[發明專利]基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統及方法

有效

• 申請號: 201810309611.2
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108814537B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 高晉陽
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61B1/31
• 分類號: A61B1/31;A61B1/04
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發明涉及結腸三維重構技術，具體是一種基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統及方法。本發明解決了現有結腸三維重構技術容易對人體造成輻射危害、無法發現結腸的潛在病灶、實現成本高、容易造成患者不適、操作過程繁瑣的問題。基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統，包括結腸診查微型機器人和數據分析控制系統；所述結腸診查微型機器人包括變徑履帶式行走機構、攝像頭、三個薄膜壓力傳感器、第I無線通信模塊、感應接收線圈；所述數據分析控制系統包括計算機、第II無線通信模塊。本發明在實現對結腸進行視覺診查的同時，實現了對結腸進行三維重構，適用于結腸疾病的診查及病灶的準確定位。

技術領域

本發明涉及結腸三維重構技術，具體是一種基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統及方法。

背景技術

在結腸疾病的診查中，為確定病灶在結腸中的具體位置，以便于后續手術治療的開展，需要對結腸進行三維重構。在現有技術條件下，結腸三維重構技術主要分為兩種：第一種是CT三維成像法。此種方法存在的問題是：容易對人體造成輻射危害、無法發現結腸的潛在病灶、實現成本高。第二種是X射線透視法。此種方法存在的問題是：容易對人體造成輻射危害、容易造成患者不適、操作過程繁瑣。基于此，有必要發明一種全新的結腸三維重構技術，以解決現有結腸三維重構技術容易對人體造成輻射危害、無法發現結腸的潛在病灶、實現成本高、容易造成患者不適、操作過程繁瑣的問題。

發明內容

本發明為了解決現有結腸三維重構技術容易對人體造成輻射危害、無法發現結腸的潛在病灶、實現成本高、容易造成患者不適、操作過程繁瑣的問題，提供了一種基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統及方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：

基于結腸診查微型機器人的結腸三維重構實現系統，包括結腸診查微型機器人和數據分析控制系統；

所述結腸診查微型機器人包括變徑履帶式行走機構、攝像頭、三個薄膜壓力傳感器、第I無線通信模塊、感應接收線圈；

所述變徑履帶式行走機構包括變徑子機構和三個行進子機構；

所述變徑子機構包括前擋板、后擋板、第I步進電機、主動齒輪、絲杠、從動齒輪、前螺母、后螺母、三個導桿、三個四連桿機構；

所述每個四連桿機構均包括前主動桿、后主動桿、前從動桿、后從動桿；前主動桿的中部和后主動桿的中部交叉鉸接；前從動桿的首端與后主動桿的尾端鉸接；后從動桿的首端與前主動桿的尾端鉸接；

前擋板和后擋板相互正對；第I步進電機的機座固定安裝于前擋板和后擋板之間，且第I步進電機的輸出軸轉動貫穿前擋板；主動齒輪固定裝配于第I步進電機的輸出軸上，且主動齒輪位于前擋板的前側；絲杠的前端轉動貫穿前擋板；絲杠的后端轉動支撐于后擋板上；絲杠的前部和后部各攻有一段螺紋；兩段螺紋均位于前擋板和后擋板之間，且兩段螺紋的旋向相反；從動齒輪固定裝配于絲杠的前端，且從動齒輪與主動齒輪嚙合；前螺母旋擰于絲杠的前段螺紋上；前螺母的端面貫通開設有三個前導向孔，且三個前導向孔圍繞前螺母的軸線等距平行排列；前螺母的外側面延伸設置有三個前耳片，且三個前耳片圍繞前螺母的軸線等距排列；三個前耳片的耳孔軸線均與前螺母的軸線垂直，且三個前耳片的耳孔軸線共同圍成等邊三角形；后螺母旋擰于絲杠的后段螺紋上；后螺母的端面貫通開設有三個后導向孔，且三個后導向孔圍繞后螺母的軸線等距平行排列；后螺母的外側面延伸設置有三個后耳片，且三個后耳片圍繞后螺母的軸線等距排列；三個后耳片的耳孔軸線均與后螺母的軸線垂直，且三個后耳片的耳孔軸線共同圍成等邊三角形；三個導桿的前端均固定支撐于前擋板上，且三個導桿的前部分別滑動貫穿三個前導向孔；三個導桿的后端均固定支撐于后擋板上，且三個導桿的后部分別滑動貫穿三個后導向孔；三個前主動桿的首端分別與三個前耳片鉸接；三個后主動桿的首端分別與三個后耳片鉸接；