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1、(10)申请公布号 CN 102961115 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102961115 A *CN102961115A* (21)申请号 201210526522.6 (22)申请日 2012.12.07 A61B 1/31(2006.01) A61B 1/045(2006.01) (71)申请人 机械科学研究总院先进制造技术研 究中心 地址 100083 北京市海淀区学清路18号1号 楼三层 (72)发明人 单忠德 秦澎湃 秦绍衍 叶明 何毅 徐继福 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 吴贵明 张永明 (54) 发明名称。
2、 痔疮瘘洞检测设备及方法 (57) 摘要 本发明提供了一种痔疮瘘洞检测设备及方 法。痔疮瘘洞检测设备包括可弯曲的机械指 ； 探 头部， 设置在机械指的第一端， 用于寻找瘘洞并返 回找到的瘘洞的位置信息， 同时获取直肠内壁的 形貌 ； 驱动机构， 具有动力输出端， 动力输出端与 机械指的第二端相连， 以驱动机械指在直肠内前 进或后退 ； 控制器， 与机械指、 探头部和驱动机构 分别连接， 用于存储瘘洞的位置信息以及控制驱 动机构的动力输出端的前进或后退距离， 并根据 直肠内壁的形貌控制机械指的弯曲变形。本发明 提供的瘘洞检测设备及方法可以替代人手操作， 提高了痔疮手术过程中瘘洞检测的自动化程度，。
3、 同时能够避免产生刺伤创口， 减少病患复发的痛 苦。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 3 页 1/2 页 2 1. 一种痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 包括 ： 可弯曲的机械指 （10） ； 探头部 （20） ， 设置在所述机械指 （10） 的第一端， 用于寻找瘘洞并返回找到的瘘洞的位 置信息， 同时获取所述直肠内壁的形貌 ； 驱动机构 （30） ， 具有动力输出端， 所述动力输出端与所述机械指 （10） 的第二端相连， 以驱动所述机械指 （10） 。
4、在直肠内前进或后退 ； 控制器 （50） ， 与所述机械指 （10） 、 所述探头部 （20） 和所述驱动机构 （30） 分别连接， 用 于存储所述瘘洞的位置信息以及控制所述驱动机构 （30） 的动力输出端的前进或后退距离， 并根据所述直肠内壁的形貌控制所述机械指 （10） 的弯曲变形。 2. 根据权利要求 1 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 所述机械指 （10） 包括多条并行设置的气囊管路 （11） ， 每条所述气囊管路 （11） 包括多 个可变形的气囊关节段 （11a） ， 每个所述气囊关节段 （11a） 包括层叠布置并相互连通的多 个气囊 （11aa） ， 相邻的所述气囊关节段 。
5、（11a） 之间彼此连接并且各自具有相互独立的气囊 供气管路 ； 所述控制器 （50） 通过控制各所述气囊关节段 （11a） 的气囊供气管路来控制各个所述 气囊关节段 （11a） 的变形。 3. 根据权利要求 2 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 还包括 ： 供气源 （40） ， 所述气囊关节段 （11a） 分别通过各自的气囊供气管路与所述供气源 （40） 相连 ； 气囊供气调节阀， 设置在每个所述气囊关节段 （11a） 所对应的气囊供气管路上， 所述控 制器 （50） 通过所述气囊供气调节阀控制每个所述气囊关节段 （11a） 的气体输入量和气压。 4. 根据权利要求 3 所述的痔疮瘘洞。
6、检测设备， 其特征在于， 所述机械指 （10） 包括三条 并行设置的气囊管路 （11） ， 在所述机械指 （10） 的横截面上所述三条气囊管路 （11） 呈三角 形布置。 5. 根据权利要求 3 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 每条所述气囊管路 （11） 均包括四个所述气囊关节段 （11a） ， 每个所述气囊关节段 （11a）的下端均设置有进气口 （11c） ， 每个所述进气口 （11c） 分别通过各自的所述气囊供气管路与所述供气源 （40） 相连。 6. 根据权利要求 1 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 所述驱动机构 （30） 为气缸 驱动机构， 所述气缸驱动机构的活塞 （3。
7、1） 的自由端为所述驱动机构 （30） 的动力输出端， 所 述控制器 （50） 通过控制所述活塞 （31） 的运动控制所述机械指 （10） 在直肠内前进或后退。 7. 根据权利要求 6 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 所述驱动机构 （30） 的动力 输出端设置有机械指定位座 （33） ， 所述机械指 （10） 的第二端可拆卸地与所述机械指定位 座 （33） 相连。 8. 根据权利要求 7 所述的痔疮瘘洞检测设备， 其特征在于， 还包括基准工作台 （60） ， 所 述基准工作台 （60） 构成所述活塞 （31） 的移动距离参照平台。 9. 根据权利要求 2 至 8 中任一项所述的痔疮瘘洞。
8、检测设备， 其特征在于， 所述探头部 （20） 包括探头本体 （21） 及设置在所述探头本体 （21） 上的多个传感器 （23） 。 10. 一种痔疮瘘洞检测方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： 第一步 （S1） ， 探头部检测直肠内壁形貌信息并发送给控制器 ； 权 利 要 求 书 CN 102961115 A 2 2/2 页 3 第二步 （S2） ， 所述控制器接收所述直肠内壁形貌并根据所述直肠内壁形貌信息确定是 否存在瘘洞， 如果存在瘘洞， 则执行第三步 （S3） ， 如果不存在瘘洞， 则执行第四步 （S4） ； 第三步 （S3） ， 探头部进一步地检测瘘洞的位置及形貌信息并发送给控制器。
9、， 所述控制 器接收并存储所述瘘洞的位置及形貌信息 ； 第四步 （S4） ， 探头部再次检测直肠内壁形貌信息并发送给控制器， 所述控制器根据所 述直肠内壁形貌信息判断在直肠内是否存在探头部可前进的延伸空间， 如果存在， 则执行 第五步 （S5） ， 如果不存在， 则执行第七步 （S7） ； 第五步 （S5） ， 控制器控制驱动机构的动力输出端定量地前进 ； 第六步 （S6） ， 返回第一步 （S1） ； 第七步 （S7） ， 控制器控制驱动机构的动力输出端定量的后退 ； 第八步 （S8） ， 结束检测。 权 利 要 求 书 CN 102961115 A 3 1/5 页 4 痔疮瘘洞检测设备及方。
10、法 技术领域 0001 本发明涉及痔疮治疗设备领域， 特别地， 涉及一种痔疮瘘洞检测设备及方法。 背景技术 0002 作为一种常见的临床症状， 肛瘘对人体的健康影响很大， 而瘘洞的有效检测是有 效治疗的前提条件， 目前瘘洞检测还停留在手动操作阶段， 对操作者技术经验要求较高， 同 时为了准确检测瘘洞， 常常需要形成或者扩大创口， 而且由于肛管内壁以及瘘口情况复杂， 检测过程中经常刺伤创口， 导致感染， 延缓愈合， 甚至由于检测的不准确、 不完全导致复发。 因此使用准确而无损伤的瘘洞的检测设备对患者的治疗与康复至关重要。 0003 目前常见的诊断方法有以下几种 ： 0004 第一， 探针诊断 ：。
11、 其操作过程为用探针从瘘外口伸入瘘管， 食指伸入肛管， 使探针 从内口穿出， 判断出瘘口位置。此方法缺点在于， 为了便于人手操作手术需要扩大创口， 而 且对弯曲的瘘道， 探针难以顺利穿过， 更有甚者用力不当将造成探针穿破瘘管壁， 导致新的 被传染。 0005 第二， 肛窦钩诊断 ： 其操作过程为将窥器伸入肛门， 寻找并用肛窦钩反复诊断肛 窦， 以判断内口。 此方法缺点在于， 对操作者技术要求极高， 如果穿破正常肛窦， 将导致新的 被传染内口。 0006 第三， 美蓝标记 ： 其操作过程为将纱布放置于肛门内， 然后将 5% 的亚甲蓝水溶液 由外口注入瘘管， 之后取出纱布， 根据纱布颜色变化初步判。
12、断内口的位置， 再用窥器扩开肛 门， 用肛窦钩或探针探查， 诊断内口位置。 此方法缺点在于， 纱布只能初步判断内口位置， 虽 然可以提高下一步诊断的针对性， 但无法从根本上提高诊断水平。 0007 第四， 其他方法 ： 如肛管压力测定、 X 线诊断等诊断方法， 目前较少用， 其准确性与 操作性仍有待于提高。 0008 由此可见， 传统瘘洞检测设备简单， 基本上还停留在手动操作阶段， 因此对操作者 要求极高， 还存在为了检测扩大创口、 检测结果不准确全面、 甚至会在检测过程中产生刺伤 创口引起感染等缺点。国际上有关专家尝试使用摄像头等传感器代替肉眼检测， 可以有效 提高检测准确性， 但由于摄像头。
13、需要通过手动操作， 所以并没有从根本上提高传统瘘洞检 测设备所遇到的水平。 发明内容 0009 本发明目的在于提供一种痔疮瘘洞检测设备及方法， 以解决现有瘘洞检测由于采 用手动操作而导致创口扩大、 检测结果不准确以及容易引起感染的技术问题。 0010 为实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种痔疮瘘洞检测设备， 包括 ： 可弯曲的机械指 ； 探头部， 设置在机械指的第一端， 用于寻找瘘洞并返回找到的瘘洞的位置 信息， 同时获取直肠内壁的形貌 ； 驱动机构， 具有动力输出端， 动力输出端与机械指的第二 端相连， 以驱动机械指在直肠内前进或后退 ； 控制器， 与机械指、 探头部和驱动机构。
14、分别连 说 明 书 CN 102961115 A 4 2/5 页 5 接， 用于存储瘘洞的位置信息以及控制驱动机构的动力输出端的前进或后退距离， 并根据 直肠内壁的形貌控制机械指的弯曲变形。 0011 进一步地， 机械指包括多条并行设置的气囊管路， 每条气囊管路包括多个可变形 的气囊关节段， 每个气囊关节段包括层叠布置并相互连通的多个气囊， 相邻的气囊关节段 之间彼此连接并且各自具有相互独立的气囊供气管路 ； 控制器通过控制各气囊关节段的气 囊供气管路来控制各个气囊关节段的变形。 0012 进一步地， 本发明提供的痔疮瘘洞检测设备， 还包括 ： 供气源， 气囊关节段分别通 过各自的气囊供气管路。
15、与所述供气源相连 ； 气囊供气调节阀， 设置在每个气囊关节段所对 应的气囊供气管路上， 控制器通过气囊供气调节阀控制每个气囊关节段的气体输入量和气 压。 0013 进一步地， 机械指包括三条并行设置的气囊管路， 三条气囊管路的截面呈三角形 布置。 0014 进一步地， 每条气囊管路均包括四个气囊关节段， 每个气囊关节段的下端均设置 有进气口， 每个进气口分别通过各自的气囊供气管路与供气源相连。 0015 进一步地， 驱动机构为气缸驱动机构， 气缸驱动机构的活塞的自由端为驱动机构 的动力输出端， 控制器通过控制活塞的运动控制机械指在直肠内前进或后退。 0016 进一步地， 驱动机构的动力输出端设。
16、置有机械指定位座， 机械指的第二端可拆卸 地与机械指定位座相连。 0017 进一步地， 本发明提供的痔疮瘘洞检测设备， 还包括基准工作台， 基准工作台构成 活塞的移动距离参照平台。 0018 进一步地， 探头部包括探头本体及设置在探头本体上的多个传感器。 0019 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种痔疮瘘洞检测方法， 包括如下步骤 ： 第一 步， 探头部检测直肠内壁形貌信息并发送给控制器 ； 第二步， 所述控制器接收所述直肠内壁 形貌并根据所述直肠内壁形貌信息确定是否存在瘘洞， 如果存在瘘洞， 则执行第三步， 如果 不存在瘘洞， 则执行第四步 ； 第三步， 探头部进一步地检测瘘洞的位置及形。
17、貌信息并发送给 控制器， 所述控制器接收并存储所述瘘洞的位置及形貌信息 ； 第四步， 探头部再次检测直肠 内壁形貌信息并发送给控制器， 所述控制器根据所述直肠内壁形貌信息判断在直肠内是否 存在探头部可前进的延伸空间， 如果存在， 则执行第五步， 如果不存在， 则执行第七步 ； 第五 步， 控制器控制驱动机构的动力输出端定量地前进 ； 第六步， 返回第一步 ； 第七步， 控制器 控制驱动机构的动力输出端定量的后退 ； 第八步， 结束检测。 0020 本发明具有以下有益效果 ： 0021 本发明提供的痔疮瘘洞检测设备， 包括由控制器控制的机械指和用于驱动机械指 在直肠内前进或后退的驱动机构， 机械。
18、指沿直肠内壁的形貌可变形， 机械指的第一端设置 有探头部， 探头部用于寻找瘘洞并返回找到的瘘洞的位置信息， 同时获取所述直肠内壁的 形貌， 控制器可以根据探头部检测到的直肠内壁的形貌控制机械指的变形。本发明提供的 瘘洞检测设备及方法能够利用自动化的设备实现瘘洞的检测， 而且， 由于机械指体积小巧 运动灵活， 能够适应直肠内壁的形状， 可以替代人手操作， 提高了痔疮手术过程中瘘洞检测 的自动化程度， 同时能够避免产生刺伤创口， 减少病患复发的痛苦。 0022 除了上面所描述的目的、 特征和优点之外， 本发明还有其它的目的、 特征和优点。 说 明 书 CN 102961115 A 5 3/5 页 。
19、6 下面将参照图， 对本发明作进一步详细的说明。 附图说明 0023 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施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。在附图中 ： 0024 图 1 是本发明优选实施例的工作状态示意图 ； 0025 图 2 是本发明优选实施例的剖面结构示意图 ； 以及 0026 图 3 是本发明痔疮瘘洞检测方法的流程示意图。 具体实施方式 0027 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明， 但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。 0028 如图1和图2所示， 本发明提供了一种痔疮瘘洞检测设备， 该检测设备包。
20、括可弯曲 的机械指10 ； 探头部20， 包括探头本体21及设置在探头本体21上的多个传感器23， 探头本 体 21 设置在机械指 10 的第一端， 传感器 23 用于寻找瘘洞并返回找到的瘘洞的位置信息， 同时获取直肠内壁的形貌 ； 驱动机构 30， 具有动力输出端， 该动力输出端与机械指 10 的第 二端相连， 以驱动机械指 10 在直肠内前进或后退 ； 控制器 50， 与机械指 10、 传感器 23 和驱 动机构 30 分别连接， 用于存储瘘洞的位置信息以及控制驱动机构 30 的动力输出端的前进 或后退的距离， 并根据直肠内壁的形貌控制机械指 10 的弯曲变形。机械指 10 可以推进到 直。
21、肠内十五至二十厘米， 也可以说机械指 10 的最大长度可以达到十五至二十厘米， 直径可 以达到三至四厘米。 0029 传感器 23 可以为摄像头或压力应变片等。 0030 控制器 50 可以为工业控制器、 电脑以及单片机等， 直肠内是否存在可延伸的空间 可以由内壁形貌以及瘘口情况计算得出， 也可以由手动控制得出。 0031 机械指10可以适应复杂的检测内壁形貌， 该机械指10可以采用气动驱动变形式、 线驱动变形式等多种方式。具体地说， 机械指 10 包括多条并行设置的气囊管路 11， 每条气 囊管路 11 包括多个可变形的气囊关节段 11a， 每个气囊关节段 11a 包括层叠布置并相互连 通的。
22、多个气囊 11aa， 相邻的气囊关节段 11a 之间彼此连接并且各自具有相互独立的气囊供 气管路 ； 控制器 50 通过控制各气囊关节段 11a 的气囊供气管路来控制各个气囊关节段 11a 的变形。作为一种具体的实施方式， 机械指 10 包括三条并行设置的气囊管路 11， 三条气囊 管路 11 的截面呈三角形布置 （图 1 中仅表示出前面的两条气囊管路 11， 另一条被挡住未能 示出） 。每条气囊管路 11 均包括四个气囊关节段 11a， 每个气囊关节段 11a 的下端均设置 有进气口 11c， 每个进气口 11c 分别通过各自的气囊供气管路与供气源 40 相连。为了达到 为气囊关节段 11a。
23、 充气的目的， 本发明提供的痔疮瘘洞检测设备还包括与每个气囊关节段 11a 相连的供气源 40， 每个气囊关节段 11a 分别通过各自的气囊供气管路与供气源 40 相 连。为了实现对气囊关节段 11a 的充入气体和气压的控制， 在每个气囊关节段 11a 所对应 的气囊供气管路上， 分别设置有一个气囊供气调节阀。 0032 驱动机构 30 为气缸驱动机构， 气缸驱动机构的活塞 31 的自由端为驱动机构 30 的 动力输出端， 控制器 50 通过控制活塞 31 的运动控制机械指 10 在直肠内前进或后退。 说 明 书 CN 102961115 A 6 4/5 页 7 0033 驱动机构 30 的动。
24、力输出端设置有机械指定位座 33， 机械指 10 的第二端可拆卸地 与机械指定位座 33 相连。 0034 本发明提供的痔疮瘘洞检测设备， 还包括基准工作台 60， 基准工作台 60 构成活塞 31 的移动距离参照平台。该基准工作台 60 可以作为驱动机构的动力输出端的移动距离的 参考基准。 0035 在实际检测过程中， 与人体相接触的探头部 20 和机械指 10 的外部可以增加隔离 套， 作用在于将人体与设备本体进行隔离， 可采用有弹性且对人体无害硅胶等材料。 0036 本发明在传感器检测的基础上， 主要针对检测导致的扩大创口、 检测结果不准确 全面、 以及在检测过程中产生刺伤创口引起感染等。
25、问题， 提出了一种痔疮瘘洞检测设备。 旨 在提高痔疮手术准确性， 提高机械化自动化水平， 克服传统瘘洞检测方法的弊端， 通过使用 运动精确且结构小巧的机器人代替人手进行操作， 同时避免产生刺伤创口， 减少病患复发 的痛苦。 0037 如图 3 所示， 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种痔疮瘘洞检测方法， 包括如 下步骤 ： 0038 第一步 S1， 探头部检测直肠内壁形貌信息并发送给控制器 ； 0039 第二步 S2， 所述控制器接收所述直肠内壁形貌并根据所述直肠内壁形貌信息确定 是否存在瘘洞， 如果存在瘘洞， 则执行第三步 S3， 如果不存在瘘洞， 则执行第四步 S4 ； 0040 第三。
26、步 S3， 探头部进一步地检测瘘洞的位置及形貌信息并发送给控制器， 所述控 制器接收并存储所述瘘洞的位置及形貌信息 ； 0041 第四步 S4， 探头部再次检测直肠内壁形貌信息并发送给控制器， 所述控制器根据 所述直肠内壁形貌信息判断在直肠内是否存在探头部可前进的延伸空间， 如果存在， 则执 行第五步 S5， 如果不存在， 则执行第七步 S7 ； 0042 第五步 S5， 控制器控制驱动机构的动力输出端定量地前进 ； 0043 第六步 S6， 返回第一步 S1 ； 0044 第七步 S7， 控制器控制驱动机构的动力输出端定量的后退 ； 0045 第八步 S8， 结束检测。 0046 具体地说，。
27、 首先机械指 10 第一端的传感器 23 检测直肠内壁信息， 将图像、 压力等 检测信号传到控制器中。接下来， 控制器 50 根据检测信号判断是否存在瘘口， 如果是图像 信号， 则采用计算机图像技术对多个摄像头得到的图像进行处理， 根据图像中大小、 形状、 颜色等特征对肛管内壁是否存在瘘口进行识别与判断， 如果是压力信号， 则根据压力信号 的大小进行识别与判断。如果存在瘘口， 驱动传感器 23 进行局部检测， 对各检测设备的位 置状态与图像进行存储与计算得到瘘口信息， 即瘘口尺寸与脓液情况。控制器 50 根据检测 信号判断是否存在内壁延伸方向， 在检测设备量程范围内对于图像信号， 采用计算机图。
28、像 技术对多个摄像头得到的图像进行处理， 并根据图像中大小、 形状、 颜色等特征对肛管内壁 延伸方向进行识别与判断， 对于压力信号， 则根据压力信号的大小进行计算得出内壁延伸 方向， 如果达到检测量程范围则判断为不存在内壁延伸方向。之后， 机械指 10 沿着直肠内 壁延伸方向前进单位距离， 控制器 50 将延伸方向上的单位距离累加， 得到新的直肠内壁路 径信息， 同时根据内壁路径信息调整机械指 10 的形态以适应肛管内壁。重复上述步骤， 直 到不存在内壁延伸方向， 结束检测。 说 明 书 CN 102961115 A 7 5/5 页 8 0047 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 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。 凡在本发明的精神和原则之内， 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 CN 102961115 A 8 1/3 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102961115 A 9 2/3 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 102961115 A 10 3/3 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 102961115 A 11 。