具有多靶点活检与施药功能的胶囊机器人系统研究
发布时间：2021-03-21 04:15
肠道疾病是人类的高发病症,目前肠镜是肠道疾病诊断的主要手段,但是该方法采用的插管、吹气或镇静等手段,会引起患者很大程度的不适。伴随临床医学需求,胶囊机器人的概念应运而生,胶囊机器人是一种尺寸在厘米级、可吞咽的微型肠道辅助诊疗机器人。目前为止商业上可获得的胶囊机器人能够很好的获取到肠道内部的组织图像,但是当它们在发现可疑病变后无法进行活检和定点施药,限制了肠道疾病诊断准确率和治疗效果的进一步提高。本文总结和分析了目前科研机构和高校对胶囊机器人设计的研究工作,设计出结构简单、驱动稳定且具有活检施药功能的胶囊机器人。如何实现活检施药功能是目前胶囊机器人领域的研究热点和难点,本文提出并设计了具有多靶点活检与施药功能的胶囊机器人,对于微型辅助诊疗机器人学者进一步研究提高目标病变组织的诊断准确率和治疗效果具有一定参考价值。本文设计了具有单靶点活检、施药功能的胶囊机器人并对其进行了组织交互仿真和验证实验。基于具有单靶点活检、施药功能的机器人的实验结果,本文进一步对具有多靶点活检施药功能的胶囊机器人进行样机制造和实验。结合多靶点样机初步实验效果,本文对设计的多靶点胶囊机器人功能模块进行了结构尺寸优化。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于小肠内采样的微型活检装置
图 1-1 用于小肠内采样的微型活检装置Park 等[13]1[14]1提出了 LiGA（Lithographie，Galvanoformung，Abformung）扭转弹簧致动器的具有活检功能胶囊机器人。通过扭转弹簧驱动带动曲块机构，微活检采样头集成到曲柄滑块机构末端，实现在常规肠道内窥以到达的小胃肠内提取组织样本。具体过程如图 1-2 所示，胶囊机器人模块使用扭转弹簧作为驱动构件和形状记忆合金作为触发器构件，利用弹簧回复力进行一次性活检操作。实验结果表明，研制的样机微刺可以的提取猪小肠组织样品。
组织进入胶囊机器人过程图 b）活检机构示意图图 1-3 活检组织进入胶囊机器人示意图-4，Yim 等[17]提出了一种使用具有μ-夹持器的微夹钳的方微夹钳的分布，其微夹钳为亚毫米级自折叠微夹持器。过磁场驱动，胶囊机器人携带微夹钳到特定组织释放微夹钳位置自动收集组织样本，最后胶囊机器人进行活检钳的回目前具有活检胶囊机器人只被激活一次，只能进行一次活检活检成功率都受到了显著的限制。该活检胶囊机器人解决激活一次，只能进行一次活检操作的局限，但微夹钳回收来还需要进一步优化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]医疗机器人技术发展综述[J]. 倪自强,王田苗,刘达. 机械工程学报. 2015(13)
[2]Gut microbiota and liver diseases[J]. Masami Minemura,Yukihiro Shimizu. World Journal of Gastroenterology. 2015(06)
[3]Gut-liver axis and probiotics: Their role in non-alcoholic fatty liver disease[J]. Giulia Paolella,Claudia Mandato,Luca Pierri,Marco Poeta,Martina Di Stasi,Pietro Vajro. World Journal of Gastroenterology. 2014(42)
[4]螺旋微型机器人对人体肠道壁损伤的数值仿真[J]. 梁亮,彭辉,胡冠昱,侯海良. 系统仿真学报. 2011(03)
[5]医用微型机器人对肠道损伤的探讨[J]. 刘金华,王树卿,刘丹阳. 世界华人消化杂志. 2006(06)
本文编号：3092305
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
用于小肠内采样的微型活检装置
图 1-1 用于小肠内采样的微型活检装置Park 等[13]1[14]1提出了 LiGA（Lithographie，Galvanoformung，Abformung）扭转弹簧致动器的具有活检功能胶囊机器人。通过扭转弹簧驱动带动曲块机构，微活检采样头集成到曲柄滑块机构末端，实现在常规肠道内窥以到达的小胃肠内提取组织样本。具体过程如图 1-2 所示，胶囊机器人模块使用扭转弹簧作为驱动构件和形状记忆合金作为触发器构件，利用弹簧回复力进行一次性活检操作。实验结果表明，研制的样机微刺可以的提取猪小肠组织样品。
组织进入胶囊机器人过程图 b）活检机构示意图图 1-3 活检组织进入胶囊机器人示意图-4，Yim 等[17]提出了一种使用具有μ-夹持器的微夹钳的方微夹钳的分布，其微夹钳为亚毫米级自折叠微夹持器。过磁场驱动，胶囊机器人携带微夹钳到特定组织释放微夹钳位置自动收集组织样本，最后胶囊机器人进行活检钳的回目前具有活检胶囊机器人只被激活一次，只能进行一次活检活检成功率都受到了显著的限制。该活检胶囊机器人解决激活一次，只能进行一次活检操作的局限，但微夹钳回收来还需要进一步优化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]医疗机器人技术发展综述[J]. 倪自强,王田苗,刘达. 机械工程学报. 2015(13)
[2]Gut microbiota and liver diseases[J]. Masami Minemura,Yukihiro Shimizu. World Journal of Gastroenterology. 2015(06)
[3]Gut-liver axis and probiotics: Their role in non-alcoholic fatty liver disease[J]. Giulia Paolella,Claudia Mandato,Luca Pierri,Marco Poeta,Martina Di Stasi,Pietro Vajro. World Journal of Gastroenterology. 2014(42)
[4]螺旋微型机器人对人体肠道壁损伤的数值仿真[J]. 梁亮,彭辉,胡冠昱,侯海良. 系统仿真学报. 2011(03)
[5]医用微型机器人对肠道损伤的探讨[J]. 刘金华,王树卿,刘丹阳. 世界华人消化杂志. 2006(06)
本文编号：3092305
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