超声引导下的动物体内血管可视化定位装置的制作方法

本实用新型涉及动物致伤实验装置技术领域，具体涉及一种超声引导下的动物体内血管可视化定位装置。

背景技术：

在研究火器贯穿伤或盲道伤的现场止血或伤道修复时，常使用弹道枪精准致伤动物体内的特定组织，如器官或血管等，仿真战场或反恐条件下人体特定部位的致伤效果，建立标准化动物致伤模型，作为止血材料、止血装置结构设计和效果评价的依据。

在致伤实验动物外表面时，弹道枪的射击精准度和重复性良好，为建立标准化动物致伤模型，实现子弹的精准致伤定位，实验动物通常采用支撑或悬吊固定于平台上，然后将实验动物的拟致伤部位调至子弹轨迹线上。受重力加速度影响，子弹射出后的自由飞行轨迹为抛物线。考虑到子弹飞行速度较快(700-1000m/s)，经计算，在允许误差范围内(±1mm)，弹道枪有效射程内任意2m之间的子弹飞行轨迹可近似为直线。如选择致伤距离为15m，即拟致伤动物放置于15m处，可在16m和17m处分别放置第一定位靶101和第二定位靶102，第一定位靶101和第二定位靶102设为空心定位靶架并贴上靶纸，将弹道枪103位置调至水平后射击，在靶纸表面形成两个弹孔104，两个弹孔中心的连线即为子弹射击轨迹线105。子弹射击轨迹线105的形成如图1所示。

然而在致伤动物体内组织时，因组织在动物体内不可见，必须通过辅助设备，使其相对位置间接显现出来，方可实现精准致伤。

实验动物体内组织致伤实验通常利用超声、x线等影像设备进行组织的显像，并在实验动物体表描绘横向和纵向交叉切迹线106，来标记弹着点和子弹射击轨迹走向，如图2所示。射击致伤时子弹轨迹线与实验动物体表之间的夹角，即子弹相对于体表的入射角度，需要依靠经验测算和调整，存在一定的系统误差，因此以交叉切迹线标记的致伤成功率仅在10％～20％之间，难以建立可重复的标准化实验动物致伤模型。

经分析，上述定位误差主要由以下几方面因素引起：

(1)按照交叉切迹线的标记方法，难以精确确定子弹入射角度。

实验动物体内拟致伤组织距离表皮有一定距离，即使能够保证子弹弹着点在实验动物体表有良好的重复性，随入射深度增加而逐渐增大，入射角度的偏差必然造成子弹轨迹越来越偏离拟致伤组织。例如在100mm致伤深度时，10°的入射角度的偏差将会造成子弹偏离预期轨迹17mm，若致伤动脉血管107等微小组织(直径仅为5-10mm)，子弹将偏离拟致伤组织，从而造成实验失败。

(2)动物体表为柔软组织，体位调整将影响切迹线标记准确性。

在进行实验动物致伤时，多采用捆绑动物四肢悬吊方式固定，以便于致伤组织充分暴露。切记线标记完成后，在进行定位调节时，实验动物体位会发生变化，实验动物表皮和体内组织会随受力改变而产生形变，从而产生相对位置的改变，致使拟致伤组织偏离切迹线标记位置，即使定位前切迹线位置标记准确，也会因定位调节而产生偏离，难以建立可重复的标准化实验动物致伤模型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，提供一种可以精确确定子弹入射角度，并可通过激光定位装置，确保子弹对实验动物的致伤定位精准，不会因为入射角度的偏差会造成子弹偏离预期轨迹，即使是致伤组织为动脉血管等微小组织，子弹也不会偏离，从而可以保证实验成功的超声引导下的动物体内血管可视化定位装置。

为此，采用的技术方案为一种超声引导下的动物体内血管可视化定位装置，包括超声诊断仪、超声探头、穿刺引导架、激光定位装置和穿刺针，所述超声探头与所述超声诊断仪电连接，所述穿刺引导架安装于靠近所述超声探头的工作端；所述激光定位装置包括支撑架，所述支撑架的顶端从左到右依次连接设有激光器、第一定位环和第二定位环，所述第一定位环和第二定位环的正中心均设有水平贯穿的准直定位孔，所述激光器射出的激光定位线穿过所述准直定位孔和弹孔；所述穿刺针安装于所述支撑架的底端，且所述穿刺针靠近尖刺的前端安装于所述穿刺引导架的定位槽内，所述激光定位线与所述穿刺针的轴线平行。

优选的，所述激光器安装于固定座的正中心，所述固定座和所述第一定位环的底端垂直向下连接设有固定支杆，所述固定支杆上设有外螺纹，所述固定支杆向下穿过所述支撑架且所述外螺纹露出所述支撑架，所述外螺纹处设有相配合的锁紧螺母；所述第二定位环的底端垂直向下连接设有螺纹杆，所述螺纹杆拧入所述支撑架内；所述固定支杆远离所述支撑架的底端连接设有夹套，所述穿刺针水平穿过所述夹套且平行于所述准直定位孔的中心线。

优选的，所述固定座和所述第一定位环之间设有连接杆，所述连接杆的一端与所述支撑架固定连接，所述连接杆远离所述支撑架的顶端设有万向调节接头，所述万向调节接头远离所述连接杆的顶端连接设有万向杆，所述万向杆远离所述万向调节接头的一端与支撑杆连接，所述万向杆设为沿着所述支撑杆的纵向轴线上下调节。

优选的，所述支撑杆包括固定杆和水平杆，所述固定杆竖直设置，所述水平杆垂直连接于所述固定杆，所述水平杆上设有连接套，所述连接套包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒和第二套筒的轴线相互垂直，所述水平杆水平穿过所述第一套筒通过水平锁定旋钮锁紧，所述万向杆垂直穿过所述第二套筒通过垂直锁定旋钮锁紧。

优选的，所述万向杆上远离所述万向调节接头的一端设有凹槽，所述凹槽沿所述万向杆的轴线设置，所述第二套筒的内壁上设有凸块，所述凸块与所述凹槽配合。

优选的，所述万向调节接头设为球形云台，所述万向调节接头包括云台底座和云台本体，所述云台底座的一端与所述云台本体连接，所述云台底座远离所述云台本体的另一端与所述万向杆连接，所述云台本体内部设置有球体，所述球体与所述云台本体转动连接，所述球体从所述云台本体远离所述云台底座的另一端露出且与所述连接杆通过螺纹连接，所述球体转动使得所述连接杆沿前后左右方向倾斜，所述云台本体侧面设置的锁紧机构对所述球体的倾斜转动进行锁紧。

优选的，所述夹套包括夹座和夹套，所述夹座的顶端与所述固定支杆的底端固定连接，所述夹座的一端设为沿着水平轴线向前逐渐收缩的圆台，所述圆台上设有切槽，所述切槽设为从所述圆台的小端沿所述夹座的轴线向大端延伸，所述夹套内设有圆锥孔，所述圆锥孔与所述圆台配合；所述夹座靠近所述圆台的大端处设有外螺纹，所述夹套内设有内螺纹孔，所述内螺纹孔与所述圆锥孔的大端处连通，所述内螺纹与所述外螺纹配合；所述穿刺针穿过所述夹座的中心，在所述圆台处所述穿刺针由所述夹座夹紧，且所述穿刺针的针尖一端露出所述夹座。

一种超声引导下的动物体内血管可视化定位方法，包括以下步骤：

s1：将消毒后的穿刺引导架安装在超声探头上，穿刺针安装在穿刺引导架上并锁紧固定，超声探头将超声图像实时发送至超声诊断仪，超声诊断仪的显示器上实时显示穿刺针的穿刺引导线；

s2：将穿刺针安装于支撑架的底端，且穿刺针靠近尖刺的前端安装于所述穿刺引导架的定位槽内；

s3：微调节所述激光器，使其射出的激光定位线穿过所述准直定位孔15，且所述激光定位线与所述穿刺针的轴线平行；

s4：将激光器和穿刺针的位置固定于支撑架上，在超声穿刺引导模式下，手动调节超声探头的位置和方向，带动穿刺针和支撑架一起移动，使图像上的穿刺引导线穿过实验动物的致伤组织，此时穿刺针的走向即可对准致伤组织，从而形成致伤标记线。

在保持激光定位装置和实验动物的相对位置不变的情况下，进行以下步骤调整：

s5：激光定位线与穿刺针代表的致伤标记线方向一致且平行，并在垂直方向上保持一个固定的距离，即激光定位线和穿刺针之间保持垂直距离l；

s6：调整激光定位装置的高度和相对于定位靶的角度，使激光定位线穿过两个定位靶弹孔的中心，从而使激光定位线与子弹射击轨迹线重合；

s7：将激光定位装置向上垂直提升固定距离l，即可将致伤标记线与子弹射击轨迹线调至重合，此时子弹致伤实验动物的入射点即为穿刺针针尖与动物皮肤的接触点，子弹射入后，可沿穿刺针的走向致伤实验动物体内组织。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的超声引导下的动物体内血管可视化定位装置和方法，可以精确确定子弹入射角度，并可通过激光定位装置，确保子弹对实验动物的致伤定位精准，不会因为入射角度的偏差会造成子弹偏离预期轨迹，即使是致伤组织为动脉血管等微小组织，子弹也不会偏离，从而可以保证实验成功。

2.本实用新型提供的超声引导下的动物体内血管可视化定位装置和方法，进一步可避免人为瞄准实验动物的致伤部位带来的不确定性，以及造成的诸多实验误差；有利于建立可重复的标准化动物致伤模型，为后续的实验及相关的评价工作提供了有效依据(作为止血材料、止血装置结构设计和效果评价的依据)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为子弹射击轨迹线的形成示意图；

图2为交叉切迹线示意图；

图3为超声引导下的穿刺定位原理示意图；

图4为本实用新型提供的超声引导下的动物体内血管可视化定位装置的主视图；

图5为激光定位线与子弹射击轨迹线调节重合示意图；

图6为致伤标记线与子弹射击轨迹线调节重合示意图；

图7为本实用新型提供的激光定位装置的结构示意图(激光定位线的形成原理示意图)；

图8为本实用新型提供的超声引导下的动物体内血管可视化定位装置的立体视图；

图9为图8所示的a-a剖视图；

图10为图8所示的ⅰ处放大视图；

图11为夹套的设计结构示意图；

图12为圆台的设计结构示意图；

101-第一定位靶；102-第二定位靶；103-弹道枪；104-弹孔；105-子弹射击轨迹线；106-横向和纵向交叉切迹线；107-血管；

11-支撑架；12-激光器；13-第一定位环；14-第二定位环；15-准直定位孔；16-激光定位线；17-固定座；18-固定支杆；19-夹套；20-连接杆；21-万向调节接头；22-万向杆；23-支撑杆；24-连接套；25-凹槽；26-凸块；27-球体；28-水平垂直指示仪；29-穿透孔；30-穿刺针；31-超声诊断仪；32-超声探头；33-穿刺引导架；40-夹座；41-锁套；42-圆台；43-切槽；44-圆锥孔；

211-云台底座；212-云台本体；231-固定杆；232-水平杆；241-第一套筒；242-第二套筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种超声引导下的动物体内血管可视化定位装置，如图4所示，包括超声诊断仪31、超声探头32、穿刺引导架33、激光定位装置和穿刺针30，所述超声探头32与所述超声诊断仪31电连接，所述穿刺引导架33安装于靠近所述超声探头32的工作端；所述激光定位装置包括支撑架11，所述支撑架11的顶端从左到右依次连接设有激光器12、第一定位环13和第二定位环14，所述第一定位环13和第二定位环14的正中心均设有水平贯穿的准直定位孔15，所述激光器12射出的激光定位线16穿过所述准直定位孔15和弹孔104；所述穿刺针30安装于所述支撑架11的底端，且所述穿刺针30靠近尖刺的前端安装于所述穿刺引导架33的定位槽内，所述激光定位线16与所述穿刺针30的轴线平行。

激光器12可选用发出可见光的激光笔；当将拟致伤动物放置于15m处，可在16m和17m处分别放置第一定位靶101和第二定位靶102，第一定位靶101和第二定位靶102设为空心定位靶架并贴上靶纸，将弹道枪103位置调至水平后射击，在靶纸表面形成两个弹孔104，两个弹孔中心的连线即为子弹射击轨迹线105，此时将弹道枪103固定。

超声诊断仪可选用便携式彩色多普勒超声诊断仪，使得显示的超声图像更加准确和清晰；超声探头可选用sonostite大凸c60x探头，如图3所示，该超声探头配置有相应的穿刺引导架，引导穿刺针进入穿刺目标，保证了穿刺针沿预定的穿刺角度与深度进入扫描平面，刺中目标，并发送到超声诊断仪实时生成超声图像并进行显示，即可实时监视穿刺全过程，提高了穿刺的准确性和可靠性。

将穿刺针30安装于支撑架11的底端，且穿刺针30靠近尖刺的前端安装于穿刺引导架33的定位槽内，激光定位线16与穿刺针30的轴线平行。手动调节超声探头的位置和方向，由于穿刺针安装在超声探头长轴的侧方并固定在穿刺引导架的定位槽内，带动穿刺针和支撑架一起移动，超声探头实时地将实验动物的致伤组织的超声图像发送到超声诊断仪实时生成超声图像并进行显示，同时图像上的穿刺引导线以最佳的角度穿过实验动物的致伤组织，此时穿刺针的走向即可对准致伤组织，从而形成致伤标记线，该穿刺针的走向即为子弹的入射角度；同时在保持激光定位装置和实验动物的相对位置不变的情况下，进行以下步骤的调整。

首先将激光器12射出的激光定位线16穿过准直定位孔15和弹孔104，使激光定位线16穿过两个定位靶的弹孔104的中心，从而使激光定位线16与子弹射击轨迹线105重合，如图5所示；

由于激光定位线16与穿刺针30保持平行并保持固定的距离l，超声引导下的穿刺针30可视化显示致伤标记线，然后将穿刺针30移动该距离l，即可将致伤标记线与子弹射击轨迹线105调至重合，此时子弹致伤动物的入射点即为穿刺针30针尖与动物皮肤的接触点，子弹入射后，可沿穿刺方向致伤动物体内组织，如图6所示。这样先通过激光定位线16与子弹射击轨迹线105调至重合，再将致伤标记线与子弹射击轨迹线105调至重合。

通过超声诊断仪实时对实验动物体内致伤组织的超声图像进行显示，以及图像上的穿刺引导线以最佳的角度穿过实验动物的致伤组织，这种可视化的定位装置的设计可以精确确定子弹入射角度；并通过激光定位装置，确保了子弹对实验动物的致伤定位精准，不会因为入射角度的偏差会造成子弹偏离预期轨迹，即使是致伤组织为动脉血管等微小组织，子弹也不会偏离，从而可以保证实验的成功；进一步可避免人为瞄准实验动物的致伤部位带来的不确定性，以及造成的诸多实验误差；有利于建立可重复的标准化动物致伤模型，为后续的实验及相关的评价工作提供了有效依据(作为止血材料、止血装置结构设计和效果评价的依据)。

为了有利于将穿刺针30调至子弹射击轨迹线105，可将穿刺针30与激光定位线16保持固定的垂直距离l，优选的方案为所述激光器12安装于固定座17中，所述固定座17和所述第一定位环13的底端垂直向下连接设有固定支杆18，所述固定支杆18上设有外螺纹，所述固定支杆18向下穿过所述支撑架11且所述外螺纹露出所述支撑架11，所述外螺纹处设有相配合的锁紧螺母；所述第二定位环14的底端垂直向下连接设有螺纹杆，所述螺纹杆拧入所述支撑架11内；所述固定支杆18远离所述支撑架11的底端连接设有夹套19，所述穿刺针30水平穿过所述夹套19且平行于所述准直定位孔15的中心线。固定座17可设为从中间圆孔剖开的两件夹块式，微调节激光器12使其发出的激光定位线16穿过准直定位孔15，再将夹块的螺栓旋紧使夹块固定住激光器12，夹套19可选用具有一定柔性材料制作，夹套19的中心可设有圆孔，穿刺针30可在圆孔中自由移动；当将穿刺针30固定在两个夹套19中时，此时固定座17和第一定位环13的中心线平行于穿刺针30的轴线，然后将锁紧螺母拧紧于固定支杆18上，锁紧螺母的端面抵紧支撑架11的底端，从而将固定座17和第一定位环13固定于支撑架11上，再微调第二定位环14，使激光定位线16穿过其准直定位孔15的中心。

所述固定座17和所述第一定位环13之间设有连接杆20，所述连接杆20的一端与所述支撑架11固定连接，所述连接杆20远离所述支撑架11的顶端设有万向调节接头21，所述万向调节接头21远离所述连接杆20的顶端连接设有万向杆22，所述万向杆22远离所述万向调节接头21的一端与支撑杆23连接，所述万向杆22设为沿着所述支撑杆23的纵向轴线上下调节。当激光定位线16与穿刺针30保持平行并保持的垂直距离l固定后，调节激光定位线16与子弹射击轨迹线105重合时，通过万向调节接头21可使激光定位装置实现左右前后的倾斜调节，方便激光定位线16与子弹射击轨迹线105调至重合。

如图7-图8所示，为了方便调节激光定位装置垂直上下及水平左右移动，优选的方案为所述支撑杆23包括固定杆231和水平杆232，所述固定杆231竖直设置，所述水平杆232垂直连接于所述固定杆231，所述水平杆232上设有连接套24，所述连接套24包括第一套筒241和第二套筒242，所述第一套筒241和第二套筒242的轴线相互垂直，所述水平杆232水平穿过所述第一套筒241通过水平锁定旋钮锁紧，所述万向杆22垂直穿过所述第二套筒242通过垂直锁定旋钮锁紧。实验动物通常采用支撑或悬吊固定于实验平台上，固定杆231可固定连接于该实验平台上，水平杆232垂直于固定杆231并设置于固定杆231的顶端，第一套筒241和第二套筒242的轴线相互垂直，这样可调节激光定位装置的垂直上下位置，或沿支撑杆23水平左右移动，第一套筒241和第二套筒242的侧壁上可设有锁紧螺母对激光定位装置的位置进行锁定。

如图9所示，所述万向杆22上远离所述万向调节接头21的一端设有凹槽25，所述凹槽25沿所述万向杆22的轴线设置，所述第二套筒242的内壁上设有凸块26，所述凸块26与所述凹槽25配合。凸块26与凹槽25的配合可实现对激光定位装置的调节上下位置时进行导向，不会改变激光定位装置相对于实验平台的位置，可避免致伤标记线偏离于子弹射击轨迹线105，凹槽25沿所述万向杆22的轴线设置，凹槽25的长度可设为可提升垂直的固定距离l，当向上提升激光定位装置距离l时，凸块26到达凹槽25的最底端，从而实现激光定位装置的精准定位，然后通过第二套筒242侧壁的锁紧螺母将万向杆22锁紧。

如图10所示，所述万向调节接头21设为球形云台，所述万向调节接头21包括云台底座211和云台本体212，所述云台底座的一端与所述云台本体连接，所述云台底座远离所述云台本体的另一端与所述万向杆22连接，所述云台本体内部设置有球体27，所述球体27与所述云台本体转动连接，所述球体27从所述云台本体远离所述云台底座的另一端露出且与所述连接杆20通过螺纹连接，所述球体27转动使得所述连接杆20沿前后左右方向倾斜，所述云台本体侧面设置的锁紧机构对所述球体27的倾斜转动进行锁紧。万向调节接头21可采用球形云台的结构，这样可灵活调节激光定位装置实现左右前后的倾斜，更容易使激光定位线16与子弹射击轨迹线105调至重合，并通过锁紧机构对该位置进行锁定，可使后续的实验顺利进行，确保了射击的准确性。

所述支撑架11上设有水平垂直指示仪28；所述连接杆20的中心设有穿透孔29。水平垂直指示仪28可用于指示支撑架11横向的水平度和纵向的垂直度；穿透孔29的设置可实现连接杆20对激光定位线16的无遮挡，可确保其穿过准直定位孔15和弹孔104。

考虑到穿刺针30是细长件，在夹紧固定时易弯曲变形，而且穿刺针在操作时需灵活水平自由移动，针对这些问题本申请的申请人还做了如下设计：

如图11-图12所示，所述夹套19包括夹座40和锁套41，所述夹座40的顶端与所述固定支杆18的底端固定连接，所述夹座40的一端设为沿着水平轴线向前逐渐收缩的圆台42，所述圆台42上设有切槽43，所述切槽43设为从所述圆台42的小端沿所述夹座的轴线向大端延伸，所述锁套41内设有圆锥孔44，所述圆锥孔44与所述圆台42配合；所述夹座40靠近所述圆台42的大端处设有外螺纹，所述锁套41内设有内螺纹孔，所述内螺纹孔与所述圆锥孔44的大端处连通，所述内螺纹与所述外螺纹配合；所述穿刺针30穿过所述夹座40的中心，在所述圆台42处所述穿刺针30由所述夹座40夹紧，且所述穿刺针30的针尖一端露出所述夹座40。将穿刺针30依次穿过夹座40及锁套41，此时锁套41通过螺纹配合套在夹座40上，并不完全拧紧螺纹，穿刺针30可在夹座40内自由水平移动；切槽43在圆台42上呈圆周均匀分布，切槽13优选设为六个，由于圆锥孔44与圆台42的配合是通过面接触实现夹紧，使得相邻的切槽43之间的切片发生径向变形，切片向内收缩，当完全拧紧螺纹时，使得圆台42的小端收缩，从而夹座40夹紧穿刺针30，这样穿刺针30与支撑架11的相对位置固定，当手动调节超声探头的位置和方向时，可使穿刺针和支撑架一起整体移动，方便操作；通过螺纹的预紧力可调节切片发生径向变形的夹紧力夹紧穿刺针30，不易使穿刺针30发生弯曲变形，而且易于调节穿刺针30的松开和夹紧。

一种超声引导下的动物体内血管可视化定位方法，包括以下步骤：

s1：将消毒后的穿刺引导架安装在超声探头上，穿刺针安装在穿刺引导架上并锁紧固定，超声探头将超声图像实时发送至超声诊断仪，超声诊断仪的显示器上实时显示穿刺针的穿刺引导线；

s2：将穿刺针安装于支撑架的底端，且穿刺针靠近尖刺的前端安装于所述穿刺引导架的定位槽内；

s3：微调节所述激光器12，使其射出的激光定位线16穿过所述准直定位孔15，且所述激光定位线与所述穿刺针的轴线平行；

s4：将激光器12和穿刺针的位置固定于支撑架上，在超声穿刺引导模式下，手动调节超声探头的位置和方向，带动穿刺针和支撑架一起移动，使图像上的穿刺引导线穿过实验动物的致伤组织，此时穿刺针的走向即可对准致伤组织，从而形成致伤标记线。

在保持激光定位装置和实验动物的相对位置不变的情况下，进行以下步骤调整：

s5：激光定位线与穿刺针代表的致伤标记线方向一致且平行，并在垂直方向上保持一个固定的距离，即激光定位线和穿刺针之间保持垂直距离l；

s6：调整激光定位装置的高度和相对于定位靶的角度，使激光定位线穿过两个定位靶弹孔的中心，从而使激光定位线与子弹射击轨迹线重合；

s7：将激光定位装置向上垂直提升固定距离l，即可将致伤标记线与子弹射击轨迹线调至重合，此时子弹致伤实验动物的入射点即为穿刺针针尖与动物皮肤的接触点，子弹射入后，可沿穿刺针的走向致伤实验动物体内组织。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。