肾脏穿刺取样装置的制作方法

本发明涉及肾脏检测技术领域，具体而言，涉及一种肾脏穿刺取样装置。

背景技术：

现有技术中肾穿刺即肾活检，也称肾穿刺活检术。由于肾脏疾病的种类繁多，病因及发病机制复杂，许多肾脏疾病的临床表现与肾脏的组织学改变并不完全一致。比如，临床表现为肾病综合征，病理可以呈现为微小病变、轻微病变、轻度系膜增生、膜性肾病、膜增生性肾炎、局灶节段硬化等多种改变，其治疗方案及病情的发展结果也差别极大。

肾脏病的不同发展时期其组织病理的改变也不一致。比如，同样为iga肾病，可以在病理上表现为从接近正常的肾组织到多数肾小球硬化的几乎所有发展阶段。所以了解肾脏组织形态学的改变对临床医生判断病情、治疗疾病和估计预后方面提供了重要的依据。可以说，肾脏病理检查的开展是肾脏病学发展过程中的一个飞跃。目前，肾脏病理检查结果已经成为肾脏疾病诊断的金指标。通过肾穿刺活检术可以使超过三分之一患者的临床诊断得到修正。

目前一般采用一次性自动弹射活检枪，成人选用18g或16g活检针，儿童采用18g活检针进行肾脏穿刺手术。引导和活检均为超声科人员实施，由肾内科医生在超声医生实施超声介导下施行活检。一般均使用超声自带的介导设备以提高活检率。该方式穿刺定位难以精准，同时，采用垂直穿设方式，采样效果不佳，穿刺针的角度固定，不能寻找最合适的角度。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种肾脏穿刺取样装置，旨在解决现有的穿刺角度不理想造成的采样难的技术问题。

一个方面，本发明提出了一种肾脏穿刺取样装置，包括：圆柱型的气囊体、气泵和射流管道，其中，

所述气囊体的外侧套设有若干沿竖直方向排列的环形管，所述环形管沿水平方向设置，每一相邻的两环形管之间通过连接管连通，所述连接管沿竖直方向设置，相邻两所述环形管之间的所述连接管设置若干个、并沿所述环形管的圆周方向均匀的设置；

所述射流管道设置在所述环形管的内侧壁上，若干所述射流管道沿所述环形管的圆周方向均匀的排列设置，所述射流管道沿朝向所述气囊体侧壁的方向设置，所述射流管道的一端与所述环形管连通，另一端穿过所述气囊体的侧壁插设在所述气囊体内；

所述射流管道沿水平方向向所述气囊体的上底面方向倾斜设置，所述射流管道与所述气囊体的上底面之间保持预设角度的夹角，并且，所述射流管道沿所述气囊体的中轴线方向向所述气囊体的内侧壁方向偏转设置，所述射流管道与所述气囊体的内侧壁之间保持预设角度的偏转夹角；

所述气泵设置在所述气囊体的外侧，用于输出所述气体，所述气泵与其中一所述环形管连通，以将所述气体输送至所述环形管内；

所述气囊体内设置有放置架，所述放置架沿所述气囊体的中轴线方向设置，所述放置架上放置有若干采样瓶；

所述气囊体的下底面上设置有一转盘，所述转盘沿水平方向设置，所述放置架设置在所述转盘上，所述转盘用于带动所述放置架沿所述气囊体的周向方向旋转；

所述气囊体的上底面沿所述气囊体的轴线方向设置有一滑轨，所述滑轨插设在所述放置架内，所述滑轨的中轴线与所述放置架的中轴线重合，所述滑轨上设置有一温度采集器，所述温度采集器沿所述滑轨的设置方向平移，用于实时采集各所述采样瓶的温度数据；

所述射流管道的末端设置减压阀，控制射流管道的压力，在射流管道的出口端设置有微型气缸，气缸的活塞杆端设置一穿刺针。

进一步地，所述转盘上还设置一底板，在底板上设置穿刺板，在穿刺板上设置可以容纳穿刺针的空间，穿刺针来回伸缩，对人体穿刺部位进行穿刺；

在所述穿刺板的一侧设置有气缸，气缸的活塞杆通过设置在穿刺板侧壁上的孔与穿刺针连接，在人体部位的其中第一方向设置间隔15°的三个穿刺方向，可供三个穿刺针工作；在与第一方向相对位置的第二穿刺方向，可供一个穿刺针工作；在两个方向中间设置第三穿刺方向，可供一个穿刺针工作。

进一步地，在所述穿刺针上设置一微型图像采集器，其与一图像处理器连接，将信息传输至图像处理器中，并对图像进行分析处理。

进一步地，所述控制单元根据式(1)控制所述转盘的转动速度：

其中，v为转盘的转动速度，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，t为采样瓶的实时温度，t△为采样瓶的预设温度，s为转盘的周长，t为转盘的转动时间。

进一步地，所述射流管道与所述气囊体的上底面之间的夹角根据式(2)

确定：

其中，θ为射流管道与气囊体的上底面之间的夹角，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，l为射流管道的长度，r为气囊体的直径，n为气囊体的圆心角，π为圆周率，r为气囊体的半径。

进一步地，所述射流管道与所述气囊体的内侧壁之间的偏转夹角根据式(3)确定：

其中，α为射流管道与气囊体的上底面之间的夹角，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，l为射流管道的长度，r为气囊体的直径，a为射流管道与气囊体中轴线之间的距离，n为气囊体的圆心角，π为圆周率，r为气囊体的半径。

进一步地，通过所述转盘带动穿刺针旋转，在转动至适宜位置时，通过减压阀控制相应的气缸动作，进而带动穿刺针进行穿刺，获取样本，取下穿刺针将相应样本放入采样瓶中；在确定穿刺针的使用时，可根据旋转转盘的过程中，针头与人体部位的距离来肉眼确定，离人体部位较近的穿刺针优先使用，之后，顺时针旋转，顺次更换穿刺针，可对患者进行三次以上取样。

进一步地，相邻两所述环形管上的所述射流管道交错设置。

进一步地，所述转盘下侧设置有伺服电机，所述伺服电机与所述控制单元连接，所述伺服电机用于驱动所述转盘转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置转盘、气囊以及穿刺结构，能够使得穿刺针在最佳的角度进行穿刺，并且，避免穿刺针垂直插入人体部位，通过对穿刺针角度的设定，穿刺针倾斜插入人体部位，减轻痛苦，提升取样质量。同时，通过对若干穿刺针的设置，使其根据人体部位不同而在特定角度设置，定位准确，提升采样质量。通过在气囊体的外侧设置气泵以生成气体，并在气囊体的外侧套设环形管，环形管上设置射流管道，气泵生成气体的气体通过环形管进行射流管道，并由射流管道以射流的方式进行气囊体内，从而在气囊体内形成气体旋流，使得气体在气囊体内有效的流动。

进一步地，通过设置转盘带动放置架转动，放置架上的采样瓶跟随放置架在气囊体内旋转，从而与气囊体内气体旋流相结合。

进一步地，通过使射流管道向气囊体的上底面的方向倾斜预设的角度，从而使得由射流管道进入气囊体内的气体，能够由气囊体的下侧向气囊体的上侧进行流动，从而促进了气囊体内上下侧的气体流动效率。

进一步地，还通过使射流管道由气囊体的中轴线方向向气囊体的侧壁方向偏转预设的角度，进而使得由射流管道射入气囊体内的气体，在气囊体内形成气体旋流，使得气体在气囊体内能够旋转，进而气体能够在气囊体内有效的流动。

进一步地，通过将相邻两环形管上的射流管道交错设置，从而使得相邻两环形管上的射流管道输入气囊体内的气体能够有效的流动，以提高气体的流动效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的取样装置的俯视图；

图2为本发明实施例提供的取样装置的正视图；

图3为本发明实施例提供的转盘的剖视图；

图4为本发明实施例提供的穿刺针的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的穿刺结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1和2所示，本实施例提供了一种肾脏穿刺取样装置，包括：圆柱型的气囊体1、气泵4和射流管道5，气囊体1的外侧套设有若干沿竖直方向排列的环形管3，所述环形管3沿水平方向设置，每一相邻的两环形管3之间通过连接管7连通，所述连接管7沿竖直方向设置，相邻两所述环形管3之间的所述连接管7设置若干个、并沿所述环形管3的圆周方向均匀的设置。

具体而言，所述射流管道5设置在所述环形管3的内侧壁上，若干所述射流管道5沿所述环形管3的圆周方向均匀的排列设置，所述射流管道5沿朝向所述气囊体1侧壁的方向设置，所述射流管道5的一端与所述环形管3连通，另一端穿过所述气囊体1的侧壁插设在所述气囊体1内。

具体而言，所述射流管道5沿水平方向向所述气囊体1的上底面方向倾斜设置，所述射流管道5与所述气囊体1的上底面之间保持预设角度的夹角，并且，所述射流管道5沿所述气囊体1的中轴线方向向所述气囊体1的内侧壁方向偏转设置，所述射流管道5与所述气囊体1的内侧壁之间保持预设角度的偏转夹角。通过在气囊体1的外侧设置气泵4以生成气体，并在气囊体1的外侧套设环形管3，环形管3上设置射流管道5，气泵4输出的气体通过环形管3进入射流管道5，并由射流管道5以射流的方式排出气囊体1。

具体而言，所述气泵4设置在所述气囊体1的外侧，用于输出气体；所述气泵4与其中一所述环形管3连通，以将气体输送至所述环形管3内。

具体而言，所述气囊体1设置在放置架2上，所述放置架2沿所述气囊体1的中轴线方向设置，所述放置架2上放置有若干采样瓶，用以对采集的样本进行存储。具体而言，相邻两所述环形管3上的所述射流管道5交错设置，也即，在相邻的两环形管3之间，上侧的环形管3上的射流管道5，分别设置在两相邻的射流管道5之间的下侧的射流管道5上。

可以理解的是，通过使射流管道5向气囊体1的上底面的方向倾斜预设的角度，从而使得由射流管道5进入气囊体1内的气体，能够由气囊体1的下侧向气囊体1的上侧进行流动，从而促进了气囊体1内上下侧的气体流动效率。

进一步地，还通过使射流管道5由气囊体1的中轴线方向向气囊体1的侧壁方向偏转预设的角度，进而使得由射流管道5射入气囊体1内的气体，在气囊体1内形成气体旋流，使得气体在气囊体1内能够旋转，进而气体能够在气囊体1内有效的流动。通过将相邻两环形管3上的射流管道5交错设置，从而使得相邻两环形管3上的射流管道5输入气囊体1内的气体能够有效的流动，以提高气体的流动效率。

具体而言，所述气囊体1的下底面上设置有一转盘8，所述转盘8沿水平方向设置，所述放置架2设置在所述转盘8上，所述转盘8用于带动所述放置架2及气囊体1沿周向方向旋转。具体而言，所述气囊体1的上底面沿所述气囊体1的轴线方向设置有一滑轨，所述滑轨插设在所述放置架2内，所述滑轨的中轴线与所述放置架2的中轴线重合，所述滑轨上设置有一温度采集器，所述温度采集器沿所述滑轨的设置方向平移，用于实时采集各所述采样瓶的温度数据。

具体而言，所述滑轨上设置有一安装座，安装座卡设在滑轨上，所述温度采集器设置在所述安装座上，气囊体1的上底面上设置有一电缸，电缸与安装座连接，以驱动安装座沿滑轨的设置方向平移。所述气囊体1的外侧壁上设置有一控制单元，所述控制单元与所述转盘8和温度采集器连接，所述控制单元用于根据所述温度数据控制所述转盘8的转动速度。

可以看出，通过设置转盘8带动放置架2转动，放置架2上的采样瓶跟随放置架2在气囊体1内旋转，从而与气囊体1内气体旋流相结合，以保持标本的活性。

具体而言，控制单元优选为单片机、工控机。

具体而言，所述控制单元根据式(1)控制所述转盘8的转动速度：

其中，v为转盘的转动速度，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，t为采样瓶的实时温度，t△为采样瓶的预设温度，s为转盘的周长，t为转盘的转动时间。

可以看出，根据气囊体1内的气体流速和射流管道内的气体初始流速的比值，以及采样瓶的实时温度和采样瓶的预设温度的温度比值，进行转盘的转动速度的确定，以及对转盘的转动速度进行调整，从而能够有效地提高了转盘速度的控制效率。

具体而言，所述转盘8下侧设置有伺服电机12，所述伺服电机12与所述控制单元连接，所述伺服电机12用于驱动所述转盘8转动。伺服电机12固定在气囊体1的下底面上。

结合图3所示，具体而言，所述转盘8包括一圆形板9，圆形板9的下侧中部设置有连接轴11，所述连接轴11上套设有一齿轮13，所述伺服电机12设置在圆形板9的下侧，其设置在连接轴11的侧面，所述伺服电机12与所述连接轴11相对设置，两者连接驱动圆形板9旋转。

具体而言，圆形板9的下侧靠近边缘的位置设置有若干滚动轮14，所述滚动轮14沿圆形板9的周向方向环形排列。气囊体1的下底面上设置环形凹槽15，滚动轮14卡设在环形凹槽15内，通过设置滚动轮14以使得圆形板9沿气囊体1的周向方向转动。

具体而言，所述射流管道5与所述气囊体1的上底面之间的夹角根据式(2)确定：

其中，θ为射流管道与气囊体的上底面之间的夹角，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，l为射流管道的长度，r为气囊体的直径，n为气囊体的圆心角，π为圆周率，r为气囊体的半径。

具体而言，所述射流管道5与所述气囊体1的内侧壁之间的偏转夹角根据式(3)确定：

其中，α为射流管道与气囊体的上底面之间的夹角，ρ△为气囊体内的气体流速，ρ1为射流管道内的气体初始流速，l为射流管道的长度，r为气囊体的直径，a为射流管道与气囊体中轴线之间的距离，n为气囊体的圆心角，π为圆周率，r为气囊体的半径。

具体而言，所述气泵4与所述环形管3之间设置有输送管道6，所述输送管道6用于使所述气泵4与所述环形管3相连通。

具体而言，所述输送管道6上设置有阀门。通过设置阀门从而能够在无需进行气体加热时，关闭阀门。

具体而言，所述气囊体1的侧壁上开设有通孔，所述射流管道5穿设在所述通孔内。所述通孔的直径大于射流管道5的直径。

参阅图4所示，在本实施例中，射流管道5的末端设置减压阀91，控制射流管道的压力，在射流管道的出口端设置有微型气缸92，气缸92的活塞杆端设置一穿刺针210，同时，为了对穿刺后的效果进行图片采集，还可在穿刺针210上设置一微型图像采集器95，如图像传感器，微型摄像头等，其与一图像处理器94连接，可将信息传输至图像处理器94中，并对图像进行分析处理。

参阅图5所示，为了使适当的穿刺针210在适当的位置进行穿刺，本实施例在转盘上还设置一底板30，在底板30上设置穿刺板20，在穿刺板20上设置可以容纳穿刺针210的空间，穿刺针210来回伸缩，对人体穿刺部位90进行穿刺。在穿刺板20的一侧设置有气缸92，气缸的活塞杆通过设置在穿刺板侧壁上的孔260与穿刺针连接，如图中所示，为了与人体的肾脏部位贴合，本实施例中，在人体部位的其中第一方向设置间隔15°的三个穿刺方向，可供三个穿刺针工作；在与第一方向相对位置的第二穿刺方向，可供一个穿刺针工作；在两个方向中间设置第三穿刺方向，可供一个穿刺针工作。在实际使用使，按照图式中的逆时针方向逐步确定穿刺方向。通过转盘8带动图5所示的穿刺机构旋转，在转动至适宜位置时，通过减压阀控制相应的气缸动作，进而带动穿刺针进行穿刺，获取样本，取下穿刺针将相应样本放入采样瓶中。在确定穿刺针的使用时，可根据旋转转盘的过程中，针头与人体部位的距离来肉眼确定，离人体部位较近的穿刺针优先使用，之后，顺时针旋转，顺次更换穿刺针，可对患者进行三次以上取样。

具体而言，所述通孔与所述射流管道5之间设置有封堵物，所述封堵物用于使所述气囊体1内形成一密闭的腔体。通过设置封堵物使得气囊体1内形成一密闭腔体，从而防止气体的流失，提高了资源利用效率，从而节约资源。

具体而言，上述每一环形管3上的射流管道5的管径之和小于环形管3的内径，从而使得气体由环形管3进入射流管道5时，能够增加气体的流速，进而提高气体在气囊体1内的流动效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。