一种磁吻合成环系统及其成环方法转让专利
申请号 : CN202110012132.6
文献号 : CN112754581B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 张铂虎
申请人 : 张铂虎
摘要 :
权利要求 :
1.一种磁吻合成环系统,其特征在于:包括磁体串(100)和磁体捕获单元(200),磁体串(100)由一定数量的两端为轴向对称的球形曲面的磁体(101)通过磁力耦合形成并呈线形分布,磁体捕获单元(200)用于输送磁体串(100)进入器官,并通过负压吸附、磁力吸附或活体取样钳方式抓取磁体串(100)中间的磁体(101)并将其上提,磁体串(100)两端在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化,引起磁体串(100)两端的磁体(101)向中间移动,两端磁体(101)距离缩短而相互耦合连接,最终形成磁体环。
2.根据权利要求1所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体(101)的中部截面为圆形或多边形,磁体(101)中部区域轴向长度w≥0,磁体(101)两端为轴向对称的球形曲面体,磁体(101)的磁极分布与磁体(101)两端球形曲面的最高点一致。
3.根据权利要求1所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体(101)包括I类磁体(102)、II类磁体(103)和III类磁体(106),其中I类磁体(102)全部由磁铁单元(105)构成;
II类磁体(103)由非磁铁单元(104)和磁铁单元(105)构成,非磁铁单元(104)全部或部分包裹在磁铁单元(105)之外;III类磁体(106)由非磁铁单元(104)和磁铁单元(105)构成,非磁铁单元(104)设置于中部,磁铁单元(105)设置于非磁铁单元(104)两端;磁体串(100)由I类磁体(102)、II类磁体(103)和III类磁体(106)中的至少一类磁体通过磁力耦合形成。
4.根据权利要求3所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体(101)中磁铁单元(105)采用钕铁硼强力磁铁材料制成,非磁铁单元(104)采用高分子材料制成。
5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体(101)的中部设置有空腔(109),空腔(109)的四周分别设有贯通的微孔(110)与外部相通。
6.根据权利要求1所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体捕获单元(200)包括输送套管(201)和负压套管(202),负压套管(202)安装于输送套管(201)内并与负压源连接用于形成负压,负压套管(202)的末端设置有用于吸附磁体(101)的管接头(203),管接头(203)的吸附面形状与磁体(101)的外形相配合。
7.根据权利要求1所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体捕获单元(200)包括输送套管(201)和控制套管(204),控制套管(204)安装于输送套管(201)内,且控制套管(204)的末端设置有用于吸附磁体(101)的吸附磁铁(205)。
8.根据权利要求1所述的一种磁吻合成环系统,其特征在于:磁体捕获单元(200)包括输送套管(201)和其端部的取样钳(206)。
9.一种磁吻合成环方法,采用如权利要求1‑8任意一项所述的磁吻合成环系统,其特征在于:过程如下:多个磁体(101)耦合形成线形分布的磁体串(100),由磁体捕获单元(200)输送进器官内,磁体捕获单元(200)移动到磁体串(100)的中部,抓取磁体串(100)中间的磁体(101)并将其上提,使磁体串(100)中部抬高,直至所有的磁体(101)悬空,磁体串(100)两端在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化,引起磁体串(100)两端的磁体(101)向中间移动,两端磁体(101)距离缩短而相互耦合连接,最终形成磁体环。
10.根据权利要求9所述的一种磁吻合成环方法,其特征在于:当磁体捕获单元(200)提升磁体串(100)后不足以成环时,另有磁体捕获单元(200)抓取有驱动磁体(113)并移动至磁体串(100)中间磁体(101)与相邻磁体(101)的结合位置,磁体捕获单元(200)释放驱动磁体(113),使驱动磁体(113)耦合在中间磁体(101)与相邻磁体(101)之间,产生的磁力促进磁体串(100)两端耦合成环;驱动磁体(113)为球形磁体或与磁体串(100)中的磁体(101)相同。
说明书 :
一种磁吻合成环系统及其成环方法
技术领域
背景技术
镜下操作的磁吻合技术由于采用磁力压缩的方式实现肠壁和胃壁的贯通,没有手术创伤,
成为目前消化道手术领域的一个研究重点。目前行业内关于磁吻合成环的技术已有大量研
究成果公开,磁吻合成环普遍面临的技术难题是如何采用简单有效的方式将通过内窥镜细
管输送到器官内的磁铁段首尾连接形成磁环。
成的磁吻合装置;专利CN103930049B公开一种磁吻合装置,包含磁体、安装在磁体上的环和
连接线,连接线穿过每个环并在收紧时牵引磁体耦合成环;专利CN111419315A公开一种装
置,包含多个截面为梯形的磁铁和穿过磁体中间孔的引导线,收紧引导线以实现磁体的耦
合成环;专利CN109788953A公开一种固定有多个磁铁块的丝线,该丝线在超过某临界温度
后会从直线状态变为环形线圈,环形线圈相互吸引形成磁吻合装置;专利CN107889454A公
开一种不同的输送和形成磁环的方式,预先将构成磁环的磁铁段压缩成两排输送进器官,
然后通过安装在磁铁段上的连接构件产生的作用力使磁体段恢复环形。以上所有方案中,
都还包括对磁体和磁体环控制操作的辅助装置。
力装置,用来改变直线排列的磁铁段的位置和角度。这些传力装置包括固定在磁铁段外部
或穿过磁铁段中心孔的连接线、引导线和温度控制的丝线,以及具有变形记忆功能的柔性
管和安装在磁体段上的连接构件等。但这些不同的传力装置在实践应用中会存在诸多的问
题。首先,通过收紧连接线的方式控制磁铁段的难度较大,因为单一连接线只能使磁铁段上
一个点受到拉力作用,而且连接线在输送和操作环节都容易出现缠绕打结等问题,使得这
种方法可以操作的磁铁段的数量较少。采用其它具有变形记忆功能的传力装置首先会大大
减小可以输送到器官内的磁铁段的直径,造成磁吻合的力量不足。其次,构成磁环的所有磁
体段必须整体一次性输送进器官内,难度较大且不能灵活调整磁环大小,加上这种磁体段
制造成本高,在实际应用中限制较大。因此目前行业内关于磁吻合成环技术仍有很大的优
化空间,对此方向的研究探索始终未曾停止。
发明内容
是采用磁体串叠加重量产生的力矩来改变磁体的相互位置,进而形成磁体环的方式,配合
应用本发明的成环系统,结构构成简单,输送和控制过程便利,而且能够分批输送磁体串,
以及通过改变磁体内部结构的方式实现不同大小磁体环的成形。
上提。
元之外;III类磁体由非磁铁单元和磁铁单元构成,非磁铁单元设置于中部,磁铁单元设置
于非磁铁单元两端;磁体串由I类磁体、II类磁体和III类磁体中的至少一类磁体通过磁力
耦合形成。
的吸附面形状与磁体的外形相配合。
空,磁体串两端在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化,引起磁体串两端的
磁体向中间移动,两端磁体距离缩短而相互耦合连接,最终形成磁体环。
体,使驱动磁体耦合在中间磁体与相邻磁体之间,产生的磁力促进磁体串两端耦合成环;驱
动磁体为球形磁体或与磁体串中的磁体相同。
环,结构简单,实际应用中能够灵活控制磁体环成形大小,以及实现分批输送磁体串以成形
多个磁体环配合应用,应用灵活方便,能够充分适应实践应用的各种需求环境。
别和区域分布,以便成形不同大小的磁体环,应用灵活多变。
形成的磁体环的径向尺寸,并能够将原不足以成环的磁体串迅速成环,能够满足更严苛的
实践需求。
附图说明
具体实施方式
便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、
“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
200用于抓取磁体串100中间的磁体101并将其上提。通过抓取中间磁体101并提升其位置,
使得磁体串100两侧在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化,进而引起磁体
串100两端磁体101之间距离缩短而耦合形成磁体环。当磁体串100中磁体101的数量为奇数
时,即抓取唯一的中间磁体101,当磁体101的数量为偶数时,则抓取中间位置两个磁体101
中的任意一个均可。
称的球形曲面体,磁体101的磁极分布与磁体101两端球形曲面的最高点一致。当w=0时,即
为球形磁体101。
和磁体101的数量可以获得不同大小的磁体环,可以根据使用需求对应调整磁体环大小。进
一步地,当磁体串100在第一个器官内形成第一个磁体环后,放置在第二个器官内的第二个
磁体串100在磁体捕获单元200的控制下接近第一个磁体环并与之耦合形成第二个磁体环,
以此类推,采用同样的方式可以将后续磁体串100在两个器官内形成多个磁体环的耦合以
增加吻合器官受压的力度,实现磁体串100的分批传送。目前行业内在实践应用中,会出现
由于输送方式的限制,当器官内形成磁体环的磁体101体积较小时,设置在两个器官内的磁
体环吻合后产生的压力较小,不能满足医学要求的问题。采用本实施例的成环方式,可以将
每个器官内的磁体环增加到多条,直至满足医学要求的吻合压力,满足实践需求
中能够灵活控制磁体环成形大小,以及实现分批输送磁体串100以成形多个磁体环配合应
用,应用灵活方便,能够充分适应实践应用的各种需求环境。
全部由磁铁单元105构成,如图2所示。由I类磁体102构成的磁体串100,通过改变I类磁体
102的大小,可以改变磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸,具体减小I类磁体102的外
形尺寸,可以减小磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸。
单元105之外,当部分包裹时亦是呈对称形包裹。由II类磁体103构成的磁体串100,改变II
类磁体103内部磁铁单元105的形状或磁极部分非磁铁单元104的厚度d,可以改变磁体串
100成环的最小磁体环的径向尺寸,具体增大厚度d可以减小最小磁体环的径向尺寸。
体串100,改变III类磁体106中部非磁铁单元104的轴向长度W可以改变磁体串100成环的最
小磁体环的径向尺寸,具体将W较小的III类磁体106放置在磁体串100的两端位置,可以减
小磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸。
100,亦可以由多类磁体配合耦合形成磁体串100,根据使用需求可以对应调整,在此不予尽
述。
磁体102主要设置在侧边区域111,将单体重量较小的III类磁体106主要设置在中间区域
112,形成的最小磁体环的径向尺寸将小于全部由III类磁体106构成的磁体串100形成的最
小磁体环的径向尺寸。同理,具有不同耦合磁力的磁体101在中间区域112和侧边区域111的
不同数量分布,也将影响最终磁体串100形成的最小磁体环的大小。实践应用中,可以根据
实际应用需求对应调整磁体串100中磁体101的类别和区域分布等,在此不再尽述。
用于安装缓释药物等功能性材料,能够通过微孔110或高分子材料的分子间隙缓慢释放出
磁体101。
相通。
202,负压套管202安装于输送套管201内并与负压源连接用于形成负压,负压套管202的末
端设置有用于吸附磁体101的管接头203,管接头203的吸附面形状与磁体101的外形相配
合,实际成环操作时,通过负压吸附住磁体101并将其向上提升,关掉负压则可以将吸附的
磁体101释放。
和内部的控制套管204,控制套管204末端安装有用于吸附磁体101的吸附磁铁205。实际成
环操作时,通过吸附磁铁205与对应位置的磁体101耦合,控制套管204可以通过与输送套管
201的相对运动来释放捕获的磁体101。
的取样钳206,取样钳206钳体的闭合形状与磁体101的截面形状相配合,钳体闭合后即可稳
定抓取磁体101。活体取样钳为目前行业内常用的取样设备,具体不再赘述。
磁体101并将其上提,使磁体串100中部抬高,直至所有的磁体101悬空,磁体串100两端在自
身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化,引起磁体串100两端的磁体101向中间移
动,两端磁体101距离缩短而相互耦合连接,最终形成磁体环。
捕获单元200通过摄像头导引移动到磁体串100中间位置,抓取磁体串100的中部磁体101,
移动磁体捕获单元200使磁体串100中部抬高,直至所有的磁体101都悬空。磁体串100两端
在重力作用下向中间移动,导致磁体串100两端的磁体101相互耦合连接,形成磁体环。在摄
像头的图形导引下,通过移动磁体捕获单元200调整磁体环在器官内的位置,达到精确定位
即可。
单元200抓取有驱动磁体113并移动至磁体串100中间磁体101与相邻磁体101的结合位置,
磁体捕获单元200释放驱动磁体113,使驱动磁体113耦合在中间磁体101与相邻磁体101之
间,产生的磁力促进磁体串100两端耦合成环;驱动磁体113具体可采用球形磁体或与磁体
串100中的磁体101相同即可。经实践验证,采用此种成环方式可以大大减小形成的磁体环
的径向尺寸,并能够将原不足以成环的磁体串100迅速成环,能够满足更严苛的实践需求。
术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案
相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。