具有主动移位系统的远程操作内窥镜囊舱装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在动物体腔中实施诊断和治疗程序的远程操作内窥镜囊舱，该内窥镜囊舱包括：本体（１），该本体具有多个设置在其表面上的移位模块（５），这些移位模块适于使本体在所述体腔内运动。该囊舱还包括设置在本体内部的能源和设置在本体（１）内的微控制器，微控制器用于根据操作者远程发来的指令驱使移位模块（５）动作。并设有用于在微控制器的控制下捕获图像的摄像机以及用于接收操作者远程发送来的指令并发送摄像机所获得的图像的收发两用机系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及内窥镜所应用的器件，更具体地说，本专利技术涉及一种远程操作的内窥镜囊舱(capsule)，通过对该内窥镜囊舱位移所进行的主动控制能够在人体的不同区域特别是在人体的肠胃道内自主地运动。
技术介绍
近年来人们对能够以微创(minimally invasive way)形式自主地进行内窥镜检查研究及治疗的器件越来越感兴趣。近来，一种集成在小球内通过无线数据传输自主成像的影像系统已经在美国被批准进行临床评估。该系统包括CMOS成像器、发送器、用于照明的LEDS器件、以及手表电池形式的电源，例如参见US 5604531。这种器件的主要限制是不能对移位进行主动控制这种囊舱借助于正常的蠕动前进而不能在其行进中停留下来。还已知一种半自动的方案，其以所谓“尺蠖”模式(“inchworm”model)的移位为基础，如例如WO 02/68035所公开的内窥镜器件。这些系统的移位参数仅有有限的可控制性并且不能改变其前进速度。这些系统还有一个缺点就是其本体沿着体腔的壁滑动而不能避开任何创伤区域或病态区域。还已知一种内窥镜器件，这种器件能够通过力场(例如磁场)从体外进行操作，这就要求患者穿戴一种适用的器具来产生所述场。这种器件的公知的例子如日本RF System Lab.公司制造的Norika 3。然而，这种器件的使用存在困难和危险，因为有可能和患者所使用的其它生物医学器件互相干扰。另外，由于患者长时间暴露在电磁场中，这类体外操作的内窥镜器件还有可能产生副作用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于内窥镜的器件，该器件能够利用体腔中的动力源自主移动，并能从体外控制这种移动，因此，可实施各种医学诊断治疗程序，特别是该器件能传输所行经的体腔中的感兴趣部位的图像本专利技术的另一目的是提供一种上面所提到的用于内窥镜的器件，该器件的尺寸适于被吞咽，并且该器件适于根据体外远程传输来的指令进行停止、旋转、加速、减速等动作。本专利技术的又一目的是提供一种上面所提到的用于内窥镜的器件，该器件配备有一些腿部，这些腿部具有几个自由度，它们能够从器件上径向伸展并作移位运动，所述移位运动用于覆盖体腔区的各种形状而不损伤其所接触的组织。本专利技术的再一目的是提供一种用于进入人的体腔内的内窥镜系统，该系统允许操作者对远程操作内窥镜囊舱装置的移位运动进行控制，该内窥镜囊舱具有内装的移位构件并能够被患者吞咽，借此可接收所采集到的图像信息及数据。借助于具有权利要求1所描述的基本特征的本专利技术的内窥镜囊舱可实现这些目的。进一步的重要特征则表述在从属权利要求中。根据本专利技术，提供一种用于在人的体腔中进行诊断或治疗的远程操作的内窥镜囊舱，该内窥镜囊舱包括本体，该本体具有多个设置在其表面上的移位模块，这些移位模块适于使本体在体腔内运动；设置在本体内部、用于根据操作者远程发来的指令使移位模块动作的能源以及微控制器；在微控制器的控制下捕获图像的摄像机；及用于接收操作者远程发送来的指令以及发送摄影机所获得的图像的收发两用机系统。在本专利技术的一具体的优选实施方式中，囊舱配备有一些能从本体上径向伸展并具有至少两个自由度的腿部。在其中一个自由度上腿部能够主动地运动，以使腿部从静止位置、更具体地说是位于囊舱本体上的静止位置运动到径向伸展的位置上，而另一自由度上腿部的运动是被动的，使腿部绕其中间部分弯曲，以适应囊舱移位过程中腿部毗邻部位的组织的可变形性。优选的是，为了操纵腿部的运动，设置由形状记忆合金(SMA)细丝构成的作动器构件，沿正、反方向以2×2作用于每一腿部。在本专利技术一具体的优选实施方式中，囊舱所具有的腿部的自由端处带有尤其为微型勾爪形式的攫抓结构，以增加对光滑的和可变形的组织的摩擦力。附图说明下面将结合附图对其中一实施方式进行详细描述。通过如此详细的描述，本专利技术的内窥镜囊舱的其他特征及优点将更加清晰，所给出的实施方式仅是本专利技术的非限制性的实例。附图中图1为本专利技术的内窥镜囊舱的透视图；图2为图1所示的内窥镜囊舱的放大的轴向剖面图；图3为图1所示的内窥镜囊舱移位模块的透视图；图4为图3所示的移位模块所装备的腿部的侧向透视图；图5为图4所示的腿部的一种变型；图6为囊舱移位的机械电子(mechatronic)结构的方框图；图7为囊舱上的控制系统的方框图；图8的方框图示出了腿部动作系统。具体实施例方式参见图1及图2，本专利技术的内窥镜囊舱包括基本为圆柱形的本体1，本体1优选以生物相容的塑料制成，其具有纵向间隔开的并限定出内膛2的前端及后端，该内膛用于安装用来捕获图像的摄像机(图中未表示)以及电源及控制用的电子仪器，这些内容下面还将进行说明。本体1的端部连结有闭包盖3，其中位于前端的盖上设有小孔，该小孔用作摄像机的光学系统、药物投放以及活组织检查(bioptic)器械或外科器械的通道。沿本体1的侧表面等间隔地形成一些轴向沟槽4(在本实施方式中为六条)，这些沟槽适于安装相应的以附图标记5表示的各移位模块，每一移位模块包括腿部6和作动器单元7。更具体地说，还参见图3，每一移位模块5包括细长支架8，支架的尺寸适于安装在相应的沟槽4中，沿支架轴向地形成有通道9。在通道9的一端横向地设有销10，销10上插配有滑轮11。腿部6从滑轮11径向延伸。在通道9的另一端上设有一些传动辊12，这些辊12自由地在与支架8成一体的横向销13上转动，同时，在座9中靠近滑轮11之处设有另外的一些传动辊14，这些辊同样可在连结于支架8的横向销15上转动。在本专利技术的一可能的实施方式中，滑轮11以铝材料制成，而销12及14以如玻璃之类的非导电材料制成。移位模块5以这样的方式设置于本体1中，使得腿部6交替地位于本体1的一端和另一端上，最后，在本实施方式中，囊舱的一端上设有三条腿6，另一端上设有三条腿，三条腿间隔角度为120°，不同端的腿部之间错开60°。参见图4，每一腿部6由具有增大了柔性的膝形部分6c相连的两部分6a及6b的杆形元件构成。部分6a具有处于自由端的接头16以及处于中间点的保持台肩17a，接头用于揿按连接于滑轮11的专门的座17中。部分6b具有基本为圆形的端头18和多个从端头径向延伸并以相同方向转折的微型勾爪19。在本专利技术的此优选实施方式中，腿部6以室温下为超弹性相的SMA(形状记忆合金)制成。这样就可以使其发挥出较高的金属弹性，使得其变形高达8％，远远高于一般金属的变形，而且具有较高的机械强度和生物相容性。以这样的方式还可通过电腐蚀工艺用这种金属合金的小板来形成腿部6。于是，腿部6具有两个自由度。其中一个自由度是腿部主动地绕滑轮11转动，以使腿部沿纵向运动，而另一自由度是腿部被动地绕膝形部分6c转动，以适应与其上邻接的组织的可变形性。作动器单元7使腿部6在静止位置和最大径向伸展位置之间的可控范围内作角向运动，腿部6在该静止位置上纵向地延伸在支架8的座9内，而最大径向伸展位置相对于静止位置之间的间隔角度为120°。在具体示于图2及图4中形成的作动单元7，对于每条腿部6而言，都借助于一对SMA制成的细丝20及21使其一端在完全相反(diametrically opposite)的那些部分处与滑轮11连结，而另一端则通过接触器(图中未示出)和电源系统相连，这些接触器被设置在位于支架8一端的接触板22上，而细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在人的体腔内实施诊断及治疗程序的远程操作内窥镜囊舱，其特征在于，该内窥镜囊舱包括本体（１），其具有多个设置在其表面上的移位模块（５），这些移位模块适于驱使所述本体在所述体腔内运动；设置在所述本体内的能源；设置在所述本体（１）内的微控制器（＊Ｐ），其用于根据操作者远程发来的指令使所述移位模块（５）动作；用于在所述微控制器（＊Ｐ）的控制下捕获图像的摄像机；以及用于接收操作者远程发送来的指令并发送由所述摄像机获得的图像信息的收发两用机系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗达里奥，阿里安娜曼查西，西萨尔斯蒂法尼尼，塞缪尔戈里尼，朱塞普珀诺里奥，迪诺阿科托，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]