[實用新型]一種無線微管道膠囊子母機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621051796.4
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN206390908U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭健;劉鵬宇;郭書祥
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: A61B5/07
• 分類號: A61B5/07;A61B1/04;A61B1/273;A61M31/00
• 代理公司: 天津天麓律師事務(wù)所12212
• 代理人: 王里歌

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型屬于工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無線微管道膠囊子母機(jī)器人，主要適用于由于胃腸道疾病的檢測、診斷、活檢及后期給藥治療等方面。

(二)背景技術(shù)：

胃腸道疾病已經(jīng)開始成為威脅我國國民身體健康的重要因素。目前國內(nèi)外治療消化道疾病的傳統(tǒng)方法是將連接有醫(yī)用軟管的內(nèi)窺鏡從患者的口腔送入消化道內(nèi)，此過程中醫(yī)用軟管會與消化壁之間產(chǎn)生摩擦，給病人帶來很大的痛感，同時也很可能會對消化粘膜造成二次損傷，此外，傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡進(jìn)入人體后姿態(tài)不能夠?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)整，容易出現(xiàn)視覺盲區(qū)，導(dǎo)致不能發(fā)現(xiàn)病變部位。

膠囊內(nèi)窺鏡的提出解決了這些問題，但目前市場的膠囊內(nèi)鏡主要依靠胃腸道的蠕動而被動運動，不能實現(xiàn)姿態(tài)控制。通過磁場控制膠囊機(jī)器人在狹窄的腸道環(huán)境運動已經(jīng)成為研究主流。

目前，已有研究利用三軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動單個機(jī)器人旋轉(zhuǎn)運動，可用作醫(yī)用無線膠囊內(nèi)窺鏡檢測與治療，但這些機(jī)器人有著一些不足：(1)若要同時實現(xiàn)檢測及治療功能，需要將這些功能集成到單個機(jī)器人上，以現(xiàn)有技術(shù)，其體積會不可避免地增大，令其實用性大大降低；(2)這些機(jī)器人單次攜帶的藥物量有限，在其藥物使用完成以后只能令機(jī)器人退出再進(jìn)行下次檢查治療，操作手段不夠靈活；(3)這些機(jī)器人往往單次只能攜帶一種藥物，可能只能針對某種特殊的病癥，而腸道疾病多種多樣，醫(yī)生需要依據(jù)不同的癥狀對癥下藥，所以這些機(jī)器人的治療手段比較單一，有一定的局限性。

子母機(jī)器人旨在分步利用各種功能，將其模塊化，將各功能分別作為單獨的模塊，可按照功能需要而只使用其對應(yīng)模塊以減小機(jī)器人體積，同時提高機(jī)器人靈活性與實用性。

(三)實用新型內(nèi)容：

本實用新型的目的在于提供一種無線微管道膠囊子母機(jī)器人，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種可以可實現(xiàn)結(jié)合、分離動作的機(jī)器人，且結(jié)構(gòu)簡單，侵入性低，操作方便。

本實用新型的技術(shù)方案：一種無線微管道膠囊子母機(jī)器人，其特征在于它包括控制器部分、母機(jī)器人部分和子機(jī)器人部分；其中，所述控制器部分通過發(fā)出驅(qū)動和控制信號控制母機(jī)器人部分和子機(jī)器人部分的動作。

所述控制器部分為環(huán)繞于病人體外的三軸亥姆霍茲線圈；所述控制器部分通過三軸亥姆霍茲線圈發(fā)出驅(qū)動和控制信號，控制母機(jī)器人部分和子機(jī)器人部分的動作。

所述母機(jī)器人部分由頭部、母主體和尾部構(gòu)成；其中所述母主體有兩條從其頭部觀察為順時針方向的螺旋凹槽；所述尾部有一錐形凹槽。

所述母機(jī)器人部分的頭部可安裝用于監(jiān)測腸道環(huán)境的微型攝像頭。

所述母機(jī)器人部分母主體的內(nèi)部中心處有一徑向磁化的圓柱形釹鐵硼永磁體；所述母機(jī)器人部分尾部凹槽內(nèi)置一軸向磁化的圓柱形釹鐵硼永磁體；所述母機(jī)器人部分中心內(nèi)置的圓柱形釹鐵硼永磁體在置于病人體外的三軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，同時帶動母機(jī)器人部分進(jìn)行以其中心軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動。

所述子機(jī)器人部分由頭部和子主體構(gòu)成；其中，所述頭部為錐形結(jié)構(gòu)；所述子主體上有兩條從其頭部觀察為逆時針方向的螺旋凹槽。

所述子機(jī)器人部分的子主體的內(nèi)部中心處有一徑向磁化的圓柱形釹鐵硼永磁體；所述子機(jī)器人部分的頭部內(nèi)置一軸向磁化的圓柱形釹鐵硼永磁體，其極性與母機(jī)器人部分尾部凹槽前內(nèi)置的圓柱形釹鐵硼永磁體相反，可與母機(jī)器人部分的尾部的軸向磁化的圓柱形釹鐵硼永磁體相互吸合；所述子機(jī)器人部分內(nèi)置的圓柱形釹鐵硼永磁體在置于病人體外的三軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，同時帶動子機(jī)器人部分進(jìn)行以其中心軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動。

所述母機(jī)器人部分和子機(jī)器人部分在同一旋轉(zhuǎn)磁場的控制下，以相同的方向轉(zhuǎn)動；所述母機(jī)器人部分的主體上的兩條螺旋凹槽與子機(jī)器人部分主體上的兩條螺旋凹槽的方向相反，使得子母兩部分機(jī)器人在具有相同轉(zhuǎn)動方向的情況下具有相反的軸向運動方向。

本實用新型的工作方法：

①在腸道檢測和治療時，病人先將母機(jī)器人部分吞下，通過環(huán)繞于病人體外的三軸亥姆霍茲線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場驅(qū)動母機(jī)器人部分內(nèi)置的釹鐵硼永磁體旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，此時沿母機(jī)器人部分頭部觀測，旋轉(zhuǎn)磁場的方向為逆時針方向，同時母機(jī)器人部分旋轉(zhuǎn)方向也為逆時針方向；在母機(jī)器人部分到達(dá)目的地后，醫(yī)生可以利用母機(jī)器人部分頭部的微型攝像頭傳回畫面觀察探測病灶，確定具體治療方案；