针引导装置，用于安装针引导装置的成像换能器和接头的制作方法
【专利说明】针引导装置，用于安装针引导装置的成像换能器和接头
[0001]相关申请案的交叉引用
[0002]本申请根据美国法典第35编第119(e)条要求来自于2014年11月12日提交的，标题为用于安装在成像换能器或成像换能器上的接头上的针引导装置、用于安装针引导装置的成像换能器和成像换能器上用于安装针导引装置的接头的美国临时申请序列号62/078，744的优先权，并且还根据美国法典第35编第119(e)条要求来自于2015年5月13日提交的，标题为用于安装在成像换能器或成像换能器上的接头上的针引导装置、用于安装针引导装置的成像换能器和成像换能器上用于安装针导引装置的接头的美国临时申请序列号62/160，776的优
[0003]先权，因为本申请及其公开内容通过引用并入本文，所以两个申请转让给同一受让人。
技术领域
[0004]本发明总体上涉及用于医学成像仪的针引导器并且更特别地涉及用于相对于医疗仪器成像传感器将针导入患者的选定位置的装置。
【背景技术】
[0005]成像仪，例如超声探头，已经颠覆了许多重要医疗活动实施模式。这些医疗仪器利用基本上非侵入性的成像技术来探测和评估人类组织的状况。由于这些非侵入性成像技术，已经研发了允许以对患者最小的干扰进行许多高度成功且安全手术的诊断和治疗方案。例如，超声探头已经成为探测人和动物的内腔，例如人类消化道和生殖道，以便进行常规检查，以及鉴定肿瘤证据的公认方式。具体而言，使用超声，可以定位和评估这些肿瘤。与之相结合，常常需要并且甚至必需取出疑似肿瘤的组织或液体的活检样品进行分析。为了达到这个目的，可小心地引导手持针，例如活检仪器、导管或其它细小仪器(下文统称为“针”)进入患者体内以便取出组织样品而获得活检样品。通常需要将针引导至体内的特定位置。不幸的是，针的手持方向常常不当、不精确且耗时。因此，已经设计了各种针引导装置与超声探头或其它成像换能器一起使用以帮助在成像分析期间引导针。
[0006]在以下美国公布和专利中找到了此类装置的实例:2006/0129046 (Stevens等)、2007/0049822(Bunce 等)、2012/0165679(Orome 等)、Des.424，693(Pruter)、4，469，106 (Harui)、4，576，175 (Epstein)、4，899，756 (Sonek)、5，052，396 (ffedel 等)、5，076，279(Arenson等)、5，235，987 (Wolfe)、5，623，931 (Wung等)、5，758，650 (Miller 等)、5, 924, 992(Park 等)、5，941，889(Cermak)、6，203，499 (Imling 等)、6，292，614(Pruter)、6，361，499 (Bates 等)、6.368.280 (Cermak等)、6，379，307 (Filly 等)、6，485，426 (Sandhu)、6,884,219 (Pruter)、7，022，082 (Sonek)、7，087，024(Pruter)、7，351，205(Szczech 等)、7，452，331 (Pruter)、7，588，541 (Floyd 等)、7, 635，336 (Pruter)、7，691，066 (Kosaku)、7，909，815(Whitmore、III 等)7，926，776(Cermak)、7, 959，573(Furia)、8, 073，529(Cermak等)、8.137.281 (Huang 等)、8, 216, 149 (Oonuki 等)、8, 401, 617(Whitmore、III 等)和8，430，889(26耶等)。
[0007]前面提及的专利中公开的一些针引导器和一些市场上可买到的针引导器设计为安装在超声探头上或自身封闭在无菌隔离罩，例如薄膜内的其它成像仪上。这些隔离罩用于将超声传感器维持在无菌环境中，同时降低了患者之间污染的可能性并且还通过将灭菌成本减到最少而降低了医疗活动的成本。
[0008]虽然在现有技术下有许多可用的针引导器，但是仍然需要一次性的并且可以固定安装在带有隔离罩的换能器上、从其上拆下而无需破坏或以其它方式降低换能器隔离罩的完整性且这两步操作(固定安装和拆下)能以最方便的方式完成的改良型针引导器。还需要使用通用的可松脱式固定锁定部件的针引导器，要么通过将现有技术换能器的外壳修改为一包含了通用可松脱式锁定部件可松脱地固定于其上的常用或通用换能器定位部件或耦合部件，来促进针引导器直接可松脱式地连接到现有技术换能器上；要么通过使用一包含了通用定位部件可松脱地固定于其上的常用或通用换能器可松脱式锁定部件的特制支架或接头，来促进针引导器间接可松脱式连接到未经修改的现有技术换能器上。
[0009]通常使用者偏好上面固定针引导器的超声换能器以能够选择所需角度轨迹路径以使得使用者能够到达患者体内可能靠近或远离换能器的内部部位。通常通过使用角度可调式针引导器或具有所需针轨迹角度的角度固定式针引导器实现。当选择现有技术角度固定式针引导器进行针浅层穿刺的任务或调节现有技术可调式针引导器进行针浅层穿刺时，针轨迹角度将为相对于换能器中线的相对较大的锐角以使针路径接近于换能器的图像平面。这样做，现有技术针引导器通常有某一部分从换能器向外横向突出大幅距离以确定该轨迹。该突出部分通过隐藏或以其它方式遮掩患者身体的一部分妨碍使用者直接观察而产生“盲”点或区。因此，还需要可确定接近于图像平面的轨迹角度，而其没有任何部分从换能器向外横向大幅突出的针引导装置，从而将可能产生的任何盲点的尺寸减到最小。本发明也解决了该种需要。
[0010]而且，需要可调式针引导装置，其:(1)配置为容许使用者在针引导器已经安装在换能器上之后改变针的轨迹角度轨迹并且还在针置于针引导器内的同时改变针的轨迹角度；(2)配置为使得使用者能够选择与覆盖在超声系统上的基准线相对应的所需预定针轨迹角度；
[0011](3)容许使用者利用“徒手”方法，即调节针轨迹角度为任何所需角度，将针维持在换能器的超声图像平面内；并且(4)配置为使得使用者能够在任何时间，例如在针引入针引导装置之前或针已经插入其中之后改变轨迹角度。本发明也解决了那些需要。
【发明内容】
[0012]根据本发明的一方面，提供了一种配置用于可松脱式安装在成像换能器或成像换能器上的接头上的针引导装置。成像换能器或接头包括含第一部分的耦合构件。针引导装置包括可锁安装构件和针引导组件。针引导组件包括主体构件和持针器。持针器安装在主体构件上并且包括用于收纳针的细长通道以在针位于其中时确定针的轨迹。可锁安装构件包括具有第二部分的可滑动构件。第一部分和第二部分中的一个包括突出部，并且第一部分和第二部分中的另一个包括凹部。可滑动构件配置为可滑动地耦合至主体构件并且可从解锁位置滑动到锁定位置并且反之亦然。突出部配置为收纳在凹部内以在可滑动构件处于锁定位置时将可滑动构件可松脱地固定到成像换能器或接头上，从而将针引导装置可松脱地安装在成像换能器上。
[0013]根据本发明的另一方面，持针器可调节地安装在主体构件上以使得持针器能够相对于主体构件定位于不同的选定方向，例如约0°至约40°，为针确定不同的角度轨迹。
[0014]根据本发明的另一方面，持针器相对于主体构件以预定固定角度定位为针确定所需角度轨迹。
[0015]根据本发明的另一方面，可滑动构件包括可锁安装组件的一部分。可锁安装组件包括主体构件，主体构件包括挡板。挡板配置为在可滑动构件处于锁定位置时啮合可滑动构件，于是将耦合构件夹持在挡板和可滑动构件的第二部分之间。
[0016]根据本发明的另一方面，提供了一种配置用于安装在成像换能器或成像换能器上的接头上的针引导装置。针引导装置包括基座构件、桶状构件、滑动构件和持针器。持针器安装在桶状构件上并且包括用于收纳针的细长通道以在针位于其中时确定针的轨迹。桶状构件可枢转地安装在基座构件上。滑动构件可相对于基座构件滑动并且耦合至桶状构件以在滑动构件滑动到第一位置时使桶状构件相对于基座构件枢转至第一角度方向，并且在滑动构件滑动到第二位置时使桶状部分相对于基座构件枢转至第二角度方向。持针器在桶状构件处于第一角度方向时为针确定第一角度轨迹并且在桶状构件处于第二角度方向时为针确定第二角度轨迹。第二角度轨迹不同于第一角度轨迹。
[0017]根据本发明的另一方面，针引导组件包括基座构件、持针器子组件和滑动构件。持针器子组件包括桶状构件和持针器。持针器位于桶状构件内并且包括用于收纳针的细长通道以在针位于其中时确定针的轨迹。桶状构件可枢转地安装在基座构件上。滑动构件可相对于基座构件滑动并且耦合至桶状构件以在滑动构件滑动到第一位置时使桶状构件相对于基座构件枢转至第一角度方向，并且在滑动构件滑动到第二位置时使桶状部分相对于基座构件枢转至第二角度方向。持针器在桶状构件处于第一角度方向时为针确定第一角度轨迹并且在桶状构件处于第二角度方向时为针确定第二角度轨迹。第二角度轨迹不同于第一角度轨迹。
[0018]根据本发明的另一方面，桶状构件包括具有中心纵轴的圆柱形空腔并且其中持针器包括位于圆柱形空腔内并且可绕中心纵轴旋转的细长圆柱形构件。持针器具有平行于中心纵轴在其中延伸的通道。通道配置用于将针收纳于其中以确定针的轨迹。桶状部分包括与圆柱形空腔连通并且平行于中心纵轴延伸的槽。持针器包括与通道连通的槽。持针器可在圆柱形空腔内在闭合和开启位置之间旋转，并且反之亦然。当持针器旋转到开启位置时持针器内的槽与桶内的槽对齐。当处于开启位置时可横向通过对齐的槽从持针器上取出延伸穿过通道的针并且可横向通过对齐的槽将针引入通道。当持针器处于闭合位置时槽未对齐，于是将置于通道内的针夹持在其中。
[0019]根据本发明的另一方面，桶状构件包括具有中心纵轴的圆柱形空腔并且其中持针器包括位于圆柱形空腔内并且可绕中心纵轴旋转的细长圆柱形构件。持针器具有平行于中心纵轴在其中延伸的通道。通道配置用于将针收纳于其中以确定针的轨迹。桶状部分包括与圆柱形空腔连通并且平行于中心纵轴延伸的槽。持针器包括与通道连通的槽。持针器可在圆柱形空腔内在闭合和开启位置之间旋转，并且反之亦然。当持针器旋转到开启位置时持针器内的槽与桶内的槽对齐。当处于开启位置时可横向通过对齐的槽从持针器上取出延伸穿过通道的针并且可横向通过对齐的槽将针引入通道。当持针器处于闭合位置时槽未对齐，于是将置于通道内的针夹持在其中。
[0020]根据本发明的另一方面，提供了一种用于提供表示患者身体内部部分的图像的信号以便成像换能器的使用者可视化的成像换能器。成像换能器具有包括用于使得针引导装置能够可松脱式固定于其上的耦合构件的外壳。针引导装置包括具有第二部分的可锁安装构件。耦合构件包括第一部分。第一部分和第二部分中的一个包括突出部，并且第一部分和第二部分中的另一个包括凹部。可锁安装构件可相对于针引导装置从解锁位置滑动到锁定位置，并且反之亦然。突出部配置为收纳在凹部内以在可锁安装构件处于锁定位置时将可锁安装构件可松脱地固定到耦合构件上，从而将针引导装置可松脱地安装在成像换能器上。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种用于安装在成像换能器上的接头。成像换能器配置用于提供表示患者身体内部部分的图像的信号以便成像换能器的使用者可视化。接头具有包括用于使得针引导装置能够可松脱式固定于其上的耦合构件的外壳。针引导装置包括可锁安装构件。可锁安装构件具有第二部分。耦合构件包括第一部分。第一部分和所述第二部分中的一个包括突出部，并且第一部分和所述第二部分中的另一个包括凹部。可锁安装构件可相对于针引导装置从解锁位置滑动到锁定位置，并且反之亦然。突出部配置为收纳在凹部内以在可锁安装构件处于锁定位置时将可锁安装构件可松脱地固定到耦合构件上，从而将针引导装置可松脱地安装在接头上。
【附图说明】
[0022]图1为根据本发明构造的显示安装在成像换能器，例如超声探头上，有常规隔离罩置于之间的针引导装置的一个示例性实施例的等距视图，并且针引导装置配置为提供可以根据需要改变的针轨迹角度；
[0023]图2为图1中所示，但其中未示出针的针引导装置的放大等距视图；
[0024]图3为图1的成像换能器的底部的等距视图，示出了用作定位部件将针引导器可松脱地安装在换能器上的耦合构件；
[0025]图4为图3中所示成像换能器的耦合构件的俯视图；
[0026]图5为