[发明专利]一种医疗用胶囊内镜磁控导航装置

摘要

本发明公开了一种医疗用胶囊内镜磁控导航装置，用于在使用胶囊内镜的过程中主动控制胶囊的运动，以便实现对胃壁的全面有效的检查。本发明主要包含混合式磁场发生器、多自由度运动机构和控制器，其中多自由度运动机构用于运载混合式磁场发生器在检查区域内运动以调整磁场的空间分布；混合式磁场发生器包含永磁体和电磁线圈，可以产生用于引导胶囊运动的强磁场，并可根据控制信号在一定程度上调节磁场的强度；控制器通过接收操作者的控制指令和传感器反馈信号控制多自由度机构运动，以及混合式磁场发生器的线圈电流。该装置可以引导胶囊内镜在人体胃部中实现漂浮、定点悬浮、姿态调整等固定模式的运动，实现胶囊内镜对整个胃壁的自动化全覆盖检查。

主权项

一种医疗用胶囊内镜磁控导航装置，用于胶囊内镜在检查过程中的主动运动控制，其特征在于，所述胶囊内镜磁控导航装置包括永磁体胶囊内镜、混合式磁场发生器、五自由度运动机构和控制器，所述永磁体胶囊内镜位于患者体内，所述混合式磁场发生器安装于所述五自由度运动机构上，所述控制器被配置为控制所述五自由度运动机构的运动和所述混合式磁场发生器产生磁场的强弱，从而控制所述永磁体胶囊内镜在患者体内的位置和姿态；所述混合式磁场发生器包括永磁体和电磁线圈，所述永磁体设置在所述电磁线圈的上方，所述永磁体被配置为形成较强的基础磁场，所述电磁线圈被配置为通过施加可变电流形成强度可调的辅助磁场，所述基础磁场和所述辅助磁场组合形成强度可调的混合磁场；所述五自由度运动机构包含可移动基座、大臂、小臂、竖直移动机构、竖直轴旋转机构和水平轴旋转机构；所述大臂与所述可移动基座之间由水平旋转关节连接为第一关节；所述小臂与所述大臂之间由水平旋转关节连接为第二关节，所述第一关节和所述第二关节的运动被配置为实现所述混合式磁场发生器在水平方向的运动；所述竖直移动机构为第三关节，安装在所述小臂末端，所述第三关节被配置为实现所述混合式磁场发生器在竖直方向的运动；所述竖直轴旋转机构为第四关节，所述第四关节被配置为实现所述混合式磁场发生器绕竖直轴线的旋转运动；所述水平轴旋转机构为第五关节，所述第五关节被配置为实现所述混合式磁场发生器绕水平轴线的旋转运动，所述水平旋转轴线与所述竖直旋转轴线垂直相交；所述混合式磁场发生器安装于所述水平轴旋转机构上；所述五自由度运动机构还包括旋转滑动组合套筒，所述旋转滑动组合套筒由内层套管、外层套管和中层套管组成，其中，所述内层套管为带有四条花键槽的杆，由顶部齿轮驱动，实现所述第四关节的绕竖直方向转动；所述外层套管与直线运动模块的滑块固定，实现所述第三关节的整体竖直方向平移运动；所述中层套管与所述外层套管之间以轴承相连，可相对转动不可相对滑动，所述中层套管与所述外层套管一同竖直运动；所述中层套管与所述内层套管之间以花键相连，可相对滑动不可相对转动，所述中层套管与所述内层套管一同旋转运动；所述中层套管的下方与末端机构固定。