CN105286758A - 具有光学影像侦测功能的医疗用针 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有光学影像侦测功能的医疗用针，具体的提供一种有效辅助注射针、穿刺针定位的装置，所述针及装置可以通过客观的鉴别方式帮助医师更精确的判断成功穿刺或是注射，避免医疗施作不当而造成术后身体损伤或不适等后遗症。主要的概念是利用一种影像侦测方式，侦测不同组织有不同影像，因而藉由辨识组织达成特殊定位的目的。本发明结合光学组件、针和影像侦测的装置，可显示穿刺时的影像，并监控这个讯号的变化情形，达成定位功能或治疗目的的手段。

Description

具有光学影像侦测功能的医疗用针

技术领域

本发明涉及一种可应用于各类型手术，进行导引取样及采集检体，针管内部的光学影像机构可以呈现穿刺路径上不同组织的结构影像，通过组织结构影像进行针尖位置的判读。

背景技术

医疗用途的穿刺针，为医疗人员进行注入即采集使用，医疗人员会将需要进行穿刺的部位使用医疗用针穿刺表皮进入人体内部，已达所需的医疗目的。本发明使用光学影像机构侦测手术前、手术中以及手术后的病灶，可以提升医生检查的速率，并降低病患的不适感。

例如，在急重症急救中，医师经常会找不到病患表浅部位血管，使用本发明所述技术可以直接获得血管腔体影像，即能快速分辨出血管正确位置。

例如，妇女在怀孕中期进行羊膜穿刺手术时，因每位孕妇胎儿的位置皆有差异，当采检针***时，若穿刺不慎可能会造成胎儿受伤的情况发生，严重的话可能会造成永久性伤害，使用本发明所述技术可以直接获得子宫内腔体影像，即能快速得知针尖已进入子宫内部。

本发明专利以腹腔微创手术人工气腹为实际案例进行描述。手术进行前必须先在腹腔创造人工气腹的状态，这是外科手术常使用的方法之一。对于外科医师而言，实行这项手术时，最关键的问题就是在于将气腹针穿刺并固定于腹腔中的位置以进行充气。作法为使用气腹针穿刺进入腹部，灌注二氧化碳让腹部充气，创造出方便手术进行的空间，因为每位病患的身体状态及体型皆有不同，以至于医师在进行人工气腹时须面对许多风险，若患者过去有腹腔开刀之病史或本身就具有肠沾黏现象，因有肠沾黏现象会造成手术时的高复杂度与高风险，当医生进行穿刺时气腹针戳到肠沾黏处，可能造成沾黏组织及器官损伤，导致微创手术失败，病患必须立刻进行开腹手术，这不是医生在手术过程中期望的，医生采用本发明所述技术，在气腹针穿刺过程使用本发明所述技术，就可实时监测穿刺过程中的影像，当发现有组织沾黏现象，可选择更换穿孔位置或闪避高风险区域以免除微创手术失败风险。首先以解剖生理的观点来看，沾黏是手术后人体修复过程中会发生的一种自然现象。造成沾黏的纤维组织常接连在两组织间，并常跨过一段体腔空间，比如腹腔。这样的连结可能不会造成任何影响，也可能造成两端组织或器官发生扭结或拉扯，而影响该组织器官的正常生理运作，严重时会引起疼痛及并发疾病，如图1所示，因此正确穿刺的重要性。由于目前临床上多半必须依靠外科医师经过多年累积的经验和技术来判断穿刺针是否到达腹腔。传统上，最主要的鉴别方式是医师凭借其手感去感受针尖穿刺进入腹腔时阻力消失当作第一个指标，再用注射器回抽，如无血液或腹腔内物质吸出，可接上气腹器试注入少量气体，如进气顺利，注气时压力表指示器指数上升，停止注气测压时，指数很快下降，说明针已进入腹腔，可缓慢注气，而腹肌韧带的阻力随着年纪、性别和体型等不同而不同。例如，年迈老人的肌肉弹性较差。不常运动的孕妇或肥胖的人，其组织所造成的腹腔空间也可能较小。若当时手术医师之手感状况不佳，可能刺穿脏腹膜而失误，造成病人在手术前置作业其发生严重的伤痛。因此，本发明希望提供一个有效的辅助侦测装置，能以客观的和科学的辅助判断依据，帮助医师在施行人工气腹时，除了依靠主观的经验和技术之外，也能有其它更客观的标准和依据，以增加辅助医师侦测的正确性。

发明内容

为此，本发明提供一种具有光学影像侦测功能的医疗用针，利用一个可量化的评断标准—侦测组织的实际影像，把组织本身不同的影像直接呈现，以便能大幅改善施行手术的精确度，并减低病人的手术风险。客服目前临床上在执行人工气腹时，仅能依靠手术医师的经验和技术来判断穿刺针是否穿刺过壁腹膜进入腹膜腔，十分缺乏客观性的弊端。

本发明所述关于一种可提供针头所在位置实际影像的穿刺针套组，在穿刺针尖端包含光源的镜头装置，所述穿刺针套组包括：(a)一个中空母针，用于穿刺个体组织；(b)一个影像侦测针，其子针内部包含一光学影像机构，用于取得穿刺过程之实时影像，针前端微机电传感器提供物理量测或是生化量测数据，工作信道提供取样操作，注射通道提供投送药物，光电影像机构端连至一外部控制装置，此子针系可置放在前述中空母针内或独立使用；(c)针尖端的形态可为凸出于针尖平面之弧面结构、平行于针尖平面之平面结构或凹陷于针尖平面之曲面结构，通过光学镜组侦测针前端或周围影像提供医疗目的的施作，光学影像针装置实施方法可采用套针或单支针形态操作；(d)握把机构，用于固定子针与母针，并且可连接外部控制器至影像侦测针光电影像机构内相关讯号和针前端机电对应控装置。传感器将与影像侦测针连接，提供操作者通过影像侦测针所获得的影像及针前端的物理讯息或是生化讯息，作为治疗或观察的依据。

外部控制器将与影像侦测针连接，提供影像侦测针所需的光源、电源、传感器控制讯号及侦测针所获得的影像作为针尖所在位置组织讯息。

因不同生理组织的结构形式有明显差异，并且在病灶组织会有与正常组织不同的状态，本发明附图所提供的画面可作为快速判读的依据。

本发明所述仪器显示的实时影像可让医生获得最直接、快速的信息，为手术过程提供最实时的判断。

本发明还提供了一种利用鉴别个体组织不同影像来定位穿刺针的装置，包括：(a)将一含有光电机构之光学侦测针***一中空母针，组合成一穿刺套组；(b)将该光电机构连接至位置传感器，此位置传感器系侦测显示影像提供该组织态样的信息；(c)针尖平面之形态可为凸出于针尖平面、平行于针尖平面或凹陷于针尖平面，通过光学镜组侦测针前端或周围影像提供医疗目的的施作，光学影像针装置实施方法可采用套针或单支针形态操作。光学影像针装置实施方法采用单支针形态时，只有单支针管，可提供影像，针前端讯号感测，药物投送，组织取样或是治疗目的施作，能满足其中任何一医疗目的或是多个目的之执行。套针形态使用时，外针提供穿刺及保护内针，内针可提供影像，针前端讯号感测，药物投送，组织取样或是治疗目的之施作，能满足其中任何一目的或是多个目的的执行，此时内针可与外针共同施作，或是到特定位置后内针可延伸执行特定医疗目的之动作，套针形态使用其内针与外针前端平面可为延伸凸出、平行或内缩凹陷方式，提供医疗目的的功能使用。

在上述定位针头的方法中，该外部控制装置所侦测显示的组织特性影像是为不同组织的结构差异产生的画面，并且使用者可经由侦测的状态，使得在判断上述穿刺针套组到达设定的目标组织时，除了影像画面尚能够以声光讯号或是其它警示方式告知使用者。本发明的影像侦测针在不同目的情况下，使用穿刺套组模式时，当其到达目标位置时，可将影像侦测针移出穿刺母针进行抽取、注射以及放置导管等，当针尖到达目标区可将子针取出放入一注射导管，随后在注射导管顺利沿着母针送入受试者体内后，母针也被移除，以完成注射导管之置放。前述注射导管系为一般的注射导管，可将外来物质如***或生理食盐水等液体注射入受试者体内；直接经由母针注射药物进入受试者体内，及经由母针采集目标组织。

本发明的影像侦测针内部含有一个或多个多功能信道，使用者可将的影像侦测式子针依照不同术式目的进行，投送药物、切片、治疗等目的使用，以及使用光纤量测组，可为一支或是多支组合成，施作组织光谱量测，组织光学量测讯号检测，以及一组特定光源投送，提供组织光谱量测，组织光学量测，标靶药物光动力疗法等光源，此外，本影像侦测针可以藉由前述所揭露的各种组件、方法应用于穿刺、定位、投药、组织采样及组织切除。

本发明已经被详细地描述，并且有明显的实例，任何在此领域中其具备基本技巧的人都能够使用它及做各种替代、修饰或改善，但很明显地，这些都不能和本发明的精神及发明范围分离。

以影像侦测法作腹腔人工气腹微创手术的侦测是较佳实施例的代表，其为示范性且不仅局限于本发明领域。熟知此技艺者将会想到其中可修改之处及其它用途。这些修改都蕴含在本发明的精神中，并在申请专利范围中界定。

一个熟知此领域技艺者能很快体会到本发明可很容易达成目标，并获得所提到的结果及优点，以及那些存在于其中的东西。

说明书中提及的所有专利及出版品，都以和发明有关领域的一般技艺为准。在此依照参考数据将所有专利和出版品并至相同范围，如同依照参考资料把每一个被具体且单独地指出的个别出版品合并情形一样。

在此所适当地举例说明，可能得以在缺乏任何要件，或许多要件、限制条件或并非特定为本文中所揭示的限制情况下实施。因此举例来说，本文每一个实例中包含、至少含有及含有等名词，其中任何一个都可用另外两个来取代。

本发明使用的名词及表达是作为说明书的描述而非限制，同时并无意图使用这类除了任何等同于所示及说明之特点或其部份外的名词及表达，但需认清的是各种不同的改变，有可能在本发明的专利申请范围内。

因此，应了解到虽然已根据较佳实施例及任意的特点来具体揭示本发明，但是熟知此技艺者仍会修改和改变其中所揭示的内容，诸如此类的修改和变化仍在本发明之申请专利范围内。

附图说明

图1为人類腹腔朝前11的纵剖面示意图；其中1：皮肤；2：皮下脂肪；3：腹肌；4：内脏脂肪；5：腹壁膜；6：腹腔；7：脏腹膜；8：内脏。

图2为影像侦测针的内部结构示意图；

图3为影像侦测针的外观结构示意图；

图4为光纤影像针的内部结构示意图；

图5为影像侦测针与外套针组装的示意图；

图6为影像探测针功能示意图。

具体实施方式

以下实施实例进一步说明本发明。它们仅用于说明本发明，并阐明本发明特定实施例的各种优点，但不表示本发明只局限于此种方式呈现。

图1为人类腹部的纵剖面示意图，但相关组织在解剖学上的相对位置以数字显示。影像侦测针的针尖以黑色尖锥表示。脏腹膜在针的推进过程中不能碰到。

实施例1：利用实际影像侦测组织态样的定位注射套组：

本发明应用腹膜穿刺的概念，由于不同组织之间因其组成成分不同，以及组织与腔体间的空间变化，例如腹肌、腹膜腔与腹腔器官有明显差异，因此发明人也利用这一方法，将影像侦测法应用于传统的腹膜穿刺，来改善施行微创手术前人工气腹手术的精确度与安全性，避免腹腔器官造成损伤。

实施例2：利用实际影像侦测组织态样的定位注射套组：

本发明应用于光动力标靶药物治疗的概念在肿瘤的病灶位置经由影像光学影像装置(103、201、301)判读后，直接在病灶部位经由功能性信道(103、303)注射标靶药物，再经由照明光纤将光动力光源直接照入，刺激药物机转反应启动，以达其治疗的目的。

在本发明穿刺套组中，本发明影像侦测针可置入一穿刺母针，穿刺母针针尖端可穿刺入如皮肤、肌肉、脂肪或黏膜等生物组织。影像侦测针为实心设计，但其尾端含有一光电控制机构，此光电控制机构则接到影像显示侦测器提供操作者针尖位置讯息。

图5为本发明所述侦测方式示意图，图中影像侦测子针尖端所含光学组件，图中针尖内部影像装置504连接到尾端之光电控制机构507，经由电源连接线508提供影像装置所需的能源，将获取自组织510的影像511讯号经由讯号线506传递至外部控制装置409进行判读。

本发明已经被详细地描述，并且有明显的实例，任何在此领域中其备基本技巧的人都能够使用它及做各种替代、修饰或改善，但很明显地，这些都不能和本发明的精神及发明范围分离。

本领域普通技术人员能很快体会到本发明，并获得所提到的结果及优点，以及那些存在于其中的东西。以光学影像侦测法作腹腔的侦测是较佳实施例的代表，其为示范性且不仅局限于本发明领域。本领域普通技术人员将会想到其中可修改之处及其它用途。这些修改都蕴含在本发明的精神中，并在申请专利范围中界定。

本领域普通技术人员显然能很快将本文中所揭示的发明作各种不同的取代及改变，而不违反发明的范围及精神。

说明书中提及所有专利及出版品，都以和发明有关领域之一般技艺为准。在此依照参考数据将所有专利和出版品并至相同范围，如同依照参考资料把每一个被具体且单独地指出的个别出版品合并情形一样。

附图中的100为探测针，101为针尖透镜，102为准直透镜，103为光学影像装置，104为功能性信道，105为讯号传感器，106为照明光纤，200为探测针，201为光学影像装置，202为功能性信道，203为讯号传感器，204为钢针，300为探测针，301为光学影像装置，302为照明光纤，303为功能性信道，304为讯号传感器，305为钢针，400为探测针与外套针，401为探测针，402为外套针，500为功能示意图，501为探测针，502为针尖透镜，503为准直透镜，504为光学影像装置，505为电源线，506为讯号线，507为连接握把，508为连接线，509为外部控制装置，510为待测组织，511为影像方向。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有光学影像侦测功能的医疗用针，用于显示针前端组织的结构或针前端环境的状态的穿刺用针，其特征在于，包括：一个穿刺针套组，其内部包含光学影像机构；一组光学照明机构；以及一个具显示功能的用于侦测显示针前端位置的影像的外部控制装置机构。

2.根据权利要求1所述的医疗用针，其特征在于，还包括：

一组用于施作投送药物、切片、治疗的空心信道，所述一组为一个以上空心通道。

3.根据权利要求1或者2所述的医疗用针，其特征在于，还包括：一个光纤量测组，可为一组或是多组合成，用于组织反应光谱量测及组织反应光强度量测讯号检测。

4.根据权利要求1或者2所述的医疗用针，其特征在于，还包括：一组特定光源，用于提供组织光谱量测，组织光学量测，标靶药物或光动力疗法的光源。

5.根据权利要求1所述的医疗用针，其特征在于，针管前端的光学机构形态与针管前端斜面可为延伸凸出针管前端斜面、平行针管前端斜面或凹陷针管前端斜面，用于提供探测针前端的位置及探测针前端的组织讯息。

6.根据权利要求1所述的医疗用针，其特征在于，当医疗用针为多支针使用时，内针在外针内施作，内针相当于外针可独立动作，内针前端斜面可延伸凸出于外针、平行于外针前端斜面或内缩凹陷于外针前端斜面，所述斜面用于提供治疗目的的功能或是组织影像观测目的的功能。

7.一种可提供针头所在位置实际影像的穿刺针套组，在穿刺针尖端包含光源的镜头装置，所述穿刺针套组包括：

一个中空母针，用于穿刺个体组织；

一个影像侦测针，其子针内部包含一光学影像机构，用于取得穿刺过程之实时影像；

子针前端设置有微机电传感器，用于提供物理量测或是生化量测数据，工作信道用于提供取样操作，注射通道用于提供投送药物，光电影像机构端连至一外部控制装置，所述子针设置在所述中空母针内或独立使用，子针尖端的形态可为凸出于针尖平面之弧面结构、平行于针尖平面的平面结构或凹陷于针尖平面的曲面结构；所述微机电传感器与影像侦测针连接，用于提供操作者通过影像侦测针所获得的影像及针前端的物理讯息或是生化讯息；

握把机构，用于固定子针与母针，并且可连接外部控制器至影像侦测针光电影像机构内相关讯号和针前端机电对应控装置。

8.一种利用鉴别个体组织不同影像来定位穿刺针的装置，其特征在于，包括：

一含有光电机构的光学侦测针***一中空母针，组合成一穿刺套组；

将所述光电机构连接至位置传感器，所述位置传感器为侦测显示影像提供组织态样的信息；

所述中空母针的针尖平面的形态可为凸出于针尖平面、平行于针尖平面或凹陷于针尖平面。