[发明专利]一种经皮自动振动穿刺装置

说明书

本发明公开了一种经皮自动振动穿刺装置，整个经皮自动振动穿刺装置分为穿刺部分，预压紧部分，底座支架和移动导轨。穿刺部分采用自动振动穿刺的方式，由弹性夹筒、电机摆台、穿刺针、压电陶瓷致动器、穿刺气缸等连接件组成。本装置是采用仿生振动的原理，模仿蚊子口器刺入人体皮肤时会产生相应的振动频率来降低刺入的阻力。所述压电陶瓷致动器包括压电陶瓷、金属垫片、绝缘体等，可以产生可控的机械振动来模拟蚊子口器的振动。将此装置安装上力传感器，通过硅胶和牛肉的穿刺实验验证，此装置可以有效的降低穿刺时的阻力。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体为一种经皮自动振动穿刺装置。

背景技术

随着社会的发展，人类生存状况日益严峻，精神压力大，癌症的犯病率逐年升高，严重影响着人们的生活质量和社会幸福感。人类也一直在研究各种方法来预防和治疗癌症，肿瘤穿刺消融手术是在CT、核磁共振和超声等医学影像设备引导下进行手术路径规划的，其过程是将消融针经皮穿刺至肿瘤部位，通过激光、微波等能量原位灭活肿瘤。该类技术具有创口小、恢复快、疗效明显、靶向性强等优势。并且在治疗中，成像设备实时监控手术进程、走针路径，确保准确定位病灶而不伤及正常组织，患者无需进行全身麻醉，只采用静脉镇静镇痛，配合局部麻醉即可实施，有助于主刀医生实时掌握患者的治疗情况，能有效避免穿刺针对动脉和重要器官的伤损。但是在穿刺过程中，穿刺针会受到很大的摩擦力和切割力。尤其在穿刺的第一阶段，穿刺针需要刺穿组织表面生物膜，使针头直接刺入软组织内部，穿刺针会受到很大的摩擦力和皮肤软组织的粘弹性特性，使穿刺针不能轻易的刺入皮肤组织内部。

国内大连理工大学科研团队在高速摄影机录制拍摄下，记录了蚊子吸血的整个过程，深入研究了蚊子口针的振动穿刺特性。分析可知，口针针头穿透皮肤表层之后，蚊子会开始振动带有锯齿的下颚并继续穿刺皮肤深层。振动明显的降低了口针在穿刺切割软组织过程中的穿刺力和摩擦力。本装置试图在穿刺针穿刺时减小阻力方面对穿刺技术进行改进。

发明内容

本发明专利针对背景技术中的问题提供了一种经皮自动振动穿刺装置来进行问题的解决。整个经皮自动振动穿刺装置分为穿刺部分，预压紧部分，底座支架和移动导轨。穿刺部分采用自动振动穿刺的方式，由弹性夹筒、电机摆台、穿刺针、压电陶瓷致动器、穿刺气缸等连接件组成。该装置采用仿生振动的原理，采用一种压电陶瓷制动器来产生模拟振动，压电陶瓷致动器包括压电陶瓷、金属垫片、绝缘体、前盖板和后盖板。连接件采用螺纹连接、法兰连接、自行设计连接件连接等形式。

优选的，压电陶瓷具有电能与机械能之间相互转化与逆转换的特性，金属垫片接收不同频率或电压的电信号，产生可控的机械振动。

优选的，压电陶瓷致动器通过螺纹与电机摆台前端的螺纹相连，压电陶瓷致动器可以拆卸，穿刺针通过压冒螺母与电机摆台前端的螺纹相连。

优选的，在压电陶瓷致动器的前端有双头螺柱用于与穿刺针固定。

优选的，在整个穿刺装置的底部安装有导轨，可以增加一个自由度。

优选的，底座支架采用有级调节，螺钉固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该装置采用仿生学的原理，模仿蚊子口针刺入皮肤组织时利用其特殊的振动来减小穿刺阻力的过程。该装置采用了压电陶瓷致动器在穿刺过程中产生可控的机械振动，经实验验证，可有效降低穿刺阻力。

附图说明

图1是经皮自动振动穿刺装置的示意图。

图2是经皮穿刺装置送针部分的示意图。

图3是压电陶瓷制动器的结构图。

图4是底座支架的示意图。

图5是该装置振动穿刺硅胶和牛肉的穿刺结果实验图。

图1标记说明：1穿刺系统，2预压紧系统，3底座支架，4导轨。