CN109938808A - 一种基于形状记忆合金的穿刺装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于形状记忆合金的穿刺装置，该穿刺装置在穿刺针的基础上设计了机械性的运动机构，利用形状记忆合金的形变和弹簧的回复力带动滑块前后移动，进而带动滑块上的穿刺针完成穿刺或拔除动作，从而在对形状记忆合金形变控制的情况下，可以控制穿刺针刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小，相比于传统的电机驱动穿刺针的方式，柔性驱动有利于穿刺针在刺破人体组织的过程中减少对人体组织的破坏，因此，应用本发明，在对形状记忆合金的形变控制展开研究的情况下，可以推动柔性驱动在外科手术器械领域的发展，进而在一定程度上减少腹腔穿刺术或其他手术的手动操作环节，提高穿刺精度，降低手术风险，减轻病人痛苦。

Description

一种基于形状记忆合金的穿刺装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的穿刺装置。

背景技术

在外科手术中，许多地方都需要用到穿刺术，比如腹腔穿刺术，这是一种借助穿刺针直接从腹前壁刺入腹膜腔的一项诊疗技术，主要用于抽液检查腹水的性质与病原，以协助诊断，在现有技术中，穿刺动作有的由医生手动完成，在这种情况下穿刺深度不宜控制，稍有不慎可能造成危险，患者的痛苦程度也较高，还有的利用医疗器械，由电机驱动穿刺针刺入人体组织，该情况下因为电机驱动无法控制穿刺针刺入人体组织时穿刺力的大小，因而可能会由于在刺破人体组织的瞬间因穿刺力过大而对周围的组织造成二次伤害，同样也提高了手术感染的风险。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中常规穿刺针需要医生手动执行穿刺或者电机驱动穿刺针穿刺过程中穿刺深度不易控制，无法平滑刺入等技术缺陷，提供一种基于形状记忆合金的穿刺装置，对形状记忆合金丝的形变展开柔性控制，并以此来驱动穿刺针刺入人体组织，达到平滑刺入的效果。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于形状记忆合金的穿刺装置，所述穿刺装置包括滑块1、右连接件2、穿刺针3、夹具4、连接件5、拉压力传感器6、顶板7、固定件8、弹簧10、左连接件11、后固定板12、前固定板13、形状记忆合金丝14、底座15、固定板16和滑轨17，其中，所述穿刺针3通过夹具4固定在连接件5上，所述连接件5则固定在拉压力传感器6上，从而通过拉压力传感器6测出穿刺针3在刺入人体组织过程中所受阻力的大小；

所述拉压力传感器6通过顶板7固定在固定件8上，所述固定件8、右连接件2和左连接件11均固定在滑块1上，因此穿刺针3在滑块1的带动下沿着滑轨17前后移动，进而产生穿刺和拔出动作。

所述滑轨17的两端分别固定在两个底座15上，且保证两个底座15的高度大于左连接件11和右连接件2伸出滑轨17的长度；

所述弹簧10的一端固定在与穿刺针3相反运动方向一端的底座15上，弹簧10的另一端固定在后固定板12上，而所述后固定板12同时固定在左连接件11和右连接件2上，因此弹簧的拉伸或者压缩带动滑块1沿着滑轨17前后移动；

所述形状记忆合金丝14的一端固定在前固定板13预留的螺纹孔上，另一端固定在固定板16预留的螺纹孔上，而前固定板13同时固定在左连接件11和右连接件2上，固定板16固定在与穿刺针3相同运动方向一端的底座15上，所述形状记忆合金丝14的形变带动滑块1在滑轨17上前后移动。

进一步地，所述前固定板13和固定板16上预留有多个用于固定形状记忆合金丝14的螺纹孔，根据需求增加或者减少形状记忆合金丝14的根数。

进一步地，通过加热所述形状记忆合金丝14，导致形状记忆合金丝14产生收缩形变，进而带动滑块1沿滑轨17向前运动同时拉伸弹簧10，穿刺针3产生穿刺动作，停止对所述形状记忆合金丝14加热，由于形状记忆合金丝14温度降低，其长度会变长，弹簧10收缩时的回复力带动滑块1沿滑轨17向后运动，从而穿刺针3就会产生拔出动作，因此通过对形状记忆合金丝14的控制可以控制穿刺针3刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小，从而实现穿刺针平滑的刺入人体组织。

进一步地，所述弹簧10的一端通过夹片9固定在与穿刺针3相反运动方向一端的底座15上，弹簧10的另一端通过夹片9固定在后固定板12上。

进一步地，所述连接件5通过螺栓固定在拉压力传感器6上；所述滑轨17的两端通过螺栓分别固定在两个底座15上；所述后固定板12通过螺栓同时固定在左连接件11和右连接件2上；所述前固定板13通过螺栓同时固定在左连接件11和右连接件2上；所述固定板16通过螺栓固定在与穿刺针3相同运动方向一端的底座15上。

进一步地，所述滑块1在滑轨17上可自由滑动。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

不同于现有的技术中常规穿刺针需要医生手动执行穿刺或者电机驱动穿刺针执行穿刺，本发明中采用形状记忆合金丝的形变来作为驱动力，利用形状记忆合金的形变和弹簧的回复力带动滑块前后移动，进而带动滑块上的穿刺针完成穿刺或拔除动作，从而在对形状记忆合金形变控制的情况下，可以控制穿刺针刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小，相比于传统的电机驱动穿刺针的方式，柔性驱动有利于穿刺针在刺破人体组织的过程中减少对人体组织的破坏，从而降低手术风险，减轻病人的痛苦。

附图说明

图1是本发明中公开的基于形状记忆合金的穿刺装置的立体图；

图2是本发明中公开的基于形状记忆合金的穿刺装置的主视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

实施例

本实施例公开了一种基于形状记忆合金的穿刺装置，该穿刺装置在穿刺针的基础上设计了机械性的运动机构，利用形状记忆合金的形变和弹簧的回复力带动滑块前后移动，进而带动滑块上的穿刺针完成穿刺或拔除动作，从而在对形状记忆合金形变控制的情况下，可以控制穿刺针刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小。

如附图1所示，其组成包括滑块1、右连接件2、穿刺针3、夹具4、连接件5、拉压力传感器6、顶板7、固定件8、夹片9、弹簧10、左连接件11、后固定板12、前固定板13、形状记忆合金丝14、底座15、固定板16和滑轨17，其中，穿刺针3通过夹具4固定在连接件5上，连接件5则通过螺栓固定在拉压力传感器6上，从而通过拉压力传感器6可以测出穿刺针3在刺入人体组织过程中所受阻力的大小。

本实施例中，拉压力传感器6通过顶板7固定在固定件8上，因固定件8，右连接件2，左连接件11都固定在滑块1上，因此穿刺针3可以在滑块1的带动下沿着滑轨17前后移动，进而产生穿刺和拔出动作。

本实施例中，滑轨17的两端通过螺栓分别固定在两个底座15上，且保证两个底座15的高度大于左连接件11和右连接件2伸出滑轨17的长度，因此滑块1可以在滑轨17上自由滑动。

本实施例中，弹簧10的一端通过夹片9固定在与穿刺针3相反运动方向一端的底座15上，弹簧10的另一端通过夹片9固定在后固定板12上，而后固定板12通过螺栓同时固定在左连接件11和右连接件2上，因此弹簧的拉伸或者压缩都可以带动滑块1沿着滑轨17前后移动。

本实施例中，形状记忆合金丝14的一端固定在前固定板13预留的螺纹孔上，另一端固定在固定板16预留的螺纹孔上，而前固定板13通过螺栓同时固定在左连接件11和右连接件2上，固定板16通过螺栓固定在与穿刺针3相同运动方向一端的底座15上，因此形状记忆合金丝14的形变可以带动滑块1在滑轨17上前后移动，前固定板13，固定板16上留有多个螺纹孔，可以根据需求增加或者减少形状记忆合金丝14的根数。

本实施例中，通过加热形状记忆合金丝14，形状记忆合金丝14会产生收缩形变，进而带动滑块1沿滑轨17向前运动同时拉伸弹簧10，穿刺针3就会产生穿刺动作，停止对形状记忆合金丝14加热，由于形状记忆合金丝14温度降低，其长度会变长，弹簧10收缩时的回复力带动滑块1沿滑轨17向后运动，从而穿刺针3就会产生拔出动作，因此通过对形状记忆合金丝14的控制可以控制穿刺针3刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小，从而实现穿刺针平滑的刺入人体组织。

综上所述，采用形状记忆合金丝的形变来作为驱动力，利用形状记忆合金的形变和弹簧的回复力带动滑块前后移动，进而带动滑块上的穿刺针完成穿刺或拔除动作，通过控制形状记忆合金丝的形变，可以控制穿刺针刺入人体组织或者动物组织的速度和力的大小，从而克服电机驱动或者医生手动刺入时所带来的穿刺力无法控制，或者定位不准的困难。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，所述穿刺装置包括滑块(1)、右连接件(2)、穿刺针(3)、夹具(4)、连接件(5)、拉压力传感器(6)、顶板(7)、固定件(8)、弹簧(10)、左连接件(11)、后固定板(12)、前固定板(13)、形状记忆合金丝(14)、底座(15)、固定板(16)和滑轨(17)，其中，所述穿刺针(3)通过夹具(4)固定在连接件(5)上，所述连接件(5)则固定在拉压力传感器(6)上，从而通过拉压力传感器(6)测出穿刺针(3)在刺入人体组织过程中所受阻力的大小；

所述拉压力传感器(6)通过顶板(7)固定在固定件(8)上，所述固定件(8)、右连接件(2)和左连接件(11)均固定在滑块(1)上，因此穿刺针(3)在滑块(1)的带动下沿着滑轨(17)前后移动，进而产生穿刺和拔出动作；

所述滑轨(17)的两端分别固定在两个底座(15)上，且保证两个底座(15)的高度大于左连接件(11)和右连接件(2)伸出滑轨(17)的长度；

所述弹簧(10)的一端固定在与穿刺针(3)相反运动方向一端的底座(15)上，弹簧(10)的另一端固定在后固定板(12)上，而所述后固定板(12)同时固定在左连接件(11)和右连接件(2)上，因此弹簧的拉伸或者压缩带动滑块(1)沿着滑轨(17)前后移动；

所述形状记忆合金丝(14)的一端固定在前固定板(13)预留的螺纹孔上，另一端固定在固定板(16)预留的螺纹孔上，而前固定板(13)同时固定在左连接件(11)和右连接件(2)上，固定板(16)固定在与穿刺针(3)相同运动方向一端的底座(15)上，所述形状记忆合金丝(14)的形变带动滑块(1)在滑轨(17)上前后移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，所述前固定板(13)和固定板(16)上预留有多个用于固定形状记忆合金丝(14)的螺纹孔，根据需求增加或者减少形状记忆合金丝(14)的根数。

3.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，通过加热所述形状记忆合金丝(14)，导致形状记忆合金丝(14)产生收缩形变，进而带动滑块(1)沿滑轨(17)向前运动同时拉伸弹簧(10)，穿刺针(3)产生穿刺动作，停止对所述形状记忆合金丝(14)加热，由于形状记忆合金丝(14)温度降低，其长度会变长，弹簧(10)收缩时的回复力带动滑块(1)沿滑轨(17)向后运动，从而穿刺针(3)就会产生拔出动作。

4.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，所述弹簧(10)的一端通过夹片(9)固定在与穿刺针(3)相反运动方向一端的底座(15)上，弹簧(10)的另一端通过夹片(9)固定在后固定板(12)上。

5.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，所述连接件(5)通过螺栓固定在拉压力传感器(6)上；所述滑轨(17)的两端通过螺栓分别固定在两个底座(15)上；所述后固定板(12)通过螺栓同时固定在左连接件(11)和右连接件(2)上；所述前固定板(13)通过螺栓同时固定在左连接件(11)和右连接件(2)上；所述固定板(16)通过螺栓固定在与穿刺针(3)相同运动方向一端的底座(15)上。

6.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金的穿刺装置，其特征在于，所述滑块(1)在滑轨(17)上可自由滑动。