一种胶囊内镜磁引导控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种胶囊内镜磁引导控制装置，可以精确控制外部磁体产生六自由度的运动，外部磁体与被检测者体内的胶囊内镜中的磁体产生磁交互，从而对胶囊内镜在复杂胃肠结构中进行驱动，提供更加精确的位置与运动控制。被检测者承载模块通过磁体引导部分支撑模块与外部磁体引导模块采用高精度连接；本装置适用于胃肠等具有不同解剖结构的消化道全区域内窥镜检查，检测效率高，并且在提高控制与定位精度的基础上，降低成本，方便搬运。

【技术实现步骤摘要】
一种胶囊内镜磁引导控制装置
专利技术涉及一种控制装置，具体涉及一种消化道胶囊内镜的引导控制装置，属于医疗器械领域。
技术介绍
胶囊内镜相比常规内镜具有更低的风险，对患者的痛苦和创伤更小，在临床应用上已经逐渐被患者接受。目前以色列GivenImaging、日本Olympus、国内金山科技等公司已经相继推出胶囊内镜产品。胶囊内镜一般由被待测者从口中吞服，当从胃部进入肠道后，由于肠道路径复杂，使胶囊内镜的运动达不到很好的效果，只能采取肠道蠕动的被动方式移动，导致检测周期较长，而且从内镜的无线通信模块发出的拍摄图像数据庞大，数据处理困难，使得检测人员无法精确获知当前胶囊内镜的位置和状态，拍摄的图像也无法与病变部位精确对应。运动可控的主动式胶囊内镜可以检查传统技术手段难以到达的胃肠区域，且检查效率更高，成为胃肠内镜检查技术的一个重要趋势。但是，目前主动胶囊内镜的检测部位多针对胃部，难以对结肠或直肠等复杂肠道部位进行高效及时的检测。另外，在目前的主动胶囊内镜技术中，设备安装与控制的高精度要求与安装运输的灵活性和方便性之间尚难以兼顾。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种胶囊内镜磁引导控制装置，通过精确产生六个自由度的外部磁体运动实现对体内胶囊内镜的位置与姿态控制，适用于胃肠等具有不同解剖结构的消化道全区域内窥镜检查。所述的胶囊内镜磁引导控制装置包括：磁体引导部分支撑模块、磁体运动引导模块、外部磁体、被检测者承载模块和外部控制模块；所述胶囊内镜中设置有磁体，所述被检测者承载模块用于承载体内有所述胶囊内镜的被检测者；所述磁体引导部分支撑模块安装在被检测者承载模块上，用于支撑所述磁体运动引导模块，使所述磁体运动引导模块位于被检测者承载模块上方；所述外部磁体安装在所述磁体运动引导模块上，所述磁体运动引导模块在所述外部控制模块的控制下带动所述外部磁体运动，所述外部磁体与所述胶囊内镜中的磁体形成磁交互，通过所述外部磁体的运动带动所述胶囊内镜运动，以调整所述胶囊内镜的位置和姿态；所述外部控制模块通过线缆或无线的方式与所述胶囊内镜进行数据传输，实时获得胶囊内镜所拍摄的图像。所述磁体运动引导模块在所述外部控制模块的控制下带动所述外部磁体进行空间六自由度的运动，所述空间六自由度的运动分别为沿X、Y、Z三个方向的移动和绕X、Y、Z三个方向的转动，其中Z向为垂直于被检测者承载模块的方向，X向和Y向分别为所述被检测者承载模块的横向和纵向。有益效果：(1)与被检测者体内胶囊内镜中的磁体形成磁交互的外部磁体具有六个方向的运动，能够对胶囊内镜提供更加精确的位置与运动控制，位置精度高。(2)本装置适用于胃肠等具有不同解剖结构的消化道全区域内窥镜检查，提高检测效率；(3)磁体运动引导模块固定在被检测者承载模块上，保证了安装与控制精度；(4)在装置进行检测的过程中增加隔离单元与接触力感应模块，确保被检测者在检测过程中的安全。附图说明图1为具备直线导轨移动的磁导向的胶囊内镜控制装置示意图；图2为包括三个旋转自由度的外部磁体驱动机构示意图；图3为包含有位置检测模块和所述主支撑模块和辅助支撑模块间的连接模块的胶囊内镜控制结构示意图；图4为具备安全隔离结构、机械臂吊置的胶囊内镜磁引导控制装置结构示意图；图5为具备柔性压敏织物、机械臂侧置的胶囊内镜磁引导控制装置结构示意图。其中：1-磁体引导部分支撑模块、2-Y向滑轨、4-Y向电机、5-X向电机、6-X向导轨、7-X向导轨支架、8-Z向电机、9-Z向导轨、10-X向滑块、11-Z向滑块、12-固定块、13-外部磁体、14-胶囊内镜、15-被检测者、16-被检测者承载模块、17-Z向旋转电机、18-连接支架A、19-Y向旋转电机、20-连接支架B、21-旋转轴、22-同步带机构、23-旋转电机、24-控制台、27-显示器、29-运动控制与数据处理器模块、30-滚动机构、31-固定支撑机构、32-主支撑模块、33-辅助支撑模块、34-连接模块、35-磁感应位置检测模块、38-竖直运动滑块、39-竖直运动导轨、40-驱动电机、41-连接块、42-机械臂、43-隔离窗、46-柔性压敏织物、48-信号处理器。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。实施例1：本实施例提供一种通过磁引导胶囊内镜在人体消化道内运动的控制装置，如图1所示，该胶囊内镜磁引导控制装置包括：磁体引导部分支撑模块1、磁体运动引导模块、外部磁体13、被检测者承载模块16以及外部控制模块，胶囊内镜14中设置有磁体，该胶囊内镜14具备单镜头或双镜头拍照功能，以及与外部控制器的数据通信功能，还可以安装满足活检功能的活检机构。其中被检测者承载模块16用于向被检测者15提供平躺的支撑台，被检测者承载模块16底部设置有滚动机构和固定支撑机构，通过设置的滚动机构使得被检测者承载模块16方便移动，通过设置固定支撑机构使得被检测者承载模块16能够平稳的支撑在地面上。磁体引导部分支撑模块1为设置在被检测者承载模块16上的立柱和纵梁，用于支撑磁体运动引导模块，本实施例中磁体引导部分支撑模块1包括竖直设置在被检测者承载模块16上的四根立柱，四根立柱两两一组分别设置在被检测者承载模块16横向的两端(纵向为被检测者15平躺的方向)，每组立柱上方连接一根纵梁。磁体引导部分支撑模块1与被检测者承载模块16通过螺纹进行高精度连接。外部磁体13为永磁铁或电磁体或者超导磁体，用于和胶囊内镜中的磁体产生磁交互，引导胶囊内镜在消化道内移动；其形状可以是球体、圆柱体、长方体等，中心设置有用于安装旋转轴21的中心孔。磁体运动引导模块包括：XYZ三轴直线滑动驱动单元和XYZ三轴旋转驱动单元；其中定义竖直方向为Z轴，水平面内被检测者15的纵向为Y轴，横向为X轴。XYZ三轴直线滑动驱动单元包括：设置在磁体引导部分支撑模块1纵梁上的Y向导轨2(每根纵梁上设置一根Y向导轨2)、用于驱动Y向滑块3在Y向滑轨2上滑动的Y向电机4、两端分别与两个Y向滑块4通过固定块连接的X向导轨支架7、设置在X向导轨支架7上的X向导轨6、用于驱动X向滑块10在X向导轨6上滑动的X向电机5、与X向滑块10通过固定块连接的Z向滑块11、与Z向滑块11滑动配合的Z向导轨9以及用于驱动Z向导轨9相对Z向滑块11沿Z向运动的Z向电机8。XYZ三轴旋转驱动单元如图2所示，包括：与Z向导轨末端(下端)连接的固定块12、安装在固定块12上Z向旋转电机17(Z向旋转电机17输出轴的轴向与Z向平行)、与Z向旋转电机17的输出轴连接的连接支架A18、固定在连接支架18上的Y向旋转电机19(Y向旋转电机19输出轴的轴向与Y向平行)、与Y向旋转电机19的输出轴连接的连接支架B20、固定在连接支架B20上的X向旋转电机23(X向旋转电机23输出轴的轴向与X向平行)、同轴固定在外部磁体13中心孔内的旋转轴21(旋转轴21的轴向与X向平行)以及用于连接X向旋转电机23输出轴与旋转轴21的同步带机构22。由此通过Z向旋转电机17带动外部磁体13绕Z向转动，通过Y向旋转电机19带动外部磁体13绕Y向转动，X向旋转电机23通过同步带机构22将旋转电机23的驱动力传递至旋转轴21,进而通过旋转轴21带动外部磁体13绕X向转动。外部控制模块包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶囊内镜磁引导控制装置，所述胶囊内镜(14)中设置有磁体，其特征在于，所述磁引导控制装置包括：磁体引导部分支撑模块(1)、磁体运动引导模块、外部磁体(13)、被检测者承载模块(16)和外部控制模块；所述被检测者承载模块(16)用于承载体内有所述胶囊内镜(14)的被检测者(15)；所述磁体引导部分支撑模块(1)安装在被检测者承载模块(16)上，用于支撑所述磁体运动引导模块，使所述磁体运动引导模块位于被检测者承载模块(16)上方；所述外部磁体(13)安装在所述磁体运动引导模块上，所述磁体运动引导模块在所述外部控制模块的控制下带动所述外部磁体(13)运动，所述外部磁体(13)与所述胶囊内镜(14)中的磁体形成磁交互，通过所述外部磁体(13)的运动带动所述胶囊内镜(14)运动，以调整所述胶囊内镜(14)的位置和姿态；所述外部控制模块通过线缆或无线的方式与所述胶囊内镜(14)进行数据传输，实时获得胶囊内镜(14)所拍摄的图像。

【技术特征摘要】
1.一种胶囊内镜磁引导控制装置，所述胶囊内镜(14)中设置有磁体，其特征在于，所述磁引导控制装置包括：磁体引导部分支撑模块(1)、磁体运动引导模块、外部磁体(13)、被检测者承载模块(16)和外部控制模块；所述被检测者承载模块(16)用于承载体内有所述胶囊内镜(14)的被检测者(15)；所述磁体引导部分支撑模块(1)安装在被检测者承载模块(16)上，用于支撑所述磁体运动引导模块，使所述磁体运动引导模块位于被检测者承载模块(16)上方；所述外部磁体(13)安装在所述磁体运动引导模块上，所述磁体运动引导模块在所述外部控制模块的控制下带动所述外部磁体(13)运动，所述外部磁体(13)与所述胶囊内镜(14)中的磁体形成磁交互，通过所述外部磁体(13)的运动带动所述胶囊内镜(14)运动，以调整所述胶囊内镜(14)的位置和姿态；所述外部控制模块通过线缆或无线的方式与所述胶囊内镜(14)进行数据传输，实时获得胶囊内镜(14)所拍摄的图像。2.如权利要求1所述的胶囊内镜磁引导控制装置，其特征在于，所述磁体运动引导模块在所述外部控制模块的控制下带动所述外部磁体(13)进行空间六自由度的运动，所述空间六自由度的运动分别为沿X、Y、Z三个方向的移动和绕X、Y、Z三个方向的转动，其中Z向为垂直于被检测者承载模块(16)的方向，X向和Y向分别为所述被检测者承载模块(16)的横向和纵向。3.如权利要求2所述的胶囊内镜磁引导控制装置，其特征在于，所述磁体运动引导模块包括：XYZ三轴直线滑动驱动单元和XYZ三轴旋转驱动单元；所述XYZ三轴直线滑动驱动单元包括：设置在磁体引导部分支撑模块(1)顶部的两个Y向导轨(2)、与所述Y向导轨(2)滑动配合的Y向滑块(3)、用于驱动Y向滑块(3)在Y向滑轨(3)上滑动的Y向电机(4)、两端分别与两个Y向滑块(4)通过固定块连接的X向导轨支架(7)、设置在X向导轨支架(7)上的X向导轨(6)、与所述X向导轨(6)滑动配合的X向滑块(10)、用于驱动所述X向滑块(10)在X向导轨(6)上滑动的X向电机(5)、与所述X向滑块(10)通过固接的Z向滑块(11)、与所述Z向滑块(11)滑动配合的Z向导轨(9)以及用于驱动Z向导轨(9)相对Z向滑块(11)沿Z向运动的Z向电机(8)；所述XYZ三轴旋转驱动单元包括：固定在所述Z向导轨(9)下端的Z向旋转电机(17)、与所述Z向旋转电机(17)的输出轴固接的Y向旋转电机(19)、与所述Y向旋转电机(19)的输出轴固接的X向旋转电机(23)、固定在所述外部磁体(13)中心孔内与所述X向旋转电机(23)的轴向平行的旋转轴(21)以及用于连接X向旋转电机(23)输出轴与所述旋转轴(21)的同步带机构(22)；所述Z向旋转电机(17)输出轴的轴向沿Z向，所述Y向旋转电机(19)输出轴的轴向沿Y向，所述X向旋转电机(23)输出轴的轴向沿X向。4.如权利要求2所述的胶囊内镜磁引导控制装置，其特征在于，所述磁体运动引导模块包括：安装在所述磁体引导部分支撑模块(1)顶部连接杆上的竖直运动滑块(38)、与所述竖直运动滑块(38)滑动配合的竖直运动导轨(39)、用于驱动竖直运动导轨(39)相对竖直运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬，赵石雷，黄强，周龙，保罗·达里奥，加斯托内·丘蒂，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11