道内振动强度大。当继电器1供电时间间隔较短长时，径向振动模块12的振动频率小，振动胶囊1在肠道内振动强度弱。所述轴向振动模块13包括电动机131、螺杆132、弹簧133、击锤134、滑动腔道135、挡块136，所述滑动腔道135的截面为方形，所述电动机131的转轴与螺杆132连接，弹簧133套接在螺杆132上并设置在电动机131与击锤134之间；所述螺杆132表面设有螺纹，所述螺纹在沿着螺杆132的轴线139方向上设有一型缺口137，所述击锤134外形为块状，击锤134内设有与螺杆132表面吻合的内表面，击锤134内表面上设有与一型缺口137互补的一型螺纹138(图中未示出)，击锤134可沿着滑动腔道135滑动，当电动机131接通电源时，转动的螺杆132带动啮合的击锤134向电动机131滑动，此时弹簧133处于被压缩状态，当螺杆132表面的一型缺口137转动到与击锤134内表面的一型螺纹138正好对应时，击锤134在弹簧133的弹力作用下沿着滑动腔道135滑动并撞击挡块136，挡块136在撞击的作用下向胶囊外壳11施加轴向(沿轴线139方向的)振动力。所述电源14包括三组微型纽扣电池20，U型连接器17将电源14与控制器15固定在一起，U型连接器17将电力提供给控制器15，控制器15通过附接的电线为轴向振动模块13和继电器16供电；所述磁控开关18设置在电源14与U型连接器17电接触点19之间，磁控开关18在受到外部磁力的情况下会断开电源14与U型连接器17的连接，使胶囊装置不消耗电源14所存储的电能。所述径向振动模块12的表面还设有磁屏蔽护罩，磁屏蔽护罩可屏蔽外部磁场对径向振动模块12的磁干扰，防止患者在使用振动胶囊1时受到外部磁场的干扰影响使用效果。所述磁控开关18为常闭开关，通过外部磁场使其处于断开状态；使用振动胶囊1时，撤去外部磁场，则磁控开关自动闭合。磁控开关的设计可以保证振动胶囊1只在需要时开启。如振动胶囊1因意外原因泄留在患者体内时，只需随身佩戴一永磁体，保证振动胶囊1振动功能关闭，直至胶囊取出体外。所述控制器15可控制导电线圈128供电时间间隔，改变胶囊的振动频率。患者可通过如下所述的便携式外部控制器2手动调节振动胶囊1的振动模式(包括振动频率和振动强度)，也可以进行定时设置。例如当需要时，设置振动胶囊1在夜间或早晨进行较强频率的振动，而在白天工作时间进行较小频率的振动，实现振动胶囊1振动频率的定时可调。所述外壳11为胶囊型外壳，外壳由聚酰胺或聚氨酯材料制成。实施例2本实用新型的无线振动胶囊系统请参见图4，图4为本实用新型便携式体外控制器的结构示意图，一种调节胃肠动力的无线振动胶囊系统，包括实施例1的振动胶囊1和便携式体外控制器2；所述振动胶囊1内还设有与控制器15连接的无线功能模块；所述便携式体外控制器2包括控制器外壳21、无线传输模块22、处理芯片23、操控模块24、显示模块25、电源开关26、电池组27；所述处理芯片23分别与所述无线传输模块22、操控模块24、显示模块25相连；所述电源开关26分别与所述无线传输模块22、处理芯片23、操控模块24、显示模块25、电池组27相连；所述无线传输模块22与处理芯片23相连，无线传输模块22用于与振动胶囊1内的无线功能模块进行数据的传输和接收；所述操控模块24与处理芯片23连接，操控模块24用于实现用户操作的输入；所述操控模块24与显示模块25相连，用户可根据显示模块25提供的振动模式选项进行选择，振动模式包括强振动模式、弱振动模式、夜间振动模式、早晨振动模式、24小时振动模式。操控模块24根据用户选择的振动模式发出调节振动状态的指令，并由处理芯片23传递至无线传输模块22发射，振动胶囊1内的无线功能模块接收到指令后进行解析并将指令传递给控制器15，控制器15进一步控制径向振动模块12和轴向振动模块13的振动激活和取消，调整径向振动模块12的振动频率和振动强度。在强振动模式下，所述控制器15控制继电器16以较短的等时间间隔的方式交替为左电磁铁121和右电磁铁122上的导电线圈128供电。当继电器1供电时间间隔较短时，径向振动模块12的振动频率大，振动胶囊1在肠道内振动强度大。在弱振动模式下，所述控制器15控制继电器16以较长的时间间隔的方式为交替为左电磁铁121和右电磁铁122上的导电线圈128供电。当继电器1供电时间间隔较长时，径向振动模块12的振动频率小，振动胶囊1在肠道内振动强度弱。所述控制器15与电动机131相连，控制器15通过控制螺杆132的转速，当螺杆132转速较快时，击锤134以较快的频率撞击挡块136；当螺杆132转速较慢时，击锤134以较慢的频率撞击挡块136。通过便携式体外控制器2与振动胶囊1相连，用户可实时控制振动胶囊1在体内的轴向振动及径向振动的强度。所述振动胶囊系统还包括设有永磁体的盒体，在不使用的时候将微型电子振动胶囊1放在盒体内，该盒体内的永磁铁使磁控开关18断开。所述控制器外壳21由对人体无毒、无害的材料制成。电子胶囊启动正常后，患者即可服用胶囊，并等待电子胶囊排除体外。电子胶囊在人体肠道内振动，刺激肠壁，调节胃肠动力，加速肠道的蠕动，一定程度上缓解了传输性便秘的疾病症状。所述的制器外壳21设置成类似于手表盘的具有圆盘形状的外形，外壳上还设有绑带，用户可将便携式体外控制器2佩戴在手腕上，方便使用时对振动胶囊的振动模式进行实时调节。实施例3表面润滑涂层的制备本实用新型的振动胶囊表面还设有润滑涂料，所述润滑涂料配方如下：按照质量百分比计算：羧丙基甲基纤维素8％、双丙酮丙烯酰胺30％、聚酰胺20％、对甲苯磺酰肼5％、正丁胺2％、乙酸乙酯35％。制备方法：(1)按照配方比例将羧丙基甲基纤维素、双丙酮丙烯酰胺、聚酰胺置于容器中混合均匀；(2)将正丁胺加入到容器；之后将对甲苯磺酰肼与乙酸乙酯加入到容器中，待容器内形成均一混合物后，溶液配置完成。将配置好的溶液喷涂至所述振动胶囊外壳表面，放入烘箱加热固化，固化温度40-80℃，在所述医疗器械表面上形成所述医疗器械表面的亲水涂层，厚度为10、20、30、40或50μm。实施例4表面润滑涂层的制备本实用新型的振动胶囊表面还设有润滑涂料，所述润滑涂层配方如下：按照质量百分比计算：羧丙基甲基纤维素8％、双丙酮丙烯酰胺30％、聚酰胺20％、1-苯甲酰-2-苯磺酰肼5％、正丁胺2％、乙酸乙酯35％。制备方法：(1)按照配方比例将羧丙基甲基纤维素、双丙酮丙烯酰胺、聚酰胺置于容器中混合均匀；(2)将正丁胺加入到容器；之后将对甲苯磺酰肼与乙酸乙酯加入到容器中，待容器内形成均一混合物后，溶液配置完成。将配置好的溶液喷涂至所述振动胶囊外壳表面，放入烘箱加热固化，固化温度40-80℃，在所述医疗器械表面上形成所述医疗器械表面的亲水涂层，厚度为10-50μm。实施例5润滑性及牢固性测试实验采用实施例3-4的配方及制备方法在导管基体上涂覆实施例2的润滑涂层。对比例1为未施加涂层的导管，对比例2在导管基体上涂覆如下配方制备的润滑涂层：羧丙基甲基纤维素8％、双丙酮丙烯酰胺50％、对甲苯磺酰肼5％、正丁胺2％、乙酸乙酯35％。进行80次测试导管外的摩擦力，考察涂层的牢固性和耐久性测试。摩擦力越低，表明润滑性越好；摩擦在经过50次的摩擦后，摩擦力越低且变化越小，说明涂层磨损性越小，也就是涂层有较好的牢固性。在不同的导管基材上涂覆本实用新型所用的涂料配方后制得样品，并在样品上施加正压力400gf，在37℃水浴环境中测试摩擦力，结果如下表所示。导管基材涂层第一次摩擦力(gf)第80次摩擦力(gf)聚酰胺对比例1182.3大于300聚氨酯对比例1197.5大于300聚酰胺实施例310.511.2聚氨酯实施例311.812.0聚酰胺实施例413.513.9聚酰胺对比例260.294.1聚氨酯对比例268.499.7应用本方法制作的涂层处于干态时并不表现出润滑性能，不会对器械操作等产生影响；在与水接触后，吸水形成水凝胶，吸水率在90％以上，由于表面含有大量起润滑作用的水而给人一种类似“鱼皮”的感觉。涂有上述涂层的胶囊在进入人体后迅速吸水形成水凝胶，使胶囊外壳与体内管腔壁表面间摩擦系数减小(可近似视作水与水之间的相互作用)，实现在组织环境下增加润滑性的效果，并相应提高了其过病变能力。由于该涂层与被修饰的材料表面之间的结合并不是简单的通过物理吸附作用，而是使通过特殊方法使涂层材料分子与基材分子形成互穿网络结构(即高分子链与链之间的在空间上的缠结)，由于该缠结网络结构与基体材料之间的作用力比较强，可以保证亲水聚合物在基材表面的牢固性，不会因为摩擦导致润滑性能的大幅下降。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。当前第1页1 2 3