CN208389206U - 一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，主要由微泡泵壳体、固定绑带、充电接口、第一注水孔、药夹仓、白色按钮、黑色按钮、内置管、处理器、存储、蓝牙连接器、电源、药夹、注药孔、混合仓构成，通过按钮控制处理器分别启动药夹及混合仓，将微泡粉剂与生理盐水混合并注入关节腔内。本实用新型设计合理,携带方便,可有效控制微泡注射时间及量，只需一次穿刺置管，大大减少向关节腔内穿刺注射次数。微泡可有效加强低频超声的声学效应，提高低频超声对于股骨头坏死发展的抑制作用。本实用新型操作简单，只需每日注入定量生理盐水，操作微泡泵，搭配便携式超声仪，自行完成家庭治疗。无明显使用禁忌,对使用者侵入性干预次数少,安全性好。

Description

一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵

技术领域

本实用新型属于医疗器械，具体涉及一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵。

背景技术

股骨头坏死是一种破坏性退行性疾病，病情进展可以引起软骨下骨和关节软骨面的塌陷。该病多发生于青壮年,平均发病年龄38岁。近年该病发病率日渐增高，美国每年约15,000例股骨头坏死被确诊，在韩国每100,000的发病数为20.53～37.96，国内尚无确切发病率的报告，病人数量亦有急剧上升趋势。股骨头坏死的演变周期较长，进展至晚期髋关节炎需3～5年。早期病程可以逆转，但若早期不能及时有效治疗,70％～80％出现股骨头渐进性塌陷、关节间隙丧失导致残疾，患者最终都需要行全髋关节置换。因此，在疾病的早期应采取积极的治疗方法来缓解或治愈疾病,最终达到保留患者股骨头延缓行人工关节置换时间,因为股骨头坏死行人工关节置换后其效果较因其它病行人工关节置换的效果要差。但目前为止还没有一种治疗方法能达到理想的治疗效果。对大多数青壮年患者而言，不管是髓芯减压骨移植、关节融合，还是人工关节置换术，肢体后期的功能欠佳，假体远期松动率较高，患者不得不面临二次、三次甚至反复的翻修手术，这给患者及社会带来了极大身心痛苦和沉重的经济负担。有鉴于此，目前研究主要集中在抑制早期股骨头坏死的进展，通过早期的干预，尽可能延缓甚至逆转坏死进程，促进病灶的修复，预防股骨头塌陷，延迟甚至避免晚期关节炎时期的肢体大手术对于患者至关重要。目前有学者尝试使用体外冲击波抑制早期股骨头坏死，但高能量的体外冲击波对血管、神经可造成不可逆损伤，研究遭遇瓶颈，临床应用困难。寻找一种安全、无创、高效的干预方法成为早期股骨头坏死研究的关键。低频超声可产生空化效应和声压波，通过调控骨组织及细胞的代谢、增殖、分化，促进成骨、抑制破骨，诱导二者的动态平衡，上述称为声动效应。微泡是超声产生空化效应、引发声动效应的必备条件，导入外源性微泡可有效增强超声的声动效应。大量的动物实验和临床研究证实，低频脉冲超声不仅具有多种生物学效应，而且操作简单，无毒副反应。近来低频脉冲超声已经通过美国食品药品监督管理局认证，成为骨不愈合的一种有效经济的治疗方法。与体外冲击波不同，低频脉冲超声不会对局部血管、皮肤、金属内植物及起搏器造成损伤，无不良反应，患者依从性好。微泡是产生空化效应和声压波的必要条件。当声强较低时，微泡呈现大幅膨胀、迅速塌缩及回弹的非线性振荡，可显著增强微声流的强度；当声强较高时，微泡破裂产生大量碎片，局部空化核浓度升高，可进一步增强微声流和微射流的强度。这不仅降低引起空化效应的声强阈值，而且减轻了无微泡剂组织的损伤。正常组织液内微泡极少甚至缺如，但可喜的是，学者们借鉴造影剂增强超声分辨率的成功经验，将其作为人工微泡，革命性地运用于超声治疗。研究显示，微泡可在低频超声疗效的基础上放大空化效应和声压波，提高多种小分子药物在皮肤、血栓、血脑屏障、血管内皮细胞、肿瘤细胞、细菌胞膜的穿透性；同时可有效降低超声功率，大大提高其安全性和可行性。与第一代空气微泡剂相比，第二代微泡剂以声诺维为代表在体内的半衰期显著延长，在超声作用下不易溶解弥散，较低声强即可产生持续振荡及微泡爆裂，更有利于产生空化效应和声压波。因此将微泡与低频超声结合起来将成为股骨头坏死早期治疗的新思路。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，主要由微泡泵壳体、固定绑带、充电接口、第一注水孔、药夹仓、白色按钮、黑色按钮、内置管、处理器、存储、蓝牙连接器、电源、药夹、注药孔、混合仓构成，微泡泵壳体上面设有第一注水孔、药夹仓、白色按钮、黑色按钮，第一注水孔上设有封闭帽(图中未示出)，微泡泵壳体侧面设置固定绑带及电源充电接口，内置管设置在微泡泵壳体下面，通过螺纹拧紧固定，处理器、蓝牙连接器、存储、电源、药夹、注药孔、混合仓位于微泡泵壳体内，处理器连接药夹、混合仓，药夹通过注药孔连接混合仓，白色按钮控制药夹，黑色按钮控制混合仓。蓝牙连接器与配套超声治疗仪相连，可实现数据互通，可记录给药时间、次数及量。

药夹由固定带、第一电动机、药囊、齿轮构成，齿轮设置2个，位于第一电动机两端，药囊置于2条固定带间围于齿轮周围。固定带由较软橡胶制成，可有效随第一电动机转动，药囊两侧固定带有齿，将药囊固定于两齿之间，使药囊可正确停于推柄处。

药囊设有推柄和挡板，推柄可内外移动，与第一电动机相连，挡板可上下活动通过卡槽固定于药囊上，第一电动机启动时可先推动挡板下移，使药囊与混合仓相通，然后推动推柄使药物进入混合仓，再转动齿轮使下一药囊进入预定位置。

混合仓由注药孔、进气孔、排气孔、第二电动机、第三电动机、推板、第一注水孔、内置管构成，其中进气孔、排气孔、注药孔、第一注水孔、内置管均设有单向阀门(图中为示出)，第一电动机、第二电动机与进气孔、排气孔相连，第三电动机启动后产生震动。第一电动机启动时会开通进气孔、排气孔，第二电动机启动时会经进气孔吸入空气，结束时会关闭进气孔、排气孔。推板固定于卡槽内，可上下移动。

使用时，当微泡粉剂注入混合仓之后，经第一注水孔注入生理盐水，使推板上移，气体经由排气孔排出。按动黑色按钮可使第二电动机运转，振动混合仓1分钟，使微泡剂充分溶解混合，然后第二电动机运转使进气孔吸入空气使推板下移，使微泡溶液经内置管注入关节腔。

内置管外侧表面上依次包覆有亲水涂层和抗菌涂层,内侧表面上包覆有亲水涂层，可有效减少感染的发生，内置管末端带有充气球囊，可通过第二注水孔注入生理盐水使球囊扩张，使内置管不易滑脱并且不易卡于关节间隙，第二注水孔上带有封闭帽(图中未示出)，可有效封闭注水孔，内置管头端通过螺纹与微泡泵壳体固定，可拆卸。

白色按钮控制启动药夹中的第一电动机，第一电动机与挡板、推柄、齿轮串联，可依次控制其活动。按动白色按钮可使第一电动机运转，使药囊的挡板下压，开放注药孔，然后使推柄内推使微泡粉剂注入混合仓，然后使齿轮运转使下一个药囊进入推柄处，封闭注药孔，同时会开启混合仓的进气孔及排气孔。

黑色按钮控制启动混合仓，第三电动机产生振动使微泡粉剂与生理盐水充分混合，然后启动混合仓第二电动机使进气孔吸入空气，使推板下移，使微泡溶液注入关节腔，然后关闭进气孔及排气孔。

本实用新型有益效果是：(1)本实用新型设计合理，设计的微泡泵为便携型，壳体体积小，可固定于腰部，携带方便，操作简单，内置充电锂电池，可长期使用。(2)本实用新型将微泡泵与超声仪结合起来，可有效控制微泡注射时间及用量，只需一次穿刺置管，大大减少向关节腔内穿刺注射次数，因药夹药物量已配好，每日患者只需注入定量生理盐水即可，配合便携式超声仪可实现自行家庭治疗，无需每日专门去医院注射，减少住院日，降低医疗成本。(3)所使用药夹及内置管为可拆卸，可更换使用，壳体可重复使用，降低成本，同时便于拆下清洗及充电。(4)本实用新型通过按钮控制处理器分别启动药夹及混合仓上电机活动，可将微泡与生理盐水混合并注入关节腔内，可有效减少向关节腔穿刺注射的次数，有效降低感染发生的可能。(5)本实用新型内置管的球囊可有效使内置管紧贴于关节腔，可避免内置管卡压于关节间隙。(6)本实用新型搭配低频超声使用，微泡注入关节腔内可有效增强低频超声声学效应，增强低频超声对股骨头坏死发展的的早期抑制作用。(7)适合有行为能力成人使用，无明显使用禁忌，对使用者侵入性干预次数少，安全性好。

附图说明

图1为微泡泵外部结构示意图。

图2为微泡泵内部结构示意图。

图3为微泡泵电路图。

图4为药夹13正面视图。

图5为药夹13侧面视图。

图6为药囊18结构示意图。

图7为混合仓15结构示意图。

图8为内置管8结构示意图。

图9为实验动物各组抗压载荷对比。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

参见图1、图2、图3，本实用新型提供的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，主要由微泡泵壳体1、固定绑带2、充电接口3、第一注水孔4、药夹仓5、白色按钮6、黑色按钮7、内置管8、处理器9、存储10、蓝牙连接器11、电源12、药夹13、注药孔14、混合仓15构成，微泡泵壳体1上面设有第一注水孔4、药夹仓5、白色按钮6、黑色按钮7，第一注水孔4上设有封闭帽(图中未示出)，微泡泵壳体1侧面设置固定绑带2及电源充电接口3，内置管8设置在微泡泵壳体1下面，通过螺纹拧紧固定，处理器9、蓝牙连接器11、存储10、电源12、药夹13、注药孔(14)、混合仓15位于微泡泵壳体1内，处理器9连接药夹13、混合仓15，药夹13通过注药孔14连接混合仓15，白色按钮6控制药夹13，黑色按钮7控制混合仓15。蓝牙连接器11与配套超声治疗仪相连，可实现数据互通，可记录给药时间、次数及量。蓝牙连接器11、存储10通过电源12连接处理器9。

参见图4、图5，药夹13由固定带16、第一电动机17、药囊18、齿轮19构成，齿轮19 设置2个，位于第一电动机17两端，药囊18置于2条固定带16间围于齿轮(19)周围。固定带16由较软橡胶制成，可有效随第一电动机17转动，两条固定带16带之间固定距离共容纳10个药囊18，药囊18两侧固定带16有齿，将药囊18固定于两齿之间，使药囊18可正确停于推柄20处。

参见图6，药囊18设有推柄20和挡板21，推柄20可内外移动，与第一电动机17相连，挡板21可上下活动通过卡槽固定于药囊18上，第一电动机17启动时可先推动挡板21下移，使药囊18与混合仓15相通，然后推动推柄20使药物进入混合仓15，再转动齿轮19使下一药囊进入预定位置。

参见图7，混合仓15由注药孔14、进气孔22、排气孔23、第二电动机24、第三电动机25、推板28、第一注水孔4、内置管8构成，其中进气孔22、排气孔23、注药孔14、第一注水孔4、内置管8均设有单向阀门(图中为示出)，第一电动机17、第二电动机24与进气孔22、排气孔23相连，第三电动机25启动后产生震动。第一电动机17启动时会开通进气孔22、排气孔23，第二电动机启动时会经进气孔22吸入空气，结束时会关闭进气孔22、排气孔23。推板28固定于卡槽内，可上下移动。

使用时，当微泡粉剂注入混合仓15之后，经第一注水孔4注入生理盐水，使推板28上移，气体经由排气孔23排出。按动黑色按钮7可使第二电动机25运转，振动混合仓1分钟，使微泡剂充分溶解混合，然后第二电动机24运转使进气孔22吸入空气使推板28下移，使微泡溶液经内置管8注入关节腔。

参见图8，内置管8外侧表面上依次包覆有亲水涂层和抗菌涂层,内侧表面上包覆有亲水涂层，可有效减少感染的发生，内置管末端带有充气球囊27，可通过第二注水孔26注入生理盐水使球囊27扩张，使内置管不易滑脱并且不易卡于关节间隙，第二注水孔26上带有封闭帽(图中未示出)，可有效封闭注水孔，内置管8头端通过螺纹与微泡泵壳体1固定，可拆卸。

白色按钮6控制启动药夹13中的第一电动机17，第一电动机17与挡板21、推柄20、齿轮19串联，可依次控制其活动。按动白色按钮6可使第一电动机17运转，使药囊的挡板21下压，开放注药孔14，然后使推柄20内推使微泡粉剂注入混合仓15，然后使齿轮19运转使下一个药囊18进入推柄20处，封闭注药孔14，同时会开启混合仓15的进气孔22及排气孔23。

黑色按钮7控制启动混合仓15，第三电动机25产生振动使微泡粉剂与生理盐水充分混合，然后启动混合仓15，第二电动机24使进气孔22吸入空气，使推板28下移，使微泡溶液注入关节腔，然后关闭进气孔22及排气孔23。

使用时，先选定患者穿刺置管部位，超声引导下将内置管8置入关节腔后，插入5cm左右，向内置管8的第二注水孔26注入3-5ml生理盐水，使球囊27扩张，再次外拉使内置管 8末端贴于关节囊，固定内置管8，使用薄膜敷贴覆盖伤口周围10cm，封闭伤口，将微泡泵壳体1与内置管8相连，装入药夹13，通过绑带2将微泡泵壳体1固定于腰部，开始时，先按动白色按钮6，启动第一电动机17，第一电动机17如上述，依次控制药夹13内部元件活动，使微泡粉剂注入混合仓15，并再次封闭混合仓15，然后通过第一注水孔4注入生理盐水，按动黑色按钮7，启动第三电动机25，震动混合仓1分钟，使微泡粉剂充分溶于生理盐水。然后启动第二电动机24，可使空气由进气孔22吸入，使吸入气体量大于排气孔23排出量，使混合仓内推板28下移，将微泡溶液注入关节腔，随后关闭第二电动机24及封闭进气孔22 及排气孔23。此时将便携式低频超声仪探头置于关节处，以1-3MHz频率照射20min，同时通过微泡泵蓝牙连接器11将注入微泡时间及次数同步于超声仪存储中，便于对治疗的管理。

实施例2

本实施案例为动物体内条件下低强度脉冲超声在微泡增强情况下与低强度脉冲超声对于早期股骨头坏死的抑制效果对比。实验用新西兰大白兔分成3组，第一组为对照组，第二组为低频超声组，第三组为微泡超声组，每组8只，实验开始时以甲强龙诱导为股骨头坏死模型，第一组作为对照组，不做实际治疗。第二组每天给予低频超声照射20min治疗。第三组在第二组的基础上向照射侧关节腔内注入微泡溶液后行同等频率低频超声照射。超声治疗时超声探头表面涂以耦合剂，紧贴治疗区域局部皮肤。6周后获取标本，进行力学、骨密度和组织学检测，结果提示对照组中，骨密度，骨小梁数量，抗压载荷和骨矿化率等显著降低，表明我们的选模是成功的。微泡组中，骨密度值较超声组显著提高，骨小梁数量较超声组显著增多，骨矿化率显著高于超声组，最大抗压载荷显著高于超声组。微泡超声显著增强了FHN 骨组织中VEGF和BMP-2的表达。微泡组血管数量明显多于超声组。上述结果表明，微泡可显著增强低频超声对股骨头坏死早期的治疗效果，低频超声对于股骨头坏死早期治疗效果比较优异。结果参见图9。

Claims (9)

1.一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，由微泡泵壳体(1)、固定绑带(2)、充电接口(3)、第一注水孔(4)、药夹仓(5)、白色按钮(6)、黑色按钮(7)、内置管(8)、处理器(9)、存储(10)、蓝牙连接器(11)、电源(12)、药夹(13)、注药孔(14)、混合仓(15)构成，微泡泵壳体(1)上面设有第一注水孔(4)、药夹仓(5)、白色按钮(6)、黑色按钮(7)，微泡泵壳体(1)侧面设置固定绑带(2)及电源充电接口(3)，内置管(8)设置在微泡泵壳体(1)下面，通过螺纹拧紧固定，处理器(9)、蓝牙连接器(11)、存储(10)、电源(12)、药夹(13)、注药孔(14)、混合仓(15)位于微泡泵壳体(1)内，处理器(9)连接药夹(13)、混合仓(15)，药夹(13)通过注药孔(14)连接混合仓(15)，白色按钮(6)控制药夹(13)，黑色按钮(7)控制混合仓(15)。

2.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，药夹(13)由固定带(16)、第一电动机(17)、药囊(18)、齿轮(19)构成，齿轮（19）设置2个，位于第一电动机(17)两端，药囊(18)置于2条固定带(16)间围于齿轮(19)周围，固定带(16)有齿，将药囊(18)固定于两齿之间。

3.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，药囊(18)设有推柄(20)和挡板(21)，推柄(20)与第一电动机(17)相连，挡板(21)通过卡槽固定于药囊(18)上。

4.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，混合仓(15)由注药孔(14)、进气孔(22)、排气孔(23)、第二电动机(24)、第三电动机(25)、推板(28)、第一注水孔(4)、内置管(8)构成，其中进气孔(22)、排气孔(23)、注药孔(14)、第一注水孔(4)、内置管(8)均设有单向阀门，第一电动机(17)、第二电动机(24)与进气孔(22)、排气孔(23)相连，第三电动机(25)启动后产生震动，推板(28)固定于混合仓(15)的卡槽内实现上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，内置管(8)外侧表面上依次包覆有亲水涂层和抗菌涂层,内侧表面上包覆有亲水涂层，内置管末端带有充气球囊(27)，第二注水孔(26)上带有封闭帽。

6.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，白色按钮(6)控制启动药夹(13)中的第一电动机(17)，第一电动机(17)与挡板(21)、推柄(20)、齿轮(19)串联，黑色按钮(7)控制启动混合仓(15)。

7.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，蓝牙连接器(11)与配套超声治疗仪相连。

8.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，第一注水孔(4)上设有封闭帽。

9.根据权利要求1所述的一种抑制股骨头坏死的微泡超声仪器的微泡泵，其特征在于，固定带(16)由较软橡胶制成。