[实用新型]面向人体内腔细小管道的微型机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用微型机器人，特别涉及一种面向人体内腔细小管道的微型机器人。

背景技术

微创外科医疗技术是当今国际上的一个研究热点。微创外科手术技术兴起于20世纪80年代，介入手术为其重要分支。介入手术存在因人手操作不稳定而影响手术质量的现象。而机器人技术与介入技术相结合是解决上述问题的途径之一。目前，对微创外科医疗手术的研究主要从两方面进行：一是改进传统的医用内窥镜系统，将系统进一步微型化；二是改进医用内窥镜系统进入人体内腔的驱动方式。对于人体胃肠道而言，Phee等人研制了仿蜥蜴行走的“内窥爬行者”机器人(Kassim I，Phee L，Wan S，et al.Locomotion techniques for roboticcolonoscopy[J].IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine.2006(6)：49-56.)，EugeneCheung等人研究出一种蠕动内窥镜机器人(Eugene Cheung，Sukho Park，Byungkyu Kim，et al.A new endoscopic microcapsule robot using beetle inspired microfibrillar adhesives.Proceedings ofthe 2005 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent MechatronicsMonterey，California，USA，2005，July，24-28.)，国内浙江大学、上海交通大学、大连理工大学等提出了各种胃肠道内窥镜机器人的驱动机构。对于血管机器人而言，瑞典科学家研制出了由多层聚合物和黄金制成的能在血液、尿液和细胞介质中捕捉和移动单个细胞的血管内微型机器人(E.W.H.Jager，O.Inganas，I.Lundstrom.Microrobots for Micrometer-Size Objects inAqueous Media：Potential Tools for Single-Cell Manipulation[J].Science，2000，288(5475)：2335-2338.)，日本科学家提出了一种基于外磁场驱动的外形尺寸为0.5mm×8mm的螺旋式游动机器人(Ishiyama K，Sendoh M，Yamazaki A，et al.Swimming of magnetic micro-machinesunder a very wide-range of Reynolds number conditions[J].IEEE Transactions on Magnetics，2001，37(4)：2868-2870.)，南京航空航天大学研制了基于精子运动机理的血管微型机器人(陈柏，蒋素荣，陈笋，等.基于精子运动机理的机器人驱动的介入诊疗系统及其实现方法[P].中国专利：200910035487，2010-04-07)，中国科学院设计了一种可在非磁性细小管路直行和转向的仿趋磁细菌的微型机器人(杨岑玉，王铮，王金光，等.仿趋磁细菌的微型机器人研究[J].机器人，2009，31(2)：146-150.)。总之，国内、外已经研究了各种医用微型机器人的驱动方法及装置，但也存在一些缺陷：一是机器人运动时与内腔管壁接触，容易对人体有机组织造成损伤；二是机器人结构比较复杂，成本高；三是机器人需要外磁场驱动，不易操作。

CN1225523号专利中公开了一种医用微型机器人的体内驱动方法及其驱动器。该驱动器采用了一个带螺旋槽的圆柱形微电机、一个带螺旋槽的圆柱体和一个柔性联轴器。但上述结构存在体积过大，微电机和圆柱体外径必须相同，运动过程液体阻力过大，在机器人悬浮厚度较小的情况下微电机或圆柱体外壳螺旋槽转速太高容易损伤内腔管壁。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种面向人体内腔细小管道(如大动脉、尿道等)的微型机器人。该机器人体积微小，结构简单，驱动力大，机器人外壳转速可调节，能够在充满液体的细小管道中悬浮运行，并且实现摄像和体外无线控制功能。