一种用于CT透视引导全电动快速释放型穿刺进针器的制作方法

本发明涉及一种用于ct透视引导的全电动快速释放穿刺进针器，尤其涉及一种安装在机器人手臂末端的利用ct透视引导穿刺的进针器。

背景技术：

ct介入是临床上利用ct影像引导穿刺针对病变部位进行穿刺活检和治疗，如肿瘤的各种消融治疗和放射性粒子植入等。

目前的ct介入临床上一般采用步进式的穿刺进针方式，即“徒手穿刺”。具体做法是，先对患者做ct扫描，医生通过观察患者的ct影像了解病灶的位置，根据经验将穿刺针从经皮肤穿刺，然后再做ct确定穿刺针的位置，通过不断调整穿刺角度和方向继续进针，如此反复，直到穿刺针尖到达患者体内的病灶位置，然后实施活检或治疗。

ct透视引导穿刺是一种实时的穿刺引导技术，具体做法是对患者病变部位做连续的ct扫描的同时实施穿刺，ct影像中动态地显示穿刺针在患者体内进针过程，医生一边观察动态影像，一边实施穿刺术，穿刺操作更加快速和准确。利用ct透视引导穿刺时，医生在ct机旁操作不可避免地受到x线辐射的危害。为此通过机器人遥控操做实施穿刺术是目前ct介入的发展方向。

进针器是一个电动的穿刺装置，固定在穿刺机器人手臂的末端。进针器与持针器不同，后者仅仅是把持穿刺针并不做穿刺。医生在ct透视下通过遥控进针器快速地将穿刺针穿刺到病灶以后，立即将穿刺针释放以避免呼吸运动对穿刺针的影响，从而避免了穿刺针对组织的损伤。

现有技术存在的问题是穿刺针穿刺到位以后不能迅速释放，固定的穿刺在呼吸运动的作用下，会对组织造成损伤。另外医生在做无菌操作时，手动打开卡扣耗时且导致污染。

技术实现要素：

针对目前快速释放设计问题，本发明提供一种用于ct透视引导全电动快速释放型穿刺进针器，全电动遥控穿刺进针器，穿刺针到达目标后可以迅速释放，避免呼吸运动导致穿刺针对组织的损伤。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于ct透视引导全电动快速释放型穿刺进针器，包括主体，驱动部件，夹持部件、导向部件和穿刺针；

所述夹持部件用于夹持所述穿刺针；

所述导向部件用于引导所述穿刺针的进针方向；

所述驱动部件安装在所述主体上，用于驱动所述夹持部件带动所述穿刺针执行穿刺。

进一步的，所述的夹持部件包括两个夹针器；两个夹针器相互转动连接；夹针器头部设置有凹槽，合并为夹持孔，夹持孔与穿刺针手柄的形状相匹配。

进一步的，两个夹针器尾部安装电磁铁；通过改变电流方向，控制两个夹针器尾部电磁铁的磁场方向，进而控制两个夹针器打开或关闭。

进一步的，所述的导向部件包括两个导向器，两个导向器转动连接，两个导向器上各有半圆形的凹槽，合并形成圆形的导向孔，引导所述穿刺针的进针方向。

进一步的，两个导向器的连接端通过四连杆机构连接至可动磁极，固定磁极固定在所述主体的下面板上，可动磁极能够在所述下面板下侧往复滑动，并通过四连杆机构驱动两个导向器打开或关闭。

进一步的，通过改变电流方向，控制可动磁极和固定磁极的磁场方向，进而控制两个导向器打开或关闭。

进一步的，通过脚闸开关控制所述夹针器和所述导向器打开或关闭，实现穿刺针固定或取下。

进一步的，所述主体包括机械臂，前面板和下面板；所述机械臂一端与穿刺机器人连接，另一端与前面板和下面板固定连接；所述前面板后面两侧有齿条结构用于啮合所述驱动部件的齿轮，所述前面板中间有矩形槽，所述夹针器的前端从所述矩形槽伸出。

进一步的，所述的驱动部件包括主动齿轮，从动齿轮，安装座和电机；

所述电机固定在所述主动齿轮上，输出轴与所述主动齿轮连接；所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，并分别与所述前面板的齿条结构啮合；所述电机能够驱动所述主动齿轮带动所述从动齿轮沿所述齿条结构移动；

所述安装座将所述夹持部件固定至所述主动齿轮及所述从动齿轮，使得所述夹持部件在所述主动齿轮和所述从动齿轮的带动下，能够沿所述齿条结构移动。

进一步的，所述安装座两侧有安装板，分别与主动齿轮和从动齿轮转动连接；安装座中间为矩形凸台，所述矩形凸台插入前面板的矩形槽中，并且能够沿所述矩形槽滑动；所述矩形凸台顶部有孔，与夹持部件固定连接。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

(1)本发明采用全电动的遥控穿刺进针设计，穿刺针到达目标时，只需按电器按钮夹针器和导向器就立刻关闭或打开，时间小于一秒钟；与现有技术相比本发明能够显著地缩短手术时间，减少ct机这种昂贵的医疗器械的占用时间，从而降低手术费用。

(2)本发明穿刺针释放按钮可以通过脚闸开关运作，避免污染双手，利于无菌操作、使用方便。

(3)本发明医生在ct透视过程中通过遥控进针器穿刺病灶，避免地受到x线辐射的危害。

(4)本发明采用对称的齿轮驱动结构，保证了进针的稳定性；设置导向部件，保证了进针方向的准确性。

附图说明

图1为穿刺进针器的前方斜视图，夹持器和导向器处于闭合状态；

图2为穿刺进针器的后方斜视图，去掉了机械臂，后盖和下盖，夹针器和导向器处于张开状态；

图3为穿刺进针器的后视图，去掉了机械臂，后盖和下盖，去掉了电机和安装座；

图4为驱动部件结构示意图；

图5为夹持部件和驱动部件组装示意图；

图6为导向部件结构示意图。

图中1为机械臂；2为后盖；3为前面板；4为下面板；5为下盖；6为穿刺针；11，12为夹针器；13，14为齿轮；15为安装座；16为电机；21，22为导向器；23，24为连杆；25为可动磁极；26为固定磁极；3-1为齿条结构；3-2为矩形槽；15-1为矩形凸台；15-2,15-3为两侧的安装板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明提供一种用于ct透视引导全电动快速释放型穿刺进针器，结合图1-3，包括主体，驱动部件，夹持部件，导向部件以及穿刺针6。

所述的主体包括机械臂1，后盖2，前面板3，下面板4和下盖5；其中机械臂一端与穿刺机器人连接，另一端与前面板3和下面板4固定连接；结合图1，前面板3与后盖2合并起来，形成一个箱体结构，该箱体里面设置有夹持部件和驱动部件；前面板3中间有矩形槽3-2；结合图2，前面板3后面两侧有齿条结构3-1；结合图1下面板4与下盖5合并起来，形成一个箱体结构，该箱体里面设置有导向部件。所述的驱动部件包括两个齿轮13和14，安装座15和电机16；结合图4，安装座两侧有安装板15-2,15-3，安装板上15-2,15-3有孔，分别与两个齿轮转动连接；安装座中间有矩形凸台15-1，该矩形凸台15-1插入前面板的矩形槽3-2中，并且可以沿矩形槽3-2滑动；矩形凸台15-1顶部有孔，与夹持部件固定连接；电机16固定连接在安装座一侧的安装板上；电机16的输出轴与齿轮连接；两个齿轮相互啮合，其中一个为主动齿轮，一个为从动齿轮，并分别与前面板上的齿条结构3-1啮合，结合图3。进一步地，所述主动齿轮和从动齿轮采用相同齿数的齿轮。

所述的夹持部件包括两个夹针器11和12；两个夹针器相互转动连接，其转轴固定至矩形凸台，结合图5；结合图2，夹针器头部设置有凹槽，该凹槽与穿刺针6柄的形状相吻合；夹针器11,12尾部有方形箱体结构，里面安装电磁铁。进一步地，通过改变电流方向，可以控制夹针器尾部电磁铁的磁场方向，并控制两个夹针器打开或关闭。

所述的导向部件包括两个导向器21和22，两个连杆23和24，可动磁极25和固定磁极26，结合图6；两个导向器相互转动连接，两个导向器21和22上各有半圆形的凹槽，合并在一起形成一个圆形的导向孔；两个连杆一端与导向器转动连接，另一端与可动磁极转动连接；可动磁极25放置在下面板4下侧，可以往复滑动；固定磁极26固定安装在下面板4下侧。进一步地，通过改变电流方向，可以控制可动磁极和固定磁极的磁场方向，并进一步控制两个导向器打开或关闭。两个导向器21和22的柄部与两个连杆23和24形成了四连杆结构，所述可动磁极固定在四连杆结构的一个顶点，所述导向器21和22的转轴为相对的顶点；所述可动磁极沿下面板4移动时能够驱动所述四连杆结构使得两个导向器21和22打开或关闭。

通过控制夹针器和导向器打开或关闭，可以将穿刺针固定安装到持针器上，也可以将穿刺针从持针器上取下。

通过控制电机的转向，可以控制穿刺针前进和后退，实现穿刺和退针操作。

进一步地，夹持器和导向器为非金属材料制作，于ct透视下不产生伪影，不影响医师对穿刺针的观察。

本发明的夹持部件，采用了类似“钳子”的设计，依靠安装在夹针器尾部的电磁铁的吸引和排斥，使夹针器的头部打开或关闭，使医生可以安装或取下穿刺针。

夹持部件中的电磁铁和引导部件中的可动磁极和固定磁极，其磁场的方向取决于电流的方向，而电流的方向由电器按钮来控制；电器按钮放置在地面上，医生可以用脚按电器按钮，控制夹持部件和引导部件的打开或关闭，从而安装或取下穿刺针。

在实施穿刺术时，医生在远处遥控电机正反转。电机驱动齿轮转动通过两个齿轮的啮合传动，以及齿轮与前面板后面两侧的齿条结构3-1的啮合传动，使驱动模块沿前面板中间的矩形槽3-2上下滑动，带动夹持部件和穿刺针实施穿刺操作。本发明提供的穿刺进针器，固定安装在穿刺机器人手臂的末端，机器人放置在ct机旁，医师利用ct透视引导遥控进针器进行穿刺避免了x线辐射的危害。

穿刺针6的移动距离l由控制器控制；电机旋转一周输入的脉冲数为p＝360/b，b为电机的步距角；控制器发出的脉冲数为n；齿轮的分度圆半径为r；那么，穿刺针的移动距离l＝nπrb/180；控制器通过控制发送脉冲的数量，来控制穿刺针的移动距离。

综上所述，本发明涉及一种用于ct透视引导全电动快速释放型穿刺进针器，包括主体，驱动部件，夹持部件、导向部件和穿刺针；夹持部件用于夹持所述穿刺针；导向部件用于引导穿刺针的进针方向；驱动部件安装在所述主体上，用于驱动所述夹持部件带动所述穿刺针执行穿刺。本发明采用全电动的遥控穿刺进针设计，穿刺针到达目标时，只需按电器按钮夹针器和导向器就立刻关闭或打开，时间小于一秒钟；能够显著地缩短手术时间，减少ct机这种昂贵的医疗器械的占用时间，从而降低手术费用。本发明穿刺针释放按钮可以通过脚闸开关运作，避免污染双手，利于无菌操作、使用方便。本发明医生在ct透视过程中通过遥控进针器穿刺病灶，避免受到x线辐射的危害。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。