一种用于经自然腔道内镜手术的新型标本取物袋设计.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月北京生物医学工程 基金项目:上海理工大学医工交叉项目()资助作者单位:上海理工大学健康科学与工程学院(上海)上海市杨浦区市东医院(上海)通信作者:佀国宁。:一种用于经自然腔道内镜手术的新型标本取物袋设计佀国宁 储青 胡伟杲摘 要 目的 提出一种新型的标本取物袋结构设计方案,以期能够用于经自然腔道内镜手术(,)。方法 首先,设计一种含有伸缩骨架装置、驱动结构装置、固定装置的标本取物袋结构;然后,采用 中的 函数将伸缩骨架装置的非线性化问题进行优化分析;最后,通过 对伸缩骨架装置进行运动学分析,得到伸缩骨架装置和驱动装置的角速度、角加速度曲线。结果 优化设计得出驱动装置最佳运
2、动距离区间为 ,并通过模拟实验验证了机构驱动效果。结论 用于 结直肠手术的新型标本取物袋结构设计方案合理,符合临床需求,具有良好的应用前景。关键词 经自然腔道内镜手术;标本取物袋;优化设计;运动学分析:中图分类号 文献标志码 文章编号()本文著录格式 佀国宁,储青,胡伟杲 一种用于经自然腔道内镜手术的新型标本取物袋设计北京生物医学工程,():,():,;,:(:)【】,;,;,【】;引言现有的经自然腔道内镜手术(,)中结直肠肿瘤标本等废弃物的摘取需要由临时自制标本袋取出,自制标本袋末端进入肛肠部分无法自主开合,需要多人协同操作,增加了手术的时长。因此研究设计一种结构简单,便于外科医生使用且可靠
3、性好的取物袋装置成为微创手术研究的重点之一。经自然腔道结直肠手术中,需要借助手术器械将切除的标本组织取出体外,大多数外科医生选择使用取物袋来实现病变组织与人体分离。国内外学者针对用于微创手术的标本提取袋进行了大量的研 究。第 一 类 是 自 制 标 本 取 物 袋,年 设计了第一个标本提取袋,在猪身上进行腹腔镜肾切除手术,采用一个套袋通过 的切口,取出了完整动物肾脏。等设计了一种 标本袋,主要由常用的无菌聚乙烯袋、输尿导管和尼龙线组成,通过尼龙线的拉伸来实现标本袋的闭合,取标本时利用夹紧器打开袋口。等设计了一种微型的标本提取袋,由 根不锈钢组成,外面套有透明塑料袋。等采用手术手套制作了标本提取
4、袋,首先将手套的手指切断,打成双结,手套口部用尼龙线穿过。自制标本取物袋主要存在以下几个方面的问题:第一,在手术过程中自制,影响手术安全性,选取塑料袋时易破碎,导致污染危险。第二,当取物袋进入肠道末端无法自主开合,需要其他术者辅助才能将取物袋摆正和打开,花费时间较长且有松脱的可能。第二类是已产品化的取物器,取物器用于主动捕获标本,主要有圈套器和各种抓钳。此类取物器在 手术中提取标本时存在操作难度大、时间长、捕获标本困难等问题,限制其应用 的因素有:取物器在提取标本过程中标本常会扭曲成团,增加提取难度;侧向一端开口的取物袋并不能确保袋口完全打开,使得抓钳手术器械辅助捕获标本时操作困难,手术时间变
5、长。针对经自然腔道结直肠手术的特点,本文提出一种新型取物袋装置结构设计方案,对自然腔道结直肠手术中切除标本组织提取工具的设计进行研究,以期能够安全高效地提取结直肠手术切除的标本组织,给医生和患者带来便利,减少标本提取过程中的操作困难。标本取物袋装置结构设计标本取物袋主要由伸缩骨架装置、驱动结构装置、固定装置三大模块组成。伸缩骨架装置采用长杆和短杆铰接构成,驱动装置由固定杆和移动杆构成,固定装置采用滑动块驱动方式。整体结构如图 所示。图 标本取物袋结构 伸缩骨架装置伸缩骨架装置类似偏置曲柄滑块机构设计,可有效扩大开口范围,提高袋的体积容量,主要包括长杆和短杆。长杆与短杆之间的铰接,在很大程度上可
6、减少小零件的个数,提高手术的安全性。长杆与驱动装置中的固定杆,以及短杆与驱动装置中的移动杆进行抓钩连接。图 为伸缩骨架装置,铰接部的连接便于杆件之间的自由活动。驱动装置驱动装置包括固定杆和移动杆,移动杆可以在固定杆内往复运动,整个机构为空心主轴设计,便于外科医生用手术钳夹住整个标本,如图 所示。固定装置在固定杆底端设计把手,将移动杆与固定杆之间进行限位固定,如图 所示。第 期 佀国宁,等:一种用于经自然腔道内镜手术的新型标本取物袋设计图 驱动装置 工作原理外科医生将结肠或直肠肿块切除之后,把设计的标本取物袋系统从真空无菌袋中取出,通过自然腔道进入患者体内;然后借助腹腔镜进行定位,推动移动杆,打
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