CN113208707A - 一种可半自动进针的新型腰穿针 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可半自动进针的新型腰穿针，属于医疗器械技术领域，解决现有腰椎穿刺术因人工推针造成的针头移位及进针过深问题，使进针过程更准确稳定。其结构包括：针头、电磁三通阀、光纤传感器、压力传感器、传感器外壳、步进电机、进针轨道、穿刺针外壳；针头连接电磁三通阀，脑脊液流入后随阀芯换向实现三种功能状态；光纤传感器可直接测量脑脊液压力；步进电机驱动针头沿进针轨道缓慢匀速前进，避免因人工推针导致的进针误差；压力传感器测量进针阻力，提供进针深度判断依据。本发明通过电磁三通阀半自动换向，光纤传感器测量脑脊液压力，步进电机驱动匀速缓慢进针，压力传感器实时反映进针阻力，实现精确且高效的腰椎穿刺操作。

Description

一种可半自动进针的新型腰穿针
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种可半自动进针的新型腰穿针。
背景技术
腰椎穿刺是诊断多种感染性和非感染性神经系统疾病的重要手段，同时也是一种重要治疗方式。临床上，常在以下三种情况时开展腰椎穿刺：评估颅内压和脑脊液成分、治疗性降低颅内压和给予鞘内药物或脊髓造影。
腰椎穿刺的操作过程如下：
1.患者持左侧卧位，胎儿样蜷缩以充分暴露椎间隙；
2.局部消毒并进行多点逐层浸润麻醉；
3.穿刺针经L3-4或L4-5椎间隙进入蛛网膜下腔，脑脊液流出；
4.在穿刺针尾端连接测压管、试管或药物注射器，分别实现脑脊液测压、收集和药物注射的目的。
腰椎穿刺受到医生经验水平、是否严格遵守无菌操作、进针深度及进针部位是否准确等因素的影响，术后可能会引发轻微或严重的并发症，如感染和出血，患者会出现头痛、脑疝等各种神经系统症状。传统人工推针易造成针头移位及进针过深的问题，针头刺入患者体内需要进行零件更换也不利于维护无菌操作环境且效率低下。
因此，需要有一种实现半自动化进针，且可避免操作过程中零件更换的穿刺针，能够提高穿刺进针操作的准确性与稳定性，并一定程度上提高医生的工作效率。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种可半自动进针的新型腰穿针，用以解决现有腰椎穿刺操作中因人工进针导致的针头移位及进针过深问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明技术方案中，一种可半自动进针的新型腰穿针，包括：针头、电磁三通阀、光纤传感器、压力传感器、传感器外壳、步进电机、进针轨道、穿刺针外壳。
本发明技术方案中，穿刺针外壳包括手柄、电源、进针按钮、退针按钮、三通阀换向按钮、接插口和显示屏；手柄用于持握穿刺针整体结构；电源用于开关穿刺针整体电路；进针按钮与退针按钮分别用于控制穿刺针的进针和退针状态；三通阀换向按钮控制电磁三通阀阀芯旋转，切换脑脊液在阀内的不同流动通路；接插口可连接显示屏能够显示压力传感器与光纤传感器的测量结果。
本发明技术方案中，电磁三通阀包括阀芯、阀体和电磁驱动器；电磁驱动器利用电磁效应带动阀芯转动，阀芯不同的转动角度能够连通不同的脑脊液流动通道；当阀芯向左扭转时，脑脊液可向后流入光纤传感器，用于测量脑脊液压力；当阀芯向右扭转时，脑脊液向下流动进入收集管，用于收集脑脊液；当阀芯扭转至中间位置，电磁三通阀处于关闭状态，脑脊液不会流出。
本发明技术方案中，光纤传感器通过螺纹与电磁三通阀后部接口相连，并固定于传感器外壳内壁顶部，在针头刺入脑脊液存在的蛛网膜下腔后，脑脊液将通过针头与电磁三通阀中连通的流道到达光纤传感器，实现脑脊液液压的测量。
本发明技术方案中，压力传感器固定于光纤传感器后方，用于测量进针阻力，针头在进针过程中所受阻力通过电磁三通阀、光纤压力传感器及其连接结构传递至压力传感器，压力传感器由圆形薄膜与固定电极构成，当进针阻力传递至压力传感器时，圆形薄膜在压力的作用下变形，进而改变圆形薄膜与固定电极之间形成的电容量，将被测进针阻力转换成电容值的改变，并通过电信号输出。
本发明技术方案中，步进电机能将电脉冲信号转换成沿进针轨道前后移动的线位移，下方通过金属环连接传感器外壳，带动传感器外壳及其中的压力传感器、光纤传感器，以及与光纤传感器相连的电磁三通阀和针头匀速缓慢地进行前后移动，实现进针退针的半自动化控制。
本发明技术方案中，穿刺针外壳包括手柄、电源、进针按钮、退针按钮、三通阀换向按钮、接口和显示屏，用于显示光纤传感器和压力传感器示数。医生手持手柄进行穿刺操作，接口接插头连通电路，按下电源按钮即可开始使用装置，长按进针按钮时，步进电机驱动针头前移完成进针操作，压力传感器检测进针全过程中针头所受到的阻力，测得的压力值反映在穿刺针外壳的显示屏上，按下三通阀换向按钮时，电磁三通阀的电磁驱动器利用电磁效应控制阀芯旋转，进而切换脑脊液在电磁三通阀中的流动方向，长按退针按钮时，步进电机驱动针头前移完成退针操作。
本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：
1、本发明的半自动化控制，采用步进电机驱动针头的前进与后退，实现匀速缓慢的穿刺进针退针过程，有效避免人工操作因其不稳定性所带来的安全隐患；
2、本发明的电磁三通阀能够通过穿刺针外壳上的三通阀换向按钮完成阀芯的旋转，不仅能够利用流道的切换完成测压、收集和关闭三种不同工作模式的快速转换，还简省了手动扭转三通阀阀门的操作步骤，使用高效便捷；
3、本发明使用光纤传感器测量脑脊液压力，相比于传统的测压管测压，能够更准确、快速地反映压力值，操作方便简单；
4、本发明装置设计结构灵巧简单，易于拆卸清洗，直接接触脑脊液的针头、电磁三通阀与光纤传感器结构均能快捷拆卸并进行高温灭菌或直接丢弃，维护腰椎穿刺过程中的无菌环境；
5、本发明通过压力传感器测量穿刺过程中针头所受到的进针阻力，医生不需要依赖经验判断进针深度，压力传感器显示屏能够提供实时进针阻力的测量值，为医生判断进针深度提供客观标准，避免因进针过深或过浅导致的穿刺失败。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例的总体装配图；
图2为本发明实施例的总体剖视图；
图3为本发明实施例的内部构造示意图；
图4为本发明实施例的组合体结构示意图；
图5为本发明实施例的组合体结构层次图；
图6为本发明实施例的步进电机滑台模组结构示意图；
图7为本发明实施例的金属环结构示意图；
图8为本发明实施例的金属环剖视图；
图9为本发明实施例的针头示意图；
图10为本发明实施例的收集管示意图；
图11为本发明实施例的电磁三通阀示意图。
附图标记：
1-针头，2-电磁三通阀，3-穿刺针外壳，4-手柄，5-显示屏，6-接口，7-电源，8-进针按钮，9-退针按钮，10-三通阀换向按钮，11-步进电机，12-进针轨道，13-传感器外壳，14-金属环，15-光纤传感器，16-压力传感器，17-组合体，18-收集管，19-阀芯，20-阀体，21-电磁驱动器。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
如图1至图11所示，本发明实施例提供了一种可自动化进针的新型腰穿针，能够更精准便捷地实施腰椎穿刺操作，包括针头(1)、电磁三通阀(2)、光纤传感器(15)、传感器外壳(13)、压力传感器(16)、步进电机(11)、进针轨道(12)和穿刺针外壳(3)。其中针头(1)尾部通过螺纹与电磁三通阀(2)接口连接。光纤传感器(15)中央通过螺纹与电磁三通阀(2)接口连接，并固定于传感器外壳(13)内壁顶部，用于测量脑脊液压力。压力传感器(16)固定于光纤传感器(15)后方，用于测量进针阻力。步进电机(11)能沿进针轨道(12)前后滑动，下方通过金属环(14)连接传感器外壳(13)。进针轨道(12)固定于穿刺针外壳(3)内壁上方。穿刺针外壳(3)包括手柄(4)、电源(7)、进针按钮(8)、退针按钮(9)、三通阀换向按钮(10)、接口(6)和显示屏(5)，用于显示光纤传感器和压力传感器示数。
本装置的针头(1)与电磁三通阀(2)之间为可拆卸螺纹连接，电磁三通阀(2)与光纤传感器(15)之间为可拆卸螺纹连接，针头(1)与电磁三通阀(2)均可单独取下进行消毒。电磁三通阀(2)包括阀芯(19)、阀体(20)和电磁驱动器(21)，用于驱动阀芯(19)换向。电磁三通阀(2)后部连接光纤传感器(15)和压力传感器(16)，外部套有传感器外壳(13)，传感器外壳(13)呈中空圆柱体，通过金属环(14)连接步进电机(11)。步进电机(11)能将电脉冲信号转换成沿进针轨道(12)前后移动的线位移，通过金属环(14)带动传感器外壳(13)、电磁三通阀(2)和针头(1)前后移动，实现进针退针的半自动化控制，达到匀速缓慢进针的效果。
该发明为了实现不同脑脊液流动方向的快速切换，在电磁三通阀(2)前方设计接口连接针头(1)，下方接口连接收集管(18)，后方接口连接光纤传感器(15)；当阀芯(19)向左扭转时，脑脊液可向后流入光纤传感器(15)，用于测量脑脊液压力；当阀芯(19)向右扭转时，脑脊液向下流动进入收集管(18)，用于收集脑脊液；当阀芯(19)扭转至中间位置，电磁三通阀(2)处于关闭状态，脑脊液不会流出，半自动化的阀门控制避免人工操作触摸时可能引起的污染，有利于维护穿刺操作时的无菌环境。
本发明实施例的使用方法为：
S1、将电磁三通阀(2)旋入光纤传感器(15)螺纹接口；
S2、将针头(1)旋入电磁三通阀(2)螺纹接口；
S3、手持手柄(4)，开启装置电源(7)；
S4、通过穿刺针外壳(3)后部的进针按钮(8)控制穿刺针执行进针操作；
S5、通过穿刺针外壳(3)后部的三通阀换向按钮(10)控制电磁三通阀阀芯换向；
S6、通过穿刺针外壳(3)后部的退针按钮(9)控制穿刺针执行进针操作；
S7、关闭装置电源(7)，拆下针头(1)与电磁三通阀(2)进行消毒。
综上所述，本发明实施提供了一种可半自动进针的新型腰穿针，通过步进电机(11)将电脉冲信号转换成针头(1)的线位移，可控制针头(1)沿进针轨道(8)的匀速缓慢前进，使得腰椎穿刺操作具有较大的稳定性和准确性；本发明在电磁三通阀(2)上设有电磁驱动器(21)，可通过穿刺针外壳(3)后方的三通阀换向按钮(10)控制阀芯(19)的旋转，引导脑脊液的不同流向，实现测压、收集与关闭状态的快速转换；本发明通过压力传感器(16)测量针头(1)在进针过程中所受到的阻力，在显示屏(5)上显示阻力曲线，提供进针阻力及相对深度的客观判断标准；本发明装置操作简单，半自动化操作效率高且精确，为临床医生实施腰椎穿刺术提供了便利。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，包括：针头(1)、电磁三通阀(2)、光纤传感器(15)、传感器外壳(13)、压力传感器(16)、步进电机(11)、进针轨道(12)、穿刺针外壳(3)；
所述针头(1)尾部通过螺纹与电磁三通阀(2)接口连接；所述光纤传感器(15)中央通过螺纹与电磁三通阀(2)接口连接，并固定于传感器外壳(13)内壁顶部，用于测量脑脊液压力；所述压力传感器(16)固定于光纤传感器(15)后方，用于测量进针阻力；所述步进电机(11)能沿进针轨道(12)前后滑动，下方通过金属环(14)连接传感器外壳(13)；所述进针轨道(12)固定于穿刺针外壳(3)内壁上方。
2.根据权利要求1所述的可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述穿刺针外壳(3)还包括手柄(4)、电源(7)、进针按钮(8)、退针按钮(9)、三通阀换向按钮(10)、接口(6)和显示屏(5)，用于显示光纤传感器和压力传感器示数。
3.根据权利要求1所述可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述针头(1)与所述电磁三通阀(2)之间为可拆卸螺纹连接，所述电磁三通阀(2)与所述光纤传感器(15)之间为可拆卸螺纹连接，所述针头(1)与所述电磁三通阀(2)均可单独取下进行消毒。
4.根据权利要求1所述可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述电磁三通阀(2)包括阀芯(19)、阀体(20)和电磁驱动器(21)，用于驱动阀芯(19)换向。
5.根据权利要求1所述可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述传感器外壳(13)呈中空圆柱体，内部包含光纤传感器(15)和压力传感器(16)。
6.根据权利要求1所述可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述步进电机(11)能将电脉冲信号转换成沿进针轨道(12)前后移动的线位移，通过金属环(14)带动传感器外壳(13)、电磁三通阀(2)和针头(1)前后移动，实现进针退针的半自动化控制。
7.根据权利要求6所述可半自动进针的新型腰穿针，其特征在于，所述电磁三通阀(2)前方接口连接针头(1)，下方接口可连接收集管(18)，后方接口连接光纤传感器(15)；当阀芯(19)向左扭转时，脑脊液可向后流入光纤传感器(15)，用于测量脑脊液压力；当阀芯(19)向右扭转时，脑脊液向下流动进入收集管(18)，用于收集脑脊液；当阀芯(19)扭转至中间位置，电磁三通阀(2)处于关闭状态，脑脊液不会流出。
8.一种可半自动进针的新型腰穿针的使用方法，其特征在于，腰椎穿刺术前组装完成所有穿刺针零件后，手持穿刺针外壳手柄，通过按钮控制进针退针与电磁三通阀换向，包括以下步骤：
S1、将电磁三通阀(2)旋入光纤传感器(15)螺纹接口；
S2、将针头(1)旋入电磁三通阀(2)螺纹接口；
S3、手持手柄(4)，开启装置电源(7)；
S4、通过穿刺针外壳(3)后部的进针按钮(8)控制穿刺针执行进针操作；
S5、通过穿刺针外壳(3)后部的三通阀换向按钮(10)控制电磁三通阀阀芯换向；
S6、通过穿刺针外壳(3)后部的退针按钮(9)控制穿刺针执行进针操作；
S7、关闭装置电源(7)，拆下针头(1)与电磁三通阀(2)进行消毒。
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