PICC置管超声穿刺定位装置及定位系统的制作方法

本发明属于医疗器械领域，特别涉及一种picc置管超声穿刺定位装置及应用该装置的定位系统。

背景技术：

picc(peripherallyinsertedcentralvenouscatheters，经外周静脉穿刺中心静脉置管)，是利用导管从外周手臂的静脉进行穿刺，导管直达靠近心脏的大静脉，避免化疗药物与手臂静脉的直接接触，加上大静脉的血流速度很快，可以迅速冲稀化疗药物，防止药物对血管的刺激，因此能够有效保护上肢静脉，减少静脉炎的发生，减轻患者的疼痛，提高患者的生命质量。该技术对病人创伤、费用均较小；不过因刺针和探头之间是分开的，需要分别操作，在穿刺时，在超声仪的监控下，要反复进针才能找到目标区，医生要经过多年的临床实践才能胜任此工作。

为解决上述技术问题，已经出现很多辅助穿刺的导针器装置，现有的导针器装采用一体成型的板型结构，其一面通过卡合连接在超声探头的前端的导针槽内，另一面则设有套针管，使用时将穿刺针插入套针管进行固定；从而实现在超声精准定位基础上进行穿刺。该装置结构简单，但是其尺寸往往需要根据不同血管深度进行选择，无法灵活根据临床穿刺状况进行调整；在进针过程中无法自动监控穿刺深度，容易刺破血管内壁，并且由于穿刺针角度无法精准控制，穿刺误差很大，造成成功率低，给医护人员增加了极大的工作难度。另一方面，在穿刺针进入血管后，需要将导丝穿过穿刺针并进入血管，此时医护人员一手扶持穿刺针，导丝送入时只能单手操作；然而导丝较为柔软，单手送入过程较为困难，容易造成导丝送入失败。此外，在送入导丝受阻时，往往需要将穿刺针连同导丝一并撤出，以避免导丝在撤出时被针头切割断裂在血管内，该操作麻烦，且需要进行二次扎入穿刺针，为病患带来痛苦。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明采用一种对穿刺针穿刺时的角度和穿刺深浅进行精确控制的picc置管超声穿刺定位装置。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种picc置管超声穿刺定位装置，包括定位本体；所述定位本体包括连接于超声探头端的固定座以及设于所述固定座前侧的针座，所述固定座的下部与所述针座的下部相枢接，且通过自动角度调整机构可绕枢接中心进行角度调整；所述针座的前侧竖向设有套针部，所述套针部为透明材料制成的管状构造，所述套针部的下端面设有初始位标示线，所述套针部内壁设有长度检测机构；

所述固定座上设有微控装置和电源装置，所述微控装置用于控制所述自动角度调整机构、长度检测机构的运行状态。

一个优选的技术方案，所述长度检测机构为设于所述套针部上端面的光电测距传感器，所述光电测距传感器安装在对应穿刺针后端的针套边缘位置上。

另一个优选的技术方案，所述套针部的管内设有环形凹槽，所述环形凹槽内侧设有与其相连通的容置腔；所述针座外侧还设有环抱夹持机构；

所述环抱夹持机构包括设于容置腔内的微型电机、捆绳传动单元以及设于环形凹槽的环抱体；所述捆绳传动单元包括带有捆绳筒的捆轴以及捆绳，所述捆轴与所述微型电机的输出轴连接，所述环抱体由三个弧形夹块以及三个弧形弹性件相间构成的环状体，所述弧形弹性件的两端连接于两端弧形夹块的外缘，所述捆绳的一端固定并顺时针环绕于所述捆轴的捆绳筒，另一端逆时针沿所述环抱体外壁环绕一圈后缠绕于所述捆轴侧边的容置腔内壁上，环绕所述环抱体时，所述捆绳紧贴所述弧形夹块外周缘和穿插所述弧形弹性件进行环绕；所述捆绳沿捆轴和环抱体的环绕形成字型。

进一步的，所述捆绳筒外周壁的中部向内凹陷，所述弧形夹块的外周缘设有穿插所述捆绳的限位管；所述弧形夹块的内凹面设有防滑垫。

一个优选的技术方案，所述固定座的枢接部位为两个枢接块，两个所述枢接块相向侧设有圆形槽；所述针座的枢接部位设有枢接轴，所述枢接轴两端插入所述圆形槽，所述枢接轴未插入所述圆形槽的中部设有轴向齿轮，所述轴向齿轮啮合有蜗杆，所述蜗杆连接微电机；所述微控装置连接该微电机；所述微控装置还连接有lcd显示板，所述微控装置设于固定座上方的壳体内，所述lcd显示板设于所述盒体的顶面或前面。

再一个优选的技术方案，所述固定座背面设有压力传感器和环形磁铁，所述压力传感器与微控装置相连接，所述环形磁铁外周缘还设有环状卡槽；所述超声探头的侧边设有与所述环形磁铁相配合的环形磁块，所述环形磁块外周缘设有与所述环形卡槽相配合的环形插块。

又一个优选的技术方案，所述穿刺针可在所述套针部的管内转动；所述固定座的两侧设有可形变材料制成的固定翼；

所述固定翼的外侧面设有吸盘；或者所述固定翼采用蜷曲的橡胶带制成，其在使用状态下拉开卡在手臂。

本发明picc置管超声穿刺定位装置的另一方面的改进技术方案中，所述穿刺针为针头为倾斜针头，所述穿刺针的针管内设有导丝引导层，所述导丝引导层自针管内壁的中部至前部针头部位延伸，且其厚度逐渐增加；所述导丝引导层向前延伸的端面与所述针头端的距离为0.5-1.5mm，所述导丝引导层的前端面为弧形面。

本发明在第二方面设计了一种应用上述定位装置的picc置管超声穿刺定位系统，包括

超声检测装置端的血管测量模块，配置为采用超声探头检测血管深度以及血管直径；

测量数据处理模块，配置为对检测数据进行数据处理，并根据处理后的数据以及超声探头上定位本体的位置关系，计算穿刺针的穿刺深度；

定位装置端的

微处理芯片，配置为响应从所述超声检测装置发送的定位机构的设定调整角度、穿刺针的设定行进长度数据，对相应模块的操作状态进行控制；并且获取长度检测机构的检测数据后，与设定行进长度数据配合计算实际的行进长度；

角度调整模块，配置为采用角度调整机构调整所述针座相对于所述固定座的倾斜角度；

行进长度检测模块，配置为通过套针部上方的长度检测机构获取穿刺针的行进长度，以判断穿刺针头是否到达预定位置或者行进预设长度；

自动限位模块，配置为当穿刺针送入套针部的预定位置或者穿刺针扎入预设皮下深度时，所述环抱夹持机构对穿刺针进行夹持定位操作；当穿刺针行进或者定位机构需要转动时，或者当响应微处理芯片下达的解开命令，所述环抱夹持机构进行对穿刺针的松开操作；

压力检测模块，配置为感应定位装置是否安装在超声仪上，并将感应数据上传至所述微处理芯片，当检测结果为无压力时，所述微处理芯片相应生成环抱夹持机构机构的解开命令；以及

无线通信模块，与所述超声检测装置端进行无线通信。

一个优选的技术方案中，还包括

角度检测模块，配置为通过在固定座或针座位置设置角度传感器对两者之间具体的角度值进行检测，并将检测数据上传至微处理芯片，实现实时监控；

自动复位模块，配置为定位装置在使用前或者角度位置不准确时，通过角度调整机构将针座位置复位至初始化位置；

提示模块，配置为将穿刺针的行进长度以及是否接近预设长度的信息在lcd显示屏中显示或者采用语音播报。

通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、picc置管超声穿刺定位装置配置长度检测机构实时检测穿刺针在穿刺时的行进长度，其根据预测血管深度设定标准的行进长度，当推送穿刺针行进至标准的行进长度时，环抱夹持机构即时阻碍穿刺针的行进，从而精准掌握穿刺针的穿刺深浅，为医护人员提供精确便捷的操作；另一方面，picc置管超声穿刺定位装置配置的角度调整机构使得医护人员无需通过寻找合适的导针器即可自动灵活定位穿刺针的穿刺角度，以保证穿刺的准确。

2、本发明技术方案实现整个穿刺过程的实时监控、实现根据不同血管深浅状况对数据计算并获取准确的操作参数以及对装置自动调整，保证穿刺的高成功率，减轻患者的痛苦。

3、本发明定位装置的固定座与超声仪之间通过磁力吸附，使得安装拆卸操作简单；在穿刺针穿入血管后，将超声仪撤去，此时，微处理芯片接收到压力检测模块采集的压力变化，即刻控制夹持机构机构松开；医护人员直接将定位装置旋转180°，使其背面朝向手臂，将两侧固定翼的吸盘吸附固定在人手臂上，此时，医护人员即可双手操作导丝的进入；该技术大大提高了医护人员对导丝送入的效率和成功率。

4、本发明还对穿刺针的针头内侧设置的导丝引导层，使得导丝在其引导下居中行进或后退，即便在撤出导丝时，也不会碰到针头锋刃端，从而避免因穿刺针再次穿刺造成的伤害。

5、本发明的定位装置结构紧凑、设计灵活，具有多重检测和控制的功能，提高医护人员穿刺成功率和效率，极大的减轻患者穿刺时的痛苦。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为picc置管超声穿刺定位装置的一种实施例的结构示意图；

图2为环抱夹持机构实施例的竖向截面的结构示意图；

图3为环抱夹持机构实施例的横向截面的结构示意图；

图4为角度调节机构实施例的结构示意图；

图5为picc置管超声穿刺定位装置的又一实施例的结构图；

图6为与图5所示定位装置连接的超声探头的结构示意图；

图7为穿刺针实施例的针头截面示意图；

图8为picc置管超声穿刺定位系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面参考附图对本发明全自动翻页案卷书刊扫描机器人的实施例进行描述。如附图1所示的一种picc置管超声穿刺定位装置，包括定位本体1；所述定位本体1包括连接于超声探头端的固定座10以及设于所述固定座10前侧的针座11，所述固定座10的下部与所述针座10的下部相枢接，且通过自动角度调整机构可绕枢接中心进行角度调整；所述针座11的前侧竖向设有套针部12，所述套针部12为透明材料制成的管状构造，所述套针部12的下端面设有初始位标示线120，所述套针部12内壁设有长度检测机构；

所述固定座10上设有微控装置和电源装置，所述微控装置用于控制所述自动角度调整机构、长度检测机构的运行状态。

本发明所述picc置管超声穿刺定位装置在现有导针器的基础上进行改进，设置为固定座和针座可变动角度连接的板体，其下端通过枢接装置连接，可自动调整两者之间的角度，以便更好地调整穿刺针的穿刺角度。固定座的上方还设有安装微控装置和电源装置的壳体100，壳体100朝前突出部分，当固定座和针座之间的角度归0时，针座与固定座层叠，壳体突出部分恰好置于针座上方，其结构紧凑，外观小巧，设计合理。

在进行穿刺针行进长度检测时，穿刺针插入套针部内，当其针头到达初始位标示线时，即完成穿刺针的固定；需要说明的是所述初始位标示线设于套针管的底部，该底部衔接有透明套管，设为初始位标识线的画线部位。如此，可以直观的看到针头是否抵达初始位标识线位置。

一些示例中，所述长度检测机构为设于所述套针部12上端面的光电测距传感器13，所述光电测距传感器13安装在对应穿刺针6后端的针套边缘位置上，在穿刺针插入套针部时，穿刺针的针套正对所述光电测距传感器，其可通过检测穿刺针后端的针头套管的距离来判断穿刺针的行进长度。

一个优选的示例中，如图2-3所示，所述套针部12的管内设有环形凹槽121，所述环形凹槽121内侧设有与其相连通的容置腔125；所述针座11外侧还设有环抱夹持机构；

所述环抱夹持机构包括设于容置腔125内的微型电机20、捆绳传动单元21以及设于环形凹槽121的环抱体22；所述捆绳传动单元21包括带有捆绳筒212的捆轴210以及捆绳211，所述捆轴210与所述微型电机20的输出轴连接，所述环抱体22由三个弧形夹块220以及三个弧形弹性件221相间构成的环状体，所述弧形弹性件221的两端连接于两端弧形夹块220的外缘，所述捆绳211的一端固定并顺时针环绕于所述捆轴210的捆绳筒212，另一端逆时针沿所述环抱体22外壁环绕一圈后缠绕于所述捆轴210侧边的容置腔125内壁上，环绕所述环抱体22时，所述捆绳211紧贴所述弧形夹块220外周缘和穿插所述弧形弹性件221进行环绕；所述捆绳211沿捆轴210和环抱体22的环绕形成8字型。

所述捆绳筒212外周壁的中部向内凹陷，所述弧形夹块220的外周缘设有穿插所述捆绳211的限位管222；所述弧形夹块220的内凹面设有防滑垫223。

使用时，环抱夹持机构接收到夹持命令，微型电机转动，捆轴逆时针转动将捆绳收紧，捆绳收紧带动所述弧形弹性件收缩，弧形夹板同时快速收缩夹住穿刺针，使其无法行进，当医护人员感受到阻力时，即可知穿刺针已到达预定穿刺深度。相反的，在接触夹持命令时，微型电机带动捆轴顺时针转动，捆绳松开，环抱体即可在弧形弹性件的回复力下恢复原状。

本发明定位装置的角度调节机构可实现精细调整，其具体方案如图4所示，所述固定座10的枢接部位为两个枢接块30，两个所述枢接块30相向侧设有圆形槽31；所述针座11的枢接部位设有枢接轴32，所述枢接轴32两端插入所述圆形槽31，所述枢接轴32未插入所述圆形槽31的中部设有轴向齿轮33，所述轴向齿轮33啮合有蜗杆34，所述蜗杆34连接微电机35；所述微控装置100连接该微电机35；所述微控装置100还连接有lcd显示板109，所述微控装置设于固定座10上方的壳体100内，所述lcd显示板109设于所述盒体100的顶面或前面。

该示例中通过蜗轮蜗杆传动控制角度的大小：当微电机响应具体的调整角度命令时，转动蜗杆带动轴向齿轮进行转动，实现角度的精细控制，并且通过齿牙的啮合可很好地固定预设角度的固定座和针座的相对位置；在一个示例中，所述固定座朝向针座的一侧面还设有角度检测模块(图中未示出)，通过实时监控两者的角度来避免非必要的角度变化。

又一个优选示例中，针对定位装置的安装拆卸以及位置固定方式进行了优化，如图5-6所示；所述固定座10背面设有压力传感器和环形磁铁40，所述压力传感器与微控装置相连接，所述环形磁铁40外周缘还设有环状卡槽41；所述超声探头的侧边设有与所述环形磁铁40相配合的环形磁块42，所述环形磁块42外周缘设有与所述环形卡槽41相配合的环形插块43。安装时，环形磁铁至二级吸附在环形磁块上，同时环形插块插入环状卡槽，即完成安装；拆卸时则直接将超声探头移除即可，相较于现有技术，其安装定位更为准确且安装拆卸极其简单。

所述穿刺针6可在所述套针部12的管内转动；所述固定座10的两侧设有可形变的硬质材料制成的固定翼50，如图5所示；所述固定翼50的外侧面设有吸盘51；该处所述的可行变材料可采用橡胶、塑胶制成的具有一定形态的手带条。当定位装置旋转180度后，其背面朝向手臂侧，直接下拉将吸盘吸附在手臂上即可。再一个示例中，所述固定翼10采用蜷曲的橡胶带制成，其在使用状态下拉开卡在手臂。

图7示出了本发明对穿刺针的一个改进示例，所述穿刺针6为针头为倾斜针头，所述穿刺针6的针管内设有导丝引导层60，所述导丝引导层60自针管内壁的中部至前部针头部位延伸，且其厚度逐渐增加；所述导丝引导层60向前延伸的端面与所述针头端的距离为0.5-1.5mm，所述导丝引导层60的前端面为弧形面。该结构使得导丝在行进受阻需要撤出时，由于导丝引导层的限位始终居中后退，避免与针头锋刃端接触造成断裂。

第二方面，本发明示出了所述定位装置的picc置管超声穿刺定位系统，如图8所示，包括

超声检测装置端的血管测量模块，配置为采用超声探头检测血管深度以及血管直径；

测量数据处理模块，配置为对检测数据进行数据处理，并根据处理后的数据以及超声探头上定位本体的位置关系，计算穿刺针的穿刺深度；

定位装置端的

微处理芯片，配置为响应从所述超声检测装置发送的定位机构的设定调整角度、穿刺针的设定行进长度数据，对相应模块的操作状态进行控制；并且获取长度检测机构的检测数据后，与设定行进长度数据配合计算实际的行进长度；

角度调整模块，配置为采用角度调整机构调整所述针座相对于所述固定座的倾斜角度；

行进长度检测模块，配置为通过套针部上方的长度检测机构获取穿刺针的行进长度，以判断穿刺针头是否到达预定位置或者行进预设长度；

自动限位模块，配置为当穿刺针送入套针部的预定位置或者穿刺针扎入预设皮下深度时，所述环抱夹持机构对穿刺针进行夹持定位操作；当穿刺针行进或者定位机构需要转动时，或者当响应微处理芯片下达的解开命令，所述环抱夹持机构进行对穿刺针的松开操作；

压力检测模块，配置为感应定位装置是否安装在超声仪上，并将感应数据上传至所述微处理芯片，当检测结果为无压力时，所述微处理芯片相应生成环抱夹持机构机构的解开命令；

无线通信模块，与所述超声检测装置端进行无线通信；

角度检测模块，配置为通过在固定座或针座位置设置角度传感器对两者之间具体的角度值进行检测，并将检测数据上传至微处理芯片，实现实时监控；

自动复位模块，配置为定位装置在使用前或者角度位置不准确时，通过角度调整机构将针座位置复位至初始化位置；

提示模块，配置为将穿刺针的行进长度以及是否接近预设长度的信息在lcd显示屏中显示或者采用语音播报。

基于上述定位装置和定位系统，本发明一个关于picc置管超声穿刺的定位方法，包括以下步骤：

将所述穿刺针置入针座的套管内，其针头前端恰好对应初始位标示线；并将定位装置安装在超声仪的探头前端

探头在手臂上探测血管位置以及血管深度，将获取的探测信息上传至超声检测装置端，对检测数据进行数据处理，并根据处理后的数据选取最优的穿刺角度；根据最优穿刺角度、血管深度+与所述初始位标示线在同一水平面的探头标识点到皮肤的距离、以及初始位标示线距离探头标识点的长度，通过勾股定理即获取穿刺针的标准行进长度；同时向角度调整机构下达角度调整命令，向定位装置的微处理芯片传送标准行进长度数据；

角度调整机构调整至最优的穿刺角度；医护人员将穿刺针缓慢下行，同时长度检测模块监测行进长度，当其行进长度达到标准行进长度时，环抱夹持机构迅速夹持穿刺针，阻止其继续前行，即穿刺针已到达标准穿刺位置；

随后将超声探头撤去，此事环抱夹持机构快速松开穿刺针，定位装置整体环绕所述穿刺针旋转180°，将其背面对着手臂，同时下压穿刺针，将固定翼固定在手臂上，即可解放双手进行导丝置入。

通过上述方法，极大的简化了操作流程，使得穿刺每一步都控制在规范条例下，实现精准的血管穿刺，即便是非专业人员也可操作；该定位装置相较于现有导针器尺寸略大，一般控制在宽度2.5-4cm，高度3-6cm，厚度为0.8-1.8cm(固定座和针座之间角度为零时)；该装置重复性高，可多次使用。

需要说明的是，本发明所述方案中微处理器、传感器、微电机等微型电子元器件的具体选择可在实际使用中具体限定，而在上述发明原理的清楚描述下，本领域技术人员可根据各个模块的功能对电子元器件进行选择和设计，且其设计根据现有技术进行操作即可实现。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

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