CN110269674B - 自动冷冻消融系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动冷冻消融系统，包括冷冻消融导管组件、传感器组件、控制器以及转向驱动装置；所述冷冻消融导管组件包括管体以及冷冻球囊；所述传感器组件用于采集冷冻球囊的位置信息并发送给控制器；所述控制器用于根据所述位置信息计算出冷冻球囊当前位置，并计算冷冻球囊当前位置与目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置；转向驱动装置设置于管体近端，用于根据接收到的所述差值，控制冷冻球囊进行偏转。本发明提供的自动冷冻消融系统，操作十分简单方便，降低了手术难度，且可有效提高手术效率，自动化程度高，避免了现有技术需要医生凭经验手动进行调节导致手术操作难度较大、效率较低的问题。

Description

自动冷冻消融系统
技术领域
本发明属于冷冻消融技术领域，更具体地说，是涉及一种自动冷冻消融系统。
背景技术
心房颤动，简称房颤，是临床上最常见的一种病理性心律失常，发病时，病人心房会发生快速且不规则的颤动，从而增加卒中、心衰以及死亡的风险，极大地影响了患者的健康。研究结果表明，心房颤动的绝大多数干扰源都来自肺静脉，而肺静脉有4条，都与左心房相通。
目前心房颤动的主流治疗方式有药物治疗以及导管消融治疗两种。导管消融治疗的主要原理是破坏左心房与各个肺静脉接口处的组织，使其永久丧失进行电传导的能力，进而隔离来自肺静脉的电信号干扰，使这些干扰信号无法通过被消融的组织，进而无法传入心脏，心脏的电传导系统由此恢复正常。根据能量源的不同，导管消融治疗又分为RF(Radio Frequency，射频)导管消融、冷冻球囊消融、激光球囊消融、超声消融等多种方式。其中，冷冻球囊消融由于消融效率较高被广泛应用于心房颤动的治疗手术中，其通过先使用冷冻球囊将肺静脉口封堵起来，然后在球囊内部喷射冷的流体，通过低温的方式一次性破坏整个肺静脉口的组织。由于同一个病人的四个肺静脉口对应的导管弯曲角度差异较大，目前医生在对每一根肺静脉口进行封堵时，都需要凭经验手动进行调节，其手术操作难度较大，且效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动冷冻消融系统，以解决现有技术中存在的手术操作难度大且效率低下的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种自动冷冻消融系统，包括：冷冻消融导管组件、传感器组件、控制器以及转向驱动装置；
所述冷冻消融导管组件包括管体、以及安装于所述管体远端的冷冻球囊；
所述传感器组件设置于所述冷冻球囊上，用于采集所述冷冻球囊的位置信息并发送给所述控制器；
所述控制器与所述传感器组件电性连接，用于接收所述传感器组件发送的所述位置信息，根据所述位置信息计算出所述冷冻球囊当前位置，并计算所述冷冻球囊当前位置与目标位置之间的差值，并发送给所述转向驱动装置；
所述转向驱动装置设置于所述管体近端，用于根据接收到的所述差值，控制所述冷冻球囊进行偏转以使所述冷冻球囊到达所述目标位置以对位于所述目标位置处的肺静脉进行封堵。
进一步地，所述传感器组件包括用于采集所述冷冻球囊的角速度信息的陀螺仪、以及用于采集所述冷冻球囊的加速度信息的加速度传感器；
所述控制器分别与所述陀螺仪以及所述加速度传感器电性连接，用于接收所述陀螺仪采集的所述角速度信息以及所述加速度传感器采集的所述加速度信息，并根据所述角速度信息以及所述加速度信息计算出所述冷冻球囊当前位置。
进一步地，所述冷冻球囊包括靠近所述管体的第一端以及与所述第一端相对设置的第二端，所述陀螺仪与所述加速度传感器均设置于所述第一端或者所述第二端上；或者，
所述陀螺仪设置于所述第一端上，所述加速度传感器设置于所述第二端上；或者，
所述加速度传感器设置于所述第一端上，所述陀螺仪设置于所述第二端上。
进一步地，所述冷冻消融导管组件还包括标测电极，所述标测电极设置于所述第二端上。
进一步地，所述转向驱动装置包括与所述管体近端连接的手柄、一端与所述冷冻球囊连接以控制所述冷冻球囊的弯曲的牵引线、设置于所述手柄上并用于控制所述牵引线收放的第一驱动电机、以及设置于所述手柄上并用于控制所述冷冻球囊的转动第二驱动电机。
进一步地，所述转向驱动装置还包括转盘，所述牵引线的另一端缠绕于转盘上。
进一步地，所述转向驱动装置还包括第一传动机构，所述第一传动机构包括第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一驱动电机的输出轴连接，所述第二齿轮与所述转盘连接固定。
进一步地，所述转向驱动装置还包括第二传动机构，所述第二传动机构包括第三齿轮以及套设于所述手柄外并与所述第三齿轮啮合以带动所述手柄转动的第四齿轮，所述手柄上设置有安装套，所述第二驱动电机安装在所述安装套上，所述第三齿轮与所述第二驱动电机的输出轴连接。
进一步地，所述手柄上还设置有用于控制所述第一驱动电机开启或者关闭的第一开关按钮。
进一步地，所述手柄上还设置有用于控制所述第二驱动电机开启或者关闭的第二开关按钮。
本发明提供的自动冷冻消融系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明自动冷冻消融系统，通过设置传感器组件，并配合控制器与转向驱动装置，当需要对肺静脉进行封堵时，医生只需要选择对应的档位，由传感器组件采集冷冻球囊的位置信息并发送给控制器，控制器根据接收到的位置信息计算出冷冻球囊当前位置，并计算冷冻球囊当前位置与目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置，由转向驱动装置根据接收到的差值控制冷冻球囊进行偏转，从而使得冷冻球囊到达目标位置，医生只需要简单的微调即可实现对位于目标位置处的肺静脉进行封堵，操作十分简单方便，降低了手术难度，且可有效提高手术效率，自动化程度高，避免了现有技术需要医生凭经验手动进行调节导致手术操作难度较大、效率较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的自动冷冻消融系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的冷冻消融导管组件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的冷冻消融导管组件的另一状态示意图；
图4为本发明实施例提供的冷冻消融导管组件的工作示意图；
图5为本发明实施例提供的转向驱动装置立体结构示意图；
图6为本发明实施例提供的转向驱动装置俯视图；
图7为图6在A-A处的截面示意图。
其中，图中各附图标记：
10-冷冻消融导管组件；11-管体；12-冷冻球囊；121-第一端；122-第二端；20-传感器组件；30-控制器；40-转向驱动装置；41-手柄；411-安装套；412-第一开关按钮；413-第二开关按钮；42-牵引线；431-第一电机座；44-第二驱动电机；441-第二电机座；45-转盘；46-第一齿轮；47-第二齿轮；48-第三齿轮；49-第四齿轮；100-左心房。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的自动冷冻消融系统进行说明。本发明提供了一种自动冷冻消融系统，包括冷冻消融导管组件10、传感器组件20、控制器30以及转向驱动装置40。该冷冻消融导管组件10包括管体11、安装于管体11远端的冷冻球囊12。其中，管体11包括近端与远端，该近端指的是在手术过程中靠近手术者的一端，远端指的是手术过程中远离手术者的一端。冷冻球囊12能够扩张或者收缩，通过进入冷冻球囊12内的冷冻介质的循环实现冷冻球囊12表面低温，完成冷冻消融。传感器组件20设置于冷冻球囊12上，用于采集冷冻球囊12的位置信息并发送给控制器30。控制器30与传感器组件20电性连接，用于接收传感器组件20发送的位置信息，根据位置信息计算出冷冻球囊12当前位置，并计算冷冻球囊12当前位置与目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置40。转向驱动装置40设置于管体11近端，用于根据接收到的差值，控制冷冻球囊12进行偏转，从而使得冷冻球囊12到达目标位置，医生只需要简单的微调即可实现对位于目标位置处的肺静脉进行封堵。
其中，人体具有四条肺静脉，具体为左上肺静脉、左下肺静脉、右上肺静脉、右下肺静脉，每一条肺静脉均与左心房相通。由于绝大多数的人的左心房100的结构非常相近，当病人躺在手术床上时，四条肺静脉的位置基本确定，即四条肺静脉的角度坐标基本确定。因此，本发明通过在控制器30中预存与四条肺静脉对应的位置信息，当医生选择其中任意一个档位时，控制器30会根据传感器组件20发送的位置信息，计算出冷冻球囊12当前位置，并计算出冷冻球囊12当前位置与该档位对应的目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置40，由转向驱动装置40控制冷冻球囊12进行偏转，以实现对该肺静脉的封堵。例如，当需要对左上肺静脉进行封堵时，医生可选择与左上肺静脉对应的档位，此时控制器30根据传感器组件20发送的位置信息，计算出冷冻球囊12当前位置，并计算出冷冻球囊12当前位置与左上肺静脉对应的目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置40，由转向驱动装置40控制冷冻球囊12进行偏转，以实现对左上肺静脉的封堵。
本发明提供的自动冷冻消融系统，与现有技术相比，通过设置传感器组件20，并配合控制器30与转向驱动装置40，当需要对肺静脉进行封堵时，医生只需要选择对应的档位，由传感器组件20采集冷冻球囊12的位置信息并发送给控制器30，控制器30根据接收到的位置信息计算出冷冻球囊12当前位置，并计算冷冻球囊12当前位置与目标位置之间的差值，并发送给转向驱动装置40，由转向驱动装置40根据接收到的差值控制冷冻球囊12进行偏转，从而使得冷冻球囊12到达目标位置，医生只需要简单的微调即可实现对位于目标位置处的肺静脉进行封堵，操作十分简单方便，降低了手术难度，且可有效提高手术效率，自动化程度高，避免了现有技术需要医生凭经验手动进行调节导致手术操作难度较大、效率较低的问题。
进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，传感器组件20包括陀螺仪(图中未示)以及加速度传感器(图中未示)，该陀螺仪用于采集冷冻球囊12的角速度信息。加速度传感器用于采集冷冻球囊12的加速度信息。控制器30分别与陀螺仪以及加速度传感器电性连接，用于接收陀螺仪采集的角速度信息以及加速度传感器采集的加速度信息，并根据角速度信息以及加速度信息计算出冷冻球囊12当前位置。通过陀螺仪与加速度传感器的设置，使得本发明的自动冷冻消融系统可以准确获取冷冻球囊12的欧拉角，进而可以准确获取冷冻球囊12的当前位置。优选的，在本实施例中，该陀螺仪为三轴陀螺仪，该加速度传感器为三轴加速度传感器。
进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，冷冻球囊12包括靠近管体11的第一端121以及与第一端121相对设置的第二端122。在本发明的其中一个实施例中，陀螺仪与加速度传感器均设置于第一端121或者第二端122上。应当说明的是，该陀螺仪与加速度传感器的设置方式并不局限于此，例如，在本发明的其他较佳实施中，该陀螺仪设置于第一端121上，加速度传感器设置于第二端122上。在本发明的又一较佳实施中，还可以将加速度传感器设置于第一端121上，陀螺仪设置于第二端122上，在此不做唯一限定。
进一步地，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，冷冻消融导管组件10还包括标测电极(图中未示)，该标测电极设置于冷冻球囊12远离管体11的一端，具体的，在本实施例中，该标测电极设置于第二端122，标测电极不仅可以起到引导冷冻球囊12进入人体的作用，还可以起到电位监测的作用。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，转向驱动装置40包括手柄41、牵引线42、第一驱动电机(图中未示)以及第二驱动电机44。该手柄41与管体11近端连接，牵引线42的一端与冷冻球囊12连接，从而控制冷冻球囊12的弯曲。第一驱动电机设置于手柄41上并用于控制牵引线42收放，通过第一驱动电机控制牵引线42的收放，从而实现对冷冻球囊12的弯曲调节。第二驱动电机44设置于手柄41上并用于控制冷冻球囊12的转动，通过第二驱动电机44的驱动，从而实现了冷冻球囊12的转动，使得冷冻球囊12可以到达所需的目标位置。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，转向驱动装置40还包括转盘45，牵引线42的另一端缠绕于转盘45上。通过转盘45的设置，使得该牵引线42可以缠绕于转盘45上进行收纳，从而使冷冻球囊12弯曲，或者当牵引线42松开时，此时冷冻球囊12可实现复位。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，转向驱动装置40还包括第一传动机构，第一传动机构包括第一齿轮46以及与第一齿轮46啮合的第二齿轮47，第一齿轮46与第一驱动电机的输出轴连接，第二齿轮47与转盘45连接固定。通过第一齿轮46与第二齿轮47的相互啮合，从而实现牵引线42的精准收放。在本实施例中，该第一齿轮46的齿数少于第二齿轮47的齿数。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，转向驱动装置40还包括第二传动机构，第二传动机构包括第三齿轮48以及套设于手柄41外并与第三齿轮48啮合以带动手柄41转动的第四齿轮49，手柄41上设置有安装套411，第二驱动电机44安装在安装套411上，第三齿轮48与第二驱动电机44的输出轴连接。通过第三齿轮48与第四齿轮49的相互啮合，从而实现了手柄41的转动，进而实现冷冻球囊12的同步转动。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，手柄41上还设置有用于控制第一驱动电机开启或者关闭的第一开关按钮412。手柄41上还设置有用于控制第二驱动电机44开启或者关闭的第二开关按钮413。通过第一开关按钮412与第二开关按钮413的设置，可以实现第一驱动电机与第二驱动电机44的开关，操作十分简单方便。
进一步地，请一并参阅图5至图7，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，该自动冷冻消融系统包括第一电机座431，该第一驱动电机安装于该第一电机座431内，该第一开关按钮412设置于该第一电机座431的上表面。该自动冷冻消融系统还包括第二电机座441，该第二驱动电机44安装于第二电机座441内，且第二开关按钮413设置于第二电机座441的上表面。
进一步地，作为本发明提供的自动冷冻消融系统的一种具体实施方式，自动冷冻消融系统还包括与控制器30电性连接的操作屏(图中未示)，医生可通过操作屏选择对应的档位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.自动冷冻消融系统，其特征在于：包括：冷冻消融导管组件、传感器组件、控制器以及转向驱动装置；
所述冷冻消融导管组件包括管体、以及安装于所述管体远端的冷冻球囊；
所述传感器组件设置于所述冷冻球囊上，用于采集所述冷冻球囊的位置信息并发送给所述控制器；其中，所述传感器组件包括用于采集所述冷冻球囊的角速度信息的陀螺仪、以及用于采集所述冷冻球囊的加速度信息的加速度传感器；
所述控制器与所述传感器组件电性连接，用于接收所述传感器组件发送的所述位置信息，根据所述位置信息计算出所述冷冻球囊当前位置，并计算所述冷冻球囊当前位置与目标位置之间的差值，并发送给所述转向驱动装置，包括：所述控制器预存与四条肺静脉对应的位置信息，所述控制器分别与所述陀螺仪以及所述加速度传感器电性连接，用于接收所述陀螺仪采集的所述角速度信息以及所述加速度传感器采集的所述加速度信息，并根据所述角速度信息以及所述加速度信息计算出所述冷冻球囊当前位置；
所述转向驱动装置设置于所述管体近端，用于根据接收到的所述差值，控制所述冷冻球囊进行偏转以使所述冷冻球囊到达所述目标位置以对位于所述目标位置处的肺静脉进行封堵。
2.如权利要求1所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述冷冻球囊包括靠近所述管体的第一端以及与所述第一端相对设置的第二端，所述陀螺仪与所述加速度传感器均设置于所述第一端或者所述第二端上；或者，
所述陀螺仪设置于所述第一端上，所述加速度传感器设置于所述第二端上；或者，
所述加速度传感器设置于所述第一端上，所述陀螺仪设置于所述第二端上。
3.如权利要求2所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述冷冻消融导管组件还包括标测电极，所述标测电极设置于所述第二端上。
4.如权利要求1-3任一项所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述转向驱动装置包括与所述管体近端连接的手柄、一端与所述冷冻球囊连接以控制所述冷冻球囊的弯曲的牵引线、设置于所述手柄上并用于控制所述牵引线收放的第一驱动电机、以及设置于所述手柄上并用于控制所述冷冻球囊的转动第二驱动电机。
5.如权利要求4所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述转向驱动装置还包括转盘，所述牵引线的另一端缠绕于转盘上。
6.如权利要求5所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述转向驱动装置还包括第一传动机构，所述第一传动机构包括第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一驱动电机的输出轴连接，所述第二齿轮与所述转盘连接固定。
7.如权利要求4所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述转向驱动装置还包括第二传动机构，所述第二传动机构包括第三齿轮以及套设于所述手柄外并与所述第三齿轮啮合以带动所述手柄转动的第四齿轮，所述手柄上设置有安装套，所述第二驱动电机安装在所述安装套上，所述第三齿轮与所述第二驱动电机的输出轴连接。
8.如权利要求4所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述手柄上还设置有用于控制所述第一驱动电机开启或者关闭的第一开关按钮。
9.如权利要求4所述的自动冷冻消融系统，其特征在于：所述手柄上还设置有用于控制所述第二驱动电机开启或者关闭的第二开关按钮。
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