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直肠检查装置的探头及直肠检查装置

阅读：284发布：2020-05-12

专利汇可以提供直肠检查装置的探头及直肠检查装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种直肠检查装置的探头及直肠检查装置，所述探头包括探头主体和环绕在所述探头主体上的弹性膜，所述弹性膜与所述探头主体之间形成带有开口的半密闭腔体，所述开口通过管道与所述探头外部的抽送气装置连通；所述探头的端部设置有图像采集装置；所述弹性膜的外表面上设置有传感器阵列。本发明提供的直肠检查装置的探头及直肠检查装置，可以在抽送气装置的作用下扩张或缩小探头的直径，以便于探头进入直肠，进行图像检查和触压检查，相比较现有技术，具有使用方便、检查结果准确的特点。，下面是直肠检查装置的探头及直肠检查装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种直肠检查装置的探头，其特征在于，所述探头包括探头主体和环绕在所述探头主体上的弹性膜，所述弹性膜与所述探头主体之间形成带有开口的半密闭腔体，所述开口通过管道与所述探头外部的抽送气装置连通；
所述探头的端部设置有图像采集装置；
所述弹性膜的外表面上设置有传感器阵列，所述传感器阵列用于采集人体组织的生理或者病理信息。
2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头的端部还设置有照明元件。
3.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述抽送气装置包括气泵或者气囊。
4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述探头还包括气压传感器，所述气压传感器采集气压的部分与所述管道连通。
5.根据权利要求1至4任一项所述的探头，其特征在于，所以传感器阵列包括多个独立的MEMS传感器。
6.根据权利要求5所述的探头，其特征在于，所述MEMS传感器为电容式微加工超声传感器；所述MEMS传感器包括依次层叠的上电极、压力薄膜、带有空腔的支柱、基底和下电极。
7.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述探头的所述端部之外的另一端上设置有手柄；所述手柄的端部设置有环状凸起，所述环状凸起上设置有多个沿着所述探头主体长度方向延伸的可伸缩支撑杆，所述可伸缩支撑杆的端部连接有硬度接近人体皮肤硬度的按摩小体。
8.根据权利要求7所述的探头，其特征在于，所述按摩小体的材料为硅胶或者海绵；和/或，所述可伸缩支撑杆的材料包括硅胶、海绵、弹簧及其组合；和/或，所述按摩小体与所述可伸缩支撑杆通过医用胶粘接或者通过卡扣连接；和/或，所述按摩小体与人体皮肤接触的区域包括若干颗粒状突起结构。
9.根据权利要求8所述的探头，其特征在于，所述探头的端部还设置有近红外激光发生器。
10.一种直肠检查装置，其特征在于，所述装置包括主机、抽送气装置和权利要求1至9任一项所述的探头，其中，
所述抽送气装置的通气口与所述管道连通；
所述主机与所述探头连接，所述主机接收所述图像采集装置发送的图像信号和所述传感器阵列所采集的信息，并控制所述探头工作。

说明书全文

直肠检查装置的探头及直肠检查装置

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，具体地涉及一种直肠检查装置的探头及直肠检查装置。

背景技术

[0002] 人体疾病的诊断都是基于病情信息汇总分析得到的，疾病诊断方法包含视诊和触诊，对于人体组织的实体肿瘤来说，触诊和视诊的作用尤其突出。以直肠触诊为例，肛门直肠触诊在检查直肠和阑尾、前列腺和子宫等直肠邻近器官的病变时，是很实用而便捷的方法。

[0003] 尽管近年来CT、B超、各种内窥镜等检查方法都很先进，但都不能代替肛门直肠触诊。由于过度依赖CT、B超等影像设备，又忽视肛门直肠触诊检查而造成漏诊、误诊的病例，特别是对肿瘤的漏误诊，常有发生。内窥镜能看到腔道内壁病变的形态，但缺少病变硬度、移动度等肿瘤诊断必要的数据。因此，应尽可能多地收集待检区域的视诊、触诊信息，可极大提高病变的诊断率。鉴于直肠癌中低位直肠癌的发生率占60％-75％，即大多数直肠癌发生在直肠触诊的区域范围内，直肠触诊的意义重大。

[0004] 然而，肛门直肠触诊需要术者具有多年的临床检查经验，且术者的主观性因素对结果影响较大，而且手指插入人体直肠会产生医生与患者的尴尬情绪。

[0005] 现有技术中的一种解决方案中，公开一种前列腺成像装置，其具有以下特点：探头直径大小不可变化，如果直径较大，经肛门插入直肠的过程中存在一定的困难，同时插入过程中会给患者带来痛苦，如果直径太小，插入较容易且不会引起患者的痛苦，但很难确保传感器与直肠待检查区域紧密贴合，从而会影响传感器的灵敏性。

[0006] 同时兼顾减轻患者的痛苦和保证传感器的灵敏性两个方面是目前亟需解决的问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提出一种直肠检查装置的探头及直肠检查装置，以方便地进行直肠检查并得到准确的检查结果。

[0008] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 一种直肠检查装置的探头，所述探头包括探头主体和环绕在所述探头主体上的弹性膜，所述弹性膜与所述探头主体之间形成带有开口的半密闭腔体，所述开口通过管道与所述探头外部的抽送气装置连通；所述探头的端部设置有图像采集装置；所述弹性膜的外表面上设置有传感器阵列，所述传感器阵列用于采集人体组织的生理或者病理信息。

[0010] 上述方案中，所述探头的端部还设置有照明元件。

[0011] 上述方案中，所述抽送气装置包括气泵或者气囊。

[0012] 上述方案中，所述探头还包括气压传感器，所述气压传感器采集气压的部分与所述管道连通。

[0013] 上述方案中，所以传感器阵列包括多个独立的MEMS传感器。

[0014] 上述方案中，所述MEMS传感器为电容式微加工超声传感器；所述MEMS传感器包括依次层叠的上电极、压力薄膜、带有空腔的支柱、基底和下电极。

[0015] 上述方案中，所述探头的所述端部之外的另一端上设置有手柄；所述手柄的端部设置有环状凸起，所述环状凸起上设置有多个沿着所述探头主体长度方向延伸的可伸缩支撑杆，所述可伸缩支撑杆的端部连接有硬度接近人体皮肤硬度的按摩小体。

[0016] 上述方案中，所述按摩小体的材料为硅胶或者海绵；和/或，所述可伸缩支撑杆的材料包括硅胶、海绵、弹簧及其组合；和/或，所述按摩小体与所述可伸缩支撑杆通过医用胶粘接或者通过卡扣连接；和/或，所述按摩小体与人体皮肤接触的区域包括若干颗粒状突起结构。

[0017] 上述方案中，所述探头的端部还设置有近红外激光发生器。

[0018] 一种直肠检查装置，所述装置包括主机、抽送气装置和上述技术方案中的探头，其中，所述抽送气装置的通气口与所述管道连通；所述主机与所述探头连接，所述主机接收所述图像采集装置发送的图像信号和所述传感器阵列所采集的信息，并控制所述探头工作。

[0019] 本发明提供的直肠检查装置的探头及直肠检查装置，可以在抽送气装置的作用下扩张或缩小探头的直径，以便于探头进入直肠，进行图像检查和触压检查，相比较现有技术，具有使用方便、检查结果准确的特点。附图说明

[0020] 图1是本发明实施例直肠检查装置的探头结构示意图；

[0021] 图2是本发明实施例中MEMS传感器的组成结构示意图；

[0022] 图3是本发明实施例中探头插入直肠中半密闭腔体未充气时的结构示意图；

[0023] 图4是本发明实施例在探头插入直肠中半密闭腔体充气时的结构示意图；

[0024] 图5是本发明实施例中支撑杆的结构示意图；

[0025] 图6是本发明实施例中MEMS传感器电容变化检测装置结构示意图；

[0026] 图7是本发明实施例直肠检查装置结构示意图。

[0027] 附图标记说明：

[0028] 110-图像采集装置；120-传感器阵列；130-弹性膜；141-手柄；142-环状凸起；151-按摩小体；152-可伸缩支撑杆；153-杆；160-信号线；170-管道；180-气囊；190-主机；201-上电极；202-空腔；203-压力薄膜；204-支柱；205-基底；206-下电极；601-压力测试工作台；602-压力调节旋钮；603-施压球；604-电容检测器件；605-PC机；606-待测样品。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

[0030] 如图1所示，本发明实施例提供一种直肠检查装置的探头，探头包括探头主体和环绕在探头主体上的弹性膜130，弹性膜130与探头主体之间形成带有开口的半密闭腔体，该半密闭腔体的开口通过管道与探头外部的抽送气装置连通；探头的端部设置图像采集装置110；弹性膜130的外表面上设置有传感器阵列120。

[0031] 采用本发明实施例提供的直肠检查装置的探头，当抽送气装置对半密闭腔体充放气时，会改变半密闭腔体的充气状态，进而改变弹性膜130的大小和外形。在探头插入直肠过程中半密闭腔体处于不充气状态，探头直径较小，便于探头插入直肠；在进行直肠检查过程中半密闭腔体处于充气状态；在检查结束后半密闭腔体放气，探头直径再次减小，便于探头从直肠中取出，可减少患者的痛苦。

[0032] 传感器阵列120可以提供人体直肠壁及其直肠下部周边组织的硬度、外形等信息，还可以避免医护人员手指触诊的尴尬。

[0033] 弹性膜130上的传感器阵列为MEMS传感器阵列，MEMS传感器阵列与弹性膜130连接，可以随着弹性膜130的变形而移动。弹性膜130上设置有弹性导电胶材料线路(图中未示出)，该线路可随着弹性膜130的变形而同时变形，从而不影响MEMS传感器阵列与线路之间的电气连接。

[0034] 其中，MEMS传感器阵列包括多个独立的MEMS传感器，MEMS传感器阵列位于可变形的弹性膜130上，由于半密闭腔体内空气处于静止状态时半密闭腔体中压力一致，每个MEMS传感器的所受的气体压力一致，使得检查数据可靠性增强；在抽送气装置的抽送气性能和弹性膜130的弹性均良好的基础上，弹性膜130与人体直肠内部结构适型贴合，可以提高检查的灵敏度。

[0035] 对可触组织的病变进行诊断，较为理想的方法是先进行光学检查，了解粘膜表面情况，再进行触诊检查，触及肿块并需要进一步了解其囊实性质以及粘膜下病变组织的深度等信息时，再综合超声进行检测，以得到更多的诊断信息。

[0036] 本发明实施例中的MEMS传感器为电容式微加工超声传感器(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers，简称CMUT)，可根据临床使用需要，在不同的控制信号作用下，切换执行提取超声信号和实施触压功能，以依据检查需要，及时获取相关的检查信息。具体地，MEMS传感器阵列例如通过压力检测获得人体组织的弹性模量、通过超声检测采集到人体组织的声学信息。

[0037] 采用本发明实施例提供的直肠检查装置的探头，在照明元件提供的光照条件下，图像采集装置可以提供人体直肠壁及其直肠下部周边组织的大小、外观等信息。在本发明实施例中，探头的端部还设置有照明元件(图中未示出)，照明元件可以为 LED灯，图像采集装置110包括CCD传感器，但在实际应用中，照明元件和图像采集装置的类型并不局限于此。

[0038] 采用本发明实施例提供的直肠检查装置的探头，在一次触诊过程中，可以得到较多的人体生理病理信息，更加利于临床的诊断。

[0039] 具体地，如图2所示，MEMS传感器包括依次层叠的上电极201、压力薄膜203、带有空腔202的支柱204、基底205和下电极206。

[0040] 在本发明实施例中，抽送气装置包括气泵或者气囊180。气泵或者气囊180可以对半密闭腔体进行加压或者泄压。本发明实施例提供的直肠检查装置的探头还包括气压传感器(图中未示出)，气压传感器采集气压的部分与管道连通，以实时采集使用该探头触诊时施加在弹性膜上的大气压力。

[0041] 如图1所示，探头的端部之外的另一端上设置有手柄141；手柄141的端部设置有环状凸起142，环状凸起142上设置有多个沿着探头主体长度方向延伸的可伸缩支撑杆152，可伸缩支撑杆152的端部连接有硬度接近人体皮肤硬度的按摩小体151。

[0042] 临床医生在进行直肠指诊时，插入指诊手指的过程中，会用其余手指抚摸肛周，目的是使肛门括约肌放松。本发明实施例提供的直肠检查装置的探头上的按摩小体151可以在探头插入直肠的过程中，对肛周进行按摩，以减少探头插入直肠的难度。

[0043] 该按摩小体151的材料为硅胶或者海绵。可伸缩支撑杆152的材料可以为硅胶、海绵、弹簧或者它们的组合。例如，可伸缩支撑杆152为弹性支撑杆，可以由海绵、橡胶或弹性系数很小的弹簧单独构成。还可以将弹簧套在可变形硅胶柱上作为可伸缩支撑杆152，该可伸缩支撑杆152不仅可以做长短变化，也可以发生摆动，进而更好的对肛周皮肤进行按摩。

[0044] 其中，按摩小体151与可伸缩支撑杆152通过医用胶粘接或者通过卡扣连接。

[0045] 按摩小体151与人体皮肤接触的区域有很多小颗粒状突起结构，以起到更好的按摩效果。

[0046] 如图1所示，探头未插入直肠中，可伸缩支撑杆152处于最大长度。由图1可知按摩小体151的数量为3个，实际使用中可根据需要设计按摩小体的数量。在探头插入直肠过程中，均匀分布的三个按摩小体按摩小体，在被压缩的可伸缩支撑杆的作用下，始终与肛周皮肤接触，并模拟手的作用，对肛周进行按摩，使肛门括约肌松弛。随着探头插入直肠过程，可伸缩支撑杆和按摩小体持续被压缩；在探头插入直肠后，半密闭空间未充气时，可伸缩支撑杆的状态如图3所示。半密闭空间充气后，可伸缩支撑杆的状态如图4所示，此时，弹性膜表面被扩张，MEMS传感器阵列总面积与弹性膜的表面积之比变小。

[0047] 在确定直肠组织的肿块的硬度、大小、外形、深度等信息后，及时进行激光治疗，可以提升诊治效果。

[0048] 因此，在本发明实施例中，探头的端部还设置有近红外激光发生器。该近红外激光发生器产生的激光的波长为1.9微米，可以在必要时直接对肿块或病变组织进行激光治疗。

[0049] 此外，在本发明实施例中，如图5所示，还可以采用不能变形的支撑杆153与按摩小体151连接，该支撑杆153穿过手柄上的环状凸起142上的孔，支撑杆153采用弹簧进行复位，弹簧伸缩时带动杆153在孔中运动，起到与上述弹性支撑杆相同的作用。

[0050] MEMS传感器阵列外部可套有保护套，保护套可随着弹性膜的变形而变形。插入直肠前，保护套外涂抹医用耦合剂等物质增加润滑性。按照如图6所述的灵敏度测试装置对MEMS传感器进行压力灵敏度测试，将待测样品606放在压力测试工作台601上。调节压力调节旋钮602时，施压球603向待测样品606施加压力。随着压力的改变，电容检测器件604检测待测样品的电容值并上传给PC机605。

[0051] 测试后，得到如表1所述的测试结果。其中，传感器电容变化量1为未加保护套时传感器电容变化量，传感器电容变换量2为加保护套时传感器电容变化量。

[0052] 表1压力灵敏度测试结果

[0053]

[0054]

[0055] 该测试结果表明，保护套对MEMS传感器灵敏度的影响较小。

[0056] 本发明实施例提供的直肠检查装置的探头，可以在抽送气装置的作用下扩张或缩小探头的直径，以便于探头进入直肠，进行图像检查和触压检查，相比较现有技术，具有使用方便、检查结果准确的特点。

[0057] 如图7所示，本发明实施例提供一种直肠检查装置，装置包括主机190、抽送气装置和上述技术方案的探头，其中，抽送气装置的通气口与管道170连通；主机通过信号线160与探头连接，主机接收图像采集装置发送的图像信号和MEMS传感器阵列所采集的信号，并控制探头工作。

[0058] 其中，主机具有控制单元、采集模态切换单元、多模态采集单元、数据分析单元以及显示单元等部分，其控制单元控制探头的工作状态，采集模态切换单元可以切换探头的工作模态，多模态采集单元可以采集多模态的数据，数据分析单元将该数据进行分析，显示单元显示部分需要即时观察的数据。

[0059] 本发明实施例提供的直肠检查装置，可以在抽送气装置的作用下扩张或缩小探头的直径，以便于探头进入直肠，进行图像检查和触压检查，相比较现有技术，具有使用方便、检查结果准确的特点。

[0060] 本发明实施例提供的以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

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