CN106768500A - 一种医用导管压力测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用导管压力测量装置,包括用于在导管头端受力时同步发生变形的弹簧变形体、能够测量温度变化和应变的光学传感器,光学传感器通过对温度的测量以校准温度对应变测量的影响,弹簧变形体呈中空的筒状,弹簧变形体的外表面设有沿轴向延伸的凹槽,光学传感器嵌入于凹槽中,弹簧变形体上沿轴向依次设有至少两段螺旋式结构体。此种测量装置通过在弹簧变形体上设置至少两段螺旋式结构体,可以提高测量应变的灵敏度与准确度,光学传感器既可以测量消融手术中导管头端的压力大小、方向,又可以通过测得温度的变化来对压力测量进行补偿校准,从而可以提高消融手术的安全性及有效性,且此种测量装置制作的工艺难度较低,能够降低制作成本。

Description

一种医用导管压力测量装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种医用导管压力测量装置。
背景技术
射频消融手术主要用来治疗旁道、双径路引起的心动过速、室速,房速,房扑,房颤,频发早搏等疾病。研究表明,射频消融过程中,消融导管头端和组织的接触力大小与消融组织损伤体积成正比。由此可知,导管头端与组织接触力的控制决定手术的安全性与成功性。
一种典型的应变测量方式中采用光纤传感器测量压力,光纤传感器固定于空心管的外表面凹槽中,通过测量空心管形变大小得到外力的大小及方向。然而,此种方式测量应变的灵敏度与准确度较差,精确度难以控制。
因此,如何提高测量应变的灵敏度与准确度、提高消融手术的安全性及有效性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种医用导管压力测量装置,可以高测量应变的灵敏度与准确度、提高消融手术的安全性及有效性。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种医用导管压力测量装置,包括用于在导管头端受力时同步发生变形的弹簧变形体、能够测量温度变化和应变的光学传感器,所述光学传感器通过对温度的测量以校准温度对应变测量的影响,所述弹簧变形体呈中空的筒状,所述弹簧变形体的外表面设有沿轴向延伸的凹槽,所述光学传感器嵌入于所述凹槽中,所述弹簧变形体上沿轴向依次设有至少两段螺旋式结构体。
优选地,至少一段所述螺旋式结构体在轴向上设于所述弹簧变形体连接头端电极的端部与所有所述凹槽之间。
优选地,所述螺旋式结构体的深度大于所述凹槽的深度。
优选地,所述光学传感器为沿轴向依次设置应变测量感应区和温度测量感应区的第一光学传感器,所述应变测量感应区的两个轴向端部固定连接于所述凹槽,所述温度测量感应区的靠近所述应变测量感应区的轴向端部固定连接所述凹槽且另一轴向端部为自由端。
优选地,所述光学传感器为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区的第二光学传感器;
至少一个所述第二光学传感器的复合感应区的两个轴向端部均固定连接于所述凹槽,且至少一个所述第二光学传感器的复合感应区的一个轴向端部固定连接于所述凹槽且另一个轴向端部为自由端。
优选地,至少一个所述光学传感器为沿轴向依次设置应变测量感应区和温度测量感应区的第一光学传感器,所述应变测量感应区的两个轴向端部固定连接于所述凹槽,所述温度测量感应区的靠近所述应变测量感应区的轴向端部固定连接所述凹槽且另一轴向端部为自由端;
至少一个所述光学传感器为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区的第二光学传感器,所述第二光学传感器的复合感应区的一个轴向端部固定连接于所述凹槽。
优选地,至少一段所述螺旋式结构体设于所述光学传感器上用于测量应变的感应区的两个轴向端部之间。
优选地,所述凹槽中设有用于对所述光学传感器上用于测量应变的感应区的轴向端部进行定位的定位通孔,所述定位通孔中设有用于固定所述光学传感器上用于测量应变的感应区的固定胶。
优选地,所述弹簧变形体的外侧固定连接有用于保护所述光学传感器的保护套管,所述保护套管能够随所述弹簧变形体发生形变,所述保护套管上设有横向切槽或纵向切槽。
优选地,至少三个所述光学传感器绕所述弹簧变形体的周向依次等间距设置。
本发明提供的医用导管压力测量装置中螺旋式结构体可以较灵敏地在受力时发生形变,光学传感器可以连接光学解调仪,光学解调仪可以根据光学传感器实时传递的信号读取术中消融温度变化、以及读取应变导致波长漂移的大小,具体可以精确到导管头端受力大小及方向,通过对温度进行测量可以补偿消除温度对压力测量的影响。弹簧变形体的端部可以固定连接头端电极,具体可以在弹簧变形体的端部设置连接切槽以连接头端电极。
此种测量装置通过在弹簧变形体上设置至少两段螺旋式结构体,可以较灵敏地发生形变,从而可以提高测量应变的灵敏度与准确度,同时,光学传感器既可以测量消融手术中导管头端的压力大小、方向,又可以通过测得温度的变化来对压力测量进行补偿校准,从而可以提高消融手术的安全性及有效性,且此种测量装置制作的工艺难度较低,能够降低制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供测量装置的结构示意图;
图2为本发明所提供测量装置的内部结构示意图;
图3为本发明所提供测量装置的剖视图;
图4为本发明所提供测量装置中第一光学传感器的结构示意图;
图5为本发明所提供测量装置中第二光学传感器的结构示意图;
图6为本发明所提供测量装置中保护套管的结构示意图;
图7为本发明所提供测量装置中保护套管的另一结构示意图。
图1至图7中,1为弹簧变形体,11为螺旋式结构体,12为连接切槽,13为凹槽,14为定位通孔,2为光学传感器,21为应变测量感应区,22为温度测量感应区,23为复合感应区,3为保护套管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种医用导管压力测量装置,可以提高消融手术的安全性及有效性,减低工艺难度和制作成本。
请参考图1至图7,图1为本发明所提供测量装置的结构示意图;图2为本发明所提供测量装置的内部结构示意图;图3为本发明所提供测量装置的剖视图;图4为本发明所提供测量装置中第一光学传感器的结构示意图;图5为本发明所提供测量装置中第二光学传感器的结构示意图;图6为本发明所提供测量装置中保护套管的结构示意图;图7为本发明所提供测量装置中保护套管的另一结构示意图。
本发明所提供医用导管压力测量装置的一种具体实施例中,包括用于在导管头端受力时同步发生变形的弹簧变形体1、能够测量温度变化和应变的光学传感器2,光学传感器2通过对温度的测量以校准温度对应变测量的影响,弹簧变形体1呈中空的筒状,弹簧变形体1的外表面设有沿轴向延伸的凹槽13,光学传感器2嵌入于凹槽13中,弹簧变形体1上沿轴向依次设有至少两段螺旋式结构体11。
螺旋式结构体11可以较灵敏地在受力时发生形变,光学传感器2可以连接光学解调仪,光学解调仪可以根据光学传感器2实时传递的信号读取术中消融温度变化、以及读取应变导致波长漂移的大小,具体可以精确到导管头端受力大小及方向,通过对温度进行测量可以补偿消除温度对压力测量的影响。弹簧变形体1的端部可以固定连接头端电极,具体可以在弹簧变形体1的端部设置连接切槽12以连接头端电极。
可见,此种测量装置通过在弹簧变形体1上设置至少两段螺旋式结构体11,可以较灵敏地发生形变,从而可以提高测量应变的灵敏度与准确度,同时,光学传感器2既可以对应测量消融手术中导管头端的压力大小、方向,又可以通过测得温度的变化来对压力测量进行补偿校准,从而可以提高消融手术的安全性及有效性,且此种测量装置制作的工艺难度较低,能够降低制作成本。
其中,弹簧变形体1可以选择弹性模量较低的镍钛管、不锈钢管及高分子材料管,具体可以通过金属激光切割、金属激光打标、热熔、流变等方法进行加工。
上述实施例中,螺旋式结构体11可以为绕弹簧变形体1的周向切割形成的螺旋式凹槽。每段螺旋式结构体11的长度可以为1-5mm,螺距可以为0.1-1mm,深度为0.1-2mm。
上述各个实施例中,螺旋式结构体11的轴向截面可以为矩形、梯形或者其他形状。
上述各个实施例中,至少一段螺旋式结构体11在轴向上可以设于弹簧变形体1连接头端电极的端部与所有凹槽13之间,即在轴向上弹簧变形体1上依次为弹簧变形体1连接头端电极的端部、至少一段螺旋式结构体11、凹槽13。设于凹槽13外侧的螺旋式结构体11位于所有光学传感器2的外侧,具有防干扰的作用。
上述各个实施例中,螺旋式结构体11的深度可以大于凹槽13的深度,以保证光学传感器2下能够有螺旋式结构体11,保证光学传感器2检测的灵敏度。当然,螺旋式结构体11与凹槽13的深度关系不限于此。
一种具体的实施例中,光学传感器2可以为沿轴向依次设置应变测量感应区21和温度测量感应区22的第一光学传感器,即在第一光学传感器上,用于测量应变的感应区和用于测量温度的感应区为不同的感应区段。应变测量感应区21的两个轴向端部固定连接于凹槽13,使应变测量感应区21能够准确随感应区设置处形变并反映应力变化情况。温度测量感应区22的靠近应变测量感应区21的轴向端部固定连接凹槽13且另一轴向端部为自由端,即温度测量感应区22的一端固定住,而另一端可以随意移动,可以减少弹簧变形体1的形变对温度测量感应区22的影响,测量操作方便可靠。其中,温度测量感应区22与应变测量感应区21的中心波长是不一致的。
具体地,温度测量感应区22和应变测量感应区21长度可以为1-5mm,两个感应区可以相隔1-3mm。
在另一种具体实施例中,光学传感器2可以为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区23的第二光学传感器,即在第二光学传感器上,同一个感应区段既可以测温度变化,又可以测应力变化,便于光学传感器2的统一选购。
其中,至少一个第二光学传感器的复合感应区23的两个轴向端部均固定连接于凹槽13,此第二光学传感器可以测得应力变化与温度变化。同时,至少一个第二光学传感器的复合感应区23的一个轴向端部固定连接于凹槽13且另一个轴向端部为自由端,此第二光学传感器可以准确测得温度变化。前一方式设置的第二光学传感器可以配合后一方式设置的第二光学传感器消除温度变化的影响,得出应力变化。此实施例中,通过光学传感器2的固定位置即可实现温度变化或应变的测量,设置方便。
进一步地,对于两个轴向端部均固定于凹槽13的第二光学传感器,至少一段螺旋式结构体11可以设置在该第二光学传感器的复合感应区23的正下方;对于只有一端固定于凹槽13的第二光学传感器,其下侧可不设置螺旋式结构体11,从而进一步提高测量结果的准确性。
在另一种具体实施例中,至少一个光学传感器2可以为沿轴向依次设置应变测量感应区21和温度测量感应区22的第一光学传感器,应变测量感应区21的两个轴向端部固定连接于凹槽13,温度测量感应区22的靠近应变测量感应区21的轴向端部固定连接凹槽13且另一轴向端部为自由端;至少一个光学传感器2可以为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区23的第二光学传感器,第二光学传感器的复合感应区23的一个轴向端部固定连接于凹槽13,另一个轴向端部可以为自由端或者固定连接于凹槽13。
此种测量装置包括第一光学传感器和第二光学传感器两种光学传感器2,其中,第一光学传感器可以用于测量应变和温度变化,第二光学传感器可以根据两个轴向端部的固定情况反应温度变化或应变,通过两种光学传感器2的配合以提高测量的准确性。
上述各个实施例中,至少一段螺旋式结构体11可以设于光学传感器2上用于测量应变的感应区的两个轴向端部之间,即至少一段螺旋式结构体11被一个测量应变的感应区完全覆盖,有利于提高应变测量感应区21对应变检测的可靠程度。光学传感器2上用于测量应变的感应区可以为第一光学感应器的应变测量感应区21,也可以为用于测量应变的第二光学感应器的复合感应区23。
上述各个实施例中,凹槽13中可以设有用于对光学传感器2上用于测量应变的感应区的轴向端部进行定位的定位通孔14,定位通孔14中设有用于对光学传感器2上用于测量应变的感应区的固定胶,光学传感器2上用于测量应变的感应区对应位于沿轴向依次设置的两个定位通孔14之间,便于光学传感器2的安装,同时,能够防止固定胶随意流动。当然,光学传感器2与凹槽13的之间的连接方式不限于此。
上述各个实施例中,定位通孔14可以为方形通孔,以便于定位通孔14的加工。
上述各个实施例中,固定胶可以为UV胶、快干胶、AB胶以及其他固定胶。
上述各个实施例中,弹簧变形体1的外侧可以固定连接用于保护光学传感器2的保护套管3,保护套管3能够随弹簧变形体1发生形变,从而在不妨碍弹簧变形体1可靠形变的同时,对光学传感器2进行保护。具体地,保护套管3上可以设有横向切槽或纵向切槽,以进一步使保护套管3能够任意进行形变。
具体地,纵向切槽可以设置在保护套管3的轴向端部,使保护套管3的端部呈锯齿形,减小保护套管3的端部对弹簧变形体1形变的影响。
其中,保护套管3具体可以选择镍钛管、不锈钢管及高分子材料管。保护套管3可以通过焊接或者胶水固定连接于弹簧变形体1。
上述各个实施例中,至少三个光学传感器2可以绕弹簧变形体1的周向依次等间距设置,弹簧变形体1受到外力发生弯曲变形并传递到光学传感器2,弹簧变形体1上不同位置的光学传感器2发生不同大小的形变,将不同弯曲变形的方向、大小以及温度变化作为初始矩阵,由此可以较准确地计算出导管头端受力的大小和方向,同时通过对温度的测量补偿消除温度对压力测量的影响。当然,光学传感器2的数量与排列方式不限于此。
具体地,凹槽13的槽深度可以为0.1-1mm。当然也可为其他深度值。
具体地,凹槽13在弹簧变形体1上的轴向长度可以不同,用于测量应变的光学传感器2所放置的凹槽13可以轴向长度较长,且覆盖至少一段螺旋式结构体11,用于测量温度变化的光学传感器2所放置的凹槽13可以轴向长度较短,且可以位于所有螺旋式结构体11的外侧。其中,在周向上,一个较短的凹槽13可以位于两个较长的凹槽13之间。
上述各个实施例中,光学传感器2具体可以为均匀光纤光栅传感器、切趾光纤光栅传感器、啁啾光纤光栅传感器、长周期光纤光栅传感器、光纤传感器或者其他类型的光学传感器2。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的医用导管压力测量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种医用导管压力测量装置,其特征在于,包括用于在导管头端受力时同步发生变形的弹簧变形体(1)、能够测量温度变化和应变的光学传感器(2),所述光学传感器(2)通过对温度的测量以校准温度对应变测量的影响,所述弹簧变形体(1)呈中空的筒状,所述弹簧变形体(1)的外表面设有沿轴向延伸的凹槽(13),所述光学传感器(2)嵌入于所述凹槽(13)中,所述弹簧变形体(1)上沿轴向依次设有至少两段螺旋式结构体(11)。
2.根据权利要求1所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,至少一段所述螺旋式结构体(11)在轴向上设于所述弹簧变形体(1)连接头端电极的端部与所有所述凹槽(13)之间。
3.根据权利要求1所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,所述螺旋式结构体(11)的深度大于所述凹槽(13)的深度。
4.根据权利要求1所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,所述光学传感器(2)为沿轴向依次设置应变测量感应区(21)和温度测量感应区(22)的第一光学传感器,所述应变测量感应区(21)的两个轴向端部固定连接于所述凹槽(13),所述温度测量感应区(22)的靠近所述应变测量感应区(21)的轴向端部固定连接所述凹槽(13)且另一轴向端部为自由端。
5.根据权利要求1所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,所述光学传感器(2)为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区(23)的第二光学传感器;
至少一个所述第二光学传感器的复合感应区(23)的两个轴向端部均固定连接于所述凹槽(13),且至少一个所述第二光学传感器的复合感应区(23)的一个轴向端部固定连接于所述凹槽(13)且另一个轴向端部为自由端。
6.根据权利要求1所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,至少一个所述光学传感器(2)为沿轴向依次设置应变测量感应区(21)和温度测量感应区(22)的第一光学传感器,所述应变测量感应区(21)的两个轴向端部固定连接于所述凹槽(13),所述温度测量感应区(22)的靠近所述应变测量感应区(21)的轴向端部固定连接所述凹槽(13)且另一轴向端部为自由端;
至少一个所述光学传感器(2)为包括能够同时测量温度变化和应变的复合感应区(23)的第二光学传感器,所述第二光学传感器的复合感应区(23)的一个轴向端部固定连接于所述凹槽(13)。
7.根据权利要求4至6任意一项所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,至少一段所述螺旋式结构体(11)设于所述光学传感器(2)上用于测量应变的感应区的两个轴向端部之间。
8.根据权利要求7所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,所述凹槽(13)中设有用于对所述光学传感器(2)上用于测量应变的感应区的轴向端部进行定位的定位通孔(14),所述定位通孔(14)中设有用于固定所述光学传感器(2)上用于测量应变的感应区的固定胶。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,所述弹簧变形体(1)的外侧固定连接有用于保护所述光学传感器(2)的保护套管(3),所述保护套管(3)能够随所述弹簧变形体(1)发生形变,所述保护套管(3)上设有横向切槽或纵向切槽。
10.根据权利要求9所述的医用导管压力测量装置,其特征在于,至少三个所述光学传感器(2)绕所述弹簧变形体(1)的周向依次等间距设置。
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