一种用于治疗胃炎的可摄入治疗设备的制作方法

1.本发明整体涉及一种用于治疗胃炎的可摄入治疗设备。


背景技术：

2.胃炎是会导致上腹部疼痛、恶心、腹胀、食欲不振和胃灼热的胃内壁的炎症。并发症包括胃出血、胃溃疡和胃肿瘤。
3.常见原因包括感染幽门螺杆菌和使用非甾体抗炎药物。
4.治疗方法包括药物治疗，诸如抗酸剂、h2阻滞剂、质子泵抑制剂、粘性利多卡因，或者，如果(存在幽门螺杆菌)结合使用抗生素，诸如阿莫西林和克拉霉素。
5.存在各种用于治疗胃肠道的可摄入光疗设备，包括2014年12月10日的cn 203989504 u(lifotronic technology co ltd.)，其公开了在外部磁作用下的胶囊光子治疗设备；2012年9月6日的us 2012/0226335 a1(surenti等人)，其公开了一种被设计用于照亮胃的胃腔以实现针对幽门螺杆菌(h.pylori)细菌的治疗目的的可摄入设备；2010年2月10日的kr 20100013652 a(park man su)，其公开了一种带有胶囊部分开关装置的封装光治疗装置；2012年6月27日的cn 102512766 a(jin dai)，其公开了一种包括密封壳体的能够用于杀死幽门螺杆菌的蓝光发光胶囊；2013年1月10日的us 2013/0013031 a1(ben-yehuda等人)，其公开了一种适于向患者的胃肠(gi)道区域提供光疗的可吞服胶囊，以及2018年6月28日的wo 2018/116216 a2(probiomedica s.r.l.)，其公开了一种用于穿过人胃以针对由于幽门螺杆菌引起的感染进行光疗的可摄入胶囊。
6.此外，还存在各种可吞服成像设备，包括2010年5月27日的us 2010/0130822 a1(katayama等人)，其公开了一种被设计在胃液中直立漂浮的内窥镜成像设备；2003年1月30日的us 2003/0020810 a1(takizawa等人)，其公开了一种用于成像的胶囊型医疗装置。
7.本发明寻求提供一种可摄入治疗设备，该可摄入治疗设备将会克服或基本上改善现有技术的至少一些缺陷，或至少提供一种替代方案。
8.应当理解，如果本文提及任何现有技术信息，则此类提及并不构成承认该信息构成本领域、澳大利亚或任何其他国家的公知常识的一部分。


技术实现要素：

9.根据第一方面，提供了一种可摄入胃肠光疗设备，该可摄入胃肠光疗设备包括由不可消化材料制成的球柱主体，该球柱主体具有圆柱形中间区段和在其端部处的透明光入口。
10.圆柱形中间区段包括在其中的控制电路和电源，并且其中，每个光入口呈透明并且包括在其中的生物活性光源元件阵列，该生物活性光源元件阵列从其发射生物活性光并且可操作地联接到控制电路和电源。
11.然而，在充分照亮胃肠道的内表面方面存在问题，例如，lifotronic technology co ltd提出的解决方案可能无法充分治疗紧邻胶囊的胃肠道。ben-yehuda等人提出了一种
具有透明中间区段的胶囊的解决方案，该透明中间区段包括一对led，这些led通过锥形反射器从胶囊的侧面反射光。
12.然而，此类排布结构占据了内部空间，否则该内部空间可封装控制电路和电源，因此，本发明的光源元件包括沿球柱主体的纵轴线定向的轴向光源元件和围绕轴向光源元件的多个径向光源元件，每个径向光源元件相对于纵轴线基本上正交地定向，沿该纵轴线的投射角大于100
°
并且位于相应的入口内。因此，在主体的相对端部处的径向光源元件投射的光在中点处重合，该中点距圆柱形中间区段的侧面的垂直距离小于纵向对齐的径向光源元件之间的距离的一半。这种构型使与中间区段相邻的暗区哑点区域最小化。
13.这样，胶囊任一端部处的光源阵列允许将控制电路和容量增大的电源封装在胶囊的中间区段内，从而允许仍然可充分治疗与胶囊邻近的胃肠道的小形状因子胶囊。
14.考虑到前述内容，根据一个实施例，提供了一种可摄入胃肠光疗设备，该可摄入胃肠光疗设备包括由不可消化材料制成的球柱主体，该球柱主体具有圆柱形中间区段和在其端部处的透明光入口，该圆柱形中间区段包括在其中的控制电路和电源，其中，每个光入口呈透明并且其中包括生物活性光源元件阵列，该生物活性光源元件阵列从其发射生物活性光并且可操作地联接到控制电路和电源，其中，光源元件包括沿球柱主体的纵轴线定向的轴向光源元件以及围绕轴向光源元件的多个径向光源元件，每个径向光源元件相对于纵轴线基本上正交地定向，沿纵轴线的投射角大于100
°
并且位于相应的入口内，使得由主体的相对端部处的径向光源元件投射的光在中点处重合，该中点距圆柱形中间区段的侧面的垂直距离小于纵向对齐的径向光源元件之间的距离的一半。
15.每个径向光源元件可位于相应入口的底部之外。
16.每个径向光源元件可位于底座的相应外表面上，该底座从相应入口的底部伸展。
17.每个光入口可包括半球形远端区段以及与中间区段相邻的圆柱形近端区段。
18.每个径向光源元件沿纵轴线的投射角可以是约120
°
。
19.每个径向光源元件在与纵轴线正交的平面中的投射角可大于100
°
。
20.每个径向光源元件在与纵轴线正交的平面中的投射角可约为120
°
。
21.控制电路可被预编程有多种操作模式，并且其中，控制电路对光源元件进行相应的操作。
22.当选择操作的操作模式时，控制电路可操作光源元件以指示操作模式的选择。
23.光源元件可包括发射不同波长范围的光的第一组和第二组。
24.控制电路可根据选定的操作模式对任一组进行操作。
25.中间区段可以是柔性的并且控制电路可包括与中间区段相邻的压力开关，以检测施加到中间区段的压力。
26.控制电路可包括至少两个相对于纵轴线相对定位的压力开关。
27.控制电路可包括无线收发器。
28.无线收发器可包括响应于射频的天线，使得控制电路在暴露于频率时选择操作的模式。
29.无线收发器可以是无线数据收发器。
30.第一组可发射波长范围为660nm至680nm的光。
31.第一组可发射波长范围为510nm至810nm的光。
32.光入口可包括至少一个透镜。
33.至少一个透镜可包括多个相邻的透镜。
34.多个相邻的透镜可呈六边形。
35.控制电路可包括传感器，并且控制电路可被配置为检测至少一个传感器中的蠕动波特性并且根据该蠕动波特性推断胃肠道内的位置，并且其中，控制电路根据该位置控制至少一个光源元件。
36.控制电路可根据频率蠕动波特性区分大肠和小肠。
37.传感器可包括加速度计，该加速度计检测当胃肠道内出现蠕动波时的主体的加速度。
38.传感器可包括压力传感器，该压力传感器检测当胃肠道内出现蠕动波时的主体的压力变化。
39.传感器可包括音频传感器，该音频传感器检测当胃肠道内出现蠕动波时产生的音频频率。
40.通过在第一位置处操作至少一个光源元件并且在第二位置处不操作至少一个光源元件，控制电路可根据位置控制至少一个光源元件。
41.光源元件可包括第一组和第二组，该第一组和第二组发射不同波长范围的光，并且其中，控制电路根据位置控制光源元件发射不同波长范围的光。
42.光源元件可包括第一组和第二组，该第一组和第二组发射不同波长范围的光，并且其中，控制电路可包括确定摄入的定向的定向传感器，并且其中，控制电路控制第一组和第二组在主体前方发射不同于在主体后方发射的频率的光频率。
43.设备可包括可展开的锚定机构，该锚定机构包括至少一个可伸展的锚定支脚。
44.锚定支脚可通过端口伸展穿过主体。
45.锚定支脚可以是柔性的。
46.锚定支脚可包括固有曲率。
47.锚定支脚可位于主体的端部处，并且其中，锚定支脚朝向相对端部弯曲。
48.锚定支脚的近端部可包括磁吸式凸耳，该磁吸式凸耳位于筒体内，该筒体包括第一环形电磁体和第二环形电磁体，该第一环形电磁体和第二环形电磁体中的每一者均可由控制电路控制以伸展和缩回锚定支脚。
49.控制电路可包括定时器，并且其中，控制电路可被配置为在第一周期之后伸展锚定支脚。
50.控制电路可进一步被配置用于在第一周期之后的第二周期之后吸引锚定支脚。
51.控制电路可包括无线收发器，并且其中，控制电路可被配置为根据经由无线收发器接收的无线信号来伸展或缩回锚定支脚。
52.控制电路可包括传感器，并且其中，控制电路可被配置为检测至少一个传感器中的蠕动波特性并且根据该蠕动波特性推断胃肠道内的位置，并且其中，控制电路根据该位置伸展或缩回锚定支脚。
53.电源可包括超级电容器。
54.超级电容器的比能量可大于4wh/kg。
55.设备可被配置为对led进行超过三个小时的供电。
56.超级电容器在室温下的自放电时间可大于一个星期。
57.设备可附接到细线上。
58.设备可包括连接件，该细线可附接到该连接件上。
59.光入口之一可包括连接件，并且其中，该连接件是带槽的凹部，附接到细线上的适形接合件接合到该带槽的凹部中。
60.两个光入口均可包括带槽的凹部。
61.细线可包括在其任一端部的用于将设备附接到相邻设的适形接合件备。
62.设备可包括细线的线轴。
63.线轴可位于内部。
64.线轴可位于光入口之一内。
65.线轴可缠绕在中间区段处的套环上。
66.线轴可覆盖有可移除层。
67.细线可包括沿其的摄入深度标记。
68.还公开了本发明的其他方面。
附图说明
69.尽管有可能落入本发明的范围内的任何其他形式，但是，现在将仅通过示例的方式并且参考附图对本公开的优选实施例进行说明，其中：
70.图1示出根据一个实施例的可摄入胃肠光疗设备的侧视图；
71.图2示出设备的端部；
72.图3示出设备的侧视图，图示了由设备的光源阵列投射的光；
73.图4示出设备的端部，图示了由光源阵列投射的光的；
74.图5示出设备的内部系统组件视图；
75.图6示出根据一个实施例的设备的可展开的锚定支脚；
76.图7示出其多个锚定支脚缩回的设备；
77.图8示出其多个锚定支脚伸展的设备；以及
78.图9示出根据一个实施例的包括多个设备的泡罩包装。
具体实施方式
79.可摄入胃肠光疗设备100包括不可消化的球柱主体101，该球柱主体101具有圆柱形中间区段102和透明光入口端部103。
80.圆柱形中间区段102包括在其中的控制电路104和电源105。
81.控制电路104可包括从电源105汲取电力的微处理器106。微处理器106包括用于处理数字数据的处理器。经由系统总线与处理器可操作地进行通信的存储器设备可存储包括计算机程序代码指令的数字数据。在使用过程中，处理器可获取这些计算机程序代码指令和相关联的数据以实现本文所述的功能。
82.电源105可具有为设备100供电超过20分钟的充足容量。
83.在一个实施例中，电源105包括超级电容器，从而避免某些电池的电极或电解质使用的有毒材料，诸如铅、汞和镉。
84.优选地，超级电容器的比能量大于4wh/kg。进一步优选地，超级电容器在室温下的自放电时间大于一个星期。在替代实施例中，对于更高功率的应用和更长的使用寿命，可采用更长期的赝电容器和混合(锂离子)超级电容器。
85.每个光入口103呈透明并且在其中包括生物活性光源元件阵列107，该生物活性光源元件阵列通过开关131可操作地联接到控制电路104。每个入口103可包括透明壳体并且可以是中空的或者填充有透明填充物。
86.壳体可成形为限定至少一个透镜以聚焦和/或分散来自元件107的光，该至少一个透镜可包括多个相邻的透镜。此外，透镜可呈六边形。入口103的底部108可包括反射衬里。
87.光源元件107可包括led，该led发射660nm至680nm的波长范围内的光，以解决炎症和促进愈合和/或发射510nm至810nm的波长范围内的光，以降低敏感性和感染。
88.光源元件107可包括沿主体101的纵轴线108定向的轴向光源元件107a。此外，光源元件107包括围绕轴向光源元件107a的多个径向光源元件107r。如图2所示，设备100可包括三个径向光源元件107r，这些径向光源元件相对于彼此偏移120
°
。
89.每个径向光源元件107r相对于纵轴线108基本正交地定向并且沿纵轴线108的投射角θ130大于100
°
并且每个径向光源元件107可位于相应入口103的底部108之外的相应入口103内，使得由主体101的相对端部处的径向光源元件107r投射的光在中点109处重合，该中点距圆柱形中间区段102的侧面的垂直距离d110小于圆柱形中间区段102的长度l111的一半，从而使环绕中间区段102的光哑点区112最小化。
90.优选地，沿纵轴线108的投射角θ约为120
°
。
91.每个径向光源元件107可支承在底座116的外表面115上，该底座从相应入口103的底部108升起。如图5所示，每个入口103优选地包括圆柱形区段117，从而允许径向光源元件107r定位为更靠近入口103的侧面边缘。如图2所示，底座116的外表面可以是凹面，以将从相应光源元件107r反射到其上的光向外聚焦。
92.如图4所示，每个径向光源元件107r在与纵轴线108正交的平面中的投射角α113可进一步大于100
°
，从而使径向光源元件107之间的径向哑点区114最小化。优选地，在与纵轴线108正交的平面中的投射角α113为约120
°
。
93.控制电路104可预编程有多个操作模式，其中，控制电路104对光源元件107进行相应的控制。
94.参考图5，中间区段102可以是轻微柔性的，并且控制电路104可包括与轻微柔性中间区段102相邻的压力开关118，以检测设备100何时被挤压。在所示的实施例中，控制电路104包括一个以上的位于区段102的相对侧面处的压力开关118，以便能够检测中间区段102的相对侧面何时(例如在手指之间)被挤压。在优选实施例中，控制电路包括围绕中间区段102的多个压力开关118，以便能够从其各个侧面检测中间区段102的挤压情况。
95.当接触开关118被激活时，控制电路104可在操作模式之间循环。
96.在实施例中，控制电路104可包括无线收发器118。
97.无线收发器118可以是对特定射频敏感的感应线圈。这样，通过将设备保持为与发射射频的激活设备相邻，可激活设备100。
98.在实施例中，无线收发器119可以是无线数据收发器，以便与电子设备(诸如基站、移动电话设备等)可操作地进行通信。控制电路104可使用wi-fi、蓝牙和/或类似的无线协
议通过无线数据收发器进行通信。
99.类似地，控制电路104可根据通过无线收发器119接收的信号或数据在操作模式之间循环。
100.在实施例中，光源元件107包括发射不同频率的生物活性光的第一组光源元件107和第二组光源元件107。例如，第一组元件可发射波长范围为660nm至680nm的光，以解决炎症和促进愈合，并且第二组元件107可发射波长范围为510nm至810nm的光，以降低敏感性和感染。
101.因此，在摄入之前，本发明的开关118或无线收发器119可被控制为为胶囊选择合适的操作模式，例如，设备是用于处理信息和促进愈合还是降低敏感性和感染。
102.在实施例中，当在操作模式之间循环时，控制电路104可控制元件107指示操作模式的选择。例如，对于第一操作模式，控制电路104可使光源元件107闪烁一次，而对于第二操作模式，控制电路104可使光源元件107闪烁两次。
103.在实施例中，光源元件107可从设备100的不同端部发射不同频率的光。
104.根据本实施例，控制电路104可在其中包括定向传感器，以确定设备100在gi道内的定向，并且其中，控制电路104操作光源元件107发射第一波长范围的光向下到gi道并且发射第二波长范围的光向上到gi道。例如，一旦被摄入，并且一旦控制电路104确定了设备100在gi道内的插入定向，控制电路104可控制前向光源元件107发射510nm至810nm波长范围内的光，以降低设备100前面的gi道的内壁的敏感性和感染，并且控制后向光源元件107发射660nm至680nm波长范围内的光，以解决炎症并且促进设备100的后向愈合。
105.在实施例中，一旦被激活，控制电路104可在激活光源元件107之前延迟一段时间。
106.在实施例中，控制电路107可采用传感器测量出现在食道、胃、大肠和小肠中的蠕动波，以推断设备100在体内的位置并且对光源元件107进行相应的控制。
107.例如，一旦经过胃，典型的蠕动波通常会在小肠内持续几秒钟，其中，一旦进入大肠，一般收缩可能每天仅发生三次。
108.传感器可包括加速度计，该加速度计测量设备100在每次蠕动波通过时的轻微加速度。此外，传感器可包括压力传感器，该压力传感器可测量每次蠕动波通过时主体101上的压力差。此外，传感器可包括声学传感器，该声学传感器可通过每次蠕动波通过时产生的声波来检测蠕动波。
109.因此，控制电路104可被预编程为仅照亮gi道的某些部分，例如，其中设备100被编程为仅治疗小肠。此外，控制电路104可被预编程为用不同波长范围的光照亮gi道的某些部分。
110.图6至图8示出一个实施例，在该实施例中，设备100包括可展开的锚定机构120，该锚定机构用于锚定设备100或减慢设备100在gi道的特定区域内的通过，以延长其良好的时间并且因此增加生物活性光剂量。如图6所示，锚定机构120可包括锚定支脚121，该锚定支脚从端口122径向展开通过主体101的一侧。
111.锚定支脚121可以是柔性的，例如，由硅和/或橡胶制成。此外，锚定支脚121可具有曲率偏差，使得当从端口122伸展时以图6和图8所示的方式弯曲。端口122可位于主体101的一个端部处，并且支架122可朝向相对端部弯曲，从而抵靠gi道的内壁拖拽。
112.或者，锚定支脚122可通过在端口122处的出口通道123的曲率进行弯曲或定向。
113.如图6所示，锚定支脚121的近端部可包括可吸引在筒体125内的第一电磁体和第二电磁体124之间的磁铁凸耳或金属凸耳123。控制电路104可控制任一电磁体124以伸展和缩回锚定支脚121。
114.图9示出其中胶囊100设置在泡罩包装126内。泡罩包装126可包括多个其间具有穿孔128的撕开区段127。包装可包括在其上的背衬以及透明入口129，用于将设备100固定在其间以备使用。
115.在吞服时，可将设备100保持在可摄入油类润滑剂中，实现润滑目的。
116.在一个实施例中，设备100可附接到不可消化的聚合物细线(未示出)上，使得一旦摄入设备100，设备100可通过该细线暂时保留在胃肠道内的特定位置处，以允许靶向胃肠道的特定区域。在一个实施例中，设备100包括连接件，细线可连接到该连接件上。例如，光入口103之一可包括带槽的凹部，附接到细线上的适形接合塑料件接合并且紧紧固定到该带槽的凹部中。凹部可以是符合人体工程学的凹部，不存在突起部的尖角，以允许在没有附接细线的情况下使用设备100。这样，当需要将设备100保持在胃肠道的特定位置处以靶向特定位置时，细线的端部处的适形塑料件可接合在带槽的凹部内，以将细线连接到设备100。
117.在替代实施例中，设备100包括细线的线轴，该细线可从线轴解开以供使用。线轴可位于内部，例如，在光入口103之一内。可替代地，细线可缠绕在设备100的中间区段的套环上。当不需要使用时，可用覆盖物覆盖套环以将细线隐藏在其下方，诸如撕开箔塑料，该撕开箔塑料可被移除以从中取回细线。
118.应用过后，可通过细线100取回设备100或可替代地，允许设备100通过胃肠道。
119.在实施例中，多个设备100可在互连细线件的链中连接在一起。根据本实施例，设备100可在任一端部处包括连接件。例如，每个光入口103可包括带槽的凹部，其中，可使用在其任一端部处具有对应的塑料连接器的短互连不可消化细线件，以将相邻设备100链接在一起。这样，使用一连串设备100可靶向更大区域的胃肠道。例如，形成一条20cm的链的多个设备100可互连在一起，以靶向20cm的小肠。在实施例中，最近端的细线(由医生控制的细线)可包括在其上的指示设备100在体内的位置(摄入深度)的标记。
120.在实施例中，可通过直肠插入而不是摄入设备100。
121.出于解释目的的前述说明使用了特定的术语来实现对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言显而易见的是，为了实践本发明，不需要特定的细节。因此，出于说明和描述目的，呈现了本发明的特定实施例的前述说明。这些实施例并非意在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式，因为显然鉴于上述示教，可以进行许多修改和变化。选择和描述实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够更好地利用本发明以及进行了适合预期的特定用途的各种修改的各种实施例。以下权利要求及其等效权利要求意在限定本发明的范围。
122.除非另有说明，否则本文所用的术语“约”或类似术语应解释为在所述值的10％以内。