专利名称：一种超声导向穿刺针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刺入用超声波照射的对象中以便于诊断或治疗的超声导向穿刺针。
背景技术：
所谓的超声导向穿刺术是为人所知的，其中手术者在查看通过超声波检查法找到的肿瘤一类的患处的超声波影像的同时使患处经受穿刺、穿刺活检或烙灼(cauterization)。关于此技术，人们知道在将针的穿刺角设定成相对于超声辐射角成60度时可使超声波的散射量最大化。这样，当针的穿刺角不为60度时，针尖处超声波的背散射量可能减少使超声波得不到适当接收。因此，为获得清晰的针尖回波(needle tip echo)，有必要将针的穿刺角定得尽可能接近60度。
这样，运用此技术时，采用了一种引导针插入方向的穿刺导向器(puncturing guide)。穿刺导向器常被固定在超声波探头上以便将针的穿刺角设定成相对于超声照射角成60度。
然而，即使针的插入方向用穿刺导向器来引导，针本身在穿刺过程中也可能变弯使穿刺角在患处附近不被保持为60度。在其他情况下，可能需要根据超声波探头与患处间的位置关系选择另一个角度。在以上情况下，针尖处超声波的背散射量可能减少使针尖回波不清晰。
近年来开发了一种涉及膜的技术，其中将气体用作超声波反射源以便获得清晰的针尖回波。气体提供的声阻抗显著不同于活体的声阻抗，这样气体就可非常有效地用作超声波反射源(见—例如—第2001-504101号PCT国家公报)。
然而，第2001-504101号PCT国家公报中描述的技术有一个问题膜的制造非常复杂，所需制造成本很高。
发明内容
本发明提供了一种超声导向穿刺针，这种超声导向穿刺针使得无需特种设备或控制即可实现一种安全可靠的、用于超声导向穿刺术的技术。
按本发明一个方面的一种超声导向穿刺针的构造如下述。
1)一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，该穿刺针包括圆柱形针状部件，该针状部件具有凹部和凸部，所述凹部和所述凸部在该针状部件的外周表面上形成以便反射超声波；膜，所述膜形成在上面形成有所述凹部和所述凸部的所述外周表面上。
2)如1)所述的超声导向穿刺针，其中或为气层(gas layer)或为真空层的空间在每个所述凹部中形成。
3)如2)所述的超声导向穿刺针，其中所述凹部和所述凸部在所述针状部件的外周表面上形成，且从形成在所述外周表面上的所述膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
4)一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，该针包括在周壁上有多个孔的圆柱形针状部件和堵住所述多个孔的膜。
5)如4)所述的超声导向穿刺针，其中，或为气层或为真空层的空间在每个所述孔中形成。
6)如4)所述的超声导向穿刺针，其中所述膜形成在所述针状部件的外周表面上，且从所述膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
7)如4)所述的超声导向穿刺针，其中所述膜从所述针状部件的外侧堵住所述多个孔。
8)如4)所述的超声导向穿刺针，其中所述膜从所述针状部件的内侧堵住所述多个孔。
9)一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，该针包括在外周表面上有多个凹部的圆柱形针状部件和从所述针状部件外侧堵住所述多个凹部的膜。
10)一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，该针包括圆柱形针状部件和至少两个层叠在所述针状部件的外周表面上的膜，其中或为真空层或为气层的空间在所述两个膜之间形成。
11)如10)所述的超声导向穿刺针，其中从所述至少两个膜中最靠外的一个膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
本发明无需专用设备或控制即可实现一种安全可靠的、用于超声导向穿刺术的技术。
本发明另外的目的和优点在下面的描述中阐明，它们部分地通过描述变得明显，或者可通过实施本发明而为人们所了解。本发明的目的和优点可借助后文特别指出的手段和组合为人们所实现和获得。
并入说明书并构成说明书一部分的附图阐述了本发明的实施例，并连同上面给出的概述以及下面给出的实施例的详述一起用来解释本发明的原理。
图1为一示意图，示出本发明第一实施例的超声导向穿刺针的使用环境；图2A为根据第一实施例的超声导向穿刺针的示意图；图2B为根据第一实施例的超声导向穿刺针的剖视图；图3为概念图，示出按第一实施例超声波被空气层反射；图4A为本发明根据第二实施例的超声导向穿刺针的示意图；图4B为本发明根据第二实施例的超声导向穿刺针的剖视图；图5A为本发明根据第三实施例的超声导向穿刺针的示意图；图5B为本发明根据第三实施例的超声导向穿刺针的剖视图；图6A为一工艺过程图，示出制造根据第三实施例的超声导向穿刺针的工艺过程。
图6B为一工艺过程图，示出制造根据第三实施例的超声导向穿刺针的工艺过程。
图6C为一工艺过程图，示出制造根据第三实施例的超声导向穿刺针的工艺过程。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的第一至第三实施例进行说明。
(超声导向穿刺针30的使用环境)首先描述超声导向穿刺针30的使用环境。图1为一示意图，示出本发明根据第一实施例的超声导向穿刺针30的使用环境。图1中，标号10、20和30分别表示超声波探头、穿刺导向器和超声导向穿刺针。标记P、G表示对象和超声波影像。
超声波探头10经设置在贴到对象P的超声波探头10的前端的传送和接收表面来传送和接收超声波以便使对象P的内部结构可见。对象P的超声波影像G显示在显示器(未示出)上。这里将超声波影像G画在图1中的对象P上。
穿刺导向器20被固定在超声波探头10上并有在预定位置形成的导向孔21。超声导向穿刺针30经导向孔21插入可来回移动。超声导向穿刺针30受到引导从而有一固定的穿刺角。超声导向穿刺针30的穿刺角被设定为大约60度。即，超声导向穿刺针30被刺入的同时沿阵列方向(array direction)相对于超声波探头10的轴线以大约30度倾斜，所述阵列方向指的是包含在探头10中的若干压电元件(图中未示出)的排列方向。超声导向穿刺针30沿透镜方向(lens direction)不倾斜，所述透镜方向指的是与所述阵列方向垂直并与图1所在页面垂直的方向。
超声导向穿刺针30经其前端抽吸或烙灼患处D的生物组织(biotissue)或将酒精射入患处D。在本实施例中，将患处D假设为肝L中的恶性肿瘤。
(超声导向穿刺针30的构造)现将参照图2A、2B描述超声导向穿刺针30的构造。图2A是根据第一实施例的超声导向穿刺针30的示意图。图2B是根据第一实施例的超声导向穿刺针30的剖视图。
如图2A、2B所示，超声导向穿刺针30包括针主体(针状部件)31。针主体31形成为圆柱形而其刺入对象P的前端呈倒锥形(reverse-tapered)使生物组织不致被挂住。用一种金属材料制造针主体31。
大量孔32在针主体31周壁上形成使针主体31内侧和外侧彼此相通。孔32形状不限但优选地孔的间距(pitch interval)尽量小。例如，利用激光加工来形成孔32。
膜33围绕针主体31的外周表面形成。膜33的膜厚d等于或小于超声波的波长。膜33在外部堵住针主体31中形成的大量孔32。这就在针主体31中形成超声波所能到达的多个空气层(air layer)34。为使针不致因为有针主体31中形成的孔32而显著受阻而不能插进活体，膜33优先选用树脂制成，这可使膜围绕针主体31适当形成，同时对活体安全。空气层34必然由膜33的形成导致的孔32与膜33之间边界处的减弱的粘附性形成，即，膜33的内侧不粘附到孔33的壁上，因此由孔32的壁和膜33的内侧形成空间，所述空间内的空气形成空气层34。
(超声导向穿刺针30的使用)现在描述超声导向穿刺针30的使用。手术者将超声波探头10的传送和接收表面贴到对象P上，开始传送和接收超声波。这使包括患处D的区域的超声波影像G显示在显示器(未示出)上。
然后，手术者将超声导向穿刺针30插入穿刺导向器20中的导向孔21。手术者在查看超声波影像G的同时，将超声导向穿刺针30刺入对象P。刺入对象P的超声导向穿刺针30在超声波影像G中示出，如图1所示。相应地，手术者在查看超声波影像G中显示的超声导向穿刺针30的同时，将超声导向穿刺针30的前端与患处D对准。然后手术者实施手术如进行抽吸或烙灼患处D的生物组织、将酒精注入患处D，诸如此类。手术后，手术者在查看超声波影像G的同时，将超声导向穿刺针30从对象P中取出。这样就完成了超声导向穿刺术。
(超声导向穿刺针30的显示)现参照图3描述超声导向穿刺针30的显示。图3为一概念图，示出按第一实施例超声波由空气层34反射的情况。由超声波探头10传送的超声波穿过对象P中的组织到达超声导向穿刺针30。到达膜33的与孔32相对应的那部分的超声波U被传送通过膜33并由膜33与空气层34之间的边界表面反射。到达膜33的与针主体31相对应的那部分的超声波被传送通过膜33并由膜33与针主体31之间的边界表面反射。由空气层34或针主体31反射的超声波再被传送通过膜33和对象P中的组织然后由超声波探头10接收。
空气层34与对象P的声阻抗差别很大。这样由空气层34反射的超声波强度很大。由此，如果超声导向穿刺针30如本实施例的情况那样包括大量空气层34，超声导向穿刺针30的针尖处的背散射量就加大从而在超声波影像G上明亮地示出超声导向穿刺针30。
(本实施例的效果)在本实施例中，有大量孔32在针主体31的周壁上形成。空气层34也通过用膜33从针主体31外侧堵住孔32而设置在针主体31中。
这使超声导向穿刺针30的针尖处的背散射量加大。于是，即使超声导向穿刺针30的穿刺角显著不同于60度，超声导向穿刺针30也被明亮地示出。无需特种设备或控制，也能进行安全可靠的手术。
另外，本实施例只需在针主体31中形成大量孔32以及围绕针主体31的外周表面形成膜33。按本实施例的超声导向穿刺针可用非常简单的制造工艺制得。
已结合沿阵列方向的穿刺角对本实施例加以描述。即使—例如—超声导向穿刺针30在穿刺过程中沿透镜方向很大程度上变弯，超声导向穿刺针30针尖处的背散射量也增大从而使超声导向穿刺针30能比现有技术更明亮地得到显示。
(超声导向穿刺针30A的构造)首先，将参照图4A、4B描述超声导向穿刺针30A的构造。图4A为本发明根据第二实施例的超声导向穿刺针30A的示意图。图4B为根据第二实施例的超声导向穿刺针30A的剖视图。
如图4A、4B所示，按本实施例的超声导向穿刺针30A包括针主体(针状部件)31A的外周表面上的大量凹部32A和凸部32D。凹部32A和凸部32D的形状不限，但优选地间距尽量小。凹部32A和凸部32D通过—例如—喷砂形成。内周表面上的凸部和凹部可通过将螺旋状机器转动插入针主体31A来形成，该螺旋状机器的外径等于针主体31A的内径。
膜33A围绕针主体31A的外周表面形成。膜33A从外部堵住针主体31A的外周表面上形成的大量凹部32A。每个凹部32A内侧形成一小空隙。依赖于为形成膜33A而设的条件，从膜33A的表面到该空隙的距离d被设为等于或短于超声波的波长。这就形成了由空隙组成且能为超声波达到的凹部32A中的大量空气层34A.
(本实施例的效果)在本实施例中，大量凹部32A围绕针主体31A的外周表面形成。空气层34A通过用膜33A在针主体31A外侧堵住大量凹部32A而被设置在针主体31A中。
这使超声导向穿刺针30A针尖处的背散射量加大。于是，即使超声导向穿刺针30A的穿刺角显著不同于60度，超声导向穿刺针30A也被明亮地示出。无需专用设备或控制，也能进行安全可靠的手术。另外，按本实施例的超声导向穿刺针30A可用非常简单的制造工艺制得。
本实施例用空气层34A加大超声导向穿刺针30A针尖处的背散射量。但本发明不限于此。任何层—例如真空层—都可使用，只要它能良好地反射超声波。只要膜33A在真空环境中围绕针主体31A形成就能容易地获得真空层。
(超声导向穿刺针30B的构造)首先，将参照图5A、5B描述超声导向穿刺针30B的构造。图5A为本发明根据第二实施例的超声导向穿刺针30B的示意图。图5B为根据第二实施例的超声导向穿刺针30B的剖视图。
如图5A、5B所示，按本实施例的超声导向穿刺针30B包括针主体31B的外周表面上的大量孔32，如第一实施例的情况那样。
第一膜33a和第二膜33b围绕针主体31B的外周表面顺序层叠。第一膜33a进入针主体31B中形成的孔32并具有在针主体的外周表面上在与孔32相对应的位置处形成的凹部。第二膜33b膜厚d等于或短于超声波波长且第二膜33b几乎是完整的圆柱形；第二膜33b的形状不与膜第一膜33a外周表面吻合。这就在与孔32相对应的位置处在针主体31B外侧形成大量空气层34B；空气层34B由第一膜33a、第二膜33b堵住。
(超声导向穿刺针30B的制造工艺)现参照图6A至6C描述超声导向穿刺针30B的制造工艺。图6A至6C为工艺过程图，示出制造按第三实施例的超声导向穿刺针30B的过程。
如图6A所示，第一膜33a围绕针主体31B的外周表面形成。然后，如图6B所示，用封闭部件A将针主体31B的底端封闭。从针主体31B中经针主体31B的前端抽吸空气。这就使第一膜33a被吸入孔32中而形成第一膜33a外周表面上的凹部。然后，如图6C所示，使第二膜33b围绕第一膜33a的外周表面形成。这就在与孔32相对应的位置处围绕针主体31B外周表面形成大量空气层34B；空气层34B由第一膜33a和第二膜33b堵住。
(本实施例的效果)在本实施例中，大量孔32在针主体31B的周壁上形成。第一膜33a和第二膜33b在针主体31B外周表面上层叠。空气层34B被设置在第一膜33a和第二膜33b之间以便反射超声波。
这使超声导向穿刺针30B针尖处的背散射量加大。于是，即使超声导向穿刺针30A的穿刺角显著不同于60度，超声导向穿刺针30B也会被明亮地示出。无需专用设备或控制，也能进行安全可靠的手术。另外，按本实施例的超声导向穿刺针30B可用非常简单的制造工艺制得。
本实施例利用空气层34B来加大超声导向穿刺针30B的针尖处的背散射量。但本发明不限于此。任何层—例如真空层—都可使用，只要它能良好地反射超声波。只要第二膜33b在真空环境中围绕针主体31B形成就可容易地获得真空层。
本发明不受限于上面的实施例本身。在实施中，不脱离本发明的基本原理，可以对实施例的组成部分进行多种变化。还可通过适当组合上述实施例中公开的多个组成部分来形成各种不同的发明。例如，实施例中所示的组成部分有的可予以删除。不同实施例的组成部分也可适当地组合在一起。
另外的优点和改型不难为本领域的技术人员想到。因此，范围广泛的本发明不受限于本文所示和所述的代表性实施例。相应地，可以在不脱离所附权利要求及其等同物所界定的总的发明概念的基本原理或范围的情况下作出各种各样的变型。
权利要求
1.一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，其特征在于该针包括圆柱形针状部件，该针状部件具有凹部和凸部，所述凹部和凸部在所述针状部件的外周表面上形成以便反射超声波；以及膜，所述膜形成在上面形成有所述凹部和凸部的所述外周表面上。
2.如权利要求1所述的超声导向穿刺针，其特征在于，或为气层或为真空层的空间在每个所述凹部中形成。
3.如权利要求2所述的超声导向穿刺针，其特征在于，所述凹部和凸部在所述针状部件的外周表面上形成，且从形成在所述外周表面上的所述膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
4.一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，其特征在于该针包括圆柱形针状部件，所述针状部件在周壁上有多个孔；以及堵住所述多个孔的膜。
5.如权利要求4所述的超声导向穿刺针，其特征在于，或为气层或为真空层的空间在每个所述孔中形成。
6.如权利要求5所述的超声导向穿刺针，其特征在于，所述膜形成在所述针状部件的外周表面上，且从所述膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
7.如权利要求4所述的超声导向穿刺针，其特征在于，所述膜从所述针状部件的外侧堵住所述多个孔。
8.如权利要求4所述的超声导向穿刺针，其特征在于，所述膜从所述针状部件的内侧堵住所述多个孔。
9.一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，其特征在于该针包括圆柱形针状部件，其具有在外周表面上的多个凹部；以及从所述针状部件的外侧堵住所述多个凹部的膜。
10.一种刺入用超声波照射的对象中的超声导向穿刺针，其特征在于该针包括圆柱形针状部件；以及至少两个层叠在所述针状部件的外周表面上的膜，其中，或为真空层或为气层的空间在所述两个膜之间形成。
11.如权利要求10所述的超声导向穿刺针，其特征在于，从所述至少两个膜中的最靠外的一个膜的外表面到所述空间的距离等于或短于所述超声波的波长。
全文摘要
一种刺入用超声波照射的对象(P)中的超声导向穿刺针，针(30A)包括圆柱形针状部件(31A)和膜(33A)，该部件具有数个凹部(32A)和数个凸部(32D)，这些凹部和凸部在针状部件(31A)的外周表面上形成以便反射超声波，该膜则形成在上面形成凹部(32A)和凸部(32D)的外周表面上。
文档编号A61B8/00GK1839769SQ200610071569
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者比企进, 中屋重光, 小作秀树 申请人:株式会社东芝, 东芝医疗系统株式会社