CN108451553A - 脑卒中手术装置及系统 - Google Patents

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CN108451553A CN201810234847.4A CN201810234847A CN108451553A CN 108451553 A CN108451553 A CN 108451553A CN 201810234847 A CN201810234847 A CN 201810234847A CN 108451553 A CN108451553 A CN 108451553A
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Abstract

本发明实施例提供一种脑卒中手术装置及系统。该脑卒中手术装置包括：用于获得手术控制参数，并基于手术控制参数生成控制信号的手术控制模块；与手术控制模块电性连接，用于根据第一控制信号灌注静脉血液的离心泵模块；与离心泵模块连接，并与手术控制模块电性连接，用于根据第二控制信号将离心泵模块灌注的静脉血液氧合成氧合血液的氧合模块；与氧合模块连接，用于将氧合血液进行输送的气囊导管；以及用于为气囊导管提供输送通道的介入导管，气囊导管设置在介入导管中。由此，能够有效延长治疗时间窗及手术可操作时间，保护血管内皮，减少术后并发症，同时还可以在治疗失败后，作为患者生命维持的辅助手段，为进一步治疗争取时间。

Description

脑卒中手术装置及系统
技术领域
本发明涉及医疗装置技术领域，具体而言，涉及一种脑卒中手术装置及系统。
背景技术
在我国，脑卒中是导致居民第一大致残和致死的病因，存活患者中75％遗留不同程度的残疾。卫生部数据显示，2012年我国40岁以上的脑卒中人口超过1000万，并呈现年轻化趋势，其中缺血性卒中占80％，构成了沉重的社会负担和经济负担。
目前，治疗急性缺血性卒中的常规有效方法包括静脉溶栓、超选择动脉溶栓和机械取栓。其中，对于大血管闭塞及心源性栓塞所致卒中，静脉溶栓的血管再通率较低，治疗效果欠佳。超选择动脉溶栓通过微导管在血栓附近，提高局部药物浓度，减少药物用量，降低颅内及全身出血风险，但该方法耗费时间长，有些栓子药物难以溶解。机械取栓通过通过微导管技术，将支架取栓设备沿下肢动脉通过体内动脉通道到达颅内动脉，然后导管前段的取栓装置主动“抓捕”堵住血管的血栓，恢复血管通畅，虽然机械取栓可以延长治疗的时间窗，治疗成功率较高，但仍有超过30％以上患者治疗失败，同时若不能在治疗时间窗内恢复脑组织灌注，则手术治疗获益减少，甚至反转，因此若不能在治疗时间窗内恢复脑组织灌注，则造成不可逆脑损伤，而超出时间窗的血管再通，不但恢复脑组织功能的几率降低，还可能引起由于再灌注后血流动力学及氧自由基离子损伤造成的多种术后并发症，比如脑出血，脑水肿等，进一步加重死亡风险。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种脑卒中手术装置及系统，能够有效延长治疗时间窗及手术可操作时间，并减少血管开通再灌注后血流动力学及氧自由基离子损伤，保护血管内皮，减少术后并发症，同时还可以在治疗失败后作为患者生命维持的辅助手段，为进一步治疗争取时间。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
本发明实施例提供一种脑卒中手术装置，所述脑卒中手术装置包括：
用于获得手术控制参数，并基于所述手术控制参数生成控制信号的手术控制模块，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；
与所述手术控制模块电性连接，用于根据所述第一控制信号灌注静脉血液的离心泵模块；
与所述离心泵模块连接，并与所述手术控制模块电性连接，用于根据所述第二控制信号将所述离心泵模块灌注的静脉血液氧合成氧合血液的氧合模块；
与所述氧合模块连接，用于将所述氧合血液进行输送的气囊导管；以及
用于为所述气囊导管提供输送通道的介入导管，所述气囊导管设置在所述介入导管中。
在本发明实施例中，所述手术控制模块包括：
用于获得手术控制参数的控制面板；以及
与所述控制面板电性连接，用于基于所述手术控制参数生成控制信号的中央控制器。
在本发明实施例中，所述离心泵模块包括：
用于灌注静脉血液的离心泵；以及
与所述离心泵电性连接，用于根据所述第一控制信号对所述离心泵的血流灌注速度进行控制的离心泵控制器。
在本发明实施例中，所述氧合模块包括：
用于将空气和氧气按照预设比例和预设速度进行混合得到混合气体的气体混合器；
与所述气体混合器连接，用于采用所述混合气体将所述静脉血液氧合成氧合血液的体外膜肺氧合器；以及
与所述气体混合器和所述体外膜肺氧合器电性连接，用于对所述气体混合器和所述体外膜肺氧合器进行控制的氧合控制器。
在本发明实施例中，所述体外膜肺氧合器还包括：
用于药物添加的加药接口。
在本发明实施例中，所述体外膜肺氧合器还包括：
用于外部血氧供给的供血供氧接口。
在本发明实施例中，所述气囊导管包括：
气囊控制器；
气囊管，所述气囊管包括与所述氧合模块连接的血流通道管路以及与所述气囊控制器连接的气囊控制管路；以及
设置在所述气囊管中的气囊。
在本发明实施例中，所述气囊上设置有：
用于跟外部成像设备配合以显示所述气囊的位置的显影元件。在本发明实施例中，所述气囊上还设置有：与所述手术控制模块电性连接，用于检测脑灌注压力并发送给所述手术控制模块，以便所述手术控制模块根据检测到的所述脑灌注压力生成对应的控制信号的压力探测元件。
本发明实施例还提供一种脑卒中手术系统，所述脑卒中手术系统包括用户终端以及与所述用户终端通信连接的上述的脑卒中手术装置，所述用户终端用于向所述脑卒中手术装置发送手术控制参数。
相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供的脑卒中手术装置及系统，通过氧合模块将离心泵模块灌注的静脉血液氧合成氧合血液后，再通过气囊导管将氧合血液输送到缺血脑组织，代替正常血流灌注，可以有效延长治疗时间窗，若手术失败，也可以作为维持患者生命的辅助手段，为后续治疗创造时间。同时，通过手术控制模块对离心泵模块进行控制，避免血流灌注急剧上升或者大幅度波动引起的血管损伤和脑损伤。通过手术控制模块对氧合模块的控制，实现在介入治疗过程中血氧合含量梯度上升，避免血氧含量瞬时陡增引起的不良反应，特别是氧自由基离子的陡增引起的脑血管和脑组织损伤。而且，在介入治疗中后期，可以实现过饱和血氧浓度的维持，从而达到保护脑组织的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本发明实施例提供的脑卒中手术装置的一种结构框图；
图2为图1中所示的手术控制模块的一种结构框图；
图3为图1中所示的离心泵模块的一种结构框图；
图4为图1中所示的氧合模块的一种结构框图；
图5为图1中所示的氧合模块的另一种结构框图；
图6为图1中所示的氧合模块的另一种结构框图；
图7为图1中所示的气囊导管的一种结构示意图。
图标：100-脑卒中手术装置；110-手术控制模块；111-控制面板；112-中央控制器；120-离心泵模块；121-离心泵；122-离心泵控制器；130-氧合模块；131-气体混合器；132-体外膜肺氧合器；133-氧合控制器；140-气囊导管；141-气囊控制器；142-气囊管；1422-血流通道管路；1424-气囊控制管路；143-气囊；150-介入导管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”“中”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的脑卒中手术装置100的结构框图，在本发明实施例中，所述脑卒中手术装置100通过结合体外生命支持系统，对缺血性脑卒中的动脉溶栓和机械取栓装置和方法进行改良，达到有效延长治疗时间窗及手术可操作时间的目的。此外，通过对血管开通后造成的血管再灌注进行控制，减少血管开通再灌注后血流动力学及氧自由基离子损伤，保护血管内皮，减少术后并发症。此外还可以在治疗失败后，作为患者生命维持的辅助手段，为进一步治疗争取时间。
为了实现上述目的，如图1所示，所述脑卒中手术装置100可包括手术控制模块110、离心泵模块120、氧合模块130、气囊导管140以及介入导管150。所述手术控制模块110用于获得手术控制参数，并基于所述手术控制参数生成控制信号的手术控制模块110，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述离心泵模块120与所述手术控制模块110电性连接，用于根据所述第一控制信号灌注静脉血液。所述氧合模块130与所述离心泵模块120连接，并与所述手术控制模块110电性连接，用于根据所述第二控制信号将所述离心泵模块120灌注的静脉血液氧合成氧合血液。所述气囊导管140与所述氧合模块130连接，用于将所述氧合血液进行输送。所述介入导管150用于为所述气囊导管140提供输送通道，所述气囊导管140设置在所述介入导管150中。
所述介入导管150可包括可以沿血管移动的导丝以及套设在所述导丝上的微导管。所述介入导管150可作为血管内治疗装置的基本传送轨道，担负着输送、支持各种介入器械(例如导丝、气囊导管140等)的应用、注射造影剂及各种相关治疗、抢救药物以及对血流动力学进行时时监测的作用。
通过上述设置，用户可通过所述手术控制模块110输入本次手术相应的手术控制参数，例如血流速度参数、血氧运率参数等等，手术控制模块110基于上述输入的手术控制参数分别生成用于控制所述离心泵模块120的第一控制信号和用于控制所述氧合模块130的第二控制信号。离心泵模块120基于所述第一控制信号将静脉血液灌注给所述氧合模块130，氧合模块130基于所述第二控制信号将离心泵模块120灌注的静脉血液氧合成氧合血液后，再通过气囊导管140将氧合血液输送到缺血脑组织，代替正常血流灌注，可以有效延长治疗时间窗，若手术失败，也可以作为维持患者生命的辅助手段，为后续治疗创造时间。同时，通过手术控制模块110对离心泵模块120进行控制，避免血流灌注急剧上升或者大幅度波动引起的血管损伤和脑损伤。通过手术控制模块110对氧合模块130的控制，实现在介入治疗过程中血氧合含量梯度上升，避免血氧含量瞬时陡增引起的不良反应，特别是氧自由基离子的陡增引起的脑血管和脑组织损伤。而且，在介入治疗中后期，可以实现过饱和血氧浓度的维持，从而达到保护脑组织的效果。
可选地，请参阅图2，所述手术控制模块110可包括控制面板111和中央控制器112。所述控制面板111用于获得手术控制参数，用户可针对患者的情况，对血流速度参数、血氧运率参数等参数在所述控制面板111上进行设置。所述中央控制器112与所述控制面板111电性连接，用于基于所述手术控制参数生成控制信号的中央控制器112。
本实施例中，上述中央控制器112可以使用一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实现。处理器的例子包括微处理器、微控制器、DSP处理器和能够执行软件的其它电路。需要说明的是，应当将软件广义地解释为表示指令、数据或其任意组合，而不论是将其称作为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它。
可选地，请参阅图3，所述离心泵模块120可包括离心泵121以及离心泵控制器122。所述离心泵121用于灌注静脉血液，为血液的灌注提供动力，将血液注入人体的血液循环系统。所述离心泵控制器122与所述离心泵121电性连接，用于根据所述第一控制信号对所述离心泵121的血流灌注速度进行控制，例如可采用自适应血流灌注调节装置控制，其可以根据血流压力和颅内压力实时反馈，自适应进行血流灌注速度的自动调节。由此，通过采用离心泵控制器122，可以实现血流灌注流速梯度控制，避免血流灌注急剧上升或者大幅度波动引起的血管损伤和脑损伤。例如，脑卒中患者进行介入后，当确定血栓位置后，予以采集缺血血管相对应对侧大脑血管血流灌注速度，以通过所述血流灌注速度对所述离心泵121进行变频控制，梯度上升血流灌注速度达到相应对侧血管预定比例(例如，45％)速度血流速度即可，从而增加与人体耦合顺应性，一方面减少对血管损伤，另一方面防止在泵内的涡流区和滞止区形成溶血和血栓。
由于机械取栓通过通过微导管技术，将支架取栓设备沿下肢动脉通过体内动脉通道到达颅内动脉，然后导管前段的取栓装置主动“抓捕”堵住血管的血栓，恢复血管通畅，虽然机械取栓可以延长治疗的时间窗，若不能在治疗时间窗内恢复脑组织灌注，则造成不可逆脑损伤，而超出时间窗的血管再通，不但恢复脑组织功能的几率降低，还可能引起再灌注损伤。
为了解决上述问题，经发明人长期研究，提出下述方案，请参阅图4，所述氧合模块130可包括气体混合器131、体外膜肺氧合器132以及氧合控制器133。所述气体混合器131也称为氧偶联机器，可用于将空气和氧气按照预设比例和预设速度进行混合得到混合气体，并保证一定的比例和速度，并可以根据所述中央控制器112输出的控制信号进行实时控制。所述体外膜肺氧合器132(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)与所述气体混合器131连接，用于采用所述混合气体将所述静脉血液氧合成氧合血液。所述氧合控制器133与所述气体混合器131和所述体外膜肺氧合器132电性连接，用于对所述气体混合器131和所述体外膜肺氧合器132进行控制。由此，通过对气体混合器131和体外膜肺氧合器132进行控制，实现梯度血流，减少相关的再灌注损伤，实现在介入治疗过程中血氧合含量梯度上升，避免血氧含量瞬时陡增引起的不良反应，特别是氧自由基离子的陡增引起的脑血管和脑组织损伤。而且，在介入治疗中后期，可以实现过饱和血氧浓度的维持，从而达到保护脑组织的效果。
可选地，请进一步参阅图5，所述体外膜肺氧合器132还可以包括用于药物添加的加药接口，相较于现有的体外膜肺氧合器132，通过预留一条通道，以为加载红血球、神经保护的相关药物提供通路。
可选地，请进一步参阅图6，所述体外膜肺氧合器132还可以包括用于外部血氧供给的供血供氧接口，相较于现有的体外膜肺氧合器132，通过预留一条通道，以为向患者供血供氧提供通路。
可选地，请进一步参阅图7，所述气囊导管140可包括气囊控制器141、气囊管142以及气囊143。所述气囊管142包括与所述氧合模块130连接的血流通道管路1422以及与所述气囊控制器141连接的气囊控制管路1424，所述气囊143设置在所述气囊管142中。由此，通过在介入导管150的基础上，予以内壁肝素粉涂抹并加装气囊143，通过在取栓过程中，将气囊143安置在血栓远端，打开后，可以防止血栓脱落。若遇取栓失败，打开的气囊143可以作为一种固定手段，预防管道的脱落。
在一种实施方式中，所述气囊143上还可以设置有显影元件以及压力探测元件。所述显影元件可用于跟外部成像设备配合以显示所述气囊143的位置，从而可以使气囊143打开后，气囊143边界得以在介入影像上显示，综合造影结果，气囊143大小可完全贴合远端血管直径，从而达到减少机械取栓时血栓远端游离的情况。同时降低气囊导管140和血液、血管的排异反应，当手术失败，血管无法再通的情况下，该气囊导管140可长期固定于血栓，使得导管不会滑脱，从而可进行长期血栓后体外血流灌注。
所述压力探测元件与所述手术控制模块110电性连接，用于检测脑灌注压力并发送给所述手术控制模块110，以便所述手术控制模块110根据检测到的所述脑灌注压力生成对应的控制信号，以对所述离心泵模块120和所述氧合模块130进行控制，为后期相关血流速度及预测预后设置数据前置。
进一步地，本发明实施例还提供一种脑卒中手术系统，所述脑卒中手术系统包括用户终端以及与所述用户终端通信连接的上述的脑卒中手术装置100，所述用户终端用于向所述脑卒中手术装置100发送手术控制参数。
综上所述，本发明实施例提供的脑卒中手术装置及系统，通过氧合模块将离心泵模块灌注的静脉血液氧合成氧合血液后，再通过气囊导管将氧合血液输送到缺血脑组织，代替正常血流灌注，可以有效延长治疗时间窗，若手术失败，也可以作为维持患者生命的辅助手段，为后续治疗创造时间。同时，通过手术控制模块对离心泵模块进行控制，避免血流灌注急剧上升或者大幅度波动引起的血管损伤和脑损伤。通过手术控制模块对氧合模块的控制，实现在介入治疗过程中血氧合含量梯度上升，避免血氧含量瞬时陡增引起的不良反应，特别是氧自由基离子的陡增引起的脑血管和脑组织损伤。而且，在介入治疗中后期，可以实现过饱和血氧浓度的维持，从而达到保护脑组织的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种脑卒中手术装置，其特征在于，所述脑卒中手术装置包括：
用于获得手术控制参数，并基于所述手术控制参数生成控制信号的手术控制模块，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；
与所述手术控制模块电性连接，用于根据所述第一控制信号灌注静脉血液的离心泵模块；
与所述离心泵模块连接，并与所述手术控制模块电性连接，用于根据所述第二控制信号将所述离心泵模块灌注的静脉血液氧合成氧合血液的氧合模块；
与所述氧合模块连接，用于将所述氧合血液进行输送的气囊导管；以及
用于为所述气囊导管提供输送通道的介入导管，所述气囊导管设置在所述介入导管中。
2.根据权利要求1所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述手术控制模块包括：
用于获得手术控制参数的控制面板；以及
与所述控制面板电性连接，用于基于所述手术控制参数生成控制信号的中央控制器。
3.根据权利要求1所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述离心泵模块包括：
用于灌注静脉血液的离心泵；以及
与所述离心泵电性连接，用于根据所述第一控制信号对所述离心泵的血流灌注速度进行控制的离心泵控制器。
4.根据权利要求1所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述氧合模块包括：
用于将空气和氧气按照预设比例和预设速度进行混合得到混合气体的气体混合器；
与所述气体混合器连接，用于采用所述混合气体将所述静脉血液氧合成氧合血液的体外膜肺氧合器；以及
与所述气体混合器和所述体外膜肺氧合器电性连接，用于对所述气体混合器和所述体外膜肺氧合器进行控制的氧合控制器。
5.根据权利要求4所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述体外膜肺氧合器还包括：
用于药物添加的加药接口。
6.根据权利要求4所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述体外膜肺氧合器还包括：
用于外部血氧供给的供血供氧接口。
7.根据权利要求1所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述气囊导管包括：
气囊控制器；
气囊管，所述气囊管包括与所述氧合模块连接的血流通道管路以及与所述气囊控制器连接的气囊控制管路；以及
设置在所述气囊管中的气囊。
8.根据权利要求7所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述气囊上设置有：
用于跟外部成像设备配合以显示所述气囊的位置的显影元件。
9.根据权利要求7所述的脑卒中手术装置，其特征在于，所述气囊上还设置有：
与所述手术控制模块电性连接，用于检测脑灌注压力并发送给所述手术控制模块，以便所述手术控制模块根据检测到的所述脑灌注压力生成对应的控制信号的压力探测元件。
10.一种脑卒中手术系统，其特征在于，所述脑卒中手术系统包括用户终端以及与所述用户终端通信连接的权利要求1-9中任意一项所述的脑卒中手术装置，所述用户终端用于向所述脑卒中手术装置发送手术控制参数。
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