主动驱动肠道内窥机器人系统技术方案

技术编号：41140324 阅读：9 留言：0更新日期：2024-04-30 18:10

本发明专利技术涉及肠道疾病医疗用具技术领域，具体涉及一种主动驱动肠道内窥机器人系统。通过肠道内窥机器人可以获取肠道图像信息，并将上述肠道信息发送给体外工作站，体外工作站获取病灶和解剖学结构图像，然后通过上位机对肠道信息和肠道疾病进行显示。主动驱动肠道内窥机器人系统还可以采集肠道气体和肠道液体，并通过肠道气体分析仪和肠道液体分析仪分别分析肠道气体和液体成分。相比现有技术中仅仅获得肠道图像信息，本主动驱动肠道内窥机器人系统可以有提供更多肠道诊断资料，解决了现有技术中存在的肠道内窥机器人获取肠道诊断资料不足的问题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肠道疾病医疗用具，具体涉及一种主动驱动肠道内窥机器人系统。

技术介绍

1、结直肠癌colorectal cancer，crc)是全球发病率第三高的癌症，是致死率排第二的癌症病种。如果结肠癌在早期阶段能够被检测出来，那么其预后的存活率将可达90％，世界卫生组织who建议年龄在50岁以上或者有结肠癌家族史的人，每隔5年进行一次常规性结肠癌筛查。

2、结直肠筛查的常用方法包括粪便隐血测试、结肠镜检查、柔性乙状结肠镜、ct扫描等，结肠镜当前仍然是结直肠癌筛查的主要手段。研究表明，当前的推进式结肠内窥镜带来的微创及强烈不舒适感，仍是有待解决的关键问题。

3、基于仿生原理的肠道机器人内窥镜intestinal robotic endoscope,ire是当前研究热点。但在临床应用中仍有诸多问题，仿生机器人难于自动适应肠道复杂的曲折幽闭通道结构，前行驱动过程中极易对肠壁产生较大的摩擦和冲击，从而对肠道造成创伤。现有的肠道机器人内窥镜通常是通过电刺激在肠道内驱动，然后拍摄肠道内的图像，由于肠道拍摄环境较差，仅依靠肠道机器人拍摄肠道图像作为肠道疾病的诊断资料不够充足。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种主动驱动肠道内窥机器人系统，以解决现有技术中存在的肠道机器人获取肠道诊断资料不足的问题。

2、第一方面，本专利技术提供一种主动驱动肠道内窥机器人系统。

3、在第一种可实现方式中，一种主动驱动肠道内窥机器人系统，包括

4、结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，主动驱动体包括生物驱动体，生物驱动体包括通过生物技术改良或基因改造的鳝鱼、蛔虫或线虫；生物驱动体表面附着多个神经电极，神经电极包括柔性三维阵列电极或表面贴片电极；生物驱动体后端柔性衔接释药仓，释药仓用于释放药物。

5、结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，主动驱动体还包括人造肌肉驱动体，人造肌肉驱动体由4个硅胶气囊、外层硅胶套、线缆保护套、总线模块、硅胶连接件、4个圆形后盖和4个圆形头盖组成，硅胶气囊为圆柱形，硅胶气囊的两侧分别固接后盖和头盖，两个相邻的气囊的头盖和后盖通过硅胶连接件中心固接，后盖外侧设置有4个钢丝导向座，4个钢丝导向座呈对称分布，头盖外侧设置有4个钢丝导向座和1个硅胶管导向座，钢丝导向座对称固定于头盖和后盖之间，钢丝导向座固接多股钢丝，每个气囊连接4根多股钢丝，多股钢丝的另一端连接总线缆模块，线缆保护套包裹总线缆模块，每个头盖的外侧设置有1个硅胶管导向座，每个硅胶导向座固定1个硅胶管，每个硅胶管与硅胶气囊密封连通，硅胶管的另一端连接总线缆模块。

6、结合第一种可实现方式，在第四种可实现方式中，主动驱动体还包括电磁驱动体，电磁驱动体包括六边形柱状薄板、电磁铁、软体空腔、凹槽嵌套体和总线模块；其中每个六边形柱状薄板的两面分别均匀布置六个条状电磁铁；其中一面的六个电磁铁上分别装凹槽嵌套体，用胶粘接；在另一面六边形柱状薄板中心把软体空腔用胶粘接，从而组成所述电磁驱动体的一个基本结构单元；由基本结构单元沿着软体空腔的中心线，依次连接构成所述电磁驱动体；首尾两端各自连接端盖和尾盖；端盖中心与总线模块中心对齐，用胶粘接；端盖由基本结构单元去掉有软体空腔那一侧的软体空腔和电磁铁构成；尾盖由基本结构单元去掉有凹槽嵌套体那一侧的凹槽嵌套体和电磁铁构成；利用电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失，同时结合软体空腔的弹性，通过总线模块控制不同的电磁铁组通断电，达到多个点位的控制，从而实现直行、转弯、抬头、蜿蜒爬行多自由度动作；

7、通过给六边形柱状薄板每一面上相对的电磁铁通电，实现驱动体直行动作；通过给六边形柱状薄板左/右侧的电磁铁通电，实现机器人向左/右转弯动作；通过给六边形柱状薄板上侧的电磁铁通电，实现驱动体抬头动作；通过给六边形柱状薄板左/右上侧电磁铁通电，使驱动体重心失稳，实现驱动体向左/右翻滚动作。

8、结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，肠道气体分析仪包括气体采集模块、气体检测模块、气体存储模块和废气处理模块：气体检测模块包括气体反应腔室、气体传感器阵列模块、密封块、橡胶垫圈和电动推杆；气体传感器阵列模块固定于气体反应腔室内壁；密封块和气体反应腔室内壁滑动连接；橡胶垫圈固定于密封块的一侧；电动推杆固定于密封块的另一侧；气体采集模块包括第一硅胶软管、第三硅胶软管、第四硅胶软管、第五硅胶软管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和气泵；第一硅胶软管固定有第一电磁阀，第一硅胶软管连接肠道内窥机器人与气体反应腔室；第三硅胶软管上固定有第二电磁阀，第三硅胶软管连通空气和气体反应腔室；第四硅胶软管固定有第三电磁阀，第四硅胶软管连通肠道气体存储模块与气体反应腔室。第五硅胶软管固定有第四电磁阀，第五硅胶软管连通废气处理模块与气体反应腔室。

9、结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，肠道液体分析仪包括工作台；工作台上设置有真空仓，真空仓内壁上对称安装有两个限位板，两个限位板之间设置有载片台，限位板上转动安装有传动杆，传动杆垂直固定于真空仓内壁，传动杆中段安装有摆动杆，摆动杆另一端设置有漏斗，漏斗位于真空仓内，且漏斗的底端位于载片台正上方，真空仓顶部设置有观察口，观察口下方安装有透光板，漏斗可配合传动杆转动至观察口的正下方，观察口位于载片台正上方；真空仓一侧安装有排气管，工作台上安装有真空泵，真空泵的作用端安装有抽气管；抽气管和排气管连接；工作台上安装有培养仓，培养仓上安装有水泵，水泵的输出端设置有第六硅胶软管，第六硅胶软管可延伸至漏斗正上方；培养仓的上方安装有第二硅胶软管；工作台上安装有显微镜，显微镜位于真空仓正上方，且显微镜的功能端位于观察口正上方。

10、结合第二种可实现方式，在第七种可实现方式中，体外工作站包括图像分析单元、刺激单元、释药单元、压力反馈单元、肠道气体分析单元和肠道液体分析单元：图像分析单元，用于根据肠道图像信息获取肠道的病灶和解剖学结构图像；压力反馈单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种主动驱动肠道内窥机器人系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主动驱动体(1100)包括生物驱动体(1200)，所述生物驱动体(1200)包括通过生物技术改良或基因改造的鳝鱼、蛔虫或线虫；所述生物驱动体(1200)表面附着多个神经电极(1201)，所述神经电极(1201)包括柔性三维阵列电极(1201a)或表面贴片电极(1201b)；所述生物驱动体(1200)后端柔性衔接释药仓(1120)，所述释药仓(1120)用于释放药物。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主动驱动体(1100)还包括电磁驱动体(1400)，所述电磁驱动体(1400)包括六边形柱状薄板(1404)、电磁铁(1402)、软体空腔(1405)、凹槽嵌套体(1403)和总线模块(1401)；其中每个六边形柱状薄板(1404)的两面分别均匀布置六个条状电磁铁(1402)；其中一面的六个电磁铁(1402)上分别装凹槽嵌套体(1403)，用胶粘接；在另一面六边形柱状薄板(1404)中心把软体空腔(1405)用胶粘接，从而组成所述电磁驱动体的一个基本结构单元(1409)；由基本结构单元沿着软体空腔(1405)的中心线，依次连接构成所述电磁驱动体；首尾两端各自连接端盖(1406)和尾盖(1407)；端盖(1407)中心与总线模块(1401)中心对齐，用胶粘接；端盖(1406)由基本结构单元(1409)去掉有软体空腔(1405)那一侧的软体空腔(1405)和电磁铁(1402)构成；尾盖(1407)由基本结构单元去掉有凹槽嵌套体(1403)那一侧的凹槽嵌套体(1403)和电磁铁(1402)构成；利用电磁铁(1402)通电时有磁性，断电时磁性消失，同时结合软体空腔(1405)的弹性，通过总线模块(1401)控制不同的电磁铁组通断电，达到多个点位的控制，从而实现直行、转弯、抬头、蜿蜒爬行多自由度动作；

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述肠道气体分析仪(2000)包括气体采集模块(2100)、气体检测模块(2200)、气体存储模块(2300)和废气处理模块(2400)：

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述肠道液体分析仪(3000)包括工作台(3100)；所述工作台上(3100)设置有真空仓(3200)，所述真空仓内壁上对称安装有两个限位板(3210)，两个所述限位板(3210)之间设置有载片台(3220)，所述限位板(3210)上转动安装有传动杆(3230)，所述传动杆(3230)垂直固定于真空仓(3200)内壁，所述传动杆(3230)中段安装有摆动杆(3240)，所述摆动杆(3240)另一端设置有漏斗(3250)，所述漏斗(3250)位于真空仓(3200)内，且所述漏斗(3250)的底端位于载片台(3220)正上方，所述真空仓(3200)顶部设置有观察口(3260)，所述观察口(3260)下方安装有透光板(3270)，所述漏斗(3250)可配合传动杆(3230)转动至观察口(3260)的正下方，所述观察口(3260)位于载片台(3220)正上方；

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述体外工作站(4000)包括图像分析单元(4100)、刺激单元(4200)、释药单元(4300)、压力反馈单元...

【技术特征摘要】

1.一种主动驱动肠道内窥机器人系统，其特征在于，包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主动驱动体(1100)还包括人造肌肉驱动体(1300)，所述人造肌肉驱动体(1300)由4个硅胶气囊(1301)、外层硅胶套(1302)、线缆保护套(1303)、总线模块(1304)、硅胶连接件(1305)、4个圆形后盖(1306)和4个圆形头盖(1307)组成，所述硅胶气囊(1301)为圆柱形，所述硅胶气囊(1301)的两侧分别固接后盖(1306)和头盖(1307)，两个相邻的气囊(1301)的头盖(1307)和后盖(1306)通过硅胶连接件(1305)中心固接，所述后盖(1306)外侧设置有4个钢丝导向座(1308)，所述4个钢丝导向座(1308)呈对称分布，所述头盖(1307)外侧设置有4个钢丝导向座(1308)和1个硅胶管导向座(1309)，每个硅胶导向座(1309)固定1个硅胶管(1311)，每个硅胶管(1311)与硅胶气囊(1301)密封连通，硅胶管(1311)的另一端连接总线缆模块(1304)，所述钢丝导向座(1308)对称固定于头盖(1307)和后盖(1306)之间，所述钢丝导向座(1308)固接多股钢丝(1310)，每个气囊连(1301)接4根多股钢丝(1310)，多股钢丝(1310)的另一端连接总线缆模块(1304)，线缆保护套(1303)包裹总线缆模块(1304)。

【专利技术属性】
技术研发人员：皮喜田，余罗，刘洪英，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：

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