[發明專利]基于力傳感和電阻抗的穿刺輔助裝置及方法

在審

• 申請號: 201611265074.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106725526A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 楊文波;常珂珂;黨磊;李卓;朱銳;李嘉男
• 申請（專利權）人: 西安中科微光影像技術有限公司
• 主分類號: A61B5/153
• 分類號: A61B5/153;A61B5/053
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司61221
• 代理人: 劉長春

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別涉及一種基于力傳感和電阻抗的穿刺輔助裝置及方法。

背景技術

目前，針對患者的穿刺都是依賴于醫務人員的經驗去判斷，由于患者所患疾病本身的差異，以及正常人體結構的個體差異，臨床操作醫生經驗不同，在各種臨床穿刺中不可避免地會產生穿刺深度不準，穿刺到達目標位置后沒有提示，甚至會造成過度穿刺，而引起穿刺損傷。

而隨著人工智能的發展，智能穿刺也將逐漸成為趨勢，但要滿足機器智能穿刺技術的完美應用，單純依靠血管成像設備對血管識別是不夠的，還需要匹配各種各樣的根尖探測技術，來實時反饋穿刺過程中針尖在皮下組織中的一些信息以保證機器實現準確穿刺。

中國專利文獻CN104856649A，專利名稱為一種通過紅外成像和壓力變化來識別和穿刺，它是利用紅外成像原理和穿刺不同階段壓力變化原理指導機器人自動完成穿刺過程。首先利用紅外成像技術對人或者動物體表面的血管進行定位，自動篩選可以穿刺的血管。然后機器人自動夾取穿刺針，對準目標血管進行穿刺，同時抽氣泵開始抽氣。當穿刺針刺入皮膚后，針頭被堵住，采血管內的負壓上升，到達一定負壓值后暫停抽氣；當穿刺針繼續穿刺到血管后，采血管內的負壓下降，機器人停止穿刺，抽氣泵繼續抽氣，直到血液達到所需量后停止。

該技術中的負壓抽血，是基于真空負壓下的反饋，來判斷是否到達血管，因為該技術認為只有血管是正壓的系統，然后，在實際操作中，穿刺進入皮下肌肉或組織液時，很可能會將組織液誤認為是血液，抽入采集管，造成錯誤。

發明內容

因此，為解決現有技術存在的技術缺陷和不足，本發明提出一種穿刺輔助裝置及方法。

本發明實施例提供了一種穿刺輔助裝置10，其中，包括：

力傳感測量設備11；

電阻抗測量設備13；

處理器15，分別與所述力傳感測量設備11及所述電阻抗測量設備13電連接以根據所述力傳感測量設備11及所述電阻抗測量設備13獲取的反饋數據確定針頭是否刺入血管從而輔助穿刺操作。

在本發明的一個實施例中，所述力傳感測量設備11包括連接件111、力傳感器113及末端連接板115；其中，

所述連接件111為T型結構且其前連接部1111與穿刺設備的針頭夾持部固定連接；

所述力傳感器113的前拉壓工作面1131與所述連接件111的后反饋部1113接觸以用于接收穿刺針的反饋力；

所述末端連接板115分別與所述力傳感器113的后端部和穿刺設備的推送軸機構固定連接。

在本發明的一個實施例中，所述電阻抗測量設備13包括電阻抗穿刺針131、電阻抗測量正極133、電阻抗測量負極135、直流恒流源I_o及電壓測試器V；其中，所述電阻抗穿刺針131由外向內包括外導電層1311、絕緣層1313及內導電層1315；

所述電阻抗測量正極133分別電連接至所述外導電層1311、所述直流恒流源I_o的正極及所述電壓測試器V的一端；

所述電阻抗測量負極135分別至所述內導電層1315、所述直流恒流源I_o的負極及所述電壓測試器V的另一端。

在本發明的一個實施例中，所述處理器15獲取由所述力傳感測量設備11和所述電阻抗測量設備13發送的力反饋數據和電阻抗數據，并根據同步的所述力反饋數據和電阻抗數據的拐點確定針頭刺入血管。

本發明另一個實施例提供了一種穿刺輔助方法，通過設置于針頭處的力傳感測量設備和電阻抗測量設備完成；所述方法包括：

同步獲取所述力傳感測量設備的力反饋數據及所述電阻抗測量設備的電阻抗反饋數據；

設置時間窗口并根據所述時間窗口內出現所述力反饋數據的拐點和所述電阻抗反饋數據的拐點確定所述針頭刺入血管。

在本發明的一個實施例中，所述力反饋數據的拐點和所述電阻抗反饋數據的拐點的確定方式為：

對所述力反饋數據設置第一閾值，當在所述時間窗口中出現所述力反饋值的斜率變化超過所述第一閾值時，確定當前的所述時間窗口存在所述力反饋數據的拐點；

對所述電阻抗數據設置第二閾值，當在所述時間窗口中出現所述電阻抗值的變化超過所述第二閾值時，確定當前的所述時間窗口存在所述電阻抗反饋數據的拐點。

在本發明的一個實施例中，根據所述時間窗口內出現所述力反饋數據的拐點和所述電阻抗反饋數據的拐點確定所述針頭刺入血管，包括：