CN113288334A - 基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，心血管介入手术装置包括导丝、套设在导丝外围的螺旋传动轴、固定在螺旋传动轴局部段外围的阶梯钻、6根用于将阶梯钻与螺旋传动轴固定连接的薄壁曲面连接件、鞘管，以及设于阶梯钻前侧的可控制开合的弹性滤网，所述螺旋传动轴由动力机构驱动旋转；所述阶梯钻前部固定设有套筒，所述阶梯钻上均匀开有通孔，所述弹性滤网为后端具有敞口的筒状结构，其固定在导丝靠近端头位置，在弹性滤网后端固定4根连杆与阶梯钻套筒前端部连接；导丝的端头包覆有软性材质以避免导丝损伤血管内壁，本发明在阶梯钻上开设通孔，通过增加液体的流动达到减少热量堆积的效果。

Description

基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装 置的工作方法

技术领域：

本发明属于血管钙化组织去除技术领域，尤其涉及一种基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置及其工作方法。

背景技术：

钙化组织是由于脂肪、血栓、结缔组织和碳酸钙在动脉血管内壁沉积所造成的一种对人体有害的物质，会随着年龄的增长变厚变硬，直至堵塞血管，若对于血管内钙化组织的治疗不及时，一些不稳定的斑块破裂也会造成急性心肌梗死，不稳定性心绞痛等心血管恶性事件的发生；因此，对于如何安全有效且不引发其余手术并发症的血管钙化组织去除装置的研究是十分必要的。

现有技术中，大多是用带有微小金刚石磨粒的旋磨砂轮直接对钙化组织进行旋磨，此过程产生的热量大，极为容易造成操作区域周围的组织损伤，因此有着严格的操作时长限制，对于操作人员的要求极高，对于操作设备的要求也极高，不仅如此，旋磨过程中产生的过大的磨屑还会造成远端毛细血管的堵塞从而引发其余手术并发症，现有技术并没有考虑到过大尺寸磨屑的回收问题。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，该装置不仅设计合理、提高了去除效率、去除过程热量抑制效果显著、而且方便对切除的磨屑进行收集。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，其特征在于：包括导丝、套设在导丝外围的螺旋传动轴、固定在螺旋传动轴局部段外围的阶梯钻、6根用于将阶梯钻与螺旋传动轴固定连接的薄壁曲面连接件、套在螺旋传动轴外围局部段的鞘管，以及设于阶梯钻前侧的可控制开合的弹性滤网，所述螺旋传动轴由动力机构驱动旋转；所述阶梯钻前部固定设有套筒，所述阶梯钻上均匀开有通孔，所述弹性滤网为后端具有敞口的筒状结构，其固定在导丝靠近端头位置，在弹性滤网后端固定4根连杆与阶梯钻套筒前端部连接；导丝的端头包覆有软性材质以避免导丝损伤血管内壁。

进一步的，上述鞘管为透明PVC软管，管内径大于螺旋传动轴的外径，使液体能够在管内空隙中流动，所述阶梯钻上均匀开有通孔，以使液体从通孔中流出。

进一步的，上述阶梯钻包括三组依次连接圆柱段和与圆柱段衔接的圆锥台段，所述圆柱段的内周壁与螺旋传动轴之间通过圆周阵列的薄壁曲面连接件连接固定，所述圆柱段的外壁面布设有激光雕刻微痕，在圆锥台段的外壁面布设有切削刀刃。

进一步的，上述阶梯钻上固定的套筒与弹性滤网后端之间的间距通过导丝与螺旋传动轴的相对位移来调节，以改变连杆与导丝的夹角，进而控制弹性滤网在血管内的开合，控制弹性滤网在工作时最大直径保持稳定。

进一步的，上述薄壁曲面连接件为螺旋叶片，其用于连接固定阶梯钻与螺旋传动轴的同时，又用于将药物、生理盐水以及血液进行增速。

进一步的，上述螺旋传动轴是一根柔性传动轴，其外表面布置有微小的螺纹，鞘管与螺旋传动轴之间具有管隙，在螺旋传动轴转动时带动阶梯钻转动，且起到将体外预留多孔入口而进入鞘管的液体泵送至阶梯钻上开设的通孔。

本发明基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，其特征在于：所述心血管介入手术装置包括如权利要求1～6中的任意一项，工作时，将该装置经股动脉或桡动脉硝进入人体动脉血管并在血管中移动至患处，接着动力机构通过螺旋传动轴驱动阶梯钻旋转，在装置未开始旋转工作时，即该装置还在血管内移动未到达患处时，导丝上固定的弹性滤网与螺旋传动轴上固定的阶梯钻，两者相对距离较远，弹性滤网的后端在连杆的拉伸作用下，受力变形，使得弹性滤网在到达患处之前一直处于收缩状态；在装置抵达患处后，导丝完成引导工作，调节导丝与阶梯钻的相对位置，使弹性滤网后端受连杆作用撑大张开，实现在去除过程中收集过大尺寸磨屑的功能；阶梯钻上分为切削部与磨削部，切削部由布置在圆锥台段圆锥面上的若干切削刀刃组成，磨削部由激光雕刻机按照预先设定好的密网格图案在阶梯钻圆柱段圆柱面上雕刻出的激光雕刻微痕构成，鞘管内腔与螺旋传动轴组成了液体物料输送装置，螺旋传动轴外周面布置有微小的螺纹，在装置高速运转的情况下（130000rpm~180000rpm）,螺纹起到了水泵的作用，将生理盐水与药物从体外经过鞘管输送至阶梯钻后端，再由阶梯钻内部的薄壁曲面连接件增速后，经通孔直接作用在去除部位，起到了降低旋磨时产生的温度以及将药物直接送至患处的效果。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明设计合理，通过对阶梯钻布置两种去除钙化组织的方式，使去除钙化组织的效率得到提升；同时在导丝上加装弹性滤网，利用与阶梯钻连接的连杆对弹性滤网的开合进行控制，拦截尺寸过大的磨屑，因而避免磨屑堵塞毛细血管，通过特殊设计的薄壁曲面连接件，达到保证术中血流通畅的作用，避免碎屑在心脏周围再次沉积后成为钙化组织再次成型的病灶；在阶梯钻上开设通孔，通过增加液体的流动达到减少热量堆积的效果。

附图说明：

图1是本发明的立体构造示意图；

图2是本发明的主视构造示意图；

图3、4是本发明两种工作状态的主视构造示意图；

图5是阶梯钻的构造示意图；

图6是导丝、螺旋传动轴和鞘管的连接构造示意图；

图7是薄壁曲面连接件的立体构造示意图；

图8是本发明使用状态构造示意图；

A1-磨屑，A2-血管，A3-斑块。

具体实施方式：

本发明基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，包括导丝1、套设在导丝外围的螺旋传动轴2，导丝1为金属丝，固定在螺旋传动轴局部段外围的阶梯钻3、6根用于将阶梯钻3与螺旋传动轴2固定连接的薄壁曲面连接件4、套在螺旋传动轴外围局部段的鞘管5，以及设于阶梯钻前侧的可控制开合的弹性滤网6，所述螺旋传动轴2由动力机构驱动旋转；所述阶梯钻3前部固定设有套筒7，所述弹性滤网为后端具有敞口的筒状结构，其固定在导丝靠近端头位置，在弹性滤网后端固定4根连杆8与阶梯钻套筒前端部连接；导丝的端头包覆有软性材质的硅胶保护套9以避免导丝损伤血管内壁。

动力机构设置在体外，其可以是电机等，弹性滤网6可以是塑料网等对人体无害的弹性材料；鞘管为透明PVC软管，管内径大于螺旋传动轴的外径，螺旋传动轴表面具有螺纹，以使螺旋传动轴在受到动力机构驱动作用下，液体能够在管内空隙中流动，所述阶梯钻上均匀开有通孔10，以使液体从通孔中流出，随着阶梯钻3的转动，起到磨削和切削钙化组织时，通过通孔流出的液体（包括药液等）起到冷却、血液抗凝等作用；套筒的长度可以为5mm；通孔10在阶梯钻圆周方向孔之间相隔60°。

进一步的，为了设计合理，上述阶梯钻3包括三组依次连接圆柱段11和与圆柱段衔接的圆锥台段12，所述圆柱段的内周壁与螺旋传动轴之间通过圆周阵列的薄壁曲面连接件4连接固定，所述圆柱段的外壁面布设有激光雕刻微痕13，在圆锥台段的外壁面布设有切削刀刃14。

由于阶梯钻3的上述构造，实现循序渐进的方式对钙化组织进行去除，阶梯钻3前端直径较小的圆锥台段上的切削刃14先接触钙化组织，快速去除钙化组织较突出部分，随后通过直径较前者增大的圆柱段外壁面上的激光雕刻微痕13，缓慢的对钙化组织进行磨削去除，使钙化组织表面更加光滑，以便后续手术仪器的进入；在去除过程中，撑开张大的弹性滤网6拦截阶梯钻3所产生的磨屑，避免磨屑堵塞毛细血管而引发其它手术并发症，切削刀刃14的顶角可以约为120°；该装置可以根据实际血管钙化组织的形态而选择不同尺寸的阶梯钻2进行组合，适应各种程度的血管堵塞场景。

上述阶梯钻上固定的套筒7与弹性滤网6后端之间的间距通过导丝1与螺旋传动轴2的相对位移来调节，以改变连杆8与导丝1的夹角，进而控制弹性滤网在血管内的开合，以及弹性滤网开口的大小，保持两者之间的相对位置便可实现滤网展开尺寸的稳定。

上述薄壁曲面连接件为螺旋叶片，薄壁曲面连接件在连接阶梯式的薄壁圆筒型阶梯钻与驱动轴的同时，还能够起到类似叶轮的作用，起到保证术中血流通畅，输送生理盐水与药物直达去除操作区，避免操作过程中血液不畅而引起手术并发症。

上述螺旋传动轴是一根柔性传动轴，其外表面布置有微小的螺纹15，鞘管与螺旋传动轴之间具有管隙16，在螺旋传动轴转动时带动阶梯钻转动，且起到将体外预留多孔入口而进入鞘管的液体泵送至阶梯钻上开设的通孔10。

鞘管5端头的位置靠近阶梯钻3的薄壁曲面连接件4（螺旋叶片），从而在药液等从鞘管5端头泵出后，即进入薄壁曲面连接件4的螺旋引导，从而有利于药液从阶梯钻3上的通孔10喷出，改善磨削发热、血液结块等。

本发明实施例中，去除装置经股动脉进入人体动脉血管并在血管中移动至患处，当去除装置工作时，采用啄食样的方式对钙化组织进行去除，直径较小的阶梯钻前端的切削刃先接触钙化组织，快速去除钙化组织较突出部分，随后依次通过直径较前者增大的阶梯钻，各个直径尺寸的阶梯钻的磨削部缓慢的对钙化组织进行磨削去除，使钙化组织表面更加光滑；在去除过程中，弹性滤网受到连杆的作用力而保持稳定的张开程度，拦截去除过程中产生的过大尺寸磨屑，避免磨屑堵塞毛细血管而引发其余手术并发症。

在去除装置运转时，用于固定阶梯钻的薄壁曲面连接件还能够起到叶轮的作用，提高血液流量，增速后的血液、生理盐水与药物还能通过阶梯钻上预留的通孔流出，直接作用于患处，保证血液流动畅通，同时还能够将钻削过程中产生的微小碎屑随血液流至更远端，避免在心脏周围的血管中堆积，降低血管堵塞风险，减小对血液循环流动的影响。

在去除装置启动之前，滤网与阶梯钻相对距离较远，滤网受到连杆的拉力而呈收敛的状态，横截面积小，使装置能够顺利通过较为狭窄的血管到达患处，在装置开始高速旋转去除前，缩小滤网与阶梯钻的相对距离，此时滤网受到连杆的推力张开，连杆与导丝的夹角增大，并且由于相对距离固定，滤网的张开程度保持较高的稳定性，张开后的滤网直径尺寸接近阶梯钻的最大直径且严格小于血管的内腔直径；去除所产生的磨屑之中，一些尺寸较大的磨屑将会被滤网所拦截，从而有效避免磨屑堵塞毛细血管而引发其余手术并发症。

本发明基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，工作时，将该装置经股动脉或桡动脉硝进入人体动脉血管并在血管中移动至患处，接着动力机构通过螺旋传动轴驱动阶梯钻旋转。在装置未开始旋转工作时，即装置还在血管内移动未到达患处时，导丝上固定的弹性滤网与螺旋传动轴上固定的阶梯钻，两者相对距离较远，弹性滤网的后端在连杆的拉伸作用下，受力变形，使得弹性滤网在到达患处之前一直处于收缩状态。导丝的端头包覆有软性材质保护套（如硅胶等）。在装置抵达患处后，导丝完成引导工作，缩小与阶梯钻的相对距离，使弹性滤网后端受连杆作用力张开，实现在去除过程中收集过大尺寸磨屑的功能。阶梯钻上分为切削部与磨削部，切削部由布置在圆锥面上的若干微小刀刃组成、磨削部由激光雕刻机按照预先设定好的密网格图案在阶梯钻三级圆柱面上雕刻出的微痕构成。阶梯钻通过薄壁曲面连接件与螺旋传动轴固定连接，薄壁曲面连接件同时起到对液体增速的效果。鞘管内腔与螺旋传动轴组成了物料输送装置，螺旋传动轴外周面布置有微小的螺纹，在装置高速运转的情况下（130000rpm~180000rpm）,螺纹起到了水泵的作用，将生理盐水与药物从体外经过鞘管输送至阶梯钻后端，再由阶梯钻内部的薄壁曲面连接件增速后，经通孔直接作用在去除部位，起到了降低旋磨时产生的温度以及将药物直接送至患处的效果。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置及其工作方法，其特征在于：包括导丝、套设在导丝外围的螺旋传动轴、固定在螺旋传动轴局部段外围的阶梯钻、6根用于将阶梯钻与螺旋传动轴固定连接的薄壁曲面连接件、套在螺旋传动轴外围局部段的鞘管，以及设于阶梯钻前侧的可控制开合的弹性滤网，所述螺旋传动轴由动力机构驱动旋转；所述阶梯钻前部固定设有套筒，所述弹性滤网为后端具有敞口的筒状结构，其固定在导丝靠近端头位置，在弹性滤网后端固定4根连杆与阶梯钻套筒前端部连接；导丝的端头包覆有软性材质以避免导丝损伤血管内壁。

2.根据权利要求1所述基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置，其特征在于：所述鞘管为透明PVC软管，管内径大于螺旋传动轴的外径，使液体能够在管内空隙中流动，所述阶梯钻上均匀开有通孔，以使液体从通孔中流出。

3.根据权利要求1所述基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置，其特征在于：所述阶梯钻包括三组依次连接圆柱段和与圆柱段衔接的圆锥台段，所述圆柱段的内周壁与螺旋传动轴之间通过圆周阵列的薄壁曲面连接件连接固定，所述圆柱段的外壁面布设有激光雕刻微痕，在圆锥台段的外壁面布设有切削刀刃。

4.根据权利要求1所述基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置，其特征在于：所述阶梯钻上固定的套筒与弹性滤网后端之间的间距通过导丝与螺旋传动轴的相对位移来调节，以改变连杆与导丝的夹角，进而控制弹性滤网在血管内的开合以及工作时的稳定张开尺寸（或者是说控制弹性滤网在工作时最大直径保持稳定）。

5.根据权利要求1所述基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置，其特征在于：所述薄壁曲面连接件为螺旋叶片，其用于连接固定阶梯钻与螺旋传动轴的同时，又用于将药物、生理盐水以及血液进行增速。

6.根据权利要求1所述基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置，其特征在于：所述螺旋传动轴是一根柔性传动轴，其外表面布置有微小的螺纹，鞘管与螺旋传动轴之间具有管隙，在螺旋传动轴转动时带动阶梯钻转动，且起到将体外预留多孔入口而进入鞘管的液体泵送至阶梯钻上开设的通孔。

7.一种基于钙化组织去除、回收及降温一体化的心血管介入手术装置的工作方法，其特征在于：所述心血管介入手术装置包括如权利要求1～6中的任意一项，工作时，将该装置经股动脉或桡动脉硝进入人体动脉血管并在血管中移动至患处，接着动力机构通过螺旋传动轴驱动阶梯钻旋转，在装置未开始旋转工作时，即该装置还在血管内移动未到达患处时，导丝上固定的弹性滤网与螺旋传动轴上固定的阶梯钻，两者相对距离较远，弹性滤网的后端在连杆的拉伸作用下，受力变形，使得弹性滤网在到达患处之前一直处于收缩状态；在装置抵达患处后，导丝完成引导工作，调节导丝与阶梯钻的相对位置，使弹性滤网后端受连杆作用撑大张开，实现在去除过程中拦截过大尺寸磨屑的功能；阶梯钻上分为切削部与磨削部，切削部由布置在圆锥台段圆锥面上的若干切削刀刃组成，磨削部由激光雕刻机按照预先设定好的密网格图案在阶梯钻圆柱段圆柱面上雕刻出的激光雕刻微痕构成，鞘管内腔与螺旋传动轴组成了液体物料输送装置，螺旋传动轴外周面布置有微小的螺纹，在装置高速运转的情况下（130000rpm~180000rpm）,螺纹起到了水泵的作用，将生理盐水与药物从体外经过鞘管泵送至阶梯钻后端，再由阶梯钻内部的薄壁曲面连接件增速后，经通孔流出直接作用在去除部位，起到了降低旋磨时产生的温度以及将药物直接送至患处的效果。

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