CN114052863B - 穿刺设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种穿刺设备，所述穿刺设备包括：穿刺针，设置于所述穿刺针的针尖内部的发热元件，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件，控制器；其中，所述控制器用于：在所述穿刺针刺入目标对象第一深度后，控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度；在所述穿刺针继续刺入目标对象的过程中，监测所述驱动电路对所述发热元件施加的所述可调电流；根据所述可调电流与距离的预设电流关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

Description

穿刺设备

技术领域

本申请涉及智能医疗技术领域，具体涉及一种穿刺设备。

背景技术

在肿瘤消融治疗是指用各种物理方法直接毁损肿瘤的局部介入治疗技术。在执行肿瘤消融治疗时，首先需要确定病灶在患者体内的位置，然后确定穿刺路径，最后由医生进行手术：将消融针/穿刺针按照穿刺路径刺入人体内，再操控消融设备执行相应的动作。

相关技术中，通过三维模型显示穿刺路径和病灶位置，在一定程度上给医生的操作提供引导。基于手术导航技术，可通过机械臂将消融针/穿刺针自动对准穿刺位置。虽然在实施穿刺之前已经采取手段寻找到了最佳的穿刺路径，但仍可能由于患者的轻微移动或者医生的操作误差等原因，导致略微偏离穿刺路径，那么穿刺针进入人体后就有可能破坏血管，甚至破坏大动脉这种大血管。

消融针/穿刺针破坏血管甚至破坏大动脉血管，这对人体是十分危险的。

发明内容

本申请提供了一种穿刺设备。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种穿刺设备，所述穿刺设备包括：穿刺针，设置于所述穿刺针的针尖内部的发热元件，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件，控制器；其中，所述控制器用于：

在所述穿刺针刺入目标对象第一深度后，控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度；

在所述穿刺针继续刺入目标对象的过程中，监测所述驱动电路对所述发热元件施加的所述可调电流；

根据所述可调电流与距离的预设电流关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

根据本申请实施例的第二方面，提供另一种穿刺设备，所述穿刺设备包括：穿刺针，设置于所述穿刺针的针尖内部的发热元件，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件，控制器；其中，所述控制器用于：

控制驱动电路对所述发热元件施加恒定电流，以使所述发热元件的发热功率维持目标恒定功率；

在所述穿刺针刺入目标对象的过程中，监测所述穿刺针的针尖温度；

根据所述针尖温度与距离的预设温度关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

本申请实施例中，穿刺设备将穿刺针的针尖温度设置为恒定温度，在穿刺针刺入目标对象的过程中通过监测驱动电路的可调电流，从而通过可调电流的变化确定针尖与血管的距离。该方式通过监测电流的方式确定穿刺针的针尖与血管的距离，可为医生提供可靠的量化距离参考，可有效预防穿刺过程中破坏血管。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种穿刺设备示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种维持目标恒定温度的方法流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的具体方式并不代表与本申请相一致的所有方案。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

为了使本申请提供的穿刺设备更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请提供的方案执行过程进行详细描述。

参见图1，图1是本申请提供的实施例示出的一种穿刺设备，所述穿刺设备包括：穿刺针1，设置于所述穿刺针1的针尖内部的发热元件11，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件12，控制器。可选的，所述发热元件11包括发热丝或电阻；所述测温元件12包括测温线。其中，控制器为基于穿刺针1上设置的发热元件11和测温元件12进行实际控制的部件，在图1中并未给出。

另外，为方便对本申请提供的穿刺设备进行说明，图1中还给出组织内低温区域13，血管14，血管14内流动的血液15，组织内高温区域16。

其中，穿刺设备的控制器具体可执行步骤101至步骤103。

步骤101，在所述穿刺针刺入目标对象第一深度后，控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度。

在本申请实施例中，目标对象可以为患者或进行肿瘤消除手术的病体。第一深度为穿刺针刺入目标对象的一定深度，并且该深度应确保刺入的穿刺针不会破坏血管。

例如，在医生控制穿刺针刺入目标对象第一深度后，基于医生经验可确保穿刺针并未破坏目标对象的血管。此时，控制器可以控制驱动电路对发热元件11施加可调电流，通过调节对发热元件11施加的电流，使得穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度。例如，通过调节对发热元件11施加的电流，使穿刺针的针尖温度维持在恒定的45℃。

在一些可选实施例中，所述在所述穿刺针刺入目标对象第一深度后，控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流之后，还包括：在所述穿刺针的针尖温度达到目标恒定温度的情况下，发出继续穿刺的提示信息。

由于目标对象的穿刺终点通常不在第一深度，所以穿刺针需要继续刺入目标对象。上述可选实施例中，当控制器控制电流使得穿刺针的针尖温度达到目标恒定温度时，即可发出继续穿刺的提示信息。此时，医生可以控制穿刺针继续向目标对象进行穿刺。

步骤102，在所述穿刺针继续刺入目标对象的过程中，监测所述驱动电路对所述发热元件施加的所述可调电流。

步骤103，根据所述可调电流与距离的预设电流关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

通常，目标对象的组织内越靠近血管的区域温度越低。例如，图1中靠近血管14的组织内低温区域13的温度，通常低于远离血管14的组织内高温区域16的温度。由于在步骤101中控制器已经设置驱动电路对发热元件11施加可调电流，维持穿刺针1的针尖温度为目标恒定温度。如果穿刺针的针尖周围的环境温度接近恒定温度，驱动电路对发热元件11所施加的电流波动不大；如果针尖周围的环境温度变化大，例如降温较快，则驱动电路需要提供更大的电流以维持恒定温度。

例如，如果穿刺针的针尖靠近大血管时，由于血管内的血液15流动产生了更快的热交换，为了维持目标恒定温度，驱动电路需要向发热元件11提供更大的电流输出，因此电流信号增大。

在步骤102中可以在穿刺的过程中监测驱动电路对发热元件11施加的可调电流，监测施加的电流是否发生变化，例如是否加大电流。在监测到可调电流后，在步骤103中可根据预设电流关系，确定穿刺针的针尖与血管的距离值。例如，如果监测到的可调电流增大到大于预设电流阈值，则确定穿刺针的针尖即将接触血管。

其中，预设电流关系用于表征“可调电流的电流值”与“穿刺针的针尖与血管之间的距离”的关系。可选的，可基于实验预先标定所述可调电流与距离的所述预设电流关系。

在一些可选实施例中，在确定穿刺针的针尖与血管的距离值后，可通过终端显示设备显示所述穿刺针的针尖与血管的距离值；并且，在所述距离值小于预设距离阈值的情况下，发出警告信息。例如，可通过显示器显示距离值，并在距离值小于预设距离阈值时，显示警告信息或发出警告声。

在本申请实施例中，穿刺设备将穿刺针的针尖温度设置为恒定温度，在穿刺针刺入目标对象的过程中通过监测驱动电路的可调电流，从而通过可调电流的变化确定针尖与血管的距离。该方式通过监测电流的方式确定穿刺针的针尖与血管的距离，可为医生提供可靠的量化距离参考，可有效预防穿刺过程中破坏血管。

在一些可选实施例中，所述控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度，包括以下步骤：

步骤201，通过所述测温元件，获取所述穿刺针的当前针尖温度；

步骤202，在所述当前针尖温度小于所述目标恒定温度的情况下，控制所述驱动电路增大对所述发热元件的电流输出；

步骤203，在所述当前针尖温度大于所述目标恒定温度的情况下，控制所述驱动电路减小对所述发热元件的电流输出。

在上述可选实施例中，可通过测温元件11获取穿刺针1的针尖当前的温度，作为当前针尖温度；并在当前针尖温度小于目标恒定温度时，控制驱动电路增大对发热元件11的电流输出；在当前针尖温度大于目标恒定温度时，控制驱动电路减小对发热元件11的电流输出。

参照图2，以目标恒定温度为44.5℃为例进行示例性说明。控制器通过测温元件11获取穿刺针1的当前针尖温度，判断当前针尖温度（温度传感器温度）是否小于44.5℃，如果当前针尖温度（温度传感器温度）小于44.5℃，则控制驱动电路增大对发热元件11的电流输出；如果当前针尖温度（温度传感器温度）不小于44.5℃，再判断当前针尖温度（温度传感器温度）是否大于44.5℃，如果当前针尖温度（温度传感器温度）大于44.5℃，则控制驱动电路减小对发热元件11的电流输出；如果判断当前针尖温度（温度传感器温度）不大于44.5℃，则返回重新判断当前针尖温度（温度传感器温度）是否小于44.5℃。依次循环执行，控制器可通过控制驱动电路对发热元件11施加可调电流，使穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度。

本申请实施例还提供了一种穿刺设备，所述穿刺设备包括：穿刺针1，设置于所述穿刺针1的针尖内部的发热元件11，设置于所述穿刺针1内部并用于测量所述穿刺针1的针尖温度的测温元件12，控制器。可选的，所述发热元件11包括发热丝或电阻；所述测温元件12包括测温线。其中不同的是，所述控制器用于执行步骤301至步骤303。

步骤301，控制驱动电路对所述发热元件施加恒定电流，以使所述发热元件的发热功率维持目标恒定功率。

本申请实施例中，控制器可控制驱动电路对发热元件11施加恒定电流，从而维持发热元件的发热功率为一个恒定值，作为目标恒定值。其中，恒定电流可以是预先设置的固定电流值，目标恒定功率为预先设定的固定功率值，例如目标恒定功率为3W。

在一种可能的实现方式中，控制器可控制驱动电路对发热元件11施加可调电流，以使穿刺针1的针尖温度维持为目标温度；将目标温度下对应的可调电流，确定为恒定电流。例如，控制器可控制驱动电路对发热元件11施加可调电流，使得在室温下穿刺针1的针尖温度维持为40±0.5℃，锁定驱动电路当前的电流输出值，作为恒定电流并不在进行电流调节。可选的，所述目标温度为39.5℃至40.5℃。

步骤302，在所述穿刺针刺入目标对象的过程中，监测所述穿刺针的针尖温度。

在步骤301中对穿刺针预热完成后，穿刺针可继续进行穿刺，在继续穿刺的过程中，本步骤可检测穿刺针的针尖温度。

步骤303，根据所述针尖温度与距离的预设温度关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

在穿刺针的针尖接近血管或动脉时，由于血管内的血液15流动会产生更快的热交换，从而会导致穿刺针的针尖温度下降，此时测温元件12采集到的针尖温度降低，本步骤可根据针尖温度与距离的预设温度关系，确定穿刺针的针尖与血管的距离值。

其中，预设温度关系用于表征“针尖温度”与“穿刺针的针尖与血管之间的距离”的关系。可选的，可基于实验预先标定所述针尖温度与距离的所述预设温度关系。

在一些可选实施例中，在确定穿刺针的针尖与血管的距离值后，可通过终端显示设备显示所述穿刺针的针尖与血管的距离值；并且，在所述距离值小于预设距离阈值的情况下，发出警告信息。例如，可通过显示器显示距离值，并在距离值小于预设距离阈值时，显示警告信息或发出警告声。

在本申请实施例中，穿刺设备将发热元件的发热功率设定为恒定功率，在穿刺针刺入目标对象的过程中通过监测穿刺针的针尖温度，从而通过针尖温度的变化确定针尖与血管的距离。该方式通过监测针尖温度的方式确定穿刺针的针尖与血管的距离，可为医生提供可靠的量化距离参考，可有效预防穿刺过程中破坏血管。

本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时能够实现本申请任一实施例的穿刺设备中控制器的步骤。

图3示出了本申请实施例所提供的一种更为具体的计算机设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、微处理器、应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中（图中未示出），也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块（图中未示出），以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件（例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040）之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现本申请任一实施例的穿刺设备中控制器的步骤。

其中，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等，本申请并不对此进行限制。

在一些可选实施例中，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当计算机可读代码在设备上运行时，设备中的处理器执行用于实现如上任一实施例提供的穿刺设备中控制器的步骤。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种穿刺设备，其特征在于，所述穿刺设备包括：穿刺针，设置于所述穿刺针的针尖内部的发热元件，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件，控制器；其中，所述控制器用于：

在所述穿刺针刺入目标对象第一深度后，控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度；

在所述穿刺针的针尖温度达到目标恒定温度的情况下，发出继续穿刺的提示信息；

在所述穿刺针继续刺入目标对象的过程中，监测所述驱动电路对所述发热元件施加的所述可调电流；

根据所述可调电流与距离的预设电流关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

2.根据权利要求1所述的穿刺设备，其特征在于，所述控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持目标恒定温度，包括：

通过所述测温元件，获取所述穿刺针的当前针尖温度；

在所述当前针尖温度小于所述目标恒定温度的情况下，控制所述驱动电路增大对所述发热元件的电流输出；

在所述当前针尖温度大于所述目标恒定温度的情况下，控制所述驱动电路减小对所述发热元件的电流输出。

3.根据权利要求1所述的穿刺设备，其特征在于，所述控制器还用于：

基于实验预先标定所述可调电流与距离的所述预设电流关系；

通过终端显示设备显示所述穿刺针的针尖与血管的距离值；

在所述距离值小于预设距离阈值的情况下，发出警告信息。

4.根据权利要求1所述的穿刺设备，其特征在于，所述发热元件包括发热丝或电阻；所述测温元件包括测温线；所述目标恒定温度为45℃。

5.一种穿刺设备，其特征在于，所述穿刺设备包括：穿刺针，设置于所述穿刺针的针尖内部的发热元件，设置于所述穿刺针内部并用于测量所述穿刺针的针尖温度的测温元件，控制器；其中，所述控制器用于：

控制驱动电路对所述发热元件施加可调电流，以使所述穿刺针的针尖温度维持为目标温度，所述目标温度为39.5℃至40.5℃；将所述目标温度下对应的可调电流，确定为恒定电流；

控制驱动电路对所述发热元件施加恒定电流，以使所述发热元件的发热功率维持目标恒定功率；

在所述穿刺针刺入目标对象的过程中，监测所述穿刺针的针尖温度；

根据所述针尖温度与距离的预设温度关系，确定所述穿刺针的针尖与血管的距离值。

6.根据权利要求5所述的穿刺设备，其特征在于，所述目标恒定功率为3W。

7.根据权利要求5所述的穿刺设备，其特征在于，所述控制器还用于：

基于实验预先标定所述针尖温度与距离的所述预设温度关系；

通过终端显示设备显示所述穿刺针的针尖与血管的距离值；

在所述距离值小于预设距离阈值的情况下，发出警告信息。

8.根据权利要求5所述的穿刺设备，其特征在于，所述发热元件包括发热丝或电阻；所述测温元件包括测温线。

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