CN107981874A - 一种食管下括约肌压力检测装置 - Google Patents
一种食管下括约肌压力检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107981874A CN107981874A CN201711430986.6A CN201711430986A CN107981874A CN 107981874 A CN107981874 A CN 107981874A CN 201711430986 A CN201711430986 A CN 201711430986A CN 107981874 A CN107981874 A CN 107981874A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- air bag
- micro
- esophageal sphincter
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000005070 sphincter Anatomy 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 claims description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 208000021302 gastroesophageal reflux disease Diseases 0.000 description 5
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000003236 esophagogastric junction Anatomy 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000254062 Scarabaeidae Species 0.000 description 1
- 230000000151 anti-reflux effect Effects 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002651 drug therapy Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 210000000111 lower esophageal sphincter Anatomy 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000520 microinjection Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/224—Measuring muscular strength
- A61B5/227—Measuring muscular strength of constricting muscles, i.e. sphincters
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
本发明公开了一种食管下括约肌压力检测装置，包含微气囊传感模块、压力检测记录模块和自动牵拉模块。微气囊传感模块将食管下括约肌压力转化为微气囊腔内压力变化，然后通过导管将压力变化传输到外部压力传感器上。压力检测记录模块使用微控制器将压力传感器内的压力值读出并通过串口传输到PC电脑端，从而可以实时显示记录压力信号。自动牵拉模块可用于替代传统的手动牵拉方法，从而避免人工手动牵拉引起的抖动和大量实验时引起的手部疲劳的影响。
Description
技术领域
本发明设计一种用于动物实验的食管下括约肌压力检测装置，属于生物医学和电子科学的交叉领域。
背景技术
食管下括约肌(Lower Esophageal Sphincter，LES)是位于胃食管连接部特殊增厚的环形肌，正常情况下，保持持续收缩状态，在食管胃连接部形成高压带，构成人体内生理性抗反流屏障。当食管下括约肌功能失调时，就会引发胃内容物反流入食管，引起不适症状和(或)并发症，这就是胃食管反流病(Gastroesophageal Reflux Disease,GERD)发生的主因。GERD是全世界最常见的消化道疾病之一，而且在人群中发病率高，严重影响患者的生活质量，还会对病人及其家庭造成经济和社会负担。
目前GERD的治疗手段主要是药物治疗和手术治疗。此外还有工程学方法，如：美国Torax公司研制的磁性括约肌扩张(magnetic sphincter augmentation，MSA)装置；荷兰EndoStim公司研发的LES刺激器。同时，人们还在寻求更好的治疗方法。在这些方法的前期研究过程中必然会进行大量的动物实验。食管下括约肌压力的大小及变化是很多胃食管反流病治疗方法疗效检查的主要手段。
目前临床上医生主要使用水灌注导管测压法和固态导管测压法来检测患者的食管下括约肌的压力。但是当用于前期科研的动物实验中，两者均有其缺点：前者需要昂贵的气动液压灌注泵、经验丰富的装置维护人员、并且由于测压过程中蒸馏水持续灌注入到胃内，不适合长时间监测食管下括约肌压力；后者固态导管花费昂贵($6000-10000/根)且容易损坏，同时仪器较为庞大，不便于移动。
发明内容
发明目的：针对上述技术的不足，本发明提出了一种用于动物实验或临床的食管下括约肌压力检测装置。
技术方案：一种食管下括约肌压力检测装置，包括微气囊传感模块、压力检测记录模块及自动牵拉模块；所述微气囊传感模块包括微气囊、导管、针筒和三通管，针筒连接三通管的第一端口，微气囊通过导管连接三通管的第二端口；所述针筒用于通过三通管向微气囊内注入气体；所述微气囊注入气体后，气囊内压力为7-15kPa，气囊最大直径处的直径大于等于食管下括约肌的直径0～1mm，气囊长度大于食管下括约肌长度并小于两倍食管下括约肌长度；所述压力检测记录模块连接所述三通管的第三端口，用于检测并记载所述微气囊内的压力变化；所述自动牵拉模块用于在控制信号的作用下对连接所述微气囊的导管进行自动牵拉。
进一步的，所述微气囊为由弹性材料制成的椭圆型结构。
进一步的，所述三通管为带阀门三通管。
进一步的，所述微气囊采用尼龙12制备，表面附着生物相容材料。
进一步的，所述压力检测记录模块包括压力传感器、微控制器、PC电脑端；所述压力传感器连接所述三通管的第三端口，所述微控制器用于读取压力信号并向PC电脑端发送压力信号，PC电脑端存储并显示压力信号。
进一步的，所述导管为聚氨酯制备。
进一步的，所述压力传感器采用带导嘴的外形封装，导嘴通过导管连接所述三通管的第三端口。
进一步的，所述自动牵拉模块包括微控制器、功率驱动单元、步进电机、直线导轨滑台；所述微控制器、功率驱动单元、步进电机依次连接，所述直线导轨滑台包括导轨和滑块，所述滑块上设有固定座，所述导管固定在所述固定座上。
有益效果：1.本发明采用微气囊传感方法，通过将食管下括约肌的压力变化通过施加在微气囊上转化为腔体压力变化，再传输至体外压力传感器。避免了将电子元件置于体内，不需考虑生物相容性及压力传感器大小的问题。
2.本发明与市场上的水灌注导管测压系统与固态导管测压系统相比，整体装置具有体积小、便于移动转移和成本低的优点，更适用于动物实验或临床用。
3.本发明设计采用自动牵拉模块，可代替传统的手动牵拉方法，从而避免人工手动牵拉引起的抖动和大量实验时引起的手部疲劳的影响。
附图说明
图1是本发明系统的结构框图；
图2是本发明压力检测记录模块的结构框图；
图3是本发明自动牵拉模块结构框图。
图4是本发明直线导轨滑台的结构示意图；
图5是本发明直线导轨滑台的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，一种食管下括约肌压力检测装置，包括微气囊传感模块、压力检测记录模块及自动牵拉模块。
微气囊传感模块包含微气囊101、导管102、针筒103和三通管104。针筒103连接三通管104的第一端口，针筒103用于通过三通管104向微气囊101内注入气体。微气囊101通过导管102连接三通管104的第二端口，导管102为聚氨酯制备，并对接口使用具有生物相容性的硅橡胶进行密封。
如图2所示，压力检测记录模块包括压力传感器111、微控制器112、PC电脑端113和电源管理模块114。压力传感器111用于感应微气囊101内压力的变化，压力传感器111通过导管连接三通管104的第三端口，选用的是美国MEAS的MS5805-02BA01，其带导嘴的封装方便与导管连接密封。微控制器112选择型号为STM32F103ZET6，是整个装置的控制核心。PC电脑端113接收微控制器112串口传输的数据进行计算、处理、存储和显示。PC电脑端113通过USB线为电源管理模块114提供5V电压，选择低压差线性稳压电源芯片AMS1117-3.3作为电源管理模块114，将5V电压转换为微控制器112和压力传感器111所需的3.3V工作电压。
如图3所示，自动牵拉模块用于在控制信号的作用下对连接微气囊101的导管102进行自动牵拉，减少临床操作员的手部疲劳。如图4、5所示，自动牵拉模块包括微控制器、功率驱动单元121、步进电机122、直线导轨滑台123。微控制器、功率驱动单元121、步进电机122依次连接。直线导轨滑台123包括导轨1232和滑块1233，滑块1233上设有固定座1231，导管102固定在固定座1231上。直线导轨滑台123与步进电机122的转子连接，步进电机122转子的圆周运动通过丝杆1232带动滑块1233直线运动。通过固定旋钮1234固定在固定座1231中的导管102被滑块1233带动做直线牵拉运动。连接微控制器的按键124用于控制步进电机运行的开关。
本实施例中，自动牵拉模块与压力检测记录模块公用微控制器112，微控制器112的定时器产生PWM脉冲信号，其GPIO口控制步进电机122转动的方向和锁定，通过控制脉冲个数、频率可以控制步进电机122转动的角位移量和速度。同时，微控制器112可将步进电机122转动的角位移信息通过串口传输至PC电脑端113显示。功率驱动单元121选择的是基于东芝TB67S109A芯片的TB6600步进电机专用驱动器，脉冲信号通过功率驱动单元121进行细分后，使得一个脉冲信号引起的步进电机122角位移更小，步行电机122运行更平稳。
检测时需要将微气囊101置于胃内，微气囊101为由弹性材料制成的椭圆型结构，本实施例微气囊101采用尼龙12制备，表面附着生物相容材料。针筒103通过三通管104向微气囊101内注入固定量的空气，气体量大小通过针筒刻度控制，或通过自动注射泵控制。三通管104为带阀门三通管，气体注入完成后，旋转三通管104的阀门来断开与针筒103的连接。注入气体后气囊内压力控制为7-15kPa，气囊最大直径处的直径大于等于食管下括约肌的直径0～1mm，气囊长度大于食管下括约肌长度并小于两倍食管下括约肌长度。
在实验中，测量的是兔子的食管下括约肌压力，注入气体后，微气囊103直径与食管下括约肌的直径相近或稍大一点，而兔子的食管下括约肌的直径约为5-6mm，则注入气体后，微气囊的直径应为5-7mm；长度应大于食管下括约肌长度，如此便能在测量压力时使食管下括约肌不滑出测压区域，如兔的食管下括约肌长度为20-25mm，则微气囊的长度应至少大于25mm，同时也不应过长，小于2倍的食管下括约肌长度，即小于50mm。
在微控制器112的作用下，自动牵拉模块使用临床上食管下括约肌静息压测压-定点牵拉法，使微气囊101缓慢匀速的通过食管下括约肌。具体的，使用定点牵拉法以每15s向外牵拉测压导管0.5-1.0cm的速度通过食管下括约肌部分。食管下括约肌压力施加于微气囊101表面使得腔体内气压发生变化，变化的压力通过导管传输至外部压力传感器111。压力传感器111感应到微气囊腔内的压力变化，微控制器112通过I2C通信接口读取压力传感器111检测的压力数据，并通过定时器产生的定时信号，以固定频率将数据发送到PC电脑端113。PC电脑端113使用LABVIEW软件编写的显示记录界面，使用LABVIEW软件中的VISA读取VI读取微控制器112串口发送的数据，使用波特图表VI显示读取到的数据，使用写入带分隔符电子表格VI将显示的压力数值和此时的时间值存储为TXT格式文本。
本发明装置用于食管下括约肌的压力检测，但同样对肛门括约肌压力检测系统设计也具有重要的借鉴意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，包括微气囊传感模块、压力检测记录模块及自动牵拉模块；所述微气囊传感模块包括微气囊(101)、导管(102)、针筒(103)和三通管(104)，针筒(103)连接三通管(104)的第一端口，微气囊(101)通过导管(102)连接三通管(104)的第二端口；所述针筒(103)用于通过三通管(104)向微气囊(101)内注入气体；所述微气囊(101)注入气体后，气囊内压力为7-15kPa，气囊最大直径处的直径大于等于食管下括约肌的直径0～1mm，气囊长度大于食管下括约肌长度并小于两倍食管下括约肌长度；所述压力检测记录模块连接所述三通管(104)的第三端口，用于检测并记载所述微气囊(101)内的压力变化；所述自动牵拉模块用于在控制信号的作用下对连接所述微气囊(101)的导管(102)进行自动牵拉。
2.根据权利要求1所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述微气囊(101)为由弹性材料制成的椭圆型结构。
3.根据权利要求1所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述三通管(104)为带阀门三通管。
4.根据权利要求2任一所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述微气囊(101)采用尼龙12制备，表面附着生物相容材料。
5.根据权利要求2-4任一所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述压力检测记录模块包括压力传感器(111)、微控制器(112)、PC电脑端(113)；所述压力传感器(111)连接所述三通管(104)的第三端口，所述微控制器(112)用于读取压力信号并向PC电脑端(113)发送压力信号，PC电脑端(113)存储并显示压力信号。
6.根据权利要求2-4任一所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述导管(102)为聚氨酯制备。
7.根据权利要求5所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述压力传感器(111)采用带导嘴的外形封装，导嘴通过导管连接所述三通管(104)的第三端口。
8.根据权利要求6所述的食管下括约肌压力检测装置，其特征在于，所述自动牵拉模块包括微控制器、功率驱动单元(121)、步进电机(122)、直线导轨滑台(123)；所述微控制器、功率驱动单元(121)、步进电机(122)依次连接，所述直线导轨滑台(123)包括导轨(1232)和滑块(1233)，所述滑块(1233)上设有固定座(1231)，所述导管(102)固定在所述固定座(1231)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711430986.6A CN107981874A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种食管下括约肌压力检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711430986.6A CN107981874A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种食管下括约肌压力检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107981874A true CN107981874A (zh) | 2018-05-04 |
Family
ID=62041368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711430986.6A Pending CN107981874A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种食管下括约肌压力检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107981874A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114112657A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-01 | 东南大学江北新区创新研究院 | 压电测试装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010053920A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-12-20 | Wilson-Cook Medical Inc. | Apparatus for measuring esophageal sphincter compliance |
| US20080167675A1 (en) * | 2005-02-03 | 2008-07-10 | Sture Hogosta | System, Device And Method For Recording Pressure Profiles In The Pharynx And In The Upper Isophageal Sphincter Upon Swallowing |
| CN105662588A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-15 | 北京理工大学 | 一种主从式微创血管介入手术远程操作系统 |
| CN106691866A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-24 | 北京雅果科技有限公司 | 多功能胃管及其压力检测单元的初始化方法 |
| CN208426130U (zh) * | 2017-12-26 | 2019-01-25 | 南京神桥医疗器械有限公司 | 一种食管下括约肌压力检测装置 |
-
2017
- 2017-12-26 CN CN201711430986.6A patent/CN107981874A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010053920A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-12-20 | Wilson-Cook Medical Inc. | Apparatus for measuring esophageal sphincter compliance |
| US20080167675A1 (en) * | 2005-02-03 | 2008-07-10 | Sture Hogosta | System, Device And Method For Recording Pressure Profiles In The Pharynx And In The Upper Isophageal Sphincter Upon Swallowing |
| CN105662588A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-15 | 北京理工大学 | 一种主从式微创血管介入手术远程操作系统 |
| CN106691866A (zh) * | 2017-02-09 | 2017-05-24 | 北京雅果科技有限公司 | 多功能胃管及其压力检测单元的初始化方法 |
| CN208426130U (zh) * | 2017-12-26 | 2019-01-25 | 南京神桥医疗器械有限公司 | 一种食管下括约肌压力检测装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114112657A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-01 | 东南大学江北新区创新研究院 | 压电测试装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200093436A1 (en) | Wearable apparatus attaching on tooth and the sensing device fixing at tooth | |
| CN102133096B (zh) | 一种颅内压监测与脑脊液引流置换治疗仪 | |
| CN106691866A (zh) | 多功能胃管及其压力检测单元的初始化方法 | |
| CN208426130U (zh) | 一种食管下括约肌压力检测装置 | |
| CN207429400U (zh) | 多功能胃管 | |
| EP3318216A1 (en) | Wearable apparatus attaching on tooth and the sensing device fixing at tooth | |
| CN207055668U (zh) | 一种新型消化科用进食装置 | |
| CN107981874A (zh) | 一种食管下括约肌压力检测装置 | |
| CN113679942A (zh) | 一种阵列式舌压检测与舌肌电刺激吞咽康复设备 | |
| CN208286977U (zh) | 口腔支撑护理装置 | |
| CN102058451A (zh) | 磨牙症生物反馈治疗仪 | |
| CN214504772U (zh) | 多功能口腔外科操作训练模型 | |
| CN205493797U (zh) | 膀胱温度压力监测装置 | |
| CN104436543A (zh) | 一种新生儿吸吮训练仪及其训练方法 | |
| CN205964031U (zh) | 一种血压测量仪 | |
| CN104720801B (zh) | 无线胃肠电地形图记录仪及其使用方法 | |
| CN210354667U (zh) | 一次性监测人体颅内温度和压力的传感器探头 | |
| CN208823813U (zh) | 多功能净血激光治疗仪 | |
| CN106880412A (zh) | 一种拉力测控正畸颈带 | |
| CN209661667U (zh) | 一种环咽肌扩张测量与治疗装置 | |
| CN209421919U (zh) | 一种用于可穿戴式脉搏波检测系统的手套 | |
| CN201823083U (zh) | 鼻饲输入器 | |
| CN217040856U (zh) | 一种测温型导尿管 | |
| CN213046923U (zh) | 一种早产儿吸吮负压测量仪 | |
| CN212593353U (zh) | 一种用于定时检测化疗泵内药液变化量的智能检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |