阅读说明：本技术 一种平面外的超声引导装置 (Out-of-plane ultrasonic guiding device ) 是由 杨俊骁 李茜蕾 郭曲练 潘韫丹 熊云川 叶治 于 2019-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种平面外的超声引导装置,包括伸缩臂,该伸缩臂的固定端设有转套,该转套的轴向中心线与超声探头的中轴线重合,伸缩臂的横向轴线与所述中轴线垂直；伸缩臂的伸缩端设有旋转机构,旋转机构上设有伸缩定位套,设有微计算器,超声机测量所述中轴线与皮肤的交点到穿刺终点之间的垂直距离,定位套测量穿刺起点到横向轴线的垂直长度,微计算器根据垂直距离、垂直长度和水平距离数据计算所述旋转机构的旋转角度,旋转机构根据旋转角度带动定位套的轴线旋转至与穿刺起点与穿刺终点确定的直线重合。本发明通过伸缩臂、旋转机构、伸缩定位套和微计算器等可实现定位穿刺针的定位套的旋转,从而可从平面外精确定位穿刺针的穿刺角度。(The invention relates to an out-of-plane ultrasonic guiding device, which comprises a telescopic arm, wherein a fixed end of the telescopic arm is provided with a rotating sleeve, the axial center line of the rotating sleeve is superposed with the central axis of an ultrasonic probe, and the transverse axis of the telescopic arm is vertical to the central axis; the ultrasonic puncture device comprises a telescopic arm, an ultrasonic machine, a positioning sleeve, a microcomputer and a rotating mechanism, wherein the telescopic end of the telescopic arm is provided with the rotating mechanism, the rotating mechanism is provided with a telescopic positioning sleeve and the microcomputer, the ultrasonic machine is used for measuring the vertical distance between the intersection point of the central axis and the skin and the puncture terminal point, the positioning sleeve is used for measuring the vertical length between the puncture starting point and the transverse axis, the microcomputer is used for calculating the rotating angle of the rotating mechanism according to the vertical distance, the vertical length and the horizontal distance data, and the rotating mechanism drives the axis of the positioning sleeve. The invention can realize the rotation of the positioning sleeve of the positioning puncture needle through the telescopic arm, the rotating mechanism, the telescopic positioning sleeve, the microcomputer and the like, thereby accurately positioning the puncture angle of the puncture needle from the outside of a plane.)

一种平面外的超声引导装置

技术领域

本发明涉及穿刺定位装置，具体说是一种平面外的超声引导装置。

背景技术

在超声引导的穿刺中，根据穿刺针和超声探头的相对位置，可分为超声平面内法穿刺（穿刺针位于超声探头的成像平面内）和超声平面外法穿刺（穿刺针在超声探头的成像平面之外）。相对于超声平面外法穿刺，超声平面内法穿刺能完全显示进针的路径和针尖的位置，因而广泛使用。于超声平面内法穿刺而言，由于穿刺针只有在超声探头的成像平面内移动才能在超声屏幕上显像，从而到达目标部位，因此需要严格控制穿刺针的进针点和进针方向。目前，应用于超声平面外法穿刺的穿刺针定位装置大多只考虑进针点，并没有精确到穿刺角度、穿刺长度等，可能出现穿刺不够精确的现象，增加患者的痛苦。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可保证穿刺较精确的平面外的超声引导装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种平面外的超声引导装置，包括可横向伸缩的伸缩臂，该伸缩臂的固定端设有套在超声机的超声探头外的转套，该转套的轴向中心线与超声探头的中轴线重合，该转套可绕中轴线旋转，所述伸缩臂的横向轴线与所述中轴线垂直；所述伸缩臂的伸缩端设有旋转机构，该旋转机构上设有可定位穿刺针的伸缩定位套，所述旋转机构带动该定位套的轴线在所述横向轴线和所述中轴线确定的平面内旋转；设有微计算器，所述超声机测量所述中轴线与皮肤的交点到穿刺终点之间的垂直距离，该微计算器根据输入的垂直距离数据和所述交点到穿刺起点之间的水平距离数据计算所述旋转机构的旋转角度，该旋转机构根据旋转角度带动定位套的轴线旋转至与所述穿刺起点与穿刺终点确定的直线重合。

作为优选，设有处理中心，该处理中心包括所述微计算器，所述水平距离数据通过伸缩臂测量，该水平距离数据和垂直距离数据传送至所述处理中心，处理中心将该数据输送至所述微计算器，微计算器根据勾股定理计算出旋转角度后，将其传送至处理中心，处理中心根据旋转角度控制所述旋转机构旋转。

作为优选，所述伸缩臂采用电动伸缩臂，该伸缩臂上设置有位移传感器，该位移传感器检测所述伸缩臂伸缩端端点到所述中轴线之间的距离，并将距离数据发送至所述处理中心。

作为优选，所述旋转机构包括设置在伸缩臂伸缩端的转轴和驱动该转轴旋转的伺服电机，所述转轴的轴线垂直于伸缩臂的横向轴线，且伸缩臂伸缩端端点位于该转轴的轴线上，所述伺服电机根据处理中心的旋转角度信息控制所述转轴的旋转角度。

作为优选，所述转轴上开设有定位通孔，该定位通孔的轴线与所述转轴的轴线垂直，且定位通孔的轴线通过所述伸缩端端点，所述定位通孔内同轴安装有所述定位套。

作为优选，所述定位套采用电动、气动或液动方式伸缩。

作为优选，所述超声探头上固定有轴套，所述转套套设在该轴套外，并可相对该轴套旋转。

作为优选，所述轴套下端外周成型有凸沿，所述转套下端面抵靠在该凸沿上。

作为优选，在所述转套上沿周向分布有数个定位孔，所述轴套上设有定位螺栓，该定位螺栓旋入对应的定位孔将所述转套与轴套固定。

从以上技术方案可知，本发明通过伸缩臂、旋转机构和微计算器等可实现定位穿刺针的定位套的旋转，从而可从平面外精确定位穿刺针的穿刺角度，即使没有接触过超声辅助穿刺的医生或者手不能控制平稳和空间想象能力不强的医生，也可以快速准确上手，更好的服务患者。

附图说明

图1是本发明优选方式的结构示意图。

图2为图1的部分俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1和图2详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供了一种平面外的超声引导装置，包括可横向伸缩的伸缩臂1，该伸缩臂的固定端设有套设超声机的超声探头6外的转套2，该转套的轴向中心线与超声探头的中轴线重合，该转套可绕中轴线旋转，从而可将伸缩臂带动至任意位置；所述伸缩臂的横向轴线与所述中轴线垂直，使得伸缩臂与超声探头垂直；所述伸缩臂的伸缩端设有旋转机构3，该旋转机构随伸缩臂运动，该旋转机构上设有可定位穿刺针的伸缩定位套5，所述旋转机构带动该定位套的轴线在所述横向轴线和所述中轴线确定的平面内旋转，从而将穿刺针定位在超声探头和伸缩臂确定的平面内。

本发明还设有微计算器，所述超声机测量所述中轴线与皮肤的交点O到穿刺终点E之间的垂直距离，穿刺终点即穿刺目标，也就是穿刺针到达的靶点，超声机通过超声原理可测量出靶点深度，此为现有技术，在此不赘述。本发明的靶点深度为超声探头中轴线与皮肤的交点到靶点之间的垂直距离。在实施过程中，平面内法穿刺是在图1所示的AB线上的任意点进针；平面外法穿刺需要在图1所示平面（AB和OC/OD确定的平面，其与超声探头的中轴线垂直，C、D为平面内的任意一点）的任意一点进针。由此，本发明可测量出交点O到穿刺起点C或D等之间的水平距离，采取人工测量、机器自动测量等；穿刺起点C或D即为平面外的任意穿刺点；向微算计器人工或自动输入上述垂直距离数据和水平距离数据即可计算出旋转机构需要旋转的角度，该旋转机构根据旋转角度带动定位套的轴线旋转至与所述穿刺起点与穿刺终点确定的直线重合，由此确定了穿刺针的进针角度，医生只需沿定位件推送穿刺针即可到达靶点。

作为优选，本发明还设有处理中心，该处理中心包括所述微计算器和处理芯片等，处理芯片根据本发明的设计意图很容易实现，不须克服任何技术障碍。在实施过程中，所述水平距离数据通过伸缩臂测量，具体来说，伸缩臂采用电动或气动、液动等伸缩臂，如气缸、液缸等，该伸缩臂上设置有位移传感器，该位移传感器检测所述伸缩臂伸缩端端点到所述中轴线之间的距离，并将距离数据发送至所述处理中心。例如，设定伸缩臂没有伸长时伸缩端端点到中轴线的距离为长度基数，伸缩臂的伸长量通过位移传感器检测，长度基数加伸长量为所述水平距离。在操作过程中，确定穿刺起点后，只需将伸缩臂伸长至穿刺起点正上方即可获得水平距离。然后将该水平距离数据和所述垂直距离数据传送至所述处理中心，处理中心将该数据输送至所述微计算器，微计算器根据勾股定理计算出旋转角度后，控制所述旋转机构旋转，或者将旋转角度信息回传至处理中心，处理中心根据旋转角度控制所述旋转机构旋转。在实施过程中，垂直距离和水平距离所在直线形成直角，即交点、穿刺起点、穿刺终点形成直角三角形OCE/ODE，根据勾股定理不仅可计算出斜边与水平距离的夹角，即进针角度，还可计算出斜边的长度，即穿刺起点、穿刺终点之间的长度，也就精确得到了穿刺长度，从而实现了定位精确到“穿刺起点、穿刺角度、穿刺长度、穿刺终点”的目的。

作为优选，所述旋转机构包括设置在伸缩臂伸缩端的转轴31和驱动该转轴旋转的伺服电机32，所述转轴的轴线垂直于伸缩臂的横向轴线，且伸缩臂伸缩端端点位于该转轴的轴线上，以保证角度测算的精确性；所述伺服电机根据处理中心的旋转角度信息控制所述转轴的旋转角度。具体来说，所述转轴上开设有定位通孔4，该定位通孔的轴线与所述转轴的轴线垂直，且定位通孔的轴线通过所述伸缩端端点，由此使得定位通孔始终绕伸缩端端点旋转，保证了旋转角度的精度；该定位通孔内同轴安装有定位套5，穿刺针可***该定位套内，并保证穿刺针与定位通孔同轴，方便精准定位穿刺。转轴在旋转计算出的旋转角度时，须以定位通孔的轴线与中轴线平行的位置为初始角度位置。在实施过程中，所述定位套采用电动、气动或液动方式伸缩，其原理、结构与伸缩臂的伸缩类似，但定位套须呈中空状，以放置穿刺针；由此通过定位套的伸缩可将穿刺针定位至平面外的任意位置。

在操作过程中，由于转套与交点之间有一定的固定距离，在计算出旋转角度并使转轴旋转后，处理中心应根据相似三角形原理计算出伸缩臂的修正伸长量，即直角三角形0CE/ODE斜边的延长线与横向轴线的交点到穿刺起点在横向轴线上的投影点之间的距离，当伸缩臂伸缩端端点位于穿刺点正上方时，伸缩臂应根据处理中心计算出的修正伸长量继续伸长相应的长度，确保穿刺针位于直角三角形斜边的延长线上。在实施过程中，穿刺针可以采用刻度的形式确定穿刺长度，穿刺长度以穿刺针接触皮肤上穿刺起点起算，然后推进穿刺针直角三角形斜边的长度，即可到达靶点。

本发明的超声探头上固定有轴套7，所述转套2套设在该轴套外，并可相对该轴套旋转，以实现转套带动伸缩臂绕中轴线旋转，确保伸缩臂可到达平面外的任意位置。作为优选，所述轴套下端外周成型有凸沿71，所述转套下端面抵靠在该凸沿上，从而支撑转套，不仅结构简单，而且成本较低。在所述轴套上沿周向分布有数个定位孔72，所述转套上设有定位螺栓8，该定位螺栓旋入对应的定位孔将所述转套与轴套固定，当转套带动伸缩臂旋转至指定位置后，通过该定位螺栓可将伸缩臂固定，从而保证本发明的整个引导装置的稳定，便于穿刺。

本发明通过定位套将穿刺针定位在精确的穿刺角度上，同时通过计算可获得穿刺长度，真正实现了“穿刺起点、穿刺角度、穿刺长度、穿刺终点”的平面外精确定位，确保了穿刺的精准度，减少了病人的痛苦。本装置不仅操作简单，而且快速、准确，节省人力。