CN106580519B - 一种可测量球囊直径变化的医疗组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可测量球囊直径变化的医疗组件。植入心脏瓣膜处扩张球囊的球囊外壁设置有微型传感器。在传感器包绕有24个精密电极、与上述电极接触的导电纳米粒子集合体，以及电极之间的测量装置。测量装置对纳米粒子间的距离敏感，通过两两电极获取集合体纳米粒子的曲率，当每一层两两纳米粒子的曲率相同，上中下三层的纳米粒子垂直距离相同时，球囊达到最大扩张。通过传感器的感应装置，可将球囊的径向形变转换为球囊实时的形状输出显示在手柄处的电子屏幕上，对临床模拟心脏植入球囊扩张式瓣膜提供了参数依据。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种可测量球囊直径变化的医疗组件。
背景技术：
在心脏球囊扩张瓣膜植入过程中，医师要观察低压下的球囊充盈情况，且要判定球囊是否在病变部位。如果狭窄造成的“狗骨头”现象正好出现在球囊正中间，则需要继续加压到现象消失，球囊完全打开。若球囊没有完全膨胀贴壁，则会导致血栓和亚急性血栓形成。因而在植入过程中的实时参数监测非常有必要。
在本项技术中，显示出了心脏瓣膜植入时球囊扩张的实时形状状况。在心脏介入用球囊上安装可测量球囊直径变化的医疗组件，因空间的局限性，传感器、医疗组件应是微型的，但在微型传感器的制作过程中，需要在很小有限的空间内装配多种组件，且使压力传感器的性能不受影响。
本发明涉及一种微型传感器，对于测量在球囊扩张状态时的实时形状非常有帮助，可测量球囊扩张过程中实时的直径变化情况。因纳米粒子灵敏度高，同时又兼具体积小的特点，采用纳米粒子的传感器可应用于多种测量情形。此申请专利的纳米粒子集合体放置在柔性体上，可直接测量施加在柔性体内部的压力以及曲率，可灵敏的探测出测试对象的形变。
发明内容
本发明提供一种可测量球囊直径变化的医疗组件。本发明提供的技术方案如下：
一种可测量球囊直径变化的医疗组件。植入心脏瓣膜处扩张球囊的球囊外壁设置有微型传感器。在传感器包绕有24个精密电极、与上述电极接触的导电纳米粒子集合体，以及电极之间的测量装置。测量装置对纳米粒子间的距离敏感，通过两两电极获取集合体纳米粒子的曲率，当每一层两两纳米粒子的曲率相同，上中下三层的纳米粒子垂直距离相同时，球囊达到最大扩张。通过传感器的感应装置，可将球囊的径向形变转换为球囊实时的形状输出显示在手柄处的电子屏幕上。
作为可选方式，所述精密电极沿球囊周向均匀分布，周向排列8个电极。
作为可选方式，所述精密电极在球囊轴向方向，均匀分布于球囊的上端、中端以及下端。
作为可选方式，所述导电纳米粒子集合体与电极接触。
作为可选方式，所述纳米粒子与柔性材料面贴合，精确传感到两两电极的曲率变化。
作为可选方式，所述微型传感器后端接有导线，导线连接于手柄屏幕下方的电路板中。
附图说明
图1是所述球囊的方向定位图。
图2是球囊包覆微型传感器的侧视图。
图3是球囊包覆微型传感器的俯视图。
图4(a)是球囊包覆微型传感器的结构示意图。
图4(b)是球囊包覆微型传感器中导电纳米粒子集合体的受力示意图。
附图标记：100为球囊、101为球囊外壁、102为球囊内壁、200为微型传感器、201为精密电极、202为导电纳米粒子集合体、203为测量装置、204为第一电极、205为第二电极、206为柔性衬底。
具体实施方式
下面将结合附图进一步详细说明本发明。应了解，所绘图式和所提供的说明仅仅是作为优选实施方案的实例对本发明进行说明，而不应理解为对本发明的保护范围构成限制，本发明的保护范围仅受权利要求书限定。
一种可测量球囊直径变化的医疗组件。植入心脏瓣膜处扩张球囊100的球囊外壁101设置有微型传感器200。传感器200由敏感元件和转换元件组成。敏感元件用于接受被测信号，包括在传感器上包绕的24个精密电极201、与上述电极接触的导电纳米粒子集合体202，以及电极之间的测量装置203。测量装置对纳米粒子间的距离敏感，通过两两电极获取集合体纳米粒子203的曲率，当每一层两两纳米粒子203的曲率相同，上中下三层的纳米粒子203垂直距离相同时，球囊100达到最大扩张。转换元件将被测信号转换成为易于测量和传输的电信号。通过传感器的感应装置，可将球囊100的径向形变转换为球囊100实时的形状输出显示在手柄处的电子屏幕上。
在测量纳米粒子集合体202的电特性变化时，不同电极间两两关联的测量可以确定出整体集合体的变化曲线，当径向电极的变化曲线趋于一致时，说明球囊100扩张趋于完全扩张，且截面呈现规则圆形。当轴向电极201变化曲线趋于一致时，说明球囊100没有造成“狗骨头”现象，球囊100的上、中、下端在均匀的膨胀，为支架扩张做准备工作。当所有采集的信息在径向与轴向的变化曲线均趋于一致时，球囊100完全有效扩张。此时在手柄处的电子屏幕端显示出球囊100的形态，为一标准圆形。
在微型传感器200与球囊外壁101的连接中，可采用紧密贴覆的方式，亦可采用直接嵌入球囊外壁101的方式。采用紧密贴覆的方式时，球囊外壁101与微型传感器200之间几乎没有间隙，可精确测量实时扩张的曲率。采用嵌入的方式时，在球囊制作过程中可采用电子印刷的方式使微型传感器200与球囊外壁膜101直接结合。
采用所有贴合方式时，精密电极201的存在均不会影响到球囊100的舒张与收缩，所有电极201在球囊100收缩时均存在于球囊100压折的缝隙间。同时，所有微型传感器200均不会对球囊内部102的扩张产生影响。
电极后方接可转化信号的导线，导线直径小，在球囊收缩时亦可存在于球囊压折的折线中，导线最终集中在手柄处显示屏的下方电路板中。
在球囊外侧101贴覆微型传感器200时，传感器200的电极材料可直接采用三维石墨烯。三维石墨烯材料作为电极材料，在球囊外壁101可以根据球囊100扩张，在不同曲率半径下分别向内外弯曲测量电阻变化，该材料作为传感器具有良好的稳定性和灵敏度。
若直接采用石墨烯作为电极材料201，在三维石墨烯电极的制备中，由于石墨烯质轻易碎，需将其固定后方可用作电极。方法有：将石墨烯用铜线四周包裹，使用银导电胶将石墨烯和铜线粘结，干燥后使用绝缘硅胶封住粘贴处和铜线，使硅胶固化后取出待用。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.一种可测量球囊直径变化的医疗组件；植入心脏瓣膜处扩张球囊的球囊外壁设置有微型传感器；传感器有24个由三维石墨烯制成的电极、与上述电极接触的导电纳米粒子集合体，以及电极之间的测量装置；测量装置对纳米粒子间的距离敏感，通过两两电极获取集合体纳米粒子的曲率，当每一层中的两两纳米粒子的曲率相同，上中下三层的纳米粒子垂直距离相同时，球囊达到最大扩张；通过传感器的感应装置，可将球囊的径向形变转换为球囊实时的形状输出显示在手柄处的电子屏幕上。
2.根据权利要求1所述的可测量球囊直径变化的医疗组件，其特征在于，所述电极沿球囊周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的可测量球囊直径变化的医疗组件，其特征在于，所述电极在球囊轴向方向，均匀分布于球囊的上端、中端以及下端。
4.根据权利要求1所述的可测量球囊直径变化的医疗组件，其特征在于，导电纳米粒子集合体与电极接触。
5.根据权利要求1所述的可测量球囊直径变化的医疗组件，其特征在于，所述纳米粒子与柔性材料面贴合，精确传感到两两集合体纳米粒子的曲率变化。
6.根据权利要求1所述的可测量球囊直径变化的医疗组件，其特征在于，所述微型传感器后端接有导线，导线连接于手柄屏幕下方的电路板中。
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