一种压力导管受力检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种压力导管受力检测装置。
【背景技术】
[0002] 目前，医疗介入手术中，射频消融导管目前已经有了广泛应用，其主要应用于心脏 房颤、心律不齐、顽固性高血压等疾病的治疗。其使用方法是在X光机的辅助下通过在股动 脉或者桡动脉上穿刺将射频消融导管通过血管插入心脏或富有交感神经的动脉中，对病灶 部位进行射频消融。
[0003] 目前这种消融手术是由有经验的医生手动操作完成的，由于人手难以精准的控制 导管头端对人体组织的贴靠力，所以在心脏和动脉消融手术中经常有穿孔和水肿的并发症 发生。目前市场上有一些力导管，比如专利CN201420301029. 9中提到的一种可测压力的医 用导管头端。但是关于此导管的测试标定方法却没有公开，因此无法对此种压力导管的受 力进行检测。同时现有技术中也没有对压力导管的受力进行测量的装置。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型要解决的技术问题提供一种简单、有效的对压力导管受力进行检测的 装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种压力导管受力检测装置，所述装置 包括：
[0006] 测力计，用于检测压力导管的受力；
[0007] 光栅压力传感器，设置于所述压力导管的变形体上，用于检测压力导管的应变信 号；
[0008] 光栅解调仪，与所述压光栅压力传感器连接，用于解调所述光栅压力传感器的检 测信号得到所述压力导管的应变；
[0009] 以及处理器，与所述光栅解调仪连接，利用所述测力计测量得到的受力以及所述 光栅解调仪测量的应变建立压力检测模型，并在检测过程中利用由所述光栅解调仪解调得 到的所述压力导管的应变以及所述压力检测模型计算得到所述压力导管受到的径向力和 轴向力，计算所述压力导管受到的合力。
[0010] 优选地，所述处理器包括受力分析单元，其将所述测力计测量的所述压力导管的 受力分解为沿压力导管轴向的轴向力以及沿压力导管径向的径向力；且所述受力分析单元 将所述应变分解为径向应变和轴向应变，其中，所述径向应变由所述径向力引起，所述轴向 应变由所述轴向力引起。
[0011] 优选地，所述光栅压力传感器为三个，并且均匀分布于所述压力导管的一个圆周 上；所述光栅解调仪解调得到的应变包括三个应变：第一应变、第二应变以及第三应变；其 中，第一应变分解为第一径向应变和第一轴向应变，第二应变分解为第二径向应变和第二 轴向应变，第三应变分解为第三径向应变和第三轴向应变。
[0012] 优选地，所述处理器包括模型建立单元，其利用所述测力计测量得到的受力以及 所述光栅解调仪测量的应变计算第一修正参数和第二修正参数，并利用所述第一修正值参 数和第二修正参数建立压力检测模型：
[0013] F1= K1 · Enax
[0014] F2= K2 · Ea2
[0015] 式中，Kl表示所述第一修正参数，K2表示所述第二修正参数，Fl表示所述压力导 管受到的径向力，F2表示所述压力导管受到的轴向力，E niax表示所述压力导管的最外层应 变，Ea2表示所述轴向力引起的所述第一轴向应变。
[0016] 优选地，所述模型建立单元利用如下公式计算所述第一修正参数和第二修正参 数：
[0019] 式中，Fl表示所述测力计测量的所述压力导管受到的径向力，F2表示所述测力计 测量的所述压力导管受到的轴向力，Kl表示所述第一修正参数，K2表示所述第二修正参 数，E nax表示所述压力导管的最外层应变，Ea2表示所述轴向力引起的所述第一轴向应变。
[0020] 优选地，所述模型建立单元利用如下公式计算压力导管的所述最外层应变E_:
[0026] 式中，Eal表示所述第一径向应变，Ebl表示所述第二径向应变，Ecl表示所述第三 径向应变，Ea2表示所述第一轴向应变，Eb2表示第二方向轴向应变，Ec2表示第三方向轴向 应变。
[0027] 优选地，所述处理器还包括修正单元，改变所述压力导管的受力，利用由所述光栅 解调仪测量的所述压力导管的应变以及所述压力检测模型计算得到所述压力导管受到的 径向力和轴向力，计算当前所述压力导管受到的合力；计算当前所述压力导管受到的合力 和由所述测力计测量所述压力导管的受力的差值，作为压力修正值，并利用所述压力修正 值对所述压力导管受到的合力进行修正。
[0028] 优选地，所述处理器按照如下公式计算所述压力导管受到的合力：
[0030] 式中，F表示所述压力导管受到的合力，Fl表示所述压力导管受到的径向力，F2表 示所述压力导管受到的轴向力。
[0031] 优选地，所述处理器按照如下公式计算所述压力导管与组织壁的夹角：
[0033] 式中，Θ表示所述压力导管与组织壁的夹角，F表示所述压力导管受到的合力，Fl 表示所述压力导管受到的径向力。
[0034] 本实用新型的上述技术方案具有如下优点：可以实现对压力导管受力的快速、精 确检测。
【附图说明】
[0035] 图1为压力导管的结构示意图；
[0036] 图2为本实用新型的装置结构示意图；
[0037] 图3为利用本实用新型的装置测量得到的力与测力计测量得到的力的对比曲线 图；
[0038] 图4为利用本实用新型的装置检测到的压力导管受力的误差曲线图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图和实施例对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实 施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0040] 图2为本实用新型的装置结构示意图，本实用新型的装置包括：测力计，用于检测 压力导管的受力；光栅压力传感器，设置于所述压力导管的变形体上，用于检测压力导管的 应变信号；光栅解调仪，与所述压力导管的光栅压力传感器连接，用于解调所述光栅压力传 感器的信号得到所述压力导管的应变；以及处理器，与所述光栅解调仪连接，利用所述测力 计测量得到的受力以及所述光栅解调仪测量的应变建立压力检测模型，并在检测过程中利 用由所述光栅解调仪测量的所述压力导管的应变以及所述压力检测模型计算得到所述压 力导管受到的径向力和轴向力，计算所述压力导管受到的合力。
[0041] 压力导管包括导管头端和变形体，如图1所示，压力导管受力时其变形体会弯曲， 位于变形体上面的传感器检测到形变，将信号传送给光栅解调仪，有光栅解调仪处理得到 应变。优选地，所述光栅解调仪为的型号为SM130,为美国MiCROPIC公司的光纤光栅解调 仪，但不限于此一种设备，也可用其他同类设备代替。从图1中看到，压力导管所受的力F 可以分解为两个力：分别为沿着导管轴向的力Fl和垂直导管轴向的力F2。在测试的时候， 分别给导管单纯的Fl和F2受力，通过光纤解调仪SM130检测应变。
[0042] 进一步地，所述处理器包括受力分析单元，其将所述测力计测量的所述压力导管 的受力分解为沿压力导管轴向的轴向力以及沿压力导管径向的径向力；且所述受力分析单 元将所述应变分解为径向应变和轴向应变，其中，所述径向应变与所述径向力引起，所述轴 向应变与所述轴向力引起。优选地，光栅压力传感器为三个，并且均匀分布于所述压力导管 的一个圆周上，即三个光栅压力传感器以相互之间成120度夹角的形式分布于压力导管的 轴向方向的一个圆周上，所述圆周为正圆，并非椭圆等其他形式的圆形，因此所述光栅解调 仪解调得到的应变包括三个应变：第一应变、第二应变以及第三应变；其中，第一应变分解 为第一径向应变和第一轴向应变，第二应变分解为第二径向应变和第二轴向应变，第三应 变分解为第三径向应变和第三轴向应变。
[0043] 进一步地，所述处理器包括模型建立单元，其利用所述测力计测量得到的受力以 及所述光栅解调仪测量的应变计算第一修正参数和第二修正参数，并利用所述第一修正值 参数和第二修正参数建立压力检测模型：
[0044] F1= K1 · Enax
[0045] F2= K2 · Ea2
[0046] 式中，Kl表示所述第一修正参数，K2表示所述第二修正参数，Fl表示所述压力导 管受到的径向力，F2表示所述压力导管受到的轴向力，E niax表示所述压力导管的最外层应 变，Ea2表示所述轴向力引起的第一轴向应变。
[0047] 所述模型建立单元利用如下公式计算所述第一修正参数和第二修正参数：
[0050] 式中，Fl表示所述测力计测量的所述压力导管受到的径向力，F2表示所述测力计 测量的所述压力导管受到的轴向力，Kl表示所述第一修正参数，K2表示所述第二修正参 数，E nax表示所述压力导管的最外层应变，Ea2表示所述轴向力引起的第一轴向应变。
[0051] 所述模型建立单元利用如下公式计算压力导管的最外层应变E_:
[0057] 式中，Eal表示所述第一径向应变，Ebl表示所述第二径向应变，Ecl表示所述第三 径向应变，Ea2表示所述第一轴向应变，Eb2表示所述第二轴向应变，Ec2表示所述第三轴向 应变。
[0058] 进一步地，所述处理器按照如下公式计算所述压力导管受到的合力：
[0060] 式中，F表示所述压力导管受到的合力，Fl表示所述压力导管受到的径向力，F2表 示所述压力导管受到的轴向力。
[0061] 进一步地，所述处理器还包括修正单元，改变所述压力导管的受力，利用由所述光 栅解调仪测量的所述压力导管的应变以及所述压力检测模型计算得到所述压力导管受到 的径向力和轴向力，计算当前所述压力导管受到的合力；计算当前所述压力导管受到的合 力和由所述测力计测量所述压力导管的受力的差值，作为压力修正值，并利用所述压力修 正值对所述压力导管受到的合力进行修正。
[0062] 进一步地，所述处理器按照如下公式计算