CN113766880B - 具有集成真空储存器的活检装置 - Google Patents
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Abstract
一种与活检装置一起使用的探针。所述活检装置具有限定样本室的组织样本保持器和可移除地固定到所述探针的套壳。所述探针包括壳体。所述壳体在其内限定真空室。所述真空室与所述组织样本保持器的所述样本室连通。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月24日提交的标题为“具有集成真空储存器的活检装置(Biopsy Device with Integrated Vacuum Reservoir)”的美国临时专利申请62/837,835的优先权，该美国临时专利申请的公开内容以引用的方式并入本文。
背景技术
已经使用多种装置以多种方式在各种医疗手术中来获得活检样本。可在立体定向引导、超声引导、MRI引导、PEM引导、BSGI引导或其他引导下使用活检装置。例如，一些活检装置可完全能够由用户使用单手进行操作，并且通过单次***从患者体内捕获一个或多个活检样本。此外，一些活检装置可拴系到真空模块和/或控制模块，诸如用于流体(例如，压缩空气、生理盐水、大气、真空等)的传送、用于电力的传送和/或用于命令的传送等。其他活检装置可以是在不与另一个装置拴系或以其他方式连接的情况下完全或至少部分地可操作的。其他活检装置可以是在不与另一个装置拴系或以其他方式连接的情况下完全或至少部分地可操作的。
仅为示例性的活检装置在以下文献中进行了公开：1996年6月18日发布的标题为“用于自动活检和软组织收集的方法和设备(Method and Apparatus for AutomatedBiopsy and Collection of Soft Tissue)”的美国专利第5,526,822号；2000年7月11日发布的标题为“用于自动手术活检装置的控制设备(Control Apparatus for an AutomatedSurgical Biopsy Device)”的美国专利第6,086,544号；2003年9月30日发布的标题为“MRI兼容手术活检装置(MRI Compatible Surgical Biopsy Device)”的美国专利第6,626,849号；2008年10月28日发布的标题为“用于手术活检装置的遥控指轮(Remote Thumbwheelfor aSurgical Biopsy Device)”的美国专利第7,442,171号；2014年7月7日发布的标题为“具有针击发的手持式活检装置(Handheld Biopsy Device with Needle Firing)”的美国专利第8,764,680号；2016年5月24日发布的标题为“由活检装置呈现活检样本(Presentation of Biopsy Sample by Biopsy Device)”的美国专利第9,345,457号；2006年4月6日公布的标题为“活检装置和方法(Biopsy Apparatus and Method)”的美国公布第2006/0074345号，现已放弃；2009年7月2日公布的标题为“用于无绳活检装置的离合器和阀门***(Clutch and Valving System for Tetherless Biopsy Device)”的美国公布第2009/0171242号；2010年6月17日公布的标题为“带***式手柄的手动致动的无绳活检装置(Hand Actuated Tetherless Biopsy Device with Pistol Grip)”的美国公布第2010/0152610号；以及2012年12月6日公布的标题为“活检装置的针组件和刀片组件(NeedleAssembly and Blade Assembly for Biopsy Device)”的美国公布第2012/0310110号。以上引用的每一项美国专利、美国专利申请公布以及美国非临时专利申请的公开内容均以引用的方式并入本文。
在一些情况下，可能希望使用没有拴系到真空源、控制器或其他***配件的活检装置。例如，在超声波引导的活检过程中，由于该过程的性质是完全手持式的而不使用支撑结构、引导件、操纵器或与活检装置的操纵相关联的其他装置，所以可能需要无绳活检装置。当活检装置为完全手持式时，对活检装置的操纵可能会受到拴系到***物品的系绳的阻碍。因此，在一些情况下可能需要无绳活检装置。
在活检装置是无绳活检装置的情况下，操作活检装置所需的所有部件都以紧凑的手持式包装结合到活检装置本身中。这种约束会导致在操作中的某些取舍。例如，为了供应真空，可以使用机载真空泵。对于这种构造，一种这样的取舍是不存在通常用于有绳活检装置中的真空罐。真空罐的存在增加了真空***的容积。当活检装置在各种操作阶段中使用或多或少的真空时，该附加容积可以对真空压力提供平滑化效果。在无绳活检装置中没有这种真空罐的情况下，当活检装置经过或多或少对真空有要求的各种操作阶段时，真空压力可能会更加不稳定。因此，在无绳活检装置的情况下，可能需要包括在活检装置经过不同的操作阶段时平滑真空压力的功能。
虽然已制作出若干***和方法并且将其用于获得活检样本，但是认为在本发明人之前还没有人制作或使用所附权利要求中所描述的本发明。
附图说明
虽然本说明书以特别地指出并清楚地要求保护本活检装置的权利要求结尾，但认为从以下结合附图对某些示例进行的描述将更好地理解本活检装置，在附图中相似附图标号标识相同元件，并且其中：
图1描绘了示例性活检装置的透视图；
图2描绘了图1的活检装置的透视图，示出了从探针拆下的套壳；
图3描绘了图2的套壳的示例性电气和/或机电部件的示意图；
图4描绘了图2的探针的透视剖面图；
图5描绘了图2的探针的分解透视图；
图6描绘了图2的探针的针致动组件的前剖视图；
图7描绘了图2的探针的前剖视图；并且
图8描绘了示出阀状态和切割器位置之间的关系的示意图。
附图不意图以任何方式进行限制，并且预期本发明的各种实施方案可以多种其他方式(包括附图中不一定描绘的那些)执行。并入说明书并且构成说明书一部分的附图说明了本发明的一些方面，并且连同描述一起来解释本发明的原理；然而，应理解本发明不限于所展示的精确布置。
具体实施方式
以下对活检装置的某些示例的描述不应用来限制本活检装置的范围。通过以下描述，本领域普通技术人员将明白活检装置的其他示例、特征、方面、实施方案和优点，这些描述是以例示方式说明，是预期用于实施活检装置的最佳模式之一。如将认识到，活检装置能够具有其他不同和明显的方面，所有这些方面都不脱离活检装置的精神。因此，附图和描述应被视为在本质上是说明性而非限制性的。
应当理解，据称以引用的方式全部或部分地并入本文的任何专利、公布、或其他公开材料是仅在所并入的材料不与本公开中所阐述的现有定义、陈述、或其他公开材料冲突的程度上并入本文的。因此且在必要的情况下，如在本文中明确阐述的公开内容比以引用的方式并入本文的任何冲突材料优先。据称以引用的方式并入本文、但与本文所阐述的现有定义、陈述或其他公开材料冲突的任何材料或其部分将仅仅是在不会在所并入材料与现有公开材料之间出现冲突的程度上并入。
I.示例性活检装置的概述
图1示出示例性活检装置(10)，其包括探针(20)和套壳(30)。应当理解，本示例的活检装置(10)通常被构造为无绳活检装置。因此，活检装置(10)通常与包括在探针(20)或套壳(30)内的、操作所需的所有部件是独立的。尽管本示例的活检装置(10)被示出和描述为无绳活检装置(10)，但是应当理解，本文的教导可以容易地应用于具有包括有绳构造的其他构造的活检装置。
探针(20)包括针组件(100)，该针组件至少部分地从探针(20)的外壳向远侧延伸。针组件(100)可***患者的组织中以获得组织样本，如下所述。活检装置(10)还包括组织样本保持器(40)，组织样本被放置在该组织样本保持器中。仅以举例的方式，探针(20)可以是一次性部件，并且套壳(30)可以是探针(20)可以联接到其上的可重复使用的部件，如图2所示。本文中术语“套壳”的使用不应理解为要求将探针(20)的任何部分***套壳(30)的任何部分。实际上，在用于活检装置(10)的一种构造中，探针(20)可以简单地定位在套壳(30)的顶部。替代地，可以将探针(20)的一部分***到套壳(30)中以将探针(20)固定到套壳(30)。在又一构造中，可以将套壳(30)的一部分***探针(20)中。更进一步地，探针(20)和套壳(30)可以一体地形成为单个单元。
在探针(20)和套壳(30)是可分离部件的构造中，端口和/或密封件(32)可设置在套壳(30)上以与探针(20)上的第二端口和/或密封件(26)联接，使得由套壳(30)内的真空泵(50)产生的真空可以流体地连接到探针(20)。套壳(30)还可以提供齿轮(34)或多个齿轮，所述一个或多个齿轮与探针(20)上的对应的齿轮(310)配合并且接合。应当理解，图2中所描绘的在套壳(30)和探针(20)之间传送真空和动力的构造仅是示例性的。在一些版本中，可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2012年6月26日发布的标题为“具有可重复使用的部分的无绳活检装置(Tetherless Biopsy Device with Reusable Portion)”的美国专利第8,206,316号；和/或2012年3月15日公布的标题为“具有可移除托盘的活检装置组织样本保持器(Biopsy Device Tissue Sample Holder with Removable Tray)”的美国公布第2012/0065542号的至少一些教导来构造这样的构造。
在套壳(30)和探针(20)连接的情况下，真空泵(50)可以经由组织样本保持器(40)和管状切割器(60)在针组件(100)内产生真空。然而，应当理解，可以以其他方式提供真空。例如，真空泵(50)可以独立于套壳(30)和探针(20)，并且可以简单地通过真空管联接到活检装置(10)上的适当端口。活检装置(10)还可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2014年7月1日发布的标题为“具有针击发件的手持式活检装置(Handheld Biopsy Devicewith Needle Firing)”的美国专利第8,764,680号；和/或2012年3月15日公布的标题为“具有可移除托盘的活检装置组织样本保持器(Biopsy Device Tissue Sample Holder withRemovable Tray)”的美国公布第2012/0065542号的至少一些教导来进行构造。鉴于本文教导，本领域普通技术人员将明白用于探针(20)和套壳(30)的其他合适结构和功能组合。
II.示例性套壳
图3中示意性地示出的套壳(30)包括真空泵(50)、马达(70)、控制模块(1000)、一个或多个按钮(54)、真空传感器(52)以及任何其他合适的电气和/或机电部件。本示例的真空泵(50)包括机械地联接到马达(70)的常规隔膜泵。真空传感器(52)联接至真空泵(50)或沿真空泵的任何真空路径联接，使得真空传感器(52)可以确定由真空泵(50)产生的真空水平。真空传感器(52)电耦合到控制模块(1000)，使得真空传感器(52)可将指示真空度的信号输出至控制模块(1000)。在所示的构造中，马达(70)可操作以响应于按钮(54)中的一个或多个按钮的致动而平移和/或旋转切割器(60)，如下面将描述的，并且激活真空泵(50)，但这仅仅是可选的，并且可提供第二马达(未示出)以运行真空泵(50)。特别地，马达可以联接到切割器致动组件(300)并且可以在致动按钮(54)中的一个或多个按钮时由控制模块(1000)激活。这种切割器致动组件(300)可以使齿轮(34)旋转。如上所述，齿轮(34)与探针(20)中的齿轮(310)啮合，从而允许马达(70)平移和/或旋转切割器(60)。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白可以提供用于套壳(30)的其他各种构造。仅以举例的方式，切割器致动组件(300)和/或套壳(30)和/或探针(20)的其他特征结构可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2012年6月26日发布的标题为“具有可重复使用部分的无绳活检装置(Tetherless Biopsy Device with Reusable Portion)”的美国专利8,206,316；和/或其公开内容以引用的方式并入本文的2014年7月1日发布的标题为“具有针击发的手持式活检装置(Handheld Biopsy Device with Needle Firing)”的美国专利第8,764,680号的至少一些教导来进行构造。
III.示例性探针
图4描绘了探针(20)的剖视图，示出了针组件(100)、切割器致动组件(300)、探针壳体(22、24)和组织样本保持器(40)。针组件(100)包括针部分(110)和阀组件(200)。如将在下面更详细地描述的，针组件(100)通常可操作以刺穿组织，其中可以放置切割器(60)以从患者处切断组织样本并将组织样本输送到组织样本保持器(40)。更具体地说，将针组件(100)的针部分(110)***患者的组织中。然后，切割器致动组件(300)可操作以在按压按钮(54)中的一个或多个按钮之后选择性地将切割器(60)致动到打开位置。一旦通过切割器致动组件(300)将切割器(60)致动到打开位置，就可以借助于通过切割器(60)传送的真空将组织脱垂到针部分(110)中。然后，可以借助于切割器致动组件(300)选择性地将切割器(60)致动到闭合位置，从而从患者处切断脱垂的组织。然后可操作阀组件(200)以选择性地使针部分(110)的一部分与大气通气，从而在脱垂组织的近侧端部和远侧端部之间产生压力差。然后，压力差将脱垂的组织通过切割器(60)输送到组织样本保持器(40)。
A.示例性切割器组件
切割器致动组件(300)包括一系列齿轮(310、312)。齿轮(310、312)被构造成同时平移和旋转切割器(60)。在所示的构造中，当探针(20)通过齿轮(34)附接到套壳(30)时，齿轮(310)与马达(70)联接。特别地，两个齿轮(310、312)安装在单个轴(314)上，使得齿轮(310、312)一起旋转。因此，齿轮(310)由套壳(30)的齿轮(34)驱动，该齿轮也驱动齿轮(312)。齿轮(312)与切割器齿轮(316)啮合。如将在下面更详细地描述的，切割器齿轮(316)然后可以在由齿轮(310)经由齿轮(312)旋转时驱动切割器(60)的同时使其平移和旋转。
如图5所示，切割器致动组件(300)还包括包覆成型或以其他方式固定到切割器(60)的螺杆(320)，使得螺杆(320)和切割器(60)一体地旋转和平移。螺杆(320)包括外螺纹(322)和延伸穿过螺纹(322)的一个或多个通道(324)。一个或多个通道(324)被构造成可滑动地接合由切割器齿轮(316)限定的对应的突起部(318)。在该构造中，切割器齿轮(316)的旋转被传递到螺杆(320)，该螺杆最终将旋转传递到切割器(60)。
螺纹(322)被构造成接合限定在探针壳体(24)的开口(29)内的对应的内螺纹(28)。当螺杆(320)旋转时，螺纹(322)和螺纹(28)之间的接合使得螺杆(320)相对于探针壳体(24)平移。因此，切割器齿轮(316)的旋转通常被构造成经由螺纹(322)和螺纹(28)之间的接合提供螺杆(320)和切割器(60)的平移。应当理解，可以利用不同的齿轮(310、312、316)布置来提供其他构造。此外，可以使用涉及附加马达(70)的构造。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白各种合适的马达(70)和齿轮(310、312、316)组合。实际上，切割器致动组件(300)可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2012年6月26日发布的标题为“具有可重复使用部分的无绳活检装置(Tetherless Biopsy Device with ReusablePortion)”的美国专利8,206,316的至少一些教导来进行构造。在其他示例中，切割器致动组件(300)可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2019年1月10日公开的标题为“在组织切除过程中允许活检样本可视化的装置(Apparatus to Allow Biopsy SampleVisualization During Tissue Removal)”的美国公布第2019/0008493号的至少一些教导来进行构造。
应当理解，齿轮(310、312)通常通过设置在轴(314)上的密封件(315)彼此流体隔离。特别地，齿轮(310)通常暴露于大气，使得齿轮(310)可以与套壳(30)的齿轮(34)啮合。同时，齿轮(312)相对于大气流体隔离。如将在下面更详细地描述的，这种构造通常被构造成准许真空在由齿轮(312)占据的至少一些空间内流动，同时仍然允许齿轮(312)由套壳(30)的齿轮(34)经由齿轮(310)旋转。
B.示例性针部分
图5示出了示例性针部分(110)。针部分(110)包括套管(120)、组织穿刺尖端(140)和侧向孔口(150)。如图所示，套管(120)定位在套管(120)的顶部。尽管未示出，但是应当理解，套管(120)在其中限定用于接纳切割器(60)的内腔。在一些示例中，套管(120)在其中限定多个内腔，诸如一个内腔用于接纳切割器(60)并且一个内腔用于将大气空气和/或真空传递到侧向孔口(150)。尽管本示例的针部分(110)被示出为具有大体上圆形的横截面，但是应当理解，也可以使用其他横截面形状。实际上，在一些示例中，针部分(110)可以由圆形管和椭圆形管的组合组成以形成椭圆形横截面。在其他示例中，针部分(110)可以仅由圆形管组成，从而形成大体上8字形的横截面。替代地，针部分(110)可以由两个方形管组成，从而形成大体上方形的横截面。然而在其他构造中，针部分(110)可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2014年8月8日发布的标题为“用于活检装置的针组件和刀片组件(Needle Assembly and Blade Assembly for Biopsy Device)”的美国专利第8,801,742号的至少一些教导来进行构造。
套管(120)通常被构造成接纳切割器(60)并且准许切割器(60)在由套管(120)限定的内腔内平移和旋转。套管(120)还包括侧向孔口(150)。侧向孔口(150)的大小被设定成在活检装置(10)的操作期间接纳脱垂的组织。因此，组织可以被侧向孔口(150)接纳，以供在来自真空泵(50)的真空的影响下由切割器(60)切断组织样本。
在使用中，切割器(60)可以移动经过各种位置，诸如闭合位置、打开位置和最终的中间位置。每个位置可以对应于组织样本提取过程中的特定阶段。例如，当切割器(60)处于闭合位置时，套管(120)可以穿透患者的组织。在闭合位置，切割器(60)相对于侧向孔口(150)处于其最远的远侧位置。因此，套管(120)可以顺利地穿透组织而不会捕获任何可能阻碍穿透的周围组织。在打开位置中，切割器(60)相对于侧向孔口(150)处于其最远的近侧位置。该状态例如可以对应于其中套管(120)在患者体内定向的位置，在该位置可以采集组织样本。在切割器(60)相对于侧向孔口(150)处于最远的近侧位置的情况下，可以通过侧向孔口(150)施加真空以使患者的组织脱垂。最后，当切割器(60)处于中间位置时，切割器(60)相对于侧向孔口(150)处于其最远侧位置和最近侧位置之间的位置。在该位置，切割器(60)可以分别处于从闭合位置或打开位置到闭合或打开位置的运动状态。例如，切割器(60)可以从打开位置移动到闭合位置，使得切割器(60)可以切断组织样本。替代地，切割器可从闭合位置移动到打开位置，以便允许患者的组织穿过侧向孔口(150)脱垂。如将在下面进一步详细描述的，这些各种位置对应于阀组件(200)的各种气动状态。应当理解，切割器(60)的各种位置以及组织提取过程中的对应阶段仅是示例性的，并且根据本文的教导，本领域普通技术人员将明白其他合适的组合。
组织穿刺尖端(140)被示出为具有大致圆锥形主体。组织穿刺尖端(140)的形状仅是示例性的，并且可以使用许多其他合适的形状。例如，组织穿刺尖端(140)可以是从针部(110)突出的刀片的形状，而不管圆锥形主体如何。仍在进一步的变型中，组织穿刺尖端(140)可具有变化的形状和构造的扁平刀片部分。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白，通常可以提供用于组织穿刺尖端(140)和用于针部分(110)的其他各种构造。仅以举例的方式，针部分(110)可根据其公开内容以引用的方式并入本文的2014年8月8日发布的标题为“用于活检装置的针组件和刀片组件(Needle Assembly and Blade Assembly forBiopsy Device)”的美国第8,801,742号的至少一些教导来进行构造。
C.示例性阀组件
返回图4，探针(20)被示出为包括阀组件(200)。本示例中的阀组件(200)通常被构造成向针部分(110)提供大气通风。在一些示例中，可以在切割器(60)的外部和套管(120)的内部之间供应这种大气通风。在其他示例中，套管(120)可以限定用于向切割器(60)的远侧端部提供大气空气的分立内腔。当然，鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白可以使用各种替代的构造。
在本示例中，示意性地示出了阀组件(200)。因此，应当理解，阀组件(200)可以采用多种形式。例如，在一些示例中，阀组件(200)可以包括歧管(未示出)和滑阀主体(未示出)。在此类示例中，歧管可将阀组件(200)联接到针组件(100)的针部分(110)的近侧端部。同时，滑阀主体可以在切割器(60)的影响下相对于歧管中的一个或多个通气开口移动，以将阀组件(200)从通气状态转换到密封状态。仅以举例的方式，歧管和/或滑阀主体可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2019年2月19日发布的标题为“具有平移阀组件的活检装置(Biopsy Device with Translating Valve Assembly)”的美国专利第10,206,665号的至少一些教导来进行构造。
在使用中，滑阀主体的运动可以至少部分地由切割器(60)的运动控制。例如，在一些示例中，阀组件(200)可以被构造成当切割器(60)被设置在远侧位置中时使切割器(60)与套管(120)之间的空间通气。然后，大气可以自由地流经歧管并且进入切割器(60)和套管(120)之间的空间。这种位置可以对应于使用切割器(60)切断组织样本。因此，应当理解，在组织样本已经被切断之后，向针部分(110)提供通气以促进通过切割器(60)输送组织。在其他示例中，可能希望相对于大气基本上密封针部分(110)。例如，在上述中间位置，组织可脱垂到侧向孔口(150)中。在这种情况下，可能希望密封针部分(110)以防止真空通过切割器(60)和套管(120)之间的界面逸出。因此，在这种情况下，滑阀主体可以由切割器(60)定位，使得滑阀主体密封歧管。当然，鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白可以使用各种其他附加的或替代的气动状态。仅以举例的方式，合适的气动状态可以根据其公开内容以引用的方式并入本文的2019年2月19日发布的标题为“具有平移阀组件的活检装置(BiopsyDevice with Translating Valve Assembly)”的美国专利第10,206,665号的至少一些教导。
D.示例性集成真空储存器
在一些示例中，可能希望提供具有用于真空的一个或多个储存器的活检装置，诸如活检装置(10)。例如，一些有绳活检装置在外部真空***中通常可以使用一个或多个真空罐。可能希望使用真空罐来提供用于真空的附加容积。该附加容积可使真空***整体上更能抵抗由活检过程中真空流量的突然波动引起的真空压力降低。换句话说，用于真空的附加容积可以使真空压力随时间推移更加一致。通常希望提高真空压力的一致性，以准许更大的样本大小、增加的响应时间，以及样本通过活检装置的改进的输送。
相反，在无绳活检装置诸如活检装置(10)中，由于整个真空***集成到活检装置本身中，所以通常不使用真空罐。在没有真空罐或其他类似结构的情况下，真空***的总容积减小。这种容积减小可导致真空***更容易受到真空流量突然波动，从而在活检过程中产生更不稳定的真空压力的影响。因此，在一些情况下，可能希望将结构和特征结构结合到活检装置中，以向真空***提供附加的容积。尽管下面描述了各种示例性活检装置构造，但是应当理解，在不脱离本文公开的示例的精神的情况下，可以进行各种修改。
如图5所示，探针(20)由上部壳体(22)和下部壳体(24)形成。上部壳体(22)和下部壳体(24)两者被构造成彼此联接以形成流体密封的密封件，使得探针(20)的内部相对于大气大体上密封。为了便于密封，下部壳体(24)限定了通常没有硬拐角和/或硬边缘的几何形状。另外，下部壳体(24)的近侧端部和远侧端部是锥形的，以在下部壳体(24)联接到上部壳体(22)时提供自定心。这种构造通常被构造成准许下部壳体(24)容易地与上部壳体(22)密封，从而相对于大气密封探针(20)的内部。尽管本示例的下部壳体(24)(以及上部壳体(22)的对应部分)被示出为具有特定的几何形状，但是应当理解，可以使用各种替代的几何形状，只要此类形状通常没有硬边缘和拐角和/或自定心。
本示例的上部壳体(22)和下部壳体(24)通常被构造成通过超声波焊接来联接。因此，下部壳体(24)的特定几何形状被构造成通过不存在硬边缘和拐角以及上部壳体(22)和下部壳体(24)的自定心构造来促进在超声波焊接期间与上部壳体(22)的粘附。尽管超声波焊接的使用在本文中被描述为适于联接上部壳体(22)和下部壳体(24)，但是应当理解，在其他示例中，可以使用各种替代的联接机构。例如，在一些示例中，上部壳体(22)和下部壳体(24)可以通过粘合剂诸如环氧树脂联接。在其他示例中，上部壳体(22)和下部壳体(24)可通过机械紧固与设置在上部壳体(22)和下部壳体(24)之间的一个或多个垫圈联接以提供密封。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白，还可以使用上部壳体(22)和下部壳体(24)的联接的其他示例。
图4、图6和图7示出了探针(20)内部的详细视图。可以看出，上部壳体和下部壳体(22、24)一起在其中限定一个或多个真空储存器或腔室(410、412、414、416)和通风室(420)。真空储存器(410、412、414、416)通常都被构造成在彼此之间流体连通以便提供从端口(24)到组织样本保持器(40)的真空流动。如将在下面更详细地描述的，真空储存器(410、412、414、416)通常被构造成向真空***提供增加的容积，以使真空***总体上更能抵抗在过程中诸如在活检过程中真空流量的突然变化。
每个真空储存器(410、412、414、416)的形状通常由上部壳体和下部壳体(22、24)的构造限定。例如，在本示例中，上部壳体和下部壳体(22、24)限定了一个或多个内壁，所述一个或多个内壁在探针(20)的内部限定了对应于每个真空储存器(410、412、414、416)的分离的隔室。在本示例中，三个内壁用于形成四个单独的真空储存器(410、412、414、416)。然而，应当理解，在其他示例中，可以使用不同的壁构造来提供不同的对应的真空储存器(410、412、414、416)构造。实际上，在本示例中，内壁的特定构造仅仅是为探针(20)提供刚性。因此，在其他示例中，根据探针(20)的期望的物理特性，可以使用更多或更少的内壁，或者甚至完全消除内壁。此外，尽管本示例的内壁被示出为垂直地划分探针(20)的内部，但是在其他示例中，内壁可以水平地、或者以垂直和水平的组合来划分探针(20)的内部。
内壁通常包括一个或多个开口(432)以促进每个真空储存器(410、412、414、416)之间的流体流动。开口(432、434)可以采用多种形式。例如，在本示例中，一些内壁包括被构造成仅适应流体流的流体开口(432)。同时，其他内壁包括切割器开口(434)，这些切割器开口被构造成适应切割器(60)、切割器致动组件(300)的一个或多个部件以及流体流的运动。在任一种类型的开口(432、434)中，应当理解，每个开口(432、434)通常被构造成在一个过程中不阻碍真空的流动。因此，穿过给定开口(432、434)的真空流速通常大于整个真空***的流速，以便不妨碍真空***的操作。替代地，每个内壁可以包括具有不同构造的多个开口(432、434)以便同样地促进真空的流动而不妨碍真空***的操作。
上部探针壳体(22)和下部探针壳体(24)还限定设置在真空储存器(410、412、414、416)远侧的通风室(420)。通风室(420)通常通过远侧壁与真空储存器流体隔离。因此，应当理解，远侧壁被构造成将通风室(420)与真空储存器(410、412、414、416)隔离。因此，远侧壁可包括各种密封件、垫圈或其他特征结构，以准许各种操作部件诸如切割器致动组件(300)穿过远侧壁，同时保持流体隔离。
通风室(420)通常被构造成为阀组件(200)提供操作空间。如上所述，阀组件(200)可被构造成向针组件(100)提供与大气的通风。因此，在一些示例中，上部探针壳体(22)和/或下部探针壳体(24)可以包括各种外部通风孔或通风通道以将通风室(420)保持在大气压力下。然而，应当理解，不需要通风室(420)处于大气压力。例如，在一些示例中，阀组件(200)本身可与探针(20)的其余部分流体隔离，并且通过管或通路与大气具有直接的流体连接。在此类示例中，通风室(420)可用作与上述真空储存器(410、412、414、416)类似的另一真空储存器。因此，应当理解，在一些示例中，远侧壁同样可以包括类似于上述开口(432、434)的开口，以促进将通风室(420)用作另一真空储存器。
如上所述，齿轮(310、312)通常通过设置在轴(314)上的密封件(315)彼此流体隔离。该流体隔离通常被构造成促进真空储存器(410、412、414、416)相对于探针(20)的外部的流体隔离。例如，齿轮(310)通常暴露于探针(20)的外部以与套壳(30)的齿轮(34)啮合。同时，齿轮(312)设置在上部探针壳体(22)和下部探针壳体(24)的内部，并且因此与探针(20)的外部流体隔离。密封件(315)通过密封地接合轴(314)而在齿轮(310、312)之间提供流体隔离。因此，齿轮(310)被构造成在大气压力下驱动齿轮(312)旋转，而齿轮(312)则暴露于一定的真空压力，不在齿轮(310、312)之间产生任何流体泄漏通道。因此，齿轮(310、312)可以一起从套壳(30)向切割器致动组件(300)提供动力，而基本上不干扰真空储存器(410、412、414、416)的操作。
图7提供了穿过探针(20)的真空流的示例性视图。可以看出，真空由套壳(30)在端口(26)处提供。然后通过端口(26)抽取真空并且使其进入真空储存器(416)，其中真空可以在真空储存器(416)内自由循环。然后真空可以自由地穿过内壁中邻近真空储存器(416)的开口(434)进入真空储存器(414)。真空同样可以在真空储存器(414)内自由循环。然后真空可以自由地穿过真空储存器(414)和真空储存器(412)之间的内壁中的开口(434)进入真空储存器(412)。然后真空可以在真空储存器(412)内自由循环。然后真空可以自由地穿过真空储存器(412)和真空储存器(410)之间的内壁中的开口(432)进入真空储存器(410)。然后真空可以在真空储存器(412)内自由循环。
一旦真空已经穿过所有真空储存器(410、412、414、416)，真空就可以穿过内壁中邻近组织样本保持器(40)的开口(432)并且进入组织样本保持器(40)。真空可以从组织样本保持器(40)进入切割器(60)，在切割器中真空可以行进穿过切割器(60)以在采样序列期间通过侧向孔口(150)抽取组织样本。然后，切割器(60)可切断组织样本，并且真空可用于将切断的组织样本输送通过切割器(60)并且进入组织样本保持器(40)。然后可根据需要重复该采样序列以在组织样本保持器(40)内收集多个组织样本。
应当理解，上述采样序列可以在采样序列的各个阶段产生可变的真空流量。例如，在通过侧向孔口(150)抽吸组织样本期间，真空流量可能相对高。在将切断的组织样本输送通过切割器(60)的过程中，真空流量也可能相对高。在其他情况下，在其他阶段，诸如在组织样本的切断期间，真空流量可能相对低。在其他情况下，诸如在切割器(60)相对于侧向孔口口(150)回缩的过程中，真空流量可以是相对适中的或标称的。因此，应当理解，相对高的真空流量的周期可以导致相对高的真空容积消耗，而相对低的真空流量的周期可以导致相对低的真空容积消耗。尽管如此，在所有这些阶段中，套壳(30)提供连续的真空流量，而不管采样序列的特定阶段。因此，切割器(60)和组织样本保持器(40)可在真空储存器(410、412、414、416)上抽吸以消耗更多或更少的容积真空，而不会超过由套壳(30)提供的连续的真空流量。总之，这导致随时间推移的更连续的真空压力。
由真空储存器(410、412、414、416)提供的特定量的容积可根据真空储存器(410、412、414、416)的具体构造而变化。尽管真空储存器(410、412、414、416)可以多种方式构造以提供多种特定的容积，但是本示例被构造成提供相对于直接连接到组织样本保持器(40)的真空***约10至20倍的容积。在一些示例中，真空储存器(410、412、414、416)共同提供组织样本保持器(40)的容积的10至20倍的容积。在其他示例中，真空储存器(410、412、414、416)共同提供约175cc的容积。当然，鉴于本文的教导，本领域普通技术人员将明白可以使用各种其他替代的容积。
图8示意性地描绘了上述原理。特别地，图8示出了一种算法(500)，该算法包括切割器(60)相对于套管(120)的移动，该算法由包括侧向孔口(150)的图形表示(520)的图形表示(510)来表示。针对切割器(60)的整个行程范围，在线(530)中示出了切割器(60)的移动。线(540)表示在组织采样序列期间阀组件(200)的气动状态。
线(550)和线(560)示出了延伸穿过切割器(60)的内腔的气动状态。在此，提供了单独的线以提供本示例与不具有真空储存器(410、412、414、416)的示例(例如，直接向组织样本保持器(40)供应真空)之间的比较。例如，线(550)示出了在没有真空储存器(410、412、414、416)的示例中真空压力随时间推移的示例。
可以看出，线(550)所示的真空压力基本上随时间推移而变化。真空压力的这些变化因整个采样序列中增加的真空的容积消耗的变化而引起，从而导致由套壳(30)供应的连续真空压力的过载。相比之下，线(560)示出了包括真空储存器(410、412、414、416)的本示例中的真空压力随时间推移的变化。可以看出，由于由真空储存器(410、412、414、416)提供的用于真空的膨胀和收缩的附加容积，真空压力随时间推移基本上稳定。因此，应当理解，本示例中的真空储存器(410、412、414、416)被构造成通常提供随时间推移的真空压力平滑化效果。这种效果对于增加的响应时间、改善的组织样本输送、较大组织样本的收集，以及活检装置(10)的更一致且可靠的操作通常是理想的。虽然线(550、560)示出了真空压力随时间推移的某些特定频率和幅度，但是应当理解，在其他示例中，真空压力随时间推移的频率和幅度可以根据各种条件而变化。实际上，应当理解，线(550、560)主要用于示出上述概念上的差异。
应当理解，据称以引用的方式全部或部分地并入本文的任何专利、公布、或其他公开材料是仅在所并入的材料不与本公开中所阐述的现有定义、陈述、或其他公开材料冲突的程度上并入本文的。因此且在必要的情况下，如在本文中明确阐述的公开内容比以引用的方式并入本文的任何冲突材料优先。据称以引用的方式并入本文、但与本文所阐述的现有定义、陈述或其他公开材料冲突的任何材料或其部分将仅仅是在不会在所并入材料与现有公开材料之间出现冲突的程度上并入。
本文中公开的装置的实施方案可被设计成在单次使用之后丢弃，或者它们可被设计成供多次使用。在任一种情况或两种情况下，可以复原实施方案用于在至少一次使用之后再次使用。复原可以包括拆卸装置，随后清洗或更换特定零件以及随后重新组装等步骤的任何组合。特别地，可以拆卸所述装置的实施方案，并且可以选择性地以任何组合更换或移除所述装置的任何数量的特定零件或零部件。清洗和/或更换特定的零部件后，可以重新组装所述装置的实施方案以用于随后在复原设施中使用，或由手术团体可在手术程序之前立即使用。本领域技术人员将明白，装置的复原可以使用多种用于拆卸、清洗/更换和重新组装的技术。此类技术的使用以及所得到的复原后的装置全都在本申请的范围内。
仅以举例的方式，本文中描述的实施方案可以在外科手术之前被处理。首先，可获得并根据需要清洗新的或用过的仪器。随后可以对仪器灭菌。在一种灭菌技术中，将仪器放入封闭且密封的容器(如塑料或TYVEK袋)中。随后可以将容器和仪器放入可以穿透容器的辐射场中，如γ射线、x射线或高能电子。辐射可以杀灭仪器上和容器中的细菌。随后可以将灭菌的仪器储存在无菌容器中。密封的容器可以保持仪器无菌，直到在医疗设备中打开密封的容器为止。还可以使用本领域已知的任何其他技术对装置进行灭菌，包括但不限于β或γ辐射、环氧乙烷或蒸汽。
V.示例性组合
以下实施例涉及可以组合或应用本文中的教导内容的各种非穷举方式。应当理解，以下实施例无意限制在本申请或本申请的后续申请中随时可能提出的任何权利要求的覆盖范围。无免责声明。提供以下实施例仅仅出于说明目的。可以预期，可以多种其他方式来布置和应用本文的各种教导内容。还可以预期，一些变型可以省略以下实施例中所提到的某些特征。因此，除非发明人或发明人感兴趣的后继者在以后的日期照此明确指出，否则下文提及的方面或特征都不应被认为是关键的。如果在本申请或与本申请有关的后续提交中提出包括除下文所提及特征之外的另外的特征的任何权利要求，则出于与专利性有关的任何原因，不应假定已经添加那些另外的特征。
实施例1
一种与活检装置一起使用的探针，所述活检装置具有限定样本室的组织样本保持器和可移除地固定到所述探针的套壳，所述探针包括在所述壳体内限定真空室的壳体，其中所述真空室与所述组织样本保持器的所述样本室连通。
实施例2
如实施例1所述的探针，其还包括用于切断组织样本的切割器，其中所述切割器延伸穿过所述真空室并且与所述组织样本保持器连通。
实施例3
如实施例1所述的探针，其还包括切割器驱动器和用于切断组织样本的切割器，其中所述切割器驱动器被构造成平移和旋转所述切割器，其中所述切割器驱动器和所述切割器两者部分地设置在所述真空室内。
实施例4
如实施例1至3中任一项或多项所述的探针，其中所述真空室包括由多个内壁隔开的四个流体储存器。
实施例5
如实施例1至3中任一项或多项所述的探针，其中所述真空室包括由在所述探针内轴向地、侧向地或者以其组合方式延伸的一个或多个内壁隔开的多个流体储存器。
实施例6
如实施例1至5中任一项或多项所述的探针，其中所述真空室限定第一容积，其中所述第一容积大于由所述组织样本保持器限定的第二容积。
实施例7
如实施例1至5中任一项或多项所述的探针，其中所述真空室限定第一容积，其中所述第一容积是由所述组织样本保持器限定的第二容积的10至20倍。
实施例8
如实施例1至7中任一项或多项所述的探针，其中所述探针的所述壳体包括联接在一起并且限定界面的上部壳体和下部壳体，其中所述界面基本上没有尖锐的边缘。
实施例9
如实施例1至7中任一项或多项所述的探针，其中所述探针的所述壳体包括联接在一起并且限定界面的上部壳体和下部壳体，其中所述下部壳体相对于所述上部壳体自定心。
实施例10
如实施例1至9中任一项或多项所述的探针，其还包括通过轴可旋转地连接的第一齿轮和第二齿轮，其中所述第一齿轮相对于所述壳体的外部暴露，其中所述第二齿轮设置在所述真空室内并且通过与所述轴接合的密封件相对于所述壳体的外部密封。
实施例11
一种用于收集一个或多个组织样本的手持式无绳活检装置，其中所述活检装置包括：套壳，所述套壳具有马达和联接到所述马达的真空泵；可移除地联接到所述套壳的探针，其中所述探针包括壳体，所述壳体具有与所述套壳的所述真空泵连通的真空端口，其中所述壳体限定与所述真空端口连通的真空储存器；以及组织样本保持器，所述组织样本保持器限定样本室，所述样本室被构造成在其中接纳组织样本，其中所述样本室与所述探针的所述真空储存器连通。
实施例12
如实施例11所述的活检装置，其中所述真空储存器包括多个容器，所述多个容器由一个或多个内壁隔开，并且由设置在所述一个或多个内壁中的每一个内壁内的开口互连。
实施例13
如实施例11或12所述的活检装置，其中所述探针还包括切割器和被构造成平移和旋转所述切割器的切割器驱动器，其中所述切割器和所述切割器驱动器的至少一部分设置在所述真空储存器内。
实施例14
如实施例11或12所述的活检装置，其中所述探针还包括切割器和被构造成平移和旋转所述切割器的切割器驱动器，其中所述切割器和所述切割器驱动器的至少一部分设置在所述真空储存器内，其中所述一个或多个内壁中的至少一个内壁的所述开口被构造成接纳所述切割器和一部分所述切割器驱动器，同时提供所述多个流体储存器中的两个流体储存器之间的流体流动。
实施例15
如实施例11至13中任一项或多项所述的活检装置，其中所述探针还包括阀组件，所述阀组件被构造成向所述探针的一部分提供选择性通风，其中所述阀组件与所述真空储存器流体隔离。
实施例16
如实施例11至13中任一项或多项所述的活检装置，其中所述探针还包括通风室和阀组件，所述阀组件设置在所述通风室内并且被构造成向所述探针的一部分提供选择性通气，其中所述通风室与所述真空储存器流体隔离。
实施例17
如实施例11至13中任一项或多项所述的活检装置，其中所述探针还包括阀组件，所述阀组件被构造成向所述探针的一部分提供选择性通气，其中所述阀组件与所述真空储存器流体隔离，同时也设置在所述真空储存器的一部分内。
实施例18
如实施例11至17中任一项或多项所述的活检装置，其中所述真空储存器限定约175cc的总流体容积。
实施例19
如实施例11至17中任一项或多项所述的活检装置，其中所述探针的所述壳体包括第一壳体和第二壳体，其中所述第一壳体和所述第二壳体被构造成联接在一起以相对于所述探针的所述外部密封所述真空储存器。
实施例20
如实施例11至19中任一项或多项所述的活检装置，其中所述真空泵由所述马达连续驱动。
实施例21
一种与活检装置一起使用的方法，所述活检装置具有探针、组织样本保持器和套壳，所述方法包括：将所述探针的针***组织中；在所述针内向远侧平移切割器以切断组织样本；从由所述探针的壳体限定的真空储存器抽取由所述套壳内的真空泵供应的真空压力，以将切断的组织样本输送通过所述切割器并且进入所述组织样本保持器。
实施例22
如实施例21所述的方法，其中所述抽取所述真空压力的步骤包括从所述套壳的所述真空泵向所述真空储存器供应连续的真空流。
实施例23
如实施例22所述的方法，其中在抽吸所述真空压力的步骤中的所述真空压力在将所述切断的组织样本输送通过切割器时基本上是连续的。
实施例24
如实施例21至23中任一项或多项所述的方法，其还包括在将所述切断的组织样本输送通过所述切割器之后在所述针内向近侧平移所述切割器；以及当所述切割器向近侧平移时，从所述真空储存器抽取由所述套壳内的所述真空泵提供的另一真空压力。
实施例25
如实施例24所述的方法，其中所述另一真空压力与输送所述切断的组织样本期间供应的所述真空压力基本上相同。
已经示出和描述了本发明的各种实施方案，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域普通技术人员可通过适当的修改来实现本文所描述的方法和***的进一步改造。已提及几种这样的潜在修改，且本领域一般技术人员将明白其他修改。例如，上述示例、实施方案、几何形态、材料、尺寸、比例、步骤和类似内容为说明性且不是必需的。因此，本发明的范围应该依据所附的权利要求确定，并且应当理解为不限于说明书和附图中示出和描述的结构和操作的细节。
Claims (15)
1.一种与活检装置一起使用的探针，所述活检装置具有限定样本室的组织样本保持器和可移除地固定到所述探针的套壳，所述探针包括：
壳体，所述壳体在其内限定真空室，所述真空室与所述组织样本保持器的所述样本室连通；
用于切断组织样本的切割器,所述切割器延伸穿过所述真空室并且与所述组织样本保持器连通；以及
切割器驱动器，所述切割器驱动器被构造成平移和旋转所述切割器，所述切割器和所述切割器驱动器部分地设置在所述真空室内。
2.如权利要求1所述的探针，所述真空室包括由多个内壁隔开的四个流体储存器。
3.如权利要求1所述的探针，所述真空室包括由在所述探针内轴向地、侧向地或者以其组合方式延伸的一个或多个内壁隔开的多个流体储存器。
4.如权利要求1所述的探针，所述真空室限定的第一容积大于由所述组织样本保持器限定的第二容积。
5.如权利要求1所述的探针，所述真空室限定第一容积，所述第一容积是由所述组织样本保持器限定的第二容积的10至20倍。
6.如权利要求1所述的探针，所述探针的所述壳体包括联接在一起并且限定界面的上部壳体和下部壳体。
7.如权利要求1所述的探针，其还包括通过轴可旋转地连接的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮相对于所述壳体的外部暴露，所述第二齿轮设置在所述真空室内并且通过与所述轴接合的密封件相对于所述壳体的外部密封。
8.一种用于收集一个或多个组织样本的手持式无绳活检装置，所述活检装置包括：
套壳，所述套壳具有马达和联接到所述马达的真空泵；
可移除地联接到所述套壳的探针，所述探针包括壳体，所述壳体具有与所述套壳的所述真空泵连通的真空端口，所述壳体限定与所述真空端口连通的真空储存器；以及
组织样本保持器，所述组织样本保持器限定样本室，所述样本室被构造成在其中接纳组织样本，所述样本室与所述探针的所述真空储存器连通，并且
所述探针还包括切割器和被构造成平移和旋转所述切割器的切割器驱动器，所述切割器和所述切割器驱动器的至少一部分设置在所述真空储存器内。
9.如权利要求8所述的活检装置，所述真空储存器包括多个储存器，所述多个储存器由一个或多个内壁隔开，并且由设置在所述一个或多个内壁中的每一个内壁内的开口互连。
10.如权利要求9所述的活检装置，所述一个或多个内壁中的至少一个内壁的所述开口被构造成接纳所述切割器和一部分所述切割器驱动器，同时提供所述多个储存器中的两个储存器之间的流体流动。
11.如权利要求8所述的活检装置，所述探针还包括阀组件，所述阀组件被构造成向所述探针的一部分提供选择性通气，所述阀组件与所述真空储存器流体隔离。
12.如权利要求8所述的活检装置，所述探针还包括通风室和阀组件，所述阀组件设置在所述通风室内并且被构造成向所述探针的一部分提供选择性通气，所述通风室与所述真空储存器流体隔离。
13.如权利要求8所述的活检装置，所述探针还包括阀组件，所述阀组件被构造成向所述探针的一部分提供选择性通气，所述阀组件与所述真空储存器流体隔离，同时也设置在所述真空储存器的一部分内。
14. 如权利要求8所述的活检装置，所述真空储存器限定175 cc的总流体容积。
15.如权利要求8所述的活检装置，所述探针的所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体被构造成联接在一起，以相对于所述探针的外部密封所述真空储存器。
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