[发明专利]一种可变刚度载体、系统、使用方法及其应用

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及经自然腔道内镜手术器械技术领域，尤其涉及一种可变刚度入路载体、系统、使用方法及其应用。

背景技术

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。

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。

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，本发明对于经自然腔道内镜手术的发展具有重要的意义

发明内容

本发明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。

为了实现上述目的，本发明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。

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。

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。

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。

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。

优选地，所述密封膜为硅胶薄膜。