基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统及控制方法，系统包括体内的柔性内窥镜、体外的磁控系统和工作站；所述体内的柔性内窥镜包括用于位姿控制的磁控线驱控制单元、用于执行姿态变换的柔性关节以及设置在柔性关节末端的内窥镜、光源和清洗模块；所述体外的磁控系统包括多自由度机械臂、固定于多自由度机械臂执行器末端的外永磁体以及设置在外永磁体表面的磁屏蔽装置；所述工作站包括控制器、显示器、主机以及泵；本发明专利技术通过使用机械臂，磁控以及线驱的方式来控制内窥镜在体内的位姿，克服了传统内窥镜占用戳卡空间以及需要人工手持操作的缺点，能够很好地完成内窥镜手术中自动调整手术视野和镜头清洗等任务。镜手术中自动调整手术视野和镜头清洗等任务。镜手术中自动调整手术视野和镜头清洗等任务。

【技术实现步骤摘要】
基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统及控制方法


[0001]本专利技术属于医用设备内窥镜
，具体涉及一种基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着医疗技术的进步，胸腹腔手术从原来的开放性手术发展为现在的内窥镜辅助下的微创手术(MIS)。相较于传统的开放性手术，微创手术出血少，创口小，恢复快，能够大大减少手术对病人造成的创伤。现在的胸腹腔手术以多通道手术为主，切口的大小约为直径12
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15mm。近年来，单通道手术(SPA)开始慢慢兴起。在单通道手术中，由于内窥镜以及其他手术器械均从同一切口进入体腔内，使得单通道手术的切口(直径约30mm)要明显大于传统多通道手术的切口。同时，内窥镜与其他手术器械通过同一通道，会在操作过程中相互干扰，不能有效地形成操作三角，从而加大了手术难度和风险。由于内窥镜与其他手术器械相比直径较大，因此减少内窥镜在操作的过程中所占用的空间不仅可以减小创口的大小，也能同时提高手术器械和内窥镜的可操作度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于克服现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统，其特征在于，包括体内的柔性内窥镜、体外的磁控系统和工作站；所述体内的柔性内窥镜包括用于位姿控制的磁控线驱控制单元(4)、用于执行姿态变换的柔性关节(5)以及设置在柔性关节(5)末端的内窥镜(6)、光源(7)和清洗模块(8)；所述柔性关节(5)一端固定于磁控线驱控制单元(4)一侧的开口处，另一端嵌有内窥镜(6)、光源(7)以及清洗模块(8)；所述磁控线驱控制单元(4)在体外磁控系统产生的磁场作用下，根据测得的自身姿态沿着体腔内表面做平面运动和绕垂直于体腔内表面切平面方向的旋转运动；所述柔性关节(5)以与磁控线驱控制单元(4)的连接处为基点，受到细线施加的侧向力，做上下和左右两个自由度上的转动；所述内窥镜(6)将传输的视频数据传送回工作站进行分析处理；所述体外的磁控系统包括多自由度机械臂(1)、固定于多自由度机械臂执行器末端固定的外永磁体(2)以及设置在外永磁体(2)表面的磁屏蔽装置(3)；所述工作站包括控制器(19)、显示器(20)、主机(21)以及泵(22)；所述主机(21)分析处理搜集的信息，并对步进电机控制器(19)、多自由度机械臂(1)，内窥镜(6)和内窥镜光源(7)发出控制信号；所述显示器(20)负责提供视频影像，所述步进电机控制器(19)在主机(21)的控制下控制磁控线驱控制单元(4)内部的步进电机的运动；所述泵(22)为清洗模块(8)提供动力。2.根据权利要求1所述基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统，其特征在于，所述外永磁体(2)采用的是径向充磁的圆柱、圆环或长方体磁体。3.根据权利要求1所述基于磁控和线驱原理的柔性内窥镜系统，其特征在于，所述磁控线驱控制单元(4)近似为空心圆柱，外表面设置有壳体(9)；所述壳体(9)的侧面设有一个突起，用于嵌入内永磁体(10)；所述磁控线驱控制单元(4)内部放有两组蜗轮(11)、蜗杆(12)以及分别用于驱动蜗轮和蜗杆的步进电机(13)，两组蜗轮(11)通过两个转轴(14)分别与缠绕有细线(17)的两个线圈(15)相连，线圈(15)随着涡轮(11)的转动在转轴(14)的带动下转动，转轴与固定在壳体(9)上的轴承(16)相耦合；通过控制步进电机(13)正反转，驱动线圈(15)向前输送或向后牵拉细线(17)，实现柔性关节(4)上下和左右两个自由度的弯曲和形变；所述磁控线驱控制单元(4)内装有惯性测...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎卫兵，杨羕，潘永平，黄凯，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：