CN110420005B - 可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人，其特征在于，所述微型胃镜机器人包括机器人主体、摄像头、照明装置、电子芯片、无线电感应线圈、凹槽、机械足、机械臂、反向折叠球囊支架、正向折叠球囊支架、探针；所述摄像头设于探针侧边，且摄像头周围分布若干照明装置；所述无线电感应线圈设于电子芯片周围；所述凹槽设于机器人主体的外围；所述机械臂设于凹槽内。其优点表现在：一方面可以在遥控打开后填充胃容积，产生饱腹感，减少患者进食量，用于因糖尿病需实行胃大部切除术的患者；另一方面实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果。

Description

可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说，是一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人。
背景技术
《中华内分泌外科杂志》2013年7卷3期《胃大部切除术后Roux—en—Y及毕Ⅱ式吻合对2型糖尿病患者血糖及胰高血糖素样肽1分泌的影响》研究表明，采用Roux—en—Y及毕Ⅱ式胃大部切除术可提高2型糖尿病患者糖代谢的改善率。然而胃大部切除术后并发症较多，包括胃出血、胃肠吻合口破裂或吻合口瘘、胃肠梗阻、反流性胃炎以及营养障碍等，尤其是十二指肠残端破裂，对患者的预后及生活质量造成极大的影响。
对于糖尿病合并胃部疾病的患者，传统胃肠镜检查，时间长、痛苦多、往往恶心、呕吐、腹痛，给胃肠镜检查带来困难。目前大部分医院采用一种麻醉方法来进行“无痛”检查，但这并不是真正的无痛胃镜，有一定的副作用，如呼吸抑制甚至暂停，心率、血压下降，心排量降低，也还会出现一定程度的恶心。而最新的胶囊内镜虽能对胃肠道状态进行全方面拍摄，却无法取组织活检。
中国专利文献：CN201510547146.2，申请日2015.09.01，专利名称为：一种微型机器人胶囊。公开了一种微型机器人胶囊。该微型机器人胶囊包括标记装置，该标记装置包括固定装置、活塞、弹簧、尼龙线、加热器、遮挡装置、标签装置。
中国专利文献：CN201310140720.3，申请日2013.04.22，专利名称为：用于胃肠道的微型机器人。公开了一种内窥镜类技术领域的用于胃肠道的微型机器人，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。
上述专利文献CN201510547146.2中的一种微型机器人胶囊，能够进行机械运动，实现标记功能，这种标记功能实现了：当微型机器人胶囊达到靶位点时，可经医护人员启动标记装置释放标签装置，进而实现在特定靶位点进行疾病筛选和标记，也可以实现在靶位点释放药物，更有利于疾病的诊断和治疗；而专利文献CN201310140720.3中的用于胃肠道的微型机器人，体积小、结构简单、控制简单，成本低，性能可靠，比现有的机构具有更大的运动行程，能够适应人体胃肠道环境，可以有效运动，回避了传统的内窥镜以及胶囊内窥镜的不足之处。但是关于一种可长期定植于胃肠道、伸缩臂可展开形成封闭球囊，获得更长的工作时间和实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果的一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人目前则没有相关的报道。
综上所述，亟需一种可长期定植于胃肠道、伸缩臂可展开形成封闭球囊，获得更长的工作时间和实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果的一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可长期定植于胃肠道、伸缩臂可展开形成封闭球囊，获得更长的工作时间和实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果的一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人，其特征在于，所述的微型胃镜机器人包括机器人主体、摄像头、照明装置、电子芯片、无线电感应线圈、凹槽、机械足、机械臂、反向折叠球囊支架、正向折叠球囊支架、探针；所述的探针设于机器人本体的弧状顶端；所述的摄像头设于探针侧边，且摄像头周围分布设有多个照明装置；所述的电子芯片位于整个机器人主体的中心部；所述的无线电感应线圈设于电子芯片周围；所述的凹槽设于机器人主体的外围；所述的机械足设于机器人主体的底部；所述的机械臂设于凹槽内；所述的反向折叠球囊支架和正向折叠球囊支架均设于机械臂上。
作为一种优选的技术方案，所述的凹槽有4个，且沿机器人主体外围等距设置。
作为一种优选的技术方案，所述的机械臂完全展开后形成一封闭球囊。
作为一种优选的技术方案，所述的球囊为具有化学惰性及拉伸强度较高的聚乳酸纤维材料。
作为一种优选的技术方案，所述的机械足底部为吸盘样。
作为一种优选的技术方案，所述的探针可自由伸长。
作为一种优选的技术方案，所述的探针末端设有活检钳。
作为一种优选的技术方案，所述的机械足和机械臂表面涂层均为壳聚糖、SiO2以及缓释降血糖药物的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述的机械足、伸缩臂和探针均为钛合金材料。
本发明优点在于：
1、利用摄像头和照明装置的设计，可对胃内部进行全方位拍摄和长期监视胃黏膜状态。
2、机械足底部为吸盘样，便于定植在胃内部，以及机器人主体通过无线充电的作用，获得更长的工作时间以达到持续的、动态的监视胃肠道情况的目的。
3、微型胃镜机器人进入胃后，通过体外遥控装置直接遥控电子芯片，操控微型胃镜机器人伸出机械足定植于胃内。
4、应用于糖尿病患者进食前，体外控制凹槽打开，伸出附有可延展薄膜的机械臂，逐层伸长，之后反向折叠球囊支架与正向折叠球囊支架同时打开，形成一完整的、占有一定胃体积的封闭球囊，以产生饱腹感，减少糖尿病患者的进食量，达到降低患者血糖水平的目的。
5、机械臂和机械臂均为组织相容性较好的钛合金材料，且二者表面均设有壳聚糖、SiO2及降糖药的缓释涂层，能够起到缓解胃溃疡、降低血糖的作用；
6、针对早起幽门处小结石形成的情况，通过遥控机器人本体弧状顶端设有的探针伸出直达结石处，便可将其打入十二指肠，继而排出体外。
7、通过操控探针末端的活检钳，可在胃内部有病变时，钳取胃黏膜组织活检。
8、一方面可以在遥控打开后填充胃容积，产生饱腹感，减少患者进食量，用于因糖尿病需实行胃大部切除术的患者；另一方面实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果。
附图说明
附图1是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的机器人主体结构示意图。
附图2是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的结构正视图。
附图3是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的结构示意的俯视图。
附图4是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的机械臂的展开示意图。
附图5是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的伸缩臂和机械足的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.机器人主体 2.摄像头
3.照明装置 4.电子芯片
5.无线电感应线圈 6.凹槽
7.机械足 8.机械臂
9.反向折叠球囊支架 10.正向折叠球囊支架
11.探针 12.封闭球囊
实施例1
请参看附图1，图1是本发明一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人的结构示意图。一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人，所述的微型胃镜机器人包括机器人主体1、摄像头2、照明装置3、电子芯片4、无线电感应线圈5、凹槽6、机械足7、机械臂8、反向折叠球囊支架9、正向折叠球囊支架10、探针11、活检钳(图中未示出)；所述的探针11设于机器人本体1的弧状顶端；所述的摄像头2设于探针11附近，且摄像头2周围分布若干照明装置3；所述的电子芯片4位于整个机器人主体1的中心部；所述的无线电感应线圈5设于电子芯片4周围；所述的凹槽6设于机器人主体1的外围；所述的机械足7设于机器人1主体的底部；所述的机械臂8设于凹槽6内；所述的反向折叠球囊支架9和正向折叠球囊支架10均设于机械臂8上；所述的活检钳设于探针11末端。
需要说明的是：所述的电子芯片4与机器人本体1内部各元件均有电路分布，工作方式类似胶囊内镜，将摄像头2拍摄的图像传输到体外屏幕上；所述的机器人主体1本体呈圆柱状，顶端为弧形状；所述的摄像头2和照明装置3的设计，可对胃内部进行全方位拍摄和长期监视胃黏膜状态；所述的利用无线电感应圈5可对机器人主体进行无线充电；所述的凹槽6有四个，且沿机器人主体1外周等距设置；所述的机械足7底部为吸盘样，便于定植在胃内部，以及机器人主体1通过无线充电的作用，获得更长的工作时间以达到持续的、动态的监视胃肠道情况的目的；微型胃镜机器人进入胃后，通过体外遥控装置直接遥控电子芯片4，操控微型胃镜机器人伸出机械足7定植于胃内(主要为胃体和胃底部)；应用于糖尿病患者进食前，体外控制凹槽6打开，伸出附有可延展薄膜的机械臂8，逐层伸长，之后反向折叠球囊支架9与正向折叠球囊支架10同时打开，形成一完整的、占有一定胃体积的封闭球囊12，以产生饱腹感，减少糖尿病患者的进食量，达到降低患者血糖水平的目的；所述的封闭球囊13为具有化学惰性及拉伸强度较高的聚乳酸纤维材料；所述的正向折叠球囊支架10结构同平常使用的普通雨伞，反向折叠球囊支支架9结构参照反向折叠伞的骨架设计；所述的机械臂7和机械臂8均为组织相容性较好的钛合金材料，且二者表面均设有壳聚糖、SiO2及降糖药的缓释涂层，能够起到缓解胃溃疡、降低血糖的作用；所述的针对早起幽门处小结石形成的情况，通过遥控机器人本体1弧状顶端设有的探针11伸出直达结石处，便可将其打入十二指肠，继而排出体外；所述的通过操控探针11末端的活检钳，可在胃内部有病变时，钳取胃黏膜组织活检。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例中的机械足7或机械臂8表面上设有显影点(图中未示出)；所述的利用显影点的设计，便于机器人主体放置到胃内部指定位置。
本发明的一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人，利用摄像头和照明装置的设计，可对胃内部进行全方位拍摄和长期监视胃黏膜状态；机械足底部为吸盘样，便于定植在胃内部，以及机器人主体通过无线充电的作用，获得更长的工作时间以达到持续的、动态的监视胃肠道情况的目的；微型胃镜机器人进入胃后，通过体外遥控装置直接遥控电子芯片，操控微型胃镜机器人伸出机械足定植于胃内；应用于糖尿病患者进食前，体外控制凹槽打开，伸出附有可延展薄膜的机械臂，逐层伸长，之后反向折叠球囊支架与正向折叠球囊支架同时打开，形成一完整的、占有一定胃体积的封闭球囊，以产生饱腹感，减少糖尿病患者的进食量，达到降低患者血糖水平的目的；机械臂和机械臂均为组织相容性较好的钛合金材料，且二者表面均设有壳聚糖、SiO2及降糖药的缓释涂层，能够起到缓解胃溃疡、降低血糖的作用；针对早起幽门处小结石形成的情况，通过遥控机器人本体弧状顶端设有的探针伸出直达结石处，便可将其打入十二指肠，继而排出体外；通过操控探针末端的活检钳，可在胃内部有病变时，钳取胃黏膜组织活检；一方面可以在遥控打开后填充胃容积，产生饱腹感，减少患者进食量，用于因糖尿病需实行胃大部切除术的患者；另一方面实现在长期监测胃黏膜状态、定期取胃粘膜组织活检的同时，可辅助治疗胃溃疡、幽门结石梗阻等病变，同时还有节食减肥的辅助效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种可扩展、带有伸缩臂、可定植的微型胃镜机器人，其特征在于，所述的微型胃镜机器人包括机器人主体、摄像头、照明装置、电子芯片、无线电感应线圈、凹槽、机械足、机械臂、反向折叠球囊支架、正向折叠球囊支架、探针；所述的探针设于机器人本体的弧状顶端，且所述探针可自由伸长，末端设有活检钳；所述的摄像头设于探针侧边，且摄像头周围分布设有多个照明装置；所述的电子芯片位于整个机器人主体的中心部；所述的无线电感应线圈设于电子芯片周围；所述的凹槽设于机器人主体的外围；所述的机械足设于机器人主体的底部；所述的机械足底部为吸盘样；所述的机械臂设于凹槽内；所述的反向折叠球囊支架和正向折叠球囊支架均设于机械臂上；所述的机械臂完全展开后形成一封闭球囊；所述的机械足和机械臂表面涂层均为壳聚糖、SiO2以及缓释降血糖药物的混合物。
2.根据权利要求1所述的微型胃镜机器人，其特征在于，所述的凹槽有个，且沿机器人主体外围等距设置。
3.根据权利要求1所述的微型胃镜机器人，其特征在于，所述的球囊为具有化学惰性及拉伸强度较高的聚乳酸纤维材料。
4.根据权利要求1所述的微型胃镜机器人，其特征在于，所述的机械足、伸缩臂和探针均为钛合金材料。
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