用于结肠镜检查的 SoftSCREEN 胶囊机器人设计与评估

结肠镜检查被视为下消化道（GI）癌症筛查的金标准，世界各地的筛查项目正考虑降低推荐筛查年龄。然而，传统结肠镜会因结肠镜与结肠壁之间的作用力给患者带来不适。已有机器人方案被提出以减轻不适、改善可达性与图像质量。为应对传统与机器人结肠镜的局限，本文提出 SoftSCREEN 系统——一种基于外翻导航的新型可变形软体胶囊内窥镜机器人。系统本体周围排布多条履带，由单一电机配蜗轮驱动并从内部刚性底盘外翻，实现全身履带式导航。两个包围该刚性底盘并穿过履带的充气环形腔在充气时使履带发生位移，该位移可用于调节与周围壁的接触，从而实现牵引控制并调整系统整体直径以匹配局部管腔尺寸。本文给出按 2:1 比例放大的首台拴系原型设计。实验结果显示其对不同管腔直径与曲率的高效导航能力，为开发具备鲁棒导航与可靠成像控制的新型机器人铺平道路，并有望应用于结肠镜之外，包括胃镜检查与胶囊内窥镜。