《一种多参数的介入式医用探头.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种多参数的介入式医用探头.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710783917.7 (22)申请日 2017.09.04 (71)申请人 长飞光纤光缆股份有限公司 地址 430074 湖北省武汉市东湖新技术开 发区光谷大道九号 (72)发明人 张垒 孙雪婷 胡蝶 陈苏 汪洪海 王瑞春 (74)专利代理机构 武汉臻诚专利代理事务所 (普通合伙) 42233 代理人 胡星驰 (51)Int.Cl. A61B 5/01(2006.01) A61B 5/03(2006.01) A61B 5/08(2006.01) (54)发明名称 一种多参。
2、数的介入式医用探头 (57)摘要 本发明公开了一种多参数的介入式医用探 头， 包括探头壳体、 温度传感元件、 以及至少一种 其他生理参数传感元件； 所述探头壳体， 具有封 闭头部， 用于介入监测部位； 其中部具有盲孔， 用 于装配温度传感元件； 其侧面具有至少一个卡 槽， 用于装配其他生理参数传感元件； 所述温度 传感元件装配于所述盲孔中； 所述其他生理参数 传感元件装配于所述卡槽中。 本发明使用一个微 型探头同时实现了对人体包括内部压力、 温度和 氧代谢多种生理指标的实时持续监测， 多种传感 元件都位于探头顶部， 检测位置高度一致； 在此 前提之下， 其他生理参数传感器， 例如压力传感 和氧。
3、分压传感可以利用温度传感数据进行实时 温度补偿， 适用场景范围广， 实用性和准确度高。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 107625516 A 2018.01.26 CN 107625516 A 1.一种多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 包括探头壳体、 温度传感元件、 以及至 少一种其他生理参数传感元件； 所述探头壳体， 具有封闭头部， 用于介入监测部位； 其中部具有盲孔， 用于装配温度传 感元件； 其侧面具有至少一个卡槽， 用于装配其他生理参数传感元件； 所述温度传感元件装配于所述盲孔中； 所述其他生理参数传感元件装配于所述卡槽中。 2.如权利要求1所述的多参数的介入式医用。
4、探头， 其特征在于， 包括温度补偿装置； 所述温度补偿装置与温度传感元件、 其他生理参数传感元件信号相连； 其用于接收温 度传感元件测定的实时温度， 并根据实时温度对其他生理参数传感元件的测量值进行补偿 得到其他生理参数的实时测量结果。 3.如权利要求1或2所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述其他生理参数 传感元件为压力传感元件， 其装配于位于探头壳体侧面的卡槽中， 表面覆盖有邵氏硬度10- 80A的隔离膜。 4.如权利要求1或2所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述其他生理参数 传感元件为氧分压传感元件包括检测光纤， 所述检测光纤头部装配于为与探头壳体侧面的 卡槽中。
5、， 所述卡槽覆盖有具有氧分子通透性的高分子材料， 优选硅橡胶。 5.如权利要求4所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述氧分压传感器包括 检测光纤和覆盖所述检测光纤端面的荧光膜， 所述荧光膜具有氧分子通透性并嵌有其荧光 可被氧分子淬灭的荧光染料。 6.如权利要求5所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述检测光纤端面为斜 口端面。 7.如权利要求4所述的应用探头， 其特征在于， 所述氧分压传感元件包括激光发生模块 和光电检测模块； 所述检测光纤为Y型光纤， 其分支的两端分别与激光发生模块和光电检测 模块相连。 8.如权利要求1所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述。
6、其包括多种其他生 理参数传感元件； 所述探头壳体其侧面具有相应数量均匀分布的卡槽。 9.如权利要求8所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 包括两种其他生理参数 传感元件， 为压力传感元件和氧分压传感元件。 10.如权利要求1所述的多参数的介入式医用探头， 其特征在于， 所述探头壳体为生物 相容性刚性材料， 优选为钛合金、 钛金属、 或不锈钢。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107625516 A 2 一种多参数的介入式医用探头 技术领域 0001 本发明属于医疗器械领域， 更具体地， 涉及一种多参数的介入式医用探头。 背景技术 0002 温度、 压力、 氧代谢是人体的重要生。
7、理指标。 实现对人体内多种生理指标的可靠监 测将有助于诊断人体病情， 提高患者的救治效果。 0003 以神经外科重症治疗为例， 颅内高压是神经外科患者术后较为常见的并发症， 是 导致神经外科患者术后病情恶化的关键诱因。 颅脑内压力增高可导致脑部灌注压下降， 甚 至形成脑疝， 导致患者残疾或死亡。 因此， 颅内压力的持续监测成为了神经外科患者救治的 重要内容。 随着亚低温治疗方法引入到颅内高压治疗当中， 临床上也希望能够同时监测颅 内温度来精细控制治疗过程。 另外， 重型颅脑损伤等原因导致的顽固性颅内高压常继发严 重的脑缺血缺氧改变。 因此， 监测脑氧代谢情况对患者的救治有重要指导意义。 000。
8、4 临床上往往配合使用多种设备来实现对患者多参数的同时测量， 测量不方便且难 以做到多参数持续监测。 进一步的， 目前各种设备不能配合工作， 因此测得的生理指标， 来 源于身体不同部位， 不能确切体现病灶部位的生理情况。 同时由于生理环境的波动， 尤其使 体温波动， 使得传感器出现温漂现象， 测量精度出现大幅下降， 而无法准确监控患者的生理 参数。 发明内容 0005 针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种多参数的介入式医用探 头， 其目的在于将多种生理参数传感器进行合理集成并封装在微型化的探头中， 由此解决 现有技术测量多参数生理参数监测不方便、 不能持续多参数或同点监测、 监。
9、测结果不准确 的技术问题。 0006 为实现上述目的， 按照本发明的一个方面， 提供了一种多参数的介入式医用探头， 包括探头壳体、 导管、 温度传感元件、 以及至少一种其他生理参数传感元件； 0007 所述探头壳体， 具有封闭头部， 用于介入监测部位； 其中部具有盲孔， 用于装配温 度传感元件； 其侧面具有至少一个卡槽， 用于装配其他生理参数传感元件； 0008 所述温度传感元件装配于所述盲孔中； 0009 所述其他生理参数传感元件装配于所述卡槽中。 优选地， 所述多参数的介入式医 用探头， 其包括温度补偿装置； 0010 所述温度补偿装置与温度传感元件、 其他生理参数传感元件信号相连； 其用。
10、于接 收温度传感元件测定的实时温度， 并根据实时温度对其他生理参数传感元件的测量值进行 补偿得到其他生理参数的实时测量结果。 0011 优选地， 所述温度补偿装置， 包括标定数据存储模块和数据提取模块； 0012 所述标定数据存储模块用于存储每一温度传感器信号下所述其他生理参数传感 元件信号对应的其他生理参数数值表； 说 明 书 1/5 页 3 CN 107625516 A 3 0013 所述数据提取模块， 用于接收温度传感器信号和所述其他生理参数传感元件信 号， 并在数据存储模块存储的数值表中查找相应的其他生理参数数值作为补偿后的其他生 理参数的实时测量结果输出。 0014 所述导管与探头壳。
11、体后部相连， 其内部封装有导线。 0015 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其他生理参数传感元件为压力传感元件， 其装配于位于探头壳体侧面的卡槽中， 表面覆盖有邵氏硬度10-80A的隔离膜。 隔离膜的作 用是保护精密的传感芯片， 而其硬度选择直接影响压力传感器的灵敏度。 由于本发明是介 入式的医用探头， 隔离膜硬度需足够大， 承受介入测量环境的压力， 从而保护传感器， 另一 方面还要考虑到压力传感其的灵敏度。 尤其是所述介入式医用导管可能工作在病理条件 下， 压力范围变化较大， 隔离膜的硬度参数至关重要。 合理选择隔离膜硬度可以既保证不影 响压力传感的灵敏度， 又对精密的传感芯片起到缓。
12、冲保护作用。 0016 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其他生理参数传感元件为氧分压传感元 件包括检测光纤， 所述检测光纤头部装配于为与探头壳体侧面的卡槽中， 所述卡槽覆盖有 具有氧分子通透性的高分子材料， 优选硅橡胶。 0017 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其氧分压传感器包括检测光纤和覆盖所 述检测光纤端面的荧光膜， 所述荧光膜具有氧分子通透性并嵌有其荧光可被氧分子淬灭的 荧光染料。 0018 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其检测光纤端面为斜口端面。 0019 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其氧分压传感元件包括激发光发生模块 和光电检测模块所述检测光纤。
13、为Y型光纤， 其分支的两端分别与激光发生模块和光电检测 模块相连。 0020 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其包括多种其他生理参数传感元件； 所述 探头壳体其侧面具有相应数量均匀分布的卡槽。 0021 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其包括两种其他生理参数传感元件， 为压 力传感元件和氧分压传感元件。 0022 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 其探头壳体为生物相容性刚性材料， 优选 为钛合金、 钛金属、 或不锈钢。 0023 优选地， 所述多参数的介入式医用探头， 还包括信号调理模块和主控模块； 所述激 光发生模块、 光电检测模块以及信号调理模块， 皆与主控模块相连。。
14、 所述信号调理模块与温 度传感元件以及其他传感元件相连， 用于对温度传感元件和压力传感元件进行激励和信号 调理。 所述主控模块， 用于控制所述激光发生模块的点亮并获取相应时刻调理模块的输出 信号， 从而对数据进行采集并进行分析， 显示、 存储及输出。 所述温度补偿装置可以嵌入在 所述主控模块中， 也可以是一个单独的与主控模块相连的部件。 0024 总体而言， 通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比， 能够取得下列有 益效果： 0025 本发明使用一个微型探头同时实现了对人体包括内部压力、 温度和氧代谢多种生 理指标的实时持续监测， 多种传感元件都位于探头顶部， 检测位置高度一致； 在此前。
15、提之 下， 其他生理参数传感器， 例如压力传感和氧分压传感可以利用温度传感数据进行实时温 度补偿， 适用场景范围广， 实用性和准确度高； 同时， 探头顶部到达检测位置即可进行检测， 说 明 书 2/5 页 4 CN 107625516 A 4 无需过长插入探头， 避免造成额外的组织损伤。 0026 对于微型传感探头而言， 探头壳体的设计加工和传感元件的组装是技术难点。 因 为微型探头壳体加工难度大， 现有微型探头往往没有传感元件固定装置， 因此带来探头组 装操作难度大， 有效性和一致性难以保证， 成品率和生产效率低的问题。 本发明提供的探 头， 通过对探头壳体进行精密设计， 为每种传感元件都加。
16、工有对应的固定安装结构， 组装过 程可控性高， 探头的一致性好； 另外在探头插入时， 传感元件都可以受到探头壳体的保护， 不会受到生物组织的污染和损坏。 同时， 没有额外的附加组件， 探头结构和组装工艺简单， 制作质量可控性好。 0027 优选方案， 使用荧光淬灭方法对氧分压进行检测， 直接对氧分子含量进行评估， 不 会受到探测部位其他组织的影响， 在体检测可靠性和临床实用性高。 附图说明 0028 图1是本发明实施例提供的多参数的介入式医用探头顶端的剖面结构示意图； 其 A-A方向截面示意图见图2。 0029 图2是本发明实施例提供的多参数的介入式医用探头A-A方向的截面图； 0030 图3。
17、是本发明实施例提供的氧分压传感元件示意图。 0031 在所有附图中， 相同的附图标记用来表示相同的元件或结构， 其中： 1为探头壳体， 2为第一卡槽， 3为盲孔， 4为第二卡槽， 5为管状结构， 6为压力传感元件， 7为温度传感元件， 8 为检测光纤， 9为光纤安装孔， 10为导管， 11为导线， 12为定位槽， 13为荧光膜。 具体实施方式 0032 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 此外， 下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特。
18、征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。 0033 本发明提供的多参数的介入式医用探头， 包括： 探头壳体1、 温度传感元件7、 至少 一种其他生理参数传感元件、 温度补偿装置。 0034 所述探头壳体1， 具有封闭头部， 用于介入监测部位； 其中部具有盲孔3， 用于装配 温度传感元件7； 其侧面具有至少一个卡槽， 用于装配其他生理参数传感元件； 优选采用生 物相容性刚性材料， 例如钛合金、 钛金属、 或不锈钢。 所述探头壳体1前部为半圆球面或小半 圆球面， 后部为管状结构5， 用于与所述温度传感元件7、 其他生理参数传感元件的配件如导 管10、 导线11等进行装配。 0035 所述温度传感。
19、元件7装配于所述盲孔3中； 0036 所述其他生理参数传感元件装配于所述卡槽中。 优选可为压力传感元件6、 氧分压 传感元件8等。 0037 所属探头壳体的外径为0.8-2.0mm。 0038 当所述其他生理参数传感元件为压力传感元件6时， 所述卡槽起到定位的作用， 其 表面覆盖有邵氏硬度30A的隔离膜， 用于进一步固定压力传感元件6同时传导压力。 所述隔 离膜， 优选采用硅橡胶、 凝胶、 乳胶等弹性高分子材料。 所述压力传感元件6优选采用绝对压 说 明 书 3/5 页 5 CN 107625516 A 5 力传感元件。 相比于现有压力传感探头一般采用的表压传感元件， 本发明采用绝对压力传 感。
20、元件， 探头壳体和导管内无需设计导气通道， 降低了微型探头的设计和生产难度， 也为在 微型探头尺寸内进行多种传感集成提供了可能。 0039 当所述其他生理参数传感元件为氧分压传感元件8时， 所述卡槽为检测窗口。 所述 卡槽覆盖有具有氧分子通透性的高分子材料， 优选硅橡胶。 优选所述氧分压传感元件8采用 检测光纤， 所述检测光纤头部装配于卡槽中， 所述头部端面优选为斜口端面。 0040 当所述多参数的介入式医用探头包括多种其它生理参数传感元件时， 所述探头壳 体1其侧面具有相应数量均匀分布的卡槽， 用于装配所述其他生理参数传感元件。 0041 所述温度补偿装置与温度传感元件7、 其他生理参数传感。
21、元件信号相连； 其用于接 收温度传感元件7测定的实时温度， 并根据实时温度对其他生理参数传感元件的测量值进 行补偿得到其他生理参数的实时测量结果。 0042 优选地， 所述温度补偿装置， 包括标定数据存储模块和数据提取模块； 0043 所述标定数据存储模块用于存储每一温度传感器信号下所述其他生理参数传感 元件信号对应的其他生理参数数值表； 0044 所述数据提取模块， 用于接收温度传感器信号和所述其他生理参数传感元件信 号， 并在数据存储模块存储的数值表中查找相应的其他生理参数数值作为补偿后的其他生 理参数的实时测量结果输出。 0045 本发明提供的多参数介入式医用探头， 旨在同时提供准确连续。
22、且一致性高的生理 参数测定结果。 因此， 本发明优选硬件补偿， 即在数据存储模块中存储二维的生理参数数值 表， 所述数值表即特定温度传感器信号和特定所述其他生理参数传感元件信号对应的其他 生理参数数值。 例如氧分压数值表， 即温度传感器信号和氧分压传感器信号对应下的氧分 压数值。 所述数值表可在出厂校正时写入所述数据存储模块， 因此每一探头都对应特异的 数值表。 由于出厂校正和实际测量时对于传感器的环境几乎是一致的， 因此这种硬件实现 的标定温度补偿误差几乎可以忽略不计， 同时补偿了探头装配造成的不一致性。 而其补偿 的运算过程则是查表求值法， 由于温度波动范围较小， 在25至50， 精度要求。
23、不超过0.01 ， 同样其他生理参数波动范围也考虑到其适用人体内部环境而波动范围较小， 因此所述 数值表的整体数据量较小， 查表运算时间完全可以忽略。 从而实现准确、 实时、 连续测量。 相 对于通过软件进行计算补偿的方式， 在准确性、 可靠性、 实时性和一致性方面都有着显著优 势。 0046 以下为实施例： 0047 一种多参数的介入式医用探头， 顶端剖面图如图1所示， 图1的A-A方向截面图如图 2所示， 包括： 探头壳体1、 温度传感元件7、 两种其他生理参数传感元件， 及压力传感元件6和 氧分压传感器、 温度补偿装置。 0048 所述探头壳体1， 具有封闭头部， 用于介入监测部位； 其。
24、中部具有盲孔3， 用于装配 温度传感元件7； 其侧面具有对称设置的两个卡槽， 用于装配其他生理参数传感元件； 采用 钛金属一体成型， 通过铣削的方式加工出探头壳体1前部的球形端面、 中部的压力检测窗口 即第一卡槽2、 温度检测盲孔3、 氧分压检测窗口即第二卡槽4， 后部的管状结构5。 所述探头 壳体1前部为半圆球面， 后部为管状结构5， 用于与所述温度传感元件7、 其他生理参数传感 元件的配件如导管10、 导线11等进行装配。 说 明 书 4/5 页 6 CN 107625516 A 6 0049 所述温度传感元件7装配于所述盲孔3中； 为热敏电阻， 通过胶水固定。 0050 所述压力传感元件。
25、6， 采用绝压型微机电压阻传感器， 置于所述卡槽起到定位的作 用， 其表面覆盖有生物相容性硅橡胶隔离膜， 实现与人体组织隔离并保持压力传感功能。 所 述隔离膜， 邵氏硬度30A。 压力检测窗口的方形定位槽12， 承载固定压力传感元件6， 降低了 组装难度， 提高探头个体间一致性。 0051 导管10通过生物相容性胶水固定在管状结构5中， 导管10中穿行有检测光纤8和导 线11。 所述第二卡槽4为氧分压检测窗口， 所述氧分压检测窗口覆盖有具有氧分子通透性的 生物相容性硅橡胶。 所述氧分压传感元件包括检测光纤8和荧光膜13。 光电检测模块所述检 测光纤8优选为Y形光纤器件， 其分支端分别与激发光源。
26、和光电检测模块相连； 其另一端即 头部通过光纤安装孔9装配于探头壳体1的卡槽中， 所述头部端面优选为斜口端面。 所述端 面覆盖有荧光膜13， 所述荧光膜13具有氧分子通透性并嵌有其荧光可被氧分子淬灭的荧光 染料。 所述荧光燃料为钌或铂有机络合物作为荧光染料， 如钌(II)-二亚胺络合物。 荧光膜 13的基底材料为聚苯乙烯或聚氯乙烯。 所述检测窗口填充的可透过氧分子的生物相容性硅 橡胶覆盖在荧光膜13表面， 保证探头良好的生物相容性。 使用脉冲蓝色光作为激发光来激 发荧光膜13上的荧光染料发出荧光， 荧光沿着检测光纤传输至后端的光电检测模块， 通过 对荧光衰减响应特性分析得到组织的氧分压信息。 。
27、0052 所述检测光纤8采用大芯径多模光纤， 其具有较大的检测端面， 以保证较高的检测 灵敏度。 0053 所述温度补偿装置与温度传感元件7、 其他生理参数传感元件信号相连； 其用于接 收温度传感元件7测定的实时温度， 并根据实时温度对其他生理参数传感元件的测量值进 行补偿得到其他生理参数的实时测量结果。 在使用之前， 将探头放置于已知氧分压和温度 的校准环境中， 通过线性或多项式曲线拟合表征所得到的荧光衰减响应来完成氧分压传感 校准并获得温度补偿参数。 将探头放置于已知压力和温度的校准环境中， 通过类似的曲线 拟合来完成压力传感元件6元件校准并获得温度补偿参数。 0054 本领域的技术人员容易理解， 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以 限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含 在本发明的保护范围之内。 说 明 书 5/5 页 7 CN 107625516 A 7 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 107625516 A 8 。