CN108078616A - 一种动脉穿刺引导装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动脉穿刺引导装置及其使用方法，属于医学设备技术领域，该装置包括底架及固定在底架上的立柱和承载台，立柱上端借助悬臂固定有位于承载台上方的振动探测片，振动探测片表面粘贴有第一应变片，第一应变片的信息输出端连接有应变仪，振动探测片横向悬伸设置且其末端为向下探出的探测触头，承载台上承载有患者的待穿刺部位，探测触头借助位置调节系统与待穿刺部位表面相接触，位置调节系统设置于承载台与底架之间和/或振动探测片与悬臂之间，位置调节系统包括X‑Y‑Z直线位移机构和X‑Y‑Z翻转机构，使用该装置能够快速准确的找到动脉位置，节省大量的时间和人力，而且其较高的准确性能够避免后期的跑针、瘀紫等危险情况。

Description

一种动脉穿刺引导装置及其使用方法

技术领域

本发明属于医学设备技术领域，具体涉及一种动脉穿刺引导装置以及使用方法。

背景技术

一般的手术过程中都需要进行麻醉过程，麻醉师通常要在手腕上寻找动脉，然后进行插管、麻醉、以及抽血、测压等过程，但诸如老人、成年较胖人群、儿童等特殊人群，由于脉搏较弱、脂肪较厚等原因，寻找动脉的难度较大，寻找时间一般会在几分钟甚至更长时间，有时未必能够找到，十分影响手术的进程，而且，即使当时找到动脉，后面也会因位置不准出现淤血肿胀甚至肢端坏死的危险情况。

发明内容

本发明克服了现有动脉穿刺的缺点，提供了一种动脉穿刺引导装置及其使用方法，该引导装置能够快速、准确的找到待穿刺部位的动脉位置，为动脉穿刺提供指导，不仅大大节省时间和人力，而且定位准确，避免了动脉穿刺位置不准确造成的血肿、肢端坏死等威胁患者安全的情况。

本发明的具体技术方案是：

一种动脉穿刺引导装置，关键点是，该装置包括底架及固定在底架上的立柱和承载台，立柱上端借助悬臂固定有位于承载台上方的带有感应机构的振动探测装置，振动探测装置为横向悬伸设置的振动探测片且其末端为向下探出的探测触头，感应机构为粘贴于振动探测片表面的第一应变片或者为粘贴于探测触头下端面的压电晶体，压电晶体或者第一应变片的信息输出端连接有应变仪，承载台上承载有患者的待穿刺部位，探测触头借助位置调节系统与待穿刺部位表面相接触，所述位置调节系统包括设置于承载台与底架之间和/或振动探测片与悬臂之间的X-Y-Z直线位移机构，还包括设置于承载台与底架之间和/或振动探测片与悬臂之间的X-Y-Z翻转机构。

所述的振动探测片为沿待穿刺部位横向方向设置的两个，两个振动探测片为两探测触头相邻的对称设置形式。

所述的X-Y-Z翻转机构包括承载台与底架之间的固定翻转机构和振动探测片与悬臂之间的悬吊翻转机构，所述的悬吊翻转机构使得振动探测片有沿探测触头下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度；所述的悬吊翻转机构使得两个振动探测片有沿两个探测触头之间区域下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度。

所述的振动探测片外围环绕设置有抗干扰框，抗干扰框为横向悬伸设置，振动探测片的探测触头向下探出抗干扰框。

所述的振动探测装置中振动探测片为平行设置的一组且每个表面均粘贴有一个第一应变片，或者振动探测片的探测触头下端面粘贴有一组沿探测触头纵向分布或矩阵分布的压电晶体。

当振动探测片为一个时，上述的动脉穿刺引导装置的使用方法，关键点是，所述的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面的搏动位置，然后借助X-Y-Z直线位移机构调整振动探测片中探测触头与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得探测触头与搏动位置相接触，最后借助X-Y-Z翻转机构调整至探测触头下端面与搏动位置表面相平行且其纵向方向与动脉走向一致；

B、调整

通过X-Y-Z直线位移机构调整探测触头与搏动位置在垂直方向上的位移，使探测触头对搏动位置施加预压力，振动探测片上的第一应变片或者探测触头下表面的压电晶体产生形变并且将该形变反馈形成应变仪上的波形图，该波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

通过X-Y-Z翻转机构来调整探测触头与待穿刺部位表面的接触位置，同时，通过X-Y-Z直线位移机构来调整探测触头与待穿刺部位表面的横向位移，在翻转和位移过程中始终保持预压力不变，当波形图中波峰值最大时，探测触头所在部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

通过X-Y-Z直线位移机构将探测触头移开待穿刺部位表面，然后进行动脉穿刺。

当振动探测片为两个时，如上所述的动脉穿刺引导装置的使用方法，关键点是，所述的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面动脉的搏动位置，然后借助X-Y-Z直线位移机构分别依次调整两个振动探测片中探测触头与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得两个探测触头位于搏动位置两侧并与待穿刺部位表面相接触，随后借助X-Y-Z翻转机构调整两个探测触头下端面与搏动位置表面相平行，并且使得两个探测触头下端面纵向方向与动脉走向一致，最后将两个探测触头的间隔部位移动至搏动位置；

B、调整

通过X-Y-Z直线位移机构调整两个探测触头与接触部位在垂直方向上的位移，使两个探测触头对搏动位置施加预压力，两个振动探测片上的第一应变片或者两个探测触头下端面的压电晶体分别产生形变并且将该形变反馈形成应变仪上的两个波形图，两个波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

首先，通过X-Y-Z翻转机构来调整两个探测触头与待穿刺部位表面的接触位置，使得两个波形图的基线值相同，然后，通过X-Y-Z直线位移机构来调整两个探测触头与待穿刺部位表面的横向位移，使得两个波形图的波峰值相同，此时，两个探测触头间隔部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

在两个探测触头间隔部位进行动脉穿刺。

本发明的有益效果是：本发明借助振动探测片来进行人体待穿刺部位中动脉位置的探测，振动探测片上的第一应变片或者其探测触头下端面的压电晶体进行振动反馈并将振动反馈至应变仪中形成波形图，通过波形图的观察来指导振动探测片与待穿刺部位的相对位置，然后借助X-Y-Z直线位移机构和X-Y-Z翻转机构来调整探测触头与待穿刺部位表面的横向位移以及接触位置，当振动探测片为一个时，移动和翻转过程中保持其预压力不变，波峰值最大时所对应的位置的垂直下方即为动脉所在位置，当振动探测片为两个时，首先进行翻转来调整两个探测触头与待穿刺部位的接触位置，使得两个波形图的波峰值相同，然后调整两个探测触头与接触位置的横向位移，使得两个波形图的基线值和波峰值相同，此时，两个探测触头间隔部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；该装置结构简单、操作简便，能够在短时间内准确获得待穿刺部位中动脉所在位置，为动脉穿刺提供精准的位置信息，从而降低了穿刺作业的失败率，降低了操作人员的技术要求和经验要求，相比于现有的动脉穿刺技术，穿刺的准确度得到显著提高，工作效率大幅提升，节约了大量时间和人力，同时避免了穿刺失误造成的患者不适和身体损伤。

附图说明

图1是本发明中实施例1的结构示意图。

图2是图1中承载台和底架之间的内部连接结构示意图。

图3是本发明中实施例2的结构示意图。

图4是本发明中实施例3的结构示意图。

图5是振动探测片和抗干扰框的装配结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是本发明中用于穿刺针的位置调节机构的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是手臂腕部的剖面示意图。

图10是实施例3中X轴旋转示意图。

图11是实施例3中Y轴旋转示意图。

图12是实施例3中Z轴旋转示意图。

图13是实施例3中X轴翻转机构内部结构示意图。

图14是实施例3中Y轴翻转机构内部结构示意图。

图15是实施例4中振动探测装置的结构示意图。

图16是实施例图15的右视图。

附图中，1、底架，2、立柱，3、承载台，4、手臂，5、悬臂，6、移动台，7、振动探测片，701、探测触头，8、第一应变片，9、应变仪，10、抗干扰框，12、桡动脉，13、尺骨，14、桡骨，15、角度精调装置，1501、蜗杆，1502、齿轮，1503、角度精调台，16、角度粗调装置，17、Y轴导轨，1701、固定台，18、剪切升降机，1901、丝杠，1902、丝杠套，20、平移台，21、旋转台，22、穿刺针，23、固定杆、24、滑动座，2401、滑套，25、限位塞，2501、调节孔，26、摆动杆，27、铰链，2701、转动座，28、第一旋钮，29、Z轴翻转支架，30、第二旋钮，31、X轴固定盖，32、X轴旋转座，33、X轴弧形滑道，34、X轴翻转支架，35、第三旋钮，36、Y轴固定盖，37、Y轴旋转座，38、Y轴弧形滑道，39、第四旋钮，40、移动壳，41、第五旋钮，42、X轴座，43、第六旋钮，44、竖向轴座，45、桡侧腕屈肌腱，46、拇长屈肌，47、肱桡肌，48、拇长展肌，49、压电晶体。

具体实施方式

本发明涉及一种动脉穿刺引导装置，该装置包括底架1及固定在底架1上的立柱2和承载台3，立柱2上端借助悬臂5固定有位于承载台3上方的带有感应机构的振动探测装置，振动探测装置为横向悬伸设置的振动探测片7且其末端为向下探出的探测触头701，感应机构为粘贴于振动探测片表面的第一应变片8或者为粘贴于探测触头701下端面的压电晶体49，压电晶体49或者第一应变片8的信息输出端连接有应变仪9，承载台3上承载有患者的待穿刺部位，探测触头701借助位置调节系统与待穿刺部位表面相接触，所述位置调节系统包括设置于承载台3与底架1之间和/或振动探测片7与悬臂5之间的X-Y-Z直线位移机构，还包括设置于承载台3与底架1之间和/或振动探测片7与悬臂5之间的X-Y-Z翻转机构。

当振动探测片7为沿待穿刺部位横向方向设置的两个时，两个振动探测片7为两探测触头701相邻的对称设置形式，两者之间的间距大于穿刺针22的直径；所述的X-Y-Z翻转机构包括承载台3与底架1之间的固定翻转机构和振动探测片7与悬臂5之间的悬吊翻转机构，所述的悬吊翻转机构使得振动探测片7有沿探测触头701下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度。所述的悬吊翻转机构使得两个振动探测片7有沿两个探测触头701之间区域下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度。

所述的X-Y-Z直线位移机构可以为X、Y、Z三个方向的丝杠位移结构所组成，也可以是X、Y、Z三个方向燕尾滑槽的滑动位移结构所组成；当探测触头701为一个时，也可以在振动探测片和悬臂之间设置悬吊翻转机构，悬吊翻转机构包括X、Y、Z三个翻转方向的蜗轮蜗杆结构，并且每个方向的翻转均以测探触头701下端面的X向中线、Y向中线以及经过中心点的Z向轴线为翻转轴，当探测触头701为两个时，则翻转轴为两个探测触头701之间的间隔部位下端面的X向中线、Y向中线以及经过中心点的Z向轴线。

实施例1，如图1、图2、图5及图6所示，振动探测片7为一个，感应机构选用第一应变片8，振动探测片7外围环绕设置有抗干扰框10，抗干扰框10为横向悬伸设置，振动探测片7的探测触头701向下探出抗干扰框10；X-Y-Z直线位移机构包括设置于承载台3与底架1之间的底部X-Y-Z位移系统以及设置于振动探测片7与悬臂5之间的顶部X-Z位移系统，X-Y-Z翻转机构包括设置于承载台3和底架1之间的底部Y轴翻转系统，Y轴方向即为承载台3纵向方向，所述的待穿刺部位选取手臂4，手臂4中的桡动脉12为最终要穿刺操作的动脉，Y轴的翻转即为手臂沿纵向方向的翻转。

所述底部X-Y-Z位移系统和底部Y轴翻转系统包括依次设置在底架1至承载台3之间的Y轴位移装置、角度精调装置15、Z轴位移装置、X轴位移装置、角度粗调装置16，其中角度精调装置15和角度粗调装置16为沿Y轴翻转，均属于底部Y轴翻转系统；顶部X-Z位移系统设置在悬臂5上并驱动振动探测片7进行X、Z方向的直线移动，顶部X-Z位移系统包括外部的移动台6及其内部的X轴直线移动机构和Z轴直线移动机构，X轴直线移动机构和Z轴直线移动机构采用机械领域常用的结构形式，只要能够实现X-Z两向直线位移调节即可。

Y轴位移装置包括固定于底架1上端面的Y轴导轨17以及沿Y轴导轨17滑动的固定台1701，角度精调装置15包括蜗杆1501齿轮1502啮合机构，固定台1701上端面设置有对称的呈弧形分布的燕尾槽，燕尾槽上设置有沿其滑动的角度精调台1503，蜗杆1501借助轴承横向设置于固定台1701中，齿轮1502借助齿轮轴和轴承纵向设置于角度精调台1503中，蜗杆齿轮啮合传动构成了角度精调台1503与固定台1701之间沿燕尾槽弧形滑动的动力单元，角度精调台1503上端设置有升降台，Z轴位移装置为设置于角度精调台1503和升降台之间的剪切升降机18，X轴位移装置为设置在升降台上端的丝杠滑移机构，丝杠滑移机构包括借助支撑座和轴承架设在升降台上的丝杠1901及沿其轴向移动的丝杠套1902，丝杠套1902上端固定有平移台20，角度粗调装置16为设置在平移台20上端的齿轮啮合机构，主动齿轮架设在平移台20上端面且一端连接有驱动电机，被动齿轮也架设在平移台20上且沿主动齿轮啮合转动，承载台3下端设置有旋转台21，旋转台21的旋转面与承载台3所处平面平行，承载台3与旋转台21固定连接，旋转台21下端与被动齿轮固定连接，承载台3为能够容纳并支撑手臂4的U型结构，其纵向方向为手臂4的伸展放置方向，医生通过应变仪9中的波形图来指导底部X-Y-Z位移系统和底部Y轴翻转系统的调节，实现振动探测片7位于桡动脉12正上方的表皮上，然后穿刺针22就可以沿该位置进行动脉穿刺，由于桡动脉12位于该位置正下方，穿刺针22只需要沿该位置向下穿刺即可轻松进行桡动脉12的穿刺，穿刺成功率显著提高。

基于上述结构，所述的动脉穿刺引导装置的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定手臂4腕部表面的搏动位置，然后借助底部Y轴翻转系统将手臂4腕部搏动位置翻转至最上端位置，借助底部X-Y-Z位移系统和顶部X-Z位移系统来调整振动探测片7中探测触头701与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得探测触头701与搏动位置相接触并且其纵向方向与桡动脉走向平行；

B、调整

通过顶部X-Z位移系统调整探测触头701与搏动位置在垂直方向上的位移，使探测触头701对搏动位置施加预压力，振动探测片7上的第一应变片8产生形变并且将该形变反馈形成应变仪9上的波形图，该波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

通过底部Y轴翻转系统来调整探测触头701与手臂4腕部表面的接触位置，同时，通过顶部X-Z位移系统来调整探测触头701与待穿刺部位表面的横向位移，在翻转和位移过程中始终保持预压力不变，当波形图中波峰值最大时，探测触头701所在部位的垂直下方即为手臂4腕部动脉所在位置；与此同时，抗干扰框10能够将探测触头701周围组织压紧，在动脉搏动时，其振动波是沿辐射状向外散发的，振动探测片7会受到垂直方向和水平方向两个振动，水平方向的振动会使振动探测片7向上隆起变形，而垂直方向上的振动会使振动探测片7向下凹陷变形，两者的作用是相互干扰的，而振动探测片7真正需要的是垂直方向上的振动变化，同时，动脉连续搏动对表皮产生的连续振动波会产生相互之间的干涉影响，表皮的弹性也会使单个振动波产生阻尼效应，严重影响振动探测片7对动脉真实搏动的反馈，抗干扰框10的设置能够最大限度消除水平方向上的振动、连续振动产生的相互干扰以及表皮弹性产生的阻尼效应，从而排除了振动探测片7受到干扰产生的失真，使得振动探测片7反馈的波形图能够真实地反映其与桡动脉12之间的位置关系，探测准确度和可参考性较高；

抗干扰框10的形状为悬伸的悬臂梁形式，最外端向下探出，其向下探出部位可以为两端开口或一端开口的开放式结构，也可以为封闭框式结构，探测触头701由上而下穿过抗干扰框10的最外端向下探出部位并且下端向下探出；为了提高抗干扰框10的性能，将抗干扰框10最外端向下探出部位设置为封闭的框体结构，探测触头701外端下部沿该框体结构向下伸出并与该框体结构限定的皮肤组织相接触，该框体结构能够将各个方向的表皮、脂肪等散发的振动波进行阻隔，振动探测片7反馈波形图的真实性、准确性、可参考性能够得到进一步提升；

D、穿刺

通过X-Y-Z直线位移机构将探测触头701移开待穿刺部位表面，然后进行动脉穿刺，该动脉穿刺引导装置上还设置有用于穿刺针22的位置调节机构，该位置调节机构可以以带有底座的形式独立设置，使用时将其摆放在合适的位置并进行穿刺操纵，也可以将其安装在悬臂5上位于振动探测片7一侧的位置，可以随时进行动脉穿刺的操作，如图7和图8所示，固定杆23横向水平安装于悬臂5上，滑动座24借助滑套2401安装于固定杆23上，滑动座24为侧向开口的U型结构，摆动杆26借助铰轴安装于U型结构中，滑动座24上设置有一组呈弧形排列的调节孔2501，摆动杆26端面上设置有一个限位孔，摆动杆26借助限位塞25穿过限位孔和调节孔2501的限位作用来实现定位固定，摆动杆26可以在滑动座24的U型结构中摆动调节至理想位置，调节孔2501和限位孔均为上大下小的倒锥形孔，限位塞25也为上大下小的锥形结构，这样的形状设置能够避免限位塞25漏下，同时还能够提高调节孔2501、限位孔与限位塞25外表面的贴合度，限位更加稳固，摆动杆26外端铰接有一组首尾铰接相连的铰链27，最末端的一个铰链外端侧面安装有转动座，转动座2701可以沿铰链外端面所在平面转动，并且转动座2701上安装有穿刺针22，当需要对患者进行穿刺操作时，一组调节孔2501能够为铰链27和穿刺针22提供合适的操作方向，当摆动杆26中的限位孔与其中一个调节孔2501借助限位塞25固定后，摆动杆26与患者手臂相垂直，此时，穿刺针才能朝向桡动脉12的走向进行穿刺，一组铰链27可以为穿刺针22提供合适的位置并且可以随操作者灵活移动，一组铰链27首尾相连并借助铰轴铰接，能够在高度位置、前后位置进行灵活调整，此外，为了提高穿刺针22的可操作灵活度，在转动座2701外端面设置有直线滑移机构，直线滑移机构包括转动座2701外端面上的滑道以及沿滑道直线滑动的滑座，穿刺针22安装于滑座上，这样设置之后，穿刺针22可以随滑座在转动座2701外端面所在平面内进行直线滑动和灵活转动，自由度较高，操作人员能够灵活操作穿刺针22进行穿刺动作，穿刺针22能够随操作者进行倾斜向下刺入皮肤、调整穿刺针角度以及平行刺入动脉等一整套动作；

由图9中可知，手臂4中主要骨头有尺骨13和桡骨14，动脉为桡动脉12，桡动脉12周围分布有桡侧腕屈肌腱45、拇长屈肌46、肱桡肌47以及拇长展肌48，桡动脉搏动后向周围传递的振动波是不均匀的，在桡侧腕屈肌腱45上方的振动波被其阻挡冲散，其振动波与周围组织上方的振动波是不同的，因此，本发明中将手臂4的桡动脉12垂直上方转动至最上端，振动探测片7检测到的振动能够真实反映桡动脉12最真实的振动波，桡动脉12的检测位置更精准。

本实施例中振动探测片7上的第一应变片8还可以用位于探测触头701下端面的压电晶体49来代替，当压电晶体49在探测触头701下端面呈矩阵式分布时，操作人员可以通过不同点处压电晶体49反馈的压力差值来进行探测触头701的人工调节，指导调节探测触头701下端面与动脉平行及与皮肤组织敷贴压紧。

实施例2，作为实施例1的优化，如图3所示，振动探测片7为沿待穿刺部位横向方向设置的两个，两个振动探测片7为两探测触头701相邻的对称设置形式，如图3中所示，两者之间的间距大于穿刺针22的直径，两个振动探测片7外围均环绕设置有抗干扰框10，抗干扰框10为横向悬伸设置，振动探测片7的探测触头701向下探出抗干扰框10；X-Y-Z直线位移机构包括设置于承载台3与底架1之间的底部X-Y-Z位移系统以及设置于振动探测片7与悬臂5之间的顶部X-Z位移系统，X-Y-Z翻转机构包括设置于承载台3和底架1之间的底部Y轴翻转系统，Y轴方向即为承载台3纵向位置，所述的待穿刺部位选取手臂4，手臂4中的桡动脉12为最终要穿刺操作的动脉，Y轴的翻转即为手臂4沿纵向方向的翻转。

基于上述结构，所述动脉穿刺装置的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面动脉的搏动位置，然后借助底部Y轴翻转系统将手臂4腕部搏动位置翻转至最上端位置，借助底部X-Y-Z位移系统和顶部X-Z位移系统来调整两个振动探测片7中探测触头701与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得探测触头701与搏动位置两侧部位相接触；

B、调整

通过X-Y-Z直线位移机构调整两个探测触头701与接触部位在垂直方向上的位移，使两个探测触头701对搏动位置施加预压力，两个振动探测片7上的第一应变片8分别产生形变并且将该形变反馈形成应变仪9上的两个波形图，两个波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

首先，通过底部Y轴翻转系统来调整两个探测触头701与待穿刺部位表面的接触位置，使得两个波形图的基线值相同，然后，通过顶部X-Z位移机构来调整两个探测触头701与手臂4腕部表面之间的横向位移，翻转过程中保持基线值相同，翻转至两个波形图的波峰值相同，此时，两个探测触头701间隔部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

在两个探测触头701间隔部位进行动脉穿刺。

实施例3，如图4所示，作为实施例2的进一步优化，待穿刺部位可以选取手臂4腕部、大腿或者足背部位，振动探测片7为沿待穿刺部位横向方向设置的两个，两个振动探测片7为两探测触头701相邻的对称设置形式，两者之间的间距大于穿刺针22的直径，两个振动探测片7外围均环绕设置有抗干扰框10，每个抗干扰框10下端面分别贴附有第二应变片1001，如图5和图6所示，第二应变片1001的信息输出端连接应变仪9，应变仪9上显示第二应变片1001形变后反馈的波形图；X-Y-Z直线位移机构包括设置于承载台3与底架1之间的底部X-Y-Z位移系统以及设置于振动探测片7与悬臂5之间的顶部X-Y-Z位移系统，X-Y-Z翻转机构包括设置于振动探测片7与悬臂5之间的悬吊翻转系统，Y轴方向即为承载台3纵向位置，承载台3上的待穿刺部位不进行翻转，只进行X、Y、Z三轴的直线移动。

所述的悬吊翻转机构包括X轴翻转装置、Y轴翻转装置和Z轴翻转装置，三个翻转装置均采用蜗轮蜗杆的结构形式，如图4、图10至图14所示，最上端为Z轴翻转装置，Z轴翻转装置内部为蜗轮蜗杆传动机构，通过转动与蜗杆相连的第一旋钮28来进行Z轴旋转角度的调节，蜗轮水平布置并随蜗杆的旋转而转动，Z轴翻转装置的输出端连接有Z轴翻转支架29，如图12所示，Z轴翻转装置的旋转轴线经过两个振动探测片7的中间点位置且与振动探测片7的下端面相垂直；Z轴翻转支架末端连接有X轴翻转装置，X轴翻转装置内部同样为蜗轮蜗杆传动机构，通过转动与蜗杆相连的第二旋钮30来进行X轴旋转角度的调节，蜗轮竖向设置并随蜗杆的旋转而转动，如图13所示，X轴翻转装置的外壳包括上端的X轴固定盖31和下端的X轴旋转座32，X轴固定盖31和X轴旋转座32之间设置有X轴弧形滑道33，蜗杆两端安装于X轴固定盖31中，蜗轮的轴与X轴旋转座32固定连接，转动第二旋钮30，蜗杆转动驱动蜗轮旋转，X轴旋转座32沿X轴弧形滑道33旋转，X轴翻转装置的输出端连接有X轴翻转支架34，如图10所示，X轴翻转装置的旋转轴线位于振动探测片7下端面所在的平面中且经过两个振动探测片7之间的中间点；X轴翻转支架34末端连接有Y轴翻转装置，Y轴翻转装置内部同样为蜗轮蜗杆传动机构，通过转动与蜗杆相连的第三旋钮35，来进行X轴旋转角度的调节，蜗轮竖向设置并随蜗杆的旋转而转动，如图14所示，Y轴翻转装置的外壳包括上端的Y轴固定盖36和下端的Y轴旋转座37，Y轴固定盖36和Y轴旋转座37之间设置有Y轴弧形滑道38，蜗杆两端安装于Y轴固定盖36中，蜗轮的轴与Y轴旋转座37固定连接，转动第三旋钮35，蜗杆驱动蜗轮旋转，Y轴旋转座37沿Y轴弧形滑道38转动，振动探测片7和抗干扰框10均连接于Y轴翻转装置底部，如图11所示，Y轴翻转装置的旋转轴线位于振动探测片7下端面所在的平面内且经过两个振动探测片7之间的中间点。

该三轴翻转装置的翻转轴均经过两个探测触头701间隔位置的中心点，即翻转过程均为两个探测触头701沿两者间隔部位中心点来进行，此外，Y轴翻转装置底部和两个振动探测片7之间还设置有Z轴调节机构，Z轴调节机构为丝杠和丝杠套相互配合的结构，如图4所示，调节与丝杠连接的第四旋钮39，与丝杠套相连的移动壳40可以进行Z向的位移调节，移动壳40下端还连接有支撑梁，支撑梁两端对称设置振动探测片7及其对应的抗干扰框10，每个振动探测片7与支撑梁之间均设置有X轴调节机构和竖向调节机构，X轴调节机构为丝杠和丝杠套的配合结构，如图4所示，调节与丝杠相连的第五旋钮41，与丝杠套相连的X轴座42即可实现X向的移动，竖向调节机构安装于X轴座42内侧，竖向调节机构为蜗轮蜗杆配合结构，如图4所示，调节与蜗轮的轴相连的第六旋钮43，与蜗杆借助轴承相连的竖向轴座44即可实现竖向的移动，振动探测片和抗干扰框均安装于竖向轴座44的内侧，两个振动探测片均可通过X轴调节机构和竖向调节机构进行单独调节。

为了便于穿刺针22随两个振动探测片7的转动而进行适应，将穿刺针22的位置调节机构中的固定杆23与移动壳40下端的支撑梁之间为刚性连接，并且该固定杆23与支撑梁相平行，无论两个振动探测片7如何翻转，穿刺针22均能够保持能够穿过两个振动探测片7之间的间隔部位，重要的是，基于穿刺针22的位置调节机构的结构和安装位置，可以使得穿刺针22限定在动脉轴线和两个探测触头701之间的中线所决定的平面内，穿刺针22可以在该平面内进行直线滑动和灵活转动，活动自由，直刺动脉，大大提高了动脉穿刺的准确度和成功率。

基于上述结构，所述动脉穿刺装置的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面动脉的搏动位置，借助底部X-Y-Z位移系统和顶部X-Y-Z位移系统调整两个振动探测片7中探测触头701，使其靠近待穿刺部位表面搏动位置，然后借助顶部X-Y-Z翻转系统调整两个探测触头701的角度，使其下端面平行于待穿刺部位表面并最终相接触，抗干扰框10下端的第二应变片1001将形变反馈至应变仪9中，第二应变片1001反馈的波形图中显示没有产生转矩波形时，说明第二应变片1001没有发生扭转，即说明抗干扰框10下端面与接触部位平行，没有产生扭转力矩，两个抗干扰框10下端面的第二应变片1001均没有扭转时说明两个探测触头701均平行于接触部位，这样的设置，能够最大限度降低探测触头701与接触表面不平行造成的扭转力矩，该扭转力矩会造成波形的失真，降低测定准确度；

B、调整

通过顶部X-Y-Z位移系统调整两个探测触头701与接触部位在垂直方向上的位移，使两个探测触头701对搏动位置施加预压力，两个振动探测片7上的第一应变片8分别产生形变并且将该形变反馈形成应变仪9上的两个波形图，两个波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

首先，通过X-Y-Z翻转机构来调整两个探测触头701与待穿刺部位表面的接触位置，使得两个波形图的基线值相同，然后，通过X-Y-Z直线位移机构来调整两个探测触头701与待穿刺部位表面的横向位移，使得两个波形图的波峰值相同，此时，两个探测触头701间隔部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

在两个探测触头701间隔部位进行动脉穿刺。

实施例4，在具体穿刺操作过程中，不仅需要找到动脉所在位置点，还需要确定动脉的走向，以保证穿刺针的穿刺方向不会偏离动脉的走向，因此，改进的方案如下所述：振动探测装置中振动探测片7为平行设置的一组且每个表面均粘贴有一个第一应变片8，或者振动探测片7的探测触头701下端面粘贴有一组沿探测触头701纵向分布或矩阵分布的压电晶体49。本实施例选用一组沿探测触头701纵向分布的压电晶体49作为展示对象，如图15和图16所示，具体操作时通过探测触头701的直线位移和翻转位移使得所有压电晶体49反馈至应变仪9中的波形图均相同，此时探测触头701的纵向方向即代表动脉的走向，通过本实施例不仅能够找到动脉所在的垂直位置，而且能够确定动脉的走向，为穿刺操作提供方向辅助，穿刺的精确度进一步得到提高，显著提高了穿刺的成功率和速度。

实施例5，在实际使用过程中，抗干扰框10和探测触头701的功能可以进行互换，抗干扰框10进行动脉搏动探测，而探测触头701起辅助作用，探测触头701的下端面将动脉上覆盖的脂肪和皮肤组织压紧，这就为抗干扰框10提供了具有一定压力且比较紧致的测量环境，对于动脉而言，施加的预压力越大，其反馈的搏动越明显，因此，探测触头701对动脉搏动位置的压迫为抗干扰框10提供了良好的搏动反馈环境，同时，抗干扰框10的框体结构形式也避免了单一接触面所形成反馈波形的毛刺，抗干扰框10下端面对搏动位置形成了多个接触面，多个接触面所得到的各自的搏动反馈共同作用于抗干扰框10，抗干扰框10通过第二应变片1001能够形成较为圆滑的波形图，该波形图能够较为准确地反应动脉的搏动状态，避免了波形图中出现毛刺、附加波造成的影响。

本发明应用于手术前的动脉穿刺中，利用该装置能够快速准确的找到动脉位置，为动脉穿刺提供精准的指导，现有动脉穿刺时需要十几、二十几分钟来进行动脉定位，不仅耗费时间长，而且准确度无法控制，需要医护人员具备较高的技术和丰富的经验才能进行，极易出现肿胀、瘀紫甚至肢端坏死等情况，不仅影响手术的进程，而且严重威胁患者的身体安全和健康；应用本发明中的动脉穿刺引导装置，能够显著提高动脉寻找的准确度，穿刺工作的效率得到明显的提升，失误率得到显著降低，解决了长期困扰手术前穿刺工作的失误率高、操作者紧张和患者反复经历穿刺痛苦等缺点。

Claims (7)

1.一种动脉穿刺引导装置，其特征在于：该装置包括底架(1)及固定在底架(1)上的立柱(2)和承载台(3)，立柱(2)上端借助悬臂(5)固定有位于承载台(3)上方的带有感应机构的振动探测装置，振动探测装置为横向悬伸设置的振动探测片(7)且其末端为向下探出的探测触头(701)，感应机构为粘贴于振动探测片表面的第一应变片(8)或者为粘贴于探测触头(701)下端面的压电晶体(49)，压电晶体(49)或者第一应变片(8)的信息输出端连接有应变仪(9)，承载台(3)上承载有患者的待穿刺部位，探测触头(701)借助位置调节系统与待穿刺部位表面相接触，所述位置调节系统包括设置于承载台(3)与底架(1)之间和/或振动探测片(7)与悬臂(5)之间的X-Y-Z直线位移机构，还包括设置于承载台(3)与底架(1)之间和/或振动探测片(7)与悬臂(5)之间的X-Y-Z翻转机构。

2.根据权利要求1所述的一种动脉穿刺引导装置，其特征在于：所述的振动探测片(7)为沿待穿刺部位横向方向设置的两个，两个振动探测片(7)为两探测触头(701)相邻的对称设置形式。

3.根据权利要求1所述的一种动脉穿刺引导装置，其特征在于：所述的X-Y-Z翻转机构包括承载台(3)与底架(1)之间的固定翻转机构和振动探测片(7)与悬臂(5)之间的悬吊翻转机构，所述的悬吊翻转机构使得振动探测片(7)有沿探测触头(701)下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度；所述的悬吊翻转机构使得两个振动探测片(7)有沿两个探测触头(701)之间区域下端面X向、Y向以及Z向的旋转自由度。

4.根据权利要求1所述的一种动脉穿刺引导装置，其特征在于：所述的振动探测片(7)外围环绕设置有抗干扰框(10)，抗干扰框(10)为横向悬伸设置，振动探测片(7)的探测触头(701)向下探出抗干扰框(10)。

5.根据权利要求1所述的一种动脉穿刺引导装置，其特征在于：所述的振动探测装置中振动探测片(7)为平行设置的一组且每个表面均粘贴有一个第一应变片(8)，或者振动探测片(7)的探测触头(701)下端面粘贴有一组沿探测触头(701)纵向分布或矩阵分布的压电晶体(49)。

6.如权利要求1所述的动脉穿刺引导装置的使用方法，其特征在于，所述的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面的搏动位置，然后借助X-Y-Z直线位移机构调整振动探测片(7)中探测触头(701)与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得探测触头(701)与搏动位置相接触，最后借助X-Y-Z翻转机构调整至探测触头(701)下端面与搏动位置表面相平行且其纵向方向与动脉走向一致；

B、调整

通过X-Y-Z直线位移机构调整探测触头(701)与搏动位置在垂直方向上的位移，使探测触头(701)对搏动位置施加预压力，振动探测片(7)上的第一应变片(8)或者探测触头(701)下表面的压电晶体(49)产生形变并且将该形变反馈形成应变仪(9)上的波形图，该波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

通过X-Y-Z翻转机构来调整探测触头(701)与待穿刺部位表面的接触位置，同时，通过X-Y-Z直线位移机构来调整探测触头(701)与待穿刺部位表面的横向位移，在翻转和位移过程中始终保持预压力不变，当波形图中波峰值最大时，探测触头(701)所在部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

通过X-Y-Z直线位移机构将探测触头(701)移开待穿刺部位表面，然后进行动脉穿刺。

7.如权利要求2所述的动脉穿刺引导装置的使用方法，其特征在于，所述的使用方法包括以下步骤：

A、初定位

医生通过把脉的方式确定待穿刺部位表面动脉的搏动位置，然后借助X-Y-Z直线位移机构分别依次调整两个振动探测片(7)中探测触头(701)与待穿刺部位表面搏动位置的位置关系，使得两个探测触头(701)位于搏动位置两侧并与待穿刺部位表面相接触，随后借助X-Y-Z翻转机构调整两个探测触头(701)下端面与搏动位置表面相平行，并且使得两个探测触头(701)下端面纵向方向与动脉走向一致，最后将两个探测触头(701)的间隔部位移动至搏动位置；

B、调整

通过X-Y-Z直线位移机构调整两个探测触头(701)与接触部位在垂直方向上的位移，使两个探测触头(701)对搏动位置施加预压力，两个振动探测片(7)上的第一应变片(8)或者两个探测触头(701)下端面的压电晶体(49)分别产生形变并且将该形变反馈形成应变仪(9)上的两个波形图，两个波形图中的基线值即为预压力值；

C、精确定位

首先，通过X-Y-Z翻转机构来调整两个探测触头(701)与待穿刺部位表面的接触位置，使得两个波形图的基线值相同，然后，通过X-Y-Z直线位移机构来调整两个探测触头(701)与待穿刺部位表面的横向位移，使得两个波形图的波峰值相同，此时，两个探测触头(701)间隔部位的垂直下方即为待穿刺部位中动脉所在位置；

D、穿刺

在两个探测触头(701)间隔部位进行动脉穿刺。