微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及脊柱微创经皮椎弓根穿刺技术领域，具体是指一种微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置。

背景技术：

在脊柱外科微创手术中，尤其是经椎弓根进行的手术操作时，由于患者的摆放体位、脊柱生理弧度和椎弓根本身的角度倾斜，手术入路存在一定的难度。经皮椎弓根穿刺手术难度较开放式手术的难度更大，使得术中需透视的次数增多，导致对医务人员和患者的射线暴露量增加。

目前，对椎弓根螺钉置入术相关的辅助系统，包括导航系统或计算机辅助系统研究开发较多，但是对于经皮椎弓根穿刺和球囊扩张椎体成形术等导向定位系统研究较少，一般多是根据手术医师的手感和经验，再参照反复的X线透视确认，经常导致方向错误、反复透视射线量大和耗时较长等问题。而且，椎弓根和椎体周围解剖结构复杂，又比邻脊髓、神经、血管等，该损伤会导致患者瘫痪或功能障碍，一旦损伤重要血管，还可发生危及生命的情况。因此如何保证经皮椎弓根穿刺导向定位的关键，需要运用科学方法设计一种操作简单、安全，并具有实时监测功能的穿刺通道建立装置，使其便于手术操作，保证手术安全，又节省手术时间，具有十分重要和实用的价值。

因此，需要提供一种微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置，其能够实时监测椎弓根穿刺通道建立过程，一旦通道建立有误，即可提醒医护人员进行调整，从而保证通道的正确建立，便于置钉或者骨水泥的手术操作，避免螺钉和骨水泥误置，减少对患者产生额外损伤，保证手术安全，节省手术时间。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置，其能够实时监测椎弓根穿刺通道建立过程，一旦通道建立有误，即可提醒医护人员进行调整，从而保证通道的正确建立，便于置钉或者骨水泥的手术操作，避免螺钉和骨水泥误置，减少对患者产生额外损伤，保证手术安全，节省手术时间，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置，其设计巧妙，结构简洁，操作简便，制造及维护成本低，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置，其特点是，包括套筒、穿刺针、操作手柄、超声波发射接收部件、供电控制模块、计算处理模块、以及报警部件和/或图像显示部件，所述套筒具有第一端部和第二端部，所述穿刺针具有第一末端和第二末端，所述穿刺针穿设在所述套筒中，所述第一末端和所述第二末端分别裸露在所述第一端部和所述第二端部外，所述超声波发射接收部件设置在所述第一末端中且所述超声波发射接收部件的超声波发射接收端裸露在所述第一末端的表面外，所述超声波发射接收部件电路连接所述供电控制模块构成检测电路，所述超声波发射接收部件连接所述计算处理模块用于将接收到的超声波信号发送给所述计算处理模块，所述计算处理模块连接所述报警部件用于根据所述超声波信号的强弱控制所述报警部件的报警动作，所述计算处理模块连接所述图像显示部件用于将所述超声波信号转换成图像信号并将所述图像信号发送给所述图像显示部件，所述图像显示部件根据所述图像信号显示对应的图像；

其中，所述穿刺针可拆卸连接所述套筒，所述操作手柄可拆卸连接所述第二端部；或者，所述穿刺针可拆卸连接所述套筒或所述操作手柄可拆卸连接所述第二端部，所述第二末端连接所述操作手柄。

较佳地，所述超声波发射接收部件是超声波探头。

较佳地，所述第一末端为斜面末端或向心末端。

较佳地，所述第二末端和所述第二端部可拆卸连接。

较佳地，所述操作手柄与所述第二端部卡接连接。

较佳地，所述第二端部为T形端部，所述T形端部具有第一径向凸部和第二径向凸部，所述第一径向凸部和所述第二径向凸部朝向反向设置，所述操作手柄分别与所述第一径向凸部和所述第二径向凸部可拆卸连接。

较佳地，所述操作手柄为T形操作手柄，所述T形操作手柄具有第一横杆部和第二横杆部，所述第一横杆部和所述第二横杆部朝向反向设置，所述第二端部分别与所述第一横杆部和所述第二横杆部可拆卸连接。

较佳地，所述供电控制模块设置在所述穿刺针或所述操作手柄中，所述计算处理模块设置在所述穿刺针或所述操作手柄中，所述图像显示部件设置在所述第二末端的侧面或所述操作手柄上，或者所述第二末端的侧面或所述操作手柄设置有所述报警部件。

较佳地，所述图像显示部件是电脑显示器。

较佳地，所述报警部件包括声音报警部件和视觉报警部件中的至少一个。

本发明的有益效果主要在于：

1、本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置的套筒的第一末端和第二末端分别裸露在穿刺针的第一端部和第二端部外，超声波发射接收部件设置在第一末端中且其超声波发射接收端裸露在第一末端的表面外，超声波发射接收部件电路连接供电控制模块构成检测电路，超声波发射接收部件连接计算处理模块用于将接收到的超声波信号发送给计算处理模块，计算处理模块连接报警部件用于根据超声波信号的强弱控制报警部件的报警动作，计算处理模块连接图像显示部件用于将超声波信号转换成图像信号并将图像信号发送给图像显示部件，图像显示部件根据图像信号显示对应的图像，其中，穿刺针可拆卸连接套筒，操作手柄可拆卸连接第二端部；或者，穿刺针可拆卸连接套筒或操作手柄可拆卸连接第二端部，第二末端连接操作手柄，因此，能够实时监测椎弓根穿刺通道建立过程，一旦通道建立有误，即可提醒医护人员进行调整，从而保证通道的正确建立，便于置钉或者骨水泥的手术操作，避免螺钉和骨水泥误置，减少对患者产生额外损伤，保证手术安全，节省手术时间，适于大规模推广应用。

2、本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置的套筒的第一末端和第二末端分别裸露在穿刺针的第一端部和第二端部外，超声波发射接收部件设置在第一末端中且其超声波发射接收端裸露在第一末端的表面外，超声波发射接收部件电路连接供电控制模块构成检测电路，超声波发射接收部件连接计算处理模块用于将接收到的超声波信号发送给计算处理模块，计算处理模块连接报警部件用于根据超声波信号的强弱控制报警部件的报警动作，计算处理模块连接图像显示部件用于将超声波信号转换成图像信号并将图像信号发送给图像显示部件，图像显示部件根据图像信号显示对应的图像，其中，穿刺针可拆卸连接套筒，操作手柄可拆卸连接第二端部；或者，穿刺针可拆卸连接套筒或操作手柄可拆卸连接第二端部，第二末端连接操作手柄，因此，设计巧妙，结构简洁，操作简便，制造及维护成本低，适于大规模推广应用。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置的一具体实施例的主视示意图。

图2是图1所示的具体实施例的分解示意图。

图3是图1所示的具体实施例的局部放大示意图。

图4是本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置的另一具体实施例的穿刺针的主视示意图。

(符号说明)

1套筒；2穿刺针；3操作手柄；4超声波发射接收部件；5图像显示部件；6供电控制模块；7计算处理模块；8报警部件；9第一端部；10第二端部；11第一末端；12第二末端；13第一径向凸部；14第二径向凸部；15第一横杆部；16第二横杆部；17刻度线。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1-图3所示，本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置包括套筒1、穿刺针2、操作手柄3、超声波发射接收部件4、供电控制模块6、计算处理模块7、以及报警部件8和/或图像显示部件5，所述套筒1具有第一端部9和第二端部10，所述穿刺针2具有第一末端11和第二末端12，所述穿刺针2穿设在所述套筒1中并可拆卸连接所述套筒1，所述第一末端11和所述第二末端12分别裸露在所述第一端部9和所述第二端部10外，所述操作手柄3可拆卸连接所述第二端部10，所述超声波发射接收部件4设置在所述第一末端11中且所述超声波发射接收部件4的超声波发射接收端裸露在所述第一末端11的表面外，所述超声波发射接收部件4电路连接所述供电控制模块6构成检测电路，所述超声波发射接收部件4连接所述计算处理模块7用于将接收到的超声波信号发送给所述计算处理模块7，所述计算处理模块7连接所述报警部件8用于根据所述超声波信号的强弱控制所述报警部件8的报警动作，所述计算处理模块7连接所述图像显示部件5用于将所述超声波信号转换成图像信号并将所述图像信号发送给所述图像显示部件5，所述图像显示部件5根据所述图像信号显示对应的图像。

所述“报警部件8和/或图像显示部件5”指的是存在三种情况：仅报警部件8、仅图像显示部件5、或者报警部件8和图像显示部件5两者。

从而在使用时，通过所述超声波发射接收部件4检测周围生物组织，不同的生物组织，反射的超声波信号的强度不同，如果所述超声波信号的强度大于预设值，则所述计算处理模块7控制所述报警部件8报警，如果所述超声波信号的强度不大于预设值，则所述计算处理模块7控制所述报警部件8不报警，医护人员可以根据报警部件的报警及时做出方向调整，避免通道建立发生偏差。在这里，所述计算处理模块7被赋予所述报警部件8的控制功能，如果将该控制功能整合至所述报警部件8中，则所述报警部件8可直接连接所述超声波发射接收部件4，依据所述超声波发射接收部件4发送的超声波信号的强度即可自行判断是否报警。计算处理模块7也可以将超声波信号转换成图像信号并将图像信号发送给图像显示部件5，由图像显示部件5显示对应的图像。医护人员可以根据图像显示部件5显示的图像及时做出方向调整，避免通道建立发生偏差。

依据所述第二末端12和所述操作手柄3的结构和相对位置，所述第二末端12可以位于所述操作手柄3中，也可以不位于所述操作手柄3中，请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述第二末端12位于所述操作手柄3中。

在其它可选择的具体实施例中，所述穿刺针2和所述操作手柄3可以通过间接结构可拆卸连接所述套筒1，例如，所述穿刺针2可拆卸连接所述套筒1，所述第二末端12连接所述操作手柄3，则所述操作手柄3通过所述穿刺针2可拆卸连接所述套筒1；或者，也可以，所述操作手柄3可拆卸连接所述第二端部10，所述第二末端12连接所述操作手柄3，则所述穿刺针2通过所述操作手柄3可拆卸连接所述套筒1。

由于在通道建立时，所述第一末端11的表面会进入患者身体，因此超声波发射接收部件4的超声波发射接收端可以裸露在所述第一末端11的表面的任何合适的位置。

所述超声波发射接收部件4可以是任何的超声波发射接收部件，请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述超声波发射接收部件4是超声波探头。超声波探头可以是例如A型超声探头或B型超声探头。在A型超声探头情况下，因为A超是线性的，不具可视性，因此不包括图像显示部件5，仅包括报警部件8，仅有报警功能；而在B型超声探头情况下，具有可视性，因此可以包括报警部件8和图像显示部件5，具有报警功能和图像显示功能，当然，也可以仅包括图像显示部件5。

所述超声波发射接收部件4可以具有任何合适的形状，请参见图3所示，在本发明的一具体实施例中，所述超声波发射接收部件4为环状超声波发射接收部件。

所述第一末端11可以具有任何合适的形状，较佳地，所述第一末端11为斜面末端或向心末端。请参见图1和图3所示，在本发明的一具体实施例中，所述第一末端11为向心末端，所述第一末端11的中部较四周朝向远离所述第二末端12的方向突出。请参见图4所示，在本发明的另一具体实施例中，所述第一末端11为斜面末端，即端面为倾斜面。

所述穿刺针2可拆卸连接所述套筒1可以是所述穿刺针2的任何合适的部位可拆卸连接所述套筒1，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述第二末端12和所述第二端部10可拆卸连接。

所述第二末端12和所述第二端部10可拆卸连接可以采用任何合适的结构，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述第二末端12和所述第二端部10螺纹连接。例如，所述第二端部10具有阳螺纹，所述第二末端12具有阴螺纹，阴螺纹啮合在阳螺纹上。

所述操作手柄3可拆卸连接所述第二端部10可以采用任何合适的结构，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述操作手柄3与所述第二端部10卡接连接。

所述第二端部10可以具有任何合适的形状，较佳地，所述第二端部10为T形端部，所述T形端部具有第一径向凸部13和第二径向凸部14，所述第一径向凸部13和所述第二径向凸部14朝向反向设置，所述操作手柄3分别与所述第一径向凸部13和所述第二径向凸部14可拆卸连接，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，在所述操作手柄3与所述第二端部10卡接连接的情况下，所述操作手柄3分别与所述第一径向凸部13和所述第二径向凸部14卡接连接。

所述操作手柄3可以具有任何合适的形状，较佳地，所述操作手柄3为T形操作手柄，所述T形操作手柄具有第一横杆部15和第二横杆部16，所述第一横杆部15和所述第二横杆部16朝向反向设置，所述第二端部10分别与所述第一横杆部15和所述第二横杆部16可拆卸连接，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，在所述操作手柄3与所述第二端部10卡接连接以及所述第二端部10为T形端部且所述T形端部具有第一径向凸部13和第二径向凸部14的情况下，所述第一横杆部15和所述第二横杆部16分别与所述第一径向凸部13和所述第二径向凸部14卡接连接。

所述穿刺杆2可以是任何合适的穿刺杆，在本发明的一具体实施例中，所述穿刺针2是导电穿刺针，则所述超声波发射接收部件4可以直接通过导电穿刺针导电，无需另外设置导线进行导电。

为了能够快速了解套筒1进入深度，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述套筒1的外侧面上沿轴向设置有刻度线17。

所述操作手柄3可以是透明操作手柄，也可以是半透明或不透明操作手柄，请参见图1-图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述操作手柄3是透明操作手柄。

所述供电控制模块6可以设置在任何合适的位置，例如可以设置在所述穿刺针2或所述操作手柄3中，也可以独立于所述穿刺针2和所述操作手柄3而存在，较佳地，所述供电控制模块6设置在所述穿刺针2或所述操作手柄3中。请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述供电控制模块6设置在所述操作手柄3中。在这种情况下，超声波发射接收部件4与所述供电控制模块6连接导电可以通过第二末端12和操作手柄3之间的导线连接导电，也可以通过第二末端12抵靠操作手柄3使得第二末端12中的导线(在所述穿刺针2是导电穿刺针的情况下，则是第二末端12)与操作手柄3的供电控制模块6直接抵靠接触导电。

所述超声波发射接收部件4连接所述计算处理模块7可以采用有线连接，也可以采用无线连接，请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述超声波发射接收部件4有线连接(图中实线表示)所述计算处理模块7。

所述计算处理模块7可以是任何合适的计算处理模块，在本发明的一具体实施例中，所述计算处理模块7是中央处理器CPU。

所述计算处理模块7可以设置在任何合适的位置，例如可以设置在所述穿刺针2或所述操作手柄3中，也可以独立于所述穿刺针2和所述操作手柄3而存在，较佳地，所述计算处理模块7设置在所述穿刺针2或所述操作手柄3中。请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述计算处理模块7设置在所述操作手柄3中。

所述计算处理模块7连接所述图像显示部件5可以采用有线连接，也可以采用无线连接，请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述计算处理模块7无线连接(图中虚线表示)所述图像显示部件5。

所述图像显示部件5可以是任何合适的图像显示部件，在本发明的一具体实施例中，所述图像显示部件5是电脑显示器。显然，所述图像显示部件5还可以是例如手机显示屏、电视机等等。

所述图像显示部件5可以设置在任何合适的位置，例如可以设置在所述第二末端12的侧面或所述操作手柄3上，也可以独立于所述第二末端12的侧面和所述操作手柄3而存在，请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述图像显示部件5独立于所述第二末端12的侧面和所述操作手柄3而存在。

所述计算处理模块7连接所述报警部件8可以采用有线连接，也可以采用无线连接，请参见图1和图2所示，在本发明的一具体实施例中，所述计算处理模块7有线连接(图中实线表示)所述报警部件8。

所述报警部件8可以是任何合适的报警部件，较佳地，所述报警部件8包括声音报警部件和视觉报警部件中的至少一个。在本发明的一具体实施例中，所述报警部件8包括声音报警部件和视觉报警部件，即同时通过声音和视觉报警。

所述声音报警部件可以是任何合适的部件，例如扬声器。所述声音报警部件可以是单声报警部件或多声报警部件，多声报警部件发出的声音可以相同也可以不同。

所述视觉报警部件可以是任何合适的部件，例如显示部件或指示灯具，所述显示部件可以是LED显示部件，所述指示灯具可以是颜色指示灯具、符号指示灯具或图形指示灯具。所述颜色指示灯具可以是单颜色指示灯具或多颜色指示灯具，可以选用静态发光指示灯或动态闪烁指示灯。

所述报警部件8可以安装在任何合适的位置，例如可以安装在所述第二末端12的侧面或所述操作手柄3上，也可以独立于所述第二末端12的侧面和所述操作手柄3而存在。较佳地，所述第二末端12的侧面或所述操作手柄3安装有所述报警部件8。请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，在所述操作手柄3是透明操作手柄的情况下，所述报警部件8安装在所述操作手柄3中。

由于所述报警部件8需要安装在医护人员看得见或听得见的地方，而在通道建立时，所述第二末端12的侧面和所述操作手柄3不会进入患者身体，因此所述报警部件8可以安装在所述第二末端12的侧面和所述操作手柄3的任何合适的位置。

上述实施例描述了设置有一个超声波发射接收部件4的情况，而为了能够更详细地了解所述第一末端11的表面的多个不同位置周围的生物组织情况，可以设置多个超声波发射接收部件4，由此可以了解多个超声波发射接收部件4周围的生物组织变化情况，有助于更精准地调整通道建立方向，更精确、更准确地进行通道的建立。

本发明使用时，以椎体手术为例，医护人员手持操作手柄3，将穿刺针2的第一末端11和套筒1的第一端部9按照椎弓根走行方向，插入患者椎弓根内，超声波发射接收部件4的超声波发射接收端发射超声波信号并且接收周围组织反射的超声波信号，将接收到的超声波信号发送至计算处理模块7，如果是强信号(距离皮质骨较近，超声波强反射)，则计算处理模块7控制报警部件8发出报警声、LED灯变色闪烁，医护人员可根据具体提示，做出方向调整。计算处理模块7也可以将接收到的超声波信号转换成图像信号并发送至图像显示部件5，图像显示部件5呈现超声图像。医生可以根据图像，判断穿刺进针方向并及时作出方向调整，也可以穿刺后检查再作出方向调整。根据套筒1的外侧面上的刻度线17判断，当套筒1进入合适深度后，将操作手柄3和穿刺针2拆下，可通过留置的套筒1进行后续操作，例如置钉或者骨水泥。

通过本发明装置的通道指向，确保临床手术时固定器械的螺钉植入通道或骨水泥灌注通道建立的准确度。能够保障脊柱手术椎弓根螺钉通道或骨水泥通道建立的安全性要求。

因此，本发明通过超声检测超声波发射接收部件周围生物组织情况，依据生物组织反射的超声波信号的强弱控制报警，将超声波信号转换为图像信号并进行显示，从而医护人员可根据报警和图像及时进行调整，从而保证通道建立正确，不偏离，避免对患者造成额外损伤，甚至危及患者生命。

从而，本发明构思新颖，结构简单，使用方便，操作者可根据报警信号和图像，调整手术装置进入骨质的方向，建立固定器械的螺钉植入通道或骨水泥灌注通道，并获取科研数据。能够较好地保障临床手术的安全性要求，有较大的应用价值。

综上，本发明的微创经皮椎弓根穿刺通道超声指向实时监测报警装置能够实时监测椎弓根穿刺通道建立过程，一旦通道建立有误，即可提醒医护人员进行调整，从而保证通道的正确建立，便于置钉或者骨水泥的手术操作，避免螺钉和骨水泥误置，减少对患者产生额外损伤，保证手术安全，节省手术时间，且设计巧妙，结构简洁，操作简便，制造及维护成本低，适于大规模推广应用。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。