DE112020000445B4

DE112020000445B4 - Intelligente Rückkopplungsspritze für eine intelligente Injektion oder Absaugung entsprechend von Impendanzänderung

Info

Publication number: DE112020000445B4
Application number: DE112020000445.7T
Authority: DE
Inventors: Zibao Yan; Liuqing Chen; Chaoyang Dong; Pengfei Chen; Quan Liu; Bo Yin
Original assignee: Sinoneedle Intelligence Tech Co Ltd; Sinoneedle Intelligence Technology Co ltd
Current assignee: Sinoneedle Intelligence Tech Co Ltd; Sinoneedle Intelligence Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2040-08-22
Also published as: WO2021043011A1; DE112020000445T5; CN110507867A; JP7185359B2; US20220369946A1; CN110507867B; JP2022516304A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Intelligente Rückkopplungsspritze, umfassend eine Spritzennadel (3) und einen Nadelsitz (1), dadurch gekennzeichnet, dass an der Spritzennadel (3) eine erste Elektrode (5) und eine zweite Elektrode (6) zum Erkennen der Impedanz von menschlichem Gewebe angeordnet sind, wobei die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) mit einer Hauptsteuervorrichtung (2) elektrisch verbunden sind, und wobei die Hauptsteuervorrichtung (2) mit einer Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung elektrisch verbunden ist.Unter Verwendung der obigen Struktur kann die Impedanz von Geweben und Organen, wie Haut, Muskel, Erguss und Blut, genau gemessen werden, um eine Grundlage für intelligente Injektions- und Extraktionseinstellungen bereitzustellen. Z.B. werden während des Injektionsprozesses eine Fehlpositionierung, Embolie und andere Verletzungen vermieden, um eine genaue Verabreichung durchzuführen; oder wird eine genaue Überwachung während des Fettextraktionsprozesses durchgeführt, um Verletzungen durch eine falsche Extraktion zu vermeiden; oder im Extraktionsprozess von Tumorerguss und Liquor werden die medizinischen Risiken durch eine genaue Scanvorhersage und eine präzise Positionierung reduziert, um die Behandlungseffizienz der Ärzte erheblich zu verbessern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der medizinischen Instrumente, insbesondere eine intelligente Rückkopplungsspritze.
Stand der Technik
Die bestehenden Spritzen beruhen auf einer manuellen Beurteilung der Injektions- und Saugposition während des Gebrauchsprozesses, was auf einer langfristigen Schulung des medizinischen Personals beruht, und selbst medizinisches Fachpersonal kann kaum garantieren, dass die Nadel jedes Mal an einer vorbestimmten Position fixiert wird. Vor allem bei Operationen mit Absaugung, wie von arteriellem Blut, Tumorhydrops, Liquor, Fettgewebe usw., wird manchmal die Hilfe anderer Hilfsgeräte benötigt, um die Arbeit abzuschließen, wie z.B. bettseitige CT-Geräte. Zweitens tritt jedes Jahr die Situation auf, wenn viele Ärzte Füllstoffe in den menschlichen Körper injizieren, kommt es nach der Embolisation durch die Injektion des Füllstoffs in das Blutgefäß usw. schnell zu einer Nekrose des umgebenden Gewebes, was zu schweren medizinischen Unfällen führt, die nicht vermieden werden können. Manchmal kann die gezielte Verabreichung nicht genau sein, was zum Verschlechtern des Behandlungseffekts führt. Die Technologie der Rückkopplungsspritze kann solche Mängel überwinden, was Ärzten auf der ganzen Welt intelligente Augen zum Injizieren und Extrahieren bietet und genaue Werkzeuge für die Behandlung von Läsionen der Patienten bereitstellt. Das Patentdokument US 2010 / 0 286 507 A1 beschreibt eine Anordnung zur Bestimmung der Position einer Nadel in einem Organsystem und ein Verfahren, bei dem die Anordnung verwendet wird. Die Anordnung umfasst eine Nadel mit einer distalen Spitze, eine Messschaltung, die die Bioimpedanz von Geweben misst, ein Erfassungsmittel, das mit der Messschaltung verbunden und so angeordnet ist, dass es die Fortbewegung der distalen Spitze der Nadel auf einer Echtzeitbasis aus der gemessenen Bioimpedanz erfasst. Die Anordnung umfasst mindestens zwei Elektroden, die an der distalen Spitze der Nadel angeordnet und an die Messschaltung angeschlossen sind. Die Patentanmeldung WO 2009 / 019 707 A1 beschreibt eine medizinische Vorrichtung zur Verwendung bei der Einwirkung auf Gewebe im Körper einer Person. Die Vorrichtung enthält eine Nadeleinheit und ein System zur Einwirkung auf Gewebe. Die Nadeleinheit umfasst eine Nadel mit einem Hohlraum, die dazu geeignet ist, Körpergewebe zu durchdringen, und ein medizinisches Werkzeug, das dazu geeignet ist, mit seinem vorderen Teil durch den Hohlraum der Nadel geführt zu werden. Das System zur Einwirkung auf Gewebe umfasst einen mit der Nadeleinheit integrierten Sondierungsteil und ein Steuerprogramm zur Bedienung des Sondierungsteils. Das chinesische Patentdokument CN 2 05 163 829 U beschreibt eine vollautomatische Injektionsvorrichtung, die automatisch Blutgefäße scannt, wobei ein dreidimensionales Bild von Blutgefäßen im menschlichen Körper durch einen bereitgestellten Blutgefäßscanner gescannt wird, aber das Dokument beschreibt nicht die Struktur und den spezifischen Arbeitsablauf der Blutgefäßscanner im Detail. Das chinesische Patentdokument CN 1 01 564 294 A beschreibt ein elektrisches Impedanz-Tomographie-Verfahren basierend auf struktureller Informationsfusion und stellt eine technische Lösung zur Verfügung, bei der basierend auf Elektroden die elektrische Impedanz des inneren Gewebes des Organismus erfasst wird, um eine Bildgebung des menschlichen Gewebes zu erhalten, aber die Struktur und Anwendung der Lösung sind relativ kompliziert, wodurch der Wert der klinischen Anwendung eingeschränkt wird.
Inhalt der Erfindung
Hinsichtlich der oben geschilderten Probleme aus dem Stand der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine intelligente Rückkopplungsspritze zur Verfügung, die die Haut-, Muskel-, Körperflüssigkeits- und Blutimpedanz schnell und genau erkennen und positionieren und eine intelligente Injektion oder Absaugung entsprechend den Impedanzänderungen durchführen kann.
Um die vorstehenden technischen Probleme zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung eine technische Lösung: eine intelligente Rückkopplungsspritze, umfassend eine Spritzennadel und einen Nadelsitz, wobei an der Spritzennadel eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode zum Erkennen der Impedanz von menschlichem Gewebe angeordnet sind, und wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode mit einer Hauptsteuervorrichtung elektrisch verbunden sind, und wobei die Hauptsteuervorrichtung mit einer Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung elektrisch verbunden ist.
In einer bevorzugten Lösung besteht der Spritzennadel aus Isoliermaterial oder Metallmaterial, wobei die Außenschicht der Spritzennadel mit einer inneren Isolierschicht bedeckt ist;
wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode entlang der Längenrichtung der Spritzennadel angeordnet sind;
und wobei die Außenschicht der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode mit einer äußeren Isolierschicht bedeckt ist, und wobei an einem Ende der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode nur die Position nahe an der Nadelspitze freiliegend ist.
In einer bevorzugten Lösung erstreckt sich das andere Ende der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zur Außenwand des Nadelsitzes, wobei die Hauptsteuervorrichtung und der Nadelsitz ineinander geschachtelt sind, und wobei an der Innenwand der Hauptsteuervorrichtung eine erste Einführungselektrode und eine zweite Einführungselektrode angeordnet sind, und wobei die erste Einführungselektrode und die zweite Einführungselektrode jeweils mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden sind.
In einer bevorzugten Lösung ist in der Hauptsteuervorrichtung das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden, wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei der Bandpasswellenfilter mit einer Mikrosignalverstärkungsschaltung elektrisch verbunden ist, und wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist.
Eine Stromerkennungsschaltung ist elektrisch mit der zweiten Elektrode verbunden.
In einer bevorzugten Lösung ist die Mikrosignalverstärkungsschaltung eine Instrumentenverstärkerschaltung.
Ein Referenzsignal passiert das Ausgabeende des Bandpasswellenfilters und unmittelbar mit einem Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der ersten Elektrode elektrisch verbunden ist, nachdem es durch die Signalsteuerung verstärkt und moduliert wurde.
Ein anderer Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung ist mit der zweiten Elektrode und der Stromerkennungsschaltung elektrisch verbunden.
In einer bevorzugten Lösung ist die Hauptsteuervorrichtung so konstruiert, dass das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden ist, wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei durch ein Signalsteuermodul die erste Elektrode und die zweite Elektrode mit Erkennungsstrom versorgt sind, nachdem das Referenzsignal den Bandpasswellenfilter passierte.
Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind jeweils mit der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der Stromerkennungsschaltung elektrisch verbunden, und wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung und die Stromerkennungsschaltung jeweils mit zumindest zwei Sätzen von A/D-Wandlungsmodulen elektrisch verbunden sind, und wobei die A/D-Wandlungsmodule mit einem digitalen Signalverarbeitungsmodul elektrisch verbunden sind, und wobei das digitale Signalverarbeitungsmodul mit dem Hauptsteuersystem elektrisch verbunden ist.
In einer bevorzugten Lösung ist an der Position des Nadelsitzes weiterhin eine dritte Elektrode angeordnet, wobei die dritte Elektrode für einen zuverlässigen Kontakt mit der Haut verwendet wird, und wobei die dritte Elektrode durch die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung elektrisch verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode mit dem Nadelsitz drehbar verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode mit einer von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine Impedanzerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet.
In einer bevorzugten Lösung ist an der Position des Nadelsitzes weiterhin eine Array-Elektrode angeordnet, die durch die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung elektrisch verbunden ist, wobei die Array-Elektrode mit einer von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine Impedanzerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet.
In einer bevorzugten Lösung sind die Array-Elektroden in einer Anzahl von mehr als 1 bereitgestellt, wobei die mehreren Array-Elektroden auf einem flexiblen Befestigungsband angeordnet sind, und wobei das flexible Befestigungsband mit Klebstoff oder einem Klettverschluss, dessen Enden miteinander verbunden sind, versehen ist, so dass die Array-Elektrode zuverlässig mit der Haut im kommt, um die Positionen von Muskeln und Blutgefäßen außerhalb der Haut festzustellen.
In einer bevorzugten Lösung ist ein Niederfrequenz-Stromsignal von 0-100 Hz zwischen die erste Elektrode und die zweite Elektrode geschaltet, um die Position der Spitze der Spritzennadel festzustellen;
wobei ein Mittel- und Niederfrequenzsignal von 100 Hz bis 50 kHz zwischen eine von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und die dritte Elektrode oder die Array-Elektrode geschaltet ist, um verschiedene Gewebe des menschlichen Körpers abzutasten;
wobei weiterhin ein Schaltkreis zum Umschalten zwischen dem Niederfrequenz-Stromsignal und dem Mittel- und Niederfrequenzsignal angeordnet ist;
wobei die Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung einen Anzeigebildschirm, eine LED-Anzeigelicht oder einen Summer umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt eine intelligente Rückkopplungsspritze zur Verfügung, unter Verwendung der obigen Struktur kann die Impedanz von Geweben und Organen, wie Haut, Muskel, Erguss und Blut, genau gemessen werden, um eine Grundlage für intelligente Injektions- und Extraktionseinstellungen bereitzustellen. In der vorliegenden Erfindung wird das Doppelerkennungsverfahren von Gleichstrom und mittel- und niederfrequentem Mikrostrom verwendet. Je nach Impedanzänderungen von Fett, Muskeln, Körperflüssigkeiten, Blut, Rückenmarksflüssigkeit und anderen Geweben werden eine genaue Erkennung und eine flexible Einstellung realisiert, und die Nadel kann die Injektionsstelle oder Extraktionsgewebe leicht und genau erkennen, gleichzeitig wird das rekonstruierte Bild durch einen bestimmten Algorithmus wiederhergestellt oder Hinweise werden geboten, um den Injektions- oder Extraktionsprozess genauer zu machen. Beispielsweise werden während des Injektionsprozesses eine Fehlpositionierung, Embolie und andere Verletzungen vermieden, um eine genaue Verabreichung durchzuführen; oder wird eine genaue Überwachung während des Fettextraktionsprozesses durchgeführt, um Verletzungen durch eine falsche Extraktion zu vermeiden; oder im Extraktionsprozess von Tumorerguss und Liquor werden die medizinischen Risiken durch eine genaue Scanvorhersage und eine präzise Positionierung reduziert, um die Behandlungseffizienz der Ärzte erheblich zu verbessern.
Figurenliste
Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Strukturansicht der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Spritzennadel gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Spritzennadel gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen bevorzugten Struktur der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen bevorzugten Mechanismus der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Verbindung zwischen der Hauptsteuervorrichtung und dem Nadelsitz gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung bei der Verwendung.
8 zeigt ein Rahmendiagramm eines Erkennungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Mikrosignalverstärkungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Erkennung der Impedanz eines menschlichen Körpers in der vorliegenden Erfindung.

Bezugszeichenliste

1: Nadelsitz
2: Hauptsteuervorrichtung
3: Spritzennadel
31: Innere Isolierschicht
4: Nadelzylinder
5: Erste Elektrode
6: Zweite Elektrode
7: Dritte Elektrode
8: Array-Elektrode
9: Flexibles Befestigungsband
10: Haut
11: Arterielles Blutgefäß
12: Äußere Isolierschicht
13: Erste Einführungselektrode
14: Zweite Einführungselektrode
15: Ersatzschaltkreis für gemessenes Gewebe
OP3: Stromerkennungsschaltung

Ausführliche Ausführungsformen
Ausführungsbeispiel 1
Wie in 1 bis 7 dargestellt, umfasst eine intelligente Rückkopplungsspritze, eine Spritzennadel 3 und einen Nadelsitz 1, wobei an dem Spritzennadel 3 eine erste Elektrode 5 und eine zweite Elektrode 6 zum Erkennen der Impedanz von menschlichem Gewebe angeordnet sind, und wobei die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 mit einer Hauptsteuervorrichtung 2 elektrisch verbunden sind, und wobei die Hauptsteuervorrichtung 2 mit einer Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung elektrisch verbunden ist. Bei der Struktur wird ein elektrisches Signal durch die Hauptsteuervorrichtung 2 an die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 angeschlossen, um die spezifische Position der Nadelspitze im menschlichen Gewebe gemäß der Impedanz zu bestimmen. Nach dem Testen ist der Gleichstromwiderstand (Ω•m) von menschlichem Gewebe wie folgt:

Zerebrospinalflüssigkeit 0,555, Serum 0,714, Blut 1,85, Nerven 25,0, Leber 80,0, Muskel 90,0, Gehirn 107, Fett 10,8 × 102, feuchte Haut 38,0 × 102, trockene Haut 40,0 × 103, nicht membranöser Knochen 20 × 105.

In diesem Beispiel kann durch Anschließen eines Gleichstroms die Position des menschlichen Körpers, an der sich die Nadelspitze befindet, genau bestimmt werden. Diese Lösung hat einen hohen Anwendungswert beim Pumpen von Blut oder Körperflüssigkeiten. Wie die Sammlung von arteriellem Blut und die Extraktion von Lymphflüssigkeit, Zerebrospinalflüssigkeit und Tumorerguss.
In einer bevorzugten Lösung gemäß 2, 3 und 6 besteht die Spritzennadel 3 aus Isoliermaterial, wie einem Isoliermaterial aus Aluminiumoxidkeramik, und dann wird die Oberfläche der Aluminiumoxidkeramik mit einer biokompatiblen Beschichtung beschichtet. Oder ein flexibles Glasmaterial wird verwendet und dann wird die Oberfläche des flexiblen Glases mit einem biokompatiblen Polymerfilm beschichtet. Isolierschichten wie Seidenfibroinfilm, Polyvinylpyrrolidon, quaternäres Ammoniumsalz, Teflon- und Heparin-Verbundstoff und andere Beschichtungen, die durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt werden.
Oder die Spritzennadel 3 besteht aus einem Metallmaterial, wobei die Außenschicht der Spritzennadel 3 mit einer inneren Isolierschicht 31 bedeckt ist, und wobei die innere Isolierschicht 31 eine biokompatible Isolierschicht annimmt; und wobei die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 entlang der Längenrichtung die Spritzennadel 3 angeordnet sind;
In einer bevorzugten Lösung gemäß 6 ist die Außenschicht der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 mit einer äußeren Isolierschicht 12 bedeckt, wobei an einem Ende der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 nur die Position nahe an der Nadelspitze freiliegend ist. Mit dieser Struktur wird es sichergestellt, dass nur die Position der Nadelspitze Strom zu dem von der Nadelspitze berührten Gewebe leiten kann, während andere Positionen isoliert sind, dabei wird das Erkennungsergebnis der Nadelspitzenposition nicht gestört, wodurch die Genauigkeit der Erkennung von menschlichem Gewebe verbessert wird.
In einer bevorzugten Lösung gemäß 6 erstreckt sich das andere Ende der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 zur Außenwand des Nadelsitzes 1, wobei die Hauptsteuervorrichtung 2 und der Nadelsitz 1 ineinander geschachtelt sind, und wobei an der Innenwand der Hauptsteuervorrichtung 2 eine erste Einführungselektrode 13 und eine zweite Einführungselektrode 14 angeordnet sind, und wobei die erste Einführungselektrode 13 und die zweite Einführungselektrode 14 jeweils mit der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 elektrisch verbunden sind. Weiter bevorzugt nehmen die erste Einführungselektrode 13 und die zweite Einführungselektrode 14 eine Struktur der flexiblen Elektrode an, wenn die Hauptsteuervorrichtung 2 und der Nadelsitz 1 ineinander geschachtelt sind, ist die erste Einführungselektrode 13 mit der ersten Elektrode 5 und die zweite Einführungselektrode 14 mit der zweiten Elektrode 6 verbunden. Unter Verwendung der Struktur, dass die Hauptsteuervorrichtung 2 und der Nadelsitz 1 ineinander geschachtelt sind, kann die teurere Hauptsteuervorrichtung 2 demontiert und wiederverwendet werden, und die Kosten, die durch das Hinzufügen der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 an der Spritzennadel 3 durch die Beschichtung erzeugt werden, sind auch akzeptierbar.
In einer bevorzugten Lösung gemäß 9 ist in der Hauptsteuervorrichtung 2 das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden, wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei der Bandpasswellenfilter mit einer Mikrosignalverstärkungsschaltung elektrisch verbunden ist, und wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 elektrisch verbunden ist.
Eine Stromerkennungsschaltung OP3 ist mit der zweiten Elektrode 6 elektrisch verbunden. Der gestrichelte Rahmen in 9 repräsentiert die Ersatzschaltkreis für gemessenes Gewebe 15.
In einer bevorzugten Lösung ist die Mikrosignalverstärkungsschaltung eine Instrumentenverstärkerschaltung; wobei die Referenzsignalquelle das Ausgabeende des Bandpasswellenfilters passiert und unmittelbar mit einem Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der ersten Elektrode 5 elektrisch verbunden ist, nachdem es durch die Signalsteuerung verstärkt und moduliert wurde; wobei ein anderer Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der zweiten Elektrode 6 und der Stromerkennungsschaltung OP3 elektrisch verbunden ist.
In einer bevorzugten Lösung ist die Hauptsteuervorrichtung 2 so konstruiert, dass das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden ist, wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei ein Signalsteuermodul die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 mit Erkennungsstrom versorgt sind, nachdem das Signal den Bandpasswellenfilter passierte;
Die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 sind jeweils mit der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der Stromerkennungsschaltung elektrisch verbunden, wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung und die Stromerkennungsschaltung jeweils mit zumindest zwei Sätzen von A/D-Wandlungsmodulen elektrisch verbunden sind, und wobei die A/D-Wandlungsmodule mit einem digitalen Signalverarbeitungsmodul elektrisch verbunden sind, und wobei das digitale Signalverarbeitungsmodul mit dem Hauptsteuersystem elektrisch verbunden ist. In diesem Beispiel nimmt das digitale Signalverarbeitungsmodul einen eingebetteten Prozessor stm32f103c8 und das A/D-Wandlungsmodul AD7476 an. Das Hauptsteuersystem nimmt CPU von Intel- oder ARM-Reihen an.
Ausführungsbeispiel 2
In einer bevorzugten Lösung gemäß 4 ist auf der Grundlage des ersten Ausführungsbeispiels an der Position des Nadelsitzes 1 weiterhin eine dritte Elektrode 7 angeordnet, wobei die dritte Elektrode durch die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung 2 elektrisch verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode 7 mit dem Nadelsitz 1 drehbar verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode 7 mit einer von der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 eine Impedanzerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet. Mit der dritten Elektrode 7 als Kreismittelpunkt wird die Richtung der Spritzennadel 3 gedreht, wobei die dritte Elektrode 7 und die erste Elektrode 5 oder die zweite Elektrode 6 an der Spritzennadel 3 jeweils in zuverlässigem Kontakt mit der Haut stehen, und wobei zwischen der dritten Elektrode 7 und einer von der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 der Wechselstrom geboten wird, und wobei die Positionen von Muskeln und Blutgefäßen gemäß der Impedanzerkennung bestimmt werden, dann wird während des Punktionsprozesses der Gleichstrom zwischen die erste Elektrode und die zweite Elektrode 6 geschaltet, um die Position des Gewebes, das durch die Nadelspitze punktiert wird, zu bestimmen, wodurch eine intelligente Rückkopplung der Spritze realisiert wird.
In einer anderen bevorzugten Lösung gemäß 5 ist an der Position des Nadelsitzes 1 weiterhin eine Array-Elektrode 8 angeordnet, die durch die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung 2 elektrisch verbunden ist, wobei die Array-Elektrode 8 mit einer von der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 eine Impedanzeerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet. Zwischen die Array-Elektrode 8 und die erste Elektrode 5 oder die zweite Elektrode 6 ist der Wechselstrom geschaltet, durch die Impedanzerkennung werden die Position und die Struktur des subkutanen Gewebes beurteilt, z.B. die Positionen von Fett, Körperflüssigkeiten, Muskeln und Blutgefäßen, bevorzugt werden die Informationen über die Position und Struktur des subkutanen Gewebes durch eine Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung angezeigt, wobei die Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung einen Anzeigebildschirm, eine LED-Anzeigelicht oder einen Summer umfasst. Die Informationen werden auf dem Anzeigebildschirm angezeigt, oder durch LED-Leuchten unterschiedlicher Farben oder unterschiedlicher Helligkeit oder durch einen Summer wird es auf die Informationen hingewiesen. Dann wird während des Punktionsprozesses durch den zwischen die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 ausgelegten Gleichstrom die Position der Nadelspitze im menschlichen Gewebe beurteilt. Unter Verwendung der Struktur der Array-Elektrode 8 kann die Abtasterkennungsgenauigkeit weiterhin verbessert werden, z.B. das Abtastverfahren, das im chinesischen Patentdokument CN101564294A beschrieben ist.
In einer bevorzugten Lösung gemäß 5 sind die Array-Elektroden 8 in einer Anzahl von mehr als 1 bereitgestellt, wobei die mehreren Array-Elektroden 8 auf einem flexiblen Befestigungsband 9 angeordnet sind, und wobei das flexible Befestigungsband 9 mit Klebstoff oder einem Klettverschluss, dessen Enden miteinander verbunden sind, versehen ist, so dass die Array-Elektrode 8 zuverlässig mit der Haut in Kontakt steht. Mit dieser Lösung werden die Störungen, die durch einen schlechten Kontakt zwischen der Array-Elektrode 8 und der Haut verursacht werden, verringert.
In einer bevorzugten Lösung ist ein Niederfrequenz-Stromsignal von 0-100 Hz zwischen die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 geschaltet, um die Position der Spitze der Spritzennadel 3 festzustellen.
Ein Mittel- und Niederfrequenzsignal von 100 Hz bis 50 kHz ist zwischen eine von der ersten Elektrode 5 und der zweiten Elektrode 6 und die dritte Elektrode 7 oder die Array-Elektrode 8 geschaltet, um verschiedene Gewebe des menschlichen Körpers abzutasten; mittels der Empfindlichkeit verschiedener menschlicher Gewebe gegenüber Strömen unterschiedlicher Frequenzen wird die Erkennungsgenauigkeit weiterhin verbessert. Beispielsweise wurde es in den Veröffentlichungen von Feng Fu, Yimin Zang et al. über die Messung einer Blutkomplex-Impedanzfrequenzcharakteristik aufgezeichnet, dass unter Bedingungen von 0,5 mA und einer Frequenz von 100 Hz bis 10 MHz die Position des Blutes auf einer Körperoberfläche durch ein Bild der Blutkomplex-Impedanzcharakteristik abgetastet werden kann, und dann wird die Position des Blutgefäßes beurteilt.
Weiterhin ist ein Schaltkreis zum Umschalten zwischen dem Niederfrequenz-Stromsignal und dem Mittel- und Niederfrequenzsignal angeordnet; der Schaltkreis ist bevorzugt ein weicher Schaltkreis, der nämlich ein durch Software gesteuerter Schaltkreis ist.
Ausführungsbeispiel 3
Basierend auf dem Ausführungsbeispiel 2 wird die Sammlung des arteriellen Bluts als Beispiel genommen, wie in 7 dargestellt. Bei der Verwendung liegt die Array-Elektrode 8 an der Haut 10 des Patienten an, wobei die dritte Elektrode 7 und die erste Elektrode 5 auch in zuverlässigem Kontakt mit der Haut steht. Das Hauptsteuersystem der Hauptsteuervorrichtung 2 gibt einen Befehl aus, und die Referenzsignalquelle emittiert den Wechselstrom. Bevorzugt emittiert die erste Elektrode 5 den Wechselstrom mit einer Frequenz von 100 Hz - 50 kHz. Mit der dritten Elektrode 7 oder dem Nadelsitz 1 als Kreismittelpunkt wird die Richtung der Spritzennadel 3 entlang der Oberfläche der Haut gedreht, während des Drehungsprozesses wird ein zuverlässiger Kontakt der ersten Elektrode 5 mit der Haut sichergestellt. Gemäß der Impedanzerkennung wird die Position von Muskeln und Blutgefäßen durch die Bilder beurteilt. Nach dem Feststellen der Zielposition wird während des Punktionsprozesses eine Schaltungsvermittlung durchgeführt, der Gleichstrom wird zwischen die erste Elektrode 5 und die zweite Elektrode 6 geschaltet, um die Position des Gewebes, das durch die Nadelspitze punktiert wird, zu bestimmen, wodurch eine intelligente Rückkopplung der Spritze realisiert wird.
Die obige Ausführungsform stellt nur eine bevorzugte technische Lösung der vorliegenden Erfindung dar und soll nicht als eine Beschränkung für die vorliegende Erfindung angesehen werden, und die Ausführungsformen in der vorliegenden Anmeldung und die Merkmale in den Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden, falls kein Konflikt besteht. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll durch die in den Ansprüchen beschriebenen technischen Lösungen, einschließlich der äquivalenten Ersetzungen für die technischen Merkmale in den in den Ansprüchen beschriebenen technischen Lösungen, definiert werden. Nämlich sollen die äquivalenten Ersetzungen und Verbesserungen in diesem Umfang ebenfalls als von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.

Claims

Intelligente Rückkopplungsspritze, umfassend eine Spritzennadel (3) und einen Nadelsitz (1), dadurch gekennzeichnet, dass an der Spritzennadel (3) eine erste Elektrode (5) und eine zweite Elektrode (6) zum Erkennen der Impedanz von menschlichem Gewebe angeordnet sind, wobei die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) mit einer Hauptsteuervorrichtung (2) elektrisch verbunden sind, und wobei die Hauptsteuervorrichtung (2) mit einer Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung elektrisch verbunden ist; und wobei die Spritzennadel (3) aus Isoliermaterial oder Metallmaterial besteht, und wobei die Außenschicht der Spritzennadel (3) mit einer inneren Isolierschicht (31) bedeckt ist; und wobei die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) entlang der Längenrichtung der Spritzennadel angeordnet sind; und wobei die Außenschicht der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) mit einer äußeren Isolierschicht (12) bedeckt ist, und wobei an einem Ende der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) nur die Position nahe an der Nadelspitze freiliegend ist; wobei an der Position des Nadelsitzes (1) weiterhin eine dritte Elektrode (7) angeordnet ist, und wobei die dritte Elektrode (7) für einen zuverlässigen Kontakt mit der Haut verwendet wird, und wobei die dritte Elektrode (7) durch eine Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung (2) elektrisch verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode (7) mit dem Nadelsitz (1) drehbar verbunden ist, und wobei die dritte Elektrode (7) mit einer von der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) eine Impedanzerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet. wobei ein Niederfrequenz-Stromsignal von 0-100 Hz zwischen die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) geschaltet ist, um die Position der Spitze des Spritzennadels (3) festzustellen; wobei ein Mittel- und Niederfrequenzsignal von 100 Hz bis 50 kHz zwischen eine von der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) und die dritte Elektrode (7) geschaltet ist, um verschiedene Gewebe des menschlichen Körpers abzutasten; wobei in der Hauptsteuervorrichtung (2) das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden ist, und wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei der Bandpasswellenfilter mit der Mikrosignalverstärkungsschaltung elektrisch verbunden ist, und wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) elektrisch verbunden ist; und wobei eine Stromerkennungsschaltung (OP3) mit der zweiten Elektrode (6) elektrisch verbunden ist; wobei weiterhin ein Schaltkreis zum Umschalten zwischen dem Niederfrequenz-Stromsignal und dem Mittel- und Niederfrequenzsignal angeordnet ist; und wobei die Anzeige- oder Erinnerungsvorrichtung einen Anzeigebildschirm, eine LED-Anzeigelicht oder einen Summer umfasst.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das andere Ende der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) zur Außenwand des Nadelsitzes (1) erstreckt, wobei die Hauptsteuervorrichtung (2) und der Nadelsitz (1) ineinander geschachtelt sind, und wobei an der Innenwand der Hauptsteuervorrichtung (2) eine erste Einführungselektrode (13) und eine zweite Einführungselektrode (14) angeordnet sind, und wobei die erste Einführungselektrode (13) und die zweite Einführungselektrode (14) jeweils mit der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) elektrisch verbunden sind.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrosignalverstärkungsschaltung eine Instrumentenverstärkerschaltung ist; wobei ein Referenzsignal das Ausgabeende des Bandpasswellenfilters passiert und unmittelbar mit einem Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der ersten Elektrode (5) elektrisch verbunden ist, nachdem es durch die Signalsteuerung verstärkt und moduliert wurde; und wobei ein anderer Eingang der Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der zweiten Elektrode (6) und der Stromerkennungsschaltung (OP3) elektrisch verbunden ist.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuervorrichtung (2) so konstruiert ist, dass das Hauptsteuersystem mit einer Referenzsignalquelle elektrisch verbunden ist, wobei die Referenzsignalquelle mit einem Bandpasswellenfilter elektrisch verbunden ist, und wobei durch ein Signalsteuermodul die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) mit Erkennungsstrom versorgt sind, nachdem das Referenzsignal den Bandpasswellenfilter passierte; und wobei die erste Elektrode (5) und die zweite Elektrode (6) jeweils mit der Mikrosignalverstärkungsschaltung und der Stromerkennungsschaltung elektrisch verbunden sind, und wobei die Mikrosignalverstärkungsschaltung und die Stromerkennungsschaltung jeweils mit zumindest zwei Sätzen von A/D-Wandlungsmodulen elektrisch verbunden sind, und wobei die A/D-Wandlungsmodule mit einem digitalen Signalverarbeitungsmodul elektrisch verbunden sind, und wobei das digitale Signalverarbeitungsmodul mit dem Hauptsteuersystem elektrisch verbunden ist.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Position des Nadelsitzes (1) weiterhin eine Array-Elektrode (8) angeordnet ist, die durch die Mikrosignalverstärkungsschaltung mit der Hauptsteuervorrichtung (2) elektrisch verbunden ist, wobei die Array-Elektrode (8) mit einer von der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) eine Impedanzerkennungsschaltung variabler Frequenz bildet.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Array-Elektroden (8) in einer Anzahl von mehr als 1 bereitgestellt sind, wobei die mehreren Array-Elektroden (8) auf einem flexiblen Befestigungsband (9) angeordnet sind, und wobei das flexible Befestigungsband (9) mit Klebstoff oder einem Klettverschluss, dessen Enden miteinander verbunden sind, versehen ist, so dass die Array-Elektrode (8) zuverlässig mit der Haut im kommt, um die Positionen von Muskeln und Blutgefäßen außerhalb der Haut festzustellen.
Intelligente Rückkopplungsspritze nach einem der Ansprüche 5-6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel- und Niederfrequenzsignal von 100 Hz bis 50 kHz zwischen eine von der ersten Elektrode (5) und der zweiten Elektrode (6) und die Array-Elektrode (8) geschaltet ist, um verschiedene Gewebe des menschlichen Körpers abzutasten.