[發明專利]環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器

有效

• 申請號: 202110311399.5
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113081235B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 李天梁;郭金秀;譚躍剛;周祖德
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: A61B18/12
• 分類號: A61B18/12;A61B18/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器，其特征在于：該裝置應用于心臟消融術，本裝置包括：

三維力感知模塊，包括波紋管和空心圓柱，用于在心臟射頻消融術中感知消融導管尖端與心臟的三維接觸力，接觸心臟后波紋管和空心圓柱相應發生軸向和橫向形變，并將形變傳遞給光纖；所述波紋管頂部中心處設置有一光纖固定點；所述空心圓柱設置有內腔，且在該內腔與波紋管間設置有第二通孔；所述空心圓柱的側面上，在靠近波紋管一側沿周向設置有若干光纖固定點；

壓力感知模塊，包括半圓柱形彈性薄殼和頂桿，用于感知心臟內和體外的壓力差，壓力差使半圓柱型彈性薄殼發生形變，并通過頂桿將形變傳遞給光纖；所述頂桿的長度大于所述半圓柱形彈性薄殼的半徑，頂桿設置于半圓柱形彈性薄殼的中間位置；所述頂桿靠近半圓柱形彈性薄殼圓心一端設置有一光纖固定點；

三維振動加速度感知模塊，包括空心半圓柱和第一至第四柔性鉸鏈，用于獲取該裝置在心臟中受到的振動加速度，存在振動加速度時柔性鉸鏈發生形變，并將形變傳遞給與柔性鉸鏈連接的光纖；其中，空心半圓柱與所述壓力感知模塊可拆卸連接；第一柔性鉸鏈和第二柔性鉸鏈設置于所述空心半圓柱內壁的一條軸線，第三柔性鉸鏈和第四柔性鉸鏈設置于所述空心半圓柱內壁的另一條軸線；第一至第四柔性鉸鏈的頂端設置有光纖固定點；空心半圓柱遠離波紋管一側的端面設置有若干光纖固定點；

連接模塊，設置在由所述半圓柱形彈性薄殼和空心半圓柱組成的圓柱體與所述空心圓柱之間，用于連接由壓力感知模塊和三維振動加速度感知模塊組成的整體和空心圓柱；連接模塊中設有若干光纖固定點；

若干光纖，其中一根光纖位于該三維力傳感器的軸心位置，其余光纖沿該光纖周向設置；每根光纖設置有若干段柵區，柵區為光纖布拉格光柵，多段柵區的中心波長互不相同，當一束帶寬通過光纖入射，經過某光柵時，滿足該光柵布拉格條件的光被反射回來，不滿足該光柵布拉格條件的光被透射過去，作為下一段光柵的入射光繼續向前傳遞，反射光被解調儀接收；各模塊因受外力激勵形變時，對應的光纖產生形變，光柵中心波長發生偏移，對應的光柵布拉格條件發生變化，由此獲取相應模塊的形變信息。

2.根據權利要求1所述的環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器，其特征在于：所述空心圓柱遠離波紋管一側的端面上沿周向設置有若干凸臺結構；所述半圓柱形彈性薄殼靠近所述波紋管一側的端面設置有一凸臺結構，半圓柱形彈性薄殼的下端面設置有一凸臺結構；所述空心半圓柱靠近波紋管一側的端面設置有一凸臺結構，空心半圓柱上端面設置有一凹槽結構。

3.根據權利要求1所述的環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器，其特征在于：所述空心圓柱的內腔為圓臺形，使空心圓柱受到橫向力作用時產生較大的形變；該內腔靠近波紋管一側的開口較大。

4.根據權利要求1所述的環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器，其特征在于：所述第一至第四柔性鉸鏈均為半橢圓柔性鉸鏈，其中第一柔性鉸鏈和第二柔性鉸鏈背向對稱設置，第三柔性鉸鏈和第四柔性鉸鏈背向對稱布置。

5.根據權利要求1所述的環境誤差自補償的心臟消融導管尖端光纖三維力傳感器，其特征在于：所述第一柔性鉸鏈和第二柔性鉸鏈所處的軸線與第三柔性鉸鏈和第四柔性鉸鏈所處的軸線相位差為90°。