CN116919515B - 一种多通道磁控压迫装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种多通道磁控压迫装置及系统。其中,多通道磁控压迫装置包括:外壳;转子,可转动地设于外壳内;驱动件,设于转子,并能够带动转子周向旋转;多个管体,每个管体均连接外壳并与外壳内部相连通;多个固定件,每个固定件均设于对应的管体;多个收卷结构,每个收卷结构均设于转子并具有不同的收卷半径;多个张力细丝,每个张力细丝均穿设于对应的管体,且一端连接对应的收卷结构,另一端绕过对应的血管或者神经后与对应的固定件相连接。在使用过程中,由于多个收卷结构的收卷半径不同,使得多个张力细丝能够在对应收卷结构的作用下进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经受到不同程度的压迫,有利于降低手术难度和成本。
Description
技术领域
本申请涉及生物医学工程技术领域,具体而言,涉及一种多通道磁控压迫装置及系统。
背景技术
为了研究慢性缺血性心脑血管疾病、缺血再灌注损伤(动脉搭桥术、溶栓疗法、经皮腔内冠脉血管成形术、心脏外科体外循环、心肺脑复苏,断肢再植和器官移植等方法应用时所出现的并发症)或者神经压迫等疾病,科研人员需要建立合适的动物模型来模拟这些疾病过程。其中,对实验动物的血管或者神经进行慢性压迫是建立动物慢性疾病模型的关键步骤。
常用的压迫造模的方法是通过手术植入外部可控的夹紧器,利用夹紧器对实验动物的血管或者神经进行长期渐进性的、机械力可控的压迫。在一些复杂疾病中,需要借助多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫。然而,多个夹紧器同时植入会导致手术难度和成本增加。
发明内容
本申请实施例至少提供一种多通道磁控压迫装置及系统,可以实现对生物体不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫,有利于降低手术难度和成本。
第一方面,本申请实施例提供了一种多通道磁控压迫装置,用于植入实验体以对实验体的血管或者神经进行压迫造模,包括:
外壳;
转子,可转动地设于所述外壳内;
驱动件,设于所述转子,并能够带动所述转子周向旋转;
多个管体,每个所述管体均连接所述外壳并与所述外壳内部相连通;
多个固定件,每个所述固定件均设于对应的所述管体;
多个收卷结构,每个所述收卷结构均设于所述转子并具有不同的收卷半径;
多个张力细丝,每个所述张力细丝均穿设于对应的所述管体,且一端连接对应的所述收卷结构,另一端绕过对应的所述血管或者神经后与对应的所述固定件相连接;
其中,多个所述收卷结构用于在所述转子周向旋转时分别收卷多个所述张力细丝,以使多个所述血管或者神经受到不同程度的压迫。
在上述技术方案中,通过设置多个不同收卷半径的收卷结构,使得多个张力细丝能够进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经受到不同程度的压迫。相对于现有使用多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫的方式,本申请实施例的多通道磁控压迫装置使用简单、可靠,有利于降低手术难度和成本。
在一种可选的实施方式中,所述外壳内部设有填充介质。
在一种可选的实施方式中,所述填充介质为胶质材料。
在一种可选的实施方式中,所述外壳还具有与其内部相连通的小孔,以及可拆卸地设于所述外壳的堵头,所述堵头在拆卸状态下,允许所述填充介质自所述小孔注入所述外壳。
在一种可选的实施方式中,所述驱动件包括磁体,所述磁体能够在旋转磁场的作用下带动所述转子周向旋转。
在一种可选的实施方式中,所述磁体的数量为至少两个,至少两个所述磁体极性相反且对称设置在所述转子两侧。
在一种可选的实施方式中,所述管体内壁为光滑表面。
在一种可选的实施方式中,所述管体包括柔性套管,以及设于所述柔性套管外表面的外涂层,所述外涂层用于在所述柔性套管满足位置和形态要求时固化,以使所述柔性套管维持所需的形状。
在一种可选的实施方式中,多通道磁控压迫装置还包括限位组件,所述限位组件包括:
单向齿,设于所述转子;
锁紧齿,设于所述外壳;
其中,所述单向齿和所述锁紧齿配合,以允许所述转子沿第一方向旋转以及阻止所述转子沿第二方向旋转,所述第一方向和所述第二方向为相反方向。
第二方面,本申请实施例还提供一种多通道磁控压迫系统,包括动力机构以及前文所述的多通道磁控压迫装置。
在上述技术方案中,通过设置多个不同收卷半径的收卷结构,使得多个张力细丝能够进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经受到不同程度的压迫。相对于现有使用多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫的方式,本申请实施例的多通道磁控压迫装置使用简单、可靠,有利于降低手术难度和成本。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的多通道磁控压迫装置的结构示意图;
图2示出了本申请实施例所提供的外壳的纵剖视图;
图3示出了本申请实施例所提供的外壳的横剖视图;
图4示出了本申请实施例所提供的外壳的局部剖视图;
图5示出了本申请实施例所提供的管体的装配示意图;
图6示出了本申请实施例所提供的管体的纵剖视图;
图中,110、外壳;111、第一壳体;112、第二壳体;113、封闭腔体;114、转轴;115、小孔;116、堵头;120、转子;121、容纳槽;130、驱动件;140、管体;140a、第一管体;140b、第二管体;140c、第三管体;141、柔性套管;1411、凹槽;142、外涂层;150、固定件;150a、第一固定件;150b、第二固定件;150c、第三固定件;151、细孔;152、连接结构;160、收卷结构;160a、第一收卷结构;160b、第二收卷结构;160c、第三收卷结构;170、张力细丝;170a、第一张力细丝;170b、第二张力细丝;170c、第三张力细丝;180、限位组件;181、单向齿;182、锁紧齿;190、血管或者神经;190a、第一血管或者神经;190b、第二血管或者神经;190c、第三血管或者神经。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
需要说明的是,除非另外定义,本说明书一个或者多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或者多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
现有的压迫造模的方法是通过手术植入外部可控的夹紧器,使夹紧器在电机或流体驱动下对实验动物的血管或者神经进行长期渐进性的、机械力可控的压迫。
在一些复杂疾病中,需要借助多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫。然而,多个夹紧器同时植入会导致手术难度和成本增加。
为此,本申请实施例提供了一种多通道磁控压迫装置,可以实现对不同部位的多个血管或者神经进行不同程度的压迫,有利于降低手术难度和成本。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。
图1示出了本申请实施例所提供的多通道磁控压迫装置的结构示意图;图2示出了本申请实施例所提供的外壳的纵剖视图;图3示出了本申请实施例所提供的外壳的横剖视图;图4示出了本申请实施例所提供的外壳的局部剖视图;图5示出了本申请实施例所提供的管体的装配示意图;图6示出了本申请实施例所提供的管体的纵剖视图。
在一些示例中,多通道磁控压迫系统,包括动力机构以及多通道磁控压迫装置,其中,多通道磁控压迫装置用于植入实验体,动力机构用于从外部控制多通道磁控压迫装置,以实现对不同部位的多个血管或者神经190进行不同程度的压迫。
一并参考图1和图2,在一些示例中,多通道磁控压迫装置,包括外壳110、转子120、驱动件130、多个管体140、多个固定件150、多个收卷结构160和多个张力细丝170。其中,转子120可转动地设于外壳110内。驱动件130设于转子120并能够带动转子120周向旋转。每个管体140均连接外壳110并与外壳110内部相连通。每个固定件150均设于对应的管体140。每个收卷结构160均设于转子120并具有不同的收卷半径。每个张力细丝170均穿设于对应的管体140,且一端连接对应的收卷结构160,另一端绕过对应的血管或者神经190后与对应的固定件150相连接。在操作过程中,多个收卷结构160用于在转子120周向旋转时分别收卷多个张力细丝170。在使用过程中,由于多个收卷结构160的收卷半径不同,使得多个张力细丝170能够在对应收卷结构160的作用下进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经190受到不同程度的压迫。
一并参考图1和图2,在一些示例中,血管或者神经190、管体140、固定件150、收卷结构160和张力细丝170均为3个。为了便于描述,将3个血管或者神经190分别定义为第一血管或者神经190a、第二血管或者神经190b和第三血管或者神经190c,将3个管体140分别定义为第一管体140a、第二管体140b和第三管体140c,将3个固定件150分别定义为第一固定件150a、第二固定件150b和第三固定件150c,将3个收卷结构160分别定义为第一收卷结构160a、第二收卷结构160b和第三收卷结构160c,将3个张力细丝170分别定义为第一张力细丝170a、第二张力细丝170b和第三张力细丝170c。其中,第一固定件150a设于第一管体140a,第一张力细丝170a穿设于第一管体140a,且一端连接第一收卷结构160a,另一端绕过第一血管或者神经190a后与第一固定件150a相连接。第二固定件150b设于第二管体140b,第二张力细丝170b穿设于第二管体140b,且一端连接第二收卷结构160b,另一端绕过第二血管或者神经190b后与第二固定件150b相连接。第三固定件150c设于第三管体140c,第三张力细丝170c穿设于第三管体140c,且一端连接第三收卷结构160c,另一端绕过第三血管或者神经190c后与第三固定件150c相连接。
一并参考图2和图3,在一些示例中,外壳110包括第一壳体111和第二壳体112,第一壳体111和第二壳体112密封连接以形成外壳110。在这种情况下,能够便于转子120、驱动件130、收卷结构160和张力细丝170的安装。
一并参考图2和图3,在一些示例中,第一壳体111和第二壳体112之间具有封闭腔体113,用于将转子120、驱动件130、收卷结构160和张力细丝170与外界隔离,以避免结缔组织生长以影响转子120、驱动件130、收卷结构160和张力细丝170的运行。
一并参考图2和图3,在一些示例中,外壳110内部设有转轴114。在这种情况下,能够将转子120装设在转轴114上并使转子120能够周向旋转。
在一些示例中,外壳110具有多个穿线孔。具体的,穿线孔可以位于第一壳体111或者第二壳体112上,也可以位于第一壳体111和第二壳体112的结合面。在这种情况下,能够通过穿线孔将对应的管体140和外壳110内部连通,以使张力细丝170能够对血管或者神经190作用。
在一些示例中,外壳110内部设有填充介质。在这种情况下,能够抑制生物结缔组织形成,以阻碍转子120运行,从而使得多通道磁控压迫装置能够长期植入生物体内。此外,通过设置填充介质,还能够实现对转子120的减速缓冲,便于实现慢性压迫。
在一些示例中,填充介质为胶质材料。例如,填充介质可以是透明质酸钠胶体。在这种情况下,可以降低填充介质的流动性,以避免填充介质自穿线孔流出,从而失去抑制效果。
参考图4,在一些示例中,外壳110还具有与其内部相连通的小孔115。在这种情况下,能够通过小孔115将填充介质注入外壳110内部。相对于使用开盖结构,这样设置对外壳110的注入姿态不敏感,使得外壳110可以不同的姿态进行植入,有利于提高适用性。
参考图4,在一些示例中,外壳110设有可拆卸地堵头116,堵头116在拆卸状态下,允许填充介质自小孔115注入外壳110。在这种情况下,可以通过堵头116封闭小孔115,以保证外壳110的密封效果。
在一些示例中,驱动件130包括磁体,磁体能够在旋转磁场的作用下带动转子120周向旋转。具体地,在外部旋转磁场的作用下,磁体会往趋向于平行于外部旋转磁场的磁力线方向运动,从而产生旋转驱动力,带动转子120旋转。在这种情况下,能够实现对非接触式动力控制。相对于使用电机或者流体驱动的方式,无需在皮下植入管道或者接口,从而有利于降低创口感染的风险,便于长期植入生物体内。
参考图2,在一些示例中,磁体的数量为至少两个,至少两个磁体极性相反且对称设置在转子120两侧。具体地,磁体可以通过生物相容胶水固定于转子120。在这种情况下,能够避免因外力不平衡而导致转子120无法正常运行。
参考图2,在一些示例中,转子120的侧面具有容纳槽121,用于安装磁体。在这种情况下,可以减小结构尺寸,便于实现小型化设计。
在一些示例中,管体140内壁为光滑表面。在这种情况下,一方面,能够减小管体140与张力细丝170之间的摩擦力,便于张力细丝170自由滑动,另一方面,能够避免细胞粘附在管体140内壁,从而避免结缔组织在管体140内部生长,便于长期植入生物体内。
一并参考图5和图6,在一些示例中,管体140包括柔性套管141。在这种情况下,能够便于调整管体140的位置和形态,以使其避开血管或者神经190,从而避免造成不必要的压迫。
在一些示例中,柔性套管141由无细胞毒性的高分子材料制成。例如,柔性套管141可以采用医用尼龙材料。
一并参考图5和图6,在一些示例中,管体140还包括设于柔性套管141外表面的外涂层142,外涂层142用于在柔性套管141满足位置和形态要求时固化,以使柔性套管141维持所需的形状。具体地,初始状态下,外涂层142为非固化状态,在将多通道磁控压迫装置植入实验体体内的过程中,在保证柔性套管141的位置及姿态不会对血管或者神经190产生压迫的情况下,再使外涂层142固化。在这种情况下,能够避免柔性套管141在收卷张力细丝170的过程中弯曲,使得张力细丝170在收卷过程中能够相对柔性套管141移动,以实现对血管或者神经190的压迫。
在一些示例中,在植入手术过程中,外涂层142可以始终附着于柔性套管141,或者,外涂层142可以在柔性套管141的位置及姿态不会对血管或者神经190产生压迫的情况下涂覆于柔性套管141。
在一些示例中,外涂层142为光固化生物相容性树脂,其能够在低能量紫外线的作用下发生交联反应,从而快速从粘流态转变为固态。
参考图6,在一些示例中,柔性套管141外表面设有凹槽1411。在这种情况下,能够提高柔性套管141和外涂层142的连接强度,防止外涂层142脱落以导致压迫功能失效。
一并参考图1、图5和图6,在一些示例中,固定件150位于管体140的远离外壳110的一端。在这种情况下,能够将张力细丝170的末端固定在管体140的远离外壳110的一端,从而可以减小张力细丝170的长度。
一并参考图5和图6,在一些示例中,固定件150覆盖管体140的远离外壳110的一端,且固定件150具有用于允许张力细丝170穿过的细孔151。在这种情况下,能够将管体140与外界隔离,从而避免结缔组织在管体140中生长以阻碍张力细丝170的收紧。
参考图5,在一些示例中,固定件150具有连接结构152。在使用过程中,固定件150可以通过连接结构152与张力细丝170连接。
参考图5,在一些示例中,连接结构152可以是连接孔。在使用过程中,可以将张力细丝170绕过连接孔进行打结,以使张力细丝170与固定件150的连接。应理解,张力细丝170还可以采用其他方式与连接孔连接,如采用卡扣、热熔、限位等方式进行连接。在这种情况下,能够提高连接可靠性,防止张力细丝170从固定件150脱落,从而导致压迫功能失效。
参考图2,在一些示例中,多个收卷结构160为同轴圆柱结构。在这种情况下,多个张力细丝170的张紧力差异取决于对应圆柱结构的直径差异,采用这种设置方式,便于实现对张力细丝170的张紧力的控制。
在一些示例中,多个收卷结构160和转子120为一体结构,也即,多个收卷结构160呈阶梯设置。在这种情况下,可以减少装配工艺,提高生产效率。
在一些示例中,张力细丝170为无生物毒性且非生物相容性聚合物,其承受张力能力较好,表面光滑,细胞无法附着生长,在柔性套管141以及生物组织内可以自由滑动,在接触血管或者神经190后不会因为结缔组织生长而失去活动性,便于长期植入生物体内。
参考图3,在一些示例中,多通道磁控压迫装置还包括限位组件180,限位组件180被构造为能够允许转子120沿第一方向旋转以及阻止转子120沿第二方向旋转,第一方向和第二方向为相反方向。在这种情况下,能够收卷张力细丝170以实现对血管或者神经190的压迫,并且,能够在驱动力(旋转磁场)消失后阻止收卷结构160反向旋转,以避免张力细丝170的张紧力在驱动力消失后下降,从而影响压迫程度。
在一些示例中,第一方向可以是收卷结构160收卷张力细丝170的方向,第二方向可以是收卷结构160释放张力细丝170的方向。本申请实施例示出了收卷结构160收卷张力细丝170的方向为逆时针方向。
参考图3,在一些示例中,限位组件180包括设于转子120的单向齿181,以及设于外壳110的锁紧齿182。其中,单向齿181具有弹性,在使用过程中,单向齿181和锁紧齿182配合,以允许转子120沿第一方向旋转以及阻止转子120沿第二方向旋转。具体地,在转子120沿第一方向旋转的过程中,每当单向齿181与锁紧齿182相遇时,单向齿181受压收缩,以保证转子120能够继续沿第一方向旋转,当驱动力(旋转磁场)消失后,单向齿181与锁紧齿182限位配合,能够阻止转至沿第二方向旋转。
参考图3,在一些示例中,单向齿181的数量为多个,多个单向齿181沿转子120的周向紧密排布。在这种情况下,能够使张力细丝170在不同张紧力下锁定,符合张力细丝170的张紧力在驱动力消失后不会下降的使用需求。
在一些示例中,多通道磁控压迫装置的使用方法包括:装配多通道磁控压迫装置;将装配好的多通道磁控压迫装置植入实验动物体内需要压迫的血管或者神经190周围;选取适合长度的柔性套管141,将从该柔性套管141中穿出的张力细丝170绕过需要压迫的血管或者神经190后与对应固定件150连接,适度收紧张力细丝170使其刚好接触需要压迫的血管或者神经190;调整柔性套管141的位置和姿态,使其避开血管或者神经190,保持仅有张力细丝170接触需要压迫的血管或者神经190;将外涂层142涂覆于柔性套管141外侧,并用紫外灯照射使其固化;使用相同的方式完成对其他张力细丝170和管体140的设置;当实验动物体外生成旋转磁场时,磁体产生旋转驱动力以带动转子120及多个收卷结构160旋转,多个张力细丝170实现不同程度的张紧,从而实现对多个血管或者神经190的不同程度的压迫。
本申请实施例提供了多通道磁控压迫装置,包括外壳110、转子120、驱动件130、多个管体140、多个固定件150、多个收卷结构160和多个张力细丝170。其中,转子120可转动地设于外壳110内。驱动件130设于转子120并能够带动转子120周向旋转。每个管体140均连接外壳110并与外壳110内部相连通。每个固定件150均设于对应的管体140。每个收卷结构160均设于转子120并具有不同的收卷半径。每个张力细丝170均穿设于对应的管体140,且一端连接对应的收卷结构160,另一端绕过对应的血管或者神经190后与对应的固定件150相连接。在操作过程中,多个收卷结构160用于在转子120周向旋转时分别收卷多个张力细丝170。在上述技术方案中,通过设置多个不同收卷半径的收卷结构160,使得多个张力细丝170能够进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经190受到不同程度的压迫。相对于现有使用多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经190进行不同程度的压迫的方式,本申请实施例的多通道磁控压迫装置使用简单、可靠,有利于降低手术难度和成本。
本申请实施例还提供了一种多通道磁控压迫系统,包括动力机构以及前文的多通道磁控压迫装置。在上述技术方案中,通过设置多个不同收卷半径的收卷结构160,使得多个张力细丝170能够进行不同程度收紧,从而使多个血管或者神经190受到不同程度的压迫。相对于现有使用多个夹紧器对不同部位的多个血管或者神经190进行不同程度的压迫的方式,本申请实施例的多通道磁控压迫装置使用简单、可靠,有利于降低手术难度和成本。
本说明书一个或者多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本说明书一个或者多个实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或者替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种多通道磁控压迫装置,用于植入实验体以对实验体的血管或者神经进行压迫造模,其特征在于,包括:
外壳;
转子,可转动地设于所述外壳内;
驱动件,设于所述转子,并能够带动所述转子周向旋转;
多个管体,每个所述管体均连接所述外壳并与所述外壳内部相连通;
多个固定件,每个所述固定件均设于对应的所述管体;
多个收卷结构,每个所述收卷结构均设于所述转子并具有不同的收卷半径;
多个张力细丝,每个所述张力细丝均穿设于对应的所述管体,且一端连接对应的所述收卷结构,另一端绕过对应的所述血管或者神经后与对应的所述固定件相连接;
其中,多个所述收卷结构用于在所述转子周向旋转时分别收卷多个所述张力细丝,以使多个所述血管或者神经受到不同程度的压迫。
2.根据权利要求1所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述外壳内部设有填充介质。
3.根据权利要求2所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述填充介质为胶质材料。
4.根据权利要求2所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述外壳还具有与其内部相连通的小孔,以及可拆卸地设于所述外壳的堵头,所述堵头在拆卸状态下,允许所述填充介质自所述小孔注入所述外壳。
5.根据权利要求1所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述驱动件包括磁体,所述磁体能够在旋转磁场的作用下带动所述转子周向旋转。
6.根据权利要求5所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述磁体的数量为至少两个,至少两个所述磁体极性相反且对称设置在所述转子两侧。
7.根据权利要求1所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述管体内壁为光滑表面。
8.根据权利要求1所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,所述管体包括柔性套管,以及设于所述柔性套管外表面的外涂层,所述外涂层用于在所述柔性套管满足位置和形态要求时固化,以使所述柔性套管维持所需的形状。
9.根据权利要求1所述的多通道磁控压迫装置,其特征在于,多通道磁控压迫装置还包括限位组件,所述限位组件包括:
单向齿,设于所述转子;
锁紧齿,设于所述外壳;
其中,所述单向齿和所述锁紧齿配合,以允许所述转子沿第一方向旋转以及阻止所述转子沿第二方向旋转,所述第一方向和所述第二方向为相反方向。
10.一种多通道磁控压迫系统,其特征在于,包括动力机构以及如权利要求1-9任一项所述的多通道磁控压迫装置。
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