CN106540372A - 一种无线供电sma驱动的尿道阀 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无线供电SMA驱动的尿道阀，SMA为形状记忆合金，用于解决现有技术中对于因尿道括约肌功能障碍导致的尿失禁所采用的保守治疗、手术治疗和护理措施等均不能有效解决患者尿失禁问题的技术问题。本发明实施例包括：磁耦合谐振单元、SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第二永磁体和阀体；阀体为中空框型结构，在阀体的阀腔内设置有SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第二永磁体，阀体用于固定在人体耻骨部位；SMA弹簧一端与阀芯连接，SMA弹簧另一端与阀腔一侧内壁固定连接；第一永磁体与阀芯非连接有SMA弹簧的一侧邻接，第二永磁体一侧与阀腔连接有SMA弹簧对立的另一侧内壁邻接，第一永磁体、第二永磁体之间的空隙处用于穿过人体尿道部位。

Description

一种无线供电SMA驱动的尿道阀

技术领域

本发明涉及医疗机械领域，尤其涉及一种无线供电SMA驱动的尿道阀。

背景技术

临床上将因膀胱括约肌损伤或神经功能障碍而丧失排尿自控能力使尿液不自主流出的疾病称为尿失禁。尿失禁是常见病多发病，可以发生在任何年龄及性别，尤其是女性及老年人。尿失禁会导致会阴部、骶尾部皮炎及压力性溃疡等并发症，不仅令人身体不适，而且会长期影响患者的生活质量，严重影响着患者的心理健康。

尿失禁的病因很多，其中尿道括约肌功能缺陷或创伤是尿失禁的主要病因之一。针对因尿道括约肌功能障碍引起的尿失禁，目前临床上主要采取保守治疗和手术治疗方法或护理用具、皮肤和心理护理等措施。药物或中医等保守治疗仅适用于轻度尿失禁患者，对中、重度患者效果不佳。手术治疗易受患者年龄、性别等各种原因引起的差异限制，且易引起排尿困难、膀胱穿孔、血管损伤等并发症，远期疗效尚不明确。护理措施只能减轻尿失禁的症状，并不能从病源上解决尿失禁问题。因此，采用可自主控制尿道开闭的尿道阀装置，解决因尿道括约肌功能障碍导致的尿失禁问题具有重要的临床实际意义。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线供电SMA驱动的尿道阀，解决了现有技术中对于因尿道括约肌功能障碍导致的尿失禁所采用的保守治疗、手术治疗方法和护理措施等均不能有效解决患者尿失禁问题的技术问题。

本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀，包括：

磁耦合谐振单元、SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第二永磁体和阀体；

阀体为中空框型结构，在阀体的阀腔内设置有SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第二永磁体，阀体用于固定在人体耻骨部位；

SMA弹簧一端与阀芯连接，SMA弹簧另一端与阀腔一侧内壁固定连接；

第一永磁体与阀芯非连接有SMA弹簧的一侧邻接，第二永磁体一侧与阀腔连接有SMA弹簧对立的另一侧内壁邻接，第一永磁体、第二永磁体之间的空隙处用于穿过人体尿道部位。

可选地，磁耦合谐振单元包括发射线圈和接收线圈；

发射线圈用于手持按压于腹前壁上，接收线圈用于植入腹后壁；

发射线圈与接收线圈通过磁耦合谐振式无线电能传输连接。

可选地，SMA弹簧为镍钛合金弹簧。

可选地，SMA弹簧通过串联电阻与接收线圈串联连接构成闭合回路。

可选地，阀芯主要由非金属材料构成。

可选地，阀体主要由非金属材料构成。

可选地，第一永磁体主要由钕铁硼永磁材料构成。

可选地，第二永磁体主要由钕铁硼永磁材料构成。

可选地，第一永磁体和第二永磁体间极性相反。

可选地，无线供电SMA驱动的尿道阀还包括：第一橡胶垫和第二橡胶垫；

第一橡胶垫与第一永磁体固定连接，第二橡胶垫与第二永磁体固定连接；

第一橡胶垫和第二橡胶垫主要由医用橡胶材料构成。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

一、利用永磁体的磁吸力关闭尿道口，不同于利用弹性元件的恢复力关闭尿道口，可避免因弹性材料反复拉伸造成弹性元件脱落和老化而引起尿道口关闭失效，使置于人体的尿道阀长期、可靠工作；

二、采用磁耦合谐振式无线电能传输供电，传输距离远，效率高，不同于体外充电供能，可避免引起电池泄漏或更换困扰的问题，也避免了安装充电装置困难和与人体不相容等因素；

三、利用SMA弹簧相变回复力开启尿道，不同于利用电磁铁产生电磁驱动力或蒸汽驱动开启尿道口，可避免受最小气隙对电磁铁空间位置的限制。SMA弹簧相变回复力大，响应迅速；

四、尿道不开孔安装器件，不致造成创口肌肉组织感染；

五、尿道阀各元件与尿液非接触，不致引起泌尿系统感染及并发症；

六、以橡胶垫与尿道外壁接触，不致造成器官机械损伤；

七、利用尿道管内壁的闭合实现密封，符合生理结构特点，不致引起漏尿。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的闭合原理图；

图2为本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的开启原理图。

图示说明，1信号发生器，2功率放大器，3发射线圈，4接收线圈，5SMA弹簧，6阀芯；7第一永磁体，8第一橡胶垫；9尿道，10第二永磁体，11阀体，12第二橡胶垫。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种无线供电SMA驱动的尿道阀，用于解决现有技术中对于因尿道括约肌功能障碍导致的尿失禁所采用的保守治疗、手术治疗方法和护理措施等均不能有效解决患者尿失禁问题的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道9阀，包括：

磁耦合谐振单元、SMA弹簧5、阀芯6、第一永磁体7、第二永磁体10和阀体11；

阀体11为中空框型结构，在阀体11的阀腔内设置有SMA弹簧5、阀芯6、第一永磁体7、第二永磁体10，阀体11用于固定在人体耻骨部位；

SMA弹簧5一端与阀芯6连接，SMA弹簧5另一端与阀腔一侧内壁固定连接；

第一永磁体7与阀芯6非连接有SMA弹簧5的一侧邻接，第二永磁体10一侧与阀腔连接有SMA弹簧5对立的另一侧内壁邻接，第一永磁体7、第二永磁体10之间的空隙处用于穿过人体尿道9部位。

进一步地，磁耦合谐振单元包括发射线圈3和接收线圈4；

发射线圈3用于手持按压于腹前壁上，接收线圈4用于植入腹后壁；

发射线圈3与接收线圈4通过磁耦合谐振式无线电能传输连接。

进一步地，SMA弹簧5为镍钛合金弹簧。

进一步地，SMA弹簧5通过串联电阻与接收线圈4串联连接构成闭合回路。

进一步地，阀芯6主要由非金属材料构成。

进一步地，阀体11主要由非金属材料构成。

进一步地，第一永磁体7主要由钕铁硼永磁材料构成。

进一步地，第二永磁体10主要由钕铁硼永磁材料构成。

进一步地，第一永磁体7和第二永磁体10间极性相反。

进一步地，无线供电SMA驱动的尿道9阀还包括：第一橡胶垫8和第二橡胶垫12；

第一橡胶垫8与第一永磁体7固定连接，第二橡胶垫12与第二永磁体10固定连接；

第一橡胶垫8和第二橡胶垫12主要由医用橡胶材料构成。

其中，发射线圈3和接收线圈4是由同性质金属线材绕制成同等物理结构参数的线圈，接收线圈4植入人体内腹后壁，发射线圈3可由患者手持按压于腹前壁上。且信号发生器1和功率放大器2连接，功率放大器与发射线圈3连接，三者可集成合并在一起，由患者手持按压于腹前壁上。SMA弹簧5主要由镍钛合金制成，通过串接匹配电阻后再接于谐振接收线圈4上，与接收线圈4构成闭合回路，SMA弹簧5一端与阀体11连接，另一端与阀芯6连接。阀体11主要由非金属材料制成，固定于耻骨上。阀芯6主要由非金属材料制成，安装在阀腔内。第一永磁体7及第二永磁体10主要由钕铁硼永磁材料制成，第一永磁体7与阀芯6固定连接，第二永磁体10与阀体11固定连接。第一橡胶垫8和第二橡胶垫12主要由医用橡胶材料制成，分别与第一永磁体7及第二永磁体10固定连接。当信号发生器1未输出高频电信号时，发射线圈3不产生磁场，接收线圈4无能量传输，SMA弹簧5处于初始的拉伸状态。阀芯6在永磁体的磁吸力作用下，处于初始位置，尿道9保持闭合。当信号发生器1输出高频电信号时，功率放大器2将信号放大，发射线圈3产生磁场，接收线圈4通过磁耦合谐振将磁能转换为电能并传递给SMA弹簧5，SMA弹簧5在电能转换成热能过程中，达到SMA弹簧5的相变点温度，SMA弹簧5产生回复力。当SMA弹簧5的回复力达到永磁体的磁吸力时，阀芯6移动，尿道9开启，膀胱内尿液从尿道9连续排出。排尿后，信号发生器1停止工作，SMA弹簧5随温度下降，其驱动力下降，阀芯6在永磁体的磁吸力作用下复位，尿道9闭合。患者只需要重复上述过程，便可自行控制排尿。

以上为对本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的详细描述，以下将对本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的具体工作过程进行详细的描述。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的闭合原理图。在膀胱储尿阶段，当信号发生器1未输出高频电信号时，发射线圈3不产生磁场，接收线圈4无能量传输，SMA弹簧5处于初始的拉伸状态。阀芯6在永磁体的磁吸力作用下，处于初始位置，尿道9保持闭合。

请参阅图2，为本发明实施例提供的一种无线供电SMA驱动的尿道阀的开启原理图。在膀胱排尿阶段，当信号发生器1输出高频电信号时，功率放大器2将信号放大，发射线圈3产生磁场，接收线圈4通过磁耦合谐振将磁能转换为电能并传递给SMA弹簧5，SMA弹簧5在电能转换成热能过程中，达到SMA弹簧5的相变点温度，SMA弹簧5产生回复力。当SMA弹簧5的回复力达到永磁体的磁吸力时，阀芯6移动，尿道9开启，膀胱内尿液从尿道9连续排出。排尿后，信号发生器1停止工作，SMA弹簧5随温度下降，驱动力下降，阀芯6在永磁体的磁吸力作用下复位，尿道9闭合。病人只要重复上述过程，便可自行控制排尿。

本发明实施例提供了一种无线供电SMA驱动的尿道阀，包括：信号发生器、功率放大器、发射线圈、接收线圈、SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第一橡胶垫、第二永磁体、阀体和第二橡胶垫；发射线圈用于手持按压于腹前壁上，接收线圈用于植入腹后壁；SMA弹簧一端与阀芯连接，SMA弹簧另一端与阀体连接；阀芯安装在阀体内的阀腔内，阀体固定于耻骨上；第一永磁体与阀芯固定连接，第二永磁体与阀体固定连接，第一永磁体安装于尿道的一侧，第二永磁体安装于尿道的另一侧；第一橡胶垫与第一永磁体固定连接，第二橡胶垫与第二永磁体固定连接，解决了现有技术中对于因尿道括约肌功能障碍导致的尿失禁所采用的保守治疗、手术治疗方法和护理措施等均不能有效解决患者尿失禁问题的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，包括：

磁耦合谐振单元、SMA弹簧、阀芯、第一永磁体、第二永磁体和阀体；

所述阀体为中空框型结构，在所述阀体的阀腔内设置有所述SMA弹簧、所述阀芯、所述第一永磁体、所述第二永磁体，所述阀体用于固定在人体耻骨部位；

所述SMA弹簧一端与所述阀芯连接，所述SMA弹簧另一端与所述阀腔一侧内壁固定连接；

所述第一永磁体与所述阀芯非连接有所述SMA弹簧的一侧邻接，所述第二永磁体一侧与所述阀腔连接有所述SMA弹簧对立的另一侧内壁邻接，所述第一永磁体、所述第二永磁体之间的空隙处用于穿过人体尿道部位。

2.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述磁耦合谐振单元包括发射线圈和接收线圈；

所述发射线圈用于手持按压于腹前壁上，所述接收线圈用于植入腹后壁；

所述发射线圈与所述接收线圈通过磁耦合谐振式无线电能传输连接。

3.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述SMA弹簧为镍钛合金弹簧。

4.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述SMA弹簧通过串联电阻与所述接收线圈串联连接构成闭合回路。

5.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述阀芯主要由非金属材料构成。

6.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述阀体主要由非金属材料构成。

7.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述第一永磁体主要由钕铁硼永磁材料构成。

8.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述第二永磁体主要由钕铁硼永磁材料构成。

9.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，所述第一永磁体和所述第二永磁体间极性相反。

10.根据权利要求1所述的无线供电SMA驱动的尿道阀，其特征在于，还包括：第一橡胶垫和第二橡胶垫；

所述第一橡胶垫与所述第一永磁体固定连接，所述第二橡胶垫与所述第二永磁体固定连接；

所述第一橡胶垫和所述第二橡胶垫主要由医用橡胶材料构成。