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1、(10)授权公告号 CN 102805658 B (45)授权公告日 2014.10.29 CN 102805658 B (21)申请号 201110145130.0 (22)申请日 2011.05.31 A61B 17/34(2006.01) A61B 6/03(2006.01) A61B 5/055(2006.01) (73)专利权人 上海西门子医疗器械有限公司 地址 201318 上海市南汇区周祝公路 278 号 (72)发明人 谢能 (54) 发明名称 穿刺装置 (57) 摘要 本发明提出了一种穿刺装置， 该穿刺装置包 括 ： 信息传输装置、 显示器、 机架和穿刺执行机 构， 其中， 。
2、所述信息传输装置， 用于所述穿刺装置 与外部影像设备之间的信息传输 ； 所述显示器至 少有两个， 分别安装在所述机架上 ； 和所述穿刺 执行机构连接到所述机架上， 所述穿刺执行机构 包括 ： 穿刺针 ； 穿刺驱动部， 用于驱动穿刺针 ； 和 开关部， 用于控制穿刺驱动部 ； 其中至少一个显 示器用于显示所述外部影像设备所获得的图像， 而另外至少一个显示器用于显示穿刺针位置的图 像。通过这种将监视与手术执行集成在一起的一 体化穿刺装置， 医生能够更精确、 更快速、 更安全 地执行穿刺手术， 从而大大减轻患者在手术过程 中的痛苦。 (51)Int.Cl. 审查员 王维霞 权利要求书 2 页 说明书。
3、 4 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 (10)授权公告号 CN 102805658 B CN 102805658 B 1/2 页 2 1. 一种穿刺装置， 其特征在于， 该穿刺装置 (100) 包括 ： 信息传输装置 (240)、 显示器 (210 ； 220)、 机架 (160) 和穿刺执行机构 (230)， 其中， 所述信息传输装置 (240)， 用于所述穿刺装置 (100) 与外部影像设备之间的信息传输 ； 所述显示器 (210 ； 220) 至少有两个， 分别安装在所述机架 (160) 上 ； 且 所述穿刺。
4、执行机构(230)连接到所述机架(160)上， 所述穿刺执行机构(230)包括 ： 穿 刺针 (231) ； 穿刺驱动部 (243)， 用于驱动所述穿刺针 (231) ； 和开关部 (245)， 用于控制所 述穿刺驱动部 (243) ； 其中至少一个显示器 (210) 用于显示所述外部影像设备所获得的图像， 而另外至少一 个显示器 (220) 用于显示所述穿刺针 (231) 位置的图像 ； 所述两个显示器(210 ； 220)中的一个显示器(220)通过角度调节机构(200)连接到所 述机架 (160)， 所述角度调节机构 (200) 用于调节所述显示器 (220) 的角度 ； 所述角度调节机。
5、构 (200) 包括 ： 内齿部 (151)， 所述内齿部 (151) 固定到机架上， 并且所述内齿部 (151) 设置有 ： 顶针 (152)， 放置在所述内齿部 (151) 内 ； 放置在所述内齿部 (151) 内、 用于推动所述顶针 (152) 的压缩弹簧 (153) ； 和突齿部 (155) ； 外槽部 (221)， 所述外槽部 (221) 与所述一个显示器 (220) 相连接， 所述外槽部 (221) 内表面设置有一圆弧部(222)和复数个齿槽部(223)， 所述内齿部(151)的突齿部(155)容 纳在所述复数个齿槽部 (223) 中的任何一个时， 所述显示器 (220) 与所述机。
6、架 (160) 之间 具有一特定的角度 ； 其中， 所述压缩弹簧 (153) 推动所述顶针 (152) 抵靠在所述外槽部 (221) 的圆弧部 (222) 上， 且所述突齿部 (155) 可在所述压缩弹簧 (153) 的作用下推入所述复数个齿槽部 (223) 中的一个。 2. 如权利要求 1 所述的穿刺装置， 其特征在于， 所述机架 (160) 安装有脚轮 (110)， 用 于所述穿刺装置 (100) 的移动。 3. 如权利要求 1 所述的穿刺装置， 其特征在于， 在所述外槽部 (221) 受到外力的情 况下， 所述顶针 (152) 可压缩所述压缩弹簧 (153)， 使得所述内齿部 (151)。
7、 与所述齿槽部 (223) 脱离接触， 并旋转至一特定位置， 在所述外力消失后， 所述突齿部 (155) 可在所述压 缩弹簧 (153) 的作用下被推入与所述位置相对应的齿槽部 (223) 中。 4.如权利要求1所述的穿刺装置， 其特征在于， 所述机架(160)进一步包括高度调节机 构 (130)， 所述两个显示器 (210 ； 220) 中的另一个显示器 (210) 连接到所述高度调节机构 (130)， 所述高度调节机构 (130) 用于调节所述显示器 (210) 的高度。 5. 如权利要求 4 所述的穿刺装置， 其特征在于， 所述高度调节机构 (130) 包括 ： 电磁驱动单元 (311)。
8、， 用于提供动力 ； 主动蜗杆 (313)， 所述主动蜗杆 (313) 由所述动力驱动， 且所述主动蜗杆 (313) 一端设 置有圆锥齿轮 (314) ； 和 从动蜗杆 (131)， 所述从动蜗杆 (131) 设置有圆锥齿轮 (132)， 与所述主动蜗杆 (313) 的圆锥齿轮 (314) 相啮合， 从而由所述主动蜗杆 (131) 驱动， 所述另一个显示器 (210) 与所 述从动蜗杆 (131) 相连接。 6.如权利要求1所述的穿刺装置， 其特征在于， 所述穿刺执行机构(230)进一步还包括 权 利 要 求 书 CN 102805658 B 2 2/2 页 3 穿刺制动部 (242)， 用于。
9、所述穿刺针 (231) 的制动。 7. 如权利要求 6 所述的穿刺装置， 其特征在于， 所述穿刺制动部 (242) 包括 ： 球体 (244) ； 制动基部 (235)， 该制动基部 (235) 设置有通孔 (240)， 所述通孔 (240) 用于穿过所述 球体 (244) ； 制动弹簧 (236) ； 制动连杆 (239) ； 球体容纳部 (238)， 用于容纳所述球体 (244)， 所述球体容纳部 (238) 通过所述制动连 杆 (239) 连接到所述制动弹簧 (236) ； 制动电磁线圈(237)， 用于控制所述球体容纳部(238)相对于所述制动基部(235)的运 动 ； 其中所述穿刺针。
10、 (231) 上加工有部分容纳所述球体 (244) 的凹槽 (234)。 8. 如权利要求 7 所述的穿刺装置， 其特征在于， 当所述制动电磁线圈 (237) 通电时， 球 体容纳部 (238) 移动使得所述球体 (244) 脱离所述凹槽 (234) 部分地进入所述球体容纳部 (238) 中， 从而解除对所述穿刺针 (231) 的制动。 权 利 要 求 书 CN 102805658 B 3 1/4 页 4 穿刺装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于监视并执行穿刺手术的穿刺装置。 背景技术 0002 在现有技术的利用磁共振成像 (MRI) 或计算机 X 射线断层扫描成像 (CT) 辅助穿 。
11、刺手术中， 用于监视穿刺手术的成像显示器通常固定在一个简易的推车上， 且目前的显示 器推车只有一个显示器， 该显示器不能做角度旋转， 也不能做高度升降， 不便于医生观察医 学影像， 并且不能满足同一手术中不同身高的医生对于显示器不同观察高度与角度的需 求。 0003 同时， 上述穿刺手术监视装置仅仅具有单一的监视功能， 而不具备穿刺手术执行 功能， 监视装置和穿刺装置是两个独立的系统， 使得医生需要花费更多的时间准备手术， 降 低了手术的效率。 0004 因此， 需要一种能够高效执行穿刺手术且同时方便医生观察手术进程的穿刺手术 监视控制装置。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种影像设备。
12、(CT、 MRI等)下自由监控穿刺过程的一体化装 置， 它可以满足不同身高医生的使用需求， 同时把监控装置和穿刺装置融合在了一起， 既可 以单独用于监视， 又具有穿刺功能。 0006 为了实现上述目的， 本发明提出了一种穿刺装置， 该穿刺装置包括 ： 信息传输装 置、 显示器、 机架和穿刺执行机构， 其中， 所述信息传输装置， 用于所述穿刺装置与外部影像 设备之间的信息传输 ； 所述显示器至少有两个， 分别安装在所述机架上 ； 和所述穿刺执行 机构连接到所述机架上， 所述穿刺执行机构包括 ： 穿刺针 ； 穿刺驱动部， 用于驱动所述穿刺 针 ； 和开关部， 用于控制所述穿刺驱动部 ； 其中至少一。
13、个显示器用于显示所述外部影像设 备所获得的图像， 而另外至少一个显示器用于显示所述穿刺针位置的图像。 0007 优选地， 在本发明的穿刺装置中， 所述机架安装有脚轮， 用于所述穿刺装置的移 动。 0008 另优选地， 所述两个显示器中的一个显示器通过角度调节机构连接到所述机架， 所述角度调节机构用于调节所述显示器的角度。 0009 再优选地， 所述角度调节机构包括 ： 内齿部， 所述内齿部固定到机架上， 并且所述 内齿部设置有 ： 顶针， 放置在所述内齿部内 ； 放置在所述内齿部内、 用于推动所述顶针的压 缩弹簧 ； 和突齿部 ； 外槽部， 所述外槽部与所述一个显示器相连接， 所述外槽部内表面。
14、设置 有一圆弧部和复数个齿槽部， 所述内齿部的突齿部容纳在所述复数个齿槽部中的任何一个 时， 所述显示器与所述机架之间具有一特定的角度 ； 其中， 所述压缩弹簧推动所述顶针抵靠 在所述外槽部的圆弧部上， 且所述突齿部可在所述压缩弹簧的作用下推入所述复数个齿槽 部中的一个。 说 明 书 CN 102805658 B 4 2/4 页 5 0010 此外优选地， 在所述外槽部受到外力的情况下， 所述顶针可压缩所述压缩弹簧， 使 得所述内齿部与所述齿槽部脱离接触， 并旋转至一特定位置， 在所述外力消失后， 所述突齿 部可在所述压缩弹簧的作用下被推入与所述位置相对应的齿槽部中。 0011 又优选地， 所。
15、述机架进一步包括高度调节机构， 所述两个显示器中的另一个显示 器连接到所述高度调节机构， 所述高度调节机构用于调节所述显示器的高度。 0012 替代性地， 所述高度调节机构包括 ： 电磁驱动单元， 用于提供动力 ； 主动蜗杆， 所 述主动蜗杆由所述动力驱动， 且所述主动蜗杆一端设置有圆锥齿轮 ； 和从动蜗杆， 所述从动 蜗杆设置有圆锥齿轮， 与所述主动蜗杆的圆锥齿轮相啮合， 从而由主动蜗杆驱动， 所述另一 个显示器与所述从动蜗杆相连接。 0013 另外优选地， 所述穿刺执行机构进一步还包括穿刺制动部， 用于所述穿刺针的制 动。 0014 进一步优选地， 穿刺制动部包括 ： 球体 ； 制动基部，。
16、 该制动基部设置有通孔， 所述 通孔用于穿过所述球体 ； 制动弹簧 ； 制动连杆 ； 球体容纳部， 用于容纳所述球体， 所述球体 容纳部通过所述制动连杆连接到所述制动弹簧 ； 制动电磁线圈， 用于控制所述球体容纳部 相对于所述制动基部的运动 ； 其中所述穿刺针上加工有部分容纳所述球体的凹槽。 0015 优选地， 在本发明的穿刺装置中， 当所述制动电磁线圈通电时， 球体容纳部移动使 得所述球体脱离所述凹槽部分地进入所述球体容纳部中， 从而解除对所述穿刺针的制动。 0016 利用上述根据本发明的穿刺装置， 医生在能够清楚观察外部影像设备影像以及精 准掌握穿刺针位置的情况下， 精确并快速安全地执行穿。
17、刺手术， 大大降低了误操作的可能 性， 并减轻了患者的痛苦。 附图说明 0017 为了更清楚详细地说明本发明的技术方案， 以下将参照附图、 结合本发明的优选 实施例说明本发明， 其中 ： 0018 图 1 为根据本发明的穿刺装置的整体示意图 ； 0019 图 2 为转动连接机构的示意图 ； 0020 图 3 为螺杆传动机构的示意图 ； 0021 图 4 为穿刺执行机构的示意图 ； 和 0022 图 5A 和 5B 分别为未通电状态下与通电状态下穿刺执行机构的详细示意图。 具体实施方式 0023 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 以下举具体实施例对本发明进一 步详细说明。 0024 。
18、首先参照图1， 图1总体上显示了穿刺装置100。 如图1所示， 该穿刺装置100主要 包括 ： 主显示器 220 和副显示器 210， 根据需要， 两者之一用于显示来自外部影像设备的诊 疗影像， 而另一个显示器则显示穿刺针 231( 图 1 中未示出， 下文将详细描述 ) 的精确位置 ； 机架 160， 该机架 160 又包括支架 150 和用于支撑支架 150 的底座 120， 且该底座 120 下安 装有脚轮 110， 以便于移动整个穿刺装置 100， 同时该脚轮 110 设置有制动部件 ( 未显示 )， 以便能够将整个穿刺装置 100 固定在特定位置 ； 信息传输装置、 本例中为信号线缆。
19、 240， 用 说 明 书 CN 102805658 B 5 3/4 页 6 于连接到外部影像设备， 该外部影像设备可以获取患者的诊疗影像以及穿刺针的精确位置 图像及位置参数 ； 和穿刺执行机构 230。需要注意的是， 虽然本例中采用线缆作为信息传输 装置， 但本发明可以采用任何其它本领域人员所知的类似装置， 包括无线信息传输装置等。 0025 如图 2 详细显示， 在优选的实施例中， 主显示器 220 通过主显示器连接部 224 连接 到角度调节机构200， 该角度调节机构200又连接到支架150。 角度调节机构200主要包括 ： 内齿部151和外槽部221。 外槽部221的外轮廓总体加工为。
20、大致圆筒形， 而在其内周壁加工 形成有圆弧部分 222 和齿槽部分 223， 其中齿槽部分 223 设置有若干个齿形凹槽， 用于容纳 并固定内齿部 151 的突齿部 155( 下文将描述 )。内齿部 151 分为两个主要部分 ： 内齿基部 154 和突齿部 155， 其中如图所示内齿基部 154 的部分外轮廓为圆形， 能够与外槽部 221 的 圆弧部分 222 的内周内切， 使得内齿部 151 可以相对于外槽部 221 在一定范围内旋转。内 齿部 151 的突齿部 155 加工成突出齿部， 其形状加工成能够稳固 地接合在外槽部 221 的齿 槽部分 223 中。内齿部 151 内部形成有销孔 。
21、156， 其中可穿过固定销 158， 将内齿部 151 固 定地连接到支架 150 上。内齿部 151 还设置有顶针槽 157， 用于容纳压缩弹簧 153 和顶针 152。压缩弹簧 153 以压缩状态容纳在销槽 157 中， 并向顶针 152 施加推力， 而顶针 152 则 因受到推力而抵靠在外槽部 221 的圆弧部分 222 上， 并可以在圆弧部分 222 的范围内在其 表面上滑动。 0026 当使用者需要调节主显示器 220 的角度时， 使用者只需要用手按压在外槽部 221 上、 然后逆压缩弹簧153作用方向施加压力， 使顶针152挤压压缩弹簧153进入顶针槽157， 此时内齿部 151 。
22、的突齿部 155 从当前的齿槽中脱出， 之后用手在保持按压力的同时旋转外 槽部 221， 从而外槽部 221 可以相对于内齿部 151 旋转。对应地， 使用者根据其需要旋转主 显示器220至合适角度， 并释放外槽部221， 从而压缩弹簧153恢复原状， 将顶针152抵靠在 外槽部 221 的圆弧部分 222 上， 同时使内齿部 151 的突齿部 155 接合入外槽部 221 的齿槽 部分 223 中。 0027 利用上述角度调节机构 200， 使用者可以按照自己的需求、 通过简单的方式来调节 显示器的角度， 从而能够更简单快捷地获得其合适的观察角度。 0028 以下将参照图 3 说明根据本发明。
23、的实施例的机架 160 的具体结构。 0029 如图 1 和 3 中所示， 机架 160 主要包括底座 120 和支架 150。更具体地， 在优选实 施例中， 支架150可以分为上、 下两部分， 其中上部分、 即固定副显示器210的部分可以设计 成螺杆传动机构(高度调节机构)130。 螺杆传动机构130主要包括 ： 电磁驱动单元311 ； 螺 杆 131 和 313 ； 固定在螺杆 131 一端的圆锥齿轮 132 和与该圆锥齿轮 132 啮合的、 固定在螺 杆 313 一端的圆锥齿轮 314。副显示器 210 通过副显示器连接部 212 与螺杆 131 相接合。 0030 当使用中用户需要上下。
24、移动副显示器 210 以便观察时， 用户首先启动电磁驱动单 元 311， 该电磁驱动单元 311 驱动螺杆 313 旋转， 并通过两螺杆 313 与 131 端部相互啮合的 圆锥齿轮132和314驱动螺杆131旋转， 进而带动副显示器210上下移动， 以满足用户需要。 0031 由于上述高度调节机构， 使用者能够非常方便地调节该显示器的高度， 从而更清 楚地观察显示器屏幕所显示的内容。 0032 接下来， 将参照图 1、 4 和 5A、 5B 进一步详细地说明本发明的穿刺执行机构 230。 0033 在本发明的优选实施例中， 如图 1 所示， 穿刺执行机构 230 通过穿刺机构连接部 140 。
25、连接到支架 150。如图 4 所示， 穿刺机构 230 主要包括 ： 开关部分 245 ； 穿刺针 231 ； 和 说 明 书 CN 102805658 B 6 4/4 页 7 穿刺驱动部 243， 其包括受开关部分 245 控制的驱动电磁线圈 233 和驱动部弹簧 232。穿刺 针 231 的一端连接到驱动部 243 的弹簧 232， 弹簧 232 对穿刺针 231 施加向上拉力， 而当开 关部分 245 打开、 对驱动部 243 的驱动电磁线圈 233 通电时， 对穿刺针 231 施加向下推力， 使其克服弹簧 232 的拉力向下伸出， 执行穿刺操作。 0034 在本发明的进一步优选的实施例。
26、中， 如图 5A 和 5B 所示， 穿刺执行机构 230 进一步 设置有穿刺制动部 242， 并且穿刺针 231 加工有凹槽 234， 用于部分地容纳下文将要提到的 制动部 242 的球体 244。 0035 穿刺制动部 242 包括 ： 球体 244 ； 制动基部 235， 该制动基部 235 加工有通孔 240， 其直径略大于球体 244 的直径， 用于穿过球体 244 ； 制动弹簧 236 ； 制动电磁线圈 237 ； 球体 容纳部 238， 该球体容纳部 238 通过连杆 239 与制动弹簧 236 相连， 通过制动电磁线圈 237 控制制动弹簧 236 的伸缩量而能够相对于制动基部 。
27、235 运动， 并且该球体容纳部 238 加工 有如图所示的容腔 241， 用于在解除制动的情况下容纳球体 243。同时， 穿刺制动部 242 也 由开关部分 245 控制。 0036 如图 5A 中所示， 在未通电状态下， 制动部弹簧 236 将球体容纳部 238 推到位置 A 处， 在该位置A处， 球体容纳部238的容腔241与制动基部235的通孔240位置相偏移， 因此 球体 244 被推到穿刺针 231 的凹槽 234 中， 从而卡住穿刺针 231， 使得穿刺针 231 不能向下 运动。当开关 245 启动后， 制动电磁线圈 237 作用， 使球体容纳部 238 克服制动部弹簧 236。
28、 的作用力而运动到图 5B 中所示位置 B 处， 在该位置 B 处， 球体容纳部 238 的容腔 241 与制 动基部 235 的通孔 240 位置大致对齐， 并且由于通电后， 穿刺针 231 向下运动， 利用其凹槽 234的斜坡结构将球体244推入容腔241中， 从而穿刺针231可摆脱球体244的制动而自由 向下运行， 执行穿刺手术。 0037 利用上述制动结构， 医生能够更精准、 安全地操作穿刺针的运动。 0038 同时， 医生通过主、 副显示器中所显示的信息， 实时操作穿刺针 231 的走向与定 位， 实现了精准穿刺， 大大减少了穿刺手术进行的时间， 并有效地提高了穿刺手术执行的精 准度。
29、， 极大程度上免除了病人的痛苦。 0039 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102805658 B 7 1/5 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102805658 B 8 2/5 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102805658 B 9 3/5 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102805658 B 10 4/5 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 102805658 B 11 5/5 页 12 说 明 书 附 图 CN 102805658 B 12 。