医用针的制作方法

专利名称：医用针的制作方法
技术领域：
本发明涉及医用针。
背景技术：
医用针在临床手术中被用于刺穿组织，以便皮下输送包含药物化合物的流体，以及以便诊断收集组织、细胞和/或体液。在某些手术中，期望将针尖插入特定位置。例如， 在一些麻醉手术中，需要在神经旁输送麻药。由于针的错位及针所引起的伤害对于实施手术的人和病人来说都是一种主要的顾虑。在某些手术中，尤其重要的是，在针插入期间避免刺穿或损伤神经、静脉、动脉和其他器官/实体。由于这些原因，实施手术的人使用许多技术来确定针尖的位置。目前相对普遍的是使用超声来在手术期间确认针的定位。这涉及到使用超声波实时观察针尖的位置。超声波由一种换能器引入。由该换能器接收的超声波被用于产生图像。超声波容易因材料密度的改变而反射。在这个背景下，在组织层之间、组织和神经纤维之间、以及医用设备(包括针)和组织之间的改变都能够反射超声波。超声波在两种材料的交界面(例如针/组织交界面)被强烈反射。在针/组织交界面垂直于从换能器发射的超声波处，超声波可以被直接反射回换能器。这就在组织内产生了针的非常清晰的超声波图像。然而，在大部分情况下，针与换能器成斜角，所以针/组织交界面对于发射的超声波是斜的。这导致超声波背离换能器反射， 而这降低了针在超声图像中的能见度。该问题在陡峭的插入角度时——即，当针近似平行于发射的超声波时——变得更严重。在一些情况中，针在超声图像中仅能作为周围组织中的一个剪影(silhouette) 被看到。换句话说，能通过针产生的回波阴影在超声图像中确定针的位置。已知的是提供用于插入病人的在外表面形成有用于将超声波反射回超声波源的超声反射器的医用针。也已知的是提供分布在医用针表面的若干个此类反射器。本发明力求提供在超声波导向的手术中具有更强的能见度的医用针。

发明内容
本发明提供了一种医用针，包括针杆，其限定纵向轴线；针尖，其在所述针杆的一个端部形成；以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，以及至少一个额外的反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到 105°的范围内，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上基本是凹形。本发明还提供一种医用针，包括针杆，其限定纵向轴线；针尖，其在所述针杆的一个端部形成；以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，以及至少一个额外的反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到 105°的范围内，并且具有两个或更多个会聚法线。在一些实施方案中，所述反射器关于一个包括所述针杆的纵向轴线的平面对称。在某些实施方案中，所述第一反射器表面与所述纵向轴线成近似20°角。所述第一反射器表面可以是平面。在一些实施方案中，所述至少一个额外的反射器表面包括至少两个互相交叉的反射器表面。所述至少两个额外的反射器表面可以是平面。在一些特定的实施方案中，所述至少一个额外的反射器表面由两个额外的反射器表面组成，并且其中所述第一反射器表面和所述两个额外的反射器表面被放置为彼此成的角度在75°到105°的范围内。所述第一反射器表面和所述两个额外的反射器表面可以彼此互相正交。在一些实施方案中，所述至少一个额外的反射器表面包括单个额外的反射器表面，该反射器表面包括弯曲部分。所述弯曲部分可以形成圆弧。所述圆弧所对向的角度在 60。到180°的范围内。本发明还提供一种医用针，包括针尖，其在针杆的一个端部形成，以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，并且具有三个交叉形成一个反射器顶点的反射器表面，所述反射器被定向为，使两个交叉的反射器表面之间的第一交叉线从反射器顶点向所述针尖延伸，并且相对于从所述反射器顶点径向向所述针本体外延伸的线形成小于35°的角。所述第一交叉线相对于所述从反射器顶点径向向外延伸的线的角度可以在10° 到35°的范围内。所述第一交叉线相对于所述从反射器顶点径向向外延伸的线的角度近似为25°。所述第一交叉线相对于所述从反射器顶点径向向外延伸的线的角度近似为30°。本发明还提供了一种医用针，包括针尖，其在针杆的一个端部形成，所述针杆限定纵向轴线，以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，并且具有交叉形成一个反射器顶点的三个反射器表面，所述反射器被定向为，使三个反射器表面的第一反射器表面相对于所述针尖完全位于所述反射器顶点后面，并且与所述纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，并且所述反射器关于与所述针杆的纵向轴线重合的平面对称。所述第一反射器表面与所述纵向轴线的角度在10°到35°范围内。在一些实施方案中，所述第一反射器表面与所述纵向轴线的角度为25°。在一些实施方案中，所述第一反射器表面与所述纵向轴线的角度为20°。所述三个反射器表面的每一个可以是平面。所述三个反射器表面可以互相正交。所述反射器是多个在所述针杆的外表面形成的相同反射器中的一个。在一些特定实施方案中，所述多个反射器被布置成一两个或更多个连串的反射器，每个连串沿着所述针杆直线延伸。
所述连串或每个连串可以由重复样式构造。在一些特定实施方案中，所述连串或每个连串沿着所述针杆纵向延伸。在一些特定实施方案中，所述连串或每个连串由两组或多组反射器组成，所述组沿着所述针杆纵向间隔开。所述医用针还可以包括在所述针的外表面标记的刻度，其中一个刻度位于所述连串或每个连串中相邻组的反射器之间。在至少一个实施方案中，所述多个反射器被布置成六个连串的反射器，所述六个连串的反射器在所述针的外表面周围周向间隔。每个连串相对于相邻连串可以纵向偏置。在一些特定实施方案中，所述针还包括从所述针的后侧端部向所述针尖延伸的空腔；以及侧面端口，其通向所述反射器并且与所述管腔连通。所述侧面端口可以在所述三个反射器表面中的一个反射器表面中的反射器顶点后构成。在某些实施方案中，所述针还包括可移动的管心针，其可以位于所述空腔中以封闭所述侧面端口。所述管心针还可以包括形成针的反射器的一部分的倾斜超声反射平面表面。所述管心针的倾斜平面表面和所述针杆的壁表面可以被对准，以形成互相平的反射表面。本发明也提供一种医用针，包括针杆，其限定纵向轴线；针尖，其在所述针杆的一个端部形成；以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，以及第二反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范围内，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上带有凹度地弯曲。本发明也提供一种执行创伤性医疗手术的方法，包括提供根据权利要求1到观中任一项的医用针；提供超声换能器；将所述换能器放置在病人的外部皮肤上，并且激励所述换能器向病人发射超声波；将针插入邻近所述换能器的病人，使得超声波撞击包含所述超声反射器的针的一部分；以及捕获从所述超声反射器反射的超声波。所述将针插入病人的步骤可以包含插入针，使所述针的纵向轴线位于一个包括发射的超声波的平面内。所述方法还包括确定所述针的插入角度，以使得所述针的纵向轴线和发射的超声波形成一角度，该角度至少等于所述第一反射器表面相对于所述针的纵向轴线的角度。


为了更容易地理解本发明，现参考附图，通过实施例仅以示例的方式描述本发明，其中图1是根据本发明第一实施方案的医用针的侧视图；图2是根据本发明一个实施方案的设有超声反射器的针的参考示意性横截面图；图3是根据本发明第二实施方案的医用针的侧视图；图4是根据本发明第三实施方案的医用针的透视图；图5是图4的针的侧视图；图6是图5的针的沿着线A-A观察的横截面图；图7是猪组织中针的超声图像，所述针是根据本发明第四实施方案的针；图8是根据本发明第五实施方案的医用针的侧视图；图9是图8的针的区域Y的侧视图；图10是图8的针的区域Y的顶视图；图11是图8的针的区域Y的底视图；图12是图8的针的沿着图11中线A-A观察的横截面图；图13是图8的针的沿着图11中线B-B观察的横截面图；图14是图8的针的沿着图11中线C-C观察的横截面图；图15是图11的针的区域Z的透视图；图16是根据本发明第六实施方案的医用针的侧视图；图17是图16的针的后透视图；图18是图16的针的沿着线D-D观察的横截面图；图19是根据本发明第七实施方案的医用针的侧视图；图20是图19的针的后透视图；图21是图19的针的沿着线E-E观察的横截面图；图22是根据本发明的带有两个反射器的针的参考透视图；图23是嵌入明胶的图8的针的超声图像；图M是嵌入明胶的图8的针的另一个超声图像。
具体实施方案图1示出了根据本发明第一实施方案的医用针10。针10在杆14的一个端部具有针尖12。在该实施方案中，针10限定一用于在手术期间输送流体和/或提取组织、流体或细胞的空腔(未示出)。针杆14限定纵向轴线。针10具有在针杆14的外表面形成的超声反射器16。在该实施方案中，反射器16 由三个反射器表面形成。每个反射器表面与其他两个反射器表面相交，以形成反射器顶点。 相邻反射器表面之间的角度在75°到105°的范围内。反射器被定向为，使两个反射器表面之间的交叉线L从反射器的顶点朝针尖12延伸。在该实施方案中，反射器16是角反射器的形式，其具有三个相互正交的平坦表面 R1^ R2和R3。如上文所述，角反射器16被定向为，使两个反射器表面礼、R2之间的交叉线L 以倾斜的方式从角反射器的顶点18朝针尖12延伸。按此方式，第三表面民从顶点18背向针尖12向后倾斜，以使得第三表面民面向针尖12。再者，反射器表面礼、&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的线m和N2是会聚的。
两个表面礼、R2之间的交叉线L与从角反射器顶点18径向向针10之外延伸并在图1中会直接延伸出页面的线成小于35°的角度。在该实施方案中，该角度大约25°。相应地，第三表面R3相对于针10的纵向轴线倾斜25°角，并面向针尖12。再者，从图1中可以看到，相对于针尖12，第三表面R3完全位于反射器顶点18后面。除此之外，角反射器16关于与针杆14的纵向轴线重合的一个平面对称。如上文注意到的，在该实施方案中，第三表面民与纵向轴线成近似25°的角度。在使用针10的手术期间，超声波可以从换能器(未示出)发射。角反射器16的表面将入射的超声波反射回到换能器。使用反射的超声波可以形成超声图像。角反射器16 可在超声图像中作为突出的白斑显现，从而提供了角反射器16在周围组织内的位置的视觉标记。在手术中，非常普遍的是，紧邻针穿刺部位保持换能器，使其垂直于病人皮肤。常常尽可能垂直地保持针。通过使用超声换能器和图像来定位针，针杆14和超声换能器之间的相对角度常常是非常尖锐的角。对针10的针杆14上的角反射器16进行定向(如上所述)能使得角反射器顶点18在杆14和超声换能器之间为锐角时能够被看见(换句话说， 在陡峭插入角处)。结果，在手术期间，角反射器16更容易将超声波反射到换能器，这增强了针10在小角度下的能见度。再者，上文所述的针杆14上反射器16的取向能够适应针10 相对于超声波平面的宽范围的相对旋转，同时保持反射器16的可接受的回声反射性。这些会联系图22作更详细的介绍。在针10的使用中，实施手术的人可以在超声图像上实时看到角反射器16在周围组织内的位置。这为针尖12的位置提供了非常清楚的指示，以使得可以更准确地定位针尖。例如，针尖12可以被快速和精确地定位，例如被快速和精确地定位在两层组织之间、邻近神经等等。图2是示出了概念性医用针F的横截面和超声换能器T的示意图。针F具有超声角反射器C1，角反射器C1以和图1中示出的针10的角反射器16相同的构造被定向。针F 也具有角反射器(2，其所有交叉线对于一条从顶点径向向外延伸的线倾斜45°。提供图2 仅是为了更清楚地证明每个角反射器C1和C2的相对反射性。换能器T包括用于发射超声能量的发射器和用于接收超声能量的接收器。为了最佳性能，实施手术的人将换能器T直接靠在病人的外皮肤层S放置。已经被换能器T发射的超声波&、)(2、x3、)(4传输经过病人的组织(未示出)朝向针F。发射的超声波是平行的， 并且在该具体例子中以和针F的纵向轴线成近似30°角接近针F。撞击在角反射器C1上的超声波&被所有三个反射器表面R1A2反射，反射的超声波Y1行进回到换能器τ。类似地，撞击在角反射器C1上的超声波被反射器表面R1A2反射，反射的超声波\也行进回到换能器T。在针F处于该方向的情况下，所有被角反射器C1反射的超声波——包括Y1、Y2—— 平行于发射波X行进，并回到换能器T。换能器接收波Y”Y2，并因此超声图像显示角反射器 C1的位置。超声波&撞击在针F的裸表面上(即，不是角反射器C1,也不是角反射器C2)，该裸表面与波\成斜角。反射的超声波Y3背离换能器T行进。对于针杆和换能器的纵向轴线之间所成的小于45°的超声波X角度，在角反射器C2的顶点后面的反射器表面对于背向换能器T发射出的超声波而言变得“隐藏”。结果，包括波&在内的撞击在角反射器C2上的超声波仅能够被三个反射器表面中的两个反射。如图2中示出的，一旦后面的反射器表面变得“隐藏”，角反射器C2易于背离换能器T反射超声波。尤其是，被角反射器C2反射的超声波(如被反射的波W背离换能器T行进。结果， 角反射器C2在超声图像中顶多产生可能看到的弱反射。正如应理解的，在本发明的实施方案中，反射器的取向可以根据在医疗手术期间普遍发生的针和发射的超声波的相对角度来优化。根据本发明实施方案的针也可使得，在手术期间，反射器在针的一个轴向旋转位置范围内于超声图像中是能见的。对于如下实施方案其中反射器是角反射器并且在针和发射的超声波的相对取向使得发射的波平行于反射器最后面的表面或者以一个角度撞击在最后面的表面，使角反射器顶点清楚可见的轴向旋转位置的范围为近似+/-60° (其中 0°相应于换能器发射的包括了从顶点径向向外延伸的线的超声波平面)。这一大范围的轴向旋转位置也是因为角反射器在针上的取向根据针和发射的超声波在医疗手术期间很可能发生的相对角度位置而被优化。图3示出了根据本发明第二实施方案的医用针110。针110的与针10的特征相应的特征用带有前缀“1”的对应的参考数字指示。医用针110具有若干相对于针110的轴向方向沿着针110的外表面被线性地布置成一连串的角反射器116。这一连串中的所有角反射器116在取向和配置上是相同的。这一连串被构造为给实施手术的人沿着针提供可辨认的尺度(scale)，使得当在组织内移动针时更容易鉴别距离。这可用于围绕附近组织的轮廓和/或在附近组织的轮廓内引导针尖 112。例如，针尖112可能需要被放置在紧邻神经处。一连串角反射器116允许实施手术的人估计针尖112到神经的距离，并由此估计针110还需要被插入多远，以将针尖112放
置在期望的位置。在该实施方案中，所述的一连串具有重复样式以额定的单位长度间隔开的三个角反射器116，以及也是具有额定的单位长度的光滑(或“裸的”)的针杆部分。再者，可以选择针尖112和所述一连串的开始之间的距离，以适合针110和/或适合要用到针110的预期的手术。额定的单位长度也可以被选择，以适合要用到针110的预期的手术，并特别是适合所要求的针尖112放置精确度。额定的长度例如可以是5毫米。该额定的长度在以10 毫米(即1厘米)增量的比例来提供图像放大信息的超声图像系统中是有利的。应理解，所述一连串角反射器可以被构造为其他样式。再者，可以利用其他额定单位长度。针110具有单个连串的角反射器116。在一些替代实施方案中，针可以具有两个或更多个连串的角反射器，其中每个连串沿着杆的外表面纵向延伸。按此方法，相对于超声换能器，针可以在轴向旋转位置的更大范围内于超声图像上可见。图4到图6示出了根据本发明第三实施方案的医用针210。针210的相应于针10 的特征的特征用带有前缀“2”的对应的参考数字指示。针210具有被定位在针尖212后面的侧面注入端口 220。超声反射器216在杆214 中形成。在该实施方案中，反射器216是角反射器的形式。如图6中示出的，顶点218的深度(距离杆214的侧壁)深于针210的管状壁的厚度。按此方式，角反射器216在端口 220 中形成。针210也具有延伸穿过针210空腔的可移动的管心针(stylet) 222，并且当管心针 222被完全插入时，封闭端口 220。管心针222改进被角反射器216反射的超声波的质量。 为此目的，管心针222的前面的端部包括斜平面表面224，斜平面表面2 连同针杆214的壁表面219形成角反射器216的第三反射器表面R3。图6示出了角反射器216的取向。角反射器216具有在两个表面RpIi2之间形成的交叉线L。该线从角反射器顶点218向针尖212延伸。交叉线L与从角反射器顶点218 径向向针210之外延伸的线P成25°的角α。(可以在图5中注意到，线P会直接延伸出页面)。角反射器216的第三表面R3从顶点218背离针尖12向后倾斜。在该实施方案中， 相对于线P的倾斜角β是65°。换句话说，在该实施方案中，第三表面R3与针210的纵向轴线成25°角，并且面向针尖212。当然，管心针222的斜平面表面224以与壁表面219相同的角度倾斜。相应地，斜平面表面224与针210的纵向轴线成25°角。针210和管心针222可以各自具有标记(marker)(未示出)，以允许实施手术的人确认平面表面2M在针210的管腔内的对准。这样，平面表面2M和壁表面219可以被对准，以形成反射超声波的共面的表面。在某些实施方案中，流体、导管和/或线可以穿过针210的管腔并经端口 220离开。图7示出了根据本发明第四实施方案的嵌入猪组织中的医用针310的超声图像。 针310具有沿着针杆的外表面纵向布置的一连串超声反射器(在图7中不可见)。在该实施方案中，反射器是角反射器，并且以和针110相同的方式在针杆上被定向。由于反射的超声波的噪声和扩散的影响，角反射器在超声图像中些微模糊。尽管有这些影响，角反射器是清楚地能见的。所述的一连串从针尖312开始并且沿着针杆向后延伸，具有重复的序列，该序列由以下组成多个超过5mm的反射角落，超过2. 5mm的光滑部分，多个超过2. 5mm的反射角落，超过2. 5mm的光滑部分。因此，在该实施方案中，所述的一连串由2. 5mm的额定单位长度构造。在该超声图像中，示出了的图像范围(厘米刻度)到达组织部分的右侧。针310 以和组织表面成近似65°角被嵌入组织中。针尖310的深度为42mm(4. 2cm)。图8到15示出了根据本发明第五实施方案的医用针410。针410的与针10的特征相应的特征用带有前缀“4”的对应的参考数字指示。针410具有多个超声反射器416，每个超声反射器416具有两个在第三反射器表面 R3的方向上是凹形的反射器表面礼、&。换句话说，分别垂直于反射器表面礼、R2的线是会聚的。反射器416被布置为沿着针410的外表面成六个连串。每个连串中的所有反射器 416在取向和配置上是相同的。再者，如图15中更清楚地示出的，每个反射器416关于一个包括针杆412的纵向轴线的平面对称。因此，针的纵向轴线和每个反射器表面R1A2之间的角度θ是相同的。
如图12和13示出的，六个连串的反射器416在针杆的外表面周围的圆周方向上是等间隔的。在相邻连串的反射器416之间提供60°的角度间隔。再者，每个连串相对于相邻连串纵向偏置。结果，六个连串的反射器416中的三个连串比其他三个连串更靠近针尖 412。如图8中更清楚地示出的，针410具有刻度，在该实施例中刻度是具有反衬度的圆周带似6的形式。带似6被设在针的外表面上。相邻刻度的间隔是相同的，并且最靠前的刻度距离针尖412的间隔相同。基于在病人之外的针410的部分，所述这些刻度为实施手术的人提供了针尖412深度的视觉指示。六个连串的反射器416的每一个连串由沿着针410 的针杆414纵向间隔开的两组反射器416组成。因此，在每组反射器416之间存在“裸”针杆(即，在外表面没有形成反射器的针杆)的区域。最前的带似6被设在六个连串中的各组反射器416之间的外表面上。如在图23 和M中示出的超声图像中可以看到的，反射器416在该超声图像中显示为突出的白斑线。 在所述连串中的各组反射器416之间的间隔以与刻度相一致的方式指示针的位置。在该特定实施方案中，在每个连串中每组反射器416的长度近似9毫米，并且每组的间隔近似2毫米。除此之外，刻度设在10个毫米中心(millimetre centre)处。如图14示出的，反射器416的顶点418的深度小于针410的壁厚。在图14中，针尖朝向页面的左侧。应理解，在针410的外表面形成反射器416导致壁厚的减小，这会损害针的结构完整性。在图14中，线P从反射器顶点径向向针410外延伸，并因此与针410的纵向轴线正交。角度α相应于第一反射器表面R3和纵向轴线之间的锐角。在该实施方案中，α是 65°。角度β相应于其他反射器表面R1A2和纵向轴线之间的交叉线之间的锐角。在该实施方案中，β是25°。上文描述的一连串反射器416的布局使设置在针杆414上的反射器的数量最大化，同时保持针410的足够的结构完整性。图16到18示出了根据本发明的第六实施方案的医用针510。针510在针杆514 的一个端部具有针尖512。在该实施方案中，针510限定空腔515，通过空腔515在手术期间输送流体，并且/或者抽取组织、流体或细胞。针杆514限定纵向轴线。针510具有在针杆514外表面形成的超声反射器516。反射器516具有第一反射器表面R1, R1与纵向轴线的角度不大于35°，并且面向针尖512。在该实施方案中，第一反射器表面R1是与纵向轴线成近似20°角。反射器516也具有额外的反射器表面是弯曲的并且在反射器表面R1的方向上是凹形的。由于额外的反射器表面&的弯曲形状，垂直于反射器表面&的线是会聚的。 在该实施方案中，反射器表面&是圆弧形式。相应地，在该实施方案中，所有垂直于反射器表面&的线在反射器表面&的半径中心上会聚。反射器表面&对向90°角。然而，在替代实施方案中，其他反射器表面可以对向 60°到180°的范围内的角。撞击在反射器416上的超声波至少被反射器表面&反射，并且在许多情况中由反射器表面R1、R2反射。在入射超声波在也包括了垂直于反射器表面&的线的平面内的方向上行进的情况下，一部分波可以在平行于入射波的方向上被反射回换能器。
图19到21示出了根据本发明的第七实施方案的医用针610。针610在针杆614 的一个端部具有针尖612。针610限定空腔615，通过空腔615在手术期间输送流体，并且 /或者抽取组织、流体或细胞。针杆614也限定纵向轴线。针610具有在针杆614外表面形成的超声反射器616。反射器616具有第一反射器表面R1, R1与纵向轴线的角度不大于35°，并且面向针尖612。在该实施方案中，第一反射器表面R1是与纵向轴线成近似20°角。反射器616也具有额外的反射器表面是弯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之处是反射器表面&对向135°角。在图16到19的实施方案中，超声反射器具有第一反射器表面，该第一反射器表面向针的纵向轴线倾斜，并且面向针尖；和弯曲的反射器表面，其向第一反射器表面倾斜。 在两个反射器表面之间有弯曲的交叉线。在如下实施方案中其中，在针和发射的超声波的相对取向使得发射的波平行于第一反射器表面或者以一个角度撞击第一反射器表面，于其中可清楚看见交叉线的轴向旋转位置的范围为近似+/-60° (其中0°相应于与反射器对称平面重合的换能器发射的超声波的平面)。在图16到19示出的实施方案中，已经示出针带有纵切(straight-cut)针尖。应理解，该针尖形状对于本发明不重要。图22是示出了概念性针G的参考透视图，针G包括之前关联图1到15所描述类型的两个超声反射器16a、16b。超声反射器16a、16b在针杆14外表面上周向间隔，二者之间的角度间隔是60°。超声反射器16a、16b也被定位在距离针G的针尖12的相同距离处。 针G被倾斜，其中纵向轴线与包括页面的平面近似成30°角。该倾斜相应于陡峭的插入角。在图22中，针G被定向为使超声反射器16a位于示出的视图的中心。反射器16a 的所有三个反射器表面礼、&和民是能见的。由于两个反射器16a、16b之间的周向间隔，在示出的视图中反射器16b逆时针旋转60°。反射器16b的额外的反射器表面(即反射器表面R1A2)在图22中是能见的。然而，由于在该图中针G的倾斜，第一反射器表面R3位于垂直于页面的平面。相应地，反射器 16b的顶点也位于该平面。如果超声波在垂直于页面并且包括针G的纵向轴线的平面中传播，则反射器16a、 16b都能够以平行于入射超声波的方向将撞击的超声波反射回源。图22证明了根据本发明一些实施方案的反射器在从-60°到60°角的范围内是能见的，其中0°相应于从顶点径向向外延伸并且位于换能器发射的超声波的平面的线。在参考图8-15描述的实施方案中，实施手术的人能够将针410插入病人中，并且在不损失回声反射性的情况下旋转针410。应理解，在针416围绕其纵向轴线充分旋转的情况下，反射器410的顶点被针杆 414遮挡。类似的，当入射超声波和针410的纵向轴线之间的角度接近平行时，反射器410 的顶点也被针杆414遮挡。根据本发明实施方案的反射器在大范围的关于纵向轴线的旋转角度上最大化反射器的回声反射性，并且在实际中也在超声引导治疗期间遇到的大范围的角度上最大化反射器的回声反射性。图23和M示出了嵌入在明胶中的针410的超声图像。图23示出了相对于超声换能器处于近似阳°的适中插入角度下的针410。图23示出了相对于超声换能器处于近似25°的陡峭插入角度的针410。在两个图像中，反射器416清楚地显示为两条突出的白斑线，线之间的黑色区域指示六个连串的每一连串中各组之间裸针的区域。很清楚的是，在图23和M中，针尖412紧靠最低的反射器416，反射器416促进了对针尖412的位置的迅速识别。在根据本发明实施方案的针中，超声图像中反射器的能见度被其在针杆上的取向或者其他因素影响。尤其是，减小第一反射器表面和纵向轴线之间的角度能够改进反射器在陡峭角度插入下的能见度。然而，针的壁厚被空腔的大小所限制，并且要求针必须有足够的刚性。为此，反射器的最大深度也被限制。因此，随着第一反射器表面和纵向轴线之间的角度(α)减小，在交叉线L任一侧上的每个表面礼、&的面积也减小。相应地，角反射器的能见度会随着角度(α)的减小而减小。在第一反射器表面和针的纵向轴线之间的角度 (α)存在一个最佳范围。想到的是，该范围是10°彡a彡35°。关联图1以及图3-6所描述的针实施方案是笔点针。关联图8-15所描述的针实施方案是斜面镶嵌针(bevel tipped needle)。然而，应理解，可以采用边缘/尖形状的针。关联图1、3、7_21、23和对所描述的实施方案中，反射器距离针杆的最大半径的最大深度小于针杆的最大壁厚。使用根据本发明实施方案的针的创伤性医疗手术可包含 提供超声换能器；·将换能器放置在病人的外部皮肤上，并且激励换能器向病人发射超声波；·将针插入邻近换能器的病人，使得超声波撞击包含超声反射器的针的一部分；以及·捕获从超声反射器反射的超声波。被换能器捕获的从反射器反射的超声波随后可被用于产生超声图像。由于许多超声换能器发射平面超声波，因此有利的是，插入针，使其纵向轴线处于包括发射的超声波的平面内。实施手术的人可以确立针插入的角度，以使得针的纵向轴线和发射的超声波形成一个至少与第一反射表面相对于针的纵向轴线的角度相等的角度。这可包含使用换能器来识别在必要的手术中应该采用该针尖的区域，并随后将针插入病人。替代地或额外的，这可以包含将针插入病人，以及随后定位针以及针尖和换能器被采用的区域。对于本说明书的目的，术语“针”包括常规的针，以及具有针状结构的医疗设备，包括但不限于导管、导丝、套管、入口(access port)和套管针。本发明的实施方案也可用在任何组织刺穿手术，无论针是否被用于经空腔运送材料。例如，本发明的实施方案可用在利用赛丁格Geldinger)技术或“铁路(railroad) ”技术的手术中，其中针仅用作导丝或导管的引导。可以使用根据本发明的实施方案的针的手术包括(但不限于)a.血管内置管，其中本发明使得引导进入不可能被感觉的血管——例如大的中心静脉和小的外周静脉——是可能的；b.外周神经阻滞，尤其是在麻醉中靠近神经局部放置麻药，从而使其睡着以便手术或减轻疼痛；c.组织的切片检查
i.细胞抽吸；以及ii.核管活体检查；d.羊膜穿刺术和绒毛膜(choriovillous)抽样；e.近距放射疗法；f.深肌的肉毒杆菌手术；g.例如心包的、胸膜的或腹部的流体排放；h.经皮穿刺肾造瘘术；i.耻骨上导管；j.腹空腔镜手术和/或诊断。在所有上述手术中(和其他的)，针通常以大角度插入病人皮肤，并且对于超声换能器是小角度。在本发明的某些实施方案中，针可结合其他针定位技术。例如，本发明的针可以设有绝缘体，以使得实施手术的人利用电-神经刺激技术。应理解，在一些实施方案中，额外的反射器表面可以包括三个或更多个反射器表应理解，利用本发明实施方案的手术可以在病人和动物病患上实现。对于本领域技术人员应理解，可以在不偏离本发明精神和范围的情况下做出许多修改。在下文的权利要求和本发明的前述中(除非情境需要或由于表达语言或必要的暗示方面的需要)，词“包括”或其变体，例如“包含”或“含有”被用作包含在内的意思，即特指所陈述的特征的存在，但不排除本发明各种实施方案中其他特征的存在或加入。
权利要求
1.一种医用针，包括针杆，其限定纵向轴线；针尖，其在所述针杆的一个端部形成；以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，以及至少一个额外的反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范围内，并且在朝向所述第一反射器表面的方向上基本是凹形。
2.一种医用针，包括针杆，其限定纵向轴线；针尖，其在所述针杆的一个端部形成；以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，所述反射器包括第一反射器表面，其与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，以及至少一个额外的反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范围内，并且具有两个或更多个会聚法线。
3.根据权利要求1或2的医用针，其中所述反射器关于一个包括所述针杆的纵向轴线的平面对称。
4.根据权利要求1到3中任一项的医用针，其中所述第一反射器表面与所述纵向轴线成近似20°角。
5.根据权利要求1到4中任一项的医用针，其中所述第一反射器表面是平面。
6.根据权利要求1到5中任一项的医用针，其中所述至少一个额外的反射器表面包括至少两个互相交叉的反射器表面。
7.根据权利要求6的医用针，其中所述至少两个额外的反射器表面是平面。
8.根据权利要求6或7的医用针，其中所述至少一个额外的反射器表面由两个额外的反射器表面组成，并且其中所述第一反射器表面和所述两个额外的反射器表面被放置为彼此成的角度在75°到105°的范围内。
9.根据权利要求8的医用针，其中所述第一反射器表面和所述两个额外的反射器表面彼此互相正交。
10.根据权利要求1到5中任一项的医用针，其中所述至少一个额外的反射器表面包括单个额外的反射器表面，该反射器表面包括弯曲部分。
11.根据权利要求10的医用针，其中所述弯曲部分形成圆弧。
12.根据权利要求11的医用针，其中所述圆弧所对向的角度在60°到180°的范围内。
13.一种医用针，包括针尖，其在针杆的一个端部形成，以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，并且具有在所述针杆的外表面形成的三个反射器表面，所述反射器被定向为，使两个交叉的反射器表面之间的第一交叉线从反射器顶点向所述针尖延伸，并且相对于从所述反射器顶点径向向所述针本体外延伸的线形成小于45°的角。
14.根据权利要求13的医用针，其中所述第一交叉线相对于所述从反射器顶点径向向外延伸的线的角度在10°到35°的范围内。
15.根据权利要求14的医用针，其中所述第一交叉线相对于所述从反射器顶点径向向外延伸的线的角度近似为25°。
16.一种医用针，包括针尖，其在针杆的一个端部形成，所述针杆限定纵向轴线，以及超声反射器，其在所述针杆的外表面形成，并且具有交叉形成一个反射器顶点的三个反射器表面，所述反射器被定向为，使三个反射器表面的第一反射器表面相对于所述针尖完全位于所述反射器顶点后面，并且与所述纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖，并且所述反射器关于与所述针杆的纵向轴线重合的平面对称。
17.根据权利要求16的医用针，其中所述第一反射器表面与所述纵向轴线的角度在 10°到35°范围内。
18.根据权利要求16或17的医用针，其中所述第一反射器表面与所述纵向轴线的角度为。
19.根据权利要求13到18中任一项的医用针，其中所述三个反射器表面的每一个是平
20.根据权利要求13到19中任一项的医用针，其中所述三个反射器表面互相正交。
21.根据权利要求1到20中任一项的医用针，其中所述反射器是多个在所述针杆的外表面形成的相同反射器中的一个。
22.根据权利要求21的医用针，其中所述多个反射器被布置成一两个或更多个连串的反射器，每个连串沿着所述针杆直线延伸。
23.根据权利要求22的医用针，其中所述连串或每个连串由重复样式构造。
24.根据权利要求22或23的医用针，其中所述连串或每个连串沿着所述针杆纵向延伸。
25.根据权利要求M的医用针，其中所述连串或每个连串由两组或多组反射器组成， 所述组沿着所述针杆纵向间隔开。
26.根据权利要求25的医用针，还包括在所述针的外表面标记的刻度，其中一个刻度位于所述连串或每个连串中相邻组的反射器之间。
27.根据权利要求22到沈中任一项的医用针，其中所述多个反射器被布置成六个连串的反射器，所述六个连串的反射器在所述针的外表面周围周向间隔。
28.根据权利要求沈的医用针，其中所述每个连串相对于相邻连串纵向偏置。
29.一种执行创伤性医疗手术的方法，包括 提供根据权利要求1到观中任一项的医用针； 提供超声换能器；将所述换能器放置在病人的外部皮肤上，并且激励所述换能器向病人发射超声波； 将针插入邻近所述换能器的病人，使得超声波撞击包含所述超声反射器的针的一部分；以及捕获从所述超声反射器反射的超声波。
30.根据权利要求四的方法，其中所述将针插入病人的步骤包含插入针，使所述针的纵向轴线位于一个包括发射的超声波的平面内。
31.根据权利要求四或30的方法，还包括确定所述针的插入角度，以使得所述针的纵向轴线和发射的超声波形成一角度，该角度至少等于所述第一反射器表面相对于所述针的纵向轴线的角度。
全文摘要
公开了一种医用针，其包括限定纵向轴线的针杆、在所述针杆的一个端部形成的针尖和在所述针杆的外表面形成的超声反射器。所述反射器包括第一反射器表面，其在与所述针杆的纵向轴线的角度不大于35°，并且面向所述针尖；以及至少一个额外的反射器表面，其与所述第一反射器表面形成的角度在75°到105°的范围内，并且在朝向第一反射器表面的方向上基本为凹形。
文档编号A61M5/158GK102164623SQ200980137385
公开日2011年8月24日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年7月29日
发明者C·米切尔 申请人:科库研究股份有限公司