体内记忆合金电磁加热温控系统的制作方法

文档序号:15193717发布日期:2018-08-17 22:18阅读:319来源:国知局

本实用新型涉及医疗器械领域,特别是涉及一种体内记忆合金电磁加热温控系统。



背景技术:

脊柱侧凸畸形严重影响患者的外观,脏器功能,社会能力,心理状态,特别是青少年特发性脊柱侧凸患者,因此若不能早期行干预治疗,则会严重影响患儿的正常发育和成长。目前现有技术中,虽有用记忆合金棒设计的进行脊柱侧凸矫正的装置,其通过利用侧方平移矫正原理,对纵向负荷最大的顶锥的有效矫正,从而对椎体凸侧体椎体板施加压应力,进而对椎体凹侧椎体终板施加张应力,实现对椎体形态的恢复,并保留了脊柱的生长能力,跳出了可调节生长棒技术利用撑开矫正及需植骨融合的框框,降低脱钩、短棒等现象的发生,同时如申请公开号为CN 1697630A的专利虽然公开了使用镍钛记忆合金矫正脊柱变形,且可以使用远程到达工具包括电磁辐射构件进行远程激活矫正力或锁止矫形等操作,但由于无法实时监测温度,从而无法保证对记忆合金的精确调控形变并保证安全性。



技术实现要素:

本实用新型针对现有技术存在的问题,提出一种能够对记忆合金的形变范围进行精确控制,保证矫正手术的精准度的体内记忆合金电磁加热温控系统。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种体内记忆合金电磁加热温控系统,用于自体外对设置于体内的记忆合金进行电磁加热,其包括

用于感应体内记忆合金温度变化的温度传感器,所述温度传感器的感应端与记忆合金接触设置;

用于对体内记忆合金进行电磁加热的体外电磁加热组件,所述体外电磁加热组件包括能够覆盖待加热区域的电磁加热部件;

用于根据将温度传感器感应得到的温度与阈值温度的比较结果控制体外电磁加热组件是否工作的温控芯片,所述温控部件分别与温度传感器、体外电磁加热组件电性或通信连接。

优选的,沿所述记忆合金本体长度方向上均匀分布设有多个温度传感器的感应端。

优选的,所述温度传感器为光纤温度传感器,所述光纤温度传感器的感应端与记忆合金接触设置。

优选的,所述电磁加热部件与待加热区域相对设置的区域均匀排列有多个电磁线圈。

优选的,所述电磁线圈的铜线具有中空设置的冷却管道,所有电磁线圈的冷却管道均相互导通设置,所述电磁线圈的冷却管道通过连接管道与一冷凝器循环连通设置,所述冷凝器上设有循环抽送泵。

优选的,所述温控芯片上设有第一通信元件,所述温度传感器上设有第二通信元件,所述第一通信元件与第二通信元件建立温控芯片与温度传感器之间的无线通信路径。

优选的,所述温控芯片还包括一延时元件,所述延时元件用于当记忆合金的温度达到相变温度时,控制体外电磁加热组件对记忆合金持续进行预设时间段的保温加热工作。

优选的,所述温度传感器中除感应端以外的其他部件均设置在保温腔中。

本实用新型所述体内记忆合金电磁加热温控系统,其通过设置温度传感器的感应端与记忆合金直接接触设置,从而能够精确的采集到体内记忆合金的确切温度,同时所述温度传感器将温度信号转换为数字信号发送给温控芯片,由温控芯片对实时温度与预设的目标温度进行分析比对,使温控芯片根据比对结果能够对体外电磁加热组件进行精准控制,进而实现对记忆合金的形变范围进行精确控制,保证矫正手术的精准度。

附图说明

图1是本实用新型所述体内记忆合金电磁加热温控系统的模块控制框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种用于自体外对设置于体内的记忆合金进行电磁加热的体内记忆合金电磁加热温控系统,如图1所示,其包括用于感应体内记忆合金温度变化的温度传感器10;用于对体内记忆合金进行电磁加热的体外电磁加热组件20;以及用于根据将温度传感器10感应得到的温度与阈值温度的比较结果控制体外电磁加热组件20是否工作的温控芯片30,所述温控部件分别与温度传感器10、体外电磁加热组件20电性或通信连接。

其中,所述温度传感器10既可以集成设置在体内也可以设置在体外,当所述温度传感器10集成设置在体内时,所述温控芯片30上设有第一通信元件31,所述温度传感器10上设有第二通信元件11,所述第一通信元件31与第二通信元件11建立温控芯片30与温度传感器10之间的无线通信路径,所述温控芯片30和温度传感器10之间通过第一通信元件31与第二通信元件11进行信号传递,从而实现无创式合金形变治疗工作。

不管所述温度传感器10设置在体内还是设置在体外,其感应端肯定是设置在体内与记忆合金接触设置;所述温度传感器10可以采用光纤温度传感器,所述光纤温度传感器的砷化镓半导体与记忆合金接触设置,所述砷化镓半导体的透射率随温度变化而变化,因此,通过检测通过砷化镓半导体后反射回来的光线,即可感知记忆合金的温度变化。

所述砷化镓半导体接收记忆合金传导过来的温度变化,其长波的透射率随温度升高而发生变化,因此,当所述光纤温度传感器中激光器发出的光线经过砷化镓半导体之后波长发生改变,经由反射膜反射回来的反射光的波长与入射光的波长不一致,则通过光电转换以及模数转换之后生成的数字信号与阈值数字信号亦存在差异,通过对这个差异感知体内记忆合金的温度变化,同时将光纤温度传感器得到的温度变化信号发送给温控芯片30,所述温控芯片30将接收的温度变化信号与预设的目标温度信号进行比对,如果接收的温度变化信号小于预设的目标温度信号,则温度传感器10控制体外电磁加热组件20继续工作,反之,则控制体外电磁加热组件20停止工作。因此,所述温控芯片30通过光纤温度传感器实时监测体内记忆合金的温度变化,根据记忆合金的温度变化自动控制体外电磁加热组件20的工作状态,从而控制体内记忆合金发生相应形变。

进一步的,可以沿所述记忆合金本体长度方向上均匀分布设有多个温度传感器10的感应端,每一个感应端对应连接一根独立的光纤以及一光电转换单元和模数转换单元,分别通过每一个感应端采集记忆合金本体各个部位的温度信号,将温度信号经过光电转换以及模数转换之后生成的数字信号,在由一与温度传感器10电性连接的信号比较器12进行相互比较,取其中的最大信号作为记忆合金的实时温度发送给温控芯片30,由温控芯片30根据接收的最大记忆合金温度变化控制体外电磁加热组件20的工作状态。

为避免温度传感器10中的金属部件受到电磁加热以及记忆合金温度的影响,应当将除感应端以外的温度传感器10其他部件均设置在保温腔中,且避免设置在电磁加热的区域内。

所述体外电磁加热组件20包括能够覆盖待加热区域的电磁加热部件21,和为电磁加热部件21提供交变电流而产生交变磁场的交变电流供电电池22,具体的,所述电磁加热部件21与待加热区域相对设置的区域均匀排列有多个电磁线圈,所述电磁线圈与交变电流供电电池22电性连接,所述交变电流供电电池22与温控芯片30电性连接,由温控芯片30控制交变电流供电电池22是否向电磁线圈供电。当温控芯片30将接收的温度变化信号与预设的目标温度信号进行比对,发现接收的温度变化信号小于预设的目标温度信号时,则温度传感器10控制交变电流供电电池22为电磁加热部件21提供交变电流,产生交变磁场对体内的记忆合金进行加热,反之,则控制交变电流供电电池22停止为电磁加热部件21提供交变电流。

所述电磁线圈为空心铜线绕制的,其金属外壁与交变电流供电电池22电性连接,其内部的中空管道为冷却管道,所有电磁线圈的冷却管道均相互导通设置,所述电磁线圈的冷却管道通过连接管道与一冷凝器40循环连通设置,所述冷凝器40上设有循环抽送泵50,所述冷凝器40和循环抽送泵50均与温控芯片30电性连接。当温控芯片30控制交变电流供电电池22为电磁加热部件21提供交变电流时,所述温控芯片30同时控制冷凝器40和循环抽送泵50开始工作,循环将冷却液泵入电磁线圈内部,进行循环制冷,避免电磁线圈工作温度过高导致工作效率降低,并缩短电磁线圈的使用寿命。

由于记忆合金发生形变至原始状态的过程需要一定时间,因此所述温控芯片30还包括一延时元件32,所述延时元件32用于当记忆合金的温度达到相变温度时,控制体外电磁加热组件20对记忆合金持续进行预设时间段的保温加热工作,所述记忆合金是埋在皮下软组织内的,电磁线圈置于体表,电磁线圈通电后发出交变磁场,在记忆合金内部产生涡流,使其发热,当发热温度达到相变温度后记忆合金开始形变,同时,所述延时元件32开始计时,当延时元件32计时达到预设时间值时,所述体外电磁加热组件20停止加热,记忆合金停止形变,且不回复即单程。

本实用新型所述体内记忆合金电磁加热温控系统,其通过设置温度传感器10的感应端与记忆合金直接接触设置,从而能够精确的采集到体内记忆合金的确切温度,同时所述温度传感器10将温度信号转换为数字信号发送给温控芯片30,由温控芯片30对实时温度与预设的目标温度进行分析比对,使温控芯片30根据比对结果能够对体外电磁加热组件20进行精准控制,进而实现对记忆合金的形变范围进行精确控制,保证矫正手术的精准度。

以上所述本实用新型的具体实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

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