人造膀胱智能控制装置制造方法及图纸

人造膀胱智能控制装置。由进尿监测区、智能控制系统、主体机构、电源系统以及外部结构组成。进尿监测区和智能控制系统包括小储尿囊与传感器，电路板、体外遥控器、开关及软件控制程序；主体机构包括主储尿囊、升降台与电机；电源系统包括充电电池和无线充电系统；外部结构包括主体外壳、输尿管连接管和尿道连接管。该控制装置采用机械与智能控制相结合的方法，可以自动模拟完成人体自然膀胱的储尿功能和随时遥控排尿的功能；通过采用无线充电技术，可避免由于外接电源安装造成皮肤创伤导致的感染；该装置主体外壳由生物相容性良好的高分子材料制成，可植入体内替代自然膀胱。适用于全膀胱切除的患者，能够为患者术后的护理和生活带来极大的方便。

Artificial bladder intelligent control device and control method thereof

Artificial bladder intelligent controller. It is composed of monitoring area, intelligent control system, main body, power supply system and external structure. In the urine monitoring area and intelligent control system including small reservoir and sensor, circuit board, remote control switch, and the in vitro control software program; the main mechanism comprises a main reservoir, the lifting platform and motor; power supply system includes a rechargeable battery and wireless charging system; the external structure comprises a main body casing, the connecting pipe and the connecting pipe of ureter urethra. The control device adopts mechanical method combined with intelligent control, can automatically complete the simulation of human nature of the bladder urine storage and voiding function of the remote control at any time; through the use of wireless charging technology, can be avoided due to external power supply installation to cause the skin caused by trauma and infection; the main body of the device shell made of a biocompatible polymer material good implantable, replacing natural bladder. For patients with total cystectomy, it can bring great convenience to the postoperative care and life.

【技术实现步骤摘要】
人造膀胱智能控制装置及其控制方法
本专利技术涉及一种医用机械性人造器官。尤其是涉及一种适用于全膀胱切除的患者的原位植入式人造膀胱智能控制装置及其控制方法。
技术介绍
在机械智能化人造器官领域，常采用的科学技术包括机械设计，自动控制，传感技术，材料制造加工等。目前研究最多的机械智能化人造器官是人工心脏。对于不同的机械性智能化人造器官，其区别主要有机械结构的设计不同，传感器的选用不同，智能系统的设计不同等。膀胱癌是一种发病于泌尿生殖系统的常见恶性肿瘤疾病。从最近的统计资料来看，膀胱癌居中国男性泌尿生殖系恶性肿瘤发病率第1位，居中国恶性肿瘤发病率第8位，占中国恶性肿瘤发病构成的2.50%，发病率呈逐年上涨的趋势。根治性全膀胱切除术是临床用于治疗膀胱癌的首选措施，可有效降低疾病复发率，但术后尿流改道仍是临床医学一项难题。对于全膀胱切除的患者，永久性尿流改道及膀胱重建术主要采用输尿管皮肤造口术及各种肠道代替膀胱手术，其常见问题有感染发生率高，酸碱失衡，肾功能恶化，尿潴留或尿失禁，术后护理复杂和患者生活质量降低等。因此，许多相关领域的研究者尝试制造人工膀胱来替代自体膀胱，以解决目前治疗方法存在的固有问题。目前，根据已知的资料已有研究者采用组织工程的方法培育出了生物性的人工膀胱，也有研究者尝试使用高分子材料来制作膀胱假体来代替自体膀胱（专利号CN105792777A的原位人造膀胱内假体）。上述两种人造膀胱都属于非智能型人造膀胱，均无法感知膀胱充盈程度，也都无法自主收缩排尿，因此，尚不能有效代替自然膀胱。另外，也有两项专利提出了制造智能化人工膀胱专利。一项是“智能型原位植入式人工膀胱”（专利号为CN1339290A），另一项是“人工膀胱”（专利号为TWM268573U）。上述两项专利均未提出智能系统的具体解决方案，并且都不具有进尿监测、排尿保护、器件故障监测等功能，在机械结构与电源系统的设计上也都不够完备。目前，两项专利都没有实际应用的相关报道或资料。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述现有技术存在的问题而提供一种人造膀胱智能控制装置及其方法。本专利技术是根据自然膀胱的形态及功能，采用全新的机械结构与自动控制技术而设计的人造膀胱智能控制装置。技术方案：本专利技术是一种人造膀胱智能控制装置，该装置包括进尿监测区、智能控制系统、主体机构、电源系统及外部结构；其中：所述的进尿监测区由小储尿囊与进尿监测传感器组成；所述小储尿囊的进尿口通过连接管与主体外壳的进尿连接管相连，出尿口通过连接管与主储尿囊进尿口相连；有进尿监测传感器固定于所述小储尿囊周围，通过导线与控制芯片特定输入引脚的接口相连；所述智能控制系统由电路板、尿量监测传感器、器件故障监测传感器、遥控器、开关a及开关b组成；所述电路板上的器件包括控制芯片、排尿报警信号发射器、故障报警信号发射器、遥控信号接收器、电源接口、电机接口、各传感器接口；进尿监测传感器、尿量监测传感器、器件故障监测传感器和遥控信号接收器与控制芯片的相应输入引脚相连；排尿报警信号发射器、故障报警信号发射器、开关a、开关b和电机与控制芯片的相应输出引脚相连；控制芯片和各器件电源端共用电源接口，电源接口通过导线与电池相连；所述主体机构由主储尿囊、升降台和电机组成；所述升降台上设有上顶、下底、伸缩支架和丝杠；所述主储尿囊的顶部和底部与升降台的上顶和下底相连，主储尿囊进尿口通过连接管与小储尿囊的出尿口相连，主储尿囊出尿口通过连接管与主体外壳的排尿连接管相连；所述电机与所述升降台的丝杠相连；所述电源系统由充电电池和充电系统构成；所述外部结构由主体外壳、输尿管连接管和尿道连接管组成；所述主体外壳上设有进尿连接管和排尿连接管；所述输尿管连接管内设有防反流结构。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：在所述的进尿监测区中，多个进尿监测传感器固定于小储尿囊周围，当尿液进入小储尿囊使其充盈膨胀时，进尿监测传感器产生监测信号并将该信号传输给智能控制系统。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：所述智能控制系统在收到进尿监测区的监测信号后，控制开关a打开并使电机转动从而使主储尿囊中的压力减小而使小储尿囊中的尿液流入主储尿囊；所述尿量监测传感器设定为：当主储尿囊中的尿液达到230～260ml时发出信号使智能系统自动报警；当尿液继续储存达到280～300ml时，再次报警并选择是否排尿；如果选择继续储尿，当尿液达到320ml时，再次报警，如仍未收到排尿信号，智能控制系统将自动控制电机转动排出部分尿液；所述智能控制系统通过遥控器控制报警停止及控制电机转动排空尿液。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：电机带动丝杠旋转以控制伸缩支架的伸展及收缩，进而使伸缩支架上的主储尿囊吸入、排除尿液。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：所述的电源系统中的充电系统为无线充电装置。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：所述小储尿囊容积15～25ml。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：所述上顶为凹形。以上技术方案所述的人造膀胱智能控制装置，优选地：所述小储尿囊、主储尿囊、进尿连接管、防反流结构、排尿连接管、输尿管连接管、尿道连接管等管腔内壁均有防尿盐涂层。所述的人造膀胱智能控制装置的控制方法，该方法包括下述步骤：1）进尿监测步骤：尿液的压力使小储尿囊充盈，小储尿囊充盈膨胀后使进尿监测传感器产生监测信号以监测尿液；2）模仿进尿时自然膀胱的舒张过程的步骤：当进尿监测传感器的监测信号传入电路板，智能控制系统会发出命令，使主体机构的电机顺时针转动，带动伸缩支架伸展，进而带动主储尿囊伸展，使主储尿囊内部压力减小，从而使小储尿囊中的尿液流入主储尿囊；3）模仿自然膀胱收缩排尿的过程的步骤：当主体机构持续从小储尿囊吸入尿液，并达到230～260ml时，智能系统发出报警，提示排尿，此时使用遥控器发射信号给智能系统，智能系统输出指令电机逆时针转动，使伸缩支架带动主储尿囊收缩，在主储尿囊中形成压力，从而排出主储尿囊中的尿液；230～260ml报警时，或选择停止报警并继续储尿；当主储尿囊中的尿液达到280～300ml时，智能系统会再次报警，此时亦选择排尿或继续储尿；如果继续储尿，当尿液达到320ml而仍未排尿时，智能系统输出指令，主体机构接受指令而排出部分尿液；4）排尿报警步骤：排尿报警信号由电路板上的排尿报警信号发射器发出，当体外的报警信号接收器接收到该信号后，将发出排尿报警提示；5）故障报警步骤，故障报警信号由电路板上的故障报警信号发射器发出，当体外的报警信号接收器接收到该信号后，将持续发出故障示警。优点及效果：1.解决了尿流改道或膀胱重建手术术后给患者带来的感染、酸碱失衡、肠管肿瘤、肾功能恶化等常见问题；2.采用小储尿囊监测，智能控制装置配合主体机构控制进尿，最好地模拟了自然膀胱的尿液进入过程；3.采用升降台带动主储尿囊伸展从而减小其内部压力的方法，使患者无论处于何种姿势体位都能使尿液顺利进入主储尿囊；4.采用凹形上顶，可以填充主储尿囊排空形成的空腔，从而可以有效排空尿液，减少尿液残留；5.使用无线充电方式，避免了外接电源创伤皮肤导致的感染；6.智能控制装置不仅实现了自动报警、随时自主排尿等常规功能，并且设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造膀胱智能控制装置，其特征在于：该装置包括进尿监测区（21）、智能控制系统、主体机构、电源系统及外部结构；其中：所述的进尿监测区由小储尿囊与进尿监测传感器组成；所述小储尿囊的进尿口通过连接管与主体外壳（18）的进尿连接管（30）相连，出尿口通过连接管与主储尿囊（22）进尿口相连；有进尿监测传感器固定于所述小储尿囊周围，通过导线与控制芯片（1）特定输入引脚（2）的接口相连；所述智能控制系统由电路板（23）、尿量监测传感器、器件故障监测传感器、遥控器、开关a（26）及开关b（27）组成；所述电路板上的器件包括控制芯片（1）、排尿报警信号发射器（6）、故障报警信号发射器（7）、遥控信号接收器（5）、电源接口（10）、电机接口、各传感器接口；进尿监测传感器、尿量监测传感器、器件故障监测传感器和遥控信号接收器（5）与控制芯片（1）的相应输入引脚相连；排尿报警信号发射器（6）、故障报警信号发射器（7）、开关a（26）、开关b（27）和电机（20）与控制芯片（1）的相应输出引脚相连；控制芯片（1）和各器件电源端共用电源（10）接口，电源接口通过导线与电池（24）相连；所述主体机构由主储尿囊（22）、升降台（19）和电机（20）组成；所述升降台（19）上设有上顶（11）、下底（13）、伸缩支架（12）和丝杠（14）；所述主储尿囊（22）的顶部和底部与升降台（19）的上顶（11）和下底（13）相连，主储尿囊进尿口（16）通过连接管与小储尿囊的出尿口相连，主储尿囊出尿口（17）通过连接管与主体外壳（18）的排尿连接管（32）相连；所述电机（20）与所述升降台（19）的丝杠（14）相连；所述电源系统由充电电池（24）和充电系统构成；所述外部结构由主体外壳（18）、输尿管连接管和尿道连接管组成；所述主体外壳上设有进尿连接管（30）和排尿连接管（32）；所述输尿管连接管内设有防反流结构。...

【技术特征摘要】
1.一种人造膀胱智能控制装置，其特征在于：该装置包括进尿监测区（21）、智能控制系统、主体机构、电源系统及外部结构；其中：所述的进尿监测区由小储尿囊与进尿监测传感器组成；所述小储尿囊的进尿口通过连接管与主体外壳（18）的进尿连接管（30）相连，出尿口通过连接管与主储尿囊（22）进尿口相连；有进尿监测传感器固定于所述小储尿囊周围，通过导线与控制芯片（1）特定输入引脚（2）的接口相连；所述智能控制系统由电路板（23）、尿量监测传感器、器件故障监测传感器、遥控器、开关a（26）及开关b（27）组成；所述电路板上的器件包括控制芯片（1）、排尿报警信号发射器（6）、故障报警信号发射器（7）、遥控信号接收器（5）、电源接口（10）、电机接口、各传感器接口；进尿监测传感器、尿量监测传感器、器件故障监测传感器和遥控信号接收器（5）与控制芯片（1）的相应输入引脚相连；排尿报警信号发射器（6）、故障报警信号发射器（7）、开关a（26）、开关b（27）和电机（20）与控制芯片（1）的相应输出引脚相连；控制芯片（1）和各器件电源端共用电源（10）接口，电源接口通过导线与电池（24）相连；所述主体机构由主储尿囊（22）、升降台（19）和电机（20）组成；所述升降台（19）上设有上顶（11）、下底（13）、伸缩支架（12）和丝杠（14）；所述主储尿囊（22）的顶部和底部与升降台（19）的上顶（11）和下底（13）相连，主储尿囊进尿口（16）通过连接管与小储尿囊的出尿口相连，主储尿囊出尿口（17）通过连接管与主体外壳（18）的排尿连接管（32）相连；所述电机（20）与所述升降台（19）的丝杠（14）相连；所述电源系统由充电电池（24）和充电系统构成；所述外部结构由主体外壳（18）、输尿管连接管和尿道连接管组成；所述主体外壳上设有进尿连接管（30）和排尿连接管（32）；所述输尿管连接管内设有防反流结构。2.根据权利要求1所述的人造膀胱智能控制装置，其特征在于：在所述的进尿监测区（21）中，多个进尿监测传感器固定于小储尿囊周围，当尿液进入小储尿囊使其充盈膨胀时，进尿监测传感器产生监测信号并将该信号传输给智能控制系统。3.根据权利要求1所述的人造膀胱智能控制装置，其特征在于：所述智能控制系统在收到进尿监测区的监测信号后，控制开关a（26）打开并使电机（20）转动从而使主储尿囊（22）中的压力减小而使小储尿囊中的尿液流入主储尿囊；所述尿量监测传感器设定为：当主储尿囊（22）中的尿液达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞希宁，赵卓，李亘松，
申请(专利权)人：庞希宁，
类型：发明
国别省市：辽宁,21