用于采集全消化道内容物的无线采集器

本发明涉及医疗器械，具体的是一种可以用于采集全消化道内容物的无线采集器。

背景技术：

1、微生物存在于地球的方方面面，与人体的关系更是密不可分。相关研究表明人体内的细菌总数与人体的细胞总数相等，约为0.2kg。人体内的菌群广泛分布于人体的口腔、呼吸道、肠道、皮肤等多处组织与器官，并参与人体的多种生理代谢及疾病进程。在人体的细菌中，肠道菌群是人体内已知的最大的微生态系统，对人体的生长发育、内分泌、免疫调节、新陈代谢等方面具有重要的作用，同时研究表明人体的肠道菌群与心脑血管系统、呼吸系统、胃肠道系统、情感类疾病等多种疾病有密切联系。目前对于肠道菌群的研究主要是基于采集的粪便样本，并对粪便样本进行基因测序所获得。但是，粪便是食物经胃肠道消化后排出的，无法全面反映不同结段消化道的菌群情况。

2、目前已经有相关研究针对上述技术难题进行了科学研究和探索，其中一项研究(pmid：37165188)设计了一种胶囊取样装置，是由单向阀盖住的中空低弹性收集囊袋组成，将囊袋包裹在一个可溶解胶囊内，胶囊表面涂抹肠溶涂层，肠溶涂层会在一定的ph值条件下溶解，当胶囊进入肠道并到达目标ph值环境后，胶囊就会溶解，收集囊袋展开，由于真空的作用，肠道内容物就会顺着单向阀吸入囊袋，并随着粪便排出体外；另一项研究(pmid：35498852)设计了一种无电池的采样胶囊，由3d打印的丙烯酸外壳、快速吸收肠道内容物的水凝胶和柔性pdms膜组成，胶囊外部涂有肠溶衣涂层，当到达目标ph值的肠道后，涂层就会溶解，胶囊内的水凝胶就会膨胀并吸取肠道内容物，最终随粪便排出体外。尽管上述研究通过不同的方法采集了肠道内容物，但是仍然存在一些技术问题。首先是两种装置均是根据肠道ph值待胶囊溶解后进行肠道内容物的收集工作，因此无法确定胶囊所处的肠道位置；其次，两种装置的收集过程均为被动收集，无法确保胶囊在收集过程中的内容物收集量。

3、胶囊内镜又称胶囊内窥镜，是一种做成胶囊形状的内窥镜，用来检查人体消化道的医疗器械，具有无创、连续、可视化、无交叉感染风险等特点，可用水吞服，无需麻醉，因此患者依从性较高，适用人群广。尤为重要的是，胶囊内镜可以借助人体胃肠的蠕动，沿着胃、十二指肠、空肠、回肠、结肠、直肠运行，同时对经过的消化道进行拍照，并实时以数字信号传输图像给病人体外携带的图像记录仪进行储存记录，从而观察到人体全部消化道的情况，整个过程平均会持续8小时左右；目前临床上的胶囊内镜主要以观察为主，无法如传统内镜一般进行内镜下手术操作或取病变部位活检；同时，目前的胶囊内镜只能进行按固定帧数进行拍照，无法持续录像，并且只能先将图像储存在患者体外携带的记录仪中，医生无法实时观察到患者的消化道情况。

技术实现思路

1、综合现有技术中消化道内容物采集装置和胶囊内镜的特点以及目前存在的技术问题，需要一种能够可视化的，可定位的，可主动采集肠道内容物的装置，以完成人体全消化道内容物的采集过程。

2、为解决现有取样胶囊只能被动收集肠道内容物，无法根据患者的消化道情况主动采集肠道内容物的问题，本发明提供用于采集全消化道内容物的无线采集器。

3、本发明采用的技术方案为：

4、用于采集全消化道内容物的无线采集器，包括：壳体，所述壳体两端分别设置有端盖和摄像头底座，所述壳体内设置有储液囊腔、电源组、微型电机和信号接收与处理装置；所述电源组与微型电机之间设置有遥控开关；

5、所述储液囊腔包括设置在壳体内的储液凹槽、第一单向阀、第二单向阀和设置在壳体上的透明光学窗罩；所述储液凹槽一端与第一单向阀相连，所述储液凹槽的另一端与第二单向阀相连；所述透明光学窗罩外罩于储液凹槽；

6、所述端盖上设置有吸液口，所述端盖内设置有转轮腔和进液通路，所述吸液口与转轮腔连通；所述转轮腔和进液通路相连通；所述进液通路与第一单向阀相连；所述转轮腔内设置有转轮；所述转轮上设置有转轮轴；所述微型电机通过转轮轴与转轮相连。

7、所述摄像头底座内安装有微型摄像头；所述摄像头底座远离壳体的一端罩有透明光学端罩；所述电源组分别与微型电机、微型摄像头以及信号接收与处理装置电连接。

8、所述壳体上还设置有第一磁吸式充电口和第二磁吸式充电口，所述第一磁吸式充电口和第二磁吸式充电口均与电源组电连接。

9、优选的，所述透明光学端罩由有利于微型摄像头光线的穿透，且能不被肠液分解的高分子材料加工制作而成，所述高分子材料可选择亚克力材料或者透明光敏树脂；所述透明光学窗罩由有利于光线的穿透，且不能被肠液分解的高分子材料由3d打印加工制作而成，所述高分子材料可选择亚克力材料或者透明光敏树脂。

10、优选的，所述端盖、壳体、摄像头底座和转轮轴均由不被肠液分解的高分子材料经3d打印加工制作而成，所述高分子材料可选择红腊、聚丙烯、光敏树脂、聚碳酸酯等；所述第一单向阀、第二单向阀均由天然橡胶加工而成；所述储液凹槽与壳体由同种材料经3d打印一体成型，并经过无菌化处理，所述高分子材料可选择红腊、聚丙烯、光敏树脂、聚碳酸酯等；所述转轮由不被肠液分解的高分子材料加工制作而成，所述高分子材料可选择柔性橡胶等。

11、优选的，所述信号接收与处理装置包括依次电连接的信号无线发射器、信号无线接收器、图像传感器及图像处理器。

12、优选的，所述无线采集器的总长度小于肠道的直径，其外轮廓直径小于肠道的直径。

13、优选的，所述遥控开关用于微型电机控制信号的接收、处理与信号的发送；所述电源组用于为无线采集器提供所需的动力源，其至少包含一个电源单元。

14、优选的，所述信号接收与处理装置用于微型摄像头控制信号的接收、处理与信号的发送。

15、优选的，所述微型摄像头用于无线采集器对肠道内部图像的采集，并将所采集的图像发送于信号接收与处理装置。

16、优选的，所述转轮腔和进液通路通过设置在转轮腔上的入口和出口连通，所述入口与吸液口相连通，所述出口与进液通路相连通。

17、与现有技术相比，本发明中用于采集全消化道内容物的无线采集器有益效果如下：

18、1.本发明中的无线采集器具有吸取和储藏肠道内容物的功能，通过壳体、吸液口、进液通路、微型电机、转轮、转轮轴和储液囊腔组成吸取和储藏肠道内容物的结构；通过控制微型电机的运动与停止，带动转轮的运动与停止，从而实现对肠道内容物的吸取；通过包括第一单向阀、第二单向阀、储液凹槽和透明光学窗罩的储液囊腔，可以实现对肠道内容物的储藏；通过储液囊腔入口和出口的单向阀，保证了储液囊腔的密闭性，使储液囊腔内的肠道内容物不被污染和泄露。

19、2.本发明中的无线采集器与现有技术中的胶囊内镜相比，具备了将图像信息实时传输查阅的功能，实现在电脑端即可查看无线采集器在肠道内的位置和无线采集器附近消化道的情况。

20、3.本发明中的无线采集器与现有技术中的肠道内容物采集胶囊相比，具备了主动采集的功能，通过无线遥控微型电机运动与停止，可以完成对肠道内容物的主动采集过程。