專利名稱：一種超聲導向穿刺針的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種刺入用超聲波照射的對象中以便于診斷或治療的超聲導向穿刺針。
背景技術：
所謂的超聲導向穿刺術是為人所知的，其中手術者在查看通過超聲波檢查法找到的腫瘤一類的患處的超聲波影像的同時使患處經受穿刺、穿刺活檢或烙灼(cauterization)。關于此技術，人們知道在將針的穿刺角設定成相對于超聲輻射角成60度時可使超聲波的散射量最大化。這樣，當針的穿刺角不為60度時，針尖處超聲波的背散射量可能減少使超聲波得不到適當接收。因此，為獲得清晰的針尖回波(needle tip echo)，有必要將針的穿刺角定得盡可能接近60度。
這樣，運用此技術時，采用了一種引導針插入方向的穿刺導向器(puncturing guide)。穿刺導向器常被固定在超聲波探頭上以便將針的穿刺角設定成相對于超聲照射角成60度。
然而，即使針的插入方向用穿刺導向器來引導，針本身在穿刺過程中也可能變彎使穿刺角在患處附近不被保持為60度。在其他情況下，可能需要根據超聲波探頭與患處間的位置關系選擇另一個角度。在以上情況下，針尖處超聲波的背散射量可能減少使針尖回波不清晰。
近年來開發了一種涉及膜的技術，其中將氣體用作超聲波反射源以便獲得清晰的針尖回波。氣體提供的聲阻抗顯著不同于活體的聲阻抗，這樣氣體就可非常有效地用作超聲波反射源(見—例如—第2001-504101號PCT國家公報)。
然而，第2001-504101號PCT國家公報中描述的技術有一個問題膜的制造非常復雜，所需制造成本很高。

發明內容
本發明提供了一種超聲導向穿刺針，這種超聲導向穿刺針使得無需特種設備或控制即可實現一種安全可靠的、用于超聲導向穿刺術的技術。
按本發明一個方面的一種超聲導向穿刺針的構造如下述。
1)一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，該穿刺針包括圓柱形針狀部件，該針狀部件具有凹部和凸部，所述凹部和所述凸部在該針狀部件的外周表面上形成以便反射超聲波；膜，所述膜形成在上面形成有所述凹部和所述凸部的所述外周表面上。
2)如1)所述的超聲導向穿刺針，其中或為氣層(gas layer)或為真空層的空間在每個所述凹部中形成。
3)如2)所述的超聲導向穿刺針，其中所述凹部和所述凸部在所述針狀部件的外周表面上形成，且從形成在所述外周表面上的所述膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
4)一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，該針包括在周壁上有多個孔的圓柱形針狀部件和堵住所述多個孔的膜。
5)如4)所述的超聲導向穿刺針，其中，或為氣層或為真空層的空間在每個所述孔中形成。
6)如4)所述的超聲導向穿刺針，其中所述膜形成在所述針狀部件的外周表面上，且從所述膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
7)如4)所述的超聲導向穿刺針，其中所述膜從所述針狀部件的外側堵住所述多個孔。
8)如4)所述的超聲導向穿刺針，其中所述膜從所述針狀部件的內側堵住所述多個孔。
9)一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，該針包括在外周表面上有多個凹部的圓柱形針狀部件和從所述針狀部件外側堵住所述多個凹部的膜。
10)一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，該針包括圓柱形針狀部件和至少兩個層疊在所述針狀部件的外周表面上的膜，其中或為真空層或為氣層的空間在所述兩個膜之間形成。
11)如10)所述的超聲導向穿刺針，其中從所述至少兩個膜中最靠外的一個膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
本發明無需專用設備或控制即可實現一種安全可靠的、用于超聲導向穿刺術的技術。
本發明另外的目的和優點在下面的描述中闡明，它們部分地通過描述變得明顯，或者可通過實施本發明而為人們所了解。本發明的目的和優點可借助后文特別指出的手段和組合為人們所實現和獲得。


并入說明書并構成說明書一部分的附圖闡述了本發明的實施例，并連同上面給出的概述以及下面給出的實施例的詳述一起用來解釋本發明的原理。
圖1為一示意圖，示出本發明第一實施例的超聲導向穿刺針的使用環境；圖2A為根據第一實施例的超聲導向穿刺針的示意圖；圖2B為根據第一實施例的超聲導向穿刺針的剖視圖；圖3為概念圖，示出按第一實施例超聲波被空氣層反射；圖4A為本發明根據第二實施例的超聲導向穿刺針的示意圖；圖4B為本發明根據第二實施例的超聲導向穿刺針的剖視圖；圖5A為本發明根據第三實施例的超聲導向穿刺針的示意圖；圖5B為本發明根據第三實施例的超聲導向穿刺針的剖視圖；圖6A為一工藝過程圖，示出制造根據第三實施例的超聲導向穿刺針的工藝過程。
圖6B為一工藝過程圖，示出制造根據第三實施例的超聲導向穿刺針的工藝過程。
圖6C為一工藝過程圖，示出制造根據第三實施例的超聲導向穿刺針的工藝過程。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明的第一至第三實施例進行說明。
(超聲導向穿刺針30的使用環境)首先描述超聲導向穿刺針30的使用環境。圖1為一示意圖，示出本發明根據第一實施例的超聲導向穿刺針30的使用環境。圖1中，標號10、20和30分別表示超聲波探頭、穿刺導向器和超聲導向穿刺針。標記P、G表示對象和超聲波影像。
超聲波探頭10經設置在貼到對象P的超聲波探頭10的前端的傳送和接收表面來傳送和接收超聲波以便使對象P的內部結構可見。對象P的超聲波影像G顯示在顯示器(未示出)上。這里將超聲波影像G畫在圖1中的對象P上。
穿刺導向器20被固定在超聲波探頭10上并有在預定位置形成的導向孔21。超聲導向穿刺針30經導向孔21插入可來回移動。超聲導向穿刺針30受到引導從而有一固定的穿刺角。超聲導向穿刺針30的穿刺角被設定為大約60度。即，超聲導向穿刺針30被刺入的同時沿陣列方向(array direction)相對于超聲波探頭10的軸線以大約30度傾斜，所述陣列方向指的是包含在探頭10中的若干壓電元件(圖中未示出)的排列方向。超聲導向穿刺針30沿透鏡方向(lens direction)不傾斜，所述透鏡方向指的是與所述陣列方向垂直并與圖1所在頁面垂直的方向。
超聲導向穿刺針30經其前端抽吸或烙灼患處D的生物組織(biotissue)或將酒精射入患處D。在本實施例中，將患處D假設為肝L中的惡性腫瘤。
(超聲導向穿刺針30的構造)現將參照圖2A、2B描述超聲導向穿刺針30的構造。圖2A是根據第一實施例的超聲導向穿刺針30的示意圖。圖2B是根據第一實施例的超聲導向穿刺針30的剖視圖。
如圖2A、2B所示，超聲導向穿刺針30包括針主體(針狀部件)31。針主體31形成為圓柱形而其刺入對象P的前端呈倒錐形(reverse-tapered)使生物組織不致被掛住。用一種金屬材料制造針主體31。
大量孔32在針主體31周壁上形成使針主體31內側和外側彼此相通。孔32形狀不限但優選地孔的間距(pitch interval)盡量小。例如，利用激光加工來形成孔32。
膜33圍繞針主體31的外周表面形成。膜33的膜厚d等于或小于超聲波的波長。膜33在外部堵住針主體31中形成的大量孔32。這就在針主體31中形成超聲波所能到達的多個空氣層(air layer)34。為使針不致因為有針主體31中形成的孔32而顯著受阻而不能插進活體，膜33優先選用樹脂制成，這可使膜圍繞針主體31適當形成，同時對活體安全。空氣層34必然由膜33的形成導致的孔32與膜33之間邊界處的減弱的粘附性形成，即，膜33的內側不粘附到孔33的壁上，因此由孔32的壁和膜33的內側形成空間，所述空間內的空氣形成空氣層34。
(超聲導向穿刺針30的使用)現在描述超聲導向穿刺針30的使用。手術者將超聲波探頭10的傳送和接收表面貼到對象P上，開始傳送和接收超聲波。這使包括患處D的區域的超聲波影像G顯示在顯示器(未示出)上。
然后，手術者將超聲導向穿刺針30插入穿刺導向器20中的導向孔21。手術者在查看超聲波影像G的同時，將超聲導向穿刺針30刺入對象P。刺入對象P的超聲導向穿刺針30在超聲波影像G中示出，如圖1所示。相應地，手術者在查看超聲波影像G中顯示的超聲導向穿刺針30的同時，將超聲導向穿刺針30的前端與患處D對準。然后手術者實施手術如進行抽吸或烙灼患處D的生物組織、將酒精注入患處D，諸如此類。手術后，手術者在查看超聲波影像G的同時，將超聲導向穿刺針30從對象P中取出。這樣就完成了超聲導向穿刺術。
(超聲導向穿刺針30的顯示)現參照圖3描述超聲導向穿刺針30的顯示。圖3為一概念圖，示出按第一實施例超聲波由空氣層34反射的情況。由超聲波探頭10傳送的超聲波穿過對象P中的組織到達超聲導向穿刺針30。到達膜33的與孔32相對應的那部分的超聲波U被傳送通過膜33并由膜33與空氣層34之間的邊界表面反射。到達膜33的與針主體31相對應的那部分的超聲波被傳送通過膜33并由膜33與針主體31之間的邊界表面反射。由空氣層34或針主體31反射的超聲波再被傳送通過膜33和對象P中的組織然后由超聲波探頭10接收。
空氣層34與對象P的聲阻抗差別很大。這樣由空氣層34反射的超聲波強度很大。由此，如果超聲導向穿刺針30如本實施例的情況那樣包括大量空氣層34，超聲導向穿刺針30的針尖處的背散射量就加大從而在超聲波影像G上明亮地示出超聲導向穿刺針30。
(本實施例的效果)在本實施例中，有大量孔32在針主體31的周壁上形成。空氣層34也通過用膜33從針主體31外側堵住孔32而設置在針主體31中。
這使超聲導向穿刺針30的針尖處的背散射量加大。于是，即使超聲導向穿刺針30的穿刺角顯著不同于60度，超聲導向穿刺針30也被明亮地示出。無需特種設備或控制，也能進行安全可靠的手術。
另外，本實施例只需在針主體31中形成大量孔32以及圍繞針主體31的外周表面形成膜33。按本實施例的超聲導向穿刺針可用非常簡單的制造工藝制得。
已結合沿陣列方向的穿刺角對本實施例加以描述。即使—例如—超聲導向穿刺針30在穿刺過程中沿透鏡方向很大程度上變彎，超聲導向穿刺針30針尖處的背散射量也增大從而使超聲導向穿刺針30能比現有技術更明亮地得到顯示。
(超聲導向穿刺針30A的構造)首先，將參照圖4A、4B描述超聲導向穿刺針30A的構造。圖4A為本發明根據第二實施例的超聲導向穿刺針30A的示意圖。圖4B為根據第二實施例的超聲導向穿刺針30A的剖視圖。
如圖4A、4B所示，按本實施例的超聲導向穿刺針30A包括針主體(針狀部件)31A的外周表面上的大量凹部32A和凸部32D。凹部32A和凸部32D的形狀不限，但優選地間距盡量小。凹部32A和凸部32D通過—例如—噴砂形成。內周表面上的凸部和凹部可通過將螺旋狀機器轉動插入針主體31A來形成，該螺旋狀機器的外徑等于針主體31A的內徑。
膜33A圍繞針主體31A的外周表面形成。膜33A從外部堵住針主體31A的外周表面上形成的大量凹部32A。每個凹部32A內側形成一小空隙。依賴于為形成膜33A而設的條件，從膜33A的表面到該空隙的距離d被設為等于或短于超聲波的波長。這就形成了由空隙組成且能為超聲波達到的凹部32A中的大量空氣層34A.
(本實施例的效果)在本實施例中，大量凹部32A圍繞針主體31A的外周表面形成。空氣層34A通過用膜33A在針主體31A外側堵住大量凹部32A而被設置在針主體31A中。
這使超聲導向穿刺針30A針尖處的背散射量加大。于是，即使超聲導向穿刺針30A的穿刺角顯著不同于60度，超聲導向穿刺針30A也被明亮地示出。無需專用設備或控制，也能進行安全可靠的手術。另外，按本實施例的超聲導向穿刺針30A可用非常簡單的制造工藝制得。
本實施例用空氣層34A加大超聲導向穿刺針30A針尖處的背散射量。但本發明不限于此。任何層—例如真空層—都可使用，只要它能良好地反射超聲波。只要膜33A在真空環境中圍繞針主體31A形成就能容易地獲得真空層。
(超聲導向穿刺針30B的構造)首先，將參照圖5A、5B描述超聲導向穿刺針30B的構造。圖5A為本發明根據第二實施例的超聲導向穿刺針30B的示意圖。圖5B為根據第二實施例的超聲導向穿刺針30B的剖視圖。
如圖5A、5B所示，按本實施例的超聲導向穿刺針30B包括針主體31B的外周表面上的大量孔32，如第一實施例的情況那樣。
第一膜33a和第二膜33b圍繞針主體31B的外周表面順序層疊。第一膜33a進入針主體31B中形成的孔32并具有在針主體的外周表面上在與孔32相對應的位置處形成的凹部。第二膜33b膜厚d等于或短于超聲波波長且第二膜33b幾乎是完整的圓柱形；第二膜33b的形狀不與膜第一膜33a外周表面吻合。這就在與孔32相對應的位置處在針主體31B外側形成大量空氣層34B；空氣層34B由第一膜33a、第二膜33b堵住。
(超聲導向穿刺針30B的制造工藝)現參照圖6A至6C描述超聲導向穿刺針30B的制造工藝。圖6A至6C為工藝過程圖，示出制造按第三實施例的超聲導向穿刺針30B的過程。
如圖6A所示，第一膜33a圍繞針主體31B的外周表面形成。然后，如圖6B所示，用封閉部件A將針主體31B的底端封閉。從針主體31B中經針主體31B的前端抽吸空氣。這就使第一膜33a被吸入孔32中而形成第一膜33a外周表面上的凹部。然后，如圖6C所示，使第二膜33b圍繞第一膜33a的外周表面形成。這就在與孔32相對應的位置處圍繞針主體31B外周表面形成大量空氣層34B；空氣層34B由第一膜33a和第二膜33b堵住。
(本實施例的效果)在本實施例中，大量孔32在針主體31B的周壁上形成。第一膜33a和第二膜33b在針主體31B外周表面上層疊。空氣層34B被設置在第一膜33a和第二膜33b之間以便反射超聲波。
這使超聲導向穿刺針30B針尖處的背散射量加大。于是，即使超聲導向穿刺針30A的穿刺角顯著不同于60度，超聲導向穿刺針30B也會被明亮地示出。無需專用設備或控制，也能進行安全可靠的手術。另外，按本實施例的超聲導向穿刺針30B可用非常簡單的制造工藝制得。
本實施例利用空氣層34B來加大超聲導向穿刺針30B的針尖處的背散射量。但本發明不限于此。任何層—例如真空層—都可使用，只要它能良好地反射超聲波。只要第二膜33b在真空環境中圍繞針主體31B形成就可容易地獲得真空層。
本發明不受限于上面的實施例本身。在實施中，不脫離本發明的基本原理，可以對實施例的組成部分進行多種變化。還可通過適當組合上述實施例中公開的多個組成部分來形成各種不同的發明。例如，實施例中所示的組成部分有的可予以刪除。不同實施例的組成部分也可適當地組合在一起。
另外的優點和改型不難為本領域的技術人員想到。因此，范圍廣泛的本發明不受限于本文所示和所述的代表性實施例。相應地，可以在不脫離所附權利要求及其等同物所界定的總的發明概念的基本原理或范圍的情況下作出各種各樣的變型。
權利要求
1.一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，其特征在于該針包括圓柱形針狀部件，該針狀部件具有凹部和凸部，所述凹部和凸部在所述針狀部件的外周表面上形成以便反射超聲波；以及膜，所述膜形成在上面形成有所述凹部和凸部的所述外周表面上。
2.如權利要求1所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，或為氣層或為真空層的空間在每個所述凹部中形成。
3.如權利要求2所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，所述凹部和凸部在所述針狀部件的外周表面上形成，且從形成在所述外周表面上的所述膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
4.一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，其特征在于該針包括圓柱形針狀部件，所述針狀部件在周壁上有多個孔；以及堵住所述多個孔的膜。
5.如權利要求4所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，或為氣層或為真空層的空間在每個所述孔中形成。
6.如權利要求5所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，所述膜形成在所述針狀部件的外周表面上，且從所述膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
7.如權利要求4所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，所述膜從所述針狀部件的外側堵住所述多個孔。
8.如權利要求4所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，所述膜從所述針狀部件的內側堵住所述多個孔。
9.一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，其特征在于該針包括圓柱形針狀部件，其具有在外周表面上的多個凹部；以及從所述針狀部件的外側堵住所述多個凹部的膜。
10.一種刺入用超聲波照射的對象中的超聲導向穿刺針，其特征在于該針包括圓柱形針狀部件；以及至少兩個層疊在所述針狀部件的外周表面上的膜，其中，或為真空層或為氣層的空間在所述兩個膜之間形成。
11.如權利要求10所述的超聲導向穿刺針，其特征在于，從所述至少兩個膜中的最靠外的一個膜的外表面到所述空間的距離等于或短于所述超聲波的波長。
全文摘要
一種刺入用超聲波照射的對象(P)中的超聲導向穿刺針，針(30A)包括圓柱形針狀部件(31A)和膜(33A)，該部件具有數個凹部(32A)和數個凸部(32D)，這些凹部和凸部在針狀部件(31A)的外周表面上形成以便反射超聲波，該膜則形成在上面形成凹部(32A)和凸部(32D)的外周表面上。
文檔編號A61B8/00GK1839769SQ200610071569
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月30日 優先權日2005年3月30日
發明者比企進, 中屋重光, 小作秀樹 申請人:株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社