一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人。该肠道微型胶囊机器人，包括由半球形的胶囊顶部和圆柱型的胶囊外筒组成的胶囊壳体，及设置于胶囊壳体内部的控制器、推进器、驱动装置及取样装置，胶囊外筒为磁性材料制成，控制器、驱动装置及取样装置为无磁性材料制成；胶囊壳体内部设有取样槽，取样槽从胶囊壳体内部延伸至胶囊外筒；取样装置由相互连接的齿条模块与活检模块组成，活检模块朝向取样槽出口处设置，齿条模块设于取样槽内；驱动装置包括电机、驱动电机轴及通过驱动电机轴与电机连接的驱动齿轮，驱动齿轮与齿条模块相啮合。齿条与齿轮组合的传动结构构造简单，传递准确稳定，手术创伤小。

An Intestinal Microcapsule Robot with Biopsy Function

【技术实现步骤摘要】
一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人
本技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人。
技术介绍
活检是指应诊断、治疗的需要，从患者体内切取、钳取或穿刺等取出病变组织，进行病理学检查的技术。随着科学技术发展和医疗的需求，许多研究人员正在将活检的手术功能与机器人结合。目前位于胶囊机器人的活体夹取机构主要包括由具有石蜡块的触发器，具有扭转弹簧和控制器的旋转组织切割剃刀组成；另外还有一种胶囊内窥镜活检装置，通过弹簧控制活检模块实现切割并对组织进行采样。以上的设计主要问题在于机构较为复杂，传递运动稳定性不高。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出的一种传动平稳、精确度高、可靠性高的具有活检功能的肠道微型胶囊机器人。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人，包括由半球形的胶囊顶部和圆柱型的胶囊外筒组成的胶囊壳体，及设置于胶囊壳体内部的控制器、驱动装置及取样装置，所述胶囊外筒为磁性材料制成，控制器、驱动装置及取样装置为无磁性材料制成；胶囊壳体内部设有取样槽，所述取样槽从胶囊壳体内部延伸至胶囊外筒；所述取样装置由相互连接的齿条模块与活检模块组成，所述活检模块朝向取样槽出口处设置，齿条模块设于取样槽内；所述驱动装置包括电机、驱动电机轴及通过驱动电机轴与电机连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿条模块相啮合。控制器控制原理采用公知常识的原理与外部操作系统进行无线连接。磁性材料指的是铁、镍等在磁场作用下具有方向性的材料。无磁性材料指的是不锈钢304、铝等不具有磁性的材料。进一步的，所述取样槽为梯形槽，所述梯形槽的横截面积由内而外增大。进一步的，所述肠道微型胶囊机器人还包括设置于胶囊壳体内部的探照灯及摄像头；所述胶囊顶部为透明材料制成。进一步的，所述活检模块为活检钳，钳口内侧设有微型倒刺。进一步的，所述微型倒刺等间距对称分布于活检钳两侧的内壁上。本技术的有益效果是：(1)使用设置有微型倒刺的活检胶囊进行微创手术，微型倒刺并排设置并留有一定间隙，抓取准确，手术创伤小，不留疤痕，减少病人的痛苦。(2)齿条与齿轮传动带动活检钳活动，结构简单，传递运动准确稳定，能够精准定位取样。附图说明图1是本技术的展开结构图；图2是本技术的取样装置结构详图；图3是本技术的活检钳详图；图4是本技术的活检钳立体图。其中附图标记为：1-胶囊顶部，2-胶囊外筒，3-电机，4-驱动电机轴，5-驱动齿轮，6-齿条模块，7-活检模块，8-取样槽，9-微型倒刺，10-控制器，11-探照灯，12-摄像头。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示为本技术的一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人，包括由半球形的胶囊顶部1和圆柱型的磁性材料制成的胶囊外筒2组成的胶囊壳体，及设置于胶囊壳体内部的由不锈钢304材料制成的控制器10、驱动装置及取样装置，所述胶囊壳体内部设有梯形取样槽8，横截面积由内而外增大的取样槽8从胶囊壳体内部延伸至胶囊外筒2。如图2所示，所述取样装置由相互连接的齿条模块6与活检模块7组成，所述活检模块7朝向取样槽8出口处设置，齿条模块6设于取样槽8内；所述驱动装置包括电机3、驱动电机轴4及通过驱动电机轴4与电机3连接的驱动齿轮5，所述驱动齿轮5与齿条模块6相啮合。肠道微型胶囊机器人还包括设置于胶囊壳体内部的探照灯11及摄像头12；所述胶囊顶部为透明的PE材料制成。如图3-4所示，所述活检模块7为活检钳，钳口内侧设有微型倒刺9，所述微型倒刺9等间距对称分布于活检钳两侧的内壁上。活检模块7与齿条模块6制作为一体组成取样装置，控制器10与外部控制系统无线连接。胶囊机器人进入人体后，胶囊机器人由外部磁场驱动运动，探照灯11通过胶囊顶部1透光照明，摄像头12将人体内的图像传输至接收设备，经检测到达需要活检的指定位置时，关闭外部磁场，使得胶囊机器人停止运动，远程使控制器10控制电机3正转，驱动电机轴4带动驱动齿轮驱使齿条模块6沿取样槽8向胶囊外部方向运动，进而带动活检模块7伸出胶囊外，活检模块7对活体组织进行夹取取样，所取活体组织被微型倒刺9卡在活检模块7内部，通过检测到成功夹取活体组织后，控制器10控制电机3反转，驱动电机轴4带动驱动齿轮5使得齿条模块6带动活检模块7向胶囊内部方向运动，回到胶囊中，完成活检。如需采样位置较特殊，通过变换外部磁场大小与方向，使得胶囊转动一定角度后，远程控制控制器10完成活检过程。使用本技术进行活检，可减小对活体的伤害，手术创伤小。齿轮齿条的传动模式，结构简单，传递运动准确稳定，而且活检模块采用微型倒刺机构的巧妙设计使得活检得以安全有效地进行。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人，包括由半球形的胶囊顶部和圆柱型的胶囊外筒组成的胶囊壳体，及设置于胶囊壳体内部的控制器、驱动装置及取样装置，其特征在于：所述胶囊外筒为磁性材料制成，控制器、驱动装置及取样装置为无磁性材料制成；胶囊壳体内部设有取样槽，所述取样槽从胶囊壳体内部延伸至胶囊外筒；所述取样装置由相互连接的齿条模块与活检模块组成，所述活检模块朝向取样槽出口处设置，齿条模块设于取样槽内；所述驱动装置包括电机、驱动电机轴及通过驱动电机轴与电机连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿条模块相啮合。

【技术特征摘要】
1.一种具有活检功能的肠道微型胶囊机器人，包括由半球形的胶囊顶部和圆柱型的胶囊外筒组成的胶囊壳体，及设置于胶囊壳体内部的控制器、驱动装置及取样装置，其特征在于：所述胶囊外筒为磁性材料制成，控制器、驱动装置及取样装置为无磁性材料制成；胶囊壳体内部设有取样槽，所述取样槽从胶囊壳体内部延伸至胶囊外筒；所述取样装置由相互连接的齿条模块与活检模块组成，所述活检模块朝向取样槽出口处设置，齿条模块设于取样槽内；所述驱动装置包括电机、驱动电机轴及通过驱动电机轴与电机连接的驱动齿轮，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋霜，潘小飞，马滔，杨兴，朱兆铭，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：新型
国别省市：广东,44