一种心脏冷冻消融系统的制作方法

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种心脏冷冻消融系统。

背景技术：

心房颤动是成人后天常见的获得性心律失常。据报道，我国30周岁以上人群心房颤动的总患病率约为0.77％，随着年龄的增长，患病率也会随之上升。对于中老年患者，通常心房颤动合并有二尖瓣关闭不全、心耳血栓形成等多种心脏疾病。根据研究人员的统计，在全球共有3350万人患有房颤，我国房颤患者数量达1000万以上，占世界人口的0.5％，这一最新的流行病学数据证实了“房颤正在全球流行”这一情况的出现。

目前，针对房颤患者的治疗方式主要包括导管消融治疗和外科迷宫手术等治疗方式，其中外科“迷宫手术”在手术过程中不仅能够治疗房颤，而且还可以同步进行心耳切除、瓣膜修复手术，具有治疗效果好的特点，以至于成为外科治疗的金标准。“迷宫手术”被誉为伟大的外科手术发明之一，其治疗房颤的原理是通过在心脏人为制造一些阻断电活动的隔断方式，进而使电传导只具有唯一一条通路，从而治疗房颤。“迷宫手术”发展至今，已经由迷宫ⅲ术式逐步转换为迷宫ⅳ术式，即由传统的外科手术“切、缝”实现电活动阻断，转换为借助物理能量(例如冷冻、射频等)使心房肌坏死，进而实现电活动阻断。

但是，通过冷冻低温或射频高温使心房肌坏死的治疗方式存在如下缺点：1)在进行心房消融时，由于采用物理消融的治疗原理，因此需要将消融针适型弯折与心脏拟消融位置进行贴合，以保证物理能量(即高温或低温)能够传导到组织，进而使心脏组织完成消融。由于每个人的心脏大小有所差别，且消融位置有所差异，因此导致对消融针的适型弯折难度较大，临床上仅依靠医生用手进行弯折，可能会出现弯折的角度与消融位置有所偏差，或部分组织贴合不完全，进而导致消融不完全。2)每个人的心房壁厚度不同，需要进行心房消融的位置与肺部、食道的距离很近，消融时消融针要在心房内壁产生低温或者高温，并持续一段时间，直至心房外壁也达到一定温度，使心房肌坏死，从而完成消融。目前使用的射频或冷冻心脏消融设备均不具备心房外壁温度的测量，心房外壁的消融情况完全依靠医生的经验进行判断，并且心房外壁与肺部、食道邻近的位置处于背侧，医生很难看到，这会导致心房外壁温度不足而消融不彻底，或者心房外壁温度过高损伤邻近器官而产生并发症。

技术实现要素：

为了解决心脏消融使用的消融针适型弯折难度大、心房外壁消融效果无法准确判断的问题，本实用新型提供了一种具有效果监测、可对消融针精准弯折以及邻近器官保护的心脏冷冻消融系统，包括主机和隔热测温器；所述主机包括人机交互部件、主控制器、电源、温度采集部件、电机、消融针弯折器、通讯模块和通讯接口；所述主控制器分别与所述电源、人机交互部件、温度采集部件、电机和通讯模块电连接；所述电源分别与所述人机交互部件、电机和通讯模块电连接；所述电机与所述消融针弯折器连接；所述通讯模块与所述通讯接口电连接；所述通讯接口分别与外部消融设备和ct设备电连接；所述隔热测温器与所述温度采集部件电连接。

所述人机交互部件由键盘鼠标和显示器组成，或由薄膜按键和显示器组成，或为电容式或电阻式触摸屏；所述人机交互部件通过串行通讯接口、ttl电平或spi接口与所述主控制器电连接；所述显示器通过vga、dvi或hdmi接口与所述主控制器电连接。

优选地，所述串行通讯接口为rs232、rs485或rs422接口。

所述通讯模块包括第第一通讯模块和第二通讯模块，所述通讯接口包括第一通讯接口和第二通讯接口；所述第一通讯模块分别与所述电源、主控制器和第一通讯接口电连接，所述第一通讯接口与所述消融设备电连接；所述第二通讯模块分别与所述电源、主控制器和第二通讯接口电连接，所述第二通讯接口与所述ct设备电连接。

优选地，所述第一通讯模块为串行通讯转换模块或tcp/ip网口通讯转换模块；所述第一通讯接口为串口接口、usb接口或网线接口；所述第二通讯模块为网口通讯模块，所述第二通讯接口为网线接口或光纤接口。

所述温度采集部件具有多路温度采集功能，并通过ttl电平或spi接口与所述主控制器电连接；所述电机为步进电机或伺服电机；所述消融针弯折器具有不同直径的码盘。

优选地，所述码盘的直径包括2cm、4cm、6cm、8cm和10cm。

所述隔热测温器包括曲面状隔离探头、支撑杆、外管、测温线和测温连接头；所述支撑杆与所述外管均为中空结构；所述支撑杆前端与所述曲面状隔离探头连接；所述外管的一端与所述支撑杆末端连接，所述外管的另一端与所述测温连接头连接；所述测温线的一端与所述曲面状隔离探头电连接，所述测温线的另一端穿过所述支撑杆和外管与所述测温连接头电连接；所述测温连接头与所述温度采集部件电连接。

所述曲面状隔离探头包括隔离探头上壳、测温传感器、传感器底板、隔热层和隔离探头底壳；所述隔热层设置于所述隔离探头底壳上，所述传感器底板设置于所述隔热层上，所述传感器底板上设置有多个所述测温传感器，所述隔离探头上壳设置于所述传感器底板上。

优选地，所述隔离探头上壳和隔离探头底壳的材质为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或光敏树脂；所述测温传感器为t型热电偶或温敏电阻，并通过粘胶、焊接、压接或塑封方式均匀地分布在所述传感器底板上；所述隔热层为真空腔体或保温棉层。

本实用新型提供的心脏冷冻消融系统，通过消融针弯折器和隔热测温器，实现了自动适型弯折消融针和实时监测心房外壁的消融温度，保证了消融的完全性和防止冷冻过量的发生，减少了消融过量导致的并发症的发生。

附图说明

图1是本实施例提供的心脏冷冻消融系统原理结构示意图；

图2是本实施例提供的隔热测温器结构示意图；

图3是本实施例提供的隔热测温器的曲面状隔离探头结构示意图；

图4是本实施例提供的隔热测温器的曲面状隔离探头外观示意图；

图5是本实施例提供的6个测温传感器在传感器底板上的分布示意图；

图6是本实施例提供的码盘上消融针弯折示意图；

图7是本实施例使用消融针和隔热测温器进行消融操作的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

参见图1，本实施例提供的心脏冷冻消融系统包括主机和隔热测温器，主机包括人机交互部件101、主控制器102、电源103、温度采集部件104、电机105、消融针弯折器106、通讯模块107、通讯接口108、通讯模块109和通讯接口110。其中，电源103分别与人机交互部件101、主控制器102、电机105、通讯模块107和通讯模块109电连接，用于供电；人机交互部件101与主控制器102电连接，用于实现信息交互传输；主控制器102与温度采集部件104电连接；电机105分别与主控制器102和消融针弯折器106连接；通讯模块107分别与主控制器102和通讯接口108电连接；通讯模块109分别与主控制器102和通讯接口110电连接；通讯接口108与外部消融设备电连接；通讯接口110与外部ct设备电连接；隔热测温器与温度采集部件104电连接。

在实际应用中，人机交互部件101可由键盘鼠标和显示器组成，或可由薄膜按键和显示器组成，或可为电容式或电阻式触摸屏。人机交互部件101通过串行通讯接口、ttl电平或spi接口与主控制器102电连接，实现信息交互传输；串行通讯接口可为rs232、rs485或rs422接口。显示器可通过vga、dvi、hdmi接口与主控制器102电连接。温度采集部件104具有多路温度采集功能，可实时采集隔热测温器的温度信息，并将温度信息通过ttl电平或spi接口通讯方式发送给主控制器102。电机105可为步进电机或伺服电机等，其受主控制器102控制，根据医生规划的消融线路，控制消融针弯折器106的相应码盘转动适合的角度。消融针弯折器106具有不同直径的码盘，分别为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm，电机105控制不同的码盘转动，进而带动插入码盘的消融针弯折，并且电机105转动到相应角度后，会自动停止转动。通讯模块107可为串行通讯转换模块或tcp/ip网口通讯转换模块，并通过通讯接口108与外部消融设备进行联合使用。通讯接口108可为串口接口、usb接口或网线接口等。通讯模块109可为网口通讯模块，其接收外部ct设备采集的心脏图像信息，并将图像信息传输给主控制器102。通讯接口110可为网线接口或光纤接口。

在实际应用中，主控制器102具有如下主要功能：1)通过温度采集部件104采集隔热测温器的温度信息；2)根据采集到的温度判断隔热测温器所处位置的消融情况，并将该消融情况通过通讯模块107和通讯接口108发送给外部消融设备，消融设备根据收到的消融情况采取相应的操作；同时还会将采集到的温度信息发送到人机交互部件并显示温度信息，方便医生实时查看；3)通过通讯接口110和通讯模块109接收外部ct设备采集的心脏图像信息，并对心脏的ct图像信息进行三维重建，发送给人机交互部件展示给医生；4)根据医生操作选择的消融位置和消融线路进行计算，并根据计算结果控制电机，电机控制消融针弯折器，将消融针弯折成与消融线路一致的形态。

参见图1和图2，本实施例的隔热测温器包括曲面状隔离探头201、支撑杆202、外管203、测温线204和测温连接头205。其中，支撑杆202与外管203均为中空结构；支撑杆202前端与曲面状隔离探头201连接；外管203的一端与支撑杆202末端连接，外管203的另一端与测温连接头205连接；测温线204的一端与曲面状隔离探头201电连接，测温线204的另一端穿过支撑杆202和外管203与测温连接头205电连接；测温连接头205与温度采集部件104电连接。在实际应用中，曲面状隔离探头201与心脏外形贴合，可以有效隔离消融产生的能量，避免伤害到肺、食道等器官；外管203与支撑杆202的连接方式可采用焊接、粘接或压接等方式；测温线204为多芯线缆，分布于支撑杆202和外管203内，支撑杆202和外管203可有效保护测温线204，防止损坏。

参见图3和图4，本实施例曲面状隔离探头201进一步包括隔离探头上壳2011、测温传感器2015、传感器底板2012、隔热层2013和隔离探头底壳2014。其中，隔热层2013设置于隔离探头底壳2014上，传感器底板2012设置于隔热层2013上，传感器底板2012上设置有多个测温传感器2015，隔离探头上壳2011设置于传感器底板2012上。在实际应用中，隔离探头上壳2011和隔离探头底壳2014的材质可为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或光敏树脂等，其具有良好的隔热效果，可有效阻止热量传导；隔热层2013为真空腔体或保温棉层，可通过粘胶的方式分别与传感器底板2012和隔离探头底壳2014固定，用于隔离消融产生的能量，避免伤害到肺、食道等器官；测温传感器2015可为t型热电偶或温敏电阻，并通过粘胶、焊接、压接、塑封等方式设置在传感器底板2012上，用于采集消融工作区域的温度信息；同时测温传感器2015的数量应根据测量精度要求来设置，例如可设置6个测温传感器，该6个测温传感器在传感器底板2012上均匀分布，如图5所示。在进行心脏消融手术时，通常从心房或心室内壁向外消融，消融外侧位于背部，且靠近肺和食道等器官，不便于观察，而本实施例的曲面状隔离探头201与心脏外形相适应，将其伸进消融的心房或心室外侧，可以监测到靠近背侧不易观察到部位的消融效果，并保护肺和食道等器官。

本实施例的心脏冷冻消融系统具有自动适型弯折消融针功能，具体过程是：在手术开始后，对患者进行ct心脏扫描，主控制器将ct设备采集的心脏图像信息进行三维重建，医生通过操作人机交互部件读取三维图像，通过图像的像素点和窗宽窗位计算出患者心脏的大小，这样可有效避免因人个体差异导致的心脏大小不同，消融线路角度长度不同的个体差异问题；医生再通过人机交互部件操作设备，选择消融位置和消融线路，主控制器根据消融线路计算出需要弯折的角度和弯折半径，如图6所示；然后医生将消融针放入消融针弯折器内，主控制器根据计算结果控制电机，电机驱动消融针弯折器上合适的码盘旋转，例如弯折半径为2cm，则系统自动选用直径为4cm的码盘，转动适合的角度后，电机停止转动，取出消融针，完成自动适型弯折消融针。

本实施例的心脏冷冻消融系统具有消融效果实时评估功能，具体过程是：在进行心脏组织消融时，首先将消融针贴合到心房壁内侧，然后将本实施例的隔热测温器放置在心房壁外侧，如图7所示；消融开始后，低温能量逐步从心房壁内侧传导至心房壁外侧，主控制器通过温度采集部件实时采集隔热测温器上的测温传感器的温度信息，对温度信息进行评估并展示给医生，医生根据温度判断心房壁的消融情况，以保证消融的完全性和防止冷冻过量的发生。

本实施例的心脏冷冻消融系统具有与消融设备联动功能，具体是主控制器将温度信息所反映的消融情况通过通讯模块和通讯接口，传输给实施消融的消融设备，消融设备根据收到的信息，采取相应的措施，例如温度过低时，可以降低冷冻功率；温度未达到消融温度时，可提高冷冻功率，加快消融效率；当主控制器判断消融完全后，通过通讯模块发送消融完全的指令，消融设备通过通讯接口接收该指令后，停止消融操作。

本实施例的隔热测温器具有良好的隔热功能，主要表现在：心脏消融手术时，消融针从心房切口插入，曲面状隔离探头放置在消融部位下方，与心脏外形贴合，实时监测消融部位温度，隔热测温器所处的位置是在肺、食道等器官与心脏之间，而隔热测温器由于具有良好的隔热性能，因此消融的物理温度能量不会伤害到肺、食道等器官，进而大大减少消融过量导致的并发症的发生。

本实用新型实施例提供的心脏冷冻消融系统，通过消融针弯折器和隔热测温器，实现了自动适型弯折消融针和实时监测心房外壁的消融温度，保证了消融的完全性和防止冷冻过量的发生，减少了消融过量导致的并发症的发生。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。