基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置及其方法，其特征在于，該監(jiān)測裝置包括股動脈支架、集成電路和外部處理設(shè)備；所述股動脈支架作為天線使用，所述集成電路固定設(shè)置在所述股動脈支架的血管內(nèi)；所述集成電路包括能量供應(yīng)模塊、血液流變檢測模塊、存儲器、數(shù)據(jù)處理器和第一射頻收發(fā)模塊，所述能量供應(yīng)模塊用于為所述集成電路供電；所述血液流變檢測模塊將檢測到的血液流變信號經(jīng)所述存儲器傳輸至所述數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器將血液流變信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并通過所述第一射頻收發(fā)模塊將數(shù)字信號經(jīng)所述股動脈支架傳輸?shù)剿鐾獠刻幚碓O(shè)備。
【專利說明】
基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明是關(guān)于一種基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置及其方法，涉及醫(yī)療監(jiān)測
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來股動脈疾病呈高發(fā)態(tài)勢，血管栓塞是其中一種重要疾病，主要病因是在股 動脈內(nèi)膜一些脂類物質(zhì)堆積而成白色斑塊，造成動脈腔狹窄，使血流受阻，導(dǎo)致下肢肌肉組 織缺血。
[0003] 股動脈支架是治療股動脈栓塞的重要手段，股動脈支架介入手術(shù)完成后，需要進(jìn) 行定期復(fù)查。目前，股動脈支架一般是獨(dú)立介入，其上不再附加任何其他部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種體積小，輻射小，同時可以對股動脈支架 血管血液流變進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置及其方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種基于股動脈支架的血液流變監(jiān) 測裝置，其特征在于，該監(jiān)測裝置包括股動脈支架、集成電路和外部處理設(shè)備;所述股動脈 支架作為天線使用，所述集成電路固定設(shè)置在所述股動脈支架的血管內(nèi)；所述集成電路包 括能量供應(yīng)模塊、血液流變檢測模塊、存儲器、數(shù)據(jù)處理器和第一射頻收發(fā)模塊，所述能量 供應(yīng)模塊用于為所述集成電路供電;所述血液流變檢測模塊將檢測到的血液流變信號經(jīng)所 述存儲器傳輸至所述數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器將血液流變信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并通 過所述第一射頻收發(fā)模塊將數(shù)字信號經(jīng)所述股動脈支架傳輸?shù)剿鐾獠刻幚碓O(shè)備。
[0006] 進(jìn)一步，所述外部處理設(shè)備包括發(fā)射天線、接收天線、第二射頻收發(fā)模塊、處理器、 傳輸模塊和工作站，由所述第二射頻收發(fā)模塊經(jīng)所述發(fā)射天線向體內(nèi)的所述集成電路發(fā)射 電磁波傳輸能量，同時并經(jīng)所述接收天線接收體內(nèi)的所述集成電路發(fā)向體外的血液流變信 號，所述第二射頻收發(fā)模塊將接收到的血液流變信號經(jīng)所述處理器和傳輸模塊發(fā)送至所述 工作站。
[0007] 進(jìn)一步，所述股動脈支架包括兩個以上的橫向支撐結(jié)構(gòu)和若干縱向支撐結(jié)構(gòu)，每 一所述橫向支撐結(jié)構(gòu)均由一金屬絲彎曲形成環(huán)形支架，相鄰兩所述環(huán)形支架之間通過若干 交錯設(shè)置的所述縱向支撐結(jié)構(gòu)固定連接，使支架撐開后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述股動脈支架由 等長的兩節(jié)支架構(gòu)成，每節(jié)所述支架的一端均與所述集成電路輸出端連接，每節(jié)所述支架 的另一端分別設(shè)置有絕緣材料。
[0008] 進(jìn)一步，所述環(huán)形支架采用正弦波結(jié)構(gòu)或鋸齒波結(jié)構(gòu)。
[0009] 進(jìn)一步，所述股動脈支架作為天線的諧振頻率f設(shè)置為：
[0011]式中，N為環(huán)形支架的數(shù)量、n為環(huán)形支架中波形的起伏數(shù)量、1為縱向支撐結(jié)構(gòu)的 長度、Cl、C2和C3均為正系數(shù)。
[0012] 進(jìn)一步，所述集成電路采用長條形結(jié)構(gòu)，長條形集成電路沿所述股動脈支架軸向 布置。
[0013] 進(jìn)一步，所述集成電路采用方形結(jié)構(gòu)，包裹在其外部的生物可兼容性外殼采用圓 形結(jié)構(gòu)。
[0014] 進(jìn)一步，所述集成電路采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形集成電路所在平面與所述股動脈支架 的切面平行。
[0015] -種基于所述血液流變監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下內(nèi)容：1)設(shè)置 一包括有血液流變檢測模塊、數(shù)據(jù)處理器、第一射頻收發(fā)模塊和外部處理設(shè)備的血液流變 監(jiān)測裝置，其中，外部處理設(shè)備包括接收天線、第二射頻收發(fā)模塊、處理器、傳輸模塊和工作 站；2)血液流變檢測模塊采集股動脈支架血管的血液流變信號，并通過數(shù)據(jù)處理器處理后 傳輸至第一射頻收發(fā)模塊，第一射頻收發(fā)模塊對接收的血液流變信號進(jìn)行調(diào)制后通過天線 發(fā)送到外部處理設(shè)備;3)接收天線將接收到的股動脈支架血管內(nèi)的血液流變信號經(jīng)第二射 頻收發(fā)模塊進(jìn)行解調(diào)后并經(jīng)處理器處理后發(fā)送到工作站。
[0016] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明包括股動脈支架、集成 電路和外部處理設(shè)備，集成電路固定設(shè)置在股動脈支架血管內(nèi)對股動脈支架血液流變進(jìn)行 實(shí)時監(jiān)測，可以獲得股動脈支架內(nèi)血液流變情況，通過股動脈支架內(nèi)的血液流變信號能夠 有效地對股動脈支架的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。2、本發(fā)明由于采取實(shí)時檢測的方式，病人無需 去醫(yī)院做造影即可了解自身健康狀況，降低了成本和風(fēng)險，減少了患者的痛苦，使醫(yī)生得到 的反饋更加快速有效。3、本發(fā)明可以在手術(shù)治療植入股動脈支架的同時植入集成電路，避 免病人二次手術(shù)的痛苦。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于股動脈疾病的狀態(tài)監(jiān)測中。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的集成電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理器采用NRF51822芯片時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明的外部處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4是本發(fā)明股動脈支架采用鋸齒波形狀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下結(jié)合附圖來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更 好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制。
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，包括股動脈支架、集 成電路和外部處理設(shè)備;股動脈支架作為天線用于進(jìn)行能量和信號傳輸，集成電路固定設(shè) 置在股動脈支架內(nèi)，集成電路包括能量供應(yīng)模塊、血液流變檢測模塊、存儲器、數(shù)據(jù)處理器 和第一射頻收發(fā)模塊。能量供應(yīng)模塊經(jīng)作為天線的股動脈支架通過第一射頻收發(fā)模塊接收 由外部處理設(shè)備輻射至體內(nèi)的電磁波，通過無線射頻能量收集的方式為集成電路上其他部 件供電。血液流變檢測模塊將檢測到的血液流變信號傳輸至存儲器進(jìn)行存儲，數(shù)據(jù)處理器 從存儲器讀取數(shù)據(jù)，將血液流變信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并加載集成電路ID、時間戳等信息， 通過第一射頻收發(fā)模塊將數(shù)字信號經(jīng)作為股動脈支架的天線傳輸?shù)酵獠刻幚碓O(shè)備，完成數(shù) 據(jù)測量、信號發(fā)射功能，其中，能量供應(yīng)模塊還可以采用微型電池，以便直接為集成電路上 的各部件供電。另外，血液流變檢測模塊包括全血粘度檢測、血漿粘度檢測、紅細(xì)胞壓積檢 測、血沉檢測、紅細(xì)胞電泳時間檢測及血小板聚集率檢測等檢測模塊中的一種或多種，相應(yīng) 的血液流變信號包括全血粘度信號、血漿粘度信號、紅細(xì)胞壓積信號、血沉信號、紅細(xì)胞電 泳時間信號及血小板聚集率信號等。
[0023] 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖2所示，數(shù)據(jù)處理器可以采用NORDIC公司生產(chǎn)的 NRF51822芯片。該芯片ADC轉(zhuǎn)換引腳J6連接血液流變檢測模塊，VDD電源引腳J1連接能量供 應(yīng)模塊，XC1、XC2引腳J37-J38連接時鐘電路，￥00_?厶、厶犯1、厶階2引腳130-132連接第一射頻 收發(fā)模塊，P0.01引腳J5連接電源檢測電路，DEC1引腳J39經(jīng)第三電容C3接地;VSS引腳J33、 J34并聯(lián)后接地，VSS引腳J33、J34并聯(lián)后連接能量供應(yīng)模塊，位于AVDD引腳與VSS引腳之間 并聯(lián)第四電容C4』EC2引腳J29經(jīng)第十電容C10與EXP_GND引腳J49連接后接地;VSS引腳J13 接地，SWCLK引腳經(jīng)第三電阻R3接地。
[0024] 其中，時鐘電路包括第一電容C1、第二電容C2和晶振X1，晶振X1控制端管腳1經(jīng)第 二電容C 2接地，晶振X1輸出端管腳2經(jīng)第一電容C1接地；晶振X1控制端管腳1還連接至 NRF51822芯片的XC1引腳J37,晶振XI輸出端管腳2還連接至NRF51822芯片的XC2引腳J38。 [0025] 電源檢測電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和電容C13,第一電阻R1-端接高電平 (即能量供應(yīng)模塊），第一電阻R1另一端經(jīng)第二電阻R2接地;位于第二電阻R2兩端并聯(lián)電容 C13,且第一電阻R1另一端與第二電阻R2之間通過導(dǎo)線連接至NRF51822芯片的P0.01引腳 J5。
[0026]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖3所示，外部處理設(shè)備包括發(fā)射天線、接收天線、第二 射頻收發(fā)模塊、處理器、傳輸模塊和工作站。由第二射頻收發(fā)模塊經(jīng)發(fā)射天線向體內(nèi)的集成 電路發(fā)射電磁波傳輸能量，同時并經(jīng)接收天線接收體內(nèi)的集成電路發(fā)向體外的血液流變信 號;第二射頻收發(fā)模塊將接收到的血液流變信號經(jīng)處理器、傳輸模塊發(fā)送至工作站，以備后 續(xù)使用。其中，工作站可以采用智能手機(jī)、智能手表等移動終端。
[0027]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，工作站內(nèi)設(shè)置有信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定 時間內(nèi)測量得到的血液流變信號判斷安裝有股動脈支架的血管是否發(fā)生再狹窄，如果在設(shè) 定時間內(nèi)血液流變信號超出預(yù)設(shè)范圍，則認(rèn)為安裝有股動脈支架的血管發(fā)生再狹窄，如果 在設(shè)定的時間內(nèi)血液流變信號處于預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則認(rèn)為安裝有股動脈支架的血管沒有發(fā) 生再狹窄。
[0028]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖4所示，股動脈支架包括兩個以上的橫向支撐結(jié)構(gòu)1 和若干縱向支撐結(jié)構(gòu)2,每一橫向支撐結(jié)構(gòu)1均由一金屬絲彎曲形成環(huán)形支架;相鄰兩環(huán)形 支架之間通過若干交錯設(shè)置的縱向支撐結(jié)構(gòu)2固定連接，使支架撐開后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)形 支架可以采用正弦波結(jié)構(gòu)或鋸齒波結(jié)構(gòu)。股動脈支架由等長的兩節(jié)支架構(gòu)成，每節(jié)支架的 一端均與集成電路輸出端連接，由兩節(jié)支架構(gòu)成集成電路天線的兩極進(jìn)行饋電。其中，在每 節(jié)支架的另一端分別設(shè)置有絕緣材料，通過絕緣材料固定該節(jié)支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在本實(shí) 施例中，該股動脈支架作為天線時，其輻射性能更好，頻帶更寬。
[0029]股動脈支架作為天線的諧振頻率f設(shè)置為：
[0031] 式中，N為環(huán)形支架的數(shù)量、n為環(huán)形支架中波形的起伏數(shù)量、1為縱向支撐結(jié)構(gòu)的 長度、均為正系數(shù)。其中，N、n和1越大，諧振頻率越小。使用時，由于不能調(diào)整股動 脈支架的尺寸，所以通過調(diào)整環(huán)形支架的數(shù)量N、環(huán)形支架中波形的起伏數(shù)量n以及縱向支 撐結(jié)構(gòu)的長度1來調(diào)整天線的諧振頻率。
[0032] 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，集成電路外部包裹有生物可兼容性外殼。集成電路可以 通過一固定栓固定在股動脈支架外側(cè)，固定栓的一端焊接在集成電路的焊盤上，另一端與 股動脈支架外壁連接在一起；固定栓暴露在生物可兼容性外殼外面，生物可兼容性外殼能 避免產(chǎn)生人體的排異反應(yīng)。優(yōu)選的，生物可兼容性外殼有一定柔韌性，可以彎曲。生物可兼 容性外殼的材料優(yōu)選采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)。制作時，可將集成電路放在模具中，用聚 二甲基硅氧烷進(jìn)行填充封裝，把固定栓留在外面從而制備出帶生物可兼容性外殼和固定栓 的集成電路。
[0033] 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，固定栓和股動脈支架的焊點(diǎn)處還可以覆蓋有生物可兼容 性藥膜。由于固定栓和股動脈支架的焊接可能會破壞股動脈支架外面的生物可兼容性外 殼，在固定栓和股動脈支架焊接處覆蓋一層藥膜，可進(jìn)一步防止人體的排異反應(yīng)發(fā)生。
[0034] 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，集成電路由柔性電路板和形成在該柔性電路板上由晶圓 制成的各模塊電路芯片制成，以適應(yīng)體積限制，并能隨股動脈支架形狀的變化進(jìn)行彎曲，但 是其長度不超過股動脈支架長度，且為了不堵塞血管，其截面積不超過〇. 5mm X 0.5mm。 [0035]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，集成電路可以采用長條形結(jié)構(gòu)，長條形集成電路沿股動 脈支架軸向布置;集成電路可以采用方形結(jié)構(gòu)，包裹在其外部的生物可兼容性外殼采用圓 形結(jié)構(gòu);集成電路可以采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形集成電路所在平面與股動脈支架的切面平行。
[0036] 下面通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明采用本發(fā)明的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝 置對患者的血液流變進(jìn)行監(jiān)測的具體過程：
[0037] 1、血液流變檢測模塊采集安裝有股動脈支架的血管內(nèi)的血液流變信號，并通過數(shù) 據(jù)處理器處理后傳輸至第一射頻收發(fā)模塊，第一射頻收發(fā)模塊對接收的血液流變信號進(jìn)行 調(diào)制后通過作為天線的股動脈支架發(fā)送到外部處理設(shè)備。
[0038] 2、接收天線將接收到的安裝有股動脈支架的血管內(nèi)的血液流變信號經(jīng)第二射頻 收發(fā)模塊進(jìn)行解調(diào)后并經(jīng)處理器處理后發(fā)送到工作站。
[0039] 在具體實(shí)施例中，采用本發(fā)明的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置對股動脈支 架工作狀態(tài)進(jìn)行檢測的過程：
[0040] 設(shè)置在工作站內(nèi)的信號處理系統(tǒng)將接收的安裝有股動脈支架的血管內(nèi)血液流變 信號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，如果在設(shè)定時間內(nèi)股動脈支架血管的血液流變信號在預(yù)設(shè)范圍 內(nèi)，確定股動脈支架工作狀態(tài)良好，認(rèn)為安裝有股動脈支架的血管沒有發(fā)生再狹窄現(xiàn)象;如 果在設(shè)定時間內(nèi)股動脈支架血管內(nèi)的血液流變信號超出預(yù)設(shè)范圍，確定股動脈支架工作狀 態(tài)出現(xiàn)異常，認(rèn)為安裝有股動脈支架的血管發(fā)生再狹窄現(xiàn)象;另外，可以根據(jù)獲取的股動脈 支架血管內(nèi)的血液流變信號作為參考值進(jìn)一步了解股動脈支架的工作情況。
[0041] 上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都 是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于，該監(jiān)測裝置包括股動脈支 架、集成電路和外部處理設(shè)備； 所述股動脈支架作為天線使用，所述集成電路固定設(shè)置在所述股動脈支架的血管內(nèi)； 所述集成電路包括能量供應(yīng)模塊、血液流變檢測模塊、存儲器、數(shù)據(jù)處理器和第一射頻收發(fā) 模塊，所述能量供應(yīng)模塊用于為所述集成電路供電；所述血液流變檢測模塊將檢測到的血 液流變信號經(jīng)所述存儲器傳輸至所述數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器將血液流變信號轉(zhuǎn)化為 數(shù)字信號，并通過所述第一射頻收發(fā)模塊將數(shù)字信號經(jīng)所述股動脈支架傳輸?shù)剿鐾獠刻?理設(shè)備。2. 如權(quán)利要求1所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于，所述外部處 理設(shè)備包括發(fā)射天線、接收天線、第二射頻收發(fā)模塊、處理器、傳輸模塊和工作站，由所述第 二射頻收發(fā)模塊經(jīng)所述發(fā)射天線向體內(nèi)的所述集成電路發(fā)射電磁波傳輸能量，同時并經(jīng)所 述接收天線接收體內(nèi)的所述集成電路發(fā)向體外的血液流變信號，所述第二射頻收發(fā)模塊將 接收到的血液流變信號經(jīng)所述處理器和傳輸模塊發(fā)送至所述工作站。3. 如權(quán)利要求1所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于，所述股動脈 支架包括兩個以上的橫向支撐結(jié)構(gòu)和若干縱向支撐結(jié)構(gòu)，每一所述橫向支撐結(jié)構(gòu)均由一金 屬絲彎曲形成環(huán)形支架，相鄰兩所述環(huán)形支架之間通過若干交錯設(shè)置的所述縱向支撐結(jié)構(gòu) 固定連接，使支架撐開后形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述股動脈支架由等長的兩節(jié)支架構(gòu)成，每節(jié)所述 支架的一端均與所述集成電路輸出端連接，每節(jié)所述支架的另一端分別設(shè)置有絕緣材料。4. 如權(quán)利要求3所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于，所述環(huán)形支 架采用正弦波結(jié)構(gòu)或鋸齒波結(jié)構(gòu)。5. 如權(quán)利要求3或4所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于，所述股 動脈支架作為天線的諧振頻率f設(shè)置為：式中，N為環(huán)形支架的數(shù)量、η為環(huán)形支架中波形的起伏數(shù)量、1為縱向支撐結(jié)構(gòu)的長度、 Cl、C2和C3均為正系數(shù)。6. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于， 所述集成電路采用長條形結(jié)構(gòu)，長條形集成電路沿所述股動脈支架軸向布置。7. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于， 所述集成電路采用方形結(jié)構(gòu)，包裹在其外部的生物可兼容性外殼采用圓形結(jié)構(gòu)。8. 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于股動脈支架的血液流變監(jiān)測裝置，其特征在于， 所述集成電路采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形集成電路所在平面與所述股動脈支架的切面平行。9. 一種基于如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述血液流變監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法，其特征在于， 包括以下內(nèi)容： 1) 設(shè)置一包括有血液流變檢測模塊、數(shù)據(jù)處理器、第一射頻收發(fā)模塊和外部處理設(shè)備 的血液流變監(jiān)測裝置，其中，外部處理設(shè)備包括接收天線、第二射頻收發(fā)模塊、處理器、傳輸 模塊和工作站； 2) 血液流變檢測模塊采集股動脈支架血管的血液流變信號，并通過數(shù)據(jù)處理器處理后 傳輸至第一射頻收發(fā)模塊，第一射頻收發(fā)模塊對接收的血液流變信號進(jìn)行調(diào)制后通過天線 發(fā)送到外部處理設(shè)備； 3)接收天線將接收到的股動脈支架血管內(nèi)的血液流變信號經(jīng)第二射頻收發(fā)模塊進(jìn)行 解調(diào)后并經(jīng)處理器處理后發(fā)送到工作站。
【文檔編號】A61F2/82GK105852842SQ201610394219
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】任勇, 史清宇, 劉磊, 吳巍巍, 王景璟, 李 燦, 孟越, 馬駿
【申請人】任勇