一种用于实现精确运动控制的内窥镜制造技术

本发明专利技术公开了一种能够实现精确运动控制的内窥镜，属于医疗器械技术领域，包括：胶囊型头部、通道密封管、连接体、相机线缆和工具通道管及检测组件；所述胶囊型头部包括：头部密封管、头部壳体、环形磁铁及集成有光源的相机模块；环形磁铁安装在头部壳体内；检测组件安装在头部壳体内，相机模块安装在头部壳体的通孔内，工具通道管的一端安装在头部壳体的通孔内，另一端与连接体的工具通道接口和吸引接口的共用通道连接；头部密封管包覆在头部壳体外部；通道密封管包覆在头部壳体和连接体之间的工具通道管及相机线缆的外部；该内窥镜在人体内运动时不会引起疼痛，并通过外部磁场进行移动控制，通过检测组件实现全方位的运动控制及实时定位。

An endoscope for realizing precise motion control

The invention discloses an endoscope which can realize precise motion control, which belongs to the technical field of medical equipment, including a capsule head, a channel seal tube, a connecting body, a camera cable and a tool channel tube, and a detection component. The capsule head includes a head seal tube, a head shell, a ring magnet and an integrated light. The ring magnet is installed in the head shell, the detection module is installed in the head shell, the camera module is installed in the hole of the head shell, one end of the tool channel tube is installed in the hole of the head shell, the other end is connected with the common channel of the tool channel interface and the suction interface of the connecting body; the head is close to the head. The sealing tube is coated on the outer part of the head shell; the channel seal tube is covered with the external tool channel tube and the camera cable between the head shell and the connecting body; the endoscope does not cause pain during the movement of the body, and moves through the external magnetic field to control the movement and realize the omni-directional motion control and real time positioning through the detection component.

【技术实现步骤摘要】
一种用于实现精确运动控制的内窥镜
本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种用于实现精确运动控制的内窥镜。
技术介绍
传统的内窥镜为插管式内窥镜，主要通过被动插入方式进入人体内部，由于插管式内窥镜的端部设有目镜、冷光源及与冷光源连接的光纤，导致插管式内窥镜的直径比较大，且由于采用插入的方式进入人体内，因此，插管式内窥镜的强度较高，在插入过程中会给患者带来强烈的疼痛感，因此，一般患者只有在症状非常明显的时候，才会去做内窥镜检查，因而耽误了最佳治疗时机。区别于插管式内窥镜，现在应用于医学检查的还有胶囊式内窥镜，可以进行大、小肠的检查。这种胶囊内窥镜可以直接经口吞入人体，不会产生疼痛。但是，这种胶囊内窥镜也存在一些不足。胶囊内窥镜只能实现观察及拍摄取图、录像等功能，无法实现活检取样、微小手术实施等工作。如果想准确确诊的话，活检取样还是非常有必要的。因此，在使用胶囊内窥镜检查完成后，有很大几率需要进一步取活检组织来进行最终确诊；且插管式内窥镜和胶囊内窥镜均不能实现运动的精确控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种用于实现精确运动控制的内窥镜，该内窥镜在人体内运动时不会引起疼痛，并通过外部磁场进行移动控制，通过检测组件实现全方位的运动控制及实时定位；同时，该内窥镜设有检查需要的工具通道，能够进行活检组织取样的操作。本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种能够实现精确运动控制的内窥镜，包括：胶囊型头部、通道密封管、连接体、相机线缆和工具通道管及检测组件；所述胶囊型头部包括：头部密封管、头部壳体、环形磁铁及集成有光源的相机模块；所述检测组件包括：微处理器、检测组件线缆、惯性传感器及一个以上磁场信号检测传感器；所述连接体上分别设有工具通道接口、吸引接口、水/气接口及线缆接口，其内部分别设有与上述接口对应的通道；且工具通道接口与吸引接口共用一个通道，吸引接口用于连接吸引器；整体连接关系如下：环形磁铁安装在头部壳体内，且环形磁铁的轴线与头部壳体的轴线重合或平行，用于与外部的大磁场相配合，来实现头部壳体的定位；微处理器、惯性传感器及一个以上磁场信号检测传感器均安装在头部壳体内，其中，磁场信号检测传感器用于检测外部大磁铁的磁场强度信息，并将该磁场强度信息传输给微处理器；惯性传感器用于检测头部壳体的姿态信息，并将该姿态信息传输给微处理器；微处理器用于给磁场信号检测传感器和惯性传感器提供时钟信号，并将接收到的磁场强度信息和姿态信息转化为设定格式的输出信号后，通过检测组件线缆传输给外部的控制单元；控制单元分析得出头部壳体相对于大磁铁的位置关系及头部壳体的姿态，进行对头部壳体的定位及运动的精确控制；其中，微处理器、惯性传感器和磁场信号检测传感器均通过检测组件线缆与外部电源连接，实现对上述部件的供电；相机模块安装在头部壳体的通孔内，相机线缆的一端与相机模块连接，另一端穿过连接体的线缆接口后，与外部的电源及图像处理装置连接；工具通道管的一端安装在头部壳体的通孔内，另一端与连接体的工具通道接口和吸引接口的共用通道连接；且工具通道管位于环形磁铁的环形空间内；头部密封管包覆在头部壳体外部，且不密封工具通道管和相机模块的镜头；通道密封管包覆在头部壳体和连接体之间的工具通道管及相机线缆的外部，通道密封管的两端分别与头部密封管及连接体固定连接。进一步的，还包括水/气管；所述连接体还设有水/气接口；所述水/气管的一端固定在头部壳体的通孔内，且该端安装有伸出于头部壳体端面的水/气喷嘴，另一端穿过连接体的水/气接口后，与外部的送水/气装置连接；且水/气管被包裹在通道密封管内。进一步的，还包括相机密封端盖，相机密封端盖采用透明材质制成，安装在相机模块的镜头上。进一步的，所述头部密封管和通道密封管均采用高分子材料制成。进一步的，所述头部壳体采用分体式结构。进一步的，所述通道密封管、水/气管和工具通道管均为软质管。进一步的，所述头部壳体由圆柱状结构和与其对接的圆柱壳状结构组成，所述圆柱状结构由两个半圆形柱体对接形成，圆柱壳状结构由两个半圆柱壳体对接形成；圆柱状结构的内部加工有与其同轴的环形盲孔，将圆柱状结构分为壳体和内部的中心圆柱，环形盲孔用于安装环形磁铁，圆柱状结构的中心圆柱上加工有用于安装相机模块及与其连接的相机线缆、水/气管、工具通道管的轴向通孔；所述圆柱壳状结构的一端端面一体成型有圆台状结构，圆台状结构内分别加工有与所述轴向通孔对应相通的通孔和用于安装检测组件线缆的通孔，圆柱壳状结构的另一端加工有用于安装第一电路板、第二电路板及第三电路板的安装槽，第一电路板、第二电路板及第三电路板分别用于安装微处理器、惯性传感器及磁场信号检测传感器。进一步的，所述头部壳体由两个半圆柱状结构对接组成；头部壳体的一端加工有用于安装环形磁铁的两端封闭的圆柱形空腔，头部壳体内分别加工有两个以上通孔，其中用于安装工具通道管的通孔通过环形磁铁的中心孔贯通，用于安装水/气管、相机线缆及检测组件线缆的通孔位于环形磁铁的外部；头部壳体的另一端加工有用于安装第一电路板、第二电路板及第三电路板的安装槽，第一电路板、第二电路板及第三电路板分别用于安装微处理器、惯性传感器及磁场信号检测传感器。有益效果：(1)本专利技术通过将工具通道管设置在穿过环形磁铁中心区域，能够使胶囊型头部的尺寸更加紧凑，通过通道密封管仅仅包裹检测组件线缆、工具通道管、水/气管及相机线缆，使通道密封管的直径远小于现有技术的插管式内窥镜，且通道密封管、水/气管和工具通道管均为软质管，因此，小尺寸胶囊型头部及软质的小直径通道密封管在人体内运动时不会引起强烈的疼痛；且通过检测组件能够得出头部壳体相对于外部大磁铁的位置关系及头部壳体的姿态，实现对胶囊型头部的定位及运动的精确控制。(2)本专利技术通过设有的工具通道使得微小手术器械能够进入工具通道管内，进而进入人体，完成活检组织取样的操作。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的头部壳体的立体图；图3为本专利技术实施例1中头部壳体的圆柱状结构示意图；图4为本专利技术实施例1中头部壳体的圆柱壳状结构示意图；图5为本专利技术实施例1的头部壳体的结构示意图；图6为本专利技术实施例1的头部壳体的剖面图；图7为本专利技术实施例1的连接体的结构示意图；图8为本专利技术实施例1的连接体的立体图；图9为本专利技术实施例2中第四电路板和第五电路板的安装示意图；图10为本专利技术实施例3中头部壳体的结构示意图；图11为本专利技术实施例3中头部壳体内结构组成示意图；其中，1-胶囊型头部，2-通道密封管，3-连接体，4-头部壳体，5-相机密封端盖，6-水/气喷嘴，7-圆柱状结构，8-圆柱壳状结构，9-第一半圆柱状结构，10-第二半圆柱状结构，11-环形磁铁，12-工具通道管，13-相机模块，14-相机线缆，16-水/气管，19-工具通道接口，20-吸引接口，21-水/气接口，22-线缆接口，29-微处理器，30-第一电路板，31-惯性传感器，32-第二电路板，33-磁场信号检测传感器，34-第三电路板，35-检测组件线缆，38-第四电路板，39-第五电路板。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本实施例1提供了一种用于实现精确运动控制的内窥镜，参见附图1-8，包括：胶囊型头部1、通道密封管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够实现精确运动控制的内窥镜，其特征在于，包括：胶囊型头部(1)、通道密封管(2)、连接体(3)、相机线缆(14)和工具通道管(12)及检测组件；所述胶囊型头部(1)包括：头部密封管、头部壳体(4)、环形磁铁(11)及集成有光源的相机模块(13)；所述检测组件包括：微处理器(29)、检测组件线缆(35)、惯性传感器(31)及一个以上磁场信号检测传感器(33)；所述连接体(3)上分别设有工具通道接口(19)、吸引接口(20)、水/气接口(21)及线缆接口(22)，其内部分别设有与上述接口对应的通道；且工具通道接口(19)与吸引接口(20)共用一个通道，吸引接口(20)用于连接吸引器；整体连接关系如下：环形磁铁(11)安装在头部壳体(4)内，且环形磁铁(11)的轴线与头部壳体(4)的轴线重合或平行，用于与外部的大磁场相配合，来实现头部壳体(4)的定位；微处理器(29)、惯性传感器(31)及一个以上磁场信号检测传感器(33)均安装在头部壳体(4)内，其中，磁场信号检测传感器(33)用于检测外部大磁铁的磁场强度信息，并将该磁场强度信息传输给微处理器(29)；惯性传感器(31)用于检测头部壳体(4)的姿态信息，并将该姿态信息传输给微处理器(29)；微处理器(29)用于给磁场信号检测传感器(33)和惯性传感器(31)提供时钟信号，并将接收到的磁场强度信息和姿态信息转化为设定格式的输出信号后，通过检测组件线缆(35)传输给外部的控制单元；控制单元分析得出头部壳体(4)相对于大磁铁的位置关系及头部壳体(4)的姿态，进行对头部壳体(4)的定位及运动的精确控制；其中，微处理器(29)、惯性传感器(31)和磁场信号检测传感器(33)均通过检测组件线缆(35)与外部电源连接，实现对上述部件的供电；相机模块(13)安装在头部壳体(4)的通孔内，相机线缆(14)的一端与相机模块(13)连接，另一端穿过连接体(3)的线缆接口(22)后，与外部的电源及图像处理装置连接；工具通道管(12)的一端安装在头部壳体(4)的通孔内，另一端与连接体(3)的工具通道接口(19)和吸引接口(20)的共用通道连接；且工具通道管(12)位于环形磁铁(11)的环形空间内；头部密封管包覆在头部壳体(4)外部，且不密封工具通道管(12)和相机模块(13)的镜头；通道密封管(2)包覆在头部壳体(4)和连接体(3)之间的工具通道管(12)及相机线缆(14)的外部，通道密封管(2)的两端分别与头部密封管及连接体(3)固定连接。...

【技术特征摘要】
1.一种能够实现精确运动控制的内窥镜，其特征在于，包括：胶囊型头部(1)、通道密封管(2)、连接体(3)、相机线缆(14)和工具通道管(12)及检测组件；所述胶囊型头部(1)包括：头部密封管、头部壳体(4)、环形磁铁(11)及集成有光源的相机模块(13)；所述检测组件包括：微处理器(29)、检测组件线缆(35)、惯性传感器(31)及一个以上磁场信号检测传感器(33)；所述连接体(3)上分别设有工具通道接口(19)、吸引接口(20)、水/气接口(21)及线缆接口(22)，其内部分别设有与上述接口对应的通道；且工具通道接口(19)与吸引接口(20)共用一个通道，吸引接口(20)用于连接吸引器；整体连接关系如下：环形磁铁(11)安装在头部壳体(4)内，且环形磁铁(11)的轴线与头部壳体(4)的轴线重合或平行，用于与外部的大磁场相配合，来实现头部壳体(4)的定位；微处理器(29)、惯性传感器(31)及一个以上磁场信号检测传感器(33)均安装在头部壳体(4)内，其中，磁场信号检测传感器(33)用于检测外部大磁铁的磁场强度信息，并将该磁场强度信息传输给微处理器(29)；惯性传感器(31)用于检测头部壳体(4)的姿态信息，并将该姿态信息传输给微处理器(29)；微处理器(29)用于给磁场信号检测传感器(33)和惯性传感器(31)提供时钟信号，并将接收到的磁场强度信息和姿态信息转化为设定格式的输出信号后，通过检测组件线缆(35)传输给外部的控制单元；控制单元分析得出头部壳体(4)相对于大磁铁的位置关系及头部壳体(4)的姿态，进行对头部壳体(4)的定位及运动的精确控制；其中，微处理器(29)、惯性传感器(31)和磁场信号检测传感器(33)均通过检测组件线缆(35)与外部电源连接，实现对上述部件的供电；相机模块(13)安装在头部壳体(4)的通孔内，相机线缆(14)的一端与相机模块(13)连接，另一端穿过连接体(3)的线缆接口(22)后，与外部的电源及图像处理装置连接；工具通道管(12)的一端安装在头部壳体(4)的通孔内，另一端与连接体(3)的工具通道接口(19)和吸引接口(20)的共用通道连接；且工具通道管(12)位于环形磁铁(11)的环形空间内；头部密封管包覆在头部壳体(4)外部，且不密封工具通道管(12)和相机模块(13)的镜头；通道密封管(2)包覆在头部壳体(4)和连接体(3)之间的工具通道管(12)及相机线缆(14)的外部，通道密封管(2)的两端分别与头部密封管及连接体(3)固定连接。2.如权利要求1所述的一种用于实现精确运动控制的内窥镜，其特征在于，还包括水/气管(16)；所述连接体(3)还设有水/气接口(21)；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬，周龙，黄强，郝阳，周基阳，保罗·达里奥，加斯托内·丘蒂，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11