[发明专利]一种实验室用脑部穿刺精度检测装置及其使用方法

权利要求书

1.一种实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，包括穿刺部、颅脑模型、测试部和分析部；

穿刺部，包括穿刺模块和直线进给模块，直线进给模块带动穿刺模块上下移动，进而穿刺模块对颅脑模型进行靶点穿刺；

测试部，包括空间位移传感器和柔性固定簧，颅脑模型安放在测试部内；

分析部，包括显示器和分析主机，分析主机与测试部连接。

2.如权利要求1所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述直线进给模块包括步进电机、进给轴、进给滑块；进给滑块与进给轴螺纹连接，步进电机与进给轴传动连接，通过步进电机驱动进给轴转动从而使进给滑块沿进给轴上下移动。

3.如权利要求2所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述穿刺模块包括力学传感器和穿刺针，力学传感器安装在进给滑块上，穿刺针的尾端固定连接力学传感器。

4.如权利要求3所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述颅脑模型包括颅骨模型和颅内组织模型，颅内组织模型置于颅骨模型内。

5.如权利要求1所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括颅脑支撑平台，颅脑支撑平台包括立板以及连接立板上部的支撑圆环，颅脑模型放置在支撑圆环上。

6.如权利要求4所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述测试部还包括核团模型，核团模型位于颅内组织模型内，柔性固定簧一端与颅骨模型内表面连接、另一端与核团模型连接，核团模型的表面设置有压敏材料层，空间位移传感器置于核团模型的中心。

7.如权利要求6所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述分析主机通过导线连接力学传感器、空间位移传感器、压敏材料层。

8.如权利要求5所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括承载平台，承载平台上设置有立轴立柱，直线进给模块固定在立轴立柱一侧；颅脑支撑平台固定在承载平台上。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)将事先制备好的颅脑模型放置在颅脑支撑平台上，按照实验要求选取穿刺针并安装在力学传感器上；

(2)调整立轴立柱的位置，使穿刺针与核团模型的中心处于同一铅锤线上，将此时空间位移传感器的坐标设为原点O(0,0,0)；

(3)启动分析主机以及步进电机，穿刺针在步进电机的驱动下向下直线运动，开始对颅脑模型进行穿刺实验；

(4)在穿刺过程中，当穿刺针挤压、穿刺颅内组织模型时，颅内组织发生形变引起核团模型的偏移，此时内置的空间位移传感器将自身的实时坐标传送至分析主机，分析主机会在对应的笛卡尔坐标系中实时构建传感器空间位移曲线；

(5)在穿刺过程中，由于受到颅内组织模型变形、核团模型偏移以及穿刺针挠曲变形的影响，穿刺点位置相对于设定的靶点位置O₁(0,0)会发生偏差，当穿刺针触碰到核团模型的压敏材料表面，此时分析主机接收到压敏材料表面阻值变化的信号，停止进针，分析主机根据穿刺点到核团模型表面四个角的距离，计算出穿刺点在坐标系X₁O₁Y₁内的坐标。

10.如权利要求9所述的实验室用脑部穿刺精度检测装置的使用方法，其特征在于，步骤(1)中，颅脑模型的制备过程如下：通过3D打印，复刻颅骨模型并将其固定在颅脑支撑平台上，根据丘脑底核的位置固定好核团模型；采用物理交联法，通过改变聚乙烯醇的含量和冷冻/解冻循环次数来改变胶体力学性能，配置力学性能接近脑组织力学性能的透明胶体，将其注入颅骨模型，形成颅内组织模型。