一种肠镜检查中测量肠道内气压的装置及方法

1.本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种肠镜检查中测量肠道内气压的装置及方法。


背景技术：

2.在肠镜检查中，需要通过水/气通道往肠道内打气(医用co2)，方便撑开肠壁，仔细观察肠黏膜。
3.但是，往肠腔内过度注气，会造成肠腔内部因充气过多而压力过大，引发肠道的痉挛和腹胀，做完肠镜后有腹痛等不适现象，甚至引发肠壁损伤和穿孔。
4.因此，在肠镜检查过程中测量肠道内气压可以防止过度注气，从而提高患者术中以及术后的舒适性和安全性。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种肠镜检查中测量肠道内气压的装置及方法，可以准确测量在气体和消化液混合的环境下肠道内部的气压，用于避免过度注气带来的问题，从而提高患者术中以及术后的舒适性和安全性。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
7.提供了一种肠镜检查中测量肠道内气压的装置，包括：软镜管，软镜管内设有螺旋金属管，螺旋金属管内设有相互并列排布的牵引钢丝、角度钢丝、气通道、器械通道和水通道，所述气通道的管段上具有向外凸出的气压检测分支管，所述气压检测分支管内设有移动机构、固定块、与移动机构连接的管道封堵机构以及与电池及电路模块电性连接且用于测定所述气通道内气压的气压传感器，所述固定块固定设置在所述气压检测分支管内且与所述管道封堵机构滑动插接，所述固定块的外表面覆盖所述气压检测分支管的内表面且二者配合接触；
8.所述管道封堵机构在所述移动机构的作用下移动至第一预定位置时，其将所述气通道内部通道分隔成相互独立的上部通道段和下部通道段，其中，所述气通道的下部通道段与所述气压检测分支管内部连通；
9.所述管道封堵机构在所述移动机构的作用下移动至第二预定位置时，其将所述气通道内部通道与所述气压检测分支管内部分隔开，所述气通道内部通道畅通。
10.进一步的，所述管道封堵机构包括：
11.分隔板，其包括分别设置在所述气通道内两侧壁上的上分隔斜板和下分隔斜板，上分隔斜板和下分隔斜板之间具有封板孔；
12.封堵件，其包括限位部、管封板部、孔封板部以及与限位部、管封板部和孔封板部共同连接的连接部，其中，限位部、管封板部、孔封板部从左到右依次布置，而限位部与所述移动机构连接且位于所述固定块的左侧，所述连接部呈杆状且与所述固定块滑动插接；
13.所述气压传感器固定设置在所述气压检测分支管内且位于所述固定块和所述气
通道之间；
14.所述封堵件在所述移动机构的作用下移动至限位部与固定块的左侧壁贴合时，所述孔封板部位于所述上分隔斜板和所述下分隔斜板之间的封板孔处，以形成所述孔封板部对所述封板孔的封堵，并将所述气通道内部通道分隔成相互独立的上部通道段和下部通道段，所述管封板部位于所述气通道内，所述气通道的下部通道段与所述气压检测分支管内部连通；
15.所述封堵件在所述移动机构的作用下移动至第二预定位置时，所述孔封板部与所述上分隔斜板和所述下分隔斜板之间的封板孔处于分离状态，使得所述气通道内部通道畅通，所述管封板部位于所述气压检测分支管内部，以将所述气压检测分支管内部与所述气通道内部通道分隔开。
16.进一步的，所述电池及电路模块滑动地设置在所述气压检测分支管内底面上且位于所述固定块的左侧。
17.进一步的，所述移动机构包括：
18.按钮，其滑动地设置在所述气压检测分支管内底面且位于所述固定块的左侧；
19.第一弹簧，其将所述按钮与所述电池及电路模块连接；以及
20.第二弹簧，其将所述电池及电路模块与所述封堵件的限位部连接。
21.进一步的，还包括：贴合在所述软镜管的末端上的柔性压力传感器和将柔性压力传感器封装在所述柔性压力传感器上的封装片，所述柔性压力传感器与所述电池及电路模块电性连接。
22.进一步的，所述气通道的末端装有吸水结构。
23.肠镜检查中测量肠道内气压的方法，适用于肠镜检查中测量肠道内气压的装置，包括以下步骤：
24.1)往气通道内通入气体，以清空气通道中的液体；
25.2)使用移动机构将管道封堵机构移动至第一预定位置，以将气通道内部通道分隔成相互独立的上部通道段和下部通道段，其中，气通道的下部通道段与气压检测分支管内部连通，此时，气压传感器处的气压与肠道内的气压相等；
26.3)采用气压传感器和柔性压力传感器测量肠道中的气压，得到气压传感器和柔性压力传感器测得的压强数据；
27.4)将气压传感器和柔性压力传感器测得的压强数据进行处理，其中，包括压强数据的均值滤波处理，气压传感器和柔性压力传感器两个传感器数据的相互校准以及数据的拟合，得到处理气压值，通过比较处理气压值与肠道内耐受的气压值，判断是否需要停止注气。
28.本发明肠镜检查中测量肠道内气压的装置以及使用方法至少具有如下有益效果：
29.将柔性压力传感器安装于软镜管末端，可以直接测量肠道中的气压。将气压传感器安装在气压检测分支管，设计一个三通结构，管道封堵机构在移动机构的作用下移动至第一预定位置时，其将气通道内部通道分隔成相互独立的上部通道段和下部通道段，其中，气通道的下部通道段与气压检测分支管内部连通，气压传感器表面的气压与肠道内的气压相等，从而可以通过气压传感器测出肠道内的气压，再将柔性压力传感器测得的数据与气压传感器测得的数据相结合，可以更为准确的测出在气液混合的情况下肠道内的气压变化
情况，将两个传感器测得的数据进行处理，包括压强数据的均值滤波处理，可以得到准确的肠道内的气压值。通过比较处理气压值与肠道内耐受的气压值，判断是否需要停止注气，有效避免了过度注气带来的问题，从而提高患者术中以及术后的舒适性和安全性。
附图说明
30.图1是本发明一实施例中基于电子结肠镜的测量肠道气压的装置的整体结构图；
31.图2是本发明一实施例中三通结构整体示意图；
32.图3是本发明一实施例中气通道与气压检测分支管的连接示意图；
33.图4是本发明一实施例中按下按钮后气通道与气压检测分支管的连接示意图；图5是本发明一实施例中封堵件的结构图；
34.图6是气通道末端结构图；
35.图7是柔性压力传感器与气压传感器得到的压强数据图；
36.图8是压强数据在均值滤波后的局部放大图；
37.图9是柔性压力传感器与气压传感器压强数据经过均值滤波后得到的曲线图；图10是本发明一实施例中基于电子结肠镜的测量肠道气压的装置所测压强数据经过数据处理后最终得到的压强数据图。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
39.如图1和图2所示，在一实施例中，提供了一种肠镜检查中测量肠道内气压的装置，包括：软镜管10，软镜管10内设有螺旋金属管20，该螺旋金属管20呈螺旋状且沿着软镜管10管长方向延伸，螺旋金属管20是电子结肠镜的支架构件，支撑包裹整个系统。
40.螺旋金属管20内设有相互并列排布的牵引钢丝30、角度钢丝40、气通道50、器械通道60和水通道70，其中，牵引钢丝30、角度钢丝40、气通道50、器械通道60和水通道70均沿着螺旋金属管20长度方向延伸，其中，气通道50、器械通道60和水通道70均呈管状，而牵引钢丝30和角度钢丝40用于控制弯曲部动作，是控制角度的钢丝；器械通道60可以放入活检钳，方便医生对肠道内部进行操作。
41.气通道50的管段上具有向外凸出的气压检测分支管80，具体地，该气压检测分支管80由气通道50的位于人体外的管段上一处垂直于气压检测分支管80凸出，气压检测分支管80和气通道50内部连通，二者形成三通结构。该气通道50的位于人体外的管段部分作为工作人员的可用手操作处。
42.气压检测分支管80内设有移动机构90、固定块100、与移动机构90连接的管道封堵机构110以及与电池及电路模块120电性连接且用于测定气通道50内气压的气压传感器130。气压传感器130采用ms5805-02ba01，在一实施例中，电池及电路模块120滑动地设置在气压检测分支管80内底面上且位于固定块100的左侧。
43.其中，固定块100由其左侧面向右侧面凹陷并形成开口槽，该固定块100具有横向贯通至开口槽区域的滑动插接孔，固定块100固定设置在气压检测分支管80内且与管道封堵机构110在滑动插接孔处滑动插接，二者在滑动插接孔处的形状和尺寸相配合；固定块100的外表面覆盖气压检测分支管80的内表面且二者配合接触，固定块100构成气压检测分
支管80在某一内侧截面处的密封件，减少外界环境的气压对气压传感器130的压强测定影响，提高气压传感器130测定肠道内压强的准确性。
44.如图4所示，管道封堵机构110在移动机构90的作用下移动至第一预定位置时，其将气通道50内部通道分隔成相互独立的上部通道段501和下部通道段502，其中，气通道50的下部通道段502与气压检测分支管80内部连通；
45.如图3所示，管道封堵机构110在移动机构90的作用下移动至第二预定位置时，其将气通道50内部通道与气压检测分支管80内部分隔开，气通道50内部通道畅通。
46.如图3所示，在一实施例中，管道封堵机构110包括：分隔板1101和封堵件1102。
47.分隔板1101包括分别设置在气通道50内两侧壁上的上分隔斜板11011和下分隔斜板11012，上分隔斜板11011和下分隔斜板11012之间具有封板孔140。
48.如图5所示，封堵件1102包括限位部11021、管封板部11022、孔封板部11023以及与限位部11021、管封板部11022和孔封板部11023共同连接的连接部11024，其中，限位部11021、管封板部11022、孔封板部11023从左到右依次布置，而限位部11021与移动机构90连接且位于固定块100的左侧，连接部11024呈杆状且与固定块100在滑动插孔孔处滑动插接；其中，限位部11021呈竖直板状，管封板部11022与气压检测分支管80形状和尺寸一致，孔封板部11023呈斜板状且尺寸以及形状与封板孔140一致。
49.气压传感器130固定设置在气压检测分支管80内且位于固定块100和气通道50之间；
50.封堵件1102在移动机构90的作用下移动至限位部11021与固定块100的左侧壁贴合(第一预定位置)时，孔封板部11023位于上分隔斜板11011和下分隔斜板11012之间的封板孔140处，以形成孔封板部11023对封板孔140的封堵，并将气通道50内部通道分隔成相互独立的上部通道段501和下部通道段502，管封板部11022位于气通道50内，气通道50的下部通道段502与气压检测分支管80内部连通；
51.封堵件1102在移动机构90的作用下移动至第二预定位置时，该第二预定位置即孔封板部11023与上分隔斜板11011和下分隔斜板11012之间的封板孔140处于分离状态的位置，使得气通道50内部通道畅通，管封板部11022位于气压检测分支管80内部，以将气压检测分支管80内部与气通道50内部通道分隔开。
52.如图3所示，在一实施例中，移动机构90包括：按钮901、第一弹簧902和第二弹簧903。
53.按钮901滑动地设置在气压检测分支管80内底面且位于固定块100的左侧；
54.第一弹簧902将按钮901与电池及电路模块120连接，即第一弹簧902位于按钮901和电池及电路模块120之间，其一端与按钮901连接而另一端与电池及电路模块120连接；以及
55.第二弹簧903将电池及电路模块120与封堵件1102的限位部11021连接，即第二弹簧903位于电池及电路模块120和封堵件1102的限位部11021之间，其一端与电池及电路模块120连接而另一端与封堵件1102的限位部11021连接。
56.按动按钮901，第一弹簧902、电池及电路模块120和第二弹簧903共同向右移动，并促使封堵件1102的限位部11021也向右移动。
57.如图1所示，在一实施例中，还包括：贴合在软镜管10的末端上的柔性压力传感器
150和将柔性压力传感器150封装在柔性压力传感器150上的封装片160，柔性压力传感器150与电池及电路模块120电性连接。柔性压力传感器150直接测量肠道中的气压，柔性压力传感器150与封装片160共同安装于软镜管10的表面，构成柔性压力传感器150的材料很薄、很软，可以贴合与软镜管10的表面，具有良好的生物相容性，封装起来可以使得软镜管10运动的时候，不会出现柔性材料也被带着一起形变的情况，可以提高柔性压力传感器150的测量精度。压力传感器150采用legactrp-c7.6st-lf2。
58.如图6所示，在一实施例中，气通道50的末端装有吸水结构170，吸水结构170由结构疏松的吸水材料构成，可以将进入气通道50的液体吸附起来，避免肠道内的液体堵塞气通道50，有利于测量气压时。其中，吸水结构170与气通道50的安装可以采取磁吸的方式，例如，采用分别嵌在气通道50末端和吸水结构170中相互吸引的磁铁，方便安装与拆卸。
59.如图7所示，为气压传感器130与柔性压力传感器150得到的数据，这里采用的压力传感器以518hz的频率采集数据，气压传感器130测得的数据经过处理后得到压强数据7(a)；柔性压力传感器150测得的压力数据经过处理后得到压强数据7(b)，其中包括大肠进行蠕动，空腹时的袋装往返运动，当大肠壁未接触柔性压力传感器150时，可以直接测量出肠道内的动态气压变化情况，当大肠蠕动时大肠壁会对柔性压力传感器150产生更大的力的作用，形成一个压强上升然后下降的一个突起。从图中看到压强数据存在很多毛刺和噪声。
60.如图8所示，为滤波的局部放大图，尝试了离散傅里叶变化(对含噪信号做离散傅里叶变换，然后仅保留大于5的系数，去除其他所有系数，再用离散傅里叶逆变换得到恢复后的数字信号)以及均值滤波的方法比较之后，采用的均值滤波算法，粗断线对应原始的压强数据，细线对应滤波处理之后的压强数据，可以明显看到，数据波动变小，变得更加的平滑，噪声变小。
61.如图9所示，分别为气压传感器130、柔性压力传感器150得到的压强数据经过均值滤波后得到的曲线。
62.如图10所示，粗线为对气压传感器130与柔性压力传感器150测得压强数据进行均值滤波后得到压强数据9(a)和压强数据9(b)进行处理得到的，将9(b)中大肠袋装往返运动期间(突起部分)的压强数据用9(a)对应时间的数据代替，其余9(a)、9(b)数据求取平均值，可以得到更加准确的肠道内的气压变化情况，细曲线是处理后的肠道内的压强数据，经过八次多项式拟合，细曲线即为最后处理得到的更准确的肠道内的压强数据，通过比较处理得到气压值与肠道内耐受的气压值，可以判断是否需要停止注气。
63.肠镜检查中测量肠道内气压的方法，适用于肠镜检查中测量肠道内气压的装置，包括以下步骤：
64.1)往气通道50内通入气体，以清空气通道50中的液体，可以清空气通道50中的液体，并且气通道50末端装有吸水结构170，可以将进入气通道50的液体吸附起来，避免肠道内的液体堵塞气通道50，有利于测量气压时。
65.2)使用移动机构90将管道封堵机构110移动至第一预定位置，以将气通道50内部通道分隔成相互独立的上部通道段501和下部通道段502，其中，气通道50的下部通道段502与气压检测分支管80内部连通，此时，气压传感器130处的气压与肠道内的气压相等；
66.如附图2所示的按下按钮901前气通道50的体外部分(可用手操作处)与气压检测
分支管80连接形成三通结构。
67.如附图3所示的按下按钮901前气通道50与气压检测分支结构，气通道50的体外部分(可用手操作处)与气压检测分支管80连接形成三通结构，气通道50可正常通入水/气。
68.按下所述按钮901 13之后，第一弹簧902和第二弹簧903压缩，封堵件1102向前移动，封堵件1102的孔封板部11023位于上分隔斜板11011和下分隔斜板11012之间的封板孔140处形成一个平面，以形成孔封板部11023对封板孔140的封堵，并将气通道50内部通道分隔成相互独立的上部通道段501和下部通道段502，管封板部11022位于气通道50内，气通道50的下部通道段502与气压检测分支管80内部连通；
69.3)采用气压传感器130和柔性压力传感器150测量肠道中的气压，得到气压传感器130和柔性压力传感器150测得的压强数据；
70.4)将气压传感器130和柔性压力传感器150测得的压强数据进行处理，其中，包括压强数据的均值滤波处理，气压传感器和柔性压力传感器两个传感器数据的相互校准以及数据的拟合，得到处理气压值，通过比较处理气压值与肠道内耐受的气压值，判断是否需要停止注气。
71.肠镜检查中测量肠道内气压的装置以及方法将柔性压力传感器150安装于软镜管10末端，可以直接测量肠道中的气压。将气压传感器130安装在气压检测分支管80，设计一个三通结构，管道封堵机构110在移动机构90的作用下移动至第一预定位置时，其将气通道50内部通道分隔成相互独立的上部通道段501和下部通道段502，其中，气通道50的下部通道段502与气压检测分支管80内部连通，气压传感器130表面的气压与肠道内的气压相等，从而可以通过气压传感器130测出肠道内的气压，再将柔性压力传感器150测得的数据与气压传感器130测得的数据相结合，可以更为准确的测出在气液混合的情况下肠道内的气压变化情况，将两个传感器测得的数据进行处理，包括压强数据的均值滤波处理，可以得到准确的肠道内的气压值。通过比较处理气压值与肠道内耐受的气压值，判断是否需要停止注气，在气液混合的复杂状况下准确测量肠道内的气压，有效避免了过度注气带来的问题，从而提高患者术中以及术后的舒适性和安全性。
72.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。