目的我国是消化道肿瘤的高发地区,早发现、早诊断、早治疗可明显提高患者的生存率,改善预后及生活质量。色素内镜是诊断消化道早癌的重要手段,能够有效提高病变的检出率。现有内镜下消化道黏膜的染色方法为人工配置染色剂,通过手推注射器进行染色作业,这一过程操作繁琐、费时费力、工作效率低。为解决上述问题,本研究拟研制一种多通道智能染色泵,从而优化现有内镜下消化道黏膜染色、清洗、注水等给液作业的操作方式,为提高医护人员的工作效率提供一种新型设备,为提高消化道早癌的检出率探索一种新方法。方法1、根据智能高效、功能多样、简单易用的原则进行多通道智能染色泵的设计,主要包括智能控制部分、液体驱动部分、液体通路部分及其它配件部分。智能控制部分对液体流量及工作时间实现精确分配,液体驱动部分将所需试剂抽注至内镜下,液体通路完成液体的输送作业,其它配件可为内镜下给液作业提升操作的便利性。2、根据临床工作的实际需求进行多通道智能染色泵的组件选择及参数设定。依据程序可编辑、内存容量大、芯片体积小的原则选用通用型单片机作为智能控制的核心组件,可写入各种内镜下给液作业的相关参数并进行编程;依据显示清晰,操作简单的原则选用触控式液晶屏作为操作面板,可将多通道智能染色泵的各种功能直观的展示在屏幕中,方便操作者在作业中的设置与使用;结合现有内镜下给液作业的液体用量,并依据流量可调、运行稳定、安全可靠的原则选用步进电机驱动的蠕动泵作为液体的驱动装置,蠕动泵提供的液体流量可满足各种内镜下给液作业的使用需求;依据现有内镜下黏膜染色、冲洗、给药等作业的试剂用量选用合适大小的储液瓶作为试剂存储装置;依据耐腐蚀、抗氧化、高弹性等原则选用医用级硅胶管作为泵管,并根据实际液体需求量和蠕动泵型号选择泵管的规格;为实现多通道智能染色泵的多功能性,设计布局多条液体通路,使用定制的多通连接将各个通路整合为一体;根据给液作业中的操作需求定制配套组件,如气泵、喷洒管、冲洗管、踏板、遥控器、蓄电池等。3、根据小型便携、操作方便、可靠耐用的设计原则,将多通道智能染色泵的各部分组件装配为一个整体。依据轻量化、易加工的原则选用铝合金材质制作整机的外壳;依据空间利用最大化,将单片机内置于控制面板中,并通过滑轨安置在主机上方;依据防尘、防水、防电磁干扰的原则将蠕动泵、气泵、电源安装于主机内部;为方便对试剂的观察与更换将储液瓶安置于主机外;使用多通连接将各条液体通路在液体出口终端处汇聚为一路。4、多通道智能染色泵的功能验证与优化改良:观察多通道智能染色泵的喷洒状态,测量喷洒范围,验证用于内镜下黏膜染色作业的可行性;应用称重法测量各个蠕动泵可提供的液体流量范围,与现有内窥镜用水泵作比较,验证用于内镜下注水作业的可行性;使用多通道智能染色泵对肠道黏膜进行冲洗,记录冲洗前后的肠道清洁度,并与现有肠道黏膜冲洗方法作对比,验证用于内镜下冲洗作业的可行性。通过总结分析功能测试中存在的缺陷与不足,对多通道智能染色泵进行优化与改良并再次进行性能测试,以验证应用于内镜下给液作业的可行性。5、多通道智能染色泵在食管碘染色作业中的应用:选取2017年6-12月于武警总医院消化内镜中心行胃镜检查发现食管可疑病变并排除检查禁忌症的患者110例,按随机原则分为实验组与对照组,每组各55例。实验组使用多通道智能染色泵对食管进行碘染色,对照组使用注射器对食管进行碘染色,分别记录两组染色操作的人数、时间、试剂用量、病变检出率及医护满意度。对采集的数据进行统计学分析,比较两组之间的差异性,探讨多通道染色泵在食管碘染色作业中的应用价值。结果1、多通道智能染色泵由四部分组成,即智能控制部分、液体驱动部分、液体输送部分及其它配件部分,主要组成部件有蠕动泵、气泵、单片机、操作面板、储液瓶、泵管、多通连接、电源、喷洒管、脚踏等。2、多通道智能染色泵选用的单片机为通用型,较其它智能芯片体积小,内存大,可重复编程。操作面板中选用的触控屏具有能耗低,清晰度高,操作简单的优点。智能控制部分通操作面板对写入单片机的智能程序进行选择设置,从而对液体流量、流速、工作时间进行精确控制,并能够实现通道切换、管路冲洗等多种功能。根据实际内镜下染色作业需求选用了流量范围0-800ml/min的蠕动泵为液体抽注装置,蠕动泵使用步进电机驱动,较直流电机具有性能稳定,安全可靠、输出可调的优势,能够满足各种内镜下给液作业的需求。依据现有内镜下染色、冲洗及给药等作业,选择250ml和800ml储液瓶作为试剂的存储装置。由于内镜下给液作业中有些试剂具有腐蚀性、氧化性等作用,故选用了抗腐蚀、耐氧化性强的医用级硅胶管,通过内镜下染色作业的实际使用需求选用了管径为2×4mm和4×6mm规格的泵管。多通连接采用亚克力材料制成,体积小,连接方便。此外,液体通路中的单向阀可有效防止液体回流,鲁尔接头则可将液体通路与喷洒管相连接。3、多通道智能染色泵的整机尺寸为50cm×25cm×15cm,裸机重量约为6kg。主机内部的各组件排列紧凑、布局合理,机箱外壳能够有效起到防尘、防水、防电磁干扰的作用。储液瓶放置于主机外部可使医护人员随时对瓶内试剂的剂量和种类进行观察,以便及时添加或更换。多条液体通路中的泵管由主机内部中央处向上穿入操作面板,并通过多通连接汇聚为一路,终端可连接于内镜活检孔道,以便向消化道内输送液体。4、通过性能测试发现,初次组装的多通道智能染色泵原理机存在通路数量较少、触控屏稳定性一般、管路中有液体残留、泵管易被试剂腐蚀等问题。针对上述缺陷与不足对多通道智能染色泵进行了优化,主要改进有:增加了蠕动泵的数量及流量,可满足更多的内镜下给液作业的需求;将触控屏改为机械按键,提高了设备的可靠性;装备了气泵,可减少管路中的液体残留;使用了内衬特氟龙涂层的进口医用级硅胶管,可提高泵管的抗氧化、抗腐蚀性,延长使用寿命。对优化改良后的多通道智能染色泵再次进行性能测试,结果显示:多通道智能染色泵提供的液体流量为0-800ml/min,喷洒范围随流量变化而改变,可通过智能控制程序实现定时、定量给液,通路切换,管路清洗等功多种能,能够满足内镜下各种给液作业的需求,性能优于现有内窥镜用水泵。多通道智能染色泵在肠道黏膜冲洗中的应用结果显示:实验组的冲洗时间为18.01±2.78s,对照组的冲洗时间为32.96±1.78s,两组比较t值为10.19,p﹤0.05,差异有统计学意义;实验组的用水量为56.82±8.91ml,对照组的用水量为78.85±15.16ml,两组比较t值为68.30,p﹤0.05,差异有统计学意义;实验组黏膜冲洗后的清洁度评分为2.79±0.91,对照组黏膜清洗后的肠道清洁评度分为2.30±1.11,两组比较t值为3.043,p﹤0.05,差异有统计学意义。5、多通道智能染色泵在食管碘染色中的应用结果显示:应用多通道智能染色泵进行内镜下食管碘染色作业时,从参数设置到染色操作的过程由内镜术者一人即可完成,无需再由助手配合操作,减少了人力资源的浪费。实验组的食管碘染色操作时间为15.47±2.72s,对照组的食管碘染色操作时间为28.17±2.29s,t值为28.245,p﹤0.05,两组比较有统计学差异;实验组的试剂用量为15.84±2.71ml,对照组的试剂用量为18.73±2.20ml,t值为6.140,p﹤0.05,两组比较有统计学差异;实验组的病变检出率为38.00%,对照组的病变检出率为26.00%,x2值为1.905,p0.05,两组比较无统计学差异;调查问卷显示,实验组的医护满意度为90.00%,对照组的医护满意度为58.00%,x2值为6.140,p﹤0.05,两组比较有统计学差异。结论1、成功研制出多通道智能染色泵,集黏膜染色、冲洗、注水、充气、给药功能于一体,实现了对液体流量、操作时间的精准控制及通道切换、管路清洗等多种功能,可满足各种内镜下给液作业的需求。2、多通道智能染色泵性能稳定、操作简单,减少了内镜下给液作业中的操作人数、操作时间及试剂用量,提高了医护人员的工作效率,降低了工作强度。3、多通道智能染色泵对消化道黏膜具有良好的清洗与染色效果,提高了病变的检出率,医护人员认可度高,为提高消化道早癌检出率提供了一种新型设备。
【学位单位】：锦州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH77
【部分图文】：
动泵可将所需试剂抽注至内镜下。布局在设备内部的各条液体通路可完成对的输送。其它配件部分则可为内镜下给液作业过程提供便利。多通道智能染色泵的主机外壳使用铝合金制成，尺寸为 50cm×25cm×15c机重量约为 6kg。设备选用通用型单片机作为智能控制部分的核心组件，较智能芯片体积小，内存大，可重复编程。操作面板中选用的液晶触控屏具有低，清晰度高，操作简单的优点。根据内镜下染色作业的使用需求选用了流围 0-800ml/min 的蠕动泵为液体抽注装置。依据现有内镜下染色、冲洗及给作业，选择 250ml 和 800ml 储液瓶作为试剂的存储装置。依据抗腐蚀、耐氧弹性的原则，并通过内镜下给液作业所需液体流量选用了管径为 2×4mm×6mm 规格的泵管。依据体积小，连接方便的原则，定制加工了一种亚克力材多通连接。其它配件中，喷洒管用于内镜下染色及给药作业，踏板为外接控，可代替手工按键控制作业的启停。见图 1、图 2。
图 2 多通道智能染色泵实拍图a 原理机外观；b 储液瓶放置空间；c 管路连接方式。二、多通道智能染色泵的组建（一）智能控制部分单片机(single chip micyoco,SCM )与操作面板组成了多通道智能染色泵的智能控制部分。单片机中可写入内镜下给液作业的各种所需参数，医护人员可通过在操作面板触控中进行设置，对液体流速、流量，工作时间等进行精确控制，并实现通路切换和管路清洗等多种功能。见图 3。
图 2 多通道智能染色泵实拍图a 原理机外观；b 储液瓶放置空间；c 管路连接方式。二、多通道智能染色泵的组建（一）智能控制部分单片机(single chip micyoco,SCM )与操作面板组成了多通道智能染色泵的智能控制部分。单片机中可写入内镜下给液作业的各种所需参数，医护人员可通过在操作面板触控中进行设置，对液体流速、流量，工作时间等进行精确控制，并实现通路切换和管路清洗等多种功能。见图 3。a bc
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本文编号：
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