CN113244517A - 一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，包括针本体、针头、钻头和套管，所述针本体上端头固定连接有接头，下端头设置有可拆卸连接针头或钻头的第一连接头，所述套管滑动套设在所述针本体的外侧壁上，所述套管靠近所述第一连接头一端对称设置有至少两个尖刺部。本发明采用多刃口钻头设置，进行环状切削，能够保证最小的切削创面，同时在切削骨性组织过程中通过中空设置的钻头能够将游离的骨性组织进行收集，消除骨性残留对针道堵塞，从而影响后续粒子植入。

Description

一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针

技术领域

本发明涉及穿刺针技术领域，尤其涉及套管针，套管穿刺针技术领域，具体涉及一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针。

背景技术

穿刺针的用途主要在于临床穿刺取样或者植入，用于建立体内外的临时通道，用于将人体内部的组织取出或者将目标物植入到人体内。现有的穿刺针结构非常简单，功能也相对比较单一，可以简单的理解为具有尖刺部的长直型针。现有的穿刺针在进行肌肉穿刺过程中，由于肌肉硬度和强度远远低于金属的穿刺针，因此现在的偏心针尖穿刺针在进行肌肉穿刺时，能够非常顺利的进行，但若穿刺通道中存在骨性组织，现有的穿刺针或无法穿过，或使得穿刺针道严重偏斜。

现有医疗手段中，涉及穿刺最多的当属基于放射性粒子植入治疗肿瘤的植入穿刺手术。该植入穿刺手术的原理是利用穿刺针穿过人体组织将放射性粒子按照手术计划植入到肿瘤的目标位置，利用放射性粒子的精准放射实现对肿瘤癌细胞的DNA，RNA等遗传物质的破坏，使得癌细胞的复制能力降低甚至丧失，从而达到治疗的癌症的目的。但在放射性粒子植入的过程中，需要依照手术计划中的针道进行穿刺，然而由于肿瘤所处位置的不确定性，使得穿刺针道往往会被骨性组织遮挡，在这种情况下，面临的选择只有两个：其一，是避开骨性组织采用其他针道进行替代，从而避开骨性组织的遮挡；但这种方案的弊端在于部分肿瘤位置并没有刻意规避的有效针道。譬如被脊柱和肋骨包括的肺癌组织。其二，是直接穿透骨性组织；但在进行穿刺骨性组织过程中一般的穿刺针根本无法做到，尤其是诸如肋骨之类的硬骨。现有的穿刺针在进行骨性组织穿刺时多利用骨钻进行，由于现有的穿刺针的针尖都是偏心设置，导致在进行穿刺的过程中无法做到绝对的同心，同时也会造成骨性组织破坏增大、穿刺通道歪斜、穿刺阻力大等问题。

发明内容

为了解决现有技术穿刺针在进行骨性组织穿刺时存在的偏心、穿入点偏移、穿透效率低，对骨性组织内部破坏大等诸多技术问题，本申请提供一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，专门针对现有的骨性组织穿刺存在的诸多问题而研发。本发明提供的穿刺针虽专门针对骨性组织精准穿刺研发，但依然能够同时兼顾非骨性组织的精准穿刺。申请人研发团队经临床调研发现，现有的穿刺针几乎无一例外的都采用偏心针尖，这种结构对于普通非骨性组织和一般穿刺而言虽足以满足需求，但对于精准穿刺和骨性组织穿刺则显得弊端颇为明显，其主要原因在于：

偏心的针尖在对于骨性组织穿刺时虽能够起到初始穿刺时的定位打点作用，但由于针尖为偏心设计，利用其它辅助器械，如骨钻驱动穿刺针旋转进行穿刺时，穿刺针将以初始穿刺时的定位打点作为穿入点，加之骨性组织不具有弹性形变能力，这将导致整个针道的偏斜。在实际穿刺过程中，若骨性组织距离目标穿刺点越远，那么植入的误差将越大。同时，现有的穿刺针针尖并没有针对骨性组织设置对应的切削刃口，极易导致穿刺针针尖的变形，从而增大骨性组织的创面，甚至导致内出血情况加剧。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，包括针本体、针头、钻头和套管，所述针本体上端头固定连接有接头，下端头设置有可拆卸连接针头或钻头的第一连接头，所述套管滑动套设在所述针本体的外侧壁上，所述套管靠近所述第一连接头一端对称设置有至少两个尖刺部。结构原理及使用方法如下：

首先，将针头与针本体连接，使得针头与针本体连接成整体；将套管套设在针本体的外侧，利用针头进行穿刺并沿着计划针道穿刺进入体内，直到针头接触到骨性组织表面；推动套管向针头一侧移动，直到套管的尖刺部接触到骨性组织为止。

其次，取出针本体，取下针头，更换为钻头，使得钻头与针本体形成一体结构。再将针本体连同钻头插入到套管中。

最后，利用骨钻或者其他现有驱动机构与针本体的接头连接，驱动针本体转动，带动钻头实施钻骨。所述针头和套管并没有钻骨的功能，针头的作用在于精准穿刺，在针头的精准穿刺引导下，实现针道的精准执行，套管由于套设在针本体上，与针本体同轴安装，故而能够沿着针本体滑动，当套管的尖刺部接触到骨性组织后，在人体其他组织的包裹下，套管的位置是确定的，此时可以任意取出针本体，套管依然可以保持针道不变。在进行钻骨时，由于尖刺部的作用能够将套管固定在骨性组织上，从而保证套管与骨性组织的相对位置，在套管的约束下，钻头能够实现精准的进入骨性组织。当钻头进入骨性组织后，在不退钻的情况下，钻头则不会发生偏斜，可以自行保持原有针道方向持续钻入骨性组织中，从而实现精准、快速的穿透骨性组织。

优选地，所述套管上相邻两个尖刺部之间通过平滑设置的第三刃口连接。尖刺部的作用在于保持套管和骨性组织的相对不动，第三刃口的作用在于扩大针道，在不对软组织进一步破坏的前提下沿着针本体扩大针道。

优选地，所述针头一端具有用于与所述第一连接头可拆卸固连的第二连接头，另一端具有一体成型的针尖，所述针尖采用锥形的同心结构。采用上述针尖的结构设置能够在结构上最大程度的保证针道穿刺过程中的同轴性，消除偏斜针尖设置的针道偏斜问题。

优选地，所述钻头采用中空设置且一端具有用于连接所述第一连接头的第三连接头，另一端端头具有一体成型沿钻头圆周侧壁均匀设置的多个第一刃口。所述第一刃口沿所述钻头的外侧壁设置，第一刃口在径向方向上的宽度小于20纳米，周向长度小于0.1毫米。第一刃口的作用是确定钻头的入钻位置和初始切削，但超过98%的切削负荷并不由第一刃口承担，这种结构设置的最突出的技术效果就是保证钻头对于骨性组织的良好介入性和精准性。

为了在骨性组织中的良好切削，能够实现线性入钻，优选地，所述第一刃口向第三连接头一侧延伸形成第二刃口，所述第二刃口上任一点P与钻头轴心的径向距离L₁随任一点P与所述第一刃口的轴向距离L₂的增加而增加。呈径向收敛设置的第二刃口几乎承担了超过98%的骨性组织的切削负荷，呈径向收敛设置能够使得骨性组织的逐步切削，使得整个入钻过程中，钻头的受力都是非常均衡的，且可以保留位于钻头内部的骨性组织的完整性，最大程度的降低骨性组织切削后的细微碎屑残留，降低后续愈合的难度，缩短自愈周期。

为了进一步的避免针道被堵塞，残余骨性组织的清除，优选地，所述钻头内设置有内腔，所述内腔与所述第二刃口相连处具有台阶。设置台阶的目的是使得进入所述内腔内被切削后的骨性组织的约束，从而实现通过取出钻头的同时，能够将残余骨性组织取出。其原理如下：在骨性组织切削过程中，随着收敛设置的第二刃口对骨性组织的切削作用，骨性组织位于第二刃口最大收敛程度处未被切削的部分将会被完整保留，形成柱状的残留骨性组织，最终掉落到所述内腔内，由于残留的骨性组织的外径与第二刃口内径相适应；而内腔与第二刃口末端连接处具有台阶，从而使得内腔的内径会大于残留骨性组织外径，便于该残留骨性组织的掉落，而不会自然脱出，只能通过取出钻头后，拆卸钻头时将该残留骨性组织从第三连接接头一侧取出，避免了残留骨性组织遗留针道内的问题。这一点是现有任何能够进行骨性组织穿刺针都不具有的优势。

进一步优选，相邻两个所述第二刃口之间具有导流槽，所述导流槽贯穿所述台阶延伸至所述内腔的内壁。导流槽能够实现切削过程中细微骨性组织的容纳，通过配合体内血液和/或组织液润滑流入所述内腔中进行收集，尽可能的降低在针道内的残留。

为了方便安装，所述接头的自由端面上沿轴向内凹形成用于固定针本体的安装腔，所述安装腔的内壁上沿轴向设置有至少一个同步槽。所述接头的结构与驱动装置相适应，采用上述结构设置的优势在于便于穿刺针的频繁拿取和安装，同时保证可靠的驱动连接。

进一步优选，所述套管靠近所述接头一端固连有承台，所述针本体上还套设有垫圈，所述针本体外侧壁套设有位于垫圈与承台之间处于压缩状态的弹簧。弹簧的作用是下整个骨性组织穿刺过程中对套管施加正压力，实现套管对钻头的位置约束，始终保证钻头处在针道轴向位置，避免在入钻时发生偏斜。

有益效果：

1、本发明采用多刃口钻头设置，进行环状切削，能够保证最小的切削创面，同时在切削骨性组织过程中通过中空设置的钻头能够将游离的骨性组织进行收集，消除骨性残留对针道堵塞，从而影响后续粒子植入。

2、本发明通过切换具有中心针尖的针头作为针道穿刺结构实现初始针道的建立，再利用同轴设置的套管进行针道扩展，并利用套管进行针道定位，可以同时满足精准穿刺和精准如骨的双重技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明穿刺针的立体轴测图（穿刺结构状态）。

图2是图1的另一视觉轴测图。

图3是图2中E区结构放大图。

图4是本发明穿刺针的主视图（钻骨结构状态）。

图5是图4中沿剖切符号A-A的剖视图。

图6是图5中B区结构放大图。

图7是图5中C区结构放大图。

图8是图7中D区结构放大图。

图9是针本体与针头、钻头的装配示意图。

图10是钻头与套管的安装状态结构示意图。

图11是钻头进行钻骨时的状态示意图。

图12是第二刃口的结构示意图。

图中：1-针本体；11-第一连接头；12-接头；121-安装腔；122-同步槽；

2-针头；21-针尖；22-第二连接头；

3-钻头；31-第一刃口；32-第三连接头；33-内腔；34-台阶；35-第二刃口；

4-套管；41-尖刺部；42-第三刃口；43-承台；

5-垫圈；6-弹簧。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合如图1-图2、图9-图11所示的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，包括针本体1、针头2、钻头3和套管4，所述针本体1上端头固定连接有接头12，下端头设置有可拆卸连接针头2或钻头3的第一连接头11，所述套管4滑动套设在所述针本体1的外侧壁上，所述套管4靠近所述第一连接头11一端对称设置有至少两个尖刺部41。

结构原理及使用方法如下：

首先，将针头2与针本体1连接，使得针头2与针本体1连接成整体；将套管4套设在针本体1的外侧，利用针头2进行穿刺并沿着计划针道穿刺进入体内，直到针头2接触到骨性组织表面；推动套管4向针头2一侧移动，直到套管4的尖刺部41接触到骨性组织为止。

其次，取出针本体1，取下针头2，更换为钻头3，使得钻头3与针本体1形成一体结构。再将针本体1连同钻头3插入到套管4中。

最后，利用骨钻或者其他现有驱动机构与针本体1的接头12连接，驱动针本体1转动，带动钻头3实施钻骨。所述针头2和套管4并没有钻骨的功能，针头2的作用在于精准穿刺，在针头2的精准穿刺引导下，实现针道的精准执行，套管4由于套设在针本体1上，与针本体1同轴安装，故而能够沿着针本体1滑动，当套管4的尖刺部41接触到骨性组织后，在人体其他组织的包裹下，套管4的位置是确定的，此时可以任意取出针本体1，套管4依然可以保持针道不变。在进行钻骨时，由于尖刺部41的作用能够将套管4固定在骨性组织上，从而保证套管4与骨性组织的相对位置，在套管4的约束下，钻头3能够实现精准的进入骨性组织。当钻头3进入骨性组织后，在不退钻的情况下，钻头3则不会发生偏斜，可以自行保持原有针道方向持续钻入骨性组织中，从而实现精准、快速的穿透骨性组织。值得说明的是，本实施例所述穿刺针可利用现有的骨钻驱动，亦可安装在自动化穿刺设备上，诸如本申请人在公告号为CN110755142B或CN112690881B发明专利中公开的定位系统或定位装置上。本实施例中提供的穿刺针能够兼容现有穿刺针应用的所有技术领域，兼容现有穿刺针的所有功能，其应用的场景和方式不做赘述。

实施例2：

在实施例1的结构原理及使用方法基础上，本实施例进一步对结构进行如下优化，具体如图1-图12所示结构，所述套管4上相邻两个尖刺部41之间通过平滑设置的第三刃口42连接。详见图10和图11示出结构；所述尖刺部41的作用在于保持套管4和骨性组织的相对不动，第三刃口42的作用在于扩大针道，在不对软组织进一步破坏的前提下沿着针本体1扩大针道。

本实施例中，所述针头2一端具有用于与所述第一连接头11可拆卸固连的第二连接头22，另一端具有一体成型的针尖21，所述针尖21采用锥形的同心结构，详见图9所示结构。采用上述针尖21的结构设置能够在结构上最大程度的保证针道穿刺过程中的同轴性，消除偏斜针尖设置的针道偏斜问题。

本实施例中，结合图7-图9所示结构，所述钻头3采用中空设置且一端具有用于连接所述第一连接头11的第三连接头32，另一端端头具有一体成型沿钻头3圆周侧壁均匀设置的多个第一刃口31。所述第一刃口31沿所述钻头3的外侧壁设置，第一刃口31在径向方向上的宽度小于20纳米，周向长度小于0.1毫米。第一刃口31的作用是确定钻头3的入钻位置和初始切削，但超过98%的切削负荷并不由第一刃口31承担，这种结构设置的最突出的技术效果就是保证钻头3对于骨性组织的良好介入性和精准性。

为了在骨性组织中的良好切削，能够实现线性入钻，所述第一刃口31向第三连接头32一侧延伸形成第二刃口35，所述第二刃口35上任一点P与钻头3轴心的径向距离L₁随任一点P与所述第一刃口31的轴向距离L₂的增加而增加，如图12所示。呈径向收敛设置的第二刃口35几乎承担了超过98%的骨性组织的切削负荷，呈径向收敛设置能够使得骨性组织的逐步切削，使得整个入钻过程中，钻头3的受力都是非常均衡的，且可以保留位于钻头3内部的骨性组织的完整性，最大程度的降低骨性组织切削后的细微碎屑残留，降低后续愈合的难度，缩短自愈周期。

为了进一步的避免针道被堵塞，残余骨性组织的清除，优选地，所述钻头3内设置有内腔33，所述内腔33与所述第二刃口35相连处具有台阶34，如图8所示。设置台阶34的目的是使得进入所述内腔33内被切削后的骨性组织的约束，从而实现通过取出钻头3的同时，能够将残余骨性组织取出。其原理如下：在骨性组织切削过程中，随着收敛设置的第二刃口35对骨性组织的切削作用，骨性组织位于第二刃口35最大收敛程度处未被切削的部分将会被完整保留，形成柱状的残留骨性组织，最终掉落到所述内腔33内，由于残留的骨性组织的外径与第二刃口35内径相适应；而内腔33与第二刃口35末端连接处具有台阶34，从而使得内腔33的内径会大于残留骨性组织外径，便于该残留骨性组织的掉落，而不会自然脱出，只能通过取出钻头3后，拆卸钻头3时将该残留骨性组织从第三连接接头32一侧取出，避免了残留骨性组织遗留针道内的问题。这一点是现有任何能够进行骨性组织穿刺针都不具有的优势。

进一步优选，相邻两个所述第二刃口35之间具有导流槽，所述导流槽贯穿所述台阶34延伸至所述内腔33的内壁。导流槽能够实现切削过程中细微骨性组织的容纳，通过配合体内血液和/或组织液润滑流入所述内腔33中进行收集，尽可能的降低在针道内的残留。

为了方便安装，结合图2和图3所示结构，所述接头12的自由端面上沿轴向内凹形成用于固定针本体1的安装腔121，所述安装腔121的内壁上沿轴向设置有至少一个同步槽122。所述接头12的结构与驱动装置相适应，采用上述结构设置的优势在于便于穿刺针的频繁拿取和安装，同时保证可靠的驱动连接。

进一步优选，所述套管4靠近所述接头12一端固连有承台43，所述针本体1上还套设有垫圈5，所述针本体1外侧壁套设有位于垫圈5与承台43之间处于压缩状态的弹簧6。详见图1和图2，弹簧6的作用是下整个骨性组织穿刺过程中对套管4施加正压力，实现套管4对钻头3的位置约束，始终保证钻头3处在针道轴向位置，避免在入钻时发生偏斜。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：包括针本体（1）、针头（2）、钻头（3）和套管（4），所述针本体（1）上端头固定连接有接头（12），下端头设置有可拆卸连接针头（2）或钻头（3）的第一连接头（11），所述套管（4）滑动套设在所述针本体（1）的外侧壁上，所述套管（4）靠近所述第一连接头（11）一端对称设置有至少两个尖刺部（41）。

2.根据权利要求1所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述套管（4）上相邻两个尖刺部（41）之间通过平滑设置的第三刃口（42）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述针头（2）一端具有用于与所述第一连接头（11）可拆卸固连的第二连接头（22），另一端具有一体成型的针尖（21），所述针尖（21）采用锥形的同心结构。

4.根据权利要求2所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述钻头（3）采用中空设置且一端具有用于连接所述第一连接头（11）的第三连接头（32），另一端端头具有一体成型沿钻头（3）圆周侧壁均匀设置的多个第一刃口（31）。

5.根据权利要求4所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述第一刃口（31）向第三连接头（32）一侧延伸形成第二刃口（35），所述第二刃口（35）上任一点P与钻头（3）轴心的径向距离L₁随任一点P与所述第一刃口（31）的轴向距离L₂的增加而增加。

6.根据权利要求5所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述钻头（3）内设置有内腔（33），所述内腔（33）与所述第二刃口（35）相连处具有台阶（34）。

7.根据权利要求6所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：相邻两个所述第二刃口（35）之间具有导流槽，所述导流槽贯穿所述台阶（34）延伸至所述内腔（33）的内壁。

8.根据权利要求7所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述接头（12）的自由端面上沿轴向内凹形成用于固定针本体（1）的安装腔（121），所述安装腔（121）的内壁上沿轴向设置有至少一个同步槽（122）。

9.根据权利要求8所述的一种用于粒子植入的骨性组织穿刺针，其特征在于：所述套管（4）靠近所述接头（12）一端固连有承台（43），所述针本体（1）上还套设有垫圈（5），所述针本体（1）外侧壁套设有位于垫圈（5）与承台（43）之间处于压缩状态的弹簧（6）。

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