CN111265297A - 一种微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置，该微创手术辅助装置包括锚定夹、小磁体、控制线、可弯折导管及控制部；微创手术磁锚定系统进一步包括床下式磁控设备，微创手术磁锚定控制模块包括受术者信息管理模块，手术区域位置数据库，手术区域选择模块，磁力控制模块及磁体控制模块。操作者通过微创手术磁锚定控制模块操控床下式磁控设备的磁体，对微创手术辅助装置的锚定夹牵引力进行调整，进而调整锚定夹姿态，随病灶组织剥离进度及时调整牵引力方向，使病灶组织保持提拉掀起的状态，避免术野受垂落组织的遮挡，保持术野清晰，节省空间，降低手术风险，方便操作，提高手术效率。

Description

一种微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及到一种微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置。

背景技术

随着医疗领域微创内镜技术的迅猛发展，越来越多的早期胃癌、肠癌、癌前病变及胃肠黏膜下疾病可通过微创手术在内镜下予以切除，免除了更大的手术创伤。例如内镜黏膜下剥离术（Endoscopic Submucosal Dissection，ESD），，与传统内镜手术相比，ESD手术可对直径大于2cm的病灶进行整块切除，从而避免局部复发。但是同时ESD存在操作时间长、风险大、难操作等缺陷，尤其在对直径3cm以上病变完整剥离时，容易出现出血、穿孔等并发症，避免术中发生消化道穿孔最重要的一点是在ESD手术中始终保持操作视野清晰。通常ESD手术是在有限空间内对薄壁空腔脏器操作，只能通过内镜本身有限地调节角度，缺乏有效术野暴露，操作难度大，技术要求高。

为解决上述问题，目前国际上出现了磁锚定辅助内镜粘膜剥离术（Magneticanchor-guided ESD，MAG-ESD）。该技术方案利用内镜通道将带磁环锚定夹固定于腔内病变组织边缘，体外磁体以不同角度对术区充分牵引显露，有效协助内镜医生操作，降低操作难度及穿孔风险。

中国专利申请2015106619645揭示了一种用于微创手术的辅助装置及其控制方法，提供了一种用于微创手术的辅助装置，用于牵拉病灶，所述微创手术的辅助装置包括体内装置和体外装置，体外装置包括可提供可转动磁场的体外磁产生装置，体内装置包括可通过固定方法与病灶相连接的体内磁体，体内磁体可由于所述体外磁产生装置的可转动磁场的方向变化而相应的移动和/或转动，以致于病灶可以随着体外磁产生装置的可转动磁场的方向变化而以可以控制的速度移动和/或亦可以控制的角度转动。该装置虽然可以一定程度上方便医生操作，但该装置的方案仍然采用秋千结、半勾结或滑结的方式进行生物组织的锚定，锚定的准确度比较低，实用性不强。

上述技术方案中，充当外锚定磁体的永磁铁通常是由助手在手术过程中全程手持，或者是通过带锁紧功能的可活动机械长臂装置夹持，两种方式都是通过人为手动调节牵拉力，其调节速度、力度和角度等多方面因素受人为影响较大，潜在增加微创手术手术的不可控风险，且通常这两种方式都占据较大的手术空间，造成手术空间拥挤，一定程度上影响手术顺利进行；而充当内锚定的锚定夹，通常是将磁环用医疗专用丝线固定于钛夹上，不仅操作复杂，锚定准确度低，而且体积较大，不适用于食道等狭窄腔道的微创手术手术。

因此，有必要开发一种方便操作，能稳定控制，节省空间，适用范围广的ESD磁锚定系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置，该微创手术磁锚定系统通过磁控设备控制装置，操控床下式磁控设备的磁体自由平移、旋转，通过磁体与磁锚定夹相互之间的吸引力，控制磁锚定夹的牵引力方向。

本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种微创手术辅助装置，所述的微创手术辅助装置包括：

锚定夹，用于抓取和提拉病变组织；

小磁体，连接于锚定夹的末端，用于在体内产生磁场，并与体外磁场相互作用，提供牵引生物组织的作用力；

控制线，连接于锚定夹的末端，用于控制锚定夹的开合；

可弯折导管，用于容置控制线，用于为控制线提供轴向滑动通道；

控制部，连接可弯折导管及锚定夹，用于通过控制线控制锚定夹的开合。

进一步的，所述的控制线可与锚定夹在锁止状态下分离。

进一步的，所述的微创手术辅助装置进一步还包括备用磁体，该备用磁体为永磁体。

进一步的，所述的备用磁体为复数个，其形状可以为长条形、圆柱形、棱形的任一种。

进一步的，所述的备用磁体有长、短两种尺寸。

第二方面，本发明提供一种微创手术磁锚定系统，包括第一方面任一项所述的微创手术辅助装置，其特征在于，进一步还包括床下式磁控设备，所述的床下式磁控设备进一步包括：

床体，用于承载受术者；

底座，用于支撑整台磁控设备，安装传动部件；

磁体，其形状可以为球形、立方形或圆柱形的任一种；

线性传动模组及磁头组件，用于控制磁体的运动。

进一步的，所述磁体的运动包括平移、升降及旋转的任意组合。

进一步的，所述的床下式磁控设备也可以是四轴、六轴、七轴工业型或协助型机器人。

进一步的，所述的磁体为永磁体。

进一步的，所述的磁体还可以为电磁体。

第三方面，本发明提供一种微创手术磁锚定控制模块，包括第二方面所述的微创手术磁锚定系统，进一步包括：

受术者信息管理模块，用于管理受术者的个人信息；

手术区域位置数据库，用于存储不同体型人体对应手术区域位置的X、Y坐标；

手术区域选择模块，根据受术者信息管理模块获得的信息，在手术区域位置数据库选择对应手术区域，并将磁体平移至对应手术区域预设位置；

磁力控制模块，用于控制床下式磁控设备的磁体和微创手术辅助装置的锚定夹之间的距离；

磁体控制模块，用于控制磁体的运动。

进一步的，所述的磁体的运动包括平移、升降及旋转的任意组合。

采用本发明的微创手术磁锚定系统、控制模块及微创手术辅助装置，可以使病变组织根据需要充分牵引显露，有效暴露术野，节省空间，解决目前医生切割生物组织不方便，病变组织边界不易分辨，切割病变组织不精准，手术效率不高的问题，提高手术效率和操作者的便利度。

附图说明

图1为微创手术辅助装置的不同状态示意图。

图2为微创手术辅助装置的结构示意图。

图3为微创手术辅助装置与备用磁体的组合示意图。

图4为微创手术磁锚定系统的工作状态示意图。

图5为微创手术磁锚定系统的组成示意图。

图6为微创手术磁锚定系统的操作示意图。

图7为微创手术磁锚定控制模块示意图。

各序号及对应的名称列表：

01: 床下式磁控设备；

0101: 床体；

0102: 底座；

0103: 磁体；

0104：线性传动模组及磁头组件；

02: 受术者；

03: 医生；

04: 微创手术辅助装置；

0401：锚定夹；

0402：小磁体；

0403：控制线；

0404：可弯折导管；

0405：控制部；

0406：备用磁体；

05: 操作台；

0501：摇杆；

06: 磁控设备操作者。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为微创手术辅助装置04的锚定夹0401初始状态、开爪状态、锁止状态的对比图。

图2为微创手术辅助装置04的结构示意图，包括：

锚定夹0401，有初始、开爪、锁止三种状态，用于抓取和提拉病变组织；

小磁体0402，为强磁永磁体，连接于锚定夹0401的末端，用于在体内产生磁场，并与体外磁场相互作用，提供牵引生物组织的作用力；

控制线0403，连接锚定夹0401的末端，用于控制锚定夹0401的开合；进一步的，控制线0403可与锚定夹0401在锁止状态下分离；

可弯折导管0404，用于容置控制线0403，并为控制线0403提供轴向滑动通道；

控制部0405，连接可弯折导管0404及锚定夹0401，用于通过控制线0403控制锚定夹0401进行生物组织操作；

备用磁体0406，为强磁永磁体，用于在磁场牵引力不足时，附加在小磁体0402上，提供额外牵引力，备用磁体0406可为单数或复数个，其形状可以为长条形、圆柱形、棱形的任一种，可提供长短两款尺寸的备用磁体，在使用复数个备用磁体时，长短两款交替叠加使用，受磁场作用力影响，相临两个备用磁体0406之间可相互倾斜一定角度而不发生侧吸折叠现象，不易互相吸引堆叠，进而复数个备用磁体可组成柔性磁链，在通过狭窄腔道时，柔性磁链受腔壁压迫相应弯曲，可牵引锚定夹0401顺利通过狭窄腔道。

以食道微创手术手术为例，在受术者02的食道内完成病灶组织微创手术四周预切开后，将微创手术辅助装置04的锚定夹0401通过内镜活检管道送入病灶位置附近，此时，微创手术辅助装置04处于初始状态；进一步操纵控制部0405，通过推动控制线0403打开锚定夹0401，此时微创手术辅助装置04处于开爪状态；继续控制内镜及可弯折导管0404，移动锚定夹0401至病灶组织边缘；操纵控制部0405拉动控制线0403，使锚定夹0401闭合并固定于病灶组织边缘，此时，微创手术辅助装置04处于锁止状态，同时控制线0403与锚定夹0401分离；将可弯折导管0404连同控制线0403从内镜管道中取出。

图3为微创手术辅助装置与备用磁体的组合示意图，当病灶组织体积较大，小磁体0402牵引力不足时，可通过内镜管道将若干个备用磁体0406按一长一短的顺序依次送入体内，叠加于锚定夹0401末端的小磁体0402上，数量视所需牵引力大小而定，从而组成柔性磁链，给微创手术辅助装置提供足够的牵引力。

图4为微创手术磁锚定系统的工作状态示意图，图5为微创手术磁锚定系统的组成示意图，该微创手术磁锚定系统包括：床下式磁控设备01、微创手术辅助装置04、磁控设备控制软件、操作台05，床下式磁控设备01包括：床体0101，用于承载受术者；底座0102，用于支撑整台磁控设备，安装传动部件；磁体0103，其为强磁永磁体，形状可以为球形、立方形或圆柱形的任一种，本领域技术人员可以理解的是，磁体0103也可以为电磁体；线性传动模组及磁头组件0104，用于控制床下式磁控设备01的运动，线性传动模组及磁头组件0104进一步具有第一移动部（图中未示出）和第二移动部（图中未示出），磁体通过第一移动部实现X轴水平方向的左右运动，或者通过第二移动部实现Y轴水平前后运动。

进一步的，线性传动模组及磁头组件0104进一步具有第一转动部（图中未示出）实现第一转动轴向的旋转运动，或者通过第二转动部（图中未示出）实现第二转动轴向的旋转运动。

进一步的，线性传动模组及磁头组件0104进一步具有Z轴方向的运动机构（图中未示出），磁体可以在Z轴方向上下移动。

操作台05用于操作床下式磁控设备01，可放置计算机，用于安装、使用控制软件。

进一步的，操作台可配置两摇杆0501，通过摇杆0501的倾斜或旋转，可实现对床下式磁控设备01各轴的运动控制。

当进行微创手术时，医生03根据病灶位置具体情况，指示受术者02采取平躺、侧卧、俯卧的任一种姿态躺卧于床下式磁控设备01的床体0101上，床体0101的正下方为安装在底座0102上的线性传动模组及磁头组件0104，线性传动模组及磁头组件0104可驱动磁体0103做平移、升降及旋转运动的任意组合。

本领域技术人员可以理解的是，床下式磁控设备也可以是末端安装磁铁的四轴、六轴、七轴工业型或协助型机器人。

图6为微创手术磁锚定系统的操作示意图，进一步参考图7本发明微创手术磁锚定控制模块示意图，该微创手术磁锚定控制模块包括：

受术者信息管理模块701，用于管理受术者02的个人信息，可输入、存储受术者体型相关数据，如身高、体重等；

手术区域选择模块702，根据受术者02的病灶位置，选择对应手术区域，如食道、胃、直肠、乙状结肠等，选择后磁体0103自动快速平移至对应手术区域预设位置；

手术区域位置数据库703，用于存储不同体型人体对应手术区域位置X、Y坐标，可直接调用，快速到达预设位置；

磁力控制模块704，可通过控制磁体0103升降，控制磁体0103和锚定夹0401之间的距离，从而控制磁力强弱；

磁体控制模块705，可控制磁体沿X、Y水平轴自由移动，以及以Z轴或任一水平轴为轴心的旋转运动。

以食道微创手术为例：磁控设备操作者06通过操作台05上设置的计算机操作微创手术磁锚定控制模块，输入受术者身高、体重等信息后，选择手术区域，微创手术磁锚定控制模块自动将输入的信息与手术区域位置数据库进行比对，快速确定食道手术预设位置坐标，随即磁体控制模块705控制磁体快速移动至该坐标位置，计算机配置的显示器可实时显示内镜拍摄的影像，从而可观测到锚定夹的当前位置和姿态，磁控设备操作者06根据观测结果，操作磁锚定设备或直接操作摇杆0501，微调磁体的位置、姿态及磁力强弱，通过磁体对锚定夹的牵引力调整锚定夹姿态，随病灶组织剥离进度及时调整牵引力方向，使病灶组织保持提拉掀起的状态，避免术野受垂落组织的遮挡，保持术野清晰，降低手术风险，提高手术效率，病灶组织完整剥离后可连同锚定夹用活检钳一同取出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种微创手术辅助装置，其特征在于，所述的微创手术辅助装置包括：

锚定夹，用于抓取和提拉病变组织；

小磁体，连接于锚定夹的末端，用于在体内产生磁场，并与体外磁场相互作用，提供牵引生物组织的作用力；

控制线，连接于锚定夹的末端，用于控制锚定夹的开合；

可弯折导管，用于容置控制线，用于为控制线提供轴向滑动通道；

控制部，连接可弯折导管及锚定夹，用于通过控制线控制锚定夹的开合。

2.如权利要求1所述的微创手术辅助装置，其特征在于，所述的控制线可与锚定夹在锁止状态下分离。

3.如权利要求1所述的微创手术辅助装置，其特征在于，所述的微创手术辅助装置进一步还包括备用磁体，该备用磁体为永磁体。

4.如权利要求3所述的微创手术辅助装置，其特征在于，所述的备用磁体为复数个，其形状可以为长条形、圆柱形、棱形的任一种。

5.如权利要求4所述的微创手术辅助装置，其特征在于，所述的备用磁体有长、短两种尺寸。

6.一种微创手术磁锚定系统，包括权利要求1至5任一项所述的微创手术辅助装置，其特征在于，进一步还包括床下式磁控设备，所述的床下式磁控设备进一步包括：

床体，用于承载受术者；

底座，用于支撑整台磁控设备，安装传动部件；

磁体，其形状可以为球形、立方形或圆柱形的任一种；

线性传动模组及磁头组件，用于控制磁体的运动。

7.如权利要求6所述的微创手术磁锚定系统，其特征在于，所述磁体的运动包括平移、升降及旋转的任意组合。

8.如权利要求6所述的微创手术磁锚定系统，其特征在于，所述的床下式磁控设备也可以是四轴、六轴、七轴工业型或协助型机器人。

9.如权利要求6所述的微创手术磁锚定系统，其特征在于，所述的磁体为永磁体。

10.如权利要求6所述的微创手术磁锚定系统，其特征在于，所述的磁体还可以为电磁体。

11.一种微创手术磁锚定控制模块，包括权利要求6所述的微创手术磁锚定系统，其特征在于，进一步包括：

受术者信息管理模块，用于管理受术者的个人信息；

手术区域位置数据库，用于存储不同体型人体对应手术区域位置的X、Y坐标；

手术区域选择模块，根据受术者信息管理模块获得的信息，在手术区域位置数据库选择对应手术区域，并将磁体平移至对应手术区域预设位置；

磁力控制模块，用于控制床下式磁控设备的磁体和微创手术辅助装置的锚定夹之间的距离；

磁体控制模块，用于控制磁体的运动。

12.如权利要求11所述的微创手术磁锚定控制模块，其特征在于，所述的磁体的运动包括平移、升降及旋转的任意组合。

Images