一种便携式穿刺器及其组成的穿刺装置的制作方法

本实用新型涉及穿刺手术领域，具体涉及一种便携式穿刺器及其组成的穿刺装置。

背景技术：

在进行脊柱经皮穿刺微创手术时，需要在x光辅助下进行准确穿刺。目前，手术者多采取术前通过mri，ct机，x光机等影像设备获得的资料结合解剖学和病理学知识进行手术规划，术中结合x光机获得的实时影像大致地确定进针点及穿刺方向。在实际穿刺过程中，为了保证准确避免损伤重要的软组织，通常需要对人体进行多次x光照射，这不仅会增加手术时间，且大幅增加医患辐射曝光次数。

此外，穿刺过程中，医生受个人经验和操作习惯影响，且受限于人类对三维空间方向感的误差，造成穿刺准确性较差，即使通过练习也很难做到一次进针即达到理想效果，需要反复不断地尝试、调整角度和深度来接近穿刺靶点，这不仅容易引起不必要的组织损伤，甚至产生严重的并发症导致穿刺失败。

随着脊柱外科手术方式从传统的开放式手术，逐步向内镜化方向发展，临床迫切需要能够提高穿刺便捷性并大幅增加穿刺精准度，减少x光曝光次数的方法和设备。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种便携式穿刺器及其组成的穿刺装置和方法。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种便携式穿刺器，包括靶标、工作鞘、穿刺针和把手，所述工作鞘为中空结构；所述穿刺针包括针座、针管、衬芯和限位块，所述衬芯一端与所述限位块底端固定连接，另一端嵌入所述工作鞘内部，且与所述工作鞘螺纹连接；所述限位块顶端可拆卸连接针座，所述针管顶端固定连接所述针座，所述针管底端穿过所述限位块、衬芯和工作鞘，并延伸至所述工作鞘外部；所述衬芯沿着工作鞘内壁螺纹旋转，可以限制所述针管伸出至工作鞘外端的长度；

所述把手固定在所述工作鞘的正下方；所述靶标固定在所述工作鞘的正上方；所述靶标包括平行于工作鞘的十字支架，且所述十字支架四个支架距离中心的距离不相等，所述支架的末端固定定位球，所述定位球位于同一水平面上。

进一步的，所述定位球为激光反射球或者红外反射球或者与3d视觉对应的定位球。

进一步的，所述工作鞘靠近限位块的一端为圆柱状工作鞘，所述工作鞘远离限位块的一端为锥形工作鞘，所述锥形工作鞘远离圆柱状工作鞘一侧的截面面积小于所述锥形工作鞘靠近圆柱状工作鞘一侧的截面面积。

进一步的，所述圆柱状工作鞘内部螺纹在圆柱状工作鞘轴线方向上的长度等于圆柱状工作鞘的长度，所述衬芯在圆柱状工作鞘轴线方向上的长度大于工作鞘的长度，所述衬芯沿着所述圆柱状工作鞘内部螺纹旋转移动时带动所述限位块、针座和针管远离或者深入所述圆柱状工作鞘。

进一步的，还包括导航仪，所述穿刺器连接所述导航仪，所述导航仪包括显示屏和导航器，所述导航器用于定位针管尖端位置和定位球位置，并显示在显示屏上。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型中工作鞘和衬芯通过螺纹可拆卸连接，便于穿刺针的消毒清洗，这种可调长度的结构设置，便于实现手术中控制穿刺针进针深度，并对进针深度进行锁定，有效防止穿刺偏移或滑脱，可以有效提高穿刺手术的精准性和安全性。本实用新型中穿刺装置通过追踪穿刺器靶标的位置，动态测量并反馈穿刺针和脊椎的相对位置，从而依据术前规划，将穿刺针通过穿刺器导向通道，精准穿刺到位，配合独特的术前术中测量方法，在实现精准穿刺的同时，大幅减少x线透视次数,避免应人工穿刺不准确造成的损伤和风险。

附图说明

附图1为本实用新型便携式穿刺器的整体结构示意图；

附图2为本实用新型便携式穿刺器的剖视图；

附图3为穿刺过程中垂直角a的确定方法；

附图4为本实用新型穿刺装置的应用示意图。

附图标记：1靶标，2圆柱状工作鞘，21尺槽，22水平姿态校准器，3穿刺针，31衬芯，32限位块，33针座，34针管，4把手，5锥形工作鞘，71导航器，72显示屏。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

请参阅附图1-2，本实用新型提供的一种便携式穿刺器，包括靶标1、工作鞘、穿刺针3和把手4，工作鞘为中空结构，工作鞘靠近限位块32的一端为圆柱状工作鞘2，工作鞘远离限位块32的一端为锥形工作鞘5，锥形工作鞘远离圆柱状工作鞘一侧的截面面积小于所述锥形工作鞘靠近圆柱状工作鞘一侧的截面面积。锥形工作鞘同样为中空结构，锥形工作鞘中空内径等于针管34外径或者略大于针管外径。

穿刺针3包括针座33、针管34、衬芯31和限位块32，衬芯31一端与限位块32底端固定连接，另一端嵌入工作鞘内部，且与工作鞘螺纹连接；限位块32顶端可拆卸连接针座33，针管34顶端固定连接针座33，针管34底端穿过限位块32、衬芯31和工作鞘，并延伸至工作鞘外部；衬芯沿着工作鞘内壁螺纹旋转，可以限制针管伸出至工作鞘外端的长度

本实用新型中针座33和针管34之间是固定连接的，针座33和限位块32之间是可拆卸连接的，针座33可以带动针管34从衬芯31里面抽离出来，便于针管34的清洗消毒。圆柱状工作鞘2内部螺纹在圆柱状工作鞘轴线方向上的长度等于圆柱状工作鞘的长度，衬芯在圆柱状工作鞘轴线方向上的长度大于工作鞘的长度，衬芯沿着圆柱状工作鞘内部螺纹旋转移动时带动限位块、针座和针管远离或者深入圆柱状工作鞘。衬芯和工作鞘之间通过螺纹连接，也就是说，当衬芯在工作鞘中的位置发生变化时，带动限位块、针座以及针管的位置也发生变化，当衬芯旋转至脱离工作鞘时，衬芯和工作鞘可以完全分离；通过衬芯位置的改变可以限制针管伸出工作鞘的长度，在穿刺过程中可以用来限制针管刺入皮肤的深度；同时限位块固定在针管外侧，可以确保针管在使用过程中不会相对于限位块产生位置，确保针管刺入皮肤时按照既定的路线进行刺入。因此，本实用新型中衬芯相对于工作鞘可拆卸，针座和针管相对于限位块和衬芯可拆卸，只需要在工作之前将其组合在一起即可。优选的，限位块为圆柱状结构。

把手4固定在工作鞘的正下方，可以与工作鞘2一体成型，本实用新型中把手优选为长条状。在穿刺过程中，把手可以手动把持，也可以连接机械臂和机器人一起操作使用，使得本实用新型中穿刺器与机械臂、机器人结合在一起，实现自动化操作。

靶标6固定在工作鞘2的正上方；靶标6包括平行于工作鞘的十字支架，且十字支架四个支架距离中心的距离不相等，十字支架的中心固定在工作鞘上方，支架的末端固定定位球，定位球位于同一水平面上，且该水平面平行于工作鞘轴线方向。十字支架中心正上方固定气泡水平仪，用于校正穿刺器初始状态垂直方向的水平度。定位球为激光反射球或者红外反射球或者常规的3d视觉对应的定位球，相对应的，在穿刺过程中，配套使用的导航设备可以是激光、红外、3d视觉导航仪等。

工作鞘2外侧包括位于同一平面内且平行于针管方向的尺槽21，工作鞘2外侧连接水平姿态校准器22，水平姿态校准器22的固定端固定在尺槽中靠近的位置，水平姿态校准器可以沿着固定端旋转；当穿刺器不被使用时，水平姿态校准器旋转至尺槽中，节省空间，当穿刺器在工作过程中，水平姿态校准器旋转至垂直于针管的方向，调整穿刺器与椎体后缘线平行。

本发明中水平姿态校准器可以但不限于为水平尺和激光尺，当选用水平尺时，需要在工作鞘两侧设置两个位于同一平面内且平行的凹槽，当两个水平尺旋转至垂直于针管方向时，两个水平尺位于同一直线上。当选用激光尺时，只需要在工作鞘一侧设置一个凹槽即可。

请参阅附图3，本实用新型还提供了一种穿刺装置，包括导航仪以及上述穿刺器，穿刺器连接导航仪，导航仪包括显示屏72和导航器71，导航器71用于定位针管尖端位置和定位球位置，并显示在显示屏72上。在导航仪上通过追踪穿刺针的靶标和定位十字支架上的定位靶标的位置，反映穿刺针在经皮进针点时的实际空间位置，帮助术者调整穿刺器至术前规划的垂直角a和水平偏转角度b，实现精准定位和穿刺。术前规划制定中，使用mri/ct的断层图像，计算出经皮穿刺到靶点需要相对的垂直角a（背倾角和腹倾角）以及穿刺的进针点和进针深度，并通过c臂机扫描确定水平偏转角b（头倾角和尾倾角）。术中医生将穿刺针置于患者的术前确定的进针点时，位于前上方的导航仪追踪定位靶标的位置，从而确定穿刺针和患者脊柱靶点之间的相对位置关系一一对应，实现精准定位和穿刺。同时穿刺器角度可实时更新显示在导航设备的显示器上。

本实用新型提供的一种采用穿刺装置进行穿刺的方法，包括如下步骤：

s01：根据术前责任间盘mri/ct的断层图像，计算出到达病灶位置所需的垂直角a以及进针深度。如附图4所示，影像学上，根据腰椎间盘突出方向不同分为中央型、椎间孔型、旁中央型。

中央型突出穿刺靶点可以选择图4点a，点a为脊中线与椎体后缘线（0线）的交点。其中，脊中线为棘突在背部投影连线。

椎间孔型突出穿刺靶点可以选择图4点c，点c为猫眼中线或两侧与椎体后缘线（0线）的交点。猫眼为c臂机垂直透视人俯卧位时，x光片上清晰可见的椎弓根的垂直投影影像，通常位于椎间孔入口的上端。猫眼中线为穿过猫眼圆心的线段或在猫眼外侧缘或内侧缘线段。

旁中央型突出穿刺靶点可以选择图4点b，b大致为a、c中点。

垂直角a（背倾/腹倾角）的获得方法为，在mri/ct截面图中根据穿刺靶点所处大致位置分别选择点a（点b或点c）为垂直角a顶点，垂直角a顶点与点c连线的延长线为x线，点c为上关节突或椎弓根背外侧顶点（也可以选择穿过该点，此时术中需做成型切除遮挡的骨性节点组织)，椎体后缘线（线）与x线相交形成夹角为垂直角a（a角小于90°）。x线分别对应图4中①线，②线和③线。

s02：根据术中c臂机影像确定进针的水平偏转角b；术中c臂机影像确定水平偏转角b（头倾/尾倾角），在c臂机垂直位获得的责任间盘下椎体上缘重合后，c臂机上可读出与垂直位的夹角，即为水平偏转角b。

s03：根据mri/ct的断层图像中标出的垂直角a，在等分刻度下，从椎体后缘线往背侧按比例找到垂直角a所对应的皮肤点，即为进针点；经过垂直角a顶点垂直于椎体后缘线的线段，延垂直方向所延展平面与体外侧椎体后缘线延水平方向所延展平面相交且垂直，两相交垂直平面的90°夹角使用等分尺(可以有刻度也可以没有刻度)等分。根据mri/ct的断层图像中标出的垂直角a，在等分刻度下，从椎体后缘线往背侧按比例找到垂直角a所对应的的皮肤点，即为皮肤进针点处。

s04：将针管尖端抵住进针点处皮肤，根据导航提供的角度数据调整穿刺器的实时角度至垂直角a和水平偏转角b，同时进针至进针深度，即可实现精准穿刺。其中，穿刺器由带限位功能的工作鞘和靶标组成。工作鞘可提供穿刺针的导向和控制进针深度，工作鞘两侧的水平姿态校准器使穿刺器在把持时，调整穿刺器与椎体后缘线平行。

具体的，导航提供的角度数据是由靶标反馈获得的：

1.导航系统内设置以术前规划确定的角度（垂直角a、水平偏转角b）规定为零点移动的时候；

2.导航系统动态根据靶标所在位置获得实际角度值（垂直角a和水平偏转角度b的实操值）

3.导航显示器上显示数据为实操值与理论值的偏差（垂直角a、水平偏转角b），指导术者调整穿刺器的方向，直至实操角度达到垂直角a和水平偏转角b的理论值。

本实用新型提供的一种导航辅助下的便携式穿刺器，通过追踪穿刺器靶标的位置,动态测量并反馈穿刺针和脊椎的相对位置，从而依据术前规划，将穿刺针通过穿刺器导向通道,精准穿刺到位，配合独特的术前术中测量方法，在实现精准穿刺的同时,大幅减少x线透视次数,避免应人工穿刺不准确造成的损伤和风险。

在手术过程中，工作鞘及限深结构的螺纹可拆卸,便于消毒清洗,可调长度结构实现手术中控制穿刺针进针深度并可锁定，有效防止穿刺偏移或滑脱，提高穿刺手术的精准和安全。

本实用新型提供的一种导航辅助下的便携式穿刺器可以准确地实现穿刺进针深度和角度，提高穿刺手术的效率和精准度,可有效避免现有方法的x线过度曝光及其它安全风险。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。