專利名稱：模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種醫療器材的技術領域，具體涉及一種模擬直腸肛管儲便排便功能
的人造裝置。
背景技術：
人體中儲便、排便的功能主要由直腸、肛管負責實現，當上述部位病變后通常需要 切除直腸、肛管，切除后為了解決病人的儲便排便問題，常規的方式是采用造瘺術，即在腹 壁開口造瘺，并將結腸斷端連接在該瘺口 ，瘺口位置還需裝上體外糞兜。造瘺術雖然解決了 儲便排便問題，但同時也給患者帶來明顯的不便和痛苦。 另一種方式是傳統原位肛門重建術。目前主要有二種方法一是將結腸向下拉至 肛口吻合，通過自體肌肉移植重建肛管括約肌；二是將結腸向下拉至肛口吻合，并在下端結 腸外圍設置人造括約肌和壓力傳感器，壓力傳感器檢測體內糞便壓力，并將該信號向體外 裝置傳送報告。前者因移植肌肉功能不良致肛門控便功能差；后者因結腸經常承受人造括 約肌和壓力傳感器鉗夾、擠壓、摩擦，容易發生缺血、潰瘍、腐蝕、感染等問題，還存在排便乏 力、失禁等問題，從而限制了在臨床的廣泛應用。
發明內容
本發明的目的是針對傳統技術的上述不足而提供一種模擬直腸肛管儲便排便功 能的裝置，它可以模擬直腸及肛管儲便、控制排便的功能，且排便有力，并避免出現缺血、潰 瘍、腐蝕、感染的問題。 為實現上述目的，本發明的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置包括由柔軟人工材 料制成的管狀直腸假體，管狀直腸假體的上下兩端設有開口 ；在管狀直腸假體下端設有控 制管狀直腸假體下端口打開或閉合的活動開合機構；在管狀直腸假體的中上段周圍還設有 將管狀直腸假體進行橫向壓縮的壓縮機構。 較好的是，所述活動開合機構是指在管狀直腸假體下端兩側分別設有夾塊，其中 一側的夾塊設有磁鐵，而另一側的夾塊設有鐵塊和電磁線圈。其中磁鐵和鐵塊在常態下互 相吸引而使兩夾塊將管狀直腸假體夾攏；在排便時電磁線圈通電而與磁鐵產生排斥力，抵 消磁鐵和鐵塊的吸引力使兩夾塊松開。 所述活動開合機構也可以是指在管狀直腸假體下端兩側分別設有夾塊，兩側的夾 塊之間連接有施加彈性拉力的彈力條，且其中一側的夾塊設有電磁線圈，而另一側的夾塊 設有電磁線圈或磁鐵。其中在常態下該彈力條使兩夾塊將管狀直腸假體夾攏；在排便時一 側的電磁線圈通電，與另一側同樣通電的的電磁線圈或磁鐵產生排斥力，該排斥力克服彈 力條的拉力，使兩夾塊放松對管狀直腸假體的鉗夾。 所述活動開合機構也可以為人工括約肌。該人工括約肌包括位于管狀直腸假體兩 側或一側的液囊塊，液囊塊與液泵連通，液泵還連通有儲液囊。 更好的是，在管狀直腸假體兩側的夾塊之間設有連接支架，該連接支架中央設有
3供管狀直腸假體穿過的鏤空孔；所述管狀直腸假體兩側的夾塊上端與連接支架鉸接。
所述管狀直腸假體兩側的夾塊在夾攏時最好呈倒立的八字形。這樣，可以使糞便對兩側的夾塊產生協助它們打開的側壓力，減輕排便時電磁線圈的電流(電磁力)負擔。
所述壓縮機構可以是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩弧形夾片；兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，其中一弧形夾片的自由端設有鐵塊，另一弧形夾片的自由端設有電磁線圈。這樣，在管狀直腸假體需要收縮時，可以使電磁線圈通電而產生磁場，對鐵塊產生吸引力，使兩弧形夾片的自由端互相靠攏，于是活動環夾將管狀直腸假體進行橫向壓縮；在常態下，電磁線圈不通電，兩弧形夾片的自由端之間沒有磁力，管狀直腸假體處于舒張狀態。所謂"弧形夾片的自由端"，是指兩弧形夾片能夠張開或閉合的一端。 所述壓縮機構也可以是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩片弧形夾片，兩片弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，其中一弧形夾片的自由端設有磁鐵塊，另一弧形夾片的自由端設有電磁線圈。這樣，在管狀直腸假體需要收縮時，可以使電磁線圈通電而產生吸引磁鐵塊的磁場，使兩弧形夾片的自由端靠攏；當電磁線圈不通電，兩弧形夾片的自由端之間沒有磁力。 所述壓縮機構還可以是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩片弧形夾片，兩片弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，兩弧形夾片的自由端分別設有電磁線圈。這樣，在管狀直腸假體需要收縮時，可以使兩電磁線圈通電產生互相吸引的磁場，而電磁線圈斷電時兩弧形夾片的自由端之間沒有磁力。
最好還設有微處理器，微處理器控制各活動環夾的電磁線圈在每個工作過程中按照由上而下的順序依次通電。這樣，上面的活動環夾先閉合，下面的活動環夾后閉合，可以更好地引導糞便向下運動。 所述活動環夾的兩弧形夾片在豎向剖面上最好形成為上小下大的八字形。
本發明具有以下優點和效果 —、本發明的管狀直腸假體可反復承受活動開合機構、壓縮機構的機械外力，為管狀直腸假體、活動開合機構、壓縮機構三者的綜合協同作用提供了前提條件，其中管狀直腸假體模擬出直腸的儲便功能，壓縮機構模擬出直腸的收縮蠕動功能，活動開合機構及管狀直腸假體下端口模擬出肛管排便控制功能，整體可以替代直腸、肛管，使用方便，排便有力，仿真度高，排便方式與正常人基本沒有區別(感覺便意的功能可以另外采用公知的壓力傳感器技術)；既避免了造瘺術糞兜引起的麻煩、尷尬，也避免了傳統原位肛門重建術引起的結腸缺血、潰瘍、腐蝕、感染、排便乏力、失禁等問題。 二、本發明在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩片活動弧形夾片，兩片活動弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，兩活動弧形夾片的自由端分別設有電磁吸引部件，從而形成可以模擬直腸壓縮蠕動的壓縮機構。該壓縮機構在常態下，電磁線圈不通電，兩弧形夾片的自由端之間沒有磁力，管狀直腸假體中上段處于自然舒張狀態；當需要管狀直腸假體收縮蠕動時(例如在排便時)，可以使線圈通電，電磁線圈產生磁場，產生電磁吸引力，于是兩弧形夾片的自由端靠攏，活動環夾將管狀直腸假體進行橫向壓縮，模擬出人體直腸收縮。 管狀直腸假體的橫向直徑變化(收縮或復位擴張)還可引起其發生縱向位移、蠕動；另外，兩弧形夾片的豎向剖面可以呈八字形，因此在合攏收縮過程還會對管狀直腸假體
產生向下的側壓力，也可以使管狀直腸假體稍微向下蠕動，引導糞便向下移動。 三、本發明的活動開合機構，在常態下使管狀直腸假體下端口閉合，當需要排便
時，可以使管狀直腸假體下端口打開，在糞便壓力作用下(必要時在收縮機構的收縮壓力
協同作用下)，可使糞便順利排出。 四、本發明中，采用電磁力控制的活動開合機構，與采用液泵控制人工括約肌的活動開合機構相比而言，還具有以下進一步的優點 1、電磁線圈動作可靠、迅速、干脆，結構簡單，制作容易，成本低，耗電少；
2、避免液泵的磨損問題，電磁線圈使用壽命幾乎不受限制； 3、在出現緊急異常情況下(如電池無電、水泵不正常)導致糞便壓力過大時，采用液泵的方式將對此束手無策；而在本發明采用電磁力的活動開合機構中，當萬一出現電源無電等異常情況導致糞便壓力過大時，管狀直腸假體下端口會被迫自行打開，或可以用人工手動打開。
圖1是本發明第一種具體實施例的整體結構示意圖。 圖2是圖1中的活動開合機構在夾攏閉合狀態下的結構示意圖。 圖3是圖1中的活動開合機構在打開狀態下的結構示意圖。 圖4是圖1中的夾塊的安裝結構示意圖。 圖5是圖4中連接支架的結構示意圖。 圖6是圖1中左邊的夾塊的立體形狀示意圖。 圖7是圖1中壓縮機構的結構和原理示意圖。 圖8是本發明第二種具體實施例的整體結構示意圖。 圖9是圖8中活動開合機構在夾攏閉合狀態下的水平結構示意圖。 圖10是圖8中活動開合機構在打開狀態下的水平結構示意圖。 圖11是圖8中壓縮機構的結構和原理示意圖。 圖12是本發明第三種具體實施例的整體結構示意圖。 圖13是圖12中壓縮機構的結構和原理示意圖。
具體實施方式
實施例一 圖1、圖2、圖3所示的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置包括由柔軟人工材料制成的直腸假體1，該假體呈兩頭小、中間粗的管狀，內部形成用于儲便的囊腔ll，上下兩端設有開口，模擬直腸的形狀，因此構成管狀直腸假體；在管狀直腸假體1的下端兩側分別設有夾塊2，其中一側的夾塊設有磁鐵21，而另一側的夾塊設有鐵塊22和銅線圈23。在常態下銅線圈23不通電，而磁鐵21和鐵塊22互相吸引而使兩夾塊靠攏，將管狀直腸假體下端口夾攏閉合，如圖2所示；在排便時，可以使銅線圈23通電而產生與磁鐵21相斥的磁力線，使兩者出現排斥力，該排斥力基本抵消了磁鐵21和鐵塊22的吸引力，使兩夾塊2可在糞便壓力作用下松開，管狀直腸假體下端口打開，如圖3所示。圖2、圖6所示，兩側的夾塊2形
5狀對稱，在夾攏時呈倒立的八字形。 圖4、圖5、圖6所示，在管狀直腸假體兩側的夾塊2之間設有連接支架26，該連接 支架中央設有供管狀直腸假體穿過的鏤空孔27 ;所述管狀直腸假體兩側的夾塊上端設有 小轉軸孔28，連接支架周邊設有水平的小轉軸29，安裝后小轉軸29穿入對應的小轉軸孔28 中，使管狀直腸假體兩側的夾塊2上端與連接支架26形成鉸接關系，兩側的夾塊2可相對 連接支架26轉動。 圖1、圖7所示，在管狀直腸假體的中上段周圍還設有將管狀直腸假體進行橫向壓 縮的壓縮機構；該壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下三個活動環夾3，每個活 動環夾3包括兩弧形夾片31，兩弧形夾片31的固定端(圖7中為左端)利用豎向轉軸32 鉸接，其中一弧形夾31片的自由端(圖7中為右端)設有磁鐵塊34，另一弧形夾片31的自 由端(圖7中為右端)設有電磁銅線圈33。這樣，在常態下，電磁銅線圈33不通電，兩弧形 夾片的自由端之間沒有磁力，管狀直腸假體及活動環夾處于舒張狀態；當需要排便或排氣 時，或直腸假體需要蠕動時，可以使電磁銅線圈33通電形成磁場，電磁銅線圈33與磁鐵塊 34兩者靠近端的極性相反，兩者產生吸引力，使兩弧形夾片的自由端繞豎向轉軸32轉動而 相對靠攏，如圖7箭頭所示，活動環夾3閉合，將管狀直腸假體1進行橫向壓縮。
圖1所示，上面兩個活動環夾3的弧形夾片在豎向剖面上形成為上小下大的八字 形。圖7所示，每個活動環夾的其中一弧形夾片的固定端設有限位凸塊37，以限制兩弧形夾 片31張開的角度。 在實施例一中，還設有微處理器，微處理器控制各活動環夾的電磁線圈在每個工 作過程中按照由上而下的順序依次通電。另外，微處理器還可以控制各個電磁線圈動作的 力度、次數、持續時間等。 實施例一中，鐵塊22和銅線圈23，也可改為布置在同一高度。 在實施例一中，每個活動環夾3的兩弧形夾片可以傾斜設置，這樣每個活動環夾3
對管狀直腸假體控制的范圍更大。 實施例二 圖8、圖9、圖10所示的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置包括由柔軟人工材料制 成的直腸假體l，該直腸假體呈管狀，上下兩端設有開口，中間形成可以儲便的囊腔ll，模 擬出直腸的形狀，因此形成管狀直腸假體；在管狀直腸假體的下端兩側分別設有夾塊2，并 設有使兩側夾塊在常態下夾攏而在排便時松開的活動開合機構；該活動開合機構是指在管 狀直腸假體兩側的夾塊之間連接有施加彈性拉力的彈力條24，該彈力條為膠質彈力筋，且 管狀直腸假體兩側的夾塊2分別設有電磁線圈23，兩夾塊2的安裝結構與實施例一相同。 在常態下，該膠質彈力筋24使兩夾塊將管狀直腸假體夾攏，如圖9所示；在排便時使兩電磁 線圈通電，使兩電磁線圈23靠近端的電磁極性相同，產生排斥力，該排斥力克服彈力條的 夾攏力量而使兩夾塊松開，加上在糞便壓力作用下(必要時在收縮機構的收縮壓力協同作 用下)，于是管狀直腸假體下端口打開進行排便，如圖10所示。 圖8、圖11所示，在管狀直腸假體的中上段周圍還設有將管狀直腸假體進行橫向 壓縮的壓縮機構。該壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下兩個活動環夾3，每 個活動環夾包括兩弧形夾片31 ;兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸24鉸接，其中一弧形夾 片的自由端設有電磁線圈33，另一弧形夾片的自由端設有電磁線圈35，通電時兩電磁線圈33、35靠近端的電磁極性相反，這樣，兩電磁線圈33、35通電時產生吸引力，電磁線圈不通 電時兩弧形夾片的自由端之間沒有磁力。 實施例二的其中一個特點是整個機構沒有磁鐵塊，患者體內不需存在永磁體，因 此不會干擾患者以后的核磁共振成像檢查。
實施例三 圖12所示的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置包括由柔軟人工材料制成的直腸 假體l，該直腸假體呈管狀，上下兩端設有開口，中間形成可以儲便的囊腔ll，模擬出直腸 的形狀，因此稱為管狀直腸假體；在管狀直腸假體1的下端設有環箍，液囊塊4置于管狀直 腸假體1和環箍的右側41之間。液囊塊4與液泵43連通，液泵43還連通有儲液囊44。在 常態下，液泵43將儲液囊44的液體抽到液囊塊4中，使液囊塊4充滿液體而形成壓力，液 囊塊4和環箍的左側42將管狀直腸假體1下端口夾緊；在需要排便時，可以利用液泵43將 液囊塊4中的液體抽回到儲液囊44，使液囊塊4縮小變癟，喪失對管狀直腸假體下端夾攏的 力量，于是管狀直腸假體下端口打開。該液囊塊4相當于一種人造括約肌。
圖12、圖13所示，在管狀直腸假體的中上段周圍還設有將管狀直腸假體進行橫向 壓縮的壓縮機構。該壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下四個活動環夾3，每個 活動環夾包括兩弧形夾片；兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，其中一弧形夾片的自 由端設有鐵塊36，另一弧形夾片的自由端設有電磁線圈33。這樣，電磁線圈通電時對鐵塊 產生吸引力，使兩弧形夾片的自由端繞轉軸轉動靠攏，活動環夾3閉合；電磁線圈不通電時 該吸引力消失，兩弧形夾片的自由端之間沒有作用力，活動環夾3舒張。
實施例四 在該實施例中，管狀直腸假體與實施例一相同，壓縮機構與實施例一相同，而活動 開合機構則為一活動塞子，而活動塞子平時塞緊(或擰緊)在管狀直腸假體端口，使管狀直 腸假體下端閉合，排便時將活動塞子則取出(或擰開)，使管狀直腸假體下端口打開。
實施例五 在該實施例中，管狀直腸假體與實施例二相同，壓縮機構與實施例二相同，而活動 開合機構則將實施例二的膠質彈力筋改為在常態下施加拉力的金屬彈簧，并將實施例二中 圖8、圖9、圖10右邊的銅線圈23改為磁鐵塊，左邊的銅線圈通電時產生磁場，且左邊的銅 線圈與磁鐵塊兩者靠近端的磁場極性相同，在通電時產生排斥力。 上述各實施例使用時，電磁線圈可連接控制電路，并可以在體外設置操控器，通過 操控器的按鈕向電磁線圈控制電路發布命令，由控制電路控制電磁線圈的通斷。
上述各實施例中，只要控制電磁線圈的電流方向，就可決定電磁線圈的磁力線方 向，從而決定電磁線圈與磁鐵(或另一電磁線圈)產生的作用力是吸引力還是排斥力。
上述各實施例中，為了感知便意，可以在管狀直腸假體下端設置壓力傳感器，將壓 力檢測結果發送到體外的操控器，由位于體內或體外的單片機對檢測結果進行分析，根據 檢測結果由操控器發出便意的聲光信號或震動信號。如廁后，利用體外的操控器向體內發 射信號，通過控制電路命令電磁線圈動作。上述的壓力傳感器，已成功應用于"治療直腸雖 然存在但感知便意的神經損壞"等病例中。 上述各實施例中，電磁線圈的電源可以采用蓄電電容、高能電池，也可以采用充電 電池，還可以運用已經成熟的無線發射能量供給技術，由體外向體內無線發射以提供電源
本申請文件中，"管狀直腸假體的中上段"是指管狀直腸假體位于活動開合機構上方的部位。
權利要求
一種模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于包括由柔軟人工材料制成的管狀直腸假體，管狀直腸假體的上下兩端設有開口；在管狀直腸假體下端設有控制管狀直腸假體下端口打開或閉合的活動開合機構；在管狀直腸假體的中上段周圍還設有將管狀直腸假體進行橫向壓縮的壓縮機構。
2. 根據權利要求1所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所述活動 開合機構是指在管狀直腸假體下端兩側分別設有夾塊，其中一側的夾塊設有磁鐵，而另一 側的夾塊設有鐵塊和電磁線圈。
3. 根據權利要求1所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所述活動 開合機構是指在管狀直腸假體下端兩側分別設有夾塊，兩側的夾塊之間連接有施加彈性拉 力的彈力條，且其中一側的夾塊設有電磁線圈，而另一側的夾塊設有電磁線圈或磁鐵。
4. 根據權利要求2或3所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于在管 狀直腸假體兩側的夾塊之間設有連接支架，該連接支架中央設有供管狀直腸假體穿過的鏤 空孔；所述管狀直腸假體兩側的夾塊上端與連接支架鉸接。
5. 根據權利要求4所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所述管狀 直腸假體兩側的夾塊在夾攏時呈倒立的八字形。
6. 根據權利要求1、2或3所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所 述壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩弧 形夾片；兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，其中一弧形夾片的自由端設有鐵塊，另一 弧形夾片的自由端設有電磁線圈。
7. 根據權利要求1、2或3所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所 述壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩弧 形夾片，兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，其中一弧形夾片的自由端設有磁鐵塊，另 一弧形夾片的自由端設有電磁線圈。
8. 根據權利要求1、2或3所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所 述壓縮機構是指在管狀直腸假體的周圍設有上下若干個活動環夾，每個活動環夾包括兩弧 形夾片，兩弧形夾片的固定端利用豎向轉軸鉸接，兩弧形夾片的自由端分別設有電磁線圈。
9. 根據權利要求7所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于還設有微 處理器，微處理器控制各活動環夾的電磁線圈在每個工作過程中按照由上而下的順序依次 通電。
10. 根據權利要求7所述的模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，其特征在于所述活動 環夾的兩弧形夾片在豎向剖面上形成為上小下大的八字形。
全文摘要
一種模擬直腸肛管儲便排便功能的裝置，包括由柔軟人工材料制成的管狀直腸假體，管狀直腸假體的上下兩端設有開口；在管狀直腸假體下端設有控制管狀直腸假體下端口打開或閉合的活動開合機構；在管狀直腸假體的中上段周圍還設有將管狀直腸假體進行橫向壓縮的壓縮機構。本發明可以模擬直腸及肛管儲便、控制排便的功能，仿真度高，排便方式與正常人基本沒有區別，且排便有力，動作可靠、迅速、干脆，結構簡單，制作容易，成本低，耗電少，并避免出現缺血、潰瘍、腐蝕、感染的問題。
文檔編號A61F2/48GK101785713SQ20101011162
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者余林倩, 莊潮平 申請人:莊潮平;余林倩