微型结肠镜及其交互机构

1.本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及微型结肠镜及其交互机构。


背景技术：

2.结肠镜是疾病预防和检查方案中十分重要的器械，其一般从患者肛门进入人体，对肠道内部进行直观的成像观察，提高诊断的效率和精准性。
3.如202020269516.7公开了一种消化内科用小肠镜装置，通过设置的锁止气囊能够起到位置锁止的效果，保证装置位置锁止的稳定性，从而能够便于装置对确定的位置进行拍摄处理，第一囊体通过膨胀能够与患者内部的肠道相互贴合，如此能够避免装置位置随肠道的蠕动而发生变化的问题，连接滑块通过在滑圈中的转动滑动，如此能对连接调节导丝位于管体顶端的位置进行调节，能够从各个角度对小肠镜的放置位置进行调节。
4.但是，这种结构的设计无疑拖长了肠镜端头的长度。需要专门设置气管，一般结肠镜本身带有线缆，增设气管管路易造成管路缠绕打结、人体不适等不利影响。现有肠镜的成像不够直观，观察难度较高。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供微型结肠镜及其交互机构，主要解决了现有技术中肠镜端头较长、肠镜观察时无法固定、增设气管易带来不利影响、影像观察困难等问题。
6.为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
7.微型结肠镜，包括行进机构，
8.行进机构的首端设有镜头机构，行进机构的尾端设有保护端节；
9.镜头机构的首端或尾端设有防动机构。
10.一种方式，行进机构包括若干行进端节，
11.每个行进端节穿设在单独的行进导柱上；
12.相邻的行进导柱之间通过万向节连接；
13.相邻的行进端节之间通过可延展的节膜连接，节膜将行进导柱和万向节包覆；
14.尾端的行进端节与保护端节连接，保护端节的尾端为弧面，保护端节内部中空；
15.首端的行进端节与镜头机构通过活动机构连接。
16.一种方式，活动机构包括球铰和若干弹簧，行进端节的首端与镜头机构的尾端通过球铰连接，若干弹簧沿环形设置在球铰四周，弹簧两端分别连接行进端节和镜头机构。
17.一种方式，行进端节为电磁直线驱动器，行进端节的数量不少于三个。
18.一种方式，镜头机构包括镜头筒壳，镜头筒壳的首端贯通，镜头筒壳内部中空。
19.一种方式，镜头筒壳内部的首端设有主镜头和补光灯，补光灯沿环形设置在主镜头四周；
20.补光灯靠近主镜头的一侧设有挡光板，挡光板靠近补光灯的一面为斜面。
21.一种方式，补光灯为冷光源。
22.一种方式，防动机构包括滑动柱，滑动柱设于镜头筒壳内部的尾端；
23.滑动柱上穿设有滑动件，
24.镜头筒壳内还设有驱动组件；
25.镜头筒壳外侧开设有若干环形设置的气囊槽，气囊槽的首端或尾端贯通镜头筒壳；
26.气囊槽内设有单独的气囊件，所有气囊件均与滑动件连接；
27.驱动组件驱动滑动件沿滑动柱移动，滑动件带动气囊件伸出或收回气囊槽。
28.一种方式，镜头筒壳的首端或尾端内凹，内凹部分上沿环形设有凸起；
29.凸起与气囊槽一对一地设置；
30.凸起超出气囊槽的内侧边且低于镜头筒壳的外侧壁；
31.凸起为球柱结构；
32.凸起面向气囊件的一端设有弧形坡面；
33.气囊件的内部充气，气囊件为高强度的防腐材质。
34.基于上述结肠镜的交互机构，交互机构用于实现人机交互，其包括操作端、接收端和处理端；
35.操作端，用于输入控制指令，其单独设置，不进入人体，与接收端电线连接或建立无线连接；
36.接收端，用于接收操作端传输的控制指令，并转化为操作指令，设于镜头机构内，与处理端电线连接；
37.处理端，用于接收操作指令并传输给相关机构，设于镜头机构内，与行进机构、镜头机构、防动机构电线连接。
38.本发明的有益效果是：
39.1.结肠镜可以在指定位置固定，减少肠道蠕动影响成像观察；
40.2.结肠镜不需要气管，避免因多余管路的设置导致线路缠绕打结、人体不适等不利影响；
41.3.结肠镜带有照明手段，且不会因光源离主镜头过近影响成像效果，观察更加直观；
42.4.无需增设镜头机构的长度即可实现固定，防止端头过长导致结肠镜行进困难、镜头机构摆动困难等不利影响；
43.5.交互手段合理完善，保证治疗正常进行。
附图说明
44.图1为本发明的结构示意图；
45.图2为本发明中行进机构的工作原理示意图；
46.图3为本发明中挡光板的局部放大示意图；
47.图4为本发明中镜头机构的结构示意图；
48.图5为本发明中防动机构的工作原理示意图；
49.图6为本发明中防动机构的剖切示意图；
50.图7为本发明中活动机构的剖视示意图；
51.图8为本发明中交互机构的原理图。
52.图中：1、行进机构；11、行进端节；12、行进导柱；13、万向节；14、节膜；2、镜头机构；21、镜头筒壳；22、主镜头；23、补光灯；24、挡光板；3、保护端节；4、防动机构；41、滑动柱；42、滑动件；43、驱动组件；44、气囊件；45、凸起；5、活动机构；51、球铰；52、弹簧；6、交互机构；61、操作端；62、接收端；63、处理端。
具体实施方式
53.下面结合附图对本发明进行进一步说明：
54.以结肠镜从外部进入人体的方向为准，前进端为首端，与其对应的一端为尾端或末端。
55.微型结肠镜，如图1所示，主要包括行进机构1、镜头机构2、保护端节3以及防动机构4。行进机构1的首端与镜头机构2通过活动机构5连接，行进机构1的尾端与保护端节3连接，镜头机构2的首端或尾端设有防动机构4。
56.如图1、图2和图7所示，行进机构1用于使结肠镜实现蠕动，尽可能地减少行进对肠道的损伤，避免穿孔，且在肠道里可以正常行进。
57.行进机构1包括至少三个的行进端节11。
58.行进端节11为电磁直线驱动器，每个行进端节11包括导磁筒、线圈、导磁铁芯、永磁体、端盖等。
59.行进端节11穿设在行进导柱12上，相邻的行进导柱12之间通过万向节13连接，确保灵活变形，便于在结构复杂的肠道内行进，行进端节11可以沿对应的行进导柱12前后移动，行进导柱12前后端的万向节13还对行进端节11起到限位的作用。相邻的行进端节11之间通过节膜14连接，节膜14具备防腐性能且密闭性良好，具有较好的延展性，便于配合行进的扭动，节膜14将对应的行进导柱12和万向节13包覆在内，起到保护部件作用的同时，也将部件棱角对肠道的刮蹭最大程度地减轻，也保护了肠道。
60.首端的行进端节11与镜头机构2通过活动机构5连接，尾端的行进端节11和保护端节3连接。
61.保护端节3的末端为弧面，且保护端节3的内部中空，中空的内部结构方便设置其他功能部件或与相关部件的连接、联动，弧形端面进一步防止棱角对肠道的损伤。
62.其中，如图7所示，活动机构5包括一个球铰51、至少三个的形状记忆弹簧52，相关行进端节11的首端与镜头机构2的尾端通过球铰51连接，保证镜头机构2转动的灵活性，在球铰51四周沿环形等间距地设置有三个形状记忆弹簧52，弹簧52连接镜头机构2和相关行进端节11，加强铰接结构的同时，也减缓了结肠镜与肠胃的碰撞力度，进一步保护了肠道，对镜头机构2的复位和固定也起到一定作用。
63.如图1、图3和图4所示，镜头机构2用于对肠道内进行拍摄成像，方便医生观察病况。
64.镜头机构2包括镜头筒壳21，镜头筒壳21的首端贯通且内部中空，镜头筒壳21内部分为首尾两个部分，首端部分的中心位置设有主镜头22，主镜头22四周沿环形、等间距地设有多个补光灯23，补光灯23的数量不少于三个，优选为五个。
65.补光灯23靠近主镜头22一端的底部设有专门的挡光板24，挡光板24的截面为直角
三角形，直角边一端与补光灯23侧壁连接，直角边另一端正对主镜头22，且长度适当超出主镜头22的首端，斜边相对补光灯23设置，防止补光灯23的光照直接曝照在主镜头22上，影响主镜头22使用，补光灯23主要针对肠道进行光照，补光灯23为冷光源，防止其产生热量，对肠道造成影响，导致不适或烫伤。
66.在镜头筒壳21的首端端头增设一个透明材质的弧线罩体，在不影响主镜头22捕捉影像的前提下，用以保护内部的器材。
67.如图1、图5和图6所示，防动机构4用于结肠镜到达合适位置时，在不外接专门管路的前提下，通过向外扩展的方式，固定在肠道壁上，防止肠道蠕动影响观察视角的稳定。
68.防动机构4包括滑动柱41，滑动柱41设置在镜头筒壳21内部的尾端，滑动柱41一端与镜头筒壳21的圆面固定连接，整体水平设置，另一端悬置，可以不接触头端的主镜头22等，也可以选择进行连接，内部铺设有关线路。滑动柱41上穿设有滑动件42，滑动件42正对主镜头22的一端设有驱动组件43，驱动组件43位于镜头筒壳21内部，驱动组件43一般为微型的微进电机。
69.同时，镜头筒壳21外侧开设有至少三个沿环形、等间距设置的气囊槽，气囊槽的首端或尾端贯通镜头筒壳21的端面，每个气囊槽内设置有单独的气囊件44，所有气囊件44均通过内部开设的通槽与滑动件42固定连接。
70.驱动组件43驱动滑动件42沿滑动柱41前后移动，继而滑动件42带动气囊件44伸出或收回气囊槽。镜头筒壳21的首端或尾端，对应气囊槽带有开口的一端带有内凹。
71.该内凹部分上沿环形设有至少三个凸起45，凸起45与气囊槽一一对应地设置，凸起45的高度超出气囊槽的内侧边且低于镜头筒壳21的外侧壁，即凸起45不会在结肠镜的行进过程中因高出镜头筒壳21外侧壁而对肠道造成损伤，也保证凸起45可以影响气囊件44的行进路线，将其翘起外凸。
72.凸起45面向气囊件44或气囊槽的一端为弧形坡面，保证可以平滑地将气囊件44顶起，凸起45整体为球柱结构，保证凸起45不会有尖角刮蹭刺激肠道。
73.气囊件44内部充气，气囊件44为高强度的防腐材质。
74.基于上述的结肠镜，如图8所示，还设有专门的交互机构6，交互机构6用于实现人机交互，包括操作端61、接收端62以及处理端63。
75.操作端61，用于输入控制指令，其单独设置，一般为遥感控制器之类的设备，使用时不进入人体，具有相关操作按钮和控制芯片，操作端61与接收端62电线连接或建立无线连接。
76.建立无线连接的方式与电线连接的方式以及操作端61本身的结构均为现有技术，原理不作赘述。
77.接收端62和处理端63均设置在镜头筒壳21内部，其设置不影响其他部件的运动。
78.接收端62，用于接收操作端61传输的控制指令，并转化为操作指令，接收端62与处理端63电线连接。
79.接收端62内部带有专门的分析和转化芯片，以实现上述功能，且均为现有技术，原理不做赘述。
80.处理端63，用于接收操作指令并传输给相关机构，与行进机构1、镜头机构2、防动机构4电线连接。
81.处理端63内部带有专门的处理芯片，以实现上述功能，且均为现有技术，原理不做赘述。
82.除此以外，根据已有技术对结肠镜的使用进行拓展，其操作端61也可以外接设备，进行数据分析处理。
83.本发明的工作原理：
84.所有的行进端节11之间尺寸在摩擦力差异的，利用这一点，可以实现类似蠕动、打桩式的行进方式，避免对肠道的损伤。
85.具体按照从首端到尾端的方向将三个行进端节11依次排序，首端的行进端节11为一号行进端节，后面依次为二号行进端节和三号行进端节。同理，行进导柱12也依次命名为一号行进导柱、二号行进导柱和三号行进导柱；行进机构1依次命名为一号行进机构、二号行进机构和三号行进机构。
86.结肠镜进行正向行进时，初始状态如图2中第一行的结构所示。首先一号行进端节通电，其从一号行进导柱的尾端行进至首端，所有的行进端节11都是直接与肠道接触的，两者之间具有摩擦力，摩擦力为反作用力，一号行进端节的出力不足以带动整个结肠镜前进，一号行进机构整体处于收缩状态，一号行进机构断电。
87.需要注明的是，收缩状态即行进端节11位于对应行进导柱12的前进端端头并保持位置不变的状态。
88.接下来，二号行进端节通电，其从二号行进导柱的尾端行进至首端，此时二号行进机构的出力不足以带动整个结肠镜前进，二号行进机构也进入收缩状态，二号行进机构断电。
89.然后，三号行进端节通电，其从三号行进导柱的尾端行进至首端，此时三号行进机构的出力无法带动整个结肠镜前进，三号行进机构也进入收缩状态，三号行进机构断电。
90.三个行进机构1均处于收缩状态，结肠镜整体进入图2中的第二行的结构状态，此时三个行进端节11一齐通电且控制信号反向，如图2中第三行的结构所示，即控制三个行进端节11一齐向对应的行进导柱12的尾端行进，复位到初始状态，但结肠镜整体行进一段距离，行进机构1断电。
91.此时三个行进机构1的出力之和人不足以直接带动结肠镜整个向前，但出力的反作用力却可以共同带动镜头机构2、行进导柱12、万向节13以及保护端节3的结构一齐向前。
92.可以理解为三个行进端节11与肠道内壁形成支撑点，三个行进机构1的出力无法直接带动结肠镜整体直接前行，只能一个一个地单独实现移动，然后一齐通过反作用力带动与之相关的结构产生相对移动，间接地实现结肠镜的蠕动前进。
93.需要说明的是结肠镜的结构是无法实现三个行进机构1直接行进的，而且这种直接行进的方式对肠道损伤极大。
94.同理，反向时，相应步骤的控制信号反向或者改变电流方向，可以使结肠镜整体反向运动，实现结肠镜的退回功能。
95.结肠镜的牵引效率与行进导柱12的长度或行进机构1的数量有关，同时还要考虑肠道内粘液对行进的影响，相应进行选择设置即可。此处的三个行进机构1仅为参考说明的举例，不是固定的限制。
96.使用者进行操作，操作端61发出控制指令，发送到接收端62。接收端62对控制指令
进行放大或转换成操作指令，然后发送至处理端63。处理端63对具体部件，如驱动组件43、行进端节11等进行信号传输，使其进行具体动作。
97.当结肠镜到达指定位置或合适位置时，驱动组件43启动，带动滑动件42沿滑动柱41行进，滑动件42带动气囊件44从气囊槽伸出，在凸起45的作用下向外侧翘起，镜头机构2与肠道的实际接触点为气囊件44的端点，并与肠道卡定，实现镜头机构2的进一步固定。即固定了视角，方便观察。
98.观察完毕后，气囊件44在驱动组件43的带动下收回气囊槽，镜头机构2与肠道的实际接触点变为镜头筒壳21的外壁，可以开始行进动作。
99.本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。