智能控制低温活检装置的制作方法

1.本技术涉及智能医疗器械技术领域，尤其涉及一种智能控制低温活检装置。


背景技术：

2.活检或活组织检查是用于诊断患者的癌症肿块、初步恶化情况以及其他疾病和紊乱的一种重要手段。在现有的活检技术中，采用低温活检针的方式对病灶组织进行活检取样的技术手段，较为普及。一般采用具有液态制冷剂的附着探针，进行旋转取芯活检，如公开号为cn100571649c的专利技术中，提供了一种具有液态制冷剂附着探针的旋转取芯活检装置。
3.该装置存在如下技术问题：
4.1、该装置包括外壳，外壳上设有罐筒，在内部一体安装有活检所用的附着探针和切割套管。针具使用完毕，需要拆开外壳，取出内部的切割套管和探针，经过更换或者消毒，再将新的切割组件装配在该装置的外壳内部。这样的活检装置，探针需要持续更换，即为不方便，在需要对多个病灶组织进行活检取样时，这样来回拆装壳体、装配探针和切割套管，极为消耗时间；
5.2、其使用时，为传统人工的活检取样方式，医疗人员手持该装置的外壳们进行穿刺、取样。取样的组织位置，面积较小，对人工取样的技术要求高，极小的抖动极有可能造成对病灶组织的不精准取样；消耗的体力极大。而现有机器人可以完美替代人手，进行活检穿刺。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本技术提出了一种智能控制低温活检装置，通过将针作为耗材，可以一次性更换，快速使用，提高取样效率；通过智能机械手代替人手而完成低温活检取样，提高精准度，降低劳动强度。
7.本技术提出一种智能控制低温活检装置，包括外壳、阀组、罐筒和压缩气罐，所述压缩气罐配合于所述罐筒内，所述罐筒和阀组皆固设于所述外壳上且两者之间通过一气流通道连接，所述阀组包括主阀、前进阀和缩回阀；还包括：
8.安装腔，设于所述外壳上；
9.活检器具，配合固定在所述安装腔内，且其内设置有配套的切割套管和附着探针；
10.阀门，设于所述外壳上，通过阀门将低温压缩气体引导至所述阀组内；
11.智能机器人，设于所述外壳一侧，并通过机械手把持住所述外壳，在计算机控制系统的控制下，实现自动化活检取样。
12.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
13.进气端，设于所述外壳右端，通过管路与所述活检器具的活塞缸体连通，为驱动所述切割套管的运动提供空气动力；
14.进气孔，设于所述活检器具上，通过管路将冷却剂供给管道系统输出的冷却液引
导至所述附着探针内；
15.第一进气管，并接在所述阀门与所述进气孔之间；
16.第二进气管，并接在所述阀门与所述进气端之间。
17.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
18.气流腔，设于所述阀组内，且与所述罐筒连通；
19.气管，连接在所述气流腔的出口和所述阀门之间，当所述气流腔的出口打开时，将冷却气体引导至所述阀门；
20.气动系统，设于所述阀组内，通过阀门进行供气，并将低温压缩气体分别引导至主阀、前进阀、缩回阀和所述附着探针。
21.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括气门启闭机构，包括：
22.弹簧，配合于所述气流腔内；
23.螺纹副，配合在所述气流腔一侧的阀组内；
24.气门螺杆，通过所述弹簧限制于所述气流腔内；
25.电机驱动系统，固设于所述外壳上，所述气门螺杆通过所述电机驱动系统驱动。
26.作为本技术的可选实施方案，可选地，所述气门螺杆包括：
27.气门块，通过所述弹簧限制于所述气流腔内部的右端，将所述气流腔的出口封闭住；
28.传动螺杆，水平固定在所述气门块上，其右端配合穿过所述螺纹副，并伸出所述阀组与所述电机驱动系统的输出端连接；
29.通过所述电机驱动系统驱动传动螺杆运动，推开气门块以打开或者关闭所述气流腔的出口。
30.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
31.罐体封头，配合于所述罐筒的顶部，并将所述压缩气罐弹性限制住；
32.刺穿销连接器，设于所述气流通道内，所述压缩气罐的气体出口配合在所述刺穿销连接器上；
33.在所述压缩气罐配合于所述罐筒内时，通过所述刺穿销连接器刺穿所述压缩气罐的气体出口，将压缩气体通过气流通道释放至所述阀组的气流腔中。
34.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
35.出气孔，设于所述活检器具上，通过管路将所述活检器具的活塞缸体的气流送至气体循环系统进行循环。
36.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
37.组织标记物，设于病灶位置处，用于标记病灶位置；
38.输送针，用于输送所述组织标记物至所述病灶位置处，并在活检完成后，取出所述组织标记物。
39.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
40.造影系统，设于智能机器人一侧，通过所述造影系统对标记的病灶组织进行造影，实时获取病灶位置图像并发送至所述计算机控制系统；
41.显示器，设于智能机器人一侧，用于接收并显示造影图像；
42.所述造影系统和显示器分别电连接计算机控制系统。
43.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
44.切割刀头，设于所述切割套管的末端，用于旋切取样；所述切割刀头包含至少三个旋切刀片。
45.本技术的技术效果：
46.本方案通过将取样针一体化作为单独的耗材，通过外壳上的一个安装腔，将切割的活检器具安装在外壳上；可以方便更换活检针头，在需要对多个病灶组织进行活检取样时，不再需要来回拆装壳体、装配探针和切割套管，为活检节省时间，方便医疗人员操作。此外，本技术通过智能机械手代替人工操作，可以通过机械人的精密控制而进行活检取样，不需要对人工作出技术要求，智能机器人不会抖动而造成对病灶组织的不精准取样，完美替代人手进行活检穿刺，提高取样效率；通过智能机械手代替人手而完成低温活检取样，提高精准度，降低劳动强度。
附图说明
47.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
48.图1示出本技术安装作为单独耗材的活检器具时的剖视结构示意图；
49.图2示出本技术未安装作为单独耗材的活检器具时的剖视结构示意图；
50.图3示出本技术图2的三维结构示意图；
51.图4示出本技术作为单独耗材的活检器具的正视结构示意图；
52.图5示出本技术智能控制低温活检装置的组成系统示意图；
53.图6示出本技术对病灶组织位置进行空间标记的示意图。
具体实施方式
54.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
55.其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，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实用新型的限制。
56.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
58.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于
本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
59.如图1所示，本技术一实施例的本技术提出一种智能控制低温活检装置，包括外壳1、阀组15、罐筒5和压缩气罐18，所述压缩气罐18配合于所述罐筒 5内，所述罐筒和阀组15皆固设于所述外壳上且两者之间通过一气流通道连接，所述阀组15包括主阀、前进阀和缩回阀；
60.本实施例，罐筒5所在的壳体和阀组15作为壳体为一体式结构，两者之间连通，且在罐筒5底部安装有一个刺穿销连接器4，用于在所述压缩气罐18 配合于所述罐筒5内时，通过所述刺穿销连接器4刺穿所述压缩气罐的气体出口，将压缩气体通过气流通道释放至所述阀组15的气流腔11中。当密封气流腔出口的气门螺杆通过所述电机驱动系统驱动打开时，低温压缩气体留到阀门，然后分别流向不同的控制阀体。阀组15包括主阀、前进阀和缩回阀，其具体结构和对应的气动系统，参见公开号为cn100571649c的专利实施例所描述，本处不再赘述。
61.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
62.罐体封头，配合于所述罐筒的顶部，并将所述压缩气罐弹性限制住；罐体封头用于在压缩气罐18配合于所述罐筒5内时，通过拧紧，而将压缩气罐18顶紧在罐筒5内，使得刺穿销连接器4刺穿所述压缩气罐的气体出口。
63.本实施例，将活检针，单独作为一个耗材，安装在所述外壳上，较比上述现有专利技术，本技术不再需要拆开其外壳进行切割套管和附着探针的装配和更换了，而是直接将一活检器具，螺接配合在外侧的安装位置上，即可连通气路进行工作取样。
64.如图2和3所示，还包括：
65.安装腔，设于所述外壳1上；
66.如图2所示，本技术的取样设备的外壳1，左端开口且为管腔结构的圆柱体，其右端逐渐收口；阀组15固定在外壳的上部外侧面上，且与罐筒5一体连接。在外侧上设有左端开口的安装腔，其左端内侧面上设有外螺纹2，用于螺接活检器具。
67.活检器具16，配合固定在所述安装腔内，且其内设置有配套的切割套管 17和附着探针；如图4所示的作为独立耗材的活检器具，其本体与安装腔相配合，头部为一圆锥形的连接头，其上设有内螺纹，用于配合连接在安装腔左端外侧面上的外螺纹2处。安装完毕，部分冷却气体通过管道3伸入，再通过设置在活检器具的进气端，连接至所述活检器具内部的活塞缸体，为驱动所述切割套管的运动提供空气动力；通过适配加工的设于所述活检器具上的进气孔，将冷却剂供给管道系统输出的冷却液引导至所述附着探针内，最后通过活检器具上的排气孔，将气体排除。
68.阀门6，设于所述外壳上，具体固定安装在阀组15顶部的外侧面上，通过阀门将低温压缩气体从气流腔引导至所述阀组内，首先进入主阀，其次在电机驱动系统的凸轮带动下，分别控制进入前进阀和缩回阀；压缩气体在阀组15的气流腔中输出后，通过管路引导至阀门，通过阀门进行安全控制，在自动控制下而将低温冷却气体引导至主阀后进行分配，冷却压缩气体按照气路设置分别在前进阀和缩回阀中进行循环，具体参见上述专利实施例描述。
69.如图5所示，除了上述各个部件构成的低温活检装置，本实施例，采用智能机械人代替人手，通过智能机器人的机械手，把持住低温活检装置的外壳1，即可通过机械手控制
上述低温活检装置的运动，实现精准运动而穿刺活检。
70.智能机器人，设于所述外壳一侧，并通过机械手把持住所述外壳，在计算机控制系统的控制下，实现自动化活检取样。智能机器人的型号和款式，本处不限制，只要能够通过其机械手将外壳把持或者夹持住，然后通过计算机控制而定位带动其夹持的活检器具运动，并使得探针可以穿刺到病灶组织附近即可，具体的编程和空间位置，由造影系统和机器人的系统数据，进行综合计算即可，本处不再进行限制和详述。
71.为了进一步优化系统，通过造影系统如彩超系统等对病灶组织进行造影，可以计算获得待活检取样的病灶组织的位置，进过转换后可以得到具体的位置坐标。显示器可以对病灶位置进行实时显示活检过程，便于直接观看活检过程。
72.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
73.进气端，设于所述外壳右端，通过管路与所述活检器具的活塞缸体连通，为驱动所述切割套管的运动提供空气动力；
74.进气孔，设于所述活检器具上，通过管路将冷却剂供给管道系统输出的冷却液引导至所述附着探针内；
75.第一进气管，并接在所述阀门与所述进气孔之间；
76.第二进气管，并接在所述阀门与所述进气端之间。
77.如图1-3所示，进气端10，设于所述外壳1右端，通过管路与所述活检器具16的活塞缸体连通，为驱动所述附着探针的运动提供空气动力；进气通过活塞缸体转化，转换为丝杆的运动力，使得丝杆气体通过所述进气端10进入所述活塞缸体2，带动所述丝杆运动。通过气流循环，可以实现丝杆的往复运动。本处不再详述。
78.进气孔12，设于所述活检器具16上，通过管路将冷却剂供给管道系统输出的冷却液引导至所述活检器具16内的探针内；
79.阀门6，设于所述阀组15上，其上并联有第一进气管3和第二进气管7；其中，所述第一进气管3的出气端接入所述外壳1内且与所述进气口12连通，提供所述附着探针17的冷却气体；所述第二进气管7与所述进气端10连接，提供所述附着探针17的气动气体；阀组15的出口，由一个电机带动的螺杆进行启闭，开启后，气体经过气管8到达阀门6，并分配至第一进气管3和第二进气管7，再有各自的气体循环系统进行冷却、引导，所述第一进气管3的出气端接入所述外壳1内且与所述进气口12连通，提供所述附着探针17的冷却气体；所述第二进气管7与所述进气端10连接，提供所述附着探针17的气动气体。
80.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
81.气流腔11，设于所述阀组15内，且与所述罐筒5连通；
82.气管8，连接在所述气流腔的出口和所述阀门之间，当所述气流腔的出口打开时，将冷却气体引导至所述阀门；
83.气动系统，设于所述阀组内，通过阀门进行供气，并将低温压缩气体分别引导至主阀、前进阀、缩回阀和所述附着探针。
84.如图1所示，在所述压缩气罐18配合于所述罐筒5内时，通过所述刺穿销连接器4刺穿所述压缩气罐18的气体出口，将压缩气体释放至所述阀组15的气流腔11中。
85.在气门启闭机构打开后，低温压缩气体通过气管8从气流腔11流到阀门 6，再经过气动系统，将低温压缩气体分别引导至主阀、前进阀、缩回阀和所述附着探针。气动系统具
体参见现有专利的实施例记载的技术原理。
86.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括气门启闭机构，包括：
87.弹簧，配合于所述气流腔内；
88.螺纹副21，配合在所述气流腔一侧的阀组内；
89.气门螺杆，通过所述弹簧限制于所述气流腔内；
90.电机驱动系统，固设于所述外壳上，所述气门螺杆通过所述电机驱动系统驱动。
91.本技术，在气流腔11和阀组15之间设置有气门启闭机构，通过电器驱动带动的螺杆系统进行气门启闭，如图1和2所示，在气流腔内部设置一个气门螺杆，用来启闭气流腔右端的出气口。气门螺杆通过气门块14和传动螺杆13 连接构成，具体见下述。
92.为了使得气门螺杆将出气口顶紧、封口，采用一个配合于所述气流腔内的弹簧，顶在气门螺杆的左端面上，以此将气门螺杆的气门块14顶在出气口处。为了将气门螺杆的气门块14脱离而打开出气口，采用一根伺服气动系统驱动的传动螺杆13而将气门螺杆的气门块14顶出。气门螺杆的右端为一水平设置的传动螺杆13，传动螺杆13连接气动系统的输出端9。本处通过螺母副来将输出端9的旋转转化为直线运动，在阀组15出气口右侧的阀组15内设有与气流腔左右对应的一个安装腔，其内配合固定一个块状的螺纹副21，传动螺杆13配合穿过所述螺纹副21并伸出所述阀组15，且与气动系统的输出端9 连接。开机后，气动系统启动而使得输出端9带动传动螺杆13传动，经过螺纹副21的转化，而使得传动螺杆13带动气门块14而运动，以此实现气门块14 启闭气流腔而释放冷却气体或液体流出，并通过气管8将气体输送至阀门6进行分流。
93.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述气动系统为伺服驱动系统，包括计算机控制系统、电池、马达和齿轮箱，电池分别电连接所述计算机控制系统和马达，所述马达连接所述齿轮箱，所述输出端9设于所述齿轮箱上且保持匀速转动。
94.作为本技术的可选实施方案，可选地，所述气门螺杆包括：
95.气门块，通过所述弹簧限制于所述气流腔内部的右端，将所述气流腔的出口封闭住；
96.传动螺杆，水平固定在所述气门块上，其右端配合穿过所述螺纹副，并伸出所述阀组与所述电机驱动系统的输出端连接；
97.通过所述电机驱动系统驱动传动螺杆运动，推开气门块以打开或者关闭所述气流腔的出口。
98.如图3所示，气门块14为柔性的圆柱形结构，可以通过弹簧封住出气口，在传动螺杆13的带动下，可以打开。传动螺杆13配合穿过所述螺纹副21，其左右端可以通过螺接或者焊接或者一体成型的方式分别与对应的气门块14 和电机驱动系统的输出端9连接，通过所述电机驱动系统驱动传动螺杆运动，推开气门块以打开或者关闭所述气流腔的出口。
99.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
100.出气孔12，设于所述活检器具上，通过管路将所述活检器具的活塞缸体的气流送至气体循环系统进行循环。当火箭器具16配装在安装腔内后，通过出气孔12和所述第一进气管3的出气端连接，或者通过管路配合，提供所述附着探针17的冷却气体。
101.本技术，为了便于对病灶组织进行定位标记，以及为智能机器人提供云顶目标位置点数据，通过输送针在造影环境下，对病灶组织处输入了一个组织标记物，用于对病灶组
织位置进行空间标记。
102.如图6所示，作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
103.组织标记物，设于病灶位置处，用于标记病灶位置；组织标记物，用于标记病灶位置；组织标记物可以是金属ti，其容易被造影系统进行探测到，便于成像，以此显示病灶组织的具体位置。通过置于组织标记物，可以避免后期治疗时病灶重新定位，通过诸如超声、磁共振成像(mri)或x射线的成像系统，可以检测到标记位置，定位活检。柱状且外表面带有勾刺的组织标记物101，通过一根输送针102，置于病灶103内。本实施例，组织标记物的具体形状，本处不进行限制。
104.输送针，用于输送所述组织标记物至所述病灶位置处，并在活检完成后，取出所述组织标记物。输送针102，用于在所述活检数据可视化系统辅助下，将所述活检数据可视化系统中的组织标记物101输送至所述病灶103组织位置；以及，在活检完毕后，在所述活检数据可视化系统辅助下，将所述活检数据可视化系统中的组织标记物从所述病灶组织位置移出至体表外。输送针 102的具体类型，本处不限制。
105.所述输送针或所述输送针的针尖部位的材质，为在所述活检数据可视化系统的造影系统探照下被显像的材料。优选为ti。
106.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
107.造影系统，设于智能机器人一侧，通过所述造影系统对标记的病灶组织进行造影，实时获取病灶位置图像并发送至所述计算机控制系统；造影系统，用于对病灶组织造影，实时获取病灶位置图像和活检取样图像数据，并发送至所述计算机控制系统；造影系统，主要用于对病灶组织的组织标记物进行显像，通过将显像图像发送至计算机控制系统处理后，发送至显示器进行实时显示，便于医生实时知道病灶组织的位置。此外，造影系统还对多件过程中的步骤，进行显像，可以对输送针置于组织标记物的搓成，以及对活检的切割套管、探针等，进行实时造影。因此，对应的，需要将切割套管的尖端以及附着探针的穿刺段末梢，采用特殊的能够造影识别的材质。本实施例，优选金属钛。这样就可以使用造影系统，对活检的前后阶段皆进行造影，实现可视化活检操作，便于医生识别位置，精准活检。
108.显示器，设于智能机器人一侧，用于接收并显示造影图像；
109.所述造影系统和显示器分别电连接计算机控制系统。显示器用于接收计算机控制系统处理后的图像并进行显示，实时显示活检的过程。
110.作为本技术的可选实施方案，可选地，还包括：
111.切割刀头，设于所述切割套管的末端，用于旋切取样；所述切割刀头包含至少三个旋切刀片。
112.如在图4所示切割刀头的末端放大结构示意图中，切割刀头具有多个旋切刀片，用于在阀体带动下，进行前进和旋切，通过头部的旋切刀片对探针固定的病灶组织进行旋切取样，取样后回收样本即可。本处优选三片中心对称的旋切刀片，进行旋切取样。
113.本实施例，是对病灶组织进行取样的示例，但是还可以应用于其他部位甚至非病灶组织进行取样，只需要更换取样环境和对应的参数即可。
114.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨
在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。