一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器的制作方法

1.本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器。


背景技术：

2.血栓溶解疗法是用外源性激活物激活体内溶解系统，溶解冠脉内的血栓，使冠脉再通，改善心肌灌注，抢救受累心肌，缩小梗塞面积，改善心肌功能，并达到降低病死率的目的。
3.本实验团队长期针对眼科溶栓手术和心血管介入治疗的相关技术进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，经过大量检索发现存在的现有技术如us07736346b2、us06656136b1、jp2011512351a和cn109771006b，如现有技术的一种心血管介入装置，包括外管体，置于所述外管体内的内管体，置于所述内管体顶面中间开设第一通孔，置于所述外管体顶面中间开设第二通孔，第一通孔内设有导向管，导向管侧面与第一通孔紧密接触配合，导向管的上端穿过第二通孔后位于外管体上端上部，导向管侧部靠近下端处固定套装环形的第一橡皮塞，第一橡皮塞的外圈与内管体内壁接触配合。
4.现有技术中存在溶栓手术操作难度大，无法对作用在血凝块上的声波频率实时检测和控制，无法实时度溶栓效果实时监控的问题，本发明有效解决了心血管溶栓手术中实时控制和检测的可操作性。前述论述仅意图便于理解本发明，并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对目前现有技术所存在的不足，提出了一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器。
6.为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
7.一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器，其特征在于，所述心血管介入治疗器包括由生物相容性和柔性材料制成，插入血凝块中的导管；置于所述导管尖端，产生第一频率声波并传递至血凝块中的第一声波探头；发射第二频率声波，并接收经血凝块边界反射声波的第二声波探头；置于所述导管分支上将血凝块溶栓后的液体吸出的引流管；与所述第二声波探头连接收集反射声波数据的采集装置；与所述第二声波探头连接测量血凝块温度信号的温度感测装置；被构造为基于血凝块温度信号和反射声波谐振频率信号计算得到血凝块的血液粘度、体积和温度数值，并输出控制信号的主机；与所述主机连接将控制信号发送至所述第一声波探头和第二声波探头的控制电路；所述第一声波探头和所述第二声波探头制造在同一半导体器件上；
8.所述主机包括发射信号经所述控制电路，调节所述第一声波探头和第二声波探头频率的输出装置；与所述采集装置和所述温度感测装置连接，根据反射声波数据进行有限元分析的分析器；储存有声波频率表的存储器；所述声波频率表上的最佳声波频率与某一
数值的实时血液粘度和实时体积对应，将所述分析器内的数据与所述存储器进行比较得到最佳声波频率，并根据最佳声波频率发出信号对所述第一声波探头调节频率的处理器。
9.可选的，所述第一声波探头包括，间隔排布结构相同的第一偏转膜、第二偏转膜；置于所述第二偏转膜下的静态膜，用于悬挂第一偏转膜、第二偏转膜和静态膜的支撑件；用于固定所述支撑件、且由材料硅制成的基板；将所述第二偏转膜与所述基板隔离的绝缘体；通过接收所述控制电路发送的电信号，通过改变所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上的偏转电压，以控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上偏转幅度的电压控制器；所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的偏转幅度与所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距有关，而所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距与第一频率声波的谐振频率有关：
10.所述第一声波探头的谐振频率其中e、ε和ρ2分别是构成所述第一偏转膜的杨氏模量、泊松比和密度，其中，ρ2＝2330kg/m3，e和ε经有限次实验测量得到，r、b分别是所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的半径、间距，通过控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距，以控制第一频率声波的谐振频率；第一频率声波设置在10khz到100khz的范围内。
11.可选的，所述第二声波探头在结构上与所述第一声波探头相同，但被配置发射的第二频率声波在1mhz到10mhz的范围内；所述第二声波探头测量得到反射声波的谐振频率f2和传播时间t2，所述谐振频率f2用于确定血凝块的实时粘度η，所述传播时间t2用于确定血凝块的实时体积v2；
12.η＝3.5c
·
p2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0013][0014][0015][0016]
r2＝t2·cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0017]
其中p2是所述第二声波探头产生的声压，c是声波传输速度，ρ1是血凝块的密度，d是所述第二声波探头的抗弯刚度，h是所述第一偏转膜和所述第二偏转膜的厚度，e、ε分是所述第一偏转膜和所述第二偏转膜的杨氏模量、泊松比；r2是将血凝块看做球形时所述第二声波探头质心到所述血凝块边界的距离。
[0018]
可选的，用所述第二声波探头产生的声强w2来确定超声溶栓效果，用血凝块体积减少量δv确定溶栓速度k；
[0019][0020][0021]
其中v0是初始血凝块的容量，r0是将血凝块看做球形时所述第二声波探头质心到所述血凝块边界的初始距离，v2是实时检测时血凝块的容量，δt是溶栓所用时间。
[0022]
可选的，所述主机的控制方法如下：
[0023]
步骤s1：待所述导管插入血凝块中，所述控制器向所述第二声波探头发送信号以得到反射声波谐振频率f2、声波发射时间t2的反射声波数据；
[0024]
步骤s2：所述分析器对反射声波数据进行分析，得到血凝块的实时粘度η和血凝块的实时体积v2；
[0025]
步骤s3：所述处理器根据实时粘度η1和血凝块的实时体积v2，提取声波频率表上对应的最佳声波频率，通过控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距，以控制第一频率声波的谐振频率满足最佳声波频率；
[0026]
步骤s4：所述控制电路向所述第一声波探头发送信号以传输设定的第一频率声波至所述血凝块中；
[0027]
步骤s5：所述分析器继续对反射声波数据进行分析，并计算得到声强w2和溶栓速度k；
[0028]
步骤s6：所述处理器将声强w2与理想声强值w0比较，溶栓速度k与理想溶栓速度值k0比较，若|w
2-w0|超出第一阈值或|k-k0|超出第二阈值，则判断溶栓功能出现异常，需要检修；若|w
2-w0|不超出第一阈值且|k-k0|不超出第二阈值，则判断溶栓功能正常。
[0029]
本发明所取得的有益效果是：
[0030]
1.通过导管将第一声波探头插入血凝块以局部传递高频超声波，有效减少能量的损耗，并提高血凝块溶解速度。
[0031]
2.通过第二声波探头测量反射声波谐振频率和声波反射时间，获得血凝块的实时粘度和血凝块的实时体积，以得到消除所述血凝块的最佳声波频率，提高溶栓效率。
[0032]
3.通过控制电压控制器，来改变第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距来控制声波频率，提高声溶栓声波频率控制的准确度。
[0033]
4.通过计算声强和溶栓速度判断溶栓效果，有利于减免溶栓过程的操作失误或机械误差。
附图说明
[0034]
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0035]
图1为本发明的心血管介入治疗器的模块化示意图。
[0036]
图2为本发明的心血管介入治疗器的主机的模块化示意图。
[0037]
图3为本发明的第一声波探头的结构示意图。
[0038]
图4为本发明的心血管介入治疗器的流程示意图。
[0039]
图5为本发明的导管插入到血栓中的示意图。
[0040]
附图说明:1-第一偏转膜；2-支撑件；3-第二偏转膜；4-静态膜；5-绝缘体；6-基板；7-导管；8-初始血凝块；9-溶栓后的血凝块。
具体实施方式
[0041]
为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系
统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
[0042]
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组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。
[0043]
实施例一：
[0044]
本实施例构造了一种具有溶栓功能且能测量溶栓效果的心血管介入治疗器；
[0045]
一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器，其特征在于，所述心血管介入治疗器包括由生物相容性和柔性材料制成，插入血凝块中的导管；置于所述导管尖端，产生第一频率声波并传递至血凝块中的第一声波探头；发射第二频率声波，并接收经血凝块边界反射声波的第二声波探头；置于所述导管分支上将血凝块溶栓后的液体吸出的引流管；与所述第二声波探头连接收集反射声波数据的采集装置；与所述第二声波探头连接测量血凝块温度信号的温度感测装置；被构造为基于血凝块温度信号和反射声波谐振频率信号计算得到血凝块的血液粘度、体积和温度数值，并输出控制信号的主机；与所述主机连接将控制信号发送至所述第一声波探头和第二声波探头的控制电路；所述第一声波探头和所述第二声波探头制造在同一半导体器件上；
[0046]
所述主机包括发射信号经所述控制电路，调节所述第一声波探头和第二声波探头频率的输出装置；与所述采集装置和所述温度感测装置连接，根据反射声波数据进行有限元分析的分析器；储存有声波频率表的存储器；所述声波频率表上的最佳声波频率与某一数值的实时血液粘度和实时体积对应，将所述分析器内的数据与所述存储器进行比较得到最佳声波频率，并根据最佳声波频率发出信号对所述第一声波探头调节频率的处理器。
[0047]
所述第一声波探头包括，间隔排布结构相同的第一偏转膜、第二偏转膜；置于所述第二偏转膜下的静态膜，用于悬挂第一偏转膜、第二偏转膜和静态膜的支撑件；用于固定所述支撑件、且由材料硅制成的基板；将所述第二偏转膜与所述基板隔离的绝缘体；通过接收所述控制电路发送的电信号，通过改变所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上的偏转电压，以控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上偏转幅度的电压控制器；所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的偏转幅度与所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距有关，而所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距与第一频率声波的谐振频率有关：
[0048]
所述第一声波探头的谐振频率其中e、ε和ρ2分别是构成所述第一偏转膜的杨氏模量、泊松比和密度，其中，ρ2＝2330kg/m3，e和ε经有限次实验测量得到，r、b分别是所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的半径、间距，通过控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距，以控制第一频率声波的谐振频率；第一频率声波设置在10khz到100khz的范围内。
[0049]
所述第二声波探头在结构上与所述第一声波探头相同，但被配置发射的第二频率
声波在1mhz到10mhz的范围内；所述第二声波探头测量得到反射声波的谐振频率f2和传播时间t2，所述谐振频率f2用于确定血凝块的实时粘度η，所述传播时间t2用于确定血凝块的实时体积v2；
[0050]
η＝3.5c
·
p2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0051][0052][0053][0054]
r2＝t2·cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0055]
其中p2是所述第二声波探头产生的声压，c是声波传输速度，ρ1是血凝块的密度，d是所述第二声波探头的抗弯刚度，h是所述第一偏转膜和所述第二偏转膜的厚度，e、ε分是所述第一偏转膜和所述第二偏转膜的杨氏模量、泊松比；r2是将血凝块看做球形时所述第二声波探头质心到所述血凝块边界的距离。
[0056]
用所述第二声波探头产生的声强w2来确定超声溶栓效果，用血凝块体积减少量δv确定溶栓速度k；
[0057][0058][0059]
其中v0是初始血凝块的容量，r0是将血凝块看做球形时所述第二声波探头质心到所述血凝块边界的初始距离，v2是实时检测时血凝块的容量，δt是溶栓所用时间。
[0060]
所述主机的控制方法如下：
[0061]
步骤s1：待所述导管插入血凝块中，所述控制器向所述第二声波探头发送信号以得到反射声波谐振频率f2、声波发射时间t2的反射声波数据；
[0062]
步骤s2：所述分析器对反射声波数据进行分析，得到血凝块的实时粘度η和血凝块的实时体积v2；
[0063]
步骤s3：所述处理器根据实时粘度η1和血凝块的实时体积v2，提取声波频率表上对应的最佳声波频率，通过控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距，以控制第一频率声波的谐振频率满足最佳声波频率；
[0064]
步骤s4：所述控制电路向所述第一声波探头发送信号以传输设定的第一频率声波至所述血凝块中；
[0065]
步骤s5：所述分析器继续对反射声波数据进行分析，并计算得到声强w2和溶栓速度k；
[0066]
步骤s6：所述处理器将声强w2与理想声强值w0比较，溶栓速度k与理想溶栓速度值k0比较，若|w
2-w0|超出第一阈值或|k-k0|超出第二阈值，则判断溶栓功能出现异常，需要检修；若|w
2-w0|不超出第一阈值且|k-k0|不超出第二阈值，则判断溶栓功能正常。
[0067]
实施例二：
[0068]
结合附图1-5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：
[0069]
所述第一声波探头包括间隔排布结构相同的第一偏转膜、第二偏转膜，置于所述第二偏转膜下的静态膜，用于悬挂第一偏转膜、第二偏转膜和静态膜的支撑件，用于固定所述支撑件、且由材料硅制成的基板，将所述第二偏转膜与所述基板隔离的绝缘体；通过接受所述控制电路发送的电信号，通过改变所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上的偏转电压，以控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜上偏转幅度的电压控制器，所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的偏转幅度与所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距有关，而所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距与第一频率声波的谐振频率有关：
[0070]
所述第一声波探头的谐振频率其中e、ε和ρ2分别是构成所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的杨氏模量、泊松比和密度，设ρ2＝2330kg/m3，e和ε经有限次实验测量得到，r、b分别是所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的半径、所述第一偏转膜与所述第二偏转膜之间的间距，因此通过控制所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距，以控制第一频率声波的谐振频率；第一频率声波设在10khz到100khz的范围内。
[0071]
所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距b通过调节偏转电压来调节：偏转电压其中εr是所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的介电常数，s为所述第一偏转膜与所述第二偏转膜的正对面积，g是静电力常量。
[0072]
实施例三：
[0073]
结合附图1-5，除了包含以上实施例的内容以外，还在于：
[0074]
一种具有溶栓功能的心血管介入治疗器，其特征在于，所述心血管介入治疗器包括由生物相容性和柔性材料制成，插入血凝块中的导管；置于所述导管尖端，产生第一频率声波并传递至血凝块中的第一声波探头；发射第二频率声波，并接收经血凝块边界反射声波的第二声波探头；置于所述导管分支上将血凝块溶栓后的液体吸出的引流管；与所述第二声波探头连接收集反射声波数据的采集装置；与所述第二声波探头连接测量血凝块温度信号的温度感测装置；被构造为基于血凝块温度信号和反射声波谐振频率信号计算得到血凝块的血液粘度、体积和温度数值，并输出控制信号的主机；与所述主机连接将控制信号发送至所述第一声波探头和第二声波探头的控制电路；所述第一声波探头和所述第二声波探头制造在同一半导体器件上；
[0075]
所述主机包括发射信号经所述控制电路，调节所述第一声波探头和第二声波探头频率的输出装置；与所述采集装置和所述温度感测装置连接，根据反射声波数据进行有限元分析的分析器；储存有声波频率表的存储器；所述声波频率表上的最佳声波频率与某一数值的实时血液粘度和实时体积对应，将所述分析器内的数据与所述存储器进行比较得到最佳声波频率，并根据最佳声波频率发出信号对所述第一声波探头调节频率的处理器。
[0076]
所述主机还可以包括执行有限元分析验证心血管介入治疗器在治疗血栓时的技术可行性和安全性的有限元分析模型。经过大量数据分析得到，大约85kpa的声压足以进行有效治疗，所以可通过模拟声场分布验证所述心血管介入治疗器溶解血凝块的可行性。所述有限元分析模型包括声波模拟器，血栓模拟器，所述声波模拟器模拟声场分布，所述血栓模拟器模拟温度场分布，在模拟过程中，人体凝血的比热和热导率分别采用3j/kg
·
k和0.59w/m
·
k，目标血凝块被建模为具有2.3cm的半径球形状，测量边界处的温度与安全温度
上限比较，若超出温度安全上限则说明所述心血管介入治疗器存在风险，例如脑组织的安全温度上限通常为41℃，若高于此值则脑组织将有遭受创伤的风险，因此可通过温度测量以评估治疗的安全性。
[0077]
本发明通过导管将第一声波探头插入血凝块以局部传递高频超声波，有效减少能量的损耗，并提高血凝块溶解速度；并通过第二声波探头测量反射声波谐振频率和声波反射时间，获得血凝块的实时粘度和血凝块的实时体积，以得到消除所述血凝块的最佳声波频率，提高溶栓效率。且通过控制电压控制器，来改变第一偏转膜与所述第二偏转膜的间距来控制声波频率，提高声溶栓声波频率控制的准确度。还通过计算声强和溶栓速度判断溶栓效果，有利于减免溶栓过程的操作失误或机械误差。本发明有效提高本邻域中的血栓溶解手术的成功率。
[0078]
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
[0079]
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
[0080]
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。