CN114173697A - 导管系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开导管系统。导管系统包括：导管模块，由导管和第一紧固磁铁组成，上述第一紧固磁铁与上述导管的前端相结合；以及磁性机器人，形成有与上述第一紧固磁铁磁结合的第二紧固磁铁，可以与上述导管模块实现结合及分离。

Description

导管系统
技术领域
本发明涉及导管系统，更详细来讲涉及可利用导管模块来部署磁性机器人的导管系统部署。
背景技术
为了治疗因血栓等而变得狭窄并堵塞或变窄部分中的血管疾病，通常经过以下顺序执行冠状动脉成形术，即，通过大腿动脉插入导管后，通过医生的手动操作扩张血管并安装可以维持扩张的血管宽度的机械。但是，在结构特性层面上，导管因很难应用于复杂的血管，手术的成功大概率取决于医生的熟练度。
最近，为了改善这种导管的缺点，正在积极研究可无线驱动的血管治疗用微型机器人，但是，迄今为止所开发的大部分磁性机器人属于单模块单位，主要采用在未接触管内壁的状态下流动移动的方式或利用接触管内壁产生的摩擦力进行移动的方式。在直径变化、发生脉动流的环境及发生管移动等环境等中，确保磁性机器人的顺利驱动和保持其位置和姿势受到了限制。
并且，以往开发的血管治疗用无线磁性机器人没有考虑到血流。在血管中驱动的无线磁性机器人中，所安装的磁铁为非常小的微型尺寸，因此，所生成的推进力不足以承受血流。所以，因难以将机器人传递到病变部，在传递及回收过程中遗失无线磁性机器人的风险性非常高。并且，即使到达病变部也因血流而难以执行治疗功能。为了使得无线磁性机器人在人体内安全执行治疗功能并被回收，需要可以选择性地与机器人分离及紧固来向病变部传递机器人且辅助无线磁性机器人的治疗功能的导管。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供如下的导管系统，即，可利用导管模块来将磁性机器人部署在病变部并可以回收磁性机器人。
技术方案
本发明的导管系统包括：导管模块，由导管和第一紧固磁铁组成，上述第一紧固磁铁与上述导管的前端相结合；以及磁性机器人，形成有与上述第一紧固磁铁磁结合的第二紧固磁铁，可以与上述导管模块实现结合及分离。
并且，本发明还可包括紧固部件，呈圆筒形状，固定结合在上述第一紧固磁铁，在内侧面形成有结合槽，由非磁性材料制成，可在上述第二紧固磁铁的外周面形成有与上述结合槽紧固的结合突起。
并且，可在上述导管形成有内部流路，可在上述第一紧固磁铁的内侧形成有用于连接上述内部流路与上述紧固部件的内侧空间的连接流路。
并且，上述磁性机器人还可包括：主体，在前端设置有钻头，后端与上述第一紧固磁铁相结合；驱动磁铁，呈圆筒形状，在上述钻头与上述第一紧固磁铁之间与上述主体相结合；以及腿部，分别在上述钻头与上述驱动磁铁之间的区域及上述驱动磁铁与上述第一紧固磁铁之间的区域中沿着上述主体的周围形成多个，一端与上述主体的外周面相结合，由柔韧材料制成。
并且，上述导管模块还可包括结合气囊，沿着上述导管的外周面周围形成，上述磁性机器人还包括主体，上述第二紧固磁铁沿着内周面周围结合，从后端向内侧依次形成有开口、第一紧固槽及第二紧固槽，在上述导管模块与上述磁性机器人相结合的状态下，上述第一紧固磁铁位于上述第二紧固槽内，上述结合气囊可位于上述第一紧固槽内。
并且，上述第一紧固槽的直径可大于上述导管的直径，上述开口的直径大于上述导管且小于上述结合气囊的膨胀状态。
并且，可在上述主体的前端形成有钻头，上述磁性机器人还可包括腿部，在上述第二紧固磁铁与上述钻头之间的区域及上述第二紧固磁铁与后端之间的区域中沿着上述主体的周围形成多个，一端与上述主体的外周面相结合，由柔韧材料制成。
发明的效果
根据本发明，本发明具有如下效果，即，可以使磁性机器人与导管模块相结合并部署在病变部，通过施加外部旋转磁场来从导管模块分离磁性机器人之后执行工序，将执行完工序的磁性机器人与导管模块重新结合来实现回收。
附图说明
图1为示出本发明第一实施例的导管系统的图；
图2为示出图1的导管模块与磁性机器人的结合状态的图；
图3为示出图1的导管模块与磁性机器人的分离状态的图；
图4至图9为依次示出本发明第一实施例的导管系统的工作过程的图；
图10为示出本发明第二实施例的导管系统的图；
图11为示出图10的导管模块的图；
图12为示出图10的磁性机器人的剖视图；
图13为示出图10的导管模块与磁性机器人的结合状态的剖视图；
图14为示出图10的导管模块与磁性机器人的分离状态的图。
具体实施方式
本发明的导管系统包括：导管模块，由导管和第一紧固磁铁组成，上述第一紧固磁铁与上述导管的前端相结合；以及磁性机器人，形成有与上述第一紧固磁铁磁结合的第二紧固磁铁，可以与上述导管模块结合及分离。
发明实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的优选实施例。但是，本发明的技术思想并不限定于在此说明的实施例，也可具体化成其他形态。反而，在此说明的实施例为了使公开内容变得透彻完整并为了向本发明所属领域的普通技术人员充分传递本发明的思想而提供。
在本说明书中，在提及某结构要素位于其他结构要素的情况下，这种表达是指某结构要素直接形成在其他结构要素上或也可在两者之间存在第三结构要素。并且，在附图中，膜或区域的厚度可被放大，以便有效说明技术内容。
并且，在本说明书的多个实施例中，虽然，“第一”、“第二”、“第三”等术语用于表达多个结构要素，但是，这种结构要素并不限定于上述术语。这种术语仅用于对一个结构要素和其他结构要素进行区分。因此，在一实施例中提及的第一结构要素也可在另一实施例中作为第二结构要素提及。在此说明并示例的各个实施例包括它们的互补实施例。并且，在本说明书中，“和/或”是指包括前后罗列的结构要素中的至少一个。
在说明书中，除非在文脉上明确表示，否则单数的表达可包括复数的表现。并且，“包括”或“具有”等术语用于指定本说明书中所记载的特征、数字、步骤、结构要素或它们的组合的存在，并不排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、结构要素、或它们的组合的存在或附加可能性。并且，在本说明书中，“连接”包括所有间接连接或直接连接多个结构要素的含义。
并且，在以下说明本发明的过程中，当判断有关公知功能或结构的具体说明有可能不必要地混淆本发明的主旨时，将省略其详细说明。
图1为示出本发明第一实施例的导管系统的图，图2为示出图1的导管模块与磁性机器人的结合状态的图，图3为示出图1的导管模块与磁性机器人的分离状态的图。
参照图1至图3，导管系统10可在身体内的冠状组织、工业用管道、试验管等多种流体环境中将磁性机器人200传递到所期望的位置，可驱动磁性机器人200并执行工序。在本实施例中，以利用导管系统10对身体血管内的病变部进行治疗为例进行说明。
导管系统10包括导管模块100、磁性机器人200及磁场生成部(未图示)。
导管模块100将磁性机器人200部署在病变部附近。导管模块100包括导管110、第一紧固磁铁120、紧固部件130、吸入部(未图示)、支撑气囊140、血管支架部署气囊150及血管支架160。
导管110呈具有规定长度的管形状，插入于身体血管内。导管110由可变形的柔韧材料制成，在内侧形成有内部流路111。可通过内部流路111向血管内传递药物。并且，可通过内部流路111吸入血管内的异物。
第一紧固磁铁120固定结合在导管110的前端。第一紧固磁铁120呈具有与导管110相对应的直径且在内侧形成有连接流路121的圆筒形状，N极和S极隔着上述连接流路121相向配置。
紧固部件130固定结合在第一紧固磁铁120的前端。紧固部件130呈具有与第一紧固磁铁120相对应的直径的圆筒形状，由非磁性材料制成。在紧固部件130的内侧形成有内部流路131。内部流路131通过第一紧固磁铁120的连接流路121与导管110的内部流路111相连接。从与第一紧固磁铁120相邻的紧固部件130的一端越接近另一端，内部流路111的直径可以逐渐增加。在紧固部件130的内侧面形成有结合槽132。结合槽132可沿着紧固部件130的内侧面周围形成为螺旋形。
吸入部(未图示)形成在导管110的后端，用于向导管110的内部流路111施加负压。可通过施加负压来使血管内部的血栓碎片通过紧固部件130的内部流路131和第一紧固磁铁120的连接流路121流入到导管110的内部。
支撑气囊140在从导管110的前端向后方隔开规定距离的位置中与导管110相结合。随着从外部注入流体，支撑气囊140可进行膨胀或收缩。处于膨胀状态的支撑气囊140被血管内壁支撑。通过支撑气囊140的膨胀来阻隔血管内血流的流动。
血管支架部署气囊150在导管110的前端与支撑气囊140之间与导管110相结合。血管支架160以收缩状态沿着血管支架部署气囊150的周围形成。随着从外部注入流体，血管支架部署气囊150将会膨胀，由此，可通过血管支架部署气囊150的膨胀来使得血管支架160扩张。
在与导管模块100相结合的状态下，磁性机器人200可部署到病变部周围，在从导管模块100分离的状态下，可通过磁场生成部的控制进行移动并去除病变部。
磁性机器人200包括主体210、驱动磁铁220、第二紧固磁铁230、腿部240。
主体210呈具有规定长度的杆形状，在前端形成有钻头211。主体210由非磁性材料制成。
驱动磁铁220在钻头211与主体210的后端之间沿着主体210的周围形成。驱动磁铁220呈圆筒形状，向内侧空间插入主体210。驱动磁铁220的N极和S极隔着主体210相向配置。
第二紧固磁铁230固定结合在主体210的后端。第二紧固磁铁230具有与驱动磁铁220相对应的直径。在第二紧固磁铁230的外周面形成有结合突起231。结合突起231与紧固部件130的紧固槽132相结合。
腿部240分别在钻头211与驱动磁铁220之间的区域及驱动磁铁220与第一紧固磁铁230之间的区域中沿着主体210的周围形成多个。腿部240的一端与主体210的外周面相结合。腿部240呈板状，由柔韧材料制成。腿部240相对于主体210的旋转轴沿斜线配置。腿部240与主体210一同旋转并生成推进力。
磁场生成部在身体外部生成外部旋转磁场。外部旋转磁场通过使磁性机器人200进行旋转来从导管模块100分离磁性机器人200，并生成用于使磁性机器人200可在血管内进行移动的推进力。
图4至图9为依次示出本发明第一实施例的导管系统的工作过程的图。
参照图4，在磁性机器人200与导管模块100相结合的状态下，导管模块100沿着血管30移动至病变部31附近。
参照图5，导管模块100的支撑气囊140因膨胀而被血管内壁支撑，从而阻隔血流的流动。随着外部旋转磁场施加于驱动磁铁220而在磁性机器人200产生旋转力。第二紧固磁铁230的紧固突起231通过旋转力沿着紧固部件130的结合槽132进行旋转并解除第二紧固磁铁230与紧固部件130的机械结合。与此同时，解除第一紧固磁铁120与第二紧固磁铁230的磁结合。与导管模块100的结合解除的磁性机器人200在旋转的过程中借助通过腿部240生成的推进力进行移动。
参照图6，磁性机器人200利用钻头211在病变部31执行钻孔工序。经过钻孔工序发生的血栓碎片因施加于导管110的内部流路111的负压而从吸入部通过紧固部件130的内部流路131与第一紧固磁铁120的连接流路121吸入到导管110内部。
参照图7，若去除完病变部31，则导管模块100会移动至磁性机器人200所在位置。
参照图8，磁性机器人200通过外部旋转磁场的控制与导管模块100重新结合。外部旋转磁场可被施加与当磁性机器人200与导管模块100的结合解除时被施加的旋转磁场相反方向的旋转磁场。随着第二紧固磁铁230的结合突起231与紧固部件130的紧固槽131相结合，磁性机器人200与导管模块100实现第一次结合，通过第一紧固磁铁120与第二紧固磁铁230的磁结合，磁性机器人200与导管模块100实现第二次结合。在去除病变部的位置，通过血管支架部署气囊150的膨胀来部署血管支架160。由此，通过血管支架160的部署来使得血管30扩张。
参照图9，血管支架部署气囊150收缩，导管模块100和磁性机器人200被回收到身体外部。
图10为示出本发明第二实施例的导管系统的图，图11为示出图10的导管模块的图，图12为示出图10的磁性机器人的剖视图，图13为示出图10的导管模块与磁性机器人的结合状态的剖视图，图14为示出图10的导管模块与磁性机器人的分离状态的图。
参照图10至图14，导管模块100包括导管110、第一紧固磁铁120及结合气囊170。虽未图示，但是，导管模块100还可包括第一实施例中说明的支撑气囊140、血管支架部署气囊150及血管支架160。
第一紧固磁铁120与导管110的前端相结合。第一紧固磁铁120可具有直径朝向前端逐渐减小的圆锥形状。第一紧固磁铁120具有N极和S极隔着其中心轴相向配置的结构。可在第一紧固磁铁120形成有内部流路121。内部流路与导管110的内部流路相连接。血栓碎片可通过第一紧固磁铁120的内部流路被吸入到导管110的内部流路。
在第一紧固磁铁120的后方，结合气囊170与导管110相结合。结合气囊170沿着导管110的周围形成。随着从外部注入流体，结合气囊170可进行膨胀及收缩。
磁性机器人200包括主体210、第二紧固磁铁230及腿部240。
在主体210的前端形成有钻头211。主体210由非磁性材料制成。在主体210的后端形成有开口212、第一紧固槽213及第二紧固槽214。开口212形成在主体210的后端，第一紧固槽213和第二紧固槽214形成在主体210的内侧。开口212、第一紧固槽213及第二紧固槽214从主体210的后端向内侧依次形成并相互连通。开口212具有大于导管110的直径。第一紧固槽213具有大于开口212的直径。第一紧固槽213可具有与结合气囊170的膨胀状态相对应的直径。第二紧固槽214可具有与第一紧固磁铁120相对应的形状。
第二紧固磁铁230沿着主体210的周围形成。第二紧固磁铁230呈圆筒形状，向内侧空间插入主体。第二紧固磁铁230具有N极和S极隔着主体210相向配置的结构。在导管模块100与磁性机器人200相结合的状态下，第二紧固磁铁230与第一紧固磁铁120形成磁力。
腿部240分别在钻头211与第二紧固磁铁230之间的区域及第二紧固磁铁230的后方区域中沿着主体210的周围形成多个，一端与主体210相结合。腿部240呈板状，由柔韧材料制成。腿部240相对于主体210的旋转轴沿斜线配置。腿部240与主体210一同旋转并生成推进力。
以下，针对导管模块100与磁性机器人200的结合过程及解除过程进行说明。
在结合气囊170收缩的状态下，导管110插入于主体210的开口212。第一紧固磁铁120位于第二紧固槽214并与第二紧固磁铁230形成磁力。第一紧固磁铁120与第二紧固磁铁230形成引力。结合气囊170位于第一紧固槽213，随着从外部注入流体，结合气囊170在第一紧固槽213内进行膨胀。由于结合气囊170的膨胀，导管110从主体210的脱离将受到限制。经过上述过程，与磁性机器人200相结合的导管模块100将磁性机器人200部署到在病变部附近。
当磁性机器人200进入到病变部31附近时，从导管模块100分离磁性机器人200。首先，结合气囊170收缩，通过外部旋转磁场在磁性机器人200生成旋转力。通过磁性机器人200的旋转力来解除第一紧固磁铁120与第二紧固磁铁230的磁结合。由此，从导管模块100分离磁性机器人200，在血管内进行旋转并生成推进力。
以上，虽然通过优选实施例详细说明了本发明，但是，本发明的范围并不限定于特定实施例，应基于所附的发明要求保护范围加以解释。并且，应当理解的是，本发明技术领域的普通技术人员可在不脱离本发明的范围前提下进行多种修改及变更。
产业上的可利用性
本发明的导管系统可用于治疗因血栓等而变得狭窄并堵塞或变窄的血管疾病。

Claims (7)

1.一种导管系统，其特征在于，包括：
导管模块，由导管和第一紧固磁铁组成，上述第一紧固磁铁与上述导管的前端相结合；以及
磁性机器人，形成有与上述第一紧固磁铁磁结合的第二紧固磁铁，能够与上述导管模块实现结合及分离。
2.根据权利要求1所述的导管系统，其特征在于：
还包括紧固部件，呈圆筒形状，固定结合在上述第一紧固磁铁，在内侧面形成有结合槽，由非磁性材料制成；
在上述第二紧固磁铁的外周面形成有与上述结合槽紧固的结合突起。
3.根据权利要求2所述的导管系统，其特征在于：
在上述导管形成有内部流路；
在上述第一紧固磁铁的内侧形成有用于连接上述内部流路与上述紧固部件的内侧空间的连接流路。
4.根据权利要求2所述的导管系统，其特征在于，上述磁性机器人还包括：
主体，在前端设置有钻头，后端与上述第一紧固磁铁相结合；
驱动磁铁，呈圆筒形状，在上述钻头与上述第一紧固磁铁之间与上述主体相结合；以及
腿部，分别在上述钻头与上述驱动磁铁之间的区域及上述驱动磁铁与上述第一紧固磁铁之间的区域中沿着上述主体的周围形成多个，一端与上述主体的外周面相结合，由柔韧材料制成。
5.根据权利要求1所述的导管系统，其特征在于：
上述导管模块还包括结合气囊，沿着上述导管的外周面周围形成；
上述磁性机器人还包括主体，上述第二紧固磁铁沿着内周面周围结合，从后端向内侧依次形成有开口、第一紧固槽及第二紧固槽；
在上述导管模块与上述磁性机器人相结合的状态下，上述第一紧固磁铁位于上述第二紧固槽内，上述结合气囊位于上述第一紧固槽内。
6.根据权利要求5所述的导管系统，其特征在于：
上述第一紧固槽的直径大于上述导管的直径；
上述开口的直径大于上述导管且小于上述结合气囊的膨胀状态。
7.根据权利要求5所述的导管系统，其特征在于：
在上述主体的前端形成有钻头；
上述磁性机器人还包括腿部，在上述第二紧固磁铁与上述钻头之间的区域及上述第二紧固磁铁与后端之间的区域中沿着上述主体的周围形成多个，一端与上述主体的外周面相结合，由柔韧材料制成。
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