梯度压力测量系统

本发明涉及医疗器材领域，具体而言，涉及一种梯度压力测量系统。

背景技术：

动脉狭窄后会引起血流动力学改变，狭窄处近端及远端的压力差是导致血流动力学变化的主要原因，冠状动脉粥样硬化狭窄后近远端压力测量目前已经广泛应用于指导临床诊疗。压力导丝是近年来应用较为广泛的血管内测压工具，可以评估心动周期各个瞬间的血压数值。应用压力导丝测量腺苷扩张心肌血管床后的冠状动脉内压力，证实了冠状动脉内压力值与冠脉血流量呈正相关，并将此评价指标定义为心肌血流储备分数(ffr)。理论上评估，任何一支正常血管的ffr数值均为1.0，随着冠脉狭窄程度的增加，ffr数值逐渐减小，降至一定程度后，该冠脉支配的心肌将呈缺血状态。fame系列研究验证了ffr对于优化冠心病患者诊疗策略，改善冠心病患者临床结局具有一定优势。

经发明人研究发现，现有的用于测量血管压力的测量导丝存在如下缺点：

不能够同时兼顾减小导丝横截面积和多点压力测量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种梯度压力测量系统，其能够在减小导丝横截面积的前提下实现多点压力测量，也即能够在减小导丝横截面积的前提下实现梯度压力测量。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供一种梯度压力测量系统，包括：

导丝，导丝设置有在其长度方向上延伸的容置通道，导丝的壁上设置有与容置通道连通的多个均压孔；

以及多个测压模块，多个测压模块在容置通道的延伸方向上间隔排布，且多个测压模块与多个均压孔一一对应，每个测压模块用于测量对应的均压孔处的压力。

在可选的实施方式中，测压模块包括光学传感器、传导光纤以及第一分色镜，传导光纤设于以及光学传感器均设于容置通道中，光学传感器位于对应的均压孔的靠近导丝近端的一侧，传导光纤位于光学传感器远离均压孔的一侧；光学传感器具有在容置通道的延伸方向上相对设置的第一光面和第二光面，传导光纤与第一光面连接，第一分色镜设于第二光面上，第一分色镜用于反射设定波长范围的光束且透过其余波长范围的光束，多个第一分色镜中任意两个第一分色镜所反射的光束的波长范围不重叠；

梯度压力测量系统还包括压力测量引擎和光源，多根传导光纤中靠近导丝近端的传导光纤设为初始光纤，压力测量引擎以及光源均与初始光纤连接，光源用于发射光束至初始光纤，压力测量引擎用于接收由光学传感器反射回来的干涉光，并能依据干涉光形成干涉波形。

在可选的实施方式中，相邻测压模块在容置通道的延伸方向上具有间距。

在可选的实施方式中，相邻两个测压模块中远离导丝近端的测压模块的传导光纤的入射面设置有聚焦透镜。

在可选的实施方式中，光学传感器包括基底和隔膜，基底与隔膜连接且二者共同限定出干涉腔，隔膜位于基底靠近对应的均压孔的一侧，隔膜用于感应对应的均压孔处的压力，以在压力变化时相对于基底运动，从而改变干涉腔的深度，进而改变对应的干涉光的干涉波形；第一分色镜设于隔膜远离基底的一侧；基底靠近隔膜的一侧用于反射设定波长范围的光束中的部分光，且使设定波长范围内的其余部分光射向隔膜且被隔膜反射，同一光学传感器的基底反射的光与隔膜反射的光形成干涉光。

在可选的实施方式中，基底上设置有第二分色镜，第二分色镜用于反射设定波长范围的光束中的光束，以使设定波长范围内的其余部分光射向隔膜且被隔膜反射；其中，第二分色镜的反射率为(48％-52％)。

在可选的实施方式中，同一测压模块中的光学传感器与传导光纤之间设有聚焦透镜。

在可选的实施方式中，传导光纤外套设有定位环，定位环与导丝的内壁连接。

在可选的实施方式中，导丝的远端面设置为弧形面。

在可选的实施方式中，导丝靠近其远端的壁上设置有槽结构。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的梯度压力测量系统，通过在导丝的容置通道中布设多个测压模块，多个测压模块独立设置且能够测量对应位置处的压力，从而实现多点的梯度式压力测量。同时，多个测压模块均设置在容置通道中，在容置通道的延伸方向上排布，多个测压模块的排布方式不会增加导丝的内腔，也即不会增加导丝横截面面积，如此，导丝的体积不会增大，设于血管中对血液的流阻小，不易干扰测量结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的梯度压力测量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的梯度压力测量系统的部分结构的剖视示意图；

图3为本发明实施例的频谱分析的示意图；

图4为本发明实施例的导丝的部分结构示意图；

图5为本发明实施例的导丝与测压模块的配合结构示意图。

图标:

001-第一传感光束；002-第二传感光束；003-第三传感光束；004-导丝远端；005-导丝近端；100-导丝；110-容置通道；120-均压孔；121-第一均压孔；122-第二均压孔；123-第三均压孔；130-均压腔；131-第一均压腔；132-第二均压腔；133-第三均压腔；140-引导段；141-槽结构；150-弹簧头；200-测压模块；201-第一测压模块；202-第二测压模块；203-第三测压模块；210-光学传感器；211-第一光学传感器；212-第二光学传感器；213-第三光学传感器；214-基底；215-隔膜；216-干涉腔；220-传导光纤；221-第一传导光纤；222-第二传导光纤；223-第三传导光纤；230-第一分色镜；240-第二分色镜；250-定位环；260-聚焦透镜；300-压力测量引擎；400-交互单元；500-光转接头；600-导丝接收器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，压力导丝分为两种，一种是单点压力测量，即在压力导丝上设置有一个传感器，该种压力导丝的使用局限性大，测量准确性低。另一种是在压力导丝上设置多个传感器，能够实现多点压力测量，但是现有的多点压力测量导丝横截面积大，易影响血管中的血液流动，从而影响测量结果的准确性。

请参阅图1-图5，鉴于此，设计者设计了一种梯度压力测量系统，能够在不增加导丝100横截面积的前提下实现多点压力测量。

请参阅图1和图2，本实施例中，梯度压力测量系统包括导丝100以及多个测压模块200。导丝100设置有在其长度方向上延伸的容置通道110，导丝100的壁上设置有与容置通道110连通的多个均压孔120。多个测压模块200在容置通道110的延伸方向上间隔排布，且多个测压模块200与多个均压孔120一一对应，每个测压模块200用于测量对应的均压孔120处的压力。

本实施例提供的梯度压力测量系统，通过在导丝100的容置通道110中布设多个测压模块200，多个测压模块200独立设置且能够测量对应于均压孔120位置处的压力，从而实现多点的梯度式压力测量。也即，血管和容置通道110在均压孔120处连通，使得均压孔120处血管内压力和容置通道110内的压力相等，通过设于容置通道110中的测压模块200获取的压力信息即可反应出对应的均压孔120处的血管内的压力。同时，多个测压模块200均设置在容置通道110中，在容置通道110的延伸方向上排布，多个测压模块200的排布方式不会增加导丝100的内腔，也即不会增加导丝100横截面面积，如此，导丝100的体积不会增大，导丝100设于血管中对血液的流阻小，不易干扰测量结果，从而提高测量结果的准确性。

请参阅图2和图4，本实施例中，可选的，导丝100的横截面外轮廓大致为圆形。容置通道110的横截面轮廓大致为圆形，容置通道110与导丝100同轴设置，结构规整，便于加工，导丝100的壁厚基本均匀，受力均匀，不易被损坏。同时，导丝100的部分设置为引导段140，引导段140的端部即为导丝远端004。引导段140上设置有槽结构141，槽结构141的数量设置为多个，多个槽结构141间隔排布，能够减小引导段140的硬度，引导段140变形能力强，在置入血管中时能够适应血管的蜿蜒状态，并且不易划伤血管壁。进一步的，引导段140的端部设置有弹簧头150，弹簧头150远离引导段140的端部设置为弧形面，弹簧头150远离引导段140的端部即为导丝远端004，也即为手术时首先接触患者的一端。相对应的，导丝100供术者操作的一端为导丝近端005。

请结合图5，此外，导丝100的壁上设置的均压孔120的数量为多个，且与每个测压模块200对应的均压孔120的数量也可以是多个。本实施例中，以每个测压模块200对应于一个均压孔120且均压孔120一共设置三个为例进行说明。其中，三个均压孔120在导丝100的延伸方向上依次为第一均压孔121、第二均压孔122和第三均压孔123，且第一均压孔121靠近导丝近端005设置。对应的，测压模块200的数量为三个，三个测压模块200分别为第一测压模块201、第二测压模块202和第三测压模块203。第一测压模块201位于第一均压孔121靠近导丝近端005的一侧，第一测压模块201用于检测第一均压孔121处的压力；第二测压模块202位于第二均压孔122靠近导丝近端005的一侧，第二测压模块202用于检测第二均压孔122处的压力；第三测压模块203位于第三均压孔123靠近导丝近端005的一侧，第三测压模块203用于检测第三均压孔123处的压力。也即，相邻测压模块200在容置通道110的延伸方向上具有间距，且相邻测压模块200之间具有一个均压孔120。

应当理解，均压孔120的目的是使容置通道110内与均压孔120对应位置处的压力与导丝100外的环境一致，也即，与均压孔120对应的容置通道110的位置称作均压腔130，均压腔130位于相邻两个测压模块200之间，且均压腔130与对应的均压孔120连通，均压孔120的设置能够使均压腔130的压力与血管中对应位置处的压力相等。为便于描述，与第一均压孔121连通的为第一均压腔131，与第二均压孔122连通的为第二均压腔132，与第三均压孔123连通的为第三均压腔133。由于血液对光有较强的吸收，容易造成光损耗。均压孔120不宜太大，孔径在250微米以内，以维持均压腔130内的空气，均压腔130内维持空气有利于光的传播。或者，在其他实施例中，均压腔130内均匀填充硅胶，硅胶可以把均压孔120处的压力传递到隔膜215上，且避免了血液吸收光而造成光损耗。此外，硅胶设置为工作波长衰减系数小的材料。

可选的，每个测压模块200均包括光学传感器210、传导光纤220、第一分色镜230和第二分色镜240。传导光纤220设于以及光学传感器210均设于容置通道110中，传导光纤220外套设有定位环250，定位环250将传导光纤220固定在容置通道110中，且提高了对应位置处的均压腔130的密封性。也即，均压孔120两侧的两个光学传感器210的传导光纤220均通过至少一个定位环250与导丝100连接，位于均压孔120的两侧的两个定位环250均与容置通道110和传导光纤220密封连接，均压腔130仅与对应位置的均压孔120连通，其余位置均密封，因此，均压腔130内的压力与血管中对应位置处的压力基本相等，测量结果准确性高。光学传感器210位于对应的均压孔120的靠近导丝近端005的一侧，传导光纤220位于光学传感器210远离均压孔120的一侧，传导光纤220可以直接与光学传感器210粘接固定，或者传导光纤220通过聚焦透镜260与光学传感器210固定连接。应当理解，每个测压模块200装配至容置通道110后，传导光纤220均位于对应的光学传感器210靠近导丝近端005的一侧，相邻测压模块200的光学传感器210与传导光纤220相邻设置。且多根传导光纤220为同轴设置，均与容置通道110同轴，能够减弱光的衰减，且不会增加导丝100的横截面积。

请参阅图2，进一步的，光学传感器210包括基底214和隔膜215，基底214与隔膜215连接且二者共同限定出干涉腔216，光学传感器210置于容置通道110后，与容置通道110的位置保持相对固定，干涉腔216的深度沿容置通道110的延伸方向设置。隔膜215位于基底214靠近对应的均压孔120的一侧，隔膜215用于感应对应的均压孔120处的压力，以在压力变化时相对于基底214运动，从而改变干涉腔216的深度，进而改变对应的干涉光的干涉波形；基底214远离隔膜215的一侧为第一光面，隔膜215远离基底214的一侧为第二光面，传导光纤220与第一光面连接或通过聚焦透镜260与第一光面连接。

第一分色镜230设于隔膜215远离基底214的一侧，且第一分色镜230与第二光面连接。第一分色镜230用于反射设定波长范围的光束且透过其余波长范围的光束，应当理解，测压模块200为多个，每个测压模块200包括一个第一分色镜230，多个第一分色镜230中任意两个第一分色镜230所反射的光束的波长范围不重叠，如此，不会造成多个测压模块200相互之间的干涉。基底214靠近隔膜215的一侧用于反射设定波长范围的光束中的部分光，且使设定波长范围内的其余部分光射向隔膜215且被隔膜215反射，同一光学传感器210的基底214反射的光与隔膜215反射的光形成干涉光。换句话说，设定波长范围内的光束从基底214射向隔膜215时，部分光束直接被基底214反射回去且沿传导光纤220原路返回，而其余部分的光束能够透过基底214并射向隔膜215上，在隔膜215上的第一分色镜230的作用下被反射回去且沿传导光纤220原路返回，设定，被基底214反射的光束为第一反射光束，被隔膜215反射的光束为第二反射光束，由于第一反射光束和第二反射光束共同形成干涉光。请结合图3，在血管内压力变化时，对应均压孔120处的压力变化，变化的压力作用于光学传感器210，使隔膜215靠近或远离基底214，也即干涉腔216相应缩短或伸长，此时，被隔膜215反射的第二反射光束发生改变，从而使干涉光改变，干涉光在频谱分析上的波形有类似正弦波的调制，干涉光改变后，频谱分析的波形对应改变，以此来判断压力变化信息。例如，当均压腔130压力变大时，干涉腔216的深度会减小，干涉波形在单位波长范围内变化就会变慢，或者说震荡的周期数变少。

应当理解，可以在基底214上设置第二分色镜240，第二分色镜240用于反射设定波长范围的光束中的光束，以使设定波长范围内的其余部分光射向隔膜215且被隔膜215反射；其中，第二分色镜240的反射率为(48％-52％)，例如反射率为48％、50％或52％。

需要说明的是，第一分色镜230和第二分色镜240均可以为电介质膜。

可选的，梯度压力测量系统还包括压力测量引擎300和光源(图未示)，多根传导光纤220中靠近导丝近端005的传导光纤220设为初始光纤，也可以称作第一传导光纤221，压力测量引擎300以及光源均与第一传导光纤221连接，光源用于发射光束至第一传导光纤221，压力测量引擎300用于接收由光学传感器210反射回来的干涉光，并能依据干涉光形成干涉波形。

应当理解，光源发出的光束在从导丝近端005向导丝远端004的方向上传播，部分的光束需要透过靠近导丝近端005的光学传感器210且到达后面的光学传感器210上，因此，为减弱光束衰减，在传导光纤220靠近导丝近端005的一侧设置聚焦透镜260。

需要说明的是，光源可以是白色发光二极管，发出的光束的波长范围广，能够满足多个测压模块200的使用。

请结合图5，其中，图中多个从左向右指向的空心箭头仅为了便于说明三束传感光束的传播，并不表示三束传感光束的实际排布和分布情况，本实施例中，以三个测压模块200为例进行作业原理的说明，如下：

第一测压模块201、第二测压模块202和第三测压模块203在从导丝近端005向导丝远端004的方向上依次排布。为便于描述，第一测压模块201的传导光纤220称作第一传导光纤221，第一测压模块201的光学传感器210称作第一光学传感器211，同理，第二测压模块202中分别为第二传导光纤222和第二光学传感器212，第三测压模块203中分别为第三传导光纤223和第三光学传感器213。第一传导光纤221与光源连接，第二传导光纤222和第一光学传感器211位于第一均压孔121的两侧，第二光学传感器212和第三传导光纤223位于第二均压孔122的两侧，第三光学传感器213位于第三均压孔123靠近导丝近端005的一侧。

光源发出的光束包括波长范围均不重叠的第一传感光束001、第二传感光束002和第三传感光束003，例如第一传感光束001为短波长的400nm-450nm，第二传感光束002为较长波长的470nm-520nm，第三传感光束003为更长波长的540nm-590nm。对应的，第一光学传感器211的第一干涉腔216在大气压下的深度为30微米，在工作压力范围内(如相对大气压±300mmhg)干涉腔216的深度变化不超过±3微米。其他干涉腔216的深度范围将不再与第一干涉腔216的深度范围30±3微米重叠，例如，第二干涉腔216的工作深度范围为25±3微米，第三干涉腔216的工作深度范围为20±3微米等。如此，频谱分析中，第一干涉腔216干涉条纹的变化周期是一个特定的变化范围，与其他干涉腔216的干涉条纹变化周期不重叠。例如，当第一干涉腔216的深度范围为30±3微米时，相比于25±3微米、20±3微米的干涉腔216，第一干涉腔216干涉条纹在单位波长上的周期数最多，变化最快。这样在对干涉条纹进行信号处理时，压力测量引擎300可以对第一干涉腔216的波形进行带通滤波，就可以过滤其他干涉腔216在该光波段对干涉条纹的影响，从而提高信噪比。

第一传感光束001与第一光学传感器211配合使用，第二传感光束002与第二光学传感器212配合使用，第三传感光束003与第三光学传感器213配合使用，也即，在进行频谱分析时，压力测量引擎300能够知晓在第一光学传感器211工作光波段内的信号主要是第一传感光束001产生的，在第二光学传感器212工作光波段内的信号主要是第二传感光束002产生的，在第三光学传感器213工作光波段内的信号主要是第三传感光束003产生的。

作业时，光源发出的第一传感光束001、第二传感光束002和第三传感光束003均在第一传导光纤221中传播，第一传感光束001传播至第一光学传感器211时，部分直接被第一传感器的第一基底214反射回去，其余部分透过第一基底214后射向第一隔膜215，且被第一隔膜215反射回去，且均按照原路返回，并传播至压力测量引擎300处；第二传感光束002和第三传感光束003均透过第一光学传感器211，并通过第二传导光纤222进行传播。第二传感光束002传播至第二光学传感器212时，部分直接被第二传感器的第二基底214反射回去，其余部分透过第二基底214后射向第二隔膜215，且被第二隔膜215反射回去，且均按照原路返回，并传播至压力测量引擎300处；而第三传感光束003透过第二光学传感器212，并通过第三传导光纤223进行传播，第三传感光束003传播至第三光学传感器213时，部分直接被第三传感器的第三基底214反射回去，其余部分透过第三基底214后射向第三隔膜215，且被第三隔膜215反射回去，且均按照原路返回，并传播至压力测量引擎300处。第一光学传感器211反射回去的干涉光、第二光学传感器212反射回去的干涉光和第三光学传感器213反射回去的干涉光均在压力测量引擎300中进行频谱分析，从而能够获取对应的波形图，从而获取对应位置处的压力信息，实现多点梯度压力测量。

在其他实施例中，压力测量引擎300可以依次通过交互单元400、光转接头500、导丝接收器600与导丝近端005连接，也即，压力引擎、光转接头500、导丝接收器600依次连接，且导丝近端005可以与光转接头500可拆卸地连接，便于分拆后收纳和携带。交互单元400、光转接头500和导丝接收器600均能够进行光束的传播。

需要说明的是，导丝100可以采用不锈钢或者镍合金构成。

本实施例提供的梯度压力测量系统，在不增加导丝100横截面积的前提下能够实现多点梯度压力测量，导丝100对血液的流阻小，对测量结果的准确性影响小，测量准确性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。