本實(shí)用新型涉及微系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用電子膠囊。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)消化道病患在接受胃鏡腸鏡檢查的同時，也伴隨著吞咽導(dǎo)線、人工插入式內(nèi)鏡檢查等帶來的痛苦和心理折磨。同時由于傳統(tǒng)內(nèi)鏡的局限性，小腸疾病一直成為消化系疾病臨床診斷的“盲區(qū)”。隨著目前醫(yī)療技術(shù)不斷進(jìn)步，體內(nèi)介入檢查與治療醫(yī)學(xué)技術(shù)，迫切地需要一種與普通膠囊體積相當(dāng)?shù)闹悄芑⑿蛿?shù)據(jù)采集通信系統(tǒng)，可通過病人吞咽進(jìn)入消化道，讓醫(yī)生進(jìn)行實(shí)時臨床醫(yī)學(xué)檢查、診斷和治療。

替代胃窺鏡的醫(yī)用電子膠囊，國內(nèi)已初步開始使用，但體積尺寸較大，世界上最小的醫(yī)用電子膠囊為2008年日本長野市RF系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室Sayaka膠囊（直徑9mm，長度23mm）內(nèi)窺鏡，進(jìn)行消化道可視化檢測，功能較為單一。實(shí)現(xiàn)功能復(fù)雜、靈活，體積尺寸是膠囊的制約瓶頸，因此需要一種結(jié)構(gòu)和工藝實(shí)現(xiàn)方法，可實(shí)現(xiàn)膠囊搭載溫度、酸堿度、圖像等多種傳感器。該封裝需要包含傳感器、信號采集、信號處理、信號無線發(fā)射、電源供電等模塊，需要解決模塊工藝兼容、高密度布線與組裝、高低頻串?dāng)_等關(guān)鍵問題。利用傳統(tǒng)的封裝技術(shù)采用傳感器加分立元件PCB結(jié)構(gòu)方案，在這么小的體積尺寸內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)，完成這些功能需要大約乒乓球大小尺寸，人難以吞服。國外采用SOC（片上集成）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了初步功能，但由于技術(shù)瓶頸，很難實(shí)現(xiàn)射頻、處理、傳感很好的工藝兼容，所以往往性能指標(biāo)欠佳，只能為醫(yī)生提供有限參考。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種醫(yī)用電子膠囊，利用基板堆疊等結(jié)構(gòu)連接，可以減小膠囊體積，通過系統(tǒng)集成的方式實(shí)現(xiàn)很好的元件工藝兼容性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種醫(yī)用電子膠囊，包括外殼、設(shè)于外殼內(nèi)部的元器件支架及設(shè)于元器件支架上的控制系統(tǒng)，所述元器件支架由多個基板堆疊構(gòu)成，相鄰基板之間具有間隙，且相鄰基板之間通過連接板相互導(dǎo)通、固定，所述外殼內(nèi)設(shè)有向控制系統(tǒng)供電的電源裝置。

所述元器件支架由第一基板、設(shè)于第一基板上方的第二基板及設(shè)于第一基板下方的第三基板組成，所述連接板與第一基板相垂直設(shè)置，所述第三基板的長度大于第一基板的長度。

所述控制系統(tǒng)包括傳感器電路、控制電路和射頻電路，所述傳感器電路、控制電路和射頻電路內(nèi)埋于基板的內(nèi)部或貼裝于基板的表面。

所述傳感器電路包括傳感器、匹配放大模塊及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述傳感器的輸出端與匹配放大模塊的輸入端相連，其輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與控制電路的輸入端相連。

所述控制電路包括電源變換模塊、電源控制模塊和數(shù)字處理模塊，所述電源變換模塊的輸入端與電源控制模塊的輸出端相連，其輸出端與數(shù)字處理模塊的輸入端相連，數(shù)字處理模塊的輸入端為控制電路的輸入端，數(shù)字處理模塊的輸出端為控制電路的輸出端。

所述射頻電路包括藍(lán)牙接口模塊、射頻匹配模塊及天線，所述藍(lán)牙接口模塊的輸入端為射頻電路的輸入端，其輸出端經(jīng)射頻匹配模塊與天線相連接。

所述天線貼裝于基板的表面。

所述傳感器貼裝于基板的表面。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型所述的醫(yī)用電子膠囊，元器件支架采用LTCC作為基材，利用基板堆疊等結(jié)構(gòu)構(gòu)成的元器件支架，將元器件通過表面貼裝或內(nèi)埋方式設(shè)置在膠囊外殼內(nèi)的元器件支架上，不僅減小了膠囊的體積，還實(shí)現(xiàn)了高低頻分離設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)等要求，便于實(shí)現(xiàn)智能膠囊系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、平臺化。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的內(nèi)部框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例的醫(yī)用電子膠囊，包括外殼9、設(shè)于外殼9內(nèi)部的元器件支架1及設(shè)于元器件支架1上的控制系統(tǒng)7，元器件支架1由多個基板堆疊構(gòu)成，具體基板有多少層，可根據(jù)實(shí)際電路圖進(jìn)行設(shè)定，相鄰基板之間具有間隙，且相鄰基板之間通過連接板4相互導(dǎo)通、固定，外殼9內(nèi)設(shè)有向控制系統(tǒng)7供電的電源裝置5。該外殼9采用醫(yī)用塑料，電路基板采用包含有圖形、內(nèi)埋、腔體的LTCC材料，實(shí)現(xiàn)電氣互連。

本實(shí)施例元器件支架1采用三層基板構(gòu)成，分別為第一基板11、設(shè)于第一基板11上方的第二基板12和設(shè)于第一基板11下方的第三基板13，連接板4與第一基板11相垂直設(shè)置，以增加基板與基板之間的空間，方便基板兩側(cè)貼裝元器件，第三基板13的長度大于第一基板11的長度。在第一基板11、第二基板12和第三基板13的內(nèi)可埋電阻電容等無源元器件，該傳感裝置10可為溫度、加速度計(jì)等，天線733可設(shè)計(jì)于基板表層，處理器等電子元器件可焊接或粘接表面貼裝，供電可采用電池或無線供電線圈。各類電子元器件可以通過封裝上提供的組裝位置高精度粘接或焊接在各部分基板上。

如圖2所示，膠囊控制系統(tǒng)7的電路，包括傳感器電路71、控制電路72和射頻電路73，傳感器電路71、控制電路72和射頻電路73可內(nèi)埋于基板的內(nèi)部或貼裝于基板的表面。傳感器電路71包括傳感器711、匹配放大模塊712及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊713，傳感器711的輸出端與匹配放大模塊712的輸入端相連，其輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊713相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊713的輸出端與控制電路72的輸入端相連?？刂齐娐?2包括電源變換模塊721、電源控制模塊722和數(shù)字處理模塊723，電源變換模塊721的輸入端與電源控制模塊722的輸出端相連，其輸出端與數(shù)字處理模塊723的輸入端相連，數(shù)字處理模塊723的輸入端為控制電路72的輸入端，數(shù)字處理模塊723的輸出端為控制電路72的輸出端。射頻電路73包括藍(lán)牙接口模塊731、射頻匹配模塊732及天線733，藍(lán)牙接口模塊731的輸入端為射頻電路73的輸入端，其輸出端經(jīng)射頻匹配模塊732與天線733相連接。本實(shí)施例天線733可貼裝于第一基板11的上側(cè)面，以方便信號的接收和發(fā)送，傳感器711安裝于第三基板的上表面。

控制系統(tǒng)7的工作原理：傳感器711接收到溫度、pH值、視頻等信號，通過匹配放大模塊712轉(zhuǎn)換為模擬電信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊713轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提供給數(shù)字處理器處理；處理后數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙接口模塊731向外射頻傳輸，經(jīng)過巴倫射頻匹配模塊732，再經(jīng)寬帶天線733進(jìn)行無線發(fā)射；電源控制模塊722控制電源變換模塊721的開啟和休眠，為數(shù)字處理模塊723、藍(lán)牙接口模塊731及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊713供電。

通過系統(tǒng)集成SiP的方法，實(shí)現(xiàn)傳感器、電路、電源等多種模塊制造工藝兼容，從時間周期、應(yīng)用靈活度、研制成本上優(yōu)于片上集成（SOC）方案。本實(shí)用新型可以作為微小系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造的共性技術(shù)平臺。采用LTCC作為基材，高密度制造，元器件表面貼裝或內(nèi)埋，不僅減小了體積，還實(shí)現(xiàn)了高低頻分離設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)等要求，便于實(shí)現(xiàn)智能膠囊系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、平臺化，利用基板堆疊等結(jié)構(gòu)連接可以減小體積，靈活設(shè)計(jì)。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。