CN105212997A - 套管柔性针的穿刺机构及穿刺方法 - Google Patents

套管柔性针的穿刺机构及穿刺方法 Download PDF

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Abstract

套管柔性针的穿刺机构，其组成包括：套管柔性针、支撑机构、进给机构和针芯调整机构，其特征在于，所述的套管柔性针由柔性套管和柔性针芯组成，柔性针芯穿过柔性套管，柔性套管和柔性针芯均与针芯调整机构连接，并均穿过支撑机构；支撑机构是由刚性方梁、滑块和弹性连接带组成，能够抑制套管柔性针在穿刺过程中的翘曲，滑块可在刚性方梁上滑动，柔性套管及柔性针芯可在滑块下端的孔内滑动或转到，滑块之间用弹性连接带连接，牵动各滑块联动；针芯调整机构能够完成针芯的进退和针尖斜面方向的调整，安装在进给滑台上，与进给机构协调控制，进一步提出一套穿刺方法，实现灵活多样的穿刺形式。

Description

套管柔性针的穿刺机构及穿刺方法
技术领域
本发明涉及一种医疗器械，尤其是一种套管柔性针的穿刺机构。
背景技术
微创介入医疗是近年来迅速发展起来的一门崭新的医疗技术，是介于外科、内科之间的新兴医疗方法，靶向穿刺技术是应用前景最广阔的医疗手段之一。套管柔性针作为柔性针的一个分支，能够克服传统刚性针只能穿刺直线路径和难于修正穿刺偏差的弊端，能够利用自身的柔性弯曲绕开骨骼、血管等障碍物，准确穿刺靶点。套管柔性针的穿刺机构，用来驱动套管柔性针，灵活地穿刺各种路径，执行和完成活检、送药等复杂的医疗过程。
发明内容
本发明提出一种套管柔性针的穿刺机构，以防止套管柔性针在穿刺过程中的翘曲，并实现套管柔性针的柔性套管和柔性针芯的配合穿刺，进一步提出套管柔性针的穿刺方法，用于灵活地穿刺出多种形式的路径。
本发明的技术方案为：
套管柔性针的穿刺机构，其组成包括：套管柔性针、支撑机构、进给机构和针芯调整机构，其特征在于，所述的套管柔性针由柔性套管和柔性针芯组成，柔性针芯穿过柔性套管，可在柔性套管内滑动及转动，柔性套管和柔性针芯均与针芯调整机构连接，并均穿过支撑机构。
进一步地，所述的支撑机构是由刚性方梁、支撑块和弹性连接带组成，能够抑制套管柔性针在穿刺过程中的翘曲，所述的刚性方梁固定在进给滑台框架上，支撑块的上端套在刚性方梁上，与刚性方梁滑动连接，一部分支撑块的下端套在柔性套管上，另一部分支撑块的下端套在柔性针芯上，分别实现对柔性套管和柔性针芯的支撑，支撑块与柔性套管之间采用滑动连接，支撑块与柔性针芯之间采用滑动及转动连接，支撑块之间用弹性连接带连接，弹性连接带牵动各支撑块联动。
进一步地，所述的弹性连接带采用具有压缩或弯曲弹性的材料制成，如弹簧、塑料、橡胶等，弹性连接带通过铰链连接在支撑块、进给滑台框架或电机支架上。
进一步地，所述的进给机构采用进给滑台，针芯调整机构安装在进给滑台上，进给滑台带动针芯调整机构进而带动柔性套管及柔性针芯进行穿刺。
进一步地，所述的针芯调整机构是由调整滑台、自转电机和电机支架组成，调整滑台能够实现柔性针芯的进、退运动，自转电机与柔性针芯连接，能够实现柔性针芯针尖斜面方向的调整，实现多种穿刺模式，自转电机安装在电机支架上，电机支架安装在调整滑台上。
进一步地，提出一套新的穿刺方法，第一，所述的进给机构和针芯调整机构分时作用下的穿刺：a）通过所述的针芯调整机构先调整柔性针芯探出柔性套管的长度，然后进给机构驱动柔性套管与柔性针芯同时穿刺，得到不同曲率的近似圆弧路径；b）通过所述的针芯调整机构先调整柔性针芯针尖斜面的方向，然后进给机构驱动柔性套管与柔性针芯同时穿刺，得到不同方向的近似圆弧路径；第二，所述的进给机构和针芯调整机构同时作用下的穿刺：c）通过所述的针芯调整机构先将柔性针芯穿刺一段距离，然后协调控制进给机构和针芯调整机构，使得柔性套管沿柔性针芯穿刺，而柔性针芯不穿刺，得到不同的耦合穿刺路径，具体为：进给机构向前穿刺，同时控制针芯调整机构以同样的速度后退；d）通过所述的进给机构和针芯调整机构的协调控制，即动态控制柔性套管和柔性针芯的相对穿刺速度，得到变曲率的圆弧路径；第三，组合a）至d）穿刺模式，得到多种形式的三维路径。
本发明的有益效果是：
1.本发明所采用的进给机构以及针芯调整机构，能够满足套管柔性针的柔性套管和柔性针芯的配合穿刺；
2.本发明所设计的穿刺机构及针芯调整机构，采用长短滑台套叠的方案，使结构更加紧凑，控制更加方便，并且节省材料、减轻穿刺机构的重量；
3.相对于通常采用的伸缩天线式的支撑机构，本发明所设计的支撑机构结构简单，加工方便，明显缩短了套管柔性针不可利用段的长度及其穿刺机构的长度；
4.本发明所设计的支撑机构，弹性连接带在穿刺时可以实现各支撑块之间的联动，动态调整支撑位置，保持良好的防翘曲作用；复位时，弹性连接带牵动各支撑块回到初始的支撑位置；
5.本发明提出一套新的穿刺方法，使穿刺更加灵活多样。
附图说明
附图1，本发明的结构示意图；
附图2，本发明的局部结构示意图；
附图3，本发明的支撑机构局部结构示意图；
图中：1、进给滑台，2、自转电机，3、电机支架，4、调整滑台，5、柔性针芯，6、柔性套管，7、调整滑台框架，8、支撑块，9、弹性连接带，10、刚性方梁，11、进给滑台框架。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
结合图1至3，本发明的结构组成包括套管柔性针、支撑机构、进给机构和针芯调整机构。所述的套管柔性针由柔性套管（6）和柔性针芯（5）组成，柔性套管（6）套在柔性针芯（5）上，柔性针芯（5）固定在针芯调整机构上，柔性套管（6）和柔性针芯（5）均与针芯调整机构连接，并均穿过支撑机构。
结合图1至3，所述的支撑机构，其组成包括刚性方梁（10）、支撑块（8）和弹性连接带（9）。刚性方梁（10）固定在进给滑台框架（11）上，支撑块（8）的一端开有方孔，套在刚性方梁（10）上，在刚性方梁（10）上只能滑动不能转动，支撑块（8）的另一端开有圆孔，一部分支撑块（8）的圆孔套在柔性套管（6）上，另一部分支撑块（8）的圆孔套在柔性针芯（5）上，分别实现对柔性套管（6）和柔性针芯（5）的支撑作用，防止其在穿刺时受力发生翘曲。支撑块（8）之间通过弹性连接带（9）相连，第一个弹性连接带（9）的一端与第一个支撑块（8）连接，另一端与进给滑台框架（11）连接，最后一个弹性连接带（9）的一端与最后一个支撑块（8）的连接，另一端与电机支架（3）连接，在穿刺时，弹性连接带（9）牵动各支撑块（8）联动，实时调整支撑位置，起到良好的支撑效果，在复位时，弹性连接带（9）牵动各支撑块（8）回到初始的支撑位置。
结合图1至2，所述的进给机构采用进给滑台（1），所述的针芯调整机构安装在进给滑台（1）上，进给滑台（1）带动针芯调整机构进而带动柔性套管（6）及柔性针芯（5）进行穿刺。
结合图1至2，所述的针芯调整机构，其组成包括调整滑台（4）、自转电机（2）和电机支架（3），柔性针芯（5）固联在自转电机（2）的输出轴上，自转电机（2）固定在电机支架（3）上，电机支架（3）固定在调整滑台（4）上，在调整滑台的带动下，柔性针芯（5）进行左右运动，用于调整柔性针芯（5）伸出柔性套管（6）的长度；在自转电机（2）的带动下，柔性针芯（5）进行自转运动，用于调整柔性针芯（5）针尖斜面的方向，实现多种穿刺模式。
本发明的工作过程如下：
当使用时，首先将所述的管柔性针穿刺机构复位，支撑机构处于拉伸状态，支撑块（8）按初始位置分布在刚性方梁（10）上。
当穿刺时，可采用多种穿刺模式：
穿刺模式1：所述的进给滑台（1）带动整个针芯调整机构，进而带动柔性套管（6）和柔性针芯（5）同时穿刺，此时针芯调整机构不工作，穿刺路径为一个近似固定曲率的圆弧。
穿刺模式2：先利用所述的调整滑台（4）调整柔性针芯（5）伸出柔性套管（6）的长度，然后执行穿刺模式1，可穿刺出不同曲率的近似圆弧路径。
穿刺模式3：先利用所述的自转电机（2）调整柔性针芯（5）的针尖斜面方向，然后执行穿刺模式1，可穿刺出不同方向的近似圆弧路径。
穿刺模式4：所述的调整滑台（4）带动柔性针芯（5）先穿刺一段距离，然后进给滑台（1）带动整个套管柔性针以一定速度穿刺，同时调整滑台（4）带动柔性针芯（5）以同样速度向后退，使得柔性套管（6）沿柔性针芯（5）穿刺，而柔性针芯（5）不穿刺，可穿刺出不同的耦合路径。
穿刺模式5：协调控制所述的进给机构和针芯调整机构，即动态控制柔性套管（6）和柔性针芯（5）的相对穿刺速度，可穿刺出变曲率的圆弧路径。
穿刺模式6：在所述的进给滑台（1）穿刺的同时，通过控制自转电机（2）的占空比，可穿刺出不同曲率的近似圆弧路径。
穿刺模式7：在所述的进给滑台（1）与自转电机（2）同时作用下，当自转速度小于进给速度5倍时，穿刺路径为螺旋线；当自转速度大于进给速度5倍时，穿刺路径为直线。
当使用时，可以组合以上七种穿刺模式，穿刺出多种形式的三维轨迹。
当穿刺时，所述的进给机构或针芯调整机构前进时，会分别压缩用于支撑柔性套管（6）的支撑块（8）或用于支撑柔性针芯（5）的支撑块（8）间的距离，弹性连接带（9）牵动各支撑块（8）联动，动态调整支撑位置，达到良好的支撑效果；当进给机构或针芯调整机构后退时，会分别拉伸用于支撑柔性套管（6）的支撑块（8）和用于支撑柔性针芯（5）的支撑块（8）间的距离，弹性连接带（9）牵动各支撑块（8）联动，最终回到初始支撑位置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些发明和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.套管柔性针的穿刺机构，其组成包括：套管柔性针、支撑机构、进给机构和针芯调整机构，其特征在于，所述的套管柔性针由柔性套管和柔性针芯组成，柔性针芯穿过柔性套管，与柔性套管滑动及转动连接，柔性套管和柔性针芯均与针芯调整机构连接，并均穿过支撑机构。
2.根据权利要求1所述的套管柔性针的穿刺机构，其特征在于，所述的支撑机构是由刚性方梁、支撑块和弹性连接带组成，所述的刚性方梁固定在进给滑台框架上，支撑块的上端套在刚性方梁上，与刚性方梁滑动连接，一部分支撑块的下端套在柔性套管上，另一部分支撑块的下端套在柔性针芯上，支撑块与柔性套管之间采用滑动连接，支撑块与柔性针芯之间采用滑动及转动连接，支撑块之间用弹性连接带连接，弹性连接带牵动各支撑块联动。
3.根据权利要求1或2所述的套管柔性针的穿刺机构，其特征在于，弹性连接带采用具有压缩或弯曲弹性的材料制成，弹性连接带通过铰链连接在支撑块、进给滑台框架或电机支架上。
4.根据权利要求1所述的套管柔性针的穿刺机构，其特征在于，所述的进给机构采用进给滑台，针芯调整机构安装在进给滑台上。
5.根据权利要求1所述的套管柔性针的穿刺机构，其特征在于，所述的针芯调整机构是由调整滑台、自转电机和电机支架组成，自转电机与柔性针芯连接，并安装在电机支架上，电机支架安装在调整滑台上，柔性套管固定在调整滑台框架上。
6.套管柔性针的穿刺方法，其特征在于，第一，所述的进给机构和针芯调整机构分时作用下的穿刺：a）通过所述的针芯调整机构先调整柔性针芯探出柔性套管的长度，然后进给机构驱动柔性套管与柔性针芯同时穿刺，得到不同曲率的近似圆弧路径；b）通过所述的针芯调整机构先调整柔性针芯针尖斜面的方向，然后进给机构驱动柔性套管与柔性针芯同时穿刺，得到不同方向的近似圆弧路径；第二，所述的进给机构和针芯调整机构同时作用下的穿刺：c）通过所述的针芯调整机构先将柔性针芯穿刺一段距离，然后协调控制进给机构和针芯调整机构，使得柔性套管沿柔性针芯穿刺，而柔性针芯不穿刺，得到不同的耦合穿刺路径，具体为：进给机构向前穿刺，同时控制针芯调整机构以同样的速度后退；d）通过所述的进给机构和针芯调整机构的协调控制，即动态控制柔性套管和柔性针芯的相对穿刺速度，得到变曲率的圆弧路径；第三，组合a）至d）穿刺模式，得到多种形式的三维路径。
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