定位注射针头的方法及注射套组技术领域
本发明应用于微创手术，尤其应用于脊髓硬脊膜外腔麻醉，组织辨识临床手术，如术后止痛或是无痛分娩，腹腔手术中肠粘黏的判别等。
背景技术
目前临床上多半必须依靠麻醉医师经过多年来的经验和技术来判断穿刺针是否到达硬脊膜外腔。传统上，最主要的鉴别方式是医师的手感去感受黄韧带的阻力，以此作为一个判断的重要指标，然而黄韧带的阻力随着年纪、性别和体型等不同而不同。例如，年迈老人的黄韧带弹性较差。不常运动的孕妇或肥胖的人，其黄韧带组织所造成的阻力也可能较小。倘若麻醉时麻醉医师的手感状况不佳，医师不容易感受并判断，就可能穿破硬膜而失误，造成病人在术后有头痛等后遗症。
临床上微创腹腔手术中，由于中年妇女大多数都有肠粘黏现象,因此在微创手术前必须先在腹部打个孔充气，让腹部充气，方便手术进行。假设医生第一个孔打在肠沾黏处，此时肠子就破损，微创手术失败。
因此，如何能够找到一种有效的辅助侦测装置，使其能够以客观的和科学的辅助作为判断依据，帮助麻醉医师在施行硬脊膜外麻醉时，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成为研究人员探索的一个课题。
发明内容
为此，本发明提供了一种定位注射针头的方法及注射套组，以便于例如临床上在执行硬脊膜穿刺麻醉时，客服仅能依靠麻醉医师的经验和技术来判断穿刺针是否到达硬脊膜外腔，十分缺乏客观性的弊端，通过一个可量化的评断标准，侦测生物组织的光学特性，把组织本身不同的光折射与反射所得的数值予以量化，以大幅提升施行麻醉手术的精确度，减低手术风险。
于是，本发明提供了一种可提供针头定位功能的注射套组，其是利用鉴别个体组织的不同密度与阻力特性来定位针头，包括：(a)一个抽换式光学辨识针，其内部包含两条或以上光纤，分别连接光源与光侦检器，这个光学辨识针作为套针组的子针，并置放在麻醉穿刺针内；(b)一个连接光纤导线，用于连接光纤子针与侦检器；(c)一个光源，用于提供光源进行组织辨识；（D)一个侦检器，用于侦测个体组织的阻力特性。
所述抽换式光学辨识针，其尾端为一握把，内含光纤联接器，此联接器是让光学辨识针快速连接光源与侦检器。
所述光纤是可让自光源发出的光线传达到子针尖端所刺到的组织，并将该组织的反射光或荧光传达至光侦检器。当该光纤数目大于一时，则可以将一部分的光纤设计为入射光的导入途径，而另一部份则设计为反射光与荧光的导出途径。
由于不同的组织因其组成成分之不同而会展现出不同的光学特性，例如肌肉组织与脂肪组织其组成份不同，但是再不同的组织也会有所差异，如激光荧光值与反射光值在不同的入射光波长下均会有所不同，因此本发明注射套组中的光侦检器就是利用这一原理，侦测个体组织在不同波长的反射光或倍频光子或激发荧光值，以提供该组织态样的信息来协助判定前述母针与子针尖端所到达的位置。进一步地，所述注射套组应用于硬脊膜外腔麻醉，是本发明的一个研究发现。
本发明中的侦检器可让使用者自行设定，使其在光学辨识针尖到达特定组织时，主动发出到位讯号至所连接的警示器，让警示器能以闪光或是鸣声来告知使用者。
本发明注射套组中的抽换式子针，当其到达目标组织时则可被抽出，并被一注射导管所置换，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。前述注射导管为一般的注射导管，可将外来物质如麻醉药或生理食盐水等液体注射入受试者体内。
本发明还提供一种利用鉴别个体组织的不同光学特性来定位穿刺针头的方法，包括：(a)将一含有光纤的抽换式光学辨识针插入一中空麻醉穿刺针，组合成一穿刺套组；(b)将该光纤连接至一光源以及一光侦检器，此光侦检器系侦测个体组织的光学特性以提供该组织态样的信息；以及(c)将前述穿刺套组插入个体，并由光侦检器所提供的组织态样信息来判读所述穿刺套组的尖端到达的位置。
在上述定位注射针头的方法中，该光侦检器所侦测的光学特性为物质在不同波长的反射光值或荧光值，并且使用者可自行设定该光侦检器，使其在判断上述穿刺套组到达目标组织时，能够以声光讯号或是其它警示方式告知使用者。在此之时，使用者即可将含有光纤的抽换式光学辨识针抽出并以一注射导管将其置换，随后再将麻醉穿刺针抽离，如此，即可精确地将注射导管置放于受试者体内的特定位置。此外，本方法也可以通过上述套组所揭露的各种组件来加以实行。
附图说明
图1为人类背脊朝外(posterior)的纵剖面示意图；
图2为压力感测针的结构示意图；
图3为压力感测针的侦测示意图。
具体实施方式
本发明主要的观念是利用生物体各组织组成份的不同，各组织对不同波长的光线有不同的吸收与反射及荧光拉曼的光学特性，通过数个不同波段的光源透过光纤投射于生物组织上，判别组织的光学特性来辨识穿刺针在何种组织内或是能精准的在生物组织，器官的表面达成特定的定位目的，再进行特定的治疗或是手术。此技术能使用特定的光源照射组织，辨识组织血氧量，或是生物荧光，达到不良组织的辨别，精进诊断自疗的效果。
本专利以硬脊膜麻醉为实际案例:
硬脊膜麻醉(epiduralanesthesia)是将局部麻醉剂注入硬脊膜外腔(epiduralspace)内，把脊髓神经做可逆性阻断，以获得麻醉效果的方法，也称为硬脊膜阻断术(epiduralblock)，这是外科手术常使用的半身麻醉方法之一。对于麻醉医师而言，实行这种麻醉手术时，最关键的问题就是在于精确鉴别硬脊膜外腔的位置。首先以解剖生理的观点来看，如图1所示，硬脊膜外腔乃是介于硬脊膜(duralmater)和黄韧带(ligamentumflavum)之间的一个潜在腔，是一个极为窄小的空腔，也因此造成施行此麻醉时的侦测与定位之困难度。该空腔又因人的体型和年纪不同会有宽度不同的差异，正常来说，在腰部正中处最宽，其宽度为3-6mm，而在中胸部仅为1-5mm。若不慎穿破硬膜，轻则会造成病人术后头痛(post-duralpunctureheadache，PDPH)等后遗症，重则有损害脊髓的危险因此可知正确穿刺的重要性。
图1为人类背脊朝外(posterior)之纵剖面示意图。
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。
本发明可应用于硬脊膜外腔麻醉，不同组织因其组成成分之不同而会展现出不同的光学特性，例如荧光值与反射光值在不同的入射光波长下均会有所不同，因此本发明利用这一原理，将传统的硬脊膜外腔麻醉结合光学侦测法，来改善麻醉手术精确度。
图1为人类背脊朝外(posterior)之纵剖面示意图，脊椎骨并没有绘入，但相关组织在解剖学上的相对位置是以英文字母显示之。硬脊膜外腔麻醉的针以藍色尖锥表示。Periosteummembrane是脊椎骨的骨膜，在针的推进过程中不一定会碰到。
实施例1：利用组织光学特性差异侦测组织态样的注射套组在本发明注射套组中，本发明之光学辨识针可置入一穿刺针，穿刺针针尖端可穿刺入如皮肤、肌肉、脂肪或黏膜等生物组织。光学辨识针同样为一中空设计，但其中心则是置入光纤，并在辨识针的尖端以光学胶将光纤与辨识针胶合，其针之外型磨成与母针相合之形状，另端之光纤则接到握把内部之联接器。
图2为本发明侦测方式示意图，图中光源201所发出的光线由光导线202导入辨识针中的光纤，并透过辨识针尖端之物镜203聚焦于组织208上，而组织所反射光或倍频光子或激发荧光值光线可由原途径204射回光侦检器205，之后光侦检器再将所侦测到的讯号传输至计算机206加以数据化，并由显示屏幕207以提供组织讯号给使用者作为判断依据。
实施例2：光侦检器之设计
图4是将以上结论作一个光电组件整合的侦测系统来实现我们的目的。图4中，控制电路401是可控制两组雷射作相互反相的调变式脉冲输出，也就是当A雷射光源402开启时，B雷射光源403变关闭，反之亦然。此两组雷射光经由分光路器一404射出。光经过光分录器二405经过光纤耦合器409进入组织样本410，经反射或激发荧光后沿路径折返至光分路器二405。送至光侦测器406，光电讯号再传送至分析电路407。之后，便送至控制电路401作相关的讯号处理，最后以反射值或荧光值的比值显示在讯号显示器408上。
附图中101为探测针，102为光纤耦合器，103为光导联接器，104为光路径，201为源，202为光导联接器，203为入射光途径，204为反射光途径，205为光电转换器，206为讯号处理器，207为显示屏幕，208为待测组织，401为控制电路，402为光源一，403为光源二，404为分光路器一，405为分光路器二，406为光侦测器，407为讯号处理器，408为显示器，409为光纤针耦合器，410为待测样本。
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，并获得所提到之结果及优点，以及那些存在于其中的东西。以光纤光学法作脊髓硬膜外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。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。
熟知此领域技艺者显然能很快将本文中所揭示之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。说明书中提及之所有专利及出版品，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，如同依照参考数据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之发明，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，本文之每一个实例中包含、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。所使用的名词及表达是作为说明书之描述而非限制，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。