JP2004242936A

JP2004242936A - Puncture needle

Info

Publication number: JP2004242936A
Application number: JP2003036990A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kubodera; 幸則久保寺
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily grasp a position where the tip of a puncture needle is punctured in an organism. <P>SOLUTION: For measuring electric characteristics of organism tissues, a plurality of electrodes 22a and 22b are disposed in the puncture needle 50 at a prescribed interval, each electrode is exposed in the tip part 24 of the puncture needle and lead wires 30a and 30b for taking out electric signals are connected to the respective electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿刺針の先端部分が生体内のどの位置に刺入されているのかが特定できる穿刺針に関する。
【０００２】
【従来の技術】
硬膜外麻酔手術は、術中の全身麻酔量が少なくて済み、術後痛も緩和できるといった特徴を有し、運動神経系や消化器官系の機能を阻害することが少なく、患者の早期リハビリ、早期回復、早期退院を促進する効果がある。そのため、現在では硬膜外麻酔手術は一般的に広く用いられている。
【０００３】
硬膜外麻酔手術は次のような手順で行われる。なお、硬膜外麻酔手術では内針と外針を備えた下記の特許文献１に示したような医療用針が用いられる。
【０００４】
まず患者の背中を消毒し、局所浸透麻酔を施す。そして、内針を挿入した硬膜外針を体内に穿刺させて行き、棘間靭帯に達したら内針を抜く。次に、生理食塩水を入れた注射針を内針が抜かれた硬膜外針に接続し、注射器の押し子を親指で軽く押し注入抵抗を確かめながら硬膜外針を体内に推し進める。硬膜外針の先端部分が黄靭帯を通過して硬膜外腔に到達すると、急に注入抵抗が消失し注射器の押し子の抵抗が軽くなる。このことによって、術者は硬膜外針の先端部分が硬膜外腔に達したことがわかる。なお、このように注入抵抗の消失によって硬膜外腔に達したことを知る硬膜外腔確認方法は、ＬＯＲ（ＬｏｓｓＯｆＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）法と称される方法であり、一般的に用いられている方法である。
【０００５】
硬膜外腔確認方法として用いられている別の方法として、ハンギングドロップ法と称される方法がある。この方法は、硬膜外腔の内圧が陰圧であるという特質を利用した方法である。この方法では、硬膜外針の内針を抜いた後、ハブの先に生理食塩水の水滴をつけ、両手の親指と人差し指で硬膜外針を推し進めて行き、硬膜外針の先端部分が硬膜外腔に入ると陰圧により生理食塩水の水滴が吸い込まれる。このことによって、術者は硬膜外針の先端部分が硬膜外腔に達したことがわかる。
【０００６】
さらに、硬膜外腔確認方法として用いられている別の方法としては、圧力モニターを使用することによって、硬膜外腔中の陰圧を検出する方法がある。
【０００７】
【特許文献１】
登録実用新案第２５９７６７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＬＯＲ法では、術者は注射器の押し子の抵抗感覚を確かめながら硬膜外針を推し進めなければならないので、その手技には非常な熟練を要し、術者には多大なストレスを感じさせる。押し子の抵抗感覚は術者の指の感覚に左右されてしまうため、非常に狭い硬膜外腔（約２〜６ｍｍ）に達した瞬間に硬膜外針の先端部分をそこにとどめておくことにも熟練を要する。万が一、硬膜外針を推し進めすぎて硬膜を穿刺してしまうと、くも膜下腔に薬液を注入することになってしまい、呼吸困難などの重篤な麻酔事故を引き起こす。
【０００９】
また、ハンギングドロップ法または圧力モニターを用いる方法は、硬膜外腔内に陰圧があることを前提に成り立っている方法であるが、硬膜外腔内に陰圧が発生しない場合も報告されており、実際にハンギングドロップ法での硬膜外腔確認不備の麻酔失敗例が多く報告されている。また、圧力モニターを用いた場合でも、硬膜外腔内における陰圧発生率の個人差が大きいことから、硬膜外針の穿刺部位の確認精度はまだまだ不十分である。
【００１０】
したがって、上記のいずれの方法を用いたとしても、安全かつ確実に硬膜外腔確認を行えるとは言い難く、これらの方法が安全かつ確実な手技として確立されるためには解決すべき課題がたくさんある。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を解消するために成されたものであり、穿刺針の先端部分が生体内のどの位置に刺入されているのかが容易に把握できるように構成された穿刺針の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の発明者は、生体内の組織によってその電気的特性が異なるのではないかとの予測のもとに、種々の被検体に対してそれぞれの組織のインピーダンスなどの電気的特性を測定してみた。測定の結果、組織の種類に応じて電気的特性が大きく異なることがわかった。
【００１３】
この電気的特性を測定できるようにするため、本発明にかかる穿刺針は、複数の電極を所定の間隔を置いて配置し、それぞれの電極を穿刺針の先端部分で実質的に露出させてある。
【００１４】
したがって、この穿刺針を生体に刺入し、穿刺針を生体内に推し進めながら電極間のインピーダンスなどの電気的特性を測定すると、生体内の組織によってそのインピーダンスなどが大きく変化することから、その変化の状態に基づいて穿刺針の先端部分が現在生体内のどの部分に達しているのかが正確にわかる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる穿刺針の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる穿刺針を構成する細長い円筒状の硬膜外針１０の断面図、図２は、本発明にかかる穿刺針を構成する硬膜外針１０の中空部に挿入される内針２０の断面図、図３は、本発明にかかる穿刺針５０の断面図、図４は、図３に示した穿刺針５０の先端部分の上面図である。
【００１６】
本発明にかかる穿刺針５０は、図１に示すような硬膜外針１０と図２に示すような内針２０とから構成される。
【００１７】
硬膜外針１０は、細長い円筒形状を呈しその先端部分１２が外向きに屈曲する針部１４を有し、その手元部分１６には、針部１４を生体内に推し進めるときに用いる外針ハブ１８が取り付けられている。硬膜外針１０の中空部１９には図２に示す内針２０が挿入される。なお、硬膜外針１０の針部１４は金属で形成され、外針ハブ１８はプラスチックで形成されている。
【００１８】
内針２０は、硬膜外針１０の中空部１９の形状と合致する外形形状を呈し、その内部には、陰極または陽極となる２つの電極２２ａ、２２ｂが、中心間隔０．２３ｍｍで配置され埋め込まれている。２つの電極２２ａ、２２ｂは、内針２０の先端部分２４で露出されている。内針２０の手元部分２６には、硬膜外針１０の外針ハブ１８に挿入される内針ハブ２８が形成されている。なお、本実施の形態では電極２２はプラチナで形成され、それらの電極２２を保持する他の部分はプラスチックで形成されている。
プラチナを用いているのは、生体適合性が良好で経時変化が少ないからである。
【００１９】
電極２２は、金、白金、銀、銅などの金属で形成してもよいし、導電性高分子、カーボン、金属粉末を混錬した樹脂、セラミックで形成しても良い。電極２２ａ、２２ｂには、電気信号を取り出すためのリード線３０ａ、３０ｂが接続されている。これらのリード線３０には、生体組織の抵抗値に応じた表示をするモニター装置が接続される。
【００２０】
内針２０は硬膜外針１０と組み合わせられ、図３に示すような穿刺針５０として用いる。内針２０を硬膜外針１０に取り付けるときには、内針２０の先端部分２４を外針ハブ１８の中空部１９から挿入し、先端部分２４を、内針ハブ２８の外周面が外針ハブ１８の内周面と当接するまで硬膜外針１０の先端部分１２に向けて進める。
【００２１】
この状態では硬膜外針１０の先端部分１２と内針２０の先端部分２４が図４に示すように揃うことになる。電極２２ａ、２２ｂは、先端部分２４から露出し、生体の組織と直接接触できるようになっている。なお、電極の表面に導電性の材料を覆って測定可能な場合は、実質的に露出するものとする。
【００２２】
図５は、モニター装置４０で生体組織のインピーダンスを測定する場合の穿刺針５０の接続状態を示す図であり、図６は、人体を背中から腹部にかけて横に切断した時の組織別配置状況を示す図であり、図７は、組織別周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【００２３】
穿刺針５０を生体内に刺入する前に、図５に示すように、穿刺針５０に接続されているリード線３０をモニター装置４０に接続する。モニター装置４０には、生体内に位置する電極２２ａ、２２ｂ間に１ｍＡ以下の微弱電流を流すため、５Ｖ、５００Ｈｚ程度の周波数の交流電圧を電極２２ａ、２２ｂ間に印加する電源が設けられている。また、モニター装置４０には、電極２２ａ、２２ｂ間に流れる電流（電気信号）の大きさを検出する電流検出回路と、その電流の大きさに対応したインピーダンス値の表示をする表示器４２が設けられている。
【００２４】
図５に示されている表示器４２はインピーダンスの大きさに応じて針の振れが変化するメーター式の表示器である。術者は、このメーターの振れの大きさの変化に基づいて、穿刺針５０の先端部分が生体内のどこに位置しているのかがわかる。
【００２５】
本実施の形態では、メーター式の表示器を例示したが、インピーダンスの大きさに応じて、ＬＥＤの発光色を変化させる表示器を用いても良いし、数値を変化させるディジタル式の表示器を用いても良いし、出力される音量や音質が変化する聴覚型の表示器を用いても良い。また、電流の大きさに応じて上記の手段を用いた表示器であっても良い。
【００２６】
また、本実施の形態では、電源の周波数として５００Ｈｚを選定したが、検出感度が著しく低下しないのであれば、これ以外の周波数を選定しても良い。
【００２７】
人体などの生体の電気的特性は、細胞膜、細胞内液、細胞外液の３つの要素によって決まると言われている。特に、細胞内液および細胞外液は組織によって異なり、その電気的特性は、細胞内の水分量に依存することがわかっている。細胞膜は、外側が親水性であり、内側が疎水性である。このため、細胞膜では、導体間に絶縁材を挟んだコンデンサと同じような構造であると考えられる。発明者は、この点に着目し、図５に示したモニター装置４０で豚の各組織の電気的特性を測定してみた。
【００２８】
その結果、皮下組織、筋肉、靭帯、硬膜外腔、血液のインピーダンスと電流の位相差は、下記の表１のようになった。
【００２９】
【表１】

【００３０】
この表に示すように、組織によってインピーダンスの大きさが大幅に異なっており、インピーダンスの大きさによって組織の判別が可能である。したがって、本発明にかかる穿刺針５０を生体内に刺入し、インピーダンスの変化状態をモニター装置４０で観察することによって、穿刺針の先端部分に位置する組織の種類が特定できる。
【００３１】
人体の場合、図６に示すように、組織は、背中１００側から皮下組織１１０、筋肉組織１２０、棘間靭帯組織１３０、硬膜外腔組織（脂肪組織）１４０、くも膜下腔組織（血液）１５０、背骨１６０の順に配置されている。本発明にかかる穿刺針５０を背中１００から背骨１６０に向けて刺入れ、モニター装置４０の電源の周波数を変えながら、インピーダンスを測定した結果は図７に示した通りである。インピーダンスは、筋肉組織１２０が最も小さく３８．９ＫΩ、次が棘間靭帯組織１３０で５０．６ＫΩ、その次が皮下組織１１０で１７７．５ＫΩ、最後に最も大きい硬膜外腔組織１４０の２５７．６ＫΩである。この図には記載されていないが、くも膜下腔組織１５０は３０．０ＫΩであった。
【００３２】
図８から図１２は、穿刺針を背中１００側から硬膜外腔組織１４０に刺入れする場合のインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。図１１を除くこれらの図では、人体を硬膜外腔まで縦方向に切断した断面を示し、図１１は、人体を横方向に切断した断面を示している。
【００３３】
人体の組織は、図８に示すように、背中１００側から背中外皮１０５、皮下組織１１０、皮下靭帯組織１１５、筋肉組織１２０、棘間靭帯組織１３０、棘骨１３５、黄靭帯組織１３７、硬膜外腔組織１４０、硬膜１４５の順に存在している。穿刺針５０を背中１００側から硬膜外腔組織１４０に刺入するときには、図９および図１０に示すように、穿刺針５０が棘骨１３５に触れないように刺入される。
【００３４】
図５に示したように、モニター装置４０に穿刺針５０を取り付け、穿刺針５０の先端部分を図８および図９に示すように背中外皮１０５から刺入して棘間靭帯組織１３０まで推し進めると、穿刺針５０の先端部分は、背中外皮１０５、皮下組織１１０、皮下靭帯組織１１５、筋肉組織１２０、棘間靭帯組織１３０の順に生体内を通過する。穿刺針５０が生体内を推し進められるにつれて、穿刺針５０の先端部分に露出する電極３０には、上記の順番に組織が接触する。電極間にはモニター装置４０から５Ｖ、５００Ｈｚの交流電圧が印加されているので、一方の電極からそのときに接触している組織を介して他方の電極に微弱な電流が流れる。この電流の大きさは、接触している組織のインピーダンスの大きさに応じて変化する。モニター装置４０の表示器４２は、そのインピーダンスを針の振れとして表示する。
【００３５】
前述のように、皮下組織１１０のインピーダンスは、筋肉組織１２０のインピーダンスの何倍も大きいので、穿刺針５０の先端部分が皮下組織１１０から筋肉組織１２０に移行すると、表示器４２の針の振れが急に小さくなる。この針の振れの変化によって、術者は穿刺針５０の先端部分が筋肉組織１２０に入ったことを知ることができる。穿刺針５０を図９に示すように棘間靭帯組織１３０までさらに推し進めると、前述のように、棘間靭帯組織１３０のインピーダンスは筋肉組織１２０のインピーダンスよりも若干大きいので、穿刺針５０の先端部分が筋肉組織１２０から棘間靭帯組織１３０に移るときに表示器４２の針の振れが若干大きくなる。この針の振れの変化によって、術者は穿刺針５０の先端部分が棘間靭帯組織１３０に入ったことを知ることができる。穿刺針５０を図１０、図１１に示すように硬膜外腔組織１４０までさらに推し進めると、前述のように、硬膜外腔組織１４０のインピーダンスは棘間靭帯組織１３０のインピーダンスの何倍も大きいので、穿刺針５０の先端部分が棘間靭帯組織１３０から硬膜外腔組織１４０に移行すると、表示器４２の針の振れが急に大きくなる。この針の振れの変化によって、術者は穿刺針５０の先端部分が硬膜外腔組織１４０に入ったことを知ることができる。
【００３６】
穿刺針５０の先端部分が硬膜外腔組織１４０に達したことを確認したら、図１２に示すように内針２０を取り除いて、生体内に硬膜外針１０を残し、薬剤を入れた注射針を硬膜外針１０に接続し、薬剤を注入するためにその内部よりカテーテルを挿入する。
【００３７】
ここで、万が一穿刺針５０を推し進めすぎて、穿刺針５０の先端部分が硬膜１４５やくも膜下腔組織１５０にまで達してしまったときには、前述のように、膜下腔組織１５０のインピーダンスが硬膜外腔組織１４０のインピーダンスの１０分の１程度と極端に小さいので、表示器４２の針の振れが急激に跳ね上がり、術者は穿刺針５０の先端部分が膜下腔組織１５０に達していることを知ることができる。
【００３８】
前述のように、生体内の組織のインピーダンスは組織の種類に応じて大きく異なる。そして、その組織の配列は生体の表面から内部に向けてインピーダンスが徐々に増加あるいは減少するような配列ではなく、インピーダンスの大きい組織と小さい組織がランダムになるような配列である。このため、穿刺針５０を進めるにつれて、表示器４２の針の振れが組織の変わり目で大きく変化する。術者はこの変化の状況を観察することによって、穿刺針５０の先端部分が今どの組織を通過中であるのかを極めて正確に把握することができるようになる。
【００３９】
次に、外針自体を電極となし、もう一方の電極は内針の先端部に設ける実施の形態について説明する。この形態は、前述した外針１０と基本的に同じ構造を備えている。電極を形成する外針は導電性を有し、たとえば金属で構成されている。外針の基端部には、電気信号を取り出すためのリード線が接続されている。内針は前述した内針２０と基本的な構造は同じであるが、先端部の表面に実質的に露出する１つの電極を有している。内針は前記実施形態と同様にプラスチックなどの絶縁性材料で形成するのが好ましいが、金属で構成される場合は、外針の内表面もしくは内針の外表面に絶縁性材料をコーティングすることによって短絡が防止できる。また内針の電極は、内針と短絡防止の絶縁性材料で隔てられている。外針の外表面には、先端部を除いて絶縁性を有するコーティングを施しても良い。このように構成することによって電気的特性の測定精度が向上する。内針の先端部の電極と外針の電極との間で前記した実施の形態と同様にインピーダンスなどの電気的特性を測定することができる。
【００４０】
以上のように、本発明にかかる穿刺針によれば、生体内組織のインピーダンスを穿刺針の内針に設けた電極で検出できるようにしたので、皮下組織から筋肉組織内で行う筋肉注射、皮下組織から血管組織内で行われる血管留置、血管や皮下組織から筋組織で行われる細胞や遺伝子デリバリなどについても応用できる。
【００４１】
以上の実施の形態では、２極の電極を備えた穿刺針を例示して説明したが、３極以上の電極を備えていても良い。３極以上の電極を設けたときには、２つ以上の電極間インピーダンスが測定可能であるが、測定されたインピーダンスの平均値を表示器に表示させる。また、電極の間隔は、検出対象となる組織の厚みよりも十分に小さくする。組織の厚みよりも電極の配置間隔が大きいと、組織の境界部分を捉えることが困難になるからである。また、電極は、本実施の形態のように内針側に設けるのではなく、可能であれば外針側に設けても良い。また、内針側と外針側の両方に設けても良い。
【００４２】
本実施の形態では本発明にかかる穿刺針を硬膜外針として用いた場合について説明したが、本発明にかかる穿刺針は、脊椎麻酔針、神経ブロック針、血管穿刺針、留置針、脊硬膜外針、細胞注入針や遺伝子注入針として用いることができる。
【００４３】
本実施の形態においては、電極から取り出す電気信号によって得られる電気特性としてインピーダンスの例をもとに説明したが、他の電気的特性としては電流の位相差が挙げられる。たとえば、硬膜外腔における位相差は、表１に示すように、その表面側の筋肉や靭帯の位相差よりも明らかに大きいので、組織の判別が可能であり、位相差を測定することによって穿刺針の先端部分の位置が確認できる。また、インピーダンスと位相差というように、２つの電気的特性の情報を組み合わせて穿刺針の先端部分の位置確認に供することによって、位置確認の精度がさらに高くなる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の穿刺針によれば、複数の電極を所定の間隔を置いて配置し、それぞれの電極を穿刺針の先端部分で実質的に露出させているので、電極間の電気的特性やその変化の状態を観察することによって、穿刺針の先端部分が現在生体内のどの組織にあるのかが正確に把握できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる穿刺針を構成する細長い円筒状の硬膜外針の断面図である。
【図２】本発明にかかる穿刺針を構成する硬膜外針の中空部に挿入される内針の断面図である。
【図３】本発明にかかる穿刺針の断面図である。
【図４】図３に示した穿刺針の先端部分の上面図である。
【図５】モニター装置で生体組織のインピーダンスを測定する場合の穿刺針の接続状態を示す図である。
【図６】人体を背中から腹部にかけて横に切断した時の組織別配置状況を示す図である。
【図７】組織別の周波数−インピーダンス特性を示す図である。
【図８】穿刺針を硬膜外腔に刺入れするときのインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。
【図９】穿刺針を硬膜外腔に刺入れするときのインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。
【図１０】穿刺針を硬膜外腔に刺入れするときのインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。
【図１１】穿刺針を硬膜外腔に刺入れするときのインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。
【図１２】穿刺針を硬膜外腔に刺入れするときのインピーダンスの変化状態の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…硬膜外針、
１２…先端部分、
１４…針部、
１６…手元部分、
１８…外針ハブ、
１９…中空部、
２０…内針、
２２、２２ａ、２２ｂ…電極、
２４…先端部分、
２６…手元部分、
２８…内針ハブ、
３０、３０ａ、３０ｂ…リード線、
４０…モニター装置、
４２…表示器、
５０…穿刺針、
１００…背中、
１０５…背中外皮、
１１０…皮下組織、
１１５…皮下靭帯組織、
１２０…筋肉組織、
１３０…棘間靭帯組織、
１３５…棘骨、
１３７…黄靭帯組織、
１４０…硬膜外腔組織、
１４５…硬膜、
１５０…くも膜下腔組織、
１６０…背骨。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a puncture needle that can identify a position in a living body at which a distal end portion of the puncture needle is inserted.
[0002]
[Prior art]
Epidural anesthesia surgery has the features of requiring less intraoperative general anesthesia and reducing postoperative pain, less impairing the functions of the motor nervous system and digestive system, and early rehabilitation of patients, It has the effect of promoting early recovery and early discharge. For this reason, epidural anesthesia surgery is now generally widely used.
[0003]
Epidural anesthesia operation is performed in the following procedure. In epidural anesthesia surgery, a medical needle having an inner needle and an outer needle as shown in Patent Document 1 below is used.
[0004]
First, the patient's back is disinfected and local osmosis is administered. Then, the epidural needle into which the inner needle is inserted is pierced into the body, and when the inner needle reaches the interspinous ligament, the inner needle is removed. Next, the injection needle containing physiological saline is connected to the epidural needle from which the inner needle has been removed, and the pusher of the syringe is gently pushed with the thumb to push the epidural needle into the body while checking the injection resistance. When the tip of the epidural needle passes through the yellow ligament and reaches the epidural space, the injection resistance suddenly disappears and the resistance of the pusher of the syringe decreases. This indicates to the operator that the tip of the epidural needle has reached the epidural space. Incidentally, the epidural space confirmation method for knowing that the epidural space has been reached by the disappearance of the injection resistance is a method called LOR (Loss Of Resistance) method and is generally used. Is the way.
[0005]
As another method used as a method for confirming the epidural space, there is a method called a hanging drop method. This method utilizes the characteristic that the internal pressure of the epidural space is negative. In this method, after the inner needle of the epidural needle is pulled out, a drop of physiological saline is applied to the tip of the hub, and the epidural needle is advanced with both thumbs and forefingers. When enters the epidural space, the saline pressure drops are sucked in by the negative pressure. This indicates to the operator that the tip of the epidural needle has reached the epidural space.
[0006]
Further, as another method used as a method for confirming the epidural space, there is a method of detecting a negative pressure in the epidural space by using a pressure monitor.
[0007]
[Patent Document 1]
Registered Utility Model No. 2597672
[Problems to be solved by the invention]
However, in the LOR method, since the operator must push the epidural needle while checking the resistance of the pusher of the syringe, the procedure requires a great deal of skill, and the operator feels great stress. Let it. Since the sense of resistance of the pusher depends on the sense of the operator's finger, the tip of the epidural needle is kept there at the moment of reaching a very narrow epidural space (about 2 to 6 mm). This also requires skill. If the epidural needle is pushed too far and the dura is punctured, a medicinal solution will be injected into the subarachnoid space, causing serious anesthetic accidents such as dyspnea.
[0009]
The hanging drop method or the method using a pressure monitor is a method based on the premise that there is a negative pressure in the epidural space.However, it has been reported that no negative pressure occurs in the epidural space. Many cases of anesthesia failure due to inadequate confirmation of epidural space by the hanging drop method have been reported. In addition, even when a pressure monitor is used, the accuracy of confirming the puncture site of the epidural needle is still insufficient because individual differences in the incidence of negative pressure in the epidural space are large.
[0010]
Therefore, even if any of the above methods are used, it is difficult to say that the epidural space can be confirmed safely and reliably, and there is a problem to be solved in order for these methods to be established as a safe and reliable procedure. A lot.
[0011]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is configured so that it is possible to easily grasp at which position in a living body the tip of a puncture needle is inserted. The purpose is to provide a puncture needle.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the inventor of the present invention has made a study on various subjects based on the prediction that the electrical characteristics may differ depending on tissues in a living body. I measured the electrical characteristics of the tissue such as impedance. As a result of the measurement, it was found that the electrical characteristics were significantly different depending on the type of the tissue.
[0013]
In order to be able to measure this electrical characteristic, the puncture needle according to the present invention has a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals and each electrode is substantially exposed at the tip of the puncture needle. .
[0014]
Therefore, when this puncture needle is pierced into a living body and electrical properties such as impedance between electrodes are measured while pushing the puncture needle into the living body, the impedance and the like vary greatly depending on the tissue in the living body. It is possible to accurately know which part of the living body the tip portion of the puncture needle has reached based on the state.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a puncture needle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an elongated cylindrical epidural needle 10 constituting a puncture needle according to the present invention, and FIG. 2 is inserted into a hollow portion of the epidural needle 10 constituting a puncture needle according to the present invention. 3 is a cross-sectional view of the puncture needle 50 according to the present invention, and FIG. 4 is a top view of the distal end portion of the puncture needle 50 shown in FIG.
[0016]
The puncture needle 50 according to the present invention comprises an epidural needle 10 as shown in FIG. 1 and an inner needle 20 as shown in FIG.
[0017]
The epidural needle 10 has a needle portion 14 having an elongated cylindrical shape and a distal end portion 12 bent outward. An outer needle hub used when pushing the needle portion 14 into a living body is provided at a proximal portion 16 thereof. 18 are attached. An inner needle 20 shown in FIG. 2 is inserted into the hollow portion 19 of the epidural needle 10. The needle portion 14 of the epidural needle 10 is formed of metal, and the outer needle hub 18 is formed of plastic.
[0018]
The inner needle 20 has an outer shape conforming to the shape of the hollow portion 19 of the epidural needle 10, and two electrodes 22a and 22b serving as a cathode or an anode are arranged at a center interval of 0.23 mm inside the inner needle 20. Embedded. The two electrodes 22 a and 22 b are exposed at the distal end portion 24 of the inner needle 20. An inner needle hub 28 that is inserted into the outer needle hub 18 of the epidural needle 10 is formed in the proximal portion 26 of the inner needle 20. In the present embodiment, the electrodes 22 are formed of platinum, and other portions holding the electrodes 22 are formed of plastic.
Platinum is used because of its good biocompatibility and little change over time.
[0019]
The electrode 22 may be formed of a metal such as gold, platinum, silver, or copper, or may be formed of a conductive polymer, carbon, a resin obtained by kneading a metal powder, or a ceramic.

Lead wires

30a and 30b for extracting electric signals are connected to the electrodes 22a and 22b. To these lead wires 30, a monitor device that performs display according to the resistance value of the living tissue is connected.
[0020]
The inner needle 20 is combined with the epidural needle 10 and used as a puncture needle 50 as shown in FIG. When attaching the inner needle 20 to the epidural needle 10, the distal end portion 24 of the inner needle 20 is inserted from the hollow portion 19 of the outer needle hub 18, and the outer peripheral surface of the inner needle hub 28 is attached to the outer needle hub 18. Is advanced toward the distal end portion 12 of the epidural needle 10 until it comes into contact with the inner peripheral surface of the needle.
[0021]
In this state, the distal end portion 12 of the epidural needle 10 and the distal end portion 24 of the inner needle 20 are aligned as shown in FIG. The electrodes 22a and 22b are exposed from the distal end portion 24 so that they can be in direct contact with tissue of a living body. Note that, when measurement can be performed by covering the surface of the electrode with a conductive material, the electrode is substantially exposed.
[0022]
FIG. 5 is a diagram illustrating a connection state of the puncture needle 50 when the impedance of the living tissue is measured by the monitor device 40. FIG. 6 illustrates a tissue-specific arrangement state when the human body is cut laterally from the back to the abdomen. FIG. 7 is a diagram showing frequency-impedance characteristics for each tissue.
[0023]
Before inserting the puncture needle 50 into the living body, the lead wire 30 connected to the puncture needle 50 is connected to the monitor device 40 as shown in FIG. The monitor device 40 is provided with a power supply that applies an AC voltage having a frequency of about 5 V and about 500 Hz between the electrodes 22a and 22b in order to flow a weak current of 1 mA or less between the electrodes 22a and 22b located in the living body. . Further, the monitor device 40 is provided with a current detection circuit for detecting the magnitude of a current (electric signal) flowing between the electrodes 22a and 22b, and a display 42 for displaying an impedance value corresponding to the magnitude of the current. Has been.
[0024]
The indicator 42 shown in FIG. 5 is a meter-type indicator whose needle swing changes according to the magnitude of the impedance. The surgeon can know where the tip of the puncture needle 50 is located in the living body based on the change in the magnitude of the fluctuation of the meter.
[0025]
In the present embodiment, a meter-type display is illustrated, but a display that changes the emission color of an LED according to the magnitude of impedance may be used, or a digital display that changes a numerical value may be used. Alternatively, an auditory display device in which the output volume or sound quality changes may be used. Further, a display device using the above means according to the magnitude of the current may be used.
[0026]
Further, in this embodiment, 500 Hz is selected as the frequency of the power supply, but other frequencies may be selected as long as the detection sensitivity does not significantly decrease.
[0027]
It is said that the electrical characteristics of living organisms such as the human body are determined by three factors: cell membrane, intracellular fluid, and extracellular fluid. In particular, the intracellular fluid and the extracellular fluid vary from tissue to tissue, and it has been found that the electrical properties thereof depend on the amount of water in the cell. The cell membrane is hydrophilic on the outside and hydrophobic on the inside. For this reason, it is considered that the cell membrane has the same structure as a capacitor in which an insulating material is interposed between conductors. Focusing on this point, the inventor measured the electrical characteristics of each pig tissue using the monitor device 40 shown in FIG.
[0028]
As a result, the impedance of the subcutaneous tissue, the muscle, the ligament, the epidural space, the blood and the phase difference of the current were as shown in Table 1 below.
[0029]
[Table 1]

[0030]
As shown in this table, the magnitude of the impedance greatly differs depending on the tissue, and the tissue can be discriminated based on the magnitude of the impedance. Therefore, by inserting the puncture needle 50 according to the present invention into a living body and observing the change in impedance with the monitor device 40, the type of tissue located at the distal end of the puncture needle can be specified.
[0031]
In the case of a human body, as shown in FIG. 6, the tissues are a subcutaneous tissue 110, a muscular tissue 120, an interspinous ligament tissue 130, an epidural space tissue (adipose tissue) 140, and a subarachnoid space tissue (blood) from the back 100 side. 150 and the spine 160 are arranged in this order. The result of puncturing the puncture needle 50 according to the present invention from the back 100 toward the spine 160 and measuring the impedance while changing the frequency of the power source of the monitor device 40 is as shown in FIG. The impedance is 38.9 KΩ which is the smallest in the muscle tissue 120, 50.6 KΩ in the interspinous ligament tissue 130, 177.5 KΩ in the subcutaneous tissue 110, and 257.6 KΩ in the last largest epidural space tissue 140. It is. Although not shown in this figure, the amount of subarachnoid space tissue 150 was 30.0 KΩ.
[0032]
FIGS. 8 to 12 are diagrams for explaining a change state of impedance when the puncture needle is inserted into the epidural space tissue 140 from the back 100 side. In these figures except FIG. 11, a cross section of the human body cut in the longitudinal direction up to the epidural space is shown, and FIG. 11 shows a cross section of the human body cut in the lateral direction.
[0033]
As shown in FIG. 8, the human body tissue includes a back skin 105, a subcutaneous tissue 110, a subcutaneous ligament tissue 115, a muscle tissue 120, an interspinous ligament tissue 130, a spine bone 135, a yellow ligament tissue 137, and a dura from the back 100 side. The outer cavity tissue 140 and the dura 145 are present in this order. When the puncture needle 50 is inserted into the epidural space tissue 140 from the back 100 side, as shown in FIGS. 9 and 10, the puncture needle 50 is inserted so as not to touch the spine 135.
[0034]
As shown in FIG. 5, the puncture needle 50 is attached to the monitor device 40, and the distal end portion of the puncture needle 50 is inserted through the back skin 105 as shown in FIGS. 8 and 9, and is advanced to the interspinous ligament tissue 130. The tip portion of the puncture needle 50 passes through the living body in the order of the back skin 105, the subcutaneous tissue 110, the subcutaneous ligament tissue 115, the muscle tissue 120, and the interspinous ligament tissue 130. As the puncture needle 50 is pushed in the living body, the tissue comes into contact with the electrode 30 exposed at the tip of the puncture needle 50 in the above order. Since an AC voltage of 5 V, 500 Hz is applied between the electrodes from the monitor device 40, a weak current flows from one electrode to the other electrode via the tissue in contact at that time. The magnitude of this current varies according to the magnitude of the impedance of the tissue in contact. The display 42 of the monitor device 40 displays the impedance as a needle deflection.
[0035]
As described above, since the impedance of the subcutaneous tissue 110 is many times larger than the impedance of the muscle tissue 120, when the tip of the puncture needle 50 moves from the subcutaneous tissue 110 to the muscle tissue 120, the needle swing of the display 42 is changed. It suddenly becomes smaller. The operator can know that the tip portion of the puncture needle 50 has entered the muscle tissue 120 by the change in the swing of the needle. When the puncture needle 50 is further advanced to the interspinous ligament tissue 130 as shown in FIG. 9, the impedance of the interspinous ligament tissue 130 is slightly larger than the impedance of the muscle tissue 120 as described above. When the finger moves from the muscular tissue 120 to the interspinous ligament tissue 130, the needle swing of the indicator 42 becomes slightly large. The operator can know that the tip of the puncture needle 50 has entered the interspinous ligament tissue 130 by the change in the needle deflection. When the puncture needle 50 is further pushed to the epidural space tissue 140 as shown in FIGS. 10 and 11, the impedance of the epidural space tissue 140 is many times larger than the impedance of the interspinous ligament tissue 130 as described above. Therefore, when the distal end portion of the puncture needle 50 shifts from the interspinous ligament tissue 130 to the epidural space tissue 140, the needle swing of the indicator 42 suddenly increases. The operator can know that the tip of the puncture needle 50 has entered the epidural space tissue 140 by the change in the needle deflection.
[0036]
After confirming that the distal end portion of the puncture needle 50 has reached the epidural space tissue 140, the inner needle 20 is removed as shown in FIG. 12, the epidural needle 10 is left in the living body, and the injection containing the drug is performed. The needle is connected to the epidural needle 10 and a catheter is inserted from inside to inject the drug.
[0037]
If the tip of the puncture needle 50 reaches the dura mater 145 or the subarachnoid space tissue 150 by excessively pushing the puncture needle 50, the impedance of the subarachnoid space tissue 150 becomes hard as described above. Since the impedance of the transmembrane cavity tissue 140 is extremely small, about one-tenth, the swing of the needle of the indicator 42 jumps up rapidly, and the operator reaches the submembrane cavity tissue 150 at the tip of the puncture needle 50. You can know that.
[0038]
As described above, the impedance of a tissue in a living body greatly differs depending on the type of the tissue. The arrangement of the tissues is not an arrangement in which the impedance gradually increases or decreases from the surface of the living body toward the inside, but an arrangement in which a tissue having a large impedance and a tissue having a small impedance are random. For this reason, as the puncture needle 50 is advanced, the deflection of the needle of the display 42 greatly changes at the transition of the tissue. By observing the situation of this change, the surgeon can very accurately grasp which tissue the tip of the puncture needle 50 is currently passing.
[0039]
Next, an embodiment in which the outer needle itself is used as an electrode and the other electrode is provided at the tip of the inner needle will be described. This embodiment has basically the same structure as the outer needle 10 described above. The outer needle forming the electrode has conductivity and is made of, for example, metal. A lead wire for extracting an electric signal is connected to a base end of the outer needle. The inner needle has the same basic structure as the inner needle 20 described above, but has one electrode which is substantially exposed on the surface of the distal end portion. The inner needle is preferably formed of an insulating material such as plastic as in the above-described embodiment. However, when the inner needle is formed of metal, the inner surface of the outer needle or the outer surface of the inner needle is coated with an insulating material. This can prevent a short circuit. The electrode of the inner needle is separated from the inner needle by an insulating material for preventing short circuit. The outer surface of the outer needle may be coated with an insulating coating except for the tip. With this configuration, the measurement accuracy of the electrical characteristics is improved. Electrical characteristics such as impedance can be measured between the electrode at the tip of the inner needle and the electrode at the outer needle in the same manner as in the above embodiment.
[0040]
As described above, according to the puncture needle according to the present invention, the impedance of the tissue in the living body can be detected by the electrode provided on the inner needle of the puncture needle. The present invention can also be applied to blood vessel placement performed from tissue to vascular tissue, cells and gene delivery performed from blood vessels and subcutaneous tissue to muscular tissue, and the like.
[0041]
In the above embodiment, the puncture needle having two electrodes has been described as an example. However, three or more electrodes may be provided. When three or more electrodes are provided, the impedance between two or more electrodes can be measured, but the average value of the measured impedance is displayed on a display. The interval between the electrodes is sufficiently smaller than the thickness of the tissue to be detected. This is because if the interval between the electrodes is larger than the thickness of the tissue, it becomes difficult to grasp the boundary of the tissue. Also, the electrodes may be provided on the outer needle side if possible, instead of being provided on the inner needle side as in the present embodiment. Also, it may be provided on both the inner needle side and the outer needle side.
[0042]
In the present embodiment, the case where the puncture needle according to the present invention is used as an epidural needle has been described, but the puncture needle according to the present invention is a spinal anesthesia needle, a nerve block needle, a vascular puncture needle, an indwelling needle, It can be used as an extramembrane needle, a cell injection needle or a gene injection needle.
[0043]
In the present embodiment, description has been made based on the example of impedance as an electrical characteristic obtained by an electrical signal extracted from an electrode, but another electrical characteristic includes a phase difference of a current. For example, as shown in Table 1, the phase difference in the epidural space is clearly larger than the phase difference of the muscles and ligaments on the surface side, so that the tissue can be distinguished. The position of the tip of the puncture needle can be confirmed. In addition, by combining information of two electrical characteristics, such as impedance and phase difference, and providing the position of the distal end portion of the puncture needle, the accuracy of position confirmation is further improved.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the puncture needle of the present invention, a plurality of electrodes are arranged at predetermined intervals, and each electrode is substantially exposed at the distal end portion of the puncture needle. By observing the electrical characteristics and the state of the change, there is an effect that it is possible to accurately grasp which tissue in the living body the tip portion of the puncture needle is currently in.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an elongated cylindrical epidural needle constituting a puncture needle according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of an inner needle inserted into a hollow portion of an epidural needle constituting the puncture needle according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a puncture needle according to the present invention.
FIG. 4 is a top view of the distal end portion of the puncture needle shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a connection state of a puncture needle when measuring impedance of a living tissue with a monitor device.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement state by tissue when the human body is cut laterally from the back to the abdomen.
FIG. 7 is a diagram showing frequency-impedance characteristics for each tissue.
FIG. 8 is a diagram for explaining a change state of impedance when a puncture needle is inserted into an epidural space.
FIG. 9 is a diagram for explaining a change state of impedance when a puncture needle is inserted into an epidural space.
FIG. 10 is a diagram for explaining a change state of impedance when a puncture needle is inserted into an epidural space.
FIG. 11 is a diagram for describing a state of change in impedance when a puncture needle is inserted into an epidural space.
FIG. 12 is a diagram for explaining a state of change in impedance when a puncture needle is inserted into an epidural space.
[Explanation of symbols]
10 ... epidural needle,
12 ... the tip,
14 ... needle part,
16 ... hand,
18 ... outer needle hub,
19 ... hollow part,
20 ... inner needle,
22, 22a, 22b ... electrodes,
24 ... tip part,
26 ... hand,
28 ... inner needle hub,
30, 30a, 30b ... lead wire,
40 ... Monitor device,
42 ... Display,
50 ... puncture needle,
100 ... back,
105 ... back skin,
110 ... subcutaneous tissue,
115 ... subcutaneous ligament tissue,
120 ... muscle tissue,
130 ... interspinous ligament tissue,
135 ... spine,
137: Yellow ligament tissue,
140 ... epidural tissue,
145 ... dura,
150 ... subarachnoid tissue,
160 ... spine.

Claims

A puncture needle inserted into a living body,
A plurality of electrodes are arranged at predetermined intervals on the puncture needle,
The puncture needle, wherein each electrode is substantially exposed at a tip portion of the puncture needle.

A puncture needle inserted into a living body,
The puncture needle comprises an elongated cylindrical outer needle and an inner needle inserted into the hollow portion of the outer needle,
A plurality of electrodes are arranged at predetermined intervals on the outer needle or the inner needle,
A puncture needle, wherein each electrode is substantially exposed at a tip portion of the outer needle or the inner needle.

A puncture needle inserted into a living body,
The puncture needle is an elongated cylindrical shape, having conductivity, an outer needle forming an electrode, and an inner needle having an electrode that is inserted into a hollow portion of the outer needle and substantially exposed at a distal end portion. A puncture needle, comprising:

The puncture needle according to any one of claims 1 to 3, wherein a lead wire for extracting an electric signal is connected to each of the electrodes.