CN102641140B - 用于无连接活检装置的真空传感器和压力泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无连接活检装置的真空传感器和压力泵。该活检装置可包括针、切割器和手持件。真空泵可设置在所述手持件中，用于将真空供应到针和/或切割器。压力泵可设置在所述手持件中，用于将加压空气供应到针和/或切割器。马达可设在手持件中，以驱动所述真空泵、压力泵和/或切割器。真空传感器可以感测活检装置内的真空度，并响应于所感测的真空度启动操作循环。阀机构和离合机构的部分可一体形成。离合和阀机构可通过电池供电的第一马达驱动；切割器、压力泵和真空泵可通过电池供电的第二马达驱动。活检装置因此可从手持件内提供真空、加压空气和功率，使得活检装置是无连接的。

Description

用于无连接活检装置的真空传感器和压力泵

本申请是申请日为2008年12月26日、申请号为：200810185010.1、名称为“用于无连接活检装置的真空传感器和压力泵”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于无连接活检装置的真空传感器和压力泵。

背景技术

目前已经使用多种装置以多种方式在各种医疗手术过程中获取活检样本。这些活检装置在立体定向引导装置、超声引导装置、磁共振成像(MRI)引导装置或其他引导装置的引导下使用。例如，使用者使用单手就可以操作一些活检装置，这些活检装置带有单个插入件，以便从患者获取一个或更多个活检样本。另外，一些活检装置可以连接到真空模块和/或控制模块，这些模块例如用于传送流体(诸如加压空气、生理盐水、大气、真空等)、传送能量和/或传送指令等等。其他活检装置在没有连接或者与其他装置连接的情况下是完全或至少部分可操作的。

仅仅作为示例的活检装置公开于如下文献中：1996年6月18日公告的名称为“Method and Apparatus for Automated Biopsy andCollection of Soft Tissue”、专利号为No.5,526,822的美国专利；2000年7月11日公告的名称为“Control Apparatus for an AutomatedSurgical Biopsy Device”、专利号为No.6,086,544的美国专利；2003年6月12日公布的名称为“MRI Compatible Surgical Biopsy Device”、公开号为No.2003/0109803的美国专利申请；2007年5月24日公布的名称为“Remote Thumbwheel for a Surgical Biopsy Device”、公开号为No.2007/0118048的美国专利申请；2006年12月13日提交的名称为“Biopsy System”、序列号为No.60/869,736的美国临时专利申请；2006年12月13日提交的名称为“Biopsy Sample Storage”、序列号为No.60/874,792的美国临时专利申请，2007年11月20日提交的名称为“Vacuum Timing Algorithm for Biopsy Device”、序列号为No.11/942,764的美国非临时专利申请。上述美国专利、美国专利申请公开、美国临时专利申请和美国非临时专利申请文献中的每一篇的公开内容通过引用结合入本文。

尽管已经提供多种系统和方法并用于获得活检样本，但是据信在本发明人之前没有人提出或使用在所附权利要求书中限定的本发明。

发明内容

本发明具体涉及以下内容：

(1).一种活检装置，该活检装置包括：

(a)针，该针包括：

(i)组织穿刺尖端，

(ii)用于容纳切割器的第一腔，和

(iii)与所述第一腔流体连通的横向组织接收孔；

(b)手持件，所述针从该手持件延伸；

(c)真空泵，该真空泵定位在所述手持件内；

(d)压力泵，该压力泵定位在所述手持件内；

(e)切割器，该切割器能在所述针的第一腔内转动和移动；和

(f)马达，该马达用于驱动所述切割器以及所述真空泵与所述压力泵之一或两个。

(2).根据第(1)项所述的活检装置，其中，所述针还包括针套节和第二腔，所述第二腔与所述第一腔流体连通，所述针套节包括与所述第二腔流体连通的端口。

(3).根据第(2)项所述的活检装置，还包括与所述针套节的端口流体连通的导管。

(4).根据第(3)项所述的活检装置，还包括阀组件，所述阀组件包括歧管，所述导管还与所述歧管流体连通。

(5).根据第(4)项所述的活检装置，其中，所述阀组件还包括阀构件，该阀构件能够在所述歧管内纵向移动，所述阀构件能够根据其在所述歧管内的纵向位置对所述歧管内的流体连通进行重新定向。

(6).根据第(5)项所述的活检装置，还包括离合机构，所述离合机构能够选择性地使所述马达与所述切割器连通。

(7).根据第(6)项所述的活检装置，其中，所述离合机构的至少一部分和所述阀构件一体形成。

(8).根据第(6)项所述的活检装置，其中，所述离合机构包括叉形构件，该叉形构件能够选择性地使驱动齿轮运动。

(9).根据第(1)项所述的活检装置，还包括离合和阀机构，所述离合和阀机构能够提供从所述真空泵和压力泵之一或两个到所述针的选择性的流体连通，所述离合和阀机构还能够在所述切割器和所述马达之间提供选择性的接合。

(10).根据第(9)项所述的活检装置，还包括第二马达，所述离合和阀机构通过第二马达驱动。

(11).一种活检装置，所述活检装置包括：

(a)针，所述针包括：

(i)组织穿刺尖端，

(ii)用于容纳切割器的第一腔，和

(iii)与所述第一腔流体连通的横向组织接收孔；

(iv)第二腔，该第二腔与所述第一腔流体连通；

(b)手持件，所述针从该手持件延伸；

(c)真空泵，该真空泵定位在所述手持件内；

(d)切割器，该切割器能在所述针的所述第一腔内转动和移动；和

(e)传感器，所述传感器定位在所述手持件内并且能够感测所述活检装置的至少一部分中的真空度。

(12).根据第(11)项所述的活检装置，其中，还包括阀机构，所述阀机构能够选择性地重新定向与所述第二腔流体连通，所述阀机构定位在所述手持件内并且包括歧管和位于该歧管内的阀构件，所述歧管的至少一部分与所述真空泵连通。

(13).根据第(12)项所述的活检装置，其中，所述歧管包括多个端口，所述阀构件能够根据所述阀构件在所述歧管内的纵向位置选择性地在所述端口中的两个或更多个之间提供流体连通。

(14).根据第(12)项所述的活检装置，还包括马达和离合机构，所述离合机构能够选择性地使所述马达与所述切割器接合，所述离合机构包括与所述阀构件形成一体的第一部分。

(15).根据第(14)项所述的活检装置，其中，所述第一部分包括叉形构件，所述阀构件从所述叉形构件向远侧延伸。

(16).根据第(11)项所述的活检装置，其中，所述切割器限定切割器腔，所述真空泵与所述切割器腔流体连通，所述真空传感器能够感测所述切割器腔内的真空度。

(17).根据第(11)项所述的活检装置，还包括组织样本室，所述真空泵与所述组织样本室流体连通。

(18).根据第(17)项所述的活检装置，其中，所述传感器在所述组织样本室中。

(19).根据第(11)项所述的活检装置，还包括与所述传感器通信的控制器，所述控制器能够响应来自所述传感器的关于所述真空度低于特定的真空度的指示。

(20).一种活检装置，所述活检装置包括：

(a)针；

(b)切割器，该切割器定位在所述针中；

(c)手持件，所述针从该手持件延伸；

(d)马达；

(e)真空泵；

(f)压力泵；

(g)第一部件，其用于在所述马达和所述切割器之间提供选择性的连通，所述第一部件定位在所述手持件中；和

(h)第二部件，其用于在所述真空泵、压力泵和针之间提供选择性的连通，所述第二部件定位在所述手持件中。

附图说明

尽管本说明书以特别指出且明确要求保护本发明的权利要求书作为总结，但是相信通过结合附图对一些实施例进行的下列说明能够帮助更好地理解本发明，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1描绘了示例性的无连接活检系统的立体图；

图2描绘了图1中活检装置的局部立体图，其中壳体部件被移除；

图3描绘了图1中活检装置的另一局部立体图，其中壳体部件被移除；

图4描绘了图1中活检装置的示例性针套节(needle hub)的剖视图；

图5描绘了图1中活检装置的示例性的切割器包覆成型的立体图；

图6描绘了图1中活检装置的示例性的叉形构件的平面图；

图7描绘了带有图6中的叉形构件的示例性离合和阀机构，其中叉形构件处于近侧位置；

图8描绘了带有图6中的叉形构件的示例性离合和阀机构，其中叉形构件处于远侧位置；和

图9描绘了可以用于根据切割器的位置提供与真空腔的流体连通的示例性定时算法。

具体实施方式

以下对本发明的特定实施例的描述不应用于限制本发明的范围。本领域技术人员从以下描述中可想到本发明的其他实施例、特征、方面、实施方式和优点，作为示例，所述描述是用于执行本发明的最佳方式中的一种。将实现的是，本发明能够实现其他不同且明显的方面，所有这些都不脱离本发明。因此，附图和说明书应当被认为是示意性的且非限制性的。

如图1所示，示例性的活检装置10包括探头100和机架200。在一些实施方式中，探头100可从机架200分开。仅作为示例，探头100可以设置成可拆卸的部件，而机架200可以设置成可重复使用的部件。

此处使用的术语“机架”不应被理解为需要将探头100的任何部分插入到机架200的任何部分中。实际上，在活检装置10的一些变型中，探头100可简单地放置在机架200上(例如机架200用作“托架”等)，或者机架200可以简单地放置在探头100上。在其他一些变型中，机架200的一部分可插入到探头100中。在任何一种变型中，可以使用任何适当的结构或技术(例如夹子、钩、搭扣部件等)相对于机架200固定探头100。此外，在一些活检装置10中，探头100和机架200可以是单体式或整体式结构，使得这两个部件不能分开或者不是分开构成。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到探头100和机架200之间的其他合适的结构和功能关系。

本实施例的活检装置10被构造成手持式的，使得使用者可以单手(例如使用超声引导装置等)操纵和操作活检装置10。然而，鉴于此处的教导应当理解，活检装置10可以各种其他设置(例如立体定向、核磁共振成像等)且以其他组合的方式使用。

在本实施例中，探头100包括针部分102和组织样本保持器160。针部分102终止于套节116。针部分102包括外套管104，该外套管104具有组织穿刺尖端106和位于组织穿刺尖端106近侧的横向组织接收孔108。组织穿刺尖端106被构造成不需要很大的力并且不需要在插入尖端106之前在组织中形成开口就能穿刺组织。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到用于组织穿刺尖端106的合适构造。

如图4所示，本实施例的外套管104的内部限定套管腔110和真空腔114，并且壁120将套管腔110与真空腔114分开。多个外部开口(未示出)形成于外套管104中，并与真空腔114流体连通。这样的外部开口的例子公开于2007年2月8日公布的名称为“BiopsyDevice with Vacuum Assisted Bleeding Control”、公开号为No.2007/0032742的美国专利申请中，该文献的公开内容通过引用结合入本文。当然，如同此处描述的其他组成元件一样，这样的外部开口仅仅是可选的。

在一些实施方式中，壁120沿着针部分102的很大一段长度延伸。在其他实施方式中，壁120向近侧延伸仅仅超过切割器130的远端区域(将在下面描述)，并终止于针部分102。例如，套管腔110可被设定尺寸和构造，使得在切割器130处于该套管腔110中时，在切割器130的外部和套管104的内部的至少一部分之间存在间隙。这种间隙可提供位于壁120的近端附近、沿着套管104的长度的真空腔114。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到设置真空腔114的其他方式。

在本实施例中，多个横向开口(未示出)穿过壁120形成，以提供套管腔110和真空腔114之间的流体连通。适当的横向开口在本领域是已知的。在本实施例中，横向开口直接位于孔108下方，但是一个或多个这样的开口可设置在相对于所述孔108的近侧或远侧。如下将更详细描述的，真空、生理盐水、大气和/或加压空气可通过这样的横向开口从真空腔114通向套管腔110。

中空切割器130设置在套管腔110内。切割器130的内部限定切割器腔132，使得流体和组织可借助切割器腔132传送通过切割器130。如下将更详细描述的，切割器130被构造成在套管腔110内旋转并在套管腔110内沿轴向移动。具体地说，切割器130被构造成从穿过外套管104的横向孔108突出的组织上切割活检样本。如下将更详细描述的，切割器130还被构造成允许被切割的组织样本向近侧传送通过切割器腔132。这种切割和近侧传送仅仅为示例性的例子描述于美国专利No.5,526,822中，该文献的公开内容通过引用结合入本文，但是也可使用任何其他合适的结构或技术来进行切割和/或在活检系统中传送组织样本。

在本实施例中，针部分102的轴向位置相对于活检装置10的其余部分(remainder)基本上固定。但是，其他变型可以包括能相对于活检装置10的其余部分的至少一部分轴向移动的针部分102。例如，活检装置10可以包括击发机构(未示出)，该击发机构可操作地击发针部分102进入组织。这样的击发机构可以被弹簧驱动和/或马达驱动和/或以其他方式驱动。

此外，在本实施例中，针部分102的角位置相对于活检装置10的其余部分基本上固定。但是，其他变型可以包括能相对于活检装置10的其余部分的至少一部分转动的针部分102。例如，活检装置10可以包括针旋转机构(未示出)，该针旋转机构可操作地转动针部分102。这样的针旋转机构可以被指轮驱动和/或马达驱动和/或以其他方式驱动。相似地，指轮可以设在针部分102和探头100的交界面附近，例如在针套节116处，用于转动针部分102。本领域技术人员会想到用于使针部分102移动和/或旋转的其它方式。

本实施例的组织样本保持器160被构造用于收集通过切割器腔132向近侧传送的组织样本。另外，组织样本保持器160的至少一部分可从探头100拆下，但是在其他变型中组织样本保持器160可以是不可拆卸的。在一些变型中，组织样本保持器160包括歧管(未示出)，歧管用于在活检装置10的部件之间提供重定向的流体连通。例如，歧管可以重定向流体(例如真空)从真空泵(例如从真空泵80，如下更详细地描述)流通到切割器腔132和/或其他地方。

另外，组织样本保持器160的歧管或其他部件可以相对于探头100的至少其他一些部分转动。例如，组织样本保持器160的歧管或其他部件可包括多个组织样本室(未示出)，并且组织样本保持器160的歧管或其他部件可以转动，以依次地将每个组织样本室与切割器腔132连通，依次在各个组织样本室中获取分散的组织样本。这样的可旋转性可以自动地(例如通过马达)和/或手动地(例如由使用者手动地转动组织样本保持器160的部件，例如旋钮)提供。替代地，组织样本保持器160可被构造成使其他部件可转动或者没有部件能转动。

组织样本保持器160还可以包括外罩盖162或其他部件，这些部件被构造成为组织样本保持器160的内容物提供密封。这样的罩盖162可以是基本透明的和/或半透明的，从而使用户可以观察组织样本保持器160内的组织样本和/或液体等。另外，组织样本保持器160可包括带或盘(未示出)，它们可从组织样本保持器上拆下。例如，这样的盘或带可限定组织样本室，通过取下带或盘就可以将组织样本从组织样本保持器160取出。这样的盘或带中还允许流体通过，使得盘或带不会阻挡歧管和切割器腔132之间的流体路径。当然，鉴于此处的教导，可以用各种其他方式提供罩盖和/或盘或带，或者可以完全省去。

在又一种实施方式中，组织样本保持器160仅包括室，不带可转动的歧管或类似的部件。例如，组织样本保持器160可提供容器式结构，并且可以将材料例如组织样本与液体(例如血液、生理盐水等)保持在一起。在一些变型中，网筛、过滤器或其他结构用于促进固体从液体分离。另外，一个或多个过滤器或其他部件可以用于防止液体、组织等进入真空泵80，这将在以下更详细地描述。

本实施例的组织样本保持器160包括罩盖164，该罩盖164可从罩盖162上取下，以便接近罩盖162内的组织样本。罩盖162和罩盖164之间的交界面可以是基本流体密封的。鉴于此处的教导，本领域技术人员会想到罩盖164的其他适当的特征。替代地，罩盖164可被省去。

仅作为示例，用于操作组织样本保持器160的适当的部件、组织样本保持器160的结构及其操作方法公开于2006年12月13日提交的名称为“Biopsy Sample Storage”、序列号为No.60/874,792的美国临时专利申请，以及2007年11月20日提交的名称为“RevolvingTissue Sample Holder for Biopsy Device”、序列号为No.11/942,785的美国非临时专利申请。以上引用的美国专利、美国专利申请、美国临时专利申请和美国非临时专利申请文献中的任一篇的公开内容通过引用结合入本文。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到其他适合的用于操作组织样本保持器160的部件、组织样本保持器160的构造及其操作方法。

如图2至3、7至8所示，阀歧管12和阀构件20设在针部分102的近端处。本实施例的阀歧管12包括三个端口14、16、18，每个端口与阀歧管12的内部流体连通。端口14与导管82流体地联接，导管82又通过组织样本保持器160与真空泵80流体地联接，如下面将更详细地描述。因此，导管82和端口14在阀歧管12和真空泵80的内部之间提供了流体连通。

本实施例的端口16与导管92流体地联接，导管92又与压力泵90流体地联接，如下面更详细的描述。因此，导管92和端口16在阀歧管12和压力泵90的内部之间提供了流体连通。

端口18与导管86流体地联接，导管86又与针套节116的端口117流体地联接。导管86和端口18、117因此在阀歧管12和针套节116的内部之间提供了流体连通。另外，如图4所示，本实施例的针套节116限定了内部导管118，该内部导管与端口117和针部分102的真空腔114流体连通。内部导管118也通过端口117与导管86流体连通。因此，阀歧管12的内部与真空腔114可以通过端口18、117、导管86和针套节116的内部导管118流体连通。在其他实施方式中，阀歧管12与针套节116形成一体，使得可以省去端口18、117和导管86。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到其他用于使阀歧管12和真空腔114形成流体连通的方式。

虽然本实施例的端14用于提供真空，并且端口16用于提供加压空气，但是应当理解，端口14或16可用于提供其他任何所需的流体连通(例如，生理盐水、真空、大气等)。另外，可以省去端口14、16中的任一个或两个都省去，或者可增加另外的端口。

如下面更加详细地描述，阀构件20通过歧管12的内部选择性地使端口18和从端口14、16中选出的一个端口之间连通。换句话说，在本实施例中，阀构件20被构造用于选择性地将真空从端口14连通到端口18，或者将大气从端口16通到端口18，进而通到真空腔114。

如图2至3、7至8所示，本实施例的阀构件20的一部分设置在阀歧管12内。阀构件20也用于在阀歧管12内相对于针部分102纵向地移动。具体而言，在该实施例中，阀歧管12和针部分102的纵向位置相对于探头100固定。阀构件20还包括多个环形密封件38。密封件38用于提供与阀歧管12的密封接合，使得密封件38防止流体(例如液体、真空、大气、加压空气等)从密封件38和阀歧管12的内壁之间经过。密封件38可包括橡胶和/或适当的一种或多种材料。

如下详细所述，并且参照图7至8，阀构件20的纵向位置在端口14、16、18之间提供了选择性的连通。具体地，图7示出了处于近侧位置的阀构件20。在该位置中，密封件38使端口14流体隔离。换句话说，在本实施例中，当阀构件20在近侧位置时，通向端口14的流体将不会超过密封件38。但是，在阀构件20在如图7所示的近侧位置时，密封件38允许端口16和端口18之间的流体连通。具体地，在端口16通过导管92接收由压力泵90产生的加压空气时，该加压空气也通过阀歧管12连通到端口18。在本实施例中，在端口18如上所述与针部分102的真空腔114流体连通时，当阀构件20在如图7所示的近侧位置时，加压空气将通过端口16进一步连通到真空腔114。

图8示出了处于远侧位置的阀构件20。在该位置中，密封件38使端口16流体隔离。换句话说，在本实施例中，当阀构件20在远侧位置时，通向端口16的加压空气将不会超过密封件38。但是，在阀构件20在如图8所示的远侧位置时，密封件38允许端口14和端口18之间的流体连通。具体地，在使用真空泵80产生的真空通过导管82连通到端口14时，该真空也通过阀歧管12连通到端口18。在本实施例中，在端口18如上所述与针部分102的真空腔114流体连通且阀构件20在如图8所示的远侧位置时，真空通过端口14连通到真空腔114。

当然，阀构件20、阀歧管12、端口14、16、18和密封件38仅仅是示例，示出了真空腔114如何可以选择性地与真空或加压空气连通。鉴于此处的教导，本领域技术人员应理解，各种替代结构、机构和技术可用于选择性地改变与真空腔114流体连通。而且，虽然以下将描述用于选择性地使阀构件20向近侧和远侧运动，以改变阀构件20和阀歧管12之间的关系的结构，但是鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到用于提供同样效果的各种其他结构、机构和技术。

如图6所示，叉形构件30从本实施例的阀构件20向近侧延伸。具体地，在本实施例中，叉形构件30和阀构件20一体地形成一起。因此，在该实施例中，当阀构件20纵向地移动时，叉形构件30与该阀构件20一起移动。如图所示，叉形构件30包括一对向近侧延伸的臂32，并且每条臂32的近端具有指向内的爪(prong)34。如下将参照图7至8具体地描述，爪24随着叉形构件30向远侧移动接合凸缘68。

叉形构件30还包括螺纹部36。齿轮40围绕螺纹部36设置。在本实施例中，齿轮40在活检装置10内的纵向位置基本固定，而齿轮40被构造成在活检装置10内转动。齿轮40包括用于与螺纹部36的外螺纹接合的内螺纹(未示出)。具体地，当齿轮40转动时，螺纹的接合使得叉形构件30向远侧或近侧移动，这取决于齿轮40的转动方向。如上所述，在本实施例中，叉形构件30的这种向远侧或近侧的移动可改变阀构件20和阀歧管12之间的关系，由此改变端口14、16、18之间的流体连通。

如图3所示，带有齿轮44的马达42用于转动齿轮40。具体地，马达42直接地驱动齿轮44，该齿轮44与齿轮40啮合。因此，叉形构件30可向远侧或近侧移动，这取决于马达42被致动后的转动方向。当然，任何其它适当的部件、结构或机构可用于向远侧或近侧移动叉形构件30。仅仅作为示例，在其他实施方式中，叉形构件30可沿着纵向被气动地(例如通过气压缸或气动致动器等)或通过螺线管驱动。

在本实施例中，以及如图5所示，切割器驱动构件50围绕切割器130设置。具体地，本实施例的驱动构件50围绕切割器130包覆成形并且被构造成与切割器130一体地旋转和移动。在其他变型中，驱动构件50使用其他结构或技术相对于切割器130固定。本实施例的驱动构件50包括多键部分52和螺纹部分54.

如图2至3以及7至8所示，螺母60围绕驱动构件50设置。螺母60固定在活检装置10内，使得基本上防止了螺母60在活检装置10内旋转或移动。螺母60包括内螺纹(未示出)，内螺纹用于与切割器驱动构件50的螺纹部54上的外螺纹接合。具体地，螺母60和驱动构件50使得当驱动构件50旋转时，由于螺母60的螺纹和螺纹部54的接合，切割器130沿着纵向相对于螺母60(并且相对于针部分102)移动。在本实施例中，切割器130的纵向移动方向取决于驱动构件50在螺母60内的转动方向。驱动构件50可通过多键部分52的接合而旋转，如下面将更详细地描述。

在本实施例中，驱动齿轮64围绕切割器130设置。驱动齿轮64包括多个外花键66、向外延伸的周向凸缘68、以及一个或多个内花键(未示出)。弹簧71设置在驱动齿轮64的凸缘68和螺母60的外凸缘62之间。在本实施例中，弹簧71被构造用于向近侧偏压驱动齿轮64。当然，在任何其他适当的位置，任何其他类型的弹性构件或任何其他类型的部件可用于向近侧驱使驱动齿轮64。尽管本实施例的弹簧71向近侧偏压凸缘68使其靠在叉形构件30的爪34上，甚至当叉形构件30处于近侧位置时，但是弹簧71可替代地具有较短的卷绕长度，使得当叉形构件30在近侧位置时，凸缘68不被驱使与爪34接触。弹簧71的这种结构可以允许叉形构件30在一定的近侧范围行进，而不必导致驱动齿轮64向近侧运动。替代地，弹簧71可向近侧将驱动齿轮64偏压靠在壳体中的部件(未示出)上，使得当叉形构件30在近侧位置时，凸缘68不被驱使与爪34接触。在这样的实施方式中，鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到当叉形构件30在近侧位置时，凸缘68和爪34之间具有适当的纵向间隙。

如上所述，以及如图7至8所示，齿轮40通过马达42旋转会引起叉形构件30向远侧或近侧移动，这取决于齿轮40的旋转方向。当叉形构件30如图7所示处于近侧位置时，驱动齿轮64被定位在其完全近侧的位置。当切割器130充分地向远侧推进以“关闭”孔108并且切割通过孔108脱垂的组织时，切割器驱动构件50的多键部分52基本上从驱动齿轮64脱开，导致切割器130停止旋转和移动。具体地，驱动齿轮64的内花键不再与驱动构件50的多键部分52接合。因此，随着驱动齿轮64在叉形构件30处于近侧位置时旋转，当切割器130的远端到达孔108的远端时，驱动齿轮64的这种旋转将不会影响切割器驱动构件50。换句话说，当叉形构件30在近侧位置时，一旦切割器130的远端到达孔108的远端，驱动齿轮64就将简单地“空转”。

在该实施例中，当齿轮40通过马达42旋转以使叉形构件30移动到远侧位置时，如图8所示，叉形构件30的这样的远侧移动将导致驱动齿轮64向远侧运动。具体地，与凸缘68接合的爪34将向远侧拉动驱动齿轮64。驱动齿轮64的这样的远侧运动将引起驱动齿轮64的一个或多个内花键与切割器驱动构件50的多键部分52接合。随着这种接合，驱动齿轮64的旋转将引起驱动构件50的伴随旋转。如上所述，由于驱动构件50的螺纹部54与螺母60的内螺纹接合，驱动构件50的这种旋转将引起切割器130向远侧或近侧移动，这取决于旋转方向。

鉴于上述情况，应当理解，驱动齿轮64、驱动构件50和螺母60被构造成提供切割器130的同步旋转和移动。鉴于此处的教导还应当理解，叉形构件30被构造成用于提供离合功能和阀功能。具体地，叉形构件30通过选择性地使驱动齿轮64与切割器驱动构件50接合来起离合器的作用；同时通过相对于阀歧管12的端口14、16、18重定位所述阀构件20的密封件38来提供阀功能。

然而，在一些实施方式中，阀构件20被构造成使得叉形构件30可穿过一定的纵向范围移动，而不影响真空腔114的气动程度。例如，阀构件20可被构造成使得叉形构件30的纵向行进范围(包括即将在驱动齿轮64和切割器驱动构件50之间形成接合的初始阶段之前和在形成接合的初始阶段期间的纵向位置)对真空腔114的气动程度没有明显的影响。以下将参照图9更具体地描述可通过阀构件20和阀歧管12提供的示例性的气动算法。

在本实施例中，第二马达70用于转动驱动齿轮64。具体地，第一齿轮72设置在从马达70延伸出的轴上。中间齿轮74设置在第一齿轮72和驱动齿轮64之间并且与第一齿轮72和驱动齿轮64接合。因此，马达70的旋转通过啮合齿轮72、74传递到驱动齿轮64。当然，任何其它适当的结构或技术(例如带、链等)都可用于驱动所述驱动齿轮64。在本实施例中，驱动齿轮64的花键66具有足够的长度，使得当驱动齿轮64在近侧位置(即，在切割器130向远侧充分推进时，驱动齿轮64从切割器驱动构件50脱开)时以及当驱动齿轮64在远侧位置(即与切割器驱动构件50接合)时花键66保持与中间齿轮74的花键啮合。

本实施例的活检装置10也包括压力泵90。如图2至3所示，环形齿轮76也设置在从马达70延伸出的轴上。环形齿轮76与从压力泵90延伸出的齿轮78接合。压力泵90被构造用于响应齿轮78的旋转产生加压空气。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到用以响应齿轮78的旋转来加压空气的压力泵90的适当的内部结构。

如上所述，导管92与压力泵90流体地联接。具体地，导管92能够连通来自压力泵90的加压空气。同样如上所述，导管92与阀歧管12的端口16流体地联接，使得来自压力泵90的加压空气可以被选择性地通向针部分102的真空腔114，这取决于阀构件20在阀歧管12内的纵向位置。换句话说，在本实施例中，压力泵90可以用于将加压空气输送至真空腔114。

当然，可以使用各种替代的结构、装置和技术对空气或一些其它介质进行加压，并且可以使用任何适当的结构、装置和技术使加压介质沿着各种替代的路径连通。

在本实施例中，压力泵90经由联接件94与真空泵80联接。在一些实施方式中，联接件94包括一个或多个扭力传递部件，例如旋转轴(未示出)和/或其他一种或多种结构。例如，联接件94可以包括与齿轮78机械连接的部件，使得由马达70产生的旋转可以经由联接件94传递。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到在压力泵90内设置用以提供这种与联接件94的连通的适当的内部结构。压力泵90还能够根据压力泵90内的压力通过联接件94提供旋转致动。例如，压力泵90可以包括响应于加压空气旋转的叶轮或其他结构。在经由联接件94旋转致动或扭力传递的本实施例中，真空泵80能够响应于通过联接件94的旋转致动产生真空。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到用以响应于通过联接件94的旋转致动产生真空的真空泵的适当的内部结构。

在其他变型中，联接件94提供与真空泵80的流体连通。例如，联接件94可以提供从压力泵90到真空泵80的密封的流体通道。由压力泵90产生的加压空气由此可以与真空泵80连通，从而驱动真空泵80以产生真空。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到用以响应于接收到的加压空气来产生真空的真空泵80的适当的内部结构和构造。

本实施例的真空泵80通过端口84与组织样本保持器160的内部流体连通。导管82也与组织样本保持器160的内部连通。组织样本保持器160由此使得通过真空泵80经由端口84连通到组织样本保持器160的真空进一步连通到真空导管82。如上所述，连通到真空导管82的真空可进一步连通到真空腔114，这取决于阀构件20在阀歧管12内的纵向位置。

在本实施例中，切割器腔132也与组织样本保持器160的内部流体连通。因此，经由端口84通过真空泵80在组织样本保持器160内产生的真空除了被连通到导管82外，还被连通到切割器腔132。切割器腔132中的这种真空可足以将(由切割器130切断的)组织样本向近侧抽入到组织样本保持器160中。组织样本通过切割器腔132的近侧输送可以得到由压力泵90产生的加压空气的进一步辅助，该加压空气可以经由真空腔114(如上所述)和真空腔114与套管腔110之间的开口通过切割器腔132的远端连通。换句话说，由压力泵90产生的加压空气可以撞击切割器腔132内的切断的组织样本的远侧面，促使这些组织样本朝向组织样本保持器160向近侧运动并进入组织样本保持器160。

当然，替代地，可使用各种替代结构、装置和技术产生真空，并且可以使用任何适当的结构、装置和技术沿着各种替代的路径连通真空。

尽管本实施例包括用于分别向阀歧管12的端口14、16提供真空和压力的泵80、90，鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到阀歧管12可以包括一个或多个附加的端口(未示出)，例如用于接收大气(例如用于通风)、生理盐水(例如用于冲洗)或一些其它流体。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到将大气、生理盐水和/或其他流体合并到用于活检装置10的气动算法中的适当的方式。仅以例子的方式，一些这种算法公开在2007年11月20日提交的题为“Vacuum Timing Algorithm for Biopsy Device”、序列号为No.11/942,764的美国非临时专利申请中，该非临时专利申请的全部内容通过引用合并在此。

在一些实施方式中，真空传感器170设在组织样本保持器160内。真空传感器170能够感测组织样本保持器160内的真空度。具体地，真空传感器170可以根据切割器130的纵向位置感测真空度。仅以例子的方式，如果真空传感器170指示组织样本保持器160内的真空度未降到预定的真空度之下(即指示组织样本被容纳在孔108和/或切割器腔132内)，那么可以启动如下所述的“清洁探头”算法。

鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到使用各种类型的装置和结构来提供真空传感器170。例如，真空传感器170可以包括膜片、电容耦合器、应变片或任何其他适当的装置、部件或结构。

另外，尽管在本实施例中真空传感器170设在组织样本保持器160内，但可以想到真空传感器170可以定位在组织样本保持器160内的任何适当的位置处或定位在活检装置10内的任何位置。仅以例子的方式，真空传感器170可以设在真空泵80、端口84、切割器腔130内，或其他位置。预定的真空度(这可以指示组织样本被容纳在孔108和/或切割器腔132内)可能需要基于真空传感器170的位置和/或基于其他因素来调整。然而，在本实施例中，真空传感器170被定位成使得其能够检测切割器腔132内的真空度。此外，可以提供多于一个真空传感器170。作为替代方案，可以完全省去真空传感器170。

除了真空传感器170之外或替代真空传感器170，活检装置10也可以包括压力传感器(未示出)。这种压力传感器可以设置在任何适当的位置，包括但不限于设置在压力泵90、导管92、阀歧管12内，或其他位置。压力传感器可以类似于真空传感器170进行构造(例如，包括膜片、电容耦合器、应变片或任何其他适当的装置、部件或结构)，或者可以其他方式构造。压力传感器可以用于感测由压力泵90产生的压力。这种压力数据可以各种方式通信和使用，包括但不限于以下将进一步详细描述的技术。对于这里描述的真空传感器170和各种其他部件，压力传感器仅仅是可选的并且可以全部省略。

不管是使用真空传感器170和压力传感器中之一或两个，都可以使用任何适当的部件处理从这样的传感器通信的信号或数据。仅以例子的方式，真空传感器170和压力传感器中之一或两个可以与ASIC、微控制器和/或一些其它部件通信地联接，ASIC、微控制器和/或一些其它部件可以进一步地与马达42、70之一或两个连通并且可以定位在活检装置10中或其他位置。这种控制器(未示出)可以根据各种情况提供各种响应。

例如，在活检装置10包括真空传感器170的情况下，例如当真空传感器170检测到切割器腔132内的真空度在应当降到特定的真空度之下时却未降到该特定的真空度之下时，控制器可以启动“清洁探头”循环。具体地，切割器腔132内的真空度的范围可以指示组织样本被容纳在切割器腔132和/或孔108内。响应于这种情况，可以开始“清洁探头”循环，切割器130行进以关闭孔108，直到孔108未完全关闭的程度。作为替代方案，切割器130可以被定位成使得孔108稍打开。在任一种情况中，压力可以连通到真空腔114，并且真空连通到切割器腔132。如上所述，连通到真空腔114的压力可以经由壁120上的开口到达套管腔110中，由此撞击容纳在切割器腔132中的组织的远侧面。在该阶段，切割器130可以往复运动一次或多次(例如，在关闭孔108、稍打开孔108之间交替)。这个过程可以继续，直到真空传感器170指示再次获得令人满意的真空度为止。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到实施“清洁探头”循环的其他方式。

除了如上所述响应于特定情况启动“清洁探头”循环之外或替代该循环，这些传感器和其他部件在特定情况下可以提供各种其他类型的响应。例如，活检装置10可以被构造成使得切割器130直到泵80、90分别产生足量的真空和/或压力时才沿纵向移动。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到真空和/或压力的适当的临界度。

控制器还可以在任何适当的时间和/或以任何适当的速度从一个或多个传感器获得数据。例如，当马达42、70在活检装置10的初始使用阶段已经被致动时，可以查询一个或多个传感器以检查活检装置10是否流体泄漏。如果检测到泄漏，那么控制器可以阻止继续使用活检装置10，并且还可以向使用者提供指示(例如，点亮“故障灯”等)。当然，当检测到其他情况(例如，组织样本卡在孔108或切割器腔132中)时，控制器也可以向使用者提供指示。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到将传感器与活检装置10一起使用的其他方式。

鉴于此处的教导应当理解，即使当驱动齿轮64从切割器驱动构件50脱开时，马达70可继续驱动压力泵90和/或真空泵80或对其供电。例如，当在将针部分102插入患者体内的一次插入过程中取出多个组织样本时，可能就需要压力泵90和/或真空泵80的这样的“空转”供电。换句话说，使用者可以等待让马达70在取样循环之间对压力泵90和/或真空泵80供电，即使当针部分102保持插入在患者体内时也一样。在此期间，切割器130可向远侧行进，以“关闭”孔108，并且使用者可重定位活检装置10(例如通过使针部分102在患者体内旋转以重定向孔108)。

鉴于以上描述，应当理解，第一马达42可用于根据马达42的旋转方向选择性地向远侧或近侧移动叉形构件30，以便同时提供(其它潜在功能中的)离合和阀功能。还应当理解，第二马达70可用于同时驱动压力泵90、真空泵80和驱动齿轮64。但是，鉴于此处地教导，本领域技术人员应当理解，单个马达可用于所有这些功能和/或其它功能。例如，可增加一个或多个离合器来选择性地使各种齿轮或其它部件与一个或多个驱动轴或驱动齿轮接合。另外，当本实施例的马达42、70是电动的并通过电池198驱动时，作为替代方案，马达42、70可包括一个或多个气动马达、气动致动器或其它装置。

如果使用电池198，那么这样的电池可以是可充电的或者不可充电的。在一些替代实施方式中，活检装置10通过导线接收来自外部电源的功率。在另一实施方式中，活检装置10以无线的方式接收来自单独电源的功率。在又一些实施方式中，活检装置10接收来自加压介质源(例如机载(onboard)手动泵、通过导管连接到活检装置10上的单独泵等)的功率。鉴于此处的教导，本领域技术人员应当理解，本实施例的活检装置10是无连接的，例如没有导线、导管、管或其它用于连接活检装置10的部件，以便使活检装置10完全发挥功能。换句话说，活检装置10是基本便携的，并且可用于各种设置中。当然，活检装置10的其它变型可包括一个或多个连接件，例如导线、缆线、管等。另外，在本实施例中，马达42，70、电池198、压力泵90和真空泵80设置在活检装置10的可重用的机架200内。但是，其它变型可以包括任意或所有的这种部件位于可任意使用的探头100或其它地方。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到用于活检装置10的变型的其它适当部件和部件的布置。

图9示出了流体如何通到真空腔114的实施例，作为切割器130的纵向位置和时间的函数。这样的气动算法可通过选择性的马达42的致动提供，这可用于选择性地改变阀构件20在阀歧管12内的纵向位置。当然，切割器130的纵向位置的改变可通过选择性的马达70的致动并结合如上所述通过叉形构件30离合来提供。如图所示，气动算法开始于向近侧回缩切割器130，使得孔108“打开”。但是，应当理解，当针部分102被插入患者胸腔中时，切割器130实际上可向远侧行进以“关闭”孔108。换句话说，在针部分102被插入患者胸腔中后，切割器130可向近侧行进，并且所示的气动算法开始。

在本实施例中，在切割器130开始向远侧移动之前，真空连通到真空腔114，由此将组织抽入或脱垂在孔108中。如图所示，随着切割器130向远侧位置运动时，真空可经由端口14连续地输送到真空腔114，以保持抽入孔108中的组织。在此期间，端口16可以通过阀构件20基本上密封(也叫作“滑封”)，使得来自压力泵90的加压空气不能经过密封件38或其他部件连通到真空腔114。这可以通过使阀构件20行进到例如图8中所示的远侧位置来完成。

当切割器130接近远侧位置时，加压空气可连通到真空腔114，在此期间切割器130切割组织。尽管加压空气连通到真空腔114，端口14可以通过阀构件20基本上密封(也叫作“滑封”)，使得真空泵80的真空不能经过密封件38或其他部件连通到真空腔114。这可以通过使阀构件20缩回到例如图7中所示的近侧位置来完成。切割器130可在孔108的远侧边缘附近往复运动一次或多次，同时向真空腔114连续地供应加压空气。可以理解，弹簧71能够允许驱动齿轮64提供切割器130的往复运动，即使是在阀构件20和叉形构件30处于近侧位置时。

切割器130可随后向远侧行进到足以“关闭”孔108的程度。此时，在本实施例中，切割器130已经从穿过孔108脱垂的组织上切断组织样本。同时，驱动齿轮64从驱动构件50脱开，切割器130被留在远侧位置并且不再转动或移动。当切割器130在远侧位置时，真空可再次输送通过真空腔114，如图9所示。替代地，还如图9所示，在切割器130处于远侧位置时，加压空气可以输送通过真空腔。这种加压空气可以在驱动齿轮64接合切割器驱动构件50或驱动齿轮64未接合切割器驱动构件50时通向真空腔114。

在此阶段，不管是真空或压力被输送通过真空腔114，输送通过切割器腔132的真空可向近侧将切割器130切下的组织样本抽入组织样本保持器160中。当然，在加压空气或其他加压流体通向真空腔114的情况下，这种加压介质可以辅助真空沿轴向通过切割器腔132，以驱动组织样本向近侧通过切割器腔132并进入组织样本保持器160。

此时，在驱动齿轮64已经从驱动构件50脱开的情况下，驱动齿轮64然后可以与驱动构件50重新接合，并沿着不同方向旋转以使切割器130向近侧移动。当切割器130被缩回时，真空可重新输送到真空腔114，由此将其它组织抽入孔108中以供随后的取样。该过程可重复，直到获得需要数量的组织样本为止。在整个过程中，真空可输送通过切割器腔132。

同样如图9所示，在取样循环中，切割器130的往复运动仅仅是可选的。换句话说，切割器130可仅仅向远侧行进，以在一次动作中切割组织样本，然后停留在远侧位置上，而组织样本向近侧行进通过切割器腔132(并且真空泵80被重新供电和/或压力泵90被重新供电，等等)，随后向近侧行进，以允许获取下一个组织样本。鉴于此处的教导，本领域技术人员可以想到使切割器130运动的其它方式，以及可以根据切割器130的位置等等给真空腔114和/或切割器腔132提供气动连通的方式。

本发明的实施方式应用于常规内窥镜和开放外科器械中，还用于机器人辅助的外科手术中。

本文公开的装置的实施方式可设计成在一次使用后丢弃，或者可设计成多次使用。在任意情况下或在两种情况下，实施方式可包括在至少一次使用后修复以备再次使用。修复可包括装置的拆卸步骤的组合，随后清洁或替换特定件，随后进行组装。具体地，装置的实施方式可以拆卸，并且可以任何结合的方式有选择地替换或拆下装置的任意数目的特定件或部件。随着对特定部件的清洁和/或替换，装置的实施方式可以在修复设施处或通过外科团队在即将进行外科手术之前组装以便随后使用。本领域技术人员应当理解，可以使用各种用于拆卸、清洁/替换和组装的技术来修复装置。这些技术的使用和所获得的修复好的装置全都在本发明范围内。

仅仅作为示例，本文所述的实施方式可在手术之前处理。首先，获得新的或用过的器械并且根据需要进行清洁。然后可以对器械进行灭菌。在一种灭菌技术中，器械被放置在封闭的密封容器(例如塑料或TYVEK袋)中。之后，容器和器械可以被放置在能穿透容器的辐射区中，例如伽马辐射区、x射线区或高能电子区。辐射可杀死器械上和容器中的细菌。灭菌器械随后可被存放在灭菌容器中。密封容器可保持器械无菌，直到容器在医疗设施中被打开。还可以使用本领域已知的其他技术(包括但不限于β或伽马辐射、乙撑氧或蒸汽)对装置进行灭菌。

虽然已经示出和描述了本发明的各种实施方式，但是在不脱离本发明范围的情况下，通过本领域技术人员的适当修改，可以完成对本文所述的方法和系统的进一步匹配。这些可能的修改中的若干个已经被提到，而其他的修改是本领域技术人员可以想到的。例如，上述的实施例、实施方式、几何图形、材料、尺寸、比率、步骤以及类似参数是示意性的而不是必须的。因此，本发明的范围应当用后附的权利要求书加以考虑，并且不应当被理解成限制到说明书和附图所示和所述的结构和操作的细节。

Claims (20)

1.一种活检装置，包括：

(a)手持件；

(b)中空切割器，所述中空切割器能够相对于所述手持件移动并且能够操作以切断组织样本；

(c)真空源，所述真空源用于在所述中空切割器内提供真空；

(d)组织样本接收构件，所述组织样本接收构件与所述手持件相联并且定位成用于接收穿过所述中空切割器输送的组织样本；和

(e)真空传感器，所述真空传感器由所述手持件承载并且能够操作以检测所述组织样本接收构件内的真空度，其中所述真空传感器能够监控预定时间量内的真空度以获取多个测量结果。

2.根据权利要求1所述的活检装置，还包括通信地联接到所述真空传感器的控制器。

3.根据权利要求2所述的活检装置，还包括通信地联接到所述控制器的马达，其中所述控制器能够操作以调节所述马达的速度。

4.根据权利要求2所述的活检装置，其中，所述控制器能够操作以调节所述中空切割器的移动。

5.根据权利要求2所述的活检装置，其中，所述控制器能够操作以调节由所述真空源产生的真空度。

6.根据权利要求2所述的活检装置，还包括位于所述手持件内的阀构件，其中所述控制器能够操作以调节所述阀构件的位置。

7.根据权利要求6所述的活检装置，其中，所述阀构件定位在歧管中，所述歧管的至少一部分与真空泵通信。

8.根据权利要求2所述的活检装置，其中，所述控制器能够响应来自所述真空传感器的关于所述真空度低于预定的真空度的指示。

9.根据权利要求2所述的活检装置，其中，所述真空传感器能够监控预定时间量内的真空度，并且所述控制器能够响应来自所述真空传感器的关于所述真空度高于预定的真空度和自所述真空传感器开始监控真空度经过了预定的时间量的指示。

10.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述真空传感器定位在所述组织样本接收构件内。

11.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述真空传感器联接到所述真空源。

12.根据权利要求1所述的活检装置，还包括压力传感器，其中所述压力传感器由所述手持件承载并且能够操作以检测所述中空切割器内的压力级。

13.根据权利要求12所述的活检装置，其中，所述压力传感器联接到所述中空切割器。

14.根据权利要求12所述的活检装置，还包括压力泵，其中所述压力传感器联接到所述压力泵。

15.一种活检装置，包括：

(a)手持件；

(b)中空切割器，所述中空切割器能够相对于所述手持件移动并且能够操作以切断组织样本；

(c)压力泵，所述压力泵与所述中空切割器流体连通；

(d)组织样本接收构件，所述组织样本接收构件与所述手持件相联并且定位成用于接收穿过所述中空切割器输送的组织样本；和

(e)压力传感器，所述压力传感器由所述手持件承载并且能够操作以检测所述中空切割器内的压力级，其中所述压力传感器还能够操作以对在组织样本正被输送穿过所述中空切割器时和在组织样本被容纳在所述中空切割器时作出区分。

16.根据权利要求15所述的活检装置，还包括通信地联接到所述压力传感器的控制器。

17.根据权利要求16所述的活检装置，还包括阀机构，所述阀机构包括阀构件和歧管，其中所述阀机构位于所述手持件内，所述阀构件设置在所述歧管内，所述控制器能够操作以调节所述阀构件的位置。

18.根据权利要求16所述的活检装置，其中，所述控制器能够操作以调节所述中空切割器的移动。

19.一种用于清洁来自活检装置内的组织的方法，其中，所述活检装置包括手持件、从所述手持件向远侧延伸的探头和能够接收来自所述探头的被切断的组织的组织样本保持器，其中所述手持件包括马达、控制器和能够操作以检测所述组织样本保持器内的真空度的传感器，其中所述探头包括针和设置在所述针内的中空切割器，其中所述马达能够操作以移动所述中空切割器，并且其中所述控制器通信地联接到所述传感器并且能够操作以调节所述马达，所述方法包括以下步骤：

(a)接收来自所述传感器的指示所述组织样本保持器内的真空度的信号；

(b)在预定的时间段监控来自所述传感器的信号以获取多个真空测量结果；

(c)确定在自所述信号被监控所述预定的时间段之后所述真空度未降到预定的真空度之下；并且

(d)响应于所述确定移动所述切割器一次或多次。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括重复所述切割器的移动直到所述真空度降到所述预定的真空度之下为止的步骤。