专利名称：用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗器械技术领域的器械，是一种用于人工肛门括约肌的 弹簧控制微型泵。
技术背景大便失禁是临床上常见的一种病症，引起大便失禁的原因有多种，神经系 统原因产生的失禁、会阴部创伤、肛门直肠疾病、先天性肛门直肠畸形以及妇 产科、肛肠外科手术后并发症等多种原因。据资料统计成年人的发病率高达2%， 65岁以上者发病率可达7%，实际上这种病症的发病率常因患者羞于求医而被低 估。大便失禁是指肛管括约肌失去对粪便及气体排出的控制能力，它容易造成 多种并发症，不仅给患者带来极大痛苦，而且给护理工作带来诸多困难，随着 人口老龄化趋势的发展，大便失禁己经成为临床急需解决的病症之一。临床上治疗大便失禁的方法有多种，药物治疗、保守治疗、外科治疗等。 外科治疗严重大便失禁的方法有肠造口手术和人工肛门括约肌。肠造口手术是 目前临床上治疗重度大便失禁的最后选择方案，它是挽救生命的一种有效方式， 但它是一种违反生理的残疾或畸形，使患者的生活质量和生命质量受到很大影 响。人工肛门括约肌是在病人原位植入人工肛门括约肌，治疗各种原因引起的 大便失禁病症。国外在临床上已经将人工肛门括约肌(Artificial Anal Sphincter)应用于治疗大便失禁病症，并取得了良好的治疗效果。相比于肠造 口手术，人工肛门括约肌的优点非常明显，可以缓解患者的心理压力，提高患 者的生活质量，因此是一种治疗效果显著的外科治疗方案。经对现有人工肛门括约肌技术研究的文献检索发现，美国专利Artificial Anal Sphincter(专利号US 7,022,622 B2)涉及一种用于治疗大便失禁的人工 肛门括约肌，它由Presssure Regulating Ballon(压力调节球)、Contro1 Pump(控 制泵)和Cuff (钳夹囊袋)三个部件组成，其中控制泵是这种人工肛门括约肌的关 键部件，它是实现人工肛门括约肌的动力源，其工作原理是手动挤压式，这种 工作方式使这种人工肛门括约肌存在的缺点是患者必须通过手动挤压方式将 钳夹囊袋内的液体排至储液囊袋。 发明内容本发明针对现有人工肛门括约肌控制泵的缺陷，提供了一种用于人工肛门 括约肌的弹簧控制微型泵，安装在人工肛门括约肌的钳夹囊袋与储液囊袋之间， 实现在钳夹囊袋和储液囊袋之间双向排液，并且在任意位置上可以实现保压功 能，提高现有人工肛门括约肌系统控制的功能和性能。本发明是通过以下技术方案来实现，本发明包括微型电动机、第一压板、 第一容器、第一弹簧、螺母、外壳、第二容器、第二弹簧、第二压板、推杆、 活塞板、外盖、第一单向阀、第一医用导管总管、活塞腔、第二医用导管总管、 轴承、第一医用导管支管、第二医用导管支管、第三医用导管支管、第四医用 导管支管和螺杆。各零部件连接关系微型电动机输出轴与螺杆一端联接在一 起，螺杆另一端通过轴承安装在外壳上，微型电动机与外壳联接在一起，螺母 与螺杆旋合在一起。第一弹簧两端分别固定在第一压板和螺母上，第二弹簧两 端分别固定在第二压板和螺母上，推杆一端固定在螺母上，推杆另一端固定在 活塞板上。第一医用导管总管的一端通过第一单向阀与活塞腔相通，另一端分 开成两路，分别为第三医用导管支管和第四医用导管支管，第二医用导管总管 的一端通过第二单向阀与活塞腔相通，另一端分开成两路，分别为第一医用导 管支管和第二医用导管支管。第二压板将第一医用导管支管和第三医用导管支 管的一端压紧在外壳内壁，第一医用导管支管另一端与第二容器相联通，第三 医用导管支管与第一容器相联通，第一压板将第二医用导管支管和第四医用导 管支管的一端压紧在外壳内壁，第二医用导管支管的另一端与第一容器相联通， 第四医用导管支管的另一端与第二容器相联通。当微型电动机旋转时，带动螺杆旋转，螺母在螺杆旋转运动带动下，实现 向左或向右平移，推动推杆跟随螺母向左或向右平移，使得推杆推动活塞板向 左或向右平移，活塞板向左或向右移动实现了活塞腔容积变化。当螺母向左移动，压缩第一弹簧，第一弹簧推动第一压板压向第三医用导 管支管和第四医用导管支管，使第三医用导管支管和第四医用导管支管被隔断，
第一容器无法通过第四医用导管支管与活塞腔相联通，第二容器无法通过第三 医用导管支管与活塞腔相联通。螺母向左移动，拉伸第二弹簧，使第二弹簧拉 动第二压板远离第一医用导管支管和第二医用导管支管，第一医用导管支管和 第二医用导管支管处于导通状态，使第一容器通过第二医用导管支管与活塞腔 相联通，第二容器通过第一医用导管支管与活塞腔相联通。与此同时，螺母向左移动带动推杆向左移动，推杆拉拉动活塞板向左移动， 活塞腔体积增大，压力减小，导致第一单向阔关闭，第二单向阀打开，使第二 容器内液体通过第一医用导管支管和第二单向阀流向活塞腔，当螺母向左移动 到极限位置后，第二容器内液体流向活塞腔的液体达到最大值。螺母向左移动 到极限位置后，螺杆反转，螺母向右移动，推动推杆向右移动，推杆推动活塞 板向右移动，压縮活塞腔，使活塞腔内容积减小，压力增大，导致第二单向阀 关闭，第一单向阀打开，第一容器通过第二医用导管支管和第一单向阀与活塞 腔相联通，螺母继续向右移动时，活塞板推动活塞腔内液体通过第一单向阀和 第二医用导管支管流向第一容器，当螺母向右运动到起始点，微型电动机停止 旋转，此时螺母推动第二弹簧压向第二压板，第二压板将第一医用导管支管和 第二医用导管支管压紧，第一医用导管支管和第二医用导管支管被隔断，使第 一容器和第二容器与活塞腔都不联通，实现第一容器与第二容器内液体不会发 生相互渗透，压力保持恒定。此工作过程，实现将第二容器内液体泵入第一容 器，并实现在任意位置保压功能，重复以上工作过程，可以实现将第二容器内 任意量液体泵入第一容器，并实现在任意位置保压功能。当螺母向右移动，压縮第二弹簧，第二弹簧推动第二压板压向第一医用导 管支管和第二医用导管支管，使第一医用导管支管和第二医用导管支管被隔断， 第一容器无法通过第二医用导管支管与活塞腔相联通，第二容器无法通过第一 医用导管支管与活塞腔相联通。螺母向右移动，拉伸第一弹簧，使第一弹簧拉 动第一压板远离第三医用导管支管和第四医用导管支管，第三医用导管支管和 第四医用导管支管处于导通状态，使第一容器通过第四医用导管支管与活塞腔 相联通，第二容器通过第三医用导管支管与活塞腔相联通。与此同时，螺母向右移动带动推杆向右移动，推杆拉拉动活塞板向右移动， 活塞腔体积减小，压力增大，导致第一单向阀打开，第二单向阀关闭，使活塞
腔内液体通过第一单向阀和第三医用导管支管流向第二容器，当螺母向右移动 到极限位置后，活塞腔内液体流向第二容器的液体达到最大值，当螺母向右移 动到极限位置后，螺杆反转，螺母向左移动，推动推杆向左移动，推杆推动活 塞板向左移动，活塞腔体积增大，压力减小，导致第一单向阀关闭，第二单向 阀打开，第一容器通过第四医用导管支管和第二单向阀与活塞腔联通，第一容 器内液体通过第四医用导管支管和第二单向阀流向活塞腔，螺母继续向左移动 时，第一容器内液体继续流向活塞腔，当螺母向左运动起始点，微型电动机停 止旋转，此时，螺母推动第一弹簧压向第一压板，第一压板将第三医用导管支 管和第四医用导管支管压紧，第三医用导管支管和第四医用导管支管被隔断， 使第一容器和第二容器与活塞腔都不联通，实现第一容器与第二容器内液体不 会发生相互渗透，压力保持恒定。此工作过程实现将第一容器内液体泵入第二 容器，并实现在任意位置的保压功能，重复以上工作过程，可以实现将第一容 器内任意量液体泵入第二容器，并实现在任意位置的保压功能。
本发明通过控制微型电动机初始旋转方向就能实现在钳夹囊袋和储液囊袋 两个容器之间双向排液，在任意位置上可实现保压功能。与现有医用微型泵相 比，仅仅利用两个弹簧零件和一端输出的微型电动机，实现在两个容器之间双 向排液，而无需采用双端输出微型电动机和凸轮和推杆等附属零件，本发明体 积非常小、结构简单、性能可靠，可以替代现有人工肛门括约肌的控制泵，提 高现有人工肛门括约肌功能，造福于临床上的大便失禁患者。本发明也适用于 安装空间受限，需要在两个容器之间交换液体，并在任意工作位置维持两个容 器压力的场合。
图1为本发明实施例结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范 围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括微型电动机1、第一压板2、第一容器3、第
一弹簧4、螺母5、外壳6、第二容器7、第二弹簧8、第二压板9、推杆IO、活
塞板ll、外盖12、第一单向阀13、第一医用导管总管14、活塞腔15、第二单 向阀16、第二医用导管总管17、轴承18、第一医用导管支管19、第二医用导 管支管20、第三医用导管支管21、第四医用导管支管22、螺杆23。
联接关系微型电动机1与螺杆23的一端固联在一起，螺杆23另一端通过 轴承18安装在外壳6上。螺母5与螺杆23旋合在一起，推杆10—端固定在螺 母上，推杆10另一端固定在活塞板11上，外壳6、活塞板11和外盖12构成一 个密闭的活塞腔15。当活塞板ll的向左或向右平移时，改变活塞腔15的体积。 微型电动机1旋转，带动螺杆23旋转，螺杆23旋转带动螺母5向左或向右平 移，带动推杆10带动活塞板11向左或向右平移，活塞板11向左或向右平移改 变活塞腔15的体积。第一弹簧4一端固定在螺母5上，另一端固定在第一压板 2上，第二弹簧8—端固定在螺母5上，另一端固定在第二压板9上，第一医用 导管总管14 一端通过第一单向阀13与活塞腔15相通，另一端分开成第三医用 导管支管21和第四医用导管支管22，第二压板9将第三医用导管支管21压紧 在外壳6底面，第三医用导管支管21与第二容器7相联通，第一压板2将第四 医用导管支管22压紧在微型电动机1端面，第四医用导管支管22与第一容器3 相联通。第二医用导管总管17 —端通过单向阀16与活塞腔相通，另一端分开 成第一医用导管支管19和第二医用导管支管20，第一压板2将第二医用导管支 管20压紧在微型电动机端面，第二医用导管支管20与第二容器7相联通。第 二压板9将第一医用导管支管19压紧在外壳6底面，第一医用导管支管19与 第一容器3相联通。
当微型电动机l不通电时，螺母5处于中间平衡位置，第一弹簧4和第二弹 簧8分别压縮第一压板2和第二压板9，使第一医用导管支管19、第二医用导 管支管20、第三医用导管支管21和第四医用导管支管22全部被隔断，第一容 器3、活塞腔15和第二容器7互不相通，第一容器3和第二容器7内液体不会 发生泄漏，确保压力不会发生改变。
微型电动机1旋转带动螺旋23旋转，与螺杆23旋合的螺母5随之向左或向 右平移，螺母5向左或向右平移带动推杆10向左或向右平移，推杆10向左或 向右平移带动活塞板11向左或向右平移，改变活塞腔15的容积大小。当活塞 板11向左平移时，活塞15容积变大，第一单向阀13关闭，第二单向阀16打
开，液体只能从第二医用导管总管17经过第二单向阀16流入活塞腔15。当活 塞板11向右平移时，活塞15容积变小，第一单向阔13打开，第二单向阀16 关闭，液体只能从活塞腔15经过第一单向阀13流向第一医用导管总管14。 本发明的具体工作过程包括以下两个工作过程
一、将第一容器内液体泵入第二容器
当微型电动机1通电旋转带动螺杆23旋转，螺杆23旋转带动与之旋合在一 起的螺母5向左平移，螺母5向左平移带动推杆10向左平移，推杆10带动活 塞板ll向左平移，活塞腔15体积变大，压力减小，导致第一单向阀13关闭， 第二单向阀16打开，与此同时，螺母5向左平移带动第二弹簧8向左平移，第 二弹簧8带动第二压板9松开对第一医用导管支管19和第三医用导管支管21 的压紧，第一医用导管支管19和第三医用导管支管21导通，使得第一容器3 通过第一医用导管支管19、第二医用导管总管17和第二单向阀16与活塞腔15 相联通，由于第一单向阀13关闭，第二容器3无法通过第三医用导管支管21、 第一医用导管总管14和第一单向阀13与活塞腔相联通，当螺母5继续向左平 移时，液体从第一容器3经过第一医用导管支管19、第二医用导管总管17和第 二单向阀16流入活塞腔15,当螺母5向左运动到极限位置时，从第一容器3流 入活塞腔15的液体达到最大值。
螺母5向左运动到极限位置后，在微型电动机l带动下立即向右平移，同时 带动活塞板ll向右平移，压縮活塞腔15，使活塞腔15容积变小，压力增大， 导致第二单向阀16关闭，第一单向阀13打开，与此同时，螺母5向右平移时， 第一弹簧4压縮第一压板2，使第二医用导管支管20和第四医用导管支管22仍 然处于隔断状态，第二弹簧8处于伸张状态，第二压板9仍然松开对第一医用 导管支管19和第三医用导管支管21的压縮，第一医用导管支管19和第三医用 导管支管21处于导通状态，第二容器7经过第三医用导管支管21、第一医用导 管总管14、第一单向阀13与活塞腔15相联通，由于第二单向阀16关闭，使第 一容器3、第一医用导管支管19、第二医用导管总管17和第二单向阀16与活 塞腔15被隔断。螺母5继续向右平移时，活塞板11压縮活塞腔15内的液体经 过第一单向阀13、第一医用导管总管14、第三医用导管支管21流向第二容器7， 当螺母5向右运动到起始位置时，从活塞腔15流向第二容器7内的液体达到最
大值，微型电动机l停止旋转，螺母5停止移动。此时，螺母5压縮第二弹簧8 压縮第二压板9，第二压板9将第一医用导管支管19和第三医用导管支管21隔 断，第一容器3、第二容器7和活塞腔15都被隔断，互不相通，确保第一容器 3和第二容器7内的液体不会发生相互渗透，压力不会发生改变。此工作过程实 现将第二容器7内的液体泵入第一容器3，重复以上工作过程，可以实现将第一 容器3内任意量液体全部泵入第二容器7，同时保证第一容器3和第二容器7内 的压力不会发生改变。
二、将第二容器内液体泵入第一容器
当微型电动机1通电旋转带动螺杆23旋转，螺杆23旋转带动与之旋合在一 起的螺母5向右平移，螺母5向右平移带动推杆10向右平移，推杆10带动活 塞板ll向右平移，活塞腔15体积变小，压力增大，导致第一单向阀13打开， 第二单向阀16关闭，与此同时，螺母5向右平移带动第一弹簧4向右平移，第 一弹簧4带动第一压板2松开对第二医用导管支管20和第四医用导管支管22 的压紧，第二医用导管支管20和第四医用导管支管22导通，使得第一容器3 通过第四医用导管支管22、第一医用导管总管14和第一单向阀13与活塞腔15 相联通，由于第二单向阀16关闭，第二容器7无法通过第二医用导管支管20、 第二医用导管总管17和第二单向阀16与活塞腔相联通，当螺母5继续向右平 移时，液体从活塞腔15经过第一单向阀13、第一医用导管总管14、第四医用 导管支管流入第一容器3，当螺母5向右运动到极限位置时，从活塞腔15流入 第一容器3的液体达到最大值。
螺母5向右运动到极限位置后，在微型电动机l带动下立即向左平移，同时 带动活塞板ll向左平移，活塞腔15容积变大，压力增小，导致第一单向阀13 关闭，第二单向阀16打开，与此同时，螺母5向左平移时，第二弹簧8压縮第 二压板9，使第一医用导管支管19和第三医用导管支管21仍然处于隔断状态， 第一弹簧4处于伸张状态，第一压板2仍然松开对第二医用导管支管20和第四 医用导管支管22的压縮，第二医用导管支管20和第四医用导管支管22处于导 通状态，第二容器7经过第二医用导管支管20、第二医用导管总管17、第二单 向阀16与活塞腔15相联通，而第一容器3无法通过第四医用导管支管22、第 一医用导管总14和第一单向阀13与活塞腔15相联通。螺母5继续向左平移时，
第二容器7内的液体通过第二医用导管支管20、第二医用导管总管17和第二单 向阀16进入活塞腔15，当螺母5向左运动到起始位置时，从第二容器7流向活 塞腔15的液体达到最大值，微型电动机l停止旋转，螺母5停止移动。此时， 螺母5压縮第一弹簧4压縮第一压板2，第一压板2将第二医用导管支管20和 第四医用导管支管22隔断，第一容器3、第二容器7和活塞腔15都被隔断，互 不相通，确保第一容器3和第二容器7内的液体不会发生相互渗透，压力不会 发生改变。此工作过程实现将第二容器7内的液体泵入第一容器3，重复以上工 作过程，可以实现将第二容器7内任意量液体全部泵入第一容器3，同时保证第 一容器3和第二容器7内的压力不会发生改变。
由上述实施例可以看出，通过控制电动机的初始旋转方向，控制液体从一 个容器流向另一个容器，同时实现保压功能，用阀门结构消除液压系统维持压 力，该医用微型泵结构简单、控制简便、成本低、体积小，可以替代现有人工 肛门括约肌的控制泵，消除了现有人工肛门括约肌的缺点和不足，实现了人工 肛门括约肌的自动控制，造福于临床患者。
权利要求
1、一种用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其特征在于，包括微型电动机、第一压板、第一容器、螺母、外壳、第二容器、第二压板、推杆、活塞板、外盖、第一单向阀、第一医用导管总管、活塞腔、第二单向阀、第二医用导管总管、轴承、第一医用导管支管、第二医用导管支管、第三医用导管支管、第四医用导管支管、螺杆，其特征在于，还包括第一弹簧、第二弹簧，其中微型电动机输出轴与螺杆一端联接在一起，螺杆另一端通过轴承安装在外壳上，微型电动机与外壳联接在一起，螺母与螺杆旋合在一起，第一弹簧两端分别固定在第一压板和螺母上，第二弹簧两端分别固定在第二压板和螺母上，推杆一端固定在螺母上，推杆另一端固定在活塞板上，第一医用导管总管的一端通过第一单向阀与活塞腔相通，另一端分开成两路，分别为第三医用导管支管和第四医用导管支管，第二医用导管总管的一端通过第二单向阀与活塞腔相通，另一端分开成两路，分别为第一医用导管支管和第二医用导管支管，第二压板将第一医用导管支管和第三医用导管支管的一端压紧在外壳内壁，第一医用导管支管另一端与第二容器相联通，第三医用导管支管与第一容器相联通，第一压板将第二医用导管支管和第四医用导管支管的一端压紧在外壳内壁，第二医用导管支管的另一端与第一容器相联通，第四医用导管支管的另一端与第二容器相联通。
2、 根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其特征 是所述微型电动机旋转时驱动螺杆直接旋转，螺杆旋转带动螺母向左或向右 平移，螺母板平移带动推杆向左或向右平移，推杆同时带动活塞板向左或向右 平移，活塞板向左或向右平移改变了活塞腔容积。
3、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是所述微型电动机旋转带动活塞板向左平移时，活塞腔容积增大，活塞 腔内压力变小，第一单向阀关闭，第二单向阀打开，微型电动机旋转带动活塞 板向右平移时，活塞腔容积减小，活塞腔内压力增大，第一单向阀打开，第二 单向阀关闭，第一单向阀控制液体流出活塞腔，第二单向阔控制液体流入活塞 腔。
4、 根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其特征 是所述第三医用导管支管被第二压板压紧在外壳底部，穿出外壳后与第二容 器相联，第四医用导管支管被第一压板压紧在微型电动机端面，穿出外壳后与 第一容器相联。
5、 根据权利要求1所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其特征 是所述第一医用导管支管被第二压板压紧在外壳底部，穿出外壳后与第一容 器相联，第二医用导管支管被第一压板压紧在微型电动机端面，穿出外壳后与 第二容器相联。
6、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是所述螺母静止不动时，第一弹簧压縮第一压板，第一压板压紧第四医 用导管支管和第二医用导管支管，使第四医用导管支管和第二医用导管支管被 隔断，第二弹簧压縮第二压板，第二压板压紧第一医用导管支管和第三医用导 管支管，使第一医用导管支管和第三医用导管支管被隔断。
7、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是所述微型电动机带动螺母向左平移，带动第二弹簧伸张，第二弹簧放 松对第二压板的压縮，第二压板放松对第一医用导管支管和第三医用导管支管 的压縮，第一医用导管支管和第三医用导管支管导通，螺母向左平移，使第一 弹簧仍然压縮第一压板，第一压板压縮第四医用导管支管和第二医用导管支管， 使第四医用导管支管和第二医用导管支管被隔断。
8、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是所述螺母向右平移，带动第一弹簧伸张，第一弹簧放松对第一压板的 压縮，第一压板放松对第四医用导管支管和第二医用导管支管的压縮，第四医 用导管支管和第二医用导管支管导通；螺母向右平移，使第二弹簧仍然压縮第 二压板，第二压板压縮第一医用导管支管和第三医用导管支管，使第一医用导 管支管和第三医用导管支管被隔断。
9、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是所述螺母停止运行时必须回到平衡位置，在平衡位置上，第一弹簧和 第二弹簧分别压縮第一压板和第二压板，使第一医用导管支管、第二医用导管 支管、第三医用导管支管和第四医用导管支管被隔断。
10、 根据权利要求1或2所述的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其 特征是螺母从初始位置向左平移，实现将第一容器内的液体泵入第二容器， 螺母从初始位置向右平移，实现将第二容器内液体泵入第一容器。
全文摘要
本发明涉及一种医疗器械技术领域的用于人工肛门括约肌的弹簧控制微型泵，其中第一弹簧一端固定在螺母上，另一端固定在第一压板上，第一弹簧压缩第一压板，使第一压板将第四医用导管支管和第二医用导管支管压缩在微型电动机端面，隔断第四医用导管支管和第二医用导管支管。第二弹簧一端固定在螺母上，另一端固定在第二压板上，第二弹簧压缩第二压板，使第二压板将第一医用导管支管和第三医用导管支管压缩在外壳，隔断第一医用导管支管和第三医用导管支管。控制螺母平移方向，压缩或拉伸第一弹簧和第二弹簧，实现在第一容器和第二容器之间双向排液，并且在任意位置上可以实现保压功能。
文档编号A61F2/48GK101133979SQ20071004740
公开日2008年3月5日 申请日期2007年10月25日 优先权日2007年10月25日
发明者华 刘, 扬 张, 鹏 昝, 李倩如, 罗念亭, 赵玉娟, 颜国正 申请人:上海交通大学