《消化道病变内镜定位装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《消化道病变内镜定位装置.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510414143.1 (22)申请日 2015.07.15 A61B 1/00(2006.01) A61B 5/07(2006.01) A61B 5/06(2006.01) (73)专利权人 吉林大学第一医院 地址 130021 吉林省长春市新民大街 71 号 (72)发明人 夏研 徐红 徐为然 张楠 韩灵 陶克 (74)专利代理机构 吉林长春新纪元专利代理有 限责任公司 22100 代理人 王怡敏 CN 204909363 U,2015.12.30, CN 101229050 A,2008.07.30, CN 103169446。
2、 A,2013.06.26, CN 103315699 A,2013.09.25, CN 104510437 A,2015.04.15, US 2007010709 A1,2007.01.11, (54) 发明名称 消化道病变内镜定位装置 (57) 摘要 本发明涉及一种新型消化道病变内镜定位装 置， 属于医疗器械领域。基于磁场的空间分布特 点， 通过体内外磁场相互作用产生的磁力大小， 检 测体内定位机构具体位置 ； 包括体内定位机构、 体外检测机构及显示机构。采用一种可经腹腔镜 腹壁造口进入到腹腔内的磁力探测棒， 对可疑病 变部位消化管腔进行检测， 当检测到磁力金属夹 后， 会激发探测棒电磁力。
3、开关， 指示灯打开， 得以 确认病变部位， 一般磁力金属夹会放置 2-3 枚于 病变的口侧及肛侧进行标记， 确认病变的范围边 界， 从根本上解决腹腔镜下病变的定位难题。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 邵建霞 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 104939794 B 2016.06.01 CN 104939794 B 1.一种消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 基于磁场的空间分布特点， 通过体内外 磁场相互作用产生的磁力大小， 检测体内定位机构具体位置； 包括体内定位机构、 体外检测 机构及显示机构， 其中。
4、， 所述体内定位机构与体外定位机构相互配合， 所述体内定位机构 是： 内磁体 （1） 与钛夹 （2） 固定连接并置于消化道 （3） 腔内， 在体内检测位置处产生磁场； 所 述体外检测机构是： 引力工作触点 （4） 置于外壳 （8） 内部并与其接触连接， 以调节外磁体 （5） 的引力工作距离； 螺旋圆柱弹簧 （6） 两端磨平， 分别与外磁体 （5） 、 绝缘隔套 （10） 连接在一 起， 防止外磁体 （5） 表面在重力作用下与引力工作触点 （4） 发生接触， 并调节磁场作用力的 大小； 绝缘隔套 （10） 上表面与螺旋圆柱弹簧 （6） 的端面连接， 下表面与电池安装座 （11） 连 接， 绝缘隔。
5、套 （10） 通过胶接剂与外壳 （8） 的内表面连接； 所述显示机构连接导线 （9） 一端与 螺旋圆柱弹簧 （6） 的端面连接， 另一端与电池安装座 （11） 内的电池 （12） 负极接触连接， 所述 电池 （12） 通过固定在外壳 （8） 上的灯座 （14） 与灯泡 （13） 连接。 2.根据权利要求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的内磁体 （1） 为 圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面进行无害化防腐蚀处理。 3.根据权利要求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的引力工作触点 （4） 由导电材料制成， 形状为圆片状。 4.根据权利要。
6、求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的外磁体 （5） 为 圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面做绝缘处理， 防止体外检测机构 移动时造成外磁体 （5） 的圆柱面与外壳 （8） 的内表面接触， 产生误检； 外磁体 （5） 随体外检测 机构移动时， 其磁场与体内磁体 （1） 的磁场产生作用力， 从而检测出钛夹 （2） 在体内的位置。 5.根据权利要求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的螺旋圆柱弹簧 （6） 为无预应力的拉伸弹簧。 6.根据权利要求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的外壳 （8） 由两 层构成， 其中里层由导。
7、电的金属薄板材制成， 外层由塑料制成， 两层紧密贴合在一起。 7.根据权利要求1所述的消化道病变内镜定位装置， 其特征在于： 所述的绝缘隔套 （10） 采用工程塑料制作， 外径=外磁体直径+4mm， 内径为4mm， 厚度为3mm， 上表面与螺旋圆柱弹簧 （6） 端面连接， 下表面与电池安装座 （11） 连接， 端面通过胶接剂与外壳 （8） 的内表面连接。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104939794 B 2 消化道病变内镜定位装置 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械领域， 特别涉及一种消化道病变内镜定位装置。 用于探查腹 腔内， 对可疑病变部位进行排查， 当检测到磁力金属夹。
8、后， 会激发探测棒电磁力开关， 指示 灯打开， 得以确认病变部位及范围边界的体内定位工具。 背景技术 0002 临床上广为应用腔镜微创治疗技术， 在许多疾病的治疗中已取代传统的剖腹手 术， 达到了疗效好、 康复快、 微创治愈的理想目标， 但腔镜技术特别是非手助的腔镜手术存 在着一大缺陷触觉缺失； 术者不能像开放手术那样通过手触摸检查， 以确定病变的部 位、 范围以及与周围组织的关系。 术前定位不准确可能误导术者， 术中反复探查病灶不仅会 延长手术时间， 增加肿瘤扩散、 种植转移、 出血、 吻合口瘘及感染的机会， 严重者甚至导致误 切病灶。 因此， 胃肠病灶的准确定位对于手术方式、 切口和体位等。
9、的选择非常重要。 现如今 的科学研究发展趋势来看腔镜微创技术必然越来越重要， 而在临床中通过发明改进、 提高 腔镜器械附件是目前研发的热点之一。 0003 现有定位技术在实际临床操作中常有偏差， 无法满足临床工作需要， 据报道不符 合率可达近30。 腹腔镜下病变肠段外观无明显异常者， 目前国内外普遍采用术前钡剂灌 肠X线、 CT以及结肠镜检查结果来判断病变肠段位置， 还有术前病变位置注射亚甲蓝显色 剂、 钛夹标记， 术中腹腔镜超声检查或内镜检查等， 以提高手术成功率， 减少中转开腹率。 对 于较小病变， 术前钡剂灌肠检查往往不能为术中提供准确的位置； 术前肠镜检查对于大肠 病变的定位定性是必要。
10、的， 但由于镜检时的牵拉充气、 肠管移位、 检查者的经验或主观臆断 等， 可能发生病变位置判断的不准确性， 其检查过程耗时同时也增加了腹腔感染的几率； 术 前病变部位注射显色标记物， 一般用于延期手术者， 应用中存在着色不明显或着色范围较 广术中难于判断； 腹腔镜超声对于积气的肠腔也难于作出准确的判断。 内镜下钛夹标记对 于开腹手术的病变已经在临床应用， 但由于病情个体差异及术者技术水平参差不齐， 一旦 出现误差造成手术切口错误选择， 将出现十分棘手的手术并发症， 限制了其广泛推广； 对于 目前广为推广的微创内镜手术来说， 由于其触感缺失的技术限制， 无法发挥任何作用， 实际 临床应用迫切需要。
11、新型产品出现解决目前困境。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种消化道病变内镜定位装置， 解决了外科腔镜手术最为 禁忌与棘手的情况手术中无法找到或明确需要切除的病灶位置及手术切除范围， 本发 明采用一种可经腹腔镜腹壁造口进入到腹腔内的磁力探测棒， 对可疑病变部位消化管、 腔 进行检测， 当检测到磁力金属夹后， 会激发探测棒电磁力开关， 指示灯打开， 得以确认病变 部位， 一般磁力金属夹会放置2-3枚于病变的口侧及肛侧进行标记， 确认病变的范围边界， 从根本上解决腹腔镜下病变的定位难题。 0005 本发明的上述目的通过以下技术方案实现： 说 明 书 1/7 页 3 CN 10493979。
12、4 B 3 0006 消化道病变内镜定位装置， 基于磁场的空间分布特点， 利用体内外磁场相互作用 产生的磁力大小， 定位探查器具在体内的位置。 包括体内定位机构、 体外检测机构及显示机 构， 其中， 所述体内定位机构与体外定位机构相互配合， 所述体内定位机构是： 内磁体1与钛 夹2固定连接并置于消化道3腔内， 在体内检测位置处产生磁场； 所述体外检测机构是： 引力 工作触点4置于外壳8内部并与其接触连接， 以调节外磁体5的引力工作距离； 螺旋圆柱弹簧 6两端磨平， 分别与外磁体5、 绝缘隔套10连接在一起， 防止外磁体5表面在重力作用下与引 力工作触点4发生接触， 并调节磁场作用力的大小； 绝。
13、缘隔套10上表面与螺旋圆柱弹簧6的 端面连接， 下表面与电池安装座11连接， 绝缘隔套10通过胶接剂与外壳8的内表面连接； 所 述显示机构连接导线9一端与螺旋圆柱弹簧6的端面连接， 另一端与电池安装座11内的电池 12负极接触连接， 所述电池12通过固定在外壳8上的灯座14与灯泡13连接。 0007 所述的内磁体1为圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面进行 无害化防腐蚀处理。 0008 所述的引力工作触点4由导电材料制成， 形状为圆片状或其它几何形状。 0009 所述的外磁体5为圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面做绝 缘处理， 防止体外检测机构移动。
14、时造成外磁体5的圆柱面与外壳8的内表面接触， 产生误检。 外磁体5随体外检测机构移动时， 其磁场与体内磁体1的磁场将发生作用， 产生作用力， 从而 检测出钛夹2在体内的位置。 0010 所述的螺旋圆柱弹簧6为无预应力的拉伸弹簧， 具体参数如下： 0011 1） 材料： 碳素弹簧钢丝， 其他弹簧材料也可以。 00122） 刚度 （1） 0013式中： F弹簧工作载荷， 其中外磁体自重、内外磁体间的初始 作用力 （见 “磁场作用力计算” ） ； 0014弹簧工作变形量， =2mm。 00153） 弹簧丝直径 （2） 0016式中： K补偿系数，； 0017 C旋绕比， 取值512； 0018弹簧丝。
15、材料的许用应力， MPa。 00194） 弹簧有效圈数 （3） 0020 式中： G弹簧材料的剪切模量， MPa。 00215） 弹簧长度 （4） 0022式中： t节距， mm。 0023 6） 弹簧两端磨平、 并紧。 0024 所述的外壳8由两层构成， 其中里层由导电的金属薄板材制成， 外层由塑料制成， 说 明 书 2/7 页 4 CN 104939794 B 4 两层紧密贴合在一起。 0025 所述的绝缘隔套10采用工程塑料制作， 外径=外磁体直径+4mm， 内径为4mm， 厚度为 3mm， 上表面与螺旋圆柱弹簧6端面连接， 下表面与电池安装座11连接， 端面通过胶接剂与外 壳8的内表面。
16、连接。 0026 本发明的有益效果在于： 本发明从根本上解决腹腔镜下病变的定位难题， 涉及到 的磁力相关技术目前已经有部分应用于临床治疗； 由于磁铁无需电源便可产生静磁场信 号， 且很容易地建立一个微型无线定位系统， 这使得磁定位技术引起更多学者关注。 磁定位 技术在对近距离目标的跟踪方面有很多的应用， 尤其适用于人体， 本发明的磁力相关内镜 辅助器材在人体应用的安全性首先得到充分的保障； 腹腔镜技术的开展已经有十余年时 间， 具有良好的操作基础， 目前国内外普遍采用术前钡剂灌肠X线、 CT、 术前病变位置注射亚 甲蓝显色剂、 钛夹标记、 术中腹腔镜超声检查、 内镜检查等来判断病变肠段位置， 。
17、以提高手 术成功率， 减少中转开腹率， 但都存在一些实际应用当中的技术限制。 而本发明就是为了解 决现有技术难题， 而且研发重点以外科腔镜技术为基本出发点， 在现有消化内镜定位技术 基础上创造一种外科腹腔镜手术术中器械， 其通过体表进入人体内部， 利用磁力相互作用 启动提示灯， 达到对病变的实时定位； 该方法直观的通过腹腔镜的电视显示仪器可以直接 观察到定位器械与病变部位的对接位置， 达到与人眼同步的作用， 本发明能够彻底解决缺 失触感的腹腔镜器械无法找到病灶的临床棘手问题， 仅提供一种独创的腔镜器材就得解决 广大外科手术病例无法准确定位部位的难题， 具有十分广阔的医学应用前景。 附图说明 0。
18、027 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发 明的示意性实例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 0028图1为本发明的结构示意图， 其中为磁化方向； 0029 图2为本发明的内外磁体的相对关系示意图； 0030 图3为本发明的各矢量位置关系。 0031 图中： 1、 内磁体； 2、 钛夹； 3、 消化道； 4、 引力工作触点； 5、 外磁体； 6、 螺旋圆柱弹簧； 7、 排斥力工作触点； 8、 外壳； 9、 连接导线； 10、 绝缘隔套； 11、 电池安装座； 12、 电池； 13、 灯泡； 14、 灯座。 具体实施方式 0032 下面。
19、结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。 0033 参见图1所示， 本发明的消化道病变内镜定位装置， 基于磁场的空间分布特点， 利 用体内外磁场相互作用产生的磁力大小， 定位探查器具在体内的位置。 包括体内定位机构、 体外检测机构及显示机构， 其中， 所述体内定位机构与体外定位机构相互配合， 所述体内定 位机构是： 内磁体1与钛夹2固定连接并置于消化道3腔内， 在体内检测位置处产生磁场； 所 述体外检测机构是： 引力工作触点4置于外壳8内部并与其接触连接， 以调节外磁体5的引力 工作距离； 螺旋圆柱弹簧6两端磨平， 分别与外磁体5、 绝缘隔套10连接在一起， 防止外磁体5 表面在重。
20、力作用下与引力工作触点4发生接触， 并调节磁场作用力的大小； 绝缘隔套10上表 面与螺旋圆柱弹簧6的端面连接， 下表面与电池安装座11连接， 绝缘隔套10通过胶接剂与外 说 明 书 3/7 页 5 CN 104939794 B 5 壳8的内表面连接； 所述显示机构连接导线9一端与螺旋圆柱弹簧6的端面连接， 另一端与电 池安装座11内的电池12负极接触连接， 所述电池12通过固定在外壳8上的灯座14与灯泡13 连接。 0034 所述的内磁体1为圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面进行 无害化防腐蚀处理。 0035 所述的引力工作触点4由导电材料制成， 形状为圆片状或其它几何。
21、形状。 0036 所述的外磁体5为圆环形、 圆片形或六面体条形， 材质为稀土永磁材料， 表面做绝 缘处理， 防止体外检测机构移动时造成外磁体5的圆柱面与外壳8的内表面接触， 产生误检。 外磁体5随体外检测机构移动时， 其磁场与体内磁体1的磁场将发生作用， 产生作用力， 从而 检测出钛夹2在体内的位置。 0037 所述的螺旋圆柱弹簧6为无预应力的拉伸弹簧， 具体参数如下： 0038 1） 材料： 碳素弹簧钢丝， 其他弹簧材料也可以。 00392） 刚度 （1） 0040式中： F 弹簧工作载荷， 其中外磁体自重、内外磁体间的初始 作用力 （见 “磁场作用力计算” ） ； 0041弹簧工作变形量，。
22、 =2mm。 00423） 弹簧丝直径 （2） 0043式中： K补偿系数，； 0044 C旋绕比， 取值512； 0045弹簧丝材料的许用应力， MPa。 00464） 弹簧有效圈数 （3） 0047 式中： G弹簧材料的剪切模量， MPa。 00485） 弹簧长度 （4） 0049式中： t节距， mm。 0050 6） 弹簧两端磨平、 并紧。 0051 所述的外壳8由两层构成， 其中里层由导电的金属薄板材制成， 外层由塑料制成， 两层紧密贴合在一起。 0052 所述的绝缘隔套10采用工程塑料制作， 外径=外磁体直径+4mm， 内径为4mm， 厚度为 3mm， 上表面与螺旋圆柱弹簧6端面连。
23、接， 下表面与电池安装座11连接， 端面通过胶接剂与外 壳8的内表面连接。 0053 本发明在实际使用时， 术前经内镜检查过程中于病变位置置入发明的磁力金属夹 进行标记， 后于手术中通过新研制的磁力探测棒于腹腔内进行磁力定位， 磁力探测棒的应 用原理是利用金属磁性， 以磁力探测棒来探查磁力金属夹， 术中不断修正探查方向， 直到寻 说 明 书 4/7 页 6 CN 104939794 B 6 及病变。 即可准确判断病变的部位及范围， 并且以此为依据确定手术切除的范围， 保证手术 顺利快速进行。 0054 本发明是利用磁场间的相互作用产生作用力， 来实现对体内钛夹位置的检测。 由 于内磁体1与钛夹。
24、2的连接方式及钛夹的结构， 如图1所示， 使得体外检测机构在体外移动 时， 外磁体5与内磁体1间的位置基本是平行的。 因此， 在其它条件一定的情况下， 磁作用力 的大小取决于内外磁体中心间的距离。 当体外检测机构移动使得外磁体5中心相对内磁体1 中心的距离减小时， 磁作用力将增大， 内外磁体中心重合时磁作用力达到最大值。 本发明设 计磁作用力达到一定数值时， 即内外磁体偏心距小到一定值， 克服螺旋圆柱弹簧6作用力使 得外磁体移动， 并与引力工作触点4或排斥力工作触点7接触， 接通电路。 因此， 磁场作用力 的计算十分重要， 具体计算如下： 0055 参见图2所示， 首先， 用图2表示内、 外磁。
25、体1、 5间的位置关系， 并以外磁体上表面的 中心O1为原点建立xo1y坐标系。 利用等效磁荷法， 计算磁场作用力。 外磁体上表面上P点处磁 荷对内磁体下表面上Q点处磁荷产生的磁作用力为： 0056 (1) 0057式中：P点处磁荷； 0058Q点处磁荷； 0059， 磁荷面密度， 分别等于外磁体和内磁体材料的剩余磁感应强度， T； 0060， H/m， 真空磁导率。 0061磁力沿轴方向的分力为： 0062 (2) 0063同理， P点处磁荷对内磁体上表面上任意一点处磁荷产生的磁力的轴方向分力 可以表示为： 0064 (3) 0065 同样可得外磁体下表面上任意一点处磁荷对内磁体上、 下表面。
26、上点磁荷作用力的 轴方向分力： 0066 (4) 0067 (5) 0068假定斥力为正、 引力为负， 由式 （2） （5） 得外磁体对内磁体作用力的轴方向分 力的微分表达式： 说 明 书 5/7 页 7 CN 104939794 B 7 0069 (6) 0070 将 （2） （5） 式代入 （6） 后， 沿内外磁体的上、 下表面进行积分， 得内外磁体沿z轴方 向产生的总的磁作用力： 0071 (7) 0072式中：外磁环和内磁环半径， m。 0073现在分析的表达式。 由图2 和 （2） 式可知， 表示P点至Q点的位置矢量。 根据 图2得的空间位置关系， 如图3所示： 0074 （8） 0。
27、075 将上式中各矢量向坐标轴投影得： 0076 （9） 0077式中：， 内外磁体中心的偏心距， m； 0078内外磁体间的距离， m。 0079 同理得： 0080 (10) 0081 (11) 0082 (12) 0083 将方程 （9） - （12） 代入 （7） 式后， 按立方单元算法， Mathlb编程进行数值积分， 计算 出内外磁体沿z轴方向产生的总的磁作用力。 0084 磁力与弹簧力的关系 说 明 书 6/7 页 8 CN 104939794 B 8 0085首先， 当磁力为吸引力时， 当工作磁力弹簧力， 外磁体就移向内磁体， 即内 外磁体间距离减小， 导致磁吸引力增大， 使得。
28、外磁体与引力工作点接触， 完成检测。 因此， 用 （7） 式， 按计算出内外磁体的尺寸。 0086当磁力为排斥力时， 拉伸弹簧力不起作用， 只要磁排斥力磁体自重， 外磁体就 沿背离内磁体方向移动， 导致磁排斥力减小。 因此， 为了保证外磁体移动后一定与排斥力工 作点接触， 设计上尽量减小外磁体与排斥力工作点间的距离。 0087 以上所述仅为本发明的优选实例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技术 人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡对本发明所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 7/7 页 9 CN 104939794 B 9 图1 说 明 书 附 图 1/2 页 10 CN 104939794 B 10 图2 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 11 CN 104939794 B 11 。