CN113331912B - 一种用于脑血栓清除的振动执行器以及血栓清除设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器材技术领域，尤其涉及一种用于脑血栓清除的振动执行器以及血栓清除设备，所述用于脑血栓清除的振动执行器包括执行器本体，所述执行器本体包括导丝以及与所述导丝末端连接的末端执行器；所述导丝上设置有振动装置，所述振动装置用于产生沿所述导丝长度方向的振动；所述末端执行器上设置有振动模式转换结构，所述振动模式转换结构用于将沿导丝长度方向的振动转换为垂直导丝长度方向的振动。本发明通过在末端执行器上设置振动模式转换结构，使沿导丝长度方向的振动转换为垂直导丝长度方向的振动，使执行器末端与血栓接触处产生机械效应、微束流效应、空化效应以及热效应，从而有效地破碎血栓，加速血栓溶解。

Description

一种用于脑血栓清除的振动执行器以及血栓清除设备
技术领域
本发明属于医疗器材技术领域，尤其涉及一种用于脑血栓清除的振动执行器以及血栓清除设备。
背景技术
随着人口老龄化的快速发展，脑卒中已经成为我国最主要的致死病因之一，其中大部分是缺血性脑卒中。缺血性脑卒中是由于血管中形成血栓，导致脑血管供血减少或中断，引起脑组织损伤，导致语言障碍、肢体运动障碍甚至威胁生命。
对于传统的药物溶栓治疗，由于时间窗短(3～4.5小时)，治疗获益的患者较少。机械式取栓设备由于时间窗长(24小时)且血管再通率高而受到青睐。目前使用较多的是膨胀支架式取栓装置，通过在血栓部位置入膨胀支架抓捕血栓并拖拽出血管达到通栓的目的。但支架结构的取栓设备由于其机械结构和力学特点，更适用于较粗血管的取栓，在狭窄弯曲且细小的脑血管中有一定局限性。此外，在抓捕拖拽血栓过程中容易对血管内壁造成损伤，增加了术后出血的风险。
综上所述，考虑脑血管环境复杂，根据其多弯曲、纤细及狭窄的特点，提出一种应用于脑血管，能够快速、安全去除脑血栓的装置具有重要的意义。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种用于脑血栓清除的振动执行器，旨在解决脑血管环境复杂，弯曲、纤细及狭窄，现有脑血栓去除装置使用受限的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种用于脑血栓清除的振动执行器，所述用于脑血栓清除的振动执行器包括执行器本体，所述执行器本体包括导丝以及与所述导丝末端连接的末端执行器；
所述导丝上设置有振动装置，所述振动装置用于产生沿所述导丝长度方向的振动；
所述末端执行器上设置有振动模式转换结构，所述转换结构用于将沿导丝长度方向的振动转换为垂直导丝长度方向的振动。
本发明实施例的另一目的在于提供一种血栓清除设备，所述血栓清除设备包括：
如本发明实施例所述的用于脑血栓清除的振动执行器；
控制模块，所述控制模块与所述的用于脑血栓清除的振动执行器中的振动装置电连接，用于所述振动装置的振动控制；以及
抽吸模块，与所述用于脑血栓清除的振动执行器的导丝连接，用于通过所述导丝的中孔抽出血栓。
本发明实施例提供的用于脑血栓清除的振动执行器包括导丝以及末端执行器，导丝上设置有振动装置，振动装置产生的振动沿导丝的长度传输；末端执行器上设置有振动模式转换结构，通过转换结构使沿导丝长度方向的振动转换为垂直于导丝长度方向的振动，从而使能够有效破碎血栓的振动只能在执行器末端被激励起，使得本发明可以置入到弯曲、纤细的脑血管；进一步地，本发明中的转换结构在高频振动下，能在执行器末端与血栓表面接触处产生机械效应、微束流效应、空化效应以及热效应，从而更为有效地破碎血栓，加速血栓溶解。
附图说明
图1为换能器布置在体外的用于脑血栓清除的振动执行器结构示意图；
图2为换能器布置在体内的用于脑血栓清除的振动执行器结构示意图；
图3为本发明末端执行器示例一的结构侧视图；
图4为本发明末端执行器示例一的结构俯视图及剖视图；
图5为本发明末端执行器示例二的结构侧视图；
图6为本发明末端执行器示例二的结构俯视图及右视图；
图7为本发明末端执行器示例三的结构侧视图；
图8为本发明末端执行器示例三的结构俯视图及右视图；
图9本发明振动模式转换原理图；
图10为振动执行器血管内破碎及抽吸血栓过程示意图。
图中，1、执行器本体；2、末端执行器；3、导丝；4、变幅杆；5、压电陶瓷片；6、压电陶瓷叠堆换能器；7、微导管；8、中孔；9、凹槽结构；10、梁；11、血栓；12血栓碎片。
具体实施方式
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1、2所示，为本发明实施例提供的一种用于脑血栓清除的振动执行器的结构图，所述用于脑血栓清除的振动执行器包括执行器本体1，所述执行器本体1包括导丝3以及与所述导丝3末端连接的末端执行器2；
所述导丝3上设置有振动装置，所述振动装置用于产生沿所述导丝3长度方向的振动；
所述末端执行器2上设置有振动模式转换结构，所述转换结构用于将沿导丝3长度方向的振动转换为垂直导丝3长度方向的振动。
在本发明实施例中，导丝3用于传递振动，使用过程中，通过导丝3将执行器送入血管中，对于导丝3的材质以及尺寸等，此可以参考现有技术，本发明实施例对此不作具体限定。
在本发明实施例中，导丝3上设置有振动装置，振动装置产生的振动使导丝3沿其长度方向振动。末端执行器2设置于导丝3的末端，这里的末端是指导丝3先伸入血管的一端，即用于将末端执行器2送到血栓处的一端。末端执行器2上设置有振动模式转换结构，通过转换结构将沿导丝3长度方向的振动转换为垂直于导丝3长度方向的振动。将振动由沿导丝3长度方向转换为垂直于导丝3长度方向，使能够产生有效破碎血栓的振动集中到执行器末端，从而使导丝3可以被置入到弯曲、纤细的脑血管中。
本发明实施例提供的用于脑血栓清除的振动执行器包括导丝3以及末端执行器2，导丝3上设置有振动装置，振动装置产生的振动沿导丝3的长度方向振动；末端执行器2上设置有转换结构，通过转换结构使沿导丝3长度方向的振动转换为垂直于导丝3长度方向的振动，从而使能够有效破碎血栓的振动只能在执行器末端被激励起，使得本发明可以置入到弯曲、纤细的脑血管；进一步地，本发明中的振动模式转换结构在高频振动下，能在执行器末端与血栓表面接触处产生机械效应、微束流效应、空化效应以及热效应，从而更为有效地破碎血栓，加速血栓溶解。
如图1、2所示，在本发明一个实施例中，所述导丝3沿其轴线方向开设有贯通的中孔8。
在本发明实施例中，优选地，导丝3设置为管状结构，其中设置有贯通的中孔8，该中孔8用于向血管内注入溶栓药液或者从血管中吸出被破碎后的血栓。
如图1、2所示，在本发明一个实施例中，所述振动装置采用压电陶瓷叠堆换能器，所述压电陶瓷叠堆换能器6由压电陶瓷片5堆叠而成，且所述导丝3中部开设的中孔8穿过所述压电陶瓷叠堆换能器6；
所述压电陶瓷叠堆换能器6位于所述导丝3的中部或者所述导丝3的前端。
在本发明实施例中，压电陶瓷叠堆换能器6可以设置于导丝3的前端或者导丝3的中部，这里的前端是相对于前述末端而言的，即与前述末端相对的另一端。此外，还可以设置于导丝3的中部，当设置于导丝3中部时，导丝3应当穿过压电陶瓷叠堆换能器6，或者，压电陶瓷叠堆换能器6设置有贯穿的通孔，导丝3采用分段结构，分段的导丝3分别与压电陶瓷叠堆换能器6通孔两个开口连接，形成内部管道，此为可选的具体实现方式，本发明实施例对此不作具体限定。
在本发明实施例中，振动装置采用压电陶瓷叠堆换能器6，压电陶瓷叠堆换能器6由压电陶瓷片5堆叠而成。
如图1、2所示，在本发明一个实施例中，所述压电陶瓷叠堆换能器的前端设置有变幅杆4，所述导丝3连接于所述变幅杆4上。
在本发明实施例中，压电陶瓷叠堆换能器的前端指其靠近末端执行器2的一端；变幅杆4的作用是放大振动，变幅杆4属于现有元件，本发明实施例对此不作具体限定。导丝3连接于变幅杆4上，则从压电陶瓷叠堆换能器传出的振动经过变幅杆4放大后传递到导丝3上，使导丝3沿其长度方向振动。
如图3-4所示，在本发明一个实施例中，所述振动模式转换结构为双悬臂梁10结构。
在本发明实施例中，双悬臂梁10结构可以产生类似于剪刀的横向振动从而破碎血栓；振动过程中，双悬臂梁结构周期性彼此靠近、远离，从而形成类似剪刀开合的振动方式。
如图3-4所示，在本发明一个实施例中，所述振动模式转换结构包括两根并排设置的梁10，每根梁10上均开设有凹槽9，且两根梁10上的凹槽9背对设置。
如图9所示，在本发明实施例中，振动弹性波传至梁10上的凹槽9时，在梁10内产生反射，振动弹性波方向改变，引起梁10结构产生弯曲变形。由于两根梁10上的凹槽9背对设置，两根梁10形成类似于剪刀型的振动，由于弯曲振动会产生反方向的弯矩M，该弯矩在导丝3与末端执行器2的连接处相互抵消，使得导丝3保持相对平直而有效破碎血栓的横向振动只能在执行器末端被激励起，从而便于通过导丝3将末端执行器2置入到弯曲、纤细的脑血管中。
在本发明实施例中，在高频振动下，能在执行器末端与血栓表面接触处产生机械效应、微束流效应、空化效应以及热效应。具体地，机械效应是由于末端执行器2的机械振动促进血栓或斑块儿的纤维蛋白破碎、疏松，使血栓、血液和溶栓药物的接触面积增大，从而促进血栓破碎溶解。振动的同时会在血管中产生微束流体，具有一定的冲击力来破坏血栓的结构，促进药物的渗透。而空化效应指的是在高频振动条件下，血栓周围的微气泡发生瞬间“爆炸”，从而破坏血栓的结构的过程。此外，末端执行器2的振动会在血栓的周围产生一定的热量，进而提高血栓纤维蛋白酶的溶解活性，加快血栓破碎溶解的速度。
如图5-6所示，在本发明一个实施例中，所述凹槽9的侧向截面为弧形。
在本发明实施例中，可以理解，这里的侧向截面是指从侧面观察，两根梁10的根部重合时所观察到的凹槽9的形状，将凹槽9设置为弧形，可以利用弧形面使振动弹性波在梁10内反射，从而使梁10产生弯曲振动。
如图3-4所示，在本发明一个实施例中，所述凹槽9靠近所述导丝3的一侧倾斜设置，远离所述导丝3的一侧垂直所述梁10的长度方向。
在本发明实施例中，作为进一步的优选方案，凹槽9靠近导丝3的一侧与梁10表面平滑过渡，另一侧与梁10表面垂直，这种结构可以使梁10内振动传递的空间逐步收缩，从而加强梁10末端的振动。
如图7-8所示，在本发明一个实施例中，两根悬臂梁背向弯折，弯折处形成反射结构。
在本发明实施例中，将两根梁10背向弯折，在弯折处形成反射结构凹槽9；可选地，两根梁弯折前与弯折后的部分可以保持平行。
如图1-2所示，在本发明一个实施例中，还包括微导管7，所述执行器本体1穿过所述微导管7且所述末端执行器2从所述微导管7的端露出。
在本发明实施例中，通常微导管7的内径大于末端执行器2以及导丝3的直径，从而使导丝3可以带动末端执行器2穿过微导管7进入到血管内，振动装置可以留在微导管7之外，也可以位于微导管7内。
以下对本发明的使用过程进行说明：
如图10所示，以换能器布置于体外的振动执行器为例，其操作步骤与介入机械取栓的步骤类似。当需要给病人安装本装置时，具体操作步骤如下：首先采用通过穿刺技术进行主动脉弓或选择性造影，明确脑血管中血栓11的位置。在造影图像的指示下，通过微导管技术将微导管7置入到血管，并通过微导管7前端的标记点将其输送到接近血栓11的位置。随后，通过微导管7对血栓11所在位置进行溶栓剂的定点注射。注射完成之后，无需更换微导管7，直接将振动执行器的末端执行器2及导丝3通过微导管7输送至血栓的位置，直至末端执行器2轻轻触碰血栓11表面。固定好换能器6，接通电源，输入周期性激励信号。换能器在电信号的激励下产生沿导丝长度方向的振动，纵向振动通过变幅杆4进一步扩大，并通过导丝3传输至末端执行器2。当纵向振动弹性波传输至梁10上的凹槽9斜面时产生反射，弹性波方向由纵向变为横向，从而激发梁10产生横向弯曲振动。由于末端执行器2上的两根小梁的凹槽9开口反方向对称，两根梁形成类似于剪刀的横向振动，由于两根梁上横向的弯曲振动会产生反方向的弯矩M，该弯矩在导丝3与末端执行器2的连接处相互抵消，使得导丝3保持水平位置而有效破碎血栓的横向振动只能在执行器末端被激励起，这样一来执行器可以被置入到弯曲、纤细的脑血管中使用。剪刀型横向振动直接敲击破碎血栓11，同时由于高频振动的原因，会在血栓11表面产生机械效应、微束流效应、空化效应和热效应等物理效应。当血栓11表面破碎一定量以后，停止换能器的工作，将注射器或抽吸泵的抽吸口与导丝3的中孔8接通，将被破碎的血栓碎片12抽吸出体外。根据手术的需求，可重复以上操作，直到血管完全再通。
本发明实施例还提供了一种血栓清除设备，所述血栓清除设备包括：
如本发明实施例所述的用于脑血栓清除的振动执行器；
控制模块，所述控制模块与所述的用于脑血栓清除的振动执行器中的振动装置电连接，用于所述振动装置的振动控制；以及
抽吸模块，与所述用于脑血栓清除的振动执行器的导丝3连接，用于通过所述导丝3的中孔8抽出血栓。
在本发明实施例中，关于振动执行器的解释说明请参考本发明前述任意一个或者多个实施例的内容，本发明在此不再赘述。
在本发明实施例中，控制模块具体可以实现为计算机设备的形式，通过运行设定的程序控制其它各个模块的工作，包括但不限于振动装置的振动控制、抽吸模块的抽吸动作等。
在本发明实施例中，血栓清除设备还包括抽吸模块，抽吸模块与振动执行器的导丝3连接，用于通过导丝3的中孔8抽出血栓和/或通过导丝3向血管内注入药液。
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)

1.一种用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述用于脑血栓清除的振动执行器包括执行器本体，所述执行器本体包括导丝以及与所述导丝末端连接的末端执行器；
所述导丝上设置有振动装置，所述振动装置用于产生沿所述导丝长度方向的振动；
所述末端执行器上设置有转换结构，所述转换结构用于将沿导丝长度方向的振动转换为垂直导丝长度方向的振动；
所述转换结构包括两根并排设置的双悬臂梁，每根梁上均开设有凹槽，且两根梁上的凹槽背对设置；
振动过程中，双悬臂梁周期性彼此靠近、远离，从而形成类似剪刀开合的振动方式。
2.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述导丝沿其轴线方向开设有贯通的中孔。
3.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述振动装置采用压电陶瓷叠堆换能器，所述压电陶瓷叠堆换能器由压电陶瓷片堆叠而成，且所述导丝中部开设的中孔穿过所述压电陶瓷叠堆换能器；
所述压电陶瓷叠堆换能器位于所述导丝的中部或者所述导丝的前端。
4.根据权利要求3所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述压电陶瓷叠堆换能器的前端设置有变幅杆，所述导丝连接于所述变幅杆上。
5.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述凹槽的侧向截面为弧形。
6.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述凹槽靠近所述导丝的一侧倾斜设置，远离所述导丝的一侧垂直所述梁的长度方向。
7.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，所述梁向所述凹槽一侧弯折。
8.根据权利要求1所述的用于脑血栓清除的振动执行器，其特征在于，还包括微导管，所述执行器本体穿过所述微导管且所述末端执行器从所述微导管的端露出。
9.一种血栓清除设备，其特征在于，所述血栓清除设备包括：
如权利要求1-8任意一项所述的用于脑血栓清除的振动执行器；
控制模块，所述控制模块与所述的用于脑血栓清除的振动执行器中的振动装置电连接，用于所述振动装置的振动控制；以及
抽吸模块，与所述用于脑血栓清除的振动执行器的导丝连接，用于通过所述导丝的中孔抽出血栓碎片。
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