CN101797190B - 用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵 - Google Patents

Abstract

一种医疗器械技术领域的用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，包括：第一容器、连接管、旋转轴、电机、减速器、滚筒、第二容器和套筒，其中：第一容器与连接管相连，连接管穿过套筒与第二容器相连，两个滚筒对称于电机两侧，滚筒把连接管分割成互不连通的两部分，滚筒与旋转轴相连，旋转轴与电机啮合连接。本发明实现在钳夹囊袋和储液囊袋之间双向排液，并且在任意位置上可以实现保压功能。

Description

用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械技术领域的装置，具体是一种用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵。

背景技术

肛门失禁症严重影响着现代人们的正常生活，已经成为一个社会问题。这种病症的发病率常因患者羞于求医而被低估。肛门失禁是指肛管括约肌失去对粪便及气体排出的控制能力，属于排便功能紊乱的一种。肛门失禁虽然不能致命，但却给患者带来巨大的身心痛苦和生活不便，乃至造成人格变化，值得临床医师重视。除此之外，治疗过程中也给护理工作带来诸多困难，例如使用造口袋为患者和护理带来了很大的困扰。随着人口老龄化趋势的发展，大便失禁已经成为临床急需解决的病症之一。

由于肛管括约肌丧失功能或肛管括约肌被切除等原因造成重度大便失禁病症，外科治疗这种大便失禁的方法有肠造口手术和人工肛门括约肌。肠造口手术是外科治疗大便失禁的最后选择方案，它是挽救生命的一种有效方式，但它是一种违反生理的残疾或畸形，使患者的生活质量和生命质量受到很大影响。数十年来，外科医师一直试图寻找一种功能上类似于肛门括约肌的方式或装置，来解决肛门括约肌损伤或缺失患者的排便自控问题。随着各种代括约肌术式临床应用效果不理想，人们开始将注意力转向人工生物材料模仿括约肌装置的研究。开发具有自主感知功能、便携式的、经济实用的、新型的括约肌系统具有很好的学术价值和市场前景。

人工肛门括约肌是使用人造器官-人工肛门括约肌来治疗大便失禁病症。国外在临床上已经将人工肛门括约肌用于外科治疗大便失禁病症，并取得良好的效果。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利Artificial Anal Sphincter(专利号：US7022622B2)涉及一种用于治疗大便失禁的人工肛门括约肌，它由Pressure RegulatingBalloon(压力调节球)、Control Pump(控制泵)和Cuff(钳夹囊袋)三个部件组成，控制泵是这种人工肛门括约肌的关键部件，其工作原理是手动挤压方式将钳夹囊袋内的液体排至储液囊袋。这种人工肛门括约肌的另一个缺点是：钳夹囊袋的关闭时靠人工肛门括约肌系统内部的液体通过阻尼阀自动回流实现的，患者无法自主控制钳夹囊袋的关闭。美国专利Peristaltic Pump(专利号：US6102678A)涉及了一种医用蠕动泵，它适于植入人体，包括医用胶管、外壳、滚轮、旋转轴，与医用胶管连接的两个进出管，当使用时，医用胶管一端通过进出管与液体容器相连接，另一端穿过外壳孔进入外壳内表面，包绕在外壳内表面一周，医用胶管的另一端穿出外壳后与另一个液体容器相连接，滚轮将外壳内表面的医用胶管隔断成互不相通的部分，滚轮与旋转轴相连，旋转轴带动滚轮同步旋转，同时滚轮也能够绕自身轴线旋转。该结构现已投入生产，市面上使用较多，但滚轮接触面小，对医用胶管磨损现象较为严重。中国发明专利生物反馈式人造肛门括约肌系统(公开号：CN1718174)发明了一种人造肛门括约肌系统，结构包括人造肛门括约肌和人造肛门括约肌控制器，其中人造肛门括约肌控制器的主要部件是微型液压泵，该微型液压泵采用活塞式泵的原理，行程长，导致微型液压泵结构大，难于植入人体。

综上所述，人工肛门括约肌系统虽然是治疗重度大便失禁的有效方案，但由于控制泵存在的缺点和不足，使得人工肛门括约肌系统的功能有待于进步一改进和提高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，实现在钳夹囊袋和储液囊袋之间双向排液，并且在任意位置上可以实现保压功能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：第一容器、连接管、旋转轴、电机、减速器、滚筒、第二容器和套筒，其中：第一容器与连接管相连，连接管穿过套筒与第二容器相连，两个滚筒对称于电机两侧，滚筒把连接管分割成两部分，滚筒与旋转轴相连，旋转轴与电机啮合连接。

所述的连接管绕套筒一周且与滚筒和套筒紧密接触.

所述的电机的输出轴上设有二级减速器，该二级减速器的齿轮减速比为1∶3~1∶5。

当电机轴顺时针方向旋转时，第一容器中的液体在封闭连通器中压强的作用下，将被缓缓推入连接管，经由连接管排送到第二容器；当电机轴逆时针旋转时，第二容器中的液体将被缓缓推入连接管，经由连接管排送到第一容器。第一容器与第二容器被滚筒隔开，在任何时刻都不相通，保证第一容器内液体与第二容器内液体不会相互渗透，实现保压功能。

与现有技术相比，本发明通过控制电机轴的旋转方向就可实现在第一容器和第二容器之间双向排液，并且在任意位置上可以实现保压功能，现有的蠕动泵装置大多将橡胶管挤压在外科内壁，而本发明将连接管挤压在与电机固定的套筒外壁。整个装置除电机与电机外套筒固定不动外，其他部分皆绕电机轴做公转或自转运动。本发明体积小、结构简单、控制简单、成本低、性能可靠，可以替代现有人工肛门括约肌的控制泵，极大地提高现有人工肛门括约肌功能，造福于临床上的患者。本发明也适用于安装空间受限，需要在两个容器之间交换液体，并维持两个容器压力的场合。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明内部示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2所示，本实施例包括：上挡板1、中挡板2、下挡板3、电机4、减速器齿轮组5、套筒6、滚筒7、第一容器8、第二容器9、连接管10、挡块11、旋转轴12，上挡板1、中挡板2、下挡板3三块挡板的位置通过挡块11固定。电机4轴与中挡板2同轴，并通过一轴承与中挡板2连接，与电机4轴过盈配合的小齿轮通过二级减速器齿轮组5将转动传送给两旋转轴12，带动两滚筒7同步旋转。第一容器8与连接管10相连，连接管10从与电机4固定的套筒6下侧的一个开孔进入，从该套筒侧面的开孔穿出，绕该套筒一周后进入原侧面开孔，并从该套筒同一下侧开孔穿出，该出口端与第二容器9相连。连接管绕套筒一周，被紧压在滚筒7与套筒6之间，两滚筒7对称于电机4两侧，滚筒7把连接管10分割成互不连通的两部分。

所述的上挡板1、中挡板2、下挡板3、电机4同轴，与挡块11共同决定该微型泵的空间整体结构与位置。电机与中挡板2通过一轴承连接。电机4与套筒6位置固定，且为该微型泵装置中唯一不动的两部分。

所述的电机4轴的初始旋转方向决定了第一容器8与第二容器9之间液体的流动方向，当电机4轴顺时针方向旋转时，第一容器8内的液体被泵入第二容器9，当电机4轴逆时针方向旋转时，第二容器9内的液体被泵入第一容器8。电机4轴的输出转速大小影响两个容器8、9内液体之间的流速，轴输出转速越大，泵的流速越大，轴输出转速越小，泵的流速越小。

所述的减速器齿轮组5实现将电机轴输出的转动运动传送给旋转轴12，两对减速比的1∶2的齿轮级联，形成减速比为1∶4的减速输出，并且旋转轴12转向与电机4轴输出同向。

所述的套筒6外壁侧面与下侧的两开孔应保证不会挤压进出连接管导致无法导通，但过大会使有效行程损失，例如选用连接管(未挤压时外径为5mm，内径为3mm，挤压时厚度为2mm)，开孔任意对角距离应大于2mm，但不可过大，建议使用2～3mm。

所述的滚筒7与旋转轴12应同轴，且为过盈配合，确保旋转轴12旋转时，带动滚筒7沿套筒6表面挤压连接管10旋转。滚筒7与旋转轴12个数最少为2个，当大于2个时，受力更加平衡。滚筒7在旋转轴12的带动下实现自转与绕电机4轴心公转的运动。

所述的第一容器8与第二容器9互不相通，保证两个容器8、9内的液体不会相互渗透，实现两个容器8、9内液体的保压功能。

所述的连接管10，因其材料为弹性材料，不被滚筒7压紧的部位能自动回复原来的形状。

本实施例的工作原理如下：

将第一容器内的液体泵入第二容器

电机4轴顺时针旋转时，通过二级减速器将顺时针转动传送给旋转轴12，带动滚筒7顺时针方向同速转动，第一容器8与连接管10是相连通的，当滚筒7沿顺时针方向旋转至与连接管10接触时，此时滚筒7将连接管10紧压在套筒6表面，使连接管10与第一容器8之间的连接被切断，但在两套筒6之间的连接管10已经充满液体。电机4轴继续旋转时，滚筒7继续顺时针方向公转，将连接管10内液体沿顺时针方向推送，当滚筒6继续顺时针旋转到其与连接管10脱离接触的时候，此时连接管10与第二容器9相连，连接管10与第二容器9内的液体相连，继续旋转时，连接管10内的液体被推送进入第二容器9，当电机4轴继续顺时针旋转时，第一容器8内的液体被重复推送入第二容器9中，实现液体从第一容器8泵入第二容器9的功能。并且在任意时刻，第一容器8与第二容器9之间的连接管10被滚筒7隔断，第一容器8与第二容器9在任何时刻都不相通，保证第一容器8内液体与第二容器9内的液体不会相互渗透，实现保压功能。

将第二容器内的液体泵入第一容器

电机4轴逆时针旋转时，通过二级减速器将逆时针转动传送给旋转轴12，带动滚筒7逆时针方向同速转动，第二容器9与连接管10是相连通的，当滚筒7沿逆时针方向旋转至与连接管10接触时，此时滚筒7将连接管10紧压在套筒6表面，使连接管10与第二容器9之间的连接被切断，但在两套筒6之间的连接管10已经充满液体。电机4轴继续旋转时，滚筒7继续逆时针方向公转，将连接管10内液体沿逆时针方向推送，当滚筒6继续逆时针旋转到其与连接管10脱离接触的时候，此时连接管10与第一容器8相连，连接管10与第一容器8内的液体相连，继续旋转时，连接管10内的液体被推送进入第一容器8，当电机4轴继续逆时针旋转时，第二容器9内的液体被重复推送入第一容器8中，实现液体从第二容器9泵入第一容器8的功能。并且在任意时刻，第一容器8与第二容器9之间的连接管10被滚筒7隔断，第一容器8与第二容器9在任何时刻都不相通，保证第一容器8内液体与第二容器9内的液体不会相互渗透，实现保压功能。

由上述实施例可以看出，通过旋转轴的初始旋转方向，控制液体从一个容器流向另一个容器，同时实现保压功能，不需要额外的阀门结构即可实现第一容器与第二容器之间的保压。该医用微型泵结构简单、控制简便、成本低、体积小，用于替代现有人工肛门括约肌的控制泵，消除现有人工肛门括约肌的缺点和不足，实现人工肛门括约肌的自动控制，造福于临床患者。

Claims (4)

1.一种用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，包括：第一容器、连接管、旋转轴、电机、减速器、滚筒、第二容器和套筒，其特征在于：第一容器与连接管相连，连接管穿过套筒与第二容器相连，两个滚筒对称于电机两侧，滚筒把连接管分割成两部分,所述连接管绕套筒一周,被紧压在滚筒与套筒之间,两滚筒对称于电机两侧,滚筒把连接管分割成互不联通的两部分，滚筒与旋转轴相连，所述的滚筒与旋转轴同轴,且为过盈配合,确保旋转轴旋转时,带动滚筒沿套筒表面挤压连接管旋转,旋转轴与电机啮合连接；

所述第一容器与第二容器之间的连接管被滚筒隔断，第一容器与第二容器在任何时刻都不相通。

2.根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，其特征是，所述的连接管绕套筒一周且与滚筒和套筒紧密接触。

3.根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，其特征是，所述的电机的输出轴上设有二级减速器，该二级减速器的齿轮减速比为1：3～1：5。

4.根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌系统的微型蠕动泵，其特征是，所述的套筒的外壁侧面设有一个开孔,下侧面也一个开孔，两开孔之间的对角距离为2～3mm。 

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