CN110584743A - 一种脑血肿清除系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脑血肿清除系统，主要包括可视化脑穿针和脑组织扩张器；可视化脑穿针包括外套管和内窥镜，外套管头部封堵，封堵部分由透明材料制作；脑组织扩张器，包括外管和内管；内管的内部中空形成轴线不同轴的第一通孔和第二通孔，内管的头部为锥形，尾部设有卡接槽；外管内部中空，其套装在内管外，在外管的后部设有卡接部；当内管到达外管的设定位置时，通过旋转外管或者内管，可使外管的卡接部卡入到内管的卡接槽内，实现两者位置的相对固定。

Description

一种脑血肿清除系统

技术领域

本发明公开了一种脑血肿清除系统。

背景技术

高血压性脑出血(简称HICH)发病急，进展快，是单一病种对人类危害最大的病种。脑出血病人高致死率、高致残率的根本原因，由脑出血形成的脑内血肿所致。“超早期、可视化、安全、微创、一次性清除脑内血肿”是当今神经外科医生的梦想。

相对于脑缺血手术的近几十年的迅速发展，脑出血手术受限于类“豆腐脑深部取鸡蛋膏而不能伤害豆腐脑”工况的限制没有实质性进步。其核心问题在于血肿的清除术存在四大技术难题：

1.可视化精准寻找、定位、确认血肿；

2.有效的微创手术通道；

3.可视化血肿清除；

4.术中止血彻底；

现有手术(传统开颅血肿清除术、钻孔抽吸引流术、神经内镜下血肿清除术)近年来虽有些进展，但每种手术方式都不能“同时”解决以上四大技术难题，只能同时解决其中的1项或者2项。

目前所有的手术方式都普遍存在盲目探查血肿、盲抽确认血肿；无法从原理层面避免“盲抽确认血肿”带来新的出血，导致手术失败的风险；同时某些手术方式也存在术中创伤大、通道不合理所带来脑组织负损伤的风险；并且有手术操作繁琐，笨重，学习成本高等缺点。

错综复杂的脑血管网络和精细脆弱神经纤维束网络互相融合交织，在类豆腐脑的组织中形成了一个“禁区”。有天赋的神经外科医生都要经过数10年的磨练，方能练就火眼金睛和精准的手术能力，突破禁区，摘取病灶。高血压脑出血属于急症，大部分在基层医院，基层医院各方面能力相对较弱，这也是造成高致死率、致残率的原因之一。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明公开了一种脑血肿清除系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种脑血肿清除系统，包括可视化脑穿针、脑组织扩张器和信号转换装置、信号处理装置和显示装置；

所述的可视化脑穿针包括外套管和内窥镜，所述的外套管头部封堵，封堵部分由透明材料制作；所述的内窥镜包括光源、摄像模组；所述的光源安装在外套管头部的封堵部分内侧，摄像模组安装在外套管内，所述光源发出的光穿过外套管头部的封堵部分；所述的摄像模组实时的拍摄脑内组织，并将拍摄的视频信号发送给信号转换装置，所述的信号转换装置与信号处理装置相连，所述的信号处理装置与信号显示装置相连，对稳定后的图像进行显示；

所述的脑组织扩张器，包括外管和内管；

所述的内管的内部中空形成轴线不同轴的第一通孔和第二通孔，内管的头部为锥形，尾部设有卡接槽；所述的外管内部中空，其套装在内管外，在外管的后部设有卡接部；当内管到达外管的设定位置时，通过旋转外管或者内管，可使外管的卡接部卡入到内管的卡接槽内，实现两者位置的相对固定；

所述的外套管可穿过所述的内管。

作为进一步的技术方案，所述的内窥镜还包括透光镜，透光镜安装在外套管头部的封堵部分内侧，位于光源与外套管的封堵部分之间，所述光源发出的光可依次穿过透光镜和外套管头部的封堵部分。

作为进一步的技术方案，所述的内窥镜还包括一个外壳，所述外壳安装在外套管内，外壳的其中一个端部位于外套管头部封堵部分内侧，透光镜安装在该端部，光源、摄像模组依次均安装在该外壳内；外壳的另一端部延伸到外套管外。

作为进一步的技术方案，所述的外套管头部的封堵部分为凸起状的圆弧结构，圆弧结构中心位置的厚度最厚，该中心位置的厚度大于等于摄像模组中的摄像头的物距；若内窥镜包括透光镜，则封堵部分中心位置的厚度和透光镜的厚度之和大于等于摄像模组中的摄像头的物距厚度。

作为进一步的技术方案，所述内管的尾部在径向面上向外延伸出一部分，在该延伸出的部分设置所述的卡接槽，卡接槽的槽口位于延伸出部分的侧面。

作为进一步的技术方案，所述延伸出的部分与内管尾部之间通过连接部相连，所述的连接部为沿着外管轴向方向延伸的部分管壁；该连接部形成所述的第二通孔。

作为进一步的技术方案，所述外管的尾部沿着其径向方向延伸出一部分，形成所述的卡接部。

更近一步的，所述的卡接部通过连接部与所述的外管的尾部相连，所述的连接部为沿着外管轴向方向延伸的部分管壁。

作为进一步的技术方案，所述的第一通孔位于内管的前部，第二通孔位于内管的后部，脑穿针的轴线与第一通孔的轴线在同一条直线上。

本发明的有益效果：

1.本系统是在现有主流手术(神经内镜下血肿清除术)的基础上，弥补了其不能“可视化寻找、定位、确认、测量血肿”的缺陷；并实现了一次穿刺实现探测血肿和微创通道建立两种功能；同时也实现了手术的精准和安全，解决了微创手术通道内操作简单、便利、高效、止血彻底的问题，降低了手术难度和医生学习成本。

2.术中同时解决了脑出血手术中四大技术难题，解决了国内外内窥镜只在透明气相和液相中可视，无法在类固态(脑组织)中获得清晰图像的技术难题；解决了现有国内外内窥镜无法直接插入脑组织的技术难题；从原理层面避免了寻找并“确认血肿”造成医源性损伤和再出血的风险；解决了术中实时测量血肿大小的技术难题；颠覆了现有内窥镜的产品形态及使用模式。

3.本发明通过在外套管内设置内窥镜的方式，实现了脑内穿刺和测量过程全程可见，且整体结构小巧，避免了盲目穿刺；

4、本发明在使用时，无需抽吸确认血肿，去掉了脑内血肿确认环节，到达血肿部位或其他医生感兴趣部位后，可见，所以不需要抽吸过程，原理上避免了对病人的直接医源性伤害。

5、穿刺过程变为通道预建立过程，为一次性建立手术通道，打下基础；

6、如果需要探查血肿的大小尺寸可以继续穿刺，直至到达为病灶部位，通过外套管的刻度值可测量其轴向长度。

7.本发明的脑组织扩张器，结构简单，使用方便，脑穿针与内管之间的定位通过设置两个偏心孔实现，内管和外管之间的固定通过简单的卡接槽和卡接部配合实现。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例中公开的可视化脑穿针整体结构示意图；

图2是本发明实施例公开的可视化脑穿针头部部分的放大示意图；

图3、图4是本发明实施例公开的可视化脑穿针中内窥镜部分的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的可视化脑穿针中内窥镜端面结构示意图；

图6是本发明实施例公开的可视化脑穿针中的外套管外型结构示意图；

图7是本发明实施例公开的可视化脑穿针中的外套管剖面结构示意图；

图8是本发明实施例中公开的可视化脑穿针整体结构示意图；

图9是脑穿针、内管和外套管相对位置结构示意图；

图10是脑穿针、内管和外套管配合后的结构示意图；

图11是内管和外管配合后的剖视图；

图12是安装有方位角度检测装置的脑穿针示意图；

图13是信号转换装置的原理图；

图14是显控系统的原理图；

图15是本发明的不带方位角度检测装置的整体结构示意图；

图16是本发明的带有方位角度检测装置的整体结构示意图；

图中：1透光镜，2光源，3摄像模组，4外壳，5信号传输导线，6外套管，8脑穿针，9内管，10外管，10-1本体，10-2卡接部，10-3头部，10-4连接部，9-1本体，9-2卡接槽，9-3第二通孔，9-4第一通孔，9-5头部,9-6连接部，11方位角度检测装置,12信号转化装置，12-1信号转换装置，12-2信号转换装置，13显控系统。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中出现的“头部”、“尾部”、是以实际手术中，以操作者的角度看，远离操作者的端为头部，靠近操作者的端为尾部。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种脑血肿清除系统，整体结构如图15所示；本申请的一种典型的实施方式中，本实施例提出的脑血肿清除系统，包括可视化脑穿针、脑组织扩张器和信号转换装置、信号处理装置和显示装置；

其中，可视化脑穿针包括外套管和内窥镜，所述的外套管头部封堵，封堵部分由透明材料制作；所述的内窥镜包括光源、摄像模组；所述的光源安装在外套管头部的封堵部分内侧，摄像模组安装在外套管内，所述光源发出的光穿过外套管头部的封堵部分；所述的摄像模组实时的拍摄脑内组织，并将拍摄的视频信号发送给信号转换装置，所述的信号转换装置与信号处理装置相连，所述的信号处理装置与信号显示装置相连，对稳定后的图像进行显示；

脑组织扩张器，包括外管和内管；内管的内部中空形成轴线不同轴的第一通孔和第二通孔，内管的头部为锥形，尾部设有卡接槽；所述的外管内部中空，其套装在内管外，在外管的后部设有卡接部；当内管到达外管的设定位置时，通过旋转外管或者内管，可使外管的卡接部卡入到内管的卡接槽内，实现两者位置的相对固定；可视化脑穿针的外套管可穿过所述的内管。

具体的，如图1、图2所示，可视化脑穿针，包括外套管6和内窥镜；外套管头部封堵，封堵部分由透明材料制作；

内窥镜包括透光镜1、光源2、摄像模组3；所述的透光镜1安装在外套管头部的封堵部分内侧，摄像模组3安装在外套管6内，所述的光源2安装在摄像模组3与透光镜1之间，所述光源2发出的光可依次穿过透光镜4和外套管头部的封堵部分。

如图3、图4所示，所述摄像模组与透光镜形成多个安装槽，在每个安装槽内安装有一个光源；在本实施例中，摄像模组与透光镜形成6个安装槽，在每个安装槽内安装一个光源，一共安装了6个光源；但是需要特别说明的是，安装槽和光源的个数并不限于本实施例中公开的6个，还可以是5个、4个或者3个、或者7个、8个等，具体的数量根据实际需要进行设置。

进一步的，在本实施例中，所述的光源沿着透光镜的圆周方向设置。

进一步的，在本实施例或者其他实施例中，光源可以选择LED光源，或者其他光源。

进一步的，摄像模组的内部具体电路可以参考现有内窥镜中的摄像模组的电路，具体电路与现有内窥镜中的信号采集和处理电路相同，不是本申请的创新点，因此，在此不进行展开说明。

作为进一步的技术方案，所述的摄像模组与外部设备之间通过有线或者无线方式进行信号传输；在本实施例中公开的技术方案中，采用了信号的有线传输，所述的摄像模组3与视频信号传输线5相连，用于视频信号的传出。

作为进一步的技术方案，所述的外套管6整体上为圆柱形空心管，其直径大小可以在2mm-5mm左右；外套管头部的封堵部分为凸起的圆弧形结构，例如可以采用半球形结构，少对脑组织的伤害；圆弧结构中心位置的厚度最厚，该中心位置的厚度大于等于摄像模组中的摄像头的物距；若内窥镜包括透光镜，则封堵部分中心位置的厚度和透光镜的厚度之和大于等于摄像模组中的摄像头的物距厚度。

如图6、图7所示；具体的，在所述的外套管的管体部分可采用透明材料制作，也可以采用非透明材料制作；所述的外套管头部的封堵部分与管体部分可选择一体成型，也可以分别成型后组合在一起，具体制作工艺根据实际情况进行选择。

作为进一步的技术方案，在本实施例中，内窥镜还包括一个外壳4，当然不难理解的，在其他实施例中，可以不设置外壳4，外壳4不是本申请的必要件；在本实施例中，为了保护光源、摄像模组等，增加一个外壳，外壳4安装在外套管6内，外壳4的其中一个端部位于外套管头部封堵部分内侧，可以直接抵接在外套管头部封堵部分内侧，透光镜安装在外壳4的该端部，光源、摄像模组依次均安装在该外壳4内，在外壳4内的安装方式可以参考前面在外套管6中的安装方式，外壳4的另一端部延伸到外套管6外；外壳4的外径大小略小于与外套管6的内径，正好可以安装在外套管6内。

作为进一步的技术方案，在本实施例或者其他实施例中，所述的透光镜1可以采用玻璃材料制作的玻璃透光镜，可以采用透明树脂制作的数值透光镜等，还可以采用别的材料制作，其只要满足透光条件即可；这里的透光镜1为一个平面透镜。

作为进一步的技术方案，在本实施例或者其他实施例中，封堵部分可以采用玻璃材料制作的玻璃透光镜，可以采用透明树脂制作的数值透光镜等，还可以采用别的材料制作，其只要满足透光条件即可。

本发明在使用时直接穿刺、穿刺过程中全程可见，而不是盲目穿刺，到达血肿部位或其他医生感兴趣部位后，可见，所以不需要抽吸过程，避免了对病人的直接伤害；如果需要探查血肿的大小尺寸可以继续穿刺，直至到达为病灶部位，即可测量其轴向长度。

进一步的，在本实施例中，还可以在脑穿针的外套管的尾部设置方位角度检测装置，形成了带有图像稳定功能的脑血肿清除系统，整体结构如图16所示，具体结构如图12所示，方位角度检测装置可以采用现有的陀螺仪、重力感应器或方向感应器等类似的方位、角度感应器件；如图13所示，具体的信号传输过程是：方位角度检测装置检测内窥镜的方位、角度等信号，通过SPI或I2C总线传递给MCU；MCU完成配置和读取方位信号，并进行相应的数据格式转换；MCU将转换后的数据通过数据总线(比如串口)传递给接口转换芯片ISP；接口转换芯片ISP将数据转化为相应格式接口信号，通过接插件和接头传递给信号处理装置，信号处理装置与显示系统相连，显示系统可以为通用的PC或基于安卓的各类专用或通用显示系统，显示系统，同时接收图像信号和方位、角度信号，进而调整图像偏转角度实现图像的稳定，保持显示器所显示图像和医生眼睛所观察的图像，在方向和角度上始终保持一致

通过设置方位角度检测装置，保证了在手术过程中，大夫看见的图像不随大夫操作内窥镜的角度变化，一直是大夫的第一视角；减少手术过程中的误操作。

信号处理装置的软件显示部分如图14所示，本实施例中信号处理装置和显示装置集成在一起，例如常见的pad。当然也可以采用采用显示装置和信号处理装置分开的系统。

如图9、图10、图11所示，软组织扩张器包括外管10和内管9。

所述的内管9的内部中空形成轴线不同轴的第一通孔9-4和第二通孔9-3，内管9的头部为锥形，尾部设有卡接槽；

所述的外管10内部中空，其套装在内管外，在外管的后部设有卡接部；

当内管到达外管的设定位置时，通过旋转外管或者内管，可使外管的卡接部卡入到内管的卡接槽内，实现两者位置的相对固定。

具体的，在进行血肿探查时，按压内管9和外管10的尾部位置，将脑穿针或可视脑穿针或穿入血肿或其他病灶部位。

在建立通道时，先按照前面的方式使内管和外管组件相对固定，然后再固定在脑穿针的尾端，脑穿针穿刺血肿完成后，预通道完成后，保持脑穿针不动，再把内管和外观的组件从尾端移动到头端需要的位置。

作为进一步的技术方案，所述内管9的尾部在径向面上向外延伸出一部分，在该延伸出的部分设置所述的卡接槽，卡接槽的槽口位于延伸出部分的侧面。

作为进一步的技术方案，外管10的尾部沿着其径向方向延伸出一部分形成所述的卡接部。

进一步的，在具体进行脑血肿清除时，在内管9中脑穿针中放置前面所述的脑穿针8，脑穿针8脑穿针的前端呈弧形，所述脑穿针8的外径与所述内管9头部的开口内径相适应；这里的相适应是指内管9头部的开口内径略大于脑穿针8的外径，可以使脑穿针8顺利穿过；外管和内管固定后组件可以停留在脑穿针8的前中后任何位置。因为，使用时，先把组件放置在脑穿针8的尾端，脑穿针穿刺到血肿后，保持脑穿针8不动，组件从尾部移动到头端理想的位置。

这里所述的脑穿针8可以为脑穿针、可视脑穿针或者其他器械，具体根据不同手术进行选择。脑穿针8的作用是在内管9插入颅腔时堵住内管9前端的开口，防止开口的内管9损伤患者的脑组织。在插入到预定位置后，将脑穿针8取出即可。因此，为了方便取出脑穿针8，脑穿针8的长度应大于内管9的长度。

进一步的，本实施例中第一通孔9-4和第二通孔9-3偏心设置的目的是为了在脑穿针8通过之后，可以对脑穿针8的位置进行相对固定。所述的第一通孔9-4位于内管的前部，第二通孔9-3位于内管的后部，脑穿针8的轴线与第一通孔9-4的轴线在同一条直线上；在穿入脑穿针8时，然后微微捏住内管和外管的尾部位置，使脑穿针8穿过内管过程中，使第一通孔和第二通孔尽量同轴，减少脑穿针8在穿入过程中的阻力，当脑穿针8到达设定位置时，松开内管和外管的尾部位置，第一通孔和第二通孔偏心，实现了脑穿针8在导入装置上的位置固定。

优选的，所述内管9与外管10的配合面为锥形面，且内管9头部的锥度大于内管与外管配合面的锥度；具体的如图3所示，内管9的主体部分的外表面为具有微小锥度的正圆锥形，对应的外管主体部分的内表面为具有微小锥度的倒圆锥形；设置成圆锥形的原因是方便内管和外管之间的配合。进一步的，所述外管10的头部开口内径的大小满足的条件是仅仅可使内管9的头部通过。

当然不难理解，在其他实施中，内管9与外管10的配合面还可以设计成常见的圆柱面，也属于本申请的保护范围。

作为进一步的改进，如图1所示，外管10的主体部分的长度小于内管主体部分的长度，这么设计的目的主要是方便内管的取出；

进一步的，外管的本体与卡接部之间的管壁只设置部分管壁，形成如图所示的连接部10-4；且优选的，连接部10-4、卡接部以及外管10的本体部分一体成型；设置连接部的目的是缩短有效工作长度，便于器械的灵活操作。

作为进一步的改进，内管中用于形成卡接槽的延伸出的部分与内管尾部之间通过连接部9-6相连，所述的连接部9-6为沿着外管轴向方向延伸的部分管壁；该连接部也形成了上述的第二通孔。设置连接部9-6的目的是缩短有效工作长度，便于器械的灵活操作。且第二通孔的半径大于第一通孔的半径。进一步，优选的，内管尾部用于形成卡接槽的延伸部分、连接部9-6与内管一体成型。

利用上述系统进行脑血肿清除的方法：

利用CT或核磁共振的方法，确认血肿的大小和位置；大夫根据血肿的大小和位置，确认手术实施的方案，确认开骨洞位置和角度，在脑部进行开洞；组合整个脑组织扩张器和可视化脑穿针；具体的，按压内管9和外管10的尾部位置，将可视脑穿针8穿入到内管中，且让内管和外管10整体上位于可视脑穿针的后部；使可视化脑穿针8在开洞位置穿刺脑部；在显示装置上实时观察脑穿针8的位置，当脑穿针8到达血肿位置时，继续往前穿，直到看见另外一边的脑白质；通过脑穿针8外壳上的刻度知晓血肿沿着脑穿针轴向方向上的长度大小；把内管9和外管10整体上沿着脑穿针8往前穿，直到脑穿针8头部；视情况对外管10进行固定；然后把脑穿针8拨出，再把脑组织扩张器的内管9拨出，将外管10保留在脑部；把可视化脑穿针的外套管6拨出，内部为一个内窥镜；将内窥镜放入事先通道内，随时在显示器中观察脑部内部情况，同时用吸引器吸出脑血肿，等清理完成，手术结束。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脑血肿清除系统，其特征在于，包括可视化脑穿针、脑组织扩张器和信号转换装置、信号处理装置和显示装置；

所述的可视化脑穿针包括外套管和内窥镜，所述的外套管头部封堵，封堵部分由透明材料制作；所述的内窥镜包括光源、摄像模组；所述的光源安装在外套管头部的封堵部分内侧，摄像模组安装在外套管内，所述光源发出的光穿过外套管头部的封堵部分；所述的摄像模组实时的拍摄脑内组织，并将拍摄的视频信号发送给信号转换装置，所述的信号转换装置与信号处理装置相连，所述的信号处理装置与信号显示装置相连，对稳定后的图像进行显示；

所述的脑组织扩张器，包括外管和内管；

所述的内管的内部中空形成轴线不同轴的第一通孔和第二通孔，内管的头部为锥形，尾部设有卡接槽；所述的外管内部中空，其套装在内管外，在外管的后部设有卡接部；当内管到达外管的设定位置时，通过旋转外管或者内管，可使外管的卡接部卡入到内管的卡接槽内，实现两者位置的相对固定；

所述的外套管可穿过所述的内管。

2.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述的内窥镜还包括透光镜，透光镜安装在外套管头部的封堵部分内侧，位于光源与外套管的封堵部分之间，所述光源发出的光可依次穿过透光镜和外套管头部的封堵部分。

3.如权利要求3所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述的外套管头部的封堵部分为凸起状的圆弧结构，圆弧结构中心位置的厚度最厚，则封堵部分中心位置的厚度和透光镜的厚度之和大于等于摄像模组中的摄像头的物距厚度。

4.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述摄像模组与透光镜形成多个安装槽，在每个安装槽内安装有一个光源。

5.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述的光源沿着透光镜的圆周方向设置。

6.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述的内窥镜还包括一个外壳，所述外壳安装在外套管内，外壳的其中一个端部位于外套管头部封堵部分内侧，透光镜安装在该端部，光源、摄像模组依次均安装在该外壳内；外壳的另一端部延伸到外套管外。

7.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述的外套管头部的封堵部分为凸起状的圆弧结构，圆弧结构中心位置的厚度最厚，该中心位置的厚度大于等于摄像模组中的摄像头的物距。

8.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述内管的尾部在径向面上向外延伸出一部分，在该延伸出的部分设置所述的卡接槽，卡接槽的槽口位于延伸出部分的侧面。

9.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，所述外管的尾部沿着其径向方向延伸出一部分，形成所述的卡接部。

10.如权利要求1所述的一种脑血肿清除系统，其特征在于，在所述的外套管的尾部还设有方位角度检测装置，所述的方位角度检测装置用于检测微型内窥镜的旋转角度和方位，所述的方位角度检测装置也与所述的信号转换装置进行信号传输。