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CN113289092B - 与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法 - Google Patents

与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法 Download PDF

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CN113289092B CN202110744806.1A CN202110744806A CN113289092B CN 113289092 B CN113289092 B CN 113289092B CN 202110744806 A CN202110744806 A CN 202110744806A CN 113289092 B CN113289092 B CN 113289092B
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Curatia Medical Ltd
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Abstract

本发明提供了一种与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法，包括：抽吸泵、抽吸管路以及脉搏检测器件；所述脉搏检测器件与所述抽吸泵的控制器电连接，所述抽吸泵通过所述抽吸管路进行抽吸；所述抽吸泵提供脉冲压力；所述控制器根据所述脉搏检测器件检测到的脉搏信号调整所述脉冲压力，使所述脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压在预设的时间误差范围内保持同步。本发明能够在抽吸的同时检测被抽吸对象的脉搏，使抽吸的脉冲压力与脉搏的收缩压同步，在所设恒定的抽吸负压上叠加与人体血管收缩压同步的可调脉冲负压，以便提高抽吸效率，同时减低过多失血流速。

Description

与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，具体地，涉及一种与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法。
背景技术
血栓是临床常见疾病。血栓的主要危害是1)血栓堵塞血管腔，造成远端血液回流受阻；2)血栓脱落进而导致肺栓塞，脑栓塞和心肌埂塞等严重危害。血栓抽吸术是在负压的状态下，将导管送到血栓处直接将血栓吸入导管中，取出血栓的方法。导管介入方法进行血栓抽吸的优势是(1)微创性。高危栓塞患者病情危重，往往难以耐受传统的开放手术，相对来说，介入治疗通过局部麻醉下完成导管抽吸操作，创伤小，恢复快；(2)迅速有效性。
目前血栓抽吸技术发展集中在以下几个方面：
1.抽吸导管及整体系统组成–抽吸导管整体系统由一个导引或带球囊导引导管，输送导管和抽吸导管，抽吸泵，血栓斑块收集器和血栓斑块碎片器组成(US2019/0216476A1–Penumbar Inc.)
2.抽吸导管具有抽吸和冲洗二通道，控制箱与导管二通道链接，完成同步控制下的抽吸和冲洗(US10944944B2–Boston Scientific Scimed Inc；US9332999B2–CovidientLP)；进而防止抽吸通道被赌塞，和需要抽出导管清除血栓斑块和再插入导管的过程。
3.在抽吸导管上放置应变计或压差传感器，控制器通过压差计算流，进而监测抽吸导管前端是否与凝块接触。若没有接触，自动关闭在抽吸链接管中的开-关阀停止抽吸。若导管被堵塞，启动脉冲式抽吸(US6022747–Bayer CO；US16/977431–Penumbar Inc)。
在血栓抽吸过程中的失血量和导管二端压力差相关，压力差大，抽吸力大，造成失血过多的风险也高。目前对于如何提高血栓抽吸效率，同时减少失血量还没有很好的控制方法。血栓抽吸效率被认为是在一定抽吸压力下，克服血栓与血管壁间附着力，完成吸出血栓的时间。业界曾做过的模拟计算指出，当血栓与血管壁附着力在0.1N时，对于5cm长的血栓，当抽吸负压在-60Kpa(约450mmHg)下，完成抽出110cm抽吸导管的时间约120秒；对于3cm长的血栓，若抽吸负压在-40Kpa(约300mmHg)下，完成抽出110cm抽吸导管的时间约100秒。若是血栓与血管壁附着力下降到0.001N时，对于5cm长的血栓，还是需要在-40kPa至-60Kpa(约300-450mmHg)高抽吸负压下，在100-140秒内完成抽吸；对于3cm长的血栓，只需抽吸负压-30kPa(约225mmHg)，在80-90秒内完成抽吸。抽吸负压过高不符合在临床上实际应用；而若选择临床可接受抽吸负压(-30至-40kPA间)，抽吸效率低下又会导致失血量的增加，而失血量上升会引起血红蛋白浓度的降低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种与脉搏同步的抽吸设备及抽吸方法。
根据本发明提供的一种与脉搏同步的抽吸设备，包括：抽吸泵、抽吸管路以及脉搏检测器件；
所述脉搏检测器件与所述抽吸泵的控制器电连接，所述抽吸泵通过所述抽吸管路进行抽吸；
所述抽吸泵提供脉冲压力；
所述控制器根据所述脉搏检测器件检测到的脉搏信号调整所述脉冲压力，使所述脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压在预设的时间误差范围内保持同步。
优选地，所述脉冲压力包括：基线压力P0，以及在所述基线压力P0的基础上叠加的压力变化量为dP的脉冲。
优选地，所述基线压力P0、所述脉冲的压力变化量和持续时间T可调。
优选地，所述基线压力P0和所述压力变化量dP均为负压。
优选地，所述脉冲压力的波形包括方波、三角波或与脉搏信号相同。
优选地，所述脉搏检测器件包括：心电监护仪、血压监护仪、压力传感器、流速传感器、流量传感器或微机电系统。
优选地，所述抽吸管路内设置有流体流速传感器；
在检测到流速变慢的情况下，判定有物体被抽吸进入了所述抽吸管路内；
根据流速和所述抽吸管路的横截面积的乘积计算抽吸流体的流量。
优选地，所述流体流速传感器包括：加热器、第一温度传感器和第二温度传感器；
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器之间具有预设距离D，所述加热器设置于所述第一温度传感器处或设置于所述第一温度传感器的远离所述第二温度传感器的一侧；
所述加热器通过加热待测流体的温度，使待测流体产生温度脉冲，供所述第一温度传感器与所述第二温度传感器检测，得到所述第一温度传感器与所述第二温度传感器检测到所述温度脉冲的时间间隔T；
流体的流速V＝D/T。
根据本发明提供的一种与脉搏同步的抽吸方法，包括所述的与脉搏同步的抽吸设备；
将脉搏检测器件固定在被抽吸对象上，获取被抽吸对象的脉搏信号；
根据被抽吸对象设置抽吸泵抽吸的脉冲压力的基线压力和脉冲变化量；
抽吸泵根据脉搏信号使所述脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压在预设的时间误差范围内保持同步。
优选地，所述方法用于抽吸血栓；
所述抽吸管路内设置有流体流速传感器；
在检测到流速变慢的情况下，判定血栓被抽吸进入了所述抽吸管路内；
根据流速和所述抽吸管路的横截面积的乘积计算抽吸血液的流量，在流量超过预设值的情况下停止抽吸并提醒。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明能够在用脉冲压力抽吸的同时检测被抽吸对象的脉搏，使抽吸的脉冲压力与脉搏的收缩压同步，在所设恒定的抽吸负压上叠加与人体血管收缩压同步的可调脉冲负压，以便提高抽吸效率，同时减低过多失血流速。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理图；
图3为流体流速传感器的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的一种与脉搏同步的抽吸设备，包括：抽吸泵1、抽吸管路4以及脉搏检测器件2。脉搏检测器件与抽吸泵的控制器3电连接，为控制器3提供工作信号，抽吸泵通过抽吸管路4进行抽吸。
抽吸泵能够提供脉冲压力，控制器3根据脉搏检测器件2检测到的脉搏信号调整脉冲压力，使脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压在预设的时间误差范围内保持同步。以便在等同平均抽吸力下，降低瞬间抽吸力，提高抽吸效率，并减低失血量。同步功能可以根据手术需要选择何时应用。脉搏检测器件2包括但不限于压力、流速、流量、微机电系统、温度差、光电容积脉搏波描记(PPG)、超声、心电，等。
如图2所示，由于本实施例应用于血栓抽吸领域，抽吸时需要采用负压。脉冲压力包括：基线压力P0，以及在基线压力P0的基础上叠加的压力变化量为dP的脉冲，基线压力P0和压力变化量dP均为负压。基线压力P0、脉冲的压力变化量和持续时间T可根据实际情况进行调整。
t时刻下，抽吸血栓的力是由血栓二端的压力差形成的：BP(t)+P0+dP(t)；其中BP是血压，通常是正压和时间的函数；P0是抽吸泵的基线压力，可调恒定负压(直流)；dP是叠加在P0上的脉冲负压，其起始时间和血管内的BP(t)收缩压同步。其中dP(t)的形状可以控制，如和BP(t)成比例，也可是方波、三角波或与脉搏信号相同等。在基线压力下，血栓处于静态，通过脉冲压力来吸动血栓。
本发明可在抽吸管路内设置流体流速传感器。在检测到流速变慢的情况下，判定有物体被抽吸进入了抽吸管路内；根据流速和抽吸管路的横截面积的乘积计算抽吸流体的流量。
如图3所示，流体流速传感器包括：加热器22、第一温度传感器21和第二温度传感器23，为了便于安装，加热器22、第一温度传感器21和第二温度传感器23设置于同一基板24上。第一温度传感器21与第二温度传感器23之间具有预设距离D，加热器22设置于第一温度传感器21处或设置于第一温度传感器21的远离第二温度传感器23的一侧。
流体流速传感器的工作原理如下：
加热器22通过加热待测流体的温度，使待测流体产生温度脉冲，供第一温度传感器21与第二温度传感器23检测，由于加热器22设置于第一温度传感器21处或设置于第一温度传感器21的远离第二温度传感器23的一侧，因此第一温度传感器21会比第二温度传感器23更早的检测到温度脉冲，即得到第一温度传感器21与第二温度传感器23检测到温度脉冲的时间间隔T。
从而得到：
待测流体的流速V＝D/T，待测流体的流量Q＝VA。
本发明的第一温度传感器与第二温度传感器均为半导体传感器，如MEMS传感器。同时，流体流速传感器被包装呈片状结构，以便于安装在检测设备的表面或嵌入管路内部。
该血液抽吸设备可以用于抽吸血栓，实现测量血管或腔体内的血液流速、流量以及阻力，以便对血栓抽吸过程中的失血量进行实时控制，降低失血量上升引起血红蛋白浓度的降低，降低抽吸手术临床不良事件发生率。
本发明还提供一种与脉搏同步的抽吸方法，包括上述的与脉搏同步的抽吸设备。在使用时，将脉搏检测器件固定在被抽吸对象上，获取被抽吸对象的脉搏信号。根据被抽吸对象设置抽吸泵抽吸的脉冲压力的基线压力和脉冲变化量。抽吸泵根据脉搏信号使脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压同步。在检测到流速变慢的情况下，判定血栓被抽吸进入了抽吸管路内；根据流速和抽吸管路的横截面积的乘积计算抽吸血液的流量，在流量超过预设值的情况下停止抽吸并提醒。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (5)

1.一种与脉搏同步的抽吸设备，其特征在于，包括：抽吸泵、抽吸管路以及脉搏检测器件；
所述脉搏检测器件与所述抽吸泵的控制器电连接，所述抽吸泵通过所述抽吸管路进行抽吸；
所述抽吸泵提供脉冲压力；
所述控制器根据所述脉搏检测器件检测到的脉搏信号调整所述脉冲压力，使所述脉冲压力的脉冲起始时间和脉搏的收缩压在预设的时间误差范围内保持同步；
所述脉冲压力包括：基线压力P0，以及在所述基线压力P0的基础上叠加的压力变化量为dP的脉冲；
所述基线压力P0、所述脉冲的压力变化量和持续时间可调；
所述基线压力P0和所述压力变化量dP均为负压；
t时刻下，抽吸血栓的力是由血栓二端的压力差形成的：BP(t) + P0 + dP (t)；
其中BP是血压，脉冲压力的起始时间和血管内的BP（t）收缩压同步。
2.根据权利要求1所述的与脉搏同步的抽吸设备，其特征在于，所述脉冲压力的波形是方波、三角波或与脉搏信号相同的波形。
3.根据权利要求1所述的与脉搏同步的抽吸设备，其特征在于，所述脉搏检测器件包括：心电监护仪、血压监护仪、压力传感器、流速传感器、光电容积脉搏波描记、超声、流量传感器或微机电系统。
4.根据权利要求1所述的与脉搏同步的抽吸设备，其特征在于，所述抽吸管路内设置有流体流速传感器；
在检测到流速变慢的情况下，判定有物体被抽吸进入了所述抽吸管路内；
根据流速和所述抽吸管路的横截面积的乘积计算抽吸流体的流量。
5.根据权利要求4所述的与脉搏同步的抽吸设备，其特征在于，所述流体流速传感器包括：加热器、第一温度传感器和第二温度传感器；
所述第一温度传感器与所述第二温度传感器之间具有预设距离D，所述加热器设置于所述第一温度传感器处或设置于所述第一温度传感器的远离所述第二温度传感器的一侧；
所述加热器通过加热待测流体的温度，使待测流体产生温度脉冲，供所述第一温度传感器与所述第二温度传感器检测，得到所述第一温度传感器与所述第二温度传感器检测到所述温度脉冲的时间间隔T；
流体的流速V= D/T。
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