[发明专利]一种基于含能材料的体内大结石粉碎微系统及其方法

权利要求书

1.一种基于含能材料的体内大结石粉碎微系统，其特征在于，包括：驱动管、电源及电路模块、驱动杆以及可展开碎石机构；

所述可展开碎石机构包括至少两个独立展开部件，所述至少两个独立展开部件之间可相互合拢形成圆柱或棱柱空间；每个独立展开部件端部与所述驱动管端部通过铰链连接；所述驱动杆从所述驱动管内穿过，且所述驱动杆端部位于所述可展开碎石机构形成的圆柱或棱柱空间中；所述每个独立展开部件的内侧面与位于所述圆柱或棱柱空间中的驱动杆侧壁，通过驱动杆连接机构实现铰接；所述驱动杆可在所述驱动管内同轴拉伸活动，并通过驱动杆的轴向活动带动所述可展开碎石机构的闭合/展开；在所述可展开碎石机构展开过程中，在所述独立展开部件位于与所述驱动管端部铰接相对的另一端上，各独立展开部件之间逐渐远离，形成包覆区域以包覆结石部位；在所述可展开碎石机构闭合过程中，在所述独立展开部件位于与所述驱动管端部铰接相对的另一端上，各独立展开部件之间逐渐合拢，将结石部位进行夹持固定，以使结石部位与各所述独立展开部件的内侧面贴合；其中至少一个独立展开部件的内侧面上设有含能结构，所述电源及电路模块用于为所述含能结构供电，以产生爆轰波作用于结石，实现结石粉碎；

所述至少两个独立展开部件包括：可形成棱柱空间的至少三个平板侧面，每一个平板侧面作为一个独立展开部件；或者，可形成圆柱空间的至少两个弧形侧面，每个弧形侧面作为一个独立展开部件；

所述每个独立展开部件端部与所述驱动管端部通过铰链连接包括：

所述驱动管端部还设有可展开碎石机构装配槽，所述装配槽与所述独立展开部件端部截面形状配合，所述装配槽中设置有若干球形绞支凹槽，每个所述独立展开部件端部设有与之对应的球形绞支凹槽，每个独立展开部件的球形绞支凹槽与驱动管上的球形绞支凹槽相对应，通过小球形成绞支；

所述每个独立展开部件的内侧面与位于所述圆柱或棱柱空间中的驱动杆侧壁，通过驱动杆连接机构实现铰接包括：

所述每个独立展开部件内侧面的几何中心设有一个球形绞支凹槽，对应的环绕所述驱动杆侧壁设有若干球形绞支凹槽，所述驱动杆侧壁上的球形绞支凹槽与所述每个独立展开部件的球形绞支凹槽通过所述驱动杆连接机构一一对应相连，所述驱动杆连接机构为两端小球中间由细杆连接，小球直径与球形绞支凹槽直径相同；

所述其中至少一个独立展开部件的内侧面上设有含能结构包括：

每个所述独立展开部件的内侧面均通过设置放置凹槽，来设置所述含能机构，所述放置凹槽沿所述独立展开部件轴向排列形成放置凹槽阵列，在每一个放置凹槽中设置一个含能机构，形成含能机构阵列；

含能机构包括硅基底、硅桥、焊接层、焊接层引线孔、半导体桥盖板和叠氮化物，在硅基底中间区域设置有硅桥，硅桥为高掺杂的低阻多晶硅，在硅基底上并且位于硅桥的两端分别设置与硅桥连接的焊接层，在硅基底上设置有覆盖硅桥和焊接层的半导体桥盖板，在半导体桥盖板上正对硅桥的区域开设有叠氮化物放置窗口，在焊接层下设置有打通绝缘层和硅基底的焊接层引线孔，通过焊接层引线孔将焊接层电连接至所述电源及电路模块；

所述驱动管与所述驱动杆的材料采用硅橡胶、聚对二甲苯或聚氯乙烯PVC，所述驱动管直径为0.9cm至1.1cm，所述驱动杆的直接为1.2mm至1.8mm；所述可展开碎石机构材料采用硅材料，厚度为730μm至770μm，长度为14cm至16cm；所述可展开碎石机构的放置凹槽深度为280μm至320μm；放置凹槽阵列的外边缘距离可展开碎石机构边缘位0.8mm至1.2mm；相邻放置凹槽之间的距离为480μm至520μm；所有球形绞支凹槽直径为280μm至320μm；所述驱动杆连接机构两端小球以及球形绞支凹槽中的绞支小球均采用金属镍基材料，直径为280μm 至320μm，与球形绞支凹槽直径相同；电源采用锂离子电池；所述硅桥为掺杂非金属材料的硅；掺杂为砷、磷和硼中的一种或多种，掺杂浓度为5×1018至3×1020离子/cm3，硅桥厚度为2μm至5μm；所述硅基底采用硅衬底，厚度为90μm 至110μm；所述焊接层采用金属材料。

2.如权利要求1所述的基于含能材料的体内大结石粉碎微系统，其特征在于，所述至少两个独立展开部件为可形成三棱柱空间的三个平板侧面。

3.如权利要求1所述的基于含能材料的体内大结石粉碎微系统，其特征在于，所述位于所述可展开碎石机构形成的圆柱或棱柱空间中的所述驱动杆端部设有微型摄像头，用于定位体内结石位置。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于含能材料的体内大结石粉碎微系统的控制方法，其特征在于，包括：

基于含能材料的体内大结石粉碎微系统深入体内，定位到结石位置；

推动驱动杆，可展开碎石机构展开，系统继续向前移动，展开的机构包覆住结石，此时向外轴向拉动驱动杆，可展开碎石机构闭合使含能机构与结石部位贴合；

可展开碎石机构将结石包覆在空间内，系统供电，含能机构产生电爆效应，打响叠氮化物，产生爆轰波击碎。