CN117297623A - 心脏贴片传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涉及医用设备技术领域，具体是一种心脏贴片传感装置，包括相互可拆卸连接的环形柔性贴片及功能组件；所述功能组件包括环形连接件及间隔分布在环形连接件内侧的多个心脏数据采集单元，多个所述心脏数据采集单元分别通过第一连接件与所述环形连接件连接，且任意两个相邻的所述心脏数据采集单元之间均通过第二连接件连接；所述环形连接件可拆卸连接于环形柔性贴片内侧；所述第一连接件、第二连接件均为弹性拉伸件。本发明能贴附于心脏表面，并能更好的适应心脏的收缩舒张运动，安装状态稳定，从而可实时的对心脏收缩功能、电生理功能状态进行监测。

Description

心脏贴片传感装置

技术领域

本发明涉及医用设备技术领域，具体是一种心脏贴片传感装置。

背景技术

心脏术后患者的重症监护在心脏手术患者的康复治疗中至关重要，而在术后的重症监护治疗中心脏功能的监测非常重要，这往往关系到患者术后的治疗方案的决策。

传统的术后心功能的监测往往采用床旁心脏超声进行评估，主要评估指标包括心肌收缩舒张的活动度、射血分数等，虽然床旁超声监测具有无创、便捷等特点，但是这一基于超声的心功能评估技术对操作医师的技术水平要求较高，况且并非24小时实时进行超声评估。此外，心脏患者术后尤其是术前伴有心律失常患者、手术时间较长、心肌收缩功能较差的患者，术后发展恶性心律失常的几率较大，如室速、室颤等，这类恶性心律失常虽然能通过实时心电监护所检测出来，但是从发生心律失常到进行有效的电复律需要监护医师及时做出快速的反应并根据病情果断做出电复律决策，从获取检测结果到实施决策之间具有一定时长，可能影响到患者的及时治疗，并且，心脏在收缩舒张运动中经历着生理信号、电信号、机械信号等变化，这些信号与心肌收缩功能、电生理状态密切相关，如果能快速、实时的检测、获取相应的数据和信号，即可实时评估心肌收缩功能状态，便于医生快速做出治疗决策，有利于患者的及时治疗和确保术后的生命安全。

基于此，如何实时、快速的对心脏收缩功能、电生理功能状态进行监测，是我们急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种心脏贴片传感装置，该心脏贴片传感装置能贴附于心脏表面，并能更好的适应心脏的收缩舒张运动，安装状态稳定，从而可实时的对心脏收缩功能、电生理功能状态进行监测。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：心脏贴片传感装置，包括相互可拆卸连接的环形柔性贴片及功能组件；其中，所述功能组件包括环形连接件及间隔分布在环形连接件内侧的多个心脏数据采集单元，多个所述心脏数据采集单元分别通过第一连接件与所述环形连接件连接，且任意两个相邻的所述心脏数据采集单元之间均通过第二连接件连接；所述环形连接件可拆卸连接于环形柔性贴片内侧；所述第一连接件、第二连接件均为弹性拉伸件。

基于以上技术方案，所述第一连接件与所述心脏数据采集单元的顶端外侧连接并斜向下连接于环形连接件。

基于以上技术方案，多个所述心脏数据采集单元均匀分布，且相对的两个第二连接件相互平行设置，多个所述第二连接件构成正多边形结构。

基于以上技术方案，所述第二连接件的两端均连接于两个相邻的所述心脏数据采集单元的底端外侧。

基于以上技术方案，所述心脏数据采集单元间隔设置有四个，四个所述心脏数据采集单元分别为导电水凝胶贴片、乳酸传感器贴片、超声探头耦合贴片及电容传感器贴片。

基于以上技术方案，所述功能组件还包括有微型控制器，所述微型控制器设置于多个所述心脏数据采集单元内侧且与多个所述心脏数据采集单元距离相等；所述微型控制器通过第三连接件与每个所述心脏数据采集单元均连接，且所述微型控制器与每个所述心脏数据采集单元均电性连接；所述第三连接件同样为弹性拉伸件。

基于以上技术方案，所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均为中部窄、两端宽的医用橡胶弹性拉伸带。

基于以上技术方案，所述第三连接件的两端均连接于微型控制器和每个所述心脏数据采集单元的底部外侧。

基于以上技术方案，所述环形连接件包括多个弧形滑杆和多个弧形套管；其中，所述弧形套管均为空心管体结构；多个所述弧形滑杆和弧形套管依次间隔排列构成圆环形结构，且任意弧形滑杆的两端均伸入至相邻两个弧形套管内部并可沿弧形套管内部滑动；每个所述弧形滑杆中部均独立连接一个所述第一连接件。

基于以上技术方案，所述环形柔性贴片的内侧下端还设置有环形卡槽；所述环形连接件卡设于所述环形卡槽内，且所述环形连接件的外径大于所述环形卡槽的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明环形柔性贴片可用于贴合心脏表面对应检测位，进而将整体装置稳定的粘附于心脏上，功能组件即可贴合在心脏表面进行对应的心脏收缩功能、电生理功能状态监测，能够实时获取对应数据和信号，且环形柔性贴片和功能组件可拆卸连接，在使用后功能组件可回收消毒再利用，且还可根据需要选择不同类型的功能组件使用，进而适应不同的状态监测需求。

2、本发明心脏数据采集单元与环形连接件、心脏数据采集单元之间采用第一连接件、第二连接件进行连接，进而可利用第一连接件、第二连接件的弹性拉伸特性适应心脏的收缩和舒张运动，不会挤压或束缚心脏，并能持续贴合心脏表面，实现稳定的安装和检测。

3、本发明多个所述心脏数据采集单元采用均匀间隔分布，能确保在心脏的收缩和舒张运动中，每个心脏数据采集单元均能均匀受力，且第一连接件与所述心脏数据采集单元的顶端外侧连接并斜向下连接于环形连接件，从而在心脏的收缩和舒张运动中可以持续的约束心脏数据采集单元，并使得心脏数据采集单元均受到朝向心脏表面的下压力，进一步确保其能紧密贴合在心脏表面，实现数据的持续获取。

4、本发明微型控制器可确保每个心脏数据采集单元的供电需求及数据传递需求，且微型控制器通过第三连接件均与所有心脏数据采集单元连接，从而在使用时，微型控制器可以进一步平衡所有心脏数据采集单元的受力和动作状态，通过第一连接件、第二连接件及第三连接件的相互作用力，使得所有心脏数据采集单元均能完全贴合心脏以及适应其收缩和舒张运动，进一步的确保的装置的实施。

5、本发明的环形连接件利用多个弧形套管来限制弧形滑杆的运动，通过整体结构的直径可变性来确保环形连接件能适应心脏收缩和舒张运动，使得功能组件不至于过度拉扯环形柔性贴片而挤压心脏，同时也进一步减少功能组件对心脏的挤压和束缚，减少使用时病人不适感。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明功能组件的结构示意图；

图3是第一连接件的连接状态示意图；

图4是功能组件的结构分解图；

图5是环形柔性贴片的横截面示意图；

图中标号分别表示为：

1、环形柔性贴片；2、环形连接件；3、心脏数据采集单元；4、第一连接件；5、第二连接件；6、微型控制器；7、第三连接件；8、弧形滑杆；9、弧形套管；10、环形卡槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，本发明实施例公开了一种心脏贴片传感装置，包括相互可拆卸连接的环形柔性贴片1及功能组件；其中，所述功能组件包括环形连接件2及间隔分布在环形连接件内侧的多个心脏数据采集单元3，多个所述心脏数据采集单元3分别通过第一连接件4与所述环形连接件2连接，且任意两个相邻的所述心脏数据采集单元3之间均通过第二连接件5连接；所述环形连接件2可拆卸连接于环形柔性贴片1内侧；所述第一连接件4、第二连接件5均为弹性拉伸件。

在应用时，环形柔性贴片1用于吸附于心脏表面，以便于功能组件的稳定安装和使用，而心脏数据采集单元3则用于贴附于心脏检测位，用于对所需心脏收缩功能、电生理功能状态进行采集，使用时，为了适应心脏收缩舒张运动，第一连接件4和第二连接件5均采用弹性拉伸件来将心脏数据采集单元3与环形连接件2连接、以及将心脏数据采集单元3之间相互连接，进而可利用第一连接件4和第二连接件5的弹性拉伸特性适应心脏运动，同时也能将心脏数据采集单元3束缚在心脏表面及对应检测位，使用完成后，可将环形柔性贴片1取下，再将功能组件拆下，经过消毒后可再次使用。

基于此，本实施例利用环形柔性贴片1可以将装置稳定安装在所需位置，而心脏数据采集单元3即可实时检测心脏状态，进而实时、快速的获取所需数据以便于后续治疗使用，同时基于第一连接件4和第二连接件5的设计，还可以确保心脏数据采集单元3能持续、稳定的与心脏检测位贴合，确保检测的持续性和准确性，进而整体装置实现了实时、快速的对心脏收缩功能、电生理功能状态进行监测，为后续相应治疗决策和医生判断提供了有力的数据支持，能有效提高病患的突发状况解决效率，适于大面积推广应用。

继续参阅图1，环形柔性贴片1整体为环形、薄片状的贴片，主要目的是用于与心脏表面吸附而不掉落，为功能组件提供稳定支撑。在具体实施时，所述环形柔性贴片1整体可采用水凝胶制成贴片状。

参阅图3，所述第一连接件4与所述心脏数据采集单元3的顶端外侧连接并斜向下连接于环形连接件2。

在具体实施时，当环形柔性贴片1吸附在心脏表面并随着心脏从舒张到收缩过程中，心脏数据采集单元3有可能在此过程中脱离心脏表面，或与心脏表面接触面积或相对压力减少，导致心脏数据采集单元3在使用过程中可能因上述问题出现短暂的脱离，导致检测失效，无法保证数据的连续性和连贯性，进而，本实施例利用斜向下设置的第一连接件4来连接心脏数据采集单元3的顶端外侧，从而当使用时，第一连接件4可提供持续的下压分力来确保心脏数据采集单元3能持续的朝向心脏表面下压，进而确保心脏运动过程中心脏数据采集单元3能持续紧贴心脏表面。

作为进一步的实施方式，多个所述心脏数据采集单元3均匀分布，且相对的两个第二连接件5相互平行设置，多个所述第二连接件5构成正多边形结构。基于此，多个第二连接件5构成正多边形结构，进而相互之间形变后弹性拉力基于平衡，能有效保证每个所述心脏数据采集单元3均受力均匀。具体的，所述心脏数据采集单元3均位于正多边形结构对应的节点位置。

作为进一步的实施方式，所述第二连接件5的两端均连接于两个相邻的所述心脏数据采集单元3的底端外侧。在应用时，第二连接件5连接于心脏数据采集单元3的底端外侧，进而多个心脏数据采集单元3相互受力时能更好的与第一连接件4作用力形成平衡，确保心脏数据采集单元3不会因为受力不均而歪斜、翘起等。

作为进一步的实施方式，所述第一连接件4的倾斜角度为40~50°。

在进一步应用时，所有所述第二连接件5、环形连接件2均位于同一水平面内。进而，当使用时第一连接件4、第二连接件5相互作用力能更为一致，不会出现多余的分力而影响到心脏数据采集单元3的状态保持。

继续参阅图1、图2，所述心脏数据采集单元3间隔设置有四个，四个所述心脏数据采集单元3分别为导电水凝胶贴片、乳酸传感器贴片、超声探头耦合贴片及电容传感器贴片。

在具体实施时：

1、导电水凝胶贴片可基于自愈合、导电、可粘附性的水凝胶制备，能实现心肌电信号传导，可通过外接电信号装置，通过计算机分析得出心电图波形，以此来实时监测心肌电生理状态，并且还可以外接起搏器以及除颤仪，对于心脏术后的心功能较差，需要起搏器辅助的患者，可以依靠此元件实现术后心外膜起搏，若术后患者出现恶心心律失常，外接的除颤装置还可以快速识别恶性心律失常的发生，并迅速做出电复律治疗。

2、乳酸传感器贴片可通过检测心肌组织表面的心包液，从而分析心肌组织的乳酸代谢水平，根据心肌乳酸代谢水平，医师可以评估心肌供血供氧情况，并及时给出相应的治疗措施。具体的，乳酸传感器贴片可采用美国Nova生物公司的pHOx Ultra/CCX型乳酸传感器膜。

3、超声探头耦合贴片可以直接贴附在心脏表面，更能准确实时的采集心肌收缩情况、血流动力学特征参数、容量负荷情况。具体的，超声探头耦合贴片可采用生物粘附超声装置-BAUS或Usop自主超声贴片装置。

4、电容传感器贴片可通过外接电信号接收器，实时监测导电水凝胶贴片的阻抗，通过计算机分析，间接反应心肌收缩情况和心肌收缩功能。具体的，电容传感器贴片可采用德国Accensors公司生产的SMD贴片箔传感器（SMD fiol sensor）。

进而，通过以上导电水凝胶贴片、乳酸传感器贴片、超声探头耦合贴片及电容传感器贴片的数据采集，实现心脏实时、精准、系统的电生理、生化、收缩功能、以及血流动力学特征、容量负荷等指标的监测，进而符合大部分心脏医药学所需，并还可结合外部医疗器械进一步的配合实现迅速反应和动作来达到治疗目的。

继续参阅图2，所述功能组件还包括有微型控制器6，所述微型控制器6设置于多个所述心脏数据采集单元3内侧且与多个所述心脏数据采集单元3距离相等；所述微型控制器6通过第三连接件7与每个所述心脏数据采集单元3均连接，且所述微型控制器6与每个所述心脏数据采集单元3均电性连接；所述第三连接件7同样为弹性拉伸件。

在具体实施时，微型控制器6可与外部供电设备和数据处理设备（如上述的电信号接收器）连接，进而可控制每个心脏数据采集单元3供电通断，以及与每个心脏数据采集单元3进行数据交互，并且在实施时微型控制器6位于多个所述心脏数据采集单元3内侧并与每个所述心脏数据采集单元3内侧通过第三连接件7连接，进而利用第三连接件7可以进一步的平衡每个所述心脏数据采集单元3的安装状态，并进一步稳定心脏数据采集单元3的检测姿态，起到很好的辅助定位作用。

作为进一步的实施方式，所述功能组件还包括有外接医疗设备，所述外接医疗设备与微型控制器6和/或心脏数据采集单元3电性连接。例如，外接医疗设备可以是与微型控制器6连接的外部电源，用于对对应的心脏数据采集单元3供电，又例如，外接医疗设备可以是与心脏数据采集单元3连接的除颤仪，还例如，外接医疗设备可以是与微型控制器6连接的电信号接收器，进而，可根据医疗需求连接合适的外接医疗设备，以便于及时进行治疗或将所需数据进行对应信号转化等，作为本领域技术人员可知，在可行的基础上，外接医疗设备可根据具体使用需求进行相应设备类型和数量的灵活选择，这并不需要付出劳动性成果，故而具体的外接医疗设备此处不在一一例举和累述。

继续参阅图1，所述第一连接件4、第二连接件5及第三连接件7均为中部窄、两端宽的医用橡胶弹性拉伸带。

在具体实施时，医用橡胶弹性拉伸带具有弹性形变特性，可适应心脏运动，同时，其设计为中部窄、两端宽，从而在形变时中部形变量更大，并且产生的弹力也不至于过大，进而可以避免三者作用力过度挤压心脏，尽量减少对心脏的压迫。

作为进一步的实施方式，所述第三连接件7的两端均连接于微型控制器6和每个所述心脏数据采集单元3的底部外侧。与第二连接件5原理相同，采用此种方式连接，能有效的确保心脏数据采集单元3受力均匀，确保其始终保持监测姿态。

在进一步应用时，所有所述第二连接件5、第三连接件7、环形连接件2均位于同一水平面内。进而，当使用时第一连接件4、第二连接件5、第三连接件7相互作用力能更为一致，不会出现多余的分力而影响到心脏数据采集单元3的状态保持。

参阅图2、图4及图5，所述环形连接件2包括多个弧形滑杆8和多个弧形套管9；其中，所述弧形套管9均为空心管体结构；多个所述弧形滑杆8和弧形套管9依次间隔排列构成圆环形结构，且任意弧形滑杆8的两端均伸入至相邻两个弧形套管9内部并可沿弧形套管9内部滑动；每个所述弧形滑杆8中部均独立连接一个所述第一连接件4。

在具体实施时，由于环形柔性贴片1需要贴附于心脏上保持稳定，而在心脏收缩舒张运动时，环形柔性贴片1会产生一定形变以适应心脏动作，进而在此过程中就会拉扯环形连接件，又由于心脏贴合部分并非是规则表面，从而将会导致心脏数据采集单元3脱离检测位而无法很好的或持续的状态监测，进而，本实施例利用以上圆环形结构的设计，当受到环形柔性贴片1形变作用时，为了避免对功能组件造成影响，此时弧形套管9动作时，弧形滑杆8伸入至弧形套管9的长度即可同步改变，进而圆环形结构整体直径可以随之进行变化，整体结构则是规则的整体扩大或者缩小，从而减少和消除环形柔性贴片1对功能组件的影响，使得功能组件整体能均匀、同步的进行状态调整并保持所需的姿态，整体形成更加平稳且能适应心脏运动的可调节结构。

作为进一步的实施方式，所述环形柔性贴片1的内侧下端还设置有环形卡槽10；所述环形连接件2卡设于所述环形卡槽10内，且所述环形连接件2的外径大于所述环形卡槽10的直径。在使用时，多个弧形滑杆8和多个弧形套管9形成配对后即可整体卡入至环形卡槽10内，形成可拆卸配对结构，并且环形连接件2的外径大于所述环形卡槽10的直径，使得环形连接件2可以稳固的卡设在环形卡槽10内而不会脱离出来，并可进一步适应心脏运动。

作为进一步的实施方式，弧形滑杆8和弧形套管9均可采用钛合金制成。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.心脏贴片传感装置，其特征在于，包括相互可拆卸连接的环形柔性贴片及功能组件；

其中，

所述功能组件包括环形连接件及间隔分布在环形连接件内侧的多个心脏数据采集单元，多个所述心脏数据采集单元分别通过第一连接件与所述环形连接件连接，且任意两个相邻的所述心脏数据采集单元之间均通过第二连接件连接；

所述环形连接件可拆卸连接于环形柔性贴片内侧；

所述第一连接件、第二连接件均为弹性拉伸件。

2.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述第一连接件与所述心脏数据采集单元的顶端外侧连接并斜向下连接于环形连接件。

3.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，多个所述心脏数据采集单元均匀分布，且相对的两个第二连接件相互平行设置，多个所述第二连接件构成正多边形结构。

4.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述第二连接件的两端均连接于两个相邻的所述心脏数据采集单元的底端外侧。

5.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述心脏数据采集单元间隔设置有四个，四个所述心脏数据采集单元分别为导电水凝胶贴片、乳酸传感器贴片、超声探头耦合贴片及电容传感器贴片。

6.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述功能组件还包括有微型控制器，所述微型控制器设置于多个所述心脏数据采集单元内侧且与多个所述心脏数据采集单元距离相等；

所述微型控制器通过第三连接件与每个所述心脏数据采集单元均连接，且所述微型控制器与每个所述心脏数据采集单元均电性连接；

所述第三连接件同样为弹性拉伸件。

7.根据权利要求6所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述第一连接件、第二连接件及第三连接件均为中部窄、两端宽的医用橡胶弹性拉伸带。

8.根据权利要求6所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述第三连接件的两端均连接于微型控制器和每个所述心脏数据采集单元的底部外侧。

9.根据权利要求1所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述环形连接件包括多个弧形滑杆和多个弧形套管；

其中，

所述弧形套管均为空心管体结构；

多个所述弧形滑杆和弧形套管依次间隔排列构成圆环形结构，且任意弧形滑杆的两端均伸入至相邻两个弧形套管内部并可沿弧形套管内部滑动；

每个所述弧形滑杆中部均独立连接一个所述第一连接件。

10.根据权利要求1或9所述的心脏贴片传感装置，其特征在于，所述环形柔性贴片的内侧下端还设置有环形卡槽；

所述环形连接件卡设于所述环形卡槽内，且所述环形连接件的外径大于所述环形卡槽的直径。