穿刺设备以及医学系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种穿刺设备以及医学系统。

背景技术：

在进行穿刺操作时，由于每个穿刺对象的体形、目标位置不都相同，因此在穿刺前需要选取不同长度的穿刺针，由于不同长度的穿刺针具有不同的运动行程，因此需要对穿刺针的刺入深度进行控制。

传统的穿刺深度的控制一般是通过手动控制或设置限位装置。其中，手动控制大多数是在穿刺针的针筒外壁设置长度标识，操作人员通过观察该长度标识手动判断穿刺深度，但这种方式对操作人员的经验依赖较大；而现有的自动化设备的零位装置和限位装置一般是固定的，适用于重复性行程的运动控制，并不适合穿刺针的运动控制。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种穿刺设备以及医学系统，可以根据穿刺针的长度和目标穿刺深度自动确定穿刺针的初始位置。

一种穿刺设备，包括穿刺针主体、穿刺针承载装置、穿刺针驱动装置以及控制器；所述穿刺针主体设置在所述穿刺针承载装置上，所述控制器用于根据当前所述穿刺针主体的长度以及目标穿刺深度，控制所述穿刺针驱动装置驱动所述穿刺针承载装置移动到预设位置，以使所述穿刺针主体到达初始穿刺位置。

上述穿刺设备，根据当前所使用穿刺针的长度以及目标穿刺深度，自动控制穿刺针移动到初始穿刺位置，从而控制穿刺针的移动行程，防止穿刺针的穿刺深度过大对穿刺对象造成伤害，提高了穿刺设备的安全性，并减轻了操作人员的工作量。

在其中一个实施例中，所述穿刺设备还包括：

终位组件，用于限定所述穿刺针承载装置移动轨迹的终点位置，所述预设位置与所述终位组件之间的距离等于所述目标穿刺深度。

在其中一个实施例中，所述穿刺设备还包括：

零位组件，用于限定所述穿刺针承载装置移动轨迹的起点位置，所述控制器根据所述起点位置计算所述穿刺针承载装置移动到所述预设位置的位移长度。

在其中一个实施例中，所述穿刺针主体的长度不超过所述起点位置与所述终点位置之间的距离。

在其中一个实施例中，所述穿刺针驱动装置包括驱动组件以及传动组件，所述穿刺针承载装置可移动地设置在所述传动组件上，所述驱动组件通过驱动所述传动组件以使所述穿刺针承载装置移动。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括电动机，所述传动组件包括传动杆。

一种医学系统，包括：

成像设备，用于获取目标对象的医学图像以确定目标穿刺位置；

处理器，用于根据所述目标穿刺位置计算目标穿刺深度；

上述的穿刺设备，用于根据所述目标穿刺深度对所述目标穿刺位置进行穿刺操作。

上述医学系统，根据目标对象的医学图像确定目标穿刺深度，并根据该目标穿刺深度以及当前所使用穿刺针的长度，自动控制穿刺针移动到初始穿刺位置，从而控制穿刺针的移动行程，防止穿刺针的穿刺深度过大对穿刺对象造成伤害，提高了穿刺设备的安全性，并减轻了操作人员的工作量。

在其中一个实施例中，所述医学系统包括多个长度不同的穿刺针主体，所述处理器还用于根据所述目标穿刺深度在所述多个穿刺针主体中确定用于进行穿刺操作的穿刺针主体。

在其中一个实施例中，所述控制器根据所述穿刺针主体的长度以及目标穿刺深度，控制所述穿刺针驱动装置驱动所述穿刺针承载装置移动到预设位置，以使所述穿刺针主体到达初始穿刺位置。

在其中一个实施例中，所述成像设备包括正电子发射断层扫描设备、计算机断层扫描设备、磁共振设备、x射线设备、超声图像设备以及多模态融合成像设备中的至少一种。

附图说明

图1为一个实施例中穿刺设备的模块示意图；

图2为另一个实施例中穿刺设备的模块示意图；

图3为一个实施例中穿刺设备的结构示意图；

图4为另一个实施例中穿刺设备的结构示意图；

图5为一个实施例中医学系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为一个实施例中穿刺设备的模块示意图，在一个实施例中，如图1所示，一种穿刺设备100，包括穿刺针主体110、穿刺针承载装置130、穿刺针驱动装置150以及控制器170；穿刺针主体110设置在穿刺针承载装置130上，控制器170用于根据当前穿刺针主体110的长度以及目标穿刺深度，控制穿刺针驱动装置150驱动穿刺针承载装置130移动到预设位置，以使穿刺针主体110到达初始穿刺位置。

具体地，在穿刺设备100中，穿刺针主体110用于对目标对象进行穿刺，穿刺针主体110具有多种不同长度规格，例如穿刺针主体110一般可以有90mm、100mm、150mm、200mm等不同长度的规格。医生或操作人员可以根据目标穿刺位置等穿刺需求选择相应长度的穿刺针主体110，并将确定的穿刺针主体110设置在穿刺针承载装置130上，穿刺针主体110的一端为针尖，用于对目标对象进行穿刺，另一端设置在穿刺针承载装置130上。穿刺针主体110一般可以为可拆卸的设置在穿刺针承载设备130上，穿刺针主体110与穿刺针承载设备130的连接方式可以根据实际需求确定，具体可以通过夹具、锁扣等方式固定，且不同长度的穿刺针主体110的一端连接在穿刺针承载装置130上时，穿刺针主体110与穿刺针承载装置130的相对位置一致。

穿刺针承载装置130与穿刺针驱动装置150可以设置在穿刺设备的底座180上，穿刺针驱动装置150可以驱动穿刺针承载装置130沿设定轨迹前后移动，穿刺针驱动装置150驱动穿刺针承载装置130的移动行程具有固定的限制，一般可以为不超过底座180的范围，穿刺针驱动装置150与控制器170通信连接，穿刺针承载装置130移动的距离、方向以及速度等参数的控制可以由控制器170向穿刺针驱动装置150发送相应控制命令实现。

控制器170获取当前穿刺针主体110的长度以及目标穿刺深度，控制穿刺针驱动装置150驱动穿刺针承载装置130移动到预设位置，此时穿刺针主体110的针尖端达到初始穿刺位置，且穿刺针承载装置130在预设位置处剩余的移动行程即为目标穿刺深度，初始穿刺位置可以为穿刺针主体110的针尖端到达穿刺部位的体表位置处，然后再对目标对象进行穿刺操作，使得穿刺针主体110从初始穿刺位置至穿刺针承载装置130的移动行程内的最大距离不会超过目标穿刺深度，从而避免了穿刺深度过大的情况发生。

上述穿刺设备100，根据当前所使用穿刺针的长度以及目标穿刺深度，自动控制穿刺针移动到初始穿刺位置，从而控制穿刺针的移动行程，防止穿刺针的穿刺深度过大对穿刺对象造成伤害，提高了穿刺设备的安全性，并减轻了操作人员的工作量。

图2为另一个实施例中穿刺设备的模块示意图。如图2所示，在上述实施例中穿刺设备结构的技术内容基础上，本实施例中的穿刺设备200除了包括穿刺针主体210、穿刺针承载装置230、穿刺针驱动装置250、控制器270以及底座280，还可以包括：终位组件220，用于限定穿刺针承载装置230移动轨迹的终点位置，预设位置与终位组件220之间的距离等于目标穿刺深度。

具体地，在穿刺设备200中设置有一个终位组件220，终位组件220用于限定穿刺针承载装置230移动行程的终点，终位组件220可以设置在穿刺设备200的底座280上，也可以设置在穿刺针承载装置230移动轨迹上的其他位置。终位组件220的种类和结构可以根据实际需求确定，终位组件220可以为设置在穿刺针承载装置230移动轨迹上的机械限位部件，例如挡板、挡块等，终位组件220还可以传感器等电子部件，当检测到穿刺针承载装置230移动到预设的行程终点时，向穿刺针驱动装置250，发送停止驱动的控制命令，以使穿刺针承载装置230停止移动。

在一个实施例中，穿刺设备200还可以包括：零位组件240，用于限定穿刺针承载装置230移动轨迹的起点位置，控制器270根据起点位置计算穿刺针承载装置230移动到预设位置的位移长度。

具体地，穿刺设备200中还包括零位组件240，零位组件240用于限定穿刺针承载装置230移动轨迹的起点位置，零位组件240一般可以采用光电限位开关、电子限位开关、磁性限位开关等，零位组件240也可以为挡板或挡块等机械限位结构，控制器270可以通过获取零位组件240的信号或检测零位组件240的位置确定穿刺针承载装置230移动的起始位置。在一个优选的实施例中，零位组件240为电子零位开关，该电子零位开关与控制器270通信连接。每次使用穿刺设备200时，穿刺针承载装置230默认位于零位组件240处，控制器270根据穿刺针主体210的长度以及目标穿刺深度计算出穿刺针承载装置230移动到预设位置处的位移长度，然后控制穿刺针驱动组件250驱动穿刺针承载装置230相对零位组件240移动该位移长度，从而使穿刺针主体210到达初始穿刺位置。

进一步地，在一个可选的实施例中，穿刺针主体210的长度不超过零位组件240所限定的起点位置与终位组件220所限定的终点位置之间的距离。即应将零位组件240与终位组件220之间的距离设置为大于等于最长的穿刺针主体210的长度，以防止穿刺针主体210长度过大，无法保证对穿刺深度的控制。例如若零位组件240与终位组件220之间的距离等于最长的穿刺针主体210的长度，当时用该最大长度的穿刺针主体210时，可以将预设位置设定在零位组件240处，直接将此时的穿刺针主体210的位置作为初始穿刺位置。当使用长度较短的穿刺针主体2109时，再控制穿刺针驱动装置250驱动穿刺针承载装置230相对于零位组件240移动相应距离，使得穿刺针主体210到达合适的初始穿刺位置。

图3为一个实施例中穿刺设备的结构示意图，如图3所示，在上述实施例中穿刺设备结构的技术内容基础上，本实施例中的穿刺设备300包括穿刺针主体310、零位组件340、穿刺针承载装置330、终位组件320、穿刺针驱动装置、控制器(未标识)以及底座380，其中，穿刺针驱动装置包括驱动组件352以及传动组件354，穿刺针承载装置330可移动地设置在传动组件354上，驱动组件352通过驱动传动组件354以使穿刺针承载装置移动。

具体地，在穿刺设备300中，终位组件320为设置在底座380上的挡板，零位组件340为零位开关，穿刺针驱动装置包括驱动组件352以及传动组件354，驱动组件352设置在底座380上，传动组件354一端与驱动组件352连接，另一端上固定设置在终位组件320上，零位组件340设置在驱动组件352与传动组件354的连接处位置。穿刺针承载装置330可移动地设置在传动组件354上，穿刺针承载装置330的移动行程为零位组件340至终位组件320之间，驱动组件352通过驱动传动组件354带动穿刺针承载装置330移动到预设位置，以使穿刺针主体310到达初始穿刺位置。

进一步地，在一个可选的实施例中，上述驱动组件352包括电动机，上述传动组件354包括传动杆。驱动组件352可以为电动机，传动组件354可以为带有螺纹的传动杆，穿刺针承载装置330上设置有螺孔，且该螺孔与传动组件340的螺纹相啮合。驱动组件352可以驱动传动组件354转动，从而带动穿刺针承载装置330移动。由于电动机驱动传动杆的位移控制精度较高，可以将穿刺针主体310的刺入深度的精度提升到0.1mm，相对于人眼估读穿刺针主体300上的标识更加准确，可以进一步提升穿刺过程的安全性。

图4为另一个实施例中穿刺设备的结构示意图，如图4所示，在上述实施例中穿刺设备结构的技术内容基础上，本实施例中的穿刺设备400包括穿刺针主体410、零位组件440、穿刺针承载装置、终位组件420、驱动组件452、传动组件454、控制器(未标识)以及底座480，其中，穿刺针承载装置包括夹持组件432以及移动平台434，夹持组件432用于固定穿刺针主体410，移动平台434可移动地设置在传动组件454上。

在穿刺设备400中，底座480包括与穿刺针承载装置的移动轨迹相平行的底板，底板上设置有零位组件440以及驱动组件452。底板的一端设置有垂直于穿刺针承载装置的移动轨迹的挡板，挡板上设置有终位组件420以及出针孔，出针孔设置在穿刺针主体410的移动轨迹上，穿刺针主体410可从出针孔穿出。底板的另一端可以设置有例如螺孔等连接结构，可以用于将穿刺设备400固定在机械臂等设备上。穿刺设备400还可以包括外壳等部件，外壳部件可以与底座480固定连接，防止在工作过程中暴露内部结构，以提高穿刺设备400的可靠性。

穿刺针承载装置包括夹持组件432以及移动平台434，夹持组件432用于固定穿刺针主体410，穿刺针主体410的一端可以设置有与夹持组件432相契合的尾部，夹持组件432固定设置在移动平台434上，移动平台434可移动地设置在传动组件454上。在穿刺针承载装置移动行程的起点，移动平台434与传动组件的连接处与零位组件440相对准，驱动组件452通过驱动传动组件454带动移动平台434进行移动至预设位置，此时设置在移动平台434上夹持组件432夹住穿刺针主体410位于初始穿刺位置，穿刺针主体410的针尖可以位于出针孔位置处，在进行穿刺操作时，驱动组件452继续驱动传动组件454带动移动平台434移动，穿刺针主体410从出针孔穿出对目标对象进行穿刺操作，直至移动平台434到达终位组件420处停止，穿刺针主体410从初始穿刺位置移动到停止位置的距离既为目标穿刺深度，从而精确控制了穿刺针主体410的穿刺深度，防止刺入过深对目标对象造成伤害。

图5为一个实施例中医学系统的结构示意图。如图5所示，在一个实施例中，一种医学系统500包括：成像设备520，用于获取目标对象的医学图像以确定目标穿刺位置；处理器540，用于根据目标穿刺位置计算目标穿刺深度；上述实施例中的穿刺设备560，用于根据目标穿刺深度对目标穿刺位置进行穿刺操作。

具体地，在医学系统500中，成像设备520用于对目标对象进行扫描成像以得到医学图像，成像设备520的种类和具体型号可以根据实际需求确定，成像设备520具体可以包括计算机断层扫描(computedtomography，简称ct)设备、x射线设备、磁共振(magneticresonance，简称mr)设备、正电子发射断层扫描(positronemissioncomputedtomography，简称pet)设备、超声成像设备以及多模态融合成像设备等。根据成像设备520获取的医学图像可以确定目标穿刺位置，目标穿刺位置一般可以为目标对象的病灶位置，目标穿刺位置可以由医生或操作人员手动选取，也可以由计算机等自动对医学图像中的各部位进行识别而确定。

处理器540与成像设备520通信连接，根据医学图像中的目标穿刺位置计算目标穿刺深度，可以理解的是，目标穿刺深度的计算方发可以根据医学图像的实际情况确定，例如，处理器540可以通过将以上述医学图像重建为三维图像，从而获取目标穿刺位置与进行穿刺体表位置的空间坐标，从而计算两个空间坐标之间的距离；处理器540还可以根据二维医学图像中目标穿刺位置和目标对象身体其他已知部位的相对位置和尺寸，从而计算出目标穿刺位置与体表的距离。

进一步地，在一个可选实施例中，上述医学系统500包括多个长度不同的穿刺针主体，上述处理器540还用于根据目标穿刺深度在多个穿刺针主体中确定用于进行穿刺操作的穿刺针主体。在医学系统500中包括有多种长度的穿刺针主体，以适应不同穿刺深度的情况，在计算出目标穿刺深度后，处理器540可以根据目标穿刺深度自动确定长度最合适的穿刺针主体，例如具体可以选择长度超出目标穿刺深度最少的穿刺针主体作为本次穿刺所使用的穿刺针主体。处理器540可以将选用的穿刺针主体长度发送给医生或操作人员，或者处理器540也可以直接控制机械臂等设备将合适的穿刺针主体直接安装在穿刺设备的穿刺针承载装置上，从而实现穿刺过程的自动化操作。

处理器540与穿刺设备560通信连接，处理器540将目标穿刺深度及穿刺针主体的长度发送给穿刺设备560，穿刺设备560中的控制器根据穿刺针主体的长度以及目标穿刺深度，计算出穿刺针承载装置从初始位置到预设位置的位移距离，从而控制穿刺针驱动装置驱动穿刺针承载装置移动相应距离，穿刺针承载装置移动到预设位置，以带动穿刺针主体到达初始穿刺位置。医生或操作人员再控制穿刺设备560对目标对象进行穿刺操作，穿刺针驱动装置继续驱动穿刺针承载装置带动穿刺针主体移动，从初始穿刺位置到移动行程的终点即为目标穿刺深度，从而完成对目标穿刺位置的穿刺操作。

上述医学系统，根据目标对象的医学图像确定目标穿刺深度，并根据该目标穿刺深度以及当前所使用穿刺针的长度，自动控制穿刺针移动到初始穿刺位置，从而控制穿刺针的移动行程，防止穿刺针的穿刺深度过大对穿刺对象造成伤害，提高了穿刺设备的安全性，并减轻了操作人员的工作量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。