通过差异摩擦技术定位硬膜外腔并防止硬脊膜穿刺的装置的制作方法

专利名称：通过差异摩擦技术定位硬膜外腔并防止硬脊膜穿刺的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及硬膜外腔定位装置，其还防止脊椎动物的脊柱中硬脊膜穿刺，并且更 具体地，涉及现有已知的硬膜外腔定位系统的修正的硬膜外腔定位装置，其允许麻醉师在 注射特定药物的过程中通过将空气或盐水注入硬膜外腔内并用于为了相同目的通过导管 而正确地定位。
背景技术：
在医疗实践中，为了治疗、麻醉和诊断程序需要识别硬膜外腔。现在使用的技术依赖高水平的手工技术和熟练并需要需要专门的训练。这些技术 通常与技术难题或复杂相关。在常规的方法中，麻醉师利用他/她的技术通过将空气或盐水注射到硬膜外腔内 确定硬膜外腔的位置。麻醉师确保病人处于正确的位置同时确定外腔的位置。在脊柱中， 一旦硬膜外穿刺针的针尖刚刚进入椎间韧带的较深部分，穿刺针就保持就位。填充盐水或 空气的注射器紧连到穿刺针的针座。硬膜外穿刺针被推进以保持其安装在穿刺针的针座上 的轴或翼部。通过手动按压活塞在注射器中形成恒定的压力。一旦硬膜外穿刺针的针尖进 入硬膜外腔，麻醉师就会感觉到摩擦力的突然降低，使他能注射加压的盐水到硬膜外腔中 以确定位置。该方法通过图1加以描述。该方法的主要缺陷是其花费较长时间来确定外腔并且对技术有更多高的要求。为了克服该缺陷，已发明和采用了几种方法或装置。虽然这样，但每个发明人要求 保护其具有更简单的技术、更利于使用者和更进步的装置和方法。为了说明现有技术，发明人简洁地描述了可获得的发明和装置如下US7175608 (Maan Hasan等)教导了用于定位硬膜外腔的装置的工作原理和结构。 根据该发明的装置包括适于加压的膜片。当装置被加压时，膜片向外凸出。而且，装置适于 连接穿刺针。在一些实施例中，装置利用空气或盐水加压。在另一些实施例中，装置包括用 于注射加压流体的注射口。在图2描述了该装置。US6773417 (James F. Fitzgibbons等)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该 发明的硬膜外腔定位装置，该装置包括第一端和第二端以及延伸通过其的纵向通道，其第 一端能结合到LUER组件；以及可伸缩波纹管式腔室，其具有连接到主体部分的另一端的一 端，和暴露的另一端，以使压力能通过手的一个或多个手指被施加于暴露的另一端上，其中 波纹管式腔室内的正压力保持波纹管式腔室的形状的完整性，并且其中波纹管式腔室内的 负压力或零压力有利于波纹管式腔室的形状的压扁，从而指示通过结合到LUER组件的穿 刺针定位硬膜外腔；其中因为波纹管式腔室的形状压扁，所以波纹管式腔室内压力的降低 由手的一个或多个手指感知到。图3描述了该装置。US5902273(Ian Y Yang等)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发明，注射 器设计成与硬膜外穿刺针一起使用以识别硬膜外腔并防止当正压力降低时硬脊膜被刺穿， 注射器可以通过单向阀施加正压力并通过压力指示器示出。包括具有用于加压的纵向孔的柱塞的创造性的注射器壳体通过单向阀连接到压力室以使空气仅从注射器壳体流到加压 室内。穿刺针通过穿刺针连接装置气密地连接到加压到。连接到加压室的压力指示器真实 地指示当穿刺针进入硬膜外腔时正压力的降低。来自穿刺针的正的加压空气将硬脊膜从针 尖偏转开从而防止硬脊膜刺穿。图4描述了该装置。US4919653 (Antonio Ε. Martinez等)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发 明，装置包括构成支撑主体的套管和导管。在支撑主体中具有沿轴向方向包围衬套并定位 在支撑主体的后部处的磁铁。当导管被插入病人的背部中并达到硬膜外腔时，其真空状态 通过压力传感器被感知并且磁铁和警报器被启动。图5示出该装置。US4175567 (Bhupendra C,Patel)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发明， 该发明是利用具有限定与装置的穿刺针连通的封闭腔室的弹性膜的穿刺针装置在病人体 内定位硬膜外腔的方法，包括以下步骤将装置的尖部邻近硬膜外腔定位，并将装置推进体 内，同时确定膜相对于装置向内弯曲还是向外弯曲以确定穿刺针装置尖部在病人体内的位 置。图6描述了该装置。W005004947 (Bryan Vincent Ε.等)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发 明，公开了在对组织损坏最小的情况下用于抓持、固定、稳定和选择地释放组织的系统。系 统还可以包括发出进入到硬膜外腔内信号的装置。设置有管状部件，在远端具有围绕端口 的环状表面，和以一定角度从环状表面凸出的至少一个倒钩，用于抓持和控制组织。每个倒 钩形成为具有陡边，构造成当管状部件绕其纵轴线旋转时抓持组织。系统的一个实施例包 括围绕环状表面间隔设置的多个单向倒钩。系统还可以包括指示器机构，其给出当管状部 件(例如套管)接触并刺穿组织时的可视的和可触知的指示。该系统有利于任何类型的硬 膜外或硬膜下导管或纱布的适当设置。图7示出了该装置。ΜΧ9603835 (Federick C. Houghton)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发 明，公开了用于可变地调节组合的脊椎硬膜外穿刺针长度的调节装置和使用该装置的方 法。在一个变例中，调节装置的特征是一对基本同心设置的滑动部件，各硬膜外穿刺针和脊 椎穿刺针可以分别安装在滑动部件上。设置有弹性元件以选择性地接合脊椎穿刺针。弹性 元件包括固定到紧固硬膜外穿刺针的滑动部件的一端，由使用者可操控的自由端，和设置 在固定端和自由端之间脊椎穿刺针通过其中的至少一个通道或开口。开口构造成允许根据 医师对弹性元件的启动而抓紧或自由滑动脊椎穿刺针。通过启动弹性元件，医师可以控制 滑动部件之间的轴向运动，由此调节脊椎穿刺针相对于硬膜外穿刺针的延伸。滑动部件可 以构造成多种形状或尺寸以适应脊椎穿刺针和硬膜外穿刺针的不同组合。装置可以设置成 预先装配有脊椎穿刺针或硬膜外穿刺针中的任一个或两者，或者其可以与脊椎穿刺针、硬 膜外穿刺针或分别固定的两者一起使用。图8示出了该装置。US5205828 (Kedem Dan)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发明，管心针在 其后端连接于位于注射器中的可移置的活塞。被限制在预先选定分开的两个固定位置之间 移动的活塞通过卡锁被固定在其后部位置。设置有用于在前面偏置活塞的装置。该发明的 另一个实施例，通过将前部活塞由弹簧连接到偏置活塞来实现该装置。偏置活塞可以被设 置在两个位置之一处。后部活塞不推压弹簧。前部位置拉紧弹簧，在前面偏置可移置活塞。 在本发明另一个优选实施例中，根本不使用管心针。而是，穿刺针装配有导管，优选地是盲 端导管，其从穿刺针的尖部通过可移置活塞和偏置活塞延伸出注射器的后端。穿刺针如前一样被插入。但是，当到达硬膜外腔时，可移置活塞突然向前移动，经过导管的前端进入硬 膜外腔组织，并由此露出在导管端部附近的开口从而使其可立即用于麻醉流体的注射。图 9示出了该装置。GB2226496(Ziko Abdul Rahman Osman)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该 发明，装置包括安装到注射器管的端部上的包括转子的腔室，其中注射器针从腔室的端部 伸出并通过腔室与注射器管流体流动连通。在使用中，当针的尖部进入病人的硬膜外腔时 针的尖部处受到的负压力通过针传递到腔室并引起转子旋转。通过腔室的透明壁可以看见 该旋转，一看见该旋转就会告知医师其已找到了硬膜外腔。具有包括转子的腔室(针从其 一端伸出)并在使用时其另一端安装到注射器管的装置可以制成整装单元，或者其可以形 成注射器管的固有延伸部以及可以制成从开始就是注射器的一部分。图10示出了该装置。ES8706023 (Yuste Pascual Jose)教导了用于定位硬膜外腔的装置。根据该发明， 用于定位硬膜外腔(硬膜上、下或外的腔室)的装置，其包括穿刺针或套管针，其利用能提 供连续流动的输液泵以这样的方式注射等张盐溶液当通过不同的解剖结构时监测产生的 不同压力，直到压力发生突然下降，这使确定已到达硬膜外腔成为可能。硬膜外腔的定位的 应用是用于化学/药用产品的给药、用于诊断(诊断学)以及用于止痛或麻醉目的。图11 示出了该装置。在上面公开的任一发明中，都没有关注穿刺针进一步推进的停止。一旦到达硬膜 外腔后，手的进一步向前移动必须手动停止。这不是一个安全的方案，原因在于手任何轻微 的惯性前进都会使穿刺针进一步移动，从而可能引起硬脊膜穿刺。

发明内容
本文中发明人要求保护的本发明具有在识别硬膜外腔之后，甚至在手进一步惯性 向前移动的情况下停止穿刺针前进的自动程序。本发明使注射器中的流体加压，这导致通过在穿刺针的尖部处的不同摩擦力空气 或盐水在穿刺针的进入位置处自动注射到硬膜外腔内，由此使空气或盐水被自动地注射到 硬膜外腔中。本发明的主要优点是准确定位硬膜外腔并同时防止意外的硬脊膜穿刺。本发明的 另一目的是有效的人机控制、经济成本有效以及技术安全。本发明的摘要是其根据差异摩擦技术制成，并具有将恒定压力施加到一个单一位 置上(即施加在用于注射空气或盐水的注射器的活塞上)的优点。这产生两个逐步的动作， 即同时向前移动穿刺针刺穿韧带并在包含在注射器内的流体中形成压力，随后同时注射空 气或盐水，空气或盐水推动硬脊膜进一步远离并中断穿刺针的进一步移动，即使在手的压 力连续地作用在注射器的活塞上，从而保持以特定方式更靠近穿刺针的针座定位的翼部。本发明的基本目的是通过差异摩擦技术确定硬膜外腔的位置。本发明的另一目的 是减少硬脊膜意外穿刺。另外希望的目的是降低复杂性。本发明的另外一些目的由该装置 的描述获得，其构成本发明的主要部分。


现在将参照附图描述本发明。在附图中，在所有不同视图中相同的附图标记通常
5指示相同的部件。而且附图不必按比例绘制，相反重点通常放置在描述本发明的技术上。图1描述了通过常规技术定位硬膜外腔的两个阶段。1表示用于使穿刺针向前轻 微移动的手。2是用于推活塞的手。3是具有压缩气泡的盐水。图1中的图A表示穿刺针尖部处于韧带中以及图1中的图B表示穿刺针尖部处于 硬膜外腔中并注射空气或盐水以确定硬膜外腔。图2描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图3描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图4描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图5描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图6描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图7描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图8描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图9描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图10描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图11描述了在说明书中作为现有技术参考的装置。图12描述了硬膜外腔的解剖组织。4是硬脊膜囊，5是硬膜外腔，以及6是韧带。图13描述了差异摩擦技术阶段1，其中7是注射器的活塞筒，8是硬膜外穿刺针，9 是机构的移动方向，以及10是施加恒定的手动力的位置和方向。图14描述了阶段2的差异摩擦技术，其中11是活塞独立的向前移动以及12是空 气或流体喷射到硬膜外腔内。13是设置在单独的挡板上的翼部，其在穿刺针的主体之上移 动更靠近针座。14是将翼部挡板连接到活塞的框架。15是活塞。图15描述了以相同的差异摩擦技术定位硬膜外腔的装置的另一个人机控制的修 改的设计。在该设计中的翼部挡板适于收回穿刺针并且在需要时重新定向机构。图16描述了通过修整注射器和活塞的边缘并将注射器和活塞两者用更大的注射 器的空活塞筒包围来引发定位硬膜外腔的差异摩擦技术的实施方法。16是更大的注射器的 活塞筒。更大的注射器的边缘作为手柄的翼部。17是更大的注射器的边缘。该设计有益于 弓I发差异摩擦，直至制成实际装置和进一步设计。图17描述了一种设计，通过颠倒的活塞的操作方法，其是另一个定位硬膜外腔的 差异摩擦技术的人机控制的和实用的修正方法。示例描述了具有围绕穿刺针的针座设置的 穿孔的活塞头。充填流体后被封闭的活塞筒被遮盖到穿刺针与活塞头的该组合体上。这具 有更多的人机控制的优点。当制造实际装置时，充填口可以结合在活塞筒的前部内，用气密 盖盖住。这也具有经济优势，从而减少了操控活塞的需要。如果需要，可以结合有翼部，来 代替在该设计中所述的活塞筒的边缘。18是安装到穿刺针的针座上的穿孔的活塞头。19 是颠倒的活塞筒。图18描述了用于定位硬膜外腔的装置的接近最终的设计，其利用确定硬膜外腔 的位置的差异摩擦技术的颠倒活塞方法。在该修改例中，安装有穿孔的活塞头的穿刺针具 有类似衬套的部件，其包括安装在活塞筒的前部上的两个可选翼部。20是翼部。21是活塞 筒的前部。22是活塞筒的后部，其通过车螺纹或卡锁连接到活塞筒的前部。图19仅描述了图18中所述的装置的前部部件，描述了具有安装在活塞筒的前部上的翼部挡板的穿刺针。围绕穿刺针的针座安装的活塞头中的穿孔允许设置探针。23是探 针。在确定硬膜外腔的位置之后，活塞筒的后部被分开，并且导管可以被插入通过该穿孔。图20描述了在穿刺针上结合为衬套的具有针尖孔的弹性环，其被调节到穿刺针 在皮肤上的进入点。M是弹性环。可以设想这有助于在具有相对较软的韧带的儿科病人中 提供额外的摩擦力。图21描述了用于确定任意其它具有硬到坚硬的壁的空腔的位置的差异摩擦技术 的应用。此处，使用具有毂的安装有穿孔的活塞头的中空螺杆代替穿刺针。具有手柄的活 塞筒被卡锁到活塞头的外表面上。中空螺杆的尖部进入到骨内产生流体的喷射。这导致卡 锁的去除。25是手柄。沈是卡锁。该设计在骨钻孔中是有益的，用于在特定情况下将一些 流体给送到骨髓腔内。
具体实施例方式现在将参照附图描述本发明的优选实施例，以理解装置的技术和构造。用于定位硬膜外腔的装置的示例描述在图13&14中，其中7是注射器的活塞筒，15 是活塞筒7内的注射器的活塞，8是邻近穿刺针的针座设置但并不安装到穿刺针8上的翼 部，14是将翼部连接到活塞的后部的框架，在框架处传递作用在翼部上的人工的向前的力。 10是作用在活塞上的向上前的力，当穿刺针尖部处于韧带6中时，其最初引起整个机构(图 13中的9)的移动。当穿刺针尖部开放到硬膜外腔中时，穿刺针和套筒的移动由于韧带提供 的摩擦力而被停止。5是硬膜外腔，穿刺针尖部开放到硬膜外腔内并通过穿刺针喷射流体到 硬膜外腔内。本发明成功地解决了现有已知的硬膜外腔定位指示器构造的缺陷，通过提供一种 装置，其有利于硬膜外穿刺针的尖部在硬膜外腔中以这样的方式正确地设置很大程度上 是自动的，并且在很小程度上依赖于麻醉师的辨别力和判断力。应注意的是根据本发明的 装置的应用并不限于用于硬膜外麻醉中。相反，图21中的根据本发明的装置可以用于任何 希望确定具有如骨的壁的硬壁的空腔位置的时候，以及用于穿过已骨化的韧带和脊柱的骨 壁来确定硬膜外腔的位置。为了说明的目的，下面仅参照其在硬膜外麻醉中的应用来描述 本发明的装置。在说明基本的差异摩擦技术的同时，现在同时利用图和附图描述用于定位硬膜外 腔的装置或机构的结构、发展和应用。握住在活塞筒7中包含空气或盐水的注射器，并固定到硬膜外穿刺针8，硬膜外穿 刺针被插入脊柱韧带6的较深部分中。通过在穿刺针的针座的附近设置的翼部13，恒定的 压力10施加到活塞15的后部上。这些翼部被设置在穿刺针的针座附近，但并不安装到穿 刺针8上并通过形成框架14的延伸部连接到活塞15。这产生整个机构的向前移动9并在 活塞筒的流体内容物中形成高压，从而最初使穿刺针8向前移动刺穿韧带6。一旦穿刺针8 的尖部开放到硬膜外腔5内时，由于摩擦力的降低，流体12就被强制地喷射而出从而将硬 脊膜4推开。同时，穿刺针8和韧带6之间在此时的较高摩擦力产生“夹持”，从而中断穿刺 针8的尖部的进一步向前移动，以防止硬脊膜4被穿刺。这是差异摩擦技术的精华。在使用本发明的装置时，装置根据差异摩擦技术工作。当通过翼部13将恒定压力 10施加在活塞15上时，在穿刺针8的尖部位于韧带6中时通过穿刺针8的尖部的流体通道的摩擦力最大，而一旦穿刺针的尖部刚出来进入硬膜外腔5时，该摩擦力最小。在第一示例 中，当穿刺针8处于韧带6中时最大的摩擦力使穿刺针8向前推进，从而穿过韧带6。一旦 穿刺针8的尖部开放到硬膜外腔5内，摩擦力就变成最小，从而使空气或盐水(流体)12向 前喷射。一旦穿刺针开放到硬膜外腔内，活塞筒内的活塞移动的摩擦力就小于穿刺针穿过 韧带的表面受到的摩擦力。现在持续的压力作用在活塞的后部使流体喷射，从而中断穿刺 针的移动。这防止了硬脊膜的意外穿刺。该装置的其他变例在所附的相应的图中进行描述。相关的特殊之处是颠倒活塞方 法，其中穿刺针针座本身具有安装的、穿孔的活塞头。由于不需要额外的活塞杆，因此这既 是有效的人机控制又是经济有效的，并且活塞头中的穿孔允许在确定硬膜外腔的位置时分 离活塞筒之后硬膜外导管通过。可选地结合到装置中的另一个附加部件是弹性针孔环，其包围硬膜外穿刺针，被 调节到穿刺针进入皮肤的进入点。这为具有更软的椎间韧带的儿科病人提供了额外的摩擦 力。本发明的各方面的所有特征在进行适当修改后都可以应用于所有其他方面。此处 所描述的内容的变例、修改例和其它实施方式都会由本领域的技术人员想到，而不会脱离 要求保护的本发明的精神和范围。本发明相同部件在可选设计中(例如所示的本文所附的 线条图视图中的图14-21)可以被重新设置。因此，本发明不是由前面的描述的实施例来限定，而是由下面的权利要求的范围 和精神限定。
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权利要求
1.使用装置通过差异摩擦技术定位硬膜外腔并防止硬脊膜穿刺的方法，包括以下步骤a通过设置在穿刺针的针座附近的翼部将恒定压力施加到机构的后部上，从而使整个 机构向前移动，以使硬膜外穿刺针刺穿脊柱韧带的较深部分；b 一旦穿刺针尖部开放到硬膜外腔内，由于摩擦力的降低具有压力的流体喷射出来，从 而推开硬脊膜；c同时，穿刺针和韧带之间的较大摩擦力中断了穿刺针尖部的进一步向前移动，从而提 供防止硬脊膜的意外穿刺的安全性。
2.根据权利要求1的定位硬膜外腔的方法，其中，持续的压力施加在机构上，直到通过 流体喷射到硬膜外腔内确定硬膜外腔的位置以启。
3.根据权利要求1的定位硬膜外腔的方法，其中，一旦穿刺针尖部进入硬膜外腔内，穿 刺针的向前移动就自动停止或中断，虽然持续的压力仍施加在注射器的后部上。
4.根据权利要求1的定位硬膜外腔的方法，其中，当硬膜外穿刺针中断前移时，活塞或 活塞筒的向前移动将开始以通过穿刺针将流体喷射到硬膜外腔内。
5.根据权利要求1的定位硬膜外腔的方法，其中，装置包括活塞筒和设置有用于在特 定位置上手动操作的翼部的活塞，翼部设置在针座附近但不安装到硬膜外穿刺针上。
6.根据权利要求3的定位硬膜外腔的方法，其中，装置的所述翼部连接到注射器的活 塞筒或活塞。
7.根据权利要求3的定位硬膜外腔的方法，其中，所述翼部挡板在硬膜外穿刺针之上 自由移动。
8.根据权利要求3的定位硬膜外腔的方法，其中，装置能用于但不限于确定脊柱中硬 膜外腔的位置。
9.根据权利要求8的定位硬膜外腔的方法，其中，装置进一步扩展为用于定位具有硬 到坚硬的壁的空腔，如定位骨中的空腔，其包括穿过多骨的椎骨部分以及穿过已骨化的韧 带定位硬膜外腔。
全文摘要
一种通过差异摩擦技术定位硬膜外腔的方法，其中操作者以类似于常规的方法保持设置在穿刺针(8)的针座之上的翼部(13)并推压，但不同之处在于翼部(13)并不安装在穿刺针上。施加的手动的力通过特定的方式传递到活塞(18)的后部，引起盐水(12)的加压以及整个机构的向前移动，直到穿刺针(8)的尖部开放到硬膜外腔(8)中。紧随其后的是将流体(12)喷射到硬膜外腔(3)中，从而给操作者触觉和视觉的指示，并由于韧带(6)的阻止给其夹持从而中断了穿刺针(8)的向前移动。这提供了防止最大损害的硬脊膜穿刺的安全性，原因在于操作者的手的进一步惯性移动现在导致通过喷射的盐水(12)的压力而推开硬脊膜(4)。
文档编号A61B17/34GK102083377SQ200980122975
公开日2011年6月1日 申请日期2009年6月12日 优先权日2008年6月19日
发明者雷文达尔·贝蒂 申请人:雷文达尔·贝蒂