CN105193473B - 一种气囊式血流阻断仪 - Google Patents

一种气囊式血流阻断仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气囊式血流阻断仪，包括气囊式血流阻断件和压力调控装置；所述气囊式血流阻断件通过充气管与压力调控装置连接，所述压力调控装置与外部气源连接；所述气囊式血流阻断件包括阻断带、充气气囊和固定带；所述充气气囊固定在所述阻断带上；所述固定带设置在所述阻断带的两端，通过固定两端的固定带以将充气气囊固定并包绕在肝十二指肠韧带上。相比于现有技术，本发明通过充气气囊包绕肝十二指肠韧带，并通过向充气气囊充气，以间接向肝十二指肠韧带施压，选择性实现对门静脉血流或/和肝动脉血流的控制，使用更加安全和方便，大大减轻肝脏热缺血再灌注损伤，有效延长了阻断时间。

Description

一种气囊式血流阻断仪
技术领域
本发明涉及手术器械领域，尤其涉及一种气囊式血流阻断仪。
背景技术
肝脏是血供丰富的器官，其总血流量约占心脏血流排出量的1/4，每分钟血流量可达到1500mL。第一肝门是肝脏重要的通道，包绕在肝十二指肠韧带上的门静脉和肝动脉的血流需经该第一肝门流入肝脏内。长期以来，肝脏手术中出血的控制一直是肝脏外科发展的难题。目前常用Pringle法来阻断第一肝门的血流。Pringle法指的是使用导尿管、硅胶管等器件将肝十二指肠韧带包绕并用止血钳钳夹固定一至两周后拉紧，通过阻断肝十二指肠韧带上的门静脉和肝动脉的血流，进而达到阻断第一肝门血流的效果。这种方法操作耗时少、简单实用，几乎可用于各种类型的肝切除手术。但是，该方法会导致明显的肝脏热缺血再灌注损伤；并且该方法对第一肝门的阻断时间是有限的。
在肝脏的血液供应中，1/4来自肝动脉，3/4来自门静脉，但肝动脉和门静脉供给肝脏的氧量却各占50％。基于存在肝动脉及门静脉在入肝血流量分布及血氧含量方面的差异，有学者提出阻断门静脉血流而开放肝动脉血流的方法。该方法能减少肝脏手术的出血，能减轻肝脏热缺血再灌注损伤，同时，该方法还能延长血流阻断时间。但是，这种方法要在手术过程中分离门静脉，无疑增加了手术的复杂性；并且如果手术过程中出现出血，需要转变到同时阻断门静脉血流和肝动脉血流时，操作也很不方便；此外，这种方法在腔镜下是难以实施的。
发明内容
本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可减轻肝脏热缺血再灌注损伤、延长阻断时间、操作简单、使用方便、可在腔镜下使用的气囊式血流阻断仪。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种气囊式血流阻断仪，包括气囊式血流阻断件和压力调控装置；所述气囊式血流阻断件通过充气管与所述压力调控装置连接，所述压力调控装置与外部气源连接，以向气囊式血流阻断件充气，并调节该气囊式血流阻断件的气压大小；所述气囊式血流阻断件包括阻断带、充气气囊和固定带；所述充气气囊固定在所述阻断带上；所述固定带设置在所述阻断带的两端，通过固定两端的固定带以将充气气囊固定并包绕在肝十二指肠韧带上。
相比于现有技术，本发明通过充气气囊包绕肝十二指肠韧带，并通过向充气气囊充气，以间接向肝十二指肠韧带施压，使用更加安全和方便；进一步地，根据手术需要，通过压力调控装置对充气气囊内的压力进行调节，实现同时阻断门静脉血流和肝动脉血流、或阻断门 静脉血流而开放肝动脉血流、或同时开放门静脉血流和肝动脉血流三种血流阻断模式的快速转换，可有效控制手术过程中出血问题、大大减轻肝脏热缺血再灌注损伤，有效延长阻断时间，即使在腔镜下也可以实施手术，大大提高了手术精细性和安全性。
进一步地，所述压力调控装置包括恒压调节单元、压力传感器、信号调理模块、微处理器和数模转换模块；所述恒压调节单元的进气端与外部气源连接，出气端通过充气管与所述充气气囊连接，以向所述充气气囊充气并控制充气气囊内的压力大小；所述压力传感器检测充气气囊内的压力，并通过信号调理模块转换成数字信号后传送到所述微处理器；所述微处理器根据外部血压计检测的人体血压(收缩压和舒张压)设定一目标压力值，同时将所述压力传感器反馈的充气气囊的气体压力值与目标压力值进行比较；若反馈的充气气囊的气体压力值不等于设定的目标压力值，则所述微处理器发送信号到所述数模转换模块，所述数模转换模块将信号转换成模拟信号后传送到所述恒压调节单元；所述恒压调节单元根据数模转换模块传送的模拟信号调节充入充气气囊的气体量，使充气气囊内的气体压力保持在目标压力值上。
进一步地，所述微处理器通过比较所述压力传感器反馈的充气气囊的气体压力值与目标压力值大小，以控制所述恒压调节单元的开度，使充气气囊内的压力恒大于人体动脉收缩压；或使充气气囊内的压力恒小于人体动脉舒张压但大于门静脉压；或使充气气囊内的压力为0。
进一步地，所述压力调控装置还包括一缓冲罐；所述缓冲罐与所述恒压调节单元的出气端连接，并与所述充气管相通。
进一步地，所述压力调控装置还包括一显示模块，所述显示模块与所述微处理器连接。
进一步地，所述压力调控装置还包括一连接部件，所述恒压调节单元通过所述连接部件与外部气源连接
进一步地，所述固定带的表面设有卡齿；设置在阻断带两端的固定带通过该卡齿相互卡合固定。
进一步地，所述阻断带呈长方形带状，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。
进一步地，所述充气气囊未充气时呈长方形，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。
进一步地，外界气源为二氧化碳源。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1是本发明气囊式血流阻断仪实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中压力调控装置的工作原理图。
具体实施方式
请参阅图1，其是本发明气囊式血流阻断仪实施例的结构示意图。该气囊式血流阻断仪，包括气囊式血流阻断件11和压力调控装置12。所述气囊式血流阻断件11通过充气管13与所述压力调控装置12连接；所述压力调控装置12与外部气源连接。所述压力调控装置11通过充气管13向气囊式血流阻断件11充气，并调节所述气囊式血流阻断件11的气压大小，进而实现同时阻断门静脉血流和肝动脉血流、或阻断门静脉血流而开放肝动脉血流、或同时开放门静脉血流和肝动脉血流三种血流阻断模式的快速转换。
所述气囊式血流阻断件11包括阻断带111、充气气囊112和固定带113。所述充气气囊112固定在所述阻断带111上。所述固定带113设置在所述阻断带111的两端。通过固定所述阻断带两端的固定带113以将充气气囊112固定包绕在肝十二指肠韧带上。
所述阻断带111具有一定的硬度和厚度，以确保所述充气气囊114充气后，可向肝十二指肠韧带侧施加压力，进而压迫门静脉和肝动脉，实现选择性阻断门静脉或/和肝动脉的血流，即实现第一肝门的血流控制。本实施例中，所述阻断带111由医用聚丙烯制成。
所述阻断带111和充气气囊112的大小根据肝十二指肠韧带的大小而确定。本实施例中，所述阻断带111呈长方形，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。所述充气气囊112未充气时呈长方形，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。
所述固定带113的表面设有卡齿1131，设置在阻断带111两端的固定带113通过该卡齿1131相互卡合固定，进而将充气气囊112固定包绕在肝十二指肠韧带上。本发明中，设置在阻断带111两端的固定带113的固定方式不限于用卡齿1131卡合固定，也可以采用丝线结扎或生物夹夹住等固定方式固定。
请参阅图2，其是本发明实施例中压力调控装置的工作原理图。所述压力调控装置12包括恒压调节单元、连接部件、缓冲罐、压力传感器、信号调理模块、微处理器、数模转换模块、显示模块和电源模块。所述恒压调节单元的进气端通过连接部件与外部气源连接，出气端通过充气管13与所述充气气囊112连接，以向所述充气气囊112充气并控制充气气囊112内的压力大小。所述缓冲罐与所述恒压调节单元的出气端连接，并与所述充气管13相通，以与所述充气气囊112内的气压相平衡。所述压力传感器检测所述缓冲罐内的气压，并通过信号调理模块将气压信号转换成模拟信号后传送到所述微处理器。所述微处理器根据外部血压计检测的人体血压(收缩压和舒张压)设定一目标压力值，同时将所述压力传感器反馈的充气气囊112的气体压力值与目标压力值进行比较；若反馈的充气气囊112的气体压力值不等于设定的目标压力值，则所述微处理器发送信号到所述数模转换模块，所述数模转换模块将信号转换成模拟信号后传送到所述恒压调节单元；所述恒压调节单元根据数模转换模块传送 的模拟信号调节充入充气气囊112的气体量，使充气气囊112内的气体压力保持在目标压力值上。所述显示模块与所述微处理器连接。所述电源模块向所述微处理器、显示模块、压力传感器和恒压调节单元供电。
所述恒压调节单元采用自带比例-积分-微分(proportion-integral-derivative，简称“PID”)调节功能的自动控制调节阀。所述恒压调节单元根据数模转换模块传送的模拟信号，自动调节阀门的开度，使充气气囊112内的压力保持恒定。本实施例中，所述恒压调节单元采用的是SMC公司的ITV0011-3L调节阀；同时还可以采用SMC公司的其他系列产品，也可采用其他公司类似功能的调节阀来实现。
本实施例中，通过将所述缓冲罐与所述恒压调节单元的出气端连接，增加了所述恒压调节单元输出的气体体积，从而减少了所述充气气囊112体积变化带来的压力波动影响，进而使所述压力传感器检测的压力更加准确。
所述压力传感器实时检测所述缓冲罐内的压力，并将检测到的压力信号反馈给所述微处理器。所述缓冲罐内的压力与所述充气气囊112内的压力是相平衡的，并且所述缓冲罐可起到减少压力波动的影响，因此，相比于直接检测充气气囊112内的压力，所述压力传感器检测缓冲罐内的压力会更加稳定、更加准确。本实施例中，所述压力传感器测得的压力信号为4-20mA的模拟量。
所述信号调理模块接收所述压力传感器测得的压力模拟信号，并转换成微处理器可以接收的数字信号后，发送到所述微处理器。
所述数模转换模块接收微处理器发送的控制恒压调节单元开度的信号，并转换成所述恒压调节单元可以接受的模拟信号后，发送到所述恒压调节单元。
所述显示模块可显示压力传感器传送的实时压力值、所述微处理器根据外部收缩压检测仪传送的收缩压信号而设置的目标压力值，以及外界直接输入的目标压力值，同时也可以显示保持输出目标压力值的时间时长，以供医护人员作为阻断血流时长的参考。本实施例中，所述显示模块为触摸屏液晶显示模块。
本发明中，所述微处理器采用TI公司的MSP430系列单片机，同时还可以采用MCS51系列单片机，ARM系列单片机等来实现。
所述微处理器根据外部血压计检测的人体血压(收缩压和舒张压)设定充气气囊112的目标压力值。同时，所述微处理器自动接收所述压力传感器检测的充气气囊112压力大小，并比较设定的目标压力值和压力传感器反馈的压力大小，进而调节所述恒压调节单元的开度，使充气气囊112内的压力恒大于人体动脉收缩压，实现阻断门静脉血流和肝动脉血流的阻断模式；或使充气气囊112内的压力恒小于人体动脉舒张压但大于门静脉压，实现阻断门静脉 血流而开放肝动脉血流的阻断模式；或使充气气囊112内的压力为0，实现开放门静脉血流和肝动脉血流的模式。
下面列举一个具体的例子来说明：根据手术中外部血压计实时监测的患者血压，如监测到血压为120/70mmHg，即患者的动脉收缩压为120mmHg，动脉舒张压为70mmHg。正常人体门静脉的压力为20mmHg以下。如果需要将肝动脉和门静脉的血流均阻断，则通过所述微处理器设定充气气囊112内的压力值大于120mmHg，如设为130mmHg；通过控制所述恒压调节单元，使得所述充气气囊112的压力恒定保持在130mmHg；而当所述充气气囊112的压力恒定保持在130mmHg时，肝动脉和门静脉的血流就被阻断了。如果需要阻断门静脉的血流、开放肝动脉血流，则通过所述微处理器设定充气气囊112内的压力值小于70mmHg但大于门静脉压，如设为60mmHg；通过控制所述恒压调节单元，使得所述充气气囊112的压力恒定保持在60mmHg；而当所述充气气囊112的压力恒定保持在在60mmHg时，门静脉的血流就被阻断了，而肝动脉血流仍然保持通畅。同理，如果需要开放肝动脉和门静脉血流，则通过所述微处理器设定充气气囊112内的压力值为0，则肝动脉和门静脉的血流将继续保持通畅。
本发明中，外界气源为二氧化碳源，通过向充气气囊112内充入二氧化碳来实现阻断血流的效果。由于采用水囊进行阻断时，可能出现水囊漏水流到腹腔，因此需要对水、管道和压力传感器进行杀毒，而管道和压力传感器进行消毒的操作是比较困难的，再加上每次使用都需要进行消毒，这增加了操作复杂性，带来不便。相比于现有水囊阻断的方式，本发明采用二氧化碳，避免了繁复消毒带来的麻烦，使用也更加安全和方便。
使用时，将所述阻断带111上的充气气囊112包绕肝十二指肠韧带，提起两端的固定带113将固定带113上的卡齿1131相互卡合，使所述充气气囊112固定包绕在肝十二指肠韧带上，这里，所述固定带113的卡齿1131卡紧程度以使充气气囊112包绕但无压迫肝十二指肠韧带为度。将所述充气气囊112与所述压力调控装置12的恒压调节单元的出气端连接，将所述恒压调节单元的进气端通过所述气源连接件与外部的二氧化碳源连接。所述压力调控装置12的微处理器根据外部血压计检测的人体血压(收缩压和舒张压)设定充气气囊112内的目标压力值，并控制所述恒压调节单元向所述充气气囊112内充气。所述压力传感器将检测到的充气气囊112内稳定的压力值传送到微处理器，所述微处理器比较设定的目标压力值和压力传感器反馈的压力大小，调节所述恒压调节单元的开度，以使充气气囊112内的压力保持在恒定目标压力值上。根据手术过程中的需要，通过在微处理器上设置目标压力值，进而实现同时阻断门静脉血流和肝动脉血流、或阻断门静脉血流而开放肝动脉血流、或同时开放门静脉血流和肝动脉血流这三者间快速转换，操作简单，方便。
相比于现有技术，本发明通过充气气囊包绕肝十二指肠韧带，并通过向充气气囊充气，以间接向肝十二指肠韧带施压，使用更加安全和方便；进一步地，根据手术需要，通过压力调控装置对充气气囊内的压力进行调节，实现同时阻断门静脉血流和肝动脉血流、或阻断门静脉血流而开放肝动脉血流、或同时开放门静脉血流和肝动脉血流三种血流阻断模式间快速转换，可有效控制手术过程中出血问题、大大减轻肝脏热缺血再灌注损伤，有效延长阻断时间，大大提高了手术精细性和安全性。本发明的气囊式血流阻断仪可适用于肝脏开放手术和腹腔镜、达芬奇机器人辅助下的微创手术，也可以适用于肾脏、脾脏等其他带蒂脏器手术中的血流阻断。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (7)

1.一种气囊式血流阻断仪，其特征在于：包括气囊式血流阻断件和压力调控装置；所述气囊式血流阻断件通过充气管与所述压力调控装置连接，所述压力调控装置与外部气源连接，以向气囊式血流阻断件充气，并调节该气囊式血流阻断件的气压大小；所述气囊式血流阻断件包括阻断带、充气气囊和固定带；所述充气气囊固定在所述阻断带上；所述固定带突出设置在所述阻断带的两端，通过固定两端的固定带以将充气气囊固定并包绕在肝十二指肠韧带上；所述固定带的表面设有卡齿；设置在阻断带两端的固定带通过该卡齿相互卡合固定；所述阻断带为具有一定硬度和厚度的带体；
所述压力调控装置包括恒压调节单元、压力传感器、信号调理模块、微处理器和数模转换模块；所述恒压调节单元的进气端与外部气源连接，出气端通过充气管与所述充气气囊连接，以向所述充气气囊充气并控制充气气囊内的压力大小；所述压力传感器检测充气气囊内的压力，并通过信号调理模块转换成数字信号后传送到所述微处理器；所述微处理器根据外部血压计检测的人体血压设定一目标压力值，同时将所述压力传感器反馈的充气气囊的气体压力值与目标压力值进行比较；若反馈的充气气囊的气体压力值不等于设定的目标压力值，则所述微处理器发送信号到所述数模转换模块，所述数模转换模块将信号转换成模拟信号后传送到所述恒压调节单元；所述恒压调节单元根据数模转换模块传送的模拟信号调节充入充气气囊的气体量，使充气气囊内的气体压力保持在目标压力值上；
所述压力调控装置还包括一缓冲罐；所述缓冲罐与所述恒压调节单元的出气端连接，并与所述充气管相通。
2.根据权利要求1所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：所述微处理器通过比较所述压力传感器反馈的充气气囊的气体压力值与目标压力值大小，以控制所述恒压调节单元的开度，使充气气囊内的压力恒大于人体动脉收缩压的压力；或使充气气囊内的压力恒小于人体动脉舒张压但大于门静脉压；或使充气气囊内的压力为0。
3.根据权利要求1所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：所述压力调控装置还包括一显示模块，所述显示模块与所述微处理器连接。
4.根据权利要求3所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：所述压力调控装置还包括一连接部件，所述恒压调节单元通过所述连接部件与外部气源连接。
5.根据权利要求1所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：所述阻断带呈长方形带状，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。
6.根据权利要求1所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：所述充气气囊未充气时呈长方形，长4.0～5.0cm，宽2.0～3.0cm。
7.根据权利要求1所述的气囊式血流阻断仪，其特征在于：外部气源为二氧化碳源。
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