CN117503303A - 一种穿刺针尖端夹持机构及穿刺装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体公开一种穿刺针尖端夹持机构及穿刺装置，穿刺针尖端夹持机构包括底板，其为底部敞口的支撑框结构，其两侧向下的底板连接臂与驱动装置连接，其中部具有朝下的挤压部，挤压部与两个底板连接臂之间形成两个容纳空间；两个容纳空间内用于容纳两个相对移动的摆动部，每一个摆动部均与底板铰接，摆动部绕该铰接点摆动，每一个摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接；每一个摆动部一端均为连接端，另一端均为外力作用端，其连接端上方均固定有夹持部，两个摆动部相对移动且带动两个夹持部增减夹持部与穿刺针之间的静摩擦力。穿刺装置能选用不同型号的穿刺针，提高了手术选择的灵活性、安全性及精确性，能与机器人配合使用。

Description

一种穿刺针尖端夹持机构及穿刺装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体的说是涉及一种穿刺针尖端夹持机构及穿刺装置。

背景技术

穿刺手术在医学治疗疾病和进行诊断方面起着关键作用。穿刺针一般包括活检针，消融针以及套管针等，而现有的使用情况下，穿刺针尖端一般无夹持机构定位，只能依靠末端手动或夹持机构握持，穿刺针尖端也没有机构与机械结构连接，使用时，握持穿刺针末端穿刺，穿刺针尖端无定位，难以保证穿刺针按照预定的路径进给，容易导致入针位置不准确，或者需要医生在穿刺针尖端手动操作，而在需要依赖医学影像引导的手术中，如MRI下的穿刺手术，穿刺针尖端因为定位不准确或人工定位的方式，难以适应在MRI等医学影像设备扫描中使用，限制了穿刺针在MRI扫描时的应用。

穿刺针尖端因为定位不准确在定位和引导穿刺针方面不够灵活，通常需要医生手动操作来实现准确的位置控制，容易导致手术误差。特别是在需要依赖医学影像引导的手术中，如MRI下的穿刺手术，医生难以在狭小的空间内进行精确操作，从而增加了手术难度。

此外，手术中受患者呼吸作用影响，患处易起伏，由于穿刺针无法跟随患处起伏移动，导致手术位置撕裂，给患者带来更大的创伤。

因此，如何提供一种方便穿刺针定位、使用安全的穿刺针尖端夹持机构及穿刺装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种穿刺针尖端夹持机构，解决背景技术提到的现有技术中穿刺针尖端夹持存在的不足问题。

本发明的另一个目的在于提供一种具有穿刺针尖端夹持机构的穿刺装置。

本发明提供的一种穿刺针尖端夹持机构，包括：

底板，所述底板为底部敞口的支撑框结构，其两侧向下的底板连接臂与待连接结构配合连接，其中部具有朝下的挤压部，所述挤压部与两个所述底板连接臂之间形成两个容纳空间；

摆动部，两个容纳空间内用于容纳两个相对移动的摆动部，每一个所述摆动部均与所述底板铰接，所述摆动部绕该铰接点摆动，每一个所述摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接；

夹持部，每一个所述摆动部一端均为连接端，另一端均为外力作用端，其连接端上方均固定有夹持部，两个所述摆动部相对移动且带动两个夹持部增减所述夹持部与穿刺针之间的静摩擦力。

进一步地，所述摆动部为摆杆，所述摆杆为L形，其连接端具有前后两个连接孔，后部的连接孔为与所述底板铰接的铰接孔一，前部的连接孔为与所述夹持部固定的固定孔，其外力作用端具有外力作用手柄。

进一步地，通过摆杆销轴依次与所述摆杆的铰接孔一、所述底板上的铰接孔二铰接。

进一步地，所述夹持部包括滚轮销轴和滚轮，所述滚轮销轴穿过所述滚轮中间孔及所述夹持部的固定孔固定。

进一步地，所述滚轮及所述摆动部的连接端之间设置有隔套和垫片。

进一步地，每一个所述滚轮朝向所述穿刺针侧均具有V形槽。

进一步地，所述挤压部顶部与所述底板底部连接，其向下延伸，延伸高度小于所述底板连接臂的长度，其底部形成矩形片，矩形片上对称开设有两个矩形片孔，矩形片两侧为与所述摆动部弹性抵接的杠杆面。

本发明一种穿刺装置，包括：

如上述方案中所述的穿刺针尖端夹持机构，

驱动装置，穿刺针的尖端通过所述穿刺针尖端夹持机构自动夹持，所述底板的底板连接臂与所述驱动装置连接，使所述穿刺针使用状态位于所述驱动装置的下方。

进一步地，还包括穿刺针末端锁紧机构，所述穿刺针末端锁紧机构及穿刺针尖端夹持机构构成穿刺针的夹持机构，所述穿刺针末端锁紧机构包括：

锁紧部，所述锁紧部中部具有容纳穿刺针的变径通道；其外壁面上具有夹紧安装位；

夹爪、连接板，所述夹爪及所述连接板位于所述夹紧安装位上配合、且能够改变所述变径通道的夹持直径大小，以改变所述变径通道与所述穿刺针之间的静摩擦力大小；所述连接板与所述驱动装置配合连接。

进一步地，所述变径通道至少包括多个爪臂，多个所述爪臂一端为自由端，并环向排列。

进一步地，所述锁紧部为柱状体，所述变径通道位于所述柱状体内，且沿柱状体长度方向贯通，所述夹紧安装位位于所述柱状体外壁中部、且形成向内凹陷结构，所述凹陷结构与所述夹爪、所述连接板构成的夹紧区域匹配；

所述柱状体朝向所述穿刺针针尖方向的一端形成有大于所述夹紧安装位纵截面最大尺寸的大半圆结构，所述柱状体上与所述大半圆结构对应的下部为小半圆结构；

所述夹爪包括：

夹爪主体，所述夹爪主体中部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域一；

夹持臂，所述夹爪主体两端对称布置有两组夹持臂，用于连接所述连接板，所述夹持臂与所述夹爪主体弹性连接。

进一步地，所述连接板包括：连接主体，所述连接主体底部为固定区，由所述固定区向上形成夹紧连接体，所述夹紧连接体的侧壁上具有与所述夹持臂配合连接的夹持臂槽，其顶部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域二，所述夹紧区域一和所述夹紧区域二构成夹紧区域，所述小半圆结构的直径长度小于等于所述连接板顶部的夹紧区域二的宽度；

所述固定区底部向两侧延伸形成固定台，所述固定台上设置有与紧固件配合的固定区固定孔，所述紧固件穿过所述固定区固定孔及所述驱动装置上的穿刺针末端夹持固定孔固定。

进一步地，所述驱动装置包括：

导轨，所述导轨使用状态下底部具有沿其长度方向设置的开口槽，内部形成移动通道，所述导轨朝向所述穿刺针的针尖侧开设有导轨卡接部一，所述底板的底板连接臂下端设置有与所述导轨卡接部一配合的卡接部二；

驱动器，所述驱动器与所述导轨连接；

丝杠螺母组件，所述丝杠螺母组件中的丝杠通过轴承支撑于所述导轨内，所述丝杠螺母组件中的螺母沿所述开口槽移动、且连接于所述丝杠上；所述螺母顶部连接所述连接板；使所述穿刺针末端锁紧机构跟随所述螺母移动而自动移动改变进针行程。

进一步地，所述导轨内部的移动通道为T字形，所述螺母形状与所述移动通道形状适配。

进一步地，所述螺母顶部具有多个用于减小接触摩擦力的凸起。

进一步地，所述驱动器与所述丝杠并列布置，所述驱动器的输出端与所述丝杠均同向穿过轴承座板，然后所述驱动器的输出端连接驱动器齿轮，所述丝杠连接丝杠齿轮，所述驱动器齿轮与惰轮的小齿轮啮合，所述丝杠齿轮与惰轮的大齿轮啮合，所述惰轮通过固定于所述轴承座板上的惰轮轴连接。

进一步地，还包括齿轮罩，所述齿轮罩与所述轴承座板连接形成齿轮室，所述轴承座板为一端直径小另一端直径大的变形椭圆结构。

进一步地，所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处，所述导轨对应该位置设置有压力传感器，所述螺母运动至该位置处挤压压力传感器，使所述压力传感器发出零位触发信号。

进一步地，所述导轨外壁对应所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处设置有零位定位点，所述连接板上设置有与零位定位点配合的连接板零位定位点，用于调试时作为可视参照基准。

进一步地，所述导轨上远离所述夹持机构侧设有U形的连接法兰，所述导轨两侧面对称设置有滑轨，所述连接法兰连接端具有与两个所述滑轨配合滑动的双侧滑槽，每一个所述滑槽的槽壁上均具有滑槽固定孔，所述滑轨上具有多个可与所述滑槽固定孔配合固定的滑轨固定孔。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的两个摆动部相对移动并带动两个夹持部增减所述夹持部与穿刺针之间的静摩擦力。通过改变两个夹持部中间的夹持区域大小能够适应不同型号的穿刺针尖端夹持定位的需要，同时底板连接臂与待连接结构配合连接，在需要依赖医学影像引导的手术中，提高了医学穿刺手术选用穿刺针的灵活性，穿刺针尖端夹持机构减少了手动操作，能够满足在狭小的空间内进行精确操作，从而降低了手术难度。

由于入针位置的人体组织可能会随患者呼吸运动起伏，而摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接，挤压部易发生弹性形变，故穿刺针自由度未被完全限制，穿刺针可随入针位置变化而移动，即避免了组织创面撕裂，降低患者的创伤。

摆动部为摆杆，摆杆为L形，使用时无外力状态下，摆杆销轴为杠杆支点，杠杆面与摆杆接触点为用力点，滚轮销轴为阻力点，此时穿刺针被夹紧于两滚轮之间。需松开并抽出穿刺针时，用外力夹紧摆杆末端的外力作用手柄，此时杠杆面与摆杆接触点为支点，摆杆末端为用力点，摆杆销轴为受力点，受力点处摆杆挤压挤压部发生轻微形变，两滚轮之间的摩擦力变小，即可抽出穿刺针。

两个滚轮朝向所述穿刺针侧均具有V形槽，实现了穿刺针自定心。

综上，本发明的穿刺针尖端夹持机构能够适应不同型号的穿刺针，提供手动安装、自定心、自卡紧以及弹性形变的功能，以满足医学影像引导下的手术需求，包括MRI扫描时的实时使用。提高了穿刺针的多样性和适应性，同时提供更高水平的位置控制和安全性，特别是在医学影像引导下的操作中。

本发明提供的具有穿刺针尖端夹持机构的穿刺装置除了具有上述优点外，结合穿刺针末端锁紧机构实现了对穿刺针尖端自动夹持，末端自动进给穿刺针，由此设置，使穿刺针的针尖可更接近于患处，针的实际使用行程更长，使用过程更安全，穿刺针的选择更灵活。

由于穿刺针末端锁紧机构的锁紧部中部具有容纳穿刺针的变径通道，能够适用不同型号的穿刺针，提高了穿刺针末端锁紧机构的通用性，同时由于连接板能够与待连接结构配合连接，解决了现有技术穿刺针末端夹持无法与机械结构连接的问题，保证了穿刺手术根据需要选用不同型号的穿刺针，提高了手术选择的灵活性。

驱动装置与丝杠之间采用减速器，实现了丝杠的二级增速，即实现了对穿刺针的增速。

导轨结构设置实现了与穿刺针尖端夹持机构、穿刺针末端锁紧机构及丝杠螺母组件安装拆卸方便。

螺母顶部具有多个用于减小接触摩擦力的凸起，使螺母与导轨接触处摩擦力减小，降低穿刺针来回移动的阻力。

驱动器齿轮、丝杠齿轮及惰轮采用了齿轮罩封闭，保证了齿轮的清洁及齿轮工作的安全性。

采用压力传感器，当螺母运动至穿刺针末端锁紧机构靠近所述驱动器位置挤压压力传感器，使压力传感器发出零位触发信号，反馈给控制系统，实现了穿刺针的自动控制，其可配合机器人进行自动穿刺。此时，连接板上设置的连接板零位定位点与导轨上的零位定位点对齐，用于调试时作为可视参照基准。

具有双侧滑槽的U形连接法兰，可以与导轨滑动连接，到达合适的位置后，选择对应的滑轨固定孔固定，该双侧滑槽的U形连接法兰还能够连接手动穿刺针进给装置，通用性好。

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作简单地介绍，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种穿刺针尖端夹持机构的爆炸图；

图2附图为本发明提供的一种穿刺针尖端夹持机构俯视角度的结构示意图；

图3附图为本发明提供的一种穿刺针尖端夹持机构仰视角度的结构示意图；

图4附图示意出了底板上挤压部的结构示意图（示意出了两个杠杆面）；

图5附图示意出了穿刺针未夹紧状态的示意图；

图6附图示意出了穿刺针夹紧状态的示意图；

图7附图示意出了底板的结构示意图（部分剖视）；

图8附图为本发明提供的一种穿刺装置的结构示意图；

图9附图为本发明提供的一种穿刺装置的爆炸图；

图10附图示意出了穿刺针末端锁紧机构的爆炸图；

图11A附图示意出了锁紧部的结构示意图；

图11B附图示意出了一个锁紧部实施例的主视图；

图11C附图为图11B的E-E剖视图；

图11D附图为图11C的F-F剖视图；

图12附图示意出了穿刺针末端锁紧机构的剖视图；

图13附图示意出了夹爪的结构示意图（部分剖视）；

图14A附图示意出了连接板的结构示意图（部分剖视）；

图14B附图为图14A的C-C剖视图；

图15附图示意出了一种驱动装置实施例的爆炸图；

图16附图示意出了另一种驱动装置实施例的爆炸图；

图17附图示意出了导轨与丝杠螺母组件的连接示意图（导轨示意出了部分结构）；

图18附图示意出了导轨与丝杠螺母组件的连接剖视图（导轨示意出了部分结构）；

图19附图示意出了穿刺针末端锁紧机构移动过程的示意图；

图20附图为图19的局部放大示意图；

图21附图为导轨的结构示意图；

图22附图为图21的A-A剖视图；

图23附图为图21的A-A截面内导轨的截面图（即未示出穿刺针尖端夹持机构）；

图24附图为图21的B-B剖视图；

图25附图为导轨与丝杠螺母组件连接的俯视图；

图26附图为图25的J-J剖视图；

图27A附图示意出了螺母顶部凸起的结构；

图27B附图为图27的剖视图；

图28附图示意出了一个视角下连接法兰的结构；

图29附图示意出了另一个视角下连接法兰的结构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

由于现有的使用情况下，穿刺针尖端一般无夹持机构定位，只能依靠末端手动或夹持机构握持，导致入针位置不准确，或者需要医生在穿刺针尖端手动操作，使穿刺针难以适应在MRI等医学影像设备扫描中使用，限制了穿刺针在MRI扫描时的应用。手动操作医生难以在狭小的空间内进行精确操作，从而增加了手术难度。手术中受患者呼吸作用影响，患处易起伏，由于穿刺针无法跟随患处起伏移动，导致手术位置撕裂，给患者带来更大的创伤。

鉴于此，本发明提供了一种穿刺针尖端夹持机构，参见附图1-3，包括：

底板108，所述底板108为底部敞口的支撑框结构，其两侧向下的底板连接臂与待连接结构配合连接，底板连接臂上有与待连接结构配合连接的结构，两者可以采用固定，或者卡接方式连接；所述底板108的中部具有朝下的挤压部，所述挤压部与两个所述底板连接臂之间形成两个容纳空间；摆动部，两个容纳空间内用于容纳两个相对移动的摆动部，每一个所述摆动部均与所述底板108铰接，所述摆动部绕该铰接点摆动，每一个所述摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接；夹持部，每一个所述摆动部一端均为连接端，另一端均为外力作用端，其连接端上方均固定有夹持部，两个所述摆动部相对移动且带动两个夹持部增减所述夹持部与穿刺针之间的静摩擦力。

本发明上述实施例的两个摆动部相对移动并带动两个夹持部增减所述夹持部与穿刺针之间的静摩擦力，通过改变两个夹持部中间的夹持区域大小能够适应不同型号的穿刺针尖端夹持定位的需要，同时底板连接臂与待连接结构配合连接，在需要依赖医学影像引导的手术中，提高了医学穿刺手术选用穿刺针的灵活性，穿刺针尖端夹持机构减少了手动操作，能够满足在狭小的空间内进行精确操作，从而降低了手术难度，也提高了穿刺针的使用安全。

由于入针位置的人体组织可能会随患者呼吸运动起伏，而摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接，挤压部易发生弹性形变，故穿刺针自由度未被完全限制，穿刺针可随入针位置变化而移动，即避免了组织创面撕裂，降低患者的创伤。

在本发明的一个具体的实施例中，参见附图1-3，所述摆动部为摆杆111，所述摆杆111为L形，其连接端具有前后两个连接孔，后部的连接孔为与所述底板108铰接的铰接孔一，前部的连接孔为与所述夹持部固定的固定孔，其另一端具有外力作用手柄。

在其他实施例中，摆动部还可以为连杆或夹爪结构，满足一端为连接端，另一端通过外力能够使其绕某一点或轴摆动即可。

具体地，通过摆杆销轴112依次与所述摆杆111的铰接孔一、所述底板108上的铰接孔二铰接。

在本发明的一个具体的实施例中，所述夹持部包括滚轮销轴106和滚轮107，所述滚轮销轴106穿过所述滚轮107中间孔及所述夹持部的固定孔固定。

有利的是，所述滚轮107及所述摆动部的连接端之间设置有隔套110和垫片109。

在本发明一个优选实施例中，每一个所述滚轮107朝向所述穿刺针101侧均具有V形槽，便于实现穿刺针的自定心。

上述各实施例中，参见附图4，所述挤压部顶部与所述底板108底部连接，较优的方式是一体连接，其向下延伸，延伸高度小于所述底板连接臂的长度，方便后续底板连接臂与其他结构连接，挤压部底部形成向两侧延伸的矩形片，矩形片上对称开设有两个矩形片孔，矩形片两侧为与所述摆动部弹性抵接的杠杆面10801。

挤压部上的矩形片可以采用可形变的塑料或橡胶材料，通过矩形片孔变形产生微变形；也可以仅两个杠杆面10801采用可形变的塑料或橡胶材料。

本发明的上述方案，在无外力状态下，参见附图6，摆杆销轴112为杠杆支点，杠杆面10801与摆杆111接触点为用力点，滚轮销轴106为阻力点，此时穿刺针101被夹紧于两滚轮107之间。

参见附图5，需松开并抽出穿刺针101时，用手夹紧摆杆111末端的外力作用手柄，此时杠杆面10801与摆杆111接触点为支点，摆杆111末端为用力点，摆杆销轴112为受力点，受力点处摆杆111与挤压部的接触面发生轻微形变，两滚轮107之间的夹紧力变小，即可抽出穿刺针101。

本发明用于腹腔类手术时，入针位置的人体组织可能会随患者呼吸运动起伏，而杠杆面10801所在结构较易发生弹性形变，故穿刺针101自由度未被完全限制，穿刺针101可随手术位置变化而移动，即可避免组织创面撕裂。

本发明穿刺针尖端夹持机构能够很好的为穿刺针尖端定位，也在穿刺针进给过程中保持穿刺针的直线进给路径，同时能够适应不同型号的穿刺针，提供手动安装、自定心、自卡紧以及弹性形变的功能，以满足医学影像引导下的手术需求，包括MRI扫描时的实时使用。提高了穿刺针的多样性和适应性，同时提供更高水平的位置控制和安全性，特别是在医学影像引导下的操作中。

参见附图8和9，本发明还提供了一种穿刺装置，包括：如上述任一方案中提到的所述的穿刺针尖端夹持机构，驱动装置200，穿刺针101的尖端通过所述穿刺针尖端夹持机构自动夹持，所述底板108的底板连接臂与所述驱动装置200连接，使所述穿刺针101使用状态位于所述驱动装置200的下方。

采用了穿刺针尖端夹持机构的穿刺装置，具有穿刺针尖端夹持机构的所有优点，保证了穿刺手术的顺利进行。

有利的是，本发明提供的一种穿刺装置，参见附图10-14B，还包括穿刺针末端锁紧机构，所述穿刺针末端锁紧机构及穿刺针尖端夹持机构构成穿刺针的夹持机构100，实现对穿刺针尖端定位，末端锁紧进给；所述穿刺针末端锁紧机构包括：锁紧部103，所述锁紧部103中部具有容纳穿刺针101的变径通道；其外壁面上具有夹紧安装位；夹爪102、连接板105，所述夹爪102及所述连接板105位于所述夹紧安装位上配合、且能够改变所述变径通道的夹持直径大小，以改变所述变径通道与所述穿刺针101之间的静摩擦力大小；所述连接板105与所述驱动装置200配合连接。

由于穿刺针末端锁紧机构的锁紧部中部具有容纳穿刺针的变径通道，能够适用不同型号的穿刺针，提高了穿刺针末端锁紧机构的通用性，同时由于连接板能够与待连接结构配合连接，解决了现有技术穿刺针末端夹持无法与机械结构连接的问题，保证了穿刺手术根据需要选用不同型号的穿刺针，提高了手术选择的灵活性。

其中，变径通道可以为向所述穿刺针针尖方向锥度逐渐减小的锥形通道；所述夹紧安装位的外壁形成圆柱形安装位。也可以为，参见附图11B-图11D，所述夹紧安装位的外壁形成有向所述穿刺针针尖方向锥度逐渐增大的锥形安装位；所述变径通道为沿轴向延伸的圆柱形通道。两种方案均保证了对穿刺针针尖方向的抱紧。

参见附图11A，所述变径通道至少包括多个爪臂1031，多个所述爪臂1031一端为自由端，并环向排列。所述锁紧部103为柱状体，所述变径通道位于所述柱状体内，且沿柱状体长度方向贯通，所述夹紧安装位位于所述柱状体外壁中部、且形成向内凹陷结构，所述凹陷结构与所述夹爪102、所述连接板105构成的夹紧区域匹配；所述柱状体朝向所述穿刺针101针尖方向的一端形成有大于所述夹紧安装位纵截面最大尺寸的大半圆结构1032，所述柱状体上与所述大半圆结构1032对应的下部为小半圆结构1033。

参见附图13，所述夹爪102包括：夹爪主体1021，所述夹爪主体1021中部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域一；夹持臂1022，所述夹爪主体1021两端对称布置有两组夹持臂1022，用于连接所述连接板105，所述夹持臂1022与所述夹爪主体1021弹性连接。

上述方案方便穿刺针插入，多个爪臂环向排列，实现了对穿刺针的自定心和自卡紧。通过夹紧安装位的凹陷结构与夹爪、所述连接板构成的夹紧区域匹配，可实现对穿刺针的进一步卡紧和防松脱。夹爪主体两端对称布置有两组夹持臂，用于连接所述连接板，夹持臂与夹爪主体弹性连接，使夹持臂顶部的两个夹持臂把手在外力作用下可相对向内移动，便于使夹爪的夹持凸起与连接板的夹持臂槽接触位置分离，方便拆卸。

参见附图14A，所述连接板105包括：连接主体1051，所述连接主体1051底部为固定区1052，由所述固定区1052向上形成夹紧连接体1053，所述夹紧连接体1053的侧壁上具有与所述夹持臂配合连接的夹持臂槽1054，其顶部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域二，所述夹紧区域一和所述夹紧区域二构成夹紧区域，所述小半圆结构1033的直径长度小于等于所述连接板105顶部的夹紧区域二的宽度；所述固定区1052底部向两侧延伸形成固定台，所述固定台上设置有与紧固件104配合的固定区固定孔，所述紧固件104穿过所述固定区固定孔及所述驱动装置200上的穿刺针末端夹持固定孔固定。

采用上述方案连接主体底部为固定区，固定区与驱动装置配合连接，以满足医学影像引导下的手术需求，包括MRI扫描时的实时使用。从而通过减少手动操作，提高了穿刺手术的精确性和效率，特别是在医学影像引导下的操作中。

其中，参见附图11A-图11D，锁紧部103可以包括：大半圆柱面10301、间隙10302、小半圆柱面10303、半圆限位端面10304、外圆面10305、圆环限位端面10306、内圆面10307。

参见附图14A和图14B，连接板105可以包括：夹持臂槽限位面10501、夹持臂槽限位夹紧面一10502、夹持臂槽限位夹紧面二10503、夹紧限位夹紧面10504、端面限位面10505。

参见附图13，夹爪102可以包括：按压面10201、夹爪端面限位面10202、圆弧面10203、凸起端面限位面10204、夹爪限位夹紧面10205、凸起限位夹紧面10206。

夹爪102与连接板105的连接具体为：所述夹爪102的凸起端面限位面10204（两端面）和凸起限位夹紧面10206（顶面和底面）构成矩形凸起（夹持凸起1023），所述连接板105的夹持臂槽限位面10501和夹持臂槽限位夹紧面二10503（包括槽的顶面和底面）构成矩形凹槽（夹持臂槽1054）。矩形凸起嵌入矩形凹槽实现夹紧。

锁紧部的夹紧状态：夹紧状态下夹爪102的夹爪限位夹紧面10205和连接板105的夹持臂槽限位夹紧面一10502抵接，夹爪102的凸起限位夹紧面10206和连接板105的夹持臂槽限位夹紧面二10503抵接，夹爪102的圆弧面10203和锁紧部103的外圆面10305抵接，锁紧部103的内圆面10307和穿刺针101的外圆柱面连接

锁紧部的限位状态：当锁紧部103的半圆限位端面10304与连接板105的端面限位面10505有接触时，穿刺针101和锁紧部103处于限位状态，此时不可拆卸和脱出。

非夹紧状态下，当锁紧部103的半圆限位端面10304与连接板105的端面限位面10505无接触，且锁紧部103的半圆限位端面10304与夹爪102的夹爪端面限位面10202接触时，穿刺针101和锁紧部103处于非限位状态，可拆卸脱出。

锁紧部夹紧定位：当夹爪102和连接板105锁紧装配，且所述锁紧部103的外圆面10305和夹爪102的圆弧面10203以及连接板105的夹紧限位夹紧面10504接触，可实现锁紧部103夹紧定位。

穿刺针夹紧定位：所述锁紧部103的内圆面10307和穿刺针101的外圆柱面接触，可实现穿刺针101夹紧定位。

安装操作时，穿刺针101穿过锁紧部103内圆面10307，锁紧部103外圆面10305放置于连接板105限位面上，外力施加在夹爪102的按压面10201，即可增大夹爪102的末端夹持凸块之间的间距，使夹持凸起1023与夹持臂槽1054嵌合，即可实现夹爪102圆弧面10203和锁紧部103外圆面10305接触，实现安装。

拆卸操作时，外力作用在夹持臂把手上，即可增大夹爪102末端两个夹持凸块间距，将夹爪102的夹持凸起脱离连接板105的夹持臂槽，即可实现夹爪102圆弧面10203离开锁紧部103的外圆面10305。绕轴心旋转锁紧部103，使锁紧部103的半圆限位端面10304与连接板105的限位面无接触，且半圆限位端面10304与夹爪102限位面完全接触，此时穿刺针101和锁紧部103处于非限位状态，即可实现锁紧部103和穿刺针101拆卸。

参见附图15、17-26，在一个实施例中，所述驱动装置200包括：导轨208，所述导轨208使用状态下底部具有沿其长度方向设置的开口槽，内部形成移动通道，所述导轨208朝向所述穿刺针101的针尖侧开设有导轨卡接部一，所述底板108的底板连接臂下端设置有与所述导轨卡接部一配合的卡接部二；驱动器，所述驱动器与所述导轨208连接；丝杠螺母组件，所述丝杠螺母组件中的丝杠204通过轴承支撑于所述导轨208内，所述丝杠螺母组件中的螺母202沿所述开口槽移动、且连接于所述丝杠204上；所述螺母202顶部连接所述连接板105；使所述穿刺针末端锁紧机构跟随所述螺母202移动而自动移动改变进针行程。

具体而言，其中底板108，参见附图7，底板108包括：杠杆面10801、底板定位夹紧面一10802、底板定位夹紧面二10803、底板定位夹紧面一10804、底板定位夹紧面二10805。

参见附图22，本发明实施例中导轨卡接部一示意出一种凸起结构（导轨定位夹紧面二20808、导轨定位夹紧面三20809、导轨定位夹紧面四20810构成的凸起结构），卡接部二通过底板定位夹紧面一10802、底板定位夹紧面二10803、底板定位夹紧面一10804构成卡槽结构；实际上导轨卡接部一和卡接部二可以互换，只要完成卡接即可。

有利的是，在凸起和卡槽连接的同时，设置一对反向的卡接结构，参见图22，底板108上还有一个倾斜面的凸起，对应导轨上存在一个与其配合的卡槽结构，由此保证了穿刺针尖端夹持的牢固性，拆卸时向两侧拉动底板连接臂，使具有倾斜面的凸起先与导轨分离，然后底板上的卡槽也与导轨分离，即可以取下穿刺针尖端夹持机构。

参见附图22-图26，导轨208具体包括有：

20801-滑轨；20802-滑轨固定孔；20803-零位定位点；20804-压力传感器槽；20805-导轨定位面一；20806-导轨定位夹紧面一；20807-导轨定位面二；20808-导轨定位夹紧面二；20809-导轨定位夹紧面三；20810-导轨定位夹紧面四；20811-导轨定位夹紧面五；20812-导轨定位夹紧面六；20813-导轨定位夹紧面七；20814-导轨定位夹紧面八。

底板108安装于导轨208上时：

底板定位夹紧面一10802与导轨定位夹紧面20808二接触，底板定位夹紧面二10803与导轨定位夹紧面三20809接触，底板定位夹紧面一10804与导轨定位夹紧面四20810接触，底板定位夹紧面二10805与导轨定位夹紧面八20814接触，即实现底板108与导轨208的安装。

参见附图21-26，所述导轨208内部的移动通道为T字形，所述螺母202形状与所述移动通道形状适配。移动通道底部可留有空间，主要依靠T形来保持螺母的稳定移动。

参见附图27A，所述螺母202顶部具有多个用于减小接触摩擦力的凸起。螺母顶部具有多个用于减小接触摩擦力的凸起，使螺母与导轨接触处摩擦力减小，降低穿刺针来回移动的阻力。

另一个实施例中，参见附图16，所述驱动器与所述丝杠204并列布置，所述驱动器的输出端与所述丝杠204均同向穿过轴承座板210，然后所述驱动器的输出端连接驱动器齿轮215，所述丝杠204连接丝杠齿轮220，所述驱动器齿轮215与惰轮221的小齿轮啮合，所述丝杠齿轮220与惰轮221的大齿轮啮合，所述惰轮221通过固定于所述轴承座板210上的惰轮轴212连接。

本实施例与上述实施例相比，驱动装置与丝杠之间采用减速器，实现了丝杠的二级增速，即实现了对穿刺针的增速。

本实施例中还包括齿轮罩218，所述齿轮罩218与所述轴承座板210连接形成齿轮室，所述轴承座板210为一端直径小另一端直径大的变形椭圆结构。驱动器齿轮、丝杠齿轮及惰轮采用了齿轮罩封闭，保证了齿轮的清洁及齿轮工作的安全性。

具体而言，参见附图15和16，驱动装置200具体包括：轴承座一201、丝母202、法兰轴承一203、丝杠204、法兰轴承二205、螺钉一206、压力传感器207、导轨208、驱动器（电机209）、轴承座板210、螺钉二211、惰轮轴212、螺钉三213、轴承座二214深沟球轴承、驱动器齿轮215、止推垫圈216、螺钉四217、齿轮罩218、开口挡圈219、丝杠齿轮220、惰轮221、驱动装置隔套222、法兰轴承三223、螺钉五224。

轴承座一201通过螺钉一206固定在导轨208上，法兰轴承一203安装在轴承座一201上，丝杠204与丝母202螺纹连接，丝杠204一端安装于法兰轴承一203上，另一端穿过法兰轴承二205安装于电机209上，法兰轴承二205安装于导轨208上；导轨208通过螺钉五224安装于轴承座板210上；压力传感器207穿过压力传感器槽20804安装于导轨208上。电机209通过螺钉二211安装于轴承座板210上，驱动器齿轮215安装于电机209上，惰轮轴212通过螺钉三213安装于轴承座板210上，开口挡圈219、止推垫圈216、惰轮221和深沟球轴承214穿过惰轮轴212，其中惰轮221位于两深沟球轴承214之间，止推垫圈216位于开口挡圈219和惰轮221之间。丝杠齿轮220、驱动装置隔套222和法兰轴承三223穿过丝杠204末端，齿轮罩218通过螺钉四217安装于轴承座板210上。该齿轮组可实现二级减速，驱动丝母202直线运动，从而实现穿刺针101进给穿刺。

参见附图27A，图27B，丝母202可以包括：丝母定位夹紧面一20201、丝母定位夹紧面二20202、丝母定位夹紧面三20203，螺纹孔位于丝母定位夹紧面20201一上。

丝母202和导轨208配合时，参见附图26，丝母定位夹紧面一20201和导轨定位夹紧面五20811接触，丝母定位夹紧面二20202与导轨定位夹紧面六20812接触，丝母定位夹紧面三20203和导轨定位夹紧面七20813接触，丝母202和丝杠204螺纹配合实现传动。

其中丝母定位夹紧面一20201设计为部分凸起，可减小与导轨206的接触面积，减小摩擦阻力。

上述各实施例中，参见附图19和20，所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处，所述导轨208对应该位置设置有压力传感器207，所述螺母202运动至该位置处挤压压力传感器207，使所述压力传感器207发出零位触发信号。

丝母202到达限位临界状态时，穿刺针末端锁紧机构运动至驱动装置200电机209端，压力传感器207正好处于丝母202和丝杠204之间，受丝母202挤压，产生电信号，作为零位触发信号，实现限位作用。

有利的是，所述导轨208外壁对应所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处设置有零位定位点20803，所述连接板105上设置有与零位定位点20803配合的连接板零位定位点10501，用于调试时作为可视参照基准。

采用压力传感器，当螺母运动至穿刺针末端锁紧机构靠近所述驱动器位置挤压压力传感器，使压力传感器发出零位触发信号，反馈给控制系统，实现了穿刺针的自动控制，其可配合机器人进行自动穿刺。此时，连接板上设置的连接板零位定位点与导轨上的零位定位点对齐，用于调试时作为可视参照基准。

参见附图28和29，所述导轨208上远离所述夹持机构100侧设有U形的连接法兰300，所述导轨208两侧面对称设置有滑轨20801，所述连接法兰300连接端具有与两个所述滑轨20801配合滑动的双侧滑槽，每一个所述滑槽的槽壁上均具有滑槽固定孔305，所述滑轨20801上具有多个可与所述滑槽固定孔305配合固定的滑轨固定孔20802。

本实施例中，具有双侧滑槽的U形连接法兰，可以与导轨滑动连接，到达合适的位置后，选择对应的滑轨固定孔固定，该双侧滑槽的U形连接法兰还能够连接手动穿刺针进给装置，通用性好。

具体的，参见附图28和图29，连接法兰300包括：法兰定位夹紧面一301、法兰定位面302、法兰定位夹紧面二303、花键304、滑槽固定孔305、法兰定位夹紧面三306、法兰螺钉孔二307，其中法兰定位夹紧面二303为凸起的圆柱顶面。

连接法兰300安装于导轨208上时，其水平滑入导轨卡接部一，法兰定位夹紧面一301与导轨定位夹紧面一20806接触，法兰定位面302与导轨定位面二20807接触，法兰定位夹紧面三306与导轨定位面一20805接触，实现安装。

其中，法兰定位夹紧面二303、花键304和法兰螺钉孔二307的设置均用于与机器人连接时使用，此处不进行展开描述，换言之除了法兰定位夹紧面二303、花键304和法兰螺钉孔二307，其他部件只要能够与机器人连接的结构均可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (20)

1.一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，包括：

底板（108），所述底板（108）为底部敞口的支撑框结构，其两侧向下的底板连接臂与待连接结构配合连接，其中部具有朝下的挤压部，所述挤压部与两个所述底板连接臂之间形成两个容纳空间；

摆动部，两个容纳空间内用于容纳两个相对移动的摆动部，每一个所述摆动部均与所述底板（108）铰接，所述摆动部绕该铰接点摆动，每一个所述摆动部均与挤压部的接触面弹性抵接；

夹持部，每一个所述摆动部一端均为连接端，另一端均为外力作用端，其连接端上方均固定有夹持部，两个所述摆动部相对移动且带动两个夹持部增减所述夹持部与穿刺针之间的静摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，所述摆动部为摆杆（111），所述摆杆（111）为L形，其连接端具有前后两个连接孔，后部的连接孔为与所述底板（108）铰接的铰接孔一，前部的连接孔为与所述夹持部固定的固定孔，其外力作用端具有外力作用手柄。

3.根据权利要求2所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，通过摆杆销轴（112）依次与所述摆杆（111）的铰接孔一、所述底板（108）上的铰接孔二铰接。

4.根据权利要求2所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，所述夹持部包括滚轮销轴（106）和滚轮（107），所述滚轮销轴（106）穿过所述滚轮（107）中间孔及所述夹持部的固定孔固定。

5.根据权利要求4所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，所述滚轮（107）及所述摆动部的连接端之间设置有隔套（110）和垫片（109）。

6.根据权利要求4所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，每一个所述滚轮（107）朝向所述穿刺针（101）侧均具有V形槽。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种穿刺针尖端夹持机构，其特征在于，所述挤压部顶部与所述底板（108）底部连接，其向下延伸，延伸高度小于所述底板连接臂的长度，其底部形成矩形片，矩形片上对称开设有两个矩形片孔，矩形片两侧为与所述摆动部弹性抵接的杠杆面（10801）。

8.一种穿刺装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的穿刺针尖端夹持机构，

驱动装置（200），穿刺针（101）的尖端通过所述穿刺针尖端夹持机构自动夹持，所述底板（108）的底板连接臂与所述驱动装置（200）连接，使所述穿刺针（101）使用状态位于所述驱动装置（200）的下方。

9.根据权利要求8所述的一种穿刺装置，其特征在于，还包括穿刺针末端锁紧机构，所述穿刺针末端锁紧机构及穿刺针尖端夹持机构构成穿刺针的夹持机构（100），所述穿刺针末端锁紧机构包括：

锁紧部（103），所述锁紧部（103）中部具有容纳穿刺针（101）的变径通道；其外壁面上具有夹紧安装位；

夹爪（102）、连接板（105），所述夹爪（102）及所述连接板（105）位于所述夹紧安装位上配合、且能够改变所述变径通道的夹持直径大小，以改变所述变径通道与所述穿刺针（101）之间的静摩擦力大小；所述连接板（105）与所述驱动装置（200）配合连接。

10.根据权利要求9所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述变径通道至少包括多个爪臂（1031），多个所述爪臂（1031）一端为自由端，并环向排列。

11.根据权利要求9所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述锁紧部（103）为柱状体，所述变径通道位于所述柱状体内，且沿柱状体长度方向贯通，所述夹紧安装位位于所述柱状体外壁中部、且形成向内凹陷结构，所述凹陷结构与所述夹爪（102）、所述连接板（105）构成的夹紧区域匹配；

所述柱状体朝向所述穿刺针（101）针尖方向的一端形成有大于所述夹紧安装位纵截面最大尺寸的大半圆结构（1032），所述柱状体上与所述大半圆结构（1032）对应的下部为小半圆结构（1033）；

所述夹爪（102）包括：

夹爪主体（1021），所述夹爪主体（1021）中部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域一；

夹持臂（1022），所述夹爪主体（1021）两端对称布置有两组夹持臂（1022），用于连接所述连接板（105），所述夹持臂（1022）与所述夹爪主体（1021）弹性连接。

12.根据权利要求11所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述连接板（105）包括：连接主体（1051），所述连接主体（1051）底部为固定区（1052），由所述固定区（1052）向上形成夹紧连接体（1053），所述夹紧连接体（1053）的侧壁上具有与所述夹持臂配合连接的夹持臂槽（1054），其顶部具有与所述夹紧安装位配合的夹紧区域二，所述夹紧区域一和所述夹紧区域二构成夹紧区域，所述小半圆结构（1033）的直径长度小于等于所述连接板（105）顶部的夹紧区域二的宽度；

所述固定区（1052）底部向两侧延伸形成固定台，所述固定台上设置有与紧固件（104）配合的固定区固定孔，所述紧固件（104）穿过所述固定区固定孔及所述驱动装置（200）上的穿刺针末端夹持固定孔固定。

13.根据权利要求9所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述驱动装置（200）包括：

导轨（208），所述导轨（208）使用状态下底部具有沿其长度方向设置的开口槽，内部形成移动通道，所述导轨（208）朝向所述穿刺针（101）的针尖侧开设有导轨卡接部一，所述底板（108）的底板连接臂下端设置有与所述导轨卡接部一配合的卡接部二；

驱动器，所述驱动器与所述导轨（208）连接；

丝杠螺母组件，所述丝杠螺母组件中的丝杠（204）通过轴承支撑于所述导轨（208）内，所述丝杠螺母组件中的螺母（202）沿所述开口槽移动、且连接于所述丝杠（204）上；所述螺母（202）顶部连接所述连接板（105）；使所述穿刺针末端锁紧机构跟随所述螺母（202）移动而自动移动改变进针行程。

14.根据权利要求13所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述导轨（208）内部的移动通道为T字形，所述螺母（202）形状与所述移动通道形状适配。

15.根据权利要求13所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述螺母（202）顶部具有多个用于减小接触摩擦力的凸起。

16.根据权利要求13所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述驱动器与所述丝杠（204）并列布置，所述驱动器的输出端与所述丝杠（204）均同向穿过轴承座板（210），然后所述驱动器的输出端连接驱动器齿轮（215），所述丝杠（204）连接丝杠齿轮（220），所述驱动器齿轮（215）与惰轮（221）的小齿轮啮合，所述丝杠齿轮（220）与惰轮（221）的大齿轮啮合，所述惰轮（221）通过固定于所述轴承座板（210）上的惰轮轴（212）连接。

17.根据权利要求16所述的一种穿刺装置，其特征在于，还包括齿轮罩（218），所述齿轮罩（218）与所述轴承座板（210）连接形成齿轮室，所述轴承座板（210）为一端直径小另一端直径大的变形椭圆结构。

18.根据权利要求16所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处，所述导轨（208）对应该位置设置有压力传感器（207），所述螺母（202）运动至该位置处挤压压力传感器（207），使所述压力传感器（207）发出零位触发信号。

19.根据权利要求18所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述导轨（208）外壁对应所述穿刺针末端锁紧机构移动至靠近所述驱动器位置处设置有零位定位点（20803），所述连接板（105）上设置有与零位定位点（20803）配合的连接板零位定位点（10501），用于调试时作为可视参照基准。

20.根据权利要求13所述的一种穿刺装置，其特征在于，所述导轨（208）上远离所述夹持机构（100）侧设有U形的连接法兰（300），所述导轨（208）两侧面对称设置有滑轨（20801），所述连接法兰（300）连接端具有与两个所述滑轨（20801）配合滑动的双侧滑槽，每一个所述滑槽的槽壁上均具有滑槽固定孔（305），所述滑轨（20801）上具有多个可与所述滑槽固定孔（305）配合固定的滑轨固定孔（20802）。