【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于消化蠕动模拟，具体涉及一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置。
技术介绍
1、在医学培训、教学、研究及医疗设备研发领域，对于人体消化道系统，特别是食管和肛直肠部分的动力蠕动机制的深入理解至关重要。这些部位的蠕动直接关系到食物的正常吞咽、防止胃酸反流以及废物的排泄等重要功能，对于消化系统疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义。然而，由于人体内部环境的复杂性和个体差异性，直接在人体上进行相关研究和教学存在诸多限制。
2、然而目前市场上存在的多种模拟消化道功能的装置，大多侧重于结构模拟或单一功能的实现，难以全面、真实地模拟食管、肛直肠等部位的动力蠕动过程。例如，传统的消化道模型多采用静态展示方式，无法动态模拟蠕动过程；而一些先进的机械蠕动泵虽然能够实现物料的输送，但其蠕动模式单一，缺乏对人体消化道复杂蠕动特性的精确模拟。
3、因此，开发一种能够更加真实地模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，对于提升医学教育质量、促进科研进展以及推动医疗设备创新具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，全面、真实地模拟食管、肛直肠等部位的动力蠕动过程，对于提升医学教育质量、促进科研进展以及推动医疗设备创新具有重要意义。
2、为达到以上目的，本专利技术提供一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，包括气囊、气泵和控制系统，模拟具体实施为：
3、气囊布局，在装置内部根据食管和肛直肠的生理结构特点，合理布局多个独立
4、气泵与气路连接，每个气囊通过独立的气路连接到对应匹配的气泵，气泵用于根据控制系统下发的控制信号调整输出到气囊的气体压力、流量和持续时间；
5、控制信号输入以及气泵充放气操作，根据预设的蠕动模式或外部输入的控制信号，控制系统向各个气泵发送相应的指令；在收到控制指令后，气泵开始工作，需要模拟蠕动开始时，气泵向对应的气囊充气，使气囊逐渐鼓胀，随着气体的不断充入，气囊对周围的模拟组织产生压力，模拟出消化道壁的扩张和蠕动，当达到预设的鼓胀程度或时间后，气泵停止充气并开始放气，气囊逐渐收缩，模拟出蠕动过程中的收缩阶段。
6、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，控制系统协调各个气泵的充放气操作，控制系统协调各个气泵的充放气操作，包括控制不同气囊之间的充气顺序、充气时间差、充气压力的参数，以实现蠕动波的传递、反射和叠加效应。
7、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在模拟过程中，传感器实时监测并记录气囊的包括鼓胀程度、蠕动速度和压力变化的参数。
8、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于食管动力蠕动模拟进行设置：
9、按食管预设长度，在头部设置1个厚度nmm环状气囊，模拟上食管括约肌，之后第一长度中，连续布置第一预设数量个amm厚度的环状气囊，以模拟上段食管的骨骼肌区域；
10、后续第二长度中，连续布置第二预设数量个bmm厚度的环状气囊，以模拟中段食管骨骼肌和平滑肌的混合存在区；
11、下一段第三长度中，连续布置第三预设数量个cmm厚度的环状气囊，模拟下段食管平滑肌区域，最后尾端布置1个厚度dmm环状气囊，以模拟下食管括约肌，上述各气囊内径未充气状态下均为3cm，模拟最大食管扩张直径，各气囊件均布置有韧性隔片且在上述环状气囊内环，布置一圈弹性薄膜，与各气囊内环中心环连接，以模拟食管黏膜；各气囊均配置有独立压力传感器、充气结构和放气结构，受控制系统控制并反馈数据。
12、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于肛直肠动力蠕动模拟进行设置：
13、按肛直肠预设长度，在头部起始的第四长度中，连续布置第四预设数量个emm厚度的环状气囊，以模拟直肠的直肠环肌混合区；
14、后续第五长度中，连续布置第五预设数量个fmm厚度的环状气囊，以模拟肛门外括约肌皮下部、浅部、深部和肛门内括约肌混合区域，上述直肠环肌混合区的气囊内径未充气状态下均为5cm，模拟直肠充盈状态下直径，肛门括约肌段气囊内径未充气状态下均为4cm，模拟肛门排便状态下直径，各气囊件均布置有韧性隔片且在上述环状气囊内环，布置一圈弹性薄膜，与各气囊内环中心环连接，以模拟直肠黏膜与肛管黏膜；各气囊均配置有独立压力传感器、充气结构和放气结构，受控制系统控制并反馈数据。
15、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，装置调试时，需在内部插入调试用测压导管，对各个气囊进行充放气，记录测压导管相应压力下气囊配置的压力传感器读数，以在后续使用中对气囊进行充放气时，气囊内环提供相应的挤压力；
16、按以上方式校准完各气囊压力补偿后，配置运行逻辑，对相应气囊充气，从而模拟此段肌肉的收缩，放气模拟扩张，前后气囊相互配合，从前到后依次充气，到达指定压力后放气，连续不断，形成蠕动波；
17、先根据临床数据输入气压，调整上食管括约肌和下食管括约肌闭合，食管各段气囊收缩至食管静息内径，模拟吞咽开始时，上食管括约肌对应的气囊泄压扩张，继而下食管括约肌对应的气囊进行泄压扩张，上食管括约肌对应的气囊扩张至指定尺寸后立即充气关闭，食管段各气囊从前到后依次充气，到达指定值后泄压，形成蠕动波，各通道间隔充放时间间隔按照排布距离设定为2-5cm/s,从吞咽开始到食管蠕动波到达食管末端设为第一时间,而下食管括约肌对应的气囊的充气收缩设定为吞咽松弛窗后，即上食管括约肌对应的气囊开放第二时间后；当下食管括约肌对应气囊充气收缩完毕，一次吞咽过程模拟完成；
18、在模拟吞咽的同时，同时加入幅度适中的蠕动波模拟每分钟3-5次的非推动性不协调的收缩及间歇性正常蠕动，以及模拟胸腔隔膜位置的压力变化干扰，使模拟更加真实。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、1.提升医学教育质量：传统的医学教学在展示消化道动力蠕动过程时往往受限于实物模型或静态图像的局限性。本专利技术通过模拟真实的蠕动过程，使学生能够直观地观察到食管、肛直肠等部位的动态变化，加深对消化生理机制的理解，从而提升医学教育的质量和效果。
21、2.促进科研进展：在消化道疾病的研究过程中，了解蠕动功能的变化对于疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义。本专利技术提供了一种可控制的、可重复的蠕动模拟平台，便于科研人员开展各种条件下的蠕动实验，探索不同疾病状态下的蠕动特性，为消化道疾病的研究提供有力支持。
22、3.支持医疗设备研发：医疗设备的研发过程中，对目标部位动力学的准确模拟是评估设备性能的关键环节。本专利技术可作为医疗设备研发中的原型机或测试平台，帮助工程师验证设备在模拟环境中的工作效果，优化设备设计，提高设备的实用性和可靠性。
23、4.实现高度仿真模拟：本专利技术采用多个气泵分别对多气囊进行充放气控制，通过精确调节气泵的工作参数，可以模拟出不同强度、频率和方向的蠕动波形，实现对食管、肛本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，包括气囊、气泵和控制系统，模拟具体实施为：
2.根据权利要求1所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，控制系统协调各个气泵的充放气操作，包括控制不同气囊之间的充气顺序、充气时间差、充气压力的参数，以实现蠕动波的传递、反射和叠加效应。
3.根据权利要求2所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，在模拟过程中，传感器实时监测并记录气囊的包括鼓胀程度、蠕动速度和压力变化的参数。
4.根据权利要求3所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，对于食管动力蠕动模拟进行设置：
5.根据权利要求4所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，对于肛直肠动力蠕动模拟进行设置：
6.根据权利要求5所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，装置调试时，需在内部插入调试用测压导管，对各个气囊进行充放气，记录测压导管相应压力下气囊配置的压力传感器读数，以在后续使用中对气囊进行充放气时，气囊内环提供相应的挤压力；
【技术特征摘要】
1.一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，包括气囊、气泵和控制系统，模拟具体实施为：
2.根据权利要求1所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，控制系统协调各个气泵的充放气操作，包括控制不同气囊之间的充气顺序、充气时间差、充气压力的参数，以实现蠕动波的传递、反射和叠加效应。
3.根据权利要求2所述的一种模拟食管与肛直肠动力蠕动的装置，其特征在于，在模拟过程中，传感器实时监测并记录气囊的包括鼓胀程度、蠕动速度和压力变化的参数。
...【专利技术属性】
技术研发人员：虞将栋，麻利义，陈建峰，
申请(专利权)人：宁波迈达医疗仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。