WO2021189220A1 - 超声穿刺针 - Google Patents
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Abstract
一种医疗器械技术领域的超声穿刺针，包括压电换能器、变幅杆(5)和穿刺针(6)，压电换能器与超声波发生器连接，将电能转换为机械振动；变幅杆(5)与压电换能器连接，将机械振动幅度以一定比例放大；穿刺针(6)与变幅杆(5)连接。该超声穿刺针可减小穿刺阻力，从而减小被传刺器官的变形，提高粒子植入精度，同时也减小被穿刺器官的破裂风险和超声穿刺针的控制难度。
Description
本申请属于医疗器械技术领域，特别涉及一种超声穿刺针。
在粒子植入放射性治疗中，需要通过穿刺针，将放射性粒子精准植入预定的靶向位置以近距离杀伤肿瘤。施术过程中，医生通过医学影像观察穿刺针和靶向位置间的距离，不断调整穿刺针，以刺向靶向位置。因为穿刺针针管内需要能容纳放射性粒子，因此穿刺针针管为中空管，针尖为不对称斜面针尖。由医生手持穿刺针经皮肤刺入人体内目标器官。
在经皮或器官穿刺术中，被穿刺器官会随所受穿力(刺入和撤回时)大小而产生不同程度形变。由于器官变形时其内相同两点的距离变化，导致粒子植入位置与预定位置产生偏差。被穿刺器官形变程度越大，粒子植入的位置偏差就越大，从而影响粒子植入照射治疗的效果。
穿刺过程中，为控制器官形变，医生控制穿刺针在器官内做不连续突进运动。突进时穿刺力随之出现陡增。这种进针方式增加了穿刺路径的不可控性和器官破裂风险。
穿刺针在器官内前进时，其斜面不对称针尖受到不对称力，从而使穿刺针弯曲。穿刺针所受阻力越大，穿刺针弯曲度越大，控制其精准刺入靶向位置的难度也越大。
发明内容
本申请提供了一种超声穿刺针，可减小穿刺阻力，从而减小被穿刺器官的变形，提高粒子植入精度。
为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：一种超声穿刺针，包括压电换能器、变幅杆和穿刺针，所述压电换能器与超声波发生器连接，将电能转换为机械振动；所述变幅杆与所述压电换能器连接，将所述机械振动幅度以一定比例放大；所述穿刺针与所述变幅杆连接。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述压电换能器通过法兰与所述变幅杆连接。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述压电换能器包括铜垫片组、压电陶瓷片，所述压电陶瓷片设置在所述法兰上方，所述铜垫片组设置在所述压电陶瓷片上方。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铜垫片组包括第一铜垫片和第二铜垫片，所述第一铜垫片和第二铜垫片均包括环形部和突耳部，所述突耳部上设置圆孔。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述超声波发生器与所述压电陶瓷片通过第一铜垫片和第二铜垫片的圆孔连接。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述铜垫片组上方设置固定盖。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述超声穿刺针还包括预紧螺栓，所述预紧螺栓穿过所述固定盖、所述铜垫片组、所述压电陶瓷片的中心轴，与所述法兰螺纹连接。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述变幅杆与所述法兰之间通过连接螺栓螺纹连接。
本申请实施例采取的技术方案还包括：所述超声波发生器发出超高频次交变电流。
相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请的超声穿刺针发出的超声波能量使周围机体出现一定程度的升温，从而增加了针尖附近区域血液中凝血酶的活性，加速了血管破损处凝血反应过程。由于针尖附近组织液中大量空化气泡爆炸，其附近的破碎蛋白质得以凝固，并堵塞血管破损处，从而实现紧急止血，使得被穿刺器官的出血量得到控制。本申请的超声穿刺针可减小穿刺阻力，从而减小被传刺器官的变形，提高粒子植入精度，同时也减小了被穿刺器官的破裂风险和穿刺针的控制难度。
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例的超声穿刺针正视图；
图2为本申请实施例的超声穿刺针俯视图；
图3为本申请实施例的超声穿刺针侧视图；
图4为本申请实施例的超声穿刺针剖视图。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参阅图1至图4所示，本申请超声穿刺针包括固定盖1，铜垫片组2，压电陶瓷片3，法兰4，变幅杆5，穿刺针6，连接螺栓7，预紧螺栓8。
所述压电陶瓷片3上方设置铜垫片组2，所述铜垫片组2包括第一铜垫片和第二铜垫片，所述第一铜垫片和第二铜垫片均包括环形部和突耳部，所述突耳部上设置圆孔。
所述压电陶瓷片3和所述铜垫片组2夹在所述固定盖1与所述法兰4之间，所述预紧螺栓8依次穿过固定盖1、铜垫片组2、压电陶瓷片3，通过螺纹与所述法兰4连接。
通过扭动所述预紧螺栓8将所述压电陶瓷片3和铜垫片组2以一定的预紧力压紧在所述固定盖1和所述法兰4之间，所述变幅杆5的一端与所述法兰4通过连接螺栓7连接，另一端与所述穿刺针6通过螺纹螺栓连接。
超声波发生器与所述压电陶瓷片3通过铜垫片组的圆孔以导线相连接，超声波发生器发出超高频次交变电流。交变电流的频率为超声穿刺针的共振频率。所述压电陶瓷片连接交变电流后，产生轴向振动，即，将电能转换成为机械振动，使得整个机构共振。所述机械振动先传至法兰4，再传至所述变幅杆5，所述变幅杆5将振动幅度以一定比例放大，并将所述机械振动传至所述穿刺针6。所述穿刺针6与整体机构一起进行高频的振动。
在超声波的作用下，所述穿刺针针尖刃部接触的组织主要受到三个作用的影响：微声流作用、空化作用、热效应，具体表现为：
当所述穿刺针6进入人体后，其针尖刃部接触的组织被超声振动打成均浆状的液化组织，此液化组织在穿刺针针尖振动的作用下又并形成微声流。微声流伴生的切应力使针尖接触的被作用组织遭到破坏，并形成组织液。
所述穿刺针6高频次振动产生的超声波使所述组织液中产生大量的微气泡。微气泡体积急速膨胀、破裂，引起穿刺针针尖接触的组织层面分离，从而达到解剖分离的效果。
在所述穿刺针6振动产生的微声流与微气泡的作用下，针尖接触的被作用组织被迅速轻松切开，因此所述穿刺针6所受阻力与被穿刺器官的形变相对于传统穿刺针方式都更小。利于穿刺操作者控制所述穿刺针6的路径。同时，较小的器官形变降低了其破裂的风险，也减轻了患者的疼痛程度。
所述穿刺针6在进入人体以后，器官内穿刺路径上的血管会遭到切断，造成器官出血。而本申请提出的超声穿刺针发出的超声波能量使周围机体出现一定程度的升温，从而增加了针尖附近区域血液中凝血酶的活性，加速了血管破损处凝血反应过程。由于针尖附近组织液中大量微气泡爆炸，穿刺针针尖接触区域附近的破碎蛋白质得以凝固，并堵塞血管破损处，凝血酶活性增强配合破碎蛋白质堵塞血管可以起到边穿刺边止血的效果，从而实现紧急止血，使被穿刺器官的出血量得到控制。
本申请的超声穿刺针也可用于对特定器官的靶向区域穿刺活检，即利用穿刺取出病变组织用于病理学检查，并不局限于本申请的实施例。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
- 一种超声穿刺针，其特征在于，包括压电换能器、变幅杆和穿刺针，所述压电换能器与超声波发生器连接，将电能转换为机械振动；所述变幅杆与所述压电换能器连接，将所述机械振动幅度以一定比例放大；所述穿刺针与所述变幅杆连接。
- 根据权利要求1所述的超声穿刺针，其特征在于，所述压电换能器通过法兰与所述变幅杆连接。
- 根据权利要求1所述的超声穿刺针，其特征在于，所述压电换能器包括铜垫片组、压电陶瓷片，所述压电陶瓷片设置在所述法兰上方，所述铜垫片组设置在所述压电陶瓷片上方。
- 根据权利要求3所述的超声穿刺针，其特征在于，所述铜垫片组包括第一铜垫片和第二铜垫片，所述第一铜垫片和第二铜垫片均包括环形部和突耳部，所述突耳部上设置圆孔。
- 根据权利要求4所述的超声穿刺针，其特征在于，所述超声波发生器与所述压电陶瓷片通过第一铜垫片和第二铜垫片的圆孔连接。
- 根据权利要求1所述的超声穿刺针，其特征在于，所述铜垫片组上方设置固定盖。
- 根据权利要求6所述的超声穿刺针，其特征在于，所述超声穿刺针还包括预紧螺栓，所述预紧螺栓穿过所述固定盖、所述铜垫片组、所述压电陶瓷片的中心轴，与所述法兰螺纹连接。
- 根据权利要求1所述的超声穿刺针，其特征在于，所述变幅杆与所述法兰之间通过连接螺栓螺纹连接。
- 根据权利要求1所述的超声穿刺针，其特征在于，所述超声波发生器发出超高频次交变电流。
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