一种软体子宫镜机器人

1.本发明涉及医疗诊断与治疗领域，具体涉及一种软体子宫镜机器人。


背景技术：

2.子宫疾病是指在子宫区域发生的各种病变，如宫内炎症、损伤、肿瘤和癌变等，是女性最常见的病患之一，对患者健康状况及生活质量造成极大影响。
3.现有的子宫疾病治疗方式主要有激素治疗、放射治疗和手术治疗。其中，针对子宫损伤、肿瘤等病情，手术治疗往往最直接有效，当前宫腔内疾病诊疗的主要手段为宫腔镜诊疗。然而，当前的宫腔镜设备存在手术痛感明显、损伤组织、视野有限、易感染等问题，同时造价高昂，对医生操作要求高，这在一定程度上限制了其进一步应用。因此，研制一种依靠新型自生长方式伸展探入宫腔、生物相容性好、诊疗一体化的新型子宫镜机器人具有巨大的潜在价值，而此类机器人鲜有报道。
4.综上所述，亟需一种采取自生长方式伸展进入宫腔、具有多维感知能力、带有前端操作器械、用于子宫疾病智能诊疗的软体子宫镜机器人，能够实时采集宫腔内疾病病灶处的信息并开展治疗，减小对子宫的损伤，缩短治疗周期，提高治疗质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用自生长方式伸展进入宫腔、具有多维感知能力、带有前端操作器械的软体子宫镜机器人。用于囊肿、宫腔粘连等子宫疾病的诊断与治疗，可有效减小对子宫的损伤，缩短诊疗周期，提高诊疗效果。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
7.一种软体子宫镜机器人，包括机器人主体、尖端视觉传感器和操作器械和驱动盒体；所述的机器人主体由内外相连的薄膜材料制成，所述的机器人主体外表面贴附有柔性传感器，所述的尖端视觉传感器和操作器械经机器人主体内中间通道延伸至机器人主体的前端；所述的驱动盒体置于机器人主体末端，驱动盒体内置气泵、驱动电机、电源、数据存储器与处理器，用于机器人驱动、数据采集与处理、运动控制。
8.所述的机器人主体为具有化学惰性的软材料。
9.所述的柔性触觉传感器具有极薄厚度，以降低对机器人主体自生长运动的影响。
10.所述的尖端视觉传感器和操作器械可经机器人主体内中间通道递送或替换，中间通道为机器人内薄膜所形成通道。
11.所述机器人主体分为一级主体与二级主体，一级主体直径较大位于后方，用于在阴道内支撑固定，二级主体直径较小位于前方，用于经宫颈进入子宫。
12.所述柔性传感器包括贴附在一级主体处的主体一级柔性传感器，用于检测法向力。
13.所述柔性传感器还包括贴附在二级主体处的主体二级柔性传感器，用于检测切向力。
14.所述机器人主体包括机器人主体外壁和机器人主体内壁，机器人主体外壁位于机器人主体内壁的外部，机器人主体外壁和机器人主体内壁相连，柔性传感器贴附在机器人主体外壁的外表面，尖端视觉传感器和操作器械经过机器人主体内壁。
15.所述的机器人主体外壁具有疏水微结构，用于导流防菌。
16.还包括驱动线和驱动线固定端子，所述的驱动线固定端子固定于二级主体处机器人主体内壁上，且置于机器人主体外壁和机器人主体内壁之间空间，驱动线固定端子经驱动线与驱动盒体内驱动电机轴相连接，用于驱动一级主体前端转向。
附图说明
17.图1是本发明的机器人总体结构三维示意图；
18.图2是本发明的机器人总体结构俯视示意图；
19.图3是本发明的图2的机器人主体结构剖视图；
20.图4是本发明的机器人转向结构示意图；
21.图5是本发明的机器人诊疗流程与步骤。
22.图中：机器人主体1；主体一级柔性传感器2；主体二级柔性传感器3；尖端视觉传感器和操作器械4；驱动盒体5；驱动线6；驱动线固定端子7；阴道8；宫颈9；子宫10；机器人主体外壁11；机器人主体内壁12。
具体实施方式
23.为了更清楚的说明本发明实施方式或现有技术的技术方案，下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
24.本发明提供一种软体子宫镜医疗机器人，此医疗机器人采用自生长方式伸展进入宫腔、具有多维感知能力、带有前端执行器、可用于子宫内疾病诊断与微创手术。
25.参阅图1，机器人主要包括：机器人主体1、主体一级柔性传感器2、主体二级柔性传感器3、尖端视觉传感器和操作器械4、驱动盒体5。在本实施方式中，机器人主体1由内外相连的薄膜材料制成，优选具有化学惰性的软材料，采用变直径设计分为一级主体与二级主体，一级主体直径较大，用于在阴道内支撑固定，二级主体直径较小，用于经宫颈进入子宫。主体1外表面贴附有柔性传感器，一级主体外附柔性传感器2主要用于检测法向力，以判断一级主体是否在阴道内实现有效支撑固定；二级主体外附柔性传感器3主要用于检测切向力，以判断二级主体自生长运动中未刮损宫颈壁。所述的柔性触觉传感器具有极薄厚度，以降低对机器人主体自生长运动的影响。机器人主体1末端与驱动盒体5相连，驱动盒体5内置气泵、驱动电机、电源、数据存储器与处理器等，用于机器人驱动、数据采集与处理、运动控制等。在主体尖端有视觉传感器和操作器械4，经机器主体内层薄膜所形成中间通道延伸至机器人前端，并可通过内层薄膜所形成中间通道递送或取回，尖端视觉传感器可对子宫腔内壁进行全方位摄像并将图像信息通过信号线反馈给上位机检测。
26.参阅图3，机器人主体外壁11具有良好的密封性与生物相容性，表面具有疏水微结构，用于导流防菌保证在机器人接触组织的过程中不感染侵害人体。机器人主体外壁11与机器人主体内壁12之间充满气体且维持一定压强，在气压驱动下主体实现外翻生长。主体未生长时采取折纸方法折叠存放，在工作时启动驱动盒体向主体外壁12与机器人主体内壁
11之间充气，折纸储存方法可以保证主体在气压驱动外翻过程中依次从根部到前端外翻，主体先进行一级生长进入阴道，之后主体变直径改为小直径二级生长，经宫颈进入子宫内部。主体的内、外两壁可在一定程度上调节机器人主体刚度、保护内部电路、减少电子元件对人体的影响。
27.参阅图4，驱动线6与信号线等置于在机器人主体外壁11与机器人主体内壁12形成的中间通道之间，驱动线固定端子7置于机器人二级主体内层薄膜上，驱动线6一端连接在驱动线固定端子7上，另一端连接在驱动盒体5内的驱动电机轴上，由驱动盒体5内的控制器根据需求控制驱动电机转动电机轴，进而拉线带动固定在主体上的驱动线固定端子7，驱动二级主体使机器人前端转向，辅助视觉传感器捕获广角度的图像信息，便于子宫疾病诊断。
28.参阅图5，展示了软体子宫镜机器人工作的全部过程。机器人主体通过外翻生长进入阴道完成一级生长，一级主体具有大直径的特点可以扩充打开阴道，并对阴道起固定支撑作用。之后机器人继续生长外翻二级主体，二级主体具有小直径的特点可以生长通过宫颈进入子宫内部，这个过程中由于机器人自生长的延伸方式可以避免对子宫带来剐蹭损伤，也降低了患者的疼痛感。视觉传感器和操作器械4通过机器人主体1内层薄膜形成的中间通道实现递送与替换，通过视觉传感器观察宫腔内部环境，并将图像信息传递回上位机完成智能诊断，二级柔性传感器采集的信息与视觉传感器采集的视觉信息相融合，可保障操作器械精准操作、快速治疗。
29.本发明的软体子宫镜机器人用于宫腔疾病的诊断与治疗，同时其高自由度、多维感知能力、全软材料组件等特点也展现在肠道等其他生物腔道疾病进行诊疗的应用前景。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
30.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种软体子宫镜机器人，其特征在于：包括机器人主体(1)、尖端视觉传感器和操作器械(4)和驱动盒体(5)；所述的机器人主体(1)由内外相连的薄膜材料制成，所述的机器人主体(1)外表面贴附有柔性传感器，所述的尖端视觉传感器和操作器械(4)经机器人主体(1)内中间通道延伸至机器人主体(1)的前端；所述的驱动盒体(5)置于机器人主体(1)末端，驱动盒体(5)内置气泵、驱动电机、电源、数据存储器与处理器，用于机器人驱动、数据采集与处理、运动控制。2.根据权利要求1所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述的机器人主体(1)为具有化学惰性的软材料。3.根据权利要求1所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述的柔性触觉传感器具有极薄厚度，以降低对机器人主体自生长运动的影响。4.根据权利要求1所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述的尖端视觉传感器和操作器械(4)可经机器人主体(1)内中间通道递送或替换。5.根据权利要求1所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述机器人主体(1)分为一级主体与二级主体，一级主体直径较大位于后方，用于在阴道内支撑固定，二级主体直径较小位于前方，用于经宫颈进入子宫。6.根据权利要求5所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述柔性传感器包括贴附在一级主体处的主体一级柔性传感器(2)，用于检测法向力。7.根据权利要求6所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述柔性传感器还包括贴附在二级主体处的主体二级柔性传感器(3)，用于检测切向力。8.根据权利要求5所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述机器人主体(1)包括机器人主体外壁(11)和机器人主体内壁(12)，机器人主体外壁(11)位于机器人主体内壁(12)的外部，机器人主体外壁(11)和机器人主体内壁(12)相连，柔性传感器贴附在机器人主体外壁(11)的外表面，尖端视觉传感器和操作器械(4)经过机器人主体内壁(12)所形成的中间通道。9.根据权利要求8所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：所述的机器人主体外壁(11)具有疏水微结构，用于导流防菌。10.根据权利要求8所述的一种软体子宫镜机器人，其特征在于：还包括驱动线(6)和驱动线固定端子(7)，所述的驱动线固定端子(7)固定于二级主体处机器人主体内壁(12)上，且置于机器人主体外壁(11)和机器人主体内壁(12)之间空间，驱动线固定端子(7)经驱动线(6)与驱动盒体(5)内驱动电机轴相连接，用于驱动一级主体前端转向。

技术总结
本发明涉及医疗诊断与治疗领域，具体涉及一种软体子宫镜机器人，包括机器人主体、尖端视觉传感器和操作器械和驱动盒体；所述的机器人主体由内外相连的薄膜材料制成，所述的机器人主体外表面贴附有柔性传感器，所述的尖端视觉传感器和操作器械经机器人主体内中间通道延伸至机器人主体的前端；所述的驱动盒体置于机器人主体末端，驱动盒体内置气泵、驱动电机、电源、数据存储器与处理器，用于机器人驱动、数据采集与处理、运动控制。本发明的目的是提供一种采用自生长方式伸展进入宫腔、具有多维感知能力、带有前端操作器械的软体子宫镜机器人，用于囊肿、宫腔粘连等子宫疾病的诊断与治疗，可有效减小对子宫的损伤，缩短诊疗周期，提高诊疗效果。高诊疗效果。高诊疗效果。


技术研发人员：李隆球 张永昌 张子仪 李朋春 权家乐 周德开
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.06.03
技术公布日：2023/8/24