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目的:通过对数字陀螺仪表达超声探头空间姿态变化的精确性检测,数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺模拟实验,以及数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺动物实验,探讨数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺的可行性。 方法:1.利用自制标准的30°、45°、60°、90°三角形有机玻璃测试模块和标有标准角度的测试贴膜,获取数字陀螺仪在绕x、y、z三个轴按标准角度转动时的测试值,评价数字陀螺仪表达超声探头空间姿态变化的精确性。2.自制A和B两种一次性穿刺用体模,A体模内置直径1.0cm球形橡胶水囊,水囊中心距表面5.0cm;B体模内置直径1.5cm球形橡胶水囊,水囊中心距表面10.0cm,A体模用于模拟浅表脏器靶标穿刺,模拟实验采用斜向穿刺进针,B体模用于模拟深部脏器靶标穿刺,模拟实验采用垂直方向穿刺进针。采用数字陀螺仪超声导航装置引导穿刺和超声定位徒手穿刺两种方法,分别对A、B体模内靶标重复穿刺10次,记录每组穿刺命中次数,计算命中率。3.采用数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺方法,对10只家兔门静脉穿刺,共穿刺10次,记录穿刺命中次数;观察家兔在实验中和实验后的生命体征,评价数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺的安全性和可行性。 结果:1.数字陀螺仪表达超声探头空间姿态变化的精确性:数字陀螺仪绕y轴转动0°~180°(航向角),绕x轴转动-90°~+90°(滚动角),绕z轴转动-60°~+60°(俯仰角),其平均误差均<1.0°;数字陀螺仪绕z轴转动+90°,-90°(俯仰角),其测量值不稳定,平均误差>1.0°。数字陀螺仪绕y轴转动0°~180°(航向角),绕x轴转动-90°~+90°(滚动角),绕z轴转动-90°~+90°(俯仰角),其重复测量误差均<1.0°。2.A体模采用数字陀螺仪超声导航装置引导穿刺,命中8次,未命中2次,命中率80.00%;采用超声定位徒手穿刺,命中3次,未命中7次,命中率30.00%。B体模采用数字陀螺仪超声导航装置引导穿刺,命中9次,未命中1次,命中率90.00%;采用超声定位徒手穿刺,命中4次,未命中6次,命中率40.00%。经比较,在A、B两组模拟实验中,数字陀螺仪超声导航装置引导穿刺的命中率均明显高于超声定位徒手穿刺(P<0.05)。3.采用数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺10只家兔门静脉,命中9次,未命中1次,命中率90.00%,所有穿刺中,均未出现出血等严重并发症,术后一周观察期间未出现实验家兔死亡。 结论:数字陀螺仪在航向角转动0°~180°、滚动角转动-90°~+90°、俯仰角转动-60°~+60°范围内可以准确表达超声探头的空间姿态变化。在此基础上,体外模拟实验和活体动物实验中数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺均具有较高的穿刺命中率,且在活体动物实验中,未出现严重并发症,具有较高安全性,综上所述,数字陀螺仪超声导航装置引导经皮穿刺具有很大的可行性,值得进一步研究,使之成为一种新的简便、灵活、精准的经皮穿刺导航方法。