一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人

本发明涉及医疗机器人，特别是涉及一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人。

背景技术：

1、随着现代人生活节奏越来越快，饮食习惯也在不断发生着改变，人们的身体健康也在遭受着各类消化系统疾病的侵扰，全球癌症死亡率居高不下的成因也有很大一部分归结于消化系统癌变。消化道癌变对人体健康造成的危害日益显著。因此消化道癌症及早被发现和治疗变得异常重要，提高预防意识，定期体检，做好早期筛查可以有效降低该类癌变的死亡率。由此，与消化道疾病诊疗有关的医疗市场有着非常大的潜能，越来越多的医疗设备被研发出来，用于消化道疾病的诊疗。

2、人体消化道系统包括上下消化道系统，以下消化道系统中窄而长的肠道为例，又主要由小肠和大肠两部分组成。小肠内径在20～35mm间，长5～7m，小肠内径在65mm左右，长1.5m。肠道狭窄曲折，一旦发生病变，检查与治疗都存在较大的困难。临床上主要是将内窥镜经由口腔或者肛门插管式进入人体肠道内部进行观察、诊断、进行活检、切除肿瘤等操作。这种插管式筛查会给病人带来比较大的痛苦和心理上的恐惧，而且可能伴随的交叉感染还有并发症反而会加速患者病情恶化。因此，患者可能会因为对传统内镜检查的排斥和恐惧，耽误了最佳诊断和治疗的时机。

3、为了减轻患者痛苦，一种内部置有摄像头和光源的可吞服胶囊内窥镜被用于消化道诊疗。胶囊内窥镜机器人是微型机器人在生物医学领域的一个成功应用，属于医疗机器人，该应用有效推动了医学的发展。胶囊内窥镜机器人机身被设计成非常小的尺寸，以便能够穿过人体内部的狭窄空间，形状类似人类感冒时食用的感冒胶囊，可以在胃肠道中自由穿行，并通过内置的摄像头、led灯组和信号发射装置等功能模块进行胃肠道图像和信号的采集和传输。捕捉到的图像被实时传输至体外显示屏，帮助医生完成诊断、治疗和监测等任务。胶囊内窥镜使用时通过口腔进入人体消化系统进行内窥镜检查，再经由肛门排出。这种医疗器械可以无创检查肠道、胃部等消化系统还可以检测早期消化系统疾病的症状，包括胃癌、结肠癌等消化系统恶性肿瘤，为早期的诊断和治疗提供了重要的支持。

4、胶囊机器人的诞生为相关病变筛查带来了福音，患者只需吞服这种内置摄像头和光源的微型机器人，就能获取消化道内健康信息。然而它的功能仅限图像采集，传输回来的图片可能一片黑暗或不清晰，医生无法诊断，患者仍需经历传统插管采样的痛苦，胶囊机器人尚未成为临床诊断的金标准。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人，以解决上述现有技术存在的问题，能够夹取肠道内病理组织，便于医生检验和诊断。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人，包括外壳，所述外壳的外壁为平滑结构，能够穿越人体内部肠道；柔顺钳，其位于所述外壳内，且能够从所述外壳一端伸缩夹取肠道内病理组织；柔顺腿，其活动设置于所述外壳内，且能够从所述外壳侧壁伸出撑开肠道内壁；驱动系统，设置于所述外壳内，用于驱动所述柔顺钳和柔顺腿动作。

4、可选的，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体为圆筒状结构，所述第二壳体对称设置于所述第一壳体两端，所述第二壳体为半球形结构，其中一个所述第二壳体上开设有柔顺钳通道，所述第一壳体侧壁上开设有多个柔顺腿通道。

5、可选的，所述柔顺钳包括两个对称设置的钳体，所述钳体为平滑的弧形结构，两个所述钳体伸出所述外壳后能够向外侧张开，缩回所述外壳内后两个所述钳体远离外壳内部一端的内侧能够闭合抵接。

6、可选的，所述柔顺钳还包括固定设置于所述外壳内的基座，所述基座内活动设有滑梭，所述驱动系统能够驱动所述滑梭在所述基座内移动；所述基座内壁靠近柔顺钳通道一端对称开设有两条连接槽，所述钳体靠近外壳内部一端的外侧设置有连接块，所述连接块铰接于所述连接槽内；所述滑梭靠近柔顺钳通道一端设置有连接凸起，所述连接凸起侧壁上开设有滑槽，所述钳体靠近外壳内部一端的内侧设置有滑块，所述滑块滑动设置于所述滑槽内，且所述滑块的两个端面上设有限位柱，所述滑槽的两个侧壁均开设有内凹的限位槽，所述限位柱活动设置于所述限位槽内，所述滑块能够绕所述限位柱在所述滑槽内转动。

7、可选的，所述柔顺钳还包括固定设置于所述外壳内的基座，所述基座内活动设有滑梭，所述驱动系统能够驱动所述滑梭在所述基座内移动；所述基座内壁靠近柔顺钳通道一端对称开设有两条滑道，所述钳体靠近外壳内部一端的外侧设置有滑动块，所述滑动块滑动设置于所述滑道内，所述滑动块两个端面上设有限位杆，所述滑道侧壁上开设有限位杆槽，所述限位杆活动设于所述限位杆槽内，且所述滑动块能够绕所述限位杆在所述滑道上转动；所述滑梭靠近柔顺钳通道一端设置有连接凸起，所述连接凸起侧壁上开设有滑槽，所述钳体靠近外壳内部一端的内侧设置有滑块，所述滑块滑动设置于所述滑槽内，且所述滑块的两个端面上设有限位柱，所述滑槽的两个侧壁均开设有内凹的限位槽，所述限位柱活动设置于所述限位槽内，所述滑块能够绕所述限位柱在所述滑槽内转动。

8、可选的，所述柔顺腿包括柔顺腿基座，所述柔顺腿基座一端环设有多个支腿，所述支腿末端自对应的柔顺腿通道伸出所述第一壳体，所述支腿采用柔性材质制成；所述驱动系统能够驱动所述柔顺腿基座在所述外壳内移动。

9、可选的，所述柔顺腿包括柔顺腿基座，所述柔顺腿基座一端环设有多个支腿，所述支腿一端与所述柔顺腿基座铰接，所述支腿另一端自其对应的柔顺腿通道伸出所述第一壳体；所述驱动系统能够驱动所述柔顺腿基座在所述外壳内移动。

10、可选的，所述驱动系统包括固定设置于所述外壳内的丝杠，所述丝杠一端传动连接有丝杠电机，所述丝杠电机电连接有电池和通信电路板，所述通信电路板与外部控制端无线信号连接；所述丝杠上设有两个螺母，两个所述螺母分别用于与所述柔顺腿基座或基座连接。

11、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

12、本发明具有柔顺活检机构的胶囊机器人体积小，整体类似于胶囊结构，便于吞服；柔顺钳在肠道内能够在驱动系统的控制下伸出和缩回，且伸出时张开，缩回时闭合，从而实现对肠道内病理组织的夹取；柔顺腿末端能够很容易地伸展到外壳的外部，以便撑开肠道，也可以很方便地缩回外壳内部，从而能够实现在夹取病理组织时支撑并撑开肠道内壁的功能；驱动系统自带电源，与外部控制端无线信号连接，能够控制柔顺腿和柔顺钳的移动。

技术特征：

1.一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：包括外壳，所述外壳的外壁为平滑结构，能够穿越人体内部肠道；

2.根据权利要求1所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体为圆筒状结构，所述第二壳体对称设置于所述第一壳体两端，所述第二壳体为半球形结构，其中一个所述第二壳体上开设有柔顺钳通道，所述第一壳体侧壁上开设有多个柔顺腿通道。

3.根据权利要求2所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述柔顺钳包括两个对称设置的钳体，所述钳体为平滑的弧形结构，两个所述钳体伸出所述外壳后能够向外侧张开，缩回所述外壳内后两个所述钳体远离外壳内部一端的内侧能够闭合抵接。

4.根据权利要求3所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述柔顺钳还包括固定设置于所述外壳内的基座，所述基座内活动设有滑梭，所述驱动系统能够驱动所述滑梭在所述基座内移动；所述基座内壁靠近柔顺钳通道一端对称开设有两条连接槽，所述钳体靠近外壳内部一端的外侧设置有连接块，所述连接块铰接于所述连接槽内；所述滑梭靠近柔顺钳通道一端设置有连接凸起，所述连接凸起侧壁上开设有滑槽，所述钳体靠近外壳内部一端的内侧设置有滑块，所述滑块滑动设置于所述滑槽内，且所述滑块的两个端面上设有限位柱，所述滑槽的两个侧壁均开设有内凹的限位槽，所述限位柱活动设置于所述限位槽内，所述滑块能够绕所述限位柱在所述滑槽内转动。

5.根据权利要求3所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述柔顺钳还包括固定设置于所述外壳内的基座，所述基座内活动设有滑梭，所述驱动系统能够驱动所述滑梭在所述基座内移动；所述基座内壁靠近柔顺钳通道一端对称开设有两条滑道，所述钳体靠近外壳内部一端的外侧设置有滑动块，所述滑动块滑动设置于所述滑道内，所述滑动块两个端面上设有限位杆，所述滑道侧壁上开设有限位杆槽，所述限位杆活动设于所述限位杆槽内，且所述滑动块能够绕所述限位杆在所述滑道上转动；所述滑梭靠近柔顺钳通道一端设置有连接凸起，所述连接凸起侧壁上开设有滑槽，所述钳体靠近外壳内部一端的内侧设置有滑块，所述滑块滑动设置于所述滑槽内，且所述滑块的两个端面上设有限位柱，所述滑槽的两个侧壁均开设有内凹的限位槽，所述限位柱活动设置于所述限位槽内，所述滑块能够绕所述限位柱在所述滑槽内转动。

6.根据权利要求2所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述柔顺腿包括柔顺腿基座，所述柔顺腿基座一端环设有多个支腿，所述支腿末端自对应的柔顺腿通道伸出所述第一壳体，所述支腿采用柔性材质制成；所述驱动系统能够驱动所述柔顺腿基座在所述外壳内移动。

7.根据权利要求2所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述柔顺腿包括柔顺腿基座，所述柔顺腿基座一端环设有多个支腿，所述支腿一端与所述柔顺腿基座铰接，所述支腿另一端自其对应的柔顺腿通道伸出所述第一壳体；所述驱动系统能够驱动所述柔顺腿基座在所述外壳内移动。

8.根据权利要求4-7任一项所述的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，其特征在于：所述驱动系统包括固定设置于所述外壳内的丝杠，所述丝杠一端传动连接有丝杠电机，所述丝杠电机电连接有电池和通信电路板，所述通信电路板与外部控制端无线信号连接；所述丝杠上设有两个螺母，两个所述螺母分别用于与所述柔顺腿基座或基座连接。

技术总结
本发明公开一种具有柔顺活检机构的胶囊机器人，包括外壳，所述外壳的外壁为平滑结构，能够穿越人体内部肠道；柔顺钳，其位于所述外壳内，且能够从所述外壳一端伸缩夹取肠道内病理组织；柔顺腿，其活动设置于所述外壳内，且能够从所述外壳侧壁伸出撑开肠道内壁；驱动系统，设置于所述外壳内，用于驱动所述柔顺钳和柔顺腿动作；本发明提供的具有柔顺活检机构的胶囊机器人，能够夹取肠道内病理组织，便于医生检验和诊断。

技术研发人员：欧阳春,胡林强,吴瑞莹,周子清,张宏达
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15