[實(shí)用新型]基于腹足動(dòng)物運(yùn)動(dòng)機(jī)理的介入診療機(jī)器人

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820030807.X
• 申請(qǐng)日: 2008-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN201143199Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳柏;陳筍;蔣素榮;趙大旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B1/00
• 分類號(hào): A61B1/00;G05B17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種醫(yī)用微型機(jī)器人，特別涉及一種基于腹足動(dòng)物運(yùn)動(dòng)機(jī)理的仿生介入診療機(jī)器人。

背景技術(shù)

最初，介入診療機(jī)器人的研究是以消化道為應(yīng)用背景，基于蛇和蚯蚓等軟體動(dòng)物的蠕動(dòng)機(jī)理而提出的。如K.Ikuta基于蛇的運(yùn)動(dòng)原理，以形狀記憶合金為致動(dòng)器提出的蠕動(dòng)式自主內(nèi)窺鏡機(jī)器人；如I.Hayashi所在課題組，S.Kato所在課題組、N.Saga所在課題組、K.Byungkyu所在課題組采用不同的驅(qū)動(dòng)器分別提出了各自的仿蚯蚓蠕動(dòng)內(nèi)窺鏡機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。為了減輕機(jī)器人機(jī)身與管腔的硬接觸給人體帶來(lái)的損傷，科學(xué)家們提出了以柔性機(jī)身代替剛性機(jī)身：如J.W.Burdick等人提出一種直徑可以隨腸道內(nèi)徑變化的，并能適應(yīng)腸道的柔軟、纖弱和粘滑的仿尺蠖內(nèi)窺鏡機(jī)器人；如P.Dario等人研制的氣動(dòng)式蠕動(dòng)微型機(jī)器人。

我國(guó)的上海交通大學(xué)、上海大學(xué)、大連理工大學(xué)以消化道為應(yīng)用背景，分別提出各自的蠕動(dòng)式內(nèi)窺鏡機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。浙江大學(xué)周銀生等提出的螺旋式微型機(jī)器人則巧妙的利用了流體動(dòng)壓潤(rùn)滑效應(yīng)，避免了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)胃腸等生物管道壁的損傷。

以大動(dòng)脈、大靜脈為應(yīng)用背景的血管內(nèi)定點(diǎn)介入診療機(jī)器人的研究剛剛起步。目前，主要朝以下兩個(gè)方向發(fā)展：一種是微納米機(jī)器人，主要在血管中進(jìn)行微觀操作，如瑞典科學(xué)家Edwin?W.H.Jager研制出的由多層聚合物和黃金制成的微機(jī)器人。其外形類似人的手臂，其肘部和腕部很靈活，有2到4個(gè)手指，能在血液、尿液和細(xì)胞介質(zhì)中捕捉和移動(dòng)單個(gè)細(xì)胞的血管內(nèi)微型機(jī)器人，見參考文獻(xiàn)：Edwin?W.H.Jager，Olle，IngemarMicrorobots?forMicrometer-Size?Objects?in?Aqueous?Media：Potential?Tools?for?Single-CellManipulation.Science，2000，288：2335-2338。如中科院上海硅酸鹽研究所施劍林研制的“納米藥物分子運(yùn)輸車”，直徑只有200納米，可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)投藥，見參考文獻(xiàn)：Y.Zhu，J.Shi，W.Shen?et?al.Stimuli-Responsive?ControlledDrug?Release?from?a?Hollow?Mesoporous?Silica?Sphere/PolyelectrolyteMultilayer?Core-Shell?Structure.Angewandte?Chemie?InternationalEdition，2005，44(32)：5083-5087。另外一個(gè)研究方向是研究在血管中進(jìn)行宏觀操作的微小型機(jī)器人。目前日本科學(xué)家提出的一種基于外磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的螺旋式游動(dòng)機(jī)器人，見參考文獻(xiàn)：K.Ishiyama，M.Sendoh，A.Yamazaki?et?al.Swimming?ofMagnetic?Micro-Machines?Under?a?Very?Wide-Range?of?Reynolds?NumberConditions.2001?IEEE?Transactions?on?Magnetics，2001，37(4)：2868-2870和參考文獻(xiàn)：M.Sendoh，K.Ishiyama?et?al.Fabrication?of?Magnetic?Actuatorfor?Use?in?a?Capsule?Endoscope.2003?IEEE?Transactions?on?Magnetics，2003，39(5)：3232-3234。外形尺寸為φ0.5×8mm，已能滿足大血管環(huán)境對(duì)機(jī)器人尺寸結(jié)構(gòu)的需要，如何克服血液流動(dòng)對(duì)機(jī)器人的沖擊，保證血管中的定點(diǎn)介入診療機(jī)器人系統(tǒng)在高速流動(dòng)的液體沖擊下可靠的定位，又如何在逆向流動(dòng)的液體中平穩(wěn)的運(yùn)行成為血管內(nèi)介入診療機(jī)器人研究的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)難點(diǎn)，提供一種具有良好的抗流體沖擊能力和運(yùn)動(dòng)低損傷的介入診療機(jī)器人。

原理：1980年Mark?Denny在Nature雜志發(fā)表了他對(duì)腹足動(dòng)物運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的分泌液特性及其對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用的研究結(jié)果，很好的揭示了腹足動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)機(jī)理