專利名稱：可植入式實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種心室輔助裝置，特別涉及一種 可植入式心室輔助裝置。
背景技術(shù)：
心力衰竭是心血管出院病人最常見的診斷，也是醫(yī)療費(fèi)用最高的疾病，國(guó)際上已 將心衰作為本世紀(jì)需要解決的一項(xiàng)重要課題。由于供體的缺乏，大約30%準(zhǔn)備接受心臟移 植的病人在等待供心過程中死于心功能惡化，心室輔助裝置(VAD)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得心 衰工控機(jī)的內(nèi)存中。人自由移動(dòng)，電動(dòng)能源的心室輔助裝置”。到目前為止共投入超過400億美元的資 金以支持心室輔助裝置的研發(fā)。2006年歐洲心衰指南已將心室輔助裝置作為心衰治療的 方法之。經(jīng)過多年的研究，目前國(guó)際上已經(jīng)有數(shù)種產(chǎn)品應(yīng)用于臨床，主要用于心臟移植的過 渡。心功能的恢復(fù)甚至永久性替代治療，但進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格昂貴，使得心室輔助裝置的國(guó)產(chǎn)化 研制迫在眉睫。植入式實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀是植入式心室輔助裝置的另一個(gè)關(guān)鍵核心部件。它 可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植入體內(nèi)軸流血泵的工作狀況以及病人的病理狀況。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可正確地實(shí)時(shí)檢測(cè)植入式心室輔助裝置植入病 人體內(nèi)工作狀況的流量檢測(cè)儀，以便采取相應(yīng)的措施。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是將多普勒超聲檢測(cè)探頭與心室 輔助裝置的可植入式微型軸流血泵一起植入體內(nèi)，這在技術(shù)上是有相當(dāng)難度。國(guó)外已投入臨床應(yīng)用的兩種比較成熟的心室輔助裝置，德國(guó)的Berlin Heart Incorl回避了實(shí)時(shí)檢測(cè)流量的難題，它是在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量心室輔助裝置軸流血泵轉(zhuǎn)速、壓 力和流量的大量數(shù)據(jù)，得到轉(zhuǎn)速、壓力和流量的關(guān)系式，然而在臨床手術(shù)中利用這個(gè)關(guān)系式 從實(shí)時(shí)檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速和壓力，計(jì)算得到流量，用這種方法一般情況下是可以的，但這種方法 畢竟是非直接式，臨床手術(shù)中病人的病理情況和心室輔助裝置的工況是千變?nèi)f化的，一旦 情況超過實(shí)驗(yàn)室的范圍，計(jì)算得到的流量就會(huì)失真，這對(duì)于臨床手術(shù)是極為危險(xiǎn)的。另一種 心室輔助裝置是美國(guó)的DeBakey VAD從外形上看它的流量檢測(cè)探頭似乎套在軸流血泵出口 流道外，體積比較大。本實(shí)用新型采用采用超聲多普勒原理，用精巧的工藝，制成一個(gè)內(nèi)徑為IOmm 11mm、外徑為25mm 26mm、長(zhǎng)度為25mm 26mm、重量?jī)H為15g 16g的5MHz的超聲多普 勒測(cè)速探頭，它可置于微型軸流血泵出口流道處，與微型軸流血泵成為一體植入體內(nèi)，從而 能實(shí)時(shí)、正確地檢測(cè)管道內(nèi)帶細(xì)小粒子(血液細(xì)胞)液體(血測(cè)的流速)，間接測(cè)量管道內(nèi) 的血流量。本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀還包括有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 利用轉(zhuǎn)換和A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換檢取探頭測(cè)得超聲多普勒頻移信號(hào)換算成血液流動(dòng)速度信號(hào)。本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包超聲多普勒測(cè)速探頭、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和 顯示系統(tǒng)。所述測(cè)速探頭由探頭內(nèi)殼2和探頭外罩3組成；在探頭內(nèi)殼2和探頭外罩3之 間放置由晶片5、主振器8、發(fā)射放大器9、接收放大器10和解調(diào)器11依次連接組成的電路； 其中，晶片5按照超聲多普勒信息發(fā)射要求以120° -140°的角度放置，主振器8采用5MHZ 連續(xù)正弦振蕩電路，通過發(fā)射放大器9產(chǎn)生與發(fā)射換能器(晶片5)產(chǎn)生超聲束6;當(dāng)超聲 束6發(fā)射到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)一一血液4時(shí)，發(fā)生反射，得到回波信號(hào)7，該回波信號(hào)7經(jīng)接受換能 器(晶片5)，然后進(jìn)入接收放大器10進(jìn)行放大；再經(jīng)解調(diào)器11，給予解波，提取出多普勒頻 移信號(hào)，輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)12作進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理，最后在顯示系統(tǒng)13上顯示。本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀的計(jì)算顯示系統(tǒng)其主機(jī)采用運(yùn)行穩(wěn)定的工控機(jī)主 板CPU內(nèi)存、軟硬盤驅(qū)動(dòng)器，并配有顯示器等外部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。計(jì)算機(jī)備有計(jì)算流量、濾波等 專用的檢測(cè)計(jì)算軟件，這樣可把實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀檢測(cè)得到的心室輔助裝置的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，流 速流量顯示在顯示器的屏幕上，并記錄在工控機(jī)的內(nèi)存中。
圖1為本實(shí)用新型可植入式實(shí)時(shí)流量監(jiān)測(cè)儀結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1.血流方向，2.探頭內(nèi)殼，3.探頭外罩，4.血液，5.晶片，6.超聲束， 7.回波信號(hào)，8.主振器，9.發(fā)射放大器，10.接收放大器，11.解調(diào)器，12.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)， 13.顯不系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本實(shí)用新型主要有超聲波多普勒測(cè)速探頭、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和計(jì)算顯 示系統(tǒng)三大部分組成。其中超聲多普勒測(cè)速探頭是本實(shí)用新型專利的關(guān)鍵核心部件，它與 泵機(jī)合一可植入式軸流血泵的流道成一體植入體內(nèi)，因此該測(cè)試探頭要求功能強(qiáng)、體積小、 重量輕。為此本實(shí)用新型利用精巧的加工工藝和比重輕度與血液相容性能好的鈦合金材 料設(shè)計(jì)加工超聲多普勒測(cè)速探頭，該項(xiàng)測(cè)速探頭由一長(zhǎng)為25-26mm，內(nèi)徑為IO-Ilmm的探頭 內(nèi)殼2和外徑為25-26mm的探頭外罩3組成。在探頭內(nèi)殼2和探頭外罩3之間依次放置晶 片5、主振器8、發(fā)射放大器9、接收放大器10、解調(diào)器11。晶片5按超聲多普勒信息發(fā)射的 要求以130°的角度放置。本超聲探頭是連續(xù)式超聲多普勒探頭，是通過在靜止(固定)點(diǎn) 連續(xù)發(fā)射超聲信號(hào)并檢測(cè)從移動(dòng)點(diǎn)發(fā)射的超聲信號(hào)產(chǎn)生的多普勒頻移頻率，進(jìn)而計(jì)算出移 動(dòng)點(diǎn)的移動(dòng)速度。主振器8為5MHz連續(xù)正弦振蕩電路，通過發(fā)射放大器9產(chǎn)生與發(fā)射換能 器諧振頻率相同的頻率信號(hào)，去激發(fā)發(fā)射換能器(晶片5)產(chǎn)生超聲束6，當(dāng)超聲束發(fā)射到運(yùn) 動(dòng)目標(biāo)——血液4時(shí)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)就有反射回來(lái)的回波信號(hào)7，經(jīng)接受換能器(晶片5)收到回 波信號(hào)7后經(jīng)低噪聲接收放大器10的放大，然后再經(jīng)解調(diào)器11加以解波，提取出多普勒頻 移信號(hào)，再經(jīng)過低通濾波器濾出純的多普勒頻移信號(hào)放大后輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)12作進(jìn)一 步處理。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換(頻率-速度轉(zhuǎn)換)將多普勒信號(hào)轉(zhuǎn)換成速度信號(hào)， 再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換)將模擬的速度信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字的速度信號(hào)，并輸入到 計(jì)算顯示系統(tǒng)，經(jīng)過專用的計(jì)算軟件從數(shù)字速度信號(hào)計(jì)算出流量并在顯示器上顯示。本實(shí)施例中，探頭殼體材料是由比重輕、血液相容性能好點(diǎn)鈦合金，探頭殼體內(nèi)殼 為Φ 10mm，外殼Φ 25mm，長(zhǎng)度25mm，重量?jī)H為16g?？膳c泵機(jī)合一可植入式軸流血泵的流道 成一體植入體內(nèi)。本實(shí)用新型已與泵機(jī)合一植入式軸流血泵(另案申請(qǐng)專利)組合成植入
4式心室輔助裝置，并已經(jīng)成功地應(yīng)用于植入小牛體內(nèi)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求一種可植入式實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀，包括超聲多普勒測(cè)速探頭、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)三個(gè)部分；其特征在于所述超聲多普勒測(cè)速探頭的內(nèi)徑為10mm～11mm、外徑為25mm～26mm、長(zhǎng)度為25mm～26mm，由探頭內(nèi)殼(2)和探頭外罩(3)組成；在探頭內(nèi)殼(2)和探頭外罩(3)之間放置由晶片(5)、主振器(8)、發(fā)射放大器(9)、接收放大器(10)和解調(diào)器(11)依次連接組成的電路；其中，晶片(5)按照超聲多普勒信息發(fā)射要求以與水平夾角為120°～140°的角度放置，主振器(8)采用5MHZ連續(xù)正弦振蕩電路，通過發(fā)射放大器(9)與晶片(5)產(chǎn)生超聲束(6)；當(dāng)超聲束(6)發(fā)射到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)血液(4)時(shí)，發(fā)生反射，得到回波信號(hào)(7)，該回波信號(hào)(7)經(jīng)晶片(5)，然后進(jìn)入接收放大器(10)進(jìn)行放大，再經(jīng)解調(diào)器(11)，給予解波，提取出多普勒頻移信號(hào)，輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(12)作進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理，最后在顯示系統(tǒng)(13)上顯示。
專利摘要本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種可植入式實(shí)時(shí)流量檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀由超聲多普勒測(cè)速探頭、數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)組成。超聲多普率探頭由探頭內(nèi)殼和探頭外罩組成，中間放置由晶片、主振器、發(fā)射放大器、接收放大器、調(diào)解器組成的電路。數(shù)據(jù)處理包括有f-v轉(zhuǎn)換和A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；顯示系統(tǒng)有工控機(jī)主板、軟硬盤驅(qū)動(dòng)器并配有顯示器等外部標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。工控機(jī)備有專用的濾波和流量計(jì)算等檢測(cè)軟件。本實(shí)用新型的超聲多普率測(cè)速探頭重量輕、體積小、功能強(qiáng)，與泵機(jī)合一植入式軸流血泵的流道成一體植入體內(nèi)。本檢測(cè)儀可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的檢測(cè)和顯示植入式血泵的流量、流速等狀況。
文檔編號(hào)A61M1/12GK201727778SQ20092028685
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者劉中民, 葉亮, 周連第, 徐建明, 柳兆榮, 范慧敏, 陳應(yīng)生 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院;上海麥登電子科技有限公司