一种用于心血管狭窄病变的冲击波发生系统

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种用于心血管狭窄病变的冲击波发生系统。

背景技术

血管狭窄指的是人体动静脉血管，包好冠脉、外周、颅内等血管由于脂质代谢不正常，血液中的脂质沉着在原本光滑的血管内膜上，逐渐堆积成粥样的脂类斑块，随着时间推移，这些斑块增多甚至钙化造成血管腔内狭窄，使血流受阻，导致下游血管和肌体缺血，产生对应临床表现。如果该狭窄发生在冠脉则会产生心悸、胸痛、呼吸困难以及心绞痛，严重者会导致心肌供血不足或心肌坏死；如果发生在外周，则会产生皮肤表皮温度降低、肌肉萎缩，产生间歇性的跛行甚至发生远端肢体的坏死或截肢。如果发生在颅内，则会产生头晕、晕厥甚至脑组织损伤和脑功能障碍。

随着心血管介入技术的发展，针对血管狭窄病变的技术日渐多样化；而针对狭窄程度较高钙化严重的病变，目前已有的技术为先通过导丝通过病变血管后，将高压球囊置于狭窄位置进行预扩，最后交换支架输送系统将血管支架植入目标狭窄位置。而该技术目前也存在很多问题，对于钙化严重的病变有时候需要10～15个大气压来预扩血管，有时甚至需要30个大气压，而如此高压带来的结果势必会造成钙化的斑块将应力转接到血管内壁，造成血管损伤，严重者造成血管夹层或者穿孔。此外，对于已经成功植入支架后的病变，临床研究显示其远期再狭窄率也居高不下，原因为由于支架为外来物质，对于血管内膜的持续刺激会导致内膜增生，进而造成血管的再狭窄发生。

中国专利CN111568500A公布了一种用于心血管狭窄病变的血管再通系统，包括球囊、能量发生控制器、导管，所述导管包括主体管，所述导管一端与所述能量发生控制器连接，导管另一端的主体管与所述球囊的一端连接，所述球囊包括球囊主体、内管、电极对，所属能量发生控制器能够发出和调控特定频率的震动信号使得电极对产生震荡，能够解决现有心血管介入技术通过单纯高压球囊预扩造成的血管损伤，并且该发明具有载药功能，该药物能够抑制再通后的血管再通内膜增加，避免造成再通后的再狭窄情况出现。但该发明中使用的能量发生控制器中的脉冲参数设定较为单一，无法检测并控制脉冲释放能量，无法实现脉冲电压连续可调，并针对严重区域单独连续释放多次脉冲，功能较少，使得该系统在病变处理上的效果有减弱。

有鉴于此，如何克服现有技术的局限，通过能量发生控制器的设计变换，控制和检测脉冲参数，实现脉冲电压连续可调，使系统在病变处理上效果更佳，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于心血管狭窄病变的冲击波发生系统，能够控制和检测脉冲参数、实现脉冲电压连续可调，以达到保持血管远期通畅、实现治疗血管狭窄的目的。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案。

一种用于心血管狭窄病变的冲击波发生系统，所述系统包括能量发生器，所述能量发生器包括能量存储装置和能量释放控制装置，所述能量释放控制装置包括高压脉冲电路、电极选择电路和释放状态检测电路；所述高压脉冲电路包括正极、负极、电容、二极管、电阻和开关。

优选地，所述电容、二极管和开关串联，所述电阻与电容并联，将所述电阻、电容、二极管和开关分为一组，共有M组，M为正整数。

优选地，所述电容包括单级电容或多级电容，所述多级电容包括多个串联、多个并联、先多个串联后作为一组再并联中的一种或其结合。

优选地，所述开关为耐压开关，所述开关包括单级开关或多级开关，所述多级开关包括多个并联、多个串联、多个串联后并联中的一种或其结合。

优选地，所述开关包括继电器、晶闸管、MOS管、LGBT中的一种或其结合。

优选地，所述电阻包括单级电阻或多级电阻，所述多级电阻包括多个串联、多个并联、先多个串联后作为一组再并联中的一种或其结合。

优选地，所述高压脉冲电路包括变压器，所述变压器为单个或多个串联，所述变压器的变比为1:2～1000。

优选地，所述能量发生器的脉冲电压为300～20000V，所述能量发生器(1)的脉冲宽度为10～10

优选地，所述释放状态检测电路包括电流检测电路和脉冲电压检测电路，所述电极选择电路包括电极对。

优选地，所述能量发生器包括开关、接口、显示屏；所述接口上连接有连接线，所述连接线上设置有连接器，所述连接器与操作手柄相连，所述操作手柄上连接有导管，所述导管与球囊相连。

用于心血管狭窄病变的冲击波发生系统的使用方法，使用上述所述的系统，包括以下步骤：

S1、连接能量发生器、操作手柄和球囊；

S2、将球囊送至目标狭窄病变位置；

S3、向球囊中注入液体介质；

S4、通过操作手柄控制能量释放；

S5、震荡结束后，对球囊施加压力；

S6、通过液体补给器调节液体介质的量调节球囊压力；

S7、显示屏设置脉冲参数，能量发生器放电产生震动波；

S8、重复步骤1-7直至球囊内压力值变化较小，调整治疗参数。

本发明所获得的有益技术效果：

1)本发明能够结构简单，体积较小，收纳方便，实现了血管再通震波诊疗操作。

2)本发明能够通过对变压器、电容、开关的设计进行脉冲电路的变压，从而实现脉冲电压连续可调，能够针对某区域进行单独连续释放多次脉冲，使系统在病变处理上效果更佳。

3)本发明能够通过释放状态检测电路检测释放电流、根据此电流控制脉冲脉宽，最终实现释放能量控制；通过释放状态检测电路检测过流信号，及时切断能量释放，安全高效。

4)本发明能够配合球囊导管能够经过常规的介入手术方式，控制再通系统的发生器施加震动波将与球囊周围贴靠的狭窄血管进行震动扩张到一定再通率，达到保持血管远期通常的目的，最终实现治疗心血管狭窄的目的。

5)本发明能够通过显示屏自动或手动设置电极脉冲方式，控制连续脉冲的次数。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明涉及的血管再通系统总装及工作示意图；

图2为实施例3的高压脉冲电路原理图；

图3为实施例5的高压脉冲电路原理图；

其中：1、能量发生器；2、开关；3、接口；4、显示屏；5、连接线；6、连接器；7、操作手柄；8、导管；9、球囊；10、电阻；11、电容；12、二极管；13、开关。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

实施例1

一种用于心血管狭窄病变的高压冲击波发生系统，所述系统包括能量发生器1，所述能量发生器1包括能量存储装置和能量释放控制装置，所述能量释放控制装置包括高压脉冲电路、电极选择电路和释放状态检测电路；所述高压脉冲电路包括正极、负极、电阻10、电容11、二极管12和开关13。

优选地，所述电容11、二极管12和开关13串联，所述电阻10与电容11并联，将所述电阻10、电容11、二极管12和开关13分为一组，共有M组。

优选地，所述电容11包括单级电容或多级电容，所述多级电容包括多个串联、多个并联、先多个串联后作为一组再并联中的一种或其结合。

优选地，所述开关为耐压开关，所述开关13包括单级开关或多级开关，所述多级开关包括多个并联、多个串联、多个串联后并联中的一种或其结合。

优选地，所述开关13包括继电器、晶闸管、MOS管、LGBT中的一种或其结合。

优选地，所述电阻10包括单级电阻或多级电阻，所述多级电阻包括多个串联、多个并联、先多个串联后作为一组再并联中的一种或其结合。

优选地，所述高压脉冲电路包括变压器，所述变压器为单个或多个串联，所述变压器的变比为1:2～1000。

优选地，所述能量发生器的脉冲电压为300～20000V，所述能量发生器(1)的脉冲宽度为10～10

进一步的，所述能量存储装置为电感、电容中的一种或其结合。

进一步的，所述能量释放控制装置包括高压脉冲电路和释放状态检测电路，所述释放状态检测电路包括电流检测电路、电极选择电路和脉冲电压检测电路；所述电流检测电路采用电流采样电阻或电流互感器检测释放电流，根据此电流来控制脉冲脉宽，最终实现释放能量控制；所述电流检测电路用于过流保护，当检测到过流信号时，及时切断能量释放。

进一步的，所述脉冲电压检测电路，采用分压采样电阻方式或电压传感器检测，根据此电压检测释放电压。

进一步的，所述电极选择电路包括可控开关和驱动电路；所述驱动电路包括开关和电极对。

进一步的，所述驱动开关和包括继电器、晶闸管、MOS管和IGBT中的一种或其结合；所述开关为单个或多个并联或多个串联或多个串联后并联多组。

进一步的，所述电极对的数量1～100对；所述电极脉冲方式通过自动或手动设置；其中一种方式是电极对一个一个按一定顺序连续释放脉冲，连续脉冲数可以是1-100个；另一种方式是电极对2个及以上并联连续释放脉冲，连续脉冲数可以是1-100个；另一种方式是某个或某几个电极对连续释放脉冲，设置连续脉冲数，连续脉冲数可以是1-100个。

进一步的，如附图1所示，所述能量发生器1包括按键2、接口3、显示屏4、能量存储装置和能量释放控制装置，所述接口3上连接有连接线5，所述连接线5上设置有连接器6，所述连接器6与操作手柄7相连，所述操作手柄7上连接有导管8，所述导管8与球囊9相连。

实施例2

本实施例是在上述实施例1的基础上进行的，与上述实施例相同之处不予赘述。

本实施例主要介绍一种高压脉冲电路原理。

一种高压脉冲电路包括电阻10、电容11、二极管12和开关13；所述电容11、二极管12和开关13串联，所述电阻10与电容11并联；将所述电阻10、电容11、二极管12和开关13分为一组，共有M组，M为1～200。

进一步的，通过N个所述开关串联作为一组，串联分压后每个开关上分压是总电压的 N分之一，用于降低对每个开关的耐压要求，从而可以使用耐压稍低开关速度快的开关实现快速开关。

进一步的，所述N的范围为2-100。

进一步的，所述开关的速度可以控制在1us以内。快速开关可以减少不必要的热量释放，降低对组织的影响，单次放电能量控制在0.1J-1J内。

进一步的，通过并联M组分流，每个开关上分流是总电流的M分之一，用于降低对每个开关的导通电流的要求，这样可以实现50A-500A大电流的输出。

实施例3

本实施例是在上述实施例2的基础上进行阐述，与上述实施例2相同之处不予赘述。

如附图2所示，M为1。

进一步的，所述电阻10为多级电阻，所述电阻的数量为2。

进一步的，所述电容11为多级电容，所述电容的数量为4。

进一步的，所述开关13为多级开关，所述开关的数量为6。

实施例4

本实施例是在上述实施例2的基础上进行阐述，与上述实施例2相同之处不予赘述本实施例主要介绍一种含有脉冲变压器的高压脉冲电路。

该脉冲电路包括电阻10、电容11、二极管12、开关13和变压器。

所述脉冲电路的释放电压范围300V-20000V。

进一步的，所述电容为多个电容并联或电容先多个串联后并联多组中的一种或其结合。

进一步的，所述开关包括晶闸管、MOS管和IGBT中的一种或其结合。

进一步的，所述开关为单个或多个并联或多个串联或多个串联后并联多组然后输出到脉冲变压器，作为一个单元。

进一步的，所述变压器的数量为m，m为正整数，每个变压器一侧的电容、电阻、开关和二极管相同。

进一步的，通过脉冲变压器升压，脉冲变压器变比P，单个开关组的的耐压就是P分之一总电压，用于降低对每个开关的耐压要求，从而可以使用耐压较低、开关速度快的开关实现快速开关，开关速度可以控制在1us以内，单次放电能量控制在0.1J-1J内。快速开关可以减少不必要的热量释放，降低对组织的影响。

进一步的，所述P为1：2～1000。

进一步的，通过多个所述单元串联实现更低的耐压要求。

进一步的，然后通过并联M组分流，每个开关上分流是总电流的M分之一，这样可以降低对每个开关的导通电流的要求，这样可以实现50A-500A大电流的输出。

进一步的，所述M为1-100。

实施例5

本实施例是在上述实施例4的基础上进行阐述，与上述实施例4相同之处不予赘述。

如附图3所示，本实施例的变压器数量为2，M为1。

进一步的，所述电阻10为多级电阻，所述电阻的数量为2。

进一步的，所述电容11为多级电容，所述电容的数量为4。

进一步的，所述开关13为单级开关。

实施例6

一种用于心血管狭窄病变的高压冲击波发生系统的使用方法，使用上述实施例1-5所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、连接能量发生器1、操作手柄7和球囊9；

S2、将球囊9送至目标狭窄病变位置；

S3、向球囊中注入液体介质；

S4、通过操作手柄7控制能量释放；

S5、震荡结束后，对球囊9施加压力；

S6、通过液体补给器调节液体介质的量调节球囊9压力；

S7、显示屏4设置脉冲参数，能量发生器1放电产生震动波；

S8、重复步骤1-7直至球囊内压力值变化较小，调整治疗参数。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，其并非因此限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，通过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。