[发明专利]基于力传感和电阻抗的穿刺辅助装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种基于力传感和电阻抗的穿刺辅助装置及方法。

背景技术

目前，针对患者的穿刺都是依赖于医务人员的经验去判断，由于患者所患疾病本身的差异，以及正常人体结构的个体差异，临床操作医生经验不同，在各种临床穿刺中不可避免地会产生穿刺深度不准，穿刺到达目标位置后没有提示，甚至会造成过度穿刺，而引起穿刺损伤。

而随着人工智能的发展，智能穿刺也将逐渐成为趋势，但要满足机器智能穿刺技术的完美应用，单纯依靠血管成像设备对血管识别是不够的，还需要匹配各种各样的根尖探测技术，来实时反馈穿刺过程中针尖在皮下组织中的一些信息以保证机器实现准确穿刺。

中国专利文献CN104856649A，专利名称为一种通过红外成像和压力变化来识别和穿刺，它是利用红外成像原理和穿刺不同阶段压力变化原理指导机器人自动完成穿刺过程。首先利用红外成像技术对人或者动物体表面的血管进行定位，自动筛选可以穿刺的血管。然后机器人自动夹取穿刺针，对准目标血管进行穿刺，同时抽气泵开始抽气。当穿刺针刺入皮肤后，针头被堵住，采血管内的负压上升，到达一定负压值后暂停抽气；当穿刺针继续穿刺到血管后，采血管内的负压下降，机器人停止穿刺，抽气泵继续抽气，直到血液达到所需量后停止。

该技术中的负压抽血，是基于真空负压下的反馈，来判断是否到达血管，因为该技术认为只有血管是正压的系统，然后，在实际操作中，穿刺进入皮下肌肉或组织液时，很可能会将组织液误认为是血液，抽入采集管，造成错误。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种穿刺辅助装置及方法。

本发明实施例提供了一种穿刺辅助装置10，其中，包括：

力传感测量设备11；

电阻抗测量设备13；

处理器15，分别与所述力传感测量设备11及所述电阻抗测量设备13电连接以根据所述力传感测量设备11及所述电阻抗测量设备13获取的反馈数据确定针头是否刺入血管从而辅助穿刺操作。

在本发明的一个实施例中，所述力传感测量设备11包括连接件111、力传感器113及末端连接板115；其中，

所述连接件111为T型结构且其前连接部1111与穿刺设备的针头夹持部固定连接；

所述力传感器113的前拉压工作面1131与所述连接件111的后反馈部1113接触以用于接收穿刺针的反馈力；

所述末端连接板115分别与所述力传感器113的后端部和穿刺设备的推送轴机构固定连接。

在本发明的一个实施例中，所述电阻抗测量设备13包括电阻抗穿刺针131、电阻抗测量正极133、电阻抗测量负极135、直流恒流源I_o及电压测试器V；其中，所述电阻抗穿刺针131由外向内包括外导电层1311、绝缘层1313及内导电层1315；

所述电阻抗测量正极133分别电连接至所述外导电层1311、所述直流恒流源I_o的正极及所述电压测试器V的一端；

所述电阻抗测量负极135分别至所述内导电层1315、所述直流恒流源I_o的负极及所述电压测试器V的另一端。

在本发明的一个实施例中，所述处理器15获取由所述力传感测量设备11和所述电阻抗测量设备13发送的力反馈数据和电阻抗数据，并根据同步的所述力反馈数据和电阻抗数据的拐点确定针头刺入血管。

本发明另一个实施例提供了一种穿刺辅助方法，通过设置于针头处的力传感测量设备和电阻抗测量设备完成；所述方法包括：

同步获取所述力传感测量设备的力反馈数据及所述电阻抗测量设备的电阻抗反馈数据；

设置时间窗口并根据所述时间窗口内出现所述力反馈数据的拐点和所述电阻抗反馈数据的拐点确定所述针头刺入血管。

在本发明的一个实施例中，所述力反馈数据的拐点和所述电阻抗反馈数据的拐点的确定方式为：

对所述力反馈数据设置第一阈值，当在所述时间窗口中出现所述力反馈值的斜率变化超过所述第一阈值时，确定当前的所述时间窗口存在所述力反馈数据的拐点；

对所述电阻抗数据设置第二阈值，当在所述时间窗口中出现所述电阻抗值的变化超过所述第二阈值时，确定当前的所述时间窗口存在所述电阻抗反馈数据的拐点。

在本发明的一个实施例中，根据所述时间窗口内出现所述力反馈数据的拐点和所述电阻抗反馈数据的拐点确定所述针头刺入血管，包括：