一种用于黏小管成形术的磁导航方法及装置

1.本技术涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种用于黏小管成形术的磁导航方法及装置。


背景技术：

2.黏小管成形术是目前治疗开角型青光眼的一种较为新型的方式，青光眼是由于眼球内的房水循环受到阻塞造成的，而黏小管是位于眼球内围绕前房角一周的房水流出通道，也是方式循环过程中的重要环节，因此，黏小管成形术是通过手术来扩张黏小管，使房水的循环过程能够顺畅地进行。
3.手术的主要过程为：分别作以穹窿部为基底的结膜瓣和角膜缘为基底的巩膜瓣，露出黏小管后在黏小管中注入黏弹剂，将导光微导管插入粘小管中环绕一周从另一端穿出，再将聚丙烯缝线与微导管缝合，拉动微导管将其退出黏小管，使缝线环绕粘小管一周，最后将缝线结扎，缝合巩膜瓣后完成手术。
4.其中，在微导管穿入黏小管的过程中，由于黏小管管壁为软体结构且存在与眼内其他结构相连的孔道，而微导管前端的方向无法准确控制，医生只能在导管后端通过旋捻的方式调整导管姿态，利用黏小管管壁对导管前端的支撑使导管沿黏小管前进，因此，穿管过程中可能出现导管前端卡在管壁上或误穿入其他孔道等情况，使穿管操作难以顺利完成。


技术实现要素：

5.本技术提供一种用于黏小管成形术的磁导航方法及装置，以改善上述问题。
6.本发明具体是这样的：
7.一种用于黏小管成形术的磁导航方法，用于黏小管手术穿管操作，包括：
8.控制磁场装置建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间；
9.控制磁场装置以调整磁场施加于响应磁体的磁性力，从而引导位于磁场内的响应磁体沿预设路径运动，进而引导与响应磁体连接的黏小管手术导管沿预设路径运动；
10.其中，预设路径与黏小管的延伸路径一致。
11.在本发明的一种实施例中，控制磁场装置以调整磁场施加于响应磁体的磁性力的步骤包括：
12.确定响应磁体在预设路径中的位置，并根据响应磁体在预设路径中的位置确定响应磁体的预设运动方向；
13.控制磁场装置的一个或多个电磁体的电流，以使得磁场施加于响应磁体的磁性力引导响应磁体按预设运动方向运动。
14.一种用于黏小管成形术的磁导航装置，用于实施上述的用于黏小管成形术的磁导航方法，包括响应磁体以及磁场装置；
15.响应磁体连接于黏小管手术导管的前端；
16.磁场装置用于形成磁场，磁场用于引导位于磁场内的响应磁体沿预设路径运动，从而引导黏小管手术导管沿预设路径运动。
17.在本发明的一种实施例中，磁场装置包括基座框架以及多个电磁体；
18.多个电磁体均与基座框架连接，多个电磁体均用于与外部电源电连接，并且多个电磁体用于共同形成磁场。
19.在本发明的一种实施例中，磁场装置包括四个电磁体；基座框架为矩形框架；
20.四个电磁体分别位于基座框架的一侧。
21.在本发明的一种实施例中，每个电磁体均包括铁芯及线圈；线圈绕设于铁芯；
22.四个电磁体的铁芯均相对于基座框架倾斜设置，且四个电磁体的铁芯的轴线均交汇于一处，以使得四个电磁体在通电后在磁场内形成工作空间，工作空间用于容纳黏小管。
23.在本发明的一种实施例中，工作空间为圆柱形空间，工作空间的直径大于或等于12mm，工作空间的高度大于或等于4mm。
24.在本发明的一种实施例中，四个电磁体的铁芯相对于基座框架倾斜的角度相同。
25.在本发明的一种实施例中，每个线圈的最大磁动势大于或等于4000at。
26.在本发明的一种实施例中，磁场位于基座框架所形成的空间内。
27.本发明的有益效果是：
28.该用于黏小管成形术的磁导航方法用于黏小管手术穿管操作，其包括：控制磁场装置建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间；控制磁场装置以调整磁场施加于响应磁体的磁性力，从而引导位于磁场内的响应磁体沿预设路径运动，进而引导与响应磁体连接的黏小管手术导管沿预设路径运动；其中，预设路径与黏小管的延伸路径一致。
29.该用于黏小管成形术的磁导航方法通过控制磁场装置在体外操控进入眼内的黏小管手术导管，实现穿管过程的方向控制，从而能够使得黏小管手术导管沿黏小管前进，以避免在穿管过程中出现导管前端卡在管壁上或误穿入其他孔道的情况，而且降低了穿管操作的难度，提高手术的操作性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1为本技术提供的用于黏小管成形术的磁导航装置第一视角的结构示意图；
32.图2为本技术提供的用于黏小管成形术的磁导航装置第二视角的结构示意图；
33.图3为本技术提供的用于黏小管成形术的磁导航装置第三视角的结构示意图；
34.图4为本技术提供的响应磁体与黏小管手术导管的连接示意图。
35.图标：100-用于黏小管成形术的磁导航装置；110-响应磁体；120-磁场装置；10-黏小管手术导管；121-基座框架；122-电磁体；123-铁芯；124-线圈；125-工作空间。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.请参照图1-图4，本发明提供一种用于黏小管成形术的磁导航方法，用于黏小管手术穿管操作，包括：
43.控制磁场装置120建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间125；
44.控制磁场装置120以调整磁场施加于响应磁体110的磁性力，从而引导位于磁场内的响应磁体110沿预设路径运动，进而引导与响应磁体110连接的黏小管手术导管10沿预设路径运动；
45.其中，预设路径与黏小管的延伸路径一致。
46.该用于黏小管成形术的磁导航方法的工作原理是：
47.该用于黏小管成形术的磁导航方法用于黏小管手术穿管操作，其包括：控制磁场装置120建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间125；控制磁场装置120以调整磁场施加于响应磁体110的磁性力，从而引导位于磁场内的响应磁体110沿预设路径运动，进而引导与响应磁体110连接的黏小管手术导管10沿预设路径运动；其中，预设路径与黏小管的延伸路径一致。
48.该用于黏小管成形术的磁导航方法通过控制磁场装置120在体外操控进入眼内的黏小管手术导管10，实现穿管过程的方向控制，从而能够使得黏小管手术导管10沿黏小管前进，以避免在穿管过程中出现导管前端卡在管壁上或误穿入其他孔道的情况，而且降低了穿管操作的难度，提高手术的操作性。
49.进一步地，在本实施例中，控制磁场装置120以调整磁场施加于响应磁体110的磁
性力的步骤包括：
50.确定响应磁体110在预设路径中的位置，并根据响应磁体110在预设路径中的位置确定响应磁体110的预设运动方向；
51.控制磁场装置120的一个或多个电磁体122的电流，以使得磁场施加于响应磁体110的磁性力引导响应磁体110按预设运动方向运动。
52.基于上述内容，请参照图1-图4，本发明还提供一种用于黏小管成形术的磁导航装置100，用于实施上述的用于黏小管成形术的磁导航方法，包括响应磁体110以及磁场装置120；
53.响应磁体110连接于黏小管手术导管10的前端；
54.磁场装置120用于形成磁场，磁场用于引导位于磁场内的响应磁体110沿预设路径运动，从而引导黏小管手术导管10沿预设路径运动。
55.需要说明的是，在设置响应磁体110时，响应磁体110可以为圆柱形的钕铁硼永磁体，但响应磁体110的形式并不限于圆柱形永磁体，还可采用多个更小的磁体线性排列或采用磁粉与柔性材料混合等方式提高导管前端的柔性。
56.该用于黏小管成形术的磁导航装置100的工作原理是：
57.请参照图1-图4，该用于黏小管成形术的磁导航装置100通过磁场装置120形成的磁场能够在体外操控进入眼内的黏小管手术导管10，实现穿管过程的方向控制，从而能够使得黏小管手术导管10沿黏小管前进，以避免在穿管过程中出现导管前端卡在管壁上或误穿入其他孔道的情况，而且降低了穿管操作的难度，提高手术的操作性。
58.在设置磁场装置120时，磁场装置120可以包括基座框架121以及多个电磁体122；多个电磁体122均与基座框架121连接，多个电磁体122均用于与外部电源电连接，并且多个电磁体122用于共同形成磁场。
59.具体的，在本实施例中，磁场装置120包括四个电磁体122；基座框架121为矩形框架；四个电磁体122分别位于基座框架121的一侧。而且每个电磁体122均包括铁芯123及线圈124；线圈124绕设于铁芯123；四个电磁体122的铁芯123均相对于基座框架121倾斜设置，四个电磁体122的铁芯123相对于基座框架121倾斜的角度可以相同，且四个电磁体122的铁芯123的轴线均交汇于一处，以使得四个电磁体122在通电后在磁场内形成工作空间125，工作空间125用于容纳黏小管。
60.需要说明的是，工作空间125用于容纳黏小管，其目的是在进行手术的过程中，通过将黏小管容置于工作空间125内，从而能够对位于黏小管中的响应磁体110进行定位，而且在后续的改变磁场时，其目的是通过对工作空间125内磁场的改变从而改变施加于响应磁体110的磁性力的大小及方向。而且基座框架121还可采用其他形式，以适应实际手术情况，满足手术中其他步骤所需要的操作空间
61.磁场位于基座框架121所形成的空间内；工作空间125为圆柱形空间，工作空间125的直径大于或等于12mm，工作空间125的高度大于或等于4mm。并且每个线圈124的最大磁动势大于或等于4000at。
62.综上，请参照图1-图4，该用于黏小管成形术的磁导航装置100在实施上述的用于黏小管成形术的磁导航方法的过程中，可以通过控制多个电磁体122的电流大小进而对磁场进行控制，从而实现对施加于响应磁体110的磁性力的大小以及方向的控制，从而能够对
响应磁体110的运动进行精确控制，并且这种通过利用磁场产生的“非接触力”，使得医生能够在体外对黏小管手术导管10的方向进行控制，通过磁性力直接操控黏小管手术导管10的前端，使医生对于黏小管手术导管10的运动方向及姿态的操纵能力提高，因此，能够降低手术的操作难度，从而降低手术对于医生操作熟练程度的依赖，提高手术的可靠性与成功率。
63.其外，请参照图1-图4，该用于黏小管成形术的磁导航装置100在工作的过程中，采用的是控制磁场装置120的一个或多个电磁体122的电流，以使得磁场施加于响应磁体110的磁性力引导响应磁体110按预设运动方向运动，具体的，该用于黏小管成形术的磁导航装置100具备以下工作状态：
64.第一种状态：通过均匀磁场控制响应磁体110的运动，以采用上述的设置四个电磁体122的方式为例，可以将连接于基座框架121的四个电磁体122分为两对，每对电磁体122均相对设置，从而使得两对的连线正交，而且两对电磁体122共用一组电源；
65.通过控制两路电源输出，进而能够分别独立控制两对正交方向的电磁体122；其中，导航磁体线圈124匝数约为2000匝，通入最大2a的直流电流，使得每对电磁体122在工作空间125内产生与磁体方向相同的均匀磁场，最大磁感应强度13mt，由于两对电磁体122的方向正交，因此，通过分别控制电流，可在工作区域内叠加产生平面内任意方向的磁场，利用产生的磁场对黏小管手术导管10前端的响应磁体110施加磁力矩，改变黏小管手术导管10的运动方向，使其指向预设方向，再在黏小管手术导管10后端推动黏小管手术导管10，使黏小管手术导管10轴向进给并按预设路径运动，完成穿管过程。
66.第二种状态：通过非均匀磁场进行控制，非均匀磁场的磁感应强度梯度可以对响应磁体110施加磁力，因此，不再需要外力推动黏小管手术导管10前进；具体的，以采用上述的设置四个电磁体122的方式为例，在工作过程中，将输出电流分为4路，分别独立控制四个电磁体122，在工作空间125内产生非均匀的磁场，根据响应磁体110在工作空间125内的位置以及目标方向，分别改变电磁体122的电流，同样由于电磁体122的方向正交，因此，能够叠加产生平面内各方向的磁场，利用磁场对响应磁体110施加的磁力矩使黏小管手术导管10指向预设运动方向，并利用非均匀磁场的磁感应强度梯度对响应磁体110施加的磁性力使黏小管手术导管10按预设运动方向沿预设路径运动，完成穿管过程。
67.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于黏小管成形术的磁导航方法，其特征在于，包括：控制磁场装置建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间；控制所述磁场装置以调整所述磁场施加于响应磁体的磁性力，从而引导位于所述磁场内的所述响应磁体沿预设路径运动，进而引导与所述响应磁体连接的所述黏小管手术导管沿所述预设路径运动；其中，所述预设路径与所述黏小管的延伸路径一致。2.根据权利要求1所述的用于黏小管成形术的磁导航方法其特征在于：所述控制所述磁场装置以调整所述磁场施加于响应磁体的磁性力的步骤包括：确定所述响应磁体在所述预设路径中的位置，并根据所述响应磁体在所述预设路径中的位置确定所述响应磁体的预设运动方向；控制所述磁场装置的一个或多个电磁体的电流，以使得所述磁场施加于所述响应磁体的磁性力引导所述响应磁体按所述预设运动方向运动。3.一种用于黏小管成形术的磁导航装置，用于实施权利要求1或2所述的用于黏小管成形术的磁导航方法，其特征在于：所述用于黏小管成形术的磁导航装置包括响应磁体以及磁场装置；所述响应磁体连接于黏小管手术导管的前端；所述磁场装置用于形成磁场，所述磁场用于引导位于所述磁场内的所述响应磁体沿预设路径运动，从而引导所述黏小管手术导管沿所述预设路径运动。4.根据权利要求3所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：所述磁场装置包括基座框架以及多个电磁体；多个所述电磁体均与所述基座框架连接，多个所述电磁体均用于与外部电源电连接，并且多个所述电磁体用于共同形成所述磁场。5.根据权利要求4所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：所述磁场装置包括四个所述电磁体；所述基座框架为矩形框架；四个所述电磁体分别位于所述基座框架的一侧。6.根据权利要求5所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：每个所述电磁体均包括铁芯及线圈；所述线圈绕设于所述铁芯；四个所述电磁体的所述铁芯均相对于所述基座框架倾斜设置，且四个所述电磁体的所述铁芯的轴线均交汇于一处，以使得四个所述电磁体在通电后在所述磁场内形成工作空间，所述工作空间用于容纳黏小管。7.根据权利要求6所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：所述工作空间为圆柱形空间，所述工作空间的直径大于或等于12mm，所述工作空间的高度大于或等于4mm。8.根据权利要求6所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：四个所述电磁体的所述铁芯相对于所述基座框架倾斜的角度相同。9.根据权利要求6所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：每个所述线圈的最大磁动势大于或等于4000at。10.根据权利要求4所述的用于黏小管成形术的磁导航装置，其特征在于：所述磁场位于所述基座框架所形成的空间内。

技术总结
本申请涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种用于黏小管成形术的磁导航方法及装置。该用于黏小管成形术的磁导航方法包括：控制磁场装置建立磁场，并形成容纳黏小管的工作空间；控制磁场装置以调整磁场施加于响应磁体的磁性力，从而引导位于磁场内的响应磁体沿预设路径运动，进而引导与响应磁体连接的黏小管手术导管沿预设路径运动；其中，预设路径与黏小管的延伸路径一致。该用于黏小管成形术的磁导航方法通过控制磁场装置在体外操控进入眼内的黏小管手术导管，实现穿管过程的方向控制，从而能够使得黏小管手术导管沿黏小管前进，以避免在穿管过程中出现导管前端卡在管壁上或误穿入其他孔道的情况，而且降低了穿管操作的难度，提高手术的操作性。提高手术的操作性。提高手术的操作性。


技术研发人员：杨洋 杜庚汶 广晨汉 郑昱
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8