[發明專利]用于胃腸道機器人的微型鉗位機構

有效

• 申請號: 201310069495.9
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103126644A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 柯全;顏國正;賀術;陳雯雯;王志武;姜萍萍;劉華;吉星春
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是醫療器械技術領域的裝置，具體是一種用于胃腸道機器人的微型鉗位機構。

背景技術

隨著人們生活節奏的不斷加快和飲食結構的不斷變化，消化道疾病越來越多。胃癌是世界范圍內最常見的惡性腫瘤之一，每年約有64萬人因胃癌死亡，居癌癥死因的第2位。世界上腸癌的發病率也以每年2％的速度上升，每年近50萬人死于腸癌，而我國腸癌發病率的增速是世界水平的兩倍，死亡率居癌癥死因第三位。消化道系統疾病屬于發病率、死亡率和致殘率極高的慢性疾病，因此提前檢查預防和診斷胃腸道疾病對提高人民健康水平具有重要意義，而好的消化道疾病診斷方法是預防胃腸道疾病的關鍵。

目前國內外對消化道疾病的診斷和治療主要采用胃鏡和腸鏡。對病人來說，10mm左右直徑的鏡管在插入時總會帶來不適，從而普遍產生對內窺鏡檢查恐懼的現象。內窺鏡本體具有一定的剛度，屬于有創診斷工具。內窺鏡檢查時，病人不僅感受到不適和巨大疼痛，而且內窺鏡的插入可能引起諸多并發癥：咽喉擦傷、食管賁門粘膜撕裂、急性胃擴張、胃腸道穿孔和胃腸道出血甚至猝死、腸道的損傷。同時傳統內窺鏡操作起來也非常復雜，且具有很大的局限性。由于消化道狹窄曲折，內窺鏡很難深度插入體內，位于消化道中間部位的小腸容易成為內窺鏡檢查的“盲區”。

20世紀80年代以來，微機電系統(MEMS)技術與醫學技術的結合，誕生了膠囊內窺鏡。膠囊內窺鏡是一種微創、無創被動式胃腸道診查系統。但膠囊內窺鏡攝像頭的視野范圍狹小，導致漏檢是不可避免的；且膠囊被動運動，使得醫生不能對可疑病灶點進行反復觀察。膠囊內窺鏡一般屬于一次性產品，成本昂貴。

傳統插入式內窺鏡和膠囊內鏡都有其缺點和局限性，而微型人體胃腸道機器人可彌補插入式內窺鏡和膠囊內鏡存在的缺陷，通過微型機器人自主進入人體胃腸道并完成設定微創或無創診療操作。

對現有技術進行文獻檢索發現，美國專利文獻號：US6719684B2公告日：2002.4.23，記載了“MICRO?CAPSULE?TYPE?ROBOT”(用于人體胃腸道檢測的微型胃腸道機器人)，該胃腸道機器人由膠囊內窺鏡和鉗位機構兩部分組成。其中：鉗位機構是胃腸道機器人設計的關鍵技術，并決定胃腸道機器人的尺寸。鉗位機構的方式有三種：1.金屬復合材料式；2.氣囊式；3.吸盤式。但是該三種鉗位方式都有各自缺點：金屬復合材料式工作時所提供的鉗位力較小，不能有效鉗位；氣囊式則不能多次反復鉗位，且體積較大；吸盤式由于采用微泵進行真空處理，小型化較為困難，不利于胃腸道機器人在腸道內運行。目前，胃腸道機器人也有采用磁場進行驅動和鉗位，但是驅動器的結構和控制過程都很復雜，實際運用較為困難。

綜上所述，微型胃腸道機器人是未來解決胃腸道疾病的有效手段，但由于其鉗位機構存在缺點和不足，使得胃腸道機器人系統有待于進一步的該進和提高。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種用于胃腸道機器人的微型鉗位機構，能夠解決現有技術中鉗位機構不能有效鉗位的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：擋板組件以及設置于其內部的磁條組件、機械臂組件和轉子組件，其中：擋板組件和磁條組件構成腔體，轉子組件位于腔體的內部，機械臂組件活動設置于腔體的外部且與擋板組件相連，以實現沿軸向的往復旋轉。

所述的擋板組件包括：分別與磁條組件的上端面和下端面相連且同軸設置的第一擋板和第二擋板。

所述的磁條組件包括：由上而下依次連接的上磁板、下磁板和環狀磁條，其中：上磁板和下磁板均為半圓形磁板組合而成的圓盤結構，環狀磁條由兩個半環磁條組成。

所述的環狀磁條由第一半環磁條與第二半環磁條的矩形側面相互連接，形成一個空心圓環，空心圓環的上方與上磁板相連，下方與下磁板相連。

所述的機械臂組件包括：若干組V字形結構的活動機械臂，其中：活動機械臂的兩個末端分別與第一擋板和第二檔板轉動連接，活動機械臂的中間端為轉動連接。

所述的活動機械臂優選為中心對稱設置且個數至少為2個。

所述的活動機械臂的個數優選為3個。

所述的轉子組件包括：轉子、線圈和中心軸，其中：中心軸的兩端分別與第一擋板和第二擋板相連，轉子活動設置與中心軸上，線圈在轉子上表面的凹槽處沿著轉子半徑過圓心繞制，在轉子側面處豎直繞制。

所述的轉子兩端為扇形結構，所述的扇形的角度優選為60度。

所述的中心軸的剖面為D字形。

有益效果