CN109620368A - 一种基于ct引导下的智能介入穿刺装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，通过设置控制柜，支架、平移装置、旋转装置、感应装置和穿刺装置，控制柜内部设有控制装置，并与平移装置、旋转装置、感应装置和穿刺装置电性连接，将控制柜1固定于CT床一侧，并将其控制装置与CT扫描床的计算机电性连接，CT扫描床先对病人进行扫描，并计算出病灶的三维坐标，医生根据经验计算好进针角度并输入计算机内，通过计算机将数据传输到控制装置，然后控制装置控制平移装置和旋转装置分别工作，以使穿刺针到达预设位置和角度，然后，穿刺装置完成穿刺工作，从而实现智能穿刺，避免人工误操作给病人带来伤害，同时操作方便，定位精度高。

Description

一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体为一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置。

背景技术

目前，CT引导下穿刺操作大多数是医生手动完成，医生根据CT扫描图像进行规划进针点及进针路径，手动预定位后将病人多次送进CT设备中，进行再调整。从而，穿刺过程完全靠操作人员的经验和技术水平，而手动操作难免会存在失误、手抖等风险，从而给病人带来二次伤害，同时浪费时间，给病人的身体和心理上都带来一定的痛苦。

发明内容

（一）解决的技术问题

为解决以上问题，本发明提供了一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其操作方便，定位准确。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，该智能介入穿刺装置包括控制柜，控制柜内部设有控制装置，该智能介入穿刺装置还包括支架、平移装置、旋转装置、感应装置和穿刺装置；

支架包括第一立柱和第一横梁，第一立柱垂直固定于控制柜上端，第一横梁一端固定于第一立柱上端，另一端垂直于第一立柱向外延伸；

平移装置一端与第一横梁连接，另一端与旋转装置连接，平移装置可调节旋转装置在平面和竖直面上的位置；

旋转装置包括第一旋转装置和第二旋转装置；

第一旋转装置包括第四座体、第五座体和第四动力源，第四座体与平移装置连接，第四动力源固定于第四座体上并驱动第五座体关于第四座体水平转动；

第二旋转装置，包括第六座体和第五动力源，第五动力源固定在第五座体上，并驱动第六座体关于第五座体竖直转动；

感应装置包括第一角度传感器和第二角度传感器，第一角度传感器与第五座体的转动轴连接，第二角度传感器与第六座体的转动轴连接；

穿刺装置包括第七座体、第八座体、第六动力源、第七动力源和穿刺器，穿刺器包括穿刺针筒、穿刺针和活塞柄；

第七座体与第六座体固定连接，第六动力源固定于第七座体上，并驱动第八座体在第七座体上滑动，穿刺针筒固定于第八座体的一端，第七动力源固定于第八座体的另一端，并驱动活塞柄在穿刺针筒内滑动，第六动力源驱动第八座体在第七座体上滑动以使穿刺针伸出或缩回第七座体；

控制装置与平移装置的动力源、第四动力源、第五动力源、第六动力源、第七动力源、第一角度传感器和第二传感器电性连接。

优选地，穿刺器还包括超微光纤成像装置，微光纤成像装置设置于穿刺针内部，头端位于穿刺针的针尖内侧，另一端穿出穿刺针远离针尖的一端并与控制装置电性连接。

优选地，穿刺针远离针尖的一端设有“Y”形支口，“Y”形支口包括第一连接口和第二连接口，第一连接口与穿刺针筒连接，微光纤成像装置从第二接口伸出穿刺针。

优选地，第七座体靠近穿刺针的一端设有定位板，定位板上设有定位凸台，定位凸台内设有通孔，通孔贯穿定位板并与穿刺针同轴，穿刺针在第六动力源的驱动下，可伸出或缩回定位凸台。

优选地，第八座体通过线性滑轨模组转接实现与第七座体的滑动连接，第六动力源为电动推杆，其中，电动推杆的座体与第七座体固定连接，电动推杆的伸缩杆与第八座体固定连接。

优选地，第七动力源为电机，电机通过丝杆螺母模组驱动活塞柄在穿刺针筒内滑动。

优选地，第四动力源通过带轮传动机构驱动第五座体在第四座体上水平转动；第五动力源为电机，第五动力源直接驱动第六座体在第五座体上竖直转动。

优选地，平移装置包括：

第一平移装置，包括第一座体、第一滑块和第一动力源，第一座体固定连接于第一横梁下端并与其平行，第一动力源驱动第一滑块在第一座体的两端之间滑动；

第二平移装置，包括第二座体、第二滑块和第二动力源，第二座体固定连接于第一滑块下端并与第一横梁垂直，第二动力源驱动第二滑块在第二座体的两端之间滑动；

第三动力源，第三动力源为电动推杆，电动推杆包括第三座体和伸缩杆，第三座体固定连接于第二滑块的下端，伸缩杆垂直向下设置，其底部与第四座体固定连接；

第一动力源、第二动力源和第三动力源与控制装置电性连接。

优选地，第一动力源为电机，第一动力源固定于第一座体上，并通过丝杠螺母模组驱动第一滑块在第一座体的两端之间滑动，第二动力源为电机，第二动力源固定于第二座体上，并通过丝杠螺母模组驱动第二滑块在第二座体的两端之间滑动。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该基于CT引导下的智能介入穿刺装置，通过设置控制柜，支架、平移装置、旋转装置、感应装置和穿刺装置，控制柜内部设有控制装置，并与平移装置、旋转装置、感应装置和穿刺装置电性连接，将控制柜1固定于CT床一侧，并将其控制装置与CT扫描床的计算机电性连接，CT扫描床先对病人进行扫描，并计算出病灶的三维坐标，医生根据经验计算好进针角度并输入计算机内，通过计算机将数据传输到控制装置，然后控制装置控制平移装置和旋转装置分别工作，以使穿刺针到达预设位置和角度，然后，第六动力源驱动第八座体在第七座体滑动，从而实现进针，然后七动力源驱动活塞柄在穿刺针筒内滑动，以抽取病灶活体，完成穿刺工作，从而实现智能穿刺，避免人工误操作给病人带来伤害，同时操作方便，定位精度高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制,在附图中：

图1示出了本发明的整体结构示意图；

图2示出了本发明的平移装置、旋转装置和穿刺装置连接示意图；

图3示出了本发明的旋转装置和穿刺装置连接示意图；

图4示出了本发明的穿刺装置结构示意图；

图5示出了本发明的穿刺针结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，该智能介入穿刺装置包括控制柜1，控制柜1内部设有控制装置，控制柜1固定于CT床一侧，控制装置与CT床的计算机电性连接，CT床可将扫描得到的病灶三维坐标反馈于控制装置；该智能介入穿刺装置还包括支架2、平移装置3、旋转装置4、感应装置5和穿刺装置6；感应装置5用于获取旋转角度的信号，平移装置3和旋转装置4用于将穿刺装置6调节到病灶相应的位置，穿刺装置6进行穿刺工作，从而实现该智能介入穿刺装置的自动定位和穿刺的功能；

具体的，支架2包括第一立柱20和第一横梁21，第一立柱20垂直固定于控制柜1上端，第一横梁21一端固定于第一立柱20上端，另一端垂直于第一立柱20向外延伸；为了加强第一横梁21的稳定性，第一横梁21和第一立柱20上部之间焊接有加强杆；

平移装置3一端与第一横梁21连接，另一端与旋转装置4连接，平移装置3可调节旋转装置4在平面和竖直面上的位置，也就是说，平移装置3可调节旋转装置4前后、左右以及上下的位置；

旋转装置4包括第一旋转装置40和第二旋转装置41；

第一旋转装置40包括第四座体400、第五座体401和第四动力源402，第四座体400与平移装置3连接，第四动力源402固定于第四座体400上并驱动第五座体401关于第四座体400水平转动；

第二旋转装置41，包括第六座体410和第五动力源411，第五动力源411固定在第五座体401上，并驱动第六座体410关于第五座体401竖直转动；通过第一旋转装置40和第二旋转装置41的配合，获得一个万向旋转装置，从而使第六座体410具有万向调节的功能，而平移装置3可调节旋转装置4前后、左右以及上下的位置，从而，平移装置3和旋转装置4共同作用下，可实现第六座体410前后、左右以及上下的位置调节以及空间角度的调节；

感应装置5包括第一角度传感器50和第二角度传感器51，第一角度传感器50与第五座体401的转动轴连接，第二角度传感器51与第六座体410的转动轴连接；通过第一角度传感器50和第二角度传感器51的设置，可实时获取第六座体410的空间角度值；第一角度传感器50和第二传感器51与控制装置电性连接，从而将六座体410的空间角度值实时反馈于控制装置，以实现定位精准；

穿刺装置6包括第七座体60、第八座体61、第六动力源62、第七动力源63和穿刺器64，穿刺器64包括穿刺针筒640、穿刺针641和活塞柄642；第七座体60作为基座，与第六座体410固定连接，第六动力源62固定于第七座体60上，并驱动第八座体61在第七座体60上滑动，穿刺针筒640固定于第八座体61的一端，第七动力源63固定于第八座体61的另一端，并驱动活塞柄642在穿刺针筒640内滑动，第六动力源62驱动第八座体61在第七座体60上滑动以使穿刺针641伸出或缩回第七座体60；由于穿刺针筒640固定于第八座体61的一端，而第六动力源6驱动第八座体61在第七座体60上滑动，从而实现第六动力源6驱动穿刺针筒640在第七座体60上滑动，即进针动作，第七动力源63可驱动活塞柄642在穿刺针筒640内滑动，从而实现抽取病灶活体的动作，而作为穿刺装置6的基座的第七座体60又与第六座体410固定连接，从而，平移装置3和旋转装置4共同作用下，可实现第七座体410前后、左右以及上下的位置调节以及空间角度的调节，最后直接作用为平移装置3和旋转装置4共同调节穿刺针641的前后、左右以及上下的位置调节以及空间角度，实现该智能介入穿刺装置自动对穿刺针641多位置多角度的调节；

控制装置还与平移装置3的动力源、第四动力源402、第五动力源411、第六动力源62和第七动力源63电性连接，以实现该智能介入穿刺装置的自动化。

综上所述，该智能介入穿刺装置的工作原理为：将控制柜1固定于CT床一侧，并将其控制装置与CT扫描床的计算机电性连接，CT扫描床先对病人进行扫描，并计算出病灶的三维坐标，医生根据经验计算好进针角度并输入计算机内，通过计算机将数据传输到控制装置，然后控制装置控制平移装置3和旋转装置4分别工作，以使穿刺针641到达预设位置和角度，然后，第六动力源6驱动第八座体61在第七座体60上滑动，从而实现进针，然后七动力源63驱动活塞柄642在穿刺针筒640内滑动，以抽取病灶活体，完成穿刺工作，从而智能穿刺，避免人工误操作给病人带来伤害，同时操作方便，定位精度高。实现完成后，控制装置控制平移装置3、旋转装置4和穿刺装置6分别复位，以便下一次穿刺工作。

为了实现穿刺是可视化操作，穿刺器64还包括超微光纤成像装置643，微光纤成像装置643设置于穿刺针641内部，头端位于穿刺针641的针尖内侧，另一端穿出穿刺针641远离针尖的一端并与控制装置电性连接，通过微光纤成像装置643实时将穿刺针位传输到CT床的计算机，以便医生实时观察穿刺过程，加强安全性。

具体的，穿刺针641远离针尖的一端设有“Y”形支口，“Y”形支口包括第一连接口6410和第二连接口6411，第一连接口6410与穿刺针筒640连接，微光纤成像装置643从第二接口6411伸出穿刺针641。

为了进针平稳，第七座体60靠近穿刺针641的一端设有定位板600，定位板600上设有定位凸台601，定位凸台601内设有通孔，通孔贯穿定位板600并与穿刺针641同轴，穿刺针641在第六动力源62的驱动下，可伸出或缩回定位凸台601，在穿刺的过程中，定位凸台601会先压紧穿刺部位的皮肤组织，然后穿刺针641从通孔穿出，进而穿刺，以避免皮肤儒动导致穿刺错位。

进一步为了进针平稳，第八座体61通过线性滑轨模组转接实现与第七座体60的滑动连接，第六动力源62为电动推杆，其中，电动推杆的座体与第七座体60固定连接，电动推杆的伸缩杆与第八座体61固定连接。通过线性滑轨模组的设置，可防止第八座体61在第七座体60上滑动摩擦过大，而造成卡顿。

进一步地，第七动力源63为电机，电机通过丝杆螺母模组7驱动活塞柄642在穿刺针筒640内滑动。

具体的，第四动力源402为电机，第四动力源402通过带轮传动机构8驱动第五座体401在第四座体400上水平转动；第五动力源411为电机，第五动力源411直接驱动第六座体410在第五座体401上竖直转动。

具体的，平移装置3包括第一平移装置30、第二平移装置30和第三动力源32，

第一平移装置30包括第一座体301、第一滑块302和第一动力源303，第一座体301固定连接于第一横梁21下端并与其平行，第一动力源303驱动第一滑块302在第一座体301的两端之间滑动；

第二平移装置31包括第二座体310、第二滑块311和第二动力源312，第二座体310固定连接于第一滑块302下端并与第一横梁21垂直，第二动力源312驱动第二滑块311在第二座体310的两端之间滑动；

第三动力源32第三动力源32为电动推杆，电动推杆包括第三座体320和伸缩杆321，第三座体320固定连接于第二滑块311的下端，伸缩杆321垂直向下设置，其底部与第四座体400固定连接；

第一动力源303、第二动力源312和第三动力源32与控制装置电性连接。

具体的，第一动力源303为电机，第一动力源303固定于第一座体301上，并通过丝杠螺母模组驱动第一滑块302在第一座体301的两端之间滑动，第二动力源312为电机，第二动力源312固定于第二座体310上，并通过丝杠螺母模组驱动第二滑块311在第二座体310的两端之间滑动。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，该智能介入穿刺装置包括控制柜（1），所述控制柜（1）内部设有控制装置，其特征在于，该智能介入穿刺装置还包括支架（2）、平移装置（3）、旋转装置（4）、感应装置（5）和穿刺装置（6）；

所述支架（2）包括第一立柱（20）和第一横梁（21），所述第一立柱（20）垂直固定于控制柜（1）上端，所述第一横梁（21）一端固定于第一立柱（20）上端，另一端垂直于第一立柱（20）向外延伸；

所述平移装置（3）一端与第一横梁（21）连接，另一端与旋转装置（4）连接，所述平移装置（3）可调节旋转装置（4）在平面和竖直面上的位置；

所述旋转装置（4）包括第一旋转装置（40）和第二旋转装置（41）；

所述第一旋转装置（40）包括第四座体（400）、第五座体（401）和第四动力源（402），所述第四座体（400）与平移装置（3）连接，所述第四动力源（402）固定于第四座体（400）上并驱动第五座体（401）关于第四座体（400）水平转动；

第二旋转装置（41），包括第六座体（410）和第五动力源（411），所述第五动力源（411）固定在第五座体（401）上，并驱动第六座体（410）关于第五座体（401）竖直转动；

所述感应装置（5）包括第一角度传感器（50）和第二角度传感器（51），所述第一角度传感器（50）与第五座体（401）的转动轴连接，所述第二角度传感器（51）与第六座体（410）的转动轴连接；

所述穿刺装置（6）包括第七座体（60）、第八座体（61）、第六动力源（62）、第七动力源（63）和穿刺器（64），所述穿刺器（64）包括穿刺针筒（640）、穿刺针（641）和活塞柄（642）；

所述第七座体（60）与第六座体（410）固定连接，所述第六动力源（62）固定于第七座体（60）上，并驱动第八座体（61）在第七座体（60）上滑动，所述穿刺针筒（640）固定于第八座体（61）的一端，所述第七动力源（63）固定于第八座体（61）的另一端，并驱动活塞柄（642）在穿刺针筒（640）内滑动，所述第六动力源（62）驱动第八座体（61）在第七座体（60）上滑动以使穿刺针（641）伸出或缩回第七座体（60）；

所述控制装置与所述平移装置（3）的动力源、第四动力源（402）、第五动力源（411）、第六动力源（62）、第七动力源（63）、第一角度传感器（50）和第二传感器（51）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述穿刺器（64）还包括超微光纤成像装置（643），所述微光纤成像装置（643）设置于穿刺针（641）内部，头端位于所述穿刺针（641）的针尖内侧，另一端穿出穿刺针（641）远离针尖的一端并与控制装置电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述穿刺针（641）远离针尖的一端设有“Y”形支口，所述“Y”形支口包括第一连接口（6410）和第二连接口（6411），所述第一连接口（6410）与穿刺针筒（640）连接，所述微光纤成像装置（643）从第二接口（6411）伸出穿刺针（641）。

4.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述第七座体（60）靠近所述穿刺针（641）的一端设有定位板（600），所述定位板（600）上设有定位凸台（601），所述定位凸台（601）内设有通孔，所述通孔贯穿定位板（600）并与穿刺针（641）同轴，所述穿刺针（641）在第六动力源（62）的驱动下，可伸出或缩回定位凸台（601）。

5.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述第八座体（61）通过线性滑轨模组转接实现与第七座体（60）的滑动连接，所述第六动力源（62）为电动推杆，其中，电动推杆的座体与第七座体（60）固定连接，电动推杆的伸缩杆与第八座体（61）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述第七动力源（63）为电机，所述电机通过丝杆螺母模组（7）驱动活塞柄（642）在穿刺针筒（640）内滑动。

7.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，所述第四动力源（402）为电机，所述第四动力源（402）通过带轮传动机构（8）驱动第五座体（401）在第四座体（400）上水平转动；所述第五动力源（411）为电机，所述第五动力源（411）直接驱动第六座体（410）在第五座体（401）上竖直转动。

8.根据权利要求1所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述平移装置（3）包括：

第一平移装置（30），包括第一座体（301）、第一滑块（302）和第一动力源（303），第一座体（301）固定连接于第一横梁（21）下端并与其平行，所述第一动力源（303）驱动第一滑块（302）在第一座体（301）的两端之间滑动；

第二平移装置（31），包括第二座体（310）、第二滑块（311）和第二动力源（312），第二座体（310）固定连接于第一滑块（302）下端并与第一横梁（21）垂直，所述第二动力源（312）驱动第二滑块（311）在第二座体（310）的两端之间滑动；

第三动力源（32），所述第三动力源（32）为电动推杆，所述电动推杆包括第三座体（320）和伸缩杆（321），所述第三座体（320）固定连接于第二滑块（311）的下端，所述伸缩杆（321）垂直向下设置，其底部与第四座体（400）固定连接；

所述第一动力源（303）、第二动力源（312）和第三动力源（32）与控制装置电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于CT引导下的智能介入穿刺装置，其特征在于，所述第一动力源（303）为电机，所述第一动力源（303）固定于第一座体（301）上，并通过丝杠螺母模组驱动第一滑块（302）在第一座体（301）的两端之间滑动，所述第二动力源（312）为电机，所述第二动力源（312）固定于第二座体（310）上，并通过丝杠螺母模组驱动第二滑块（311）在第二座体（310）的两端之间滑动。