CN113288503A - 一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，包括上固定顶板、下固定底板、一对传动导杆、夹持机构、恒力机构和传动机构，上固定顶板和下固定底板一上一下水平设置，一对传动导杆间隔竖直设于上固定顶板和下固定底板之间，夹持机构包括一上一下分别设置的上抓手和下抓手，上抓手和下抓手之间形成有用于容纳肠管并可调大小的通道，恒力机构包括上推板、下推板以及成对的形状记忆合金板，上推板和下推板一上一下沿传动导杆的长度方向可移动地设于传动导杆上，上抓手固定在下推板的底部，传动机构与上推板传动连接。与现有技术相比，本发明实现夹持机构对肠管组织的恒力夹持，解决括约肌与肠管组织力学不匹配造成的肠管组织缺血坏死问题。

Description

一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置。

背景技术

大便失禁是人群中常见的慢性疾病。大便失禁不仅会给患者的生活带来不便，还会患者造成极大的心理伤害。人工肛门括约肌是一种可以有效治疗大便失禁的创新疗法，已在临床上得到应用。

针对患有先天性、神经性肛门失禁和结直肠癌的严重肛门失禁患者，在传统治疗手段无法有效治疗患者病症的情况下，人工肛门括约肌是一种理想的治疗手段。人工肛门括约肌装置通过模拟正常肛门外括约肌的生理功能，能够控制排便，从而治疗大便失禁。根据使用环境不同，人工肛门括约肌装置可分为植入体内的原位人工肛门括约肌和应用于造口处的造口人工肛门括约肌。

原位人工肛门括约肌是指植入体内，并能模拟正常肛门括约肌肌群功能的人工肛门括约肌假体。现有人工括约肌研究表明，植入物周围组织的远期形态变化引起的生物力学匹配问题会导致装置失效或肠管缺血坏死、组织萎缩，这是此项技术在临床应用中的关键问题。

造口是指肠道疾病患者通过外科手术对肠管进行分离，将肠管的一端引出到腹壁形成的一个开口。此类患者术后括约肌群会丧失控便能力，直肠和肛管的感知功能也会随之消失，造成大便失禁。造口用括约肌装置在国内外均有较少相关研究，一般肠造口术后患者腹部必须佩带存储粪便的造口袋以随时收集肠道粪便，但是造口袋缺乏控制及储存功能，患者需要随时更换造口袋保持造口周围清洁，而且造口袋本身可能引起造口部位的感染，肠管缺血坏死等并发症。

发明内容

本发明的目的就是针对现有人工肛门括约肌装置与肠管组织力学不匹配的问题，以及缺乏造口用人工肛门括约肌的现状，利用形状记忆合金(Shape Memory Alloy，SMA)材料的超弹性特性，提供一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，该括约肌装置为造口用人工括约肌，不仅能解决造口袋使用所导致的问题，而且为植入型人工括约肌的生物力学相容性研究提供一种可能，是解决人工括约肌实现临床应用面临的安全性与有效性问题的重要发明，且该装置具有操作简便、结构紧凑、恒力夹持的优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，包括上固定顶板、下固定底板、一对传动导杆、夹持机构、恒力机构和传动机构，所述上固定顶板和下固定底板一上一下水平设置，一对传动导杆间隔竖直设于上固定顶板和下固定底板之间，所述夹持机构包括一上一下分别设置的上抓手和下抓手，所述下抓手固定在下固定底板上，所述上抓手和下抓手之间形成有用于容纳肠管并可调大小的通道，所述恒力机构设于夹持机构和上固定顶板之间，所述恒力机构包括上推板、下推板以及成对的形状记忆合金板，所述上推板和下推板一上一下沿传动导杆的长度方向可移动地设于传动导杆上，所述形状记忆合金板可旋转地设于上推板和下推板之间，所述上抓手固定在下推板的底部，所述传动机构与上推板传动连接。

所述上抓手上设有呈半圆形的上开口，所述下抓手上设有呈半圆形的下开口，所述上开口和下开口相正对并相连通形成通道，位于下开口两侧的部分下抓手上均设有凹槽，位于上开口两侧的部分上抓手可移动地位于凹槽中。当下推板位于它所处于的竖直最高位置时，此时上抓手和下抓手所形成的通道为圆形；当下推板位于它所处于的竖直最低位置时，此时上抓手和下抓手所形成的通道为两个弓形形成的形状；其他情况下，通道的形状也为两个弓形形成的形状，只是弓形的面积大小不一样。

所述上抓手和下抓手的外侧均包裹有硅胶薄膜。因为上抓手和下抓手与肠管接触，考虑生物相容性，上抓手和下抓手均被医用硅胶薄膜包裹。

所述形状记忆合金板的顶部设有上连接柱，所述形状记忆合金板的底部设有下连接柱，所述上推板的底部设有与上连接柱相配合的上连接座，所述下推板的顶部设有与下连接柱相配合的下连接座。上连接柱和上连接座之间形成转动副，下连接柱和下连接座之间形成转动副，该恒力机构利用形状记忆合金具有的超弹性特殊力学特性，可实现恒力特性。

所述形状记忆合金板呈C字型，两个形状记忆合金板相正对设置。

所述传动机构包括平行于传动导杆设置并可沿传动导杆长度方向移动的丝杆，所述上固定顶板的中部贯穿设有通孔，所述上推板的中部贯穿设有与通孔位置相配对的螺纹孔，所述丝杆自上而下依次贯穿上固定顶板和上推板，所述丝杆的光滑部与上固定顶板滑动连接，所述丝杆的螺纹部与上推板螺纹连接。

所述传动机构还包括手轮和锁紧元件，所述手轮设于丝杆的顶部，所述丝杆通过锁紧元件进行锁紧，以便丝杆旋转至所需位置时可采用锁紧元件进行固定。

所述通孔处设有丝杆固定件，所述丝杆的光滑部贯穿丝杆固定件，所述丝杆固定件和上固定顶板之间设有一号沉头螺栓进行固接。

所述螺纹孔处设有丝杆螺母，所述丝杆的螺纹部贯穿丝杆螺母，所述丝杆螺母和上推板之间设有二号沉头螺栓进行固接。

所述上固定顶板和传动导杆之间设有三号沉头螺栓进行固接，所述上抓手和下推板之间设有一号平头螺栓进行固接，所述下抓手和下固定底板之间设有二号平头螺栓进行固接，所述下固定底板和传动导杆之间设有三号平头螺栓进行固接。

所述装置还包括一端开口的外壳，所述外壳可拆卸地套设在上固定顶板、下固定底板、一对传动导杆、夹持机构、恒力机构和传动机构外，外壳可防尘，也便于收纳，减少对装置内部关键部件的损伤。

所述外壳采用透明PP塑料材质，所述外壳外还包裹有医用透明硅胶，所述外壳的开口端还设有U型开口。由于装置是医用设备，采用医用透明硅胶进行包裹可减少对使用者的影响，U型开口便于将外壳取下

本发明在使用时，先利用手轮转动丝杆，使丝杆发生螺旋传动，此时丝杆螺母和上推板便会沿螺旋传动方向发生移动，而形状记忆合金板便会在上推板的带动下发生位移变化，形状记忆合金板的位移变化会引起下推板及上抓手的位移变化，由于形状记忆合金板具有恒力特性，在此位移变动下，上抓手夹持肠管的输出力为恒力。本发明通过转动手轮，传动机构带动恒力机构发生位移，控制括约肌的夹持机构，实现人工括约肌打开和关闭。本发明通过设计嵌入形状记忆合金板的恒力机构，实现了夹持机构对肠管组织的恒力夹持，有效解决了括约肌装置与肠管组织力学不匹配造成的肠管组织缺血坏死等问题。

本发明设计的恒力机构通过机械式控制丝杆传动实现对肠管的恒力夹持，与现有人工肛门括约肌技术相比较具有如下显著优点：

(1)本发明操作简便，通过手轮控制丝杆传动，实现人工肛门括约肌的开闭，并且可通过丝杆螺母的行程来控制开闭的程度，整体执行过程流畅简便。

(2)本发明结构紧凑，组装式结构设计，方便维修拆卸，提高了使用寿命，包裹的医用硅胶使装置具有较好的生物相容性。

(3)本发明恒力夹持，嵌入的恒力元件，实现对肠管组织夹持力的恒力控制，避免肠管组织的夹压损伤，提高人工括约肌的安全性与有效性。

附图说明

图1为可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置的分解结构示意图；

图2为外壳的结构示意图；

图3为恒力机构的结构示意图；

图4为装置关闭状态下的立体图；

图5为装置关闭状态下的主视图；

图6为装置打开状态下的立体图；

图7为装置打开状态下的主视图。

图中：101-一号沉头螺栓；102-二号沉头螺栓；103-三号沉头螺栓；2-上固定顶板；3-上推板；301-上连接座；4-传动导杆；5-形状记忆合金板；501-上连接柱；502-下连接柱；6-销轴；7-上抓手；701-上开口；8-下抓手；801-下开口；802-凹槽；901-一号平头螺栓；902-二号平头螺栓；903-三号平头螺栓；10-手轮；11-锁紧元件；12-丝杆固定件；13-丝杆螺母；14-丝杆；15-下推板；1501-下连接座；16-下固定底板；17-外壳；1701-U型开口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，包括上固定顶板2、下固定底板16、一对传动导杆4、夹持机构、恒力机构和传动机构。

如图1、4、5、6、7所示，上固定顶板2和下固定底板16一上一下水平设置，一对传动导杆4间隔竖直设于上固定顶板2和下固定底板16之间，一对传动导杆4位于两侧，将夹持机构、恒力机构和传动机构夹于中间，上固定顶板2的中部贯穿设有通孔，通孔处设有丝杆固定件12，丝杆固定件12和上固定顶板2之间设有一号沉头螺栓101进行固接，上固定顶板2和传动导杆4之间设有三号沉头螺栓103进行固接，下固定底板16和传动导杆4之间设有三号平头螺栓903进行固接。

如图1、4、5、6、7所示，夹持机构包括一上一下分别设置的上抓手7和下抓手8，下抓手8固定在下固定底板16上，上抓手7的顶面平齐，下抓手8的底面平齐，下抓手8和下固定底板16之间设有二号平头螺栓902进行固接，上抓手7和下抓手8之间形成有用于容纳肠管并可调大小的通道，上抓手7上设有呈半圆形的上开口701，下抓手8上设有呈半圆形的下开口801，上开口701和下开口801相正对并相连通形成通道，位于下开口801两侧的部分下抓手8上均设有凹槽802，位于上开口701两侧的部分上抓手7可移动地位于凹槽802中，凹槽802具体设置的宽度、高度和长度等尺寸需根据上抓手7的尺寸、下抓手8的尺寸以及通道的最小尺寸来设置，上抓手7的厚度小于下抓手8的厚度，也小于凹槽802的宽度，上抓手7和下抓手8的外侧均包裹有硅胶薄膜。

如图1、3、4、5、6、7所示，恒力机构设于夹持机构和上固定顶板2之间，恒力机构包括上推板3、下推板15以及成对的形状记忆合金板5，上推板3和下推板15一上一下沿传动导杆4的长度方向可移动地设于传动导杆4上(上推板3和下推板15的两侧均设有用于传动导杆4贯穿的圆孔)，上推板3的中部贯穿设有与通孔位置相配对的螺纹孔，螺纹孔处设有丝杆螺母13，丝杆螺母13和上推板3之间设有二号沉头螺栓102进行固接，形状记忆合金板5的顶部设有上连接柱501，上推板3的底部设有与上连接柱501相配合的上连接座301，上连接柱501和上连接座301之间采用销轴6进行旋转连接，形状记忆合金板5的底部设有下连接柱502，下推板15的顶部设有与下连接柱502相配合的下连接座1501(下连接座1501为两个，将下连接柱502夹于中间)，下连接柱502和下连接座1501之间采用销轴6进行旋转连接，形状记忆合金板5呈C字型，两个形状记忆合金板5相正对设置，上抓手7固定在下推板15的底部，上抓手7和下推板15之间设有一号平头螺栓901进行固接。

如图1、3、4、5、6、7所示，传动机构包括平行于传动导杆4设置并可沿传动导杆4长度方向移动的丝杆14、手轮10和锁紧元件11，丝杆14自上而下依次贯穿丝杆固定件12、上固定顶板2、丝杆螺母13和上推板3，丝杆14的光滑部与丝杆固定件12及上固定顶板2滑动连接，丝杆14的螺纹部与丝杆螺母13及上推板3螺纹连接，手轮10设于丝杆14的顶部，丝杆14通过锁紧元件11进行锁紧，锁紧元件11采用市售常见的锁紧器即可。

如图2所示，装置还包括一端开口的外壳17，外壳17可拆卸地套设在上固定顶板2、下固定底板16、一对传动导杆4、夹持机构、恒力机构和传动机构外，在使用时，可将开口端自上而下套入，便于防尘，外壳17采用透明PP塑料材质，外壳17外还包裹有医用透明硅胶，外壳17的开口端还设有U型开口1701，便于取出外壳17。

本发明中的“上”、“下”等方位名词均是按照附图进行描述，而非在实际使用情况中装置具体处于的方位。

本发明的工作过程具体为：转动手轮10，丝杆14及丝杆螺母13产生螺旋传动，上推板3沿螺旋传动方向在传动导杆4上向下移动，上推板3带动形状记忆合金板5发生位移变化，形状记忆合金板5推动下推板15沿位移变化方向在传动导杆4上向下移动，下推板15带动上抓手7沿位移变化方向移动，丝杆螺母13到达下极限位移时，拧紧锁紧元件11，实现人工肛门括约肌关闭过程，如图4、5所示。

反向转动手轮10，丝杆14及丝杆螺母13产生螺旋传动，上推板3沿螺旋传动方向在传动导杆4上向上移动，上推板3带动形状记忆合金板5发生位移变化，形状记忆合金板5拉动下推板15沿位移变化方向在传动导杆4上向上移动，下推板15带动上抓手7沿位移变化方向移动，丝杆螺母13到达上极限位移时，拧紧锁紧元件11，实现人工肛门括约肌打开过程，如图6、7所示。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述装置包括上固定顶板(2)、下固定底板(16)、一对传动导杆(4)、夹持机构、恒力机构和传动机构，所述上固定顶板(2)和下固定底板(16)一上一下水平设置，一对传动导杆(4)间隔竖直设于上固定顶板(2)和下固定底板(16)之间，所述夹持机构包括一上一下分别设置的上抓手(7)和下抓手(8)，所述下抓手(8)固定在下固定底板(16)上，所述上抓手(7)和下抓手(8)之间形成有用于容纳肠管并可调大小的通道，所述恒力机构设于夹持机构和上固定顶板(2)之间，所述恒力机构包括上推板(3)、下推板(15)以及成对的形状记忆合金板(5)，所述上推板(3)和下推板(15)一上一下沿传动导杆(4)的长度方向可移动地设于传动导杆(4)上，所述形状记忆合金板(5)可旋转地设于上推板(3)和下推板(15)之间，所述上抓手(7)固定在下推板(15)的底部，所述传动机构与上推板(3)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述上抓手(7)上设有呈半圆形的上开口(701)，所述下抓手(8)上设有呈半圆形的下开口(801)，所述上开口(701)和下开口(801)相正对并相连通形成通道，位于下开口(801)两侧的部分下抓手(8)上均设有凹槽(802)，位于上开口(701)两侧的部分上抓手(7)可移动地位于凹槽(802)中。

3.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述上抓手(7)和下抓手(8)的外侧均包裹有硅胶薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述形状记忆合金板(5)的顶部设有上连接柱(501)，所述形状记忆合金板(5)的底部设有下连接柱(502)，所述上推板(3)的底部设有与上连接柱(501)相配合的上连接座(301)，所述下推板(15)的顶部设有与下连接柱(502)相配合的下连接座(1501)。

5.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述形状记忆合金板(5)呈C字型，两个形状记忆合金板(5)相正对设置。

6.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述传动机构包括平行于传动导杆(4)设置并可沿传动导杆(4)长度方向移动的丝杆(14)，所述上固定顶板(2)的中部贯穿设有通孔，所述上推板(3)的中部贯穿设有与通孔位置相配对的螺纹孔，所述丝杆(14)自上而下依次贯穿上固定顶板(2)和上推板(3)，所述丝杆(14)的光滑部与上固定顶板(2)滑动连接，所述丝杆(14)的螺纹部与上推板(3)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述传动机构还包括手轮(10)和锁紧元件(11)，所述手轮(10)设于丝杆(14)的顶部，所述丝杆(14)通过锁紧元件(11)进行锁紧。

8.根据权利要求6所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述通孔处设有丝杆固定件(12)，所述丝杆(14)的光滑部贯穿丝杆固定件(12)，所述丝杆固定件(12)和上固定顶板(2)之间设有一号沉头螺栓(101)进行固接；

所述螺纹孔处设有丝杆螺母(13)，所述丝杆(14)的螺纹部贯穿丝杆螺母(13)，所述丝杆螺母(13)和上推板(3)之间设有二号沉头螺栓(102)进行固接。

9.根据权利要求1所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述装置还包括一端开口的外壳(17)，所述外壳(17)可拆卸地套设在上固定顶板(2)、下固定底板(16)、一对传动导杆(4)、夹持机构、恒力机构和传动机构外。

10.根据权利要求9所述的一种可恒力夹持的机械式人工肛门括约肌装置，其特征在于，所述外壳(17)采用透明PP塑料材质，所述外壳(17)外还包裹有医用透明硅胶，所述外壳(17)的开口端还设有U型开口(1701)。

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