CN114617613A - 一种冠状动脉旋磨介入系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种冠状动脉旋磨介入系统中,导丝夹紧系统中的限位开关连接限位开关状态检测与传输模块,导丝被夹紧后,触发限位开关处于闭合状态,并被限位开关状态检测与传输模块检测到;生理盐水灌注系统中,输液泵控制元件连接输液泵,输液泵控制元件能够控制输液泵处在启动状态,输液泵连接输液泵状态检测与传输模块,以使输液泵的启动状态能够被输液泵状态检测与传输模块检测到;驱动与控制系统中的控制器模块确认生理盐水灌注系统的输液泵处在启动状态且限位开关处在闭合状态之后,才会发出启动驱动电机的指令,进而带动旋磨头旋转,显著提升了该装置的操作安全性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种冠状动脉旋磨介入系统。
背景技术
生物体(如人体)的冠状动脉内的斑块是由动脉血管中的钙离子沉积在血管内壁产生的堵塞物,该堵塞物会减缓甚至阻断血液的流动,进而引发一系列的缺血性心脏疾病。冠状动脉旋磨介入系统,利用介入式治疗,通过其中旋磨头高速旋转将斑块旋磨成微小颗粒后被人体吸收,进而达到治疗冠脉钙化病变目的的装置。
在进行介入式旋磨治疗时,导丝先插入到病变冠脉处,随后带有旋磨头的驱动轴沿着导丝穿入至病变位置,启动电机,旋磨头高速旋转磨削钙化斑块,旋磨后的斑块碎屑尺寸很小,不会堵塞毛细血管,最终会被巨噬细胞吞噬清除。旋磨头前后进给,可旋磨一段距离的钙化斑块组织,最终完成冠脉钙化病变介入治疗。介入式治疗过程中,通过生理盐水灌注来降低旋磨头高速旋转造成的温度升高,以免影响到病人正常的体内温度环境。
发明内容
基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种冠状动脉旋磨介入系统,以显著提升冠状动脉旋磨介入系统的操作安全性。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供了一种冠状动脉旋磨介入系统,包括旋磨机构、生理盐水灌注系统、驱动与控制系统、和导丝夹紧系统;
所述旋磨机构包括导丝、驱动轴组件和旋磨头;
所述导丝夹紧系统包括限位开关、以及限位开关状态检测与传输模块,所述限位开关连接所述限位开关状态检测与传输模块,所述导丝被夹紧后,触发所述限位开关处于闭合状态,并被所述限位开关状态检测与传输模块检测到;
所述生理盐水灌注系统包括输液泵、输液泵控制元件和输液泵状态检测与传输模块,所述输液泵控制元件连接所述输液泵,所述输液泵控制元件能够控制输液泵处在启动状态,所述输液泵连接所述输液泵状态检测与传输模块,以使所述输液泵的启动状态能够被所述输液泵状态检测与传输模块检测到;
所述驱动与控制系统包括驱动电机和控制器模块,所述限位开关状态检测与传输模块、所述输液泵状态检测与传输模块分别连接所述控制器模块,以向所述控制器模块传输状态数据;
所述控制器模块确认所述生理盐水灌注系统的输液泵处在启动状态且所述限位开关处在闭合状态之后,才会发出启动所述驱动电机的指令,以使所述驱动电机旋转,进而通过所述驱动轴组件带动所述旋磨头一起旋转。
优选地,所述驱动轴组件包括驱动轴,所述驱动轴包括刚性轴和柔性轴,所述柔性轴固定连接于所述刚性轴的前侧,所述旋磨头形成于所述柔性轴远离所述刚性轴的一端,所述旋磨头包括环绕所述柔性轴周向方向上的偏心结构;所述偏心结构包括圆柱段,在所述圆柱段的横截面的不同径向方向上,所述圆柱段外壁面距离所述柔性轴的中轴线距离最近的第一点,与距离所述柔性轴的中轴线距离最远的第二点的连线,与柔性轴的中轴线交叉;所述第一点和第二点之间的直线距离为0.8-1.2mm,且第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.05-0.2mm。
优选地,所述第一点和第二点之间的直线距离为0.9mm,且第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.1mm。
优选地,所述旋磨头还包括位于所述偏心结构的前端的锥形部,所述锥形部与所述柔性轴同轴,所述锥形部的大径端与所述偏心结构相连,所述偏心结构还包括分别位于所述圆柱段前端和后端的第一偏心锥段和第二偏心锥段,其中,所述第一偏心锥段的小径端连接所述锥形部的大径端,所述第一偏心锥段的大径端连接所述圆柱段的前端,所述第二偏心锥段的大径端连接所述圆柱段的后端,所述第二偏心锥段的小径端连接所述柔性轴的外圆周面;所述锥形部为不锈钢材质,其外表面为光滑表面;所述偏心结构包括电铸镍基材和电镀镶嵌于所述基材中的磨粒。
优选地,所述锥形部的轴向尺寸占所述旋磨头轴向尺寸的30%-40%,所述圆柱段的轴向尺寸占所述旋磨头轴向尺寸的40%-50%,所述圆柱段的直径与所述偏心结构的轴向尺寸之比为0.6-0.7。
优选地,所述输液泵控制元件控制输液泵启动后,所述输液泵状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第一指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述输液泵处在被启动状态。
优选地,所述驱动与控制系统还包括光耦,所述光耦位于所述输液泵状态检测与传输模块与所述控制器模块之间,所述光耦接收到所述第一指示信号,处理后传送给所述控制器模块。
优选地,所述限位开关闭合后,所述限位开关状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第二指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述限位开关处在闭合状态。
优选地,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块和速度检测模块,所述控制器模块与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述驱动电机与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述电机驱动模块在所述控制器模块的控制下驱动所述驱动电机,所述速度检测模块将所述驱动电机的实时速度信息反馈到所述控制器模块;当实时测量到的电机转速大于或者小于预设速度时,控制系统中的控制器模块控制所述电机驱动模块,调节驱动电机转速至预设速度。
优选地,所述驱动与控制系统还包括显示屏、多档位旋钮开关、档位信息处理模块和电机驱动模块,所述多档位旋钮开关连接所述档位信息处理模块,所述档位信息处理模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机以控制驱动电机的转速在被选定的档位上,所述显示屏设置成与水平面成30度夹角,用于显示驱动电机的转速和旋磨时间。
优选地,所述驱动与控制系统还包括采样电阻、采样电阻电压采集模块、放大器、放大电压信息传输模块和电机驱动模块,所述驱动电机连接采样电阻,所述采样电阻连接所述采样电阻电压采集模块,所述采样电阻电压采集模块连接放大器,所述放大器连接放大电压信息传输模块,所述放大电压信息传输模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机,在过载发生时,所述控制器模块控制所述电机驱动模块停止驱动所述驱动电机,使得所述驱动电机停止运转。
优选地,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块;生理盐水灌注系统还包括多个流速调节电路和生理盐水灌注控制电机,所述多个流速调节电路中包括多个电阻和多个流速选择开关,所述多个电阻的电阻值互不相同,所述流速调节电路、流速选择开关与所述电阻三者的数量相同,一个流速选择开关与一个电阻串联在同一个流速调节电路中,每个流速调节电路均与控制器模块相连;所述控制器模块连接所述生理盐水灌注控制电机,控制所述生理盐水灌注控制电机的转速,进而控制所述生理盐水的灌注速度。
优选地,所述生理盐水灌注控制电机驱动所述输液泵,随着所述生理盐水灌注控制电机的转速加快或减慢,所述输液泵的转速加快或减慢,生理盐水的灌注速度随所述输液泵的转速变化而加快或减慢,实现对所述生理盐水的灌注速度的控制。
优选地,所述驱动轴组件包括驱动轴和驱动轴套管;所述驱动与控制系统还包括主动齿轮和传动齿轮,所述驱动轴的一部分固定安装于所述传动齿轮,所述驱动轴未被固定安装于所述传动齿轮的其余部分中的至少一部分、以及导丝的至少一部分位于所述驱动轴套管内;所述驱动轴套管包括前侧套管和后侧套管,所述前侧套管包括嵌套设置的前侧动轨管和前侧静轨管,所述前侧套管位于传动齿轮之前;所述后侧套管包括嵌套设置的后侧动轨管和后侧静轨管,所述后侧套管位于所述传动齿轮之后;
在驱动轴和前侧动轨管之间有第一减磨管,和/或,在驱动轴和后侧动轨管之间有第二减磨管,和/或,在驱动轴的外表面的至少一部分上设有减磨涂层。
优选地,在所述前侧动轨管的外部设有柔性密封圈,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述前侧动轨管的外径;在所述后侧动轨管的外部设有柔性密封圈,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述后侧动轨管的外径。
优选地,所述限位开关与所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳的后壁相对固定,并伸出所述后壁之外;
所述导丝夹紧系统包括多爪夹头、夹头盖和夹头盖固定座,
所述多爪夹头包括由多个相互独立的爪形成的夹头部,以及用于固定连接所述多个相互独立的爪的主体部,所述主体部设置于所述夹头盖内部,所述夹头部伸入所述夹头盖固定座内部;
所述夹头盖固定座与所述后壁相对固定,所述夹头盖固定座位于所述后壁之后的部分有外螺纹,所述夹头盖固定座的后开口用于供所述夹头部伸入,所述后开口内包括锥形的多爪夹头夹紧部;
所述夹头盖内部具有与所述外螺纹相配合的内螺纹,通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合使得夹头盖固定在所述夹头盖固定座上;
所述多爪夹头具有弹性,在所述导丝插入所述多爪夹头内部之后,所述多爪夹头的夹头部能够因此张开,在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述多爪夹头夹紧部和张开后的夹头部之间能够构成过盈配合,所述过盈配合将所述夹头部夹紧,从而使得导丝被所述多爪夹头夹紧;
在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述夹头盖的前端面能够压住所述限位开关,触发所述限位开关处于闭合状态。
优选地,所述夹头盖包括圆筒状的第一止挡结构,所述夹头盖内部还设有第二止挡结构,在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述第一止挡结构和第二止挡结构能够止挡所述多爪夹头向后移动。
优选地,所述导丝夹紧系统还包括柔性密封结构,所述柔性密封结构具有供导丝穿过的第一过孔,在自然状态下,所述第一过孔的直径不大于所述导丝的直径,所述柔性密封结构位于所述夹头盖内部,并且位于所述第二止挡结构的后方,所述柔性密封结构的前端面抵在所述第二止挡结构的后端面上。
优选地,所述驱动与控制系统还包括与所述控制器模块相连的计时模块和报警装置,所述计时模块用于对所述驱动电机的旋转进行计时,当驱动电机单次旋转时间达到第一预设时长或者多次累计旋转时间达到第二预设时长时,所述控制器模块控制所述报警装置发出警报。
本发明的冠状动脉旋磨介入系统,在启动驱动电机以使得旋磨装置开始对生物体血管内部的斑块进行旋磨作业之前,先确认生理盐水灌注系统的输液泵是否处在被启动状态、所述限位开关是否处在闭合状态,这样,避免了没有生理盐水供应、或者导丝没有夹紧的状态下就开始旋磨作业导致的对人体极大的伤害性,有效保障了人体的健康安全,也不需要专门付出人力来检查生理盐水可否被正常供应、导丝是否被夹紧,明显优化了操作便捷性,有效提升了操作体验。
本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中:
图1是本发明的冠状动脉旋磨介入系统(未示出输液泵和生理盐水灌注控制电机)的一种优选实施方式的立体结构示意图;
图2是图1中的冠状动脉旋磨介入系统去掉柔性轴和导丝之后的剖面结构示意图;
图3是本发明的柔性轴的一部分、和旋磨头的一种优选实施方式的立体结构示意图;
图4是本发明的本发明的柔性轴的一部分、和旋磨头的一种优选实施方式的右视图;
图5是本发明的本发明的柔性轴的一部分、和旋磨头的一种优选实施方式的前视图;
图6是图1中A处的局部放大结构示意图;
图7是图1中B处的局部放大结构示意图;
图8是图1中C处的局部放大结构示意图;
图9是本发明的冠状动脉旋磨介入系统在导丝夹紧系统处的爆炸结构示意图;
图10是本发明的冠状动脉旋磨介入系统在导丝夹紧系统处的剖面结构示意图。
附图标号说明:
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分,为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
说明:本发明以冠状动脉旋磨介入系统使用时,更靠近人体内部的一端为“前”,另一端为“后”;另外,本发明所述的冠状动脉旋磨介入系统的“外壳”,是作为多个部件共同的支撑部件或防护部件,从而对于安装在该外壳内部的部件提供防护,“外壳”措辞的使用并非是要求该冠状动脉旋磨介入系统的任何零部件都位于该外壳之内。
本发明提供的冠状动脉旋磨介入系统,参见附图1-10,包括旋磨机构、生理盐水灌注系统、驱动与控制系统、和导丝夹紧系统;
所述旋磨机构包括导丝20、驱动轴组件和旋磨头322;
所述导丝夹紧系统包括限位开关70、以及限位开关状态检测与传输模块,所述限位开关70连接所述限位开关状态检测与传输模块,所述导丝20被夹紧后,触发所述限位开关70处在闭合状态,并被所述限位开关状态检测与传输模块检测到;
所述生理盐水灌注系统包括输液泵(其通常位于外壳10外部,图中未示出)、输液泵控制元件和输液泵状态检测与传输模块,所述输液泵控制元件连接所述输液泵,所述输液泵控制元件能够控制输液泵处在启动状态,所述输液泵连接所述输液泵状态检测与传输模块,以使所述输液泵的启动状态能够被所述输液泵状态检测与传输模块检测到;
所述驱动与控制系统包括驱动电机50和控制器模块,所述限位开关状态检测与传输模块、所述输液泵状态检测与传输模块分别连接所述控制器模块,以向所述控制器模块传输状态数据;
所述控制器模块确认所述生理盐水灌注系统的输液泵处在被启动状态且所述限位开关处在闭合状态之后,才会发出启动所述驱动电机50的指令,以使所述驱动电机50旋转,进而通过所述驱动轴组件带动所述旋磨头322一起旋转。
具体地,所述导丝20贯穿穿过所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳10,从所述冠状动脉旋磨介入系统的最前端延伸到最后端,导丝20的最前端伸出所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳10的最前端之外,导丝20的末端伸出所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳10的最后端之外。所述导丝20是驱动轴组件滑动的轨道,且对驱动轴组件的滑动起到引导作用。在冠状动脉旋磨介入系统工作过程中,利用导丝20引导旋磨头322准确到达作业位置,且通过供应生理盐水以降低该旋磨装置工作时的温度、并避免生物体的血液回流进入该冠状动脉旋磨介入系统内部。本发明的冠状动脉旋磨介入系统,在启动驱动电机50以使得旋磨装置开始对生物体血管内部的斑块进行旋磨作业之前,先确认生理盐水灌注系统的输液泵是否处在被启动状态、所述限位开关70是否处在闭合状态,这样,避免了没有生理盐水供应、或者导丝没有夹紧的状态下就开始旋磨作业导致的对人体极大的伤害性,有效保障了人体的健康安全,也不需要专门付出人力来检查生理盐水可否被正常供应、导丝是否被夹紧,明显优化了操作便捷性,有效提升了操作体验。
优选地,参见附图1和3-5,所述驱动轴组件包括驱动轴30,所述驱动轴包括刚性轴31和柔性轴32,所述柔性轴32固定连接于所述刚性轴31的前侧,所述旋磨头322形成于所述柔性轴32远离所述刚性轴31的一端,所述旋磨头322包括环绕所述柔性轴32周向方向上的偏心结构321;所述偏心结构321包括圆柱段321a,在所述圆柱段321a的横截面的不同径向方向上,所述圆柱段外壁面距离所述柔性轴的中轴线距离最近的第一点,与距离所述柔性轴的中轴线距离最远的第二点之间,所能连接形成的直线与柔性轴的中轴线交叉;所述第一点和第二点之间的直线距离H为0.8-1.2mm,且第二点到所述中轴线的距离L2与第一点到所述中轴线的距离L1之差为0.05-0.2mm。
优选地,所述第一点和第二点之间的直线距离为0.9mm,且第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.1mm。
具体地,所述柔性轴32连接于所述刚性轴31(参见附图7,附图7中示出了刚性轴31的前侧末端,柔性轴32可在此处与刚性轴连接),如插装造成过盈配合、或者焊接连接,柔性轴可以包括贴合设置的内层弹簧丝和外层弹簧丝,所述内层弹簧丝和外层弹簧丝过盈配合。内层弹簧丝包括多股螺旋环绕且相互贴合的内层弹簧丝,外层弹簧丝包括多股螺旋环绕于内层弹簧丝外表面且相互贴合的外层弹簧丝,外层弹簧丝与内层弹簧丝的螺旋环绕方向相反;且在柔性轴的两端,各外层弹簧丝通过激光焊接连接,各内层弹簧丝通过激光焊接连接,同时内层弹簧丝和外层弹簧丝也通过激光焊接连接,即在柔性轴的两端,将各弹簧丝都焊接在一起,具体可以在焊接后进行打磨,以使其端面平整,表面光滑。
所述旋磨头322形成于所述柔性轴32远离所述刚性轴31的一端。所述旋磨头322包括环绕所述柔性轴32周向方向上的偏心结构321,所述偏心结构包括圆柱段321a,在所述圆柱段321a的横截面的不同径向方向上,所述圆柱段321a的外壁面距离所述柔性轴32的中轴线的最远距离是不同的;而在柔性轴32的轴向方向上,所述圆柱段321a的外壁面距离所述柔性轴32的中轴线的最远距离是相同的。
在所述圆柱段321a的横截面的不同径向方向上,所述圆柱段321a的外壁面距离所述柔性轴32的中轴线距离最近的第一点,与距离所述柔性轴32的中轴线距离最远的第二点之间,可以连接形成一条与柔性轴32的中轴线交叉的直线,即,连接所述第一点与柔性轴的同一横截面的圆心点形成的第一径向方向,与连接所述第二点与前述圆心点形成的第二径向方向,相隔180°。
所述柔性轴32的直径可为0.5-0.8mm,优选为0.65mm;所述第一点和第二点之间的直线距离可为0.8-1.2mm,优选为0.9mm;第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.08-0.16mm,优选为0.1mm。所述第二点与所述柔性轴32的中轴线之间的距离稍大于柔性轴32的半径,这是由于为了保证较小的尺寸,本发明的旋磨头以电镀的方式加工,而模具难于完全将所述柔性轴的部分外表面完全防护覆盖,故而旋磨头通常都会形成在柔性轴的整个周向上,前述“所述第二点与所述柔性轴的中轴线之间的距离稍大于柔性轴的半径”就是由于这种加工方式所带来的不可避免的结果。
优选地,所述旋磨头322还包括位于所述偏心结构321前端的锥形部322a,所述锥形部322a与所述柔性轴32同轴,所述锥形部322a的大径端与所述偏心结构321相连,所述偏心结构321还包括分别位于所述圆柱段321a前端和后端的第一偏心锥段321b和第二偏心锥段321c,其中,所述第一偏心锥段321b的小径端连接所述锥形部322a的大径端,所述第一偏心锥段321b的大径端连接所述圆柱段321a的前端,所述第二偏心锥段321c的大径端连接所述圆柱段321a的后端,所述第二偏心锥段321c的小径端连接所述柔性轴32的外圆周面;所述锥形部322a为不锈钢材质,其外表面为光滑表面;所述偏心结构321包括电铸镍基材和电镀镶嵌于所述基材中的磨粒。在另一种实施方式中,所述锥形部322a也可以不与所述偏心结构321相连,二者之间可以有一定的间隔,间隔长度可为,比如5mm、8mm等。
在所述柔性轴的轴向方向上,所述圆柱段321a的延伸长度可为0.8-1.5mm,优选为1mm。所述第一偏心锥段321b和第二偏心锥段321c均与所述圆柱段321a一体形成,而后通过打磨以形成所述第一偏心锥段321b和第二偏心锥段321c。每个偏心锥段的长度可为0.1-0.3mm,优选为0.2mm。通过设置所述偏心锥段和锥形部,使得所述旋磨头322与所述柔性轴32之间没有垂直台阶,便于所述旋磨头进入血管内部待旋磨的斑块内部,并顺利将该斑块的一部分推到旋磨头外壁面上以供被旋磨。
所述锥形部322a的延伸长度为0.6-1.0mm,优选为0.8mm;所述锥形部322a的前端面直径为0.35-0.6mm。优选地,所述锥形部322a的轴向尺寸占所述旋磨头322轴向尺寸的30%-40%,所述圆柱段321a的轴向尺寸占所述旋磨头322轴向尺寸的40%-50%,所述圆柱段321a的直径与所述偏心结构321的轴向尺寸之比为0.6-0.7。
因为所述锥形头322a的径向尺寸相对于所述圆柱段321a和所述偏心锥段的径向尺寸来说都更小,通过所述锥形部322a的设置,进一步便于将斑块的一部分推到旋磨头外壁面上以供被旋磨。
相比现有技术中的其它旋磨头,本发明提供的旋磨头的结构形式,能够使得柔性轴径向方向上尺寸更小,整个旋磨头的体积较小,因此即使斑块较大,该旋磨头也易于到达斑块的中心处,同时依然能够保证优异的切削效果。进一步地,在手术过程中,由于整个旋磨头在柔性轴径向方向上尺寸小,故体积和质量比较小,在旋磨头在绕轴组件的轴线转动时,旋磨头的自转会带动周围的血液运动,由血液运动而形成的流体压场会推动旋磨头绕血管内壁作周向转动,即旋磨头绕自身轴线自转的同时,还会绕着血管内壁的周向进行公转,随着斑块被磨削的量越来越大,血管内部腔体空间的直径也越来越大,旋磨头公转的轨道直径也逐渐增大,从而对斑块进行逐渐磨削。
通过本发明的旋磨头结构形式,随着旋磨头的公转,旋磨头在血管的周向上对斑块进行磨削,而不是一直磨削血管周向上的某一位置,如此,能够尽可能降低磨削引起的血液温度升高。另外,虽然驱动轴高速旋转,但是由于旋磨头同时自转和公转,且其体积和质量相对较小,因此,相对于大直径的旋磨头来说,其磨削力相对较小,幅度能够降低5%以上,降低对血管的冲击。且本发明通过将柔性轴设置成反向环绕的双层结构,如此,在反向旋转柔性轴时,内外层的弹簧丝相互作用,能够很好地防止柔性轴松散;且采用这种双层反向的结构,相对三层以上环绕的结构,既能够提高柔性轴的柔韧性,又能够保证扭矩的传递,而且整个柔性轴的直径也不会太大,有利于在血管内的运动。进一步地,在柔性轴的两端分别进行激光焊接连接,使两端的各弹簧丝成为一个整体,能够尽可能避免柔性轴高速转动以及反向转动时造成的内外层以及各层弹簧丝发生松散,且省去了柔性轴端部的保护套,增加了驱动轴的可靠性以及提高了整个冠状动脉旋磨介入系统的装配效率;同时旋磨头能够在柔性轴的端部设置,当柔性轴与斑块接触初期,由于旋磨头的磨削作用,能够减小柔性轴与斑块之间的接触力,减少柔性轴对血管的冲击,否则,如果旋磨头与柔性轴的端部留有距离,则当柔性轴的端部触碰到斑块时,对血管的冲击比较大。
优选地,在所述输液泵控制元件控制输液泵启动后,所述输液泵状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第一指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述输液泵处在被启动状态。
优选地,所述驱动与控制系统还包括光耦,所述光耦位于所述输液泵状态检测与传输模块与所述控制器模块之间,所述光耦接收到所述第一指示信号,处理后传送给所述控制器模块。
信号传输通常是以电磁波的形式,不同的电磁波之间容易存在相互干扰,本申请通过在输液泵状态传输模块和控制器模块之间设置光耦,通过光耦处理能够实现信号单向传输,使得输入端与输出端之间完全实现了电气隔离,输出信号对输入端无影响,即不会干扰到第一指示信号,使得控制器模块能够准确识别到第一指示信号,做到了抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。
优选地,所述限位开关闭合后,所述限位开关状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第二指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述限位开关处在闭合状态。
具体地,限位开关和限位开关状态检测与传输模块可以集成在同一个位移传感器中,在导丝被夹紧时,该位移传感器(内的限位开关状态检测与传输模块)向控制器模块发出第二指示信号。
优选地,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块和速度检测模块,所述控制器模块与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述驱动电机与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述电机驱动模块在所述控制器模块的控制下驱动所述驱动电机,所述速度检测模块将所述驱动电机的实时速度信息反馈到所述控制器模块;当实时测量到的电机转速大于或者小于预设速度时,控制系统中的控制器模块控制所述电机驱动模块,调节驱动电机转速至预设速度。
本发明提供的冠状动脉旋磨介入系统能够实现驱动电机的转速反馈控制,实现让驱动电机在速度偏大/偏小时,能够回到标准转速。具体地,在速度检测模块中有速度检测设备,例如,霍尔传感器,通过霍尔传感器可以实时测量电机转速,当电机转速大于或小于预先设定的速度时,控制器模块会调节其自身发出的PWM脉冲,电机驱动模块接收到前述脉冲后,进而调节驱动电机的转速至预设速度(例如,可通过增减电机的电流来调节电机的转速),实现了驱动电机的转速反馈控制,整个电机转速调节过程可以通过PID控制方式自动实现。
优选地,所述驱动与控制系统还包括显示屏60、多档位旋钮开关61、档位信息处理模块和电机驱动模块,所述多档位旋钮开关连接所述档位信息处理模块,所述档位信息处理模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机50以控制驱动电机50的转速在被选定的档位上,所述显示屏60设置成与水平面成30度夹角,用于显示驱动电机的转速和旋磨时间。
对于本发明的冠状动脉旋磨介入系统的驱动电机的转速,有多个档位可以选择,即可以设定所述驱动电机50以不同的标准转速旋转。具体地,当所述多档位旋钮开关61被操作者旋转到选定档位上后,该选定的档次能够输出与之对应的特定的编码信息(即,不同的被选定的档位对应输出的是不同的编码信息),所述档位信息处理模块在收到该编码信息后,与自身储存的编码信息与档位的对应关系比对后判断得出是哪个档位被选定,继而与该档位信息处理模块相连的控制器模块可控制所述电机驱动模块将电机速度调节到该档位对应的速度值。
优选地,所述驱动与控制系统还包括采样电阻、采样电阻电压采集模块、放大器、放大电压信息传输模块和电机驱动模块,所述驱动电机连接采样电阻,所述采样电阻连接所述采样电阻电压采集模块,所述采样电阻电压采集模块连接放大器,所述放大器连接放大电压信息传输模块,所述放大电压信息传输模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机50,在过载发生时,所述控制器模块控制所述电机驱动模块停止驱动所述驱动电机50,使得所述驱动电机停止运转。
所述冠状动脉旋磨介入系统具有过载保护功能,通过以上技术方案来实现。在驱动与控制系统的电路里,设置一个串联的采样电阻,采样电阻的阻值可以为,例如50毫欧之类的小阻值,以尽量减少对原电路的影响,而这样,对采样电阻两端的电压就不容易准确测量,为此,本发明使得采样电阻电压采集模块连接一个放大器,通过放大器放大采样电阻采集模块采集到的电压值,而后将放大后的电压值传输至控制器模块,控制器模块根据收到的电压值判断该电路里是否有过载情况发生,在该电压值大于预定电压时,说明该电路里面电流过大,即发生了过载情况。在过载情况发生时,所述控制器模块控制所述电机驱动模块停止驱动所述驱动电机50,使得所述驱动电机50停转,实现所述过载保护功能。
优选地,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块;生理盐水灌注系统还包括多个流速调节电路和生理盐水灌注控制电机(其通常位于外壳10之外,图中未示出),所述多个流速调节电路中包括多个电阻和多个流速选择开关,所述多个电阻的电阻值互不相同,所述流速调节电路、流速选择开关与所述电阻三者的数量相同,一个流速选择开关与一个电阻串联在同一个流速调节电路中,每个流速调节电路均与控制器模块相连;所述控制器模块连接所述生理盐水灌注控制电机,控制所述生理盐水灌注控制电机的转速,进而控制所述生理盐水的灌注速度。
生理盐水至少有两种流速,一种流速是普通冲洗速度,指的是所述冠状动脉旋磨介入系统的旋磨头在人体内部、但未处在高速旋转对斑块进行旋磨的状态下,生理盐水的流速是普通冲洗速度,不间断地用普通冲洗速度冲洗,防止血液倒流进入冠状动脉旋磨介入系统内部;另一种流速是高速灌注速度,指的是在所述旋磨头在人体内部高速旋转对斑块进行旋磨的状态下,生理盐水的流速是比普通冲洗速度更高的高速灌注速度,以在防止血液倒流的同时,充分冷却旋磨头。而为了能使得生理盐水以至少两种不同的流速工作,在所述生理盐水控制系统里面设置多个流速调节电路(至少两个),每个流速调节电路中包括一个流速选择开关和一个电阻,通过流速选择开关的开闭,使得不同的流速调节电路处在不同的通路状态下,这样,不同的通路中由于电阻阻值的不同,电流就不同,控制器模块根据接收到的不同的电流信号,能够判断出该电流信号所对应的、被操作者所选择的流速,通过控制生理盐水灌注控制电机的转速,进而控制生理盐水的灌注速度。
优选地,生理盐水灌注控制电机驱动所述输液泵,随着所述生理盐水灌注控制电机的转速加快或减慢,所述输液泵的转速加快或减慢,生理盐水的灌注速度随所述输液泵的转速变化而加快或减慢,实现对所述生理盐水的灌注速度的控制。
优选地,导丝20的刚度小于柔性轴32的刚度,以使导丝20能够更好地适应血管的延伸路径。
为了减少对血管的损伤,本发明中,虽然驱动轴的转速可达到17~25万转每分钟的高转速,但是,这个高转速一般仅在冠状动脉旋磨介入系统的旋磨状态时使用,在非旋磨状态时,转速设置比较低。当然,并非在旋磨状态均使用17~25万转每分钟的转速,也可以设置较低的转速,如7000转每分钟、9000转每分钟等。
其中,柔性轴32中的外层弹簧丝的螺旋环绕方向与驱动电机50中驱动轴的转动方向可以相同或者相反,一种优选的实施例中,外层弹簧丝的螺旋环绕方向与磨削状态时驱动电机的驱动轴的转动方向相同,以使得在磨削作业时,能够更好地使柔性轴处于绕紧状态,更好地传递扭矩,进而提高磨削速度。
在柔性轴32高速旋转时,柔性轴32与穿设于其内的导丝20会发生摩擦,为了减少二者的磨损,柔性轴32的内表面与导丝20的外表面可分别设置有减磨涂层,具体可以通过表面处理或者喷涂等方式形成在柔性轴32的内表面与导丝20的外表面。减磨涂层可以为聚四氟乙烯涂层。
优选地,所述驱动轴组件包括驱动轴30和驱动轴套管;所述驱动与控制系统还包括主动齿轮和传动齿轮,所述驱动轴30的一部分固定安装于所述传动齿轮,所述驱动轴未被固定安装于所述传动齿轮的其余部分中的至少一部分、以及导丝的至少一部分位于所述驱动轴套管内;所述驱动轴套管包括前侧套管和后侧套管,所述前侧套管包括嵌套设置的前侧动轨管41和前侧静轨管42,所述前侧套管位于传动齿轮之前;所述后侧套管包括嵌套设置的后侧动轨管43和后侧静轨管44,所述后侧套管位于所述传动齿轮之后。
优选地,在驱动轴30和前侧动轨管41之间有第一减磨管(图中未示出)。
优选地,在驱动轴30和后侧动轨管43之间有第二减磨管(图中未示出)。
优选地,在驱动轴30的外表面的至少一部分上设有减磨涂层。
优选地,在所述前侧动轨管的外部设有柔性密封圈45,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述前侧动轨管的外径;在所述后侧动轨管的外部设有柔性密封圈45,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述后侧动轨管的外径。
具体地,所述驱动轴30中的所述刚性轴31与所述传动齿轮插装连接,使得驱动轴的一部分固定安装于所述传动齿轮,且与所述传动齿轮过盈配合,以将驱动电机的驱动动力传递给刚性轴31,刚性轴的轴向与驱动机构的滑动方向平行,具体地,是与驱动电机的驱动轴的轴向、以及传动齿轮的回转轴平行。
本领域技术人员可以理解地,所述驱动轴30是空心轴,所述导丝20贯穿穿过驱动轴30。而随着驱动机构的向前滑动,驱动轴30相对于外壳10向前滑动,但在运动时可能弯曲或者发生其他故障,无法沿着预定方向滑动,增加操控难度,而在拉回驱动轴的过程中,驱动轴和导丝也可能发生弯曲,进而阻碍驱动轴回退,本发明通过设置驱动轴套管,对驱动轴和导丝起到约束和导向的作用。参考图2、6和7,驱动轴30中的刚性轴31部分过盈插装在驱动电机下方的传动齿轮处,而位于传动齿轮之前的驱动轴部分被设置前侧套管中,位于传动齿轮之后的驱动轴部分和导丝则被设置在后侧套管中。所述前侧套管和所述后侧套管都沿着位于传动齿轮处的驱动轴的轴向设置,所述前侧套管位于传动齿轮之前,所述后侧套管位于所述传动齿轮之后,在外壳的底壁间隔设置有套管支撑座,支撑着前侧套管和后侧套管沿着前述轴向方向延伸。
所述前侧套管包括前侧动轨管41和前侧静轨管42,这二者嵌套设置,构成一套滑动副。在本实施例中,将前侧动轨管41设在前侧静轨管42内部。所述驱动轴位于传动齿轮之前的部分以与前侧动轨管41相对固定的方式嵌置于所述前侧动轨管的内腔。在驱动轴和前侧动轨管41之间有第一减磨管,以减小二者之间的摩擦力。
所述后侧套管包括后侧动轨管43和后侧静轨管44,两者嵌套设置,构成一幅滑动副,在本实施例中,将后侧动轨管43设在后侧静轨管44内部。所述驱动轴位于传动齿轮之后的部分以与后侧动轨管43相对固定的方式嵌置于所述后侧动轨管的内腔。在驱动轴和后侧动轨管43之间有第二减磨管,以减小二者之间的摩擦力。
还可以通过在驱动轴的外表面的至少一部分上设有减磨涂层,减小驱动轴运动时相对于与驱动轴相邻的部件之间的摩擦力。
本发明的冠状动脉旋磨介入系统内部设有滑槽,所述前侧动轨管41、后侧动轨管43能够沿着所述滑槽滑动,保证驱动轴沿轴向顺利地推进与回退,从而将旋磨头送到待旋磨的斑块处、旋磨结束后回撤旋磨头,有效保证了斑块旋磨切除手术的安全可靠性。
本领域技术人员可以理解,在管壁厚度相同的情况下,由于两侧的动轨管与两侧的静轨管外径大于驱动轴的外径,因此,两侧的动轨管与两侧的静轨管的弯曲强度要大于驱动轴的弯曲强度,并且由于两侧的动轨管与两侧的静轨管并不用于伸入人体血管的内部,以及根据本发明的发明目的,与要求易于弯曲相反,两侧的动轨管与两侧的静轨管要求足够高的弯曲强度,因此在管壁小于或等于驱动轴管壁的情形下,两侧的动轨管与两侧的静轨管可以采用强度更高的材质制造,如304不锈钢等。
第一减磨管/第二减磨管可选为医用聚酰亚胺材料,其具有表面摩擦系数低,耐高温的优点。在减小相对滑动时的摩擦力的同时,通过第一减磨管/第二减磨管的设置还能够填充驱动轴与前侧动轨管/后侧动轨管之间的间隙,降低了从位于前侧动轨管前方的生理盐水灌注系统向后漏出生理盐水的速率。
通过驱动轴套管的设置,增强了轴向的引导作用,且前侧动轨管或前侧静轨管还可以对径向内侧的驱动轴起到约束作用,防止驱动轴过度弯折,而后侧静轨管可沿径向同时约束导丝及驱动轴,从而保证轴向推力顺利传递至设于驱动轴远端的旋磨头,即保证驱动轴沿轴向顺利地往前推进与回退,进而保证旋磨切除手术的安全性。
在前已经介绍过,所述冠状动脉旋磨介入系统具有生理盐水灌注系统。而通过该系统灌注的生理盐水,最终会进入驱动轴套管组件中,沿着驱动轴套管组件内部的空腔流动,降低位于驱动轴套管内部的驱动轴30的温度,特别是驱动轴30的柔性轴32部分上的旋磨头322的温度。通过在所述前侧动轨管的外部设有柔性密封圈45,在自然状态下,所述密封圈45的内径小于所述前侧动轨管41的外径;在所述后侧动轨管43的外部设有柔性密封圈45,在自然状态下,因为所述密封圈45的内径小于所述后侧动轨管43的外径,能够有效降低生理盐水的泄露可能,尽可能使得生理盐水仅通过在驱动轴套管组件内部流动至下文所述的介入导管末端流出,避免生理盐水泄露在所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳之内从而导致影响冠状动脉旋磨介入系统的正常工作。
优选地,参见图9-10,所述限位开关70与所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳10的后壁相对固定,并伸出所述后壁之外;所述导丝夹紧系统包括多爪夹头73、夹头盖71和夹头盖固定座72,所述多爪夹头73包括由多个相互独立的爪形成的夹头部731,以及用于固定连接所述多个相互独立的爪的主体部732,所述主体部732设置于所述夹头盖71内部,所述夹头部731伸入所述夹头盖固定座72内部;所述夹头盖固定座72与所述后壁相对固定,所述夹头盖固定座72位于所述后壁之后的部分有外螺纹,所述夹头盖固定座72的后开口721用于供所述夹头部731伸入,所述后开口721内包括锥形的多爪夹头夹紧部721a;所述夹头盖71内部具有与所述外螺纹相配合的内螺纹,通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合使得夹头盖71固定在所述夹头盖固定座72上;所述多爪夹头73具有弹性,在所述导丝20插入所述多爪夹头73内部之后,所述多爪夹头73的夹头部731能够因此张开,在所述夹头盖71相对所述夹头盖固定座72拧紧后,所述多爪夹头夹紧部721a和张开后的夹头部731之间能够构成过盈配合,所述过盈配合将所述夹头部731夹紧,从而使得导丝20被所述多爪夹头73夹紧;在所述夹头盖71相对所述夹头盖固定座72拧紧后,所述夹头盖71的前端面能够压住所述限位开关70,触发所述限位开关70处于闭合状态。
具体地,所述多爪夹头例如为四爪夹头或三爪夹头,外形可以类似十字半圆头螺栓,所述四爪夹头的内部从后端面开始向前有开孔,所述开孔延伸至螺栓头的内部,该螺栓头上有“十”字形开缝,在径向方向上,“十”字形开缝一直延伸到螺栓头的径向外缘,所述“十”字形开缝还在长度方向上延伸,一直延伸到所述螺栓的本体部分(螺栓的本体部分不包括螺栓头)、但不贯穿所述螺栓的本体部分,从而构成了前端包括四只夹爪、四只夹爪在周向方向上依次排列的四爪夹头,此时,四个相互独立的爪形成了夹头部,位于四个独立的爪之后的部分是为该多爪夹头的主体部。
在所述夹头盖71相对于所述夹头盖固定座72拧紧后,产生了两个结果,第一是由于前述拧紧,所述多爪夹头73被向前推进,挤进内表面为锥形的多爪夹头夹紧部721a中,这样,多爪夹头夹紧部721a和张开的夹头部731之间就构成了过盈配合,该过盈配合将夹头部731夹紧,从而使得夹在夹头部731之中的导丝20被多爪夹头73夹紧;第二是由于前述拧紧,所述夹头盖71的前端面从无法接触到限位开关70的后端面,变到能够接触并且压住该限位开关70的后端面,从而触发限位开关70处于闭合状态(例如,一种实施方式的限位开关内可设有本来互不接触的两片压簧,因为限位开关被夹头盖的前端面压住后,两片压簧因受压而相互接触,即,限位开关闭合,两片压簧的相互接触构成了电路通路,所述限位开关的闭合状态就能够被所述限位开关检测与传输模块检测到)。
优选地,所述夹头盖71包括圆筒状的第一止挡结构711,所述夹头盖71内部还设有第二止挡结构75,在所述夹头盖71相对所述夹头盖固定座72拧紧后,所述第一止挡结构711和第二止挡结构75能够止挡所述多爪夹头73向后移动。
所述第一止挡结构711可以是夹头盖内部的圆筒状结构,该圆筒状结构可以与所述夹头盖一体形成,所述圆筒的内径稍大于所述类似十字半圆头螺栓的本体部分的外径,但小于其螺栓头底部的直径,由此,在夹头盖相对于所述夹头盖固定座拧紧之后,所述螺栓的本体部分位于所述圆筒之内,而所述圆筒的前端面因为前述拧紧所以抵接在所述螺栓头的底部,挡住所述多爪夹头向后移动。
所述第二止挡结构75可以位于所述多爪夹头73后方,第二止挡结构75的前端面抵在所述多爪夹头73的后端面上,所述第二止挡结构75的后端面直接或间接地被所述夹头盖71限位,故第二止挡结构75亦能够止挡所述多爪夹头73向后移动。所述第二止挡结构75内部开设有穿孔,所述穿孔可包括喇叭孔部分和等径孔部分,所述喇叭孔部分相比等径孔部分更接近所述多爪夹头73的后端面,所述等径孔部分的直径等于所述喇叭孔部分后末端的直径,如此,可对导丝顺利穿过第二止挡结构内部的穿孔起到引导作用。
优选地,所述导丝夹紧系统还包括柔性密封结构74,所述柔性密封结构74具有供导丝穿过的第一过孔741,在自然状态下,所述第一过孔741的直径不大于所述导丝20的直径,所述柔性密封结构74位于所述夹头盖71内部,并且位于所述第二止挡结构75的后方,所述柔性密封结构74的前端面抵在所述第二止挡结构75的后端面上。
所述柔性密封结构74可以是硅胶材质,可以理解地,该第一过孔741的直径不大于导丝20的外径,但允许导丝20能够穿过其中,在夹头盖71相对于所述夹头盖固定座72拧紧之后,所述柔性密封结构74被压紧变形,进一步压紧导丝20,导丝20和柔性密封结构74之间的缝隙进一步减小,可起到密封作用,可以防止从驱动轴套管中泄露到所述冠状动脉旋磨介入系统外壳内部的生理盐水(如有)通过所述导丝20和所述柔性密封结构74之间的第一过孔741流出到所述冠状动脉旋磨介入系统外部。
通过由上导丝夹紧系统的具体设置,可有效夹紧导丝,避免冠状动脉旋磨介入系统工作过程中,导丝发生移位而造成医疗事故。
优选地,所述驱动与控制系统还包括与所述控制器模块相连的计时模块和报警装置,所述计时模块用于对所述驱动电机的旋转进行计时,当驱动电机单次旋转时间达到第一预设时长或者多次累计旋转时间达到第二预设时长时,所述控制器模块控制所述报警装置发出警报。
所述冠状动脉旋磨介入系统还包括介入导管机构,所述介入导管机构的一部分位于外壳内部,另一部分自外壳前端伸出。所述外壳除了上文提到的后壁之外,还包括前壁和底壁,所述前壁上开设有第二过孔11。
所述介入导管机构包括介入导管80和转接件90,所述驱动轴的一部分位于所述介入导管内部,所述转接件90内部设有转接件通孔,所述介入导管80的后端插入所述转接件通孔内部、与所述转接件通孔过盈配合。
所述转接件90包括转接件前部91、转接件缩径结构92和转接件后部93。所述转接件前部91露出所述外壳10之外,所述转接件前部91为柔性材质制成的锥体,结构美观且便于保护所述介入导管80,使得所述介入导管80不易发生受力弯折。所述转接件缩径结构92位于所述转接件前部91和转接件后部93之间,所述转接件缩径结构92的最小直径小于所述转接件前部91的最小直径和所述转接件后部93的最小直径。所述外壳10的前端面上的第二过孔11与所述缩径结构92尺寸相适配,使得该缩径结构92可以卡在所述第二过孔11处,从而使得所述转接件90固定在所述外壳10上。
所述生理盐水灌注系统还包括输出接头100和进水管路(图中未示出进水管路),所述进水管路的末端插入所述输出接头100的侧壁,构成过盈配合,以实现对进水管路的可靠固定,并尽量避免生理盐水在此处的泄漏。
进一步地,所述介入导管80的后端还可以完全穿过所述转接件90内部的通孔,直至伸入生理盐水灌注系统的输出接头100内部。由此,低温的生理盐水从进水管路进入到输出接头100后,可以快速进入所述介入导管80内,而后顺着介入导管80进入人体血管内部,起到冷却工作状态下的旋磨头322的作用等。进一步地,所述转接件后部的内部与所述输出接头的前端外部设有第一卡接配合结构,以使得转接件90和输出接头100二者可以固定在一起。
所述第一卡接配合结构包括卡接头102和卡接槽,所述卡接槽开设在所述转接件后部93的内部,所述卡接头102设于所述输出接头100的前端,与所述卡接槽相适配。为了便于将卡接头102安装进入所述卡接槽,将所述输出接头100的前端面与侧壁交界处设有倒角,所述倒角的角度可为30~60°。
所述输出接头100包括输出接头主体部分101和卡接头102,卡接头102位于所述输出接头主体部分101的前部。所述输出接头主体部分101包括输出接头前部103、输出接头缩径部104和输出接头后部105,所述输出接头缩径部104与输出接头前部103之间有第一坡面过渡段,输出接头缩径部104与输出接头后部105之间设有第二坡面过渡段。所述输出接头内部有贯穿的通孔,该通孔可以是变径的,该通孔与上文所述的介入导管相接触的部分能够做到过盈配合以夹紧所述介入导管的末端,该通孔与下文所述的前侧静轨管相接触的部分也能做到过盈配合以夹紧所述前侧静轨管的前端。
所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳的底壁上表面设有输出接头承托座,所述输出接头承托座用于支撑所述输出接头前部。
本发明的冠状动脉旋磨介入系统中,所述驱动与控制系统的显示屏在显示驱动电机实时转速,显示本次旋转时间,累计旋转时间等之外,还可以显示旋磨头温度。显示屏以及上文所述的多档位选择旋钮等,均设置在装置后端(位于生理盐水灌注系统之后,也位于驱动电机之后),这是基于人机工程学考虑,手术过程中主刀医生主要负责操作仪器和观察CT成像的结果,而观察显示屏和操作旋钮等工作则由助手完成,显示屏和旋钮位于后端,便于助手站在机器末端配合主刀医生操作。
本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (19)
1.一种冠状动脉旋磨介入系统,包括旋磨机构、生理盐水灌注系统、驱动与控制系统、和导丝夹紧系统;
所述旋磨机构包括导丝、驱动轴组件和旋磨头;
其特征在于:
所述导丝夹紧系统包括限位开关、以及限位开关状态检测与传输模块,所述限位开关连接所述限位开关状态检测与传输模块,所述导丝被夹紧后,触发所述限位开关处于闭合状态,并被所述限位开关状态检测与传输模块检测到;
所述生理盐水灌注系统包括输液泵、输液泵控制元件和输液泵状态检测与传输模块,所述输液泵控制元件连接所述输液泵,所述输液泵控制元件能够控制输液泵处在启动状态,所述输液泵连接所述输液泵状态检测与传输模块,以使所述输液泵的启动状态能够被所述输液泵状态检测与传输模块检测到;
所述驱动与控制系统包括驱动电机和控制器模块,所述限位开关状态检测与传输模块、所述输液泵状态检测与传输模块分别连接所述控制器模块,以向所述控制器模块传输状态数据;
所述控制器模块确认所述生理盐水灌注系统的输液泵处在启动状态且所述限位开关处在闭合状态之后,才会发出启动所述驱动电机的指令,以使所述驱动电机旋转,进而通过所述驱动轴组件带动所述旋磨头一起旋转。
2.如权利要求1所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动轴组件包括驱动轴,所述驱动轴包括刚性轴和柔性轴,所述柔性轴固定连接于所述刚性轴的前侧,所述旋磨头形成于所述柔性轴远离所述刚性轴的一端,所述旋磨头包括环绕所述柔性轴周向方向上的偏心结构;所述偏心结构包括圆柱段,在所述圆柱段的横截面的不同径向方向上,所述圆柱段外壁面距离所述柔性轴的中轴线距离最近的第一点,与距离所述柔性轴的中轴线距离最远的第二点的连线,与柔性轴的中轴线交叉;所述第一点和第二点之间的直线距离为0.8-1.2mm,且第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.05-0.2mm。
3.如权利要求2所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述第一点和第二点之间的直线距离为0.9mm,且第二点到所述中轴线的距离与第一点到所述中轴线的距离之差为0.1mm。
4.如权利要求3所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述旋磨头还包括位于所述偏心结构的前端的锥形部,所述锥形部与所述柔性轴同轴,所述锥形部的大径端与所述偏心结构相连,所述偏心结构还包括分别位于所述圆柱段前端和后端的第一偏心锥段和第二偏心锥段,其中,所述第一偏心锥段的小径端连接所述锥形部的大径端,所述第一偏心锥段的大径端连接所述圆柱段的前端,所述第二偏心锥段的大径端连接所述圆柱段的后端,所述第二偏心锥段的小径端连接所述柔性轴的外圆周面;所述锥形部为不锈钢材质,其外表面为光滑表面;所述偏心结构包括电铸镍基材和电镀镶嵌于所述基材中的磨粒。
5.如权利要求4所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述锥形部的轴向尺寸占所述旋磨头轴向尺寸的30%-40%,所述圆柱段的轴向尺寸占所述旋磨头轴向尺寸的40%-50%,所述圆柱段的直径与所述偏心结构的轴向尺寸之比为0.6-0.7。
6.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述输液泵控制元件控制输液泵启动后,所述输液泵状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第一指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述输液泵处在被启动状态。
7.如权利要求6所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括光耦,所述光耦位于所述输液泵状态检测与传输模块与所述控制器模块之间,所述光耦接收到所述第一指示信号,处理后传送给所述控制器模块。
8.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述限位开关闭合后,所述限位开关状态检测与传输模块向所述控制器模块发出第二指示信号,以使得所述控制器模块能够确认所述限位开关处在闭合状态。
9.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块和速度检测模块,所述控制器模块与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述驱动电机与所述电机驱动模块和速度检测模块均连接,所述电机驱动模块在所述控制器模块的控制下驱动所述驱动电机,所述速度检测模块将所述驱动电机的实时速度信息反馈到所述控制器模块;当实时测量到的电机转速大于或者小于预设速度时,控制系统中的控制器模块控制所述电机驱动模块,调节驱动电机转速至预设速度。
10.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括显示屏、多档位旋钮开关、档位信息处理模块和电机驱动模块,所述多档位旋钮开关连接所述档位信息处理模块,所述档位信息处理模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机以控制驱动电机的转速在被选定的档位上,所述显示屏设置成与水平面成30度夹角,用于显示驱动电机的转速和旋磨时间。
11.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括采样电阻、采样电阻电压采集模块、放大器、放大电压信息传输模块和电机驱动模块,所述驱动电机连接采样电阻,所述采样电阻连接所述采样电阻电压采集模块,所述采样电阻电压采集模块连接放大器,所述放大器连接放大电压信息传输模块,所述放大电压信息传输模块连接所述控制器模块,所述控制器模块连接所述电机驱动模块,所述电机驱动模块连接所述驱动电机,在过载发生时,所述控制器模块控制所述电机驱动模块停止驱动所述驱动电机,使得所述驱动电机停止运转。
12.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括电机驱动模块;生理盐水灌注系统还包括多个流速调节电路和生理盐水灌注控制电机,所述多个流速调节电路中包括多个电阻和多个流速选择开关,所述多个电阻的电阻值互不相同,所述流速调节电路、流速选择开关与所述电阻三者的数量相同,一个流速选择开关与一个电阻串联在同一个流速调节电路中,每个流速调节电路均与控制器模块相连;所述控制器模块连接所述生理盐水灌注控制电机,控制所述生理盐水灌注控制电机的转速,进而控制所述生理盐水的灌注速度。
13.如权利要求12所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述生理盐水灌注控制电机驱动所述输液泵,随着所述生理盐水灌注控制电机的转速加快或减慢,所述输液泵的转速加快或减慢,生理盐水的灌注速度随所述输液泵的转速变化而加快或减慢,实现对所述生理盐水的灌注速度的控制。
14.如权利要求1所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动轴组件包括驱动轴和驱动轴套管;所述驱动与控制系统还包括主动齿轮和传动齿轮,所述驱动轴的一部分固定安装于所述传动齿轮,所述驱动轴未被固定安装于所述传动齿轮的其余部分中的至少一部分、以及导丝的至少一部分位于所述驱动轴套管内;所述驱动轴套管包括前侧套管和后侧套管,所述前侧套管包括嵌套设置的前侧动轨管和前侧静轨管,所述前侧套管位于传动齿轮之前;所述后侧套管包括嵌套设置的后侧动轨管和后侧静轨管,所述后侧套管位于所述传动齿轮之后;
在驱动轴和前侧动轨管之间有第一减磨管,和/或,在驱动轴和后侧动轨管之间有第二减磨管,和/或,在驱动轴的外表面的至少一部分上设有减磨涂层。
15.如权利要求14所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,在所述前侧动轨管的外部设有柔性密封圈,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述前侧动轨管的外径;在所述后侧动轨管的外部设有柔性密封圈,在自然状态下,所述密封圈的内径小于所述后侧动轨管的外径。
16.如权利要求1-5中任一项所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述限位开关与所述冠状动脉旋磨介入系统的外壳的后壁相对固定,并伸出所述后壁之外;
所述导丝夹紧系统包括多爪夹头、夹头盖和夹头盖固定座,
所述多爪夹头包括由多个相互独立的爪形成的夹头部,以及用于固定连接所述多个相互独立的爪的主体部,所述主体部设置于所述夹头盖内部,所述夹头部伸入所述夹头盖固定座内部;
所述夹头盖固定座与所述后壁相对固定,所述夹头盖固定座位于所述后壁之后的部分有外螺纹,所述夹头盖固定座的后开口用于供所述夹头部伸入,所述后开口内包括锥形的多爪夹头夹紧部;
所述夹头盖内部具有与所述外螺纹相配合的内螺纹,通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合使得夹头盖固定在所述夹头盖固定座上;
所述多爪夹头具有弹性,在所述导丝插入所述多爪夹头内部之后,所述多爪夹头的夹头部能够因此张开,在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述多爪夹头夹紧部和张开后的夹头部之间能够构成过盈配合,所述过盈配合将所述夹头部夹紧,从而使得导丝被所述多爪夹头夹紧;
在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述夹头盖的前端面能够压住所述限位开关,触发所述限位开关处于闭合状态。
17.如权利要求16所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述夹头盖包括圆筒状的第一止挡结构,所述夹头盖内部还设有第二止挡结构,在所述夹头盖相对所述夹头盖固定座拧紧后,所述第一止挡结构和第二止挡结构能够止挡所述多爪夹头向后移动。
18.如权利要求17所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述导丝夹紧系统还包括柔性密封结构,所述柔性密封结构具有供导丝穿过的第一过孔,在自然状态下,所述第一过孔的直径不大于所述导丝的直径,所述柔性密封结构位于所述夹头盖内部,并且位于所述第二止挡结构的后方,所述柔性密封结构的前端面抵在所述第二止挡结构的后端面上。
19.如权利要求1所述的冠状动脉旋磨介入系统,其特征在于,所述驱动与控制系统还包括与所述控制器模块相连的计时模块和报警装置,所述计时模块用于对所述驱动电机的旋转进行计时,当驱动电机单次旋转时间达到第一预设时长或者多次累计旋转时间达到第二预设时长时,所述控制器模块控制所述报警装置发出警报。
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