CN106806017B - 一种精确测量力和方向的导管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医学射频消融技术领域，具体涉及一种精确测量力和方向的导管，具有一伸入身体内部的工作端，工作端上设置至少两个应变片，至少两个应变片在工作端圆周方向上错位布置，至少两个应变片沿工作端轴线方向的布置位置相同，如此，通过建立测试数据形成的数据库能够准确确定导管与人体组织的接触力、弯曲弧度和弯曲方向。

Description

一种精确测量力和方向的导管

技术领域

本发明涉及医学射频消融技术领域，具体涉及一种精确测量力和方向的导管。

背景技术

心律失常，是指心脏的正常节律发生了异常改变，而快于正常心率(60-100次/分)的心律失常则称为快速性心律失常，临床上以心悸、心慌、胸闷、乏力、头晕、目眩等为主要表现，严重者可出现胸痛、呼吸困难、肢冷汗出、意识丧失、抽搐等表现。心律失常是世界常见的心律失常的疾病之一，严重危害人类的健康和影响生活质量，目前导管消融术己成为其治疗手段之一。

导管消融术又称导管射频消融术，该手术是在X光血管造影机的监测下，将电极导管经静脉或动脉血管送入心腔，先检查确定引起心动过速的异常结构的位置，然后在该处局部释放高频电流，在很小的范围内产生很高的温度，通过热效能，使局部组织内水分蒸发，干燥坏死，达到阻断快速心律失常异常传导束和起源点，最终达到治疗目的。

射频消融术目前已经成为根治阵发性心动过速最有效的方法，经过临床证实只有在导管远端的电极与心肌组织的接触压力合适的情况下消融才能达到较好的治疗效果。在消融导管治疗时，是将导管插入心脏中,并使导管远端与心脏内壁接触，在此过程中通常重要的是使导管远端与心脏内壁进行良好接触，接触压力过大容易造成对心脏组织的不可取的不可逆损伤，严重时甚至出现心壁穿孔，而接触压力过小的则无法达到彻底消融的治疗目的，消融效果不好。

现有的技术大都采用电磁或光学技术测量导管远端与组织的接触压力,其设备要求较高且复杂，制造成本也相对较高。有技术在导管中加入使用磁感应的传感器来感测导管远端与器官的接触力，这种传感器在应用中易受外界磁场的干扰而失真，测量的精准性易受外界干扰，并且该技术需要在导管远侧末端的极小空间内安装多个磁传感器，工艺难度大，制造成本高。

综上所述，目前难以准确测量消融导管与心脏内壁的接触压力，难以确定消融导管与心脏内壁的接触压力是否合适，难以控制消融治疗效果。

因此，亟需一种能够准确测量消融导管与心脏内壁的接触压力的技术。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前难以准确测量消融导管与心脏内壁的接触压力的问题，提供一种能够准确测量消融导管与心脏内壁的接触压力和导管弯曲方向的导管。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种精确测量力和方向的导管，具有一伸入身体内部的工作端，其特征在于：所述工作端上设置至少两个应变片，至少两个所述应变片在所述工作端圆周方向上错位布置，所述工作端至少存在一个垂直于其轴线的截面，该截面至少对应有两个所述应变片，特别的，所述应变片设置在距离所述工作端端面30mm内。

本方案中，在工作端至少设置有沿其圆周方向和轴线方向错位的两个应变片，如此，能够根据所有应变片测取的应力值确定导管贴应变片处的受力，将所有应变片测取的应力值作为一组应力数据组，如此，导管受力不同，导管弯曲弧度不同，应力数据组也就不同，也就是说，应力数据组与导管受力值是一一对应关系。

在实施本方案时，首先取得导管在各种压力和各种弯曲方向时的应力数据组，每组应力数据包括所有应变片的应力值组成，含有正负，将得到数据的按对应关系整理成数据库存储在设备中，在测量导管受力、弯曲方向和弯曲弧度时根据应力数据组在数据库中查找，根据唯一性，一组应力数据组只能在数据库中找到一个对应的力、弯曲方向和弯曲弧度与之匹配，如此，就能够实现导管压力、弯曲方向和弯曲弧度的准确测取,能够确定导管与心脏内壁的接触压力是否合适，能够更加容易地控制消融治疗效果。

所述应变片设置在距离所述工作端端面30mm内，如此，应变片基本设置在所述工作端端面附近，能够更为准确的测量导管测试压力、弯曲方向和弯曲弧度。

作为优选，所述工作端设置有弹性构件，至少两个所述应变片设置在所述弹性构件上，特别的，所述弹性构件外形为长方体形，并且，其长度方向的四根棱被圆角化了，所述弹性构件原材料为不锈钢或镍钛合金，如此，能够让导管受压弯曲并在受力去除后能够快速返回至自然状态，同时，能够让导管在相同受力情况下变形量更大，能够让设置在弹性构件上的应变片测试更加灵敏可靠，如此，能够更加准确的确定导管与心脏内壁的接触压力是否合适。

所述弹性构件外形为直棱柱形，如此，能够更加方便将应变片贴合在弹性构件的侧面上，进一步的，侧棱可以被圆角；当然，弹性构件的外形也可以是圆筒形，也就是说，弹性构件可以是杆状或柱状，如此，能够方便加工和方便与导管进行配合。

弹性构件采用不锈钢制成，主要考虑其原料成本低廉，并且制成后的弹性构件具有良好弹性，能够满足应力测试的基本需求；进一步的，弹性构件采用镍钛合金制成，镍钛合金是一种形状记忆合金，能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金，镍钛合金的伸缩率在20％以上，疲劳寿命达一千万，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于许多医用不锈钢，具有很好的弹性，如此，能够进一步增强弹性构件的弹性，增加应变片测力的灵敏度，让力与弯曲方向的测量更加准确。

作为优选，所述弹性构件具有三个应变片，三个所述应变片在所述工作端圆周方向上错位布置，一个所述应变片与另外两个所述应变片沿所述工作端轴线方向错位布置，如此，可以将这三组应变片测取的应力数据作为一组应力数据组，相比于采用两个应变片的测取数据作为一组应力数据组，由于多了一个应变片的测取数据，且每个应变片设置在弹性构件的不同位置，因此相当于增加了一个辅助数据，如此，能够让本申请导管测力、弯曲方向和弯曲弧度的准确性更高。

作为优选，至少一个所述应变片对应的所述弹性构件上，沿所述工作端圆周方向设置有条形槽，也就是说，所述弹性构件具有沿所述工作端圆周方向的条形槽，所述条形槽设置在所述应变片的下面，使至少一个所述应变片的下面具有所述条形槽，特别的，所有应变片的均具有所述条形槽。

本方案中，弹性构件具有沿工作端圆周方向的条形槽，如此，能够进一步增加弹性构件的弹性，同时，将应变片设置在条形槽上，也就是说，应变片的中心置于条形槽的槽上方，条形槽的槽置于应变片两端之间，也就是说应变片的两端仍然与弹性构件的表面贴合，只是应变片的中心区域没有与弹性构件贴合，处于悬空状态。

本方案中，在弹性构件上设置条形槽，能够让条形槽成为弹性构件的应力集中区域，将应变片置于具有应力集中效应的条形槽上，如此，能够让应变片测取数据更加灵敏，能够进一步增强所述导管测试压力、弯曲方向和弯曲弧度的准确性。

作为优选，三个所述应变在所述工作端圆周方向间隔角度θ＝90°或θ＝120°，如此，能够进一步提高所述导管测试压力、弯曲方向和弯曲弧度的准确性。

作为优选，两个所述应变在所述工作端圆周方向间隔角度θ₁＝90°，另一个所述应变片与另外两个所述应变片之中的一个在在所述工作端圆周方向间隔角度θ₂＝120°，如此，能够进一步提高所述导管测试压力、弯曲方向和弯曲弧度的准确性。

作为优选，所述应变片均配置有副应变片，所述副应变片用以消除所述应变片的温度误差。应变片的温度误差主要因为温度会对工作应变片产生附加应变，使测试与真实值之间存在误差，因此，需要增加副应变片，设置在用于测试力的应变片附件，位置越近效果越好。

作为优选，所述弹性构件上设置有磁传感器，所述磁传感器设置在磁场中，如此，能够准确确定导管在心脏的具体位置，能够准确确定导管所处的位置是否为既定的消融位置，如此，能够进一步增强采用所述导管进行消融手术的消融效果。

作为优选，所述导管与鞘管配合后，所述导管的弯曲部分为导管弯曲段，所述导管的工作端的端面至所述导管弯曲段为导管自由段，所述导管的工作端的其他部分为导管近手段，所述自由段、所述弯曲段和所述近手段均设置至少一个环电极，所述环电极设置在电场中。

本方案如此设计，其能够实时的确定导管的导管弯曲段、导管自由段和导管近手段在心脏的具体位置，也就是说，能够实时的在屏幕上显示导管的弯曲形状，如此，就能够确定导管的导管自由段是否与卵圆窝的房间隔面是否垂直，也就是说，穿刺针能够以与房间隔面垂直的方向穿刺房间隔面，如此，在穿刺时不需要使用传统的X射线显影以确定导管的导管自由段是否与房间隔面垂直，能够在提高穿刺成功率的同时减少X射线对患者和医护人员的辐射伤害。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：

1、能够准确确定导管与人体组织的接触力，因此能够准确判断接触力是否适合消融；

2、能够准确确定导管的弯曲方向和弯曲弧度；

本申请其他实施方式的有益效果是：进一步增强了所述导管测试压力、弯曲方向和弯曲弧度的准确性,并且，能够增强所述导管的功能。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为图1中B的局部放大图；

图3为本图1中A-A剖面图；

图4为本申请一段弹性构件的结构示意图；

图5为本申请贴有应变片的一段弹性构件结构示意图；

图中标记：1-弹性构件，11-条形槽，2-应变片，21-副应变片，4-柔性管体，5-磁传感器，6-环电极，7-灌注孔，8-灌注管，9-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种精确测量力和方向的导管，具有一伸入身体内部的工作端，所述工作端设置有弹性构件1，所述弹性构件上1设置三个应变片2，三个所述应变片2在所述工作端圆周方向上错位布置，一个所述应变片2与另外两个所述应变片2沿所述工作端轴线方向错位布置，所述应变片2对应的所述弹性构件1上，沿所述工作端圆周方向设置有条形槽11，所述弹性构件1外包裹有柔性管体，所述弹性构件1上设置有磁传感器5，所述磁传感器5设置在磁场中，所述消融装置与鞘管配合后，所述消融装置的弯曲部分为导管弯曲段，所述消融装置的工作端的端面至所述消融装置弯曲段为导管自由段，所述消融装置的工作端的其他部分为导管近手段，所述自由段、所述弯曲段和所述近手段均设置至四个环电极6，所述环电极6设置在电场中。

如图2所示，是图1中B都局部放大图，如图，应变片2设置条形槽11上，在弹性构件1上设置条形槽11，减小了条形槽11附近的强度，增加了条形槽11附近都变形量，因此，紧密贴合在条形槽11上应变片2都变形量增大。

如图3所示，是图1中A-A都断面图，如图，在所述工作端轴线方向方向上位置相同的两个应变片2在所述工作端圆周方向间隔角度θ₂＝90°，另一个应变片与这两者中的一个应变片在所述工作端圆周方向间隔角度θ₁＝120°。

如图4所示，是圆筒形弹性构件1的一分段，图中，在弹性构件1轴线方向错位布置有两个沿弹性构件1圆周方向错位布置的条形槽11，并且，两个条形槽11在弹性构件1的圆周方向也是错位布置，如此，弹性构件仍然是连续的，不会脱落。

如图5所示，是圆筒形弹性构件1的一分段，图中，在弹性构件1圆周方向错位布置有三个沿弹性构件1圆周方向都条形槽11，并且，两个条形槽11在弹性构件1的圆周方向也是错位布置，并且，在每个条形槽都中央都贴有应变片2，并且，应变片2都中心处于条形槽沿弹性构件轴线方向的中心上方，如此，能够让应变片2测力更加灵敏且受力均匀，此外，在应变2上同样设置有用于消除应变片2温度误差都副应变片21，副应变片21不能有因导管弯曲而承受的力，其仅能测试由于温度的变化而产生都变形，一般情况下，副应变片21设置在应变片2都附近，越接近越好。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种精确测量力和方向的导管，具有一伸入身体内部的工作端，其特征在于：所述工作端上设置至少两个应变片，至少两个所述应变片在所述工作端圆周方向上错位布置，所述工作端至少存在一个垂直于其轴线的截面，该截面至少对应有两个所述应变片，所述应变片均配置有副应变片，所述副应变片用以消除所述应变片的温度误差，所述工作端设置有弹性构件，至少两个所述应变片设置在所述弹性构件上，至少一个所述应变片对应的所述弹性构件上，沿所述工作端圆周方向设置有条形槽，将应变片设置在条形槽上，应变片的中心置于条形槽的槽上方，条形槽的槽置于应变片两端之间，应变片的两端与弹性构件的表面贴合，应变片的中心区域没有与弹性构件贴合，处于悬空状态，副应变片仅能测试由于温度的变化而产生的变形，副应变片设置在应变片的附近。

2.根据权利要求1所述的导管，其特征在于：所述弹性构件上设置三个应变片，三个所述应变片在所述工作端圆周方向上错位布置，一个所述应变片与另外两个所述应变片沿所述工作端轴线方向错位布置。

3.根据权利要求2所述的导管，其特征在于：所述弹性构件外包裹有柔性管体。

4.根据权利要求3所述的导管，其特征在于：所述弹性构件上设置有磁传感器，所述磁传感器设置在磁场中。

5.根据权利要求4所述的导管，其特征在于：与鞘管配合后，所述导管的弯曲部分为导管弯曲段，所述导管的工作端的端面至所述导管弯曲段为导管自由段，所述导管的工作端的其他部分为导管近手段，所述自由段、所述弯曲段和所述近手段均设置至少一个环电极，所述环电极设置在电场中。