9、创新医疗器械：柔性内窥镜的设计与发展

创新医疗器械：柔性内窥镜的设计与发展

在医疗领域，内窥镜技术对于疾病的诊断和治疗起着至关重要的作用。本文将介绍两种创新的内窥镜相关设计——FlexDiamond和柔性可转向操纵器，探讨它们的设计原理、优势以及未来的发展方向。

1. FlexDiamond内窥镜

FlexDiamond是一款采用电缆驱动的柔性内窥镜，其独特的设计使其在弯曲性能和功能上具有显著优势。

1.1 设计原理

• 菱形穿孔设计 ：通过配置菱形穿孔，使其在一端提前结束，从而在该端提供更大的收缩力，相比穿孔促进弯曲的情况，弯曲程度更小。这种通过改变穿孔位置、大小和密度来实现收缩变化的方式可以根据需要进行定制。
• 材料选择 ：该原型采用Stratasys Objet260 Connex 3D打印机，以95%的VeroClear和5%的Tango黑色混合材料进行3D打印。这种材料组合的机械性能与Abbott Nutrition FLEXIFLO 12Fr鼻胃管0474.00101的医用级聚氨酯相似。
• 穿孔尺寸与区域划分 ：穿孔的尺寸取决于设计要求，考虑到解剖工作空间有限，确定功能弯曲长度为50 mm，并将其分为两个区域。前部通过单根电缆张力实现前后伸缩，后部使用4根电缆实现2自由度旋转。

1.2 创新特点

• 独特的弯曲运动学 ：采用横向长度大于纵向的菱形形状，其弯曲运动学类似于支架的桁架结构。在平面内弯曲可忽略不计，但压