本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域,具體涉及通過心臟外表面或心腔內(nèi)植入后用于監(jiān)測、治療多種類型心臟疾病的裝置,尤其適用于心力衰竭或各類心肌疾病的診斷與治療。同時,亦可應(yīng)用于肺臟、腎臟、肝臟、脾臟、胃臟、膀胱等其他器官疾病的治療與診斷。
背景技術(shù):
心力衰竭是大多數(shù)心臟病變發(fā)展至終末階段的共同病理生理狀態(tài),是心臟構(gòu)造和功能紊亂導(dǎo)致的心室充盈或射血能力受損的臨床綜合征,其基本表現(xiàn)為呼吸困難和疲勞,運動耐量受限,也可發(fā)生體液潴留,并可導(dǎo)致肺瘀血和周圍水腫。
盡管近年來關(guān)于心力衰竭預(yù)防、診斷、治療等方面的基礎(chǔ)及臨床研究方面均取得了一定進展,但仍有約50%的心力衰竭患者在3年內(nèi)死亡。
心力衰竭預(yù)防和診斷主要基于對心臟功能與生理指標的監(jiān)測,目前的心臟功能檢測多為體外無創(chuàng)性心臟生理指標監(jiān)測,例如:體表ecg、超聲心動圖、ct、核磁共振等技術(shù),這些技術(shù)具有無創(chuàng)、可以動態(tài)連續(xù)監(jiān)測的優(yōu)點,但是卻只是間接、整體反映心臟生理或心臟功能的指標,其直觀性、微觀性與精準性較差。腔內(nèi)心電圖,三維(3d)心臟電機械標測系統(tǒng)(noga),心導(dǎo)管介入監(jiān)測等技術(shù)為體內(nèi)有創(chuàng)性的監(jiān)測方法,這些技術(shù)有直觀、相對精準的優(yōu)勢,但要求每次監(jiān)測均需要進行有創(chuàng)操作,而且監(jiān)測完成后需要立刻結(jié)束該項有創(chuàng)操作,無法做到長期、動態(tài)的監(jiān)測,因此,其應(yīng)用性與臨床意義也受到明顯限制。
心臟移植是治療終末期心力衰竭的有效方法,但由于供體的缺乏以及社會、經(jīng)濟、技術(shù)等方面因素的制約,長期以來一直難以被廣泛應(yīng)用。針對這一現(xiàn)象,許多替代方法應(yīng)運而生,特別是器械類治療手段日新月異,目前國內(nèi)外主要有:左心室輔助裝置(leftventricular-assistdevices,lvad),心臟支持裝置(cardiacsupportdevice,csd),定量心室約束球囊(quantitativeventricularrestraint,qvr),heartnet鎳鈦合金心臟網(wǎng)套等。
lvad是輔助心臟工作的一種機械泵,可輔助左心室的泵血功能,增加心輸出量。20世紀60年代,lvad作為心臟移植前的一種過渡性治療手段應(yīng)用于臨床,已在歐美多個國家應(yīng)用于終末期心衰的替代治療。lvad主要解決左心室收縮障礙,但對心臟形狀及功能恢復(fù)無明顯效果,手術(shù)要求高,費用昂貴。目前對于它的研究已經(jīng)由最初的生理生化、形態(tài)學(xué)、神經(jīng)內(nèi)分泌等方面深入到心肌細胞基質(zhì)代謝、心肌蛋白表達等分子水平,關(guān)于lvad的一系列臨床研究也取得了較為滿意的效果,因此,美國fda已批準將lvad作為一種治療心力衰竭的正規(guī)治療方法。但是由于植入lvad的手術(shù)費用以及術(shù)后維護所需的持續(xù)性醫(yī)療費用高昂;而且,維持lvad的正常功能需要有持續(xù)的外接電源作為動力,外界環(huán)境中的高電場、高磁場很容易使患者的心肌電生理發(fā)生致命性紊亂。此外,氣體栓塞、感染、血栓栓塞、溶血等并發(fā)癥也構(gòu)成了不可忽視的潛在危險因素。而且,由于必須外接電源或其他循環(huán)輔助設(shè)備,其累贅的體積與外設(shè)限制了患者的活動范圍,進而影響患者的總體生活質(zhì)量。這些都是目前l(fā)vad治療過程中較難解決的問題,故而限制了其推廣應(yīng)用。
心臟支持裝置(cardiacsupportdevice,csd)是緊密且均勻地附著于心臟外膜表面的網(wǎng)套。目前的臨床試驗表明:長期植入csd后有利于左室恢復(fù)到正常形態(tài),從而使整個心臟的形態(tài)趨于恢復(fù)正常。但其功能單一,療效尚未獲得臨床肯定。
最新出現(xiàn)的還有heartnet、qvr等心衰治療器械。heartnet是高彈性的鎳鈦合金網(wǎng)通過開胸手術(shù)將其送入體內(nèi),并直接套于心臟,起著對心臟的束縛作用從而改善心室的收縮功能。qvr是用醫(yī)用級聚氨酯做成的半橢球形氣球,通過控制通入氣球的氣體來調(diào)節(jié)心室壓力。這些手段經(jīng)研究都具有一定的心衰治療作用,但尚處于臨床前的實驗研究階段。
上述裝置主要關(guān)注于約束心臟擴大,改變心室壓力等物理效應(yīng),進而產(chǎn)生臨床效果。然而,隨著臨床使用和基礎(chǔ)研究的深入,人們逐漸認識到上述器械在使用上均具有較大的限制性,例如:
1、治療調(diào)控的被動性:csd,heartnet均不能進行積極主動的臨床干預(yù),在治療過程中一旦植入體內(nèi),就很難進行調(diào)整與控制,需要依靠器械材料與結(jié)構(gòu)的自然屬性起作用,無法進行定量、定時、實時、隨時、及時的人為調(diào)控;
2、治療手段的單一性:lvad,csd,heartnet,qvr在治療上具有明顯的單一性,不能再與其它醫(yī)療手段有機結(jié)合,尤其不能進行直接的藥物干預(yù)或電刺激,難以與現(xiàn)代種類繁多、效果良好的藥物治療充分、有效、直接地結(jié)合起來;
3、治療擴展的局限性:在全世界范圍內(nèi),現(xiàn)代新興或正在研究的心力衰竭可能治療手段,例如:干細胞修復(fù)性治療,基因修復(fù)技術(shù)、免疫性生物治療、心臟射頻消融術(shù)、低溫等離子消融術(shù)等新的治療方法與新的治療理念層出不窮。這些正在使用或可能在將來使用的醫(yī)療技術(shù)與醫(yī)療裝置將對心力衰竭治療領(lǐng)域產(chǎn)生較大甚至顛覆性的影響。因此,如果心衰治療器械能夠與上述理念和技術(shù)相結(jié)合將具有更廣闊的應(yīng)用前景與學(xué)術(shù)價值。但是lvad,csd,heartnet,qvr等器械均無有效方法方便、快捷、經(jīng)濟的將自身與上述各種治療手段或技術(shù)直接、有機的結(jié)合在一起。因此lvad,csd,heartnet,qvr等目前主要心衰治療器械的臨床療效、應(yīng)用潛力有所局限。
因此,一種既具有上述器械作用優(yōu)點,又能夠彌補上述器械不足,即:改變“治療調(diào)控的被動性、治療手段的單一性、治療擴展的局限性”的全新心衰診療裝置將會具有很大的臨床應(yīng)用價值。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有不足,為心力衰竭患者提供了一種貼附式多功能監(jiān)測和/或干預(yù)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)直接局部心內(nèi)/外膜精準生理生化功能指標監(jiān)測、直接局部心內(nèi)/外膜精準定位給藥與心室壓力調(diào)控、直接局部心內(nèi)/外膜精準定位電/磁刺激,將監(jiān)測與治療有機結(jié)合起來,以便精準監(jiān)測心臟功能狀態(tài)、改善患者心衰狀態(tài)。
本發(fā)明具體技術(shù)方案如下:
一種貼附式心臟功能監(jiān)測和/或干預(yù)系統(tǒng),其特征在于包括心臟支持裝置和心臟功能監(jiān)測裝置和/或干預(yù)裝置,所述心臟支持裝置包覆在心室和/或心房的外表面或支撐貼附于心腔內(nèi)表面,所述心臟功能監(jiān)測裝置連接有生理生化傳感器,所述干預(yù)裝置選自壓力干預(yù)裝置、電/磁刺激干預(yù)裝置或藥物干預(yù)裝置中的一種或幾種,所述壓力干預(yù)裝置包括液體輸送管路和液體灌注裝置;所述電/磁刺激干預(yù)裝置包括刺激性電/磁極和能量輸出裝置,所述藥物干預(yù)裝置包括微型注射器械和載藥裝置,所述生理生化傳感器、液體輸送管路、刺激性電/磁極或微型注射器械中的一種或幾種貼附于心臟支持裝置的內(nèi)和/或外表面,或者嵌于心臟支持裝置上,或充填在心臟支持裝置內(nèi)部。
本發(fā)明所述生理生化傳感器可以以導(dǎo)線連接或無線發(fā)射的方式將信號傳輸給心臟功能監(jiān)測裝置。
本發(fā)明所述能量輸出裝置可獨立地、選擇性地控制一個或多個刺激性電/磁極。
本發(fā)明所述微型注射器械均與獨立的藥物輸送管路連接,可選擇性地針對患處進行治療。
本發(fā)明所述液體輸送管路可根據(jù)臨床對心臟的施壓治療方案進行區(qū)域性排布,每個區(qū)域的液體輸送管路相對獨立,可選擇性地針對不同區(qū)域施壓。
本發(fā)明所述心臟支持裝置優(yōu)選心臟網(wǎng)套。
本發(fā)明所述網(wǎng)套可以為實心、末端封閉的管狀網(wǎng)路,所述液體輸送管路、或與微型注射器械相連的藥物輸送管路以及生理生化傳感器、刺激性電/磁極的連接導(dǎo)線可以沿管狀網(wǎng)路排布在網(wǎng)套的內(nèi)側(cè)或外側(cè),并通過機體皮下隧道連至體外。
本發(fā)明所述的網(wǎng)套也可以由中空管所構(gòu)成,所有的中空管完全相通或形成數(shù)個獨立區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)部是互通的,而區(qū)域之間是不聯(lián)通的,網(wǎng)套具有至少一個開放式末端延伸至體外。中空管可以作為壓力干預(yù)裝置的液體輸送管路,網(wǎng)套末端通過管路與體外液體灌注裝置相連,或者,中空管可以作為生理生化傳感器或刺激性電/磁極的導(dǎo)線或者壓力干預(yù)裝置的液體輸送管路、微型注射器械的藥物輸送管路的通路,導(dǎo)線或藥物輸送管路經(jīng)過網(wǎng)套末端,通過機體皮下隧道與體外設(shè)備相連。
本發(fā)明所述網(wǎng)套優(yōu)選中國專利cn200910031330.6中公開的心臟網(wǎng)套。
本發(fā)明所述生理生化傳感器將探測或感受心臟內(nèi)表面或外表面生理生化參數(shù)的變化,通過無線技術(shù)或有線導(dǎo)線傳導(dǎo)至所述心臟功能監(jiān)測裝置,所述心臟外表面或內(nèi)表面的生理參數(shù)選自心電、ph值、溫度、酸堿度、顏色、張力、心腔內(nèi)壓力或血流動力學(xué)中的一種或幾種。
本發(fā)明所述生理生化傳感器、刺激性電/磁極或微型注射器械,可按照每平方厘米1~1030個進行排布,.其排布位置可以在網(wǎng)套管腔之內(nèi),或者在靠近心肌細胞一側(cè)的管壁之中,或者在靠近心肌細胞一側(cè)的管壁之外。生理生化傳感器、刺激性電/磁極或微型注射器械以1:1:1或任意比例排列。
本發(fā)明所述心臟功能監(jiān)測裝置選自臨床上常用的心電監(jiān)護儀或多道生理記錄儀,例如邁瑞監(jiān)護儀、寶萊特心電監(jiān)護儀、思創(chuàng)監(jiān)護儀、西門子監(jiān)護儀、科力威心電監(jiān)護儀、世帝心電監(jiān)護儀、福田心電監(jiān)護儀、理邦心電監(jiān)護儀、瑞博心電監(jiān)護儀、東軟心電監(jiān)護儀等臨床常用的心電監(jiān)護儀或多道生理記錄儀。
本發(fā)明所述生理生化傳感器選自壓強感應(yīng)器、ph值感應(yīng)器、顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器、心電感應(yīng)電極中的一種或幾種。優(yōu)選生理生化傳感器的尺寸為1nm~100μm,壓強感應(yīng)器感應(yīng)靈敏度:10-10~1010pa、ph值感應(yīng)器感應(yīng)靈敏度:10-10~1010、顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器感應(yīng)靈敏度:波長10-10~1010nm的光波、心電感應(yīng)電極電壓感應(yīng)靈敏度:10-10~1010伏特,或者磁場感應(yīng)靈敏度:10-10~1010特斯拉。
本發(fā)明所述電/磁刺激干預(yù)裝置輸出能量為電能或電磁能。
本發(fā)明所述液體輸送管路和液體灌注裝置能夠主動、可控地向心臟施加液壓,所述液體優(yōu)選生理鹽水、常規(guī)極化液(配方:500ml的10%葡萄糖+10u的胰島素+10ml的10%氯化鉀)、鎂極化液(配方:500ml的10%葡萄糖+10u的胰島素+10ml的10%氯化鉀+10-20ml的10%硫酸鎂)、強化極化液(配方:500ml的10%葡萄糖+10u的胰島素+10ml的10%氯化鉀+20ml的l-門冬氨酸鉀鎂(l-pma))、高濃度極化液(配方:胰島素20u+10%氯化鉀15ml+10%葡萄糖液500ml和50%葡萄糖60ml)、簡化極化液(配方:l-門冬氨酸鉀鎂20ml+10%葡萄糖液500ml)、能量合劑(配方:10%gs500ml+atp40mg+100u輔酶a+0.4肌苷)、冬眠合劑(配方:哌替啶1支+氯丙嗪1支+異丙嗪1支)、脫水合劑(配方:20%甘露醇125~250ml+地塞米松5~10mg)、果糖二磷酸鈉注射液、5%葡萄糖注射液中的一種,當心臟支持裝置包覆于心室和/或心房的外表面時,優(yōu)選液體輸送管路外側(cè)壁硬度是內(nèi)側(cè)壁硬度1.5倍或以上,當心臟支持裝置支撐貼附于心腔內(nèi)表面時,優(yōu)選液體輸送管路內(nèi)側(cè)壁硬度是外側(cè)壁硬度1.5倍或以上。
本發(fā)明所述液體灌注裝置和載藥裝置均可以以恒壓或者恒流泵的形式輸送液體或藥物。
本發(fā)明所述刺激電/磁極優(yōu)選釋放電壓:10-10~1010伏特;或者釋放磁場:10-10~1010特斯拉。本發(fā)明所述微型注射器械優(yōu)選針孔徑:10-10~107nm。
本發(fā)明所述刺激性電/磁極具有主動、定量、可控的電流或磁場輻射脈沖發(fā)射作用,用于干預(yù)心臟電生理功能;所述微型注射器械具有主動、定量、可控地釋放用來干預(yù)心臟生理功能的物質(zhì);該物質(zhì)可以是單體化合物、植物提取物、中藥注射劑、多肽片段、小分子蛋白、大分子蛋白、骨髓/胚胎干細胞等。
本發(fā)明的一個方案為一種貼附式心臟功能監(jiān)測系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和連接有生理生化傳感器的心臟功能監(jiān)測裝置,實現(xiàn)對心臟功能的實時監(jiān)測。
本發(fā)明的一個方案為一種貼附式心臟功能干預(yù)系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和心臟功能干預(yù)裝置,當患者心臟功能不良時,及時給予功能性干預(yù)治療。
本發(fā)明的一個方案為一種貼附式心臟功能監(jiān)測和干預(yù)系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和連接有生理生化傳感器的心臟功能監(jiān)測裝置和干預(yù)裝置,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對心臟功能的實時監(jiān)測,當患者心臟功能不良時,及時給予功能性干預(yù)治療,同時監(jiān)測裝置能夠?qū)χ委熀蠡颊叩男呐K功能進行監(jiān)測,給予實時的信息反饋,明確治療效果或調(diào)整治療方案。
本發(fā)明所述藥物選自利尿劑、強心劑、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑、血管緊張素ii受體阻滯劑、β-受體阻滯劑、干細胞中的一種或幾種。優(yōu)選阿魏酸鈉注射液、鹽酸艾司洛爾注射液、復(fù)方丹參注射液、川芎嗪注射液、燈盞花素注射液、紅花注射液、舒血寧注射液、鹽酸丁咯地爾注射液、葛根素注射液、銀杏達莫注射液、參芎葡萄糖注射液、黃芪注射液、參麥注射液、硝酸甘油注射液、硝酸異山梨酯注射液、低分子肝素鈣注射液、注射用纖溶酶、注射用降纖酶、注射用尿激酶、心肌干細胞、骨髓干細胞、胚胎干細胞中的一種或幾種。一個優(yōu)選的干細胞治療的方案為每天給予105~1020個骨髓干細胞,連續(xù)給予1~60天。
本發(fā)明一個優(yōu)選的方案,所述網(wǎng)套由導(dǎo)電水凝膠、硅膠或可降解生物相容性材料制成。水凝膠類材料具有導(dǎo)電特性,可以部分或完全替代心電感應(yīng)電極的作用,將心臟表面的電信號通過導(dǎo)線直接傳導(dǎo)至體外接收裝置中。但其他壓強感應(yīng)器、ph值感應(yīng)器、顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器功能則不能被替代,必須仍由相應(yīng)感應(yīng)器完成。
本發(fā)明所述網(wǎng)套可以通過計算機軟、硬件在體外根據(jù)每一個患者的心臟大小等具體情況,直接制作出來。優(yōu)選通過三維打印技術(shù)運用硅膠、導(dǎo)電水凝膠等材料直接打印出來?;蛘呤紫韧ㄟ^三維打印技術(shù)制作出實心管狀結(jié)構(gòu)后,再被覆硅膠等柔性材料,其后再將柔性材料所被覆的實心管狀結(jié)構(gòu)通過物理的或化學(xué)的方法予以去除,從而制作出該結(jié)構(gòu)。
所述網(wǎng)套可以由以下工藝過程制作出來:①使用藍蠟、綠蠟、紅蠟、黑蠟、白蠟等材料利用3d打印設(shè)備制作出該裝置實心結(jié)構(gòu);②將藍蠟實心結(jié)構(gòu)置于液態(tài)硅膠或乳膠或?qū)щ娝z或硅酮膠或橡膠或高分子塑料材料中浸泡1秒鐘~240小時;③取出上述浸泡之結(jié)構(gòu),外覆固化劑,使之固化,形成膜形結(jié)構(gòu);或者取出上述浸泡之結(jié)構(gòu),將其置于0~10000℃環(huán)境中1秒鐘~240小時,使之固化;④去除固化后的裝置內(nèi)的蠟質(zhì)實心材料。膜形結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出中空、互聯(lián)的管狀網(wǎng)套結(jié)構(gòu);⑤將上述膜形結(jié)構(gòu)再次置于溶劑中進行清洗,使之內(nèi)、外表面更加光滑、柔軟;⑥將上述清洗后的膜形結(jié)構(gòu)置于等離子溶劑中,進行進一步表面處理,進一步增強其內(nèi)、外表面的光滑度,整體結(jié)構(gòu)的柔韌度與機械強度。
進一步的,本發(fā)明所述系統(tǒng)不僅可以安置于心臟內(nèi)外治療心臟疾?。贿€可以安置于肺臟外部表面診斷與治療肺氣腫;還可以安置于腎臟外部表面診斷與治療腎功能衰竭;還可以安置于肝臟外部表面診斷與治療肝功能衰竭;還可以安置于脾臟外部表面診斷與治療脾功能或結(jié)構(gòu)異常;還可以安置于胃臟外部表面診斷與治療胃臟功能或結(jié)構(gòu)異常;還可以安置于膀胱外部表面診斷與治療尿潴留等疾??;還可以安置于顱內(nèi),緊貼大腦或脊髓組織表面,診斷與治療多發(fā)性硬化癥、腦出血、腦梗死、癲癇等中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變。
本發(fā)明所述貼附式心臟功能監(jiān)測和/或干預(yù)系統(tǒng)在使用時,先通過手術(shù)將本發(fā)明所述心臟支持裝置包覆心臟,緊貼心臟外表面,或者置于心腔之內(nèi),緊貼心內(nèi)膜。之后進行創(chuàng)面縫合。所述生理生化傳感器和/或刺激性電/磁極的線路或液體輸送管路和/或微型注射器械的管路,通過皮下隧道連至機體表皮,并在表皮留有長期或永久接頭,通過該接頭與體外心電監(jiān)護儀或多道生理記錄儀或電/磁能量輸出刺激干預(yù)裝置暫時性或長期性或永久性連接。
本發(fā)明的有益效果
(1)心臟疾病治療的難點或者瓶頸是及時發(fā)現(xiàn)或及時診斷或提前預(yù)見心臟病的發(fā)生或發(fā)展,由于心臟病患者發(fā)病的特點是時間不定,現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備無法實現(xiàn)長期全天候監(jiān)測,而本發(fā)明能夠長期、精準、實時、動態(tài)、全天候地監(jiān)測心臟的功能,優(yōu)于現(xiàn)在使用的各項心臟生理指標檢測手段:
本發(fā)明所述系統(tǒng),將心臟支持裝置植入心臟外表面或心腔內(nèi)表面后,即可結(jié)束植入過程,并開始其長期、連續(xù)、動態(tài)、實時、精準、原位的心臟功能檢測,而且后續(xù)的這些指標檢測均是在無創(chuàng)條件下進行,不會再造成機體損傷或破壞;而且,該檢測系統(tǒng)所偵測的心臟生理指標可以作為負反饋信號,精準調(diào)節(jié)本系統(tǒng)對心臟的治療作用,例如:治療物質(zhì)釋放、電刺激或磁場刺激強度。
(2)現(xiàn)有技術(shù)下,心臟病的治療通常采用心臟移植或冠脈搭橋術(shù)等手術(shù)治療、心肌干細胞移植等細胞學(xué)治療、體外或體內(nèi)除顫或者心肌局部或全身給藥等方法。這些手段的共有缺點是治療的精準性不高,只能在器官層面或組織層面實施生理生化指標的監(jiān)測或功能上的干預(yù),而無法實現(xiàn)細胞級別的生理生化指標的監(jiān)測或功能上的干預(yù)。而本發(fā)明采用的精準定位、實時、長期、動態(tài)地給予心臟局部多樣性干預(yù)性治療能夠有針對性的對一個或多個異常的心肌細胞給予生理生化指標的監(jiān)測或精準治療;同時,本發(fā)明技術(shù)不僅可以監(jiān)測單細胞級別的生理生化指標,局部給藥、細胞移植,還能夠給以電、磁刺激,改變目前心功能監(jiān)測、經(jīng)全身給藥或心腔內(nèi)外局部心臟注射治療心臟疾病的功能單一性弊病。
(3)現(xiàn)有技術(shù)下,心臟功能的監(jiān)測和治療是相對獨立的兩個環(huán)節(jié),本發(fā)明能夠?qū)⑿呐K生理指標監(jiān)測與電生理干預(yù)或微量、精準定位注射系統(tǒng)相結(jié)合,不僅能夠及時反映心臟不良狀況,還能夠在第一時間給予藥物治療,而且,監(jiān)測裝置還能夠?qū)崟r反映治療后的心臟功能狀況,并反饋至電生理干預(yù)或微量、精準定位注射系統(tǒng),調(diào)節(jié)電生理干預(yù)或微量、精準定位注射系統(tǒng)的治療強度或者治療方案;同時,監(jiān)測裝置還能夠?qū)崟r反映治療后的心臟功能狀況,明確治療效果,從而能夠進一步指導(dǎo)醫(yī)生制定或調(diào)整臨床治療方案。
(4)本發(fā)明系統(tǒng)還可以可應(yīng)用于肺臟、腎臟、肝臟、脾臟、胃臟、膀胱等其他器官疾病的治療與診斷。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述貼附式心臟功能監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。
圖2為心臟網(wǎng)套貼附生理生化傳感器的網(wǎng)管剖視圖。
圖3為本發(fā)明所述貼附多種感應(yīng)器的心臟功能監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。
圖4為本發(fā)明所述貼附式液壓型心臟功能干預(yù)系統(tǒng)示意圖。
圖5為本發(fā)明所述貼附式電/磁刺激型心臟功能干預(yù)系統(tǒng)示意圖。
圖6為本發(fā)明所述貼附式給藥型心臟功能干預(yù)系統(tǒng)示意圖。
圖7為本發(fā)明所述貼附式心臟功能監(jiān)測和干預(yù)系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
以下通過實施例說明本發(fā)明的具體步驟,但不受實施例限制。
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語,除非另有說明,一般具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義。
下面結(jié)合具體實施例并參照數(shù)據(jù)進一步詳細描述本發(fā)明。應(yīng)理解,該實施例只是為了舉例說明本發(fā)明,而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
在以下實施例中,未詳細描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步說明。
下述實例中所用的材料、試劑、裝置、儀器、設(shè)備等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例1心臟網(wǎng)套的制備
(1)采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的方法進行計算機輔助設(shè)計(cad)建模。這些設(shè)計可來源于對患者心臟的數(shù)字化圖像重構(gòu)。例如可通過對人體非侵害的掃描(如mri或ct)或精細分層的三維重構(gòu)等得到圖像數(shù)據(jù);
(2)使用液態(tài)硅膠、乳膠、導(dǎo)電水凝膠、硅酮膠、橡膠或高分子塑料材料,采用三維打印技術(shù)打印心臟網(wǎng)套;
或者,
①使用藍蠟、綠蠟、紅蠟、黑蠟、白蠟等材料利用3d打印設(shè)備制作出該裝置實心結(jié)構(gòu);
②將藍蠟實心結(jié)構(gòu)置于液態(tài)硅膠或乳膠或?qū)щ娝z或硅酮膠或橡膠或高分子塑料材料中浸泡1秒鐘~24小時;
③取出上述浸泡之結(jié)構(gòu),外覆固化劑,使之固化,形成膜形結(jié)構(gòu);或者取出上述浸泡之結(jié)構(gòu),將其置于0~10000℃環(huán)境中1秒鐘~240小時,使之固化;
④去除固化后的裝置內(nèi)的蠟質(zhì)實心材料。膜形結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出中空、互聯(lián)的管狀網(wǎng)套結(jié)構(gòu);
⑤將上述膜形結(jié)構(gòu)再次置于溶劑中進行清洗,使之內(nèi)、外表面更加光滑、柔軟;
⑥將上述清洗后的膜形結(jié)構(gòu)置于等離子溶劑中,進行進一步表面處理,進一步增強其內(nèi)、外表面的光滑度,整體結(jié)構(gòu)的柔韌度與機械強度。
實施例2貼附式心臟功能監(jiān)測系統(tǒng)
一種貼附式心臟功能監(jiān)測和/或干預(yù)系統(tǒng),心臟支持裝置和心臟功能監(jiān)測裝置,心臟支持裝置選自心臟網(wǎng)套,結(jié)構(gòu)如圖1所示,1-心臟網(wǎng)套,2-生理生化傳感器,3-導(dǎo)線,4-心臟功能監(jiān)測裝置。心臟支持裝置包覆在心室和/或心房的外表面或支撐貼附于心腔內(nèi)表面,心臟功能監(jiān)測裝置連接有生理生化傳感器,生理生化傳感器貼附于心臟支持裝置的內(nèi)和/或外表面,或者嵌于心臟支持裝置上,或充填在心臟支持裝置內(nèi)部。
實施例3
基本結(jié)構(gòu)同實施例2,網(wǎng)套由中空管所構(gòu)成,所有的中空管完全相通或形成數(shù)個獨立區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)部是互通的,而區(qū)域之間是不聯(lián)通的,生理生化傳感器貼附在網(wǎng)套內(nèi)或外側(cè),生理生化傳感器的導(dǎo)線經(jīng)過網(wǎng)套中空管,從網(wǎng)套末端與心臟功能監(jiān)測裝置相連。結(jié)構(gòu)如圖2所示,當網(wǎng)套貼附于心室和/或心房的外表面時,生理生化傳感器貼附在網(wǎng)套內(nèi)側(cè)(圖2a),當網(wǎng)套貼附于心腔內(nèi)表面時,生理生化傳感器貼附在網(wǎng)套外側(cè)(圖2b)。
實施例4
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的壓強感應(yīng)器。該壓強感應(yīng)器的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010pa,該感受器可以感知心室表面張力,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面張力的實時、動態(tài)、全方位監(jiān)測,并能間接推導(dǎo)出心室內(nèi)壓的大小與變化。
實施例5
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的ph值感應(yīng)器。該ph值感應(yīng)器的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010,該感受器可以感知心室表面ph值變化,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面ph值的實時、動態(tài)、全方位監(jiān)測,并能間接推導(dǎo)出心室壁內(nèi)心肌有氧代謝狀態(tài)的變化。
實施例6
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器。該顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010m之光波,該感受器可以感知心室表面顏色變化,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面色澤的實時、動態(tài)、全方位監(jiān)測,并能間接推導(dǎo)出心室缺血狀態(tài)的嚴重程度。通常情況下,心肌缺血越嚴重則該部分心肌的顏色越淺;而心肌的富氧血液灌流量越多,則該部分心肌的顏色越紅潤;心肌的乏氧血液灌流量越多,則該部分心肌的顏色越紫暗。
實施例7
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的溫度感應(yīng)器。該溫度感應(yīng)器的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010℃之溫度,該感受器可以感知心室表面溫度變化,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面溫度的實時、動態(tài)、全方位監(jiān)測,并能間接推導(dǎo)出心室缺血狀態(tài)的嚴重程度。通常情況下,心肌缺血越嚴重則該部分心肌的溫度越低;而心肌的富氧血液灌流量越多,則該部分心肌的溫度越高。
實施例8
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的電壓心電感應(yīng)電極。該電壓心電感應(yīng)電極的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010伏特,該感受器可以感知心室表面電壓,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面電壓的實時、動態(tài)、全方位立體監(jiān)測。
實施例9
基本結(jié)構(gòu)同實施例2或3,網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有1nm~100μm不同尺寸的磁場心電感應(yīng)電極。該磁場壓心電感應(yīng)電極的感應(yīng)靈敏度:10-10~1010特斯拉,該感應(yīng)器可以感知心室表面磁場,并經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀,進行心室表面磁場的長期、實時、動態(tài)、全方位立體監(jiān)測。
實施例10
具有實施例4-9中兩種或以上的結(jié)構(gòu),網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)貼附有壓強感應(yīng)器、ph值感應(yīng)器、顏色感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器、心電感應(yīng)電極中的兩種或以上。多個感應(yīng)器的導(dǎo)線經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道將信號傳導(dǎo)至多道生理記錄儀。結(jié)構(gòu)如圖3所示,1-心臟網(wǎng)套,2a為壓強感應(yīng)器,2b為心電感應(yīng)電極,2c為顏色感應(yīng)器,2d為ph值感應(yīng)器,2e為溫度感應(yīng)器,3-導(dǎo)線,4-多道生理記錄儀(心臟功能監(jiān)測裝置)。
實施例11
一種貼附式心臟功能干預(yù)系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和心臟壓力干預(yù)裝置,網(wǎng)套可貼附于心室和/或心房的外表面或心腔內(nèi)表面,網(wǎng)套由中空管所構(gòu)成,所有的中空管完全相通或形成數(shù)個獨立區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)部是互通的,而區(qū)域之間是不聯(lián)通的,中空管作為壓力干預(yù)裝置的液體輸送管路,網(wǎng)套末端與體外液體灌注裝置相連。結(jié)構(gòu)如圖4所示,1-心臟網(wǎng)套,7-液體灌注裝置。
實施例12
一種貼附式心臟功能干預(yù)系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和心臟電/磁刺激干預(yù)裝置,網(wǎng)套可貼附于心室和/或心房的外表面或心腔內(nèi)表面,網(wǎng)套由中空管所構(gòu)成,所有的中空管完全相通或形成數(shù)個獨立區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)部是互通的,而區(qū)域之間是不聯(lián)通的。刺激性電/磁極貼附在網(wǎng)套內(nèi)和/或外表面,經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道內(nèi)的導(dǎo)線與能量輸出裝置相連接。結(jié)構(gòu)如圖5所示,1-心臟網(wǎng)套,5-刺激性電/磁極,6-導(dǎo)線,7-能量輸出裝置。
實施例13
一種貼附式心臟功能干預(yù)系統(tǒng),包括心臟網(wǎng)套和藥物干預(yù)裝置,網(wǎng)套可貼附于心室和/或心房的外表面或心腔內(nèi)表面,網(wǎng)套由中空管所構(gòu)成,所有的中空管完全相通或形成數(shù)個獨立區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)部是互通的,而區(qū)域之間是不聯(lián)通的。藥物干預(yù)裝置包括連接有微型注射器械的載藥裝置,微型注射器械貼附在網(wǎng)套內(nèi)和/或外表面,網(wǎng)套內(nèi)部中空管可作為輸藥管路,或者微型注射器械的藥物輸送管路經(jīng)過網(wǎng)套內(nèi)部中空管道與體外載藥裝置相連接,結(jié)構(gòu)如圖6所示,1-心臟網(wǎng)套,5-微型注射器械,6-藥物輸送管路,7-載藥裝置。
實施例14
一種貼附式心臟功能干預(yù)系統(tǒng),具有實施例11-13中壓力干預(yù)裝置、電/磁刺激干預(yù)裝置、藥物干預(yù)裝置中的兩種或以上的結(jié)構(gòu)。當網(wǎng)套由中空管作為壓力干預(yù)裝置的液體輸送管路或者藥物干預(yù)裝置的輸藥管路時,其它干預(yù)裝置的導(dǎo)線或者輸送管路可沿網(wǎng)套內(nèi)側(cè)或外側(cè)排布,經(jīng)網(wǎng)套末端與體外設(shè)備相連接。
實施例15
一種貼附式心臟功能監(jiān)測和干預(yù)系統(tǒng),具有實施例3-10中的一種或多種結(jié)構(gòu)以及實施例11-14中的一種或多種結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)如圖7所示,1-心臟網(wǎng)套,2-生理生化傳感器,3-生理生化傳感器的導(dǎo)線,4-心臟功能監(jiān)測裝置,5-微型注射器械和/或刺激性電/磁極,6-藥物輸送管路和/或刺激性電/磁極的導(dǎo)線和/或液體輸送管路,7-載藥裝置和/或能量輸出裝置和/或液體灌注裝置。