[发明专利]一种主动式结肠微型机器人结构及其工作方法

说明书

本发明公开了一种主动式结肠微型机器人结构及其工作方法。主动式结肠微型机器人结构包括轴向行走机构、对称柔性连接于轴向行走机构两端的两个径向扩张机构，轴向行走机构包括行走壳体，设置在行走壳体内的行走电池、行走电机、电机驱动器、丝杠螺母机构A、行走装置，径向扩张机构包括扩张壳体、设置在扩张壳体内的扩张电池、扩张电机、丝杠螺母机构B、扩张装置，所述电机驱动器与所述行走电机和所述扩张电机电连接。轴向行走机构通过行走电机驱动行走装置实现行走动作，径向扩张机构通过扩张电机驱动扩张装置实现扩张动作。本发明结构简单、控制简单，成本低，性能可靠，能够方便地实现前进、后退、驻留、转弯等动作。

技术领域

本发明涉及一种结肠微型机器人结构，特别是一种主动式结肠微型机器人结构，属于医疗器械技术领域。本发明还涉及该主动式结肠微型机器人结构的工作方法。

背景技术

现代快速的生活节奏改变了传统饮食结构，加之环境污染、食品安全等一系列问题的出现，世界上消化道疾病的发病率正以每年2％的速度上升，而我国消化道疾病的发病率增速是世界水平的两倍，消化道疾病是一种常见的多发病，发病率占世界总人口的10％～20％，值得注意的是消化道疾病的癌变率较高，最为常见的是结肠息肉向结肠癌的转变。结肠癌是结肠粘膜上皮在环境或遗传等多种致癌因素作用下发生的恶性病变，是最常见的消化道恶性肿瘤之一。结肠癌死亡率较高，在我国发病率与死亡率仅低于胃癌、食管癌和肺癌。

目前，传统内窥镜是最常见肠道疾病诊疗装置，虽然能可靠地对常见肿瘤(如肠息肉、结肠癌等)进行及时诊断，但其插入式操作不仅会使病人承受巨大的痛苦，而且有可能引起诸多并发症。胶囊内窥镜作为一种可吞服肠道疾病诊断装置，具有胶囊级的微小体积，能够无线传输体内消化道图像，最后通过肠道的生理蠕动排出体外，但其被动的运动过程无法对病灶点进行主动诊断，容易出现“漏诊”现象。

主动式结肠微型机器人能够自主在肠道中运动，能够实现驻停，可进行定点检测采用无线供能技术，能量供应充足。在集成胶囊内窥镜的优点的同时解决其存在的问题，其必将成为内窥镜技术发展的趋势。微型肠道诊疗机器人具有重要的应用价值和广阔的应用前景，已成为国内外医疗器械领域研究的热点之一。

根据对现有的技术检索发现，文献号为CN103211564A的中国专利文献，公开了一种用于胃肠道检测的微型机器人，包括轴向伸缩机构、头部径向钳位机构和尾部径向钳位机构，其中头部径向钳位机构由径向动力装置与轴向伸缩机构相连，径向钳位机构包括相互啮合的机构输出齿轮和调速输出齿轮、至少3条均匀分布于机构输出齿轮外圆周的螺旋线腿和钳位调速装置。但其扩张能力有限，且结构复杂，径向钳位机构的钳位能力有限，在肠道中使用范围有限，无法应用于结肠的诊疗中。

文献号为CN104783752A的中国专利文献，公布了一种大变径比微型胃肠道机器人机构，包括轴向伸缩机构、对称设置于轴向伸缩机构两端的两个径向扩展机构，径向扩展机构包括挡板框架以及设置于其内部且依次相连的扩展电机、传动机构、钳位机构和减速器轴向伸缩机构包括伸缩机架以及设置于其内部且互相连接的伸缩电机、行星齿轮减速器和丝杠螺母机构伸缩电机与两个扩展电机同轴设置。该发明结构复杂，虽能提供大变径比但钳位能力不足，稳定性不足，且转弯能力有待提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种结构简单、能够在人体结肠内前进、后退、驻留及稳定性高、转弯能力强的新型的主动式结肠微型机器人结构。