基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置及控制方法与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置及控制方法。


背景技术：

2.肝内胆管结石是肝胆外科中较为常见的疾病，现有的方式是切开胆总管进行取石工作。目前所采用的取石方式中，仍有肝内深部结石难以取出，真空吸取的方式是较为常规的，利用真空系统与大气压力差形成的力实现结石的吸取，且沿管路输送至体外。
3.然而，在实际的操作过程中，往往存在吸力不够而使得部分结石难以被吸取的问题。现有的吸取装置针对真空系统的控制较为简单，对于真空度的调节难以针对上述吸力不足的情况进行自动化的操作，一旦设备启动后，往往会在定值下工作直至人工再次调节，而人工调节的方式又绝大程度上取决于操作人员的经验，无法达到统一性的操作要求。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，可有效解决背景技术中的问题；同时，本发明中还请求保护一种基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的控制方法，具有同样的技术效果。
5.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，包括：真空系统，与伸入人体内的管路连接，利用与大气压力差在所述管路端部形成的力实现结石的吸取；调节型吸头，安装于所述管路的端部，供结石进入所述管路，包括：连接段，为等壁厚且截面为同心圆环的管体，与所述管路连接；扩张段，与所述连接段平滑过渡且向外成发散状扩张，所述扩张段与所述连接段一体成型，且均为具有弹性的橡胶结构；若干弹性片体，围绕所述连接段的轴线均匀且相互贴合分布，围设成供结石进入所述扩张段的通道，所述弹性片体一端各自独立的与所述扩张段连接，另一端为自由端；所述弹性片体自相对于所述扩张段引出的位置沿圆弧轨迹延伸，所述通道供结石进入的入口以及朝向所述连接段的一侧均成发散状，且通过瓶颈段平滑过渡，所述瓶颈段的最小内径以及所述入口的内径均小于所述连接段的内径；吸取装置还包括形变感应系统，对所述连接段和扩张段连接位置的形变量进行感应，且感应结果作为所述真空系统的自动控制依据。
6.进一步地，所述扩张段的末端设置有向内的卷边，所述弹性片体通过所述卷边固定。
7.进一步地，所述扩张段的末端设置有若干槽口，供所述弹性片体的端部插入固定。
8.进一步地，所述扩张段与所述连接段连接的一侧厚度小于与所述弹性片体连接的
一侧厚度。
9.进一步地，所述扩张段的壁厚平滑过渡。
10.进一步地，所述形变感应系统通过贴合在所述扩张段与所述连接段连接处的压力感应片进行数据采集。
11.进一步地，所述压力感应片贴合在所述扩张段与连接段连接处的外部。
12.进一步地，各所述压力感应片通过套设于所述扩张段与所述连接段的连接处外部的柔性环体挤压固定。
13.如上所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的控制方法，包括以下步骤：s1：令调节型吸头到达结石吸取位置，开启所述真空系统，设定基础真空度，且持续通过所述形变感应系统进行形变数据采集；s2：在第一设定时间段内，判断是否有超出设定极限值的形变数据产生；若是，则持续进行结石的吸取,且执行步骤s5；若否，则执行步骤s3；s3：按照第一设定比例增加所述真空系统的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4；s4：判断增加后的真空度是否超出设定的极限真空度，若是，则执行步骤s7；若否，则重复步骤s2；s5：判断超出设定极限值的形变数据是否持续超过第二设定时间段，若是，则执行步骤s6；若否，则执行步骤s2；s6：按照第二设定比例降低所述真空系统的真空度，之后按照第三设定比例提高所述真空系统的真空度，且提高后的真空度大于降低前的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4；s7：关闭所述真空系统和形变感应系统，进行检查。
14.进一步地，所述第一设定时间段大于第二设定时间段。
15.通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：本发明中提供了一种可基于形变感应而自动实现真空系统调节的吸取装置，形变量因结石进入时调节型吸头的变化而获得采集，是根据实际场景而变化的，不依赖操作人员的判断，更具精准性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的框架图；图2为调节型吸头的结构示意图；图3为调节型吸头的正视图；图4为调节型吸头的剖视图；图5为调节型吸头设置柔性环体后的优化示意图；
图6为图5中a处的局部放大图；图7为图4中b处的局部放大图；图8为图4中c处的局部放大图；图9为基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置控制方法的流程图；附图标记：1、真空系统；2、管路；3、调节型吸头；31、连接段；32、扩张段；33、弹性片体；33a、自由端；33b、瓶颈段；34、通道；4、形变感应系统；41、压力感应片；5、轴线；6、柔性环体。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.如图1~6所示，基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，包括：真空系统1，与伸入人体内的管路2连接，利用与大气压力差在管路2端部形成的力实现结石的吸取；调节型吸头3，安装于管路2的端部，供结石进入管路2，调节型吸头3包括：连接段31，为等壁厚且截面为同心圆环的管体，与管路2连接；扩张段32，与连接段31平滑过渡且向外成发散状扩张，扩张段32与连接段31一体成型，且均为具有弹性的橡胶结构;若干弹性片体33，围绕连接段31的轴线5均匀且相互贴合分布，围设成供结石进入扩张段32的通道34，弹性片体33一端各自独立的与扩张段32连接，另一端为自由端33a；弹性片体33自相对于扩张段32引出的位置沿圆弧轨迹延伸，通道34供结石进入的入口以及朝向连接段31的一侧均成发散状，且通过瓶颈段33b平滑过渡，瓶颈段33b的最小内径以及入口的内径均小于连接段31的内径，如图4中所示的，d1＜d3，以及d2＜d3。
21.吸取装置还包括形变感应系统4，对连接段31和扩张段32连接位置的形变量进行感应，且感应结果作为真空系统1的自动控制依据。
22.本发明中提供了一种可基于形变感应而自动实现真空系统1调节的吸取装置，形变量因结石进入时调节型吸头3的变化而获得采集，是根据实际场景而变化的，不依赖操作人员的判断，更具精准性，具体过程如下：由于对弹性片体33进行独立安装的扩张段32具有弹性，以及，弹性片体33也可能具有弹性，因此在结石进入的过程中，结石不可避免的会对部分或全部弹性片体33造成撞击而使得弹性片体33、弹性片体33与扩张段32的连接位置均发生不同程度的形变，如图5和6所示，展示了其中两片弹性片体33发生形变的示例，且上述形变会传递至连接段31与扩张段32的连接位置而被感应到，且撞击持续的时间长短可根据形变的持续时间而判断。
23.基于上述情况，可根据形变的感应而大致的分为三种情况：情况一：长时间无结石对弹性片体33进行撞击，则可认定吸力过小，始终无法令结石产生向管路2内的移动；情况二：形变产生，但长时间不间断以及消失，则可认定结石过大而卡在入口处无
法继续移动；情况三：形变间歇性的发生，且持续时间短，则可认定结石相对顺利的在被依次的吸取出。
24.由于上述d1＜d3，以及d2＜d3的情况，使得调节型吸头3具有较小的入口，因此因结石过小而始终不产生对弹性片体33的撞击，而使得形变无法被采集的情况发生的可能性极小，即便结石较小，也必可避免的会对弹性片体33造成撞击，且形变被采集到的灵敏度是可设置的，因此本发明中忽略此种情况，当然，此种情况通过对结石大小的观察也是可获知的。
25.针对上述的情况一和情况二，均可通过对真空系统1的调节而增大吸力，但增大的方式是存在差异的。
26.上述各种情况是可被及时准确感知的，因此可有效的作为真空系统1的控制依据，从而使得真空系统1获得自动化的控制，实现相对精准的结石吸取过程。
27.本发明中各弹性片体33所围设的通道34可通过敞口对结石进行进入的导向，且通过自身的形变以及带动扩张段32所发生的形变，可适应结石的形状而供其进入，且相对于连接段31内径缩小的方式更有利于管路2内真空度的维持，可在一定程度上避免结石的回落；扩张段32和弹性片体33的连续延伸方向近似s型，可起到形变放大的作用，当局部位置的弹性片体33受到结石的碰撞而发生状态变化时，上述变化会在整个扩张段32上蔓延，且由于扩张段32与连接段31之间的角度，此种形变极易在多处被采集到，从而反馈给真空系统1。
28.作为上述实施例的优选，如图7所示，扩张段32的末端设置有向内的卷边，弹性片体33通过卷边固定；通过卷边的设置，使得扩张段32的端部因内扣而更加平滑，避免在人体内运动的过程中，使人体感受到不适感，同时，也获得了更适于弹性片体33安装的适应性位置。
29.出于安装的角度考虑，扩张段32的末端设置有若干槽口，供弹性片体33的端部插入固定，由于扩张段32本身具有弹性，因此可对插入的弹性片体33自然的实现固定，当然，当认为上述固定可能存在连接风险时，也可通过额外的方式进行加固，如粘接。针对弹性片体33的材料选择，优选采用塑料材质，成本和形状均更加容易控制，且本身可获得弹性而更加有助于结石的进入。
30.作为上述实施例的优选，扩张段32与连接段31连接的一侧厚度小于与弹性片体33连接的一侧厚度；从而一方面使得连接段31与扩张段32连接位置的形变灵敏度提升，还可为弹性片体33提供更加稳定的安装位置。其中，优选扩张段32的壁厚平滑过渡，从而避免在任何的位置因壁厚的突变而形成阻挡形变传递的结构。
31.作为上述实施例的优选，如图1和8所示，形变感应系统4通过贴合在扩张段32与连接段31连接处的压力感应片41进行数据采集，由于紧密的贴合性，使得连接处任何的形变均可被感应，其中，可围绕轴线5均匀的分布若干压力感应片41，作为更佳的实施方式，可将压力感应片41与弹性片体33一一上对应设置。
32.其中，压力感应片41贴合在扩张段32与连接段31连接处的外部，从而避免内部设置时，因结石的碰撞而发生损坏，以及阻碍结石的运动。
33.作为上述实施例的优选，参见图1、5和8，各压力感应片41通过套设于扩张段32与
连接段31的连接处外部的柔性环体6挤压固定，通过柔性环体6的设置,有效的实现了压力感应片41的保护以及固定，具体地，可首先初步实现压力感应片41的预定位，预定位完成后，可通过柔性环体6的扩大而到达此连接处，当到位后，解除对柔性环体6扩大的外力，使其通过弹性恢复力而紧密的贴合在压力感应片41、连接段31和扩张段32的外部，而实现对压力感应片41的密封保护及固定，且可随压力感应片41进行适应性的形变。
34.如上所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的控制方法，包括以下步骤：s1：令调节型吸头3到达结石吸取位置，开启真空系统1，设定基础真空度，且持续通过形变感应系统4进行形变数据采集；其中，针对基础真空度的选择，可根据以往的操作经验和破碎后结石的大小进行设定，数据采集的频率也同样可根据经验值设定；s2：在第一设定时间段内，判断是否有超出设定极限值的形变数据产生；此处的第一设定时间段以当前时间开始向后推算；若是，则可默认为结石在被有效吸取，超出设定极限值的形变数据来自结石对弹性片体33的撞击，则持续进行结石的吸取,且执行步骤s5，判断是否存在拥堵；若否，则默认真空度不够，则执行步骤s3；s3：按照第一设定比例增加真空系统1的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4；本步骤为默认并未发生拥堵情况下而进行的真空度提升，目的在于增大吸力；s4：因为真空度可能存在循环按照第一设定比例增加的情况，为了保证安全，需要判断增加后的真空度是否超出设定的极限真空度，若是，则执行步骤s7，此种情况下真空度已经达到极限值但仍无法吸取结石，因此可能存在故障；若否，则重复步骤s2，从而持续的对结石是否有效吸取进行判断；s5：判断超出设定极限值的形变数据是否持续超过第二设定时间段，此步骤目的在于判断是否发生结石的拥堵，若是，则执行步骤s6，从而实现针对拥堵情况的真空度调节；若否，则执行步骤s2；s6：按照第二设定比例降低真空系统1的真空度，之后按照第三设定比例提高真空系统1的真空度，且提高后的真空度大于降低前的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4，上述真空度的调节过程可实现一松一弛的吸取过程，使得结石相对于调节型吸头3降低挤压力后，在此通过更大的吸力进行吸取，从而更加容易使得结石通过改变调节型吸头3的状态而挤压进入管路2内，当然，同样的，真空度不能够超出极限值，通过步骤s4可返回步骤s2进行再次的是否有效吸取的检测，直至始终无法达到结石的吸取状态而进行步骤s7；s7：关闭真空系统1和形变感应系统4，进行检查；查看设备是否出现问题，或者判断是否需要进一步进行碎石操作。
35.本发明中的吸取过程可针对一处集中位置的结石吸取进行，当转换吸取位置时，可通过初始化至基础真空度而再次进行工作，从而尽可能的通过较小的能量损耗实现结石吸取的目的。其中，第一设定时间段大于第二设定时间段，从而避免拥堵时间过长，降低设备故障几率。
36.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进
都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，包括：真空系统，与伸入人体内的管路连接，利用与大气压力差在所述管路端部形成的力实现结石的吸取；调节型吸头，安装于所述管路的端部，供结石进入所述管路，包括：连接段，为等壁厚且截面为同心圆环的管体，与所述管路连接；扩张段，与所述连接段平滑过渡且向外成发散状扩张，所述扩张段与所述连接段一体成型，且均为具有弹性的橡胶结构；若干弹性片体，围绕所述连接段的轴线均匀且相互贴合分布，围设成供结石进入所述扩张段的通道，所述弹性片体一端各自独立的与所述扩张段连接，另一端为自由端；所述弹性片体自相对于所述扩张段引出的位置沿圆弧轨迹延伸，所述通道供结石进入的入口以及朝向所述连接段的一侧均成发散状，且通过瓶颈段平滑过渡，所述瓶颈段的最小内径以及所述入口的内径均小于所述连接段的内径；吸取装置还包括形变感应系统，对所述连接段和扩张段连接位置的形变量进行感应，且感应结果作为所述真空系统的自动控制依据。2.根据权利要求1所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述扩张段的末端设置有向内的卷边，所述弹性片体通过所述卷边固定。3.根据权利要求1或2所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述扩张段的末端设置有若干槽口，供所述弹性片体的端部插入固定。4.根据权利要求3所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述扩张段与所述连接段连接的一侧厚度小于与所述弹性片体连接的一侧厚度。5.根据权利要求4所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述扩张段的壁厚平滑过渡。6.根据权利要求1所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述形变感应系统通过贴合在所述扩张段与所述连接段连接处的压力感应片进行数据采集。7.根据权利要求6所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，所述压力感应片贴合在所述扩张段与连接段连接处的外部。8.根据权利要求7所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，其特征在于，各所述压力感应片通过套设于所述扩张段与所述连接段的连接处外部的柔性环体挤压固定。9.如权利要求1所述的基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：令调节型吸头到达结石吸取位置，开启所述真空系统，设定基础真空度，且持续通过所述形变感应系统进行形变数据采集；s2：在第一设定时间段内，判断是否有超出设定极限值的形变数据产生；若是，则持续进行结石的吸取,且执行步骤s5；若否，则执行步骤s3；s3：按照第一设定比例增加所述真空系统的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4；s4：判断增加后的真空度是否超出设定的极限真空度，若是，则执行步骤s7；若否，则重复步骤s2；s5：判断超出设定极限值的形变数据是否持续超过第二设定时间段，若是，则执行步骤
s6；若否，则执行步骤s2；s6：按照第二设定比例降低所述真空系统的真空度，之后按照第三设定比例提高所述真空系统的真空度，且提高后的真空度大于降低前的真空度，且每次真空度增加后，均执行步骤s4；s7：关闭所述真空系统和形变感应系统，进行检查。10.根据权利要求9所述的敞口调节型结石吸取装置的控制方法，其特征在于，所述第一设定时间段大于第二设定时间段。

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置，包括：真空系统、调节型吸头和形变感应系统；调节型吸头包括：连接段；扩张段，与连接段平滑过渡且向外成发散状扩张;若干弹性片体，围设成供结石进入扩张段的通道；通道供结石进入的入口以及朝向连接段的一侧均成发散状，且通过瓶颈段平滑过渡；形变感应系统感应结果作为真空系统的自动控制依据。本发明中提供了一种可基于形变感应而自动实现真空系统调节的吸取装置，形变量因结石进入时调节型吸头的变化而获得采集，是根据实际场景而变化的，不依赖操作人员的判断，更具精准性。同时，本发明中还请求保护一种基于形变感应的敞口调节型结石吸取装置的控制方法。置的控制方法。置的控制方法。


技术研发人员：吴新权 葛梦晨 陈卫波 张悦 陈学敏 钱利远
受保护的技术使用者：常州市第一人民医院
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/25