CN111012452A - 一种高自由度的主动柔性针结构 - Google Patents

一种高自由度的主动柔性针结构 Download PDF

Info

Publication number
CN111012452A
CN111012452A CN201911372847.1A CN201911372847A CN111012452A CN 111012452 A CN111012452 A CN 111012452A CN 201911372847 A CN201911372847 A CN 201911372847A CN 111012452 A CN111012452 A CN 111012452A
Authority
CN
China
Prior art keywords
needle
needle point
driving wheel
inner core
longitudinal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911372847.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵燕江
张瑞康
房玉康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201911372847.1A priority Critical patent/CN111012452A/zh
Publication of CN111012452A publication Critical patent/CN111012452A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/34—Trocars; Puncturing needles
    • A61B17/3462—Trocars; Puncturing needles with means for changing the diameter or the orientation of the entrance port of the cannula, e.g. for use with different-sized instruments, reduction ports, adapter seals

Abstract

本发明涉及一种高自由度的主动柔性针结构，属于医疗器械技术领域，其组成包括：针尖、针尖对顶螺纹套、针尖球关节、针轴内芯、针轴外套、牵引线与驱动轮；通过驱动轮的旋转带动牵引线对针尖进行牵引，结合针尖球关节实现针尖高自由度的转动；相对传统柔性针，通过驱动轮与牵引线结合的控制方式减少了的控制难度；针尖球关节使这种主动柔性针具有更高的运动自由度；高自由度的主动柔性针是一种控制简单、机构灵活的柔性针结构。

Description

一种高自由度的主动柔性针结构
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种高自由度的主动柔性针结构。
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。而传统穿剌手术采用的是刚性针，无法对针尖位置进行有效的控制，由于在穿刺时针尖受力不均匀和组织形变等导致针尖偏离预定目标，导致穿剌失败。
CN201721239049公开了一种方法，该方法设计了一种柔锁驱动的主动柔性针，采用柔索驱动，使具有斜面的针尖绕着销轴摆动，实现主动控制柔性针，这种解决方案在技术上是有效的，但是它存在一些技术缺陷。首先，因为针尖与内针通过销轴连接，针尖的运动形式受到销轴限制，只能绕销轴摆动。当柔锁驱动的主动柔性针刺入肌肉组织中时，仅仅能在一个平面内弯曲、不灵活，避开危险组织的能力不足，存在局限性。其次，针尖与驱动轴、驱动轴与内针的连接结构复杂，有小体积零件销轴裸露在外，可靠性不足，存在手术风险。
基于现有技术存在的缺陷，本发明所需要解决的技术问题为穿刺手术中针尖位置控制不灵活，针尖结构复杂、可靠性不足的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种高自由度的主动柔性针结构，使用高自由度的运动副作为关节，通过简单的控制可以使针尖的运动与弯曲轨迹更灵活，避开神经和其他重要组织。
一种高自由度的主动柔性针结构，由针尖，针尖对顶螺纹套，针尖球关节，针轴内芯，针轴外套，横向牵引线，纵向牵引线，横向驱动轮与纵向驱动轮组成；针尖与针尖对顶螺纹套通过螺纹与针尖球关节连接；针尖球关节的球面与针轴内芯的球面配合连接；针轴内芯与针轴外套过盈配合嵌套连接；横向牵引线与纵向牵引线从针轴内芯与针轴外套中的孔洞穿过，环绕针尖球关节，横向驱动轮，纵向驱动轮的槽。
作为优选，所述的针尖与针尖对顶螺纹套内孔有螺纹，对顶防松连接；针尖球关节柱形部分均布四道槽，柱形表面有螺纹；针尖内孔分为两段，内侧孔的孔径比外侧孔的孔径大，外侧孔表面有螺纹，内侧孔表面为光孔；针尖球关节柱形部分深入针尖的长度超过外侧孔长度，使横向牵引线与纵向牵引线被针尖球关节紧压在针尖的内壁上。
作为优选，所述的针轴内芯与针轴外套具有一定柔性，并均匀分布四道槽；当针轴内芯与针轴外套过盈嵌套连接时，四对均匀分布的槽合成四个均布的圆孔，作为横向牵引线与纵向牵引线牵引针尖的通道。
作为优选，所述的横向牵引线与纵向牵引线是环形闭合的金属线；横向驱动轮转动带动横向牵引线移动，使针尖横向摆动；纵向驱动轮转动带动纵向牵引线移动，使针尖纵向摆动；横向驱动轮与纵向驱动轮协同作用，使针尖摆动更灵活。
本发明的有益效果为：
1.针尖球关节的球形关节，使针尖具有更高的运动自由度，穿刺路径形式更多样、灵活，对危险组织的避让效果更好。
2.横向与纵向两根牵引线通过横向驱动轮与纵向驱动轮的组合控制可以使针尖朝任意角度偏转，控制方式简单可靠。
3.针尖与针尖对顶螺纹套对顶防止零件松脱，高自由度的主动柔性裸露在外的部分不存在容易松脱的细小零件，结构可靠性、手术安全性高。
附图说明
图1高自由度的主动柔性针爆炸图
图2高自由度的主动柔性针示意图
图3高自由度的主动柔性针半剖图
图4针尖球关节示意图
图5针尖结构示意图
图6针尖半剖图
图7针轴内芯半剖图
图8针轴内芯示意图
图9针轴外套示意图
图10针轴内心与外套装配示意图
图11横向牵引线示意图
图12纵向牵引线示意图
图中：1针尖、1-1外侧孔、1-2内侧孔、1-3内壁、2针尖对顶螺纹套、3针尖球关节、3-1关节球面、3-2柱形部分、4针轴外套、4-1针轴外套槽、5针轴内芯、5-1针轴内芯球面、5-2针轴内芯槽、6横向牵引线、7纵向牵引线、8横向驱动轮、9纵向驱动轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：一种高自由度的主动柔性针结构，由针尖1，针尖对顶螺纹套2，针尖球关节3，针轴内芯5，针轴外套4，横向牵引线6，纵向牵引线7，横向驱动轮8与纵向驱动轮9组成。针尖1与针尖对顶螺纹套2通过螺纹与针尖球关节3连接；针尖球关节3的关节球面3-1与针轴内芯球面5-1配合连接；针轴内芯5与针轴外套4过盈配合嵌套连接；横向牵引线6与纵向牵引线7从针轴内芯5与针轴外套4中的孔洞穿过，环绕针尖球关节3，横向驱动轮8，纵向驱动轮9的槽。
进一步的，所述的针尖1与针尖对顶螺纹套2内孔有螺纹，对顶防松连接；针尖球关节3柱形部分3-2有四道槽，柱形部分3-2表面有螺纹；针尖1内的孔分为两段，内侧孔1-2的孔径比外侧孔1-1的孔径大，外侧孔1-1表面有螺纹，内侧孔1-2表面为光孔；针尖球关节3柱形部分3-2深入针尖1的长度超过外侧孔1-1长度，使横向牵引线6与纵向牵引线7被针尖球关节3紧压在针尖1内壁1-3上。
进一步的，所述的针轴内芯5与针轴外套4具有一定柔性；针轴内芯5均匀分布四道针轴内芯槽5-2；针轴外套4均匀分布四道针轴外套槽4-1；当针轴内芯5与针轴外套4过盈嵌套连接时，四对均匀分布的槽合成四个均布的圆孔，作为横向牵引线6与纵向牵引线7牵引针尖1的通道。
进一步的，所述的横向牵引线6与纵向牵引线7是环形闭合的金属线；横向驱动轮8与纵向驱动轮9转动带动横向牵引线6与纵向牵引线7移动，进一步带动针尖1转动。
本发明具体实施方式的工作原理为：
横向驱动轮8与纵向驱动轮9进行转动，带动横向牵引线6与纵向牵引线7，使针尖1按横向驱动轮8与纵向驱动轮9转动的方向偏转一定角度。随着针结构刺入肌肉组织，针轴随针尖1的偏转方向进行移动，同时可以通过横向驱动轮8与纵向驱动轮9调整针尖1朝向，改变刺入肌肉组织的路径。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种高自由度的主动柔性针结构，由针尖（1），针尖对顶螺纹套（2），针尖球关节（3），针轴内芯（5），针轴外套（4），横向牵引线（6），纵向牵引线（7），横向驱动轮（8）与纵向驱动轮（9）组成；针尖（1）与针尖对顶螺纹套（2）通过螺纹与针尖球关节（3）连接；针尖球关节（3）的关节球面（3-1）与针轴内芯（5）的针轴内芯球面（5-1）配合连接；针轴内芯（5）与针轴外套（4）过盈配合嵌套连接；横向牵引线（6）与纵向牵引线（7）从针轴内芯（5）与针轴外套（4）中的孔洞穿过，环绕针尖球关节（3），横向驱动轮（8），纵向驱动轮（9）的槽。
2.根据权利要求1所述的一种高自由度的主动柔性针结构，其特征在于，针尖（1）与针尖对顶螺纹套（2）内孔有螺纹，对顶防松连接；针尖球关节（3）柱形部分（3-2）均布四道槽，柱形部分（3-2）表面有螺纹；针尖（1）内孔分为两段，内侧孔（1-2）的孔径比外侧孔（1-1）的孔径大，外侧孔（1-1）表面有螺纹，内侧孔（1-2）表面为光孔；针尖球关节（3）柱形部分（3-2）深入针尖（1）的长度超过外侧孔（1-1）长度，使横向牵引线（6）与纵向牵引线（7）被针尖球关节（3）紧压在针尖（1）内壁（1-3）上。
3.根据权利要求1所述的一种高自由度的主动柔性针结构，针轴内芯（5）与针轴外套（4）具有一定柔性；针轴内芯（5）均匀分布四道针轴内芯槽（5-2）；针轴外套（4）均匀分布四道针轴外套槽（4-1）；当针轴内芯（5）与针轴外套（4）过盈嵌套连接时，四对均匀分布的槽合成四个均布的圆孔，作为横向牵引线（6）与纵向牵引线（7）牵引针尖（1）的通道。
4.根据权利要求1所述的一种高自由度的主动柔性针结构，横向牵引线（6）与纵向牵引线（7）是环形闭合的金属线；横向驱动轮（8）转动带动横向牵引线（6）移动，使针尖（1）横向摆动；纵向驱动轮（9）转动带动纵向牵引线（7）移动，使针尖（1）纵向摆动；横向驱动轮（8）与纵向驱动轮（9）协同作用，使针尖（1）摆动更灵活。
CN201911372847.1A 2019-12-27 2019-12-27 一种高自由度的主动柔性针结构 Pending CN111012452A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911372847.1A CN111012452A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种高自由度的主动柔性针结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911372847.1A CN111012452A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种高自由度的主动柔性针结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111012452A true CN111012452A (zh) 2020-04-17

Family

ID=70214932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911372847.1A Pending CN111012452A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 一种高自由度的主动柔性针结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111012452A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115530934A (zh) * 2022-08-15 2022-12-30 山东大学 一种基于丝传动的柔性穿刺针穿刺手术器械

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2104633U (zh) * 1991-05-18 1992-05-20 张文权 多用途医用临床检查器
CN104470450A (zh) * 2012-07-17 2015-03-25 理查德·沃尔夫有限公司 内窥镜器械
CN105212997A (zh) * 2015-11-11 2016-01-06 哈尔滨理工大学 套管柔性针的穿刺机构及穿刺方法
CN205268798U (zh) * 2015-12-09 2016-06-01 哈尔滨理工大学 一种套管式柔性针的进针机构
CN206499516U (zh) * 2016-11-29 2017-09-19 哈尔滨理工大学 一种基于齿轮传动的套管柔性针同步穿刺机构
CN107280767A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 北京邮电大学 套管柔性针穿刺医疗机器人系统
CN107550526A (zh) * 2017-10-16 2018-01-09 吉林大学 一种具有自锁性的手持式微创手术器械
CN207949875U (zh) * 2017-11-28 2018-10-12 杨明山 一种腹腔镜手术牵引装置
CN208096801U (zh) * 2017-09-26 2018-11-16 哈尔滨理工大学 一种柔索驱动的主动柔性针
CN109199592A (zh) * 2018-11-07 2019-01-15 哈尔滨理工大学 一种高灵活性的微创手术机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2104633U (zh) * 1991-05-18 1992-05-20 张文权 多用途医用临床检查器
CN104470450A (zh) * 2012-07-17 2015-03-25 理查德·沃尔夫有限公司 内窥镜器械
CN105212997A (zh) * 2015-11-11 2016-01-06 哈尔滨理工大学 套管柔性针的穿刺机构及穿刺方法
CN205268798U (zh) * 2015-12-09 2016-06-01 哈尔滨理工大学 一种套管式柔性针的进针机构
CN206499516U (zh) * 2016-11-29 2017-09-19 哈尔滨理工大学 一种基于齿轮传动的套管柔性针同步穿刺机构
CN107280767A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 北京邮电大学 套管柔性针穿刺医疗机器人系统
CN208096801U (zh) * 2017-09-26 2018-11-16 哈尔滨理工大学 一种柔索驱动的主动柔性针
CN107550526A (zh) * 2017-10-16 2018-01-09 吉林大学 一种具有自锁性的手持式微创手术器械
CN207949875U (zh) * 2017-11-28 2018-10-12 杨明山 一种腹腔镜手术牵引装置
CN109199592A (zh) * 2018-11-07 2019-01-15 哈尔滨理工大学 一种高灵活性的微创手术机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张永德，赵燕江、陈浩: "斜尖柔性针在软组织中的二维路径规划", 《机器人》, vol. 33, no. 6, 30 November 2011 (2011-11-30) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115530934A (zh) * 2022-08-15 2022-12-30 山东大学 一种基于丝传动的柔性穿刺针穿刺手术器械

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103648573B (zh) 多方向导管控制手柄
US6663645B2 (en) Device for controlled endoscopic penetration of injection needle
US6123699A (en) Omni-directional steerable catheter
US5702433A (en) Kink-resistant steerable catheter assembly for microwave ablation
US20170113017A1 (en) Adjustable curved medical catheter and assembling method thereof
CN111012452A (zh) 一种高自由度的主动柔性针结构
WO2007064251A1 (en) An implantable lead
US20070299493A1 (en) Low profile active fixation cardiac lead having torque transmitting means
CN112370125B (zh) 一种缠绕式柔性针穿刺机构
US20230081021A1 (en) Biostimulator transport system having weldless bearing retainer
US8551079B2 (en) Surgical instrument with electrical connector
US20080319520A1 (en) Endocardial Lead
CN113425390B (zh) 一种磁驱动式柔性针穿刺机构
CN208096801U (zh) 一种柔索驱动的主动柔性针
CN208492062U (zh) 一种呼吸道oct导管
JP2018051146A (ja) ダイレータおよび医療システム並びに処置方法
CN112401947B (zh) 一种心外手术用圆球结构封堵器及其使用方法
CN209771105U (zh) 主动固定式起搏器电极导线以及电极导线的传动装置
US10201699B2 (en) Implantable therapy lead including bi-directional rotary blood ring seal
US20220409885A1 (en) Biostimulator delivery system having tether cable
CN116370042A (zh) 一种绳驱动主动柔性针穿刺机构
CN219185471U (zh) 可调弯鞘管
CN217854006U (zh) 一种用于脑室腹腔分流术的皮下隧道通条
CN212089673U (zh) 一种手柄可分离式网篮
CN219149012U (zh) 载器组件及造隧导引工具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200417

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication