[發明專利]一種基于多角度調節的柔性針穿刺機構

在審

• 申請號: 202210395925.5
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114668466A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 趙燕江;劉文偉;張永德;侯卓辰;劉德強;文超;張鶴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61B17/34
• 分類號: A61B17/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明介紹了一種基于多角度調節的柔性針穿刺機構，其組成包括上下調整圓弧支撐、左右調整圓弧支撐、左右調整電機、穿刺結構、球形連接槽、基座、上下調整電機；本發明在進行穿刺前，可以進行多角度的柔性針穿刺入針點的調節；在穿刺過程中，采用等距縮減柔性針的支撐方式，可以有效防止柔性針在穿刺過程中針軸發生翹曲變形；先使用左右調整電機與上下調整電機分別調整左右調整圓弧支撐和上下調整圓弧支撐，實現支撐穿刺結構進行多角度的柔性針入針點的調節，再通過伺服電機帶動絲杠旋轉，使滑臺上自轉電機向前運動，四個等距支撐塊對柔性針進行等距縮減支撐，同時自轉電機帶動柔性針自轉，從而進行柔性針的進給運動和自轉運動。

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體是一種可以進行穿刺前柔性針入針點的多角度調節和有效防止柔性針翹曲的柔性針穿刺機構。

背景技術

隨著醫療科學技術的不斷發展，微創技術已經深入外科治療的各個領域。在很多疾病的治療中，微創治療具有創傷小、出血少、痛苦小、恢復快的特點，因此微創治療將成為醫學發展的必然趨勢。其中穿刺技術在外科微創手術中應用的更為廣泛，它是許多科學研究及醫學診斷、治療的重要手段，包括活體組織穿刺取樣檢查和經皮下穿刺放射治療等，應用在前列腺、肝、腦等組織的活檢和治療中。由于身體內部各器官之間復雜多樣，直線運動的剛性針可能會遇到一些如神經、血管等重要器官，造成身體內部無法彌補的創傷；而采用帶斜尖的柔性針時，柔性針相對于組織具有足夠的柔性，利用進針時斜尖與組織之間的側向作用力使針軸產生彎曲，從而能夠精確的控制針尖的路徑，減少穿刺過程中的誤差，更加精確的繞過一些器官和骨骼到達需要治療的部位。但在使用穿刺機構進針時，需要找到一個最優的穿刺入針點，可以減少穿刺過程中的誤差，在穿刺的過程中，支撐與針的間隙過大，柔性針軸發生翹曲，對針的穿刺精度也會造成影響。

發明內容

本發明采用了靈活多角度位置變換的思想和等距縮減支撐的思想，目的在于解決穿刺前的穿刺入針點的靈活選取和穿刺過程中柔性針軸發生翹曲，影響針穿刺時的精度。

一種基于多角度調節的柔性針穿刺機構，其組成包括上下調整圓弧支撐、左右調整圓弧支撐、左右調整電機、穿刺結構、球形連接槽、基座、上下調整電機；穿刺結構由柔性針、針筒、連接桿一、支撐塊一、支撐塊二、支撐塊三、支撐塊四、光杠一、滑臺、自轉電機、伺服電機、連接球、穿刺基座、連接桿二、轉向桿一、絲杠、轉向桿二、轉向桿三、轉向桿四、光杠二組成；其中左右調整電機與上下調整電機安裝在基座前端支撐板上，上下調整圓弧支撐和左右調整圓弧支撐安裝在基座前端支撐板內，分別與左右調整電機和上下調整電機通過聯軸器相連。穿刺結構前端穿過上下調整圓弧支撐和左右調整圓弧支撐，穿刺結構后端與基座配合。柔性針穿過針筒、支撐塊一、支撐塊二、支撐塊三、支撐塊四，與滑臺上自轉電機通過聯軸器相連。絲杠安裝在穿刺基座內，與穿刺基座上伺服電機通過聯軸器相連。光杠一和光杠二安裝在基座上，支撐塊一、支撐塊二、支撐塊三、支撐塊四和滑臺兩端分別穿過光杠一和光杠二。轉向桿一、轉向桿二、轉向桿三、轉向桿四通過螺釘分別與支撐塊四、支撐塊三、支撐塊二、支撐塊一連接，連接桿一與穿刺基座前端的擋板通過螺釘連接，轉向桿四與接桿一通過螺釘連接，轉向桿四與轉向桿三通過螺栓連接，轉向桿三與轉向桿二通過螺栓連接，轉向桿二與轉向桿一通過螺栓連接，轉向桿一與連接桿二通過螺栓連接，連接桿二與滑臺通過螺釘連接，伺服電機帶動絲杠旋轉，滑臺做進給運動，調節連接桿一、轉向桿一、轉向桿二、轉向桿三、轉向桿四、連接桿二兩兩直接角度，支撐塊一、支撐塊二、支撐塊三、支撐塊四進行等距縮減柔性針的支撐。

穿刺前，通過調整左右調整電機帶動左右調整圓弧支撐，對穿刺結構左右方向的穿刺入針位置進行調節，上下調整電機調整上下調整圓弧支撐，對穿刺結構上下方向的穿刺入針位置進行調節，通過上面的左右調整電機和上下調整電機可以實現對穿刺結構進行多角度調節，從而實現柔性針穿刺入針點的角度調節，進而找到最佳的穿刺位置。

穿刺時，滑臺上自轉電機通過聯軸器帶動柔性針自轉，基座上的伺服電機通過聯軸器帶動絲杠轉動來帶動滑臺向前運動，向前運動的同時，所有的連接桿和轉向桿的角度也在發生變化，從而帶動等距的滑塊支撐向穿刺方向進行等距的縮減支撐。