胶囊微型机器人
简介
胶囊微型机器人有着光滑的外表和角质,与普通医药胶囊无异。胶囊微型机器人的工作原理和方法:先给微型机器人通电,然后把它送入身体内,机器人缓慢地随着人体的肠胃运动遍历胃肠道,机器人体内携带的微型摄像单元以约5秒/帧的速度拍摄腔道影像,并通过微型无线发射模组以射频信号的形式传送至体外接收装置,工作人员可以在接收装置上进行医学图像观察处理和诊疗。
胶囊微型智慧型机器人整个系统由三个部分组成,体内微型检查机器人实验样机本体、体内微型检查机器人体外接收和处理系统以及体内微型检查机器人定位与驱动控制系统。“智慧型胶囊”的外径小于等于12mm,长度小于等于3.5mm。
研製背景
研製目的
体内介入检查与治疗具有安全、微创等优点,并迅速成为医学工程领域的主流。人们研製出的微型消化道胶囊内窥镜是利用消化道蠕动进行整个区域检查,由内嵌CMOS微型摄像机以无线方式传输检查图像。但其行走缓慢,存在视觉盲区;错过病变组织时,不能主动返程,使一些医疗作业无法完成。因此研製可吞咽并能通过体外无缆驱动控制的胶囊机器人已成当务之急。
研究进展
胶囊微型机器人结构解析 2005年8月,中科院安徽合肥智慧型机械研究所所长梅涛承担研究的国家“863”计画重点课题“无线肠胃检查机器人关键技术研究”近日在北京通过国家验收。患肠胃病的病人只需要吞下一个“智慧型胶囊”就可以检查治疗肠胃等腹腔内疾病了,不必忍受现今的内窥镜治疗、放射造影手术治疗等治疗方式带来的痛苦。此项目缺点是机器人必须通电才能实现医疗检查目的。
这项研究工作的创新点在于他们提出了一种以相邻异向径向磁化多磁极永磁体为外驱动器产生旋转磁场,驱动胶囊机器人在肠道内旋进的驱动控制方法,并提出了一种变径螺旋结构胶囊机器人样机,其外表面由四片可径向伸展的外表缠绕螺旋肋的铜瓦组成,当机器人旋转时,其外表面形成流体动压保护膜,使肠道避免受损伤。在径向间隙自补偿和多楔形效应的作用下,显着提高了流体动压膜的压力和在肠道内的驱动能力,并能实现在猪肠道内的垂直游动。
发明意义
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