CN111513821B - 一种动脉留置针 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动脉留置针，至少包括：留置针组件，其用于建立连通于患肢血管内部的血管通路，软管底座，其设于所述留置针组件上且其呈开放状的两端分别用于固定软管以及插接针体，所述动脉留置针还包括：外筒，其设于所述软管底座的空腔中且其筒体一端与所述软管底座的空腔内壁相对固定，内筒，其套设于所述外筒之中，其中，所述针体是以其撤除过程使得所述外筒与所述内筒之间呈完全套接状态的方式脱离所述软管底座内腔的。

Description

一种动脉留置针

技术领域

本发明涉及留置针技术领域，尤其涉及一种动脉留置针。

背景技术

目前，动静脉内瘘(AVF)因其血流量充足、安全、使用方便，已成为维持性血液透析患者血管通路的首选，被称为血液透析患者的“生命线”。但临床上常常因各种原因导致内瘘狭窄、闭塞而失去功能，致使透析无法正常进行，如何做好内瘘的护理，延长内瘘使用寿命，是每个透析室护士需要重视的问题。关于动静脉内瘘，瘘即为血管通路或称为自体动静脉內瘘，是血液透析患者的生命线，负责将血液引出体外循环装置并回输到患者血管内的通道。血液透析以每分钟300毫升血流量血液循环，而患者自身的静脉根本无法满足血透血流量的需要，而动脉穿刺又存在易发血肿和穿刺困难等条件限制。因而通过动静脉内瘘将患者自己的静脉和动脉连接起来，这样既能满足流量要求，又安全易于操作。静脉內瘘并不是手术做好了就可以马上使用的，內瘘成熟需要时间，因此动静脉内瘘的建立需要提前规划。尤其是针对肾小球滤过率在25ml/min或肌酐352umol/L的慢性肾衰患者、老年人、糖尿病、系统性红斑狼疮以及合并其他脏器功能不全的患者更应早做准备。

目前市场上被有效使用的防针刺伤安全留置针主要是以美国碧迪公司和德国贝朗公司为代表的产品，其产品设计原理主要是在留置针尾端与针座尾端之间增加设置了针对针尖部的安全防护装置。使用产品时，在针管被拔出的过程中，针管的针尖部与安全防护装置实现卡合锁定来实现安全防护装置对针尖部的防护以避免针尖部外露导致刺伤和交叉感染。碧迪与贝朗公司产品设计的区别主要在于，碧迪产品的安全防护装置以塑料材料为主，而贝朗公司产品的安全防护装置则以金属件结构为主。两种产品虽有区别，但原理和功能效果及缺点都极为相似。碧迪和贝朗的产品虽然能满足防针刺伤的技术要求，但其产品只能在针尖脱离留置针尾端而暴露在留置针尾端与安全防护装置之间的情况下，将其针尖部置于安全防护装置内。

然而在针尖脱离留置针尾端而暴露在留置针尾端与安全防护装置之间的情况下，针体中残留的血液可能流出至留置针尾端，即，在抽离安全防护装置后，留置针上暴露于外界环境中的尾端上残留血液，易污染环境且操作者的体验和感观不佳。如公开号为CN209332895U的专利文件所提供的一种安全型留置针，包括通过卡扣机构可拆卸连接的留置针主体和与刺针容纳筒；留置针主体上设置有套针和输液管；刺针容纳筒外侧壁上设置有手持部，刺针容纳筒内设置有穿刺针、第一复位弹簧和抵顶座，抵顶座中部设置有供穿刺针穿过的通孔，穿刺针可滑动地设置在留置针主体和套针内，第一复位弹簧套设在穿刺针上并分别于抵顶座和穿刺针的尾端相抵顶；穿刺针具有工作位置和收纳位置，刺针容纳筒上还设置有用于触发第一复位弹簧将穿刺针由工作位置切换至收纳位置的触发机构，当穿刺针处于收纳位置是，穿刺针完全容纳在刺针容纳筒内。现有的其它各类创新型的如上述专利所提供的防针刺安全留置针，大多以模仿或改进碧迪和贝朗设计为主，其所提出的解决方案均无法满足上述留置针的技术要求。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，如在抽离安全防护装置后，留置针上暴露于外界环境中的尾端上残留血液，易污染环境且操作者手部被污染，若操作者手部污染处理不到位，将引起患者之间交叉感染及院内感染的问题，现有的各类创新型的防针刺安全留置针，提出了留置针的防针刺保护装置，以避免了针头的外露易刺伤，此类解决方案所实现的仅仅是在针头退出留置针尾端时对针头的相对封闭，然而针头与留置针尾端之间始终是在外部环境下相互脱离的，针头上和留置针尾端内部都残留有血液，导致在针头与留置针尾端之间相互脱离的瞬间，无法避免地将血液从留置针尾端内部带出，在暴露于外界环境中的尾端外壁上残留血液，现有技术中所提出的安全留置针无法解决在抽离安全防护装置时易污染环境的问题。对此，本发明所提供的动脉留置针，通过设置彼此套设的外筒与所述内筒，使得在使用该留置针时，在将针尖抽离前留置针尾端之前，就已经将针尖进行相对封闭，即针头与留置针尾端之间的相互脱离不是发生在外部环境中的，而是发生在由本申请所提出的双层套设的保护套筒内部，再继续抽离针体时，残留有血液的针体完全地被限制在保护套筒内，留置针尾端内部残留的血液也不会随着针体的退出而被带出到其尾端外部。以此极大地避免了在抽离安全防护装置后，暴露于外界环境中的尾端上残留血液的问题，同时保护套筒提供了对针尖的有效安全防护作用。

根据本发明所提出的动脉留置针，其至少包括：留置针组件，其用于建立连通于患肢血管内部的血管通路，软管底座，其设于所述留置针组件上且其呈开放状的两端分别用于固定软管以及插接针体，所述动脉留置针还包括：外筒，其设于所述软管底座的空腔中且其筒体一端与所述软管底座的空腔内壁相对固定，内筒，其套设于所述外筒之中，其中，所述针体是以其撤除过程使得所述外筒与所述内筒之间呈完全套接状态的方式脱离所述软管底座内腔的。优选地，所述针体是以其置入过程使得所述外筒与所述内筒之间呈非完全套接状态的方式安装于所述软管底座空腔中的。

在本申请中，在实施动静脉留置操作之前，针体沿保护套筒的中心轴线连续贯穿两个保护套筒，两个保护套筒相互套接且彼此能够相对滑动。此时两个保护套筒彼此间为非完全套接状态，位于内筒的部分筒体脱离出外筒。在退出针体时，针体先是退出至(脱离出外筒的)部分内筒中，继而该部分内筒带着针体一起退至外筒内。该设置下使得针体的退出过程至少被分为两阶段，逐个阶段地先后对针体实现了防刺保护和隔离残留血液的目的。

具体而言，在第一阶段针体先是退出至(脱离出外筒的)部分内筒中，内筒对可能残留血液的尖锐针尖进行包覆隔离，实现防刺保护；在第二阶段包覆针体的该部分内筒后退至外筒内部，可能残留有血液的尖锐针尖被双重隔离。并且可能被血液污染的内筒也被隔离在外筒中，此时再将外筒从留置针尾端脱离下来，极大地降低了外筒被污染的潜在风险。在该过程中，针头与留置针尾端间互不接触，不存在针头与留置针尾端之间在外部环境下相互脱离的过程，消除了留置针尾端内部残留的血液随针体的退出而被带出到其尾端外部的潜在危险，同时保护套筒提供了对针尖的有效安全防护作用。

根据一种优选实施方式，所述内筒与所述外筒之间是以彼此之间能够在第一外力下相对滑移且相互限制彼此对应的开放端的运动趋势的方式相互套接的。优选地，所述外筒的第一弹性端具有朝向靠近其筒体内腔的方向靠拢的运动趋势，所述内筒的第二弹性端具有朝向远离其筒体内腔的方向外扩的运动趋势。

本申请中外筒与内筒均包括具有弹性的开放端。在置入针体前，内筒的弹性端被限制在外筒内部，此时的外筒可以直接置入留置针尾端内腔中。由留置针尾端内腔中对应的限位阶来定位外筒的位置。即在生产该动脉留置针时，套筒可以便捷地直接置入留置针内腔，两者之间为可拆卸组装。不仅有利于生产制造时减小工艺难度，并且两者之间的组装关系随针体的撤出被解除。即操作者无需如现有技术中用力拔除或旋转等动作，即可将套筒顺利取下，使用时操作便捷。

另一方面，在该设置下，在生产该动脉留置针时，在需要组装上针体的过程中，由于针体的置入使得弹性材质的内筒压缩变形。内筒将其受到的挤压作用力传递至外筒，迫使外筒的弹性端向外扩张。该弹性端进一步向内置入限位阶，使得弹性端与限位阶之间的相互固定作用提高。如上，本申请在组装针体的过程中，还同时达到了对套筒进行稳定固定的目的，工艺步骤简捷，有利于提高生产效率。

另外，在该设置下，在生产该动脉留置针时，在将针体进一步向内推进的过程中，由于针体与内筒之间的摩擦接触，位于内筒的部分筒体被带动着脱离出外筒。同步地释放了呈压缩变形状态的内筒弹性端。弹性端主动向外扩张，弹性端外壁在周向上均贴附至留置针尾端内腔的内壁上。至此，中间贯穿有针体的内筒弹性端将该处横截面完全封截。在该设置下，当之后需要退出针体时，被针体的移动所带出的残留血液在该处横截面被阻挡。进一步使得残留血液不会沾染到外筒上，保证了外筒在被撤离留置针尾端后不会污染到环境。与之同时，在之后需要退出针体时，针体的退出使得内筒弹性端与留置针尾端贴合程度减小。空气经由该两者之间的缝隙进入留置针尾端上针体的退出侧。使得原针体所在的负压环境被释放。留置针尾端上针体的退出侧的血液不再受到负压作用，也就不再随着针体的退出而向外流动。进一步降低了残留血液沾染到外筒上的可能。以此，本申请中动脉留置针所要求的生产过程不仅工艺难度低，并且还进一步提高了针体退出留置针尾端时的防污染效果。

根据一种优选实施方式，所述外筒能够在对其施加第二外力的情况下解除其端部与所述软管底座的空腔内壁之间的固定关系，所述针体能够在对其施加第三外力的情况下相对所述内筒前后滑移。

优选地，第一外力、第二外力和第三外力均是通过操作者推或拉针体，外力作用通过针体传递至内筒或外筒上，所施加的外力作用的作用先后顺序是按照所述第三外力、所述第一外力、所述第二外力依次进行的。此处所指的作用先后顺序，也就是在所施加的外力作用下哪两部件间优先发生相对滑移或彼此脱离。外力作用的作用先后顺序可以是通过设置两部件间的接触面上摩擦作用的大小、或是通过设置各部件的可压缩弹性的大小来实现。

通过对本申请中在外力作用下各部件间的相对滑移在时间上的先后顺序进行设置，间接地确定了各部件间的运动情况。由于第三外力在时间上优先作用，使得针体在外力作用下与内筒之间相对滑移。针尖从内筒的弹性端外部后退至内筒的内部，后退至针尖部分完全被内筒从周向所包覆。针体不再与内筒之间发生相对滑移，以此完成对针体的被划分为两阶段退出过程中的第一阶段。具体而言，在第一阶段针体先是退出至(脱离出外筒的)部分内筒中，使得内筒对可能残留血液的尖锐针尖进行包覆隔离，实现防刺保护。并且在该退出过程中，中间贯穿有针体的内筒弹性端将该处横截面完全封截。在该设置下，被针体的移动所带出的残留血液在该处横截面被阻挡。与之同时，针体的退出使得内筒弹性端与留置针尾端贴合程度减小。空气经由该两者之间的缝隙进入留置针尾端上针体的退出侧，使得原针体所在的负压环境被释放。留置针尾端上针体的退出侧的血液不再随着针体的退出而向外流动，进一步降低了残留血液沾染到外筒上的可能。

继第三外力后施加第一外力，使得内外套筒之间相对滑移。在内外套筒之间相对滑移的过程中，内筒的弹性端与外筒的弹性端所形成的压缩变形均发生变化。由于内筒逐渐回缩至外筒内部，内筒的弹性端朝向针体所在位置发生压缩变形。由于内筒弹性端的压缩变形，致使内筒与针体之间的相对静摩擦作用力增大。限制了针体与内筒之间的相对滑移趋势。从而再继续施加外力作用时，有利于施加外力时内外套筒之间的相对滑移。另一方面，由于针体完全被环向包覆在内筒内，此时内筒弹性端位于针尖前方且完全与针体相脱离，其所在端面由半开放状态转换至完全封闭状态。在该转换下，将内筒的内腔与外部完全相隔离开来，将针体完全隔离在内筒中，针体上血液无法流出污染其他部件。

既第一外力后施加第二外力，使得外筒相对留置针尾端相对滑移。至此整个套筒以完全包覆着针尖的方式可以顺利退出留置针尾端。该过程中，由于内筒已完全被弹性压缩在外筒内，内筒在弹性扩张状态下对外筒所施加的作用力被撤除。外筒的弹性端向内收缩。一是保持内筒弹性端的相对封闭状态，此外还使得外筒弹性端向外扩张的程度减小。外筒弹性端退出与之对应的限位阶，限位阶对外筒弹性端所施加的限位作用被撤除。外筒不再受限位作用而可以自由退出留置针尾端。此时操作者只需向外拿出针体，与针体相对固定的套筒即可顺利地被拉出。

相比于现有技术，现有技术所提出的大多是采用机械式结构或是可拆卸连接式来固定安全防护装置，该类固定方式下要求操作者必须使用大力来拔除安全防护装置，但过大作用力下使得针尖和留置针尾端的残留血液被溅到外部环境的潜在风险增大，或是拆除开机械式辅助固定部件，相当于要求单手操作的操作者必须松开针体来操作，针体在脱离的瞬间掉落，掉落到地上可能导致安全防护装置被破坏，针体完全暴露在环境中，同样地使得针体上残留血液被溅到外部环境的潜在风险增大，同时操作不便。而本申请中所提出的动脉留置针在使用结束后的针体撤除过程中，由于最后如上所述外筒不再受限位作用而可以自由退出留置针尾端，因此操作者只需向外稍用力即可顺利取出针体，针体的取出过程简单且无需使用大力，操作者单手即可完成针体的撤除，并且撤除后的针体始终被握持在操作者手中，避免了现有技术中安全防护装置掉落而存在针体暴露的问题。

根据一种优选实施方式，所述针体上设置有限液套，所述限液套用于在抽离所述针体时对其针尖的输液端面进行封闭以避免针体内血液流出污染所述保护套筒的外壁。

优选地，在将针体安装至所述软管底座的空腔中时，基于所述限液套与所述内筒内壁、所述软管底座空腔内壁或软管内壁之间的相对摩擦力中的一个或几个，所述限液套相对针体朝向远离其针尖的方向移动且受限于设于所述针体上的第一限位部而与所述针体相对固定。优选地，所述限液套的第三开放端具有朝向靠近针体外壁的方向靠拢的运动趋势。进一步优选地，基于针尖上呈开放状的且横截面积逐渐递减的输液端面，所述限液套的开放端朝向靠近针体外壁的方向靠拢，以此使得所述输液端面被包覆于所述限液套的内部。

根据一种优选实施方式，所述内筒的空腔内壁上开设有限位槽，所述针体能够以所述限液套与所述限位槽相适配的方式与所述内筒相对固定。优选地，以此针体是在其至少包括针尖的针体部分被包覆于所述保护套筒之内的方式脱离所述软管底座。

本申请中限液套为可弹性变形部件，在生产该留置针组件时，将针体向内推进，针体上的限液套被限制在远离针尖的位置，而在使用后，将针体向外拉出，针体上的限液套被带动着朝向靠近针尖的位置移动，使得在退出针体时针尖的输液端面被包覆于限液套的内部。在该设置下，由于输液端面被相对封闭，针体内残留的部分血液不能沿针尖流出，进而进一步地提高了对针体所残留的血液的防护作用，并且在将针体推入至内筒后，内筒筒壁上的限位阶或限位槽与限液套之间相互配合，提高了在内筒与针体之间的相对固定作用，以使得在继续拉动针体时内外套筒之间相对滑移。

一种装置，所述装置至少包括：针组件，其用于建立连通于患肢血管内部的血管通路，底座，其设于所述针组件上且其呈开放状的一端用于插接置入部，所述装置还包括：外筒，其设于所述底座的空腔中，内筒，其套设于所述外筒之中，设于所述动静脉针中的机械手组件，其被配置为抓持所述针组件以辅助针组件置入待操作对象，和/或，辅助针组件以其置入部的撤除过程使得所述外筒与所述内筒之间呈完全套接状态的方式脱离所述底座的内腔。

根据一种优选实施方式，所述装置还包括：第一观察部，其设于所述针组件上且在所述置入部被刺入待操作对象内部时向第一观察部的空仓内回引流体，第二观察部，其设于所述针组件上且其被构造为在其一端随置入部置入待操作对象内部时向第二观察部的空管回引流体。

根据一种优选实施方式，所述机械手组件基于由可视化组件所采集到的关于所述针组件的第一观察部和/或第二观察部所得到的流体回引信息来调整其将所述针组件置入待操作对象的进针操作姿势。

根据一种优选实施方式，所述可视化组件包括第一显像设备，第一显像设备一端对准待操作对象上的内瘘建立区域且在所述针组件的置入过程中利用流体中血红蛋白对近红外光线的特殊敏感性质来辅助所述针组件进行穿刺。

附图说明

图1是本发明提供的软管底座的简化剖视结构示意图；

图2是本发明提供的第一机械手的简化整体结构示意图；

图3是本发明提供的留置针组件的简化模整体结构示意图；和

图4是本发明提供的动脉留置针的简化模块连接关系示意图。

附图标记列表

1：留置针组件 2：可视化组件 3：机械手组件

4：医院就诊系统 101：回血观察仓 102：软管

103：针体 104：软管固定翼 105：针翼

106：软管底座 107：针尖保护套 108：针体底座

201：第一显像设备 202：第二显像设备 301：第一机械手

302：第二机械手 303：阻力监测模块 1071：外筒

1072：内筒 1031：限液套 1071a：第一弹性端

1072a：第二弹性端 1072b：限位槽 1031a：第三开放端

1031b：第一限位部 1031c：第二限位部 203：第二处理器

304：第一处理器

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提出的动脉留置针进行详细说明。

如图3所示，该动脉留置针至少包括留置针组件1。该留置针组件1用于建立连通于患肢血管内部的血管通路。本发明是基于常用的留置针组件1结构进行改进的。以下先对现有常用留置针组件1的主要结构进行简述：留置针组件1至少包括依次连接的软管102、软管底座106、针尖保护套107、针体底座108。其中软管102一端固接至软管底座106上，并且软管底座106中的内腔与软管102的管体内部相连通。针尖保护套107的两端分别套接至软管底座106上和针体底座108上。针体103的一端固接在针体底座108上。在安装时，将针体103逐一地刺入针尖保护套107、软管底座106、软管102，直至针体底座108套接至针体103保护套上。在取出时，握持针体底座108，使其脱离针体103保护套，以将针尖逐一地抽离软管102、软管底座106，直至针尖进入针尖保护套107被限位保护，继续拉动针体底座108，带动针尖保护套107脱离软管底座106，最后可以采用软管102塞闭合软管底座106的开放端。

如图1所示出的位于上方的示意图，是在将针体103抽离软管但未进入针尖保护套107之前，该动脉留置针的软管底座106部分的剖视结构示意图。软管底座106上呈开放状的两端分别用于固定软管以及插接针体103。软管底座106内部设置有针尖保护套107。针尖保护套107由彼此套接的外筒1071以及内筒1072所共同构成。

针对外筒1071：外筒1071的第一弹性端1071a具有朝向靠近其筒体内腔的方向靠拢的运动趋势。即在未放置内筒1072时，外筒1071的第一弹性端1071a的开放程度较小，但能够通过套接内筒1072的方式撑大其第一弹性端1071a的开放程度。具有弹性的开放端部位的可以是呈环绕状的的朝向彼此抵紧或远离彼此外张的若干个弹性元件。在置入针体103前第一弹性端1071a与软管底座106的空腔内壁相对固定。一方面，第一弹性端1071a是由于其端面中套接有内筒1072而使得第一弹性端1071a的端面抵接于软管底座106的空腔内壁，另一方面，第一弹性端1071a的外沿部分的外壁上设置有凸条，以此在第一弹性端1071a的端面抵接于软管底座106的空腔内壁时，该凸条卡合至软管底座106的空腔内壁中，使得第一弹性端1071a与软管底座106的空腔内壁相对固定。

针对内筒1072：内筒1072套设于外筒1071之中。内筒1072的第二弹性端1072a具有朝向远离其筒体内腔的方向外扩的运动趋势。即在未套接在外筒1071中时，第二弹性端1072a的开放程度较大，但能够通过套接至外筒1071中的方式限制其第二弹性端1072a的开放程度。针体103依次穿过外筒1071的筒体底面、内筒1072的筒体底面、内筒1072的第二弹性端1072a将针体103置入软管底座106中。在将针体103安装至软管底座106的空腔的过程中，设于针体103上的限液套1031，基于其与内筒1072内壁、软管底座106空腔内壁或软管内壁之间的相对摩擦力中的一个或几个，限液套1031相对针体103朝向远离其针尖的方向移动且受限于设于针体103上的第一限位部1031b而与针体103相对固定。即在退出针体103之前限液套1031位于远离针尖的一端。如图1所示出的位于下方的示意图，是在将针体103退出至针尖保护套107中且两个保护套筒彼此完全套接时，该动脉留置针的软管底座106部分的剖视结构示意图。

针对限液套1031优选地：限液套1031的第三开放端1031a具有朝向靠近针体103外壁的方向靠拢的运动趋势。即限液套1031在其未套设于针体103外壁上时，其开放端向内收缩，开放程度较小。在将针体103抽离软管底座106的空腔中时，基于限液套1031与内筒1072内壁、软管底座106空腔内壁或软管内壁之间的相对摩擦力中的一个或几个，限液套1031相对针体103朝向靠近其针尖的方向移动且受限于设于针体103上的第二限位部1031c而与针体103相对固定，限液套1031上的部分套体置于针尖外壁上；同时基于针尖上呈开放状的且横截面积逐渐递减的输液端面，限液套1031的开放端朝向靠近针体103外壁的方向靠拢，以此使得在退出针体103时针尖的输液端面被包覆于限液套1031的内部。

针对限液套1031进一步优选地：内筒1072的空腔内壁上开设有限位槽1072b。即在限液套1031受限于限位部而与针体103一同进入内筒1072后，限液套1031与限位槽1072b相适配，以此针体103与内筒1072相对固定，继续抽出针体103，将带动内筒1072相对外筒1071滑移。以此针体103是在其至少包括针尖的针体103部分被包覆于保护套筒之内且针尖的输液端面被包覆于限液套1031的内部的方式脱离软管底座106。

针对针体103退出软管底座106时的过程中：内筒1072能够在对其施加第一外力的情况下相对外筒1071前后移动，外筒1071能够在对其施加第二外力的情况下解除其端部与软管底座106的空腔内壁之间的固定关系，针体103能够在对其施加第三外力的情况下相对内筒1072前后滑移，其中，第三外力、第一外力、第二外力的力作用大小依次递增。即为通过逐渐地增加施加在针体103尾端的向外拉的作用力，针体103先滑移至内筒1072内并与其筒体相对固定，内筒1072继续滑移至外筒1071内并与外筒1071相对固定，内筒1072外壁脱离第一弹性端1071a，外筒1071的第一弹性端1071a缩小使得外筒1071脱离软管底座106，以此将针体103与针尖保护套107一同抽离软管底座106。

如图3所示，留置针组件1上还设置有回血观察仓101。该回血观察仓101即为上述针体底座108上靠近针体103部位上所开设的空腔，其与针芯内部相连通。在留置针组件1的针尖被刺入患肢血管内部时，由于针芯内部压力明显低于患者血管内部压力，形成一较小负压，以此在针尖刺入血管内时，将向该回血观察仓101的空仓内回引血液。该回血观察仓101为透明材质，故由医护人员手持操作时其可以以观察回血观察仓101的方式来检查是否回血。

留置针组件1上还设置有软管102。软管102套接在针外部，但由于针尖露出在软管102的端部之外，针尖先刺入患肢血管内部继而再是软管102进入血管内部，以此软管102一端随针尖一同置入患肢血管内部时，同上，将向该软管102的空管回引血液。该回血观察仓101为透明材质，故由医护人员手持操作时其可以以观察软管102的方式来检查是否回血。

优选地，在上述现有留置针组件1的基础上，如图3所示，其还设置有软管固定翼104和针翼105。通过设置软管固定翼104和针翼105，便于机械手对留置针组件1的稳定抓持。其中，软管固定翼104指的是设于软管底座106外壁上的且沿垂直于其外壁的方向侧向延伸的部件。针翼105指的是设于针体底座108外壁上的且沿垂直于其外壁的方向侧向延伸的部件。

为明确本申请所提出的动脉留置针中各硬件间的数据传输的过程，进行如下说明：机械手组件3中还包括第一处理器304。该第一处理器304分别与设于可视化组件2中的第二处理器203以及医院就诊系统相连接。第一处理器304与设于机械手组件3中的第一机械手301、第二机械手302、至少一个阻力监测模块分别相连接。至少两个阻力监测模块分别设置在所述第一机械手301和第二机械手302上与留置针组件1相接触的位置上。设于可视化组件2中的第二处理器203分别与第一显像设备与第二显像设备相连接。第一显像设备与第二显像设备分别用于采集及处理影像数据，并将处理后得到的关于置入过程的信息传输至第二处理器203，由第二处理器203传输至第一处理器304。至少一个阻力监测模块用于采集及处理机械手在推动留置针组件1前进或撤出的过程中所受到的前进阻力或撤出阻力数据，并将其处理得到的关于置入过程的信息传输至第一处理器304。第一处理器304与医院就诊系统进行交互，在进行下一位患者的置入过程前获取下一位患者的个体信息。第一处理器304对其接收到的信息进行处理以基于其处理得到的信息生成相关指令传输至第一机械手301以及第二机械手302进行置入操作。

根据一种优选实施方式，本发明所提出的动脉留置针还包括机械手组件3。机械手组件3用于抓持留置针组件1并辅助留置针组件1置入患肢。第一机械手301抓持于留置针组件1的软管固定翼104上，第二机械手302抓持于留置针组件1的针翼105上。

根据一种优选实施方式，动脉留置针还包括可视化组件2。如图2所示，可视化组件2至少包括第一显像设备201和第二显像设备202。

此处所提及的第一显像设备201，是通过将对人体无害的近红外光照射到皮肤上，近红外光会被血管中的血液部分吸收，而会被血管周围的组织反射，从而形成清晰的血管影像。即，第一显像设备201用于在留置针组件1的置入过程中利用血管中血液血红蛋白对近红外光线的特殊敏感性质来辅助留置针组件1进行穿刺。“血红蛋白对近红外光线的特殊敏感性质”指的是血红蛋白对近红外光线所具有的特殊吸收性质，近红外光在皮肤等人体组织上的透射深度在3mm左右，在NIR(Near Infra-Red，近红外)光源照射下滤除其他光线影响可以得到静脉的影像，若要透射出的图像清晰易分辨，可以进一步通过图像处理器进行合适的gama校正，在分辨范围内的使图像灰度等级可被观察者清晰分辩。上述第一显像设备201可以是如已授权的公开日为2013年3月27日的公开号为CN202821303U的专利文献所提出的一种红外静脉血管显像装置，当光学窗口对准被测部位相应部位的摄像点，在NIR光源照射下，含有血红蛋白的静脉血管对近红外光线进行吸收散射，由于静脉血管周围组织含血红蛋白较少，吸收散射不明显，从而达到成像目的；通过红外摄像机进行成像，图像信号经过后端图像处理器处理后，进入投影仪，经过投影仪以可见光的形式通过窄带滤光镜，然后通过光学窗口输出，到达被测部位的相应部位表面得到投影点，投影点与摄像点位置相同，从而使血管可见，达到便于识别的效果。例如中科微影的VIVO500s投影式红外显像仪产品，其可以协助临床护理工作者快速定位最佳适合穿刺部位,明确血管的位置及走向,同时利于观察有无静脉窦、血肿、药物外渗等情况，该设备还引用了先进的血管深度识别技术。

而此处所提及的第二显像设备202，是通过将近红外光照射到留置针组件1上，近红外光会被留置针组件1中的血液部分吸收，而会被血液部分周围的结构所反射，从而形成清晰的血路影像。即，第二显像设备202是用于在留置针组件1的置入过程中利用被回流至留置针组件1中的血液血红蛋白对近红外光线的特殊敏感性质来辅助留置针组件1进行穿刺的。第一显像设备201与第二显像设备202可以为同一型号设备。

如图2所示，关于第一显像设备201与第二显像设备202各自的固定方式：第一显像设备201的影像采集端对准患肢上的内瘘建立区域。该第二显像设备202的影像采集端对准留置针组件1所在区域且该第二显像设备202架设于机械手组件3上。由于机械手组件3与留置针组件1与第二显像设备202分别相对固定，即能够保证第二显像设备202始终与留置针组件1所在区域相对准。以此，第一显像设备201与第二显像设备202均始终维持其光学窗口与各自的监测区域相对应，有利于通过其影像数据中得到仓体回血信息和/或管体回血信息。

本发明中仓体回血信息以及管体回血信息指的是：基于留置针组件1中的回血观察仓101以及软管102分别由于针体103的置入过程所引起的回血现象，由第二显像设备202对针体103的置入位置进行判断，即判断目前针体103的置入位置是否处于针尖刺入血管或是软管102成功置入血管内等等。其中回血现象指的是一般在针头刺入血管后，由于负压的作用，血液很容易就会从血管内流出进入针管内的现象。仓体回血信息以及管体回血信息均是基于由显像设备所采集到的影像数据所得到的。

其中，作为一种优选实施方式，在第二显像设备202将近红外光照射到留置针组件1上，而其所采集到的影像中出现部分区域的近红外光强吸收时，判断其为回血观察仓101的回血现象，即当前针体103已刺入血管。由可视化组件2处理得到关于留置针组件1的仓体回血信息。

作为一种优选实施方式，在第二显像设备202将近红外光照射到留置针组件1上，而其所采集到的影像中出现部分区域的近红外光强吸收且该部分区域的形状为长条形时，判断其为软管102的回血现象，即当前软管102已置入血管。由可视化组件2处理得到关于留置针组件1的管体回血信息。

进一步优选地：机械手组件3基于由可视化组件2所采集到的关于留置针组件1的仓体回血信息和/或管体回血信息来调整其将留置针组件1置入患肢的进针操作姿势。其中，优选地，机械手组件3通过相继改变留置针组件1的针体103与患肢表面之间相对倾斜角度和留置针组件1的针体103与患肢表面之间的刺入深度的方式来调整进针操作姿势。

本发明所提供的动脉留置针，进针操作姿势是基于第一显像设备201与第二显像设备202分别对皮下血管区域以及皮上针体103”血管区域“的监控来进行调整的，皮上针体103”血管区域“指的是内腔包含回血的针体103区域，具有极大的可视化程度以及可靠性程度，不依赖于影像处理技术的进展而能够有效控制治疗成本，只需监控影像中是否存在“血管区域”即可判断当前针体103所在位置，数据处理量小而保证了连贯可靠的穿刺过程，区别于现有技术中所提供的依赖于皮下血管显像技术以试图严格控制扎针深度与扎针角度的自动扎针装置，由于目前所能提供的血管显像设备所采用的影像处理算法尚停留在Niblack+二值化算法阶段，即虽然血管与其周围组织被测底分割为两种不同的灰度值，但最终影像呈现出的血管边缘粗糙、呈锯齿状或颗粒状，因此现有技术中的自动扎针装置是无法依赖于皮下血管显像技术也无法达到其所称的对扎针深度与扎针角度的严格控制。尤其针对动脉留置针组件1的穿刺，现有技术尚未对其置入过程提出辅助解决方案，本发明基于其动脉留置针的套管式结构特性，提供了一种动脉留置针，针体103的刺入角度与针体103刺入深度不仅是分开调整的并且在操作时间上是前后紧接着相继完成的，以此在将软管102送入血管时，在不影响置入过程的连贯性的同时保证了较小的血管穿刺角度，更有利于套管式留置针组件1的顺利置入。

针对上述仓体回血信息和/或管体回血信息与进针操作姿势之间的对应关系进一步说明：

首先，机械手组件3基于仓体回血信息和/或管体回血信息所执行的操作动作包括预期性姿势操作以及补偿性姿势操作两个操作方式。针对单个的置入操作步骤而言其还分为机械手组件3的准备期和补偿期。此处所指的准备期是指在上一置入操作步骤结束的时刻起至下一置入操作步骤之间的时间段，机械手组件3在此阶段对接下来的操作步骤进行准备，即由当前的操作姿势逐渐地转换至下一操作姿势(即上述预期性姿势操作)。此处所指的补偿期是指在转换至下一操作姿势的过程中对机械手组件3的操作过程进行补偿性控制，以消除可能由机械手组件3实际操作所引起的操作风险。

针对补偿期进一步说明：上述提及的可能由机械手组件3实际操作所引起的操作风险主要指的是两方面：一方面是由于机械手组件3在(某一置入操作步骤的)准备期内的调节程度超出预设风险阈值，所可能引起的针尖刺入程度过深或是留置针组件1的倾斜角度过大而刺穿对侧血管壁的操作风险；另一方面是由于机械手组件3对患者血管情况的预测判断与实际患者血管情况之间的偏差超出预设风险阈值，所可能引起的无法在预定的时长内采集到有效的仓体回血信息或是管体回血信息的操作风险。

针对上述第一类操作风险，是通过在补偿期内，由显像设备实时地对留置针组件1的影像信息进行分析处理，显像设备将处理得到的实际执行姿势输出至机械手组件3。此处实际执行姿势不同于进针操作姿势，进针操作姿势是指在机械手组件3指示机械手控制留置针组件1进行置入时，根据指示信息所计算得到的留置针组件1相对规定空间系下的姿势(进针操作姿势的内容不只是限于此，此处为举例说明)；而实际执行姿势是指由在通过显像设备实时地采集到的实际的留置针组件1相对规定空间系下的姿势。此处所指的留置针组件1相对规定空间系下的姿势主要是置入深度以及倾斜角度两个特征。进一步地，机械手组件3基于其接收到的实际执行姿势，将其与进针操作姿势进行比对，监测两者之间的偏差是否超出预设风险阈值。此处的预设风险阈值优选地是由医护人员提前进行输入设定的一个范围值。在其监测到该偏差满足预设风险阈值(范围)中的最小值时，机械手组件3指示机械手停止当前操作步骤下的继续置入，从而在补偿期内保证了机械手组件3的操作安全。

针对上述第二类操作风险，是通过在补偿期内，由显像设备实时地对留置针组件1的影像信息进行分析处理，显像设备将处理得到的仓体回血信息或管体回血信息输出至机械手组件3。此处所提及的仓体回血信息或管体回血信息包括在预定时长内采集到已回血的信息或是在预定时长内未采集到回血的信息。尤其是在预定时长内未采集到有效的仓体回血信息或管体回血信息的情况下，即在置入前对患者血管情况的预测判断与实际患者血管情况之间存在偏差。进一步对该偏差的出现进行说明：由于在进行置入前已经对患者血管进行分析了并确定了预期性干扰与非预期性干扰，针对预期性干扰例如年龄、血管粗细、血管体积流量等，都是可以通过选择合适的针尖尺寸以及合适的血管、以及预期性姿势操作来适应个体的差异，但对于非预期性干扰例如由于某些疾病而使得血液粘度增大的干扰性因素难以消除其影响。在本发明中通过上述补偿性姿势操作来消除该影响。进而上述偏差主要是由该非预期性干扰所造成的，针对该非预期性干扰预先设置风险应对方案，即相对地延长要求采集到仓体回血信息或管体回血信息的预设时长，以消除上述非预期性干扰带来的回血慢的影响。优选地，上述的预设时长的延长值限制在安全阈值范围内，即延长预设时长的风险应对方案是保证患者安全的前提下执行的，而针对在各操作正确无误的基础上仍无法见回血的情况通知医护人员手动控制机械手组件3的操作，进一步地保障置入操作的安全。

其次，本发明所提及的进针操作姿势还包括时间、空间、力度三个参数。时间即指的是根据本发明所提出的辅助置入方法中各步骤的先后时间顺序。空间即指的进针时控制留置针组件1相对规定空间系而言的(x、y、z)位置参数。力度即指的是在机械手组件3所控制下的留置针组件1的置入速度以及置入角度等参数。在机械手组件3的预期性姿势操作以及补偿性姿势操作下，当由显像设备基于影像数据分析得到仓体回血信息时，确定此时的针尖已经顺利刺入血管壁中，机械手组件3调整其将留置针组件1置入患肢的适于导入软管的进针操作姿势。针对与仓体回血信息相对应的进针操作姿势更具体地：先减少留置针组件1的针体103与患肢表面之间相对倾斜角度，再增大留置针组件1的针体103与患肢表面之间的刺入深度，最后将针翼105往后抽出一定长度；针体103与患肢表面之间相对倾斜角度调整为5°～10°，针体103与患肢表面之间的刺入深度进一步深入2mm，将针翼105往后抽出1/2的长度约2～3mm。

在机械手组件3的预期性姿势操作以及补偿性姿势操作下，当由显像设备基于影像数据分析得到管体回血信息时，确定此时的软管102开放端也已经顺利刺入血管壁中，机械手组件3调整其将留置针组件1置入患肢的使针体与软管相脱离的进针操作姿势。具体地：此时第一机械手301抓持于针翼105上，第二机械手302抓持在软管固定翼104上，保持第一机械手301的固定，通过第二机械手302将软管102持续深入血管内，同时针体103与软管102相脱离。

具体实施时，如图4所示，机械手组件3还包括至少一个阻力监测模块303。阻力监测模块303用于在机械手推进留置针组件1逐渐置入患肢的过程中对机械手所需驱动力进行监测。阻力监测模块303基于与针尖刺入血管中时的落空感相对应的驱动力变化趋势确定针尖已刺入血管中的针尖位置信息。

由阻力监测模块303所确定的针尖位置信息，即为对针尖刺入血管时的针尖的落空感进行量化，此时针尖已经刺穿血管壁，前进阻力以较小幅度减小，因此机械手推进留置针组件1所需的驱动力相应减小。阻力监测模块设置在机械手上的与留置针组件1相接触的位置，并且其内部设置有力传感器，以实现机械手在推动留置针组件1前进或撤出的过程中所受到的前进阻力或撤出阻力，该阻力主要是由患肢皮肤血管壁等与留置针组件1之间的阻力作用所形成的。进而因此在将留置针组件1针尖刚刚刺穿血管壁而位于血管内部时，用于推进留置针组件1继续行进的所需驱动力大大减小，以此实现了对针尖刺入血管时针尖的落空感进行量化监测的目的。在监测到针尖刺入血管壁中时的针尖位置信息时，暂停机械手对留置针组件1的推进，继而由第二显像设备202通过其所采集到的影像获取到回血观察仓101的回血信息，即确定此时的针尖已经顺利刺入血管壁中。该过程不依赖于影像处理技术的进展且数据处理量小。进一步地优化了由机械手执行自动穿刺留置针的可靠度。

如图4所示，进一步优选地，在进行动脉留置针穿刺之前，机械手组件3通过其与医院就诊系统4进行信息交互的方式获取患者的动静脉内瘘信息。

医院就诊系统4指的是院内各科室之间资源共享的平台，患者的就诊信息以及个人信息等均存储在医院就诊系统4中。

优选地，基于动静脉内瘘信息以及由可视化组件2所采集到的关于患肢内瘘建立区域的实际血管信息对该患者是否满足动脉留置针穿刺条件进行判断。进一步优选地，基于动静脉内瘘建立时间以及由可视化组件2所采集到的关于患肢内瘘建立区域的实际血管信息对该患者是否满足动脉留置针穿刺条件进行判断。

其中，静脉内瘘留置针穿刺条件指的是动静脉内瘘成熟且实际血管情况符合由K-DOQI指南所提出的3个「6」的标准。

进一步地，动静脉内瘘成熟一般指的是在内瘘成形术后的8～12周，过早使用内瘘很容易由于静脉管壁薄而脆，开始几次穿刺时很容易发生皮下血肿而影响下一次穿刺。可以根据动静脉内瘘建立时间确定该患者是否符合该穿刺条件。

而由K-DOQI指南提出的3个「6」的标准，即内瘘静脉内径大于6mm、内瘘血流量大于600mL/min、内瘘静脉距皮下深度小于6mm。同样地上述标准可由医护人员基于其丰富的临床经验自行进行调整以更符合实际情况。可以根据由第一显像设备201所采集处理得到的关于内瘘建立区域的实际血管信息，将实际血管信息与指南提出的标准进行比对，确定当前患者是否符合该穿刺条件。

其中，在进行动静脉内瘘穿刺前，第一显像设备201正对内瘘建立区域，由第一显像设备201对其所采集到的关于患肢的内瘘建立区域的影像进行影像分析。第一显像设备201基于影像分析确定关于患肢内瘘建立区域的实际血管信息。第一现象设备可以是例如中科微影的VIVO500s投影式红外显像仪产品，其所采集到的实际血管信息至少有血管宽度、血管深度、血流量。将上述实际血管信息与K-DOQI指南提出的3个「6」的标准相比对，可确定该患者是否符合该穿刺条件。进一步地将进行动静脉内瘘穿刺前的评估过程也量化为可提供。相对于现有技术中由人工对内瘘是否可执行穿刺进行评估的仅能依据经验性直觉及感官的常规解决方案而言，解决了内瘘是否可执行穿刺进行评估难以判断的问题，并且不再依赖于经验性直觉及感官，本发明所提供的解决方案不仅可统一标准且可靠性强。

一种动脉留置针用辅助置入方法，辅助置入方法是借助于如上的动脉留置针来完成的。具体地，该辅助置入方法至少包括以下步骤中的一个或几个：

在进行动静脉内瘘穿刺前，第一显像设备201正对内瘘建立区域，由第一显像设备201对其所采集到的关于患肢的内瘘建立区域的影像进行影像分析；

第一显像设备201基于影像分析确定关于患肢内瘘建立区域的实际血管信息，其所采集到的实际血管信息至少有血管宽度、血管深度、血流量；

在进行动静脉内瘘穿刺前，机械手组件3通过其与医院就诊系统4进行信息交互的方式获取患者的动静脉内瘘信息；

基于动静脉内瘘建立时间以及由可视化组件2所采集到的关于患肢内瘘建立区域的实际血管信息对该患者是否满足动脉留置针穿刺条件进行判断；

在判断确定该患者情况满足动脉留置针穿刺条件的情况下，基于动静脉内瘘信息中的动静脉内瘘穿刺次数、动静脉内瘘穿刺方式、动静脉内瘘穿刺位置，判断患肢上内瘘建立区域中的穿刺点；

动静脉内瘘穿刺方式至少包括绳梯式或扣眼式，基于此前穿刺所采用的穿刺方案以及已经穿刺过的位置，能够避免定点穿刺，定点穿刺容易造成受用多的血管处管壁受损，弹性减弱，缩短内瘘使用寿命；

在确定穿刺位置后，抓持在针翼105上的第一机械手301将皮上进针姿势调整为针尖与皮肤之间呈30°～40°，进针；

在机械手推进留置针组件1逐渐置入患肢的过程中，由阻力监测模块303对机械手所需驱动力进行监测；

在阻力监测模块303基于与针尖刺入血管中时的落空感相对应的驱动力变化趋势确定针尖已刺入血管中的针尖位置信息时，暂停机械手对留置针组件1的推进；

继而由第二显像设备202通过其所采集到的影像获取到回血观察仓101的回血信息，确定此时的针尖已经顺利刺入血管壁中；

通过机械手组件3调整其将留置针组件1置入患肢的进针操作姿势，具体地，先减少留置针组件1的针体103与患肢表面之间相对倾斜角度，再增大留置针组件1的针体103与患肢表面之间的刺入深度，最后将针翼105往后抽出一定长度；

针体103与患肢表面之间相对倾斜角度调整为5°～10°，针体103与患肢表面之间的刺入深度进一步深入2mm，将针翼105往后抽出1/2的长度约2～3mm；

继而由第一显像设备201通过其所采集到的影像获取到软管102内腔的回血信息，确定此时的软管102开放端也已经顺利刺入血管壁中；

此时第一机械手301抓持于针翼105上，第二机械手302抓持在软管固定翼104上，保持第一机械手301的固定，通过第二机械手302将软管102持续深入血管内，同时针体103与软管102相脱离；

在取出时，握持针翼105，使针体底座108脱离针体103保护套，以将针尖逐一地抽离软管102、软管底座106，直至针尖进入针尖保护套107被限位保护，继续拉动针体底座108，带动针尖保护套107脱离软管底座106，最后可以采用软管102塞闭合软管底座106的开放端。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种动脉留置针，至少包括：

留置针组件（1），其用于建立连通于患肢血管内部的血管通路；

软管底座（106），其设于所述留置针组件（1）上且其呈开放状的两端分别用于固定软管以及插接针体（103），

其特征是，

所述动脉留置针还包括：

外筒（1071），其设于所述软管底座（106）的空腔中且其筒体一端与所述软管底座（106）的空腔内壁相对固定；

内筒（1072），其套设于所述外筒（1071）之中，

其中，所述针体（103）是以其撤除过程使得所述外筒（1071）与所述内筒（1072）之间呈完全套接状态的方式脱离所述软管底座（106）内腔的，

所述针体（103）上设置有限液套（1031），所述限液套（1031）用于在抽离所述针体（103）时对其针尖的输液端面进行封闭以避免针体（103）内血液流出污染保护套筒的外壁，

所述内筒（1072）的空腔内壁上开设有限位槽（1072b），所述针体（103）能够以所述限液套（1031）与所述限位槽（1072b）相适配的方式与所述内筒（1072）相对固定。

2.根据权利要求1所述的动脉留置针，其特征是，所述内筒（1072）与所述外筒（1071）之间是以彼此之间能够在第一外力下相对滑移且相互限制彼此对应的开放端的运动趋势的方式相互套接的。

3.根据权利要求2所述的动脉留置针，其特征是，所述外筒（1071）能够在对其施加第二外力的情况下解除其端部与所述软管底座（106）的空腔内壁之间的固定关系，所述针体（103）能够在对其施加第三外力的情况下相对所述内筒（1072）前后滑移。

4.根据权利要求3所述的动脉留置针，其特征是，所述限液套（1031）的第三开放端（1031a）具有朝向靠近针体（103）外壁的方向靠拢的运动趋势。

5.一种包括动脉留置针的装置，所述装置至少包括：

针组件（1），其用于建立连通于患肢血管内部的血管通路；

底座（106），其设于所述针组件（1）上且其呈开放状的一端用于插接置入部，

其特征是，所述装置还包括：

外筒（1071），其设于所述底座（106）的空腔中；

内筒（1072），其套设于所述外筒（1071）之中；

机械手组件，其设于动静脉针中，且被配置为抓持所述针组件（1）以辅助针组件（1）置入待操作对象，和/或，辅助针组件（1）以其置入部的撤除过程使得所述外筒（1071）与所述内筒（1072）之间呈完全套接状态的方式脱离所述底座（106）的内腔;

针体（103）上设置有限液套（1031），所述限液套（1031）用于在抽离所述针体（103）时对其针尖的输液端面进行封闭以避免针体（103）内血液流出污染保护套筒的外壁，

所述内筒（1072）的空腔内壁上开设有限位槽（1072b），所述针体（103）能够以所述限液套（1031）与所述限位槽（1072b）相适配的方式与所述内筒（1072）相对固定。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征是，所述装置还包括：

第一观察部，其设于所述针组件（1）上且在所述置入部被刺入待操作对象内部时向第一观察部的空仓内回引流体；

第二观察部，其设于所述针组件（1）上且其被构造为在其一端随置入部置入待操作对象内部时向第二观察部的空管回引流体。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征是，所述机械手组件（3）基于由可视化组件（2）所采集到的关于所述针组件（1）的第一观察部和/或第二观察部所得到的流体回引信息来调整其将所述针组件（1）置入待操作对象的进针操作姿势。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征是，所述可视化组件（2）包括第一显像设备（201），第一显像设备（201）一端对准待操作对象上的内瘘建立区域且在所述针组件（1）的置入过程中利用流体中血红蛋白对近红外光线的特殊敏感性质来辅助所述针组件（1）进行穿刺。

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