本发明属于妇科医疗器械,具体涉及一种基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统。
背景技术:
1、盆底肌肉(pfm)是维持盆底器官正常功能的关键动态稳定系统,由外向内分为三层:外层包括球海绵体肌、坐骨海绵体肌、会阴浅横肌与肛门外括约肌;中间层由尿道括约肌及会阴深横肌组成;内层是参与控尿的主要装置,包括肛提肌和一对尾骨肌组成。根据肌纤维类型,盆底肌肉可分为两大类:约70%为i类肌纤维,负责维持耐力和稳定性,为盆腔器官提供长期支撑;其余为ii类肌纤维,负责快速、强有力的收缩,在盆底肌肉的主动收缩活动中起关键作用,如排尿、排便、性生活等过程。当盆底肌肉异常时,特别是i类肌纤维的力量减弱盆底功能障碍性疾病(pfd),临床多表现为尿失禁、性功能障碍及盆腔器官脱垂,这些症状会对生活质量和参与体力活动产生负面影响。由于i类肌纤维的修复能力有限,一旦受损,恢复过程相对缓慢。因此,定期检查和评估pfm状况对于及时发现异常和采取预防措施至关重要。
2、评估pfm功能状态和收缩强度的方法有多种,包括阴道触诊、超声、磁共振成像(mri)、表面肌电图(semg)、测压计、测力计等。阴道触诊是物理治疗中评估pfm功能的常用方法,但其受主观因素影响较大,仅用于定性确定是否存在肌肉收缩。可用的定量方法包括semg、测压法、测力法、超声和mri。这些方法测量了pfm活动的不同方面,在物理治疗评估中都有其一席之地,但也都有其局限性:semg技术可直接记录盆底肌肉的生理电活动,但由于该技术需要将记录电极片置入女性的阴道内腔,因此只有在非妊娠状态下才能对受检者进行评估,且电极与阴道粘膜的接触状态、电极相对于肌纤维的位置、阴道润滑程度以及阴道组织厚度等因素都可能影响semg信号的检测。测压计采用压力传感器阵列,可以获取沿阴道轴向的压力分布曲线,但其测量结果可能受到体位、装置移位等影响,存在一定的不确定性。同时由于获得的测量值不仅取决于所用探头的直径,还取决于每个受检者阴道内径的个体差异,而现有测压器在探头规格方面缺乏灵活性,难以适应不同受检者的个体情况,因此其测量结果的可靠性和普适性有待进一步提高。超声、mri等非侵入式检测方式提高了检查的舒适度,适用于某些患者群体的评估,但它们无法替代对盆底肌收缩力进行直接、精确的测量。鉴于单一使用肌电图、测压或成像技术在评估盆底肌肉功能时都存在一定缺陷和局限性,结合多种技术手段的优势已成为未来的发展趋势。目前亟需一种方法,能够将精确的压力测量和高分辨率的成像技术有机结合,有望全面、客观地评价盆底肌收缩力和活动模式,为临床诊断和功能评估提供更加可靠的数据支持。
技术实现思路
1、解决的技术问题:本发明提供了一种基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,通过多个球囊自适应调整,以及fbg压力传感阵列的全方位布设,能够精准测量不同受检者沿阴道轴向的整体压力分布情况。本发明不仅可用于受检者平卧位状态下的盆底肌压力检测,还可在受检者活动状态下持续监测,满足了临床上多种评估需求,具有测量精度高、操作便捷、维修成本低等优势。
2、技术方案:
3、一种基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,所述高精度多功能盆底肌压力测量系统包括手柄、探头、多个圆环形球囊、多个fbg压力传感阵列、气压控制系统、光纤、可调谐激光器、成像探头和主机;
4、所述探头连接在手柄一端且深入阴道内部,探头包括依次堆叠的多个圆环形球囊,探头顶端和每个圆环形球囊的侧壁上均匀贴敷有多个fbg压力传感阵列;
5、所述fbg压力传感阵列通过光纤与可调谐激光器连接,fbg压力传感阵列对盆底肌肉群在所处位置施加的压力进行测量,并将测量结果反馈至主机;所述成像探头与主机连接,将采集到的图像信号传输至主机;
6、所述圆环形球囊上设置有充气口,气压控制系统通过充气管道和圆环形球囊的充气口连接,充气管道和圆环形球囊一一对应,以使气压控制系统对圆环形球囊的充气量进行独立调整;
7、所述主机通过时分复用技术将多个fbg压力传感阵列划分成若干个独立通道,在每个独立通道内部,使用波分复用技术对该独立通道包含的fbg压力传感阵列做进一步的波长划分,将fbg压力传感阵列组成分布式测量网络;所述主机接收fbg压力传感阵列发送的测量结果,生成沿阴道轴向的整体压力分布曲线。
8、进一步地,所述圆环形球囊的上表面预留有凹陷部,用于布设光纤。
9、进一步地,所述fbg压力传感阵列和圆环形球囊之间设置有中间缓冲层。
10、进一步地,所述中间缓冲层采用双层聚氨酯结构,包括弹性聚氨酯体与蜂窝状聚氨酯泡沫,蜂窝状聚氨酯泡沫利用丙烯酸酯类粘合剂粘合在圆环形球囊表面,fbg压力传感阵列固定在弹性聚氨酯体上。
11、进一步地,所述中间缓冲层包括刚性结构件、固定塞以及连接轴;
12、所述固定塞位于圆环形球囊内侧,连接轴两端表面具有螺纹结构,连接轴的第一端部穿过圆环形球囊表面与固定塞进行连接,第二端部通过螺纹固定在刚性结构件的其中一个表面上;fbg压力传感阵列通过粘合剂固定在在刚性结构件远离连接轴的另一个表面上。
13、进一步地,所述中间缓冲层包括密封圈,密封圈位于圆环形球囊的缺口处且套接在连接轴的第一端部上。
14、进一步地,所述圆环形球囊的中部设置有中空软管,光纤和充气管路均从中空软管内引出;
15、所述成像探头安装在中空软管内。
16、进一步地,所述圆环形球囊的外侧包裹有生物相容性材料制成的包覆层。
17、进一步地,所述探头和手柄采用分体式结构;
18、所述手柄采用硅胶手柄,光纤和充气管路从手柄中心穿过,与外部的主机和充气控制系统连接;所述手柄的表面设置有系统控制按键。
19、进一步地,所述手柄的尾端采用弧形硅胶托座结构,光纤和充气管路从托座中间的孔洞穿过,与穿戴在用户腰间的主机和充气控制系统连接。
20、有益效果:
21、第一,本发明的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,采用了多个可扩张球囊结构,这些球囊能够根据受检者的个体体型和盆底肌肉状况自适应扩张,使检测器与阴道壁完全贴合,从而确保获取高精度的压力测量数据,有效解决了现有技术中由于个体差异导致的测量误差问题。
22、第二,本发明的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,通过在每个球囊表面均匀分布fbg压力传感器阵列,系统能够精确测量沿阴道轴向不同部位的压力值,并将这些数据融合成整体的压力分布曲线。
23、第三,本发明的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,充分考虑了临床应用的多样性需求,并根据不同使用场景合理设计并集成了两种不同的尾端形态和主机配置,极大提升了系统的使用便利性,使系统的使用更加人性化、智能化。
1.一种基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述高精度多功能盆底肌压力测量系统包括手柄、探头、多个圆环形球囊、多个fbg压力传感阵列、气压控制系统、光纤、可调谐激光器、成像探头和主机;
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述圆环形球囊的上表面预留有凹陷部,用于布设光纤。
3.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述fbg压力传感阵列和圆环形球囊之间设置有中间缓冲层。
4.根据权利要求3所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述中间缓冲层采用双层聚氨酯结构,包括弹性聚氨酯体与蜂窝状聚氨酯泡沫,蜂窝状聚氨酯泡沫利用丙烯酸酯类粘合剂粘合在圆环形球囊表面,fbg压力传感阵列固定在弹性聚氨酯体上。
5.根据权利要求3所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述中间缓冲层包括刚性结构件、固定塞以及连接轴;
6.根据权利要求5所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述中间缓冲层包括密封圈,密封圈位于圆环形球囊的缺口处且套接在连接轴的第一端部上。
7.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述圆环形球囊的中部设置有中空软管,光纤和充气管路均从中空软管内引出;
8.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述圆环形球囊的外侧包裹有生物相容性材料制成的包覆层。
9.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述探头和手柄采用分体式结构;
10.根据权利要求1所述的基于光纤传感的高精度多功能盆底肌压力测量系统,其特征在于,所述手柄的尾端采用弧形硅胶托座结构,光纤和充气管路从托座中间的孔洞穿过,与穿戴在用户腰间的主机和充气控制系统连接。