一种可变刚度载体、系统、使用方法及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种可变刚度入路载体、系统、使用方法及其应用，包括膨胀气囊、弹性折展骨架结构、密封膜和抽气管；所述弹性折展骨架结构内具有径向尺寸可变化的内腔通道，所述密封膜贴附于所述弹性折展骨架结构内外两侧和端头，形成封闭内腔，所述抽气管和所述封闭内腔相连通；所述膨胀气囊设置在所述内腔通道内，且所述膨胀气囊的端尾开设有充气口。本发明专利技术中的齿形突起单元可以实现较大曲率的弯折并可以适应人体复杂腔道路径。膨胀气囊可以适应人体腔道的生理性弯曲，可以有效避免长气囊充气绷直时对腔道弯曲部位的挤压。可以以低刚度、小直径状态通过人体弯曲的自然腔道。小直径状态通过人体弯曲的自然腔道。小直径状态通过人体弯曲的自然腔道。

【技术实现步骤摘要】
一种可变刚度载体、系统、使用方法及其应用


[0001]本专利技术涉及经自然腔道内镜手术器械
，尤其涉及一种可变刚度入路载体、系统、使用方法及其应用。

技术介绍

[0002]自然腔道内镜手术(NaturalOrificeTransluminalEndoscopic Surgery，NOTES)是继多孔微创手术和单孔微创手术之后外科手术领域新的研究热点。在此类手术中，医生通过人体自然孔口将手术器械置入患者腹腔或胸腔执行手术操作。相比于其他类型的微创手术，经自然腔道内镜手术具有体表无疤痕、疼痛轻、住院时间短等诸多优点。中国工程院发布的《全球工程前沿2021》，将“柔性内窥镜微创手术机器人”列为机械与运载工程领域研究前沿的第一位。
[0003]然而，人体自然腔道具有狭窄曲折、细长质软等生理性特征，使得NOTES器械的安全置入及精准操作极具挑战性。为了安全置入人体自然腔道，NOTES器械采用细长连续体结构。当前NOTES器械外径偏大，置入过程中NOTES器械与腔道内壁高频摩擦给患者造成严重不适感，并容易引发黏膜破裂出血等并发症。此外，当前NOTES器械通常只具有单一刚度，在肠道蠕动、诊疗操作等动态环境载荷作用下，容易发生非目的性运动并反复摩擦腔道内壁，造成腔道磨损并影响操控精度。
[0004]有鉴于此，应用新原理、新方法，设计一种具有径向折展和可变刚度功能的蛇形管状入路载体将是解决上述问题的有效途径。以经食道自然腔道手术为研究对象，蛇形管状入路载体首先以较小直径、柔性状态进入食道并抵达病灶部位；然后沿其径向展开并控制其刚度以锁住形状；进一步经其空腔置入NOTES器械并完成手术操作；术后按相反顺序依次移出NOTES器械和入路载体。该入路载体可以辅助NOTES器械实现安全无损置入，并提供物理保护隔阂和稳定可靠的支撑保障。因此，本专利技术对于经自然腔道内镜手术的发展具有重要的意义

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中通常只具有单一刚度，在肠道蠕动、诊疗操作等动态环境载荷作用下，容易发生非目的性运动并反复摩擦腔道内壁，造成腔道磨损并影响操控精度的问题，而提出的一种可变刚度入路载体、系统、使用方法及其应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了一种可变刚度入路载体，包括膨胀气囊、弹性折展骨架结构、密封膜和抽气管；所述弹性折展骨架结构内具有径向尺寸可变化的内腔通道，所述密封膜贴附于所述弹性折展骨架结构内外两侧和端头，形成封闭内腔，所述抽气管和所述封闭内腔相连通；所述膨胀气囊设置在所述内腔通道内，且所述膨胀气囊的端尾开设有充气口。
[0007]优选地，所述弹性折展骨架结构包括超弹性镍钛合金丝和多个肋骨折展单元，多个所述肋骨折展单元依次收尾相接；多个所述肋骨折展单元由所述超弹性镍钛合金丝串联
成型。
[0008]优选地，所述肋骨折展单元包括齿形突起单元和弹簧钢丝；所述弹簧钢丝呈螺旋线形，所述齿形突起单元中留有通道，所述弹簧钢丝嵌入所述通道中。
[0009]优选地，所述齿形突起单元包括多个中间凸起两边凹陷的齿；所述齿形突起单元由硅胶浇筑制成；所述弹簧钢丝的圈数为二。
[0010]优选地，所述膨胀气囊包括多个柔性连接单元和多个膨胀变形单元；多个所述柔性连接单元和多个所述膨胀变形单元依次间隔相连；在充气时，所述膨胀变形单元体积变大，所述柔性连接单元不发生变化。
[0011]优选地，所述密封膜为硅胶薄膜。
[0012]本专利技术还提供了一种可变刚度入路载体系统，包括可变刚度入路载体、排气阀、加压乳胶球、调压阀和负压泵；所述封闭内腔、所述抽气管、所述调压阀和所述抽气装置之间依次连通；所述加压乳胶球和所述充气口通过连接管相连通，所述连接管上设置有所述排气阀。
[0013]本专利技术还提供了一种可变刚度入路载体使用方法，包括步骤：S1、自然状态下，入路载体呈低刚度、小直径状态，将入路载体插入人体腔道；S2、向中间通道内的膨胀气囊充气加压，使入路载体局部受膨胀作用并呈现大直径状态；S3、向封闭内腔施加负压，通过调压阀控制入路载体的刚度，使入路载体可以保持其直径状态；S4、放掉膨胀气囊内部气体，在入路载体保持其直径状态的情况下，移动膨胀气囊并重新充气加压，使入路载体可以适应消化道路径并使未展开部位受气囊膨胀作用展开，同时在负压作用下可以保持其展开后的直径状态；S5、调节调压阀，使封闭内腔负压压强最大，入路载体呈高刚度状态，保持其内腔通道的大直径状态；S6、放掉膨胀气囊内部气体并将其从入路载体中抽离，入路载体可以提供一个适应自然腔道形状的大直径通道；S7、经入路载体的中空通道插入NOTES器械执行手术操作；S8、手术完成后，撤出NOTES器械并卸去封闭内腔的负压，在弹性折展骨架结构内部弹簧钢丝的弹性恢复力作用下，入路载体恢复为低刚度、小直径状态。
[0014]本专利技术还提供了一种可变刚度入路载体的应用，通过上述的可变刚度入路载体，采用上述的可变刚度入路载体系统，使用上述的可变刚度入路载体的使用方法，将手术器械送入病灶并进行手术。
[0015]相比现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0016]1.本专利技术的可变刚度入路载体中齿形突起单元呈环状分布，不施加负压时具有较好的柔性，可以实现较大曲率的弯折并可以适应人体复杂腔道路径。
[0017]2.本专利技术的可变刚度入路载体中的膨胀气囊可以局部充气膨胀，其未膨胀部分具有柔性活动关节作用，可以适应人体腔道的生理性弯曲，可以有效避免长气囊充气绷直时对腔道弯曲部位的挤压。
[0018]3.本专利技术的可变刚度入路载体可以以低刚度、小直径状态通过人体弯曲的自然腔道，然后在膨胀气囊作用下使其中间通道展开，提供一个大直径的入路通道。
[0019]4.本专利技术的可变刚度入路载体展开后，可以在负压的作用下可以转变为高刚度状态，手术工具可安全、顺畅地经其内部通道置入，可以保护人体腔道免受手术工具的戳伤、划伤等物理性伤害。
[0020]5.本专利技术的可变刚度入路载体在手术工具执行完手术操作后，可以恢复为小直
径、低刚度状态，可以安全地从人体腔道中撤离，不会给病人造成明显不适感。
[0021]6.本专利技术的可变刚度入路载体通过负压可以快速调节刚度，为手术工具提供稳定的刚性支撑，以提高手术操作的稳定性和准确性。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术可变刚度入路载体的结构示意图。
[0023]图2显示为本专利技术可变刚度入路载体的爆炸结构示意图。
[0024]图3显示为本专利技术可变刚度入路载体中膨胀气囊的结构示意图。
[0025]图4显示为本专利技术可变刚度入路载体的尺寸及刚度变化示意图。
[0026]图5显示为本专利技术可变刚度入路载体系统的结构示意图。
[0027]图6显示为本专利技术可变刚度入路载体使用方法的流程方框示意图。
[0028]图7显示为本专利技术可变刚度入路载体的应用示意图。
[0029]元件标号说明：
[0030]1入路载体；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变刚度入路载体，其特征在于，包括膨胀气囊、弹性折展骨架结构、密封膜和抽气管；所述弹性折展骨架结构内具有径向尺寸可变化的内腔通道，所述密封膜贴附于所述弹性折展骨架结构内外两侧和端头，形成封闭内腔，所述抽气管和所述封闭内腔相连通；所述膨胀气囊设置在所述内腔通道内，且所述膨胀气囊的端尾开设有充气口。2.根据权利要求1所述的可变刚度入路载体，其特征在于，所述弹性折展骨架结构包括超弹性镍钛合金丝和多个肋骨折展单元，多个所述肋骨折展单元依次收尾相接；多个所述肋骨折展单元由所述超弹性镍钛合金丝串联成型。3.根据权利要求2所述的可变刚度入路载体，其特征在于，所述肋骨折展单元包括齿形突起单元和弹簧钢丝；所述弹簧钢丝呈螺旋线形，所述齿形突起单元中留有通道，所述弹簧钢丝嵌入所述通道中。4.根据权利要求3所述的可变刚度入路载体，其特征在于，所述齿形突起单元包括多个中间凸起两边凹陷的齿；所述齿形突起单元由硅胶浇筑制成；所述弹簧钢丝的圈数为二。5.根据权利要求1所述的可变刚度入路载体，其特征在于，所述膨胀气囊包括多个柔性连接单元和多个膨胀变形单元；多个所述柔性连接单元和多个所述膨胀变形单元依次间隔相连；在充气时，所述膨胀变形单元体积变大，所述柔性连接单元不发生变化。6.根据权利要求1所述的可变刚度入路载体，其特征在于，所述密封膜为硅胶薄膜。7.一种可变刚度入路载体系统，其特征在于，包括权利要求1
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6所述的可变刚度入路载体、排气阀、加压乳胶球、调压阀和负压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，刘鑫伟，常宗瑜，郑中强，左思洋，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：