目前,结肠镜手术以其高效性、微创性已被广泛应用到肠病的检查、诊断和治疗当中。然而,这类手术的失败率却高达10%,其中肠道穿孔和结襻是两种最主要的手术并发症。解决上述问题的关键是获得在结肠镜手术时结肠镜末端与肠道之间的接触力的大小以及结肠镜在肠道内的位置(包括方向)信息。为了获得该信息,一种有效的手段是采用一个能套在结肠镜软管上的传感器检测出医生施加在结肠镜软管上的推、拉力和扭矩的大小,再通过分析所测得的数值推断出上述结肠镜末端与肠道之间的接触力的大小以及结肠镜在肠道内的位置(包括方向)信息,该传感器在本论文中称作结肠镜外力传感器。国外研究人员研发了多种结肠镜外力传感装置,并取得了一定的实际效果,但现有传感装置仍有许多问题和缺陷,比如：体积、重量过大,操作困难,结构复杂等。本课题所研究的主要目的是研制一种新型的结肠镜外力传感器,它的主要优点是：灵敏度高、便于操作、结构简单。该研究目的又可具体分为：(1)根据公理化设计理论对现有结肠镜外力传感器进行公式化的分析；(2)提出一种新型的结肠镜外力传感原理和相应的外观结构,设计出相应的传感电路和数据处理模块,并通过标定实验得出传感模块的各项静态性能指标；(3)整合新型外力传感器和结肠镜,构成结肠镜外力测量系统,并通过实验验证该系统的有效性。课题研究所取得的主要成果是：(1)设计了基于应变式传感原理的传感系统,计算了传感系统的线性度、灵敏度、分辨率、精度和静态耦合率等静态性能指标。结果表明,该传感系统优于已有的类似传感系统；(2)提出了一种新型结肠镜外力传感器结构,该结构设计具有体积小、重量小、结构简单、操作方便等优点；(3)制作出了新型结肠镜外力传感器的原型机,并进行了实验验证,实验结果证明了所设计的新型传感器的有效性和可操作性。该研究成果的主要贡献主要体现在传感器领域,尤其是在无干扰机可穿戴式传感器领域,另外还体现在结肠镜手术领域：即为结肠镜手术提供了一种更安全的操作手法。