CN112869835A - 一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针及其使用方法，在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构，基于超声成像原理和现有的超声成像设备特点，基于超声发生器和接收器为一体化设计和超声镜面反射时反射角等于入射角的反射特性，在现有的穿刺针表面结构设计中设计超声增强结构，借助超声镜面反射增加超声探测发生器/接收器方向的反射超声强度，从而增加穿刺针的超声显影性，提高超声显影定位精度，降低操作风险。

Description

一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针及其使用方法，属于医疗器械技术领域，可用于穿刺针的超声显影技术。
背景技术
穿刺针主要用于麻醉目的的神经阻滞操作。传统神经阻滞主要根据周围神经体表解剖标志进行盲探，根据感觉确定目标神经，继而实施有效穿刺。传统神经阻滞常受到肥胖、个人解剖差异、创伤及解剖变异等因素影响，致使体表解剖标志不清，无法准确定位神经阻滞部位，导致麻醉药物无法注入理想的神经阻滞部位，致使阻滞成功率降低或麻醉效果不理想。针对这一问题，临床多采取加大麻醉用药剂量或扩大麻醉范围等方法，以达到神经阻滞效果，但使用中常出现麻醉药不良反应及损伤血管神经等不良事件。另外一种神经阻滞操作方式是借助电刺激仪，观察穿刺过程中目标神经受电刺激作用后支配肌群的反应来实现穿刺定位。但该手术方式存在定位操作过程繁琐，需要多次尝试，会给患者身体上造成很大的不适。
近年来，随着超声技术不断发展与进步，超声引导能够可视化定位，将需麻醉部位具体解剖结构通过影像显示出来，准确引导麻醉穿刺具体方向及深度，实现精准麻醉，减少麻醉用量，降低麻醉不良事件发生率，故超声引导逐渐广泛应用于神经阻滞中。图像引导操作技术是医学领域中的一项重要进步，能够实时定位手术器械的空间位置信息，为医生呈现操作器械在病灶区域的三维空间结构信息，能使医生准确有效的实施操作。
超声成像(Ultrasound imaging，US)的原理是利用超声波穿过人体器官产生反射、散射等回波被超声探头接收进行成像并显示。超声成像具有操作简单，实时成像，价格低廉，无辐射等优势，在医学诊断中有着广泛的应用。在超声图像引导操作中，操作器械标定是图像引导操作中不可缺少的步骤，只有标定后才知道空间位置信息，进而完成后续相关工作。操作器械标定精度直接影响整个操作的整体精度。为了避免操作给患者造成明显的损伤，穿刺针的直径尽可能细小，可探测的超声反射区非常有限。而且，由于操作的需要和患者个体的情况，穿刺的角度也会有较大的差别，这样，穿刺针针尖部位的超声显影很困难，使穿刺针针尖可视化是超声引导下周围神经阻滞操作中一件非常重要但也很难实现的技术难题，可视化针尖是目前超声引导神经阻滞手术急需解决的问题。
经查新，有关专利如下：
申请号为CN201310540161专利公开了一种超声显影导管及成型工艺，属于医疗器械技术领域，在软质管体上加工反射凹孔，集中反射超声，从而能够使用超声显像设备对软管进行清晰的定位跟踪。
申请号为CN201420754040专利公开了一种可强化超声显影的肌电导引注射针，其特征在于在所述的针管靠近针尖一端设有可强化超声显影结构，该结构是规则分布在针管外表面的至少1处凹凸结构和位于针尖斜面上的平滑微齿状结构。该专利通过凹凸结构增加了注射针尖部位超声波反射的面积，通过增加超声反射波强度来增加显影性，从而提高肌群的定位精度。
申请号为CN201510110547专利公开了一种超声显影导管，包括中空管体，管体为医用软质导管，在管体的管壁内设置有高分子材料纤维丝，高分子材料纤维丝之间相互重叠交叉形成网状的编织网层，使管体与编织网层之间形成密度不一的超声显影区，从而提高超声显影能力和利于导管尖端显影。
申请号为CN201821551080和CN201821551069专利公开了一种超声显影增强穿刺针/双腔取卵针，以上申请通过在针管的外壁面上设置有超声显影增强带组，超声显影增强带由沿所述针管的轴向设置的线型凹槽组构成，凹槽线型为呈周期性变化的曲线，从而使穿刺针的超声成像呈现明暗相间的刻度，易于操作者术中直接在超声成像系统的显示屏上实时观察。
现有普通穿刺针为表面光滑的管状结构，该类型穿刺针超声显影时，当穿刺针与超声平面呈一定角度时，由于超声镜面反射的特性(反射角等于入射角)，反射波反向与入射波方向不在一个方位，超声接收器接收不到穿刺针镜面反射的超声波信号，如图1。这种情况下，超声成像的反射波全部来自于穿刺针表面漫反射，反射波强度很低造成穿刺针超声显影效果差，医生很难识别穿刺针针尖位置，增加了操作难度和操作风险。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针及其使用方法，在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构，借助超声镜面反射增加超声探测发生器/接收器方向的反射超声强度，从而增加穿刺针的超声显影性，提高超声显影定位精度，降低操作风险。
本发明的技术方案是：一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构；
所述超声反射增强表面结构包括超声反射镜面和辅助加工面；
所述超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
进一步的，所述超声反射增强表面结构为多个雕刻在针表面的环形槽，所述环形槽呈V字形，V字形一面为第一超声反射镜面，V字形另一面为第一辅助加工面；
所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
进一步的，所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为40°-50°。
进一步的，所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为45°。
进一步的，所述超声反射增强表面结构为多个增强超声发射阵点，每个增强超声发射阵点呈一个三棱锥形凹槽，每个三棱锥形凹槽由1个第二超声反射镜面和两个第二辅助加工面组成；
所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
进一步的，所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为40°-50°。
进一步的，所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为45°。
进一步的，所述第一超声反射镜面与第一辅助加工面之间的角度大于等于90度；
所述第二超声反射镜面与两个第二辅助加工面之间的角度大于等于90度。
本发明还提供一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针的使用方法，穿刺针的穿刺方向与超声发射接受面的角度等于超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度。
进一步的，穿刺针的穿刺方向与超声发射接受面的角度等于45°。
本发明的有益效果是：与现有的表面凹槽穿刺针相比，由于该类型的穿刺针对设计的凹槽的反射面和使用时穿刺针与超声面无指定角度要求，当穿刺针与超声平面呈一定角度时，由于穿刺针表面的凹槽增加了接收器方向上超声波的漫反射的面积，因此，其显影性虽然有一定程度的增加。但是，超声接收器同样接收不到穿刺针上镜面反射的超声波信号，其超声成像的反射波也几乎全部来自于穿刺针表面漫反射，超声显影性仍未达到最大。
现有表面光滑的普通穿刺针，当穿刺针与超声平面呈一定夹角时如图1所示(角度较大时，如大于20°)，反射波反向与入射波方向不在一个方位，超声接收器接收不到穿刺针表面镜面反射的超声波信号，这种情况下，反射波强度很低造成穿刺针超声显影效果差，如图1。现有的即使表面设计有反射阵点的穿刺针，但是，其反射阵点中的反射面并不是依据使用时穿刺针穿刺方向与超声面夹角设计，因此，其表面的反射阵点只是增加了超声反射的面积，并不能达到通过超声波镜面反射获得最大的显影效果。
本专利基于超声成像原理和现有的超声成像设备特点，基于超声发生器和接收器为一体化设计和超声镜面反射时反射角等于入射角的反射特性，在现有的穿刺针表面结构设计中设计超声增强结构，借助超声镜面反射增加超声探测发生器/接收器方向的反射超声强度，从而增加穿刺针的超声显影性，提高超声显影定位精度，降低操作风险。
附图说明
图1为传统穿刺针超声显影时的超声入射方向和反射方向示意图；
图2为实施例1中带有多个雕刻在针表面的环形槽的穿刺针的结构示意图；
图3为实施例2中带有多个增强超声发射阵点的穿刺针的结构示意图；
图4为本发明超声镜面反射穿刺针超声入射方向和反射方向原理示意图。
图中：1为环形槽，11为第一超声反射镜面，12为第一辅助加工面，2为增强超声发射阵点，21为第二超声反射镜面，22为第二辅助加工面，3为超声波发生和接受器，4为穿刺针。
具体实施方式
下面以不锈钢制作的用于神经阻滞的穿刺针为例对本发明的技术方案进行具体的描述，本发明适合所有的金属制作的超声引导穿刺针，特别是直径小，超声显影性欠佳的穿刺针。
实施例1
如图2所示，一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构；所述超声反射增强表面结构为多个雕刻在针表面的环形槽1，所述环形槽1呈V字形，V字形一面为第一超声反射镜面11，V字形另一面为第一辅助加工面12；
所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度，均为45°。所述第一超声反射镜面与第一辅助加工面之间的角度等于90度。
本实施例设计的穿刺针，当超声面与穿刺针的穿刺方向成45°角时，本专利的穿刺针可达到最佳的显影效果，其原理如图4所示。基于超声成像原理和现有的超声成像设备特点，基于超声发生器和接收器为一体化设计和超声镜面反射时反射角等于入射角的反射特性，在现有的穿刺针表面结构设计中设计超声增强结构，借助超声镜面反射增加超声探测发生器/接收器方向的反射超声强度，从而增加穿刺针的超声显影性，提高超声显影定位精度，降低操作风险。
实施例2
一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构；所述超声反射增强表面结构为多个增强超声发射阵点2，每个增强超声发射阵点2呈一个三棱锥形凹槽，每个三棱锥形凹槽由1个第二超声反射镜面21和两个第二辅助加工面22组成；
所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度为45°。所述第二超声反射镜面与两个第二辅助加工面之间的角度大于等于90度。
本实施例设计的穿刺针，当超声面与穿刺针的穿刺方向成45°角时，本专利的穿刺针可达到最佳的显影效果，其原理如图4所示。基于超声成像原理和现有的超声成像设备特点，基于超声发生器和接收器为一体化设计和超声镜面反射时反射角等于入射角的反射特性，在现有的穿刺针表面结构设计中设计超声增强结构，借助超声镜面反射增加超声探测发生器/接收器方向的反射超声强度，从而增加穿刺针的超声显影性，提高超声显影定位精度，降低操作风险。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：在穿刺针靠近针尖位置针表面加工超声反射增强表面结构；
所述超声反射增强表面结构包括超声反射镜面和辅助加工面；
所述超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
2.根据权利要求1所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述超声反射增强表面结构为多个雕刻在针表面的环形槽(1)，所述环形槽(1)呈V字形，V字形一面为第一超声反射镜面，V字形另一面为第一辅助加工面；
所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
3.根据权利要求2所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为40°-50°。
4.根据权利要求3所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述第一超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为45°。
5.根据权利要求1所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述超声反射增强表面结构为多个增强超声发射阵点(2)，每个增强超声发射阵点(2)呈一个三棱锥形凹槽，每个三棱锥形凹槽由1个第二超声反射镜面(21)和两个第二辅助加工面(22)组成；
所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度等于超声发射接受面与穿刺针形成的角度。
6.根据权利要求5所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为40°-50°。
7.根据权利要求6所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述第二超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度为45°。
8.根据权利要求2或5所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针，其特征在于：所述第一超声反射镜面与第一辅助加工面之间的角度大于等于90度；
所述第二超声反射镜面与两个第二辅助加工面之间的角度大于等于90度。
9.一种权利要求1-8任一所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针的使用方法，其特征在于：穿刺针的穿刺方向与超声发射接受面的角度等于超声反射镜面与穿刺针中轴线的设计角度。
10.根据权利要求9所述的一种特定穿刺角度可强化超声显影的穿刺针的使用方法，其特征在于：穿刺针的穿刺方向与超声发射接受面的角度等于45°。
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