腸道疾病是人類的高發(fā)病癥,目前腸鏡是腸道疾病診斷的主要手段,但是該方法采用的插管、吹氣或鎮(zhèn)靜等手段,會引起患者很大程度的不適。伴隨臨床醫(yī)學(xué)需求,膠囊機(jī)器人的概念應(yīng)運(yùn)而生,膠囊機(jī)器人是一種尺寸在厘米級、可吞咽的微型腸道輔助診療機(jī)器人。目前為止商業(yè)上可獲得的膠囊機(jī)器人能夠很好的獲取到腸道內(nèi)部的組織圖像,但是當(dāng)它們在發(fā)現(xiàn)可疑病變后無法進(jìn)行活檢和定點(diǎn)施藥,限制了腸道疾病診斷準(zhǔn)確率和治療效果的進(jìn)一步提高。本文總結(jié)和分析了目前科研機(jī)構(gòu)和高校對膠囊機(jī)器人設(shè)計的研究工作,設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動穩(wěn)定且具有活檢施藥功能的膠囊機(jī)器人。如何實現(xiàn)活檢施藥功能是目前膠囊機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn),本文提出并設(shè)計了具有多靶點(diǎn)活檢與施藥功能的膠囊機(jī)器人,對于微型輔助診療機(jī)器人學(xué)者進(jìn)一步研究提高目標(biāo)病變組織的診斷準(zhǔn)確率和治療效果具有一定參考價值。本文設(shè)計了具有單靶點(diǎn)活檢、施藥功能的膠囊機(jī)器人并對其進(jìn)行了組織交互仿真和驗證實驗。基于具有單靶點(diǎn)活檢、施藥功能的機(jī)器人的實驗結(jié)果,本文進(jìn)一步對具有多靶點(diǎn)活檢施藥功能的膠囊機(jī)器人進(jìn)行樣機(jī)制造和實驗。結(jié)合多靶點(diǎn)樣機(jī)初步實驗效果,本文對設(shè)計的多靶點(diǎn)膠囊機(jī)器人功能模塊進(jìn)行了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化。... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

用于小腸內(nèi)采樣的微型活檢裝置

圖 1-1 用于小腸內(nèi)采樣的微型活檢裝置Park 等[13]1[14]1提出了 LiGA（Lithographie，Galvanoformung，Abformung）扭轉(zhuǎn)彈簧致動器的具有活檢功能膠囊機(jī)器人。通過扭轉(zhuǎn)彈簧驅(qū)動帶動曲塊機(jī)構(gòu)，微活檢采樣頭集成到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)末端，實現(xiàn)在常規(guī)腸道內(nèi)窺以到達(dá)的小胃腸內(nèi)提取組織樣本。具體過程如圖 1-2 所示，膠囊機(jī)器人模塊使用扭轉(zhuǎn)彈簧作為驅(qū)動構(gòu)件和形狀記憶合金作為觸發(fā)器構(gòu)件，利用彈簧回復(fù)力進(jìn)行一次性活檢操作。實驗結(jié)果表明，研制的樣機(jī)微刺可以的提取豬小腸組織樣品。

組織進(jìn)入膠囊機(jī)器人過程圖 b）活檢機(jī)構(gòu)示意圖圖 1-3 活檢組織進(jìn)入膠囊機(jī)器人示意圖-4，Yim 等[17]提出了一種使用具有μ-夾持器的微夾鉗的方微夾鉗的分布，其微夾鉗為亞毫米級自折疊微夾持器。過磁場驅(qū)動，膠囊機(jī)器人攜帶微夾鉗到特定組織釋放微夾鉗位置自動收集組織樣本，最后膠囊機(jī)器人進(jìn)行活檢鉗的回目前具有活檢膠囊機(jī)器人只被激活一次，只能進(jìn)行一次活檢活檢成功率都受到了顯著的限制。該活檢膠囊機(jī)器人解決激活一次，只能進(jìn)行一次活檢操作的局限，但微夾鉗回收來還需要進(jìn)一步優(yōu)化。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3092305