CN114601538A - 穿刺针夹持装置、穿刺设备及穿刺方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种穿刺针夹持装置、穿刺设备及穿刺方法，穿刺针夹持装置包括：安装主体，安装主体上设置有导轨；持针机构，持针机构包括能够沿导轨移动的用于夹持穿刺针的持针滑块；锁止部件，锁止部件设置为能够将持针滑块锁止于安装主体以使得持针滑块处于相对安装主体固定的锁止状态，并能够将持针滑块从安装主体上解锁以使得持针滑块处于能够沿导轨滑动的解锁状态；持针滑块处于锁止状态时，穿刺针夹持装置能够由机械臂带动移动而进行穿刺进针，在持针滑块处于解锁状态时，持针滑块能够由手动推动而进行穿刺进针。本申请提供的技术方案，医生可以根据手术的实际情况，选择机械方式的自动进针或手动进针，利于降低手术风险，提高手术成功率。

Description

穿刺针夹持装置、穿刺设备及穿刺方法

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，具体涉及一种穿刺针夹持装置、穿刺设备及穿刺方法。

背景技术

穿刺是将穿刺针刺入体腔抽取分泌物做化验，向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术。穿刺的目的是抽血化验，输血、输液及置入导管做血管造影等。

目前，机器人辅助穿刺手术通常由机械臂带着具有穿刺针的穿刺装置进行自动穿刺，或者在机械臂带着穿刺装置移动到预设位置时，由穿刺装置上设置的驱动机构驱动穿刺针移动进行自动穿刺。

机械自动进针方式的优点是穿刺路径更稳定、精准，而手动进针方式的优点是能够融合医生的感官经验判断手续安全性。

目前，在进行机器人辅助穿刺手术时，采用的是单一的自动进针方式，无法在自动进针和手动进针之间任意切换，因此医生无法感知到穿刺针在穿透体壁进入体腔的过程中其力度的大小变化，仅仅依赖于人眼观察显示屏上的图像，无法掌握穿刺针在进针过程中力的大小，不能很好地掌握手术状况。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种穿刺针夹持装置、穿刺设备及穿刺方法，以解决现有技术中通过机械机构进行穿刺手术时，医生无法很好掌握手术状况的问题。

本申请提供一种穿刺针夹持装置，用于安装在机械臂上，所述穿刺针夹持装置包括：

安装主体，所述安装主体上设置有导轨；

持针机构，所述持针机构包括能够沿所述导轨移动的用于夹持穿刺针的持针滑块；

锁止部件，所述锁止部件设置为能够将所述持针滑块锁止于所述安装主体以使得所述持针滑块处于相对所述安装主体固定的锁止状态，并能够将所述持针滑块从所述安装主体上解锁以使得所述持针滑块处于能够沿所述导轨滑动的解锁状态；

所述持针滑块处于所述锁止状态时，所述穿刺针夹持装置能够由所述机械臂带动移动而进行穿刺进针，在所述持针滑块处于所述解锁状态时，所述持针滑块能够由手动推动而进行穿刺进针。

可选地，所述锁止部件为穿在所述安装主体上的第一锁紧螺栓，所述第一锁紧螺栓通过旋转顶紧所述持针滑块时所述持针滑块处于所述锁止状态，松开所述持针滑块时所述持针滑块处于所述解锁状态。

可选地，所述持针滑块上设置有用于容纳所述穿刺针的夹持槽，所述夹持槽为从下至上渐扩的V形槽；

所述持针机构还包括用于穿在所述持针滑块上的第二锁紧螺栓，所述第二锁紧螺栓设置为通过旋转能够将所述穿刺针顶紧固定在所述夹持槽内。

可选地，所述穿刺针夹持装置还包括导向机构，所述导向机构设置为在与所述持针滑块具有间隔的位置对所述穿刺针进行导向。

可选地，所述导向机构包括导向滑块，所述导向滑块上设置有用于支撑所述穿刺针的导向槽，所述导向槽为从下至上渐扩的V形槽；

其中，所述导向滑块具有能沿所述导轨滑动的滑动状态和能够相对所述导轨固定的固定状态。

可选地，所述穿刺针夹持装置还包括穿在所述安装主体上的第三锁紧螺栓，所述第三锁紧螺栓通过旋转顶紧所述导向滑块时所述导向滑块处于所述固定状态，松开所述导向滑块时所述导向滑块处于所述滑动状态。

可选地，所述导向机构还包括穿在所述导向滑块上的限位螺栓，所述限位螺栓旋转至预设位置时所述穿刺针在上下方向上限位在所述限位螺栓和所述导向槽之间。

可选地，所述穿刺针夹持装置还包括设置在所述持针滑块上的电磁传感器，所述电磁传感器设置为用于跟踪所述穿刺针的位置。

可选地，所述穿刺针夹持装置还包括持针臂，所述持针臂的一端连接于所述安装主体，另一端用于连接机械臂，所述穿刺针夹持装置采用非铁磁性材料制成。

可选地，所述持针臂的长度大于或等于250mm。

根据本申请的另一方面，还提供一种穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂和如上所述的穿刺针夹持装置，所述穿刺针夹持装置安装在所述机械臂上。

根据本申请的再一方面，还提供一种采用如上所述的穿刺针夹持装置进行穿刺的穿刺方法，所述方法包括：

对所述穿刺针夹持装置在自动进针模式和手动进针模式之间转换；

其中，从所述手动进针模式转换至所述自动进针模式包括：将所述持针滑块锁止于锁止状态，机械臂带着所述穿刺针夹持装置移动进针；

从所述自动进针模式转换至所述手动进针模式包括：将所述持针滑块从锁止状态松开至解锁状态，手动推动所述持针滑块进针。

本申请提供的技术方案中，医生可以根据手术的实际情况，选择机械方式的自动进针或手动进针，自动进针时，采用锁止部件将持针滑块锁止于安装主体，手动进针时，锁止部件松开持针滑块，由医生手动推动持针滑块进针，根据手术状况灵活处理，可以降低手术风险，提高手术成功率。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请的一个实施方式中穿刺针夹持装置的结构示意图；

图2为根据本申请的一个实施方式中穿刺针夹持装置安装于机械臂的结构示意图；

图3为根据本申请的一个实施方式中自动进针模式和手动进针模式之间转换的示意图。

附图标记说明：

100-穿刺针夹持装置；1-安装主体；11-导轨；2-持针滑块；21-夹持槽；3-导向滑块；31-导向槽；4-第一锁紧螺栓；5-第二锁紧螺栓；6-第三锁紧螺栓；7-限位螺栓；8-电磁传感器；9-穿刺针；10-持针臂；200-机械臂。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

针对现有技术中通过机械臂带着穿刺针进行穿刺手术存在医生无法感知进针力度大小，从而不能很好地掌握手术状况的问题，本申请提供一种穿刺针夹持装置，用于安装在机械臂上，该穿刺针夹紧装置能够实现穿刺针自动进针和手动进针两种方式。

如图1和图2所示，所述穿刺针夹持装置100包括：

安装主体1，安装主体1上设置有导轨11；

持针机构，持针机构包括能够沿导轨11移动的用于夹持穿刺针9的持针滑块2；

锁止部件，锁止部件设置为能够将持针滑块2锁止于安装主体1以使得持针滑块2处于相对安装主体1固定的锁止状态，并能够将持针滑块2从安装主体1上解锁以使得持针滑块2处于能够沿导轨11滑动的解锁状态；

持针滑块2处于锁止状态时，穿刺针夹持装置100能够由机械臂带动移动而进行穿刺进针，在持针滑块2处于解锁状态时，持针滑块2能够由手动推动而进行穿刺进针。

在应用时，本申请提供的穿刺针夹持装置100安装在机械臂上且穿刺针9固定在持针滑块2上。进行穿刺手术时，通常情况下，采用锁止部件将持针滑块2锁止于安装主体1，机械臂运动可以带着穿刺针夹持装置整体移动进行穿刺手术。而在遇到特殊手术状况或特殊病人时，例如，需要医生感知下穿刺针的穿透力度或手感以判断手术状况时，则松开持针滑块2至解锁状态，医生可以手动推动持针滑块2移动，即采用手动方式使得穿刺针9进针，这样医生可以很好地感知进针的力度等状况，以掌握或判断手术状况。

因此，本申请提供的穿刺针夹持装置，医生可以根据手术的实际情况，选择机械方式的自动进针或手动进针，灵活处理，可以降低手术风险，提高手术成功率。

在一个实施方式中，如图1所示，用于锁止持针滑块2的锁止部件为穿在安装主体1上的第一锁紧螺栓4，所述第一锁紧螺栓4通过旋转顶紧所述持针滑块2时所述持针滑块2处于锁止状态，松开持针滑块2(即通过旋转脱离持针滑块2)时持针滑块2处于解锁状态。

更具体的，安装主体1上的滑轨11为在安装主体1上设置的滑槽，持针滑块2位于滑槽中滑动，第一锁紧螺栓4穿在安装主体1一侧设置的螺栓孔中，通过旋转第一锁紧螺栓4能够将持针滑块2顶紧在滑槽另一侧的侧壁上，从而使得持针滑块2保持固定于安装主体1上。

可以理解的是，滑轨11并不限于滑槽的形式，也可以是向上凸起的轨道。还可以理解的是，所述锁止部件并不限于螺栓的形式，也可以在持针滑块2上设置卡接部，设置锁止部件为在安装主体1上的卡扣，卡扣卡住卡接部时能够锁止持针滑块2，离开卡接部时松开持针滑块2，锁止部件还可以是能够将持针滑块2定位在安装主体1上的定位部件，锁止部件的形式在此不限制，能够将持针滑块2锁止在安装主体1上并能解锁即可。

为将穿刺针9安装在持针滑块2上，在图1所示的实施方式中，所述持针滑块2上设置有用于容纳所述穿刺针9的夹持槽21，所述持针机构还包括用于穿在所述持针滑块2上的第二锁紧螺栓5，所述第二锁紧螺栓5设置为通过旋转将所述穿刺针9顶紧在所述夹持槽21内，也就是说，第二锁紧螺栓5和夹持槽21的底部共同夹紧穿刺针9。该夹紧穿透针的方式简单，操作容易且快速，而且能够适配不同型号的穿刺针。

其中，所述夹持槽21为从下至上逐渐扩展的V形槽，第二锁紧螺栓5上下竖直设置，通过旋转能够向下移动将穿刺针9顶紧在V形槽中，V形槽能够有效防止穿刺针9在两侧方向上移动。

在该实施方式中，持针滑块2固定的是穿刺针9的针体部分，在另外的实施方式中，也可以设置持针滑块2夹持穿刺针9一端的底座部分(图1中穿刺针9的左端部分)，具体可以在持针滑块2上设置两个夹持部，通过两个夹持部夹穿刺针9的底座并固定在一起来安装穿刺针。

穿刺针夹持装置还可以包括导向机构，所述导向机构设置为在远离持针滑块2的位置对穿刺针9进行导向，以防止穿刺针较长发生弯曲的情况。

如图1所示，所述导向机构包括导向滑块3，导向滑块3上设置有用于支撑穿刺针9的导向槽31，导向槽31为从下至上逐渐扩展的V形槽。其中，导向滑块3具有能沿导轨11滑动的滑动状态和能够相对导轨11固定的固定状态。

通过设置导向滑块3能够沿导轨11滑动并能够固定，可以方便调整导向滑块3相对持针滑块2的距离。可以理解的是，导向机构也可以是固定在安装主体1预设位置的导向部件。

为方便导向滑块3固定状态和滑动状态之间转换，在可选地，所述穿刺针夹持装置还包括穿在安装主体1上的第三锁紧螺栓6，第三锁紧螺栓6通过旋转顶紧导向滑块3时导向滑块3处于固定状态，松开导向滑块3时导向滑块3处于滑动状态。

也就是说，在图1所示的实施方式中，将导向滑块3和持针滑块2锁止在安装主体1上的方式基本相同，都是通过旋转螺栓顶紧的方式，该方式简单操作方便，当然，导向滑块3也可以采用其它方式固定在安装主体1上。

可选地，所述导向机构还包括穿在导向滑块3上的限位螺栓7，限位螺栓7旋转至预设位置时将穿刺针9在上下方向上限位在限位螺栓7和导向槽31之间，这样能够对穿刺针9进行稳定导向，避免穿刺针从导向槽31向上弯曲翘起，利于提高穿刺精度。

可以理解，对穿刺针9进行定位的方式并不限于导向槽31与限位螺栓7配合的方式，例如，在另外的实施方式中，也可以在导向滑块3上设置导向孔，穿刺针可移动地穿在该导向孔中导向。

在应用穿刺针夹持装置100时(以图1和图2所示的结构为例)，首先通过第一锁紧螺栓4和第三锁紧螺栓6分别将持针滑块2和导向滑块3固定在安装主体1上的合适的位置，然后将穿刺针9放置在持针滑块2的持针槽21中，且穿刺针9支撑在导向滑块3的导向槽31中(其中导向滑块3相比持针滑块靠近进针端)，采用第二锁紧螺栓5将穿刺针9顶紧在持针槽21中，而限位螺栓7向下拧至预设位置但不顶紧穿刺针9，以使得穿刺针9能够沿导向槽31移动。

使用时，医生通过对持针滑块2侧面的第一锁紧螺栓4的松紧调节，选用自动进针或手动进针两种方式。如果采用自动进针方式，第一锁紧螺栓4将持针滑块2锁紧在安装主体1上，使得机械臂能够自动把穿刺针9送到病灶位置。而如果采用手动进针方式，则松开第一锁紧螺栓4，医生可以沿导轨方向推动持针滑块2，手动实施穿刺过程。

在一个实施方式中，所述穿刺针夹持装置还包括设置在持针滑块3上的电磁传感器8，电磁传感器8设置为用于跟踪穿刺针9的位置。通过实时跟踪持针滑块3上的电磁传感器8可以间接定位穿刺针9的空间位置，帮助手术过程中定位手术器械和目标之间的空间位置，从而控制机械臂的运动。

目前，做穿刺手术时，医生常用电磁定位导航系统进行穿刺针定位，手术时，电磁定位导航系统中的磁场发射器放置在病灶位置附近，让电磁场覆盖病灶空间，从而定位电磁场内手术器械的位置。但是由于机械臂含有磁性金属，而磁性金属会产生电磁干扰，影响电磁导航定位精度。

为此，如图2所示的实施方式中，所述穿刺针夹持装置100还包括持针臂10，持针臂10的一端连接于所述安装主体1，另一端用于连接机械臂200；其中，所述穿刺针夹持装置100采用非铁磁性材料制成，可以避免电磁干扰。优选地，穿刺针夹持装置100中的各部件均采用树脂材料制成。

该实施方式通过设置持针臂10，在穿刺过程中，穿刺针9位于电磁场范围内时，机械臂200可以位于电磁场范围(如图2中虚线所示的范围)外，从而避免机械臂200产生电磁干扰，降低对电磁精度的影响。

可选地，所述持针臂10的长度大于或等于250mm，可以有效避免机械臂200进入电磁场范围内。

根据本申请的另一方面，还提供一种穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂200和如上所述的穿刺针夹持装置100，所述穿刺针夹持装置100安装在所述机械臂200上。

本申请还提供一种采用如上所述的穿刺针夹持装置100进行穿刺的方法，如图3所示，所述方法包括：

对穿刺针夹持装置100在自动进针模式S1和手动进针模式S2之间转换；

其中，从所述手动进针模式S1转换至所述自动进针模式S2包括：将所述持针滑块2锁止于锁止状态，机械臂带着所述穿刺针夹持装置移动进针；

从所述自动进针模式S2转换至所述手动进针模式S1包括：将所述持针滑块2从锁止状态松开至解锁状态，手动推动所述持针滑块2进针。

对持针滑块2进行锁止和解锁的具体操作方法参见上述穿刺针夹持装置100中的描述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种穿刺针夹持装置，用于安装在机械臂上，其特征在于，所述穿刺针夹持装置包括：

安装主体，所述安装主体上设置有导轨；

持针机构，所述持针机构包括能够沿所述导轨移动的用于夹持穿刺针的持针滑块；

锁止部件，所述锁止部件设置为能够将所述持针滑块锁止于所述安装主体以使得所述持针滑块处于相对所述安装主体固定的锁止状态，并能够将所述持针滑块从所述安装主体上解锁以使得所述持针滑块处于能够沿所述导轨滑动的解锁状态；

所述持针滑块处于所述锁止状态时，所述穿刺针夹持装置能够由所述机械臂带动移动而进行穿刺进针，在所述持针滑块处于所述解锁状态时，所述持针滑块能够由手动推动而进行穿刺进针。

2.根据权利要求1所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述锁止部件为穿在所述安装主体上的第一锁紧螺栓，所述第一锁紧螺栓通过旋转顶紧所述持针滑块时所述持针滑块处于所述锁止状态，松开所述持针滑块时所述持针滑块处于所述解锁状态。

3.根据权利要求1所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述持针滑块上设置有用于容纳所述穿刺针的夹持槽，所述夹持槽为从下至上渐扩的V形槽；

所述持针机构还包括用于穿在所述持针滑块上的第二锁紧螺栓，所述第二锁紧螺栓设置为通过旋转能够将所述穿刺针顶紧固定在所述夹持槽内。

4.根据权利要求1所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述穿刺针夹持装置还包括导向机构，所述导向机构设置为在与所述持针滑块具有间隔的位置对所述穿刺针进行导向。

5.根据权利要求4所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述导向机构包括导向滑块，所述导向滑块上设置有用于支撑所述穿刺针的导向槽，所述导向槽为从下至上渐扩的V形槽；

其中，所述导向滑块具有能沿所述导轨滑动的滑动状态和能够相对所述导轨固定的固定状态。

6.根据权利要求5所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述穿刺针夹持装置还包括穿在所述安装主体上的第三锁紧螺栓，所述第三锁紧螺栓通过旋转顶紧所述导向滑块时所述导向滑块处于所述固定状态，松开所述导向滑块时所述导向滑块处于所述滑动状态。

7.根据权利要求4所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述导向机构还包括穿在所述导向滑块上的限位螺栓，所述限位螺栓旋转至预设位置时所述穿刺针在上下方向上限位在所述限位螺栓和所述导向槽之间。

8.根据权利要求1所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述穿刺针夹持装置还包括设置在所述持针滑块上的电磁传感器，所述电磁传感器设置为用于跟踪所述穿刺针的位置。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述穿刺针夹持装置还包括持针臂，所述持针臂的一端连接于所述安装主体，另一端用于连接机械臂，所述穿刺针夹持装置采用非铁磁性材料制成。

10.根据权利要求9所述的穿刺针夹持装置，其特征在于，所述持针臂的长度大于或等于250mm。

11.一种穿刺设备，其特征在于，所述穿刺设备包括机械臂和根据权利要求1-10中任意一项所述的穿刺针夹持装置，所述穿刺针夹持装置安装在所述机械臂上。

12.一种采用权利要求1-10中任意一项所述的穿刺针夹持装置进行穿刺的穿刺方法，所述方法包括：

对所述穿刺针夹持装置在自动进针模式和手动进针模式之间转换；

其中，从所述手动进针模式转换至所述自动进针模式包括：将所述持针滑块锁止于锁止状态，机械臂带着所述穿刺针夹持装置移动进针；

从所述自动进针模式转换至所述手动进针模式包括：将所述持针滑块从锁止状态松开至解锁状态，手动推动所述持针滑块进针。

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