CN100586496C - 注射装置和方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于将物质注射到有机体(1)中的注射装置(100)，其包括带有容腔(11)的导向装置(10)、与注射工具(21)相连的移动装置(20)、以及形成用于导向和移动装置(10，20)的支承件的保持装置(30)，其中注射工具(21)以可移动的方式设置在所述容腔(11)中，所述导向和移动装置(10，20)可移动地设置于保持装置(30)上。还公开了一种用于将物质注射到有机体(1)中的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将物质注射到有机体中的注射装置，其具有权利要求1的前序部分的特征，特别是涉及一种用于将有疗效的物质在预定的注射位置以瞄准方式注射到有机体的组织中的注射装置。本发明还涉及一种采用该注射装置的注射方法。
背景技术
EP 1337183公开了一种医疗操作装置，通过该医疗操作装置，注射针可以被引入到待治疗组织中。在操作装置的出口端，注射针相对于操作装置的轴线以退出角度偏转。注射针刺入组织中的深度取决于注射针的尖端相对于操作装置的出口端的伸出长度。在现有技术中，利用超声(波)探测器监测注射针的定位和注射。为了避免对组织的不期望损伤，在现有技术中，超声探测器配备有止动器，其防止注射针超出超声探测器的视场的任何移动。
在根据EP 1337183的现有技术中，在将有疗效的物质准确地淀积在组织中方面取得了显著的进步。然而，一个缺陷在于存在受伤的基本风险，因为注射针可以限定的方式相对于超声探测器而不是相对于组织定位。因此，在传统操作装置的实际应用期间，将产生以下问题。当针头的定位精确度在毫米或亚毫米范围时，不正确定位或者甚至对周围组织的损伤的风险只有通过非常仔细的观察超声(波)图像和将注射针缓慢推动前进才能被克服。然而，特别是在注射将在一个器官内的若干注射位置进行时，缓慢的注射过程可能延迟治疗并且可能导致被治疗者产生焦虑。而且，注射针的精确定位要求治疗医师具有高水平的经验和技能。
EP 1337183中公开的方法特别适用于将物质瞄准注射到体腔或管(例如尿道)的壁中，用于显示壁的声波探测器被整合在注射装置中或者与注射装置相连。然而，这种实施方式可能是不利的，因为声波探测器或MRI探测器占据了体腔或相应身体容腔中的空间，其可能导致周围组织的伸张并带来潜在的损伤风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的医疗操作装置，其可克服现有技术的缺陷，特别是降低不正确定位和/或损伤的风险并且能够促进注射治疗。本发明的目的还在于提供一种用于将物质注射到有机体中的相应改进方法。
这些目的分别通过具有权利要求1和18的特征的注射装置和注射方法实现。本发明的有利实施例和使用在从属权利要求中限定。
关于装置，本发明基于提供一种将物质注射到有机体中的注射装置的一般技术教导，其包括与注射工具相连的移动装置和带有用于容纳注射工具的容腔(lumen)的导向装置，移动装置和导向装置与一保持装置相连，以使得它们可以彼此相对移动。保持装置形成导向和移动装置的公共支承件，该支承件可以以固定方式相对于有机体和特别是所需注射位置定位。注射工具优选与移动装置牢固地连接，特别是附着到移动装置上。有利的是，保持装置允许导向和移动装置相对于有机体以及相对于彼此可靠而精确地调节，以使得有机体中的注射位置通过能够彼此独立调节的该两个部件的位置被精确限定。通过调节保持装置上的导向和移动装置，避免了在有机体中不正确定位的风险。
导向装置为细长元件，例如管或杆，用于容纳注射工具的容腔在导向装置的至少部分长度上沿着其壁延伸。导向装置沿着一基准线延伸，取决于注射装置的所需用途，该基准线可以是笔直的或弯曲的。在第一种情况下，导向装置具有直杆或管的形状，基准线对应于导向装置的纵轴，而在第二种情况下，提供了弯曲的杆或管的形状，基准线对应于导向装置的中心线。在远离保持装置的导向装置的自由端，在容腔的末端提供一出口端。在该出口端，容腔相对于在出口端以直线方式延伸的基准线具有预定角度，基准线代表了导向装置的形状。在直的导向装置的情况下，在出口端，容腔相对于导向装置基准线(纵轴)形成一角度。在弯曲形状的情况下，在出口端，容腔与在出口端以直线方式延伸的导向装置的中心线形成一角度。
至少在容腔延伸的部分区域中，导向装置可以由刚性材料制成，该材料例如为金属(例如不锈钢)或塑料(例如玻璃纤维增强塑料、PVC、PEEK或类似物)，或由柔性材料、特别是弹性材料，例如塑料(例如PMMA)制成。
通过移动装置，注射工具可以在导向装置的容腔内移动。移动装置用于致动注射工具，移动装置在保持装置上的下述操作位置被特别提供。在移动装置的后拉(拉回)操作位置中，注射工具向着保持装置被向后拉动。在移动装置的前推操作位置中，注射工具被向前推动，以使得其自由端远离保持装置并朝向有机体运动。移动装置可以在上述操作位置之间的移动路径上移动。下面的操作位置也特别为导向装置提供。在导向装置的后拉操作位置中，导向装置向着保持装置被向后拉动，以使得导向装置的出口端与保持装置的距离最小。相反，在导向装置的前推操作位置中，出口端与保持装置的距离最大。导向装置可以在所述操作位置之间的移动路径上移动和固定。
导向和移动装置在所述操作位置之间的调节作为注射装置的当前操作状态和将注射工具刺入有机体的组织中的所需深度的函数发生。注射工具的长度、导向装置的长度以及保持装置上的导向和移动装置的移动路径被选定，以使得在移动装置的后拉操作位置中，注射工具完全缩回至导向装置的容腔中。这有利地意味着导向装置可以被引入待治疗有机体中，例如进入有机体的中空器官中，而没有任何受伤的风险。
导向装置在后拉和前推操作位置之间的调节限定了导向装置相对于移动装置的出口端的位置并由此限定了注射工具在移动装置的前推操作位置中的自由伸出长度。通过在容腔的端部和导向装置的基准线之间形成一角度，同时通过注射工具的伸出长度限定出刺入有机体的组织中的深度，如EP 1337183所述。当导向装置处于后拉操作位置时，在移动装置的前推操作位置获得比在导向装置处于前推操作位置时更大的注射工具伸出长度和更大的穿透深度。
根据本发明的注射装置具有特别的优点，即通过在公共支承件上以预定的方式彼此相对地调节导向和移动装置，可以限定注射工具的穿透深度。
根据本发明的优选实施例，保持装置具有前进止动器，其将移动装置的前进运动限制为一个最大值。前进止动器的位置被选定为即使当导向装置被向后拉动时，注射工具也不会比预定极限深度更深地刺入组织中。有利的是，对邻近组织的无意损伤可由此被避免。与传统医疗操作装置不同，用于保持装置的前进止动器使其能够限制注射工具在保持装置的固定坐标系统中的移动，其中在该传统医疗操作装置中，为注射工具提供相对于超声探测器或超声探测器的轴的止动器并因此仅仅能够避免在超声探测器视场之外的不正确定位。这样，便获得了根据本发明的注射装置的如下重要优点。首先，对周围组织的无意损伤被排除。其次，注射工具前进运动至注射位置可以以相对高的速度进行，因为通过前进止动器使得其不可能无意地错过注射位置。向有机体中的注射变得更快，这是特别有效的，特别是在大量的邻近注射位置注射时，例如当注射到尿道的壁中时。
根据本发明的进一步优选实施例，保持装置具有限制导向装置相对于保持装置的后退运动的后退止动器。有利的是，后退止动器可同样确保注射装置的最大穿透深度和注射工具在移动装置的后拉操作位置中安全缩回到容腔中。后退止动器的位置由此被优选地选定，以使得在移动装置的后拉操作位置中，注射工具完全位于导向装置的容腔中。
导向和移动装置设置在保持装置上，以使得它们可以沿直线移动。为此，原则上，任何可获得的线性导向件均可以使用，其例如被设置在保持装置的表面上。然而，根据本发明的一个优选实施例，保持装置具有管状结构，导向装置设置在其内部，并且移动装置设置在其表面上。在管状结构的壁中设有用于将注射工具通过移动装置输送到导向装置的容腔中并且可能用于前进和后退止动器中的至少一个或可能的其他调节装置的开口。管状保持装置有利地允许形成注射装置的紧凑结构，因为导向和移动装置可以同轴地设置在至少部分区域中。而且，在呈笔直形状的情况下，管状结构还使得允许导向和移动装置围绕保持装置的纵轴旋转。当导向和移动装置根据本发明的一个优选变型以可旋转的方式设置时，可以获得关于在所有侧面上通过中空器官、例如尿道的壁进行注射的优点。
优选地，注射装置配备有旋转轴承，保持装置设置于该旋转轴承中。旋转轴承可以以固定方式相对于待治疗有机体定位。搁置于旋转轴承中的保持装置不能相对于有机体移动。带有导向和移动装置的保持装置的结构可旋转地设置于旋转轴承中。当根据本发明的进一步变型旋转轴承配备有在移动装置的前推操作位置中阻止保持装置旋转的心轴时，可以有利地在注射工具从导向装置中伸出时排除无意旋转并因此排除对有机体的损伤。优选地，移动装置具有与旋转轴承的心轴配合或协作的穿孔环。穿孔环包含多个导向孔，其允许移动装置在预定角位置上的前进运动。
有利的是，导向孔的数量和/或角度分布作为有机体中预定注射位置的几何分布的函数被选择。因而，穿孔环限定出一屏罩，其允许进行中空器官的壁中的可靠、放射状(径向)完全注射。
如果导向装置相对于保持装置的移动可以被阻止，可以获得注射位置的选择的可靠性和可重复性的进一步优点。提供了导向装置相对于保持装置的可拆卸(可释放)固定。优选地，为此，采用第一夹紧装置，其可将导向装置在保持装置上的位置固定在前推和后拉操作位置之间。如果所采用的第一夹紧装置为通过管状保持装置的壁中的狭缝从外面插入到导向装置本体中的夹紧螺钉，可获得简化了导向装置的操作和调节的优点。特别优选地是，夹紧螺钉具有内部冲洗通道，通过该内部冲洗通道，冲洗流体可以被引入到导向装置的通道中。
对于根据本发明的注射装置的实际应用，所述注射装置优选配备有成像探测器，例如超声探测器或者MRI探测器，以用于监视或监控注射工具在有机体中的移动和/或注射位置处的物质注射。优选地，导向装置具有内部通道，成像探测器可设置于其中，由此使得活性部分、例如超声传感器(转换器)在导向装置的出口端从通道中伸出。成像装置可以被固定连接至导向装置上。然而，如果为了能够适应于导向装置和移动装置的当前位置，成像探测器以可移动的方式设置在导向装置的通道中，可获得注射装置使用的灵活性的优点。当根据一个优选变型用于相对于导向装置固定探测器的第二夹紧装置被提供时，可获得提高监视注射的可靠性的优点。
根据本发明，移动装置可以不仅仅被用于致动注射工具，而且也可以用于保持用于待注射物质的贮存器。为此，根据本发明的进一步实施例，移动装置可配备有支架，贮存器、例如注射器针头的柱塞可以插入该支架中。特别优选的是，支架配备有用于计量待注射物质的调节螺钉，其结果是，注射量可以被精确和可重复地设定。
根据本发明的进一步重要特征，注射装置可以配备有传感装置，其包括用于检测导向、移动和保持装置中的至少一个的位置的一个或多个传感器。有利的是，传感装置可提供信号，以作为预定注射任务的函数自动调节可以彼此相对移动的注射装置的部件。
如果保持装置配备有复位弹簧，其中如果移动装置可以自由移动，该复位弹簧将所述移动装置返回到后拉操作位置，则根据本发明的注射装置的操作安全性可以进一步提高。有利的是，特别是在手动操作注射装置的情况下，移动装置抵抗复位弹簧的作用被向前推动，直到注射工具从导向装置的容腔中伸出。当这种手动向前力被去除时，复位弹簧自动地使移动装置返回并因而将注射工具缩回到容腔内。
关于方法，根据本发明的另一方面，前述目的以如下方式解决，首先，导向装置被定位于有机体中，随后移动装置被致动，以产生注射工具的前进运动。优选地，导向装置的定位还导致成像探测器的定位，从而可以记录所需注射位置的图像。可替换地，成像探测器的定位可以独立于注射装置发生，其优点在于可以获得注射装置的更紧凑设计并减小周围组织的伸张。
如果使移动装置被致动以将注射工具被引导至直到注射位置包括直到前进止动器的前进运动，可以有利地加速注射。
如果根据本发明的方法的一个优选变型注射采用注射器进行，待注射物质的计量可以被便利化。
附图说明
本发明的其他细节和优点将从附图的描述中变得更加明显，其中：
图1至3示出了根据本发明的第一实施例的注射装置的各种操作状态的示意性剖面图；
图4示出了根据本发明的又一实施例的注射装置的示意性剖面图；
图5A和5B示出了根据本发明的又一实施例的注射装置的剖面图和平面图；以及
图6至9示出了图5中所示注射装置的各个部件的示意图。
具体实施方式
图1以示意性剖面图举例示出了根据本发明的注射装置100的第一实施例。注射装置100包括导向装置10、移动装置20和保持装置30。图1中的附图标记70示意性地表示了传感装置，其可被用于检测导向装置10和移动装置20相对于保持装置30的位置。传感装置70包括例如光学传感器，通过它能够检测导向和/或移动装置上的条状标记。
导向装置10为带有容腔11和通道12的笔直刚性管。该管具有例如带有一个扁平侧面的半圆筒形形状。容腔11用于容纳注射工具21(以虚线示出)并且在导向装置10的出口端14与导向装置10的中心线15成一定角度。在所示实施例中，通道12用于容纳成像探测器(在图2中示出)。导向装置10的长度例如为大约40cm。为清楚起见，图1未示出导向装置10的整个长度，而是以波浪线示出了中断部。导向装置10以通过线性导向件16(示意性地示出)可移动的方式设置在保持装置30上。
注射工具21为附着到移动装置20上的注射针。移动装置20还带有用于注射贮存器(未示出)的支架22，从该注射贮存器中，待注射物质可以通过注射工具21被引入组织中的注射位置。移动装置20设置在保持装置30上，以使得其类似地可以通过线性导向件(未示出)以滑动方式沿直线移动。
保持装置30配备有前进止动器31，其限制移动装置20的前进运动。此外，为导向装置10设置有后退止动器32，其限制导向装置10的后退运动。当移动装置20抵靠前进止动器31而导向装置10抵靠后退止动器32时，注射工具21可以仅仅以预定的最大深度伸入有机体1的组织中。对邻近组织的损伤被排除。
图1示出了处于操作状态的注射装置100，其中导向装置被引入中空器官中，例如待治疗患者有机体1的尿道中。导向装置10被定位成使得出口端14处于尿道壁中的所需注射位置2的预定距离处。该距离被特别是作为所需注射深度的函数被选择，如下所述。在图1所示的操作状态中，移动装置20处于后拉操作位置，以使得注射工具21不从容腔11中伸出。
根据图1，导向装置10在有机体1中的定位在成像探测器50的监视下发生，为清楚起见，成像探测器50未在图1中示出。探测器50可拆卸地固定在保持装置30上(见图2)。其被可以相对于探测器50移动的导向和移动装置保持。
图2示出了带有前推的注射工具21的注射装置100的操作状态。由于容腔11相对于导向装置10的纵轴的倾斜度，注射工具21的端部伸入组织2中。在这种状态下，附着到支架22上的注射贮存器被致动，以将物质注射到组织2中。
与图2类似，图3示出了注射工具21被向前推入组织2中的注射装置100的操作状态。然而，在这种情况下，导向装置10也被向前推动距离Δx，以使得出口端14与组织2的距离缩小，并因而减小注射工具21进入组织2中的穿透深度。
为了在实践中实施本发明，不是必须将成像探测器50设置在通道12中。可替换地，成像探测器50(例如超声探测器或MRI探测器)可以与注射装置分离地而设置在身体表面(例如为了记录三维图像)或者邻近的体腔中。在这种情况下，导向装置10中的通道12可以被省略。导向装置10于是变成平直、刚性的杆状元件13，其仅仅包含容腔11并且更加紧凑，带有声波头51和轴52的成像探测器50分离地定向，如图4所示。
图5A，5B示出了根据本发明的注射装置100的改进实施例，其优选在导向、移动和保持装置的同轴结构的紧凑设计的基础上实施。
在图5A，5B所示的操作状态下，移动装置20处于前推操作位置。在图5A所示的剖面图和图9所示的透视图中示出了带有笔直的模制管16的导向装置10，容腔11和通道12在其中延伸。通道12用于容纳成像探测器(未示出)。为清楚起见，上述图中未示出模制管16的整个长度。此外，导向装置10包括导向体17，其外径与管状保持装置30的内径相匹配。
移动装置20(也参见图8)包括滑动部件27，其呈部分切去的中空圆筒形，并带有在顶部开口的覆盖表面和搁置于保持装置30的线性导向件38中的横向销26。与注射工具21相连的移动装置20进一步包括用于注射贮存器60的支架22和带有导向孔24的穿孔环23。为了以注射器的形式使用注射贮存器60，支架22包括注射器附件22.1和柱塞附件22.2，其可借助于调节螺钉25进行调节。滑动部件27的内径对应于保持装置30的圆筒状部件36的外径(参见下文)。滑动部件27可以在圆筒状部件36上移动。
保持装置30(也参见图7)包括圆筒状部件36，该圆筒状部件36带有轴承部件37和导向套筒36.2。圆筒状部件36的表面在顶部被部分切去，以提供带有用于移动装置20的移动路径的线性导向件38。该移动路径在前进止动器31和后退止动器39之间延伸。而且，圆筒状部件36的表面具有开口36.1，以使注射工具21穿过而到达导向装置10。在导向套筒36.2的后端设有夹紧螺钉36.3，其可被用于将成像探测器固定在导向装置10的通道12中。而且，导向套筒36.2形成用于复位弹簧35的支承件，其设置在圆筒状部件36的后端与滑动部件27的后端之间。复位弹簧35在移动装置的前推操作位置中被张紧。
轴承部件37搁置于旋转轴承40中(参见图6)，该旋转轴承40具有心轴41。心轴41与移动装置20的穿孔环23配合或协作。而且，旋转轴承40固定地配备有定位螺栓42，用于以固定方式将其定位在一支架(未示出)上。闩锁突起、例如弹簧安装的球43位于旋转轴承40中，其与轴承部件37的表面上的凹槽37.1配合。
保持装置30的圆筒状部件36在其下侧具有狭缝形开口36.4(参见图5A)，通过该开口36.4，导向装置10的移动路径被限定。为了临时相对于保持装置30固定导向装置10，设置一个带有内部冲洗通道34.1的夹紧螺钉34，通过冲洗通道，可以放置一个管，以将冲洗流体引入导向装置10的通道12中。
采用根据本发明的注射装置100的注射根据以下方法进行。首先，带有旋转轴承40的保持装置30以相对于有机体1、例如相对于患者的尿道固定的方式被定位。管16被引入到尿道中，引入发生在移动装置20的后拉操作位置中(横向销26抵靠后退止动器39)并且在超声探测器50的监视下进行。导向装置10被定位成其出口端14(参见图1)与组织2的距离使得在移动装置20的前推操作位置中(横向销26抵靠前进止动器31)，在移动装置20的前推操作位置中的注射针将撞到(或触及)组织2中的所需注射位置。随后发生移动装置20的手动运动，以使得注射工具21被向前推动。在治疗医师用一只手抓握例如旋转轴承40的定位螺栓42和穿孔环23的同时，调节螺钉25可以被另一只手致动，以使得在注射器61中向前移动注射器柱塞62。在注射例如以调节螺钉25的一定圈数代表的预定剂量之后，移动装置被释放。随后移动装置20在复位弹簧35的作用下被向后拉动，直到穿孔环23与心轴41分离。在这种情况下，带有导向装置10和移动装置20的保持装置30可被一个导向孔24进一步旋转，并且移动装置20可以被再次向前推动直至前进止动器31。在该位置，下一次注射发生。这种过程被重复，直到完全的旋转已经实现。保持装置30随后例如通过移动位于支架上的旋转轴承40被后拉，以实施至尿道中的进一步径向注射。
在以上说明书、附图和权利要求书中描述的本发明的特征单独地使用或者结合起来使用对于以不同的实施例来实施本发明均可能是很重要的。
Claims (17)
1.一种用于将物质注射到有机体(1)中的注射装置(100)，包括：
导向装置(10)，其带有容腔(11)，注射工具(21)以可移动的方式设置在所述容腔(11)中，其特征在于，还包括：
与注射工具(21)相连的移动装置(20)，以及
形成用于所述导向和移动装置(10，20)的支承件的保持装置(30)，所述导向和移动装置(10，20)设置在所述保持装置(30)上，以使得它们可以彼此相对移动。
2.根据权利要求1所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有限制移动装置(20)相对于保持装置(30)的前进运动的前进止动器(31)。
3.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有限制导向装置(10)相对于保持装置(30)的后退运动的后退止动器(32)。
4.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有管状结构，导向装置(10)设置在保持装置(30)的内部，移动装置(20)设置在保持装置(30)的外部。
5.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，导向装置(10)和移动装置(20)被设置成使得它们可围绕保持装置的纵轴旋转。
6.根据权利要求5所述的注射装置，其特征在于，设有旋转轴承(40)，其中带有导向装置(10)和移动装置(20)的保持装置(30)可围绕保持装置(30)的纵轴旋转。
7.根据权利要求6所述的注射装置，其特征在于，旋转轴承(40)具有心轴(41)，所述心轴(41)阻止保持装置(30)在移动装置(20)的前推状态下旋转。
8.根据权利要求7所述的注射装置，其特征在于，移动装置(20)具有与旋转轴承(40)的心轴(41)配合的穿孔环(23)。
9.根据权利要求8所述的注射装置，其特征在于，穿孔环(23)具有导向孔(24)，所述导向孔(24)的数量和/或角度分布作为向有机体中的注射的所需几何分布的函数被选择。
10.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有用于将导向装置(10)相对于保持装置固定的第一夹紧装置(34)。
11.根据权利要求10所述的注射装置，其特征在于，所述第一夹紧装置包括带有冲洗通道(34.1)的夹紧螺钉(34)，冲洗流体可通过所述冲洗通道(34.1)引入到导向装置(10)中。
12.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，导向装置(10)具有用于容纳成像探测器(50)的通道(12)。
13.根据权利要求12所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有用于将所述探测器(50)固定在所述通道(12)中的第二夹紧装置(39)。
14.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，移动装置(20)具有用于保持注射贮存器(60)的支架(22)。
15.根据权利要求14所述的注射装置，其特征在于，用于保持所述注射贮存器的支架(22)具有用于计量待注射物质的调节螺钉(23)。
16.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，设有传感装置(70)，所述传感装置(70)包括用于检测导向、移动和保持装置(10，20，30)中的至少一个的位置的至少一个传感器。
17.根据权利要求1或2所述的注射装置，其特征在于，保持装置(30)具有复位弹簧(35)，通过所述复位弹簧(35)，移动装置(20)可以从前推操作位置返回。
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