基于無線供能的振動膠囊系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種醫療器械領域的技術，具體是一種基于無線供能的振動膠囊系統。
【背景技術】
[0002]消化系統是人體從外界獲取能量的重要系統，隨著生活水平的提高以及多種外部因素對人體生理心理的影響，使得消化道系統疾病的發病率逐年上升，嚴重影響著人們的身體健康和生活質量。人體消化道總長9米左右，包括多個消化器官，大部分消化道為細長的管道結構，從口腔一直延續到直腸。而且下消化道呈現出蜿蜒曲折的形態，非常不利于檢查設備對其進行檢查。消化道的這種不規則封閉結構，給消化道疾病的檢查和治療帶來了極大的挑戰。
[0003]隨著科技的進步，現已開發出基于電子膠囊的新一代胃腸道無創無痛檢查系統。此類系統的主要特點是小型化、無創、可長時間在體檢測。近些年出現了一些治療型的電子膠囊，但因一些關鍵技術未能解決而沒有進行大規模的市場推廣。由于消化道結構的特殊性，藥物是治療一些功能性胃腸道疾病的無奈選擇。然而長期的藥物治療使得一些患者對藥物產生了依賴，只有依賴藥物才能使病癥得到緩解，一旦停藥患者的病癥會更加嚴重。對于功能性胃腸道疾病，藥物治療只是治標而無法治本。
[0004]針對功能性便秘病癥研制的振動膠囊可以通過自身的振動來刺激消化道的內壁，進而激發消化道的蠕動。這種通過物理治療的方法來改善消化道的運動功能，相比于藥物治療，物理治療沒有副作用。但是目前所研制的振動膠囊仍有一些關鍵技術尚未解決，阻礙了振動膠囊的發展。
[0005]經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN101999976A，公布日2011.4.6，公開了一種磁性振動膠囊方法，包括膠囊、永磁體和控制機構，其中:永磁體在膠囊的腔體內，腔體外的一個控制機構，控制機構通過磁場與膠囊的永磁體磁場連接；控制機構由一個線圈和控制線圈電流反相切換運動的控制電路。但該技術通過體外的控制機構控制體內的永磁體的交變變化，體內并無任何類型的電源或其他儲能裝置，由于人體組織對磁場的吸收作用，體外交變磁場作用于永磁體上的力被大幅削弱，影響振動效果；并且由于人體胃腸道結構復雜，體外難以判斷膠囊的準確位置，進而難以準確將外交變磁場加載到膠囊上。

【發明內容】

[0006]本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于無線供能的振動膠囊系統，采用螺線管線圈對和環繞磁芯的三維線圈，通過電磁耦合的方式為體內的振動膠囊供電，振動膠囊可隨時通過外部交變磁場獲得電能，延長了振動膠囊在體內的工作時間，并擴大對腸道的刺激范圍。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0008]本發明包括:振動膠囊、體外無線供能線圈和體外驅動器，其中:體外無線供能線圈環繞人體設置，體外驅動器激勵體外無線供能線圈，產生交變電磁場，向體內的振動膠囊提供能量，使振動膠囊產生振動。
[0009]所述的振動膠囊包括:外殼、設置于外殼內的至少一個振動模塊、控制電路模塊、電源模塊、無線能量接收模塊和磁控開關，其中:磁控開關位于外殼的末端，并設置于控制電路模塊與電源模塊之間的通路上；控制電路模塊控制振動模塊的工作，無線能量接收模塊接收能量并傳輸給控制電路模塊。
[0010]所述的控制電路模塊包括:整流電路、穩壓電路、電壓檢測電路、微處理器和振動模塊驅動電路，其中:整流電路將三維線圈感應得到的交流電能轉換為直流電能，穩壓電路對整流電路輸出的直流電能依次進行濾波、穩壓，并輸出穩定的直流電能；電壓檢測電路檢測穩壓電路的輸出電壓；微處理器控制所述振動膠囊的工作狀態，振動模塊驅動電路驅動振動模塊產生振動。
[0011 ] 所述的電源模塊為電池組，并為控制電路提供電能。
[0012]所述的無線能量接收模塊包括:磁芯和環繞磁芯設置的三維線圈，其中:三維線圈成空間正交布置，從內向外依次為第一維線圈、第二維線圈和第三維線圈。
[0013]所述的體外無線供能線圈為螺線管線圈對。
[0014]所述的體外驅動器包括:體外微處理器、驅動電路、逆變電路、諧振電容和可調電感，其中:諧振電容和可調電感與所述體外無線供能線圈構成LC諧振電路，體外微處理器將產生的特定頻率的方波信號經過逆變后傳輸至驅動電路，并將輸入的直流電流變為LC回路中的交流電流，可調電感進行調節使LC回路保持在諧振狀態。
技術效果
[0015]與現有技術相比，本發明采用螺線管線圈和環繞磁芯的三維線圈，通過電磁耦合的方式為體內的振動膠囊供電，振動膠囊可隨時通過外部交變磁場獲得電能，使體內的振動膠囊不再受到能量制約，延長了振動膠囊在體的工作時間，并且可以控制振動膠囊在體內的振動規律，使其與胃腸道正常運動規律相近。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明示意圖；
[0017]圖2為振動膠囊示意圖；
[0018]圖3為無線能量接收模塊示意圖；
[0019]圖中:1為振動膠囊，2為體外無線供能線圈，3為體外驅動器，4為外殼，5為振動模塊，6為控制電路模塊，7為電源模塊，8為無線能量接收模塊，9為磁控開關，10為磁芯，11為第一維線圈，12為第二維線圈，13為第三維線圈。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例1
[0021]如圖1所示，本實施例包括:振動膠囊1、體外無線供能線圈2和體外驅動器3，其中:體外無線供能線圈2環繞人體設置，體外驅動器3激勵體外無線供能線圈2，產生交變電磁場，向體內的振動膠囊1提供能量，使振動膠囊1產生振動。
[0022]所述的振動膠囊1吞入消化道后，可在胃腸道內產生振動，振動會對胃腸道壁產生刺激，從而引發更多的胃腸道蠕動。
[0023]所述的體外無線供能線圈2環繞人體設置，使振動膠囊1能夠準確捕獲能量，保證電量的充足供應。
[0024]如圖2所示，所述的振動膠囊1包括:外殼4、設置于外殼4內的振動模塊5、控制電路模塊6、電源模塊7、無線能量接收模塊8和磁控開關9，其中:磁控開關9位于外殼4的末端，并設置于控制電路模塊6與電源模塊7之間的通路上；控制電路模塊6控制振動模塊5的工作，無線能量接收模塊8接收能量并傳輸給控制電路模塊6。
[0025]所述的外殼4采用具有生物相容性和抗酸堿腐蝕性的材料加工制作，為膠囊狀，兩端光滑無銳角，便于吞服，避免突出結構對消化道內壁造成損傷，外殼4的密封設計防止消化道內的液體滲入到振動膠囊內部影響其正常工作。
[0026]所述的振動模塊5為振動電機、振動馬達或其他可產生振動的機構。
[0027]所述的振動模塊5振動時，振動會傳遞到外殼4，實現振動膠囊1對胃腸道