TWM546796U - 手術插管探針組件 - Google Patents

Description

手術插管探針組件 【相關申請案之互相參照】

本創作主張共有、待審的下列臨時申請案之優先權：2015年9月20日申請、申請號為62221031、名稱為「於插管上設計感測器的方法」。基於所有構想，該臨時申請案的揭露內容係藉由引用形式而整體併入本文，包括其任何附錄或附件。

本創作一般是與術中追蹤技術有關，且更特別是與具有術中追蹤功能的手術插管有關。

常見的腦部疾病(例如腦部腫瘤、帕金森氏症與癲癇)不僅對於患者的生活品質有不良影響，有時也會直接導致患者的死亡。在保守性的治療(例如藥物或物理治療)之後，如未能緩解患者的症狀，則通常會進行侵入性外科手術。

一般而言，醫生會到達一目標手術位置以沿著一手術路徑進行治療。該手術路徑可根據某些手術前資料而決定。然而，手術前資料無法準確反映出患者的術中狀態。這種決定的手術路徑常導致其他併發症、或提高死亡率。

根據本創作的一些具體實施例，一種探針包括一插管、一管件與一偵測器。該管件係設於該插管中，並且定義一通道以引導一手術工具進入一患者的腦部。該第一通道係位於該管件與該插管之間。該偵測器係設於該管件上，且係配置以收集與該患者的腦部組織有關的資訊。該偵測器也透過設於該第一通道中的線路電性連接至一功率來源。

根據本創作的一些其他具體實施例，一種探針組件包括一探針與一插管。該探針係配置以沿著該患者的腦部中的一手術路徑偵測腦部組織的血流資訊。該插管係配置以套設該探針。此外，該探針與該插管係配置以於該手術路徑的一進入點處耦接，並且於該手術路徑的一目標點處解除耦接。

根據本創作的另外一些其他具體實施例，一種探針包括一插管、一管件與一偵測器。該管件係設於該插管中。第一通道係位於管件與插管之間。該偵測器可包括一剛性層與一可撓性電路層。該剛性層係耦接至該管件的一第一側部。該可撓性電路層係設於一該管件的一第二側部上。

前述內容係僅作為例示，並無意以任何方式進行限制。除了上述例示構想、具體實施例與特徵之外，參照如附圖式與如下詳細說明，將可清楚瞭解其他構想、具體實施例與特徵。

100‧‧‧超音波偵測器

101‧‧‧箔層

103‧‧‧匹配層

105‧‧‧壓電材料陣列

105(1)‧‧‧壓電元件

105(2)‧‧‧壓電元件

105(n)‧‧‧壓電元件

107‧‧‧可撓性電路層

109‧‧‧背襯層

200‧‧‧探針

201‧‧‧插管

203‧‧‧管件

205‧‧‧第一通道

207‧‧‧部分

209‧‧‧偵測器

209(1)‧‧‧偵測器元件

209(2)‧‧‧偵測器元件

209(3)‧‧‧偵測器元件

209(4)‧‧‧偵測器元件

209(n)‧‧‧偵測器元件

211‧‧‧可撓性電路層

213‧‧‧第二通道

300‧‧‧探針組件

301‧‧‧插管

303‧‧‧探針

309‧‧‧部分

310‧‧‧耦接機構

311‧‧‧末稍把手部分

312‧‧‧軸承

313‧‧‧近側把手部分

322‧‧‧鉤件

324‧‧‧齒部

326‧‧‧突出部

328‧‧‧齒部

330‧‧‧截面圖

340‧‧‧偵測器

341‧‧‧匹配層

343‧‧‧電容性微加工層

345‧‧‧背襯層

347‧‧‧可撓性電路層

400‧‧‧探針

401‧‧‧插管

403‧‧‧管件

404‧‧‧第二通道

405‧‧‧第一通道

407‧‧‧尖端部

411‧‧‧第三通道

420‧‧‧截面圖

430‧‧‧偵測器

431‧‧‧壓電材料陣列層

432‧‧‧背襯層

433‧‧‧可撓性電路層

D3‧‧‧直徑

D4‧‧‧直徑

D5‧‧‧直徑

D6‧‧‧直徑

L1‧‧‧第一長度

L2‧‧‧第二長度

L3‧‧‧長度

L4‧‧‧長度

W1‧‧‧寬度

第一圖說明了一種例示超音波偵測器；第二A圖說明一種例示探針；第二B圖說明一例示探針的截面圖；第三A圖說明一種例示探針組件； 第三B圖說明一種例示耦接機構；第三C圖說明一例示探針組件的截面圖；第四A圖說明一種例示探針；及第四B圖說明一種例示探針的截面圖；其全部皆依據本創作的一些具體實施例而配置。

下述詳細說明係參照如附圖式而進行，其係形成本說明書內容的一部分。在圖式中，相似的符號一般是表示相似的構件，除非上下文中有不同說明。實施方式、圖式與申請專利範圍中所述之例示具體實施例並不代表限制。可使用其他具體實施例，也可進行其他變化，其皆不背離本創作提出標的之精神或範疇。可直接理解本創作之構想，如本文之一般性描述、及圖式中所說明者，係可排列、替換、組合及設計為各種不同型態，其全部皆為本創作所明確設想。

除其他以外，本創作係被繪製為具有術內追蹤能力的一種手術插管。該手術插管係配置以於手術期間收集手術插管周圍的組織有關的資訊。

在手術中，插管係用以產生對患者的一目標手術位置、對患者移除或輸送流體/藥物之一路徑。在某些具體實施例中，一偵測器係設於插管上。偵測器係配置以收集與手術插管周圍的組織有關的資訊。根據所收集的資訊，可於手術插管接近高風險區域時辨識出這些高風險區域(例如主血管、腫瘤等)。醫生可採取動作以繞過這些高風險區域，降低對患者產生意外傷害的機會。

在某些具體實施例中，各種偵測器可與該手術插管結合使用。舉例而言，一光學感測器可被附裝至該手術插管的一前邊緣處。該光學感測器係配置以傳送光束，並收集反射/折射的光束。影像係基於這些反射/折射的光束而產生，因此醫生就可以知道在光學感測器周圍的組織。

在某些具體實施例中，一超音波偵測器係耦接於該手術插管。該超音波偵測器係配置以產生超音波並收集該等超音波的回波。然後評估所收集的回波，以確認在手術插管周圍的組織屬性。第一圖說明了根據本創作的某些具體實施例之一例示超音波偵測器100。該超音波偵測器100包括一箔層101、一匹配層103、一壓電材料陣列105、一可撓性電路層107、以及一背襯層109。

匹配層103係配置以匹配壓電材料陣列105與偵測標的之間的聲音阻抗。匹配層103可包含多數層。匹配層103的某些例示材料包括、但不限於膠、玻璃等。壓電材料陣列105包括一組壓電元件105(1)、105(2)、...、105(n)。壓電元件係連接至可撓性電路層107。背襯層109係配置以避免聲音能量反射。背襯層109的某些例示材料包括、但不限於鎢及其氧化物、鈰及其氧化物、環氧基樹脂、及前述任何兩種材料之組合。

在某些具體實施例中，箔層101的厚度約為5微米至大約15微米。匹配層103的厚度約為50微米至大約150微米。壓電材料陣列105的厚度約為50微米至約150微米。背襯層109的厚度約為400微米至約800微米。

第二A圖是根據本創作的某些具體實施例之一例示探針200。探針200包括插管201、管件203、以及耦接至管件203的一偵測器209。在某些具體實施例中，插管201具有一第一直徑D1與一第一長度L1。管件203 具有一第二直徑D2與一第二長度L2。第一直徑D1大於第二直徑D2，因此插管201係套設管件203。插管201與管件203可為同軸或非同軸。第二長度L2大於第一長度L1，因此管件203的一部分207係自插管201暴露。在某些具體實施例中，偵測器209係設於管件203的末端(例如部分207)，因此偵測器209並未受插管201阻擋。

插管201可被用以輸送流體或藥物至患者的目標手術位置。插管201是由不銹鋼、鐵氟龍、熔融二氧化矽玻璃、或其他可行的生物相容性材料所製成。

在某些具體實施例中，管件203係呈剛性以為插管201提供機械性支撐。管件203是由一或多種生物相容性材料製成。管件203的某些例示材料包括、但不限於：不銹鋼、鋁、以及填有玻璃的熱塑性樹脂等。在某些具體實施例中，管件203可包括一外周圍與一內周圍。該內周圍定義一中空空間，該外周圍係套設該內周圍。管件203可具有一外多邊形周圍與一內多邊形周圍、一外圓周圍與一內圓周圍、一外多邊形周圍與一內圓周圍、或一外圓周圍與一內多邊形周圍。

偵測器209可為任何技術上可行的偵測器。在某些具體實施例中，偵測器209係上述之超音波偵測器100。第二B圖說明耦接至探針200之管件203的偵測器209的截面圖。偵測器209可包括一組偵測器元件209(1)、209(2)、...、209(n)，且一可撓性電路層211係電性耦接至該等偵測器元件。該組偵測器元件中任一者的長度可為0.05mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、或介於上述數值之間的任何數值。偵測器元件可排列為陣列，例如一二維矩陣陣列或一一維線性陣列。可撓性電路層 211可纏繞於管件203周圍，偵測器元件亦然。

可撓性電路層211可包括多數層。在某些具體實施例中，可撓性電路層211包括交替的聚醯亞胺和金屬線跡層。偵測器元件的電性訊號係透過金屬線跡層而傳送至設於可撓性電路層211底部的一墊片連接器，且最終透過其他線路傳送至配置以處理電性訊號的一處理器。

結合第二A圖，在插管201和管件203之間係限定一第一通道205，可撓性電路層211係設於該第一通道205中以自一功率來源提供電力至偵測器209。可撓性電路層211也可被配置以於偵測器209和一處理器之間傳送資料及/或控制訊號，其中該處理器係配置以解譯偵測器209所收集之資訊。返參第二B圖，管件203係界定一第二通道213。該第二通道213係被使用作為一手術工具通道，因此手術工具可經由第二通道213而到達一目標手術位置。該第二通道213也被用於在手術期間傳送一或多種流體。

當於手術(例如一腦部手術)中使用探針200時，醫生可先於患者的頭骨上鑽出一孔洞，然後經由該孔洞而將探針200插入患者的頭骨內。偵測器209持續收集與附裝有偵測器209之探針200的末端(例如部分207)周圍的組織有關的資訊，根據所收集的資訊，醫生可避免在到達一目標手術位置之前通過患者的腦部的某些高風險區域。當醫生基於手術前資料與偵測器209所收集到的資訊而確認已經到達該目標手術位置時，一手術工具即被插入探針200的第二通道213，以抵達該目標手術位置進行手術。在手術工具抵達該目標手術位置之後，偵測器209係持續收集資訊，因此醫生可於手術期間存取與該為置有關的最新資訊。

第三A圖說明根據本創作的某些具體實施例之例示探針組 件300。探針組件300包括插管301與探針303。在某些具體實施例中，插管301具有直徑D3與長度L3，探針303具有直徑D4與長度L4。直徑D3大於直徑D4，因此插管301係套設探針303。插管301與探針303可為同軸、或非同軸。長度L4大於長度L3，因此當插管301套設探針303時，探針303的部分309係自插管301暴露出來。該部分309可為長度L4的大約1%、大約2%、大約3%、大約4%、大約5%、大約6%、大約7%、大約8%、大約9%、大約10%、大約11%、大約12%、大約13%、大約14%、大約15%、或上述任何兩個數值之間的任一數值。探針303包括在部分309處嵌入於探針303中的一偵測器，其將於下文進一步說明。

在某些具體實施例中，插管301係配置以於探針組件300到達一手術目標位置之前耦接於探針303。嵌於探針303中的偵測器可收集與探針組件300周圍的組織有關的資訊。醫生可部分基於偵測器所收集資訊而選擇適當路徑到達手術目標位置。在探針組件300到達手術目標位置之後，插管301可被固定至患者的骨頭(例如頭骨)，因此探針組件300的位置與方向也被固定。在插管301被固定之後，探針303係配置以自插管301解除耦接，並自患者移除。在探針303被移除後，手術工具即可被插入至插管301中，以到達手術目標位置。

在某些具體實施例中，插管301的一末稍把手部分311係配置以耦接於探針303的一近側把手部分313。可利用任何技術上可行的鎖固件來鎖定插管301和探針303。僅作為說明，第三B圖說明了根據本創作的某些具體實施例、配置以耦接插管301與探針303之例示耦接機構310。耦接機構310包括、但不限於軸承312、鉤件322、齒部324、突出部326和齒部328。 插管301與探針303係配置以利用軸承312而彼此旋轉。在旋轉中、且回應於齒部324和齒部328的彼此匹配，鉤件322係同時鎖定至突出部326，使得插管301和探針303可耦接在一起。

第三C圖說明了根據本創作某些具體實施例之探針組件300的例示截面圖330。截面圖330說明了嵌於探針303中的一種偵測器340。在某些具體實施例中，偵測器340可為上述之超音波偵測器100。偵測器340可為一層狀結構。舉例而言，偵測器340可包括一匹配層341、一壓電材料陣列或一電容性微加工層343、一背襯層345與一可撓性電路層347。在某些具體實施例中，偵測器340具有之寬度W1為探針303的直徑D4的大約50%、大約55%、大約60%、大約65%、大約70%、大約75%、大約80%、大約85%、大約90%、大約95%、大約100%、或上述任何兩個數值之間的任一數值。在某些具體實施例中，偵測器340具有之長度為探針303的長度L4的大約1%、大約2%、大約3%、大約4%、大約5%、大約6%、大約7%、大約8%、大約9%、大約10%、大約11%、大約12%、大約13%、大約14%、大約15%、或上述任何兩個數值之間的任一數值。

第四A圖說明根據本創作某些具體實施例的例示探針400。探針400包括一插管401、一管件403、一尖端部407、以及附接於管件403上的一偵測器430。在某些具體實施例中，插管401具有直徑D5，而管件403具有直徑D6。直徑D5大於直徑D6，因此插管401套設管件403。插管401與管件403可為同軸或非同軸。插管401包括一窗部。在某些具體實施例中，偵測器430係設於窗部下方，因此偵測器430的偵測能力可通過窗部、不受插管401遮蔽。尖端部407是軟質的，且具有圓頂形狀以於探針400插到患者 的身體中時減少組織損傷。

在某些具體實施例中，插管401和管件403定義了一第一通道405。偵測器430可透過設於第一通道405中的纜線而接收電力。偵測器430所收集的資訊可透過第一通道405而傳送至處理器以供進一步處理。

在某些具體實施例中，管件403與上述管件203類似。管件403係定義一第二通道404，以供一手術工具通過其間。在某些具體實施例中，尖端部407定義了一第三通道411，其與第二通道404相對應，使得該手術工具可同時通過尖端部407。

偵測器430可以是任何技術上可行的偵測器。在某些具體實施例中，偵測器430可為上述之超音波偵測器100。第四B圖說明了附接於探針400的管件403上的偵測器430的截面圖420。偵測器430可包括一匹配與一壓電材料陣列層431、一背襯層432與一可撓性電路層433。在某些具體實施例中，壓電材料陣列層431和背襯層432係呈剛性，且係耦接至管件403的一第一側部(例如上側部)。可撓性電路層433是可撓的，且係設置在管件403的一第二側部(例如右側)上。

就某些偵測器而言，例如超音波偵測器，背襯層432可達到一特定厚度，使得偵測器430可取得有意義的資訊。因此，在某些具體實施例中，背襯層432係成形為可使配置以接觸管件403之背襯層432的側部與管件403的形狀互補。藉由這種設計，背襯層432的厚度可根據管件403的形狀而改變，如第四B圖所示。在各種變化的厚度分布中，特定厚度分佈係可到達或超過厚度特定值，使得偵測器430可適當地作用。

當探針400被使用於手術中時，例如深層腦部刺激，醫生先 在患者的頭骨上鑽出一孔洞並將探針400插入患者的腦部。探針400的大小對於這種高精確度手術而言是關鍵的。在一些具體實施例中，探針400的插管401的直徑D5不大於5mm。直徑D5約為1mm、約為2mm、約為3mm、約為4mm、以及上述任何兩種數值之間的任一數值。探針400的管件403的直徑D6不大於3mm。舉例而言，直徑D6為約0.5mm、約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、及上述任何兩個數值之間的任一數值。

在手術中，偵測器430持續收集與在嵌有偵測器430的探針400的末端周圍的組織有關的資訊。根據所收集的資訊，醫生在到達一目標手術位置(例如黑質)之前係可避免通過患者腦部的某些高風險區域，以阻擋從該目標手術位置產生之神經訊號。當醫生根據手術前資料與偵測器430所收集的資訊確認到達該手術目標位置時，手術工具可被插入探針400的第二通道404與第三通道411中，以到達目標手術位置進行手術。在某些具體實施例中，手術工具可於腦核(例如底丘腦核、蒼白球內段、及/或腹-中間核)中植入一電極。在手術工具到達目標手術位置後，偵測器430可繼續收集資訊，因此醫生可於手術期間接收到最新的資訊。

上文係與本創作之具體實施例有關，而且本創作之其他與進一步的具體實施例係可在不背離其基本範疇下被推知，其範疇係由下述申請專利範圍所決定。

100‧‧‧超音波偵測器

101‧‧‧箔層

103‧‧‧匹配層

105‧‧‧壓電材料陣列

105(1)‧‧‧壓電元件

105(2)‧‧‧壓電元件

105(n)‧‧‧壓電元件

107‧‧‧可撓性電路層

109‧‧‧背襯層

Claims (6)

1. 一種手術插管探針組件，包括：一探針，係配置以沿著一患者腦部中的一手術路徑偵測腦部組織的血流資訊；及一插管，係配置以套設該探針，其中該探針與該插管係配置以於該手術路徑的一進入點處耦接，並於該手術路徑的一目標點處解除耦接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手術插管探針組件，其中該插管係回應於該探針組件已經到達該目標點而被鎖定至頭骨。
3. 如申請專利範圍第2項所述之手術插管探針組件，其中該探針係自該插管移除，且一手術器具係透過該插管而插至該目標點。
4. 如申請專利範圍第1項所述之手術插管探針組件，其中該插管比該探針短，因此該探針的一第一部分係自該插管暴露。
5. 如申請專利範圍第4項所述之手術插管探針組件，其中一超音波偵測器係嵌入於該探針的該第一部分中，且該第一部分的長度為該探針的長度的約1%至約9%。
6. 如申請專利範圍第5項所述之手術插管探針組件，其中該超音波偵測器具有之寬度為該探針的直徑的約60%至約85%。