CN112137691A - 一种制备超声引导穿刺针的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备超声引导穿刺针的系统，具体地，本发明的制备超声引导穿刺针的系统包括：用于夹持穿刺针的夹具、步进电机、控制器以及激光源；其中，超声引导穿刺针包括针尖引导区、针体和针尾；夹具包括针尾夹具和支段夹具；支段夹具紧靠在超声引导穿刺针的针尖引导区的后端，支段夹具下半部分中心设有长条状的V型固定凹槽，V型固定凹槽的两个V型斜面与支段夹具上半部分的下表面形成三点固定；控制器与步进电机电连接，用于设定和控制与步进电机相连接的夹具的旋转运动和前后运动。所述系统能够制备具有优良超声反射性和机械性能的超声引导穿刺针，支段夹具和针尾夹具的配合使得穿刺针在旋转运动时的绕度减小，激光聚焦更精准。

Description

一种制备超声引导穿刺针的系统

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种制备超声引导穿刺针的系统。

背景技术

临床上，超声引导下的穿刺常用于人体特定组织、器官中的取样、抽液、注射等。例如穿刺组织获取活体细胞、介入治疗中的药物注入。而清晰、高效、准确的超声引导区直接影响到穿刺针操作的安全性及有效性。

现在临床使用穿刺针的超声引导区大多采用机械加工形成，但会造成引导区的内外壁毛刺、材料减薄的不均匀性而产生机械强度等不利影响。例如，机械加工穿刺针的超声引导区也会对穿刺针管壁、直径等有一定的适应范围，直径较小、管壁较薄的，不能直接加工，需要制成套管。大管径的套管针无疑加大了操作的复杂性以及患者的创伤性。

目前，已有采用各种不同造型的引导区来增加超声反射的强度。例如，CN101227862 B公开了一种将引导区加工成直角棱镜型的穿刺针，但是又有很多研究表明该种加工会导致穿刺针强度下降、穿刺针断裂等安全问题；而针管上多个小直角反射镜的穿刺针在超声下形成强力的反射，使针管显示的强回声对周围组织的显影产生一定的干扰，尤其是针管后方组织。此外，还有通过焊接加工空气球来增加超声反射的穿刺针，但焊接的空气球却有断裂、掉落在组织内的风险。

综上所述，本领域迫切需要开发一种能够制备具有优良超声反射性和优良机械性能的超声引导穿刺针的系统，以便提高穿刺的准确性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种制备超声引导穿刺针的系统，能够制备具有优良超声反射性和机械性能的超声引导穿刺装置，从而提高穿刺的精度和准确性。且本发明系统结构简单，人工智能化操作程度高。

本发明提供了一种制备超声引导穿刺针的系统，所述系统包括用于夹持穿刺针的夹具、步进电机、控制器以及激光源；其中，所述超声引导穿刺针包括针尖引导区、针体和针尾；所述夹具包括针尾夹具和支段夹具；

所述针尾夹具设有一夹持所述超声引导穿刺针针尾的可收缩的夹爪，所述夹爪为收缩式，其中当所述夹爪处于收缩状态时所述针尾夹具夹持住所述超声引导穿刺针，当所述夹爪处于非收缩状态时则松开所述超声引导穿刺针；并且所述针尾夹具还设有一连接杆，所述连接杆与所述步进电机相连接，所述步进电机通过所述连接杆使得所述超声引导穿刺针发生旋转运动和沿穿刺针的轴线方向的前后运动；

所述支段夹具紧靠在所述超声引导穿刺针的针尖引导区的后端，所述支段夹具包括上半部分和下半部分且支段夹具可上下开启，所述支段夹具下半部分中心设有用于容纳所述超声引导穿刺针的长条状的V型固定凹槽，所述V型固定凹槽的两个V型斜面与所述支段夹具上半部分的下表面形成三点固定所述超声引导穿刺针；

所述控制器与所述步进电机电连接，用于设定和控制与所述步进电机相连接的夹具的旋转运动和前后运动，从而使得所述超声引导穿刺针的针尖引导区的待激光加工区段位于激光源的激光光束的照射下。

在另一优选例中，所述支段夹具上半部分的下表面是光滑平整的表面。

在另一优选例中，所述“紧靠在所述超声引导穿刺针的针尖引导区的后端”指所述的支段夹具的前端与超声引导穿刺针的针尖引导区的后端的距离为0-3cm，较佳地0.5-2cm。

在另一优选例中，所述支段夹具的上半部分和下半部分为正方体、长方体或半球形等实体结构。

在另一优选例中，所述V型固定凹槽长度(即沿穿刺针长度方向的长度)为La为2.0-6.0cm，较佳地3.0cm-5.0cm。

在另一优选例中，所述上半部分的长度Lb和下半部分的长度Lc各自独立地为2.0-6.0cm，较佳地3.0cm-5.0cm。

在另一优选例中，所述支段夹具的上半部分和下半部分的宽度为3.0cm-5.0cm。

在另一优选例中，所述支段夹具的上半部分和下半部分的高度为4.0cm-5.0cm。

在另一优选例中，所述支段夹具上半部分的下表面和下半部分的上表面是抛光表面。

在另一优选例中，为了避免支段夹具表面破坏超声引导穿刺针，可以在穿刺针上方设有油纸等。

在另一优选例中，所述支段夹具上半部分和下半部分各自独立地用选自下组的材料制成：金属、不锈钢、合金、塑料。

在另一优选例中，所述支段夹具(上半部分和/或下半部分)由金属材料或合金材料制成。

在另一优选例中，所述支段夹具的与超声引导穿刺针接触部分采用低摩擦系数的材料(如高分子材料)构成。

在另一优选例中，所述支段夹具(上半部分和/或下半部分)与所述超声引导穿刺针接触的支段夹具部分采用低摩擦系数的高分子材料构成，其余部分由金属材料或合金材料制成。

在另一优选例中，设置在所述V型固定凹槽的所述超声引导穿刺针的上、下表面与所述支段夹具上半部分的下表面及下半部分的上表面接触。

在另一优选例中，所述超声引导穿刺针的上表面与所述支段夹具的上半部分的下表面接触为

在另一优选例中，所述支段夹具的上半部分和下半部分铰链连接。

在另一优选例中，所述支段夹具的下半部分是可拆卸并可容易更换的。

在另一优选例中，所述支段夹具下半部分为圆盘形实体结构，在所述下半部分的圆盘实体结构上表面均匀设有一个或多个容纳不同外径的超声引导穿刺针的径向V型固定凹槽。

在另一优选例中，相邻的两个径向V型固定凹槽的夹角为20～90°(如25°、30°、45°、60°、或90°。

在另一优选例中，所述下半部分圆盘实体结构的多个V型固定凹槽可容纳外径为10G至33G的待加工的超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述V型固定凹槽的长度等于所述圆盘形实体结构的直径。

在另一优选例中，所述下半部分的圆盘实体结构是可转动的。

在另一优选例中，所述支段夹具下半部分中心的V型固定凹槽可容纳外径为0.203-3.5mm的超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述支段夹具下半部分中心的V型固定凹槽可容纳外径为0.203-0.8mm的超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述支段夹具下半部分中心的V型固定凹槽可容纳外径为0.8-1.6mm的超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述支段夹具下半部分中心的V型固定凹槽可容纳外径为1.75-3.5mm的超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述的针尾夹具还设有一螺旋机构，所述螺旋结构用于收紧或放松所述的夹爪，当所述螺旋机构围绕穿刺针的轴线向一个方向旋转时，使所述夹爪收紧；而当所述螺旋机构围绕穿刺针的轴线向另一相反方向旋转时，则使所述夹爪放松。

在另一优选例中，所述的夹爪包括单点夹持式夹爪、或多点夹持式夹爪、或其组合。

在另一优选例中，所述的针尾夹具设有多组夹爪，用于在针尾的多个部位夹持所述超声引导穿刺针。

在另一优选例中，所述针尾夹具用于夹持外径为0.203-3.5mm的超声引导穿刺针工件。

在另一优选例中，所述激光光束为n点光束，n为3-9的正整数。

在另一优选例中，所述激光光束的光斑直径为0.01-0.5mm。

在另一优选例中，所述系统还包括一摄像头，所述摄像头用于获取所述超声引导穿刺针的待激光加工区段在加工前、加工中和/或加工后的图像。

在另一优选例中，所述系统还包括显示器，所述显示器与所述控制器是电连接的，用于显示所述超声引导穿刺针的待激光加工区段的位置以及所述激光加工区段经激光照射后形成的碗状凹陷的图像。

在另一优选例中，所述系统还包括一底座，所述步进电机和所述支点夹具固定在所述底座上。

在另一优选例中，所述显示器包括HMI触摸屏。

本发明的系统结构简单，人工智能化操作程度高，能够得到优良超声反射性和优良机械性能的穿刺针。在本发明的系统中支段夹具和针尾夹具的配合使得超声引导针多点固定，共同维持超声引导穿刺针的平稳。且支段夹具避开了穿刺针中间位置，紧靠在所述超声引导穿刺针的针尖引导区的后端，使穿刺针在旋转运动时的绕度减小，激光聚焦更精准；并且所述支段夹具具一定的重量，在不阻碍针尖自由的旋转和前后运动，又可有效维持针尖部和针尾部的同心度，提高针尖与控制器输出的轴向或旋转运动指令时在夹具中针尾旋转或前后运动的一致性；

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的可替代的实施方式。

图1为本发明制备超声引导穿刺针的系统示意图；

图2为本发明的在激光加工时的超声引导穿刺针的示意图；

图3为本发明的支段夹具的闭合时的剖面示意图；

图4为本发明实施例1中的超声引导穿刺针的背面的结构示意图；

图5为本发明实施例1中的超声引导穿刺针的带有切口的正面的结构示意图；

图6为本发明实施例2中的超声引导穿刺针的带有切口的正面的结构示意图。

附图中的各标记如下：

11-穿刺针

12-夹具

121-针尾夹具

122-支段夹具

13-步进电机

14-控制器

15-显示器

16-激光源

1-针尖引导区

2-针体

3-针尾

4-针尖端

5-引导部(对应于工件的待激光加工区段)

6-碗状凹陷

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选和测试，首次开发了一种制备超声引导穿刺针的系统，所述系统制得的超声引导穿刺针具有独特的结构，制得穿刺针具有增强的超声反射。

术语

在本发明中，术语“超声引导穿刺针”、“穿刺针”、“引导穿刺针”可互换施用，均指的是含有引导区碗状凹陷的、具有高超声反射性能的用于超声引导穿刺的穿刺针。

术语“引导针尖”、“针尖引导区”、“引导针尖部”可互换使用，指的是具有用于穿刺皮肤、组织、器官的穿刺端以及用于反射超声回声的引导部，即穿刺针尖的一端(或称为患者端)。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明中，为了描述方便，而采用了术语“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”、“前端”、“后端”、“远端”、“近端”。应理解，这些位置关系是相对的，并不对本发明的保护范围作出额外的限定。

V型固定凹槽

如本文所用，“V型固定凹槽”指的是“V型”、“凹台形”等具有支撑超声引导穿刺针的两个表面的凹槽都包含在本申请所述的“V型固定凹槽”的范围内。

超声引导穿刺针

在一实施方式中，提供了一种超声引导穿刺针，所述的穿刺针包括针尖引导区、针体和针尾。

典型地，所述超声引导穿刺针的线规规格为10-33G，所述针尾为用于连接输、吸液体的通用或专用接口。

优选地，所述的针尖引导区包括穿刺端和引导部，所述的引导部的管壁外表面上设有一个或多个超声增强段，所述超声增强段的浅表面层上设有多个碗状凹陷并延伸至所述穿刺针切口背面，所述碗状凹陷表面无毛刺，且所述的碗状凹陷不穿透所述引导部和穿刺端的管壁。

优选地，超声引导穿刺针的引导区、针体和针尾是一体的，并且采用相同材质的材料制成，如不锈钢。

针体

在本发明中，适用的针体的形状没有特殊限制。此外，超声引导穿刺针的材质为常用的医用材料，如医用不锈钢，只要其可以连接针尖引导区和针尾。

通常针体为针尖引导区相连的圆柱型管状结构。通常，其管径、管壁和材质均与针尖引导区的引导部相同。

针尾

可用于本发明穿刺针的针尾的形状没有特殊限制且材质为医用材料。通常，本发明针尾也称为操作者端，为用于输、吸液体的通用或专用接口，可以设置成与临床上需要的任意液体管路或注射器相连接的结构。

制备系统

参见图1和图2。本发明的系统包括穿刺针11、夹具12、步进电机13、控制器14、显示器15以及激光源16。其中夹具12包括针尾夹具121和支段夹具122，所述超声引导穿刺针包括针尖引导区1、针体2和针尾3。

在本发明的系统中，所述针尾夹具设有一容纳所述超声引导穿刺针针尾的空腔以及可收缩的夹爪，所述夹爪为收缩式夹爪。

在本发明的系统中，所述一针尾夹具还设有一连接杆，所述连接杆与所述步进电机相连接，所述步进电机通过所述连接杆使得所述超声引导穿刺针发生旋转运动和沿穿刺针的轴线方向的前后运动。

在本发明的系统中，所述支段夹具紧靠在所述超声引导穿刺针的针尖引导区的后端，所述支段夹具包括上半部分和下半部分且支段夹具可上下开启，所述支段夹具下半部分中心设有用于容纳所述超声引导穿刺针的长条状的V型固定凹槽，所述V型固定凹槽的两个V型斜面与所述支段夹具上半部分的下表面形成三点固定所述超声引导穿刺针；

在本发明的系统中，所述控制器与所述步进电机电连接，用于设定和控制与所述进步电机相连接的夹具的旋转运动和前后运动。

在本发明的系统中，所述显示器与所述控制器是电连接的，用于显示所述超声引导穿刺针的待激光加工区段的位置以及所述激光加工区段经激光照射后形成的碗状凹陷的图像。

制备方法

本发明还提供了用本发明的系统来制备超声引导穿刺针的方法。通常，该方法包括：(i)用所述针尾夹具夹持超声引导穿刺针的针尾；(ii)同时打开支段夹具的上半部分，将超声引导穿刺针的针体前端(针尖引导区的后侧)放入带有V型固定凹槽的支段夹具的下半部分，露出足够的、待加工的针尖端超声引导区的加工区，放下支段夹具的上半部分(iii)启动加工，其中所述步进电机根据控制器预先设定好的参数，带动所述针尾夹具进行旋转和/或轴向运动，使得穿刺针的待激光加工区域在激光照射下；(iiii)启动激光源，使得激光照射于所述穿刺针的待激光加工区域，从而在被激光的加工区域形成所需的碗状凹陷。

典型地，在一个具体制备实例可包括以下步骤：

a)按超声引导穿刺针的直径不同设计不同引导区；

b)在安装穿刺针工件前松开夹具的夹爪，以免误伤穿刺针尾；

c)打开支段夹具的上半部分，在穿刺针的针体前端(针尖引导区的后侧)，即紧靠在超声引导穿刺针的针尖引导区的后端放入支段夹具下半部分中心处的V型固定凹槽，露出超声引导穿刺针针尖端的足够的待加工区，放下支段夹具的支段夹具上半部分；

d)观察夹紧力显示值夹紧工件，同时在显示器中实时观察穿刺针的安装位置，确保穿刺针待加工引导区在激光的照射范围中；

e)启动控制器加工键，所述步进电机根据控制器预先设定好的参数，带动所述夹具进行旋转和前后运动；

f)激光通过扫描式照射，从而实现在穿刺针工件的激光加工区域(对应于超声引导穿刺针的引导部)形成所需的碗状凹陷。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明的制备超声引导穿刺针的系统结构简单，人工智能化操作程度高，能够得到优良超声反射性和优良机械性能的穿刺针；

(b)本发明系统中的针尾夹具不仅可以工件旋转或前后移动中均能牢固地抓紧待加工的穿刺针，并且使得激光源发射的激光束能够非常精密(或精准)地照射在穿刺针的预定的针尖引导区的相应位置。

(c)本发明系统的针尾夹具和支段夹具的配合，实现多点固定超声引导穿刺针，使得牢固性强。

(d)本发明系统中支段夹具由金属或者合金材料制成，具有一定的重量，可有效保持针尖部与针尾部的同心度，又可使针尖自由的旋转和前后运动；且支段夹具的形状、放置位置不仅可以协助针尾夹具使工件在激光束扫描的运动中保持一致，更能减少长度为300～400mm穿刺针本体在旋转时产生的绕度，使针尾的运动有效传递到针尖并同步。支段夹具与超声引导穿刺针的针体接触面为高分子材料制成，低摩擦系数的材料与针体接触可减少针体在旋转及前后运动时的摩擦损伤。

(e)本发明的控制器与步进电机配合，使得穿刺针成轴向和旋转运动，可使激光光束按控制器输出要求准确地扫射在穿刺针引导区特定的位置上；

(f)本发明所制得的穿刺针的管壁内表面平坦，在管壁较薄的超声引导针上，解决了反射区形成的难题，改善了管径较细的穿刺针在超声下图像模糊的缺陷，大幅提高了穿刺的准确性及安全性；

(g)本发明所制得的穿刺针的超声增强段的浅表面上设有多个碗状凹陷，碗状凹陷的图形更有利于激光在更薄管壁、更细管径的穿刺针上操作，减少引导区毛刺、折断的概率。

(h)由于本发明提供了结构优化的支段夹具以及特定长度的V型固定凹槽，从而既使得穿刺针的固定和夹持更稳固，又使得穿刺针绕轴旋转时的阻力最小化，从而大幅减少或消除穿刺针发生形变而损坏的可能性。与采用单个夹持点或双夹持点的夹具(其中各夹持点对应的夹持长度为1-3mm)的对比例相比，夹持稳固性能大幅提高(如振动幅度小于对比例的1/10)，形成的碗状凹陷阵列的规整度显著提高，且穿刺针损坏率显著小于采用双夹持点的夹具的损坏率。

(i)由于本发明系统显著提高了夹持稳固性能，使得振动幅度最小化，从而大幅缩短等待振动停止所需的时间。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

超声引导穿刺针No.1

图1为本发明制备超声引导穿刺针的系统示意图；图2为本发明的在激光加工时的超声引导穿刺针的示意图；图3为本发明的支段夹具的闭合时的剖面示意图；图4为本发明实施例1中的超声引导穿刺针的背面的结构示意图；图5为本发明实施例1中的超声引导穿刺针的带有切口的正面的结构示意图；

参见图1和图2。本发明的系统包括穿刺针11、夹具12、步进电机13、控制器14、显示器15以及激光源16，其中夹具包括针尾夹具121和支段夹具122。如图4-5所示，提供一常规的超声引导穿刺针作为胚体，其中所述超声引导穿刺针的规格为20G，材料为医用不锈钢304。所述超声引导穿刺针胚体包括针尖引导区1、针体2和针尾3。

如图3所示，支段夹具122包括上半部分和下半部分，上半部分和下半部分为两个相同的长方体实体，长方体实体的长宽高分别为4、5、5cm，下半部分中心设有条形状的V型固定槽，V型固定凹槽的长度等于下半部分长方体实体的长度。V型固定凹槽与超声引导穿刺针10的规格(20G)匹配即可容纳规格为20G的超声引导穿刺针，V型固定凹槽的两个斜表面与上半部分的下表面形成三点固定该超声引导穿刺针10；支段夹具可上下开启，上半部分和下半部分铰链连接。支段夹具122的上半部分由两种材料构成，与超声引导穿刺针接触的部分是低摩擦系数的聚四氟乙烯，其余部分是由钢铁制成的，两种材料固定在一起形成超声引导穿刺针的上半部分，支段夹具122的下半部分由两种材料构成，与超声引导穿刺针接触的部分是低摩擦系数的聚四氟乙烯，其余部分是由钢铁制成的，两种材料固定在一起形成超声引导穿刺针的下半部分，从而该支段夹具有一定的重量，可有效保持针尖部与针尾部的同心度，又可使针尖自由的旋转和前后运动；支段夹具122设置在超声引导穿刺针的引导部5(针尖引导区)的后侧，即紧靠在超声引导穿刺针的引导部5的后端，露出足够的超声引导穿刺针的待激光加工区段，用于稳定针尖加工部(引导部5)，避免穿刺针的中间位置，穿刺针的大部分悬空，从而支段夹具的形状、放置位置不仅可以协助针尾夹具使工件在激光束扫描的运动中保持一致，更能减少300～400mm穿刺针本体在旋转时产生的绕度，使针尾的运动有效传递到针尖并同步。

所述的针尖引导区1包括穿刺端4和引导部5，该针尾夹具12夹持超声引导穿刺针的针尾，支段夹具122设置在超声引导穿刺针的引导部5的后侧，即紧靠在超声引导穿刺针的引导部5的后端，露出足够的超声引导穿刺针的待激光加工区段，用于稳定针尖加工部(引导部5)，按照所述控制器设计的要求，进行前后和旋转运动，同时用激光扫描所述的胚体的针尖引导区1的引导部5，在所述引导部5和穿刺端4形成多个碗状凹陷6,同时在显示器实时观察超声引导穿刺针的安装、激光扫描过程，从而制得超声引导穿刺针No.1。

该超声引导穿刺针No.1包括针尖引导区、针体和针尾，其中针尖引导区和针体局部放大图如图4所示。

其中，所述的针尖引导区包括穿刺端和引导部，所述的引导部的管壁外表面上设有一个或多个超声增强段，所述超声增强段的浅表面上设有多个碗状凹陷并延伸至所述超声引导穿刺针尖端背面，所述碗状凹陷表面无毛刺，且所述的碗状凹陷不穿透所述引导部和穿刺针尖端的管壁。

经测定，所述碗状凹陷的面积之和为S_total，所述引导部的外表面积为S，所述S_total与所述S之比为约0.80。

所述引导部的管壁厚度为约0.15mm。

所述的碗状凹陷的深度为所述引导部的管壁厚度的约1/15。

所述碗状凹陷的深度为约0.010mm；且间距为约0.1mm；所述的碗状凹陷的直径为约0.1mm。所述的碗状凹陷呈交错状并延伸至所述超声引导穿刺针尖端背面排布。

所述的针尖引导区长为20mm。所述的穿刺针尖端呈锥形。

所述超声引导穿刺针的长度为350mm。

所述超声引导穿刺针的管壁内表面是平坦的。

所述超声引导穿刺针的材料为医用不锈钢304。

此外，与未经激光扫描处理的相同的超声引导穿刺针胚体(规格为20G，材料为医用不锈钢304)相比，所述具有碗状凹陷的超声引导穿刺针No.1对超声的反射强度显著提高。具有碗状凹陷的超声引导穿刺针对超声的反射强度S1与无所述碗状凹陷的相同规格的超声引导穿刺针对超声的反射强度S0之比(S1/S0)为3.0。

实施例2

超声引导穿刺针No.2

图6为超声引导穿刺针带切口的正面结构示意图。

参见图1和图2。本发明的系统包括穿刺针11、夹具12、步进电机13、控制器14、显示器15以及激光源16，其中夹具包括针尾夹具121和支段夹具122。如图6所示，提供一常规的超声引导穿刺针作为胚体，其中所述超声引导穿刺针的规格为17G，材料为316型不锈钢材质。所述超声引导穿刺针胚体包括针尖引导区1、针体2和针尾3。

如图3所示，支段夹具122包括上半部分和下半部分，上半部分和下半部分为两个相同的长方体实体，长方体实体的长宽高分别为4、5、5cm，下半部分中心设有条形状的V型固定槽，V型固定凹槽的长度等于下半部分长方体实体的长度。V型固定凹槽与超声引导穿刺针10的规格(17G)匹配即可容纳规格为17G的超声引导穿刺针，V型固定凹槽的两个斜表面与上半部分的下表面形成三点固定该超声引导穿刺针10；支段夹具可上下开启，上半部分和下半部分铰链连接。支段夹具的上半部分由两种材料构成，与超声引导穿刺针接触的部分是低摩擦系数的聚四氟乙烯，其余部分是由钢铁制成的，两种材料固定在一起形成超声引导穿刺针的上半部分，支段夹具的下半部分由两种材料构成，与超声引导穿刺针接触的部分是低摩擦系数的聚四氟乙烯，其余部分是由钢铁制成的，两种材料固定在一起形成超声引导穿刺针的下半部分，从而该支段夹具有一定的重量，从而该支段夹具有一定的重量，可有效保持针尖部与针尾部的同心度，又可使针尖自由的旋转和前后运动；支段夹具122设置在超声引导穿刺针的引导部5的后侧，即紧靠在超声引导穿刺针的引导部5的后端，露出足够的超声引导穿刺针的待激光加工区段，用于稳定针尖加工部(引导部5)，避免穿刺针的中间位置，穿刺针的大部分悬空，从而支段夹具的形状、放置位置不仅可以协助针尾夹具使工件在激光束扫描的运动中保持一致，更能减少300～400mm穿刺针本体在旋转时产生的绕度，使针尾的运动有效传递到针尖并同步，。

所述的针尖引导区1包括穿刺针尖端4和引导部5，该针尾夹具12夹持超声引导穿刺针的针尾，支段夹具122设置在超声引导穿刺针的引导部5(针尖引导区)的后侧，紧靠在超声引导穿刺针的引导部5的后端，露出足够的超声引导穿刺针的待激光加工区段，用于稳定针尖加工部(引导部5)，按照按所述控制器设计的要求，进行轴向和旋转运动，同时用激光扫描所述的胚体的针尖引导区1的引导部5和穿刺针尖端4，在所述引导部5和穿刺端4形成多个碗状凹陷6,同时在显示器中实时观察超声引导穿刺针的制备过程，从而制得超声引导穿刺针No.2。

该超声引导穿刺针No.2包括针尖引导区、针体和针尾。

其中，所述的针尖引导区包括穿刺端和引导部，所述的引导部的管壁外表面上设有一个或多个超声增强段，所述超声增强段的浅表面上设有多个碗状凹陷并延伸至所述超声引导穿刺针尖端背面，且所述的碗状凹陷不穿透所述引导部和穿刺端的管壁。

所述碗状凹陷的面积之和为S_total，所述引导部的外表面积为S，所述S_total与所述S之比为0.90。

所述引导部的管壁厚度为0.12mm。

所述超声引导穿刺针设有平坦的管壁内表面。

所述的碗状凹陷的深度为所述引导部的管壁厚度的1/3。所述碗状凹陷的深度为0.040mm。所述的碗状凹陷为规则排布。所述的碗状凹陷的直径为0.05mm。所述的碗状凹陷在所述引导部的管壁的表面上沿所述超声引导穿刺针的长轴方向呈交错排布。所述的针尖引导区长为19mm。所述的穿刺端呈双斜面锥形。所述超声引导穿刺针的长度为400mm。

所述的照射为计算机辅助的扫描式照射且为点式照射，所述的碗状凹陷为具有盲端的碗状凹陷。

此外，与未经激光照射处理的相同的超声引导穿刺针胚体(规格为17G，材料为316型不锈钢材质)相比，所述具有碗状凹陷的超声引导穿刺针No.2对超声的反射强度显著提高。具有碗状凹陷的超声引导穿刺针对超声的反射强度S1与无所述碗状凹陷的相同规格的超声引导穿刺针对超声的反射强度S0之比(S1/S0)为2.5。

实施例3

本实施例3提供了一种制备超声引导穿刺针的系统，本实施例与实施例1和实施例2不同点在于，本实施例的支段夹具122的下半部分为圆盘形实体结构，在下半部分的圆盘实体结构上表面均匀设有4个容纳不同外径的超声引导穿刺针的径向V型固定凹槽(例如超声引导穿刺针的规格为10G、17G、20G、23G、33G)；V型固定凹槽的长度等于该圆盘形实体结构的直径，相邻的两个径向V型固定凹槽的夹角为45°,也就是说在不用更换下半部分圆盘实体结构时，只要将下半部分圆盘实体结构旋转45°，就可对其他不同规格的超声引导穿刺针进行激光加工。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种制备超声引导穿刺针的系统，其特征在于，所述系统包括用于夹持穿刺针的夹具、步进电机、控制器以及激光源；其中，所述超声引导穿刺针包括针尖引导区、针体和针尾；所述夹具包括针尾夹具和支段夹具；

所述针尾夹具设有一夹持所述超声引导穿刺针针尾的可收缩的夹爪，所述夹爪为收缩式，其中当所述夹爪处于收缩状态时所述针尾夹具夹持住所述超声引导穿刺针，当所述夹爪处于非收缩状态时则松开所述超声引导穿刺针；并且所述针尾夹具还设有一连接杆，所述连接杆与所述步进电机相连接，所述步进电机通过所述连接杆使得所述超声引导穿刺针发生旋转运动和沿穿刺针的轴线方向的前后运动；

所述支段夹具紧靠在所述超声引导穿刺针的针尖引导区的后端，所述支段夹具包括上半部分和下半部分且支段夹具可上下开启，所述支段夹具下半部分中心设有用于容纳所述超声引导穿刺针的长条状的V型固定凹槽，所述V型固定凹槽的两个V型斜面与所述支段夹具上半部分的下表面形成三点固定所述超声引导穿刺针；

所述控制器与所述步进电机电连接，用于设定和控制与所述步进电机相连接的夹具的旋转运动和前后运动，从而使得所述超声引导穿刺针的针尖引导区的待激光加工区段位于激光源的激光光束的照射下。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支段夹具上半部分和/或支段夹具下半部分为正方体、长方体、或半球形实体结构。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，设置在所述V型固定凹槽的所述超声引导穿刺针的上、下表面与所述支段夹具上半部分的下表面及支段夹具下半部分的上表面接触。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支段夹具下半部分为圆盘形实体结构，在所述下半部分的圆盘实体结构上表面均匀设有一个或多个容纳不同外径的超声引导穿刺针的径向V型固定凹槽。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述下半部分圆盘实体结构的多个V型固定凹槽可容纳外径为10G至33G的待加工的超声引导穿刺针。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支段夹具下半部分中心的V型固定凹槽可容纳外径为0.203-3.5mm的超声引导穿刺针。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的针尾夹具还设有一螺旋机构，所述螺旋结构用于收紧或放松所述的夹爪，当所述螺旋机构围绕穿刺针的轴线向一个方向旋转时，使所述夹爪收紧；而当所述螺旋机构围绕穿刺针的轴线向另一相反方向旋转时，则使所述夹爪放松。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光光束为n点光束，n为3-9的正整数。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光光束的光斑直径为0.01-0.5mm。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一摄像头，所述摄像头用于获取所述超声引导穿刺针的待激光加工区段在加工前、加工中和/或加工后的图像。

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