一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊及其控制系统的制作方法

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及基于位置识别的食道细胞采集胶囊。

背景技术：

1、在进行患者食道检测的过程中，需要对患者伤患处的食道细胞进行检测，在对患者伤患处的食道细胞进行采集的过程中，通常使用胶囊对采集网进行释放，在采集的过程中存在着无法对指定伤患处的位置进行采集的问题，同时在采集的过程中，采集网拉出会对伤患处上方的细胞进行采集，这样导致细胞采集不准确，为解决这一问题，本发明提出了一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊及其控制系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊及其控制系统，能够有效解决背景技术中的问题：在对患者伤患处的食道细胞进行采集的过程中，通常使用胶囊对采集网进行释放，在采集的过程中存在着无法对指定伤患处的位置进行采集的问题，同时在采集的过程中，采集网拉出会对伤患处上方的细胞进行采集，这样导致细胞采集不准确。本发明的具体技术方案如下：

2、一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，包括消化底盖、上展开套、控制器和上套，所述消化底盖与聚合后的上展开套底部套接，所述消化底盖的内部储存有采集网，所述采集网的中部安装有二号拉绳，所述二号拉绳的上端穿过上套，所述上套的上端与控制器连接，所述控制器的内部设置有一号拉绳，所述一号拉绳的底端与上套连接，所述控制器的内部有放绳组件，所述放绳组件用于释放指定准确长度的一号拉绳和二号拉绳。

3、本发明进一步的改进在于，所述上展开套的底部安装有弹性展开绳，所述弹性展开绳展开后的大小与食道内径适配。

4、本发明进一步的改进在于，所述消化底盖的上端固定安装有消化紧固套，所述消化底盖和消化紧固套均为食品级材料制造。

5、本发明进一步的改进在于，所述上套的表面安装有标记板，所述控制器运行控制系统。

6、一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊的控制系统，所述控制系统包括采集模块、距离计算模块、神经网络构建模块和长度控制模块，所述采集模块用于采集吞咽过程中的口腔、食道和吞咽动作数据，所述神经网络构建模块用于根据采集的口腔、食道和吞咽动作数据的输入量构建和训练输出为伤患处位置的神经网络模型，所述距离计算模块用于将采集患者的口腔、食道和吞咽动作数据输入神经网络模型，输出伤患处位置，根据伤患处位置和患者嘴部位置计算嘴部至伤患处的距离，所述长度控制模块用于控制一号拉绳和二号拉绳的长度。

7、本发明进一步的改进在于，所述采集模块包括口腔数据采集单元、食道数据采集单元和吞咽数据采集单元，所述口腔数据采集单元用于采集吞咽过程中的口腔数据，所述口腔数据包括口腔张开幅度数据和口腔咀嚼频率数据，张开幅度的计算方式为口腔咀嚼过程中嘴唇中部的张开距离与口腔长度的比值kz，口腔咀嚼频率数据的计算方式为记录口腔咀嚼的咀嚼频率f，所述食道数据采集单元用于采集食道长度ls和食道内径数据lr，所述吞咽数据采集单元用于采集吞咽习惯数据，所述吞咽习惯数据包括吞咽物平均颗粒大小数据sk。

8、本发明进一步的改进在于，所述神经网络构建模块中包括神经网络构建策略，所述神经网络构建策略包括以下具体步骤：

9、获取至少一百个病患的口腔数据、食道数据、吞咽数据和嘴部至伤患处的距离采集构建输入为口腔数据、食道数据、吞咽数据，输出为嘴部至伤患处的距离的参数模型方程，将病患的口腔数据、食道数据、吞咽数据和嘴部至伤患处的距离分为作为70%的距离系数训练集和30%的距离系数测试集；对参数模型方程进行参数训练构建回归模型网络，将70%的距离系数训练集输入回归模型网络进行训练，以得到初始回归模型；利用30%的距离系数测试集对初始回归模型进行测试，输出满足预设嘴部至伤患处的距离准确度的最优初始回归模型作为回归预测模型。

10、本发明进一步的改进在于，所述参数模型方程的具体形式为：

11、；

12、其中m为设定的距离标准值，为张开幅度占比系数，为口腔咀嚼频率占比系数，为食道长度占比系数，为食道内径占比系数，为吞咽物平均颗粒占比系数，为设定的张开幅度安全范围值，为张开幅度安全范围值中最接近的值，为设定的咀嚼频率安全范围值，为张开幅度安全范围值中最接近的值，为设定的食道长度安全范围值，为食道长度安全范围值中最接近的值，为设定的食道内径安全范围值，为食道内径安全范围值中最接近的值，为设定的吞咽平均颗粒大小安全范围值，为吞咽平均颗粒大小安全范围值中最接近的值，lop为嘴部至伤患处的距离。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、c1、本发明首先构建神经网络模型，对使用者口腔、食道和吞咽数据进行采集，将数据代入事先构建的神经网络模型中，对口腔至伤患处的距离进行估算，代入参数模型方程中计算患者口腔至伤患处的距离，以准确控制拉绳的长度，通过拉绳的释放长度导入长度控制模块中，到达指定长度后经过一段时间消化底盖和消化紧固套被食道中的黏液经过一段时间消化，自动控制胶囊打开对采集网进行释放在指定位置；

15、c2、本发明使用一号拉绳和二号拉绳，一号拉绳与上套上部固定，二号拉绳与采集网连接，这样在消化底盖、上展开套构成的整体分离时，上展开套在弹性展开绳的作用下展开在患处上方，弹性展开绳的侧面与食道内壁接触，采集网在二号拉绳的拉动作用下在患处纵向移动对食道内患处细胞进行采集，然后向上移动与上展开套合为一体，这样上展开套对采集网进行保护，避免在采集网拉出的过程中采集到伤患处上方的细胞。

技术特征：

1.一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，其特征在于：包括消化底盖、上展开套、控制器和上套，所述消化底盖与聚合后的上展开套底部套接，所述消化底盖的内部储存有采集网，所述采集网的中部安装有二号拉绳，所述二号拉绳的上端穿过上套，所述上套的上端与控制器连接，所述控制器的内部设置有一号拉绳，所述一号拉绳的底端与上套连接，所述控制器的内部有放绳组件，所述放绳组件用于释放指定准确长度的一号拉绳和二号拉绳。

2.根据权利要求1所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，其特征在于：所述上展开套的底部安装有弹性展开绳，所述弹性展开绳展开后的大小与食道内径适配。

3.根据权利要求2所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，其特征在于：所述消化底盖的上端固定安装有消化紧固套，所述消化底盖和消化紧固套均为食品级材料制造。

4.根据权利要求3所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，其特征在于：所述上套的表面安装有标记板，所述控制器运行控制系统。

5.一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊的控制系统，其用于控制如权利要求1-4任一项所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊，其特征在于：所述控制系统包括采集模块、距离计算模块、神经网络构建模块和长度控制模块，所述采集模块用于采集吞咽过程中的口腔、食道和吞咽动作数据，所述神经网络构建模块用于根据采集的口腔、食道和吞咽动作数据的输入量构建和训练输出为伤患处位置的神经网络模型，所述距离计算模块用于将采集患者的口腔、食道和吞咽动作数据输入神经网络模型，输出伤患处位置，根据伤患处位置和患者嘴部位置计算嘴部至伤患处的距离，所述长度控制模块用于控制一号拉绳和二号拉绳的长度。

6.根据权利要求5所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊的控制系统，其特征在于：所述采集模块包括口腔数据采集单元、食道数据采集单元和吞咽数据采集单元，所述口腔数据采集单元用于采集吞咽过程中的口腔数据，所述口腔数据包括口腔张开幅度数据和口腔咀嚼频率数据，张开幅度的计算方式为口腔咀嚼过程中嘴唇中部的张开距离与口腔长度的比值kz，口腔咀嚼频率数据的计算方式为记录口腔咀嚼的咀嚼频率f，所述食道数据采集单元用于采集食道长度ls和食道内径数据lr，所述吞咽数据采集单元用于采集吞咽习惯数据，所述吞咽习惯数据包括吞咽物平均颗粒大小数据sk。

7.根据权利要求6所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊的控制系统，其特征在于：所述神经网络构建模块中包括神经网络构建策略，所述神经网络构建策略包括以下具体步骤：

8.根据权利要求7所述的一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊的控制系统，其特征在于：所述参数模型方程的具体形式为：

技术总结
本发明公开了一种基于位置识别的食道细胞采集胶囊及其控制系统，首先构建神经网络模型，对使用者口腔、食道和吞咽数据进行采集，将数据代入事先构建的神经网络模型中，对口腔至伤患处的距离进行估算，代入参数模型方程中计算患者口腔至伤患处的距离，以准确控制拉绳的长度，通过拉绳的释放长度导入长度控制模块中，到达指定长度后经过一段时间消化底盖和消化紧固套被食道中的黏液经过一段时间消化，自动控制胶囊打开对采集网进行释放在指定位置，上展开套在弹性展开绳的作用下展开在患处上方，然后向上移动与上展开套合为一体，这样上展开套对采集网进行保护，避免在采集网拉出的过程中采集到伤患处上方的细胞。

技术研发人员：蔡惠明,李长流,朱淳,潘洁,胡学山,卢露,倪轲娜,王玉叶,张岩
受保护的技术使用者：南京诺源医疗器械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15