一种磁吻合成环系统及其成环方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种磁吻合成环系统及其成环方法。

背景技术

现代社会生活水平的提高和生活方式的变化，肥胖病人和糖尿病患者的比例迅速增加，采用胃旁路或胃转流等减重手术在医学上被证明是一种有效的治疗方法。采用内窥镜下操作的磁吻合技术由于采用磁力压缩的方式实现肠壁和胃壁的贯通，没有手术创伤，成为目前消化道手术领域的一个研究重点。目前行业内关于磁吻合成环的技术已有大量研究成果公开，磁吻合成环普遍面临的技术难题是如何采用简单有效的方式将通过内窥镜细管输送到器官内的磁铁段首尾连接形成磁环。

经检索，专利WO2018/0571613A2公开了一种装在柔性管里多个磁铁球构成磁环的磁吻合装置；专利CN106999188A公开一种包含多个磁性段和与磁性段相连的径向连接线构成的磁吻合装置；专利CN103930049B公开一种磁吻合装置，包含磁体、安装在磁体上的环和连接线，连接线穿过每个环并在收紧时牵引磁体耦合成环；专利CN111419315A公开一种装置，包含多个截面为梯形的磁铁和穿过磁体中间孔的引导线，收紧引导线以实现磁体的耦合成环；专利CN109788953A公开一种固定有多个磁铁块的丝线，该丝线在超过某临界温度后会从直线状态变为环形线圈，环形线圈相互吸引形成磁吻合装置；专利CN107889454A公开一种不同的输送和形成磁环的方式，预先将构成磁环的磁铁段压缩成两排输送进器官，然后通过安装在磁铁段上的连接构件产生的作用力使磁体段恢复环形。以上所有方案中，都还包括对磁体和磁体环控制操作的辅助装置。

以上申请案均涉及对磁吻合成环技术的探索，且具有共同的技术特点，为了在器官内通过内窥镜操作多个磁体段形成磁环，全都在磁体段上预先固定安装了各种不同的传力装置，用来改变直线排列的磁铁段的位置和角度。这些传力装置包括固定在磁铁段外部或穿过磁铁段中心孔的连接线、引导线和温度控制的丝线，以及具有变形记忆功能的柔性管和安装在磁体段上的连接构件等。但这些不同的传力装置在实践应用中会存在诸多的问题。首先，通过收紧连接线的方式控制磁铁段的难度较大，因为单一连接线只能使磁铁段上一个点受到拉力作用，而且连接线在输送和操作环节都容易出现缠绕打结等问题，使得这种方法可以操作的磁铁段的数量较少。采用其它具有变形记忆功能的传力装置首先会大大减小可以输送到器官内的磁铁段的直径，造成磁吻合的力量不足。其次，构成磁环的所有磁体段必须整体一次性输送进器官内，难度较大且不能灵活调整磁环大小，加上这种磁体段制造成本高，在实际应用中限制较大。因此目前行业内关于磁吻合成环技术仍有很大的优化空间，对此方向的研究探索始终未曾停止。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中磁吻合不便成环的现状，拟提供一种磁吻合成环系统及其成环方法，采用本发明的成环方法，无需采用连接线或连接构件等传力装置，而是采用磁体串叠加重量产生的力矩来改变磁体的相互位置，进而形成磁体环的方式，配合应用本发明的成环系统，结构构成简单，输送和控制过程便利，而且能够分批输送磁体串，以及通过改变磁体内部结构的方式实现不同大小磁体环的成形。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种磁吻合成环系统，包括磁体串和磁体捕获单元，磁体串由一定数量的磁体通过磁力耦合形成并呈线形分布，磁体捕获单元用于抓取磁体串中间的磁体并将其上提。

更进一步地，磁体的中部截面为圆形或多边形，磁体中部区域轴向长度w≥0，磁体两端为轴向对称的球形曲面体，磁体的磁极分布与磁体两端球形曲面的最高点一致。

更进一步地，磁体包括I类磁体、II类磁体和III类磁体，其中I类磁体全部由磁铁单元构成；II类磁体由非磁铁单元和磁铁单元构成，非磁铁单元全部或部分包裹在磁铁单元之外；III类磁体由非磁铁单元和磁铁单元构成，非磁铁单元设置于中部，磁铁单元设置于非磁铁单元两端；磁体串由I类磁体、II类磁体和III类磁体中的至少一类磁体通过磁力耦合形成。

更进一步地，磁体中磁铁单元采用钕铁硼强力磁铁材料制成，非磁铁单元采用高分子材料制成。

更进一步地，磁体的中部设置有空腔，空腔的四周分别设有贯通的微孔与外部相通。

更进一步地，磁体捕获单元包括输送套管和负压套管，负压套管安装于输送套管内并与负压源连接用于形成负压，负压套管的末端设置有用于吸附磁体的管接头，管接头的吸附面形状与磁体的外形相配合。

更进一步地，磁体捕获单元包括输送套管和控制套管，控制套管安装于输送套管内，且控制套管的末端设置有用于吸附磁体的吸附磁铁。

更进一步地，磁体捕获单元包括输送套管和其端部的取样钳。

本发明的一种磁吻合成环方法，过程如下：多个磁体耦合形成线形分布的磁体串，磁体捕获单元抓取磁体串中间的磁体并将其上提，使磁体串中部抬高，直至所有的磁体悬空，磁体串两端在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化，引起磁体串两端的磁体向中间移动，两端磁体距离缩短而相互耦合连接，最终形成磁体环。

更进一步地，当磁体捕获单元提升磁体串后不足以成环时，另有磁体捕获单元抓取有驱动磁体并移动至磁体串中间磁体与相邻磁体的结合位置，磁体捕获单元释放驱动磁体，使驱动磁体耦合在中间磁体与相邻磁体之间，产生的磁力促进磁体串两端耦合成环；驱动磁体为球形磁体或与磁体串中的磁体相同。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的磁吻合成环系统，包括磁体串和磁体捕获单元，无需采用传统的连接线或连接构件等传力装置，而是利用磁体串中部提升后磁体相互位置的改变来形成磁体环，结构简单，实际应用中能够灵活控制磁体环成形大小，以及实现分批输送磁体串以成形多个磁体环配合应用，应用灵活方便，能够充分适应实践应用的各种需求环境。

(2)本发明的磁吻合成环系统，磁体串可以由I类磁体、II类磁体和III类磁体中的至少一类磁体通过磁力耦合形成，可以根据实际应用需求对应调整磁体串中磁体的结构类别和区域分布，以便成形不同大小的磁体环，应用灵活多变。

(3)本发明的磁吻合成环方法，利用磁体串中部提升后磁体相互位置的改变来形成磁体环，操作简单便利，并可以配合外加释放驱动磁体来促进磁体串成环，可以大大减小形成的磁体环的径向尺寸，并能够将原不足以成环的磁体串迅速成环，能够满足更严苛的实践需求。

附图说明

图1为本发明中磁吻合成环系统的结构示意图；

图2为本发明中I类磁体结构示意图及剖视结构示意图；

图3为本发明中II类磁体结构示意图及剖视结构示意图；

图4为本发明中III类磁体结构示意图及剖视结构示意图；

图5为本发明中设置空腔的III类磁体结构示意图及剖视结构示意图；

图6为本发明中设置空腔的I类磁体结构示意图及剖视结构示意图；

图7为本发明中不同类磁体构成的磁体串结构示意图；

图8为本发明中负压式磁体捕获单元结构示意图；

图9为本发明中磁铁吸引式磁体捕获单元结构示意图；

图10为本发明中钳夹式磁体捕获单元的结构示意图；

图11为本发明中磁体捕获单元输送驱动磁体形成磁体环的示意图。

示意图中的标号说明：

100、磁体串；101、磁体；102、I类磁体；103、II类磁体；104、非磁铁单元；105、磁铁单元；106、III类磁体；109、空腔；110、微孔；111、侧边区域；112、中间区域；113、驱动磁体；

200、磁体捕获单元；201、输送套管；202、负压套管；203、管接头；204、控制套管；205、吸附磁铁；206、取样钳。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1-图11所示，本实施例的一种磁吻合成环系统，包括磁体串100和磁体捕获单元200，磁体串100由一定数量的磁体101通过磁力耦合形成并呈线形分布，磁体捕获单元200用于抓取磁体串100中间的磁体101并将其上提。通过抓取中间磁体101并提升其位置，使得磁体串100两侧在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化，进而引起磁体串100两端磁体101之间距离缩短而耦合形成磁体环。当磁体串100中磁体101的数量为奇数时，即抓取唯一的中间磁体101，当磁体101的数量为偶数时，则抓取中间位置两个磁体101中的任意一个均可。

如图2所示，本实施例中磁体101的中部截面为圆形或多边形，附图中所示均给出了中部截面为圆形的磁体101结构；磁体101中部区域轴向长度w≥0，磁体101两端为轴向对称的球形曲面体，磁体101的磁极分布与磁体101两端球形曲面的最高点一致。当w＝0时，即为球形磁体101。

实践应用中，控制在器官内形成磁体环的大小非常重要，磁体串100形成的最小磁体环由磁体101的材质、结构、尺寸、形状和重量等因素决定，通过改变磁体101的上述参数和磁体101的数量可以获得不同大小的磁体环，可以根据使用需求对应调整磁体环大小。进一步地，当磁体串100在第一个器官内形成第一个磁体环后，放置在第二个器官内的第二个磁体串100在磁体捕获单元200的控制下接近第一个磁体环并与之耦合形成第二个磁体环，以此类推，采用同样的方式可以将后续磁体串100在两个器官内形成多个磁体环的耦合以增加吻合器官受压的力度，实现磁体串100的分批传送。目前行业内在实践应用中，会出现由于输送方式的限制，当器官内形成磁体环的磁体101体积较小时，设置在两个器官内的磁体环吻合后产生的压力较小，不能满足医学要求的问题。采用本实施例的成环方式，可以将每个器官内的磁体环增加到多条，直至满足医学要求的吻合压力，满足实践需求

本实施例的磁吻合成环系统，无需采用传统的连接线或连接构件等传力装置，而是利用磁体串100中部提升后磁体101相互位置的改变来形成磁体环，结构简单，实际应用中能够灵活控制磁体环成形大小，以及实现分批输送磁体串100以成形多个磁体环配合应用，应用灵活方便，能够充分适应实践应用的各种需求环境。

实施例2

本实施例的磁吻合成环系统，基本同实施例1，更进一步地，本实施例中磁体101可采用多种结构形式，具体包括I类磁体102、II类磁体103和III类磁体106，其中I类磁体102全部由磁铁单元105构成，如图2所示。由I类磁体102构成的磁体串100，通过改变I类磁体102的大小，可以改变磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸，具体减小I类磁体102的外形尺寸，可以减小磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸。

如图3所示，本实施例中II类磁体103由非磁铁单元104和磁铁单元105构成，非磁铁单元104全部或部分包裹在磁铁单元105之外，图3所示为非磁铁单元104全部包裹在磁铁单元105之外，当部分包裹时亦是呈对称形包裹。由II类磁体103构成的磁体串100，改变II类磁体103内部磁铁单元105的形状或磁极部分非磁铁单元104的厚度d，可以改变磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸，具体增大厚度d可以减小最小磁体环的径向尺寸。

如图4所示，本实施例中III类磁体106由非磁铁单元104和磁铁单元105构成，非磁铁单元104设置于中部，磁铁单元105设置于非磁铁单元104两端。由III类磁体106构成的磁体串100，改变III类磁体106中部非磁铁单元104的轴向长度W可以改变磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸，具体将W较小的III类磁体106放置在磁体串100的两端位置，可以减小磁体串100成环的最小磁体环的径向尺寸。

本实施例中磁铁单元105采用钕铁硼强力磁铁材料制成，非磁铁单元104采用生物相容性好的高分子材料制成。

需要说明的是，实际应用中，磁体串100由I类磁体102、II类磁体103和III类磁体106中的至少一类磁体通过磁力耦合形成，即可以单独由某一类磁体多个耦合形成磁体串100，亦可以由多类磁体配合耦合形成磁体串100，根据使用需求可以对应调整，在此不予尽述。

如图7所示为例，磁体串100由I类磁体102和III类磁体106构成，具体以磁体串100长度方向进行划分可划分为中间区域112，以及两侧的侧边区域111，把单体重量较大的I类磁体102主要设置在侧边区域111，将单体重量较小的III类磁体106主要设置在中间区域112，形成的最小磁体环的径向尺寸将小于全部由III类磁体106构成的磁体串100形成的最小磁体环的径向尺寸。同理，具有不同耦合磁力的磁体101在中间区域112和侧边区域111的不同数量分布，也将影响最终磁体串100形成的最小磁体环的大小。实践应用中，可以根据实际应用需求对应调整磁体串100中磁体101的类别和区域分布等，在此不再尽述。

实施例3

本实施例的磁吻合成环系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中磁体101的中部设置有空腔109，空腔109的四周分别设有贯通的微孔110与外部相通，空腔109中用于安装缓释药物等功能性材料，能够通过微孔110或高分子材料的分子间隙缓慢释放出磁体101。

如图5所示为III类磁体106中部设置有空腔109，空腔109的四周通过微孔110与外部相通；如图6所示为I类磁体102中部设置有空腔109，空腔109的四周通过微孔110与外部相通。

实施例4

本实施例的磁吻合成环系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中的磁体捕获单元200采用负压方式，如图8所示，该磁体捕获单元200包括输送套管201和负压套管202，负压套管202安装于输送套管201内并与负压源连接用于形成负压，负压套管202的末端设置有用于吸附磁体101的管接头203，管接头203的吸附面形状与磁体101的外形相配合，实际成环操作时，通过负压吸附住磁体101并将其向上提升，关掉负压则可以将吸附的磁体101释放。

实施例5

本实施例的磁吻合成环系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中的磁体捕获单元200采用磁力吸附方式，如图9所示，该磁体捕获单元200包括外部的输送套管201和内部的控制套管204，控制套管204末端安装有用于吸附磁体101的吸附磁铁205。实际成环操作时，通过吸附磁铁205与对应位置的磁体101耦合，控制套管204可以通过与输送套管201的相对运动来释放捕获的磁体101。

实施例6

本实施例的磁吻合成环系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中的磁体捕获单元200采用活体取样钳，如图10所示，该磁体捕获单元200包括输送套管201和其端部的取样钳206，取样钳206钳体的闭合形状与磁体101的截面形状相配合，钳体闭合后即可稳定抓取磁体101。活体取样钳为目前行业内常用的取样设备，具体不再赘述。

实施例7

本实施例的一种磁吻合成环方法，利用上述实施例中的磁吻合成环系统，过程如下：多个磁体101耦合形成线形分布的磁体串100，磁体捕获单元200抓取磁体串100中间的磁体101并将其上提，使磁体串100中部抬高，直至所有的磁体101悬空，磁体串100两端在自身叠加重量产生的力矩作用下发生相对位置变化，引起磁体串100两端的磁体101向中间移动，两端磁体101距离缩短而相互耦合连接，最终形成磁体环。

具体手术中操作时，可将磁体串100一字型安装于输送套管201内，用负压套管202推动磁体串100在输送管道内运动，最终将磁体串100一次或分次送入生物体器官内；磁体捕获单元200通过摄像头导引移动到磁体串100中间位置，抓取磁体串100的中部磁体101，移动磁体捕获单元200使磁体串100中部抬高，直至所有的磁体101都悬空。磁体串100两端在重力作用下向中间移动，导致磁体串100两端的磁体101相互耦合连接，形成磁体环。在摄像头的图形导引下，通过移动磁体捕获单元200调整磁体环在器官内的位置，达到精确定位即可。

需要说明的是，本实施例中还提供了进一步促进成环的方法，如图11所示，当一定数量的磁体串100单纯采用磁体捕获单元200提升仍不足以成环时，可以通过另一磁体捕获单元200抓取有驱动磁体113并移动至磁体串100中间磁体101与相邻磁体101的结合位置，磁体捕获单元200释放驱动磁体113，使驱动磁体113耦合在中间磁体101与相邻磁体101之间，产生的磁力促进磁体串100两端耦合成环；驱动磁体113具体可采用球形磁体或与磁体串100中的磁体101相同即可。经实践验证，采用此种成环方式可以大大减小形成的磁体环的径向尺寸，并能够将原不足以成环的磁体串100迅速成环，能够满足更严苛的实践需求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。