CN117462791B - 一种具有监测功能的植入式输液港以及监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有监测功能的植入式输液港，包含壳体，壳体内设有包含注射腔的注射座，注射座的上部安装有硅胶隔膜；在壳体与注射座之间设有传感控制单元与植入式电池，所述注射座设有用于连接导管的出口套管，出口套管与所述注射腔连通；所述出口套管上设有第一传感部，用以感知导管连接情况，并传递信号至所述传感控制单元；所述传感控制单元包含微控制器和无线信号传输单元，通过无线信号传输单元向外部提供传感信息。本发明还提供了一种用于植入式输液港的监控装置。本发明有助于及时发现和解决植入式输液港使用过程最大隐患的药液渗漏和注射问题。

Description

一种具有监测功能的植入式输液港以及监控装置

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，具体涉及一种具有监测功能的植入式输液港以及监控装置。

背景技术

安全有效的静脉通路对于静脉治疗的患者来说非常重要。输液港是一种完全植入体内的中心静脉导管，由供穿刺的注射座和静脉导管系统组成。输液港导管尖端位于上腔静脉下1/3段，靠近上腔静脉与右心房的交界处，该处血流量大，流速快，可迅速稀释浓度高、刺激性强的药液，适用于需要长期反复静脉穿刺、化疗及肠外营养支持的患者。由于留置时间长、并发症发生率低、维护间歇长的优点，港体埋入皮下组织，不受日常影响，且外观隐蔽美观，各年龄段的患者均可使用。

随着输液港的推广应用，相关的并发症也呈现出来，如药物外渗、堵管等。药物外渗可发生于注射座与导管连接处断裂、破裂、注射座穿刺隔膜受损、无损伤针穿刺不到位或松动等，可引起局部肿胀疼痛，严重者可引起局部组织坏死。导管堵塞，是指血管内置导管部分或完全堵塞，致使液体或药液的输注受阻或受限。尽管在每次输液前，护士会通过抽回血确认导管是否在输液港内及导管是否通畅，但能抽出回血并不能保证输液港没有任何问题，仍有导管破裂、注射座穿刺隔膜受损等致药物外渗的风险；且未能抽出回血也并不代表导管堵塞或无法使用，这时一般需要通过X光确定导管位置，但每次注射时都做X光并不现实，一方面增加患者经济负担，而且会延误患者的治疗。

对于医护人员和患者来说，这些并发症在平时都难以发现，比如导管断裂，一旦发生，未及时取出的断裂导管部分可能顺血流进入右心系统及肺动脉，导致肺栓塞、心律失常、心脏骤停，病死率高达50%。而上述并发症一般需要通过X光进行检测，具有滞后性。尽管护士能够在药物输注过程中发现药物外渗，同样具有滞后性，因而增加了患者的痛苦和局部组织损伤的严重性，因此有必要进行深入研究。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种具有监测功能的植入式输液港，用以解决现有输液港无法监测导管脱落等并发症的问题。

本发明提出的一种具有监测功能的植入式输液港，包含壳体，壳体内设有包含注射腔的注射座，注射座的上部安装有硅胶隔膜；在壳体与注射座之间设有传感控制单元与植入式电池，所述注射座设有用于连接导管的出口套管，出口套管与所述注射腔连通；所述出口套管上设有第一传感部，用以感知导管连接情况，并传递信号至所述传感控制单元；所述传感控制单元包含微控制器与无线信号传输单元，通过无线信号传输单元向外部提供监测信息；所述植入式电池为传感控制单元提供用电。

进一步的，所述第一传感部包含压力传感单元，当导管连接到出口套管后，压力传感单元被导管挤压产生传感信号。

进一步的，所述硅胶隔膜中设有第二传感部，用以感知药液渗透硅胶隔膜的情况，并传递信号至传感控制单元。

进一步的，所述第二传感部包含设置在硅胶隔膜中的第一导电胶层与第二导电胶层，第一导电胶层与第二导电胶层相对绝缘，对应的，所述注射座与硅胶隔膜抵接的一侧设有第一接触端与第二接触端，以分别与第一导电胶层、第二导电胶层相接；所述第一接触端、第二接触端分别与传感控制单元电性连接。

本发明还提出了一种用于植入式输液港的监控装置，包含本体，本体内设有监控控制单元、报警单元与监控通信单元；所述监控通信单元用于接收如上所述一种具有监测功能的植入式输液港对应传感控制单元的监测信息，并传递至监控控制单元；所述监控控制单元与报警单元相连，以根据信息状态与预设条件判断发出报警信号。

进一步，还包含超声波探测部件，所述超声波探测部件与监控控制单元电性连接；所述超声波探测部件用于探测输液港导管连接状态、硅胶隔膜破损漏液状态、输液港血液返流状态、导管断裂或破损情况中的至少一种，并传递至监控控制单元；对应的，所述监控控制单元包含超声波输出控制算法与多普勒超声波识别算法。

进一步的，所述本体上还设有用于佩戴或固定在手臂或腿部的腕带。

进一步的，所述监控控制单元包含导管连接长度阈值，以用于简化超声波识别算法；当超声波监测到导管与植入式输液港出口套管的连接长度小于连接长度阈值时，监控控制单元发出信号至报警单元以提示报警。

本发明通过在输液港中设置具有导管连接检测的第一传感部，实现对导管连接情况进行感知，并通过信息传输单元输出监测信息，当使用对应的监控装置时，能够使得患者或医护人员既能够实现临时性的监测，也能够在药液注射过程中全程实时监控。同时，可增加具有药液渗透检测的第二传感部，实现对导封闭注射腔的硅胶隔膜是否破损进行监控，起到更多功能的监控作用。

本发明提出的用于植入式输液港的监控装置具有多种配件组合，基础版配置监控通信单元，能够接收上述输液港所发出的信号，并根据情况发出报警。因组件简单，体积较小，能够随身携带，且成本较低，利于患者家用。用于植入式输液港的监控装置也可配置输液港状态探测单元，利用超声波探测原理，结合特定目标的定向判断，能够快速准确的识别出是否可能存在因导管连接问题或导管破损问题导致的漏液风险。通过超声波监控装置，能够独立于输液港中的传感控制单元对输液港的状态进行判断，同时在一定程度上与植入式输液港对应的监测功能互为参考和对照，增加了安全性。超声波探测部件与监控通信单元可独立作为基础部件分别与监控控制单元组合配置，也可进行综合配置。

附图说明

图1为本发明实施例1中具有监测功能植入式输液港的结构示意图。

图2为本发明实施例1的电路原理示意图。

图3为本发明实施例1中渗液导致电阻变化的原理示意图。

图4为本发明实施例2的电路原理示意图。

图5为本发明实施例3的电路原理示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。

实施例1

本实施例提供了一种具有监测功能的植入式输液港，如图1、图2所示，包含壳体（图中未示出），壳体内设有包含注射腔的注射座1，注射座的上部安装有硅胶隔膜2，用于针头穿刺注射，同时封闭注射腔3，防止药液外漏；在壳体与注射腔3之间设有传感控制单元4与植入式电池5，并用胶体固定；植入式电池5置于注射座1底部，传感控制单元4置于输液港的注射腔的外侧；本实施例中，植入式电池5采用广泛应用的锂碘电池，满足植入式输液港按月计算的使用时长；如图1所示，所述注射座设有用于连接导管的出口套管101，出口套管101与所述注射腔3连通；所述出口套管101上设有第一传感部6，用以感知导管连接的情况，并传递信号至所述传感控制单元4；所述传感控制单元4包含微控制器与无线信号传输单元，通过无线信号传输单元向外部提供监测信息；无线信号传输单元与监控通信单元需采用一致的无线通信技术，如均采用蓝牙通信或射频通信技术以方便进行信息传递。

所述第一传感部6包含压力传感单元，当导管连接到出口套管101后，压力传感单元被导管挤压产生传感信号；压力传感单元设置在靠近出口套管101与注射座1连接端的一侧，嵌装或固定在出口套管表面，当导管连接存在滑落松动、或是导管完全脱落时，压力传感单元所受到的导管挤压不够或完全没有受到导管挤压，则压力传感单元向传感控制单元4发送信号，传感控制单元识别判断出该信号后，通过无线信号传输单元向外部发出监测报警信息；导管连接松动或完全脱落，意味着输液港在注射使用时，将发生药液渗漏，危及患者健康。

所述硅胶隔膜2中设有第二传感部，用以感知药液渗透硅胶隔膜的情况，并传递信号至传感控制单元。传感控制单元4的微控制器与第一传感部、第二传感部电性连接。微控制器采取低功耗工作模式，第一传感部、第二传感部传递信号后，触发微控制器程序运行，以利于正常使用。

所述第二传感部包含设置在硅胶隔膜中2的第一导电胶层201与第二导电胶层202，第一导电胶层201与第二导电胶层202相对绝缘，对应的，所述注射座1与硅胶隔膜抵接的一侧设有第一接触端102与第二接触端103，以分别与第一导电胶层201、第二导电胶层202相接；所述第一接触端102、第二接触端103分别与传感控制单元电性连接。第一接触端102、第二接触端103均有两个独立的线端，当与第一导电胶层201、第二导电胶层202抵接时，其等效于图3所示电路图，A线端与B线端连接了第一导电胶层的等效电阻R1，C线端与D线端连接了第二导电胶层的等效电阻R2，当正常状态下，第一接触端102与第二接触端103所传递的分别是R1电阻、R2电阻的电阻值，且A线端与D线端之间由于无电性连接，电阻等效为无穷大，当有药液渗透，则相当于B线端与C线端之间存在了通路，则通过A线端与D线端之间的电阻大小即可判断。正常注射时，针头将连通两个导电胶层，但由于硅胶隔膜本身具有弹性，一般不会在针头插入的时候发生渗透，更多情况时，当不规范使用针头后，针头对硅胶隔膜造成了难自恢复的损伤，使得药液随之渗透；在此情况下，即使有针头在其中一处导通连接导电胶层，在另一处的渗透药液也会连接导电胶层，实际等效于减小了导电胶层的电阻面积，增大了电连接面积，也将于正常注射时针头连接两个导电胶层传递的电阻信号不同；由此，不仅能够在平时发现硅胶隔膜的药液渗透情况，在注射使用过程中，也能够发现该情况。需要说明的是，导电胶层等效为电阻块，与第一接触端、第二接触端连接的部分等效于电阻块的输出，由于在无损伤针穿透两个导电胶层时，不会选择在注射腔侧壁的位置穿刺，使得电阻块的输出不会受到影响，而无损伤针避免了将胶体带入针头中，避免了导电胶层的胶体减少，而只是临时破开，在导电胶层设定几平方厘米的电阻块输出为100欧姆以上时，2平方毫米左右的胶体变形对应的电阻变化可忽略不计，且导电胶层本身为弹性胶体，加之硅胶保护，正常情况下，能够有效防止注射腔中的液体流出，并实现重复穿刺使用。需要说明的是，通常来说，药液的电导率是低于金属的，在渗液发生时相当于连接了另一个等效电阻，由此可区分针头穿刺引起的电阻变化还是渗液引起的电阻变化，即BC端直接短路为针刺状态，BC端连接了另一个等效电阻则为渗液发生情况；

第一传感部、第二传感部的传感信息均来自于电阻变化，电阻对应的电性变化可有多种形式判断，比如电压比较，也可以通过信号频率比较，具体信号处理的过程和方式并非本方案的重点，在此不做赘述。

同时，本实施例提供了一种用于植入式输液港的监控装置，包含本体，本体内设有监控通信单元、监控控制单元与报警单元；所述监控通信单元用于接收上述的一种植入式输液港的传感控制单元通过无线信号传输单元发出的监测信息，并传递至监控控制单元；所述监控控制单元根据信息状态与预设条件判断发出信号至报警单元。所述本体上还设有用于佩戴或固定在手臂或腿部的腕带。作为一种实施例，只包含监控通信单元、监控控制单元、报警单元和腕带的监控装置可作为家用监控的基础款使用，通过佩戴监控装置，能够让患者在家即可实时掌握输液港的状态情况，当发生导管脱落或导管与输液港的出口套管连接不紧密时，患者就能够及时了解，并去医院寻求治疗。

本实施例通过具有监控功能的植入式输液港的使用，能够对药液渗透、导管脱落等植入式输液港的并发症进行实时监控，并能够向外部系统发出监控信息；当外部系统接收到监控信号后，则可根据状态与可引发的并发症紧急严重情况，发出相应的报警。报警单元可有多种形式，常见的有声光报警、振动报警，结合监控控制单元可根据不同紧急情况发出不同颜色的灯光、警报声和振动。比如当导管与输液港连接不紧密时，第一传感部仍受到导管挤压，对应电阻变化在靠近阈值区间时，可发出黄色光和振动让患者知晓。当导管与输液港脱落后，第一传感部未受到挤压，对应电阻变化超过阈值区间，可发出红色光和振动让患者知晓。

实施例2

本实施例提供了一种用于植入式输液港的监控装置，与实施例1中的监控装置的区别在于，还包含超声波探测部件，如图4所示，所述超声波探测部件与监控控制单元电性连接；所述超声波探测部件用于探测输液港导管连接状态、硅胶隔膜破损漏液状态、输液港血液返流状态和导管断裂或破损情况中的一种或多种；所述监控控制单元包含超声波输出控制算法与多普勒超声波识别算法。在现有技术中，利用多普勒超声波技术来探测人体组织情况，当超声波碰到流向探头的液体则探头接收到的回声频率会升高，当超声波碰到远离探头的液体则探头接收到的回声频率会降低，基于超声波的定向功能，与金属、塑料等物体的识别，能够输液港的状态监控与反馈，但常规多普勒超声波设备用于成像诊断，操作步骤不同，且在成像需求上也存在差异，前者务必清晰可见，后者只需判断准确即可，不必实时显示，通过减少超声波完整图像的实时建立所需的部件结构与算法，能够减小设备体积与成本。所述监控控制单元包含导管连接长度阈值，以用于简化超声波识别算法，由此能够降低监控装置的体积与成本，当超声波监测到导管与植入式输液港出口套管的连接长度小于连接长度阈值时，则监控控制单元发出信号至报警单元以提示报警。由于植入式输液港的注射座连接管的形状、尺寸相对固定，连接状态与脱落状态或半连接状态能够通过超声波识别出来，使用时，即可进行超声波探测，一般情况下不需要类似传统的超声波检查移动探头。当患者用力咳嗽、打喷嚏等导致体内压力增高时可能会出现血液反流到导管的情况，从而增加堵管的风险，通过超声波能够对此种情况进行监测；由此，通过上述方案，能够实现导管破损或断裂、导管连接不紧密或脱落、血液返流等的及时监控。虽然输液港连接的导管较长，且手术后较大部分有肋骨等遮挡，但临近输液港区域的导管是脱落、破损的高发区，通过超声波监测手臂或腿部术区的输液港连接导管状态，能够基本解决输液港使用状态的问题。

在对导管连接情况、导管破损情况进行检测时，需要取掉敷贴，使用少量凝胶涂于超声波换能部件底部，并应用超声波对相关位置进行检测，监控控制单元根据检测情况对应发出报警。使用超声波也可检测导管破损导致的渗透，能够使用监控装置在与术区位置具有一定距离的位置贴于肌肤，检测导管的破损情况。由于输液过程中不能取掉敷贴，该步骤宜作为输液之前做准备性检查。本实施例相对于实施例1而言，还能够应用于现有的植入式输液港，无需对植入式输液港做变更也能实现一些并发症的监控，且由于不需要超声波显影，在技术手段和材料上能够得以简化，降低成本，既能够作为医院临床使用，患者也可承担，居家自我检测使用。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的具有监测功能的植入式输液港还包含电子ID，电子ID可为RFID实体部件也可为唯一编码，使用RFID时，RFID与传感控制单元相连，使用编码时，利用无线信号传输单元与外部进行交互，以便于以便患者姓名等信息绑定使用；从而能够方便医院临床使用。作为一种应用场景，本实施例的监控装置部分还可结合流量计应用，如图5所示，所述监控控制单元能够接收流量计信号。由于注射过程的流量相对较小，对超声波识别的精度要求较高，采用流量计用于监控药液注射速度，流量计的输出与监控控制单元的输入相连，当药液注射速度低于监控控制单元所预设的安全阈值时，则监控控制单元发出信号至报警单元以提示报警。当使用超声波式流量计时，只需对应增加超声波换能器即可，在输入输出满足使用的情况下，控制单元可不做变换。当使用其他类型的流量计时，则为现有技术，只需提供相应的流量传感信息至监控控制单元即可。

通过具有监测功能的植入式输液港和用于植入式输液港的监控装置的结合使用，使得临床上能够实现注射过程的实时监控，硅胶隔膜是否破损、药液是否堵塞无流动、结合超声波检测导管是否破裂等等。如监控控制单元结合通信单元，设置电子ID，存储患者信息，当与医院护理监控系统相连后，则能够触发医院护理监控系统发出报警，让医护人员知晓。

在实际使用时，还可将监控装置与辅助控制药液注射速度的微泵系统配合使用，微泵系统的输入与监控控制单元的输出相连，当监控控制单元收到报警触发信号时，则发出信号，使得微泵系统暂停药液继续注射供给。通过微泵系统与流量计的设计，实现了注射过程的药液供给控制，并可在不确定硅胶隔膜破损程度的情况下使得药液供给可控，当发现药液渗透超过硅胶隔膜三分之一厚度尺寸时，则可以减缓或暂时关闭药液供给，甚至可稍微回抽一些，以减轻注射腔中药液对硅胶隔膜的压力，并从中渗出。

传统的多普勒超声波设备需要有专业人员操作和识别，在病情检测时，由于不同器官、不同病灶的超声波反射情况不同，根据需求还要反复进行扫描确认，非专业人员不能胜任。而本发明的超声波装置功能目的和输出明确，不需要专业人员，简单培训也可作业。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种具有监测功能的植入式输液港，包含壳体，壳体内设有包含注射腔的注射座，注射座的上部安装有硅胶隔膜；其特征在于：在壳体与注射座之间设有传感控制单元与植入式电池，所述注射座设有用于连接导管的出口套管，出口套管与所述注射腔连通；所述出口套管上设有第一传感部，用以感知导管连接情况，并传递信号至所述传感控制单元；所述硅胶隔膜中设有第二传感部，用以感知药液渗透硅胶隔膜的情况，并传递信号至传感控制单元，所述第二传感部包含设置在硅胶隔膜中的第一导电胶层与第二导电胶层，第一导电胶层与第二导电胶层相对绝缘，对应的，所述注射座与硅胶隔膜抵接的一侧设有第一接触端与第二接触端，以分别与第一导电胶层和第二导电胶层相接，所述第一接触端和第二接触端分别与传感控制单元电性连接；所述传感控制单元包含微控制器与无线信号传输单元，通过无线信号传输单元向外部提供监测信息；所述植入式电池为传感控制单元提供用电。

2.如权利要求1所述的一种具有监测功能的植入式输液港，其特征在于：所述第一传感部包含压力传感单元，当导管连接到出口套管后，压力传感单元被导管挤压产生传感信号。

3.如权利要求1所述的一种具有监测功能的植入式输液港，其特征在于：还包含电子ID；所述电子ID为RFID；所述RFID与传感控制单元相连。

4.一种用于植入式输液港的监控装置，其特征在于：包含本体，本体内设有监控控制单元、报警单元与监控通信单元；所述监控通信单元用于接收如权利要求1至3任一所述一种具有监测功能的植入式输液港对应传感控制单元的监测信息，并传递至监控控制单元；所述监控控制单元与报警单元相连，以根据信息状态与预设条件判断发出报警信号。

5.如权利要求4所述的一种用于植入式输液港的监控装置，其特征在于，还包含超声波探测部件，所述超声波探测部件与监控控制单元电性连接；所述超声波探测部件用于探测输液港导管连接状态、硅胶隔膜破损漏液状态、输液港返流状态、导管破损情况中的至少一种，并传递至监控控制单元；对应的，所述监控控制单元包含超声波输出控制算法与多普勒超声波识别算法。

6.如权利要求4或5所述的一种用于植入式输液港的监控装置，其特征在于，所述本体上还设有用于佩戴在手臂或腿部的腕带。

7.如权利要求5所述的一种用于植入式输液港的监控装置，其特征在于：所述监控控制单元包含导管连接长度阈值，以用于简化超声波识别算法；当超声波监测到导管与植入式输液港出口套管的连接长度小于导管连接长度阈值时，监控控制单元发出信号至报警单元以提示报警。