[发明专利]一种可视儿童洗肠装置

权利要求书

1.一种可视儿童洗肠装置，其特征在于：该可视儿童洗肠装置包括：洗肠管、操作平台和控制平台，其中洗肠管内部的微摄像头通过无线传输的方式连接到控制平台，实现实时图像的传输，控制平台和操作平台通过无线或者有线方式连接，操作平台通过推送模块、输水模块、电压施加模块和送气模块实现对于洗肠管输送长度、送水量和送气情况的控制；

洗肠管为管状物，在其顶部具有微摄像头，洗肠管用于在洗肠过程中介入人体并进行灌洗液喷射；控制平台用于在洗肠管进行清洗工作过程中接受摄像设备发送来视频信号，进行处理后，判断肠道残留物情况，并根据残留物情况实时计算洗肠管的输送长度调整、送水量、送气情况的控制参数，并将上述控制参数发送给操作平台用于执行，操作平台用于在洗肠管进行清洗工作过程中，根据控制平台发送的控制参数对于该洗肠管的输送长度、送水量、送气情况进行实际控制；

洗肠管的前顶端设置有微摄像头，该微摄像头具有椭圆状中空壳体，通过将微摄像头设置为椭圆状，在椭圆状壳体的前顶部设置有摄像设备，在摄像设备的后方的椭圆状壳体外周设置了照明环，该照明环的结构为在椭圆状壳体的对应于照明环的位置，将该壳体设置为透光的，并在对应透光壳体的壳体内部的对应位置设置一组环状排列的微发光二极管；上述摄像设备和微发光二极管设置于电路板上；

在照明环的后部，设置了电路板，该电路板上还设置了通讯模块、电池模块和存储控制模块，该电路板连接摄像装置和照明环；其中通讯模块用于将采集的图像数据发送至控制平台，或接受控制平台的对于摄像装置和照明环的开关控制命令；电池模块为微摄像头提供必要的电力，存储控制模块用于缓存图像数据并接受通讯模块的控制命令并存储，以及根据上述控制命令控制上述摄像设备和照明环工作；

该微摄像头的后端部固定连接有导丝，该导丝的长度方向上距离微摄像头的后端部不超过3mm的位置，固定了充气球囊，该充气球囊为透明弹性材料，该充气球囊的最下侧的开口位置通过至少2个，弹性固定筋与导丝固定连接，该弹性固定筋为硅胶薄膜材料，形状为长条状，其一端连接导丝，另一端连接充气球囊的最下侧的开口位置的内表面；

该充气球囊的最下侧的开口与送气管的最前端实现气密连接；该送气管嵌套与导丝的外侧，送气管的最前端连接充气球囊，送气管的长度与导丝相等，并且送气管的尾部连接操作平台的送气模块，用来对充气球囊充气，使其保持撑开状态；该充气球囊在进入人体的过程中处于折叠状态，当微摄像头到达适当位置时，控制平台发送送气控制信号给操作平台，操作平台根据上述控制信号，通过中控模块驱动送气模块向送气管中送气，直至到达预定气压，从而使得充气球囊保持撑开状态；

在送气管的顶端后侧不超过4mm的位置的外侧形成有喷射管，该喷射管具有储液腔，该储液腔是由具有阵列开孔的侧壁、密封的上下表面以及送气管的外侧表面包围的具有环状横截面的柱体空间；该储液腔通过穿过下表面的输液管与操作平台的输水模块连接，从而实现灌洗液的输入；

储液腔的侧壁包括矩形材料以及均匀分布于该矩形材料上的矩阵排列的开孔，该开孔用于向肠道内喷射灌洗液；储液腔的侧壁包括电活性聚合物材料变形层、上电极和下电极，以及包裹包括电活性聚合物材料变形层、上电极和下电极暴露表面的绝缘层；上下电极分别通过引线与其他部分绝缘地引出至操作平台的电压施加模块；其中，上下电极中的一者接地，另一者连接到电压施加模块的控制电压，从而实现在电活性聚合物材料变形层两侧施加电压，来引发电活性聚合物材料变形层的横向拉伸变形；该电压施加模块根据控制平台发送的控制信息，调整输送到上下电极上的电压，从而调整开孔的大小；该电活性聚合物材料变形层在施加特定电压时引发电活性聚合物材料变形层的横向拉伸变形，从而缩小开孔，该电活性聚合物材料变形层在取消施加特定电压时电活性聚合物材料变形层恢复，横向拉伸变形消失，开孔的大小恢复；该电活性聚合物材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)；通过调整喷液管的开孔的大小，能够实现对于喷射管喷射液体的压力调节，通过在不改变通入液体流量的情况下，通过改变喷射管开孔的大小，改变局部喷射的强度，通过喷射冲击力来提高残留物的清除，避免了不必要的输入造成对人体组织的压力；

在储液腔下表面的外侧设置了中空的密封导管，该密封的导管用于将送气管、输液管和绝缘处理的引线与人体组织隔离开，

所述可视儿童洗肠装置，还包括操作平台，该操作平台包括推送模块、输水模块、送气模块、信号接受模块、中控模块和电压施加模块；上述模块中，信号接受模块用于接受控制平台发送的控制信息或者参数信息，中控模块为根据接受的信息分别驱动推送模块、输水模块、送气模块和电压施加模块执行相应的操作；

推送模块至少包括一转动电机，以及电机带动的转轮，该转轮上缠绕了洗肠管，推送模块根据驱动控制信息，驱动转动电机转动相应的角度，以向肠道内导入洗肠管，并将洗肠管导入完毕的信息发送给控制平台；

送气模块包括气源、气泵、流量计和气压计，送气模块根据驱动控制信息，向送气管内输送预设流量和体积的氮气，从而充盈充气球囊；该气压计检测到气压达到预设值时则停止充气，并将充气完毕的信息发送给控制平台；

输水模块包括灌洗液池、液体泵和流量计阀门等，其根据驱动控制信息向输水管输入灌洗液；

电压施加模块根据驱动控制信息向喷液管侧壁中的上下电极施加预设电压，从而导致侧壁开孔缩小，提高喷射力度；

所述可视儿童洗肠装置，还包括控制平台，该控制平台包括计算模块和信号收发模块；

该控制平台用于执行以下步骤：

S1.在洗肠装置工作初期，控制平台的计算模块设定洗肠管的初始导入长度，并将上述初始导入长度发送给操作平台，操作平台接受到上述初始导入长度信息后，通过中控模块，驱动推送模块推动该管状的洗肠管导入人体，当推送模块推送长度达到控制模块发送的长度后，推送控制平台向控制平台发送完成推送信号；

S2.控制平台受到推送完成信号后，首先向操作平台发送送气信号，操作平台接受到上述信号后，通过中控模块，驱动送气模块向洗肠管的送气管通入氮气，将洗肠管顶端的充气球囊完全充气打开，当送气模块的传感器检测到气压达到预设最大气压后，送气模块向控制平台发送充气完毕信息，控制平台随后通过无线传输的方式开启洗肠管顶端的微摄像头的摄像装置和照明环开启；

S3.控制平台的计算模块接受微摄像头拍摄的图像信息，并通过对图像信息进行分析，获得部分肠道的残留物情况；

S4.当控制平台获得残留物和肠道组织的分布信息后，计算模块根据该分布信息确定冲洗参数，上述冲洗参数为输水模块的输水流量以及是否需要开启电压施加模块增加喷射压力；具体计算方式如下：

当提取分布信息中，残留物所占面积和图像中肠道总面积的比例a未超过15％时，按照系统预先设定的标准冲洗流量来进行冲洗，且不需要对上下电极施加电压；

当提取分布信息中，残留物所占面积和图像中肠道总面积的比例a大于15％且小于等于25％时，按照(1+a)^lg(l)乘以系统预先设定的标准冲洗流量来进行冲洗，且不需要对上下电极施加电压；其中l为导丝目前的导入深度，单位为厘米；

当提取分布信息中，残留物所占面积和图像中肠道总面积的比例a大于25％时，按照(1+a)^lg(l)乘以系统预先设定的标准冲洗流量来进行冲洗，且需要按照预先设定的电压对上下电极施加电压；其中l为导丝目前的导入深度，单位为厘米；

上述冲洗参数的冲洗需持续一个固定时间，由控制平台的计算模块来计时并控制流量的开启和关闭；其中，执行一个固定时间定义为一个冲洗周期；

S5.当按照上述冲洗参数执行一个冲洗周期后，控制平台控制微摄像头再次采集图像数据，并进行分析；

如果肠道残留物的分布小于等于总面积的5％时，则停止此段清洗，控制模块驱动推送模块回收预设长度的洗肠管，并在新的位置进行图像采集分析、计算参数，并清洗至少一个冲洗周期，直至推送模块将整个洗肠管回收，即洗肠管脱离人体；

如果肠道残留物的分布大于总面积的5％时，则根据本次采集的数据，重新计算冲洗需要的输水流量以及是否需要开启电压施加模块增加喷射压力，并再清洗至少一个清洗周期，循环直至肠道残留物的分布小于等于总面积的5％；

该微摄像头顶部还设置压力传感装置，或者在推动模块上设置阻力感应装置，从而实现在导入洗肠管出现堵塞时，及时发现并作出调整。