申请/专利权人：广东工业大学

申请日：2019-05-27

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN110037781B

主分类号：A61B17/34

分类号：A61B17/34

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2019.08.16#实质审查的生效;2019.07.23#公开

摘要：本发明公开一种穿刺辅助导向装置，在框架上安装其他的部件，框架中部开设贯通孔，在贯通孔内层叠设置两个定位块，每个定位块上分别贯通开设定位孔，定位孔用于导向穿刺针；至少一个定位块和框架之间活动连接，当定位块相对于框架横向与纵向平移时，两个定位块之间的位置也随之发生改变，两个定位孔的位置相对改变；由几何关系可知，两点确定一条直线，进行穿刺操作时，将穿刺针依次穿过两个定位孔，穿刺针的角度被唯一确定，可极大地降低穿刺操作时刺偏的概率；当定位块横向和或纵向移动时，两个定位孔形成的连线的角度随之改变；使用时，使框架与体表贴合，根据患处的不同调节两个定位块的相对位置，穿刺针刺入时可准确地对准患处。

主权项：1.一种穿刺辅助导向装置，其特征在于，包括用于定位支撑的框架（1），所述框架（1）中部开设的贯通孔内层叠设置两个定位块（2），每个所述定位块（2）上分别贯通开设用于导向穿刺针的定位孔（21）；至少一个所述定位块（2）和所述框架（1）之间活动连接，所述定位块（2）能够相对于所述框架（1）横向与纵向平移，调节两个所述定位孔（21）形成的连线的角度；两个所述定位块（2）均能够相对于所述框架（1）移动，且两个所述定位块（2）的运动平面相互平行；所述框架（1）的侧壁上贯通设置至少两个相互垂直的螺纹孔（111），所述螺纹孔（111）中螺纹装配螺纹轴（3）；所述螺纹轴（3）的内端部转动连接套筒（4），所述螺纹轴（3）能够相对于所述套筒（4）围绕自身长度方向的转轴旋转；所述定位块（2）的侧壁处固定连接导向杆（22），所述导向杆（22）垂直于所述螺纹轴（3）；所述套筒（4）滑动套装在所述导向杆（22）上；所述螺纹轴（3）的内端部凸出设置圆柱状的连接杆（31），所述连接杆（31）的端部膨大设置圆柱状的限位块（32），所述连接杆（31）和所述限位块（32）可转动插装于所述套筒（4）；所述套筒（4）包括相互固定的转接柱（41）和滑套块（42），所述转接柱（41）的外表呈圆柱形，套装于所述连接杆（31）和所述限位块（32）；所述定位块（2）的侧壁上凹槽设置导向槽，所述导向杆（22）固定于所述导向槽内，所述导向槽的内表面与所述滑套块（42）的外表面配合呈圆柱形；所述框架（1）包括内框（11）与外框（12），所述螺纹孔（111）开设于所述内框（11）上；所述外框（12）上固定设置旋转驱动装置（5），所述旋转驱动装置（5）带动所述螺纹轴（3）旋转；所述螺纹轴（3）的外端沿长度方向开设驱动槽（33），所述旋转驱动装置（5）的输出轴上设置能够滑动插入所述驱动槽（33）的驱动杆（51），所述驱动杆（51）为棱柱。

全文数据：一种穿刺辅助导向装置技术领域本发明涉及医疗设备技术领域，更进一步涉及一种穿刺辅助导向装置。背景技术穿刺手术是将穿刺针刺入患者体内，抽取生物样本进行化验以确诊疾病、或者注入药物进行局部治疗的方式，通常被应用于肺部、肝部、前列腺、骨科等各种治疗场景。目前的穿刺手术主要依赖于MRICT核磁共振成像计算机体层摄影影像，通过医生的专业知识判断穿刺针入针的方向和深度，这个过程通常需要多次拍摄MRICT方可确定穿刺针与疑患之间的位置。穿刺过程由医生手工操作完成，对医生的操作技能提出很大挑战，同时也需要病人在穿刺过程中高度配合；医生操作时手部不稳或者病人身体晃动均可能造成穿刺针歪斜，无法准确地到达患处，因此仅依靠手工穿刺存在较大的失败概率。对于本领域的技术人员来说，如何避免穿刺针发生歪斜，提高穿刺手术的成功概率，是目前需要解决的技术问题。发明内容本发明提供一种穿刺辅助导向装置，通过两个定位块的配合对穿刺针提供导向，避免穿刺针发生歪斜，提高穿刺手术的成功概率，具体方案如下：一种穿刺辅助导向装置，包括用于定位支撑的框架，所述框架中部开设的贯通孔内层叠设置两个定位块，每个所述定位块上分别贯通开设用于导向穿刺针的定位孔；至少一个所述定位块和所述框架之间活动连接，所述定位块能够相对于所述框架横向与纵向平移，调节两个所述定位孔形成的连线的角度。可选地，两个所述定位块均能够相对于所述框架移动，且两个所述定位块的运动平面相互平行。可选地，所述框架的侧壁上贯通设置至少两个相互垂直的螺纹孔，所述螺纹孔中螺纹装配螺纹轴；所述螺纹轴的内端部转动连接套筒，所述螺纹轴能够相对于所述套筒围绕自身长度方向的转轴旋转；所述定位块的侧壁处固定连接导向杆，所述导向杆垂直于所述螺纹轴；所述套筒滑动套装在所述导向杆上。可选地，所述螺纹轴的内端部凸出设置圆柱状的连接杆，所述连接杆的端部膨大设置圆柱状的限位块，所述连接杆和所述限位块可转动插装于所述套筒。可选地，所述套筒包括相互固定的转接柱和滑套块，所述转接柱的外表呈圆柱形，套装于所述连接杆和所述限位块；所述定位块的侧壁上凹槽设置导向槽，所述导向杆固定于所述导向槽内，所述导向槽的内表面与所述滑套块的外表面配合呈圆柱形。可选地，所述框架包括内框与外框，所述螺纹孔开设于所述内框上；所述外框上固定设置旋转驱动装置，所述旋转驱动装置带动所述螺纹轴旋转。可选地，所述螺纹轴的外端沿长度方向开设驱动槽，所述旋转驱动装置的输出轴上设置能够滑动插入所述驱动槽的驱动杆，所述驱动杆为棱柱。可选地，所述定位孔为球形面，所述定位孔内转动装配导向球铰，所述导向球铰上贯穿设置与穿刺针外径匹配的导向孔。可选地，所述定位孔的内壁呈圆锥形。本发明提供了一种穿刺辅助导向装置，包括用于定位支撑的框架，在框架上安装其他的部件，框架中部开设贯通孔，在贯通孔内层叠设置两个定位块，每个定位块上分别贯通开设定位孔，定位孔用于导向穿刺针；至少一个定位块和框架之间活动连接，当定位块相对于框架横向与纵向平移时，两个定位块之间的位置也随之发生改变，两个定位孔的位置相对改变；由几何关系可知，两点确定一条直线，进行穿刺操作时，将穿刺针依次穿过两个定位孔，穿刺针的角度被唯一确定，可极大地降低穿刺操作时刺偏的概率；当定位块横向和或纵向移动时，两个定位孔形成的连线的角度随之改变；使用时，使框架与体表贴合，根据患处的不同调节两个定位块的相对位置，穿刺针刺入时可准确地对准患处。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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A为本发明提供的穿刺辅助导向装置一种具体实施例的轴测图；图1B为本发明提供的穿刺辅助导向装置一种具体实施例的正视图；图1C为本发明提供的穿刺辅助导向装置一种具体实施例的仰视图；图2A为螺纹轴的轴测图；图2B为螺纹轴的正视图；图2C为螺纹轴的俯视图；图2D为螺纹轴的仰视图；图3A和图3B分别为套筒局部两个不同角度的轴测图；图4A为框架的轴测图；图4B为框架的正视图；图5A和图5B分别为旋转驱动装置的输出轴两个不同角度的轴测图；图6A和图6B分别为导向球铰6和定位块2装配两个不同角度的轴测图；图6C为导向球铰和定位块装配的正视图；图6D为定位块的俯视图；图7A为导向球铰的轴测图；图7B为导向球铰的正视图；图7C为导向球铰的俯视图。图中包括：框架1、内框11、螺纹孔111、外框12、定位块2、定位孔21、导向杆22、螺纹轴3、连接杆31、限位块32、驱动槽33、套筒4、转接柱41、滑套块42、旋转驱动装置5、驱动杆51、导向球铰6、挡块61。具体实施方式本发明的核心在于提供一种穿刺辅助导向装置，通过两个定位块的配合对穿刺针提供导向，避免穿刺针发生歪斜，提高穿刺手术的成功概率。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的穿刺辅助导向装置进行详细的介绍说明。如图1A所示，为本发明提供的穿刺辅助导向装置一种具体实施例的轴测图；图1B和图1C分别为本发明提供的穿刺辅助导向装置一种具体实施例的正视图和仰视图；该穿刺辅助导向装置包括用于定位支撑的框架1，框架1为整个装置的主体结构，在框架上安装其他部件。框架1的中部开设贯通孔，贯通孔内层叠设置两个定位块2，定位块2的尺寸小于中部的贯通孔的尺寸。每个定位块2上分别贯通开设用于导向穿刺针的定位孔21，穿刺针只插入一个定位孔21时可自由晃动，晃动时穿刺针与定位块2的夹角发生变化。至少一个定位块2和框架1之间活动连接，定位块2能够相对于框架1横向与纵向平移，横向可视为X轴，纵向可视为Y轴，当某个定位块2相对于框架1移动时，与另一个定位块2之间的位置发生变化，因此两个定位块2上的定位孔21的相对位置关系也随之变化，通过调节定位块2的位置，可调节两个定位孔21形成的连线的角度。定位块2能够相对于框架1横向与纵向平移，定位块2可在平面范围内调节与框架1的相对位置，一般情况下，定位块2横向移动方向与纵向移动方向相互垂直。由几何关系可知，两点确定一条直线，当穿刺针同时穿过两个定位孔21时，相当于穿刺针上位于定位孔21处的两点位置已经确定，因而穿刺针的角度被唯一确定，只能沿穿刺针的长度方向平移，无法改变自身的角度。进行穿刺操作时，框架1与患者身体的位置相对固定，根据患处的相对位置，调节定位块2，使两个定位孔21的连线形成一个夹角，穿刺针依次穿过两个定位孔21，穿刺针的角度被两个定位孔21唯一确定，操作者无需控制穿刺针的角度，只需要控制穿刺针的刺入深度即可，可极大地降低穿刺操作时刺偏的概率。在上述方案的基础上，本发明中优选地将两个定位块2均采用活动设置的结构，两个定位块2均能够相对于框架1移动，且两个定位块2的运动平面相互平行；每个定位块2能够横向与纵向两个维度平移，两个定位块2各自的横向与纵向可不平行，但定位块2运动时所在的平行应相互平行；两个定位块2同时移动，可更迅速地调节两个定位孔21之间的夹角。当然，若其中一个定位块2与框架1的位置相对固定，另一定位块2可相对移动调节也是可以的。本发明在此提供一种定位块2的调节结构，框架1的侧壁上贯通设置至少两个相互垂直的螺纹孔111，螺纹孔111中螺纹装配螺纹轴3，螺纹轴3上设置外螺纹，螺纹孔111内部设置内螺纹，螺纹轴3旋转时，可沿螺纹孔111的贯通方向移动，同一定位块2所对应的两个螺纹轴3的移动伸缩方向相互垂直。螺纹轴3的内端部转动连接套筒4，螺纹轴3的外端部伸出于框架1，这里所指的内端是指螺纹轴3靠近框架1靠近定位块2的一端，外端是指远离定位块2的一端。螺纹轴3能够相对于套筒4围绕自身长度方向的转轴旋转，但螺纹轴3沿其长度方向与套筒4相互贴合，螺纹轴3相对于套筒4旋转；螺纹轴3围绕自身长度方向的中心线自转，螺纹轴3只能自转而无其他自由度的运动，螺纹轴3无法与套筒4相互分离。定位块2的侧壁处固定连接导向杆22，并且导向杆22的长度方向垂直于螺纹轴3的长度方向；套筒4滑动套装在导向杆22上，套筒4可沿导向杆22的长度方向滑动平移，也即螺纹轴3和套筒4两者可相对于导向杆22同步滑动。当横向的螺纹轴3驱动定位块2移动时，定位块2沿X轴方向平移，此时纵向的螺纹轴3保持不动，定位块2相对于纵向的螺纹轴3和套筒4滑动；当纵向的螺纹轴3驱动定位块2移动时，定位块2沿Y轴方向平移，此时横向的螺纹轴3保持不动，定位块2相对于横向的螺纹轴3和套筒4滑动。在定位块2上设置导向杆22结构是一种优选方案，还可采用其他的结构，例如在定位块2的侧壁上开设长条形的滑槽，螺纹轴3的内端滑动卡装于滑槽之内，螺纹轴3能够自身旋转，无法与定位块2相互分离。对于上述设置导向杆22的结构，本发明在此提供进一步的优化方案，如图2A所示，为螺纹轴3的轴测图；图2B至图2D分别为螺纹轴3的正视图、俯视图和仰视图；螺纹轴3的内端部凸出设置圆柱状的连接杆31，连接杆31的端部膨大设置圆柱状的限位块32，连接杆31和限位块32可转动插装于套筒4，套筒4内腔设置尺寸相匹配的凹槽，通过圆柱形的连接杆31和限位块32使螺纹轴3和套筒4相互转动连接。相应地，也可在套筒4上设置连接杆与限位块结构，在螺纹轴上设置与之匹配的凹槽，这些具体的实施方式均应受到本发明的保护。如图3A和图3B所示，分别为套筒4局部结构两个不同角度的轴测图，相当于将套筒4从中间剖开；套筒4包括相互固定为一体的转接柱41和滑套块42，转接柱41的外表呈圆柱形，圆柱形的内部设置与连接杆31、限位块32相互配合的凹槽，转接柱41套装于连接杆31和限位块32上。定位块2的侧壁上向内凹陷设置导向槽，导向杆22固定于导向槽内，导向杆22不凸出于定位块2，导向槽的内表面与滑套块42的外表面配合呈圆柱形，导向槽的内表面呈圆柱形的弧形面，滑套块42的外表面呈圆柱形的弧形面，相互相互配合，当滑套块42与定位块2相互错位时可以相对小幅度平滑转动，避免出现应力集中造成损坏。更进一步，如图4A和图4B所示，分别为框架1的轴测图和正视图；本发明的框架1包括内框11与外框12，内框11与外框12之间具有间隙，外框12的尺寸大于内框11，外框12将内框11包围在内；螺纹孔111开设于内框11上，螺纹轴3的外端朝向外框12；外框12上固定设置旋转驱动装置5，旋转驱动装置5带动螺纹轴3旋转。旋转驱动装置5可采用步进电机，步进电机的旋转圈数可精确控制，根据螺纹轴3上螺纹的螺距以及旋转圈数，实现精确的调节。螺纹轴3的外端沿长度方向开设驱动槽33；旋转驱动装置5的输出轴上设置驱动杆51，驱动杆51为棱柱，如图5A和图5B所示，分别为旋转驱动装置5的输出轴两个不同角度的轴测图；驱动杆51采用片状的四棱柱结构，驱动杆51能够滑动插入驱动槽33内，驱动槽33的形状与驱动杆51相互匹配，驱动杆51的外壁与驱动槽33的内壁贴合接触，从而传递扭矩，实现旋转传动。驱动槽33的内腔尺寸略大于驱动杆51，当螺纹轴3旋转时沿轴向移动，相对于驱动杆51移动，合理设置驱动杆51的长度，使驱动槽33无法与驱动杆51完全脱离。在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明提供两种定位孔21的设定形式：第一种，定位孔21为球形面，定位孔21的两端贯通，因此定位孔21并非一个完整的球形；定位孔21内转动装配导向球铰6，如图6A和图6B所示，分别为导向球铰6和定位块2装配两个不同角度的轴测图；图6C为导向球铰6和定位块2装配的正视图；图6D为定位块2的俯视图；导向球铰6为球形结构，能够恰好装配在定位孔21内，导向球铰6的外表面与定位孔21的球形内表面接触，导向球铰6可相对于定位孔21转动，转动中心为定位孔21的球心；导向球铰6上贯穿设置导向孔，导向孔的内径与穿刺针外径匹配，穿刺针可恰好从导向孔中穿过，穿刺针由导向孔导向沿直线平移；当导向球铰6相对于定位孔21转动时，穿刺针的位置随之转动到相应的角度。如图7A所示，为导向球铰6的轴测图；图7B和图7C分别为导向球铰6的正视图和俯视图；在导向球铰6上还可凸出设置挡块61结构，挡块61位于导向孔的开口外周，挡块61凸出于定位孔21，可与定位孔21抵靠，限定导向孔始终外露于定位孔21。第二种，定位孔21的内壁呈圆锥形，由于定位块2具有较大的厚度，保证结构强度；若采用圆筒形的开孔，则穿刺针无法相对于单一的定位孔21调节角度，因此采用圆锥形的定位孔21，定位孔21与穿刺针接触的位置厚度很小，保证穿刺针可调节角度。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

权利要求：1.一种穿刺辅助导向装置，其特征在于，包括用于定位支撑的框架1，所述框架1中部开设的贯通孔内层叠设置两个定位块2，每个所述定位块2上分别贯通开设用于导向穿刺针的定位孔21；至少一个所述定位块2和所述框架1之间活动连接，所述定位块2能够相对于所述框架1横向与纵向平移，调节两个所述定位孔21形成的连线的角度。2.根据权利要求1所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，两个所述定位块2均能够相对于所述框架1移动，且两个所述定位块2的运动平面相互平行。3.根据权利要求2所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述框架1的侧壁上贯通设置至少两个相互垂直的螺纹孔111，所述螺纹孔111中螺纹装配螺纹轴3；所述螺纹轴3的内端部转动连接套筒4，所述螺纹轴3能够相对于所述套筒4围绕自身长度方向的转轴旋转；所述定位块2的侧壁处固定连接导向杆22，所述导向杆22垂直于所述螺纹轴3；所述套筒4滑动套装在所述导向杆22上。4.根据权利要求3所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述螺纹轴3的内端部凸出设置圆柱状的连接杆31，所述连接杆31的端部膨大设置圆柱状的限位块32，所述连接杆31和所述限位块32可转动插装于所述套筒4。5.根据权利要求4所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述套筒4包括相互固定的转接柱41和滑套块42，所述转接柱41的外表呈圆柱形，套装于所述连接杆31和所述限位块32；所述定位块2的侧壁上凹槽设置导向槽，所述导向杆22固定于所述导向槽内，所述导向槽的内表面与所述滑套块42的外表面配合呈圆柱形。6.根据权利要求3所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述框架1包括内框11与外框12，所述螺纹孔111开设于所述内框11上；所述外框12上固定设置旋转驱动装置5，所述旋转驱动装置5带动所述螺纹轴3旋转。7.根据权利要求6所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述螺纹轴3的外端沿长度方向开设驱动槽33，所述旋转驱动装置5的输出轴上设置能够滑动插入所述驱动槽33的驱动杆51，所述驱动杆51为棱柱。8.根据权利要求1至7任一项所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述定位孔21为球形面，所述定位孔21内转动装配导向球铰6，所述导向球铰6上贯穿设置与穿刺针外径匹配的导向孔。9.根据权利要求1至7任一项所述的穿刺辅助导向装置，其特征在于，所述定位孔21的内壁呈圆锥形。

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