一种膀胱配流阀

1.本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种膀胱配流阀。


背景技术：

2.神经源性膀胱是常见多发病，可以发生在任何年龄及性别，病因多见于脊髓 外伤、先天性发育不良及中枢神经系统病变等，常伴有括约肌无力导致的尿失禁、 输尿管返流和逼尿肌无力导致的排尿无力、尿潴留等症状。尿失禁会导致会阴部、 骶尾部皮炎及压力性溃疡等并发症。膀胱尿液经输尿管返流至肾脏会引发肾脏感 染造成肾脏损害，甚至导致肾衰竭等。对于重度尿失禁和输尿管返流患者，临床 上通常采取保守治疗、手术治疗或身体护理、心理护理等措施，但因疗效不佳难 以从病源上解决问题，因此，从工程学角度，研制具有人工尿道括约肌和输尿管 括约肌功能的膀胱配流阀具有重要的现实意义。
3.公开号为cn110270008a的中国专利文献，公开了一种磁控尿道阀，包括有 阀体，阀体活动连接有阀芯，阀体连接有第一构件，第一构件和阀芯之间磁性连 接，第一构件和阀芯设于尿道的两侧；定位机构，定位机构包括有基体及与基体 滑动连接的第二构件，第二构件通过连接件与阀芯连接，第二构件配合有第三构 件，第二构件和第三构件之间磁性连接。本发明采用体外磁控排尿，可使患者根 据自身情况调节尿道阀的启闭时间，以减少尿道的压闭时长，有效减少尿道因长 期不当受压迫导致的坏死现象。
4.但上述方案只能实现尿道的启闭控制，不能同步协调控制输尿管的启闭。而 正常人体输尿管与膀胱连接处的“单向阀门”只允许尿液从输尿管流向膀胱，不 允许尿液从膀胱向输尿管倒流。排尿时开启尿道口，关闭输尿管口符合正常人体 储排尿机制。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术不能同步协调控制尿道管和输尿管的启闭 的不足，提供一种膀胱配流阀。本发明能够实现尿道孔和输尿管孔的启闭联动， 模拟正常人体中尿道口和输尿管孔为一开一闭的状态，防止排尿时尿液从膀胱向 肾脏倒流。
6.本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
7.一种膀胱配流阀，包括包覆于膀胱外壁上的阀体、设于所述阀体上使输尿管 常开而尿道口常闭的阀芯、能够改变阀芯的状态使输尿管闭合而尿道口打开的驱 动机构。
8.正常人体内膀胱储尿时，尿道口常闭而输尿管常开；排尿时，尿道口打开而 输尿管闭合。未启动状态下，阀芯使得输尿管常开而尿道口常闭，替代尿道括约 肌的收缩力。当需要排尿时，启动驱动机构，使得阀芯发生运动让输尿管闭合而 尿道口打开，模拟正常排尿。排尿完成后，关闭驱动机构，阀芯复位，回复到输 尿管常开而尿道口常闭的状态。
9.人体内的输尿管位于尿道口的上方，阀芯可以是设于阀体上可上下移动的杆 状或片状或其他能不影响功能实现的零件，未启动状态下阀芯位于下方将尿道口 压闭合。当需要排尿时，阀芯在驱动机构的作用下上升，将尿道口打开，输尿管 压闭合。所述驱动机构可以是电驱动也可以是体内外设置相互配合的磁体驱动， 包括一端与阀芯连接的杠杆，杠
杆的另一端连接磁体，此处可以是永磁体也可以 是其他磁性元件。所述驱动机构还可以是能够使得对阀芯施加力使其发生弹性变 形的其他结构如齿轮和齿条等。
10.阀芯、传动机构以及动力机构的装置的结构不影响本发明目的的实现。
11.进一步的，所述阀芯上设有供膀胱上的输尿管通过的输尿管孔、以及供膀胱 上的尿道通过的尿道孔，所述输尿管孔常开且所述尿道孔常闭，所述驱动机构与 所述阀芯的连接处位于所述输尿管孔与尿道孔之间，能将所述阀芯与驱动机构的 连接处朝向所述输尿管孔提起，所述阀芯为包覆于膀胱上的弹性件。
12.人体膀胱的实际结构中，输尿管和尿道口均位于膀胱靠近后背的一侧，输尿 管位于膀胱的靠近头部的一侧且朝头部方向伸出，尿道口位于膀胱的靠近脚的一 侧且朝脚的方向伸出。弹性件的材质可以为弹性橡胶、硅胶等，弹性材料有一定 的形变能力。阀芯包覆在膀胱有输尿管和尿道口的一侧，且在输尿管处设有供输 尿管通过的输尿管孔，在尿道口处设有尿道孔。作为阀芯的弹性件在制造的时候， 两个输尿管孔是在弹性片上切出圆孔，而尿道孔是切出一条缝隙供尿道通过，这 样在未工作状态下输尿管是打开的而尿道口在尿道孔的挤压下是关闭的。而需要 工作时，只需要驱动传动机构把阀芯上的输尿管孔和尿道孔之间的部分向输尿管 孔方向拉扯，在阀芯本身弹性材料的性质下，受到拉扯的尿道孔从一条缝隙变为 一个孔，而受到挤压的输尿管孔就会从圆孔被挤压成扁的缝隙，实现从输尿管孔 打开而尿道孔闭合到输尿管孔闭合而尿道孔打开这一转变。完成排尿后，撤销对 阀芯施加的力，这样，由弹性材料制作而成的阀芯就会恢复成原来的状态，即输 尿管孔打开而尿道孔闭合。将阀芯置入体内时，阀芯从尿道孔和输尿管孔切分成 三瓣，将尿道放入尿道孔内、输尿管放入输尿管孔内，再用粘合剂将阀芯粘合。 这样就可以在不损伤尿道和输尿管的情况下将阀芯安装好。所述弹性件的形状和 结构和材质可以是多种的，如材质可以是橡胶、塑料、甚至是金属，如形状和结 构可以为圆柱形、圆形薄片、三角形薄片，其中三角形还可以是鲁洛克斯三角形 等，均不影响本方案的实现。
13.进一步的，所述弹性件为弹性片。弹性片可以根据病人膀胱的实际形状定制， 使之能够更加贴合膀胱外壁。
14.进一步的，所述弹性片的形状为球面形三角状，其三个角分别固定在所述阀 体上。
15.从人体的背面看，两个输尿管和一个尿道口三个位置可以定位一个三角形， 弹性片可以为将两个输尿管和一个尿道口包裹进去的三角形或近似三角形的形 状，如鲁洛克斯三角形、或三条边为向内凹的圆弧的三角形。三角形或类三角形 的弹性片比起圆形的或其他形状的能够减轻重量，使得整体结构更加轻，同时， 阀芯设计为三角状，可以使用更小的力驱动其产生更大的变形，将最大变形量集 中在孔位处。
16.进一步的，所述驱动机构包括用于对阀芯施加力带动所述阀芯发生弹性形变 的传动杆、与所述传动杆的另一端连接用于驱动传动杆运动的磁驱动机构，所述 传动杆与所述阀体活动连接。传动杆一端连接在阀芯上，连接处位于所述输尿管 孔与尿道孔之间，工作时能将连接处朝所述输尿管孔方向拉扯提起。传动杆可以 为多种形状如支点位于阀体可将连接处撬起的直杠杆或弯杠杆，也可以是位于连 接处的运动方向上将连接处提起的v形杆等，均不影响本方案的实现。传动杆 既可以与阀芯固定连接也可活动连接，活动连接时，可以在阀芯上设置通孔，通 孔的大小大于传动杆的厚度，传动杆穿过通孔与阀芯连接。
17.进一步的，磁驱动机构包括设于所述传动杆另一端上的导磁块、以及位于体 外的、在靠近导磁块时能吸引导磁体运动的永磁体。
18.导磁块与永磁体的吸引力可以使得传动杆运动，与采用超声汽化驱动、无线 传能或需植入体内电池等尿道阀相比，采用磁力驱动能明显简化体内外装置，提 高实用性，同时不需要储存能量，安全性高、系统响应迅速。
19.进一步的，所述传动杆为套设于所述阀体上的环形杠杆，所述阀芯的侧壁上 设有供所述环形杠杆穿过的通孔，所述环形杠杆位于所述阀芯的一侧插设于所述 通孔中，所述环形杠杆的另一侧与所述导磁块固定连接，所述环形杠杆与阀体铰 接，所述环形杠杆与阀体的铰接部位于环形杆杆与阀芯的连接端和环形杆杆与导 磁块的连接端之间。
20.人体结构中膀胱设有尿道口与输尿管的一侧靠近背部，而朝向前面的腹部才 是便于病人操作的位置，阀体与阀芯均为包覆于膀胱外壁的结构，使用环形杠杆 可以将靠近腹部处的运动传递到靠近背部的阀芯，且环形杠杆套设在支架上，使 得整个发明的结构紧凑，一体化程度高，避免设于体内各处的零件脱落或故障。 铰接部位可以更靠近阀芯，这样环形杠杆是省力杠杆。
21.进一步的，所述通孔的直径大于所述环形杠杆的厚度，所述环形杠杆与通孔 之间活动连接。
22.传动杆在对阀芯施加力的时候，环形杠杆与通孔之间有相对移动调整的余 地，避免了环形杠杆与阀芯直接固定连接时产生的不必要的形变。同时，由于环 形杠杆与阀芯的连接处贯穿阀芯的侧面，位于输尿管孔与尿道孔之间横向放置， 环形杠杆与阀芯的连接处所在的水平面与两个输尿管孔连线平行，这样对阀芯施 加的力更加平均。
23.进一步的，阀体上在所述导磁块的下方设有限位凸台。
24.限位凸台能限制所述环形杠杆绕其铰接点的转动角度，避免环形杠杆与导磁 块连接的一端过度下降，从而使得环形杠杆与阀芯连接的一端过度提升损伤输尿 管。
25.进一步的，所述环形杠杆位于所述阀芯的部分与阀芯的内表面或外表面固定 连接，所述环形杠杆与所述阀芯的连接处位于所述尿道孔与输尿管孔之间。
26.环形杠杆与阀芯中部横向固定连接，线连接更加稳固，同时将阀芯提起时施 力能更加均匀，保证尿道孔能打开而输尿管孔能闭合。
27.进一步的，所述磁驱动机构包括设于所述传动杆另一端上的导磁块、以及控 制所述电磁铁吸引导磁块的体外控制器。
28.进一步的，所述阀体的材质为无磁刚性材料，所述阀芯的材质为橡胶。所述 阀体和阀芯的材质需为生物相容性好的材料，同时要密度较低但强度足够，尽量 减少对人体的负担。
29.进一步的，所述阀体固定于耻骨上。所述阀体为局部椭球状。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.(1)能够实现尿道孔和输尿管孔的启闭联动，模拟正常人体中尿道口和输 尿管口为一开一闭的状态，与人体尿道和输尿管括约肌的协调联控机制相一致， 防止排尿时尿液从膀胱向肾脏倒流。
32.(2)利用片状的弹性橡胶阀芯元件同时控制两个输尿管和一个尿道口的开 闭，可大大简化植入体内的部将结构，同时避免了磁铁或弹簧等刚性材料直接夹 闭尿道和输尿
管，造成机械损伤。
33.(3)使用环形杠杆、导磁块和体外永磁体控制两个输尿管和一个尿道口的 开闭，不需要存储能量，安全性高，系统响应迅速；
34.(4)结构简单，一体化程度高，降低零件脱落、故障或被腐蚀的风险，可 靠性高。
35.(5)本发明植入体内时无需对尿道和输尿管开孔，包覆于膀胱外壁，不造 成组织创伤和泌尿系统的感染。
附图说明
36.图1为本发明实施例1的整体结构示意图。
37.图2为本发明实施例1的另一视角整体结构示意图。
38.图3为本发明实施例1的尿道孔关闭、输尿管孔开启的结构示意图。
39.图4为本发明实施例1的尿道孔开启、输尿管孔关闭的结构示意图。
40.图5为本发明实施例2的立体结构图。
41.图6为本发明实施例2的另一视角立体结构图。
42.图示标记说明如下：
43.1-阀芯，2-环形杠杆，3-阀体，4-导磁块，5-永磁体，6-耻骨，7-输尿管孔， 8-尿道孔，9-限位凸台，10-弯杆，11-直杆，12-弹簧。
具体实施方式
44.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性 说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好 地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产 品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可 以理解的。
45.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明 的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本 专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语 的具体含义。
46.实施例1
47.如图1至图4所示，一种膀胱配流阀，包括包覆于膀胱外壁上的阀体3、设 于阀体3上使输尿管常开而尿道口常闭的阀芯1、能够改变阀芯1的状态使输尿 管闭合而尿道口打开的驱动机构。
48.正常人体内膀胱储尿时，尿道口常闭而输尿管口常开；排尿时，尿道口打开 而输尿管口闭合。未启动状态下，阀芯1使得输尿管口常开而尿道口常闭，替代 尿道括约肌的力量。当需要排尿时，启动驱动机构，使得阀芯1发生运动让输尿 管闭合而尿道口打开，模拟正常排尿。排尿完成后，关闭驱动机构，阀芯1复位， 回复到输尿管常开而尿道口常闭的状态。
49.人体内的输尿管位于尿道口的上方，阀芯1可以是设于阀体3上可上下移动 的杆
状或片状或其他能不影响功能实现的零件，未启动状态下阀芯1位于下方将 尿道口压闭合。当需要排尿时，阀芯1在驱动机构的作用下上升，将尿道口打开， 输尿管压闭合。驱动机构的可以为多种驱动方式，本实施例中为磁驱动。
50.如图1至图4所示，阀芯1上设有供膀胱上的输尿管通过的输尿管孔7、以 及供膀胱上的尿道口通过的尿道孔8，所述输尿管孔7常开且所述尿道孔8常闭， 所述驱动机构与所述阀芯1的连接处位于所述输尿管孔7与尿道孔8之间能将所 述阀芯1与驱动机构的连接处朝向所述输尿管孔7提起，所述阀芯1为包覆于膀 胱上的弹性件。
51.人体膀胱的实际结构中，输尿管和尿道口均位于膀胱靠近后背的一侧，输尿 管位于膀胱的靠近头部的一侧且朝头部方向伸出，尿道口位于膀胱的靠近脚的一 侧且朝脚的方向伸出。弹性件的材质可以为弹性橡胶、硅胶等，弹性材料的有一 定的形变能力。阀芯1包覆在膀胱有输尿管和尿道口的一侧，且在输尿管处设有 供输尿管通过的输尿管孔7，在尿道口处设有尿道孔8。作为阀芯1的弹性件在 制造的时候，两个输尿管孔7是在弹性片上切出圆孔，而尿道孔8是切出一条缝 隙供尿道通过，这样在未工作状态下输尿管是打开的而尿道口在尿道孔8的挤压 下是关闭的。而需要工作时，只需要把通过传动机构把阀芯1上的输尿管孔7和 尿道孔8之间的部分向输尿管孔7方向拉扯，在阀芯1本身弹性材料的性质下， 受到拉扯的尿道孔8从一条缝隙变为一个孔，而受到挤压的输尿管孔7就会从圆 孔被挤压成扁的缝隙，实现从输尿管孔7打开而尿道孔8闭合到输尿管孔7闭合 而尿道孔8打开这一转变。完成排尿后，撤销对阀芯1施加的力，这样，由弹性 材料制作而成的阀芯1就会恢复成原来的状态，即输尿管孔7打开而尿道孔8闭 合。将阀芯1置入体内时，阀芯1从尿道孔8和输尿管孔7切分成三瓣，将尿道 放入尿道孔8内、输尿管放入输尿管孔7内，再用粘合剂将阀芯1粘合。这样就 可以在不损伤尿道和输尿管的情况下将阀芯1安装好。
52.如图1至图4所示，所述弹性件为弹性片。弹性片可以根据病人膀胱的实际 形状定制，使之能够更加贴合膀胱外壁。
53.如图1至图4所示，所述弹性片的形状为球面形三角形，其三个角分别固定 在所述阀体3上。如图4所述，从人体的背面看，两个输尿管和一个尿道口三个 位置可以定位一个三角形，本实施例中，所述弹性片为近似鲁洛克斯三角形的形 状。三角形或类三角形的弹性片比起圆形的或其他形状的能够减轻重量，使得整 体结构更加轻，同时，阀芯1设计为三角状，可以使用更小的力驱动其产生更大 的变形，将最大变形量集中在孔位处。
54.如图1至图4所示，所述驱动机构包括用于对阀芯1施加力带动所述阀芯1 发生弹性形变的传动杆、与所述传动杆的另一端连接用于驱动传动杆运动的磁驱 动机构，所述传动杆与所述阀体3活动连接。传动杆一端连接在阀芯1上，连接 处位于所述输尿管孔7与尿道孔8之间，工作时能将连接处从朝所述输尿管孔7 拉扯提起。传动杆既可以与阀芯1固定连接也可活动连接，本实施例为活动连接。 可以在阀芯1上设置通孔，通孔的大小大于传动杆的厚度，传动杆穿过通孔与阀 芯1连接。
55.如图1至图4所示，磁驱动机构包括设于所述传动杆另一端上的导磁块4、 以及位于体外的、在靠近导磁块4时能吸引导磁体运动的永磁体5。
56.导磁块4与永磁体5的吸引力可以使得传动杆运动，与采用超声汽化驱动、 无线传能或需植入体内电池等尿道阀相比，采用磁力驱动能明显简化体内外装 置，提高实用性，同时不需要储存能量，安全性高、系统响应迅速。
57.如图1至图4所示，所述传动杆为套设于所述阀体3上的环形杠杆2，所述 阀芯1的侧壁上设有供所述环形杠杆2穿过的通孔，所述环形杠杆2位于所述阀 芯1的一侧插设于所述通孔中，所述环形杠杆2的另一侧与所述导磁块4固定连 接，所述环形杠杆2与阀体3铰接，所述环形杠杆2与阀体3的铰接部位于环形 杆杆与阀芯1的连接端和环形杆杆与导磁块4的连接端之间。
58.人体结构中膀胱设有尿道口与输尿管的一侧靠近背部，而朝向前面的腹部才 是容易病人易于操作的位置，阀体3与阀芯1均为包覆于膀胱外壁的结构，使用 环形杠杆2可以将靠近腹部处的运动传递到靠近背部的阀芯1，且环形杠杆2套 设在膀胱上，使得整个发明的结构紧凑，一体化程度高，避免设于体内各处的零 件脱落或故障。铰接部位可以更靠近阀芯1，这样环形杠杆2是省力杠杆。
59.如图1至图4所示，所述通孔的直径大于所述环形杠杆2的厚度，所述环形 杠杆2与通孔之间活动连接。
60.传动杆在对阀芯1施加力的时候，环形杠杆2与通孔之间有相对移动调整的 余地，避免了环形杠杆2与阀芯1直接固定连接时产生的不必要的形变。同时， 由于环形杠杆2与阀芯1的连接处贯穿阀芯1的侧面，位于输尿管孔7与尿道孔 8之间横向放置，环形杠杆2与阀芯1的连接处所在的水平面与两个输尿管孔7 连线平行，这样对阀芯1施加的力更加平均。
61.如图1至图4所示，阀体3上在所述导磁块4的下方设有限位凸台9。
62.限位凸台9能限制所述环形杠杆2绕其铰接点的转动角度，避免环形杠杆2 与导磁块4连接的一端过度下降，从而使得环形杠杆2与阀芯1连接的一端过度 提升损伤输尿管。
63.如图1至图4所示，所述环形杠杆2位于所述阀芯1的部分与阀芯1的内表 面或外表面固定连接，所述环形杠杆2与所述阀芯1的连接处位于所述尿道孔8 与输尿管孔7之间。
64.环形杠杆2与阀芯1中部横向固定连接，线连接更加稳固，同时将阀芯1提 起时施力能更加均匀，保证尿道孔8能打开而输尿管孔7能闭合。
65.如图1至图4所示，所述阀体3的材质为无磁刚性材料，所述阀芯1的材质 为橡胶。所述阀体3和阀芯1的材质需为生物相容性好的材料，同时要密度较低 但强度足够，尽量减少对人体的负担。
66.如图1至图4所示，所述阀体3固定于耻骨6上。所述阀体3为局部椭球状。
67.本发明的工作原理如下：在膀胱储尿阶段，当外永磁体5未靠近下腹前壁时， 导磁块4不产生磁吸力，环形杠杆2不动作，尿道口在阀芯1的弹性回复力作 用下保持闭合，输尿管口保持开启，尿液经输尿管输送至膀胱，膀胱逐渐充盈。
68.在膀胱排尿阶段，当外永磁体5置于下腹前壁时，导磁块4在磁场作用下产 生磁吸力并作用于环形杠杆2，环形杠杆2绕铰点转动并将驱动力传递给阀芯1， 驱动阀芯1移动，开启尿道口，夹闭输尿管口使膀胱内尿液从尿道连续排出并同 时防止尿液返流，支架上的限位凸台9能有效防止环形杠杆2过度转动损伤输尿 管。
69.排尿结束后，将外永磁体5从下腹前壁移开，导磁块4不受磁吸力作用，环 形杠杆2无驱动力，阀芯1在自身弹性回复力作用下复位，尿道口闭合，输尿管 口开启。病人只要重复上述过程，便可自行控制储、排尿，而避免尿液返流肾脏。
70.实施例2
71.本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，如图5和图6所 示，所述阀芯1的形状为三边向内凹的圆弧组成的三角形，这样的结构在能够覆 盖输尿管和尿道口的情况下，整体更加轻便。本实施例中，环形杠杆2与阀芯1 之间固定连接。
72.实施例3
73.本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，所述磁驱动机构 包括设于所述环形杠杆2另一端上的导磁块4、设于所述阀体3上的电磁铁、以 及控制所述电磁铁吸引导磁块4的体外控制器。位于体外的永磁体5倍被电磁铁 和体外控制器所替代。需要排尿时，控制器控制电磁铁通电产生磁性，吸引导磁 块4向下运动，环形杠杆2绕铰接点转动，使得阀芯1发生形变。排尿结束后， 控制器控制电磁铁断电，阀芯1和环形杠杆2复位。
74.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非 是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施 方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进 等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。