CN114376671A - 一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置及方法，包括：由微型钻头、磁性轴、钻头支架、连接杆、探头、复合缆线组装的取石索，导引管以及包含磁性转子、开关旋钮的磁力旋转器。将取石索装入导引管后经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内，利用人体外磁力旋转器上磁性转子的磁场旋转驱动胆管内磁性轴及相连的微型钻头高速旋转，使微型钻头旋入结石内拖拽取石或粉碎嵌顿性结石，探头用于全程视频监控。本发明克服了取石网篮对结石周边空间需求的约束，与电机驱动钻头取石相比尺寸更小，设备成本低、普适性好、无创伤、全程操作可视化且无需X光拍片显影，可有效提升胆管结石治疗的成功率、便捷性，减少病患痛苦、降低治疗成本。

Description

一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置及方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种低成本可视化胆管结石无创碎石取 石装置及方法。

背景技术

胆管结石是一种常见病、多发病，结石阻塞胆管，胆汁淤积可能引发肝硬化、 急性化脓性胆管炎，除引发持续剧烈疼痛、黄疸、高烧等症状外，如治疗不及时 还可能引发肝衰竭、癌变。为有效去除胆管结石，除保守药物治疗外，临床一般 利用胆道镜+取石网篮进行手术治疗，根据胆道镜进入胆管的路径不同又具体分 为开腹介入、腹腔镜通道介入、口腔介入。无论采取何种介入方式，都需要解决 碎石和取石的问题，通常胆道镜+取石网篮使用有两个先决条件，一是在结石周 边有足够的空间让网篮穿过；二是避免套取过大结石，这种情况网篮即使完全打 开也无法取出。即此类方式对粗大胆管内的小结石可行，但对较大的多发性或嵌 顿性胆管结石，单纯依靠取石网篮难以奏效，此时需要先碎石再取石。

目前常用的碎石方式包括机械碎石、激光碎石、等离子碎石等。机械碎石多 采用网篮碎石、钳夹碎石，但此类方式器械尺寸较大，无法进入较小的胆管，且 对嵌顿性胆管结石因没有有效抓取点/着力点，难以发挥作用。激光碎石采用钬 激光脉冲对部分结石有较好的效果，但该类激光机成本相对较高，限制了其推广， 且对胆固醇类结石粉碎效果相对较差。等离子碎石对于表面光滑、质地坚硬的结 石粉碎效果不佳。由于现有技术和器械在碎石、取石等方面普适性差，存在局限 性、选择性，造成对部分胆管结石手术时间长、难度大、治疗成本高，对部分结 石难以处置，只能通过肝脏局部切除、胆管切口取石等有创手术治疗或药物保守 治疗，大量患者长期忍受病痛折磨。此前，亦有通过钻头进行钻孔粉碎结石的方 式。

专利号为CN208784844U的专利文献公开了一种肝内胆管结石取出器，包 括操作杆，该操作杆内容纳控制组件和夹持组件，夹持组件包括两个对称设置的 夹取器，两个夹取器包括夹臂、夹体和安装环，两个夹臂在靠近夹体一端铰接在 安装环上，两个夹体在相互闭合时形成一个密闭腔体，操作杆内设置有破碎装置， 驱动装置带动破碎装置伸入密闭夹持腔破碎夹体内的结石。该方案使用夹取器夹 取固定结石，在无实时可视化影像支持下难以完成夹取结石的操作，甚至还有可 能造成胆管损伤。此外，根据其权利要求1中所述破碎装置一端连接有驱动装置， 该驱动装置带动破碎装置通过安装环伸入密闭夹持腔破碎结石。因胆管直径狭 窄，驱动装置安装在操作杆内，其直径将被限制在几毫米，以现有技术水平实现 技术难度大且会造成成本高、维护性差。专利号为CN111568499A的专利文献公开了一种胆管结石钻开装置，包括钻头、转轴和驱动装置，所述转轴两端分别与 钻头和驱动装置连接，所述钻头和转轴采用镍钛记忆合金支撑，驱动装置能够驱 动转轴旋转。该方案在无实时可视化影像支持下进行结石钻开取石容易因钻孔位 置难以确认，导致误伤胆管组织。此外，人体胆道有特定的生理弯曲结构，转轴 为适应在此类结构中顺利通过，其刚度不能太大，转轴长度稍长，在驱动装置旋 转时易造成转轴缠绕变形，产品实现及使用难度较大。专利号为CN201153977Y 的专利文献公开了胃镜用电动碎石钻，其设计思路基本与CN111568499A专利相 近，所不同的是将驱动装置更换为微型电钻，其实际产品实现和使用也存在与 CN111568499A专利相似的问题。并且，使用上述发明产品，为实现对结石的精 准操作，在手术过程中需要对消化道、胆管等注入造影剂，进行X光拍片显影， 对人体会存在一定的辐射伤害。

发明内容

本发明的目的在于克服现有胆管结石碎石取石方案的不足，提供一种低成本 可视化胆管结石无创碎石取石装置及方法，解决成本高昂和使用不便的问题。

有鉴于此，本发明采用以下技术方案：一种低成本可视化胆管结石无创碎石 取石装置，其特征在于，包括：用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，可视化模 块，以及用于在人体外施加磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取 石索，所述取石索只能沿所述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引 管对称轴的转动，所述取石索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有微型 钻头与磁性轴，使得所述微型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同 步转动，所述磁力旋转器上具有磁性转子，用于从人体外接近磁性轴，使磁性转 子的旋转轴与所述磁性轴平行，通过所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁 场驱动所述磁性轴同步旋转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转。

进一步地，所述取石索上有复合缆线，通过推拽所述复合缆线使所述取石索 沿导引管进行轴向滑动。

进一步地，所述导引管内部设置限制钻头支架、探头只能沿导引管轴向前进 和后退滑动的限位条块。

进一步地，所述导引管的头部内侧沿管壁周向分布有锯齿状沟槽。

进一步地，所述钻头支架为镂空半圆柱状结构。

进一步地，所述可视化模块为探头，所述探头的前部安装有摄像头和冷光源， 在所述钻头支架与探头之间设置连接杆。

进一步地，所述微型钻头可根据钻入或粉碎结石的不同需求配置螺纹尖头钻 头或扩孔打磨钻头。

进一步地，所述磁性轴为沿过中轴线平面磁化南、北极的磁铁。

本发明的另一目的在于提供一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石方法， 其特征在于，包括：

首先，提供一用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，以及用于在人体外施加 磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取石索，所述取石索只能沿所 述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引管对称轴的转动，所述取石 索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有微型钻头与磁性轴，使得所述微 型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同步转动；

然后，从口腔插入十二指肠镜进入消化道，并到达十二指肠乳头，再将装有 取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内，利用可视化模块 的回传视频，将导引管推送至胆管结石处，推动复合缆线使微型钻头与胆管结石 接触；

最后，启动磁力旋转器，使磁力旋转器上的磁性转子高速旋转，通过磁力旋 转器上的磁性转子从人体外接近磁性轴，使磁性转子的旋转轴与所述磁性轴平 行，利用所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁场驱动所述磁性轴同步旋 转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转，使微型钻头钻入结石内部，在 微型钻头进入结石内一定深度，与结石固定牢固后，向外拖动导引管和取石索将 结石从胆管中拽出。

本发明的还一目的在于提供一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石方法， 其特征在于，包括：

首先，提供一用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，以及用于在人体外施加 磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取石索，所述取石索只能沿所 述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引管对称轴的转动，所述取石 索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有打磨功能的微型钻头与磁性轴， 使得所述微型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同步转动；

然后，从口腔插入十二指肠镜进入消化道，并到达十二指肠乳头，再将装有 取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内，利用可视化模块 的回传视频，将导引管推送至胆管结石处，推动复合缆线使微型钻头与胆管结石 接触；

最后，启动磁力旋转器，使磁力旋转器上的磁性转子高速旋转，通过磁力旋 转器上的磁性转子从人体外接近磁性轴，使磁性转子的旋转轴与所述磁性轴平 行，利用所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁场驱动所述磁性轴同步旋 转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转，将结石打磨粉碎。

本发明实现了以下显著的有益效果：

实现简单，将装有取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆 管内，利用人体体外磁力旋转器的磁场旋转驱动胆管内磁性轴及其相连的微型钻 头高速旋转，使微型钻头旋入结石内，通过拖拽取石或打磨粉碎取石。克服了取 石网篮对结石周边空间需求的约束，同时也能够通过打磨和粉碎去除较大的嵌顿 性结石。与现有胆结石去除工具及方法相比，具有设备成本低、实现及操作简单、 普适性好、无创伤，手术过程中能够全程可视化操作且无需使用X光拍片显影， 可有效提升胆管结石治疗的成功率、便捷性，减少病患痛苦、降低治疗成本。

附图说明

图1是本发明的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置的结构示意图；

图2是本发明的导引管半剖开状态下的导引管与取石索装配示意图；

图3是本发明的导引管半剖开状态下的磁力旋转器与导引管、取石索协同 工作位置关系示意图；

图4是本发明的导引管半剖开状态下的取石索在导引管内局部放大示意图。

附图标记示意

1—导引管2—复合缆线3—微型钻头4—钻头支架5—磁性轴

6—探头61—摄像头62—冷光源7—连接杆8—取石索

9—磁力旋转器91—磁性转子92—开关旋钮

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权 利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化 的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目 的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进 一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此 外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因 此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具 体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限 于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声 明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被 用于所有附图以代表相同的或类似的部分。

请参照图1至图4，本发明的一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石装 置，包括：导引管1、复合缆线2、微型钻头3、钻头支架4、磁性轴5、探头6、 连接杆7、磁力旋转器9，探头6上包括摄像头61、冷光源62，磁力旋转器9 上还包括磁性转子91、开关旋钮92。微型钻头3与磁性轴5同轴连接安装在钻 头支架4上，并确保微型钻头3与磁性轴5可在钻头支架4上绕共同轴线同步 转动。探头6的前部装有摄像头61、冷光源62，采用连接杆7连接钻头支架4 与探头6前部，探头6的后部连接复合缆线2。微型钻头3、磁性轴5、钻头支 架4、连接杆7、探头6、复合缆线2组装在一起构成取石索8。取石索8可插 入导引管1内，通过推拽复合缆线2可使取石索8沿导引管1轴向运动。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述的导引管1头部内侧沿管壁周向分 布有锯齿状沟槽，增强管壁内侧粗糙度，增大与结石接触时的摩擦力，防止结石 转动伤害人体组织。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述的导引管1内部有2个矩形并沿直 径方向对称分布的限位条块，限位条块长、宽满足容许钻头支架4、探头6能沿 导引管1轴向前进和后退滑动，而无法做沿导引管1对称轴的转动。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述导引管1为有柔韧性软管，能够不 易发生沿圆周向的扭转变形，直径大小及硬度满足在人体胆管内穿行，且不会造 成伤害。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述复合缆线2为金属丝、覆盖绝缘层 导线、光纤组成，分别用于传递推拽力及传输电能、视频信号。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述微型钻头3通常选用螺纹尖头钻头， 以使钻头能够旋入结石并固定，对于尺寸较大的结石，可选用具有打磨功能的钻 头，用于粉碎结石，微型钻头3与磁性轴5能够同轴向紧固。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述磁性轴5为沿过中轴线平面磁化南、 北极的小型磁铁。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述的钻头支架4为镂空半圆柱状结构， 为微型钻头3、磁性轴5提供沿轴向旋转支撑和约束，有利于减轻重量，降低成 本。

在本发明的一种实施例中，具体地，所述的探头6上装有摄像头61和冷光 源62，用于同步观察、检查胆管及结石。

在本发明的一种实施例中，具体地，磁力旋转器9上装有由交叉分布磁场南 北极的若干永磁铁或电磁铁构成的磁性转子91，磁力旋转器9可驱动磁性转子 91沿转轴匀速旋转，形成沿转轴周向南北极交替周期变换的磁场，开关旋钮92 可调节磁性转子的转速及转动方向。

根据本发明实施例的另一方面，本发明的一种低成本可视化胆管结石无创碎 石取石装置的使用方法,其特征在于，具体包括以下步骤：

第一步，如图2所示，将装有螺纹尖头微型钻头3的取石索8插入导引管1， 并确保微型钻头3完全处于导引管1内部，避免微型钻头3划伤器械或身体组织。

第二步，从口腔插入十二指肠镜进入消化道，并到达十二指肠乳头，再将装 有取石索8的导引管1经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内。

第三步，在探头6上冷光源62照射、摄像头61回传视频的辅助下，将导引 管1推送至胆管结石处，并使导引管1头部内侧的锯齿状沟槽与胆管结石紧密贴 合，推动复合缆线2使微型钻头3与胆管结石接触。

第四步，如图3所示，启动磁力旋转器9的开关旋钮92，使磁力旋转器9 上的磁性转子91高速旋转，调整磁力旋转器9的位置，使磁性转子91旋转轴与 取石索8上的磁性轴5平行，并从人体外接近磁性轴5。磁性转子91旋转形成 的南北极周期变化磁场驱动磁性轴5同步旋转，带动与磁性轴5相连的微型钻头 3高速旋转，通过磁力旋转器9的开关旋钮92可改变旋转的方向，以保证微型 钻头3钻入结石内部。

第五步，在微型钻头3进入结石内一定深度，与结石固定牢固后，向外拖动 导引管1和取石索8将结石从胆管中拽出。对于较大的结石或嵌顿性结石，可先 选择具有打磨功能的微型钻头3，将结石打磨粉碎。

本发明实现了以下有益的技术效果：

实现简单，将装有取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆 管内，利用人体体外磁力旋转器的磁场旋转驱动胆管内磁性轴及其相连的微型钻 头高速旋转，使微型钻头旋入结石内，通过拖拽取石或打磨粉碎取石。克服了取 石网篮对结石周边空间需求的约束，同时也能够通过打磨和粉碎去除较大的嵌顿 性结石。与现有胆结石去除工具及方法相比，具有设备成本低、实现及操作简单、 普适性好、无创伤，手术过程中能够全程可视化操作且无需使用X光拍片显影， 可有效提升胆管结石治疗的成功率、便捷性，减少病患痛苦、降低治疗成本。

根据本发明技术方案和构思，还可以有其他任何合适的改动。对于本领域普 通技术人员来说，所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。

Claims (10)

1.一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，包括：用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，可视化模块，以及用于在人体外施加磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取石索，所述取石索只能沿所述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引管对称轴的转动，所述取石索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有微型钻头与磁性轴，使得所述微型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同步转动，所述磁力旋转器上具有磁性转子，用于从人体外接近磁性轴，使磁性转子的旋转轴与所述磁性轴平行，通过所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁场驱动所述磁性轴同步旋转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转。

2.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述取石索上有复合缆线，通过推拽所述复合缆线使所述取石索沿导引管进行轴向滑动。

3.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述导引管内部设置限制钻头支架、探头只能沿导引管轴向前进和后退滑动的限位条块。

4.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述导引管的头部内侧沿管壁周向分布有锯齿状沟槽。

5.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述钻头支架为镂空半圆柱状结构。

6.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述可视化模块为探头，所述探头的前部安装有摄像头和冷光源，在所述钻头支架与探头之间设置连接杆。

7.根据权利要求1所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述微型钻头可根据钻入或粉碎结石的不同需求配置螺纹尖头钻头或扩孔打磨钻头。

8.根据权利要求所述的低成本可视化胆管结石无创碎石取石装置，其特征在于，所述磁性轴为沿过中轴线平面磁化南、北极的磁铁。

9.一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石方法，其特征在于，包括：

首先，提供一用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，以及用于在人体外施加磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取石索，所述取石索只能沿所述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引管对称轴的转动，所述取石索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有微型钻头与磁性轴，使得所述微型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同步转动；

然后，从口腔插入十二指肠镜进入消化道，并到达十二指肠乳头，再将装有取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内，利用可视化模块的回传视频，将导引管推送至胆管结石处，推动复合缆线使微型钻头与胆管结石接触；

最后，启动磁力旋转器，使磁力旋转器上的磁性转子高速旋转，通过磁力旋转器上的磁性转子从人体外接近磁性轴，使磁性转子的旋转轴与所述磁性轴平行，利用所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁场驱动所述磁性轴同步旋转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转，使微型钻头钻入结石内部，在微型钻头进入结石内一定深度，与结石固定牢固后，向外拖动导引管和取石索将结石从胆管中拽出。

10.一种低成本可视化胆管结石无创碎石取石方法，其特征在于，包括：

首先，提供一用于在人体胆管内穿行的柔性导引管，以及用于在人体外施加磁性力的磁力旋转器，其中，在所述导引管内插入取石索，所述取石索只能沿所述导引管轴向前进和后退滑动，而无法做沿所述导引管对称轴的转动，所述取石索具有钻头支架，在所述钻头支架上同轴安装有打磨功能的微型钻头与磁性轴，使得所述微型钻头与所述磁性轴在所述钻头支架上绕共同轴线同步转动；

然后，从口腔插入十二指肠镜进入消化道，并到达十二指肠乳头，再将装有取石索的导引管经十二指肠镜管腔及十二指肠乳头插入胆管内，利用可视化模块的回传视频，将导引管推送至胆管结石处，推动复合缆线使微型钻头与胆管结石接触；

最后，启动磁力旋转器，使磁力旋转器上的磁性转子高速旋转，通过磁力旋转器上的磁性转子从人体外接近磁性轴，使磁性转子的旋转轴与所述磁性轴平行，利用所述磁性转子旋转形成的南北极周期变化磁场驱动所述磁性轴同步旋转，带动与所述磁性轴相连的微型钻头高速旋转，将结石打磨粉碎。

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