CN116269919A - 一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，该装置包括：收发器、固定于耻骨上的机架、发热元件、及包覆于膀胱外壁的覆膜，所述发热元件设置于所述覆膜的内壁夹层中并与所述收发器电连接，所述机架的周侧铰接有多个自适应调节元件，多个所述自适应调节元件分布在所述膀胱的外壁的周侧，且与所述膀胱的外壁相贴合，所述自适应调节元件的顶端部分被置于所述覆膜的内壁与所述膀胱的外壁之间，所述自适应调节元件的底端置于所述覆膜外，且设置有与尿道抵接的延伸段。本发明能够实现对尿道压力的动态控制，模拟正常人体尿道压力随膀胱尿液容量变化而实时变化的状态。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置。
背景技术
尿失禁是一种常见的泌尿系统疾病，虽不致命但由于患者无法自主控制排尿过程，给患者的正常生活带来了极大的负面影响。导致尿失禁的原因主要有括约肌损伤或者神经损伤。目前尿失禁的治疗方法根据严重程度分为两种，轻度尿失禁患者可采用药物或者手术等方式进行康复治疗，从而恢复自主排尿控制；但对于重度尿失禁患者上述方法治疗效果并不理想，难以从根源上解决问题。因此从工程学角度，研制具有逼尿肌与尿道括约肌功能的人工辅助排尿装置具有重要的现实意义。
现有技术公开了一种形状记忆纤维驱动的人工逼尿肌系统。包括有体外的高频电源、发射器和植入体内的接收器、驱动器、托架、尿道阀、配流带，发射器包括励磁线圈和发射线圈，工作时手持贴近于腹前壁上，接收器包括有接收线圈和负载线圈，固定于耻骨上，驱动器固定于托架上，托架固定于耻骨上，尿道阀包括有阀体和阀芯，阀芯装设在阀体内，阀体固定于托架上，配流带与驱动器连接及与尿道阀的阀芯连接。不致造成创口肌肉组织感染，也不致引起泌尿系统感染及并发症，不致造成器官机械损伤，不致引起漏尿和返流，且结构紧凑，具有良好的与生物组织相容性。
但上述方案中只能实现尿道的启闭控制，尿道闭合压力为一个定常值，无法实现尿道闭合压力随膀胱尿液容量体积与腹压的变化而自适应调节控制。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，该装置能够实现对尿道压力的动态控制，模拟正常人体尿道压力随膀胱尿液容量变化而实时变化的状态。
为达到上述目的，本发明的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，该装置包括：收发器、固定于耻骨上的机架、发热元件、及包覆于膀胱外壁的覆膜，所述发热元件设置于所述覆膜的内壁夹层中并与所述收发器电连接，所述机架的周侧铰接有多个自适应调节元件，多个所述自适应调节元件分布在所述膀胱的外壁的周侧，且与所述膀胱的外壁相贴合，所述自适应调节元件的顶端部分被置于所述覆膜的内壁与所述膀胱的外壁之间，所述自适应调节元件的底端置于所述覆膜外，且设置有与尿道抵接的延伸段。
进一步的，在排尿阶段,为了防止尿液从膀胱倒流回所述输尿管，所以在所述覆膜的顶部设置有覆膜孔以供所述膀胱顶部的输尿管穿出。所述覆膜孔用于启闭输尿管。
进一步的，所述机架为圆杆构成的方框，用于支撑所述自适应调节元件。
进一步的，所述机架中的每个所述圆杆的两端均套接有的轴套，且在两个所述轴套之间形成安装位，所述自适应调节元件的底端设置有通孔，所述自适应调节元件通过该通孔铰接在所述安装位处，以令所述自适应调节元件以所述圆杆为轴进行转动。
进一步的，所述自适应调节元件的通孔的内壁设置有定位凹槽，所述轴套的端面上设置有定位孔，所述安装位处的圆杆套接有复位弹簧，当所述自适应调节元件铰接安装在所述安装位处时，所述复位弹簧设置在所述自适应调节元件的通孔内，且所述复位弹簧的一端与所述定位凹槽卡接，另一端与所述定位孔卡接。所述复位弹簧用于将所述自适应调节元件复位，使得所述自适应调节元件对所述尿道提供初始的闭合压力。
作为其中一种优选的方案，所述自适应调节元件为花瓣状结构，与所述膀胱的形状相适配，且所述自适应调节元件底端的所述延伸段为L形结构，该L形结构的末端抵接于尿道的外壁，用于通过实时感受膀胱压力来动态调节对所述尿道的闭合压力。
作为其中一种优选的方案，为了在应激活动时能辅助压闭尿道，所以在所述尿道的外壁套接有压力元件，所述压力元件连接有橡胶管，所述橡胶管内装有液态工质，所述橡胶管的一端与所述压力元件相通固定，另一端与腹膜的内表面相通固定用于实时感受腹部压力，并把腹部压力传导至压力元件。
进一步的，所述压力元件为圆柱结构，所述压力元件的内壁设置有弹性薄膜，所述弹性薄膜与所述压力元件的内壁之间形成内腔，所述内腔与所述橡胶管相通，当所述压力元件套接在所述尿道的外壁时，所述弹性薄膜与所述尿道的外壁相抵接，用于根据腹压启闭尿道。
进一步的，所述橡胶管的外壁套设有合金管，用于支撑所述橡胶管。
进一步的，所述收发器由体外电源、发射器、体内接收器组成，所述体外电源与所述发射器电连接，所述发射器与所述体内接收器以无线电收发的方式连接，所述体内接收器与所述发热元件电连接，通过体外无线电信号操控体内的发热元件发热。
本发明在各阶段的工作原理：
储尿阶段：随着膀胱尿液容量逐渐增多，所述膀胱体积随之膨胀变大，从而对所述自适应调节元件产生一个向所述膀胱四周外扩的挤压力，由于自适应调节元件的转动铰接作用，当自适应调节元件受压向外转动时，所述自适应调节元件底部与所述尿道贴合的延伸段将反向转动，此时延伸段向所述尿道侧转动并对尿道外壁进行挤压，从而使得所述尿道闭合的压力随膀胱尿液容量增加而相应增大，实现关闭尿道。
排尿阶段：由于所述覆膜将所述自适应调节元件与所述膀胱贴合的部分进行包覆，当所述体外电源供能时，所述发射器向所述接收器发射信号，所述接收器驱动所述发热元件发热，温度缓慢升高，所述覆膜的内壁在温度上升的刺激下开始向内膨胀以对自适应调节元件产生一个向内的压缩力，所述自适应调节元件向内转动对膀胱进行压缩，此时一方面在所述覆膜的压缩力作用下所述覆膜孔减小致使所述输尿管被压闭，防止尿液倒流回肾脏；另一方面由于所述自适应调节元件的转动铰接作用，其底端的延伸段会反向转动，从而不再对所述尿道的外壁进行挤压，使得所述尿道的闭合压力变小，令所述尿道打开进行排尿。
结束排尿阶段：所述体外电源停止供能，所述发热元件停止发热，温度逐渐降低，所述覆膜不再收缩并恢复原有形态，此时所述覆膜孔扩大使得所述输尿管打开。覆膜恢复原有形状后，覆膜对自适应调节元件向内的压缩力将消失，而此时自适应调节元件在复位弹簧作用下使自适应调节元件向外转动，而所述自适应调节元件底部的延伸段则往内转动再次对所述尿道的外壁提供一个初始较小的闭合压力，使尿道收窄，至此完成膀胱回复，然后继续循环进行上述的储尿排尿过程。
应激性活动阶段：当尿失禁患者在进行打喷嚏等应激性活动时，腹压会突然增高，导致膀胱压力突然增大，所述尿道闭合的压力也应随之增高避免漏尿。此时置于腹膜的内表面的所述橡胶管挤压内部液态工质，促使所述液态工质向所述压力元件移动，使所述压力元件的内腔膨胀，进而挤压所述压力元件内的弹性薄膜，辅助压紧所述尿道，待应激性活动结束后，所述液态工质不再挤压所述压力元件内的弹性薄膜，从而使得所述弹性薄膜不再压闭所述尿道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能够实现膀胱尿液容量与尿道压力自适应联动调节控制，模拟正常人体尿道压力随膀胱尿液容量变化而实时变化的状态，且结构紧凑而简单，可靠性高、稳定性好。
附图说明
图1为本发明的辅助膀胱排尿装置的整体结构示意图；
图2为辅助膀胱排尿装置的底部结构示意图；
图3为机架的结构示意图；
图4为机架中A部分的局部放大图；
图5为复位弹簧的结构示意图；
图6为自适应调节元件的结构示意图；
图7为自适应调节元件中B部分的局部放大图；
图8为辅助膀胱排尿装置在储尿阶段的状态示意图；
图9为图8中自适应调节元件底部的延伸段压迫尿道关闭的状态意图；
图10为辅助膀胱排尿装置在排尿阶段的状态示意图；
图11为图10中自适应调节元件底部的延伸段不再压迫尿道，尿道打开的状态示意图；
图12为辅助膀胱排尿装置在排尿结束后的状态示意图；
图13为图12中自适应调节元件底部的延伸段与尿道抵接的状态示意图；
图14为压力元件压闭尿道的状态示意图；
图15为压力元件打开尿道的状态示意图；
图中：体外电源1；发射器2；体内接收器3；发热元件4；输尿管5；覆膜孔6；覆膜7；膀胱8；尿道9；压力元件10；橡胶管11；合金管12；自适应调节元件13；延伸段1301；定位凹槽1302；机架14；轴套1401；定位孔1402；复位弹簧15；液态工质16。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1至图13所示，提供了一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，该装置包括收发器、固定于耻骨上的机架14、发热元件4、及包覆于膀胱8外壁的覆膜7，所述发热元件4设置于所述覆膜7的内壁夹层中并与所述收发器电连接，所述机架14的周侧铰接有多个自适应调节元件13，多个所述自适应调节元件13分布在所述膀胱8的外壁的周侧，且与所述膀胱8的外壁相贴合，所述自适应调节元件13的顶端部分被置于所述覆膜7的内壁与所述膀胱8的外壁之间，所述自适应调节元件13的底端置于所述覆膜7外，且设置有与尿道9抵接的延伸段1301。
具体的，所述发热元件4为发热电阻丝，所述覆膜7是一种温敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺和聚乙二醇的嵌段共聚物，其在低温时为液态，高温时凝聚，这种状态的变化随温度可逆。所述发热元件4未工作低温相时，所述覆膜7保持原有球形形态；所述发热元件4工作高温相时，温度缓慢升高，所述覆膜7收缩逐渐变小，依旧呈球形形态。
在本实施例中，所述覆膜7还可以是：形状记忆合金网状丝膜、膀胱隔热膜。所述形状记忆合金网状丝膜由纵向与横向编制而成的镍钛合金丝制成，呈球形形态，通电时高温相镍钛合金丝纵向横向收缩，所述形状记忆合金网状丝膜变小；断电低温相时，恢复原有形态。
具体的，所述覆膜7的顶部设置有可变化大小的覆膜孔6以供所述膀胱8顶部的输尿管5穿出，通过所述覆膜孔6的形变可以实现对所述输尿管5的启闭。
具体的，所述机架14为圆杆构成的方框，为由生物相容性良好的3D打印材料制成，所述圆杆的两端设置有通孔，所述圆杆之间通过螺栓连接形成方框。
具体的，所述机架14中的每个所述圆杆的两端均套接有可拆卸的轴套1401，所述轴套1401通过键槽固定在所述圆杆上，使得所述轴套1401不可转动，且在两个所述轴套1401之间形成安装位，所述自适应调节元件13的底端设置有通孔，所述自适应调节元件13通过该通孔铰接在所述安装位处，以令所述自适应调节元件13以所述圆杆为轴进行转动。
具体的，所述自适应调节元件13为由医用合金材料制成，所述自适应调节元件13为花瓣状结构，与所述膀胱8的形状相适配，且所述自适应调节元件13底端的所述延伸段1301为L形结构，该L形结构的末端抵接于尿道9的外壁。
具体的，所述收发器包括：体外电源1、发射器2、体内接收器3，所述体外电源1与所述发射器2电连接，所述发射器2由发射线圈与励磁线圈组成用于发射信号，所述发射器2与所述体内接收器3以无线电收发的方式连接，所述体内接收器3由接收线圈与整流模块用于接收所述发射器2发出的信号，所述体内接收器3与所述发热元件4电连接。
在本实施例中，如图8、9所示，在储尿阶段，随着膀胱8尿液容量逐渐增多，所述膀胱8体积随之膨胀变大，从而对所述自适应调节元件13产生一个向所述膀胱8四周外扩的挤压力，由于自适应调节元件13的转动铰接作用，当自适应调节元件13受压向外转动时，所述自适应调节元件13底部与所述尿道9贴合的延伸段1301将反向转动，此时延伸段1301向所述尿道9侧转动并对尿道9外壁进行挤压，从而使得所述尿道9闭合的压力随膀胱8的尿液容量增加而相应增大，实现了对所述尿道9压力的动态控制。
在本实施例中，如图10、11所示，在排尿阶段，当所述体外电源1供能时，所述发热元件4发热，温度缓慢升高，所述覆膜7的内壁在温度上升的刺激下开始向内膨胀以对自适应调节元件13产生一个向内的压缩力，自适应调节元件13向内转动对膀胱8进行压缩，此时一方面在所述覆膜7的压缩力作用下所述覆膜孔6减小致使所述输尿管5被压闭，防止尿液倒流回肾脏；另一方面由于所述自适应调节元件13的转动铰接作用，其底端的所述延伸段1301会反向转动，从而不再对所述尿道9的外壁进行挤压，使得所述尿道9的闭合压力变小，令所述尿道9打开进行排尿。
实施例2：
本实施例与实施例1相似，所不同之处在于，本实施例中，所述自适应调节元件13的通孔的内壁设置有定位凹槽1302，所述圆杆上的其中一个所述轴套1401的端面上设置有定位孔1402，所述安装位处的圆杆套接有复位弹簧15，当所述自适应调节元件13铰接安装在所述安装位处时，所述复位弹簧15设置在所述自适应调节元件13的通孔内，且所述复位弹簧15的一端与所述定位凹槽1302卡接，另一端与所述定位孔1402卡接。所述复位弹簧15对所述适应调节元件13起到复位作用。
在本实施例中，如图10、11所示，结束排尿阶段：所述体外电源1停止供能，所述发热元件13停止发热，温度逐渐降低，所述覆膜7不再收缩并恢复原有形态，此时所述覆膜孔6扩大使得所述输尿管5打开，同时膀胱8逐渐回复到正常形态，在回复的过程中，膀胱8逐渐膨胀变形以对所述自适应调节元件13产生一个向所述膀胱8四周外扩的挤压力，使所述自适应调节元件13向外转动，此时所述自适应调节元件13底部的延伸段1301则往内转动再次对所述尿道9的外壁提供一个初始较小的闭合压力，使所述尿道9收窄，至此完成膀胱8的回复，至此完成一次储尿排尿过程。
实施例3：
本实施例与上述两种实施例相似，所不同之处在于，本实施例中，如图1所示，所述尿道9的外壁套接有压力元件10，所述压力元件10连接有橡胶管11，所述橡胶管11内装有液态工质16，所述液态工质16为水或其他不可压缩的液体，所述橡胶管11的一端与所述压力元件10相通固定，所述橡胶管11的另一端相通固定在腹膜的内表面实时感知腹压。
具体的，所述橡胶管11由医用橡胶制成。
具体的，为了把腹压转化为关闭所述尿道9的压力，所述压力元件10为圆柱结构，由医用合金制成，所述压力元件10的内壁设置有医用弹性薄膜，所述弹性薄膜与所述压力元件10的内壁之间形成内腔，所述内腔与所述橡胶管11相通，当所述压力元件10套接在所述尿道9的外壁时，所述弹性薄膜与所述尿道9的外壁相抵接。
本实施例中，所述弹性薄膜能够发生弹性变形，弹性较好，在所述液态工质16挤压作用下所述弹性薄膜变形进而挤压所述尿道9，辅助闭合尿道9。
具体的，所述橡胶管11的外壁套设有合金管12，所述合金管12为圆柱形，易弯曲，由医用生物相容性好的合金制成，用于支撑所述橡胶管11。
在本实施例中，，当尿失禁患者在进行打喷嚏等应激性活动时，腹压会突然增高，导致所述膀胱8压力突然增大，所述尿道9在所述自适应调节元件13的作用下闭合压力也随之增高避免漏尿。
如图14所示，与此同时置于腹膜的内表面的所述橡胶管11挤压内部所述液态工质16，促使所述液态工质16向所述压力元件10内移动，使压力元件10的内腔膨胀，进而挤压所述压力元件10内的弹性薄膜，使其压紧所述尿道9。待应激性活动结束后，如图15所示，所述液态工质16不再挤压所述压力元件10的弹性薄膜，使得所述弹性薄膜不再挤压所述尿道9，至此完成应对应激性活动的过程。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，包括收发器、固定于耻骨上的机架(14)、发热元件(4)、及包覆于膀胱(8)外壁的覆膜(7)，所述发热元件(4)设置于所述覆膜(7)的内壁夹层中并与所述收发器电连接，所述机架(14)的周侧铰接有多个自适应调节元件(13)，多个所述自适应调节元件(13)分布在所述膀胱(8)的外壁周侧，且与所述膀胱(8)的外壁相贴合，所述自适应调节元件(13)的顶端部分被置于所述覆膜(7)的内壁与所述膀胱(8)的外壁之间，所述自适应调节元件(13)的底端置于所述覆膜(7)外，且设置有与尿道(9)外壁抵接的延伸段(1301)。
2.根据权利要求1所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述覆膜(7)的顶部设置有覆膜孔(6)以供所述膀胱(8)顶部的输尿管(5)穿出。
3.根据权利要求1所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述机架(14)为多个圆杆构成的方框。
4.根据权利要求3所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述机架(14)中的每个所述圆杆的两端均套接固定有轴套(1401)，且在两个所述轴套(1401)之间形成安装位，所述自适应调节元件(13)的底端设置有通孔，所述自适应调节元件(13)通过该通孔铰接在所述安装位处，以令所述自适应调节元件(13)以所述圆杆为轴进行转动。
5.根据权利要求4所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述自适应调节元件(13)的通孔的内壁设置有定位凹槽(1302)，所述轴套(1401)的端面上设置有定位孔(1402)，所述安装位处的圆杆套接有复位弹簧(15)，当所述自适应调节元件(13)铰接安装在所述安装位处时，所述复位弹簧(15)设置在所述自适应调节元件(13)的通孔内，且所述复位弹簧(15)的一端与所述定位凹槽(1302)卡接，另一端与所述定位孔(1402)卡接。
6.根据权利要求1所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述自适应调节元件(13)为花瓣状结构，与所述膀胱(8)的形状相适配，且所述自适应调节元件(13)底端的所述延伸段(1301)为L形结构，该L形结构的末端抵接于尿道(9)的外壁。
7.根据权利要求1所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述尿道(9)的外壁套接有压力元件(10)，所述压力元件(10)连接有橡胶管(11)，所述橡胶管(11)内装有液态工质(16)，所述橡胶管(11)的一端与所述压力元件(10)相通固定，另一端与腹膜的内表面相通固定。
8.根据权利要求7所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述压力元件(10)为圆柱结构，所述压力元件(10)的内壁设置有弹性薄膜，所述弹性薄膜与所述压力元件(10)的内壁之间形成内腔，所述内腔与所述橡胶管(11)相通，当所述压力元件(10)套接在所述尿道(9)的外壁时，所述弹性薄膜与所述尿道(9)的外壁相抵接。
9.根据权利要求7所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述橡胶管(11)的外壁套设有合金管(12)。
10.根据权利要求1所述的一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置，其特征在于，所述收发器包括：体外电源(1)、发射器(2)、体内接收器(3)，所述体外电源(1)与所述发射器(2)电连接，所述发射器(2)与所述体内接收器(3)以无线电收发的方式连接，所述体内接收器(3)与所述发热元件(4)电连接。
Priority Applications (1)
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| CN202310383307.3A Pending CN116269919A (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种自适应调节的辅助膀胱排尿装置 |
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2023
- 2023-04-10 CN CN202310383307.3A patent/CN116269919A/zh active Pending
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