專利名稱：超聲定位穿刺置管儀的制作方法
一種超聲定位穿刺置管儀。
本發(fā)明涉及利用超聲多普勒效應(yīng)作脈管定位的穿刺置管裝置，它包括超聲定位探測系統(tǒng)，驅(qū)動控制系統(tǒng)，機械穿刺系統(tǒng)及特殊穿刺針體?？蓪崿F(xiàn)穿刺針起始定向彈射，自動進、停、退針、是醫(yī)用穿刺置管儀器。
目前臨床上應(yīng)用的置管技術(shù)基本上采用手動操作。對休克，特別是失血性休克的搶救工作，首要措施是解決有效循環(huán)血量不足的問題?，F(xiàn)行的措施1，穿抗休克褲以減少灌注組織的血容量來維持患者的生命。但抗休克褲攜帶不便，穿著麻煩、費時，僅是抗休克的臨時輔助手段，不能代替液體復(fù)蘇。2，作靜脈切開置管或鎖骨下靜脈穿刺置管進行輸液擴充血容量。但靜脈切開置管技術(shù)難度較高，操作時間長。
而且，由于施行切開術(shù)須游離并結(jié)扎血管，再縫合皮膚及皮下組織等，易造成感染并破壞了血管。鎖骨下靜脈穿刺置管，要求操作技術(shù)更高，易引起氣胸、血胸、臂叢損傷等重大并發(fā)癥，在老年肥胖及異常解剖病例則更易發(fā)生。因此，現(xiàn)行的置管技術(shù)對技術(shù)條件及環(huán)境要求較高，尤其在有大批傷員的施工現(xiàn)場、野外、戰(zhàn)地等特殊環(huán)境下，現(xiàn)有技術(shù)受到很大限制。
在GB1507329專利文獻中公開一種多普勒超聲定位脈管穿刺裝置，目的在于應(yīng)用超聲定位技術(shù)，配合手動穿刺操作，對患者進行置管。它是由超聲探測構(gòu)件、普通針頭和送針裝置所構(gòu)成。其不足之處是在施行穿刺進、停、退針過程中，無機電自動控制功能，均任操作者主觀感覺及經(jīng)驗，針尖在血管內(nèi)的適中位置不易判斷。同時，手動穿刺進針無法感知針尖是否抵達血管，往往由于血管上下壁的貫通反彈作用而穿透血管，造成血管損傷及其它并發(fā)癥。
本發(fā)明的任務(wù)在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，公開一種新型置管裝置，即超聲定位穿刺置管儀。該裝置采用超聲定位技術(shù)，在控制系統(tǒng)配合下，可實現(xiàn)機械穿刺，自動進、停、退針。用聲、光同步來準確判斷定位目標及顯示穿刺成功，同時發(fā)出停針信號實現(xiàn)自動停針，從而達到迅速置管的目的。它適用各種醫(yī)療環(huán)境，初級衛(wèi)生人員稍經(jīng)訓(xùn)練即可操作，減少了血管損傷及手術(shù)感染的機會，避免了血脈氣胸等重大并發(fā)癥的發(fā)生。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施實現(xiàn)探測系統(tǒng)是測定脈管穿刺目標的。利用多普勒效應(yīng)，由高頻振蕩器激勵一個換能晶體向組織深部發(fā)射超聲波束。該波束穿過血時，受流動的血流及或運動的血管壁調(diào)制發(fā)出反射波，被另接收換能器接收，經(jīng)高放、檢波，功率放大后轉(zhuǎn)化為音響訊號及電平顯示信號。根據(jù)聲、光信號可準確判斷血管的穿刺目標，通過限位開關(guān)驅(qū)動彈機構(gòu)使穿刺針體有一個初始彈射，瞬間刺入肌膚的動作，隨之通過驅(qū)動開關(guān)啟動驅(qū)動控制系統(tǒng)進行自動進針。驅(qū)動控制系統(tǒng)是控制電路及微電機組成，該電機啟動即帶動機械穿刺系統(tǒng)完成自動進或退針的功能。所說機械穿刺系統(tǒng)主要由起始彈射機構(gòu)和傳動體組成，該傳動體通過連接部件帶動特殊穿刺針進行穿刺進針時，同時可產(chǎn)生負壓并通過軟管與穿刺針相連。所說特殊穿刺針是由針管和針芯套用的組合結(jié)構(gòu)。針管和針芯又是相互絕緣的兩個電極，它們分別與自動停針控制電路相應(yīng)電極相接。利用了血液的導(dǎo)電性質(zhì)，在控制電路作用下，完成自動停針功能。
本發(fā)明還可通過以下措施加以實現(xiàn)上述的傳動體包括可以在外導(dǎo)套內(nèi)滑動的筒形滑套。該滑套上側(cè)壁可設(shè)開口槽或為封閉形，其下側(cè)壁前端設(shè)有起彈射定向作用的導(dǎo)向鍵，它與外導(dǎo)套內(nèi)的導(dǎo)向槽配合。在所說的滑套下側(cè)外壁還設(shè)有限位槽，在限位控制板上的限位銷軸控制下完成穿刺針的不同射程的起始彈射動作。在所說的滑套中心有傳動絲杠軸，該軸可根據(jù)滑套不同的結(jié)構(gòu)，選擇不同螺距(疏和密)的雙螺距絲杠或一種螺距的單螺距絲杠軸。所說傳動絲杠軸與套內(nèi)連接件直接以螺紋相連，再通過套內(nèi)連接件間接與套外連接件相連。該套外連接件是滑套外部夾持穿刺針的部件。在傳動絲杠軸后端可拆式與電機變速器相連，啟動電機即帶動傳動絲杠軸轉(zhuǎn)動螺紋驅(qū)使套內(nèi)連接件前進，由它牽動套外連接件攜帶穿刺針，實現(xiàn)自動穿刺進針或退針。為了在穿刺進針同時形成負壓，根據(jù)滑套不同結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的不同傳動絲杠軸(雙螺距或單螺距)，可用不同方式形成負壓。如用封閉形滑套，相應(yīng)采用單螺距傳動絲杠軸，此種結(jié)構(gòu)直接由套內(nèi)連接件與滑套的后端軸承蓋之間形成負壓腔。在傳動絲杠軸轉(zhuǎn)動帶著內(nèi)套連接件前進是即形成負壓(真空)。如用帶有開口槽形滑套，相應(yīng)采用雙螺距傳動絲杠軸，其前段疏螺距絲杠直接帶動套內(nèi)連接件完成穿刺進針動作，而后段密螺距絲杠配有專用真空絲母與滑套的后端軸承蓋之間形成負壓腔。在傳動絲杠軸轉(zhuǎn)動時，套內(nèi)連接件與真空絲母同時沿絲杠軸前進，前者完成穿刺進針而后者即形成負壓。
為了實現(xiàn)穿刺針的起始彈射動作，所說的彈射機構(gòu)是借助于彈性元件完成的，該彈性元件可用彈簧充任，彈簧是裝在滑套外徑與外導(dǎo)套內(nèi)徑之間。前端頂壓在滑套外壁凸臺的斷面，后端受外導(dǎo)套的后端蓋制約。當滑套后拉，彈性元件被壓縮，即形成彈射態(tài)勢。利用滑套下側(cè)外壁不同間距的限位槽，限位銷軸以限位開關(guān)調(diào)節(jié)其射程，現(xiàn)實起始彈射的作動。隨即啟動電機實現(xiàn)自動穿刺進針，以后的工作過程即如上述。
本發(fā)明曾選用2條家兔23條狗先后進行146次穿刺置管試驗，置管后未發(fā)生大的血腫和其開發(fā)癥。狗的血壓降至30mmHg時仍能準確定位穿刺和置管，其穿刺、置管成功率達80%以上，而且，每次穿刺置管歷時約2-3分鐘完成操作，最快僅1分16秒。本發(fā)明具備穿刺初始彈射、自動進針一次成功，不須往復(fù)穿刺操作，減少組織損傷及患者痛苦。且操作簡單、攜帶方便，使用條件要求不高，一般初級衛(wèi)生人員稍經(jīng)訓(xùn)練即能勝任工作。適用城鄉(xiāng)一般醫(yī)療單位，特別對施工現(xiàn)場、野外作業(yè)，戰(zhàn)地環(huán)境下，搶救失血休克等危急病例提供方便，在有大批休克傷員情況下，更能揮其優(yōu)越性。本裝置還可用于鎖骨下動、靜脈穿刺置管，股動、靜脈穿刺置管，頸動脈、肱動脈、
動脈、脛后動脈的穿刺置管，適用范圍較廣。
本發(fā)明附圖面說明如下

圖1.為本發(fā)明總框圖。
圖2.為收、發(fā)、波束、血管及穿刺針之間的相對位置示意圖。
圖3.為機械穿刺和彈射系統(tǒng)總體示意圖。
圖4.為雙螺距傳動絲杠軸。
圖5.為外導(dǎo)套立體示意圖。
圖6.為帶開口槽滑套圖。
圖7是套內(nèi)連接部件、真空絲母與套外連接件的另件圖。
圖8.為不同形式探測壓膚器件示意圖。
圖9.為滑套42與其后端軸承蓋48相對關(guān)系示意圖，49為(負壓)導(dǎo)氣孔。
圖10為圖3的不同機殼結(jié)構(gòu)的選擇方案圖。
本發(fā)明下面將結(jié)合附圖對實施例作進一步描述圖1是本發(fā)明總框圖，其中1是探測系統(tǒng)，2是驅(qū)動控制系統(tǒng)，3是機械穿刺系統(tǒng)，4是特殊穿刺針體，70是穿刺目標的肌膚血管(示意)。圖2是超聲收發(fā)波束與血管70，穿刺針4之間相對位置示意圖。首先由高頻振蕩器7產(chǎn)生一個超聲振蕩與發(fā)射晶體(換能器)8(E)的固有頻率相諧拍，從而激勵換能晶體8(E)向穿刺目標的組織深部70發(fā)射超聲波束。該波束受血管中流動的血液所調(diào)制進行反射，反射波被接受晶體9(S)所接收。再經(jīng)高頻放大10，由檢波器11分離出血流調(diào)制的音頻訊號。經(jīng)功率放大12后即轉(zhuǎn)化為音響13及電平指示14。電平顯示14即是圖3中的一排發(fā)光二極管34，根據(jù)血流音頻響度或和電平顯示，可準確判斷穿刺目標。在穿刺進針之前，先通過限位開關(guān)驅(qū)使彈性機構(gòu)3進行起始彈射，使穿刺針4瞬間刺入肌膚70中。隨之按下驅(qū)動開關(guān)15，即通過驅(qū)動控制電路17啟動微電機18并帶動傳動體22。該傳動體22又牽動穿刺針體4在起始射程的彈射基礎(chǔ)上，繼續(xù)自動地向組織70深部進針。當穿刺針4刺入血管70對血液在負壓作用下，通過穿刺針尖部側(cè)壁內(nèi)的導(dǎo)液孔5進入針管和針芯，由于血液是良導(dǎo)體，使原由絕緣層隔開的針管和針芯兩電極瞬間短路。同時外部自動停針裝置16形成閉合回路，并發(fā)出自動停針訊號，又通過驅(qū)動控制電路17的繼電器切斷電機18的驅(qū)動電源，實現(xiàn)自動停針功能。退針只通過換向開關(guān)使電機18反向運轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)自動退針。在穿刺進針或退針過程中，為安全起見，可設(shè)有進針極限19和退針極限20，防止在穿刺操作中，萬一未刺中血管，達到進針極限19時，仍可自動切斷電機18的驅(qū)動電源完成自動停針。退針極限20具備同樣功能，僅是控制退針位置，達到設(shè)定位置即行停止退針。
圖3至圖7是圖1中機械穿刺系統(tǒng)3的總體圖及有關(guān)部件的分解圖。圖7中的A與疏螺距絲杠軸連接，44是套內(nèi)連接件，45為固定針體的套外連接件;B是真空絲母47，與螺距絲杠軸的另一端為螺紋連結(jié)。圖3中在壓膚器6前端裝換能器37與插銷電極40連接，該插銷電極40在機殼30內(nèi)部與探測開關(guān)35相連。按下探測開關(guān)35，圖1中的超聲探測系統(tǒng)1即開始工作，在瞄準穿刺目標時，除發(fā)出較大音響訊號外，還設(shè)電平指示，它是由一排發(fā)光二極管34發(fā)出光信號。據(jù)聲、光訊號準確判斷穿刺目標。隨即板動限位開關(guān)62借杠桿作用迫使限位銷軸63脫離滑套42下側(cè)外壁的限位槽52，瞬間被壓縮的彈性元件24釋放能量。該彈性元件24后端受外導(dǎo)套23的后端蓋56強制，前端頂推滑套42的外壁圓錐形凸臺51的斷面，迫使滑套42攜帶穿刺針4向前彈射，將穿刺針4沿著壓膚器6上錐形導(dǎo)針槽36迅急刺入肌膚。緊接著按下驅(qū)動開關(guān)15，驅(qū)動控制電路17即啟動電機18的驅(qū)動電源，隨之電機啟動。該電機通過變速器26帶動滑套42中心的傳動絲杠軸43轉(zhuǎn)動。該絲杠軸43后端可拆式與電機變速器26連接，前端與滑套42的前端軸承46配合，并可伸出滑套42外面既可在前端軸承46中轉(zhuǎn)動，又受前端軸承46徑向定位，防止產(chǎn)生搖擺。該傳動絲杠軸43轉(zhuǎn)動時，其前段疏螺距絲杠帶動圖7A中的套內(nèi)連接件44前進。該套內(nèi)連接件44可直接(或間接)帶動套外連接件45前進。所說套外連接件45可作成活動尖頭，是夾持穿刺針4的夾具。所以，隨傳動絲桿軸43轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)自動穿刺進針。隨著穿刺進針同時，傳動絲桿軸43后段密螺距絲桿又帶動圖7B中帶方形導(dǎo)軌50的真空絲母47前進，它與滑套42的后端軸承蓋48之間即形成負壓腔。所形成的負壓，由后端軸承蓋48上的負壓導(dǎo)氣孔49(如圖9所示)通過透明軟管27與穿刺針4相通。當穿刺針4刺入血管時，血液在負壓作用下，由穿刺針4的前端導(dǎo)液孔5進入針管和針芯，使針管和針芯兩電極短路，外部自動停針電路形成閉合回路，停針信號燈33發(fā)出自動停針信號，同時切斷驅(qū)動電源實行自動停針的功能。
圖5中的外導(dǎo)套23為上側(cè)開有半圓柱缺口61的筒狀。其下側(cè)“八”字形滑腿60是卡入控制板上弓形滑槽中(圖中未標)，中部徑向的倒“V”形槽59被止推鋼球64軸向固定。該止推鋼球64受下面彈簧作用，在維修或消毒時，可將外導(dǎo)套23連同彈射及傳動機構(gòu)共同抽出機殼。抽出外導(dǎo)套23時，稍用力外拉(或推)，強迫止推鋼球64壓縮彈簧，即可沿著控制板上的弓形滑槽拉出。圖5中的導(dǎo)向槽58是與圖6中的滑套42下側(cè)的導(dǎo)向鍵55相配合，起初始彈射定向作用。圖3中的限位銷軸63是通過外導(dǎo)套23中的銷軸孔57與圖6中的滑套42下側(cè)的限位槽52相配合，是初始彈射的控制部件。圖6中滑套42上側(cè)帶有開口槽54，是圖7中傳動部件A的滑道。為防止真空絲母47在滑套內(nèi)轉(zhuǎn)動，在滑套42內(nèi)壁設(shè)有方形導(dǎo)孔53，可使真空絲母47的兩根方形導(dǎo)軌50在該方形導(dǎo)孔53中前后滑動而不能轉(zhuǎn)動。
圖8是設(shè)定穿刺針4傾斜或垂直進針的兩種探測壓膚器6實施例，用前端的調(diào)位螺釘39將兩塊換能器37固定。穿刺針4從導(dǎo)針槽36中前進穿刺。將壓膚器6裝配在機械穿刺器上時，其上的支持孔38與圖5外導(dǎo)套23前端的小筒(未標號)配合，由緊固螺釘41加以固定，插銷電極40自然接通探測系統(tǒng)。
圖10與圖3基本結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別僅在于圖3是配有代手柄的槍形機殼30，可將探測電路全部元件裝入手柄殼內(nèi)，通過電源插座31與電源連接。而圖10為直柄形機殼，探測系統(tǒng)及控制電路元件另行裝配，通過電攬28傳輸信息。致于配斜式或直式壓膚器6，視需要均可任選。
圖7是套內(nèi)連接部件，其中圖7A是與疏螺距絲杠軸配合的連接件的投影示意圖;圖7B是真空絲母，是與密螺紋連接的投影部件圖。圖8是不同形式探測壓膚器件，其中圖8A為傾斜式壓膚器投影示意圖，圖8B為垂直式壓膚器投影示意圖。
權(quán)利要求
1.一種超聲定位穿刺置管儀，有探測系統(tǒng)1，它由高頻振溫器7激勵換能器8發(fā)射超聲波束，由接收換能器9接收已受血流調(diào)制的反射波束，經(jīng)高放10，檢波11，功率放大12轉(zhuǎn)化為能準確判斷定位目標的音響訊號13及電平顯示信號14；還有驅(qū)動控制系統(tǒng)2，主要有進、退針的驅(qū)動開關(guān)15，自動停針裝置16，驅(qū)動控制電路17及微電機18，其特征在于還有機械穿刺系統(tǒng)3和配有帶電極的穿刺針體4，所說機械穿刺系統(tǒng)3包括使穿刺針起始彈射機構(gòu)21和進針穿刺的傳動體22。
2.如權(quán)利要求1所述超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說傳動體22包括可在外導(dǎo)套23內(nèi)滑動的滑套42，該滑套中心有傳動絲杠軸43，與傳動絲杠軸43直接相連的是套內(nèi)連接件44、間接相連的是套外連接件45，還有與傳動絲杠軸43相連的有電機變速器26及真空絲母47。
3.如權(quán)利要求1或2所述超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說彈射機構(gòu)21包括滑套42外壁的凸臺51，處于滑套42外徑及外導(dǎo)套23內(nèi)徑之間的彈性元件24，外導(dǎo)套23的后端蓋56，滑套42下側(cè)外壁的限位槽52及限位控制板25上的限位銷軸63。
4.如權(quán)利要求1或2所述超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的傳動體22中的傳動絲杠軸43可以是螺距疏密的雙螺距絲杠軸或單螺距絲杠軸。
5.如權(quán)利要求3所述超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的傳動體22中的傳動絲杠軸43可以是螺距疏密的雙螺距絲杠軸。或單螺距絲杠軸。
6.如權(quán)利要求1或2或5所述的超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的滑套42上側(cè)壁有開口槽54，或為封閉形，該滑套42下側(cè)壁前端設(shè)有起彈射定向作用的導(dǎo)向鍵55。
7.如權(quán)利要求3所述的超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的滑套42上側(cè)壁有開口槽54，或為封閉形，該滑套42下側(cè)壁前端設(shè)有起彈射定向作用的導(dǎo)向鍵55。
8.如權(quán)利要求4所述的超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的滑套42上側(cè)壁有開口槽54，或為封閉形，該滑套42下側(cè)壁前端設(shè)有起彈射定向作用的導(dǎo)向鍵55。
9.如權(quán)利要求1或2所述的超聲定位穿刺置管儀，其特征在于所說的滑套42內(nèi)與傳動絲杠軸43直接相連的套內(nèi)連結(jié)件44或真空絲母47與滑套42的后端軸承48之間為負壓腔。
全文摘要
本發(fā)明是利用超聲多普勒效應(yīng)脈管定位穿刺置管裝置。它出超聲定位控測系統(tǒng)、驅(qū)動控制系統(tǒng)，機械穿刺系統(tǒng)及特殊穿刺針體組成。無論有無休克的情況都可對血管實現(xiàn)準確定位，起始彈射，自動進針、停針或退針并置管。適用城鄉(xiāng)一般醫(yī)療單位，特別對施工現(xiàn)場、野外作業(yè)及戰(zhàn)地環(huán)境，搶救失血性休克等危急病例提供方便。
文檔編號A61B17/34GK1036324SQ88101958
公開日1989年10月18日 申請日期1988年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月7日
發(fā)明者高積慶, 褚有恒, 闞德慶, 朱玉國, 張平, 吳月華, 朱誼誠, 蔣克芳, 余普慶, 劉廣金, 李忠貞, 劉志斌 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué), 巢湖市人民醫(yī)院