智能抽取脑脊液设备的制作方法

1.本发明属于医疗器械技术领域，具体为一种智能抽取脑脊液设备。


背景技术：

2.诊断中枢神经系统各种炎症性疾病时，需要进行腰椎穿刺。腰椎穿刺时，病人弯曲侧卧床上，双手抱膝，使腰椎后凸、椎间隙增宽。为防止穿刺过程中病人身体动作影响操作，通常会将病人局麻和进行必要的固定。
3.现有技术在固定时，通常采用绑带对病人腰部与腿部进行固定，从而实现对病人的限位固定。该方案的绑带固定并不准确，在穿刺过程中可能移位并带来风险。
4.同时，现有脑脊液抽取基本由人工完成，抽取过程中对于穿刺深度、平稳度及抽取量都有严格要求，需要极为熟练的医护人员才能完成。因此，现有技术一方面需要耗费大量的人力物力，另一方面也存在安全风险，且对医护人员要求高，进一步降低了实施效率。
5.因此，急需对现有技术进行改进，提出一种抽取脑脊液设备，一方面对病人的限位固定采取智能固定，另一方面可以进行智能识别和穿刺，从而实现智能抽取脑脊液的操作，代替手工操作，使医护人员从繁重的工作中解放出来，对于减轻医护人员的工作量、提高手术效率和安全性具有显著的帮助。


技术实现要素：

6.针对上述情况，本发明提供一种智能抽取脑脊液设备，可智能限位固定，并智能识别并确定穿刺区域，最后能自动进行抽取脑脊液操作，从而解决现有技术靠人工操作效率低、劳动强度大和限位不好存在安全隐患的问题。
7.本实发明通过以下技术方案实现：
8.智能抽取脑脊液设备，包括支板、背部压紧装置、腿部限位装置、穿刺实施装置、数据采集系统和数据处理系统，
9.所述背部压紧装置包括第一拼接板、设置在第一拼接板上的压紧机构、与第一拼接板呈一定夹角设置的第二拼接板和驱动两拼接板旋转并直线推送的第一驱动机构，
10.所述腿部限位装置包括第三拼接板、设置在第三拼接板上的限位机构、与第三拼接板呈一定夹角设置的第四拼接板和驱动两拼接板旋转并直线推送的第二驱动机构，
11.所述支板的两个侧边各设置一拼接槽，所述第一拼接板和第二拼接板与一拼接槽拼合整体，第三拼接板和第四拼接板与另一拼接槽拼合为整体，
12.所述数据采集系统包括滑动设置在所述支板上的动座、固定设置在所述动座上的旋转电机、转动设置于所述旋转电机主轴端部的第一连接臂、转动设置于所述第一连接臂另一端的第二连接臂和设置在所述第二连接臂另一端的ct扫描仪和摄像头，所述ct扫描仪包括第一ct扫描半圆模块及第二ct扫描半圆模块，所述第一ct扫描半圆模块与第二ct扫描半圆模块电性连通，所述摄像头对患者状态、背部压紧装置及腿部限位装置进行实时成像，
13.所述穿刺实施装置包括转动设置在第一连接臂上的活动臂、设置在所述活动臂另
一端的微型推杆和设置在微型推杆端部的夹持组件，所述夹持组件包括固定指、活动指和夹持驱动推杆，所述固定指固定在微型推杆的活塞杆上，所述活动指通过转轴与固定指可转动连接，所述夹持驱动推杆固定在活动臂或微型推杆上，所述夹持驱动推杆的伸缩端通过拉绳与活动指的近端连接，驱动活动指远端转动与固定指形成夹持，
14.所述数据分析系统包括压力传感器、plc控制器、存储器和输入输出设备，所述压力传感器设置在压紧机构和限位机构各至少设置一个，所述plc控制器与压力传感器、第一驱动机构、第二驱动机构、存储器、输入输出设备、ct扫描仪、旋转电机、微型推杆及夹持驱动推杆电性连通。
15.进一步，所述第一驱动机构和第二驱动机构均包括转动设置在支板底部的传动轴及固定在传动轴端部的驱动电机和固定在传动轴上的一对伸缩杆，一对伸缩杆呈上下对称设置，且与转动轴的轴线垂直，使一对伸缩杆与转动轴呈十字形，第一拼接板、第二拼接板、第三拼接板、第四拼接板与伸缩杆固定。
16.进一步，所述支板水平设置，所述旋转电机竖直向上设置，所述旋转电机的伸缩端固定设置有u型座，所述u型座的开口向上设置，且在开口内水平设置有转动轴，所述转动轴的两端分别贯穿u型座的两侧，所述u型座的一侧设置第一角度调节电机，所述第一角度调节电机的电机主轴与所述转动轴的一端固定，所述第一连接臂的一端与所述转动轴沿径向方向固定。
17.进一步，所述第一连接臂与第二连接臂连接的一端设置有第二角度调节电机，所述第一连接臂与活动臂连接的一端设置有第三角度调节电机。
18.进一步，所述第一ct扫描半圆模块与第二连接臂固定连接，所述第二ct扫描半圆模块与第二连接臂活动连接，所述第二连接臂固定设置有扫描调节推杆，所述扫描调节推杆的伸缩端与第二ct扫描半圆模块固定。
19.进一步，所述压紧机构包括滑块、压紧推杆和压块，所述滑块滑动设置在第一拼接板上，所述压块固定在所述滑块上，所述压紧推杆可拆卸固定在第一拼接板上，所述压紧推杆的伸缩端与滑块固定，推动压块压紧患者背部，压块上设置有压力传感器。
20.进一步，所述限位机构包括移动块、限位推杆和限位压块，所述移动块滑动设置在第三拼接板上，所述限位压块固定在所述移动块上，所述限位推杆可拆卸固定在第三拼接板上，所述限位推杆的伸缩端与移动块固定，推动限位压块限制患者腿部，限位压块上设置有压力传感器。
21.进一步，还包括设置在支板上的置放架，所述置放架上设置多个穿刺针存放孔和脑脊液袋存放孔，所述脑脊液袋存放孔的入口设置有引流管夹，所述脑脊液袋存放孔的底部设置有称重计。
22.进一步，所述限位压块上设置有上下层叠的u形槽，所述u形槽与人体腿部相适形。
23.进一步，所述压块上设置有透视孔。
24.本发明的有益效果在于：
25.本发明通过腿部限位装置对患者腿部进行初始限位，通过背部压紧装置对患者背部进行压紧形成固定，并通过数据采集系统的采集数据信息和数据分析系统对数据信息进行分析处理，对固定结果进行分析、诊断，并确认是否需要调整，从而实现智能化固定；
26.本发明还通过数据采集系统读取并得到人体脊柱数学模型，通过数据分析系统对
人体脊柱数学模型进行分析并得到第三腰椎和第四腰椎的穿刺区域，最后通过穿刺实施装置在穿刺区域自动进行抽取脑脊液操作，从而实现智能化识别和穿刺；
27.本发明还通过拼接板与拼接板的角度变化和拼接板与拼接槽的拼合，实现工作状态的改变和支板的整体性，患者可以在抽取结束后进行必要的休息，避免转移时存在的安全风险；
28.本发明还通过夹持组件对穿刺针的稳定夹持，使引流操作可靠稳定，也利于引流量的精确控制。
29.总之，本发明创造性提出了智能固定、智能识别、智能穿刺的方案，从而解决了现有技术依靠人工进行抽取操作存在效率低、劳动强度大的问题，也解决了现有技术无法智能固定存在固定不良的问题。
附图说明
30.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
31.图1为本发明的结构示意图；
32.图2为数据采集系统与穿刺实施装置的组合结构示意图；
33.图3为本发明数据采集系统的结构示意图；
34.图4为本发明穿刺实施装置的结构示意图；
35.图5为图沿a向局部投影图；
36.图6为ct扫描仪的主视图；
37.图7为ct扫描仪的左视图；
38.图8为置放架的俯视图；
39.图9为本发明非工作状态时的示意图；
40.图10为本发明工作状态时的示意图；
41.图11为背部压紧装置的结构示意图；
42.图12为腿部限位装置的结构示意图；
43.图13为第一驱动机构的结构示意图；
44.图14为压紧机构的结构示意图；
45.图15为限位机构的结构示意图。
46.图中：1
‑
支板；2
‑
数据采集系统；3
‑
数据处理系统；4
‑
穿刺实施装置；5
‑
动座；6
‑
旋转电机；7
‑
第一连接臂；8
‑
第二连接臂；9
‑
ct扫描仪；91
‑
第一ct扫描半圆模块；92
‑
第二ct 扫描半圆模块；10
‑
存储器；11
‑
plc控制器；12
‑
输入输出设备；13
‑
活动臂；14
‑
微型推杆；15
‑ꢀ
夹持组件；16
‑
固定指；17
‑
活动指；18
‑
夹持驱动推杆；19
‑
拉绳；20
‑
u型座；21
‑
转动轴；22
‑ꢀ
第一角度调节电机；23
‑
第二角度调节电机；24
‑
第三角度调节电机；25
‑
扫描调节推杆；26
‑
水平推杆；27
‑
滑块；28
‑
滑槽；29
‑
置放架；30
‑
穿刺针存放孔；31
‑
脑脊液袋存放孔；32
‑
引流管夹；33
‑
背部压紧装置；34
‑
腿部限位装置；35
‑
第一拼接板；36
‑
压紧机构；37
‑
第二拼接板； 38
‑
第一驱动机构；39
‑
滑块；40
‑
压紧推杆；41
‑
压块；42
‑
第三拼接板；43
‑
限位机构；44
‑
第四拼接板；45
‑
第二驱动机构；46
‑
移动块；47
‑
限位推杆；48
‑
限位压块；49
‑
拼接槽；50
‑
传动轴；51
‑
驱动电机；52
‑
伸缩杆；53
‑
u形槽；54
‑
透视孔；55
‑
载重板；56
‑
水平移动机构。
具体实施方式
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
48.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
50.在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
52.如图1、图9、图10所示，本实施例提出一种智能抽取脑脊液设备，包括支板1、背部压紧装置33、腿部限位装置34、穿刺实施装置4、数据采集系统2和数据处理系统3，所述背部压紧装置用于对患者背部进行限位固定，所述腿部限位装置用于对患者腿部进行限位固定，所述数据采集系统用于读取并得到人体脊柱数学模型，所述人体脊柱数学模型至少包括第三腰椎和第四腰椎的区域，所述数据分析系统用于对人体脊柱数学模型进行分析并得到第三腰椎和第四腰椎的穿刺区域，所述穿刺实施装置用于在穿刺区域自动进行抽取脑脊液操作，所述数据采集系统和数据处理系统对背部压紧装置及腿部限位装置的数据采集和数据处理，实现限位固定的智能化，为实现上述目标，具体的结构如下：
53.如图11所示，背部压紧装置包括第一拼接板35、设置在第一拼接板上的压紧机构36、与第一拼接板呈一定夹角设置的第二拼接板37和驱动两拼接板旋转并直线推送的第一驱动机构 38，进一步，所述压紧机构包括滑块39、压紧推杆40和压块41，滑块与第一拼接板滑动连接，压块固定在滑块上，压紧推杆可拆卸固定在第一拼接板上，压紧推杆的伸缩端与滑块固定，推动压块压紧患者背部，压块上设置有压力传感器，通过压力传感器检测压紧力。
54.如图12所示，腿部限位装置包括第三拼接板42、设置在第三拼接板上的限位机构43、与第三拼接板呈一定夹角设置的第四拼接板44和驱动两拼接板旋转并直线推送的第二驱动机构 45，进一步，所述限位机构包括移动块46、限位推杆47和限位压块48，移动块在第三拼接板滑动设置，限位压块固定在移动块上，限位推杆与第三拼接板通过螺栓连接固定，限位推杆的伸缩端与移动块固定，推动限位压块限制患者腿部，限位压块上设置有压力传感器，检测压力值。
55.如图1所示，支板的两个侧边各设置一拼接槽49，第一拼接板和第二拼接板与外边的拼接槽拼合整体，第三拼接板和第四拼接板与里边的拼接槽拼合为整体，
56.本实施例中，第一驱动机构和第二驱动机构均包括转动设置在支板底部的传动轴50及固定在传动轴端部的驱动电机51和固定在传动轴上的一对伸缩杆52，一对伸缩杆呈上下对称设置，且与转动轴的轴线垂直，使一对伸缩杆与转动轴呈十字形，每一对伸缩杆呈夹角180度设置，如图13所示，第一拼接板、第二拼接板、第三拼接板、第四拼接板与伸缩杆固定。具体的，第一拼接板、第二拼接板设置在一对伸缩杆上，第三拼接板、第四拼接板设置在一对伸缩杆上。使用时，驱动电机驱动传动轴转动，从而带动伸缩杆转动，当伸缩杆转动至拼接槽的正下方时，电机停止，伸缩杆工作，将拼接板推送至拼接槽内形成拼合，当需要压紧时，就将第一拼接板送入，当需要限位时，就把第三拼接板送入。
57.如图3、6、7所示，数据采集系统包括滑动设置在支板上的动座5、固定设置在动座上的旋转电机6、转动设置于旋转电机主轴端部的第一连接臂7、转动设置于第一连接臂另一端的第二连接臂8和设置在第二连接臂另一端的ct扫描仪9和摄像头，ct扫描仪包括第一ct扫描半圆模块91及第二ct扫描半圆模块92，第一ct扫描半圆模块与第二ct扫描半圆模块电性连通，第一ct扫描半圆模块及第二ct扫描半圆模块内均设置有x射线发生器与x射线探测器，当由第一ct扫描半圆模块发出x射线束时，则第二ct扫描半圆模块接收x射线束；或当由第二ct扫描半圆模块发出x射线束时，则第一ct扫描半圆模块接收x射线束，并根据其x射线的衰减系数和吸收系数进行数据处理得到扫描实体的模型，具体的处理过程及原理是公知技术，这是不再熬述。旋转电机提供轴向方向的旋转，第一连接臂与第二连接臂实现径向方向的旋转，从而实现ct扫描仪空间位置的调整，通过ct扫描仪对病人的脊柱进行断层扫描，形成脊柱区域的数学模型，同时，通过摄像头对患者体态进行实时成像，为固定效果提供参考
58.如图4所示，穿刺实施装置包括转动设置在第一连接臂上的活动臂13、设置在活动臂另一端的微型推杆14和设置在微型推杆端部的夹持组件，夹持组件15包括固定指16、活动指17 和夹持驱动推杆18，固定指固定在微型推杆的活塞杆上，活动指通过转轴与固定指可转动连接，夹持驱动推杆固定在活动臂或微型推杆上，夹持驱动推杆的伸缩端通过拉绳19与活动指的近端连接，驱动活动指远端转动与固定指形成夹持，夹持组件还通过旋转电机进行轴向方向的旋转，第一连接臂实现径向方向的旋转，从而实现空间位置的调整，
59.如图1所示，数据分析系统包括压力传感器(未示出)、plc控制器、存储器和输入输出设备，所述压力传感器设置在压紧机构和限位机构各至少设置一个，所述plc控制器与压力传感器、第一驱动机构、第二驱动机构、存储器、输入输出设备、ct扫描仪、旋转电机、微型推杆及夹持驱动推杆电性连通。
60.存储器对实时的数据信息进行存储，plc控制器对数据信息进行分析处理，并根据设定值发出控制指令进行智能控制：
61.进行穿刺区域确定时：
62.根据采集系统建立的脊柱区域数学模型，从脊柱由上到下顺次确定腰椎数，在第三腰椎与第四腰椎之间确定一个区域为穿刺区域，穿刺区域可以圆形或方形区域，其大小并不限定，可以在具体实施时自行确定。
63.进行穿刺操作时：
64.用夹指夹持穿刺针后，移动至穿刺区域，再用微型推杆将穿刺针刺入蛛网膜下腔，将脑脊液引出进入管路，此时，打开管路上设置的开关，将脑脊液引入脑脊液袋，当达到设定量时，关闭开关，将穿刺针取出，并放回至存放区。
65.进行固定操作时：
66.当患者侧卧好后，先用摄像头对患者体位进行成像，然后由数据处理系统进行分析，对预定位和固定进行初始设定，首先对患者的腿部初始限位，然后对患者的背部进行初始固定，若没有问题，则进一步加大力度，并通过压力传感器进行压力监测，逐步加压，当达到预定压力时，则完成固定。
67.本实施例通过腿部限位装置对患者腿部进行初始限位，通过背部压紧装置对患者背部进行压紧形成固定，并通过数据采集系统的采集数据信息和数据分析系统对数据信息进行分析处理，对固定结果进行分析、诊断，并确认是否需要调整，从而实现智能化固定；
68.本实施例还通过数据采集系统读取并得到人体脊柱数学模型，通过数据分析系统对人体脊柱数学模型进行分析并得到第三腰椎和第四腰椎的穿刺区域，最后通过穿刺实施装置在穿刺区域自动进行抽取脑脊液操作，从而实现智能化识别和穿刺；
69.本实施例还通过拼接板与拼接板的角度变化和拼接板与拼接槽的拼合，实现工作状态的改变和支板的整体性，患者可以在抽取结束后进行必要的休息，避免转移时存在的安全风险；
70.本实施例还通过夹持组件对穿刺针的稳定夹持，使引流操作可靠稳定，也利于引流量的精确控制。
71.总之，本实施例创造性提出了智能固定、智能识别、智能穿刺的方案，从而解决了现有技术依靠人工进行抽取操作存在效率低、劳动强度大的问题，也解决了现有技术无法智能固定存在固定不良的问题。
72.如图2
‑
4所示，作为本实施例的改进，支板水平设置，旋转电机竖直向上设置，从而实现水平方向的旋转，电机的伸缩端固定设置有u型座20，u型座的开口向上设置，且在开口内水平设置有转动轴21，转动轴的两端分别贯穿u型座的两侧，u型座的一侧设置第一角度调节电机22，第一角度调节电机的电机主轴与转动轴的一端固定，第一连接臂的一端与转动轴沿径向方向固定。第一角度调节电机旋转驱动转动轴转动，转动轴带动第一连接臂旋转，从而实现上下方向的转动。
73.如图3所示，作为本实施例的改进，第一连接臂与第二连接臂连接的一端设置有第二角度调节电机23，第二角度调节电机的机座与第一连接臂固定，第二角度调节电机的主轴与第二连接臂固定。第二角度调节电机带动第二连接臂转动，从而可使ct扫描仪具有更大角度的调整能力，适应竖直向下、且具有一定高度的姿态进行扫描。
74.如图4所示，作为本实施例的改进，第一连接臂与活动臂连接的一端设置有第三角度调节电机24，第三角度调节电机的机座与第一连接臂固定，第三角度调节电机的主轴与活动臂固定。第三角度调节电机带动活动臂转动，从而夹持组件具有更多姿态进行抽取操作。
75.如图5、图6所示，作为本实施例的改进，第一ct扫描半圆模块与第二连接臂固定连接，第二ct扫描半圆模块与第二连接臂活动连接，使第一ct扫描半圆模块与第二ct扫描半圆模块之间的距离可调，从而适应不同患者的使用，使扫描仪的适应性增强。具体的，第二
连接臂固定设置有扫描调节推杆25，扫描调节推杆的伸缩端与第二ct扫描半圆模块固定，扫描调节推杆动作，驱动第二ct扫描半圆模块动作，实现自动操作，且可通过与plc控制器电性连通，通过plc控制器进行控制，进一步提高控制水平，使操作自动化、智能化。
76.如图2所示，作为本实施例的改进，支板上设置有水平推杆26，水平推杆的伸缩端与动座固定。水平推杆推动动座移动，从而调节与患者的水平距离，以适应不同的位置需求。
77.如图2、图4所示，作为本实施例的改进，动座设置有滑块27，支板设置有滑槽28，滑槽与滑块配合，使滑块可在滑槽上滑动，从而实现导向，使移动准确稳定。
78.如图2、图8所示，作为本实施例的改进，支板设置有置放架29，置放架上设置多个穿刺针存放孔30和脑脊液袋存放孔31，穿刺针存放孔放置穿刺针，脑脊液袋存放孔放置脑脊液袋，使用时，将穿刺针与脑脊液袋通过管路连通，穿刺针朝下放置，供夹指取用。
79.如图8所示，作为本实施例的改进，脑脊液袋存放孔的底部设置有称重计(未示出)，称重计可以对脑脊液进行称重，同时，本实施例在脑脊液袋存放孔的入口设置引流管夹32，引流管夹可以对穿刺针与脑脊液袋连通的管路进行夹持固定，从而保持引流管夹与脑脊液袋之间的管路长度不变，通过比较抽取前和抽取后重量的增加量，从而得到脑脊液量，使抽取精准。
80.如图15所示，作为本实施例的改进，限位压块上设置有两个呈上下层叠的u形槽53，u 形槽与人体腿部相适形。通过两个上下层叠的u形槽，可对人体腿部有更好限位作用，防止其滑出。
81.如图14所示，作为本实施例的改进，压块上设置有透视孔54。透视孔为通孔，一方面方便进行穿刺操作，使操作无遮挡，另一方面，也可以使x射线无衰减，使ct扫描准确可靠。
82.如图9所示，作为本实施例的改进，在实际使用中，还可以增加一载重板55，载重板与支板通过滑道滑动连接，在支板的远端固定设置水平移动机构56，水平移动机构的伸缩端与载重板固定，穿刺实施装置和数据采集系统均设置在载重板上，工作时，水平移动机构伸出，将穿刺实施装置和数据采集系统推进工作区域，非工作时，水平移动机构呈收缩状态，将刺实施装置和数据采集系统放置在远端，使支板的该区域没有障碍物，同时，此时支板上的拼接槽也由拼接板拼合填平，使得支板整体为平整状态，可以使患者在手术后进行短暂休息，避免立即转移存在的安全风险。
83.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。