CN111840757B - 一种可测压球囊导管及其智能自演进式辅助设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可测压球囊导管及其智能自演进式辅助设备,该球囊导管集成了压力传感器及其导线,可术中监测球囊内及术区压力,并有效增强球囊导管的强度。该球囊导管的智能自演进式辅助设备由多模块组成,具有接收处理压力传感器其信号、推荐优选手术方案、实现近中程手术操作和设备控制、术中手术决策等功能,同时具备智能自演进特征,本发明通过集成于球囊导管上的压力传感器监测球囊内和术区压力,并将压力数据传输至智能自演进式辅助设备;辅助设备对数据进行处理后推荐优选手术方案并辅助术者完成手术;此外辅助设备还通过不断新增的患者诊疗随访数据,更新的先验知识,实现球囊导管介入治疗策略的自我进化。
Description
技术领域:
本发明涉及一种用于神经介入、血管介入等治疗技术的可测压球囊导管及其智能自演进式辅助设备,属于医疗领域中的介入治疗用球囊导管领域。
背景技术:
介入治疗学,是一门融合了影像诊断和临床治疗于一体的新兴学科。它是在数字减影血管造影机、CT、超声和磁共振等影像设备的引导和监视下,利用穿刺针、导管及其他介入器材,通过人体自然孔道或微小的创口将特定的器械导入人体病变部位进行微创治疗的一系列技术的总称。目前已经成为与传统的内科、外科并列的临床三大支柱性学科。在众多的介入器材中,球囊导管及其引领的球囊导管技术在介入治疗学中占据重要的地位,应用于各种血管疾病及非血管疾病的治疗,如动脉栓塞、动脉狭窄、三叉神经痛等。在球囊导管的实际应用中,当球囊导管的球囊部被递送至治疗部位后,造影剂的推进、球囊的扩张式最基本,也是最核心的操作。通过球囊的扩张,在病变部位产生压力阶差,从而实现疾病治疗的目的,如动脉狭窄部受压扩大、三叉神经半月节受压毁损等。因此球囊导管在疾病治疗时,最核心的治疗因素是压力,然而球囊内压力却往往被忽视。
在颈内动脉狭窄的治疗中,首先将导丝递送至需治疗区域,然后通过导丝将球囊导管引导至需治疗的狭窄部位,手术医生根据自身经验以及数字血管减影,给球囊内推进一定量的造影剂,使球囊扩张以治疗血管狭窄区。在整个过程中,手术医师关注的是血管造影结果以及球囊内造影剂注射体积(一般厂家会给出一个推荐造影剂推注剂量),基本不关注球囊内压力以及球囊壁与血管壁之间的压力。然而这些压力才是颈内动脉狭窄治疗的关键。
在三叉神经痛微球囊压迫治疗中,通过在球囊导管扩张三叉神经麦氏囊,压迫三叉神经,利用机械压力破坏三叉神经痛觉神经纤维,阻滞痛觉传导,达到止痛目的。在实际手术治疗过程中,医生根据两点来评判痛觉纤维是否已经受到了损伤而触觉纤维和运动纤维得到了良好的保存:球囊扩张形状和压迫持续时间。首先借用1ml注射器推进造影剂来协助球囊在麦氏囊内扩张,并根据球囊扩张的形状来评估三叉神经半月节压迫的效果。而不同患者的麦氏囊形状各不相同,囊体积大小也不相同,因此根据球囊扩张的形状来评判疾病治疗效果显然存在不足。其次在球囊压扩张至医生满意的形状后,进行压迫时间计算。然而压迫时间的长短也完全依靠医生经验,每一位患者的压迫时间会根据手术医生的主观判断而有所不同。同血管介入中球囊导管治疗疾病相同,最重要的治疗因素压力从未被量化考虑。因此,目前三叉神经痛微球囊压迫治疗的疗效和并发症基本取决于医生的经验及术中主观判断。正因为如此,不同医生之间的治疗效果相差较大,同一医生治疗的不同患者之间治疗效果也相差较大,非常不利于该技术的同质化推广,也不符合当前国家提倡的精准化治疗方向。
考虑到球囊内压力在球囊导管治疗疾病中的重要作用,我们开发了一种可测压的球囊导管及其智能自演进式辅助设备,用于术中监测球囊内压力以及囊壁与组织之间压力,并实现优选手术方案推荐和手术操作控制等。
发明内容:
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可测压的球囊导管及其智能自演进式辅助设备,能够准确的动态监测、记录疾病治疗过程中球囊导管内造影剂体积,球囊内压力以及球囊壁与组织之间压力,有效控制造影剂进入或退出球囊的速度,及时释放超出安全阈值的压力,建立以压强的时间积分为量化标准的全新球囊导管扩张术、压迫术等介入治疗评判标准,智能推荐优选手术方案,实现近中距离智能手术操作,推动血管及非血管性疾病的精准化及个体化治疗的进程,最大程度上提高医疗安全性,并对未来涉及球囊导管介入治疗行业标准制定和共识达成奠定基础。
为了解决上述问题,本发明提供了一种技术方案一种可测压的球囊导管,包括:导管球囊部、导管体部、导管尾部、压力传感器输出连接线、压力传感器输出接口、压力传感器导线、造影剂管腔入口、导丝管腔入口和导管刻度。
所述的导管球囊部为本发明最重要的部分,由多种结构组成,集成有球囊、压力传感器、导管球囊部侧孔、球囊附着点、金属标记物以及压力传感器导线等,允许造影剂等进出球囊、实现球囊扩张与收缩、压力信息感知、压力信息输出、术中导管球囊部追踪定位等。所述的球囊由弹性材料制成,为顺应性球囊或半顺应性,在充斥液体、气体时充盈为球形或卵圆形;可选的球囊材质可以是天然乳胶、聚氨酯、热塑性弹性体高分子材料、硅胶等单一成分或者混合成分。所述压力传感器为本发明核心部件,用于测量导管球囊部的压力;可选的,压力传感器可选纳米发电机、压电传感器、柔性传感器、弹性传感器、薄膜传感器等多种类型;可选的,压力传感器可以位于球囊导管体部头端(即位于球囊内部)以测量球囊内部压力(压强),也可以位于球囊表面以直接测量球囊与外界组织之间的压力(压强)。所述导管球囊部侧孔位于球囊导管体部头端,其外为球囊,允许造影剂等液体、气体物质进入以及流出。所述球囊附着点位于球囊导管体部头端,为球囊与球囊导管体部的密封连接,形成球囊与导管体部头端的密闭空间,仅通过侧孔连通导管体部与外界交通,且在保证球囊在扩张时仅膨胀而不会出现任何移位,可选的球囊附着点可通过热塑型、捆扎、焊接等实现。所述金属标记物位于球囊导管体部头端球囊附近,X光不能穿透,用于球囊部术中定位,主要选择医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛和钛合金、医用镁合金、金、银、铂等贵金属,以及化学稳定性好和抗生理腐蚀性好的钽、铌、锆、镍钛形状记忆合金,可选的金属标记物可做成易识别形状用于术中分析,如环状,点状等。所述导管球囊部压力传感器导线为压力传感器导线的一部分位于导管体部头端,包埋于球囊导管材料内,螺旋盘绕,贯穿整个球囊导管,具有传输压力传感器感知的信息数据的作用,还具有增强球囊导管支撑强度和拉伸强度的作用,避免导管断裂而残留于人体的风险,降低医源性损伤和感染风险。
所述导管体部为本发明的主体部分,连接导管球囊部以及导管尾部,为中空管状,且压力传感器导线包埋于其壁中;导管体部材料为医用高分子材料,可选用聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等;此外导管体部可根据不同的应用场景制作不同型号,包括导管长度、导管形状和导管粗细等变化。
所述的导管尾部位于导管体部尾端,主要用于连接、固定导管体部。
所述的压力传感器导线贯穿整个导管体部,一端与压力传感器相连接,一端与压力传感器输出接口相连;压力传感器导线为金属导线,包埋于导管以及压力传感器输出连接线的材料之中,螺旋盘绕,贯穿整个球囊导管;其首要作用是传输压力传感器监测到的压强/压力信息;其次要作用是增强球囊导管的支撑强度和拉伸强度,避免术中导管断裂以及断裂残端在人体的残留,从而降低了医源性损伤和感染风险;最后导线螺旋盘绕行进使压力传感器导线具有一定弹性,在球囊导管弯曲、打折时避免导线损坏。
所述的压力传感器输出连接线,为本发明连接部分,一端连接导管体部,另一端与压力传感器输出接口相连接;压力传感器导线由连接线与导管体部的连接处进入,螺旋盘绕行走,包埋于压力传感器导线材料之中;压力传感器输出连接线的主要作用是保护压力传感器导线以保证压力感知信息的输出;压力传感器输出连接线的材料同样使用医用高分子材料,可选用聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
所述压力传感器输出接口为本发明重要部分,其一端压力传感器导线相连,接受压力传感器信息数据,另一端与球囊导管的智能演进式辅助设备中信息采集***相连,主要作用是进行压力感知信息的转换及传送;可选的,压力传感器输出接口与信息采集***之间的连接可选择有线连接,也可选择无线连接进行信息传输;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
所述的造影剂管腔入口位于导管尾部,为球囊导管内中空的管道的开口,与造影剂灌注接口相连接,允许造影剂或其他物质进入或者退出,通过导管球囊部头端的侧孔与球囊密闭空间相交通。
所述导丝管腔入口在部分配合导丝使用的球囊导管出现,位于导管尾部或者导管体部,连通的导丝管腔贯穿或部分贯穿导管全长,为引导球囊导管到达指定手术部位的导丝提供空间通道。
所述的导管刻度,位于球囊导管的导管体部外壁,用于手术中间估算导管球囊部推进距离。
一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,包括:球囊导管辅助设备管理***、电源模块、中央处理器、信息处理模块、动力控制模块、造影剂推进***,造影剂灌注接口、信息采集***、手术操作界面、显示***。
所述手术操作界面为人机交互端,手术医师可以根据显示***提供的术前治疗方案推荐以及术中实际情况操控手术操作界面发送指令至球囊导管辅助设备管理***,控制整个智能自演进式辅助设备的运行等。可选的,手术操作界面可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
所述球囊导管辅助设备管理***与手术操作界面、电源管理模块以及中央处理器相连接;与手术操作界面相连接目的在于接受指令以控制整个辅助设备的运行;与电源管理模块相连接的目的在于控制电源管理模块为设备各元器件提供能量;与中央处理器相交互的目的在于***软件演进升级、***参数修改、手术信息存取分析等;球囊导管辅助管理***还可获取患者的病历信息,化验检查、影像学信息、术后症状缓解信息、出院随访等,储存并构建患者数据库;此外球囊导管辅助设备管理***还将与互联网相连接,实时查询有关球囊导管介入治疗的最新高质量文献,总结推演知识图谱,存储并构建知识图谱数据库。
所述电源管理***为球囊导管辅助设备的所有元器件提供能量,主要完成电池管理、有线/无线充电、以及提供程序升级及修改参数的数据接口(有线或无线)。
所述中央处理器为球囊导管辅助设备的信息处理核心,用于数据计算、各硬件***管理、工作协调等。
所述信息处理模块为球囊导管辅助设备的核心之一,在中央处理器支持下,根据输入的压力信息、时间信息以及球囊内灌注造影剂体积信息等数据进行实时数据处理,完成数据的调制解调、计算、存储等,并完成动态术前球囊内压强变化曲线、动态术中球囊内压强变化曲线、动态球囊壁与组织间压强变化曲线、动态体积变化曲线以及各个曲线对应的压强时间积分、体积时间积分等信息的绘制计算;通过与显示器相连接,将以上计算结果实时显示,便于手术医师观察并做出术中判断;根据已加载的球囊导管介入治疗策略,评判目前治疗状态,并给出推荐治疗方案,并通过显***呈现,供手术医师参考;接受来自手术医生的决策,计算球囊内造影剂灌注体积及压强,发送指令操控动力控制模块;信息处理模块储存手术医生的每一次决策(选择的造影剂灌注压强、灌注体积以及对应的持续时间等),并构建医生决策数据库,并与患者信息数据库内数据配对,结合最新的知识图谱数据库数据,通过深度学习、卷积神经网络等方法推演更加精准的球囊导管介入治疗策略,替换已加载策略,实现辅助设备的智能自演进,为手术医师推荐更加精准的治疗方案;信息处理模块还根据球囊导管的球囊材质设定压力安全阈值,当信息采集***实时输入的球囊内压力超过安全阈值,则控制动力控制***停止造影剂灌注,因此降低了球囊因压力的突然增高而发生爆裂的风险;信息处理模块根据实验数据提取的球囊导管造影剂灌注时压力释放特征建立球囊导管破损数据库及预警策略,准确诊断术中导管损伤、球囊破裂、损伤部位等,以降低因球囊导管破损而继续实施操作所带来的医源性损伤,且术后将球囊导管实际情况与灌注时压力释放数据配对,构建灌注时释压数据库,并结合既往数据再次利用卷积神经网络等方法提取特征,自演进球囊导管破损预警策略。
所述动力控制***,一端与信息处理模块相连,接受控制指令,另一端与造影剂推进***相连接,控制造影剂推进***运行。
所述造影剂推进***为本发明核心***之一,包含造影剂推进装置、造影剂存贮仓、造影剂灌注体积监测装置;一端与动力控制模块相连接,在其控制下运行;一端与球囊导管尾部的造影剂灌注接口相连接,完成球囊导管内造影剂的推进或者退出;还有一端与信息处理模块相连接,输入球囊导管内造影剂的推进和退出体积信息;造影剂推进***具有球囊导管内恒压维持功能,当球囊造影剂灌注完毕后,防止球囊内造影剂逆向倒流,有效维持术区压力,故术中不必使用三通管及助手协助,节省人力;推进***还具有造影剂量化输送与快速退出功能,并可实现各种功能之间的自由切换。可选的,造影剂推进***可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
信息采集***为本发明的核心部件之一,一端与压力传感器输出接口相连接,实时接收球囊导管内的压力传感器感知的压强信息以及时间持续信息,并进行数据转换,另一端与信息处理模块相连接,将数据转换后的信息输入信息处理模块内进行数据处理。
显示***为本***另一人机交互界面,与信息处理模块相连接,接收信息处理模块输出信息数据、推荐治疗方案等,以可视化等方式呈现,供手术医师参考。可选的,显示***可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
此外,本发明专利除了以上智能自演进式辅助设备外,根据不同的应用场景,还可能具有其他一些非智能辅助套件或设备,在具体实施例中进行介绍。
本发明的有益效果:
(1)实现了球囊导管球囊内压强/压力、球囊壁与组织之间压强/压力的实时动态监测及数据采集。
(2)实现了将压力传感器递送至体内手术区域而进行的直接或间接压强/压力测量,消除体外测量因导管因素所致的误差(导管阻塞、折弯、膨胀、收缩等)。
(3)由于压力传感器导线选用医用金属等材料,特征在于包埋且螺旋盘绕行进于导管壁内,贯穿整个球囊导管,因此增强了球囊导管的支撑强度和拉伸强度,避免术中导管断裂以及断裂残端在人体的残留,从而降低了医源性损伤和感染风险。
(4)实现了球囊材质与导管体材质的紧密无缝连接,保证球囊的密闭性和膨胀时的稳定性。
(5)实现了术中球囊位置的准确判定。
(4)实现了术中球囊内造影剂体积的精准灌注、及实时动态灌注体积数据采集。
(5)实现了术中球囊内造影剂灌注速度、退出速度的精确控制。
(6)解决了术中停止造影剂灌注时球囊内造影剂的逆向倒流的问题,
(7)实现了术中造影剂量化输送与快速退出之间的自由切换;
(8)降低了术中球囊因压力的突然增高而发生爆裂的风险;
(9)实现了术中导管损伤、球囊破裂以及损坏部位的准确诊断及预警;
(10)实现了患者信息、影像数据、化验检查、术后随访信息的存储及患者信息数据库的构建。
(11)实现了球囊导管介入治疗相关的最新高质量文献的实时检索、最新先验知识的实时总结、球囊导管介入治疗知识图谱及图谱库的构建及自演进。
(12)实现了手术医师术中决策信息数据库的建立。
(13)实现了患者信息数据与医生术中决策数据的配对分析、结合球囊导管介入治疗知识图谱库数据,通过深度学习等方法构建以及自演进球囊导管介入治疗策略。
(14)实现了造影剂灌注时释压数据库的建立,以及球囊导管破损预警策略的构建及自演进。
(15)实现了人机交互,智能设备辅助球囊导管介入治疗的术前优选方案推荐及术中手术决策。
(16)实现了远距离人机交互,无线信息传输、近中程控制,避免手术医生手术过程中射线照射。
附图说明:
为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊内压的球囊导管(实施例一)的整体结构及非智能套件示意图;
图2是用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊内压的球囊导管(实施例一)的球囊部构造图;
图3是用于血管狭窄扩张成型术的可测球囊内压的球囊导管(实施例二)的整体结构及套件示意图;
图4是用于血管狭窄扩张成型术的可测球囊内压的球囊导管(实施例二)的球囊部构造图;
图5是用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊壁与组织之间压力的球囊导管(实施例三)的整体结构及套件示意图;
图6是用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊壁与组织之间压力的球囊导管(实施例三)的球囊部构造图;
图7是可测球囊内压的球囊导管的智能自演进式辅助设备结构示意图(适用于实施例一、二、三)。
图1中,1a-1穿刺内芯尖端,1a-2穿刺内芯体部,1a-3穿刺内芯尾部,2a-1导管鞘头部,2a-2导管鞘体部,2a-3导管鞘尾部,2a-4导管鞘刻度,3a-1导管球囊部,3a-2导管体部,3a-3导管尾部,3a-4压力传感器输出连接线,3a-5压力传感器输出接口,3a-6压力传感器导线,3a-7导管刻度,3a-8造影剂管腔入口。
图2中,3a-1-1压力传感器,3a-1-2导管球囊部侧孔,3a-1-3球囊,3a-1-4球囊附着点,3a-1-5金属标记物,3a-1-6压力传感器导线,3a-1-7造影剂管腔。
图3中,1b动脉鞘,2b-1导管球囊部,2b-2导管体部,2b-3导管尾部,2b-4压力传感器输出连接线,2b-5压力传感器输出接口,2b-6压力传感器导线,2b-7导管刻度,2b-8造影剂管腔入口,2b-9导丝管腔入口,3b造影管,4b导管引导管,5b导丝,6b支架,7b支架输送器。
图4中,2b-1-1压力传感器,2ab-1-2导管球囊部侧孔,2b-1-3球囊,2b-1-4球囊附着点,2b-1-5金属标记物,2b-1-6压力传感器导线,2b-1-7造影剂管腔,2b-1-8导丝管腔。
图5中,1c-1穿刺内芯尖端,1c-2穿刺内芯体部,1c-3穿刺内芯尾部,2c-1导管鞘头部,2c-2导管鞘体部,2c-3导管鞘尾部,2c-4导管鞘刻度,3c-1导管球囊部,3c-2导管体部,3c-3导管尾部,3c-4柔性压力传感器输出连接线,3c-5柔性压力传感器输出接口,3c-6柔性压力传感器导线,3c-7导管刻度,3c-8造影剂管腔入口。
图6中,3c-1-1柔性压力传感器,3c-1-2导管球囊部侧孔,3c-1-3球囊,3c-1-4球囊附着点,3c-1-5金属标记物,3c-1-6压力传感器导线,3c-1-7造影剂管腔。
图7中,1球囊导管辅助设备管理***,2电源模块,3中央处理器,4信息处理模块,5动力控制模块,6造影剂推进***,7造影剂灌注接口,8信息采集***,9手术操作界面,10显示***。
具体实施方式:
如图1-7所示,本具体实施方式采用以下技术方案:一种可测压的球囊导管,包括:导管球囊部、导管体部、导管尾部、压力传感器输出连接线、压力传感器输出接口、压力传感器导线、造影剂管腔入口、导丝管腔入口和导管刻度。
所述的导管球囊部为本发明最重要的部分,由多种结构组成,集成有球囊、压力传感器、导管球囊部侧孔、球囊附着点、金属标记物以及压力传感器导线等,允许造影剂等进出球囊、实现球囊扩张与收缩、压力信息感知、压力信息输出、术中导管球囊部追踪定位等,所述的球囊由弹性材料制成,为顺应性球囊或半顺应性,在充斥液体、气体时充盈为球形或卵圆形;可选的球囊材质可以是天然乳胶、聚氨酯、热塑性弹性体高分子材料、硅胶等单一成分或者混合成分。所述压力传感器为本发明核心部件,用于测量导管球囊部的压力;可选的,压力传感器可选纳米发电机、压电传感器、柔性传感器、弹性传感器、薄膜传感器等多种类型;可选的,压力传感器可以位于球囊导管体部头端(即位于球囊内部)以测量球囊内部压力(压强),也可以位于球囊表面以直接测量球囊与外界组织之间的压力(压强)。所述导管球囊部侧孔位于球囊导管体部头端,其外为球囊,允许造影剂等液体、气体物质进入以及流出。所述球囊附着点位于球囊导管体部头端,为球囊与球囊导管体部的密封连接,形成球囊与导管体部头端的密闭空间,仅通过侧孔连通导管体部与外界交通,且在保证球囊在扩张时仅膨胀而不会出现任何移位,可选的球囊附着点可通过热塑型、捆扎、焊接等实现。所述金属标记物位于球囊导管体部头端球囊附近,X光不能穿透,用于球囊部术中定位,主要选择医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛和钛合金、医用镁合金、金、银、铂等贵金属,以及化学稳定性好和抗生理腐蚀性好的钽、铌、锆、镍钛形状记忆合金,可选的金属标记物可做成易识别形状用于术中分析,如环状,点状等。所述导管球囊部压力传感器导线为压力传感器导线的一部分位于导管体部头端,包埋于球囊导管材料内,螺旋盘绕,贯穿整个球囊导管,具有传输压力传感器感知的信息数据的作用,还具有增强球囊导管支撑强度和拉伸强度的作用,避免导管断裂而残留于人体的风险,降低医源性损伤和感染风险。
所述导管体部为本发明的主体部分,连接导管球囊部以及导管尾部,为中空管状,且压力传感器导线包埋于其壁中;导管体部材料为医用高分子材料,可选用聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等;此外导管体部可根据不同的应用场景制作不同型号,包括导管长度、导管形状、导管粗细等变化。
所述的导管尾部位于导管体部尾端,主要用于连接、固定导管体部。
所述的压力传感器导线贯穿整个导管体部,一端与压力传感器相连接,一端与压力传感器输出接口相连;压力传感器导线为金属导线,包埋于导管以及压力传感器输出连接线的材料之中,螺旋盘绕,贯穿整个球囊导管;其首要作用是传输压力传感器监测到的压强/压力信息;其次要作用是增强球囊导管的支撑强度和拉伸强度,避免术中导管断裂以及断裂残端在人体的残留,从而降低了医源性损伤和感染风险;最后导线螺旋盘绕行进使压力传感器导线具有一定弹性,在球囊导管弯曲、打折时避免导线损坏。
所述的压力传感器输出连接线,为本发明连接部分,一端连接导管体部,另一端与压力传感器输出接口相连接;压力传感器导线由连接线与导管体部的连接处进入,螺旋盘绕行走,包埋于压力传感器导线材料之中;压力传感器输出连接线的主要作用是保护压力传感器导线以保证压力感知信息的输出;压力传感器输出连接线的材料同样使用医用高分子材料,可选用聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
所述压力传感器输出接口为本发明重要部分,其一端压力传感器导线相连,接受压力传感器信息数据,另一端与球囊导管的智能演进式辅助设备中信息采集***相连,主要作用是进行压力感知信息的转换及传送;可选的,压力传感器输出接口与信息采集***之间的连接可选择有线连接,也可选择无线连接进行信息传输;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
所述的造影剂管腔入口位于导管尾部,为球囊导管内中空的管道的开口,与造影剂灌注接口相连接,允许造影剂或其他物质进入或者退出,通过导管球囊部头端的侧孔与球囊密闭空间相交通。
所述导丝管腔入口在部分配合导丝使用的球囊导管出现,位于导管尾部或者导管体部,连通的导丝管腔贯穿或部分贯穿导管全长,为引导球囊导管到达指定手术部位的导丝提供空间通道。
所述的导管刻度,位于球囊导管的导管体部外壁,用于手术中间估算导管球囊部推进距离。
一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,包括:球囊导管辅助设备管理***、电源模块、中央处理器、信息处理模块、动力控制模块、造影剂推进***,造影剂灌注接口、信息采集***、手术操作界面、显示***。
所述手术操作界面为人机交互端,手术医师可以根据显示***提供的术前治疗方案推荐以及术中实际情况操控手术操作界面发送指令至球囊导管辅助设备管理***,控制整个智能自演进式辅助设备的运行等。可选的,手术操作界面可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
所述球囊导管辅助设备管理***与手术操作界面、电源管理模块以及中央处理器相连接;与手术操作界面相连接目的在于接受指令以控制整个辅助设备的运行;与电源管理模块相连接的目的在于控制电源管理模块为设备各元器件提供能量;与中央处理器相交互的目的在于***软件演进升级、***参数修改、手术信息存取分析等;球囊导管辅助管理***还可获取患者的病历信息,化验检查、影像学信息、术后症状缓解信息、出院随访等,储存并构建患者数据库;此外球囊导管辅助设备管理***还将与互联网相连接,实时查询有关球囊导管介入治疗的最新高质量文献,总结推演知识图谱,存储并构建知识图谱数据库。
所述电源管理***为球囊导管辅助设备的所有元器件提供能量,主要完成电池管理、有线/无线充电、以及提供程序升级及修改参数的数据接口(有线或无线)。
所述中央处理器为球囊导管辅助设备的信息处理核心,用于数据计算、各硬件***管理、工作协调等。
所述信息处理模块为球囊导管辅助设备的核心之一,在中央处理器支持下,根据输入的压力信息、时间信息以及球囊内灌注造影剂体积信息等数据进行实时数据处理,完成数据的调制解调、计算、存储等,并完成动态术前球囊内压强变化曲线、动态术中球囊内压强变化曲线、动态球囊壁与组织间压强变化曲线、动态体积变化曲线以及各个曲线对应的压强时间积分、体积时间积分等信息的绘制计算;通过与显示器相连接,将以上计算结果实时显示,便于手术医师观察并做出术中判断;根据已加载的球囊导管介入治疗策略,评判目前治疗状态,并给出推荐治疗方案,并通过显***呈现,供手术医师参考;接受来自手术医生的决策,计算球囊内造影剂灌注体积及压强,发送指令操控动力控制模块;信息处理模块储存手术医生的每一次决策(选择的造影剂灌注压强、灌注体积以及对应的持续时间等),并构建医生决策数据库,并与患者信息数据库内数据配对,结合最新的知识图谱数据库数据,通过深度学习、卷积神经网络等方法推演更加精准的球囊导管介入治疗策略,替换已加载策略,实现辅助设备的智能自演进,为手术医师推荐更加精准的治疗方案;信息处理模块还根据球囊导管的球囊材质设定压力安全阈值,当信息采集***实时输入的球囊内压力超过安全阈值,则控制动力控制***停止造影剂灌注,因此降低了球囊因压力的突然增高而发生爆裂的风险;信息处理模块根据实验数据提取的球囊导管造影剂灌注时压力释放特征建立球囊导管破损数据库及预警策略,准确诊断术中导管损伤、球囊破裂、损伤部位等,以降低因球囊导管破损而继续实施操作所带来的医源性损伤,且术后将球囊导管实际情况与灌注时压力释放数据配对,构建灌注时释压数据库,并结合既往数据再次利用卷积神经网络等方法提取特征,自演进球囊导管破损预警策略。
所述动力控制***,一端与信息处理模块相连,接受控制指令,另一端与造影剂推进***相连接,控制造影剂推进***运行。
所述造影剂推进***为本发明核心***之一,包含造影剂推进装置、造影剂存贮仓、造影剂灌注体积监测装置;一端与动力控制模块相连接,在其控制下运行;一端与球囊导管尾部的造影剂灌注接口相连接,完成球囊导管内造影剂的推进或者退出;还有一端与信息处理模块相连接,输入球囊导管内造影剂的推进和退出体积信息;造影剂推进***具有球囊导管内恒压维持功能,当球囊造影剂灌注完毕后,防止球囊内造影剂逆向倒流,有效维持术区压力,故术中不必使用三通管及助手协助,节省人力;推进***还具有造影剂量化输送与快速退出功能,并可实现各种功能之间的自由切换。可选的,造影剂推进***可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
信息采集***为本发明的核心部件之一,一端与压力传感器输出接口相连接,实时接收球囊导管内的压力传感器感知的压强信息以及时间持续信息,并进行数据转换,另一端与信息处理模块相连接,将数据转换后的信息输入信息处理模块内进行数据处理。
显示***为本***另一人机交互界面,与信息处理模块相连接,接收信息处理模块输出信息数据、推荐治疗方案等,以可视化等方式呈现,供手术医师参考。可选的,显示***可以与智能自演进式辅助设备其他部件集成连接于一体,也可采用无线信息传输方式进行信息交互;若采用无线信息传输方式进行信息交互的好处在于实现远程操作,避免手术医生射线照射。
此外,本发明专利除了以上智能自演进式辅助设备外,根据不同的应用场景,还可能具有其他一些非智能辅助套件或设备,在具体实施例中进行介绍。
实施例一:用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊内压的球囊导管及其智能自演进式辅助设备,由图1、图2和图7阐明。
三叉神经球囊压迫术开始前,开启球囊导管智能自演进式辅助设备,通过手术操作界面9驱动球囊导管辅助设备管理***1读取手术患者信息,包括病历资料、检查化验、影像资料等,在中央处理器3的帮助下输入信息处理模块4,待处理。然后将造影剂加入造影剂推进***6内,连接造影剂灌注接口7和造影剂管腔入口3a-8,连接信息采集***8和压力传感器输出接口3a-5;通过手术操作界面输入球囊导管排气命令,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的协助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管进行造影剂灌注和排出以达到排气的目的;排气完毕后,再通过手术操作界面9输入球囊导管体外压强测试命令,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的辅助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管内缓慢灌注造影剂,此时球囊导管球囊部的压力传感器3a-1-1实时采集球囊内压强值的动态变化信息,并经过压力传感器导线3a-1-6传出,在压力传感器输出连接线3a-4的尾部,通过压力传感器输出接口3a-5将信息送达信息采集***8处,信息采集***8完成数据转换后将数据传入信息处理模块4处,在中央处理器3的辅助下构建球囊导管体外灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,并通过显示***10实现可视化展示。此时,信息处理模块4根据球囊导管辅助设备管理***1读取的患者信息以及已经求解的本次手术拟使用的球囊导管的体外灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,通过加载的球囊导管介入治疗策略求解本次手术的推荐治疗方案,造影剂推进体积、囊内压强、压迫持续时间等。
手术开始时,将穿刺内芯尖端1a-1***导管鞘尾部2a-3,使穿刺内芯尖端1a-1通过导管鞘尾部2a-3,由导管鞘头部2a-1探出形成穿刺针,构建嘴角至颅底卵圆孔的软组织通道。当通道构建好后,拔出穿刺内芯,留置导管鞘。然后将导管球囊部3a-1由导管鞘尾部2a-3***,在导管刻度3a-7、导管鞘刻度2a-4以及术中透视技术的指引下,将导管球囊部3a-1递送至麦氏囊内。此时手术医师可以根据既往经验或者智能自演进式辅助设备提供的推荐方案决定手术细节和进程;通过手术操作界面输入三叉神经球囊压迫治疗方案,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的协助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管内缓慢灌注造影剂,此时球囊导管球囊部的压力传感器3a-1-1实时采集球囊内压强值的动态变化信息,并经过压力传感器导线3a-1-6传出,在压力传感器输出连接线3a-4的尾部,通过压力传感器输出接口3a-5将信息送达信息采集***8处,信息采集***8完成数据转换后将数据传入信息处理模块4处,在中央处理器3的辅助下构建球囊导管体内灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,并进一步计算相同造影剂灌注体积下体内灌注与体外灌注球囊内的压强差,构建体内外造影剂灌注球囊内压强差-灌注体积模型,所有动态数据、模型均通过显示***10实现可视化展示。当治疗完成时,信息处理模块4在中央处理器3的帮助下,驱动动力控制模块5控制造影剂推进***6,使灌注于球囊导管内的造影剂以合适的速度由造影剂灌注接口7退出。当导管球囊部3a-1的球囊3a-1-3完全回缩后,依次缓慢拔出球囊导管、导管鞘,完成手术。
术后,通过球囊导管辅助设备管理***1读取该患者随访信息(包括短期随访以及长期随访),与术前患者信息、球囊导管体外造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、球囊导管体内造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、患者手术治疗方案(治疗参数等)等数据进行数据配对,再结合球囊导管辅助设备管理***1构建的知识图谱数据,通过深度学习构建新的球囊导管介入治疗策略,实现球囊导管介入治疗策略的智能自演进。
实施例二:用于颈动脉狭窄血管内成形术的可测球囊内压的球囊导管及其智能自演进式辅助设备,由图3、图4和图7阐明。
颈动脉狭窄血管内成形术开始前,开启球囊导管智能自演进式辅助设备,通过手术操作界面9驱动球囊导管辅助设备管理***1读取手术患者信息,包括病历资料、检查化验、影像资料等,在中央处理器3的帮助下输入信息处理模块4,待处理。将造影剂加入造影剂推进***6内,连接造影剂灌注接口7与造影管3b。
手术开始时,于股动脉或其他动脉处穿刺,将动脉鞘1b***动脉内建立手术通道。将导丝5b穿入造影管3b内,再将造影管3b由动脉鞘1b尾部进入,进入动脉内。手术医师通过手术操作界面9输入血管造影指令,信号通过球囊导管辅助设备管理***1进入数据处理模块4,在中央处理器3的协助下,启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对造影管3b内注入造影剂,同时手术医师启动DSA机,完成一次血管造影。手术医师根据血管造影结果,重复以上步骤,将导丝5b逐步递送并越过病变位置。接下来将造影管3b退出,导丝5b留置原位不动。根据造影结果选择合适的导管引导管4b,先与造影剂灌注接口7相连,再将导丝尾部***引导管4b的管腔内。在导丝5b的引导下由动脉鞘1b尾部伸入,进入血管内。手术医师再次通过手术操作界面9输入血管造影指令,信号通过球囊导管辅助设备管理***1进入数据处理模块4,在中央处理器3的协助下,启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对导管引导管4b内注入造影剂,同时手术医师启动DSA机,完成一次血管造影。手术医师根据血管造影结果,重复以上步骤并缓慢递送导管引导管前进,直至距离病变下缘2-3cm处停止。根据术中造影结果选择合适的球囊导管2b。先连接造影剂灌注接口7和造影剂管腔入口2b-8,再连接信息采集***8和压力传感器输出接口2b-5。通过手术操作界面9输入球囊导管排气命令,信号通过球囊导管辅助设备管理***1进入数据处理模块4,在中央处理器3的协助下,启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管2b进行造影剂灌注和排出以达到排气的目的。排气完毕后,再通过手术操作界面9输入球囊导管体外压强测试命令,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的辅助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管内缓慢灌注造影剂,此时球囊导管球囊部的压力传感器2b-1-1实时采集球囊内压强值的动态变化信息,并经过压力传感器导线2b-1-6传出,在压力传感器输出连接线3a-4的尾部,通过压力传感器输出接口2b-5将信息送达信息采集***8处,信息采集***8完成数据转换后将数据传入信息处理模块4处,在中央处理器3的辅助下构建球囊导管体外灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,并通过显示***10实现可视化展示。此时,信息处理模块4根据球囊导管辅助设备管理***1读取的患者信息以及已经求解的本次手术拟使用的球囊导管的体外灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,通过加载的球囊导管介入治疗策略求解本次手术的推荐治疗方案,造影剂推进体积、囊内压强、压迫持续时间等。
将导丝5b的尾部从球囊导管2b头部的导丝管腔入口2b-1-8***,在导丝5b的引导下由导管引导管4b的尾部伸入,通过动脉鞘1b进入血管内。手术医师再次通过手术操作界面9输入血管造影指令,信号通过球囊导管辅助设备管理***1进入数据处理模块4,在中央处理器3的协助下,启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对导管引导管4b内注入造影剂,同时手术医师启动DSA机,完成一次血管造影。手术医师根据血管造影结果,重复以上步骤并缓慢递送球囊导管2b在导管引导管4b内前进,直至球囊导管球囊部2b-1进入病变区域。此时手术医师可以根据自身经验或者智能自演进式辅助设备提供的推荐方案决定手术细节和进程。通过手术操作界面输入颈动脉狭窄血管内成形术球囊扩张方案,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的协助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管内缓慢灌注造影剂,此时球囊导管球囊部的压力传感器2b-1-1实时采集球囊内压强值的动态变化信息,并经过压力传感器导线2b-1-6传出,在压力传感器输出连接线2b-4的尾部,通过压力传感器输出接口2b-5将信息送达信息采集***8处,信息采集***8完成数据转换后将数据传入信息处理模块4处,在中央处理器3的辅助下构建球囊导管体内灌注球囊内压强-造影剂灌注体积模型,并进一步计算相同造影剂灌注体积下体内灌注与体外灌注球囊内的压强差,构建体内外造影剂灌注球囊内压强差-灌注体积模型,所有动态数据、模型均通过显示***10实现可视化展示。当球囊扩张完成时,信息处理模块4在中央处理器3的帮助下,驱动动力控制模块5控制造影剂推进***6,使灌注于球囊导管内的造影剂以合适的速度由造影剂灌注接口7退出。当导管球囊部2b-1的球囊2b-1-3完全回缩后,缓慢拔出球囊导管2b。最后,将支架6b与支架递送器7b相连,将导丝露在体外的尾部***递送器内,在导丝5b的引导下由导管引导管4b的尾部伸入,通过动脉鞘1b进入血管内。手术医师通过手术操作界面9输入血管造影指令,信号通过球囊导管辅助设备管理***1进入数据处理模块4,在中央处理器3的协助下,启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对导管引导管4b内注入造影剂,同时手术医师启动DSA机,完成一次血管造影。手术医师根据血管造影结果,重复以上步骤,通过支架递送器7b将支架6b缓慢递送至病变区域。通过支架递送器7b在病变区释放支架6b覆盖病变全程。撤出支架递送器7b。再次行血管造影已确认无异常状况后,依次撤出导丝5b、导管引导管4b及动脉鞘1b,缝合或加压包扎穿刺点,结束手术。
术后,通过球囊导管辅助设备管理***1读取该患者随访信息(包括短期随访以及长期随访),与术前患者信息、球囊导管体外造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、球囊导管体内造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、患者手术治疗方案(治疗参数等)等数据进行数据配对,再结合球囊导管辅助设备管理***1构建的知识图谱数据,通过深度学习构建新的球囊导管介入治疗策略,实现球囊导管介入治疗策略的智能自演进。
实施例三:用于三叉神经半月节压迫术的可测球囊壁与组织间压力的球囊导管及其智能自演进式辅助设备,由图5、图6和图7阐明。
三叉神经球囊压迫术开始前,开启球囊导管智能自演进式辅助设备,通过手术操作界面9驱动球囊导管辅助设备管理***1读取手术患者信息,包括病历资料、检查化验、影像资料等,在中央处理器3的帮助下输入信息处理模块4,通过加载的球囊导管介入治疗策略求解本次手术的推荐治疗方案,造影剂推进体积、囊内压强、压迫持续时间等。然后将造影剂加入造影剂推进***6内,连接造影剂灌注接口7和造影剂管腔入口3c-8,连接信息采集***8和压力传感器输出接口3c-5;通过手术操作界面输入球囊导管排气命令,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的协助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管进行造影剂灌注和排出以达到排气的目的。手术开始时,将穿刺内芯尖端1c-1***导管鞘尾部2c-3,使穿刺内芯尖端1c-1通过导管鞘尾部2c-3,由导管鞘头部2c-1探出形成穿刺针,构建嘴角至颅底卵圆孔的软组织通道。当通道构建好后,拔出穿刺内芯,留置导管鞘。然后将导管球囊部3c-1由导管鞘尾部2c-3***,在导管刻度3c-7、导管鞘刻度2c-4以及术中透视技术的指引下,将导管球囊部3c-1递送至麦氏囊内。此时手术医师可以根据自身经验或者智能自演进式辅助设备提供的推荐方案决定手术细节和进程。通过手术操作界面输入三叉神经球囊压迫治疗方案,经球囊导管辅助设备管理***1,在中央处理器3的协助下,由数据处理模块4启动动力控制模块5,控制造影剂推进***6,通过造影剂灌注接口7对球囊导管内缓慢灌注造影剂,此时球囊导管球囊壁的压力传感器3c-1-1实时采集球囊壁与组织间压强值的动态变化信息,并经过压力传感器导线3c-1-6传出,在压力传感器输出连接线3c-4的尾部,通过压力传感器输出接口3c-5将信息送达信息采集***8处,信息采集***8完成数据转换后将数据传入信息处理模块4处,在中央处理器3的辅助下构建球囊导管球囊壁与组织间压强-造影剂灌注体积模型,所有动态数据、模型均通过显示***10实现可视化展示。当治疗完成时,信息处理模块4在中央处理器3的帮助下,驱动动力控制模块5控制造影剂推进***6,使灌注于球囊导管内的造影剂以合适的速度由造影剂灌注接口7撤出。当导管球囊部3c-1的球囊3c-1-3完全回缩后,依次缓慢拔出球囊导管、导管鞘,完成手术。
术后,通过球囊导管辅助设备管理***1读取该患者随访信息(包括短期随访以及长期随访),与术前患者信息、球囊导管体外造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、球囊导管体内造影剂灌注的球囊内压强-灌注体积数据、患者手术治疗方案(治疗参数等)等数据进行数据配对,再结合球囊导管辅助设备管理***1构建的知识图谱数据,通过深度学习构建新的球囊导管介入治疗策略,实现球囊导管介入治疗策略的智能自演进。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:可测压球囊导管包括导管球囊部、导管体部、导管尾部、压力传感器输出连接线、压力传感器输出接口、压力传感器导线、导管刻度、造影剂管腔入口、导丝管腔入口;其中导管球囊部包括压力传感器、导管球囊部侧孔、球囊、球囊附着点、金属标记物、压力传感器导线、造影剂管腔和/或导丝管腔;此外还包括穿刺内芯、导管鞘、导管鞘刻度、动脉鞘、造影管、导管引导管、导丝、支架、支架输送器;所述的导管球囊部集成有球囊、压力传感器、导管球囊部侧孔、球囊附着点、金属标记物以及压力传感器导线,允许造影剂进出球囊、实现球囊扩张与收缩、压力信息感知、压力信息输出、术中导管球囊部追踪定位;所述的球囊由弹性材料制成,可充盈为球形或卵圆形;所述压力传感器用于测量导球囊内及术区压力;所述导管球囊部侧孔允许造影剂液体、气体物质进入以及流出;所述球囊附着点为球囊与球囊导管体部的密封连接;
所述金属标记物用于球囊部术中定位;所述导管球囊部压力传感器导线包埋于球囊导管材料内,螺旋盘绕贯穿整个球囊导管;所述导管体部连接导管球囊部以及导管尾部,为中空管状,压力传感器导线包埋于其壁中;所述的导管尾部位于导管体部尾端,用于连接、固定导管体部;所述的压力传感器输出连接线为连接部分;所述压力传感器输出接口用于压力数据的转换及传送;所述的造影剂管腔入口为球囊导管内中空的管道的开口,与造影剂灌注接口相连接;所述导丝管腔入口在部分配合导丝使用的球囊导管出现,为引导球囊导管到达指定手术部位的导丝提供空间通道;所述的导管刻度用于手术中间估算导管球囊部推进距离;
智能自演进式辅助设备包括手术操作界面、球囊导管辅助设备管理***、电源模块、中央处理器、信息处理模块、动力控制模块、造影剂推进***,造影剂灌注接口、信息采集***、显示***;所述手术操作界面为人机交互端,手术医师根据显示***提供的术前治疗方案推荐以及术中实际情况操控手术操作界面发送指令至球囊导管辅助设备管理***,控制整个智能自演进式辅助设备的运行;所述球囊导管辅助设备管理***与手术操作界面、电源管理模块以及中央处理器相连接,控制整个辅助设备的运行、管控设备元器件能量供应、演进升级***软件、修改***参数、存取分析患者诊疗信息、构建知识图谱数据库;所述电源管理***为辅助设备的所有元器件提供能量,完成电池管理、有线/无线充电、以及提供程序升级及修改参数的数据接口,数据接口为有线或无线;所述中央处理器用于数据计算、各硬件***管理、工作协调;所述信息处理模块,在中央处理器支持下,根据输入的压力信息、时间信息以及球囊内灌注造影剂体积信息数据进行实时数据处理,完成数据的调制解调、计算、存储,并完成动态术前球囊内压强变化曲线、动态术中球囊内压强变化曲线、动态球囊壁与组织间压强变化曲线、动态体积变化曲线以及各个曲线对应的压强时间积分、体积时间积分信息的绘制计算;通过与显示器相连接,将动态术前球囊内压强变化曲线、动态术中球囊内压强变化曲线、动态球囊壁与组织间压强变化曲线、动态体积变化曲线以及各个曲线对应的压强时间积分、体积时间积分信息实时显示,便于手术医师观察并做出术中判断;根据已加载的球囊导管介入治疗策略,评判目前治疗状态,并给出推荐治疗方案,并通过显***呈现,供手术医师参考;接受来自手术医生的决策,计算球囊内造影剂灌注体积及压强,发送指令操控动力控制模块;信息处理模块储存手术医生的每一次决策,选择的造影剂灌注压强、灌注体积以及对应的持续时间,并构建医生决策数据库,并与患者信息数据库内数据配对,结合最新的知识图谱数据库数据,通过深度学习、卷积神经网络的方法推演更加精准的球囊导管介入治疗策略,替换已加载策略,实现辅助设备的智能自演进,为手术医师推荐更加精准的治疗方案;信息处理模块还根据球囊导管的球囊材质设定压力安全阈值,当信息采集***实时输入的球囊内压力超过安全阈值,则控制动力控制***停止造影剂灌注,因此降低了球囊因压力的突然增高而发生爆裂的风险;信息处理模块根据实验数据提取的球囊导管造影剂灌注时压力释放特征建立球囊导管破损数据库及预警策略,准确诊断术中导管损伤、球囊破裂、损伤部位,以降低因球囊导管破损而继续实施操作所带来的医源性损伤,且术后将球囊导管实际情况与灌注时压力释放数据配对,构建灌注时释压数据库,并结合既往数据再次利用卷积神经网络的方法提取特征,自演进球囊导管破损预警策略;所述动力控制***控制造影剂推进***运行;所述造影剂推进***包含造影剂推进装置、造影剂存贮仓、造影剂灌注体积监测装置;一端与动力控制模块相连接,在其控制下运行;一端与球囊导管尾部的造影剂灌注接口相连接,完成球囊导管内造影剂的推进或者退出;还有一端与信息处理模块相连接,输入球囊导管内造影剂的推进和退出体积信息;造影剂推进***具有球囊导管内恒压维持功能,当球囊造影剂灌注完毕后,防止球囊内造影剂逆向倒流,有效维持术区压力;所述信息采集***一端与压力传感器输出接口相连接,实时接收球囊导管内的压力传感器感知的压强信息以及时间持续信息,并进行数据转换,另一端与信息处理模块相连接,将数据转换后的信息输入信息处理模块内进行数据处理;所述显示***是人机交互界面,与信息处理模块相连接,接收信息处理模块输出信息数据、推荐治疗方案,以可视化方式呈现。
2.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:将压力传感器集成于球囊导管之中,实现了球囊壁与组织之间压强/压力的实时动态监测及数据采集。
3.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:压力传感器导线包埋且螺旋盘绕行进于导管壁内,贯穿整个球囊导管,因此增强了球囊导管的支撑强度和拉伸强度,避免术中导管断裂以及断裂残端在人体的残留,从而降低了医源性损伤和感染风险。
4.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:由于使用了造影剂推进***,球囊内造影剂自由、便捷、精准、可控地灌注,球囊内造影剂灌注体积实时动态数据采集。
5.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:由于存在信息处理模块,可完成数据的调制解调、计算、存储,智能推荐优选治疗方案,构建医生决策数据库和球囊导管破损数据库,推演更加精准的球囊导管介入治疗策略及球囊导管破损预警策略,更新已加载策略,实现辅助设备的智能自演进。
6.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:由于建立了球囊导管辅助设备管理***,因此实现了患者信息数据库的构建,知识图谱数据库建立,***软件演进升级、***参数修改、手术信息存取分析,患者信息数据库包括患者影像数据、化验检查、住院治疗、出院随访信息。
7.根据权利要求 1 所述的一种可测压球囊导管的智能自演进式辅助设备,其特征在于:实现了远距离人机交互,无线信息传输、近中程控制,避免手术医生手术过程中射线照射。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5004472A (en) * | 1988-08-10 | 1991-04-02 | Wallace William D | Medical pressure sensing and display system |
US5865801A (en) * | 1995-07-18 | 1999-02-02 | Houser; Russell A. | Multiple compartmented balloon catheter with external pressure sensing |
CN103566461A (zh) * | 2012-08-08 | 2014-02-12 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 球囊充盈器 |
CN107280714A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-24 | 李毅刚 | 血管介入诊疗*** |
CN107591201A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-16 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种诊疗决策支持*** |
CN109793979A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-24 | 任鹏宇 | 三叉神经微球囊精准造影剂推进器 |
CN111263617A (zh) * | 2017-08-21 | 2020-06-09 | 波士顿科学医学有限公司 | 用于控制血管内导管***的可膨胀球囊内的压力的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7881769B2 (en) * | 2002-11-18 | 2011-02-01 | Mediguide Ltd. | Method and system for mounting an MPS sensor on a catheter |
CA2980018C (en) * | 2015-03-19 | 2018-02-20 | Prytime Medical Devices, Inc. | System and method for low-profile occlusion balloon catheter |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5004472A (en) * | 1988-08-10 | 1991-04-02 | Wallace William D | Medical pressure sensing and display system |
US5004472B1 (en) * | 1988-08-10 | 1995-02-28 | Utah Medical Products Inc | Medical pressure sensing and display system |
US5865801A (en) * | 1995-07-18 | 1999-02-02 | Houser; Russell A. | Multiple compartmented balloon catheter with external pressure sensing |
CN103566461A (zh) * | 2012-08-08 | 2014-02-12 | 上海微创医疗器械(集团)有限公司 | 球囊充盈器 |
CN107280714A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-24 | 李毅刚 | 血管介入诊疗*** |
CN111263617A (zh) * | 2017-08-21 | 2020-06-09 | 波士顿科学医学有限公司 | 用于控制血管内导管***的可膨胀球囊内的压力的方法 |
CN107591201A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-16 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种诊疗决策支持*** |
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