專利名稱：智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
智能電子肛腸鏡系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)用器械領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及智能電子肛腸鏡系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]目前在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上使用的高端機(jī)器人系統(tǒng)是美國(guó)htuitive Surgical，he.公司開發(fā)完成的達(dá)芬奇機(jī)器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)，自從1998年12月第一臺(tái)達(dá)芬奇機(jī)器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)，目前已有超過(guò)390臺(tái)應(yīng)用于世界各地。[0003]達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)主要由醫(yī)生控制臺(tái)(surgeon console)、一個(gè)裝有四支7 自由度交互手臂的床旁機(jī)械臂塔(patient cart)和一個(gè)高精度的3D HD視覺系統(tǒng)(vision cart)構(gòu)成。借助于高清立體成像、多關(guān)節(jié)臂自動(dòng)化控制及光纜信號(hào)傳送等高科技設(shè)備，使其具備了三維高清術(shù)野、手臂無(wú)抖動(dòng)、鏡頭固定、活動(dòng)范圍廣、器械移動(dòng)度大等優(yōu)點(diǎn)，并且改變了術(shù)者站在手術(shù)臺(tái)旁操作的傳統(tǒng)模式，由主刀醫(yī)師坐在控制臺(tái)前完成手術(shù)全過(guò)程，符合人體工程學(xué)原理，更適合于長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜手術(shù)。[0004]控制臺(tái)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手術(shù)操作監(jiān)視器、機(jī)器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入輸出設(shè)備等組成。手術(shù)時(shí)外科醫(yī)生可坐在遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)的控制臺(tái)前，頭靠在視野框上，雙眼接受來(lái)自不同攝像機(jī)的完整圖像，共同合成術(shù)野的三維立體圖。醫(yī)生雙手控制操作桿，手部動(dòng)作傳達(dá)到機(jī)械臂的尖端，完成手術(shù)操作，從而增加操作的精確性和平穩(wěn)性，這是一種新提出的主-仆式遠(yuǎn)距離操作模式。[0005]現(xiàn)在，達(dá)芬奇機(jī)器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于普外科、心外科、泌尿外科、婦科和小兒外科。[0006]目前，內(nèi)鏡技術(shù)領(lǐng)域也日益發(fā)展，但是仍沒(méi)有機(jī)器手與肛腸鏡有機(jī)結(jié)合后進(jìn)行檢查或手術(shù)的技術(shù)，因此，將機(jī)器手集成到肛腸鏡以達(dá)到精密進(jìn)行手術(shù)治療的技術(shù)迫在眉睫。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型的目的是提出一個(gè)經(jīng)由自然腔道進(jìn)入人體進(jìn)行手術(shù)的智能系統(tǒng)控制的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，目的是利用人機(jī)的精密配合來(lái)達(dá)到精密手術(shù)，提高手術(shù)準(zhǔn)確率的目的。[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的[0009]一種智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，包括電子肛腸鏡，還包括用于固定住電子肛腸鏡的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)、智能機(jī)器手、控制臺(tái)及中央處理系統(tǒng)；[0010]所述電子肛腸鏡包括內(nèi)鏡主體、硬質(zhì)工作端部、置于內(nèi)鏡主體上相互獨(dú)立的進(jìn)水通道和出水通道，所述內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機(jī)器手通道，所述智能機(jī)器手置于直線型機(jī)器手通道內(nèi)并能從硬質(zhì)工作端部的前端伸出，所述內(nèi)鏡主體上連接有用于固定住電子肛腸鏡的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂；[0011]所述電子肛腸鏡、內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)、智能機(jī)器手、控制臺(tái)均與中央處理系統(tǒng)連接。[0012]本實(shí)用新型所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其組成部分包括電子肛腸鏡，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂，可移動(dòng)調(diào)整手術(shù)平臺(tái)，控制臺(tái)，中央處理系統(tǒng)，智能機(jī)器手等。[0013]電子肛腸鏡及自動(dòng)擴(kuò)肛器，自動(dòng)擴(kuò)肛器能根據(jù)肛門的壓力變化調(diào)整擴(kuò)肛的直徑， 電子肛腸鏡通過(guò)固定好的自動(dòng)擴(kuò)肛器進(jìn)入肛腸道。電子肛腸鏡包括工作端部、內(nèi)鏡主體和主機(jī)器手通道及其他輔助通道等，其工作端部為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于20mm，長(zhǎng)度 200-450mm。所述的自動(dòng)擴(kuò)肛器安裝有壓力傳感器和控制模塊，可以通過(guò)獲取壓力數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整和判定擴(kuò)肛的直徑。[0014]所述電子肛腸鏡的硬質(zhì)工作端部的前端為先端部，先端部前部可以設(shè)計(jì)安裝雙目立體電子光學(xué)系統(tǒng)或者多CCD陣列電子光學(xué)系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，先端部的端面和圓周面設(shè)計(jì)有若干個(gè)測(cè)距器，用于監(jiān)控先端部在手術(shù)區(qū)域內(nèi)的位置，先端部設(shè)計(jì)有豐富的傳感器，如壓力傳感器，溫度傳感器等，用于監(jiān)控手術(shù)區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線提供給中央處理器處理，以作參考。[0015]所述電子肛腸鏡的主機(jī)器手通道的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，其獨(dú)立的進(jìn)水通道和出水通道，內(nèi)徑大于等于1. 0mm。[0016]所述的電子肛腸鏡的主體部分通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂配合。[0017]所述的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)至少包括兩種，[0018]第一種是包括基座、帶關(guān)節(jié)的臂部及末端執(zhí)行器，所述的基座內(nèi)部設(shè)計(jì)有大部分提供內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的執(zhí)行元件，包括傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、液壓元件、氣動(dòng)元件、伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等，自身能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)；[0019]第二種是包括可卡死在可移動(dòng)調(diào)整手術(shù)平臺(tái)邊緣的卡口部分、帶關(guān)節(jié)的臂部及末端執(zhí)行器，所述的卡口部分可以緊緊鎖死在手術(shù)平臺(tái)邊緣為支撐；[0020]上述兩種結(jié)構(gòu)中所述的帶關(guān)節(jié)的臂部的一端連接在基座或者卡口部分上，另外一端成為末端執(zhí)行器，末端執(zhí)行器通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與電子肛腸鏡配合，臂部至少包括三個(gè)關(guān)節(jié)，至少7個(gè)自由度，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的進(jìn)給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm (以可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)平面為參考面)，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的末端執(zhí)行器與電子肛腸鏡配合后，能驅(qū)動(dòng)電子肛腸鏡的先端部達(dá)到上述工作空間內(nèi)的任何一點(diǎn)，通過(guò)電子肛腸鏡先端部端面和周面的測(cè)距器和相應(yīng)傳感器的反饋形成閉環(huán)控制，增加操作的安全系數(shù)，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂設(shè)計(jì)有防抖功能、越程警報(bào)功能和鎖死功能，增加操作的安全系數(shù)。內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的控制方式可以分為鍵盤自動(dòng)控制和聲音控制等形式。鍵盤自動(dòng)控制是指通過(guò)控制手把或者鍵盤的操控，控制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂進(jìn)行前進(jìn)、后退和旋轉(zhuǎn)等的動(dòng)作；聲音控制形式是指通過(guò)麥克風(fēng)接收操控者的聲音指令，達(dá)到制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂進(jìn)行前進(jìn)、后退和旋轉(zhuǎn)等的動(dòng)作。[0021]所述的可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)臺(tái)，其高低可以通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)調(diào)整，其平面能作不同角度的傾斜，配合電子肛腸鏡進(jìn)行手術(shù)，進(jìn)一步地，手術(shù)臺(tái)能通過(guò)固定結(jié)構(gòu)固定夾持式內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂。[0022]所述的智能機(jī)器手是通過(guò)電子肛腸鏡的專用機(jī)器手通道進(jìn)入手術(shù)區(qū)域進(jìn)行手術(shù)操作的。[0023]所述的智能機(jī)器手的結(jié)構(gòu)包括機(jī)器爪、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)和外部控制部分等。智能機(jī)器手的至少包括兩個(gè)能對(duì)合動(dòng)作的機(jī)器爪，智能機(jī)器手在機(jī)器爪全部閉合的狀態(tài)下，4其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子肛腸鏡的機(jī)器手通道的直徑。[0024]智能機(jī)器手的特點(diǎn)是多功能，其功能包括[0025](1)至少一個(gè)機(jī)器爪的端部帶有導(dǎo)電和絕緣材料做成的電凝部分，可以作為單極電凝器械或者通過(guò)對(duì)合的兩個(gè)機(jī)器爪作為一個(gè)雙極電凝器械，對(duì)病變進(jìn)行電切除和止血治療；[0026](2)兩個(gè)能對(duì)合的機(jī)器爪能完成手術(shù)鉗的功能，能取活檢組織、摘除病變等；[0027](3)所述的智能機(jī)器手的適當(dāng)位置設(shè)置有用于切除病變組織的電切設(shè)備，電切設(shè)備不使用時(shí)與智能機(jī)器手組合成一體，使用時(shí)伸出，做切割病變組織的作用；[0028](4)智能機(jī)器手的正中或者適當(dāng)位置設(shè)計(jì)有一直徑小于等于2. Omm的通道能作為充當(dāng)外部負(fù)壓作用的通道，也能通入微波探頭設(shè)備或者激光探頭設(shè)備，用于微波止血和激光切割等操作，也可通入帶電凝的套圈，用于同時(shí)切除肛腸道息肉和凝固切口出血部位；[0029](5)所述的智能機(jī)器手的每個(gè)機(jī)器爪都安裝有微型傳感器，目的是了解智能機(jī)器手的狀態(tài)，為控制提供數(shù)據(jù)參考，使得機(jī)器手的使用更加安全，所述的智能機(jī)器手的動(dòng)作精度至少達(dá)到1. 0mm。[0030]在本實(shí)用新型中，所述的智能機(jī)器手的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)作通過(guò)微型氣動(dòng)元件或者微型液壓元件等實(shí)現(xiàn)，元件可以裝置在機(jī)器爪的前端或者通過(guò)微型管道連接在智能機(jī)器手的外部。智能機(jī)器手的各個(gè)機(jī)器爪部分都安裝有豐富的傳感器，包括溫度傳感器，壓力傳感器等，以獲得手術(shù)區(qū)域的詳細(xì)信息。[0031]所述的智能機(jī)器手的傳輸結(jié)構(gòu)是一段外徑小于電子肛腸鏡的機(jī)器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，其性質(zhì)可以是軟性或者硬性，管線為智能機(jī)器手的抓取和剪切等動(dòng)作傳輸動(dòng)力， 為機(jī)器爪的電凝治療動(dòng)作提供符合安全的電壓，管線中還包括微型傳感器的傳輸線路等。[0032]所述的智能機(jī)器手的外部控制部分與系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)共用。智能機(jī)器手的控制方式可以分為人工控制和自動(dòng)控制等形式。人工控制是指通過(guò)控制手把、鍵盤的操控，控制機(jī)器手進(jìn)行前進(jìn)、后退、旋轉(zhuǎn)和電凝等的動(dòng)作；自動(dòng)控制形式是指除人工控制外的控制形式。[0033]所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的控制臺(tái)，其結(jié)構(gòu)至少包括顯示屏、手部操作組件和若干控制按鈕及鍵盤等。通過(guò)手持手部操作組件和觀看顯示屏上的三維立體圖像，對(duì)智能電子肛腸鏡系統(tǒng)中的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、手術(shù)平臺(tái)和智能機(jī)械手進(jìn)行控制；通過(guò)電子肛腸鏡的光學(xué)系統(tǒng)，顯示屏能輸出5倍以上的高清圖像，醫(yī)生在高清的圖像指導(dǎo)下的操作更加安全。[0034]所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，其內(nèi)核采用具有高速運(yùn)算性能的多核處理器，連接控制臺(tái)、電子肛腸鏡、內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)和智能機(jī)械手于一體，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦。中央處理系統(tǒng)的作用是根據(jù)醫(yī)生對(duì)控制臺(tái)的操作控制分解成指令，控制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)和智能機(jī)械手相互配合，達(dá)到進(jìn)行手術(shù)的最優(yōu)位置，中央處理系統(tǒng)通過(guò)電子肛腸鏡返回的高清2D或者3D圖像，給提供醫(yī)生手術(shù)處理的最佳圖像依據(jù)；通過(guò)電子肛腸鏡、智能機(jī)械手等裝置的微型傳感器反饋的狀態(tài)信息， 中央處理器內(nèi)的報(bào)警裝置能可以實(shí)時(shí)控制電子肛腸鏡及智能機(jī)械手在肛腸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，以使得手術(shù)的安全進(jìn)行。[0035]所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其手術(shù)入路如下所述[0036]術(shù)前，先把電子肛腸鏡安裝在內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的末端執(zhí)行器上，并把進(jìn)水通道和出水通道等連接上相應(yīng)的設(shè)備，調(diào)試完好后作待機(jī)準(zhǔn)備；病人在移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)上采用適當(dāng)體位，術(shù)處作消毒麻醉后，醫(yī)生使用自動(dòng)擴(kuò)肛器把病人的肛門先擴(kuò)大至手術(shù)需要直徑，自動(dòng)擴(kuò)肛器因?yàn)椴捎脜?shù)化的操作方式，所以安全可靠。自動(dòng)擴(kuò)肛器完成工作并固定好后，醫(yī)生手動(dòng)移動(dòng)電子肛腸鏡的工作端部通過(guò)自動(dòng)擴(kuò)肛器通過(guò)患者肛門，進(jìn)入肛腸道內(nèi)，定位并啟動(dòng)智能系統(tǒng)，則可以對(duì)肛腸道病況做一個(gè)全面診斷，并通入智能機(jī)械手對(duì)相應(yīng)病變進(jìn)行處理。[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0038]本實(shí)用新型不需要對(duì)患者進(jìn)行開刀，只需要通過(guò)自然腔道通入電子肛腸鏡后，以電子肛腸鏡的智能機(jī)器手通道為平臺(tái)通入智能機(jī)器手進(jìn)入手術(shù)區(qū)內(nèi)，智能機(jī)器手的微型化、可變形、可變向和同時(shí)具有若干種手術(shù)器械功能(如手術(shù)抓鉗、電切設(shè)備和電凝設(shè)備等)，則不需要通入其他器械便能做多種手術(shù)處理，減少手術(shù)的難度和病人的痛苦，是結(jié)合醫(yī)學(xué)方法、精密機(jī)械技術(shù)和軟件技術(shù)的新一代手術(shù)系統(tǒng)。


[0039]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0040]圖1是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。[0041]圖2A是本實(shí)用新型的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。[0042]圖2B是本實(shí)用新型的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的第二種形式結(jié)構(gòu)示意圖。[0043]圖3是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的電子肛腸鏡及自動(dòng)擴(kuò)肛器示意圖。[0044]圖4是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的智能機(jī)器手的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及與電子肛腸鏡配合使用圖。[0045]圖5是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的可調(diào)整手術(shù)臺(tái)示意圖。[0046]圖6是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的手術(shù)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0047]如圖1所示為本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的組成部分有電子肛腸鏡2，智能機(jī)器手3，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1，可移動(dòng)調(diào)整手術(shù)平臺(tái)4， 控制臺(tái)8，中央處理系統(tǒng)6和系統(tǒng)附件7等。智能機(jī)器手3和電子肛腸鏡2的形式根據(jù)手術(shù)應(yīng)用的不同而不同。電子肛腸鏡2內(nèi)鏡主體上設(shè)計(jì)一條寬大的直線型的機(jī)器手通道，其目的是為智能機(jī)器手3進(jìn)入手術(shù)區(qū)域提供平臺(tái)，智能機(jī)器手3具備豐富的功能。[0048]如圖2A和圖2B所示為兩種不同形式的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂，圖2A所示的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂11結(jié)構(gòu)包括基座111，帶關(guān)節(jié)的臂部112和與電子肛腸鏡2配合的末端執(zhí)行器113，圖 2B所示為一種卡死在手術(shù)平臺(tái)的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂12，結(jié)構(gòu)包括帶卡口的基座121、帶關(guān)節(jié) 122的臂部123及末端執(zhí)行器124。基座111內(nèi)部設(shè)計(jì)有大部分提供內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的執(zhí)行元件，包括傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、液壓元件、氣動(dòng)元件、伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等，自身能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)；卡口的基座121可以緊緊鎖死在手術(shù)平臺(tái)4邊緣為支撐；帶關(guān)節(jié)的臂部112或者123的一端連接在基座111或者卡口基座121部分上，另外一端成為末端執(zhí)行器113或者123，末端執(zhí)行器113或者123通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與電子肛腸鏡2配合，臂部至少包括三個(gè)關(guān)節(jié)，至少7個(gè)自由度，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1的進(jìn)給精度小于等于1mm，其工作半徑至少 500mm，工作的垂直高度0 500mm(以可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)平面為參考面)，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1的末端執(zhí)行器113或者123與電子肛腸鏡2配合后，能驅(qū)動(dòng)電子肛腸鏡2的先端部達(dá)到上述工作空間內(nèi)的任何一點(diǎn)，通過(guò)電子肛腸鏡2先端部端面和周面的測(cè)距器和相應(yīng)傳感器的反饋形成閉環(huán)控制，增加操作的安全系數(shù)，內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1設(shè)計(jì)有防抖功能、越程警報(bào)功能和鎖死功能，增加操作的安全系數(shù)。內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1的控制方式可以分為鍵盤自動(dòng)控制和聲音控制等形式。鍵盤自動(dòng)控制是指通過(guò)控制手把或者鍵盤的操控，控制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1進(jìn)行前進(jìn)、后退和旋轉(zhuǎn)等的動(dòng)作；聲音控制形式是指通過(guò)麥克風(fēng)接收操控者的聲音指令，達(dá)到制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1進(jìn)行前進(jìn)、后退和旋轉(zhuǎn)等的動(dòng)作。[0049]該系統(tǒng)還包括顯示屏、手部操作組件和若干控制按鈕及鍵盤等，通過(guò)手持手部操作組件和觀看顯示屏上的三維立體圖像，對(duì)智能電子肛腸鏡系統(tǒng)中的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1、手術(shù)平臺(tái)4和智能機(jī)器手3進(jìn)行控制；通過(guò)電子肛腸鏡2的光學(xué)系統(tǒng)，顯示屏能輸出5倍以上的高清圖像，醫(yī)生在高清的圖像指導(dǎo)下的操作更加安全。[0050]中央處理系統(tǒng)，其內(nèi)核采用具有高速運(yùn)算性能的多核處理器，連接控制臺(tái)、電子肛腸鏡2、內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1、可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)4和智能機(jī)器手3于一體，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦。中央處理系統(tǒng)的作用是根據(jù)醫(yī)生對(duì)控制臺(tái)的操作控制分解成指令，控制內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1、可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)2和智能機(jī)器手3相互配合，達(dá)到進(jìn)行手術(shù)的最優(yōu)位置，中央處理系統(tǒng)通過(guò)電子肛腸鏡返回的高清2D或者3D圖像，給提供醫(yī)生手術(shù)處理的最佳圖像依據(jù)；通過(guò)電子肛腸鏡2、智能機(jī)器手3等裝置的微型傳感器反饋的狀態(tài)信息，中央處理器內(nèi)的報(bào)警裝置能可以實(shí)時(shí)控制電子肛腸鏡2及智能機(jī)器手3在肛腸道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，以使得手術(shù)的安全進(jìn)行。[0051]如圖3所示的電子肛腸鏡的結(jié)構(gòu)包括硬質(zhì)的工作端部21、內(nèi)鏡主體22，與內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1配合的連接器M和智能機(jī)器手通道及其他輔助通道23等，其工作端部21為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于20mm，長(zhǎng)度大于等于200mm，電子肛腸鏡介入人體手術(shù)區(qū)域、為智能機(jī)器手3進(jìn)入手術(shù)區(qū)域提供平臺(tái)和為醫(yī)生提供視覺圖像。[0052]如圖3所示為電子肛腸鏡及自動(dòng)擴(kuò)肛器51，自動(dòng)擴(kuò)肛器5能根據(jù)肛門101的壓力變化調(diào)整擴(kuò)肛的直徑，電子肛腸鏡通過(guò)固定好的自動(dòng)擴(kuò)肛器5進(jìn)入肛腸道10。電子肛腸鏡包括工作端部21、內(nèi)鏡主體22，與內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1配合的連接器M和主機(jī)器手通道及其他輔助通道23等，其工作端部21為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于20mm，長(zhǎng)度200-450mm。所述的自動(dòng)擴(kuò)肛器5安裝有壓力傳感器和控制模塊，可以通過(guò)獲取壓力數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整和判定擴(kuò)肛的直徑，擴(kuò)肛的直徑為11 27mm，長(zhǎng)度為19 20cm。[0053]電子肛腸鏡的硬質(zhì)工作端部21的前端為先端部，先端部前部可以設(shè)計(jì)安裝雙目立體電子光學(xué)系統(tǒng)或者多CCD陣列電子光學(xué)系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，先端部的端面和圓周面設(shè)計(jì)有若干個(gè)測(cè)距器，用于監(jiān)控先端部在手術(shù)區(qū)域內(nèi)的位置，先端部設(shè)計(jì)有豐富的傳感器，如壓力傳感器，溫度傳感器等，用于監(jiān)控手術(shù)區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)，數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線提供給中央處理器處理，以作參考。[0054]電子肛腸鏡的智能機(jī)器手通道23的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，其獨(dú)立的進(jìn)水通道和出水通道，內(nèi)徑大于等于1. 0mm。[0055]電子肛腸鏡的主體部分22通過(guò)連接結(jié)構(gòu)23與內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1配合。[0056]如圖4所示為智能機(jī)器手3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及與電子肛腸鏡配合使用圖。智能機(jī)器手 3是通過(guò)電子肛腸鏡的智能機(jī)器手通道23進(jìn)入手術(shù)區(qū)域進(jìn)行手術(shù)操作的，智能機(jī)器手3的結(jié)構(gòu)包括機(jī)器爪33、34、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)31和外部控制部分38等。智能機(jī)器手3的至少包括兩個(gè)能對(duì)合動(dòng)作的機(jī)器爪33、34，智能機(jī)器手3在機(jī)器爪33、34全部閉合的狀態(tài)下， 其最大外徑應(yīng)該大于等于5. 0mm，并小于等于電子肛腸鏡的機(jī)器手通道的直徑。[0057]智能機(jī)器手3的特點(diǎn)是多功能，其功能包括[0058](1)至少一個(gè)機(jī)器爪33、34的端部帶有導(dǎo)電和絕緣材料做成的電凝部分，可以作為單極電凝器械或者通過(guò)對(duì)合的兩個(gè)機(jī)器爪作為一個(gè)雙極電凝器械，對(duì)病變進(jìn)行電切除和止血治療；[0059](2)兩個(gè)能對(duì)合的機(jī)器爪33、34能完成手術(shù)鉗的功能，能取活檢組織、摘除病變等；[0060](3)智能機(jī)器手3的適當(dāng)位置設(shè)置有用于切除肛腸內(nèi)病變組織的電切設(shè)備35，電切設(shè)備35不使用時(shí)與智能機(jī)器手3組合成一體，使用時(shí)伸出，做切割病變組織的作用；[0061](4)智能機(jī)器手3的正中或者適當(dāng)位置設(shè)計(jì)有一直徑小于等于2. Omm的通道能作為充當(dāng)外部負(fù)壓作用的通道，也能通入微波探頭設(shè)備或者激光探頭設(shè)備37，用于微波止血和激光切割等操作，也可通入帶電凝的套圈36，用于同時(shí)切除肛腸道息肉和凝固切口出血部位。[0062](5)智能機(jī)器手3的每個(gè)機(jī)器爪33、34都安裝有微型傳感器，目的是了解智能機(jī)器手3的狀態(tài)，為控制提供數(shù)據(jù)參考，使得智能機(jī)器手3的使用更加安全，所述的智能機(jī)器手 3的動(dòng)作精度至少達(dá)到1. 0mm。[0063]智能機(jī)器手3的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)作通過(guò)微型氣動(dòng)元件或者微型液壓元件等實(shí)現(xiàn)，元件可以裝置在前端或者通過(guò)微型管道連接在智能機(jī)器手3的外部。智能機(jī)器手3的各個(gè)機(jī)器爪33、34部分都安裝有豐富的傳感器，包括溫度傳感器，壓力傳感器等，以獲得手術(shù)區(qū)域的詳細(xì)信息。[0064]智能機(jī)器手3的傳輸結(jié)構(gòu)是一段外徑小于電子肛腸鏡的機(jī)器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，其性質(zhì)可以是軟性或者硬性，管線為智能機(jī)器手3的抓取和剪切等動(dòng)作傳輸動(dòng)力，為機(jī)器爪的電凝治療動(dòng)作提供符合安全的電壓，管線中還包括微型傳感器的傳輸線路等。[0065]智能機(jī)器手3的外部控制部分38與系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)6共用。智能機(jī)器手3 的控制方式可以分為人工控制和自動(dòng)控制等形式。人工控制是指通過(guò)控制手把、鍵盤的操控，控制機(jī)器手3進(jìn)行前進(jìn)、后退、旋轉(zhuǎn)和電凝等的動(dòng)作；自動(dòng)控制形式是指除人工控制外的控制形式。[0066]如圖5為可移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)臺(tái)4，其高低可以通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)42調(diào)整，其平面能作不同角度的傾斜，配合電子肛腸鏡進(jìn)行手術(shù)，進(jìn)一步地，手術(shù)臺(tái)4能通過(guò)固定結(jié)構(gòu)43固定夾持式內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂12。[0067]如圖6是本實(shí)用新型的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)的手術(shù)示意圖。[0068]智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其手術(shù)入路如下所述術(shù)前，先把電子肛腸鏡2安裝在內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂1的末端執(zhí)行器113或者IM上，并把進(jìn)水通道和出水通道等連接上相應(yīng)的設(shè)備，調(diào)試完好后作待機(jī)準(zhǔn)備；病人在移動(dòng)調(diào)整的手術(shù)平臺(tái)4上采用適當(dāng)體位，術(shù)處作消毒麻醉后，醫(yī)生使用自動(dòng)擴(kuò)肛器51把病人的肛門101先擴(kuò)大至手術(shù)需要直徑，自動(dòng)擴(kuò)肛器51因8為采用參數(shù)化的操作方式，所以安全可靠。自動(dòng)擴(kuò)肛器51完成工作并固定好后，醫(yī)生手動(dòng)移動(dòng)電子肛腸鏡2的工作端部21通過(guò)自動(dòng)擴(kuò)肛器51通過(guò)患者肛門101，進(jìn)入肛腸道內(nèi)，定位并啟動(dòng)智能系統(tǒng)，則可以對(duì)肛腸道病況做一個(gè)全面診斷，并通入智能機(jī)械手3對(duì)相應(yīng)病變進(jìn)行處理。[0069] 本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
權(quán)利要求1.一種智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，包括電子肛腸鏡，其特征在于還包括用于固定住電子肛腸鏡的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)、智能機(jī)器手、控制臺(tái)及中央處理系統(tǒng)；所述電子肛腸鏡包括內(nèi)鏡主體、硬質(zhì)工作端部、置于內(nèi)鏡主體上相互獨(dú)立的進(jìn)水通道和出水通道，所述內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機(jī)器手通道，所述智能機(jī)器手置于直線型機(jī)器手通道內(nèi)并能從硬質(zhì)工作端部的前端伸出，所述內(nèi)鏡主體上連接有用于固定住電子肛腸鏡的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂；所述電子肛腸鏡、內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)、智能機(jī)器手、控制臺(tái)均與中央處理系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂包括基座或卡緊在移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)邊緣的卡口部分、帶關(guān)節(jié)的臂部及與內(nèi)鏡主體連接的末端執(zhí)行器，所述基座或卡口部分依次連接帶關(guān)節(jié)的臂部和末端執(zhí)行器，所述內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)其自由旋轉(zhuǎn)或升降運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的帶關(guān)節(jié)的臂部至少包括三個(gè)關(guān)節(jié)件，且至少具有七個(gè)自由度，所述內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂的進(jìn)給精度小于等于1mm，其工作半徑至少500mm，工作的垂直高度0 500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機(jī)器手包括至少兩個(gè)能相互對(duì)合動(dòng)作機(jī)器爪、驅(qū)動(dòng)機(jī)器爪動(dòng)作的執(zhí)行結(jié)構(gòu)、用于傳遞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu)以及控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的外部控制部分，所述智能機(jī)器手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為微型驅(qū)動(dòng)元件，所述傳輸結(jié)構(gòu)為一段外徑小于電子肛腸鏡的機(jī)器手通道內(nèi)鏡的傳輸管線，所述傳輸管線中還包括微型傳感器的傳輸線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機(jī)器手的至少包括兩個(gè)能做對(duì)合動(dòng)作的機(jī)器爪、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)和外部控制部分，該智能機(jī)器手在機(jī)器爪全部閉合的狀態(tài)下，其最大外徑大于等于5. 0mm，并小于等于所述智能機(jī)器手通道的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機(jī)器手的至少一個(gè)機(jī)器爪的端部設(shè)有導(dǎo)電和絕緣材料做成的對(duì)病變進(jìn)行電切除和止血治療的電凝部分， 所述智能機(jī)器手上還設(shè)有電切設(shè)備；所述智能機(jī)器手的各機(jī)器爪上均設(shè)有一微型傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述智能機(jī)器手內(nèi)還設(shè)有一條充當(dāng)外部負(fù)壓作用的通道，或者供微波探頭設(shè)備或者激光探頭設(shè)備或者帶電凝的套圈通過(guò)的通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述電子肛腸鏡配備自動(dòng)擴(kuò)肛器，其硬質(zhì)工作端部為硬質(zhì)圓管狀，外徑小于等于20mm，長(zhǎng)度200-450mm，所述的自動(dòng)擴(kuò)肛器安裝有壓力傳感器和控制模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述硬質(zhì)工作端部的前端為先端部，所述先端部前部安裝有雙目立體電子光學(xué)系統(tǒng)，或者多CCD陣列電子光學(xué)系統(tǒng)，或者非立體的電子攝像系統(tǒng)，所述先端部的端面和圓周面設(shè)有若干個(gè)測(cè)距器，所述先端部?jī)?nèi)部設(shè)有壓力傳感器或溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其特征在于所述電子肛腸鏡的機(jī)器手通道的內(nèi)徑大于等于5. 0mm，其獨(dú)立的進(jìn)水通道和出水通道的內(nèi)徑大于等于1. 0mm。
專利摘要本實(shí)用新型屬于醫(yī)用器械領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及智能電子肛腸鏡系統(tǒng)，其包括電子肛腸鏡，還包括用于固定住電子肛腸鏡的內(nèi)鏡夾持機(jī)械臂、移動(dòng)式調(diào)整手術(shù)平臺(tái)、智能機(jī)器手、控制臺(tái)及中央處理系統(tǒng)，所述內(nèi)鏡主體的末端還設(shè)有一條貫穿硬質(zhì)工作端部的直線型機(jī)器手通道，本實(shí)用新型不需要對(duì)患者進(jìn)行開刀，只需要通過(guò)自然腔道通入電子肛腸鏡后，以電子肛腸鏡的智能機(jī)器手通道為平臺(tái)通入智能機(jī)器手進(jìn)入手術(shù)區(qū)內(nèi)，智能機(jī)器手的微型化、可變形、可變向和同時(shí)具有若干種手術(shù)器械功能(如手術(shù)抓鉗、電切設(shè)備和電凝設(shè)備等)，則決定不需要通入其他器械便能做多種手術(shù)處理，減少手術(shù)的難度和病人的痛苦。
文檔編號(hào)A61B1/31GK202235293SQ20112018231
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者喬鐵 申請(qǐng)人:廣州寶膽醫(yī)療器械科技有限公司