自動調節目標流速的血栓抽吸泵及其使用方法與流程

2024-04-13 02:06:05 1

1.本發明涉及血管內血栓吸引抽吸泵的技術領域，具體地，涉及一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵及其使用方法。


背景技術：

2.血栓是臨床常見疾病。血栓的主要危害是1)血栓堵塞血管腔，造成遠端血液回流受阻；2)血栓脫落進而導致肺栓塞，腦栓塞和心肌埂塞等嚴重危害。血栓抽吸術是在負壓的狀態下，將導管送到血栓處直接將血栓吸入導管中，取出血栓的方法。導管介入方法進行血栓抽吸的優勢是(1)微創性。高危栓塞患者病情危重，往往難以耐受傳統的開放手術，相對來說，介入治療通過局部麻醉下完成導管抽吸操作，創傷小，恢復快；(2)迅速有效性。
3.目前血栓抽吸技術發展集中在以下幾個方面：
4.1.抽吸導管及整體系統組成
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抽吸導管整體系統由一個導引導管或帶球囊導引導管，輸送導管和抽吸導管，抽吸泵，血栓斑塊收集器和血栓斑塊碎片器組成(us 2019/0216476a1
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penumbar inc.)
5.2.抽吸導管具有抽吸和衝洗二通道，控制箱與導管二通道連結，完成同步控制下的抽吸和衝洗(us10944944b2
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boston scientific scimed inc；us9332999b2
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covidient lp)；進而防止抽吸通道被堵塞，和需要抽出導管清除血栓斑塊和再插入導管的過程。
6.3.在抽吸導管上放置應變計或壓差傳感器，控制器通過壓差計算流，進而監測抽吸導管前端是否與凝塊接觸。若沒有接觸，自動關閉在抽吸連結管中的開-關閥停止抽吸。若導管被堵塞，啟動脈衝式抽吸(us6022747
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bayer co；us16/977431
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penumbar inc)。
7.如圖1和圖2所示，美國penumbra公司和美國美敦力公司的血栓抽吸泵。抽吸壓力和頻率控制都在抽吸泵主機端。
8.公開號為cn113289092a的中國發明專利文獻公開了一種與脈搏同步的抽吸設備及抽吸方法，包括：抽吸泵、抽吸管路以及脈搏檢測器件；所述脈搏檢測器件與所述抽吸泵的控制器電連接，所述抽吸泵通過所述抽吸管路進行抽吸；所述抽吸泵提供脈衝壓力；所述控制器根據所述脈搏檢測器件檢測到的脈搏信號調整所述脈衝壓力，使所述脈衝壓力的脈衝起始時間和脈搏的收縮壓在預設的時間誤差範圍內保持同步。
9.公開號為cn113331911a的中國發明專利文獻公開了一種控制抽吸壓力的流體抽吸設備、醫療設備及血管抽吸方法，抽吸泵連接所述抽吸管路，用於提供脈衝壓力來抽吸流體；流體流速、壓力或流量傳感器設置於所述抽吸泵中、所述抽吸管路中或者所述抽吸泵與所述抽吸管路之間流體流經的任意位置，流體流速、壓力或流量傳感器與所述抽吸泵的控制器電連接；其中，根據所述流體流速、壓力或流量傳感器檢測到的結果得到所述抽吸管路中的阻力；在檢測到阻力增加超過預設值的狀態下，增加所述抽吸泵的抽吸效率。
10.針對上述中的相關技術，發明人認為目前已入市或已發表的血栓吸引用負壓抽吸泵的負壓或抽吸頻率控制需要人工控制。


技術實現要素：

11.針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵及其使用方法。
12.根據本發明提供的一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵，包括抽吸泵主機、儲液罐、連接管和抽吸導管；
13.所述抽吸泵主機和儲液罐連通；
14.所述儲液罐與連接管的一端連通；
15.所述儲液罐連通連接管的流通路徑上設置有比例夾管閥和壓力傳感器，且壓力傳感器的第一測壓埠和第二測壓埠位於儲液罐連通連接管的流通路徑上；
16.所述連接管的另一端連通抽吸導管。
17.優選的，根據壓力傳感器的第一測壓埠和第二測壓埠之間的壓差獲得抽吸導管中流體流量：
18.q＝k√(δp/ρ)；
19.其中，q為流體流量；k為壓力傳感器係數；δp為壓力傳感器的第一測壓埠和第二測壓埠之間的壓差；ρ為流體的密度。
20.優選的，所述抽吸導管處設置有流體流速傳感器。
21.優選的，根據流體流速傳感器獲取抽吸導管中流體流速v；
22.根據抽吸導管中的流體流量和流體流速獲取抽吸導管內徑a：
23.a＝q/v。
24.優選的，所述流體流速傳感器包括：加熱器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，加熱器設置於第一溫度傳感器處或設置於第一溫度傳感器的遠離第二溫度傳感器的一側。
25.優選的，加熱器通過加熱流體的溫度，使流體產生溫度脈衝，供第一溫度傳感器與第二溫度傳感器檢測；
26.流體流速v：
27.v＝d/t；
28.其中，t表示第一溫度傳感器與第二溫度傳感器檢測到溫度脈衝的時間間隔；d表示第一溫度傳感器與第二溫度傳感器之間具有的預設距離。
29.根據本發明提供的一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵的使用方法，應用自動調節目標流速的血栓抽吸泵，包括如下步驟：
30.流體流量計算步驟：根據壓力傳感器的第一測壓埠和第二測壓埠之間的壓差得到流體流量；
31.流體流量調節步驟：將流體流量和目標流量進行比較，調節流體流量。
32.優選的，該方法還包括抽吸導管內徑計算步驟：在抽吸導管尚未進入人體時，流體流量為氣體，根據流體流量計算得到抽吸導管內徑。
33.優選的，在所述流體流量調節步驟中，在抽吸導管進入人體後，流體流量為液體；
34.若流體流量小於目標流量，則增加夾管比例閥開度，進而流體流速變大，抽吸導管內徑不變，流體流量變大，直至流體流量等於目標流量；
35.若流體流量大於目標流量，則減小夾管比例閥開度，進而流體流速變小，抽吸導管內徑不變，流體流量變小，直至流體流量等於目標流量。
36.優選的，在所述流體流量調節步驟中，在抽吸導管進入人體後，流體流量為液體；
37.若流體流量小於目標流量，則增加負壓強度，進而流體流速變大，抽吸導管內徑不變，流體流量變大，直至流體流量等於目標流量；
38.若流體流量大於目標流量，則減小負壓強度，進而流體流速變小，抽吸導管內徑不變，流體流量變小，直至流體流量等於目標流量。
39.與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
40.1、本發明優化了血栓抽吸手術過程，抽吸泵可自動識別所用抽吸導管尺寸，可在抽吸導管未遇到血栓時自動減小負壓，在吸引血栓時自動增大負壓，以避免抽吸過程中過多失血，並減少手術間醫生手動調節抽吸參數；
41.2、本發明能夠提高系統動態響應速度；
42.3、本發明能夠提高血栓抽吸效率：以最小的平均抽吸壓力，達到抽吸血栓目的。
附圖說明
43.通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
44.圖1為現有的血栓抽血泵的第一示意圖；
45.圖2為現有的血栓抽血泵的第二示意圖；
46.圖3為本發明血栓抽血泵的翻蓋打開圖；
47.圖4為本發明血栓抽血泵的翻蓋關閉圖；
48.圖5為本發明流體流速傳感器的工作原理圖；
49.圖6為本發明血栓抽血泵的示意圖；
50.圖7為本發明血栓抽血泵的剖面示意圖；
51.圖8為通過改變比例夾管閥開度自動控制血液流速的原理流程圖；
52.圖9為通過調整負壓強度自動控制血液流速的原理流程圖。
53.附圖標記：
54.抽吸泵主機1
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壓力傳感器5
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加熱器9
55.連接管2
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第一測壓埠6
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第一溫度傳感器10
56.翻蓋3
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第二測壓埠7
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第二溫度傳感器11
57.比例夾管閥4
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儲液罐8
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基板12
具體實施方式
58.下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。
59.本發明實施例公開了一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵，如圖6和圖7所示，包括抽吸泵主機1、儲液罐8、連接管2、抽吸導管和翻蓋3；所述抽吸泵主機1和儲液罐8連通；所述儲液罐8與連接管2一端連通；所述儲液罐8連通連接管2的流通路徑上設置有比例夾管閥4和壓力傳感器5，且壓力傳感器5的第一測壓埠6和第二測壓埠7位於儲液罐8連通連接
管2的流通路徑上，連接管2的另一端連通抽吸導管。抽吸導管處設置有流體流速傳感器。翻蓋3和抽吸泵主機1鉸接。比例夾管閥4位於壓力傳感器5與連接管2之間。
60.如圖3所示，將翻蓋3打開，將儲液罐8裝入主機內部，將抽吸導管通過連接管2與儲液罐8相連。
61.如圖4所示，關上翻蓋3，機器開始工作，操作人員可通過控制器控制機器的負壓強度和吸引頻率。
62.儲液罐8連通連接管2的流通路徑中的流體流量等於抽吸導管中流體流量。根據壓力傳感器5的第一測壓埠6和第二測壓埠7之間的壓差獲得抽吸導管中流體流量：
63.q＝k√(δp/ρ)；
64.其中，q為流體流量；k為壓力傳感器5係數；δp為壓力傳感器5的第一測壓埠6和第二測壓埠7之間的壓差；ρ為流體的密度。
65.根據流體流速傳感器獲取抽吸導管中流體流速v。流體流速傳感器包括：加熱器9、第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器11，加熱器9設置於第一溫度傳感器10處或設置於第一溫度傳感器10的遠離第二溫度傳感器11的一側。
66.加熱器9通過加熱流體的溫度，使流體產生溫度脈衝，供第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11檢測；
67.流體流速v：
68.v＝d/t；
69.其中，t表示第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11檢測到溫度脈衝的時間間隔；d表示第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11之間具有的預設距離。
70.根據抽吸導管中的流體流量和流體流速獲取抽吸導管內徑a：
71.a＝q/v。
72.流體可以是空氣或液體等。
73.流體流速傳感器設置於抽吸管路中，與所述抽吸泵的控制器電連接，根據流體流速傳感器檢測到的結果得到抽吸管路中的阻力。
74.其中，流體流速傳感器檢測路徑中流體的流速v；其中，流體的流量q＝va，a為流體流速傳感器所在位置的橫截面積；在t時刻，抽吸管路中的阻力r(t)＝p/q，p為抽吸泵的抽吸壓力；在檢測到阻力增加超過預設值的狀態下，增加抽吸泵的抽吸效率。
75.如圖5所示，流體流速傳感器包括：加熱器9、第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器11，為了便於安裝，加熱器9、第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器11設置於同一基板12上。第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11之間具有預設距離d，加熱器9設置於第一溫度傳感器10處或設置於第一溫度傳感器10的遠離第二溫度傳感器11的一側。
76.流體流速傳感器的工作原理如下：
77.加熱器9通過加熱待測流體的溫度，使待測流體產生溫度脈衝，供第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11檢測，由於加熱器9設置於第一溫度傳感器10處或設置於第一溫度傳感器10的遠離第二溫度傳感器11的一側，因此第一溫度傳感器10會比第二溫度傳感器11更早的檢測到溫度脈衝，即得到第一溫度傳感器10與第二溫度傳感器11檢測到溫度脈衝的時間間隔t。
78.從而得到：
79.待測流體的流速v＝d/t，待測流體的流量q＝va，a為流體流速傳感器所在位置的橫截面積。
80.如圖6和圖7所示，翻蓋3內部安裝有壓力傳感器5和比例夾管閥4。
81.本發明涉及一種自動調節目標流速血栓抽吸泵，並可自動識別所用抽吸導管尺寸，可在抽吸導管未遇到血栓時自動減小負壓，在吸引血栓時自動增大負壓，以避免抽吸過程中過多失血。血管內血栓抽吸由三個部分組成：抽吸導管(進入血管內的)，連接抽吸導管和抽吸泵間的連接管2及抽吸泵。
82.本發明實施例還公開了一種自動調節目標流速的血栓抽吸泵的使用方法，如圖8和圖9所示，應用自動調節目標流速的血栓抽吸泵，包括如下步驟：
83.流體流量計算步驟：根據壓力傳感器5的第一測壓埠6和第二測壓埠7之間的壓差得到流體流量。
84.抽吸導管內徑計算步驟：在抽吸導管尚未進入人體時，流體流量為氣體，根據流體流量計算得到抽吸導管內徑。
85.流體流量調節步驟：將流體流量和目標流量進行比較，調節流體流量，調節的方式包括但不限於閉環比例調節，積分調節，微調節pid。
86.在抽吸導管進入人體後，流體流量為液體；若流體流量小於目標流量，則增加夾管比例閥開度，進而流體流速變大，抽吸導管內徑不變，流體流量變大，直至流體流量等於目標流量；若流體流量大於目標流量，則減小夾管比例閥開度，進而流體流速變小，抽吸導管內徑不變，流體流量變小，直至流體流量等於目標流量。
87.或者，在抽吸導管進入人體後，流體流量為液體；若流體流量小於目標流量，則增加負壓強度，進而流體流速變大，抽吸導管內徑不變，流體流量變大，直至流體流量等於目標流量；若流體流量大於目標流量，則減小負壓強度，進而流體流速變小，抽吸導管內徑不變，流體流量變小，直至流體流量等於目標流量。
88.本發明具體是通過以下技術方法實現：
89.1、在抽吸導管尚未進入人體(血管)時，抽吸泵產生一個快速的脈衝壓力，並監測脈衝壓力相對應的流體速度變化。脈衝壓力和流速變化可以估算導管的空載阻力，從而計算相應內徑，或和不同尺寸的導管壓力與流速關係，確定導管的標準尺寸，如包括但不限於5f、6f、7f、8f，9f或以上等。f即french，是導管外徑尺寸在介入器材中的單位表達，1f＝1/3mm。
90.2、負壓抽吸泵通過兩支壓力傳感器5反饋的壓差計算血液流速，並通過流速反饋智能調整比例夾管閥4的開度，實時調整管道內的血流速。從而避免失血過多或者吸引血栓時負壓強度不夠的問題。
91.q＝k√(δp/ρ)
92.其中，q為血液流量；k為傳感器係數；δp為壓力傳感器5埠1和埠2之間的壓差；ρ為血液密度。
93.在本技術的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本技術的限制。
94.以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變化或修改，這並不影響本發明的實質內容。在不衝突的情況下，本技術的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。