CN114948119A - 用于留置针的智能化穿刺系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采血设备领域，具体涉及用于留置针的智能化穿刺系统，包括限位模块、血管定位模块、控制模块和光照模块；限位模块对患者手臂进行留置针穿刺进行体位限定，并在完成体位限定后向控制模块发送定位信号；光照模块根据控制模块的启动信号照射待穿刺区域；血管定位模块根据控制模块的启动信号对待穿刺区域中的血管位置信息进行探测；控制模块根据从限位模块获取的定位信号向光照模块和血管定位模块发送启动信号，控制模块根据获取的血管位置信息判断血管位置的准确性概率，控制模块在准确性概率大于阈值时判断进行留置针穿刺。本发明提高留置针穿刺时血管位置确定的准确性。

Description

用于留置针的智能化穿刺系统
技术领域
本发明涉及采血设备领域，具体涉及用于留置针的智能化穿刺系统。
背景技术
留置针包括不锈钢的针芯、软的外套管和塑料针座。穿刺留置针时，将外套管和针芯一起刺入血管中，当套管送入血管后，抽出针芯，仅将柔软的外套管留在血管中进行输液，留置针是一种应用广泛的输液工具。留置针是用于间歇性、连续性或每日的输液治疗，以减少患者因反复的针头穿刺而造成的痛苦及对打针的恐惧感。
目前，针对留置针穿刺均是通过医务人员的人工操作进行，当部分患者的血管位置不明确时，需要反复寻找血管并进行反复的穿刺，会造成患者的不适以及对留置针穿刺的恐惧，所以，急需一种能够准确定位血管的留置针穿刺系统。
发明内容
本发明意在提供一种用于留置针的智能化穿刺系统，以自动对留置针穿刺时的血管进行定位。
本方案中的用于留置针的智能化穿刺系统，包括限位模块、血管定位模块、控制模块和光照模块；
限位模块，用于对患者手臂进行留置针穿刺进行体位限定，并在完成体位限定后向控制模块发送定位信号；
光照模块，用于根据控制模块的启动信号照射待穿刺区域；
血管定位模块，用于根据控制模块的启动信号对待穿刺区域中的血管位置信息进行探测；
控制模块，根据从限位模块获取的定位信号向光照模块和血管定位模块发送启动信号，所述控制模块根据获取的血管位置信息判断血管位置的准确性概率，所述控制模块在准确性概率大于阈值时判断进行留置针穿刺。
本方案的有益效果是：
通过限位模块进行患者手臂的体位限定，并在限定完成后发送对应的定位信号，以触发自动地对需要留置针穿刺的区域进行照射后再探测血管位置信息，并根据血管位置信息判断血管位置的准确性概率，在准确性概率较大时，才判断可以进行留置针穿刺。提高血管位置确定的准确性，避免因反复穿刺造成患者的恐惧心理。
进一步，还包括拍打模块，当准确性概率小于阈值时，所述控制模块控制拍打模块对待穿刺区域进行预设次数的拍打，所述控制模块在拍打模块对待穿刺区域拍打后再向血管定位模块发送探测信号，所述控制模块再次从血管定位模块获取血管位置信息并判断血管位置的修正概率，当修正概率大于阈值时，所述控制模块判断进行留置针穿刺，当修正概率小于阈值时，所述控制模块判断无法确定血管位置。
有益效果是：在血管位置的准确性概率较低时，通过进行预设次数的拍打，并再次进行血管位置的探测，再次判断血管位置的准确性概率，若再次判断到准确性概率较高时，才进行留置针的穿刺。在辅助拍打后再确定血管位置，以让血管中的回血更清晰准确定位血管位置，避免因血管位置确定性差进行穿刺造成的反复穿刺。
进一步，所述拍打模块包括动力单元和拍打单元，所述拍打单元位于动力单元的端部，所述动力单元用于带动拍打单元在上下方向上移动以让拍打单元接触到患者手臂，并在接触患者手臂后带动拍打单元在患者手臂上按预设次数进行往复移动。
有益效果是：通过让拍打单元以往复移动的方式进行拍打，在达到让回血更清晰目的的同时，能够避免拍打力量太重。
进一步，所述控制模块控制拍打模块接触患者手臂时按下皮肤2mm-4mm的距离进行移动，所述拍打单元接触患者皮肤的部分为硅胶制成。
有益效果是：通过拍打模块接触患者手臂时按下皮肤的距离，能够保证拍打后能够让回血更清晰，还不会因拍打过重引起患者不适。
进一步，所述预设次数按照拍打单元伸出再缩回进行计数，所述控制模块在拍打单元每完成一个来回的伸出和缩回时向血管定位模块发送探测信号。
有益效果是：通过拍打单元在每完成一个来回的伸出和缩回时，让血管定位模块进行血管位置信息的探测，不会因拍打单元干扰血管位置的探测，同时，还能达到一定的拍打程度。
进一步，所述光照模块包括照明环单元和定点单元，所述控制模块发送启动信号控制照明环单元点亮进行照明，所述控制模块在判断进行留置针穿刺时控制定点单元点亮进行穿刺点指示。
有益效果是：通过光照模块在提供照明后再提供定位点，以环状加点状的光源分别进行照明和穿刺点指示，无需针对两种指示进行单独设置灯源，节省安装控件。
进一步，所述限位模块包括L形的限位座，所述限位座开口的夹角成150°-170°，所述限位座的竖直段朝向地面一侧，所述限位座内固设有软质的限位套，所述限位套呈U形，所述限位套的开口平行于限位座的水平段，所述限位套靠近限位座的夹角处固设有压力感应单元，所述压力感应单元检测患者手臂手肘处下压的压力值作为定位信号。
有益效果是：通过限位模块的设置，能够规范留置针穿刺时手臂的体位，并在手臂的体位正确时，自动监测到以进行后续的血管探测。
进一步，还包括留置针穿刺模块，所述控制模块在判断留置针穿刺时根据血管信息向留置针穿刺模块发送穿刺信号，所述留置针穿刺模块根据穿刺信号将留置针的针芯和外套管移动进行穿刺插入动作。
有益效果是：在对血管进行定位后，通过留置针穿刺模块对留置针的针芯和外套管进行自动的穿刺插入动作，及时准确地完成留置针穿刺。
进一步，所述留置针穿刺模块包括限位夹持单元和动力调节单元，所述限位夹持单元用于对留置针的针芯和外套管进行夹持和穿刺限位，所述控制模块用于控制动力调节单元对限位夹持单元的穿刺角度进行调节，让针芯对准穿刺点。
有益效果是：通过对限位的针芯和外套管进行限位，并进行穿刺角度调节，提高穿刺的准确性。
附图说明
图1为本发明用于留置针的智能化穿刺系统实施例一的示意性框图；
图2为本发明用于留置针的智能化穿刺系统实施例二的示意性框图；
图3为本发明用于留置针的智能化穿刺系统实施例三中限位夹持单元的主视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
实施例一
用于留置针的智能化穿刺系统，如图1所示：包括限位模块、血管定位模块、控制模块和光照模块，各个模块安装在穿刺操作台上，具体的安装结构根据实际需求进行即可。
限位模块用于对患者手臂进行留置针穿刺进行体位限定，并在完成体位限定后向控制模块发送定位信号，即为，限位模块包括L形的限位座，限位座可用塑料制成，限位座开口的夹角成150°-170°，开口的夹角优选160°，限位座的竖直段朝向地面一侧，即限位座竖直段的背侧贴合在穿刺操作台上，竖直段是指L形限位座较长的一段，水平段是指L形限位座较短的一段，限位座内粘接有软质的限位套，限位套呈U形，限位套的开口平行于限位座的水平段，限位套靠近限位座的夹角处固定安装有压力感应单元，压力感应单元位于限位套的中心轴处，压力感应单元检测患者手臂手肘处下压的压力值作为定位信号，压力感应单元信号连接控制模块，压力感应单元可用现有的压力传感器。
光照模块用于根据控制模块的启动信号照射待穿刺区域，光照模块包括照明环单元和定点单元，控制模块发送启动信号控制照明环单元点亮进行照明，光照模块的照明环单元可以用现有的白色光LED灯带，定点单元可用现有的红色激光灯。光照模块还包括伸缩单元，伸缩单元带动定点单元进行直线运动，以对穿刺点进行指示，伸缩单元可用现有的伸缩气缸。
血管定位模块用于根据控制模块的启动信号对待穿刺区域中的血管位置信息进行探测，血管位置信息包括血管的坐标信息和手臂边缘位置，血管定位模块包括摄像单元和处理单元，摄像单元使用现有的高清摄像头，摄像单元从待穿刺区域拍摄图像并发送至处理单元，处理单元通过现有的二值化和边缘检测等图像处理算法，识别出血管和手臂边缘在图像上的位置信息，并将位置信息按照预设对应关系形成坐标信息和多个手臂边缘位置，预设对应关系为预先根据拍摄照片上点与实际位置的对照。血管定位模块还可以通过现有的超声波探测设备进行血管位置信息的探测。
控制模块根据从限位模块获取的定位信号向光照模块和血管定位模块发送启动信号，控制模块根据获取的血管位置信息判断血管位置的准确性概率，准确性概率根据血管的坐标信息在多个手臂边缘位置中顺序的相对间距值进行确定，即，当相对间距值小于预设值且小于预设值的相对间距值的数量大于数值设定量时，准确性概率设置为40％，当相对间距值小于预设值且小于预设值的相对间距值的数量小于数值设定量，准确性概率设置为55％，当相对间距值均大于预设值，准确性概率设置为90％，控制模块在准确性概率大于阈值时判断进行留置针穿刺，阈值可以设置为85％，控制模块在判断进行留置针穿刺时控制定点单元点亮进行穿刺点指示，即控制伸缩单元进行移动。
具体实施过程如下：
本实施例先通过限位模块上的限位座和限位套对患者手臂的体位限定，即让手臂处于伸展开的状态。在手臂限定完成后，由压力感应器检测手臂的手肘处施加的压力值信息作为定位信号，表示手臂体位摆放完成。以定位信号触发控制模块控制光照模块的照明环单元对需要留置针穿刺的区域进行照射，然后再由血管定位模块探测血管位置信息，让控制模块根据血管位置信息判断血管位置的准确性概率，在准确性概率较大时，由控制模块判断可以进行留置针穿刺。提高血管位置确定的准确性，避免因反复穿刺造成患者的恐惧心理。
实施例二
用于留置针的智能化穿刺系统，与实施例一的区别是，如图2所示，还包括拍打模块，当准确性概率小于阈值时，控制模块控制拍打模块对待穿刺区域进行预设次数的拍打，控制模块在拍打模块对待穿刺区域拍打后再向血管定位模块发送探测信号，控制模块再次从血管定位模块获取血管位置信息并判断血管位置的修正概率，修正概率的判断与准确性概率相同，当修正概率大于阈值时，控制模块判断进行留置针穿刺，当修正概率小于阈值时，控制模块判断无法确定血管位置，停止穿刺。拍打模块包括动力单元和拍打单元，拍打单元位于动力单元的端部，动力单元用于带动拍打单元在上下方向上移动，以让拍打单元接触到患者手臂，并在接触患者手臂后带动拍打单元在患者手臂上按预设次数进行往复移动；控制模块控制拍打模块接触患者手臂时按下皮肤2mm-4mm的距离进行移动，即动力单元带动拍打单元按下皮肤2mm-4mm，动力单元包括纵向伸缩和水平伸缩缸，拍打单元位于水平伸缩缸的活塞杆上，水平伸缩缸位于纵向伸缩缸的活塞杆上，控制模块先控制纵向伸缩缸带动水平伸缩缸向下移动至能够按下皮肤2mm-4mm的位置处，再控制水平伸缩缸带动拍打单元在手臂上进行往复移动，拍打单元接触患者皮肤的部分为硅胶制成，拍打单元呈梭形状；预设次数按照拍打单元伸出再缩回进行计数，控制模块在拍打单元每完成一个来回的伸出和缩回时向血管定位模块发送探测信号。
本实施例在血管位置的准确性概率较低时，通过让拍打单元以往复移动的方式进行预设次数的拍打，并再次进行血管位置的探测，再次判断血管位置的准确性概率，若再次判断到准确性概率较高时，才进行留置针的穿刺。在辅助拍打后再确定血管位置，以让血管中的回血更清晰准确定位血管位置，避免因血管位置确定性差进行穿刺造成的反复穿刺，还能在达到让回血更清晰目的的同时，能够避免拍打力量太重。
实施例三
用于留置针的智能化穿刺系统，与实施例二的区别是，如图3所示，还包括留置针穿刺模块，控制模块在判断留置针穿刺时根据血管信息向留置针穿刺模块发送穿刺信号，留置针穿刺模块根据穿刺信号将留置针的针芯和外套管移动推动进行穿刺插入动作。留置针穿刺模块包括限位夹持单元和动力调节单元，限位夹持单元外安装有U形的容纳盒1，容纳盒1的宽度足够容纳留置针，限位夹持单元用于对留置针的针芯和外套管进行夹持和穿刺限位，限位夹持单元内安装有橡胶制的第一压块2和第二压块3，第一压块2粘接在容纳盒1底面上，第二压块3位于第一压块2正上方，第二压块3固定在伸缩液压缸5的活塞杆上，伸缩液压缸5固定安装在容纳盒1的上，第二压块3在伸缩液压缸5的带动下对留置针的持针柄进行夹持，并保持针芯与外套管位于容纳盒1外，第一压块2上粘接有用于从留着后部抵住持针柄的抵座4，每穿刺完一次，手动放入留置针。留置针穿刺模块包括气动式的伸缩动力，伸缩动力与容纳盒1同轴固定，穿刺插入动作通过伸缩动力推动容纳盒1进行。控制模块用于控制动力调节单元对限位夹持单元的穿刺角度进行调节，让针芯对准穿刺点，动力调节单元可用现有的伸缩气缸，限位夹持单元通过铰链铰接在动力调节单元的活塞杆上，动力调节单元通过推动动力调节单元在上下方向上摆动，动力调节单元通过带动容纳盒1和伸缩动力一同进行摆动，让针芯和外套管与皮肤呈15～30°角穿刺，见回血后，回血通过拍摄图片然后以现有算法识别颜色进行采集，降低角度再将针芯和外套管推进0.2～0.5cm，降低的角度可以根据实际需求进行设置，完成穿刺。
本实施例对血管进行定位后，通过留置针穿刺模块对留置针的针芯和外套管进行自动的穿刺插入动作，及时准确地完成留置针穿刺。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：包括限位模块、血管定位模块、控制模块和光照模块；
限位模块，用于对患者手臂进行留置针穿刺进行体位限定，并在完成体位限定后向控制模块发送定位信号；
光照模块，用于根据控制模块的启动信号照射待穿刺区域；
血管定位模块，用于根据控制模块的启动信号对待穿刺区域中的血管位置信息进行探测；
控制模块，根据从限位模块获取的定位信号向光照模块和血管定位模块发送启动信号，所述控制模块根据获取的血管位置信息判断血管位置的准确性概率，所述控制模块在准确性概率大于阈值时判断进行留置针穿刺。
2.根据权利要求1所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：还包括拍打模块，当准确性概率小于阈值时，所述控制模块控制拍打模块对待穿刺区域进行预设次数的拍打，所述控制模块在拍打模块对待穿刺区域拍打后再向血管定位模块发送探测信号，所述控制模块再次从血管定位模块获取血管位置信息并判断血管位置的修正概率，当修正概率大于阈值时，所述控制模块判断进行留置针穿刺，当修正概率小于阈值时，所述控制模块判断无法确定血管位置。
3.根据权利要求2所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述拍打模块包括动力单元和拍打单元，所述拍打单元位于动力单元的端部，所述动力单元用于带动拍打单元在上下方向上移动以让拍打单元接触到患者手臂，并在接触患者手臂后带动拍打单元在患者手臂上按预设次数进行往复移动。
4.根据权利要求3所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述控制模块控制拍打模块接触患者手臂时以按下皮肤2mm-4mm的距离进行移动，所述拍打单元接触患者皮肤的部分为硅胶制成。
5.根据权利要求4所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述预设次数按照拍打单元伸出再缩回进行计数，所述控制模块在拍打单元每完成一个来回的伸出和缩回时向血管定位模块发送探测信号。
6.根据权利要求5所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述光照模块包括照明环单元和定点单元，所述控制模块发送启动信号控制照明环单元点亮进行照明，所述控制模块在判断进行留置针穿刺时控制定点单元点亮进行穿刺点指示。
7.根据权利要求6所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述限位模块包括L形的限位座，所述限位座开口的夹角成150°-170°，所述限位座的竖直段朝向地面一侧，所述限位座内固设有软质的限位套，所述限位套呈U形，所述限位套的开口平行于限位座的水平段，所述限位套靠近限位座的夹角处固设有压力感应单元，所述压力感应单元检测患者手臂手肘处下压的压力值作为定位信号。
8.根据权利要求2所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：还包括留置针穿刺模块，所述控制模块在判断留置针穿刺时根据血管信息向留置针穿刺模块发送穿刺信号，所述留置针穿刺模块根据穿刺信号将留置针的针芯和外套管移动进行穿刺插入动作。
9.根据权利要求8所述的用于留置针的智能化穿刺系统，其特征在于：所述留置针穿刺模块包括限位夹持单元和动力调节单元，所述限位夹持单元用于对留置针的针芯和外套管进行夹持和穿刺限位，所述控制模块用于控制动力调节单元对限位夹持单元的穿刺角度进行调节，让针芯对准穿刺点。
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