[发明专利]基于无线供能的振动胶囊系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种基于无线供能的振动胶囊系统。

背景技术

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，严重影响着人们的身体健康和 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、可长时间在体检测。近些年出现了一些治疗型的电子胶囊，但 因一些关键技术未能解决而没有进行大规模的市场推广。由于消化道结构的特殊性，药物是治 疗一些功能性胃肠道疾病的无奈选择。然而长期的药物治疗使得一些患者对药物产生了依赖， 只有依赖药物才能使病症得到缓解，一旦停药患者的病症会更加严重。对于功能性胃肠道疾病， 药物治疗只是治标而无法治本。

针对功能性便秘病症研制的振动胶囊可以通过自身的振动来刺激消化道的内壁，进而激 发消化道的蠕动。这种通过物理治疗的方法来改善消化道的运动功能，相比于药物治疗，物理 治疗没有副作用。但是目前所研制的振动胶囊仍有一些关键技术尚未解决，阻碍了振动胶囊的 发展。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101999976A，公布日2011.4.6，公开 了一种磁性振动胶囊方法，包括胶囊、永磁体和控制机构，其中：永磁体在胶囊的腔体内，腔 体外的一个控制机构，控制机构通过磁场与胶囊的永磁体磁场连接；控制机构由一个线圈和控 制线圈电流反相切换运动的控制电路。但该技术通过体外的控制机构控制体内的永磁体的交变 变化，体内并无任何类型的电源或其他储能装置，由于人体组织对磁场的吸收作用，体外交变 磁场作用于永磁体上的力被大幅削弱，影响振动效果；并且由于人体胃肠道结构复杂，体外难 以判断胶囊的准确位置，进而难以准确将外交变磁场加载到胶囊上。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于无线供能的振动胶囊系统，采用螺 线管线圈对和环绕磁芯的三维线圈，通过电磁耦合的方式为体内的振动胶囊供电，振动胶囊可 随时通过外部交变磁场获得电能，延长了振动胶囊在体内的工作时间，并扩大对肠道的刺激范 围。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：振动胶囊、体外无线供能线圈和体外驱动器，其中：体外无线供能线圈环 绕人体设置，体外驱动器激励体外无线供能线圈，产生交变电磁场，向体内的振动胶囊提供能 量，使振动胶囊产生振动。

所述的振动胶囊包括：外壳、设置于外壳内的至少一个振动模块、控制电路模块、电源 模块、无线能量接收模块和磁控开关，其中：磁控开关位于外壳的末端，并设置于控制电路模 块与电源模块之间的通路上；控制电路模块控制振动模块的工作，无线能量接收模块接收能量 并传输给控制电路模块。

所述的控制电路模块包括：整流电路、稳压电路、电压检测电路、微处理器和振动模块 驱动电路，其中：整流电路将三维线圈感应得到的交流电能转换为直流电能，稳压电路对整流 电路输出的直流电能依次进行滤波、稳压，并输出稳定的直流电能；电压检测电路检测稳压电 路的输出电压；微处理器控制所述振动胶囊的工作状态，振动模块驱动电路驱动振动模块产生 振动。

所述的电源模块为电池组，并为控制电路提供电能。

所述的无线能量接收模块包括：磁芯和环绕磁芯设置的三维线圈，其中：三维线圈成空 间正交布置，从内向外依次为第一维线圈、第二维线圈和第三维线圈。

所述的体外无线供能线圈为螺线管线圈对。

所述的体外驱动器包括：体外微处理器、驱动电路、逆变电路、谐振电容和可调电感， 其中：谐振电容和可调电感与所述体外无线供能线圈构成LC谐振电路，体外微处理器将产生 的特定频率的方波信号经过逆变后传输至驱动电路，并将输入的直流电流变为LC回路中的交 流电流，可调电感进行调节使LC回路保持在谐振状态。

技术效果