CN219166609U - 一种检测血液流动状态的冷冻消融系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测血液流动状态的冷冻消融系统，该系统包括冷冻消融设备、冷冻消融导管、冷源接头、动压传感器、温度传感器，通过动压传感器可实时检测人体内血液的流动状态，通过温度传感器可以实时检测低温作用时的低温效果，可以观察由于血液流动状态可能引发的疾病，相对于造影等技术减少了反复检查需要的x线和造影剂对人体健康的损伤，并且根据动压传感器的安装位置不同，可以对作用部位进行定位，根据温度传感器的检测观察不同作用时间和强度的效果，简化手术操作过程，可以精确部位精准治疗效果。

Description

一种检测血液流动状态的冷冻消融系统

技术领域

本实用新型涉及冷冻消融技术领域，具体为一种检测血液流动和温度状态的冷冻消融系统。

背景技术

近年来，冷冻低温技术在心血管疾病治疗上有了很大的发展。在冷冻消融方面，作用强度高，创伤小，并发症少，患者接受治疗时疼痛感低，是消融器械常选择的能量之一。其原理是通过液态制冷剂的吸热蒸发，带走组织热量，使目标消融部位温度降低，异常细胞组织遭到破坏，从而达到治疗目的。在进行冷冻消融的过程中，实时检测人体内血液的流动状态从而确定血管内血流是否有效封堵对于冷冻消融的效果是至关重要的。现有判断血管内血流是否有效封堵解决方法是采用CT血管造影技术利用X射线显影原理进行检测，但上述方法对人体有一定的影响且使手术操作变得繁琐。同时反复造影剂注入对患者身体特别是心脏和肾脏有一定的影响。此外，长时间X射线暴露对患者健康具有一定风险。在血管内低温方面，通过血管内放置低温导管，可以产生全省或者局部亚低温，亚低温可以对组织进行很好的保护，在各种损伤因素存在下，可以减少组织损伤。在实施过程中需要检测低温区域血液流动状态，确保血液可以在血管内流动，并且实时检测温度，可以观察治疗效果。因此需要一种安全有效简便的实时检测系统对血流状态和温度进行检测。

基于上述现有技术的不足，本实用新型实际要解决的问题是：

1、在冷冻消融组织的和血管内低温实施过程中，如何实时检测人体内血液的流动状态和低温效果从而确定血管内血流是否有效封堵和低温强度；

2、如何避免采用CT血管造影技术对患者进行检测，同时降低患者暴露在X射线下的风险，简化手术操作过程。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种检测血液流动状态的冷冻消融系统，以解决上述问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种检测血液流动状态的冷冻消融系统，包括冷冻消融设备、冷冻消融导管、冷源接头，所述冷冻消融设备与冷冻消融导管之间通过冷源接头机械连接，所述冷冻消融设备主要包括人机交互模块、控制转换模块、冷却介质模块，所述人机交互模块与控制转换模块电连接，所述控制转换模块与冷却介质模块电连接，所述冷冻消融导管包括柔性连接管、手柄、导管细长轴和冷冻球囊，所述柔性连接管的一端与冷源接头的一端连接，所述柔性连接管的另一端与手柄的一端连接，所述手柄的另一端与导管细长轴的一端连接，所述冷冻球囊位于所述导管细长轴的另一端，该冷冻消融系统还包括动压传感器，所述动压传感器被设置在所述冷冻球囊的外壁表面上，并且通过设置在所述冷冻消融导管内部的信号引线与所述控制转换模块电连接。

本实用新型的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：

在一个实施方式中，所述动压传感器被粘结在冷冻球囊的外壁表面上，通过动压传感器检测血液状态，相对于CT造影等技术对人体健康没有损伤，并且根据动压传感器的安装位置不同，可检测到来自不同方向的血液状态，降低了患者暴露在X射线下的风险，简化手术操作过程。

在一个实施方式中，所述动压传感器的数量设有若干个。

在一个优选的实施方式中，所述动压传感器为电磁感应传感器。

在一个优选的实施方式中，所述动压传感器为光纤传感器。

在一个优选的实施方式中，所述动压传感器为涡轮转速传感器。

在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括温度传感器，所述温度传感器被设置在所述冷冻球囊上，并且通过设置在所述冷冻消融导管内部的温度信号引线与所述控制转换模块电连接。

在一个实施方式中，所述温度传感器设置在冷冻球囊的远端面顶点位置。

在一个实施方式中，所述温度传感器为K型热电偶、T型热电偶或贴片温度传感器。

在一个实施方式中，所述冷冻球囊为球形或椭球形。

在一个实施方式中，所述信号引线可以包括导电引线和/或光纤。

相对于现有技术，本实用新型的装置的有益效果在于：

1、本实用新型的冷冻消融系统包括动压传感器和温度传感器可实时检测人体内血液的流动状态从而确定血管内血流是否有效封堵，通过检测血液的动压，能直接检测出血液的流动状态，可提前预防由于血液流动状态可能引发的疾病；

2、通过动压传感器检测血液状态，相对于CT造影等技术对人体健康没有损伤，并且根据动压传感器的安装位置不同，可检测到来自不同方向的血液状态，降低了患者暴露在X射线下的风险，简化手术操作过程。

3、通过温度传感器实时检测低温作用效果和强度，达到有效治疗。

附图说明

图1为本实用新型一种检测血液流动状态的冷冻消融系统的结构示意图。

图2a和图2b为本实用新型一种检测血液流动状态的冷冻消融系统采用电磁感应传感器的实施方式示意图。

图3为本实用新型的另一种实施方式的检测血液流动状态的冷冻消融系统的结构示意图。

图4a和图4b为本实用新型一种检测血液流动状态的冷冻消融系统采用光纤传感器的实施方式示意图。

图5为本实用新型第三种检测血液流动状态的冷冻消融系统的结构示意图。

图6a和图6b为本实用新型一种检测血液流动状态的冷冻消融系统采用涡轮转速传感器的实施方式示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

如图1所示，一种检测血液流动状态的冷冻消融系统，包括冷冻消融设备1、冷冻消融导管2、冷源接头3和动压传感器4，所述冷冻消融设备1与冷冻消融导管2之间通过冷源接头3机械连接，所述冷冻消融设备1主要包括人机交互模块11、控制转换模块12、冷却介质模块13，所述人机交互模块11与控制转换模块12电连接，所述控制转换模块12与冷却介质模块13电连接，所述冷冻消融导管2包括柔性连接管21、手柄22、导管细长轴23和冷冻球囊24，所述柔性连接管21的一端与冷源接头3的一端连接，所述柔性连接管21的另一端与手柄22的一端连接，所述手柄22的另一端与导管细长轴23的一端连接，所述冷冻球囊24位于所述导管细长轴23的另一端，所述动压传感器4被设置在所述冷冻球囊24的外壁表面上，并且通过设置在所述冷冻消融导管2内部的信号引线29与所述控制转换模块12电连接。

动压指物体在流体中运动时，在正对流体运动的方向的表面，流体完全受阻，此处的流体速度为0，其动能转变为压力能，压力增大，其压力称为全受阻压力(简称全压或总压，用P表示)，它与未受扰动处的压力(即静压，用P静表示)之差，称为动压(用P动表示)。本申请采用动压传感器对血液流速进行监测。在冷冻消融过程中，导管进入人体后，当无血液流动时，血液流速v＝0，此时血液动压P动＝0，表示此时无血流通过，血流封堵良好；当血液有流动时，v＞0，血液动压P动>0，动压传感器处有血流封堵，即此处压力增大，动压传感器可根据术者需求，反馈相关信息。通过检测血液的动压，能直接检测出血液的流动状态，而且通过动压传感器的反馈在手术进行中就能实时检测到血液流动状态，判断出血液是否流动，不必增加手术操作步骤，相对于CT造影等技术对人体健康没有损伤，更高效，直接，更便于医生操作。

在操作过程中，启动冷冻消融设备1，冷却介质充盈冷冻球囊24，冷冻球囊24打开，在进行冷冻消融过程中，动压传感器4实时检测腔内血液状态，当无血液流动时，此时动压P动＝0，所述动压传感器4发出电信号至控制模块12，控制模块12处理电信号并发出相应指示，在人机交互模块11上显示提示。当有血液流动，且动压P动明显大于0时，发出电信号至控制模块12，控制模块12处理电信号并发出相应指示，在人机交互模块11上显示提示。因此，在手术操作过程中，采用本申请的冷冻消融系统可以实时检测血液状态，手术操作者不需要进行多余的操作步骤就可知道血管内血流是否有效封堵。

在一个实施方式中，所述冷冻球囊24为球形。所述动压传感器4被粘结在冷冻球囊24的外壁表面上，在所述冷冻球囊24的外壁上设置一个或多个动压传感器4，根据动压传感器4的安装位置不同，可检测到来自不同方向的血液状态。例如，所述动压传感器4被粘结在所述冷冻球囊24的远端的外壁上，用于检测冷冻球囊24远端方向的血流状态；动压传感器4被粘结在冷冻球囊24的近端的外壁上，用于检测冷冻球囊24近端方向的血流状态；所述动压传感器4被粘结在所述冷冻球囊24的中部，或者当冷冻球囊24为球形时，所述动压传感器4被粘结在冷冻球囊24赤道上的任意位置。当所述动压传感器4为多个时，多个所述动压传感器4被分别粘结在所述冷冻球囊4的不同位置，即多个动压传感器4可以组合安装在冷冻球囊24的外表面，用以组合检测来自不同方向的血液流动状态。

在一个实施方式中，所述冷冻消融系统还包括温度传感器5，所述温度传感器5被设置在所述冷冻球囊24上。优选的，如图1所示，所述温度传感器5被设置在冷冻球囊24的远端面顶点位置，通过设置在所述冷冻消融导管2内部的温度信号引线27与控制转换模块12电连接，所述控制转换模块12将温度信号转换成血液温度T，显示至人机交互模块11，可实时检测血液的温度变化。

如图2a和图2b所示，本实用新型的检测血液流动状态的冷冻消融系统的动压传感器4采用电磁感应传感器30，所述的电磁感应传感器30包括铁离子电磁感应线圈25。所述铁离子电磁感应线圈25环状设置在冷冻球囊24的球形外壁前表面上，所述铁离子电磁感应线圈25与冷冻球囊24外表面通过间隔支架连接支撑，所述铁离子电磁感应线圈25与冷冻球囊24外表面的支架间留有足够间隙允许流动的血液穿过。具体执行如下：所述的铁离子电磁感应线圈25通过信号引线29与冷冻消融设备1的控制转换模块12电连接。所述控制转换模块12将电信号转换成血液流速v显示至人机交互模块11。当球囊封堵不佳时，血液会从球囊24外壁与血管28内壁之间流过，所述电磁感应传感器30使用铁离子电磁感应线圈25对待测部位血液中流动的铁离子进行感应，产生测定的感应电信号；所述测定的感应电信号通过设置在所述冷冻消融导管2内部的信号引线29传输至冷冻消融设备1内的控制转换模块12，控制转换模块12对感应信号进行数据信息提取，并根据提取的数据信息获得血液流动数据。所述控制转换模块12对所述测定的感应电信号提取电流/电压幅度数据，并根据提取的电流/电压幅度数据计算出血管中血液流速v,并将血液流速v显示至人机交互模块11。

所述动压传感器4测得的血液流速v与血液的流动状态具有相关性，具体为:

对不同封堵泄漏产生的不同动压值对应的感应电信号分别进行数据信息提取，并根据提取的数据信息获得与不同动压值对应的电信号对应的血液流动数据，从而判断封堵泄漏的大小。在进行冷冻消融过程，导管进入人体，当无血液流动时，血液流速v＝0，此时血液动压P动＝0，表示此时无血流通过，血流封堵良好；当血流封堵不佳时，血液有流动，v＞0，血液动压P动>0，动压传感器处有血流封堵，即此处压力增大，动压传感器可根据术者需求，反馈相关信息。

需要说明的是，本申请中的冷冻消融设备为现有技术中的通用设备，本实施例中，关于冷冻消融自身的功能性部件以及操作过程均与现有技术相同。因为冷却介质模块13和控制转换模块12相连，通过控制转换模块12将工作流体输送到冷却介质模块13；冷冻通路延伸进入所述冷却介质模块内部，所述冷却介质模块将所述冷冻通路内部的所述工作流体转换成工作制冷剂。冷冻消融导管2通过柔性连接管21以及冷源接头3与所述冷冻通路连接，用于接收所述工作制冷剂，所述冷冻消融导管2远端的冷冻球囊24为所述工作制冷剂的冷源释放区域。

实施例二：

如图3所示，本实施例的检测血液流动状态的冷冻消融系统的结构与实施例一的结构基本相同，其不同之处在于：动压传感器4为光纤传感器31。所述光纤传感器31包括设置在所述冷冻消融设备1内部的氦氖激光器100、分束器101、布喇格盒102、光电二极管103、频谱分析仪104，以及位于冷冻球囊24表面的光纤探针33，光纤传感器31通过信号引线29与控制转换模块12电连接。所述信号引线29的材质为单模光纤。所述的光纤传感器31利用多普勒效应原理，所述光纤探针33的外径约几十μm，可设置在冷冻球囊24的顶点位置，在手术进程中随球囊插入血管中。在该实施例中，在所述冷冻球囊24上设置有温度传感器5，温度传感器5通过设置在导管内部的温度信号引线27与控制转换模块12电连接，可实时检测血液的温度变化，所述控制转换模块12将温度信号转换成血液温度T显示至人机交互模块11。上述配置用于辅助监测，以增强血液流动状态检测结果的可靠性。

具体执行如下：如图3、图4a和图4b所示，所述的光纤传感器31通过光纤探针33进到被测血流中测量光束，经血管28内部的红血球散射，一部分光原路返回，得到多普勒频移信号f+△f(f是光源的频率)，一部分进入驱动频率为f1＝40MHz的布喇格盒102(频移器)，得到频率为f－f1的参考光信号。所述的光纤传感器31将得到的光信号通过信号引线29传输至冷冻消融设备1的控制转换模块12。所述的控制转换模块12将参考光信号与多普勒频移信号经冷冻消融设备1内的光电二极管103混频，光信号变换成光电流送入频谱分析仪104，得出对应于血流速度的多普勒频移谱(速度谱)，根据速度谱，以及血液的折射率n,光纤轴线与血管轴线的夹角θ,激光波长λ,根据公式(1-1)计算出血管中血液的流动速度v，并将血液的流动状态显示至人机交互模块11。

所述动压传感器4测得的血液流速v与血液的流动状态具有相关性，具体为:

对封堵泄漏过程中不同程度的泄漏产生的不同动压力值对应的感应电信号分别进行数据信息提取，并根据提取的数据信息获得与不同动压值对应的感应电信号对应的血液流动数据，从而判断封堵泄漏的大小。在进行冷冻消融过程，导管进入人体，当无血液流动时，血液流速v＝0，此时血液动压P动＝0，表示此时无血流通过，血流封堵良好；当血流封堵不佳时，血液有流动，v＞0，血液动压P动>0，动压传感器处有血流封堵，即此处压力增大，动压传感器可根据术者需求，反馈相关信息。

实施例三：

如图5所示，本实施例的检测血液流动状态的冷冻消融系统的结构与实施例一的结构基本相同，其不同之处在于：动压传感器4为涡轮转速传感器34。如图6a和图6b所示，所述的动压传感器4采用的涡轮转速传感器34。所述包括涡轮转速传感器34位于冷冻消融设备1内部的转速计105、位于冷冻球囊24远端端点处的涡轮35、叶片36、信号发生器37，所述信号发生器37通过设置在冷冻消融导管内部的信号引线29与控制转换模块12电连接。所述涡轮35被设置在冷冻球囊24的远端端点处，流过血管28的血液或其他流体促使涡轮35的叶片36旋转。所述的涡轮35被机械地耦接到信号发生器37，该信号发生器37生成指示涡轮35的旋转速度的信号，该旋转速度至少部分地取决于流过血管28的流体的速度。设置在冷冻消融设备1内部的转速计105根据所述涡轮35的旋转速度判断血管内的血流状态。在一些情况下，叶片36是可收缩的，以减小涡轮35的直径，从而便于将冷冻球囊24插入血管28中。

在一个实施方式中，涡轮35被配置为靠近所述冷冻球囊24的远端并包括至少一个叶片36，所述至少一个叶片36被配置为可以依靠血管内的血流速度产生的动能相对于所述冷冻球囊24旋转，所述至少一个叶片36的旋转速度大小与血管内的血流速度大小呈现一定的正相关性。信号发生器37被机械地耦接到所述涡轮35并被配置为生成指示所述至少一个叶片36的旋转速度信号。所述信号引线29被连接到所述信号发生器37并沿所述冷冻球囊24和所述导管细长轴23延伸，其被配置为传送指示所述至少一个叶片36的旋转速度信号。所述的信号发生器37包括霍尔效应传感器、磁体和线圈，其中所述磁体被配置为响应于所述至少一个叶片36的旋转而相对于所述信号发生器37的线圈旋转，其中所述磁体被配置为响应于所述至少一个叶片36的旋转而相对于所述信号发生器37的霍尔效应传感器旋转，并产生电流/电压的电信号。所述的信号发生器37通过设置在冷冻消融导管2内部的信号引线29与冷冻消融设备1的控制转换模块12电连接，所述控制转换模块12将电流/电压的电信号转换成血液流速v显示至人机交互模块11。所述温度传感器5被设置在冷冻球囊24的远端面顶点位置，通过设置在冷冻消融导管2内部的温度信号引线27与控制转换模块12电连接，可实时检测血液的温度变化，所述控制转换模块12将温度信号转换成血液温度T显示至人机交互模块11。

所述动压传感器4测得的血液流速v与血液的流动状态具有相关性，具体为:

对封堵泄漏过程中不同程度的泄漏产生的不同动压值对应的感应电信号分别进行数据信息提取，并根据提取的数据信息获得与不同动压值对应的电信号对应的血液流动数据，从而判断封堵泄漏的大小。在进行冷冻消融过程，导管进入人体，当无血液流动时，血液流速v＝0，此时血液动压P动＝0，表示此时无血流通过，血流封堵良好；当血液有流动时，v＞0，血液动压P动>0，动压传感器处有血流封堵，即此处压力增大，动压传感器可根据术者需求，反馈相关信息。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测血液流动状态的冷冻消融系统，包括冷冻消融设备(1)、冷冻消融导管(2)、冷源接头(3)，所述冷冻消融设备(1)与冷冻消融导管(2)之间通过冷源接头(3)机械连接，所述冷冻消融设备(1)包括人机交互模块(11)、控制转换模块(12)、冷却介质模块(13)，所述人机交互模块(11)与控制转换模块(12)电连接，所述控制转换模块(12)与冷却介质模块(13)电连接，所述冷冻消融导管(2)包括柔性连接管(21)、手柄(22)、导管细长轴(23)和冷冻球囊(24)，所述柔性连接管(21)的一端与冷源接头(3)的一端连接，所述柔性连接管(21)的另一端与手柄(22)的一端连接，所述手柄(22)的另一端与导管细长轴(23)的一端连接，所述冷冻球囊(24)位于所述导管细长轴(23)的另一端，其特征在于：该冷冻消融系统还包括动压传感器(4)，所述动压传感器(4)被设置在所述冷冻球囊(24)的外壁表面上，并且通过设置在所述冷冻消融导管内部的信号引线(29)与所述控制转换模块(12)电连接。

2.根据权利要求1所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述动压传感器(4)被粘结在冷冻球囊(24)的外壁表面上。

3.根据权利要求2所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述动压传感器(4)的数量为多个。

4.根据权利要求3所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述动压传感器(4)为电磁感应传感器。

5.根据权利要求3所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述动压传感器(4)为光纤传感器。

6.根据权利要求3所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述动压传感器(4)为涡轮转速传感器。

7.根据权利要求1所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述冷冻消融系统还包括温度传感器(5)，所述温度传感器(5)被设置在所述冷冻球囊(24)上，并且通过设置在所述冷冻消融导管内部的温度信号引线(27)与所述控制转换模块(12)电连接。

8.根据权利要求7所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述温度传感器(5)被固定于所述冷冻球囊(24)的远端面顶点位置。

9.根据权利要求7所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述的温度传感器(5)为K型热电偶、T型热电偶或贴片温度传感器。

10.根据权利要求1所述的检测血液流动状态的冷冻消融系统，其特征在于：所述冷冻球囊(24)为球形或椭球形。

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