一种消融针穿刺培训装置及其培训方法与流程

本发明涉及微创手术辅助导航，具体为一种消融针穿刺培训装置及其培训方法。

背景技术：

1、肿瘤消融是一种常用的治疗肿瘤的方法，消融针大多在超声引导下局部麻醉后进行，一般可以使患者静脉血的影响和损失都将得到逐步恢复，利用特殊消融设备将消融针送到病变组织内部内，通过利用高温、低温等方法消除病灶，使病灶组织发生坏死，从而达到治疗目的的手段，常用于肿瘤的治疗，在手术中通常利用超声作为引导将消融针植入肿瘤，超声引导可清晰识别神经及其周围血管、肌肉、骨骼及内脏结构，有助于设计个体化进针路径，进针过程中可提供穿剌针行进的实时影像，以便在进针同时随时调整进针方向和进针深度，使用超声引导行神经阻滞、注射药物时可以看到药液扩散，有利于及时调整针尖位置，使药液更好地沿神经扩散，与解剖定位及神经刺激器定位相比，超声定位可以减少穿刺次数、降低周围组织、脏器及血管损伤风险，尤其对存有解剖变异的患者，减少穿刺相关出血和血肿的发生，超声定位还可以明显降低气胸等穿刺相关损伤的发生率；

2、但是在肿瘤消融术进行过程中，由于超声视野的局限性以及有限的图像质量，医生通常要尝试多次才能将消融针植入正确的位置，近年来微创手术导航系统的引入，可以更精确的引导医生更快捷安全的植入消融针，然而基于光学跟踪器的导航系统需要在消融针手柄上加装光学追踪装置，并对消融针进行校准，将消融针针尖和针体的位置保存在光学追踪装置坐标系里，然而在实际穿刺过程中目标组织会给消融针带来一些阻力，在阻力的作用下有可能会导致消融针弯曲，从而给导航系统带来误差，因此，使用者通常需要培训来更好的使用消融导航系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种消融针穿刺培训装置及其培训方法，以解决上述背景技术中提出的穿刺过程中消融针弯曲导致误差需要培训的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消融针穿刺培训装置，包括试验箱，所述试验箱的一侧设置有测量箱，且测量箱的一侧设置有导航显示箱，所述试验箱的一侧安装有光学测量相机，所述试验箱的一侧设置有消融设备，且消融设备的一端固定安装有消融针。

3、优选的，所述消融设备的一端侧面固定设置有跟踪反射基准，所述试验箱的上表面固定设置有定位反射基准。

4、采用上述技术方案，通过光学测量相机对跟踪反射基准和定位反射基准的识别定位追踪实现对消融针位置的追踪定位。

5、优选的，所述试验箱的上表面均匀开设有让位孔，且试验箱的内部底表面固定安装有圆盘靶电极。

6、采用上述技术方案，使得消融针能够通过让位孔插入与圆盘靶电极接触。

7、优选的，所述测量箱的上表面固定安装有负极端，且测量箱的一端侧表面固定安装有正极端。

8、采用上述技术方案，使得测量箱能够通过负极端与正极端的连接产生通路发出电信号。

9、优选的，所述导航显示箱的侧表面均匀设置有指示灯，且指示灯呈圆形点阵状分布，所述导航显示箱的信号输入端通过导线与测量箱的信号输出端连接。

10、采用上述技术方案，使得导航显示箱能够接收测量箱的电信号并通过指示灯将电信号转换为位置信号。

11、优选的，所述试验箱的侧表面被夹持框所贯穿，且夹持框的上表面嵌入式安装有夹持板，并且夹持板与夹持框通过螺栓固定安装。

12、采用上述技术方案，使得夹持板和夹持框能够保证物料在穿刺过程中不会横向滑动。

13、优选的，所述夹持框贯穿试验箱外侧表面的一端转动连接有限位板，且限位板的一端侧表面与试验箱的外侧表面滑动连接，并且限位板与试验箱连接的一端纵截面为t字型设计。

14、采用上述技术方案，使得限位板能够通过t字型的一端保持与试验箱外侧表面的连接而不横向滑动。

15、优选的，所述负极端与圆盘靶电极的下端正中心之间通过导线连接，所述正极端的一端与消融设备之间通过导线连接。

16、采用上述技术方案，使得圆盘靶电极能够通过与消融针的接触实现对负极端和正极端的连通。

17、优选的，所述圆盘靶电极表面的电阻值由内向外均匀变大，且圆盘靶电极与让位孔为一一对应设置。

18、采用上述技术方案，使得消融针与圆盘靶电极表面不同电阻值位置接触时所产生的通路信号强度不同，以达到检测消融针与圆盘靶电极圆心距离的目的。

19、一种消融针穿刺培训装置的培训方法，该所述培训方法包括以下步骤：

20、s1、光学测量相机根据导航显示箱上的定位反射基准以及固定在消融设备上的跟踪反射基准对消融针的位置进行定位；

21、s2、通过对消融针插入位置和角度的计算得出理论坐标值并以呈十字形点亮的指示灯显示标记与正对的圆盘靶电极的相对位置，圆盘靶电极位置显示在指示灯的正中间；

22、s3、导航显示箱以右侧屏幕显示最终消融针与圆盘靶电极接触时距离圆盘靶电极中心的实际偏移距离；

23、s4、导航显示箱根据消融针与圆盘靶电极接触时距离圆盘靶电极中心的实际偏移距离数据点亮对应位置的指示灯并持续闪烁，显示此时消融针尖端实际位置与预测位置的偏移以及偏移方向。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该消融针穿刺培训装置：

25、1.通过在试验箱底部设置圆盘靶电极组成的标靶阵列的方式，使得消融针在穿透试验物体后能够与圆盘靶电极不同阻值表面接触，从而利用传回的阻值信号实现在训练过程中对消融针的偏移量进行监测，以帮助受训人员在拟真的情况下受训并积累经验；

26、2.采用让位孔和圆盘靶电极的一一对应设置且分别设置在试验箱上下两端的方式，使得消融针能够通过不同让位孔插向不同圆盘靶电极的方式实现不同入针角度的穿刺训练，以模拟真实的穿刺流程；

27、3.通过光学测量相机对消融针理论位置进行计算并呈十字形显示在导航显示箱的指示灯上的方式，使得受训人员能够观察消融针理论上插入后正对的圆盘靶电极位置，保证消融针的理论穿刺位置准确，以保证在真实穿刺完成后能够根据偏移的量和方向进行针对性的调整。

技术特征：

1.一种消融针穿刺培训装置，包括试验箱（1），所述试验箱（1）的一侧设置有测量箱（2），且测量箱（2）的一侧设置有导航显示箱（3），所述试验箱（1）的一侧安装有光学测量相机（4），其特征在于：所述试验箱（1）的一侧设置有消融设备（5），且消融设备（5）的一端固定安装有消融针（6）。

2.根据权利要求1所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述消融设备（5）的一端侧面固定设置有跟踪反射基准（7），所述试验箱（1）的上表面固定设置有定位反射基准（8）。

3.根据权利要求1所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述试验箱（1）的上表面均匀开设有让位孔（9），且试验箱（1）的内部底表面固定安装有圆盘靶电极（10）。

4.根据权利要求1所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述测量箱（2）的上表面固定安装有负极端（11），且测量箱（2）的一端侧表面固定安装有正极端（12）。

5.根据权利要求1所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述导航显示箱（3）的侧表面均匀设置有指示灯（13），且指示灯（13）呈圆形点阵状分布，所述导航显示箱（3）的信号输入端通过导线与测量箱（2）的信号输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述试验箱（1）的侧表面被夹持框（14）所贯穿，且夹持框（14）的上表面嵌入式安装有夹持板（15），并且夹持板（15）与夹持框（14）通过螺栓固定安装。

7.根据权利要求6所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述夹持框（14）贯穿试验箱（1）外侧表面的一端转动连接有限位板（16），且限位板（16）的一端侧表面与试验箱（1）的外侧表面滑动连接，并且限位板（16）与试验箱（1）连接的一端纵截面为t字型设计。

8.根据权利要求4所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述负极端（11）与圆盘靶电极（10）的下端正中心之间通过导线连接，所述正极端（12）的一端与消融设备（5）之间通过导线连接。

9.根据权利要求3所述的一种消融针穿刺培训装置，其特征在于：所述圆盘靶电极（10）表面的电阻值由内向外均匀变大，且圆盘靶电极（10）与让位孔（9）为一一对应设置。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的消融针穿刺培训装置的培训方法，其特征在于：该所述培训方法包括以下步骤：

技术总结本发明用于微创手术辅助导航技术领域，公开了一种消融针穿刺培训装置，包括试验箱，所述试验箱的一侧设置有测量箱，且测量箱的一侧设置有导航显示箱，所述试验箱的一侧安装有光学测量相机，所述试验箱的一侧设置有消融设备。该消融针穿刺培训装置，通过在试验箱底部设置圆盘靶电极组成的标靶阵列的方式，使得消融针在穿透试验物体后能够与圆盘靶电极不同阻值表面接触，从而利用传回的阻值信号实现在训练过程中对消融针的偏移量进行监测，采用让位孔和圆盘靶电极的一一对应设置且分别设置在试验箱上下两端的方式，使得消融针能够通过不同让位孔插向不同圆盘靶电极的方式实现不同入针角度的穿刺训练。技术研发人员：朱紫薇受保护的技术使用者：苏州镜禾元康医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29