[发明专利]超声探针

说明书

政府许可声明

本发明在由美国陆军医学研究与装备司令部授予的W81XWH-11-2-0109政府支持下做出。政府具有本发明中的特定权利。

技术背景

加长的构件或设备，例如针、支架、导管等，在现代医学中出于各种目的而广泛使用。例如，这种加长设备用于药物运输、活组织检查、组织的机械处理、阻塞的去除或缓解、减压等。通常这些设备的精确定位是实现预期效果的关键。然而，在三维人体中精确地瞄准和贯穿(intersect)特定的内部位置是一个挑战性的尝试。

设备的放置经常由手工实施。医生依靠外部标志，解剖学知识，经验和技巧来精确地放置设备。近来，医学成像技术的发展，例如计算的X线断层扫描成像，磁共振成像和超声成像，提供了导管在特定人体部位进行图像引导放置的一定能力。在特殊情况下，在导管放置期间可以获得实时医学成像。在其他情况下，可以获得预先获取的图像作为导管放置的引导。

尽管图像引导的导管放置是有效的，医学成像系统通常不能稳定地获得，尤其是在急诊处理期间。购买和运行现代医学成像设备是昂贵的，需要时间组装，并且通常是固定的或最多是半便携式的。这些成像系统通常需要大量的训练和专业技能来操作。特别地，这些成像系统经常不能在重症监护室，急救室或院前设置中获得。

然而，即使能够得到一个实时成像系统，该成像系统需要外科医生一边看着监视器而不是看着探针本身来定向探针，从而进一步使设备的精确放置复杂化。另外，在同时使用时，一些这种系统需要两个人来实施组合的成像/导管插入程序，仅仅因为通常需要两只手来引导所述探针，并且最少需要一只手来操作所述实时成像系统。

从导管的精确放置技术的改进中获益的医疗程序的例子是脑室切开术，或者脑室外引流(EVD)的放置。在人的大脑中，脑室系统包括一组产生和包含脑脊液(CSF)的脑室或内部空间。脑室与小流道(例如，孔)互相连接，所述系统与脊髓的髓管流体连接。CSF从侧脑室流出，通过第三和第四脑室，然后流入脊髓的中心髓管或蛛网膜下隙。如果流道阻塞了，例如由于感染等，脑室系统中的压力会升高，这会导致损伤，例如脑积水。

EVD是一个用于神经外科的导管，其在CSF的正常流动被阻塞时用于缓解升高的颅内压。EVD导管被放置在一个外科医生用于将所述导管植入病人大脑的硬导线或探针上。在头骨切一个小口，然后所述EVD导管通过大脑硬脑膜插入大脑内部，直到它进入目标脑室。

徒手放置所述EVD导管需要神经外科医生估计目标脑室的三维定位，通常在外部解剖学标志的基础上。脑室通常只有约1cm宽，可能位于5cm或以上的深度。一旦估计了目标脑室的位置，所述EVD导管通过大脑推进到目标脑室。徒手方法不提供任何把外表上不明显的病人解剖结构中潜在的不规则考虑在内的手段。例如颅内病变、遗传变异等因素也会影响目标脑室的定位。

可以理解的是，徒手放置EVD导管具有较高的失败率，经常需要医生做多种尝试，从而导致通过大脑组织一次以上来完成所述EVD导管的必要放置。在一个回顾性研究中，Toma等人(2009，神经外科65：1197)证明在插入脑室腹腔分流术的设置中，65％的导管放置以放置在目标脑室外告终，其中的几乎一半需要修正和重新插入。与EVD导管错位关联的可能并发症可包括脑内出血，中风，相邻大脑结构的损伤，还需要再次手术来替换错位的导管。据报导，当需要多次EVD放置尝试时，还伴随更高的感染率。

插管术是一种相对常见的手术，除了EVD，其应用包括脑室腹腔分流安置，中央静脉导管安置，血液透析，硬膜外麻醉，腰椎穿刺术等。

需要低成本、易操作和可携带的设备和方法来为医务人员提供引导以便于通过组织把加长的构件，例如针、支架、导管，插入体内。

发明内容

本发明内容用于以简单形式介绍观点的选择，其在下面的具体实施方式部分会进一步描述。本发明内容并不试图确定所要求保护主题的关键特征，也不试图用于帮助确定所要求保护主题的范围。