一种磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构的制作方法

本发明涉及卫生学外科器械穿刺针技术领域，具体涉及一种方向可调节式穿刺针结构。

背景技术：

穿刺是将穿刺针刺入人体腔抽取分泌物做化验，向体腔注入气体或造影剂做造影检查，或向体腔内注入药物的一种诊疗技术，目的是抽血化验、输血、输液及置入导管做血管造影，广泛应用于脑或脊髓腔穿刺、胸部体腔穿刺、腹部体腔和脏器穿刺等外科技术领域。

中国专利申请201611214588.6公开了一种全角度穿刺导向装置，该专利提出一种穿刺针固定座结构，并将穿刺针固定座置于圆弧状滑轨上，从而使得穿刺针滑动过程中始终指向圆弧状滑轨球心，实现穿刺针的全角度穿刺。

中国专利申请201611099056.2公开了一种由套管、吸管、穿刺针头和两根由弹簧钢材料制成的钢丝组成穿刺器，通过钢丝的回转实现轴向角度的调节。

中国专利申请201610960958.4采用了固定部、旋转部和导向部等三个组件，实现穿刺针的轴向转动。

中国专利申请201610935113.x则采用连杆和球铰结构，在患者体外实现穿刺点位置和角度的调整。为了减轻患者痛苦、降低对周边组织的损伤，穿刺的精确性要求保持在0.5mm-1mm，这项指标对穿刺路径规划提出了更高的要求。然而，在保证精确的穿刺轨迹规划同时，不可避免会损伤到一些周边组织，尤其是在脑部深部穿刺中脑脊髓液释放所引起的脑组织位置的变化。此时，如果不能避开脑内血管、脑神经纤维等，则会导致颅内出血，出现神经功能障碍，带来无可弥补的组织损伤。

现有技术仅提出提高穿刺针初始定位的精确性及穿刺针轴向旋转性，不能从结构设计上提出一种避开血管等重要组织的设计方法。为了弥补以上设计缺陷，本发明提出一种磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本发明的目的是为了克服现有穿刺针及其辅助定位结构在探入过程中无法避开血管及病灶附近正常重要组织的不足，提供一种磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构。其包括：

外穿刺针；

内穿刺针，内穿刺针套在外穿刺针之内；

推进机构，推进机构包括推进杆，推进杆的前端与内穿刺针固定连接，推进杆套在外穿刺针之内；

转向机构，转向机构包括导向套、磁致伸缩片和通电导线，导向套套在外穿刺针之外，磁致伸缩片嵌入导向套之内并对称配置，通电导线位于磁致伸缩转向导向套上，通电导线与磁致伸缩片连接，通过通电导线给磁致伸缩片提供不同的电压产生的电压差控制内穿刺针的偏向角度。

本发明通过外穿刺针内套入一内穿刺针，并通过推进杆控制内穿刺针的推进，通过导向套对推进杆进行导向从而对内穿刺针的推进方向进行控制实现方向可调节的穿刺针结构。导向套通过通电导线给对称配置的磁致伸缩片提供不同的电压产生电压差，使两个磁致伸缩片产生不同的伸缩效果从而控制导向套产生偏向角度控制内穿刺针的推进方向。本发明提供的方向可调节式穿刺针结构结构简单，成本低，操作方便，导向精度高，克服了现有穿刺针及其辅助定位结构在探入过程中径向方位转向的不足。

根据本发明另一具体实施方式，导向套为橡胶材料，其内部为压电陶瓷材料。

根据本发明另一具体实施方式，穿刺针结构进一步包括若干弹簧卡片；弹簧卡片固定在外穿刺针内壁上，且等间距均匀布置。

根据本发明另一具体实施方式，内穿刺针后端设有用于配合弹簧卡片的缺口。

根据本发明另一具体实施方式，外穿刺针与导向套通过连接密封套连接，连接密封套为半圆形结构，外穿刺针外表面对应设有半圆形凹槽。

根据本发明另一具体实施方式，内穿刺针设置于外穿刺针内部，内穿刺针直径比外穿刺针直径小0.02mm-0.05mm，弹簧卡片自然状态下长度为0.15mm-0.2mm。

根据本发明另一具体实施方式，导向套进一步包括用于增加钢度的轻质钢丝。

根据本发明另一具体实施方式，轻质钢丝与磁致伸缩片均为两个，嵌入在磁致伸缩转向导向套上对称配置。

根据本发明另一具体实施方式，通电导线为两根，分别控制两个磁致伸缩片。

根据本发明另一具体实施方式，磁致伸缩片通过通电导线的电压差产生不同的偏向角度，电压差通过压电陶瓷驱动曲线计算得到。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1、采用柔性橡胶材料的导向套通过对称配置的磁致伸缩片不同的伸缩效果产生的偏向角度为内穿刺针提供方向导向控制，并根据压电陶瓷驱动曲线两通电导线所需要的电压差，计算的结果准确并能实时控制操作；

2、通过多个弹簧卡片对内穿刺针进行卡住锁紧，防止在内穿刺针在探入过程中遭遇到血管、组织的阻力产生后滑的现象，保证了穿刺过程的安全性以及稳定性；

3、采用轻质钢丝支撑导向套，给导向套在某一方向上增加了刚度，对导向套起到支撑保护作用且保护推进杆不受压迫，避免分泌物抽取时受阻，同时还增加了导向套的使用寿命。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构图。；

图2是实施例1的转向结构结构图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构。图1为本实施例磁致伸缩方向可调节式穿刺针结构图。如图所示，该穿刺针结构包括：

外穿刺针1；

内穿刺针5，内穿刺针套在外穿刺针之内；

推进机构，推进机构包括推进杆3，推进杆的前端与内穿刺针固定连接，推进杆套在外穿刺针之内；

转向机构，如图1、图2所示，转向机构包括导向套2、磁致伸缩片9和通电导线6，导向套套在外穿刺针之外，磁致伸缩片嵌入导向套之内并对称配置，通电导线位于磁致伸缩转向导向套上，通电导线与磁致伸缩片连接，通过通电导线给磁致伸缩片提供不同的电压产生的电压差控制内穿刺针的偏向角度。

本实施例通过设置一内穿刺针，并通过推进杆控制内穿刺针的推进，通过导向套对推进杆进行导向从而对内穿刺针的推进方向进行控制实现方向可调节的穿刺针结构。导向套通过通电导线给对称配置的磁致伸缩片提供不同的电压，使两个磁致伸缩片产生不同的伸缩效果产生位移差从而控制导向套产生偏向角度控制内穿刺针的推进方向。

外穿刺针与导向套通过连接密封套7连接，连接密封套为半圆形结构，外穿刺针外表面对应设有半圆形凹槽。外穿刺针与导向套通过连接密封套密封连接，加强穿刺针的密封性能和结构稳定性，防止抽取分泌物时导致分泌物的外漏。本实施例中导向套为橡胶柔性材料，其内部为压电陶瓷材料。

本实施例中，导向套进一步包括用于增加钢度的轻质钢丝8。本实施例采用轻质钢丝支撑导向套，给导向套在某一方向上增加了刚度，对导向套起到支撑保护作用且保护推进杆不受压迫，避免分泌物的抽取受阻，同时增加了导向套的使用寿命。

本实施例穿刺针结构进一步包括若干弹簧卡片4；弹簧卡片固定在外穿刺针内壁上，且等间距均匀布置。弹簧卡片用于卡住和锁紧内穿刺针，防止在内穿刺针在探入过程中遭遇到血管、组织的阻力产生后滑的现象，保证了穿刺过程的安全性以及稳定性，相应的内穿刺针后端设有用于配合弹簧卡片的缺口。

内穿刺针设置于外穿刺针内部，内穿刺针直径比外穿刺针直径小0.02mm-0.05mm，弹簧卡片自然状态下长度为0.15mm-0.2mm。

本实施例中轻质钢丝与磁致伸缩片均为两个，嵌入在磁致伸缩转向导向套上对称配置。相应的通电导线也为两根，分别控制两个磁致伸缩片。分别给对称配置的磁致伸缩器件加以不同的电压量，将得到对称的两个不同的位移，位移差在该对称面上将产生一个偏转角度，从而控制引导穿刺针的偏向角度。

磁致伸缩片需要产生的位移与通电导线提供的电压通过压电陶瓷驱动曲线计算得到。

通电导线的电压与磁致伸缩片位移模型与基本迟滞特性关系式为：

式中：umax表示磁致伸缩器件的最大驱动电压，u0表示驱动电压的转折点电压值，lmax表示驱动器相对于自由状态的最大伸长量，l0表示驱动电压的转折点处，驱动器相对于自由状态的伸长量，s′+，s′-分别表示测得的正向、反向位移的迟滞特性曲线，s+，s-分别表示磁致伸缩器件驱动电压由u0开始正向、反向运动的电压-微位移关系，δu表示驱动电压相对于转折点电压值的变化量。

本实施例穿刺针结构使用时，将穿刺动作分为两个部分，首先通过外穿刺针进行普通穿刺，当在穿刺路径中出现大血管、组织滑移等情况时，通过对磁致伸缩片经通电导线加以不同的电量，使两对称方向的磁致伸缩片产生不同位移，从而使得磁致伸缩转向导向套产生一个偏转角度，内穿刺针在内穿刺针推进杆的作用下继续进行二次穿刺，二次穿刺过程中，设置多个弹簧卡片，每个弹簧卡片之间间隔相等，弹簧卡片通过其弹性变形力对内穿刺针实现锁紧功能。

根据图1和图2所示，该结构通过对称配置的磁致伸缩片实现穿刺针径向转向，并采用与磁致伸缩片正交配置的轻质钢丝支撑实现普通穿刺过程中磁致伸缩转向导向套的正常探入。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。