專利名稱：醫(yī)用針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用針。
背景技術(shù)：
醫(yī)用針在臨床手術(shù)中被用于刺穿組織，以便皮下輸送包含藥物化合物的流體，以及以便診斷收集組織、細(xì)胞和/或體液。在某些手術(shù)中，期望將針尖插入特定位置。例如， 在一些麻醉手術(shù)中，需要在神經(jīng)旁輸送麻藥。由于針的錯位及針?biāo)鸬膫τ趯嵤┦中g(shù)的人和病人來說都是一種主要的顧慮。在某些手術(shù)中，尤其重要的是，在針插入期間避免刺穿或損傷神經(jīng)、靜脈、動脈和其他器官/實體。由于這些原因，實施手術(shù)的人使用許多技術(shù)來確定針尖的位置。目前相對普遍的是使用超聲來在手術(shù)期間確認(rèn)針的定位。這涉及到使用超聲波實時觀察針尖的位置。超聲波由一種換能器引入。由該換能器接收的超聲波被用于產(chǎn)生圖像。超聲波容易因材料密度的改變而反射。在這個背景下，在組織層之間、組織和神經(jīng)纖維之間、以及醫(yī)用設(shè)備(包括針)和組織之間的改變都能夠反射超聲波。超聲波在兩種材料的交界面(例如針/組織交界面)被強烈反射。在針/組織交界面垂直于從換能器發(fā)射的超聲波處，超聲波可以被直接反射回?fù)Q能器。這就在組織內(nèi)產(chǎn)生了針的非常清晰的超聲波圖像。然而，在大部分情況下，針與換能器成斜角，所以針/組織交界面對于發(fā)射的超聲波是斜的。這導(dǎo)致超聲波背離換能器反射， 而這降低了針在超聲圖像中的能見度。該問題在陡峭的插入角度時——即，當(dāng)針近似平行于發(fā)射的超聲波時——變得更嚴(yán)重。在一些情況中，針在超聲圖像中僅能作為周圍組織中的一個剪影(silhouette) 被看到。換句話說，能通過針產(chǎn)生的回波陰影在超聲圖像中確定針的位置。已知的是提供用于插入病人的在外表面形成有用于將超聲波反射回超聲波源的超聲反射器的醫(yī)用針。也已知的是提供分布在醫(yī)用針表面的若干個此類反射器。本發(fā)明力求提供在超聲波導(dǎo)向的手術(shù)中具有更強的能見度的醫(yī)用針。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種醫(yī)用針，包括針桿，其限定縱向軸線；針尖，其在所述針桿的一個端部形成；以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，以及至少一個額外的反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到 105°的范圍內(nèi)，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上基本是凹形。本發(fā)明還提供一種醫(yī)用針，包括針桿，其限定縱向軸線；針尖，其在所述針桿的一個端部形成；以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，以及至少一個額外的反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到 105°的范圍內(nèi)，并且具有兩個或更多個會聚法線。在一些實施方案中，所述反射器關(guān)于一個包括所述針桿的縱向軸線的平面對稱。在某些實施方案中，所述第一反射器表面與所述縱向軸線成近似20°角。所述第一反射器表面可以是平面。在一些實施方案中，所述至少一個額外的反射器表面包括至少兩個互相交叉的反射器表面。所述至少兩個額外的反射器表面可以是平面。在一些特定的實施方案中，所述至少一個額外的反射器表面由兩個額外的反射器表面組成，并且其中所述第一反射器表面和所述兩個額外的反射器表面被放置為彼此成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)。所述第一反射器表面和所述兩個額外的反射器表面可以彼此互相正交。在一些實施方案中，所述至少一個額外的反射器表面包括單個額外的反射器表面，該反射器表面包括彎曲部分。所述彎曲部分可以形成圓弧。所述圓弧所對向的角度在 60。到180°的范圍內(nèi)。本發(fā)明還提供一種醫(yī)用針，包括針尖，其在針桿的一個端部形成，以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，并且具有三個交叉形成一個反射器頂點的反射器表面，所述反射器被定向為，使兩個交叉的反射器表面之間的第一交叉線從反射器頂點向所述針尖延伸，并且相對于從所述反射器頂點徑向向所述針本體外延伸的線形成小于35°的角。所述第一交叉線相對于所述從反射器頂點徑向向外延伸的線的角度可以在10° 到35°的范圍內(nèi)。所述第一交叉線相對于所述從反射器頂點徑向向外延伸的線的角度近似為25°。所述第一交叉線相對于所述從反射器頂點徑向向外延伸的線的角度近似為30°。本發(fā)明還提供了一種醫(yī)用針，包括針尖，其在針桿的一個端部形成，所述針桿限定縱向軸線，以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，并且具有交叉形成一個反射器頂點的三個反射器表面，所述反射器被定向為，使三個反射器表面的第一反射器表面相對于所述針尖完全位于所述反射器頂點后面，并且與所述縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，并且所述反射器關(guān)于與所述針桿的縱向軸線重合的平面對稱。所述第一反射器表面與所述縱向軸線的角度在10°到35°范圍內(nèi)。在一些實施方案中，所述第一反射器表面與所述縱向軸線的角度為25°。在一些實施方案中，所述第一反射器表面與所述縱向軸線的角度為20°。所述三個反射器表面的每一個可以是平面。所述三個反射器表面可以互相正交。所述反射器是多個在所述針桿的外表面形成的相同反射器中的一個。在一些特定實施方案中，所述多個反射器被布置成一兩個或更多個連串的反射器，每個連串沿著所述針桿直線延伸。
所述連串或每個連串可以由重復(fù)樣式構(gòu)造。在一些特定實施方案中，所述連串或每個連串沿著所述針桿縱向延伸。在一些特定實施方案中，所述連串或每個連串由兩組或多組反射器組成，所述組沿著所述針桿縱向間隔開。所述醫(yī)用針還可以包括在所述針的外表面標(biāo)記的刻度，其中一個刻度位于所述連串或每個連串中相鄰組的反射器之間。在至少一個實施方案中，所述多個反射器被布置成六個連串的反射器，所述六個連串的反射器在所述針的外表面周圍周向間隔。每個連串相對于相鄰連串可以縱向偏置。在一些特定實施方案中，所述針還包括從所述針的后側(cè)端部向所述針尖延伸的空腔；以及側(cè)面端口，其通向所述反射器并且與所述管腔連通。所述側(cè)面端口可以在所述三個反射器表面中的一個反射器表面中的反射器頂點后構(gòu)成。在某些實施方案中，所述針還包括可移動的管心針，其可以位于所述空腔中以封閉所述側(cè)面端口。所述管心針還可以包括形成針的反射器的一部分的傾斜超聲反射平面表面。所述管心針的傾斜平面表面和所述針桿的壁表面可以被對準(zhǔn)，以形成互相平的反射表面。本發(fā)明也提供一種醫(yī)用針，包括針桿，其限定縱向軸線；針尖，其在所述針桿的一個端部形成；以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，以及第二反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上帶有凹度地彎曲。本發(fā)明也提供一種執(zhí)行創(chuàng)傷性醫(yī)療手術(shù)的方法，包括提供根據(jù)權(quán)利要求1到觀中任一項的醫(yī)用針；提供超聲換能器；將所述換能器放置在病人的外部皮膚上，并且激勵所述換能器向病人發(fā)射超聲波；將針插入鄰近所述換能器的病人，使得超聲波撞擊包含所述超聲反射器的針的一部分；以及捕獲從所述超聲反射器反射的超聲波。所述將針插入病人的步驟可以包含插入針，使所述針的縱向軸線位于一個包括發(fā)射的超聲波的平面內(nèi)。所述方法還包括確定所述針的插入角度，以使得所述針的縱向軸線和發(fā)射的超聲波形成一角度，該角度至少等于所述第一反射器表面相對于所述針的縱向軸線的角度。


為了更容易地理解本發(fā)明，現(xiàn)參考附圖，通過實施例僅以示例的方式描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的醫(yī)用針的側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的設(shè)有超聲反射器的針的參考示意性橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的醫(yī)用針的側(cè)視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的醫(yī)用針的透視圖；圖5是圖4的針的側(cè)視圖；圖6是圖5的針的沿著線A-A觀察的橫截面圖；圖7是豬組織中針的超聲圖像，所述針是根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的針；圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的醫(yī)用針的側(cè)視圖；圖9是圖8的針的區(qū)域Y的側(cè)視圖；圖10是圖8的針的區(qū)域Y的頂視圖；圖11是圖8的針的區(qū)域Y的底視圖；圖12是圖8的針的沿著圖11中線A-A觀察的橫截面圖；圖13是圖8的針的沿著圖11中線B-B觀察的橫截面圖；圖14是圖8的針的沿著圖11中線C-C觀察的橫截面圖；圖15是圖11的針的區(qū)域Z的透視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的醫(yī)用針的側(cè)視圖；圖17是圖16的針的后透視圖；圖18是圖16的針的沿著線D-D觀察的橫截面圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明第七實施方案的醫(yī)用針的側(cè)視圖；圖20是圖19的針的后透視圖；圖21是圖19的針的沿著線E-E觀察的橫截面圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的帶有兩個反射器的針的參考透視圖；圖23是嵌入明膠的圖8的針的超聲圖像；圖M是嵌入明膠的圖8的針的另一個超聲圖像。
具體實施方案圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的醫(yī)用針10。針10在桿14的一個端部具有針尖12。在該實施方案中，針10限定一用于在手術(shù)期間輸送流體和/或提取組織、流體或細(xì)胞的空腔(未示出)。針桿14限定縱向軸線。針10具有在針桿14的外表面形成的超聲反射器16。在該實施方案中，反射器16 由三個反射器表面形成。每個反射器表面與其他兩個反射器表面相交，以形成反射器頂點。 相鄰反射器表面之間的角度在75°到105°的范圍內(nèi)。反射器被定向為，使兩個反射器表面之間的交叉線L從反射器的頂點朝針尖12延伸。在該實施方案中，反射器16是角反射器的形式，其具有三個相互正交的平坦表面 R1^ R2和R3。如上文所述，角反射器16被定向為，使兩個反射器表面禮、R2之間的交叉線L 以傾斜的方式從角反射器的頂點18朝針尖12延伸。按此方式，第三表面民從頂點18背向針尖12向后傾斜，以使得第三表面民面向針尖12。再者，反射器表面禮、&在第三反射器表面R3的方向上是凹形的。垂直于各自的反射器表面Rpl的線m和N2是會聚的。
兩個表面禮、R2之間的交叉線L與從角反射器頂點18徑向向針10之外延伸并在圖1中會直接延伸出頁面的線成小于35°的角度。在該實施方案中，該角度大約25°。相應(yīng)地，第三表面R3相對于針10的縱向軸線傾斜25°角，并面向針尖12。再者，從圖1中可以看到，相對于針尖12，第三表面R3完全位于反射器頂點18后面。除此之外，角反射器16關(guān)于與針桿14的縱向軸線重合的一個平面對稱。如上文注意到的，在該實施方案中，第三表面民與縱向軸線成近似25°的角度。在使用針10的手術(shù)期間，超聲波可以從換能器(未示出)發(fā)射。角反射器16的表面將入射的超聲波反射回到換能器。使用反射的超聲波可以形成超聲圖像。角反射器16 可在超聲圖像中作為突出的白斑顯現(xiàn)，從而提供了角反射器16在周圍組織內(nèi)的位置的視覺標(biāo)記。在手術(shù)中，非常普遍的是，緊鄰針穿刺部位保持換能器，使其垂直于病人皮膚。常常盡可能垂直地保持針。通過使用超聲換能器和圖像來定位針，針桿14和超聲換能器之間的相對角度常常是非常尖銳的角。對針10的針桿14上的角反射器16進行定向(如上所述)能使得角反射器頂點18在桿14和超聲換能器之間為銳角時能夠被看見(換句話說， 在陡峭插入角處)。結(jié)果，在手術(shù)期間，角反射器16更容易將超聲波反射到換能器，這增強了針10在小角度下的能見度。再者，上文所述的針桿14上反射器16的取向能夠適應(yīng)針10 相對于超聲波平面的寬范圍的相對旋轉(zhuǎn)，同時保持反射器16的可接受的回聲反射性。這些會聯(lián)系圖22作更詳細(xì)的介紹。在針10的使用中，實施手術(shù)的人可以在超聲圖像上實時看到角反射器16在周圍組織內(nèi)的位置。這為針尖12的位置提供了非常清楚的指示，以使得可以更準(zhǔn)確地定位針尖。例如，針尖12可以被快速和精確地定位，例如被快速和精確地定位在兩層組織之間、鄰近神經(jīng)等等。圖2是示出了概念性醫(yī)用針F的橫截面和超聲換能器T的示意圖。針F具有超聲角反射器C1，角反射器C1以和圖1中示出的針10的角反射器16相同的構(gòu)造被定向。針F 也具有角反射器(2，其所有交叉線對于一條從頂點徑向向外延伸的線傾斜45°。提供圖2 僅是為了更清楚地證明每個角反射器C1和C2的相對反射性。換能器T包括用于發(fā)射超聲能量的發(fā)射器和用于接收超聲能量的接收器。為了最佳性能，實施手術(shù)的人將換能器T直接靠在病人的外皮膚層S放置。已經(jīng)被換能器T發(fā)射的超聲波&、)(2、x3、)(4傳輸經(jīng)過病人的組織(未示出)朝向針F。發(fā)射的超聲波是平行的， 并且在該具體例子中以和針F的縱向軸線成近似30°角接近針F。撞擊在角反射器C1上的超聲波&被所有三個反射器表面R1A2反射，反射的超聲波Y1行進回到換能器τ。類似地，撞擊在角反射器C1上的超聲波被反射器表面R1A2反射，反射的超聲波\也行進回到換能器T。在針F處于該方向的情況下，所有被角反射器C1反射的超聲波——包括Y1、Y2—— 平行于發(fā)射波X行進，并回到換能器T。換能器接收波Y”Y2，并因此超聲圖像顯示角反射器 C1的位置。超聲波&撞擊在針F的裸表面上(即，不是角反射器C1,也不是角反射器C2)，該裸表面與波\成斜角。反射的超聲波Y3背離換能器T行進。對于針桿和換能器的縱向軸線之間所成的小于45°的超聲波X角度，在角反射器C2的頂點后面的反射器表面對于背向換能器T發(fā)射出的超聲波而言變得“隱藏”。結(jié)果，包括波&在內(nèi)的撞擊在角反射器C2上的超聲波僅能夠被三個反射器表面中的兩個反射。如圖2中示出的，一旦后面的反射器表面變得“隱藏”，角反射器C2易于背離換能器T反射超聲波。尤其是，被角反射器C2反射的超聲波(如被反射的波W背離換能器T行進。結(jié)果， 角反射器C2在超聲圖像中頂多產(chǎn)生可能看到的弱反射。正如應(yīng)理解的，在本發(fā)明的實施方案中，反射器的取向可以根據(jù)在醫(yī)療手術(shù)期間普遍發(fā)生的針和發(fā)射的超聲波的相對角度來優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明實施方案的針也可使得，在手術(shù)期間，反射器在針的一個軸向旋轉(zhuǎn)位置范圍內(nèi)于超聲圖像中是能見的。對于如下實施方案其中反射器是角反射器并且在針和發(fā)射的超聲波的相對取向使得發(fā)射的波平行于反射器最后面的表面或者以一個角度撞擊在最后面的表面，使角反射器頂點清楚可見的軸向旋轉(zhuǎn)位置的范圍為近似+/-60° (其中 0°相應(yīng)于換能器發(fā)射的包括了從頂點徑向向外延伸的線的超聲波平面)。這一大范圍的軸向旋轉(zhuǎn)位置也是因為角反射器在針上的取向根據(jù)針和發(fā)射的超聲波在醫(yī)療手術(shù)期間很可能發(fā)生的相對角度位置而被優(yōu)化。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的醫(yī)用針110。針110的與針10的特征相應(yīng)的特征用帶有前綴“1”的對應(yīng)的參考數(shù)字指示。醫(yī)用針110具有若干相對于針110的軸向方向沿著針110的外表面被線性地布置成一連串的角反射器116。這一連串中的所有角反射器116在取向和配置上是相同的。這一連串被構(gòu)造為給實施手術(shù)的人沿著針提供可辨認(rèn)的尺度(scale)，使得當(dāng)在組織內(nèi)移動針時更容易鑒別距離。這可用于圍繞附近組織的輪廓和/或在附近組織的輪廓內(nèi)引導(dǎo)針尖 112。例如，針尖112可能需要被放置在緊鄰神經(jīng)處。一連串角反射器116允許實施手術(shù)的人估計針尖112到神經(jīng)的距離，并由此估計針110還需要被插入多遠，以將針尖112放
置在期望的位置。在該實施方案中，所述的一連串具有重復(fù)樣式以額定的單位長度間隔開的三個角反射器116，以及也是具有額定的單位長度的光滑(或“裸的”)的針桿部分。再者，可以選擇針尖112和所述一連串的開始之間的距離，以適合針110和/或適合要用到針110的預(yù)期的手術(shù)。額定的單位長度也可以被選擇，以適合要用到針110的預(yù)期的手術(shù)，并特別是適合所要求的針尖112放置精確度。額定的長度例如可以是5毫米。該額定的長度在以10 毫米(即1厘米)增量的比例來提供圖像放大信息的超聲圖像系統(tǒng)中是有利的。應(yīng)理解，所述一連串角反射器可以被構(gòu)造為其他樣式。再者，可以利用其他額定單位長度。針110具有單個連串的角反射器116。在一些替代實施方案中，針可以具有兩個或更多個連串的角反射器，其中每個連串沿著桿的外表面縱向延伸。按此方法，相對于超聲換能器，針可以在軸向旋轉(zhuǎn)位置的更大范圍內(nèi)于超聲圖像上可見。圖4到圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的醫(yī)用針210。針210的相應(yīng)于針10 的特征的特征用帶有前綴“2”的對應(yīng)的參考數(shù)字指示。針210具有被定位在針尖212后面的側(cè)面注入端口 220。超聲反射器216在桿214 中形成。在該實施方案中，反射器216是角反射器的形式。如圖6中示出的，頂點218的深度(距離桿214的側(cè)壁)深于針210的管狀壁的厚度。按此方式，角反射器216在端口 220 中形成。針210也具有延伸穿過針210空腔的可移動的管心針(stylet) 222，并且當(dāng)管心針 222被完全插入時，封閉端口 220。管心針222改進被角反射器216反射的超聲波的質(zhì)量。 為此目的，管心針222的前面的端部包括斜平面表面224，斜平面表面2 連同針桿214的壁表面219形成角反射器216的第三反射器表面R3。圖6示出了角反射器216的取向。角反射器216具有在兩個表面RpIi2之間形成的交叉線L。該線從角反射器頂點218向針尖212延伸。交叉線L與從角反射器頂點218 徑向向針210之外延伸的線P成25°的角α。(可以在圖5中注意到，線P會直接延伸出頁面)。角反射器216的第三表面R3從頂點218背離針尖12向后傾斜。在該實施方案中， 相對于線P的傾斜角β是65°。換句話說，在該實施方案中，第三表面R3與針210的縱向軸線成25°角，并且面向針尖212。當(dāng)然，管心針222的斜平面表面224以與壁表面219相同的角度傾斜。相應(yīng)地，斜平面表面224與針210的縱向軸線成25°角。針210和管心針222可以各自具有標(biāo)記(marker)(未示出)，以允許實施手術(shù)的人確認(rèn)平面表面2M在針210的管腔內(nèi)的對準(zhǔn)。這樣，平面表面2M和壁表面219可以被對準(zhǔn)，以形成反射超聲波的共面的表面。在某些實施方案中，流體、導(dǎo)管和/或線可以穿過針210的管腔并經(jīng)端口 220離開。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的嵌入豬組織中的醫(yī)用針310的超聲圖像。 針310具有沿著針桿的外表面縱向布置的一連串超聲反射器(在圖7中不可見)。在該實施方案中，反射器是角反射器，并且以和針110相同的方式在針桿上被定向。由于反射的超聲波的噪聲和擴散的影響，角反射器在超聲圖像中些微模糊。盡管有這些影響，角反射器是清楚地能見的。所述的一連串從針尖312開始并且沿著針桿向后延伸，具有重復(fù)的序列，該序列由以下組成多個超過5mm的反射角落，超過2. 5mm的光滑部分，多個超過2. 5mm的反射角落，超過2. 5mm的光滑部分。因此，在該實施方案中，所述的一連串由2. 5mm的額定單位長度構(gòu)造。在該超聲圖像中，示出了的圖像范圍(厘米刻度)到達組織部分的右側(cè)。針310 以和組織表面成近似65°角被嵌入組織中。針尖310的深度為42mm(4. 2cm)。圖8到15示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的醫(yī)用針410。針410的與針10的特征相應(yīng)的特征用帶有前綴“4”的對應(yīng)的參考數(shù)字指示。針410具有多個超聲反射器416，每個超聲反射器416具有兩個在第三反射器表面 R3的方向上是凹形的反射器表面禮、&。換句話說，分別垂直于反射器表面禮、R2的線是會聚的。反射器416被布置為沿著針410的外表面成六個連串。每個連串中的所有反射器 416在取向和配置上是相同的。再者，如圖15中更清楚地示出的，每個反射器416關(guān)于一個包括針桿412的縱向軸線的平面對稱。因此，針的縱向軸線和每個反射器表面R1A2之間的角度θ是相同的。
如圖12和13示出的，六個連串的反射器416在針桿的外表面周圍的圓周方向上是等間隔的。在相鄰連串的反射器416之間提供60°的角度間隔。再者，每個連串相對于相鄰連串縱向偏置。結(jié)果，六個連串的反射器416中的三個連串比其他三個連串更靠近針尖 412。如圖8中更清楚地示出的，針410具有刻度，在該實施例中刻度是具有反襯度的圓周帶似6的形式。帶似6被設(shè)在針的外表面上。相鄰刻度的間隔是相同的，并且最靠前的刻度距離針尖412的間隔相同?；谠诓∪酥獾尼?10的部分，所述這些刻度為實施手術(shù)的人提供了針尖412深度的視覺指示。六個連串的反射器416的每一個連串由沿著針410 的針桿414縱向間隔開的兩組反射器416組成。因此，在每組反射器416之間存在“裸”針桿(即，在外表面沒有形成反射器的針桿)的區(qū)域。最前的帶似6被設(shè)在六個連串中的各組反射器416之間的外表面上。如在圖23 和M中示出的超聲圖像中可以看到的，反射器416在該超聲圖像中顯示為突出的白斑線。 在所述連串中的各組反射器416之間的間隔以與刻度相一致的方式指示針的位置。在該特定實施方案中，在每個連串中每組反射器416的長度近似9毫米，并且每組的間隔近似2毫米。除此之外，刻度設(shè)在10個毫米中心(millimetre centre)處。如圖14示出的，反射器416的頂點418的深度小于針410的壁厚。在圖14中，針尖朝向頁面的左側(cè)。應(yīng)理解，在針410的外表面形成反射器416導(dǎo)致壁厚的減小，這會損害針的結(jié)構(gòu)完整性。在圖14中，線P從反射器頂點徑向向針410外延伸，并因此與針410的縱向軸線正交。角度α相應(yīng)于第一反射器表面R3和縱向軸線之間的銳角。在該實施方案中，α是 65°。角度β相應(yīng)于其他反射器表面R1A2和縱向軸線之間的交叉線之間的銳角。在該實施方案中，β是25°。上文描述的一連串反射器416的布局使設(shè)置在針桿414上的反射器的數(shù)量最大化，同時保持針410的足夠的結(jié)構(gòu)完整性。圖16到18示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實施方案的醫(yī)用針510。針510在針桿514 的一個端部具有針尖512。在該實施方案中，針510限定空腔515，通過空腔515在手術(shù)期間輸送流體，并且/或者抽取組織、流體或細(xì)胞。針桿514限定縱向軸線。針510具有在針桿514外表面形成的超聲反射器516。反射器516具有第一反射器表面R1, R1與縱向軸線的角度不大于35°，并且面向針尖512。在該實施方案中，第一反射器表面R1是與縱向軸線成近似20°角。反射器516也具有額外的反射器表面是彎曲的并且在反射器表面R1的方向上是凹形的。由于額外的反射器表面&的彎曲形狀，垂直于反射器表面&的線是會聚的。 在該實施方案中，反射器表面&是圓弧形式。相應(yīng)地，在該實施方案中，所有垂直于反射器表面&的線在反射器表面&的半徑中心上會聚。反射器表面&對向90°角。然而，在替代實施方案中，其他反射器表面可以對向 60°到180°的范圍內(nèi)的角。撞擊在反射器416上的超聲波至少被反射器表面&反射，并且在許多情況中由反射器表面R1、R2反射。在入射超聲波在也包括了垂直于反射器表面&的線的平面內(nèi)的方向上行進的情況下，一部分波可以在平行于入射波的方向上被反射回?fù)Q能器。
圖19到21示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實施方案的醫(yī)用針610。針610在針桿614 的一個端部具有針尖612。針610限定空腔615，通過空腔615在手術(shù)期間輸送流體，并且 /或者抽取組織、流體或細(xì)胞。針桿614也限定縱向軸線。針610具有在針桿614外表面形成的超聲反射器616。反射器616具有第一反射器表面R1, R1與縱向軸線的角度不大于35°，并且面向針尖612。在該實施方案中，第一反射器表面R1是與縱向軸線成近似20°角。反射器616也具有額外的反射器表面是彎曲的并且在反射器表面R1的方向上是凹形的。反射器616不同于反射器516之處是反射器表面&對向135°角。在圖16到19的實施方案中，超聲反射器具有第一反射器表面，該第一反射器表面向針的縱向軸線傾斜，并且面向針尖；和彎曲的反射器表面，其向第一反射器表面傾斜。 在兩個反射器表面之間有彎曲的交叉線。在如下實施方案中其中，在針和發(fā)射的超聲波的相對取向使得發(fā)射的波平行于第一反射器表面或者以一個角度撞擊第一反射器表面，于其中可清楚看見交叉線的軸向旋轉(zhuǎn)位置的范圍為近似+/-60° (其中0°相應(yīng)于與反射器對稱平面重合的換能器發(fā)射的超聲波的平面)。在圖16到19示出的實施方案中，已經(jīng)示出針帶有縱切(straight-cut)針尖。應(yīng)理解，該針尖形狀對于本發(fā)明不重要。圖22是示出了概念性針G的參考透視圖，針G包括之前關(guān)聯(lián)圖1到15所描述類型的兩個超聲反射器16a、16b。超聲反射器16a、16b在針桿14外表面上周向間隔，二者之間的角度間隔是60°。超聲反射器16a、16b也被定位在距離針G的針尖12的相同距離處。 針G被傾斜，其中縱向軸線與包括頁面的平面近似成30°角。該傾斜相應(yīng)于陡峭的插入角。在圖22中，針G被定向為使超聲反射器16a位于示出的視圖的中心。反射器16a 的所有三個反射器表面禮、&和民是能見的。由于兩個反射器16a、16b之間的周向間隔，在示出的視圖中反射器16b逆時針旋轉(zhuǎn)60°。反射器16b的額外的反射器表面(即反射器表面R1A2)在圖22中是能見的。然而，由于在該圖中針G的傾斜，第一反射器表面R3位于垂直于頁面的平面。相應(yīng)地，反射器 16b的頂點也位于該平面。如果超聲波在垂直于頁面并且包括針G的縱向軸線的平面中傳播，則反射器16a、 16b都能夠以平行于入射超聲波的方向?qū)⒆矒舻某暡ǚ瓷浠卦?。圖22證明了根據(jù)本發(fā)明一些實施方案的反射器在從-60°到60°角的范圍內(nèi)是能見的，其中0°相應(yīng)于從頂點徑向向外延伸并且位于換能器發(fā)射的超聲波的平面的線。在參考圖8-15描述的實施方案中，實施手術(shù)的人能夠?qū)⑨?10插入病人中，并且在不損失回聲反射性的情況下旋轉(zhuǎn)針410。應(yīng)理解，在針416圍繞其縱向軸線充分旋轉(zhuǎn)的情況下，反射器410的頂點被針桿 414遮擋。類似的，當(dāng)入射超聲波和針410的縱向軸線之間的角度接近平行時，反射器410 的頂點也被針桿414遮擋。根據(jù)本發(fā)明實施方案的反射器在大范圍的關(guān)于縱向軸線的旋轉(zhuǎn)角度上最大化反射器的回聲反射性，并且在實際中也在超聲引導(dǎo)治療期間遇到的大范圍的角度上最大化反射器的回聲反射性。圖23和M示出了嵌入在明膠中的針410的超聲圖像。圖23示出了相對于超聲換能器處于近似陽°的適中插入角度下的針410。圖23示出了相對于超聲換能器處于近似25°的陡峭插入角度的針410。在兩個圖像中，反射器416清楚地顯示為兩條突出的白斑線，線之間的黑色區(qū)域指示六個連串的每一連串中各組之間裸針的區(qū)域。很清楚的是，在圖23和M中，針尖412緊靠最低的反射器416，反射器416促進了對針尖412的位置的迅速識別。在根據(jù)本發(fā)明實施方案的針中，超聲圖像中反射器的能見度被其在針桿上的取向或者其他因素影響。尤其是，減小第一反射器表面和縱向軸線之間的角度能夠改進反射器在陡峭角度插入下的能見度。然而，針的壁厚被空腔的大小所限制，并且要求針必須有足夠的剛性。為此，反射器的最大深度也被限制。因此，隨著第一反射器表面和縱向軸線之間的角度(α)減小，在交叉線L任一側(cè)上的每個表面禮、&的面積也減小。相應(yīng)地，角反射器的能見度會隨著角度(α)的減小而減小。在第一反射器表面和針的縱向軸線之間的角度 (α)存在一個最佳范圍。想到的是，該范圍是10°彡a彡35°。關(guān)聯(lián)圖1以及圖3-6所描述的針實施方案是筆點針。關(guān)聯(lián)圖8-15所描述的針實施方案是斜面鑲嵌針(bevel tipped needle)。然而，應(yīng)理解，可以采用邊緣/尖形狀的針。關(guān)聯(lián)圖1、3、7_21、23和對所描述的實施方案中，反射器距離針桿的最大半徑的最大深度小于針桿的最大壁厚。使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的針的創(chuàng)傷性醫(yī)療手術(shù)可包含 提供超聲換能器；·將換能器放置在病人的外部皮膚上，并且激勵換能器向病人發(fā)射超聲波；·將針插入鄰近換能器的病人，使得超聲波撞擊包含超聲反射器的針的一部分；以及·捕獲從超聲反射器反射的超聲波。被換能器捕獲的從反射器反射的超聲波隨后可被用于產(chǎn)生超聲圖像。由于許多超聲換能器發(fā)射平面超聲波，因此有利的是，插入針，使其縱向軸線處于包括發(fā)射的超聲波的平面內(nèi)。實施手術(shù)的人可以確立針插入的角度，以使得針的縱向軸線和發(fā)射的超聲波形成一個至少與第一反射表面相對于針的縱向軸線的角度相等的角度。這可包含使用換能器來識別在必要的手術(shù)中應(yīng)該采用該針尖的區(qū)域，并隨后將針插入病人。替代地或額外的，這可以包含將針插入病人，以及隨后定位針以及針尖和換能器被采用的區(qū)域。對于本說明書的目的，術(shù)語“針”包括常規(guī)的針，以及具有針狀結(jié)構(gòu)的醫(yī)療設(shè)備，包括但不限于導(dǎo)管、導(dǎo)絲、套管、入口(access port)和套管針。本發(fā)明的實施方案也可用在任何組織刺穿手術(shù)，無論針是否被用于經(jīng)空腔運送材料。例如，本發(fā)明的實施方案可用在利用賽丁格Geldinger)技術(shù)或“鐵路(railroad) ”技術(shù)的手術(shù)中，其中針僅用作導(dǎo)絲或?qū)Ч艿囊龑?dǎo)?？梢允褂酶鶕?jù)本發(fā)明的實施方案的針的手術(shù)包括(但不限于)a.血管內(nèi)置管，其中本發(fā)明使得引導(dǎo)進入不可能被感覺的血管——例如大的中心靜脈和小的外周靜脈——是可能的；b.外周神經(jīng)阻滯，尤其是在麻醉中靠近神經(jīng)局部放置麻藥，從而使其睡著以便手術(shù)或減輕疼痛；c.組織的切片檢查
i.細(xì)胞抽吸；以及ii.核管活體檢查；d.羊膜穿刺術(shù)和絨毛膜(choriovillous)抽樣；e.近距放射療法；f.深肌的肉毒桿菌手術(shù)；g.例如心包的、胸膜的或腹部的流體排放；h.經(jīng)皮穿刺腎造瘺術(shù)；i.恥骨上導(dǎo)管；j.腹空腔鏡手術(shù)和/或診斷。在所有上述手術(shù)中(和其他的)，針通常以大角度插入病人皮膚，并且對于超聲換能器是小角度。在本發(fā)明的某些實施方案中，針可結(jié)合其他針定位技術(shù)。例如，本發(fā)明的針可以設(shè)有絕緣體，以使得實施手術(shù)的人利用電-神經(jīng)刺激技術(shù)。應(yīng)理解，在一些實施方案中，額外的反射器表面可以包括三個或更多個反射器表應(yīng)理解，利用本發(fā)明實施方案的手術(shù)可以在病人和動物病患上實現(xiàn)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下做出許多修改。在下文的權(quán)利要求和本發(fā)明的前述中(除非情境需要或由于表達語言或必要的暗示方面的需要)，詞“包括”或其變體，例如“包含”或“含有”被用作包含在內(nèi)的意思，即特指所陳述的特征的存在，但不排除本發(fā)明各種實施方案中其他特征的存在或加入。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用針，包括針桿，其限定縱向軸線；針尖，其在所述針桿的一個端部形成；以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，以及至少一個額外的反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上基本是凹形。
2.一種醫(yī)用針，包括針桿，其限定縱向軸線；針尖，其在所述針桿的一個端部形成；以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，以及至少一個額外的反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)，并且具有兩個或更多個會聚法線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的醫(yī)用針，其中所述反射器關(guān)于一個包括所述針桿的縱向軸線的平面對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的醫(yī)用針，其中所述第一反射器表面與所述縱向軸線成近似20°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項的醫(yī)用針，其中所述第一反射器表面是平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項的醫(yī)用針，其中所述至少一個額外的反射器表面包括至少兩個互相交叉的反射器表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的醫(yī)用針，其中所述至少兩個額外的反射器表面是平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的醫(yī)用針，其中所述至少一個額外的反射器表面由兩個額外的反射器表面組成，并且其中所述第一反射器表面和所述兩個額外的反射器表面被放置為彼此成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的醫(yī)用針，其中所述第一反射器表面和所述兩個額外的反射器表面彼此互相正交。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項的醫(yī)用針，其中所述至少一個額外的反射器表面包括單個額外的反射器表面，該反射器表面包括彎曲部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的醫(yī)用針，其中所述彎曲部分形成圓弧。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的醫(yī)用針，其中所述圓弧所對向的角度在60°到180°的范圍內(nèi)。
13.一種醫(yī)用針，包括針尖，其在針桿的一個端部形成，以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，并且具有在所述針桿的外表面形成的三個反射器表面，所述反射器被定向為，使兩個交叉的反射器表面之間的第一交叉線從反射器頂點向所述針尖延伸，并且相對于從所述反射器頂點徑向向所述針本體外延伸的線形成小于45°的角。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的醫(yī)用針，其中所述第一交叉線相對于所述從反射器頂點徑向向外延伸的線的角度在10°到35°的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的醫(yī)用針，其中所述第一交叉線相對于所述從反射器頂點徑向向外延伸的線的角度近似為25°。
16.一種醫(yī)用針，包括針尖，其在針桿的一個端部形成，所述針桿限定縱向軸線，以及超聲反射器，其在所述針桿的外表面形成，并且具有交叉形成一個反射器頂點的三個反射器表面，所述反射器被定向為，使三個反射器表面的第一反射器表面相對于所述針尖完全位于所述反射器頂點后面，并且與所述縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖，并且所述反射器關(guān)于與所述針桿的縱向軸線重合的平面對稱。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的醫(yī)用針，其中所述第一反射器表面與所述縱向軸線的角度在 10°到35°范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的醫(yī)用針，其中所述第一反射器表面與所述縱向軸線的角度為。
19.根據(jù)權(quán)利要求13到18中任一項的醫(yī)用針，其中所述三個反射器表面的每一個是平
20.根據(jù)權(quán)利要求13到19中任一項的醫(yī)用針，其中所述三個反射器表面互相正交。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到20中任一項的醫(yī)用針，其中所述反射器是多個在所述針桿的外表面形成的相同反射器中的一個。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的醫(yī)用針，其中所述多個反射器被布置成一兩個或更多個連串的反射器，每個連串沿著所述針桿直線延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的醫(yī)用針，其中所述連串或每個連串由重復(fù)樣式構(gòu)造。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的醫(yī)用針，其中所述連串或每個連串沿著所述針桿縱向延伸。
25.根據(jù)權(quán)利要求M的醫(yī)用針，其中所述連串或每個連串由兩組或多組反射器組成， 所述組沿著所述針桿縱向間隔開。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的醫(yī)用針，還包括在所述針的外表面標(biāo)記的刻度，其中一個刻度位于所述連串或每個連串中相鄰組的反射器之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求22到沈中任一項的醫(yī)用針，其中所述多個反射器被布置成六個連串的反射器，所述六個連串的反射器在所述針的外表面周圍周向間隔。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈的醫(yī)用針，其中所述每個連串相對于相鄰連串縱向偏置。
29.一種執(zhí)行創(chuàng)傷性醫(yī)療手術(shù)的方法，包括 提供根據(jù)權(quán)利要求1到觀中任一項的醫(yī)用針； 提供超聲換能器；將所述換能器放置在病人的外部皮膚上，并且激勵所述換能器向病人發(fā)射超聲波； 將針插入鄰近所述換能器的病人，使得超聲波撞擊包含所述超聲反射器的針的一部分；以及捕獲從所述超聲反射器反射的超聲波。
30.根據(jù)權(quán)利要求四的方法，其中所述將針插入病人的步驟包含插入針，使所述針的縱向軸線位于一個包括發(fā)射的超聲波的平面內(nèi)。
31.根據(jù)權(quán)利要求四或30的方法，還包括確定所述針的插入角度，以使得所述針的縱向軸線和發(fā)射的超聲波形成一角度，該角度至少等于所述第一反射器表面相對于所述針的縱向軸線的角度。
全文摘要
公開了一種醫(yī)用針，其包括限定縱向軸線的針桿、在所述針桿的一個端部形成的針尖和在所述針桿的外表面形成的超聲反射器。所述反射器包括第一反射器表面，其在與所述針桿的縱向軸線的角度不大于35°，并且面向所述針尖；以及至少一個額外的反射器表面，其與所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范圍內(nèi)，并且在朝向第一反射器表面的方向上基本為凹形。
文檔編號A61M5/158GK102164623SQ200980137385
公開日2011年8月24日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者C·米切爾 申請人:科庫研究股份有限公司