一種在體心臟電生理立體定位裝置的製作方法

2023-06-12 02:22:46 1

本實用新型屬於醫療器械技術領域，涉及一種定位裝置，尤其是一種在體心臟電生理立體定位裝置。

背景技術：

目前，在小動物心律失常在體研究中，對心臟電生理標測的方法有限，缺乏一種精確的、無創的、簡便的、心臟表面多部位心電標測的方法。而現存在的方式，常使用血管介入的方式，將微小的電極導管(常為2F)通過小動物靜脈系統，送至右心房、右心室進行標測。該方法存在以下的缺點：第一，心臟標測部位有限制，且只能標測右側心房及心室，使得測量數據有限，且導管的機動性不強，有些心臟的特殊部位不能到達，不利於全面評估心臟電生理特性及預測心律失常的發生；第二，因小動物血管細小、且全身總體血容量小，血管介入的方法不可避免會影響小動物血流動力學(如操作失血、局部血栓形成或因肝素過量自發性出血等所致)，增加實驗操作難度並降低大鼠實驗的成活率，對實驗研究帶來不利；第三，介入導管無法精確定位，常需要聯合X線等大型設備的影像學結果輔助，給試驗研究帶來不便並增加實驗成本，而即使是影像學資料，其二維的特性，並不能保證定位的精準，也影響科學實驗的精確性；第四，使用靜脈介入方式所需的配套系統及耗材成本昂貴，而目前國內還沒有自主研發的配套系統。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種在體心臟電生理立體定位裝置，其不僅可以多點標測小動物心臟電生理參數，還可以在無需聯合使用大型醫療設備的同時精確定位每個標測點的位置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種在體心臟電生理立體定位裝置，包括固定在工作檯上的軌道，在軌道上設有能夠沿軌道自由滑動且能夠定位的軌道滑塊，在軌道滑塊上固定設置有水平旋轉模塊，所述水平旋轉模塊上固定設置有垂直升降機構，所述垂直升降機構的上部升降端活動連接有水平設置的橫向移動機構的右端，所述橫向移動機構的左端連接有電極升降機構，所述電極升降機構的升降部固定連接有電極垂直定位杆，所述電極垂直定位杆的下端連接有電極垂直旋轉體，所述電極垂直旋轉體的下端連接有電極多向定位連接臺，電極多向定位連接臺的下端連接有電極搖擺旋轉體，所述電極搖擺旋轉體下端連接有電極水平旋轉體，所述電極水平旋轉體的下端連接有電極。

進一步地，所述軌道的橫截面為倒V型；所述軌道滑塊包括與軌道橫截面相適應且套設在軌道上的滑軌器，所述滑軌器的下端設置有用以防傾覆的夾軌器，在滑軌器的側面還設置有定位緊輪。

進一步地，所述水平旋轉模塊包括滑軌器水平旋轉體，滑軌器水平旋轉體通過內部中心固定軸貫穿連接在滑軌器的頂部平臺上。

進一步地，所述垂直升降機構包括垂直旋轉主臂，所述垂直旋轉主臂的下端通過定位銷與水平旋轉模塊連接，垂直旋轉主臂的上端通過齒輪機構連接有垂直提升主臂，在垂直提升主臂上設置有用以調節高度的垂直提升主臂手輪。

進一步地，所述橫向移動機構包括橫向水平移動主臂，所述橫向水平移動主臂與垂直升降機構的上部升降端通過齒輪機構連接，在橫向水平移動主臂上設置有用以調節水平位移的橫向水平移動主臂手輪。

進一步地，所述電極升降機構包括垂直提升副臂，所述垂直提升副臂通過齒輪機構與橫向移動機構的左端連接，在垂直提升副臂上設置有垂直提升副臂手輪。

進一步地，所述軌道、垂直提升主臂、垂直提升副臂的長度方向上均標有顯示長度定位的刻度線，滑軌器水平旋轉體、垂直旋轉主臂、電極垂直旋轉體、電極水平旋轉體的圓周體上均標有顯示圓周旋轉角度定位的刻度線。

進一步地，水平旋轉體與滑軌器、所述電極水平旋轉體與電極多向定位連接臺通過垂直銷軸定位連接。

進一步地，所述垂直提升主臂手輪、垂直提升副臂手輪、橫向水平移動主臂手輪的最小進位刻度均為0.5mm；所述電極垂直旋轉體、電極水平旋轉體、電極搖擺旋轉體的最小旋轉進位刻度均為0.25mm。

進一步地，所述電極為三極點電極：一支為刺激電極、一支為測量電極、一支為參考電極。

進一步地，所述橫向水平移動主臂與垂直提升主臂之間是通過燕尾槽式的夾軌軌道水平連接構成的。

本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型可通過使用立體定位儀，移動和旋轉其X、Y、Z軸，可以到達心臟表面幾乎任何肉眼可見部位，機動性強，可測量心臟表面多部位的有效不應期，從而可實現離散度的計算，有利於對小動物心臟在體電生理心律失常電生理機制的研究。

(2)利用本實用新型測量的每個位點都可以建立一組空間三維坐標，外加X-Z軸旋轉角度值及心臟水平位移度，可更加精準的對小動物心臟表面的每個部位進行精確定位，以便同一部位在不同時間的重複測量。再者，該方法可免除以往需要聯合X線等大型設備完成心臟電極位置確認的不便性。

(3)本實用新型對心臟無任何損傷，且不影響小動物的血流動力學，可增加小動物實驗中的存活率，延長小動物實驗存活時間，增強小動物實驗的耐受性和安全性。

(4)本實用新型安裝方便、方法操作簡便，且投資費用低、工作穩定性好、故障率低、維護周期長、安全環保。

綜上所述，本實用新型的製作成本較目前進口系統成本低，且實用性強，可在對小動物心臟無創傷及血流動力學零影響的情況下，完成多點的標測，提高小動物在體心律失常實驗研究的成活率，降低實驗操作的複雜性，極其有利於心律失常在在體小動物模型中的實驗研究。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為圖1的A—A剖面圖；

圖3為圖1的B—B剖面圖；

圖4為本實用新型齒條驅動裝置示意圖；

圖5為齒條軌道結構示意圖；

圖6為燕尾槽式夾軌軌道結構示意圖。

其中：1.倒V型軌道；2.滑軌器；3.定位緊輪；4.滑軌器水平旋轉體；5.垂直旋轉主臂；6.垂直提升主臂；7.橫向水平移動主臂；8.垂直提升副臂；9.電極垂直定位杆；10.電極垂直旋轉體；11.電極水平旋轉體；12.垂直旋轉主臂定位銷；13.垂直提升副臂手輪；14.橫向水平移動主臂手輪；15.垂直提升主臂手輪；16.電極；17.裝置實驗臺底座；18.心室彈性復位裝置滑動定位固定軌道；19.防傾覆夾軌器；20.電極多向定位連接臺；21.電極搖擺旋轉體定位銷；22.電極搖擺旋轉體。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

如圖1，2所示，一種在體心臟電生理立體定位裝置，包括固定在工作檯上的軌道1，軌道1的橫截面為倒V型，軌道1上設有能夠沿軌道1自由滑動且能夠定位的軌道滑塊，軌道滑塊包括與軌道1橫截面相適應且套設在軌道1上的滑軌器2，所述滑軌器2的下端設置有用以防傾覆的夾軌器19，在滑軌器2的側面還設置有定位緊輪3。

滑軌器水平旋轉體4與滑軌器2可以通過垂直銷軸定位連接，滑軌器水平旋轉體4也可以通過內部中心固定軸貫穿連接在滑軌器2的頂部平臺上，以滑軌器水平旋轉體4能夠沿水平方向旋轉為目的，滑軌器水平旋轉體4上表面沿X軸方向設置一圓弧形凹槽，凹槽裡固定設置一圓柱殼體，圓柱殼體為水平固定，中心軸與X軸平行，下弧面完全貼合在凹槽的凹面內，圓柱殼體的上弧面沿Y軸方向有開口，開口的寬度與垂直旋轉主臂5的寬度相當，以垂直旋轉主臂5的下部分能夠插入殼體為準，開口沿圓柱殼體的長度可以開至與滑軌器水平旋轉體4貼合處，垂直旋轉主臂5的下部殼體的一個端面沿X軸方向開有定位銷孔，定位銷孔的位置沿Z軸高度相同，用於安裝定位銷，定位銷具有一定的預緊力，當只有實施較大的旋轉力時才可旋轉，且旋轉時指針刻度也可記錄旋轉的角度刻度便於實現重複位置的同一點的測量。定位工作中，可以對垂直旋轉臂施加以沿Y軸方向的力來使垂直旋轉主臂5前後旋轉，與圓柱殼體的定位銷相對一側標有顯示圓周旋轉角度定位的刻度線，用於讀取旋轉角度。

垂直旋轉主臂5上部的齒條結構，與垂直提升主臂6上的齒條相互嚙合，卡合齒條的軌道互相固定，垂直提升主臂6的軌道外表面安裝有垂直提升主臂手輪15，手輪通過傳動裝置連接垂直提升主臂6，用以驅動垂直提升主臂6在Z軸方向移動。

橫向水平移動主臂7右端與垂直提升主臂6的齒條固定，隨著垂直提升主臂6的上下移動而移動，橫向水平移動主臂7的燕尾槽式夾軌軌道設有相互嚙合的齒條，同樣在軌道外表面安裝有橫向水平移動主臂手輪14，手輪通過傳動裝置連接橫向水平移動主臂7，用以驅動橫向水平移動主臂7在X軸方向移動。

與橫向水平移動主臂7右端連接方式相同，橫向水平移動主臂7左端通過齒條嚙合與垂直提升副臂8連接，垂直提升副臂手輪設置在垂直提升副臂8軌道外表面，手輪通過傳動裝置連接垂直提升副臂8，用以驅動垂直提升副臂8在Z軸方向移動。

上述齒條嚙合方式如圖4所示，齒條卡合於如圖5所示的軌道中，並且可以自由滑動，齒條通過活動連接的兩根槓桿與軌道外側的手輪連接，定位過程中通過旋轉手輪驅動槓桿運動，從而帶動軌道中的齒條做相應的運動。

上述垂直旋轉主臂5與垂直提升主臂6、橫向水平移動主臂7與垂直提升副臂8之間也可以通過燕尾槽式的夾軌軌道連接，此結構穩定性很好，雖然加工製造較為繁瑣，但需要的粗糙度和精度較高，頻繁使用不會發生大的跳動和振動，工藝誤差的精度範圍較小，能夠長期滿足試驗對結構精度的穩固性要求。

如圖3所示，在垂直提升副臂8上固定有電極垂直定位杆9，電極垂直定位杆9下部通過定位銷與電極垂直旋轉體10相連接，連接方式與垂直旋轉主臂5和圓柱殼體的相近，區別在於，電極垂直旋轉體10下方的凹槽為沿Y軸設置。此時，連接與電極垂直旋轉體10以下的部分左右旋轉。

電極垂直旋轉體10的下端與電極多向定位連接臺20固定，電極多向定位連接臺20的下端通過電極搖擺旋轉體定位銷連接電極搖擺旋轉體22，電極搖擺旋轉體22連接電極水平旋轉體11，電極水平旋轉體11還與電極多向定位連接臺20通過垂直銷軸定位連接，電極水平旋轉體11下端連接有電極16。

該定位儀器有X軸-Z軸移動微調推進裝置(X軸：水平左右移動；Z軸：垂直上下移動)、Y軸(水平前後移動)軌道和水平旋轉裝置、垂直旋轉裝置，兩者組合，可實現推進器的上下、左右、前後、旋轉等動作，並配合刻度，可採集空間立體坐標值、X-Z旋轉角度；X軸-Y軸推進裝置前有電極夾持裝置，該裝置頭端可水平360°旋轉，以使所夾持的電極在每個測量位點能根據該部位心臟表面的特殊性而靈活選擇個體化的方位。

V型軌道1、垂直提升主臂6、垂直提升副臂8的長度方向上均標有顯示長度定位的刻度線，水平旋轉體4、垂直旋轉主臂5、電極垂直旋轉體10、電極水平旋轉體11的圓周體上均標有顯示圓周旋轉角度定位的刻度線。此刻度線可保證所有的定位都能實現精確的數據定位，每測量一次心房的區域再次改變位置後，想返回去再次測量上次的位置，可通過記錄保存的上述所有的定位數據便可實現重新復位進行再次測量。

垂直提升主臂手輪15、垂直提升副臂手輪13、橫向水平移動主臂手輪14的最小進位刻度均為0.5mm，而電極垂直旋轉體10、電極水平旋轉體11、電極搖擺旋轉體22的最小旋轉進位刻度均為0.25mm。此刻度的精度確保了定位的精度，特別是電極的旋轉角度裝置需要採取多級傳動的傳動比來確保電極旋轉體、搖擺旋轉體的精確旋轉定位，實現動物心房同一區域位置的多次精確測量。

電極16為三極點電極，一支為刺激電極、一支為測量電極、一支為參考電極。採取三級點電極可進一步確保測量數據的準確性，每個電極起到的作用各不相同，可以達到激動局部心肌組織及記錄局部心肌電位變化的功效，測量的試驗人員可根據監視器所描記的心外膜電圖形態及變化特徵，識別本次測量的有效性，從而為試驗保存更為有效的數據。

上述中，除了滑軌器水平旋轉體4與滑軌器2通過定位銷連結外，電極水平旋轉體11與電極多向定位連接臺20、滑軌器水平旋轉體4與滑軌器2也可採用定位銷定位連接，定位銷具有一定的預緊力，當只有實施較大的旋轉力時才可旋轉，且旋轉時指針刻度也可記錄旋轉的角度刻度便於實現重複位置的同一點的測量。

倒V型軌道1與另一側的心室彈性復位裝置滑動定位固定軌道18可實現本實用新型裝置與心室彈性復位裝置的組合測量。由於本裝置只是心臟測量的一部分裝置，為了達到高精度的測量效果，我們實驗科研人員研製了另一個心室彈性復位裝置此裝置正在申請專利中，此兩套裝置配合一起使用測量，可進一歩提高實驗的成功率與準確性。