用于胃腸道診療的無線膠囊內窺鏡系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及醫用內窺鏡，具體涉及一種無線膠囊內窺鏡系統。
【背景技術】
[0002]隨著人類社會的生活節奏不斷提升，在世界各地因工作壓力和飲食不平衡而導致的消化系統疾病所對應的病發率越來越高。傳統上醫護人員通過推進式內窺鏡對人體胃腸道進行檢查，其中，推進式內窺鏡包括硬管式內窺鏡、半可屈式內窺鏡、光導纖維內窺鏡和電子內窺鏡。
[0003]上述傳統內窺鏡均采用機械插入的方式，具體的，經人體的天然孔道，或者是經手術做的小切口進入人體內。使用時將內窺鏡導入預檢查的器官，可直接窺視有關部位的變化。但是這樣的檢查方法存在以下缺點或不足:(1)、該檢查方法僅能覆蓋上消化道與下消化道的十二指腸、結腸部分，無法檢測大部分的小腸段；(2)、該檢查方法有發生交叉感染與并發癥的危險；(3)、病人在檢查過程中需要麻醉以減輕痛苦，對麻醉劑過敏的病人只能忍受插管過程的不適感；(4)、該檢查方法對醫生的要求比較高，存在人為失誤的隱患；(5)、病人接受程度低。
[0004]為了克服傳統內窺鏡的不足，人們做了很多研究，無線膠囊內窺鏡檢測是近十年來發展起來的醫療無創診斷技術，通過一個集成LED照明芯片、成像裝置、無線傳輸模塊以及功率源的具有普通藥丸大小的可吞服膠囊內窺鏡，在人體腸胃道內執行病灶檢測，并將腸胃圖像無線傳輸到外圍接收裝置，由富有經驗的醫師在工作站上進行在線或離線診斷。無線膠囊內窺鏡克服了傳統推進式胃腸鏡有創痛苦、檢測范圍有限(只能檢測小腸前端)和存在交叉感染的缺點。病人只需吞服一粒普通藥丸大小的膠囊，醫師就可以得到病人小腸全段的圖片并做出診斷。
[0005]2001年以色列Given Imaging公司推出首款商用膠囊內窺鏡M2A，其由LED、圖像傳感器、控制電路和紐扣電池等集成后封裝在膠囊內，被人體吞咽后進入胃腸道進行檢測。由于空間限制，膠囊內窺鏡M2A攜帶的紐扣電池數量有限，為了節省能量以延長工作時間，必須降低圖像幀率。除了定點檢測類，目前用于臨床的膠囊內窺鏡的圖像采集速率僅為2?3幀/秒，分辨率也較低，無法對人體胃腸道做全程診查。
[0006]如中國專利公開第CN104382547A號提供了一種內窺鏡類技術領域的用于膠囊內窺鏡的穿戴式無線能量傳輸設備，包括:設置于體外穿戴式背心中的發射線圈及其發射控制電路、設置于膠囊中的鏡頭、照明器、圖像傳感器、微控制單元、通信模塊、接收電路以及接收線圈。但是該發明依然存在以下缺點或不足:(I)、由于該設備不包括擺頭機構，故該膠囊內窺鏡無法對體腔中角落組織進行掃描拍照，進而容易產生檢查盲區，不利于全方位觀察檢測體腔內的組織；(2)、該設備不包括自動調焦控制器，由于體腔組織機構比較復雜，該設備在檢查過程中不能通過調節鏡頭的焦距來實現鏡頭的前后運動進而獲取清晰的組織圖像，造成使用上的不便。
[0007]又如中國專利公開第CN102860810B號提供了一種醫用磁性膠囊內窺鏡系統，包括膠囊內窺鏡、接收夾克、體外工作站、膠囊定位器，膠囊內窺鏡包括透明膠囊外殼、攝像裝置、照明裝置、光電開關裝置、圖像信息處理電路、射頻傳輸裝置、電源裝置、磁場傳感器、小磁體。膠囊內窺鏡、接收夾克、體外工作站和膠囊定位器通過磁場的感應和無線信號的傳輸形成一個系統。在整個系統的工作下，膠囊內窺鏡在人體中的信息可以實時顯示在體外工作站的醫用圖像專用顯示器上，并且可以通過體外工作站中的軟件平臺控制膠囊內窺鏡在人體中的運動。但是該發明依然存在以下缺點或不足:(1)、由于該設備不包括擺頭機構，故該膠囊內窺鏡無法對體腔中角落組織進行掃描拍照，進而容易產生檢查盲區，不利于全方位觀察檢測體腔內的組織；(2)、該設備不包括自動調焦控制器，由于體腔組織機構比較復雜，該設備在檢查過程中不能通過調節鏡頭的焦距來實現鏡頭的前后運動進而獲取清晰的組織圖像，造成使用上的不便。
[0008]綜上所述，提供一種工作時間長、視場深且能自動調焦的無線膠囊內窺鏡系統是業內急需解決的問題。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種工作時間長且能實現頭部擺動的無線膠囊內窺鏡系統。
[0010]為了達到上述目的，本實用新型提供一種用于胃腸道診療的無線膠囊內窺鏡系統，該系統包括:智能膠囊、構造為用于接收智能膠囊發送的圖像數據的并為智能膠囊無線供能的可穿戴式設備、以及構造為用于顯示可穿戴式設備傳輸數據的顯示器；智能膠囊包括:膠囊外殼、安裝于膠囊外殼內的鏡頭、環繞鏡頭的前端設置且固定于膠囊外殼的內壁的用于提供光源的環形照明模塊、環繞鏡頭的后端設置且固定于膠囊外殼的內壁的用于調節鏡頭焦距的鏡頭位移調節器、設于鏡頭后方用于將鏡頭的光信號轉換成電信號的圖像傳感器、與圖像傳感器通過數據線連接并用于發射圖像數據的數據發射器、用于為環形照明模塊、圖像傳感器、數據發射器提供電力的接收電路以及與接收電路的輸入端連接的接收線圈；膠囊外殼包括頭部、頸部、身部和尾部，環形照明模塊、鏡頭、鏡頭位移調節器、圖像傳感器、數據發射器、接收電路以及接收線圈依次安裝于頭部，頭部與頸部以可擺動方式相連，頸部設有擺動驅動部和用于驅動擺動驅動部的第一電機，身部的外表面設有推進螺旋，身部的兩端分別與頸部和尾部以可轉動方式連接，于膠囊外殼的尾部設置有驅動身部自轉的第二電機;可穿戴設備包括發射電路、與發射電路連接的發射線圈以及用于接收并處理數據發射器傳輸數據的圖像數據處理器;發射線圈通過移動電源供電以產生交變磁場，接收線圈與發射線圈電磁耦合以產生感應電流，接收電路的輸入端與接收線圈相連以接收感應電流，接收電路的輸出端與環形照明模塊、圖像傳感器、數據發射器、第一電機以及第二電機相連以分別為各元件提供電力。
[0011]優選地，頭部與頸部通過樞轉鉸鏈相連;擺動驅動部包括凸輪、頂桿、導塊以及壓縮彈簧;凸輪固定于第一電機的電機軸上;頂桿設于樞轉鉸鏈的一側，頂桿的一端通過球形鉸鏈連接于頭部，頂桿的另一端置于凸輪的外周面上；導塊固定于頸部的內壁上且設有用于引導頂桿移動的導槽;壓縮彈簧設于樞轉鉸鏈的另一側且兩端分別連接于頭部和頸部，使得當凸輪由最低工作位置點轉動至最高工作位置點時頂桿克服壓縮彈簧的彈性力將頭部向著壓縮彈簧的一側擺動，并且當凸輪由最高工作位置點轉動至最低工作位置點時頭部在壓縮彈簧的彈性恢復力作用下向著頂桿的一側擺動。具體地，凸輪在第一電機的帶動下轉動，凸輪的轉動使得頂桿做往復運動，通過頂桿的反復的上下運動來實現頭部的擺動；當頂桿在凸輪的轉動下達到最高點時，頭部向遠離頂桿的方向擺動進而向壓縮彈簧施加壓力，壓縮彈簧向頭部釋放彈力以實現頭部向靠近頂桿的方向擺動。
[0012]具體地，壓縮彈簧設置為使得凸輪由最高工作位置點轉動至最低工作位置點時壓縮彈簧的彈性恢復力始終作用于頭部。
[0013]可選擇地，頂桿的頂端通過位于樞轉鉸鏈一側的球形鉸鏈與頭部相連可以構造為:頂桿的頂端形成可繞著與樞轉鉸鏈的樞轉軸線平行的軸線樞轉的球座，頭部形成球頭，球頭與球座形成球形鉸鏈連接，反之亦然。
[0014]可選擇地，頂桿的頂端通過位于樞轉鉸鏈一側的球形鉸鏈與頭部相連可以構造為:頂桿的頂端形成第一球座，頭部形成第二球座，采用一短連桿，短連桿的兩端分別形成第一球頭和第二球頭，第一球頭與第一球座形成球形鉸鏈連接，第二球頭與第二球座形成球形鉸鏈連接。
[0015]可選擇地，頂桿的頂端通過位