WO2022087915A1 - 一种内道镜机器人及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种内道镜机器人及其使用方法，内道镜机器人包括：蠕动囊（11）、支撑组件、蠕动组件和成像装置（14）。内道镜机器人的使用方法包括：内道镜机器人进入道内；内道镜机器人蠕动前进，支撑组件将内壁撑起，成像装置（14）拍摄道内的影像；重复上述步骤直至到达病灶位置，手术臂（15）进行医疗手术及操作。通过内道镜机器人及其使用方法，避免普通内道镜只能依靠医务人员的经验进行操作而造成的检查准确性低及患者舒适性差的弊端，改善了内道镜检查的检查效率和效果，提高了患者的舒适性。
Description
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种内道镜机器人及其使用方法。
随着人们生活水平的提高，人们对于医疗服务的需求越来越高，内道镜检查如肠道检查、食道检查、阴道检查等作为医生用来检查道内病变的一种诊断方式，应用范围十分广泛。
例如；肠道检查是通过肠镜进入肠道内部，使医生可以观察到肠内的实际情况或取得检测物，从而给出肠部的诊断。现有肠镜主要是通过手工人力操作，存在诸多弊端，不仅舒适性很差，给患者带来痛苦的体验，甚至可能导致不良反应或肠穿孔等严重后果，因而，提高内道镜检查的自动化程度，提高患者的舒适性和检查的易操作性，是迫切需要的。
发明内容
本发明的主要目的是：提供一种内道镜机器人及其使用方法，避免普通内道镜只能依靠医务人员的经验进行操作而造成的检查准确 性低及患者舒适性差的弊端，改善了内道镜检查的检查效率和效果，提高了患者的舒适性，对于提高医疗质量、改善医疗体验、避免医疗安全事故有着重要的意义。
为实现上述目的，本发明提供了一种内道镜机器人，所述内道镜机器人包括：蠕动囊、支撑组件、蠕动组件和成像装置，
所述支撑组件用于将内壁撑起，并使所述内道镜机器人固定在道内，所述支撑组件包括分别位于所述蠕动囊前部和后部的第一支撑环和第二支撑环，所述第一支撑环和第二支撑环可撑开或收起；
所述蠕动组件包括可伸缩驱动装置，用于驱动所述内道镜机器人在道内蠕动；
所述成像装置用于拍摄道内的影像。
如上所述的一种内道镜机器人，所述第一支撑环和第二支撑环为充气环或液压环，可根据内壁的尺寸调节自身的大小。
如上所述的一种内道镜机器人，所述第一支撑环和第二支撑环还分别包括至少一个吸附装置，所述吸附装置用于吸附在内壁上。
如上所述的一种内道镜机器人，所述可伸缩驱动装置包括前端和后端，所述前端设置在所述蠕动囊前部，所述后端设置在所述蠕动囊后部，前端和后端通过伸缩轴连接。
如上所述的一种内道镜机器人，所述可伸缩驱动装置还包括转向装置，使所述伸缩轴能够转向，使所述内道镜机器人易于通过道内转弯处。
如上所述的一种内道镜机器人，所述蠕动囊是由弹性材质构成。
如上所述的一种内道镜机器人，所述内道镜机器人还包括手术臂，用于在道内进行医疗手术及操作，所述手术臂包括刀、剪、针、钳、夹、电焊头、电烙头、电烤头、光照探头、放射性探头、超声波探头、电磁探头、冲洗装置、清理装置中的至少一个。
如上所述的一种内道镜机器人，所述内道镜机器人还包括上药装置，所述上药装置用于在道内上药。
如上所述的一种内道镜机器人，所述内道镜机器人还包括处理器，所述处理器能够根据所述成像装置拍摄的道内影像自动控制所述内道镜机器人根据道内实际情况进行医疗手术及操作。
如上所述的一种内道镜机器人，所述内道镜机器人还包括有线或无线传输模块，用于回传拍摄的道内影像和/或接收操作指令，所述内道镜机器人按照接收的操作指令进行操作。
如上所述的一种内道镜机器人，所述内道镜机器人将拍摄的道内影像传输至外部服务器，构建出患者的道内模型，用于向医务人员展 现患者道内的真实情况，进行症状分析、给出诊断结果、手术或操作方案的设计/推荐/确定、定位操作位点、辅助手术/操作的执行。
本发明还提供了一种如上所述的内道镜机器人的使用方法，所述方法包括：
S1：所述内道镜机器人进入道内；
S2：所述内道镜机器人蠕动前进，所述支撑组件将内壁撑起，所述成像装置拍摄道内的影像；
S3：重复S2直至到达病灶位置，所述手术臂进行医疗手术及操作。
本发明的一种内道镜机器人及其使用方法，内道镜机器人包括：蠕动囊、支撑组件、蠕动组件和成像装置。内道镜机器人的使用方法包括：内道镜机器人进行道内；内道镜机器人蠕动前进，支撑组件将内壁撑起，成像装置拍摄道内的影像；重复上述步骤直至到达病灶位置，手术臂进行医疗手术及操作。通过本发明的一种内道镜机器人及其使用方法，避免普通内道镜只能依靠医务人员的经验进行操作而造成的检查准确性低及患者舒适性差的弊端，改善了内道镜检查的检查效率和效果，提高了患者的舒适性，对于提高医疗质量、改善医疗体验、避免医疗安全事故有着重要的意义。
图1是本发明一种内道镜机器人的示意图。
图2是本发明一种内道镜机器人支撑组件的示意图。
图3是本发明一种内道镜机器人的使用方法的方法流程图。
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式，详细说明如下。
本发明第一实施例参阅图1。图1是本发明一种内道镜机器人的示意图。如图所示，本发明的内道镜机器人包括：蠕动囊11、支撑组件、蠕动组件和成像装置。本发明的内道镜机器人可以用于肠道检查/手术、直肠检查/手术、食道检查/手术、阴道检查/手术、气管检查/手术等。
支撑组件用于将内壁撑起，并使内道镜机器人固定在道内，支撑组件包括分别位于蠕动囊11前部和后部的第一支撑环121和第二支撑环122，第一支撑环121和第二支撑环122可撑开或收起。在本发明中，第一支撑环121和第二支撑环122可以采用充气环或液压环，也可以采用伸缩式支撑环或其他种类的支撑环。第一支撑环121和第二支撑环122可以是单个支撑环，也可以是多个支撑环组成的支撑环 组，可以增加支撑和固定的稳定性。第一支撑环121和第二支撑环122可以位于蠕动囊11的外表面，或者位于蠕动囊11的夹层内，或者位于蠕动囊11内部，撑开时通过开孔伸出蠕动囊11。
图2为本发明一种内道镜机器人支撑组件的示意图。如图2所示，内道镜机器人第一支撑环121撑起时的正面图，第一支撑环121包括环体1211和若干个支撑柱1210。环体1211用于撑起内壁，同时使自身固定在该位置。支撑柱1210用于支撑环体1211。当第一支撑环121撑开时，支撑柱1210伸出蠕动囊11，将环体1211顶至贴内壁，当第一支撑环121收起时，支撑柱1210回收进蠕动囊11，环体1211也被拉回至蠕动囊11外侧。内道镜机器人还可以包括回收装置，用来将支撑柱1210回收至蠕动囊11内或推出蠕动囊11外。
当第一支撑环121和第二支撑环122采用充气式支撑环时，环体环体1211为充气式的，支撑柱1210可以是充气式的，也可以是机械式支撑柱，也可以是混合式的，如支撑柱1210中心是一根机械式支撑柱，外侧包裹一圈充气囊。充气式支撑环可以在内道镜机器人进入道内前将气充好，也可以通过在内道镜机器人内设置气体发生装置来充气，还可以采用外接充气管至内道镜机器人来为充气式支撑环充气。同时，该充气管也可以在需要往道内充气时，向道内充气，满足内道镜检查的需要。
在本发明中，第一支撑环121和第二支撑环122优选为弹性充气环，可根据内壁的尺寸调节自身的大小，可以通过控制充气量来控制 第一支撑环121和第二支撑环122的尺寸，使第一支撑环121和第二支撑环122能够将道内撑开，又不至于过渡扩充。还可以通过在第一支撑环121和第二支撑环122设置压力传感器，监测第一支撑环121和第二支撑环122对内壁的压力，并设置适合旳阈值，当对内壁的压力达到或接近阈值时，限制第一支撑环121和第二支撑环122继续撑大内壁，防止对患者造成伤害。
在本发明中，第一支撑环121和第二支撑环122除了起支撑作用，还可以起到固定作用。为了增加固定的稳固性，第一支撑环121和第二支撑环122还可以分别包括至少一个吸附装置，所述吸附装置用于吸附在内壁上。在本发明中，吸附装置优选为负压吸附装置，也可以是其他类型的吸附装置。第一支撑环121和第二支撑环122的环体也可以选用具有一定摩擦系数的材料，当第一支撑环121和第二支撑环122撑开时，环体的摩擦力也可以起到防止滑动的作用。
蠕动组件包括可伸缩驱动装置，用于驱动内道镜机器人在道内蠕动。可伸缩驱动装置包括前端131和后端132，前端131设置在蠕动囊11前部，后端132设置在蠕动囊11后部，前端131和后端132通过伸缩轴133连接。
内道镜机器人在道内的蠕动行进过程如下：
第一支撑环121收起，第二支撑环122撑开固定住；伸缩轴133伸长，由于第二支撑环122撑开固定，所以蠕动囊11后部相对道内 固定，后端132也相对固定，此时，伸缩轴133伸长会将前端131向前推，前端131向前使得蠕动囊11前部也向前蠕动；之后第一支撑环121撑开固定住，第二支撑环122收起，伸缩轴133收缩，由于第一支撑环121撑开固定，所以蠕动囊11前部相对道内固定，前端131也相对固定，此时，伸缩轴133收缩会将后端132向前拉，后端132向前使得蠕动囊11后部也向前蠕动；反复重复上述过程可以使内道镜机器人不断向前蠕动。如果要使内道镜机器人向后蠕动则可以采取相反的过程，在此不再赘述。
在本发明中，内道镜机器人的可伸缩驱动装置还可以包括转向装置134，使伸缩轴133能够转向，使内道镜机器人易于通过道内转弯处。在道内转弯处，通过转向装置134使伸缩轴133能够随道内弯曲的方向而调整方向，从而使内道镜机器人蠕动的方向跟随道内弯曲的方向，使内道镜机器人易于通过道内转弯处。
成像装置14用于拍摄道内的影像。成像装置14可以是摄像头、红外成像装置、超声波成像装置等，本发明不作限制。本发明的内道镜机器人，可以包括一个成像装置14，也可以包括多个成像装置14。成像装置14可以位于蠕动囊11的前部、后部或侧面，还可以包括配合成像的相应光源。成像装置14可以位于蠕动囊11的内部，也可以安装在机械臂上，经由机械臂伸出蠕动囊11外获取道内的影像。成像装置14还可以包括旋转装置，可以使成像装置14进行旋转，从而可以结合机械臂使成像装置14以更多角度更多位置拍摄道内的影像， 使内道镜检查能够获取位置和角度更合适的道内影像。成像装置14进行拍摄时，优选内壁被撑起时拍摄，避免了普通内道镜拍摄时内壁褶皱或撑开不完全从而导致拍摄的医学影像效果不佳的情况，使得通过本发明的内道镜机器人进行检查得到的结果更准确。本发明的内道镜机器人，还可以通过影像获取装置13所拍摄的不同位置、不同角度的道内影像，建立道内模型，也可以包括全息模型，用于检查以及后续的诊断和治疗。
本发明的内道镜机器人，蠕动囊11优选由弹性材质构成。蠕动囊11由弹性材质构成，使得内道镜机器人在道内蠕动时，伸缩轴133伸长时，蠕动囊11不至被撑坏。蠕动囊11的材质还可以是透明的，透明材质的蠕动囊11，成像装置14可以方便的在囊体内部进行拍摄，降低了检查的复杂度。
本发明的一种内道镜机器人，还可以包括手术臂15，用于在道内进行医疗手术及操作，所述手术臂包括刀、剪、针、钳、夹、电焊头、电烙头、电烤头、光照探头、放射性探头、超声波探头、电磁探头、冲洗装置、清理装置中的至少一个。手术臂可以用于进行切、剪、穿刺、缝合、夹取、焊接、冲洗、取样、探查、电凝、止血、组织分离与切开、疏通、放射治疗、光疗、热疗、磁疗、清理废物或废水等操作。本发明中，清理装置优选为类似吸尘器的装置。本发明中，放射性探头优选为伽玛刀。在检查时可以进行取检等操作，或者是在检查有结果后可以进行相关适合的手术操作。手术臂15还可以伸缩和 旋转，方便手术臂移动到适当的位置。手术臂还可以设置压力传感器，监测对内壁的压力，并设置适合旳阈值，当对内壁的压力达到或接近阈值时，限制手术臂的操作，防止对患者造成伤害。手术臂可以设置于蠕动囊内部/夹层，操作时可伸出到囊外。手术臂也可以设置于蠕动囊外部，操作时靠近目标位置实施相关手术。
本发明的内道镜机器人还可以用来清除宿便，通过手术臂的冲洗装置将宿便从肠内壁冲洗下来，再用清理装置将宿便和/或冲洗用水从肠内清走。本发明的内道镜机器人，还可以用来清除脂肪，通过手术臂的手术刀将肠内不利于健康的脂肪切除，再用清理装置将切除的脂肪从肠内清走。
本发明的内道镜机器人还可以包括上药装置，用于在道内上药。上药装置可以是喷射装置，用于向需要上药的位置喷射药水；也可以是涂抹装置，用于向需要上药的位置涂抹药物；也可以是注射装置，用于将药物注射至指定位置；也可以是植入装置，用于在特定位置植入药物。上药装置可以位于蠕动囊11，也可以位于手术臂15，或者上药装置也可以具有可伸缩和旋转的机械臂，方便上药装置移动到适当的位置上药。
本发明的一种内道镜机器人，内道镜机器人与道内接触的部件如支撑组件、手术臂等，可以有局麻药物，降低局部刺激性和敏感性，提高患者的舒适性。
本发明的一种内道镜机器人，还可以包括处理器，所述处理器能够根据成像装置14拍摄的道内影像自动控制所述内道镜机器人根据道内实际情况进行医疗手术及操作。在本发明中，内道镜机器人还可以包括有线或无线传输模块，用于回传拍摄的道内影像和/或接收操作指令，所述内道镜机器人按照接收的操作指令进行操作。通过将道内影像传输至外部的服务器，由服务器根据道内影像给出实际的操作方案，并将对应的操作指令发送给内道镜机器人，内道镜机器人的有线或无线传输模块接收到操作指令后，处理器按照操作指令控制内道镜机器人进行操作。上述操作指令也可以是由医务人员根据道内影像给出的。本发明的内道镜机器人也可以是通过自身的处理器和外部的医务人员或服务器结合给出操作方案进行操作。在本发明中，内道镜机器人在道内进行蠕动等操作时，可以是通过有线或无线传输模块接收外部发送的操作指令，然后按照操作指令进行相应操作，也可以是根据道内影像的实际情况，自动进行相应的操作。
基于道内影像给出操作方案的方法可以是；基于道内影像识别病灶给出检查结果，再根据结果结合手术模板给出适合的手术方案，手术模板可以是根据手术治疗规范得到的，或者是通过临床医生在手术治疗过程中不断积累和细化得到的，也可以是通过大数据分析得到的，或者是通过人工智能深度学习得到的，手术模板可以在使用过程中不断调整及更新。
本发明的内道镜机器人，还可以通过定位装置确定内道镜机器人的在道内的位置。所述定位装置可以是B超装置或X光装置，通过穿透照射来定位。
本发明的内道镜机器人，可以将拍摄的道内影像传输至外部服务器，构建出患者的道内模型，用于向医务人员展现患者道内的真实情况，进行症状分析、给出诊断结果、手术或操作方案的设计/推荐/确定、定位操作位点、辅助手术/操作的执行。
构建道内模型可以单独使用拍摄的道内影像，也可以再结合人体道内的图像。人体道内的图像可以是通用的人体道内图像，也可以是通过B超装置或X光装置等获取的患者道内的图像。通过道内模型可以方便的向医务人员展现患者道内的真实情况，医务人员可以通过道内模型进行症状分析、给出诊断结果、手术或操作方案的设计/推荐/确定，还可以结合道内模型定位操作位点、辅助手术/操作的执行。
本发明的内道镜机器人进入道内可以采用相应的方式，例如：通过口服进入食道，通过肛门进入肠道等，也可以采用其他方式进入。本发明的内道镜机器人，可以在后部带有集线管，管内可以包括电线、数据线、充气管、输液管、输药管、排废管等。本发明的内道镜机器人，也可以不带管线，为单独的胶囊状机器人。集线管还可以有支撑作用，用于将内道镜机器人推送到所需位置，集线管还可以从内道镜机器人脱开，便于内道镜机器人收起后经肠道排出，或者使用结束后，相关装置如支撑组件或手术臂可以收回或分离，便于内腔镜机器人排 出或拉出人体外。所述清理装置清理的废物也可以通过排废管排出体内。内道镜机器人进入人体的过程中，支撑组件、手术臂等处于收起状态，相应充气环/液压环也处于收缩状态，支撑组件当到达合适位置或接收到相应指令时再撑开，当操作结束后，相关组件又回到收起状态，便于排除或取出内道镜机器人。
本发明第二实施例参阅图3。图3是本发明一种内道镜机器人的使用方法的方法流程图。本发明的内道镜机器人的使用方法，包括：
S1：所述内道镜机器人进入道内；
S2：所述内道镜机器人蠕动前进，所述支撑组件将内壁撑起，所述成像装置拍摄道内的影像；
S3：重复S2直至到达病灶位置，所述手术臂进行医疗手术及操作。
本发明的一种内道镜机器人的使用方法是基于本发明的一种内道镜机器人的，它们技术特征一一对应，可以参照前述一种内道镜机器人的说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明的一种内道镜机器人及其使用方法，内道镜机器人包括：蠕动囊、支撑组件、蠕动组件和成像装置。内道镜机器人的使用方法包括：内道镜机器人进行道内；内道镜机器人蠕动前进，支撑组件将内壁撑起，成像装置拍摄道内的影像；重复上述步骤直至 到达病灶位置，手术臂进行医疗手术及操作。通过本发明的一种内道镜机器人及其使用方法，避免普通内道镜只能依靠医务人员的经验进行操作而造成的检查准确性低及患者舒适性差的弊端，改善了内道镜检查的检查效率和效果，提高了患者的舒适性，对于提高医疗质量、改善医疗体验、避免医疗安全事故有着重要的意义。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
- 一种内道镜机器人，其特征在于，所述内道镜机器人包括：蠕动囊、支撑组件、蠕动组件和成像装置，所述支撑组件用于将内壁撑起，并使所述内道镜机器人固定在道内，所述支撑组件包括分别位于所述蠕动囊前部和后部的第一支撑环和第二支撑环，所述第一支撑环和第二支撑环可撑开或收起；所述蠕动组件包括可伸缩驱动装置，用于驱动所述内道镜机器人在道内蠕动；所述成像装置用于拍摄道内的影像。
- 根据权利要求1所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述第一支撑环和第二支撑环为充气环或液压环，可根据内壁的尺寸调节自身的大小。
- 根据权利要求1所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述第一支撑环和第二支撑环还分别包括至少一个吸附装置，所述吸附装置用于吸附在内壁上。
- 根据权利要求1所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述可伸缩驱动装置包括前端和后端，所述前端设置在所述蠕动囊前部，所述后端设置在所述蠕动囊后部，前端和后端通过伸缩轴连接。
- 根据权利要求1所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述可伸缩驱动装置还包括转向装置，使所述伸缩轴能够转向，使所述 内道镜机器人易于通过道内转弯处。
- 根据权利要求1所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述蠕动囊是由弹性材质构成。
- 根据权利要求1-6中任一权利要求所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述内道镜机器人还包括手术臂，用于在道内进行医疗手术及操作，所述手术臂包括刀、剪、针、钳、夹、电焊头、电烙头、电烤头、光照探头、放射性探头、超声波探头、电磁探头、冲洗装置、清理装置中的至少一个。
- 根据权利要求7所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述内道镜机器人还包括上药装置，所述上药装置用于在道内上药。
- 根据权利要求1-8中任一权利要求所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述内道镜机器人还包括处理器，所述处理器能够根据所述成像装置拍摄的道内影像自动控制所述内道镜机器人根据道内实际情况进行医疗手术及操作。
- 根据权利要求1-8所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述内道镜机器人还包括有线或无线传输模块，用于回传拍摄的道内影像和/或接收操作指令，所述内道镜机器人按照接收的操作指令进行操作。
- 根据权利要求1-8所述的一种内道镜机器人，其特征在于：所述内道镜机器人将拍摄的道内影像传输至外部服务器，构建出患者的道内模型，用于向医务人员展现患者道内的真实情况，进行症状分析、给出诊断结果、手术或操作方案的设计/推荐/确定、定 位操作位点、辅助手术/操作的执行。
- 一种如权利要求1-11中任一权利要求所述的内道镜机器人的使用方法，其特征在于，所述方法包括：S1：所述内道镜机器人进入道内；S2：所述内道镜机器人蠕动前进，所述支撑组件将内壁撑起，所述成像装置拍摄道内的影像；S3：重复S2直至到达病灶位置，所述手术臂进行医疗手术及操作。
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