CN112138247A - 一种门控造影注射装置及注射方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种门控造影注射装置及注射方法，装置包括：控制模块，分别与控制模块连接的压力采集模块和驱动模块，与驱动模块连接的注射模块；压力采集模块用于实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；控制模块用于实时接收有创压力或/和心电信号，根据压力信号和心电信号控制驱动模块时候开始工作，以及驱动模块的工作功率；驱动模块用于根据指令开始或者停止工作，设置工作功率；注射模块用于随着驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。本申请能够在心脏舒张期开始时同步推注造影剂，使造影剂和血流在心脏舒张期快速进入冠脉血管，开启时控制驱动模块的工作功率，能够有效的控制注射效率的稳定性，提高了造影质量。

Description

一种门控造影注射装置及注射方法

技术领域

本发明涉及冠状动脉医学技术领域，特别是涉及一种门控造影注射装置及注射方法。

背景技术

血管造影是诊断血管病变的一种常用而且有效的方法，是一种较为安全可靠的有创诊断技术，现已广泛应用于临床，被认为是诊断血管狭窄病变的“金标准”。

通过造影图像可以获取血管管径、狭窄度、长度、血流等形态学参数，还可以在手术中测量心电图和主动脉压，通过更先进的计算流体力学测量功能性指标(如血流储备分数(FFR)可表明冠脉狭窄病变对远端血流产生的影响，诊断心肌是否缺血，已经成为血管狭窄功能性评价的公认指标)。一系列的诊断都依赖于造影图像显示的血管显影，造影图像的质量直接影响诊断的效果。无论医生以目测血管狭窄程度还是通过辅助软件做QCA测量、caFFR测量都需要有高质量的造影图像作为基础。

造影手术是将第二管路经股动脉或桡动脉插入，送至目标血管，注入造影剂，使血管显影。其中造影剂的注射方法包括手工推动注射器或通过高压注射器由电机及机械结构推动注射器内的造影剂经由第二管路推注到血管内。手工推注因为不同术者用力大小及推动速度的快慢导致造影剂推注不集中，造影剂不充盈，造影图像质量差，通过造影剂流动获取血流速度也有所波动。高压注射器可以通过设置固定的推注速度及压力保证造影剂快速稳定的推注到血管内，可以提高造影图像质量。然而由于心脏不断跳动，冠脉供血主要在心脏舒张期，在心脏收缩期由于心肌挤压冠脉血管导致血流前进缓慢甚至停止，造成造影剂溢出到主动脉。由于推注造影剂的时间不确定处于心跳周期的那个阶段，也无法保证造影剂顺利进入冠脉，进而影响根据造影剂流动计算流速的方法，如TIMI计帧法等。

发明内容

本申请提供了一种门控造影注射装置及注射方法，以解决现有技术中手工推注存在的用力大小和推动速度不好控制，以及高压注射器和手动推注均存在推注时间不确定，无法保证造影剂顺利进入冠脉，进而影响根据造影剂流动计算流速准确性差的问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种门控造影注射装置，包括：控制模块，以及分别与所述控制模块连接的压力采集模块和驱动模块，以及与所述驱动模块连接的注射模块；

所述压力采集模块，用于实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；

所述控制模块，用于实时接收所述压力采集模块发送的有创压力或/和心电信号，根据所述压力信号和所述心电信号控制所述驱动模块是否开始工作，以及控制所述驱动模块的工作功率；

所述驱动模块，用于根据所述控制模块发送的指令开始或者停止工作，以及设置工作功率；

所述注射模块，用于随着所述驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述压力采集模块为有创压力采集模块，用于实时测量主动脉的有创压力。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述压力采集模块为心电采集模块，用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述压力采集模块包括：有创压力采集模块和心电采集模块，所述有创压力采集模块用于实时测量主动脉的有创压力；所述心电采集模块用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。

可选地，上述的门控造影注射装置中，还包括：三通阀，所述三通阀的第一分支通过第一管路与所述有创压力采集模块连接，用于实时测量所述主动脉的有创压力；所述三通阀的第二分支通过第二管路与所述注射模块连接，用于使所述第二管路内的液体在所述注射模块的推动下匀速的移动；所述三通阀的第三分支通过第三管路与外部的造影导管连接。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述心电采集模块为数据传输模块，与外部的心电仪连接，用于将所述心电仪采集到的心电信号传递给所述控制模块。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述控制模块为中央处理器。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述驱动模块为驱动电机，或/和所述注射模块为液体注射器。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述有创压力采集模块包括：壳体、集成电路板、血压传感器、PIN连接器、第一连接结构和通管；所述血压传感器、集成电路板、PIN连接器均设置于所述壳体内；所述血压传感器通过所述PIN连接器与所述集成电路板通讯连接；

远离所述第一连接结构方向，所述通管设置于所述壳体顶部，所述通管内表面上设置通孔，所述通管一端与所述第一管路连接；

所述血压传感器的一端为压力采集端，所述压力采集端密封于所述通孔内，用于采集从所述通管内流过液体的压力值；

所述第一连接结构分别与所述壳体、所述集成电路板、所述控制模块连接，用于向所述控制模块传输所述血压传感器采集的压力值。

可选地，上述的门控造影注射装置中，所述PIN连接器包括：本体，以及设置于所述本体上的信号传输机构和抓取机构；所述信号传输机构一端与所述血压传感器连接，另一端与所述集成电路连接，所述抓取机构可拆卸地安装于所述本体上。

第二方面，本申请提供了一种门控造影注射装置的注射方法，包括：

实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；

根据所述压力信号或/和所述心电信号控制驱动模块是否开启以及开启时的工作功率；

随着所述驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。

可选地，上述的门控造影装置的注射方法中，所述根据所述压力信号或/和所述心电信号控制驱动模块是否开启的方法，包括：

查找所述有创压力信号产生的压力波形属于舒张期的图像区间，即第一图像区间；

查找所述心电信号产生的心电图处于舒张期的图像区间，即第二图像区间；

比较所述第一图像区间与所述第二图像区间，判断得出所述第一图像区间与所述第二图像区间重叠的开始时间作为启动所述驱动模块的时刻。

本申请实施例提供的方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供了一种门控造影注射装置，通过压力采集模块采集主动脉的有创压力波形或/和心电图，控制模块根据接收到的压力波形或/和心电图控制驱动模块的开启或者关闭，驱动模块带动注射模块移动，进而保证在心脏舒张期开始时同步推注造影剂，使造影剂和血流在心脏舒张期快速进入冠脉血管，开启时控制驱动模块的工作功率，工作功率与推注压力相对应，推注压力影响注射模块的注射速率，能够有效的控制注射效率的稳定性，提高了造影质量，为进一步进行基于造影的FFR、iFR、dPR和IMR、CFR等功能学参数的计算提供可靠的流速测量，解决了现有技术中手工推注存在的用力大小和推动速度不好控制，以及高压注射器和手动推注均存在推注时间不确定，无法保证造影剂顺利进入冠脉，进而影响根据造影剂流动计算流速准确性差的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为门控造影注射装置的一个实施例的结构框图；

图2为门控造影注射装置的另一实施例的结构框图；

图3为有创压力采集模块的立体图；

图4为隐藏下壳体的图3的结构示意图；

图5为隐藏上壳体的有创压力采集模块的立体图；

图6为PIN连接器的爆炸结构示意图；

图7为上壳体和通管的结构示意图；

图8为本申请的门控造影注射方法的流程图；

下面对附图标记进行说明：

控制模块100，压力采集模块200，有创压力采集模块210，壳体211，集成电路板212，血压传感器213，压力采集端2131，PIN连接器214，本体2141，信号传输机构2142，抓取机构2143，第一连接结构215，通管216，通孔217，心电采集模块220，驱动模块300，注射模块400，三通阀500，第一分支510，第二分支520，第三分支530，第一管路600，第二管路700，第三管路800。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

如图1所示，本申请提供了一种门控造影注射装置，包括：控制模块100，以及分别与控制模块100连接的压力采集模块200和驱动模块300，以及与所述驱动模块300连接的注射模块400；压力采集模块200，用于实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；控制模块100用于实时接收压力采集模块200发送的有创压力或/和心电信号，根据压力信号和心电信号控制驱动模块300是否开始工作，以及控制驱动模块300的工作功率；驱动模块300用于根据控制模块100发送的指令开始或者停止工作，以及设置工作功率；所述注射模块400用于随着驱动模块300的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。本申请通过预先在控制模块100内设置舒张期压力波形或/和心电图舒张期区间，再通过压力采集模块200采集主动脉的有创压力波形或/和心电图，控制模块100根据接收到的压力波形或/和心电图控制驱动模块300的开启或者关闭，驱动模块300带动注射模块400移动，进而保证在心脏舒张期开始时同步推注造影剂，使造影剂和血流在心脏舒张期快速进入冠脉血管，开启时控制驱动模块300的工作功率，工作功率与推注压力相对应，推注压力影响注射模块400的注射速率，能够有效的控制注射效率的稳定性，提高了造影质量，为进一步进行基于造影的FFR、iFR、dPR和IMR、CFR等功能学参数的计算提供可靠的流速测量，解决了现有技术中手工推注存在的用力大小和推动速度不好控制，以及高压注射器和手动推注均存在推注时间不确定，无法保证造影剂顺利进入冠脉，进而影响根据造影剂流动计算流速准确性差的问题。

如图2所示，本申请的一个实施例中，压力采集模块200为有创压力采集模块210，用于实时测量主动脉的有创压力，由于心脏的压力是实时变化的，有创压力的测试实时性更强，因此有创压力相较于无创压力的测试更加准确。有创压力采集模块210为一次性血压采集装置，能够避免病人之间血液的感染，使用更加安全可靠。

如图2所示，本申请的一个实施例中，压力采集模块200为心电采集模块220，用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。优选地，心电采集模块220为数据传输模块，与外部的心电仪连接，用于将心电仪采集到的心电信号传递给控制模块100。如此设置，通过设置于导管室的心电仪对患者进行心电图检查，然后将检查结果通过心电采集模块220传递给控制模块100，结构简单，成本低。

如图2所示，本申请的一个实施例中，压力采集模块200包括：有创压力采集模块210和心电采集模块220，有创压力采集模块210用于实时测量主动脉的有创压力；心电采集模块220用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。本申请的优选方式是同时具有有创压力采集模块210和心电采集模块220，如此设置，可以将有创压力采集模块210采集到的压力形成的波形与心电采集模块220的心电波形进行比较，得出时间均处于舒张期的开始时刻，推注的时刻更加精确，减小误差。

如图2所示，本申请的一个实施例中，还包括：三通阀500，三通阀500的第一分支510通过第一管路600与有创压力采集模块210连接，用于实时测量主动脉的有创压力；三通阀500的第二分支520通过第二管路700与与注射模块400连接，用于使第二管路700内的液体在注射模块400的推动下匀速的移动；三通阀500的第三分支530通过第三管路800与外部的造影导管连接。本申请预先在控制模块100内设置与推注速率相匹配的推注压力和驱动模块300的工作效率，通过工作效率控制推注压力，推注压力决定推注速率，进而保证推注更加平稳，提高造影质量。

本申请的一个实施例中，控制模块100为中央处理器。驱动模块300为驱动电机，例如：伺服电机；注射模块400为液体注射器。

如图3、图4、图5和图6所示，本申请的一个实施例中，有创压力采集模块210包括：壳体211、集成电路板212、血压传感器213、PIN连接器214、第一连接结构215和通管216；血压传感器213、集成电路板212、PIN连接器214均设置于壳体211内；血压传感器213通过PIN连接器214与集成电路板212通讯连接；远离第一连接结构215方向，通管216设置于壳体211顶部，通管216内表面上设置通孔217，通管216一端与第一管路600连接；血压传感器213的一端为压力采集端2131，压力采集端2131密封于如图7所示的通孔217内，用于采集从通管216内流过液体的压力值；第一连接结构215分别与壳体211、集成电路板212、控制模块100连接，用于向控制模块100传输血压传感器213采集的压力值。本申请将壳体211、血压传感器213、PIN连接器214和第一连接结构215设置成一个整体，既实现了血压传感器213端的采集和传输，又提高了血压传感器213的密封性，全部集成于壳体211内，减小了体积，通过第一连接结构215与外部设备连接，实现了可拆卸设置，组装方便。由于血压传感器213的压力采集端2131密封于通孔217内，通孔217与通管216连通，能够实时采集液体压力，不与外部环境接触，提高了测量的准确性；通过PIN连接器214、第一连接结构215实现压力值的传输，由于液体只在通管216、通孔217和压力采集端2131组成的密封结构内流动，不会接触到其他结构，提高了各部件的使用寿命，报废率低，降了维修和生产成本，且具有结构简单、工序简单的优点。

如图7所示，本申请的一个实施例中，PIN连接器214包括：本体2141，以及设置于本体2141上的信号传输机构2142和抓取机构2143；信号传输机构2142一端与血压传感器213连接，另一端与集成电路板212连接，抓取机构2143可拆卸地安装于本体2141上。由于PIN连接器的本体2141长、宽、高的尺寸均小于1cm，因此本体2141体积很小，抓取安装存在难度；由于本体2141体积小，又要抓取到本体2141，又要防止抓取力度过大损伤本体2141，因此在不损坏本体2141的情况下精确抓取本体2141存在难度。为了解决在不损坏本体2141的情况下快速精准抓取的问题，本申请在本体2141上设置可拆卸的抓取机构2143，如果需要将PIN连接器安装于有创压力采集模块210上时，则将抓取机构2143安装于本体2141上，人为或者通过机械结构将抓取机构2143精准的抓起、安装于有创血压采集装置上；如果安装完成，则人为或者通过机械结构将抓取机构2143从本体2141上取下，减小抓取机构2143在本体2141上的占用体积，降低PIN连接器的体积，进而节约有创压力采集模块210的内部空间，便于提高有创压力采集模块210的集成度。

如图8所示，本申请提供了门控造影注射方法，包括：

S100，实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；

S200，根据所述压力信号或/和所述心电信号控制驱动模块是否开启以及开启时的工作功率，包括：

查找所述有创压力信号产生的压力波形属于舒张期的图像区间，即第一图像区间；

查找所述心电信号产生的心电图处于舒张期的图像区间，即第二图像区间；

比较所述第一图像区间与所述第二图像区间，判断得出所述第一图像区间与所述第二图像区间重叠的开始时间作为启动所述驱动模块的时刻；

S300，随着所述驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。

本发明的以上所述的具体实例，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种门控造影注射装置，其特征在于，包括：控制模块，以及分别与所述控制模块连接的压力采集模块和驱动模块，以及与所述驱动模块连接的注射模块；

所述压力采集模块，用于实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；

所述控制模块，用于实时接收所述压力采集模块发送的有创压力或/和心电信号，根据所述压力信号和所述心电信号控制所述驱动模块是否开始工作，以及控制所述驱动模块的工作功率；

所述驱动模块，用于根据所述控制模块发送的指令开始或者停止工作，设置工作功率；

所述注射模块，用于随着所述驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。

2.根据权利要求1所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述压力采集模块为有创压力采集模块，用于实时测量主动脉的有创压力。

3.根据权利要求1所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述压力采集模块为心电采集模块，用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。

4.根据权利要求1所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述压力采集模块包括：有创压力采集模块和心电采集模块，所述有创压力采集模块用于实时测量主动脉的有创压力；所述心电采集模块用于实时测量主动脉的心电信号，包括无创压力。

5.根据权利要求2或4所述的门控造影注射装置，其特征在于，还包括：三通阀，所述三通阀的第一分支通过第一管路与所述有创压力采集模块连接，用于实时测量所述主动脉的有创压力；所述三通阀的第二分支通过第二管路与所述注射模块连接，用于使所述第二管路内的液体在所述注射模块的推动下匀速的移动；所述三通阀的第三分支通过第三管路与外部的造影导管连接。

6.根据权利要求3或4所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述心电采集模块为数据传输模块，与外部的心电仪连接，用于将所述心电仪采集到的心电信号传递给所述控制模块。

7.根据权利要求1所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述控制模块为中央处理器。

8.根据权利要求1所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述驱动模块为驱动电机，或/和所述注射模块为液体注射器。

9.根据权利要求5所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述有创压力采集模块包括：壳体、集成电路板、血压传感器、PIN连接器、第一连接结构和通管；所述血压传感器、集成电路板、PIN连接器均设置于所述壳体内；所述血压传感器通过所述PIN连接器与所述集成电路板通讯连接；

远离所述第一连接结构方向，所述通管设置于所述壳体顶部，所述通管内表面上设置通孔，所述通管一端与所述第一管路连接；

所述血压传感器的一端为压力采集端，所述压力采集端密封于所述通孔内，用于采集从所述通管内流过液体的压力值；

所述第一连接结构分别与所述壳体、所述集成电路板、所述控制模块连接，用于向所述控制模块传输所述血压传感器采集的压力值。

10.根据权利要求9所述的门控造影注射装置，其特征在于，所述PIN连接器包括：本体，以及设置于所述本体上的信号传输机构和抓取机构；所述信号传输机构一端与所述血压传感器连接，另一端与所述集成电路连接，所述抓取机构可拆卸地安装于所述本体上。

11.权利要求1～10任一项所述的门控造影注射装置的注射方法，其特征在于，包括：

实时测量主动脉的有创压力或/和心电信号；

根据所述压力信号或/和所述心电信号控制驱动模块是否开启以及开启时的工作功率；

随着所述驱动模块的转动而产生相应的推力，进而控制液体的注射速率。

12.根据权利要求11所述的门控造影装置的注射方法，其特征在于，所述根据所述压力信号或/和所述心电信号控制驱动模块是否开启的方法，包括：

查找所述有创压力信号产生的压力波形属于舒张期的图像区间，即第一图像区间；

查找所述心电信号产生的心电图处于舒张期的图像区间，即第二图像区间；

比较所述第一图像区间与所述第二图像区间，判断得出所述第一图像区间与所述第二图像区间重叠的开始时间作为启动所述驱动模块的时刻。

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