技术领域
[0001] 本申请涉及血管造影灌注技术领域,具体而言,涉及一种智能通信型法医学尸体血管造影灌注设备的使用方法。
相关背景技术
[0002] 近年来,虚拟解剖技术(Virtopsy)以其非接触、无破坏以及可发现一些潜在病变的特点,在法医学领域展现出广阔的应用前景。随着虚拟解剖技术在法医学鉴定领域的逐渐推广,单纯CT或MR不足以准确显现血管系统的问题,开始引起国内外学者和司法人员的高度重视,尸体血管造影技术随之被引入虚拟解剖工作,也为SAH检验带来了新的发展契机。
[0003] 人体各种组织器官的血管解剖学差异悬殊,所需的灌注压力各不相同,造影剂流速和容量也不一样;死后血管塌陷,有时可能伴发血管破裂、血栓形成或异物栓塞等,进一步加剧灌注困难。全身死后CT血管成像(postmortem computed tomography angiography,PMCTA)操作过程中,压力过低,流速下降,不足以充分充盈血管;而压力过高,有可能加剧造影液渗漏,甚至血管人为破裂,导致PMCTA影像不佳甚至失败。所以,在研制尸体血管灌注装置工作中,必须充分考虑如何有效地控制灌注压力、流速和总量。
[0004] 目前国内市场上专门针对尸体造影设备很少,而且使用不便,不少地方实验室和研究人员很多在使用人工灌注的方式,效果不佳,同时,不能精准控制造影剂灌注的压力和流速,或者灌注不充分导致显影不良,或者灌注过量导致正常血管破裂,无法获取可靠的实验数据。
具体实施方式
[0040] 下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例,然而应当理解的是,本公开可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是,本公开的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本公开的保护范围。
[0041] 另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与有关本申请相关的部分。在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042] 在本申请的描述中,需要说明的是,若出现术语“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,或者是该申请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申请和简化描述,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申请的限制。此外,本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0043] 在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“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申请中的具体含义
[0044] 需要注意,本申请中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
[0045] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
[0046] 如图1至图9所示,本申请的智能通信型法医学尸体血管造影灌注设备包括:执行装置100、压力检测装置300、控制装置200。
[0047] 具体而言,执行装置100与控制装置200通信连接,注射管经过执行装置100。进行尸体血管造影时,执行装置100为注射管中的造影剂提供动力以使造影剂能够充盈血管,压力检测装置300检测注射管内的压力从而输出压力信号,控制装置200至少根据压力信号控制执行装置100的动作。控制装置200与执行装置100分离,使得操作人员可以远程对于执行装置100加以控制,避免在调整造影剂注射压力以及流量时,操作人员需要不断往复于CT机房以及控制室,降低操作人员暴露于CT机房辐射下的风险。
[0048] 作为具体的方案,执行装置100包括蠕动泵106、第一控制器101与第一通讯器102;控制装置200包括第二通讯器202、第二交互装置203、第二控制器201。
[0049] 具体而言,蠕动泵106与第一通讯器102分别电性连接于第一控制器101,注射管经过蠕动泵106;第二交互装置203与第二通讯器202分别电性连接至第二控制器201,且第二通讯器202与第一通讯器102构成通信连接;压力检测装置300与第一控制器101电性连接。进行尸体血管造影时,压力检测装置300连通于注射管,从而实时检测注射管内的实时压力数据,即可得出血管内压力数据,压力检测装置300将压力信号传递给第一控制器101,第一控制器101通过第一通讯器102与控制装置200建立通信,并将获取到的运行参数传递给第二控制器201,第二控制器201在接收到运行参数后显示至第二交互装置203,使用人员可根据实时运行参数输入控制指令,第二控制器201在接收到控制指令后,通过第二通讯器202将控制指令信号传递给第一控制器101,第一控制器101根据控制指令信号控制蠕动泵106工作,蠕动泵106根据控制指令为注射管中的造影剂提供脉冲式动力。使用人员可以通过第二交互装置203实时监控血管内压力的变化,并加以调控,无需进入CT房进行调整,还可以在CT扫描过程中观察造影情况并控制造影剂的流动参数,保证成像时的血管状态最接近生理状态下的血液流动状态,死因判别更为精准。
[0050] 更具体而言,运行参数包括泵运行时间、注射压力、停止压力、设定总量、注射流量与当前注射量等。
[0051] 具体的,蠕动泵106包括泵头1061和电机1062,电机驱动泵头动作,从而为注射管中的造影剂提供动力。
[0052] 作为可选的方案,压力检测装置300与第二控制器201电性连接,检测到的压力参数信号直接传递至第二控制器201。
[0053] 作为优选方案,压力检测装置300至少包括一个压力传感器,压力传感器通过一个连接管连通至注射管,连接管与注射管的连接处位于蠕动泵106和注射管的出口端之间;压力传感器电性连接于第一控制器101或第二控制器201,用于间接检测血管内压力。
[0054] 考虑到在连接注射管时也需要检测注射管的内部压力以确保连接稳定,作为优选方案,执行装置100还包括第一交互装置103,第一交互装置103与第一控制器101电性连接,用以显示运行参数以及供用户输入控制指令,便于操作人员在进行注射管连接以及初始泵送时调整运行参数,且还可以在尸体无法快速到达CT室时,可以将执行装置100带至现场先对尸体进行造影剂的注射,使得在尸体运送至CT室期间,造影剂充盈血管,既减少了尸检时间,也可以避免由于时间耽误尸体僵化、血液凝固等使得造影时出现伪影的问题发生。
[0055] 考虑到尸检结果对于死因判断有重大意义,而死因通常会影响一个案情的最终结果,案情的破解又不是一夕之事,无论是尸检结果还是尸检过程采用的手段参数都需要进行记录,以便于后续的追溯分析,作为优选方案,控制装置200还包括数据存储器,数据存储器电性连接于第二控制器201。当需要进行数据存储时,使用人员通过第二交互装置203下达存储指令,即可进行存储,以供后续查阅分析。
[0056] 作为可选的方案,执行装置100同样包括数据存储器,用于在执行装置100单独使用时对于数据存储。
[0057] 作为具体的方案,执行装置100还包括第一电源接口111和第一电源按钮112,通过第一电源接口111为第一蓄能器充能。第一电源按钮112用于控制执行装置100的开机和停机。
[0058] 作为具体的方案,控制装置200还包括第二电源接口206、第二电源按钮207和数据接口208,通过第二电源接口206为第二蓄能器充能。第二电源按钮207用于操控执行装置100的开机和停机。数据接口208用于导出数据存储器中的数据。
[0059] 更具体而言,第一交互装置103与第二交互装置203采用触摸屏,第一交互装置103与第二交互装置203还可显示当前时间、执行装置100与控制装置200的电量、执行装置100与控制装置200的连线状态,便于使用人员得到执行装置100与控制装置200当前状态,还可以在数据存储时同时存储数据时间从而方便根据时间进行追溯。
[0060] 考虑到尸检可能在各种环境下进行,此时作为尸检设备,执行装置100与控制装置200都需要便于携带,作为优选方案,执行装置100还包括第一蓄能器104,用于至少向蠕动泵106、第一控制器101与第一通讯器102提供电能;控制装置200还包括第二蓄能器204用于至少向第二控制器201、第二通讯器202与第二交互装置203提供电能。采用蓄能器供电,使得血管造影灌注设备可以便于携带,适用于不同的尸检需求。
[0061] 具体而言,第一蓄能器和第二蓄能器可采用蓄电池或锂电池。
[0062] 作为具体的方案,执行装置100还包括第一壳体105,用以至少安装蠕动泵106、压力传感器、第一蓄能器104及第一控制器101;控制装置200还包括第二壳体205,用以至少安装第二控制器201、第二蓄能器204及第二交互装置203。其中,在高度方向上,第一蓄能器104位于蠕动泵106与压力传感器之间,将蠕动泵106与压力传感器隔离,避免蠕动泵106的电机对于压力传感器造成电磁干扰,确保压力传感器的检测稳定。
[0063] 为稳定支撑第一蓄能器104,执行装置100还包括支撑框架107,支撑框架107连接至第一壳体105内侧,第一蓄能器104安装于支撑框架107的支撑面108上,可采用现有技术中的固定结构如捆绑带等加以固定,避免第一蓄能器104的晃动。
[0064] 由于需要预留蠕动泵106的泵头的设置空间,作为优选方案,蠕动泵106的中心轴线到支撑面108的垂直距离与压力传感器的中心轴线到支撑面108的垂直距离的比值的取值范围为0.2至0.8;其中,蠕动泵106的中心轴线以其动力输出端的中心轴线为准,压力传感器的中心轴线以其与连接管连接端的中心轴线为准。
[0065] 采用这样的方案,在确保蠕动泵106的泵头与压力传感器之间不会发生安装干涉时,由于蠕动泵106的泵头与压力传感器具有一定距离,压力传感器检测的压力数据属于经过蠕动泵106的泵头后的稳定压力,提高检测数据的精准性。并且在此比值范围内,可以确保蠕动泵106与压力传感器的距离范围能够避免电磁干扰,同时支撑面108在整个第一壳体105内的高度偏下设置,使得蠕动泵106以及第一蓄能器104均靠近于第一壳体105下端位置,执行装置100整体重心偏下,从而可以保证执行装置100的稳定性。
[0066] 优选的,蠕动泵106的中心轴线到支撑面108的垂直距离与压力传感器的中心轴线到支撑面108的垂直距离的比值的取值范围为0.4至0.6;作为最优选的,蠕动泵106的中心轴线到支撑面108的垂直距离与压力传感器的中心轴线到支撑面108的垂直距离的比值为0.5。
[0067] 考虑到电磁对于通讯也具有干扰效果,作为优选方案,第一通讯器102设于第一壳体105上,第一控制器101位于第一通讯器102与蠕动泵106之间,从而第一通讯器102与第一控制器101之间的通讯不会经过蠕动泵106,保证两者之间的通讯稳定。
[0068] 考虑到电机以及蓄能器的散热,作为优选方案,执行装置100还包括风扇109,风扇109设于第一壳体105上,其中心轴线与蠕动泵106的中心轴线平行设置,且风扇正对于第一控制器101。从而在进行散热时,风扇同时对于第一控制器101与蠕动泵106进行散热,避免蠕动泵106电机温度过高造成第一控制器101高温运行损坏。
[0069] 作为进一步的优选方案,执行装置还包括恒压恒流装置110,恒压恒流装置110设于支撑面108上,与第一蓄能器104电性连接;其中,第一蓄能器104和第一壳体105的一侧侧壁105a之间的间距L1与恒压恒流装置110和第一蓄能器104之间的间距L2的比值的取值范围为3.0至4.5;优选的比值为3.9。
[0070] 采用这样的方案,使得第一蓄能器和恒压恒流装置之间以及恒压恒流装置与第一壳体105的一侧侧壁之间具有合适的空间,这部分空间可供气流通过,确保风扇109对于第一蓄能器104和恒压恒流装置散热效果,同时避免执行装置体积过大导致不便携带。
[0071] 作为优选的方案,第一交互装置103与蠕动泵106的输出端位于第一壳体105的不同面上,第一交互装置103与第一通讯器102位于第一壳体105的不同面上。
[0072] 作为优选的方案,第二壳体205上还设有散热孔205a加以散热。
[0073] 如图10至图15所示,本申请还提供一种智能通信型法医学尸体血管造影灌注设备的使用方法,该使用方法至少由一个执行装置所执行,其中,执行装置包括蠕动泵,蠕动泵与若干注射管构成一个注射回路以使蠕动泵能够将造影剂泵入人体内。
[0074] 如图10所示,作为具体的方案,本申请的使用方法包括以下步骤:
[0075] S1:驱动蠕动泵通过注射管向人体泵入造影剂。
[0076] S2:检测注射管中的造影剂的当前注射压力或/和当前注射量。
[0077] S3:根据当前注射压力或/和当前注射量控制蠕动泵的运行。
[0078] 采用这样的方案,采用灌注压力、流量的自反馈调控模式,能够实时监控血管内压力、流量,自动反馈控制蠕动泵以调整灌注压力、流量,从而能够在尸体CT扫描过程中协调压力、流量和总量的合理配置,提高造影成像效果,有效防止造影时压力过大、流速过快或者灌注体积过大造成血管损伤,从而获取可靠的实验数据。
[0079] 如图11所示,作为具体的方案,步骤S2具体包括如下步骤:
[0080] S21:判断当前注射压力是否超过停止压力,若是,则控制蠕动泵暂停泵送造影剂,直到注射压力小于停止压力时驱动蠕动泵继续泵送。
[0081] 在注射管与实际血管接口处,为了保证血管不会被高压撑破,另也需要实时监测压力,保证血管充盈状态,需要有压力测量,其注射管中有两路注射出口,分为动脉注射口及静脉注射口,两者均需要检测实时压力状态,保证在注射期间,压力不会过高撑破血管。
[0082] 具体而言,为实时监测注射管中的压力,血管造影灌注设备还包括压力传感器,压力传感器设置于注射管的末端,用于检测注射管路中造影剂的实时压力以反馈控制蠕动泵。
[0083] 具体的,压力传感器采用高精度通信变送器,压力测量范围为‑100kpa‑100kap,通过RS485通信实时采集压力数据。
[0084] S22:判断当前注射量是否大于或等于设定总量,若是,则结束蠕动泵泵送工作。
[0085] 具体而言,停止压力的取值范围为0至750mmHg,可根据被检者的年龄或/和血管情况手动设置。如设置停止压力为400mmHg,当检测到当前注射压力达到400mmHg,将停止注射,如果当前注射压力小于400mmHg,设备自动启动注射,如此始终保持当前注射压力在400mmHg以下。
[0086] 由于注射管的造影剂由蠕动泵提供脉冲式的动力,蠕动泵的转速影响注射流量,且由于被检者的年龄、血管情况的不同,所能接受的注射流量也存在区别;本申请的使用方法还包括:根据被检者的年龄或/和血管情况设定蠕动泵的转速以调整注射流量。采用这样的方式,使得注射流量能够较好的适配不同人体的血管差异,获得良好的血管显影效果。
[0087] 具体而言,注射流量的取值范围为90ml/min至800ml/min,若注射流量过快或过慢时,其造影效果反而变差。
[0088] 在PMCTA实际操作工作中,通常首先注射管排空气泡,而后插入尸体血管切口,再彻底封闭二者链接处,才能进行正式造影剂灌注。在此过程中,往往出现注射管远段造影剂从末端开口流出,并再次形成导管末段气泡的现象,进而导致血管气体栓塞,影响造影成像效果。
[0089] 作为优选的方案,血管造影灌注设备还包括单向阀,单向阀设置于注射管的末端,用于限定注射管路中造影剂的流向。通过在注射管末端增加单向阀,防止注射管末段造影剂外流,而空气返流再次形成气泡。
[0090] 根据一线操作人员的调研反馈,射线暴露是当前国内PMCTA急需解决的一个严重问题。尸体CT扫描过程中,时常需要调整造影剂灌注压力、流量和总量,在仅有执行装置的情况下,只能由工作人员反复出入扫描室来调整灌注参数,严重增加了操作人员射线暴露风险。
[0091] 作为优选的方案,使用方法由执行装置及控制装置配合执行,两者无线通信连接;本申请的使用方法还包括:
[0092] S0:在驱动蠕动泵通过注射管向人体泵入造影剂之前建立执行装置与控制装置的通信。
[0093] 作为优选的方案,执行装置包括第一显示屏,控制装置包括第二显示屏,其中,第一显示屏和第二显示屏的显示状态同步;第一显示屏和第二显示屏用于设置及查看参数及状态。
[0094] 采用这样的方案,执行装置与控制装置保持交互通信,使得第一显示屏和第二显示屏中显示内容保持一致,都可以设置及查看参数及状态。设备工作时,能自动感知造影时的压力、流量、当前注射量、工作时间,通过对血管中的压力反馈,启动和停止系统工作,能有效防止造影时压力过大、流速过快或者灌注体积过大造成血管损伤。
[0095] 如图12和图14所示,作为优选的方案,本申请的灌注设备设定有自动运行模式及手动运行模式,两种模式可通过触按显示屏上的按钮以切换模式:
[0096] 当按下“自动运行”按钮,设备将根据注射流量(mL/min)开始工作,并实时在显示屏上显示泵运行时间(S),注射压力(mmHg)和当前注射量(mL),当注射压力大于停止压力时,设备将暂停工作,直到注射压力小于停止压力时,设备将继续工作;若当前注射量大于或等于设定总量时,设备本次工作结束,相当于定量注射。
[0097] 按下“手动运行”按钮,设备将根据注射流量(mL/min)开始工作,并实时在显示屏上显示泵运行时间(S),注射压力(mmHg)和当前注射量(mL),按下“停止运行”按钮,设备本次工作结束。
[0098] 具体的,如图12所示,第一显示屏的显示界面包括以下状态及参数显示:
[0099] 1a连线图标:绿色表示执行装置与控制装置建立了通信,灰色表示执行装置与控制装置未建立通信;
[0100] 2a执行装置电量图标:图形化提示当前电量使用情况,若变红请及时充电;
[0101] 3a泵运行时间:显示蠕动泵本次运行时间;
[0102] 4a注射压力:显示注射时的实时压力,即实时显示当前传感器测量压力;
[0103] 5a停止压力:点击可设置,用于设定自动运行时的最大停止压力;
[0104] 6a设定总量:点击可设置,用于设定自动运行时的最大停止注射量;
[0105] 7a注射流量:点击可设置,用于设定运行时的流量;
[0106] 8a当前注射量:实时显示运行时的注射量;
[0107] 9a自动运行按钮:开启自动运行模式;
[0108] 10a手动运行按钮:开启手动运行模式;
[0109] 11a停止运行按钮:关闭运行模式。
[0110] 在一些实施例中,如图14所示,第二显示屏的显示界面包括以下状态及参数显示:
[0111] 1b连线图标:绿色表示控制装置与执行装置建立了通信,灰色表示控制装置与执行装置未建立通信;
[0112] 2b控制装置电量图标:图形化提示当前控制装置电量使用情况,若变红请及时充电;
[0113] 3b执行装置电量图标:图形化提示当前电量使用情况,若变红请及时充电;
[0114] 4b泵运行时间:显示蠕动泵本次运行时间;
[0115] 5b注射压力:显示注射时的实时压力,即实时显示当前传感器测量压力;
[0116] 6b停止压力:点击可设置,用于设定自动运行时的最大停止压力;
[0117] 7b设定总量:点击可设置,用于设定自动运行时的最大停止注射量;
[0118] 8b注射流量:点击可设置,用于设定运行时的流量;
[0119] 9b当前注射量:实时显示运行时的注射量,可实时观察到当前注射量和设定总量的关系;
[0120] 10b自动运行按钮:开启自动运行模式;
[0121] 11b手动运行按钮:开启手动运行模式;
[0122] 12b停止运行按钮:关闭运行模式。
[0123] 具体的,如图12和图13所示,按下第一显示屏中的NeoLab图标:页面切换至第一设置页面,该设置界面包括:
[0124] 1c U盘开关:用于设置控制装置U盘开关,如果打开就会每秒将屏幕所有显示数据写入U盘中;
[0125] 2c设定转速:用于校准流量;
[0126] 3c注射量校准:用于校准注射总量;
[0127] 4c压力校准:用于校准压力。
[0128] 具体的,如图6和图7所示,按下第二显示屏中的NeoLab图标:页面切换至第二设置页面,该设置界面包括:
[0129] 1d U盘开关:用于设置控制装置U盘开关,如果打开就会每秒将屏幕所有显示数据写入U盘中;
[0130] 2d设定转速:用于校准流量;
[0131] 3d注射量校准:用于校准注射总量;
[0132] 本申请的一个实施例的一种智能通信型法医学尸体血管造影灌注设备的使用方法,还包括以下准备步骤:
[0133] St01:设备状态检查,在设备开启前,检查设设备电源插口是否有水渍,若有请先擦拭干净,检查天线及蠕动泵头是否安装到位;
[0134] St02:打开设备电源开关,设备启动,根据运行模式设置当次注射参数;
[0135] St03:设备在选择的运行模式下工作。
[0136] 以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本公开的实施例中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。