无线发射组件和内窥镜装置的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，具体地，涉及一种无线发射组件和内窥镜装置。

背景技术：

内窥镜这一用于人体的诊疗装置，在恶性疾病早期诊查上发挥着至关重要的作用。据世界卫生组织统计，每年因肠道疾病离世的患者接近50万人。尽管目前国内外的胃肠道胶囊内窥镜基本实现了全胃肠道检查，但在临床应用中还面临诸多问题，其中如何高效、便捷、持续地为胶囊内的电子设备提供电能就是一个亟待解决的重大难题，同时也是具有发展前景的研究方向之一。

近十几年来，国内外研究者对胃肠道胶囊内窥镜的无线供能技术展开了相关研究。耦合线圈进行能量的发送和接收，是胶囊内窥镜无线供能系统得以实际应用的关键组成之一。胶囊内的接收线圈按线圈绕制方向可分为：一维平面结构、二维平面结构和三维正交结构。从目前已有实验结果来看，带有磁芯的三维正交结构具有较好的接收功率稳定性。发射线圈国内外研究中常见的有螺线管线圈和亥姆霍兹线圈。

螺线管线圈和亥姆霍兹线圈均采用固定结构且尺寸较大，在6个小时以上的整个检测过程中不利于人体活动。另外，螺线管线圈尽管在对称轴附近能够产生较强的内部磁场，但是螺线管线圈存在磁场分布不均匀、占用空间大等问题。亥姆霍兹线圈在接收线圈位置产生了单一方向电磁场，接收线圈的位置和姿态变化将严重影响系统的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于内窥镜检测的无线发射系统，使得内窥镜检测更加便捷、高效、稳定。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种无线发射组件，包括可穿戴部，以及多个并联连接至高频电源的绕组，多个所述绕组呈阵列状分布在所述可穿戴部上。

优选地，各个所述绕组连接成一体后连接至所述可穿戴部，或者所述可穿戴部上设置多个网格，每个所述网格至少容纳一个所述绕组。

优选地，各个所述绕组整体呈板状，所述绕组上敷设有磁性薄膜。

优选地，所述磁性薄膜粘接至所述绕组的表面。

优选地，所述绕组的外边轮廓为多边形。

优选地，至少一个所述绕组包括多层线圈，各层所述线圈叠置。

优选地，所述无线发射组件包括控制器，用于控制各个所述绕组与所述高频电源接通或者断开。

优选地，所述无线发射组件包括传感器，所述控制器响应于所述传感器的信号控制各个所述绕组与所述高频电源接通或者断开。

优选地，所述可穿戴部包括上衣、颈套、帽子。

本发明的另一方面还提供一种内窥镜装置，包括上述的无线发射组件。

通过上述技术方案，本发明提供了一种无线发射组件。该无线发射组件包括多个绕组，这些绕组并联连接至高频电源；还包括可穿戴部，进行内窥镜检测时，可以将可穿戴部穿戴在患者身上；并且，多个绕组呈阵列状分布在可穿戴部上。通过这种方案，绕组布置在紧贴患者的身体的部位，能够使发射组件的功率得到充分利用，减少磁路损耗，提高传输效率，从而实现高效供能。另外，可穿戴的设置方式可以减少装置所占据的空间，便于患者身体活动，使检测更加便捷。再有，多个绕组呈阵列状分布，通过使不同的绕组保持接通或者断开，能够形成多种电磁场方向的变化；因此，当胶囊内窥镜的位置和姿态发生改变时，无线发射组件的电磁场方向也可以进行相应的改变，也就是说无线发射组件可以实现动态聚焦，从而提高整个检测系统的稳定性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的无线发射组件的结构示意图；

图2是根据本发明的实施方式的无线发射组件的爆炸图；

图3是根据本发明的实施方式的内窥镜装置的原理图；

图4是根据本发明的实施方式的内窥镜装置的控制模式的电路图。

附图标记说明

1绕组2可穿戴部3磁性薄膜

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明一方面提供一种无线发射组件。参考图1和图4，根据本发明的实施方式，无线发射组件包括可穿戴部2。如图1所示，进行内窥镜检测时，可以将可穿戴部2穿戴在患者身上。可穿戴的设置方式可以减少装置所占据的空间，便于患者身体活动，也便于检测。如图1和图4所示，无线发射组件还包括多个绕组1，这些绕组1并联连接至高频电源，从而形成多个独立的并联回路。这些独立的并联回路可以实现单独控制，从而各个绕组1可以分别进行接通和断开的操作。

如图1所示，根据本发明的实施方式，多个绕组1呈阵列状分布在可穿戴部2上。这样，绕组1就布置在了紧贴患者的身体的部位，从而能够使发射组件的功率得到充分利用，减少磁路损耗，提高传输效率，实现高效供能。并且，位于患者体外的绕组1的阵列和位于患者体内的胶囊内窥镜之间仅有人体组织之隔，无论从信号传输角度讲还是从能量传输角度讲，都非常有利。

另外，如图4所示，多个绕组1呈阵列状分布，通过使不同位置的绕组1保持接通、其他绕组1保持断开，能够形成多种功率传输路径，实现多种电磁场方向的变化，从而能够获得多种功率传输模式。也就是说，当某一个或者几个绕组1与高频电源接通时，可以形成一种功率传输模式；当另外一个或者几个绕组1与高频电源接通时，可以形成另一种功率传输模式。如此等等，可以组合出多种功率传输模式。在进行内窥镜检测时，当胶囊内窥镜的位置和姿态发生改变时，无线发射组件的功率传输模式可以进行相应的改变，也就是说无线发射组件可以实现动态聚焦，从而提高整个检测系统的稳定性。

继续参考图1，根据本发明的实施方式，各个绕组1连接至可穿戴部2的连接方式可以有多种。例如但不限于，可以将各个绕组1连接成一体后连接至可穿戴部2。各个绕组1之间可以设置成可折回式的柔性连接，例如彼此铰接，或者通过柔性粘接剂粘接，等等。在这种实施方式中，所有的绕组1可以形成整体结构后一并固定到可穿戴部2上。另外，还可以在可穿戴部2上设置多个网格，每个网格至少容纳一个绕组1。在这种实施方式中，无需将各个绕组1都彼此连接，只需将不同的绕组1分别容纳在不同的网格中即可将绕组1以阵列方式布置在可穿戴部2上。当然，通过简单变形可以想到，网格的大小可以设置成容纳两个或者更多个绕组1，容纳在一个网格中的绕组1可以实施彼此柔性连接，以便于固定位置。

优选地，可穿戴部2包括上衣、颈套、帽子。图1中所示的是可穿戴部2为上衣的实施方式，可用于胃肠镜内窥镜系统。在食道内窥镜系统中，可将可穿戴部2设置为颈套；在鼻腔内窥镜系统中，可将可穿戴部2设置为帽子。当然，本发明的实施方式不限于上述列举。

参考图2，根据本发明的实施方式，各个绕组1整体呈板状。也就是说，在绕制绕组1的线圈时，将其绕制成类似于盘香的平面板状结构。这样的绕组1结构漏磁通少，便于电磁屏蔽，可以减小所占据空间，便于连接至可穿戴部2。另外，根据本发明的实施方式，在绕组1上敷设有磁性薄膜3，用以提高绕组1的自感，提高供能效率。该磁性薄膜3可以采用富有柔性的抗冲击片状软磁性材料，例如优选地，磁性薄膜3采用铁氧体薄膜。铁氧体薄膜可以由柔性软磁胶、树脂和稀有金属聚合物按照一定的比例混合形成，其型薄、柔韧、可弯曲，物理性能较佳，柔软不易碎，不会影响可穿戴部2的穿戴效果。并且铁氧体薄膜可以具有多样化的尺寸和形状，便于与绕组1适配。优选地，可以将磁性薄膜3粘接至绕组1的表面。采用粘接的连接方式可以获得较为平整的结构，使绕组的周缘具有较为光滑的表面，籍此可以避免因存在凸起部位而对磁路产生负面影响，还可以避免患者在穿戴过程中产生不舒适感。当然，不排除在其他实施方式中，采用例如焊接、锁扣连接等连接方式。

优选地，绕组1的外边轮廓为多边形，例如但不限于，如图2和图3中所示的六边形。多边形的轮廓便于多个绕组1的布置，尤其是多个正六边形布置成蜂窝状结构，可以整齐、牢固并且不留空隙地将多个绕组集中布置在内窥镜的检测部位，从而使无线发射组件与进入患者体内的接收线圈之间的磁路最短，减少供能损耗。

另外，根据本发明的实施方式，至少一个绕组1包括多层线圈，各层线圈叠置。籍此，可以提高绕组1与接收线圈之间的互感，并且可以实现供能效率更高。在一种实施方式中，可以将所有绕组1都设置成层数相同的多层线圈。在另一种实施方式中，可以将一部分绕组1设置成多层线圈，另一部分绕组1设置成单层线圈。在再一种实施方式中，可以将所有绕组设置成多层线圈，但层数可以不同。

参考图3和图4，根据本发明的实施方式，无线发射组件包括控制器，用于控制各个绕组1与高频电源接通或者断开，以形成多种功率传输模式。如前所述，多个绕组1并联连接至高频电源，从而形成多个独立的并联回路。控制器可以分别单独控制这些独立的并联回路的接通或者断开，从而各个绕组1可以分别与高频电源接通以进行无线供能，或者与高频电源断开以停止无线供能。这样，多个绕组1呈阵列状分布，通过控制器的控制，所有的绕组可以形成多种功率传输模式。也就是说，在不同的功率传输模式下，保持接通的绕组处于不同的位置，籍此能够形成多种功率传输路径，实现多种电磁场方向的变化。更具体地讲，当某一个或者几个绕组1与高频电源接通时，可以形成一种功率传输模式；当另外一个或者几个绕组1与高频电源接通时，可以形成另一种功率传输模式。如此等等，可以组合出多种功率传输模式。这样，在进行内窥镜检测时，控制器可以根据胶囊内窥镜的位置和姿态的改变，相应地控制一部分绕组1与高频电源接通、另一部分绕组1与高频电源断开，进行动态聚焦，从而提高整个检测系统的稳定性。

如图3和图4中所示，在每个绕组1的独立的并联回路中，串联连接有电容和开关。电容与绕组1形成串联谐振电路，以产生能量输出。各个电容可以集中布置在一起形成电容阵列。开关可以用于控制电容与绕组1形成的串联电路的接通和断开，而控制器可以通过对开关的通断进行控制来实现对电路的接通和断开进行控制。

继续参考图3和图4，无线发射组件包括传感器，控制器响应于传感器的信号控制各个绕组1与高频电源接通或者断开。传感器用于采集信号，例如采集能量接收部件的位置和姿态变化，并将信号传送至控制器；控制器响应于传感器的信号进行信息分析，对能量接收部件进行动态聚焦，对各个开关发出信号，相应地控制一部分绕组1与高频电源接通、另一部分绕组1与高频电源断开。例如图4中所显示的实施方式中，绕组li和绕组lk与高频电源接通，其他绕组1与高频电源断开。此时，与高频电源接通的绕组li和绕组lk与胶囊内的接收线圈和谐振补偿电容达到谐振状态，实现磁耦合谐振式无线电能传输。胶囊内的三维接收线圈接收到的电能通过补偿网络以及整流滤波电路传输给胶囊中的各个负载，如相机、led灯等。在其他实施方式中，举例而言，控制器有可能根据传感器采集的信号来控制绕组l1和绕组lj与高频电源接通、其他绕组1则与高频电源断开，以适应三维接收线圈的位置变化，从而提高系统的稳定性。

本发明另一方面还提供一种内窥镜装置，其包括上述的无线发射组件。该内窥镜装置还可包括如胃肠道胶囊内窥镜，再如用于胸部、脖颈部、脑部内的其他类型的窥镜装置。在本发明中，可以利用上述无线发射组件为内窥镜装置无线供能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。