內窺鏡自動避障裝置的製作方法

2023-09-14 02:53:35 1

專利名稱：內窺鏡自動避障裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一個醫用內窺鏡裝置，特別是一種內窺鏡避障裝置。
背景技術：
醫學上，結腸癌屬於消化道疾病，其發病率很高，約佔致命癌症發病率的第二位，尤其在西方發達國家，發病率就更高。據統計90％的結腸癌是由良性息肉發展而來，而結腸息肉的發病率約為10％左右。因此及早的發現並切除息肉是預防和治療結腸癌的重要措施。採用內窺鏡進行治療是目前最常用的診療方式。傳統的內窺鏡診療術對操作醫師的技術要求很高，經常需要多個醫師配合，一般一例檢查約需40-60分鐘。主要是利用操作人員的右手推動內窺鏡進入人體，並根據病人的反饋信息以及自身的經驗，用左手操縱內窺鏡鏡頭偏擺的齒形旋轉柄來控制內窺鏡鏡頭的轉向。因此，由於操作醫師長時間的操作疲勞引起的操作失誤，很可能在內窺鏡介入人體腸道時，內窺鏡鏡頭與結腸壁發生較大的擠壓力，當這種擠壓力超過一定的閾值時，將導致腸道軟組織的破損，進而可能導致腸道穿孔等醫療事故的發生。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種內窺鏡自動避障裝置。實現內窺鏡進鏡過程中的自動避障，以降低內窺鏡操作對醫師熟練程度的依賴。減少操作時間以及醫療事故的發生概率。
為達到上述目的，本實用新型採用下述技術方案一種內窺鏡自動避障裝置，包括帶有兩層齒形旋轉柄的內窺鏡本體及其通過軟管連接的內窺鏡鏡頭，其特徵在於內窺鏡鏡頭上裝有微小傳感器，內窺鏡本體通過其兩層齒形旋轉柄連接一個內窺鏡鏡頭偏擺執行機構，微小接觸傳感器通過導線經內窺鏡本體、內窺鏡鏡頭偏擺執行裝置連通一個控制器。
上述的內窺鏡鏡頭上微小傳感器的安裝及結構是內窺鏡鏡頭外圓的上、下、左、右各有一對電極與導線連接；內窺鏡鏡頭上套裝一個橡膠圈，橡膠圈內圓的上、下、左、右各有一塊導電塊對準成對的電極。
上述的內窺鏡鏡頭偏擺執行機構的結構是一個偏擺執行機構固定支架的下方有兩個電動機，它們分別通過齒輪傳動機構驅動兩個同軸線安置的兩層機械卡爪，兩層機械卡爪分別與內窺鏡本體的兩層齒形在旋轉柄相插配，兩層機械卡爪上有撥動塊分別對應於安裝在偏擺執行機構固定支架上方和內層機械卡爪中心軸下端蓋的兩對卡爪限位開關，外層機械卡爪和中心軸下端螺母上分別有凸塊對準限位開關，兩對卡爪限位開關和兩個電動機由導線連通控制器；偏擺執行機構固定支架上有夾持機構與內窺鏡本體固定連接。
上述的兩個電動機中的一個電動機的輸出端固定一個小齒輪，該小齒輪與一個大齒輪嚙合，該大齒輪固定在一根中心軸上，中心軸下部由兩個軸承支承，而上端固定連接兩層機械卡爪的內層卡爪；另一個電動機的輸出端固定另一個小齒輪，該小齒輪與另一個大齒輪嚙合，該大齒輪與兩層機械卡爪的外層卡爪固定連接，該大齒輪與中心軸之間以及內層卡爪與外層卡爪之間，均以軸承相互滑動支承。
上述的控制器的線路結構是由一個中心控制單元模塊連接一個上、下位機的串口電平轉換通訊模塊，還有一個系統復位模塊、一個傳感器單元模塊、一個限位開關模塊和一個鍵盤操作模塊的輸出端分別連接中心控制單元模塊的各輸入端，中心控制單元模塊的輸出端連接一個顯示燈及電動機驅動模塊。
本實用新型與現有技術相比，具有如下顯而易見的特點和優點本實用新型的內窺鏡鏡頭上裝有微小接觸傳感器，能傳感出鏡頭的上下左右受到阻礙而傳出信號，由控制器接收到此信號而去控制一個內窺鏡鏡頭偏擺執行機構，從而操作內窺鏡鏡頭作或上或下或左或右的偏擺避障。採用本實用新型，可以降低內窺鏡操作時對醫師熟練程度的依賴，減少操作時間以及醫療事故的發生概率。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
圖2是圖1中A-A處的剖面圖。
圖3是圖1示例中內窺鏡鏡頭及其上的微小傳感器的零件分解圖。
圖4是圖3中B向視圖。
圖5是圖1示例的控制器電路方框圖圖6是圖1示例的控制器電路圖。
具體實施方式
本實用新型的一個優選實施例是參見圖1，本內窺鏡自動避障裝置，包括帶有兩層齒形旋轉柄6、7的內窺鏡本體8及其通過軟管連接的內窺鏡鏡頭9，內窺鏡鏡頭9上裝有微小傳感器22，內窺鏡本體8通過其兩層齒形旋轉柄6、7連接一個內窺鏡鏡頭偏擺執行機構3，微小接觸傳感器22通過導線23經內窺鏡本體8、內窺鏡鏡頭偏擺執行裝置3連通一個控制器13。參見圖3和圖4，上述的內窺鏡鏡頭9上微小接觸器22的安裝及結構是內窺鏡鏡頭9外圓的上、下、左、右各有一對電極24與導線23連接；內窺鏡鏡頭9上套裝一個橡膠圈25，橡膠圈25內圓的上、下、左、右各有一塊導電塊26對準成對的電極24。參見圖2，上述的內窺鏡鏡頭偏擺執行機構3的結構是一個偏擺執行機構固定支架的下方有兩個電動機11、12，它們分別通過齒輪傳動機構驅動兩個同軸線安置的兩層機械卡爪4、5，兩層機械卡爪4、5分別與內窺鏡本體8的兩層齒形在旋轉柄6、7相插配，兩層機械卡爪4、5上有撥動塊34分別對應於安裝在偏擺執行機構固定支架上方和內層機械卡爪中心軸16下端蓋的兩對卡爪限位開關1、2；20、21，外層機械卡爪5和中心軸16下端螺母上分別有凸塊對準限位開關1、2；20、21，兩對卡爪限位開關1、2和兩個電動機11、12由導線連通控制器13；偏擺執行機構固定支架上有夾持機構10與內窺鏡本體8固定連接。上述的兩個電動機11、12中的一個電動機11的輸出端固定一個小齒輪14，該小齒輪14與一個大齒輪17嚙合，該大齒輪17固定在一根中心軸16上，中心軸16下部由兩個軸承支承，而上端固定連接兩層機械卡爪4、5的內層卡爪4；另一個電動機12的輸出端固定另一個小齒輪18，該小齒輪18與另一個大齒輪19嚙合，該大齒輪19與兩層機械卡爪4、5的外層卡爪5固定連接，該大齒輪19與中心軸16之間以及內層卡爪4與外層卡爪5之間，均以軸承相互滑動支承。參見圖5，控制器13的線路結構是由一個中心控制單元模塊27連接一個上、下位機的串口電平轉換通訊模塊28，還有一個系統復位模塊29、一個傳感器單元模塊30、一個限位開關模塊31和一個鍵盤操作模塊32的輸出端分別連接中心控制單元模塊27的各輸入端，中心控制單元模塊27的輸出端連接一個顯示燈及電動機驅動模塊33。圖6示出控制器13的電路圖，其電路分為七個部分，第一部分為中央控制單元，由AT89C51單片機、復位電路和晶振電路組成，作為系統的中央處理單元；第二部分為傳感器數據採集與數據轉換部分，分別由可調電阻和TLC0834數模轉換集成電路組成，用於採集內窺鏡頭部的壓力；第三部分為狀態顯示部分，分別由發光管和ULN2003驅動器組成，用於顯示系統的運行狀態；第四部分為步進電機驅動部分，分別由ULN2003驅動器、步進電機驅動與脈衝分配器以及步進電機組成，用於驅動內窺鏡頭部偏擺動作的實現；第五部分為限位開關終端輸入部分，分別由限位開關和與門電路組成，用於限制內窺鏡頭部偏擺角度的限制；第六部分為上下位機接口電路，分別由DB9針插腳和MAX232電平轉換電路組成，用於完成上下位機之間的通訊；第七部分為信號輸入部分，分別由10個按鈕組成，安裝在控制面板上，用於控制命令的輸入和系統參數的輸入。
本裝置還可以實現自動和手動的切換，當醫生需要對人體結腸的某個部位詳細觀察時，可以通過控制裝置屏蔽掉傳感器的信號，醫生可以手動點動操作控制內窺鏡頭部的擺動。
權利要求1.一種內窺鏡自動避障裝置，包括帶有兩層齒形旋轉柄(6、7)的內窺鏡本體(8)及其通過軟管連接的內窺鏡鏡頭(9)，其特徵在於內窺鏡鏡頭(9)上裝有微小傳感器(22)，內窺鏡本體(8)通過其兩層齒形旋轉柄(6、7)連接一個內窺鏡鏡頭偏擺執行機構(3)，微小接觸傳感器(22)通過導線(23)經內窺鏡本體(8)、內窺鏡鏡頭偏擺執行裝置(3)連通一個控制器(13)。
2.根據權利要求1所述的內窺鏡自動避障裝置，其特徵在於內窺鏡鏡頭(9)上微小傳感器(22)的安裝及結構是內窺鏡鏡頭(9)外圓的上、下、左、右各有一對電極(24)與導線(23)連接；內窺鏡鏡頭(9)上套裝一個橡膠圈(25)，橡膠圈(25)內圓的上、下、左、右各有一塊導電塊(26)對準成對的電極(24)。
3.根據權利要求1所述的內窺鏡自動避障裝置，其特徵在於內窺鏡鏡頭偏擺執行機構(3)的結構是一個偏擺執行機構固定支架的下方有兩個電動機(11、12)，它們分別通過齒輪傳動機構驅動兩個同軸線安置的兩層機械卡爪(4、5)，兩層機械卡爪(4、5)分別與內窺鏡本體(8)的兩層齒形旋轉柄(6、7)相插配，兩層機械卡爪(4、5)上有撥動塊(34)分別對應於安裝在偏擺執行機構固定支架上方和內層機械卡爪中心軸(16)下端蓋的兩對卡爪限位開關(1、2；20、21)，外層機械卡爪(5)和中心軸(16)下端螺母上分別有凸塊對準限位開關(1、2；20、21)，兩對卡爪限位開關(1、2)和兩個電動機(11、12)由導線連通控制器(13)；偏擺執行機構固定支架上有夾持機構(10)與內窺鏡本體(8)固定連接。
4.根據權利要求3所述的內窺鏡自動避障裝置，其特徵在於兩個電動機(11、12)中的一個電動機(11)的輸出端固定一個小齒輪(14)，該小齒輪(14)與一個大齒輪(17)嚙合，該大齒輪(17)固定在一根中心軸(16)上，中心軸(16)下部由兩個軸承支承，而上端固定連接兩層機械卡爪(4、5)的內層卡爪(4)；另一個電動機(12)的輸出端固定另一個小齒輪(18)，該小齒輪(18)與另一個大齒輪(19)嚙合，該大齒輪(19)與兩層機械卡爪(4、5)的外層卡爪(5)固定連接，該大齒輪(19)與中心軸(16)之間以及內層卡爪(4)與外層卡爪(5)之間，均以軸承相互滑動支承。
5.根據權利要求1所述的內窺鏡自動避障裝置，其特徵在於控制器(13)的線路結構是由一個中心控制單元模塊(27)連接一個上、下位機的串口電平轉換通訊模塊(28)，還有一個系統復位模塊(29)、一個傳感器單元模塊(30)、一個限位開關模塊(31)和一個鍵盤操作模塊(32)的輸出端分別連接中心控制單元模塊(27)的各輸入端，中心控制單元模塊(27)的輸出端連接一個顯示燈及電動機驅動模塊(33)。
專利摘要本實用新型涉及一種內窺鏡自動避障裝置。包含有帶有兩層齒形旋轉柄的內窺鏡本體及其通過軟管連接的內窺鏡鏡頭，內窺鏡鏡頭上裝有微小傳感器，內窺鏡本體通過其兩層齒形旋轉柄連接一個內窺鏡鏡頭偏擺執行機構，微小接觸傳感器通過導線經內窺鏡本體、內窺鏡鏡頭偏擺執行裝置連通一個控制器。本實用新型能實現內窺鏡進鏡過程中的自動避障，降低內窺鏡操作時對醫師熟練程度的依賴，減少操作時間以及醫療事故的發生概率。
文檔編號A61B1/31GK2638666SQ0325538
公開日2004年9月8日 申請日期2003年7月8日 優先權日2003年7月8日
發明者錢晉武, 張寶軍, 章亞男, 沈林勇, 闕昊, 殷金喜 申請人:上海大學