专利名称：用于活组织检查装置的流体控制器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及活组织检查装置，尤其涉及具有用于切割组织的切割器的活组织检查装置。
背景技术：
组织的诊断和治疗是正在发展中的研究领域。获得组织样本以用于随后的采样和/或检测的医疗装置在本领域中是已知的。例如，现在以商品名MAMMOTOME面市的活组织检查器械可以从EthiconEndo-Surgery公司以商业渠道获得，用于获得乳房活组织检查样本。
下面的专利文献公开了各种活组织检查装置并且它们的全部内容在此被引入作为参考2001年8月14日授权的US6,273,862；2001年5月15日授权的US6,231,522；2001年5月8日授权的US6,228,055；2000年9月19日授权的US6,120,462；2000年7月11日授权的US6,086,544；2000年6月20日授权的US6,077,230；2000年1月25日授权的US6,017,316；1999年12月28日授权的US6,007,497；1999年11月9日授权的US5,980,469；1999年10月12日授权的US5,964,716；1999年7月27日授权的US5,928,164；1998年7月7日授权的US5,775,333；1998年6月23日授权的US5,769,086；1997年7月22日授权的US5,649,547；1996年6月18日授权的US5,526,822；和2003年10月23日公开的Hibner等人的美国专利申请2003/0199753。
医疗装置领域中的研究者不断寻求用于切割、处理和存储组织样本的新的和改进的方法和装置。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供了一种活组织检查装置，其包括插管；中空的切割器，其可相对于所述插管平移，以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；气体源；液体源；以及可操作地与所述气体源和所述液体源相关联的控制器。所述控制器可以适于允许用户选择气体或液体来使被所述切割器切下的组织样品运动通过所述切割器。在一个实施方案中，活组织检查装置可以包括一可操作的阀，其用于提供气压以推动被切下的组织样品通过所述内切割器，该装置还包括一可操作的阀，其用于提供液体以推动被切下的组织样品通过所述内切割器。
(1)根据本发明的一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可相对于所述插管平移以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；以及一控制器，该控制器可操作地与气体源和液体源相关联，以允许用户选择气体或液体中的至少一种来运动被所述切割器切下的组织样品。
(2)根据本发明的一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可相对于所述插管平移，以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；一气体源；一液体源；以及一控制器，其可操作地与所述气体源和所述液体源相关联，以允许用户选择气体或液体中的至少一种来运动被所述切割器切下的组织样品。
(3)根据第(2)项所述的活组织检查装置，所述控制器适于允许用户选择气体或者液体来移动被所述切割器切下的组织样品。
(4)根据第(2)项所述的活组织检查装置，所述气体源包括加压气体。
(5)根据第(2)项所述的活组织检查装置，所述气体源包括加压空气。
(6)根据第(1)项所述的活组织检查装置，所述液体源包括加压液体。
(7)根据第(2)项所述的活组织检查装置，所述液体源包括盐水。
(8)根据第(2)项所述的活组织检查装置，进一步包括与所述控制器和所述气体源可操作地相关联的阀。
(9)根据第(2)项所述的活组织检查装置，进一步包括与所述控制器和所述液体源可操作地相关联的阀。
(10)根据本发明的一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可在所述插管中平移，以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；一可操作的阀，其用于提供气压以推动被切下的组织样品通过所述内切割器；一可操作的阀，其用于提供液压以推动被切下的组织样品通过所述内切割器；以及一控制器，其允许用户选择空气或液体中的一种来推动被切下的组织样品通过所述内切割器。
尽管用特别地指出具清楚地要求了本发明权利的权利要求书为说明书作出了结论，但是相信通过参考下面结合附图的具体描述将能更好地理解本发明，其中图1是根据本发明的一个实施方案的活组织检查器械的局部等轴测图，图中的一部分示意性地示出且包括用于收集软组织的手持件；图2是与护套分离的探头组件的等轴测图；图3a是沿图2的线3-3截取的探头组件的横截面等轴测图，其中切割器和托架组件被定位在近端位置上；
图3b是沿图2的线3-3截取的探头组件的横截面等轴测图，其中切割器和托架组件被定位在近端和远端位置之间；图3c是沿图2的线3-3截取的探头组件的横截面等测视图，其中切割器和托架组件被定位在远端位置上；图4是图2所示探头组件的分解等轴测图；图5a是活组织检查穿刺针的示意图，显示了当切割器在切割周期开始阶段处于近端位置时的流体力和切割器；图5b是与图5a类似的示意图，其显示了当切割器向远侧平移以切割组织样本时的切割器和流体力；图5c是与图5a类似的示意图，其显示了当切割器封闭开孔并切割组织样本时的流体力和切割器；图5d是与图5a类似的示意图，其显示了在切割周期结束时当切割器到达远端位置并且将组织样本抽吸到组织存储组件时的流体力和切割器；图6是旋转驱动轴的等轴测图，显示了驱动联接构造；图7是用于切割器和驱动托架的一个替代实施方案的等轴测图，其中所述切割器可从探头组件上拆除；图8是与图7类似的等轴测图，其显示了为了从探头组件上拆除而与托架和旋转驱动齿轮脱离接合的切割器和后部管；图9a是活组织检查穿刺针的远端的等轴测图，更详细地显示了穿刺针腔和间隔件(divider)；图9b是活组织检查穿刺针的远侧部分的俯视等轴测图，更详细地显示了侧面组织接纳口；图10是用于活组织检查穿刺针的一个替代实施方案的等轴测图；图11是图10中所示活组织检查穿刺穿刺针的分解等轴测图；图12是图11中所示的开孔元件的更详细的俯视等轴测图；图13是图11中所示开孔元件的更详细的仰视等轴测图；图14是串联组织叠式存储组件的等轴测图；图15a是图2所示探头组件和图14所示串联组织叠式存储组件的远端的等轴测图，其显示了用于将串联组织存储组件连接到探头组件上的连接器；图15b是与图15a类似的等轴测图，其显示了连接到串联组织存储组件上的探头组件；图16是沿图14所示串联组织叠式存储组件的线16-16截取的侧面横向剖视图；图17是沿图16的线17-17截取的侧面横向剖视图，其更详细地显示了串联组织叠式存储管的真空连通孔；图18是平移的柔性杆的等轴测图；图19是更详细地显示往复构件和下部连接器的等轴测图；图20是更详细地显示探头连接器和组织样本存储管的远端的等轴测图；图21是图14中所示组织取回机构的详细的等轴测图，其中该机构的外套管处于关闭位置；图22是图21的所示组织收回机构的详细的等轴测图，其中该机构的外套管处于打开位置；图23是图21所示机构的分解等轴测图；图24显示出一种柔性推杆，该柔性推杆采取注射器的形式，以用于取出样本；图25是显示样本的取出的等轴测图；图26a是可分开的组织存储管的一个实施方案的示意图；图26b是与图26a类似的等轴测剖视图，其显示了正在从组织腔被剥离的真空腔；图26c是与图26a类似的等轴测图，其显示了从真空腔移除的组织腔；图27a是可分开的组织样本存储管的一个替代实施方案的等轴测剖视图；图27b是与图27a类似的等轴测剖视图，其显示了正在从组织腔被剥离的真空腔；
图28是可分离的组织存储管的第三实施方案的等轴测剖视图，其中组织和真空腔被分开地挤压出并且由机械闩锁连接在一起；图29是图14所示串联组织叠式存储组件的一个替代实施方案的等轴测图，其中组织腔的近端被连接到组织止动件上而不是被连接到组织收回机构上；图30是图29中所示串联组织叠式存储组件的替代实施方案的分解等轴测图；图31a是图29中所示串联组织叠式存储组件的替代实施方案的等轴测剖视图，其显示了在切割周期的初始阶段当使切割器和驱动托架向远侧前进时串联组织存储组件的连接器、样本管和平移杆的位置；图31b是与图31a类似的等轴测剖视图，其显示了在所述切割周期的初始阶段之后当缩回切割器和驱动托架时连接器、样本管和平移杆的位置；图31c是与图31a类似的等轴测剖视图，其显示了在第二个切割周期期间当使切割器和驱动托架向远侧前进时串联组织存储组件的连接器、样本管和平移杆的位置；图31d是与图31a类似的等轴测剖视图，其显示了接在所述第二个切割周期之后当使切割器和驱动托架缩回时串联组织存储组件的连接器、样本管和平移杆的位置；图32是本发明的并联组织叠式存储组件的等轴测图；图33是图32所示并联组织叠式存储组件的分解等轴测图；图34是图32和33中所示组织存储部分的仰视等轴测图；图35是图32所示并联组织叠式存储组件的远端的等轴测图，其中组织存储部分被移除；图36a是图33所示凸轮构件的更详细的等轴测图，显示了在切割周期开始时处于缩回位置的凸轮构件，其中以假想线示出一对凸起部；图36b是与图36a类似的更详细的等轴测图，显示了在切割周期期间处于前进位置的凸轮构件和的假想线表示的一对凸起部，其中一个凸起部偏转凸轮系统表面；图36c是与图36a类似的更详细的等轴测图，显示了在切割周期结束时处于缩回位置的凸轮构件，其中在切割周期结束时凸起部的位置以假想线示出；图37是沿向近侧的方向看到的用于护套的电缆驱动式驱动组件的分解等轴测图；图38a是用于乳房造影引导活组织检查过程中的探头组件基座单元的等轴测图；图38b是用于乳房造影引导活组织检查过程中的探头和探头组件基座单元的等轴测图；图39是用于超声波引导活组织检查过程中的探头组件基座单元的第二实施方案的等轴测图；图40是用于MRI引导活组织检查过程中的探头组件基座单元的第三实施方案的等轴测图；以及图41是用于对接探头组件和MRI单元的MRI定位深度仪的等轴测图。
具体实施方案本发明涉及用于从体内获得组织样本的活组织检查装置。与诸如商业上可获得的Mammotome牌活组织检查装置这样的装置相比，该活组织检查装置可以具有减小的切割冲程长度。减小切割冲程长度减少了采集每个样本的时间，并且也减小了活组织检查装置的整体尺寸，由此增强了该装置的多功能性和工效。切割器的减小的冲程长度能够使许多相同的探头组成元件用于所有三个主要成像环境乳房造影法，超声波和MRI。另外，本发明允许组织样本的连续收集和存储。可以将组织样本从活组织检查装置中移出并且进行实时检验，而且在活组织检查过程结束时连续地存储以用于随后的回收。连续地存储组织样本降低了在采样之后立即从该装置中取出每个样本的需要，由此进一步减少了样本采集时间。
图1示出了根据本发明的针芯取样活组织检查器械，该活组织检查器械包括总的由附图标记30指代的手持件。手持件30可以用单手舒适地握住，并且可以用单手操作。手持件30可以包括探头组件32和可拆卸地连接的护套34。探头组件32例如可以通过第一横向管40和第二轴向管42可操作地连接到真空源36上。第一和第二管40、42可以由柔性的、透明的或者半透明的材料制造，例如硅管、PVC管或者聚乙烯管。使用透明材料允许看到流过管40、42的物质。
第一管40可以包括Y形连接器44，以用于连接到多个流体源上。Y形连接器44的第一近端可以延伸到控制模块46中的第一螺线管控制式回转阀48，而Y形连接器44的第二近端可以延伸到控制模块46中的第二螺线管控制式回转阀51。控制模块46中的第一螺线管控制式回转阀48可以是可操作的以将真空源36或者压缩空气源38连接到横向管40上。在该说明书中应当理解的是，压缩空气指的是空气压力处于或高于大气压。在一种构造中，当阀48被启动时，将真空从真空源36供应到管40，当阀48未被启动时，通过管40供应来自压缩空气源38的加压空气。与阀48相关联的螺线管可以由控制模块46中的微处理器49控制，如虚线47所示。可以根据可运动地支撑在探头组件32中的切割器的位置而采用微处理器49自动地调整阀48的位置。控制模块46中的第二螺线管控制式回转阀51可以被用于将盐水供应50(例如盐水供应袋，或者按另一方案为盐水的加压容器)连接到管188上或者封闭管188的近端。例如，当致动手持件30上的开关时，回转阀51可以由微处理器49启动以供应盐水。当回转阀51被启动时，第一回转阀48可以(例如通过微处理器49)被自动地停止以防止真空和盐水在横向管40内相互作用。如果需要，在横向真空管40内可以包括管塞58以允许将盐水直接用注射器注射到管40中。例如，可以采用注射器注射来增加管内的盐水压力，以去除任何可能出现的堵塞物，例如堵塞流体通道的组织。
在一个实施方案中，可以采用轴向真空管42将来自真空源36的真空通过组织存储组件52连通到探头组件32。在切割前，轴向管42可以通过探头组件32内的切割器提供真空以辅助使组织下垂到侧面组织开孔内。当发生切割之后，轴向管线42中的真空可以被用于帮助将切割的组织样本从探头组件32抽出并抽到组织存储组件52中，这将在下面进一步详细描述。
护套34可以包括用于可操作地将手持件30连接到控制模块46上的控制电线54以及将护套连接到驱动电动机45上的柔性可转动轴55。可以采用电源56为控制模块46提供能量，以用于通过控制电线54为护套34供电。将开关60安装在护套上壳62上，以允许操作者用单手使用手持件30。单手操作允许操作者的另一只手是自由的，从而例如可以握住超声成像装置。开关60可以包括双位摇臂开关64，以用于手动地致动切割器的运动(例如，摇臂开关的向前运动沿向前(远侧)方向运动切割器以用于组织采样，摇臂开关的向后运动沿相反(近侧)方向致动切割器)。作为另一选择，切割器可以由控制模块46自动地致动。可以将附加开关66设在护套34上，以允许操作者按要求促使盐水流进入到横向管40中(例如，开关66可以被构造成操作阀51，以用于当开关66被用户压下时为管40提供盐水流)。
图2显示了与护套34分开的探头组件32。探头组件32包括上壳70和下壳72，它们中的每一个都可以由诸如聚碳酸酯这样的硬的可生物相容的塑料注塑而成。在探头组件32的最终组装阶段，上壳70和下壳72可以通过用于连接塑料零部件的许多公知方法中的任何方法沿着接合边缘74连接在一起，所述方法包括但不限于超声波焊接、卡扣坚固件、压配合和粘合剂连接。
图3a、3b、3c和4更详细地显示了探头组件32。图3a描绘了向近侧缩回的切割器组件和托架。图3b描绘了被部分地推进的切割器组件和托架。图3c描绘了向远侧前进的切割器组件和托架。如图3a-c所示，探头组件可以包括活组织检查穿刺针80，该活组织检查穿刺针位于探头组件32的远端，以用于插入到患者的皮肤内来获取组织样本。穿刺针80包括细长的金属插管82，该插管可以包括诸如用于容纳切割器100的上切割器腔83这样的上腔(如图5a所示)，和诸如用于提供流体通道的下腔84这样的下腔。切割器100可以布置在插管82内，并且可以同轴地布置在腔83内。
插管82可以具有任何适当的横截面形状，包括圆形和椭圆形横截面。插管82的远端附近和近侧是用于接纳将要从患者身上被切除的组织的侧面(侧向)组织接纳口86。穿刺针80的锋利尖端可以由连接到插管82远端的独立的端部元件90形成。端部元件90的锋利尖端可以用于穿刺患者皮肤，从而侧面组织接纳口可以被定位在待采样的组织块中。端部元件90可以具有一如图所示的形成两侧平坦的形状的尖端，或者具有适于穿刺患者的软组织的任何数量的其它形状。
可以将穿刺针80的近端连接到连接套管(union sleeve)92上，该连接套管具有通过其中的纵向孔94和通向所述孔的加宽的中央部分的横向开口96。横向管40的远端可以被插入以紧密地配合在连接套管92的横向开口96中。该连接允许在下腔和横向管40之间形成流体(气体或液体)的连通。
切割器100可以是细长的管状切割器，可以将其至少部分地布置在上腔83内，并可以被支撑成在腔83内可平移和旋转。切割器100可以被支撑在穿刺针腔84内，以便可以沿远侧和近侧方向平移。切割器100可以具有锋利的远端106，以用于切割通过侧面组织接纳口86被收纳在上腔83中的组织。切割器100可以由任何合适的材料形成，这些材料包括但不限于金属、聚合物、陶瓷和这些材料的组合。为了切割通过侧面组织口86收纳在腔83内的组织，切割器100可以在腔83内由合适的驱动组件平移，从而使远端106从接近侧面组织口86的位置(如图3a中所示)行进到远离侧面组织口86的位置(如图3c中所示)。在一个替代实施方案中，可以采用外部切割器，并且该外部切割器与内插管穿刺针同轴地滑动，而且所述内穿刺针可以包括侧面组织接纳口。
连接套管92被支撑在探头上壳70和下壳72之间，以确保切割器100和连接套管之间的正确对准。切割器100可以是中空管，并且腔104轴向地延伸通过切割器100的长度。如图4中所示，切割器100的近端可以延伸通过切割器齿轮110的轴向孔。切割器齿轮110可以是金属的或聚合物的，并且包括多个切割器齿轮齿112。切割器齿轮110可以由旋转驱动轴114驱动，该旋转驱动轴具有被设计成与切割器齿轮齿112啮合的多个驱动齿轮齿116。驱动齿轮齿116可以沿着驱动轴114的长度延伸，以便当切割器100如图5a-5c所示从最近侧位置平移到最远侧位置时与切割器齿轮齿112接合。可旋转地驱动驱动轴114时，驱动齿轮齿116都可以连续接合切割器齿轮齿112以转动切割器100。在切割器向远侧前进穿过组织接纳口86以进行组织切割时，驱动轴114转动切割器100。驱动轴114可以由诸如液晶聚合材料这样的硬的工程塑料注塑而成，或者作为另一选择，可以由金属或非金属材料制造。驱动轴114包括从所述轴向远侧延伸的第一轴向端部120。轴向端部120例如由被模制在探头壳体的内侧上的支承表面部分122支撑，以用于在探头下壳72内旋转。类似地，第二轴向端部124从旋转驱动轴114向近侧延伸并且被支撑在第二支承表面部分126上，所述第二支承表面部分也可以被模制在探头下壳72的内侧上。当将旋转驱动轴114安装到探头壳体72中时，可以将O形环和轴衬(未示出)设在每个轴向端部120、124上以提供旋转支撑并消减轴114的可听噪音。
如图3a、3b、3c和4中所示，将驱动托架134设在探头组件32内以保持切割器齿轮110，并且在沿向远侧和向近侧的方向平移期间承载切割器齿轮以及所连接的切割器100。驱动托架134优选地由硬的聚合物模制而成并且具有沿轴向延伸通过其中的圆柱形孔136。一对J形钩状延伸部140从驱动托架134的一侧延伸。在驱动托架134向近侧和向远侧平移期间，钩状延伸部140可旋转地支撑位于切割器齿轮110的任一侧上的切割器100，以提供切割器齿轮和切割器向近侧和向远侧的平移。钩状延伸部140沿正确的取向对准切割器100和切割器齿轮110，以用于使切割器齿轮齿112啮合驱动齿轮齿116。
驱动托架134被支撑在平移轴142上。轴142大体平行于切割器100和旋转驱动轴114地得到支撑。平移轴142的旋转通过利用导向螺杆型驱动来提供托架134的平移(由此也提供切割器齿轮110和切割器100的平移)。轴142在其外表面上包括外部导向螺纹部分，例如导向螺纹144。螺纹144延伸到托架134中的孔136内。螺纹144与设在孔136的内表面上的内部螺纹表面部分接合。因此，当轴142旋转时，托架134沿着轴142的螺纹部分144平移。切割齿轮110和切割器100随着托架134平移。使轴142的旋转方向反向会使托架134和切割器100的平移方向反向。平移轴142可以由诸如液晶聚合材料这样的硬的工程塑料注塑而成，或者作为另一选择，可以由金属或非金属材料制造。可以通过模制、机加工或者其他方式形成带有导向螺纹部分144的平移轴142。同样，托架134可以被模制或机加工成在孔136中包括内螺纹。根据轴142的旋转方向，轴142的旋转沿向远侧和近侧的方向驱动托架和切割器齿轮110以及切割器100，从而切割器100在探头组件32内平移。将切割器齿轮110牢固地连接到切割器100上，从而使切割器沿着与驱动托架134相同的方向且以与之相同的速度平移。
在一个实施方案中，在导向螺纹144的远端和近端处将螺纹切短，从而使螺纹的有效间距宽度为零。在螺纹144的这些最远侧和最近侧位置，当托架有效地脱离螺纹144时，与轴142的继续旋转无关地，驱动托架134的平移不再由轴142确实地驱动。诸如压缩螺旋弹簧150A和150B(图3a-3c)这样的偏压构件靠近螺纹144的远端和近端地被定位在轴142上。当托架脱离螺纹144时，弹簧150A/B将托架134向回偏压成与导向螺纹144接合。当轴142继续沿相同的方向旋转时，零间距宽度螺纹与弹簧150A/B结合导致托架134(并且因此导致切割器100)在该轴的末端“空转”。在轴142的螺纹部分的近端处，托架接合弹簧150A。在轴142的螺纹部分的远端处，托架接合弹簧150B。当托架脱离螺纹144时，弹簧150A或150B接合托架134并且向后偏压托架134以使之接合轴142的螺纹144，在该点处，轴142的继续旋转再次导致托架134脱离螺纹144。因此，只要将轴142的旋转保持成沿相同的方向，托架134(和切割器100)将继续“空转”，并且当托架可选择地被弹簧150A或150B偏压到螺纹144上、然后通过轴142的旋转脱离螺纹144时，切割器的远端106向近侧和远侧平移一小段距离。当切割器处于图3c中所示的最远侧位置，并且切割器的远端106被定位在侧面组织口86的远侧时，弹簧150B将接合托架134，并且当托架134脱离螺纹144时重复地向回推动托架134以使之接合螺纹144。因此，在使切割器100前进从而切割器的远端106向远侧平移并经过侧面组织口86以切割组织，并且到达图3c中所示的位置之后，轴142的继续旋转将导致远端106前后摆动，向近侧和向远侧平移一小段距离，直到使轴142的旋转方向反向(例如从远侧将切割器100缩回到图3a中所示的位置)。托架134抵抗着弹簧150B的偏压力而与螺纹接合和脱离螺纹144的接合的微小运动导致切割器100的远端106在插管82内重复地往复运动一小段距离，该距离可以大约等于螺纹144的间距，并且该距离短于切割器在穿过侧面组织口86时行进的距离。如下所述，切割器的该往复运动可以交替地覆盖和暴露布置在侧面组织口的远侧的至少一个流体通道。
导向螺纹144的零间距宽度端部提供了用于切割器100的轴向平移的限定止动件，由此当托架134接近螺纹的远端和近端时不需要减慢该托架134(即，切割器100)。该限定止动件减小了托架134相对于轴142所需的定位精度，从而使在过程开始时刻的校准时间减少。托架134在平移轴142的最远和最近侧位置的空转消除了在一个过程期间将所述轴旋转精确数量的圈数的需要。相反，平移轴142仅仅需要平移至少最小数量的圈数以保证托架134已平移了导向螺纹144的整个长度并且进入零宽度螺纹。另外，托架134的空转消除了复位该装置的需要，从而允许探头组件32被插入到患者组织中，而不用首先连接到护套34上。当探头组件32被插入之后，连接护套34并且可以开始采样。
如图4中所示，可以提供不旋转的后管152，该管152可以从紧靠切割器齿轮110的切割器100的近端向近侧延伸。后管152可以是中空的而且可以具有与切割器100基本上相同的内径，并且可以由与切割器相同的材料组成。可以将密封件154定位在切割器100和后管152之间以使切割器能够关于所述管旋转，同时在后管152和切割器100之间提供气力密封。后腔156可以延伸通过管152的长度并且可以与切割器100中的腔104对准。后腔156通过探头组件32将切除的组织样本从腔104输送到组织存储组件52。使腔104和后腔156沿轴向对准，以在组织接纳口86和组织存储组件52之间形成连续的、大体成直线的、通畅的通道，以用于输送组织样本。切割器100和管152的内表面可以被涂覆有氢化润滑材料，以有助于切除的组织样本向近侧输送。
可以设置侧向延伸部158，其可以由后管152支撑并且从后管152向远侧延伸，以用于将该管固定到驱动托架134上。延伸部158将管152连接到托架134上，从而使管152与切割器100一起平移，并且在整个切割周期中保持腔104、156处于连续的流体密封的连通状态。
图5a-5d提供了在切割周期期间切割器100的运动的简化示意图。如图5a中所示，在切割周期的初期，切割器100位于最近侧位置，并且远侧切割端106被布置在侧面组织口86的最近侧边缘的近侧，靠近腔间隔件170的近端。当切割周期开始时，可以在下腔84中提供横向真空力(由箭头176指示)。真空力176可以通过连接套管92形成的流动路径从真空源36通过管40传递到下腔84。
当开关64被用户致动时，可以采用微处理器49启动阀48以提供真空力176，从而开始在穿刺针80内向远侧运动切割器100。横向真空力176通过布置在口86下方的流体通道172和通过布置在口86的远侧的一个或多个流体通道174与组织接纳口86联通。在图5c中，流体通道174被显示成布置在口86的远侧并且沿圆周方向与口86间隔大约180度。在图5d中，流体通道174B被显示成布置在位于活组织检查探头的远侧端部元件90中的口86的远侧。流体通道174A和174B都可以在下腔84和上腔83之间提供流体连通。
横向真空力176可以与通过切割器腔104的轴向真空力180结合使用，以将组织样本182抽吸到组织接纳口86中。当组织样本182被抽吸到端口86中之后，可以使切割器100旋转并同时向远侧平移，以从周围组织切割组织样本。在切割器100前进的同时，真空力176、180可以通过下腔84和切割器腔104被保持，以在切割样本时将组织样本抽吸到切割器腔中。如图5b中所示，当切割器100前进时，切割器滑动经过流体通道172，陆续地阻止横向真空通过所述孔。
当切割器100到达最远侧位置时，如图5c中所示，流体通道172可以完全由切割器堵塞。在切割周期的这一刻，可以保持切割器旋转，而且切割器可以如上所述地“空转”，并且切割器100的远端106以交替、摆动的方式向近侧和向远侧运动。当切割器100空转时，切割器可以在大致对应于平移轴142的旋转速度的频率下向远侧和向近侧摆动一段距离，该距离可以大约等于导向螺纹144的间距。可以在腔分隔物170中定位一个或多个流体通道174A，从而在使切割器100在其最远侧位置处空转时，切割器交替地覆盖和暴露(因此打开和关闭)通道174A。在通道174A打开的情况下，尽管堵塞通道172，下腔84通过分隔物170保持与切割器腔104流体连通。切割器100在通道174A上的重复运动可以帮助清除可能堵塞或闭塞通道174A的任何组织，并且通过通道174A保持流体连通。
远侧端部元件90中的流体通道174B可以被用于代替流体通道174A或与之结合。当通道174被切割器100覆盖时，流体通道174B可以在下腔84和上腔83之间提供流体连通。
当切割器100到达其最远侧位置并且开始空转预定量的时间之后，可以使回转阀48上的螺线管断电或者另外由微处理器49控制，以用如图5c中的箭头所示的向前的加压空气(大气压力或更大的压力)代替横向真空力176。所述加压空气通过横向管40排放到腔84。在切割器100封闭端孔172的情况下，所述加压空气通过流体通道174A(和/或174B)与上腔83连通，以向样本182的远侧表面施加作用力。作用于样本182的远侧表面上的所述力可以与通过切割器100的腔104提供的轴向真空力180结合作用。由作用在样本182的远侧表面上的所述力与通过切割器100的腔104形成的真空提供的真空“拉力”组合形成的推力可以用于使样本182移入和通过切割器100的腔104，如图5d中所示。作为另一选择，为了代替利用加压空气来提供作用于样本182的远侧表面上的力，可将诸如盐水的加压液体引导通过下腔84和流体通道174A和/或174B，从而形成作用在样本182的远侧表面上的力。切割器100关闭侧面组织口86并防止流体(气体或液体)流动，从而使围绕外插管和侧面端口86的组织未暴露于所述流体。
当组织样本182通过探头组件32向近侧朝着样本收集组件52平移时，切割器100可以被保持在最远侧位置上。或者，切割器100可以经过组织口86朝其初始位置缩回，以准备下一切割周期。在切割器100完全收回且使组织样本平移到组织存储组件52后，再次通过腔84提供横向真空力176，以将下一组织样本抽吸到端口86中。在切割器100的平移过程中，切割器可以与分隔物170结合操作，以使腔83与腔84分离。
在切割周期期间，切割器100从正好在侧面组织接纳口86近侧的一点平移到正好在所述接纳端口远侧的一点。切割的组织样本被引导通过切割器100的腔104的长度并且被引导到切割器100的近端之外，而不是像在现有的一些装置中那样穿过穿刺针80向近侧平移切割器(其中样本被承载在切割器的远端中)以用顶出销(knock-out pin)排出样本。因此，切割冲程长度可以被减小到仅仅稍长于侧面组织口86的长度。使用减小的冲程长度，切割器100的远端(以及切割器100的长度)可以在整个切割周期中保持在穿刺针80内，从而不需要将切割器的整个长度容纳在探头外壳内且位于穿刺针80的近侧。另外，由于平移轴142仅仅需要使切割器平移稍长于组织接纳口86的长度的距离，因此减小的切割冲程长度减小了所述轴的所需长度。减小平移轴长度以及不需要将切割器长度容纳在探头外壳中允许减小手持件30的长度。由于被缩短的切割冲程减少了通过穿刺针80推进和缩回切割器所需的时间，因此在本发明中还减少了采集每个组织样本的时间。由于切割器100仅仅缩回到正好在组织接纳口86近侧的点，因此腔分隔物170可以被形成为延伸到切割器的最近侧点，而不是通过穿刺针的整个长度。减小分隔物170的长度减少了制造穿刺针80所需的材料和成本。
如上所述，流体通道174A和/或174B也可以用于将盐水施加到例如在图5c-d中所示的切割的组织样本的远侧表面。盐水可以用于提供作用于组织样本的推力，并且由此帮助在切割器腔104内向近侧移动组织样本。为了提供盐水流，使从盐水供应袋50形成的管道由控制模块46取道通过回转阀51，到达Y形连接器，并通过横向管40到达腔84。在一个实施方案中，可以在手持件30上设置按钮，使得当在切割器于其最远侧位置上空转的同时按下按钮时，启动阀51以将盐水50连接到横向管40上。在采样过程之前，盐水系统可以通过启动回转阀51而起动加注，从而允许来自真空源36的真空将盐水抽吸到管道188中。然后，盐水将填充管道188一直到Y形连接器44。随后，当操作者在该过程期间按下手持件按钮时，盐水将从Y形连接器44通过横向管40流到腔84中，以施加到组织样本182上。当回转阀51被断电时，管道188被封闭，从而停止盐水向腔84的流动。
在一个替代实施方案中，在每个切割周期期间，盐水可以自动地被提供给腔84。在该实施方案中，不需要手持件按钮操纵盐水。相反地，在切割周期期间，当切割器100到达穿刺针80内的最远侧位置之后经过一段指定时间，微处理器49会自动启动回转阀51，并且当切割器已缩回到指定的近侧位置时停用所述阀。位置传感器可以被结合在护套34或控制模块46上以在切割周期中根据切割器的轴向位置启动回转阀51。因此，例如在每个切割周期期间当切割器前进和缩回时，切割器100的位置将自动启动和停用回转阀51。
如图4中所示，驱动槽132可以形成于轴114的近端124中，以用于接合在电动机驱动轴中的一个形状相似的驱动槽，或者耦合来自护套34的其它旋转驱动输入。作为另一选择，如图6中所示，可以将星形接合部分130模制到驱动轴114的第二轴向端部124中。星形接合部分130可以用来与形状相似的外接合部分匹配，所述外接合部分可以设在护套34的旋转驱动轴上以旋转驱动轴114。作为另一选择，可以将内星形接合部分130模制到从护套34伸出的驱动轴中，并且使形状相似的外接合部分形成于驱动轴114中。星形接合部分130或者被模制到旋转驱动轴中的其它类似类型的接合部分的使用使驱动联接所需的轴向长度最小化。减小驱动联接长度可以减小探头32的总长度。
图7和8显示了本发明的一个替代实施方案，在该实施方案中，切割器100和后管152可脱离探头组件32，从而使切割器100可以重复地被除去和再插入到探头组件32内，而不用拆卸探头组件32。例如当切割器100由金属形成并且与探头32一起使用的成像装置是磁共振成像(MRI)装置时，切割器100的卸除(部分地或完全卸除)是很有利的。在图7和8中，后管152的近侧部分未示出。
在图7和8所示的实施方案中，切割器100和后管152可以在紧位于切割器齿轮110附近的密封件154处连接，从而使切割器能够相对于后管152(其可以被支撑成不旋转)旋转。切割器放松杆160可以被支撑在后管152上并且可以从后管152伸出。如图所示的放松杆160包括朝着托架134向远侧延伸的端部162。在端部162中的横向槽164的开头和尺寸要如此确定，即，使之接合与托架134相关联的部分，例如可以牢固地连接到托架134的近侧钩状延伸部140上的盘状部分166。当槽164接合盘状部分166时，切割器100和后管152与托架134一起平移。位于切割器100的近端附近的花键部分168可以用于接合在切割器齿轮110的内径上的互补键槽部分，以确保切割器100和切割器齿轮110一起旋转。
为了从探头组件32上卸除切割器100和管152，例如用于在切割周期之前成像，沿管152的方向挤压放松杆160的近端。挤压作用使槽164与盘166脱开，从而从托架134和切割器齿轮110松脱切割器100和管152。如图8中所示，在管152和切割器100被松脱后，可以向近侧将所述管和切割器拉过切割器齿轮孔并且离开探头组件32的近端。为了再次插入切割器100和管152，在密封件154处连接所述管和切割器，并且将该组合体穿过探头组件32的近端，从而切割器再次延伸通过切割器齿轮孔和连接套管孔94，进入插管82。将切割器100和管152向远侧推过探头组件32，直到端部162的槽164再次锁定在盘166上。
切割器100可以通过在探头组件32的近端中的开口重复地从探头组件32上被卸除和被再次插入其中。组织接纳口86可以被定位在待采样的组织中，可以将切割器100从探头组件32上卸除，例如可以通过使用MRI给活组织检查部位成像，切割器可以被插入到探头组件32中，并且容纳在侧面组织口86中的组织可以用切割器100切割。从探头组件除去切割器的步骤可以在组织口86被定位在待采样的组织中之前或之后执行。另外，切割器可以在组织样本被切割之后、在使穿刺针80离开组织之前或之后被卸除。
如图9a和9b中所示，可以将分隔物170插入到插管82的远端中，以将穿刺针80的内部分隔为上腔83和下腔84。在图9a和9b所示的实施方案中，分隔物170沿轴向通过插管82延伸到正好处于组织接纳口86近侧的一点。分隔物170的近端可以与切割器100的最近侧位置一致，从而切割器和分隔物结合在一起以分隔上腔和下腔。作为另一选择，分隔物170可以沿轴向延伸通过穿刺针80的整个长度。如图9a中所示，分隔物170可以包括弯曲表面，该弯曲表面与切割器100的外圆周严密的一致，从而当切割器在插管82内平移时允许切割器沿着分隔物的所述表面滑动。可以在组织接纳口86的下方(与口86间隔大约180度)于分隔物170中形成多个流体通道孔172。流体通道172的尺寸可以被设置成允许在腔83和84(和组织接纳口86)之间形成流体连通，同时防止被切割的组织部分进入腔中。分隔物170也可以包括位于组织接纳口86的远侧的一个或多个流体通道174，当切割器100处在其封闭组织接纳口86的最远侧位置时，压缩气体(例如空气)或液体(例如盐水)可以通过所述流体通道174被提供到位于切割器腔104内的组织样本的远侧表面。在切割器100处于最远侧位置并且封闭组织接纳口86的情况下，组织样本可以被推动通过切割器100，而不会使围绕插管82的组织暴露于流体。分隔物170可以由与插管82相同的材料形成，并且分隔物的纵向边缘可以被焊接或以另外的方式永久地固定到插管的内径上。
图10和11显示了适合与探头组件32一起使用的活组织检查穿刺针的一个替代实施方案。由附图标记165代表的穿刺针可以由开孔元件、组织穿刺元件和管元件组装而成。在该实施方案中，管元件168包括具有延伸通过其中的腔173的插管171和邻近所述管的远端的组织接纳开孔175。开孔元件177包括孔178和流体通道179。组织穿刺元件90可以被嵌件注塑到开孔元件中或者例如通过粘合剂或者其它合适的连接手段以机械方式固定到开孔元件上。
如图12和13中更详细地示出的，开孔元件177可以是带有上开口178的半个管状，所述上开口的长度与组织接纳开孔175的长度基本上相同。当将两个元件168、177组装在一起时，开口178与组织接纳开孔175对准。多个流体通道179形成于开孔元件177的位于开口178下方的下表面169中。下表面169当穿刺针165被组装时可以提供用于形成下腔的分隔物。可以将一个或多个流通通道181设在开口178的远侧，以便当穿刺针元件被组装在一起时处于组织接纳开孔175的远侧。当穿刺针元件168、177被组装在一起时，通道179和181为压缩流体(例如，空气和/或盐水)提供从下腔到上腔的流体连通。设置一对接合凸起部183并且该凸起部从开孔元件177的近端延伸，以用于将开孔元件连接到管元件168。为了组装穿刺针165，将开孔元件177通过插管171的远端插入，直到凸起部183接合在管元件168的内径上的互补沟槽或孔。所述凸起部和沟槽之间的接合将开孔元件177锁定在管元件168内。另外，当将穿刺针165组装到探头组件32中时，切割器100的向远侧延伸超出管元件168中的凸起部183的部分可以进一步防止开孔元件177与管元件168脱离接合。可以将圆周唇缘185设在开孔元件177上。当开孔元件与管元件组装时，该唇缘185可以为管元件168的远端提供密封表面。
再次参考图5，一旦组织样本进入切割器100的腔104中，轴向真空力180可以用来将样本向近侧牵引通过切割器100，以从探头组件32被引导到组织存储组件52中。在第一实施方案中，组织存储组件52包括例如如图14中所示的串联组织叠式存储组件190。在串联组织叠式存储组件190中，多个组织样本以首尾相连的方式一个接一个地被叠放在诸如柔性管中。可以在该过程中将所述样本单独地从所述管中取出并且实时地进行检验，或者作为另一选择，可以将样本留在所述管中，直到该过程结束一齐取出。串联组织组件190的远端可以通过双连接机构可拆卸地连接到探头组件32上(从而使串联组织叠式存储组件190可从探头组件上脱开)，同时该组件190的近端可以通过管42可拆卸地连接到真空源，例如图1中所示的真空源36上。
在图15a和15b所示的实施方案中，在串联组织组件190的远端处的上部连接器192包括一对揿扭194。揿扭194接合布置在探头组件的近端处的一对揿扭接合部分196(例如一对凹口，所述凹口可以形成于探头下壳72的近端的一部分中)。当揿扭194与所述部分196接合时，如图15a中所示，串联组织组件190的上部被连接到探头外壳上。
也位于串联组织组件190的远端的第二下部连接器198可以包括一对类似的揿扭200。下揿扭200接合在后管152的近端上的一对匹配部分202，在图15b中所述部分被显示为从探头组件32中的近侧开口延伸。可以将后管152的远端连接到托架134上，如图8中所示。当下揿扭200与凹口202接合时，如图15b中所示，串联组织组件190的下部随着驱动托架134的平移向远侧和向近侧运动。当将上部连接器192和下部连接器198连接到探头组件32上时，在切割周期期间串联组织组件190的下部将相对于该组件的固定的上部平移。为了从探头组件32上拆下串联组织组件190，在远端处向内推压每一对揿扭194、200，以使所述揿扭的向前末端与对应的凹口196、202脱离接合。当揿扭脱离接合之后，可以使串联组织组件190与探头组件32分离。
如图14和16中所示，串联组织组件190包括样本存储管206，该样本存储管具有沿轴向延伸通过其中的双腔。所述双腔可以是大体平行的。管206可以由聚氯乙烯或其它相似类型的柔性、水不溶性材料构成。存储管206使用诸如聚氯乙烯这样的透明材料来制造允许从管外可看见被堆叠的组织样本。
管206可以包括用于分隔两个腔的沿纵向延伸的中央隔壁。管206可以包括第一腔，例如堆叠腔210，以用于转移和存储已通过切割器腔104被吸入所述组件的组织样本204。组织堆叠腔210可以通过下部连接器198可拆卸地连接到后管152的近端上。当揿扭200如上所述地接合部分202时，组织堆叠腔210可以沿轴向与后管腔156对准，从而形成连续的、通畅的通道，以用于使组织样本204从组织接纳口86运动到组织堆叠腔210中。
当组织样本204进入组织堆叠腔210中时，如图16中所示地，所述样本以首尾相连的方式一个接一个串联地堆叠在所述腔中，从而在将样本存储在组织堆叠腔210中的同时保持样本的顺序(从活组织检查部位获得样本的顺序)。可以将组织止动件设置在位于组织腔210的近端处的组织收回机构260中，以防止第一个或最早的样本完全平移通过组织腔并进入真空系统36。管206可以包括第二腔，即组织堆叠真空腔214，以用于通过后管152和切割器100为真空提供流通路径，从而可以通过切割器100和后管152将被切割的组织样本204拉动到组织堆叠腔210中。组织堆叠真空腔214的近端可以通过侧向连接端口216可拆卸地连接到真空源36上。
如图17中更详细地示出的，可以将多个小孔220设在管206的位于腔214和腔210之间的中央隔壁中，以形成所述腔之间的流体连通。孔220允许来自真空源36的真空从腔214连通到腔210，以在切割器100的腔104中形成真空。孔220优选地沿管206的纵向轴线间隔开并且分开在0.1至4厘米范围内的距离。孔220可以以相对于管206的纵向轴线的一个角度被定向。由于通向腔210的孔220的边缘可以帮助防止组织样本沿远侧方向运动，同时在由真空源36提供的真空力的作用下允许组织样本在腔210中向近侧运动，因此孔220的所述角度可以起到机械式二极管的作用。组织样本将继续向近侧滑动通过腔210，直到样本接触到位于组织收回机构260中的组织止动件或者在前的组织样本。
可以通过用钻孔器或其它合适器械的锋利尖端在管206的上表面上钻孔而在腔210、214之间形成真空孔220。可以引导钻头或其它钻孔器械的尖端通过真空腔214以穿刺管206的分离两个腔的中央壁。如图14中所示，在形成真空连通孔220之后将外套管228牢固地连接到管206的表面上。外套管228可以通过粘合剂或其它合适类型的连接机构连接到管206上。将外套管228在用于形成真空连通孔220的开口之上连接到样本管206上，以密封所述开口，并且防止真空通过所述开口排出真空腔214。可以将外套管228的远端形成为延伸到真空腔214的远端之外以连接上部连接器192。真空腔214通过在外套管228和上部连接器192之间的连接件连接到探头组件32上。
当组织样本204被存储在腔210中时，样本204的堆叠长度将在腔210中向远侧增加。当样本的堆叠在腔210中向远侧延伸时，样本204将倾向于堵塞或否则限制通过真空孔220的流体连通。在图16中，平移的柔性杆230被显示成至少部分地布置在腔214中。杆230可以沿轴向延伸通过腔214，以有选择性地覆盖或否则堵塞至少一些真空孔220。杆230然后例如可以通过杆230的轴向运动被操作，以有选择性地暴露真空腔中的真空孔220。例如，在每个切割周期期间，当附加的样本被存储在腔210中时，可以使杆230在真空腔214内向远侧前进以暴露或否则接通/打开附加的真空孔220。当将另外的组织样本加入到腔210中的组织样本叠堆时，杆230的运动保持预定数量的真空孔220打开，以在腔210和214之间形成流体连通。这可以有助于在多个切割周期的整个过程中在切割腔104内提供恒定的真空力。最初，可以将柔性杆230如此地插入到腔214中，即，杆230在腔214中沿轴向偏置，以便覆盖或否则堵塞多数而非全部的孔220。例如，在将任何样本存储在腔214中之前，可以使杆230在真空腔214中向远侧偏移一段距离，该距离稍大于组织接纳口86的长度。使杆230在腔210内向远侧偏移保证了当切割器100在组织采样之前完全处于近侧位置时暴露开始的一组孔220，以将轴向真空力180传递到组织接纳口86。通过暴露的孔220传递的轴向真空力有助于在切割之前使组织下垂到接纳口86中，并且在切割之后将组织样本向近侧牵引到组织腔210中。当组织样本被拉入到和堆叠在组织腔210中时，组织样本堵塞了之前暴露的真空孔220，从而防止真空进入组织腔。可以将杆230有选择性地向远侧移动一段预定距离，该距离稍大于组织接纳口86的长度，以暴露就在最近采集的组织样本的远侧的其它真空孔220。杆230可以适于通过驱动托架134在探头组件32内的平移而自动地向远侧前进，如下面进一步所述。新暴露的真空孔220继续将真空力传递到组织腔210中，以用于下一个切割周期。
杆230可以由诸如Teflon这样的含氟聚合物树脂材料或者其它具有低摩擦系数的合适的柔性材料形成。可以将杆230的形状或者尺寸设置成紧密地贴合真空腔214的内径。杆230和真空腔214之间的紧配合以及所述杆的低摩擦特性允许所述杆在真空腔内容易地平移而不会通过所述腔的远端损失任何真空力。
杆230的远端231通过外套管228中的开口234延伸到真空腔214的外部。当将杆230向远侧推进时，所述杆通过开口234进一步运动出真空腔214。当将杆230继续向远侧推进时，杆230的柔性允许该杆弯出在外套管228中的开口234，从而在多个切割周期的过程中允许基本上整个杆被平移到真空腔214之外。如图18中更详细地示出的，杆230可以包括多个侧面棘齿232，所述侧面棘齿基本上按所述杆的长度沿纵向地间隔开。齿232提供了穿过真空腔214抓住和推进杆230的一种机构。杆230也可以包括多个底部棘齿238。
杆230可以通过齿232和往复构件242上的爪型闩锁机构之间的相互作用在真空腔214内向远侧前进，所述往复元件242在图19中被更详细地示出。往复元件242可以被支撑在下部连接器198上并且当使切割器100前进和缩回时往复运动。往复元件242可以具有分叉的近端，该分叉近端带有被轴向延伸的槽244分离的近侧延伸部分243。倾斜表面246可以形成于在槽244的远端处的部分243之间。倾斜表面246可以用于当杆230在真空腔214之外被接合时使杆230的远端231通过开口234并且在管206的外表面旁边偏转。可以形成单向接合爪250以从面对槽244的部分243的侧面延伸，从而当杆230延伸通过凹槽时啮合在所述杆上的侧面棘齿232。爪250和棘齿232之间的啮合向使杆230远侧前进并通过真空腔214。
可以将往复元件242的远端固定到下部连接器198上，以用于在每个切割周期期间与下部连接器198、托架134和切割器100一起平移。当驱动托架134在切割周期开始时向远侧前进以将切割器100移接纳端口86中时，往复元件242也向远侧前进。当往复元件242前进时，槽244中的爪250接合在腔214中的杆230上的侧齿232，以通过往复元件向远侧牵引所述杆。当杆230在腔214内向远侧移动时，暴露出更多的真空孔220。当托架134的方向反向并且切割器100从接纳口86缩回时，往复元件242沿着近侧方向相对于固定的真空腔214运动。当往复元件242向近侧缩回时，位于柔性杆230的底侧上的单向底部棘齿238接合真空腔214内的真空孔220，如图17中所示。棘齿和孔220之间的接合防止杆230在真空腔214内向近侧运动。当爪250相对于杆230向近侧运动时，所述爪与杆230上靠近的下一组棘齿232接合。当在下一个切割周期期间驱动托架134向远侧前进时，与下一组棘齿232的所述接合导致杆230再次向远侧前进以暴露另外的真空连通孔220。在使托架和切割器组件前进和缩回并且探头组件32不在组织中的情况下，会导致柔性杆230相对于组织样本204向远侧前进得太远；可以使柔性杆230围绕其纵向轴线旋转一圈的一部分，以脱开棘齿232和238，从而允许柔性杆230在真空腔214内在近侧重新定位。
在未示出的一个替代实施方案中，当驱动托架134在组织被切割之后向近侧缩回时，可以使柔性杆230在真空腔214内向远侧前进。在该实施方案中，可以使用例如围绕滑轮延伸180°的电缆这样的反向机构，从而当驱动托架缩回时，所述电缆向远侧牵引所述柔性杆。
如图19中所示，下部连接器198包括轴向延伸的孔252，该孔用于将样本管206的组织腔部分连接到后管152上。当串联组织组件190通过下部连接器198连接到探头组件32上时，使组织腔210、孔252和后管腔156大致同轴地对准，从而为将组织样本从切割器110和后管152吸入到腔210中提供畅通无阻的通道。
图20更详细地显示了连接器192、198和腔210、214。如图20中所示，真空腔214可以通过外套管228连接到固定的上部连接器192上。由此，真空腔214在整个切割周期中保持固定在串联组织组件190内的适当位置上。组织腔210向远侧延伸到下部连接器198的孔252中。在每个切割周期期间，至少组织腔210的远侧部分将与下部连接器198和驱动托架134一起平移。当驱动托架134和下部连接器198向近侧平移时，包括组织腔210的远侧部分的样本管的远侧部分211弯曲或否则向下变形，从而允许组织腔的远端与下部连接器198和往复元件242一起平移，同时真空腔214由外套管228保持固定就位。
如图14和16中所示，组织收回机构260可以位于串联组织组件190的近端，以用于在每个切割周期之后实时地从所述组件取出样本。组织取回机构260可以相对于样本管206被定位在恰好在组织止动件212的远侧(图23)。如图21、22和23中更详细地示出的，组织取回机构260包括可伸缩的外套管262。外套管262由O形环263气力密封，以在切割周期期间保持样本管206内的真空。为了在切割周期之后从管206内取出组织样本，通过使用牵拉凸起270手动地将外套管262旋转或平移离开原位，以暴露组织腔210中的组织样本。组织取回窗264可以形成于在外套管262之下的组织腔210中，从而一旦将外套管缩回时能够提供接近所述腔中的组织样本的通路。可以将空气入口265置于组取回窗264的远侧以向所述窗中的组织样本204的远侧表面施加气压，从而当外套管262由于组织样本204上的压力不平衡而被缩回时防止所述样本向远侧运动。在可伸缩套管262上的下部圆筒266可以容纳复位弹簧258，该复位弹簧用于将套管偏压到闭合的密封位置。将弹簧258的每一端用销224固定到取回机构260上。组织取回机构260的近端可以包括真空连接件268，该真空连接件用于例如从真空源36向组织腔210提供真空。还可以如此设置真空连接口216，即，其延伸通过取回机构260，从而例如从真空源36向腔214提供真空。在该过程结束时，组织回收组件260可以与样本管206脱开，从而可以从所述管取回组织样本，这将在下面进一步详细描述。
作为替代方案或与通过组织回收组件260的实时样本取回相结合，可以在过程结束时通过使样本管206与探头组件32脱开和从组织腔210的近端卸除组织回收组件260而取回组织样本。当将样本管206脱开后，可以将诸如例如图24中所示的柱塞状元件278的柔性杆这样的样本释放机构插入到组织腔210的一端中并且前进通过其中，以从所述腔的相反端取出样本，如图25中所示。作为另一选择，组织样本管可以这样被形成，即，在该过程结束时真空腔214可与组织腔210分离，以允许接近堆叠在组织腔中的组织样本。
图26a-26c显示了可分离的样本存储管的一个实施方案，在该可分离的样本存储管中，双腔管280被挤压成带有沿着组织腔210的外部的薄弱侧(由参考标号282表示)，从而腔210的一部分例如可以通过剥离而被分离，以露出组织样本。当将相反的力施加到腔210、214上时，这两个腔可以在薄弱点282处被剥开，并且组织腔210的上部与真空腔214分离，如图26b中所示。组织腔210的剩余的下部将形成一个包含堆叠的组织样本的开放的U形通道(图26c中所示的U形通道)。通过使用镊子或其它器械可以将样本从打开的组织腔210中取出。
作为将样本管挤压成带有薄弱侧面点282的替代方案，组织和真空腔210、214可以被单独挤出并且组装在一起以形成双腔管284，在图27a中示出了这样的一个例子。在该实施方案中，真空腔214被挤压成包括组织腔210的上部，从而组织腔210形成一开放的U形通道。组织腔210和真空腔214沿着U形通道的上边缘286通过粘合剂或其它类型的紧固机构被连接在一起。为了接近组织样本，将相反的力施加到管284上以破坏粘合剂粘结或其它紧固手段，并且将真空腔214与组织腔210剥离，如图27b中所示。然后，可以将样本从敞开的组织腔中取出。
在可分离的样本存储管的另一个实施方案中，如图28中所示，通过连接单独挤出的真空腔210和组织腔214来形成双腔管290。在该实施方案中，真空腔214被形成为具有至少一对沿横向延伸的齿292的闭合件。组织腔210被形成为一个开放的U形通道，该开放的U形通道沿着该通道的内表面具有对应数量的成对的横向延伸的凹口294。齿292被成形为接合凹口294，从而形成机械锁296，该机械锁将真空腔214和组织腔210锁定在一起以形成样本管。沿相反方向将真空腔214拉离组织腔210将使齿292与凹口294脱离接合，由此打开组织腔的顶部，取出组织样本。机械锁296可以与粘合剂或其它连接机构组合使用，以将真空腔和组织腔锁定在一起。
图29和30示出了串联组织叠式存储组件190的一个替代实施方案，其中样本存储管206被图26-28中所示的可分离的样本存储管代替。另外，组织取回机构260被组织腔剥离拉片(peel tab)272代替。组织止动部分位于在组织腔210的近端处的腔剥离拉片272上。管道连接器274将真空腔214的近端连接到轴向真空管线，例如与真空源36连通的真空管线42上。在该实施方案中，使组织样本从组织止动件向远侧堆叠。组织样本204可以通过从真空腔214剥离组织腔而实时地取出。作为另一选择，组织样本可以在该过程结束时被取出。
图31a-31d示出了用于活组织检查过程的两个初始切割周期的下部连接器198、组织腔210和杆230的前进和缩回位置。如图31a中所示，当使切割器100前进到完全远侧位置时，即完全通过组织接纳口86时，组织腔210也被完全推进到远侧，并且组织腔基本上平行于外套管228。当在切割组织之后将切割器100从组织接纳口86缩回时，组织腔210与驱动托架134缩回到近侧位置，如图31b中所示。在该位置上，组织腔210例如通过弯曲远离外套管228地向下延伸。往复元件242也缩回并且夹住杆230上的下一组棘齿232。在下一个切割周期期间，如图31c中所示，切割器100再次被驱动托架134完全推进，并且下部连接器198再次向远侧牵引组织腔210。当下部连接器198被向远侧牵引时，接合爪250拉动杆230上的棘齿232，以使所述杆前进通过真空腔214并离开开口234。在第二切割周期结束时，再次将组织腔210向近侧缩回，如图31d中所示。
图32显示了组织存储组件52的一个替代实施方案，其中存储组件包括一并联组织叠式存储组件300。在该并联组织叠式存储组件300中，将组织样本并排地存储在组织存储构件中并且在过程结束时取出。如图32和33中所示，并联叠式存储组件300包括组织存储构件302，该组织存储构件包含一组并排的腔304。每个腔304稍长于组织接纳口86的长度，用于存储从接纳口吸取的组织样本。构件302可以由透明的塑料材料形成，以允许可视地检查存储在其中的组织样本。一体的顶出销306(图34)可以设在每个组织腔304的近端处，以在提供将与腔连通的真空的同时防止组织样本完全平移通过所述腔并进入真空系统36，(例如，每个顶出销306可以包括一小的中央开口，为了向腔304提供真空，该开口的大小应足以形成流体连通，但是该开口要足够小，从而不允许组织样本到达腔304的远端之外)。
回到图32和33，在其中具有组织腔310的组织管308在构件302的远侧延伸以连接探头32中的管152。可以使管152和308对准，以提供从切割器100的腔104到构件302中的腔304的连续的、大体为直线的通道。如图35中所示，可以将O形环密封件312设在组织管308的近端处，以密封在组织腔310和与管308对准的腔304之间的通道。样本管152和组织管308可以通过任何合适类型的紧固机构(例如类似于图15a和15b中所示的揿扭)可拆卸地连接。第一真空端口314可以位于构件302的近侧上，以通过与管308对准的腔304向组织腔310提供真空。第二横向真空端口316可以用于在构件302的近侧的位置上向组织腔310提供真空。每个真空端口314、316可以通过轴向真空管线42连接到真空源36上，以提供用于在切割器100的腔104中向近侧抽吸组织的真空。横向真空端口316可以被连接到围绕组织管308的真空腔室320上。组织管308可以包括多个在真空腔室320中间隔开的孔，以用于连通在所述腔室和管腔310之间的真空。横向真空端口316和腔室320提供了附加的真空，用于帮助组织样本向近侧运动(例如在采样期间组织样本破碎成多个小块的情况下)。
当组织样本被存储在腔304中之后，可以将构件302沿横向换位，以使下一个相邻的腔与组织腔310沿轴向对准。如图33中所示，可以设置凸轮构件322，以用于使构件302换位。凸轮构件322位于在构件302下方延伸的外壳324中。将凸轮构件322可操作地连接到位于探头组件32中的驱动托架134上，以在每个切割周期期间与驱动托架一起向远侧和向近侧平移。凸轮构件322通过向远侧延伸通过端盖330的机械缆线326连接到驱动托架134上。将缆线326连接到驱动托架134上并且当驱动托架134向远侧运动时，向远侧牵引凸轮构件322。当凸轮构件322运动时，凸轮构件上的凸轮表面332与在构件302的下表面上的凸起部334(如图34中所示)相互作用以使构件302换位。凸轮表面332可以包括被凸起部334偏转的带角的柔性材料带。如图36a中所示，当凸轮构件322在切割周期之前处于最近侧位置时，凸轮表面332处于在两个凸起部(由虚拟凸起336、338表示)之间的非偏转位置。当凸轮构件322在切割周期开始时向远侧前进时，凸轮表面332通过凸起部336和凸轮表面的第一侧面之间的接触被偏转离开原位。当凸轮构件322继续向远侧前进时，凸起336将凸轮表面332偏转到这样一个点，在该点处所述凸起部通过在凸轮表面和止动块340之间形成的开口，如图36b中所示。在凸起部336通过由偏转的凸轮表面产生的所述开口时，所述凸轮表面弹回到与止动块340接触的非偏转位置。
在组织被切割之后当驱动托架134开始缩回时，外壳324的远端中的复位弹簧224在外壳内向近侧推压凸轮构件322。当凸轮构件322向近侧缩回时，凸轮表面332的相反侧接触凸起部336。当凸轮构件322继续缩回时，凸轮表面332中的所述角导致凸起部336被横向推动，如图36c中所示。当凸起部336被横向推动时，使构件302相对于组织管308沿横向换位，由此定位下一个相邻的腔304，以通过管308接纳下一个组织样本。如图32和33中所示，构件302被定位在凸轮构件外壳324和制动臂342之间。制动臂342向远侧延伸跨过构件302的上表面。当构件302通过凸轮表面332和凸起部336之间的相互作用沿侧向换位时，制动臂342与一组换位锁销344中的一个接合。在每个换位动作之后换位锁销344锁定下一个有效腔304以使之与腔310对准。在活组织检查过程期间，多个凸起部334和换位锁销344使构件302能够重复地换位以存储多个组织样本。在活组织检查过程结束时，可以将构件302从外壳324和制动臂342之间去除，并且将所述组织样本从各个组织腔304中取出。构件302的顶面可以包括盖或者其它可拆卸部分，以允许将每个样本容易地从腔304中取出。
图37是用于护套34的一个典型的驱动组件350的分解等轴测图。在图37所示的组件中，平移和旋转驱动系(用于提供切割器100的旋转和平移)由单个可旋转电缆55(也在图1中示出)驱动，该电缆在护套34和位于远处的电动机(例如控制模块46中的电动机)之间延伸。由于本发明的切割器冲程被减小，因此单个驱动电缆能够转动两个驱动系。减小的切割器冲程使手持件30的尺寸以及驱动电动机上的负荷能够相对于以前的活组织检查装置被小。由于使铁磁电动机组件与手持件分开，因此通过单个可旋转电缆为手持件30供电允许将手持件用于由MRI引导的手术中。该手持件也可以用于乳房造影术和超声引导的手术。因此，可以将通用的探头组件和手持件用于多种成像环境。对于MRI引导的手术，可以增加可旋转电缆的长度以适应在MRI孔内或附近的使用。
在图37所示的实施方案中，可旋转电缆55连接到驱动电缆输入联接器352上，以用于为护套34提供旋转驱动。驱动轴354从输入联接器352延伸到近侧外壳356。在近侧外壳356中，将输入齿轮360在垫圈362和轴承389之间安装在输入驱动轴354上，以便使该输入齿轮接合在平移驱动轴364和旋转驱动轴366上的对应齿轮。输入齿轮360与平移轴齿轮370和旋转轴齿轮372的相互作用将旋转驱动传递到平移和旋转驱动轴364、366。平移和旋转驱动轴364、366从近侧外壳356延伸通过位于中央外壳374上的一对孔。平移和旋转齿轮370、372在近侧和中央外壳之间由轴承376间隔。
在中央外壳374的远侧，护套34包括一旋转编码器380，该旋转编码器用于向控制模块46提供关于驱动轴的旋转的反馈信号。编码器380可以被安装到平移驱动轴或旋转驱动轴上。护套34还包括在平移驱动轴364上的任选的行星齿轮箱382。齿轮箱382在平移和旋转驱动系之间提供齿轮减速，从而为驱动托架134的平移和切割器104的旋转提供不同的速度。在齿轮箱382和编码器380的远侧，驱动组件350包括外壳384。外壳384包括用于联接平移驱动系和平移驱动输入轴386的连接件，以及连接旋转驱动系和旋转驱动输入轴388的连接件。每个驱动输入轴386、388均具有一远端，该远端的形状被制成为可操作地接合在探头组件32中的对驱动轴上的槽。具体地说，平移驱动输入轴386的形状使得接合平移轴142的槽128(在图4中示出)，并且旋转驱动输入轴388的成形状使得接合旋转驱动轴114的槽132。如上面关于图6所提到的，驱动输入轴可以具有模制的接合部分，而不是图4和37中所示的匹配的槽和尖端，从而减小了轴之间的联接长度。当连接探头组件32和护套34时，平移和旋转驱动轴386、388从外壳384向远侧延伸，以接合驱动和平移轴114、142。
图37中所示的实施方案包括用于可操作地驱动平移和旋转轴的单个驱动电缆输入。在一个替代实施方案中，安装在护套34中的单个电动机可以代替可旋转电缆55。该单个电动机通过合适的齿轮组件驱动平移和旋转轴。该电动机可以被安装在驱动组件的上方或附近。另一实施方案用两个电动机代替单个电动机。一个电动机将驱动平移驱动输入轴，而另一个电动机将驱动旋转驱动输入轴。
在所述的实施方案中，用于切割器100的切割冲程长度被减小到稍大于组织接纳口86的长度。该冲程之所以能够减小的部分原因在于组织样本通过切割器腔被抽吸，而不是由缩回的切割器向近侧牵引通过穿刺针。减小切割冲程长度具有许多好处。减小切割冲程长度的一个好处是可以减小探头组件的整体尺寸和重量，由此可将活组织检查装置用于尺寸通常受到限制的成像环境。特别地，探头组件的减小的尺寸允许基本上通用的探头组件在进行微小调节的条件下用于开孔和闭孔MRI引导的手术过程以及乳房造影术和超声过程。通用电缆驱动的护套也可以用于每个成像模式中，并且所述替代的、单个电动机或双电动机实施方案可用于乳房造影术和超声引导的手术过程。另外，可以将通用的控制模块用于在这三种成像环境的任一个之中控制手持件。通过利用穿刺针和切割器子配件而使探头组件可以适用于MRI引导的手术过程，所述子配件由诸如塑料或陶瓷这样的非铁磁材料构成，以便减小赝相。另外，如上面关于图7和8所述的，在切割周期开始之前，为了MRI成像，可以将切割器组件从探头上拆除。作为另一选择，在成像期间，切割器的远端可以简单地从组织接纳口区域向近侧缩回。
为了适应每个不同的成像模式，可以利用专门穿刺针对每个成像环境的可重复使用的手持件基座单元。根据操作者的需要和特定成像环境的限制，每个手持件基座单元可以用于击发和/或旋转穿刺针孔。每个基座单元被设计成容纳所述探头组件，以使相同的探头能够用于多种成像模式。
图38a显示了在乳房造影术引导的手术过程中与探头组件32一起使用的基座420。基座420可以通过安装部分422连接到乳房造影机的立体定向臂上。将凹座(recessed nest)区域424设在基座420中，以用于容纳探头下壳。在过程开始之前可以将探头组件32置于凹座424中。在基座420中包括击发按钮426，以用于将探头组件的穿刺针发射到关注的组织块中。在基座单元420的一侧上的旋钮430压缩该单元内的击发弹簧。当压缩按钮426时，所述弹簧推压探头组件32，以相对于安装部分422强制地向前驱动整个探头组件和凹座424。
孔旋转齿轮432也被设在基座420的凹陷区域中，以用于当穿刺针被定位在组织块中之后旋转探头组件的组织接纳口。孔旋转齿轮432包括多个齿轮齿434。齿轮齿434部分地凸起到凹陷表面区域之上，以接合在与探头组件32中的穿刺针支撑组件成一体地形成的第二齿轮上的形状相似的齿。第二穿刺针齿轮上的齿凹陷在探头壳体中，但是当将探头置于凹座424中时，该齿可由孔旋转齿轮432接近。旋钮436设在基座420的近端上，以用于手动地旋转齿轮432。当齿轮432旋转时，齿轮之间的接合导致所述穿刺针旋转，由此将组织接纳口重新定位在组织块中。探头组件32可以包括柔性的接合指状件，所述柔性的接合指状件锁定穿刺针齿轮并且防止所述齿轮在凹座424外旋转。当将探头组件32插入到凹座424中时，柔性指状件被偏转，从而与穿刺针齿轮脱离接合，并且允许所述齿轮响应基座齿轮432的旋转而旋转。图38b示出了置于凹座424中的探头组件32。
图39示出了用于超声成像环境的相似类型的探头基座单元。如图39中所示，基座单元440包括用于容纳探头组件32的下壳的座442。提供了旋钮444以用于压缩基座440中的击发弹簧，以及提供了按钮446，以用于释放所述弹簧，从而将探头组件和凹座424“发射”到组织块中。在超声环境中，基座440可以是手持式的，并且按照要求由操作者操纵。因此，由于操作者可以通过手动地旋转基座和/或探头组件而旋转所述穿刺针，穿刺针旋转机构对于基座440不是必须的。
如图40中所示，提供第三种类型的探头基座450以用于MRI引导的手术过程。基座450可以被安装到MRI装置中的定位单元上。由于减小的由探头产生的悬臂载荷，本发明中探头组件的降低尺寸减小了定位单元的结构要求。MRI基座450包括用于容纳探头下壳的凹座452。另外，该基座包括具有多个齿轮齿的孔旋转齿轮454，所述齿轮齿接合从探头下壳延伸的形状相似的齿。将探头下壳中的所述齿轮装到所述穿刺针上，从而每当旋转齿轮454时以类似于图38中所示的乳房造影术凹座实施方案的方式旋转所述穿刺针。孔旋转旋钮456位于基座450的近端上，以手动地旋转齿轮454，并且相应地旋转所述穿刺针中的组织接纳孔。基座450不需要用于将所述穿刺针定位在组织中的击发机构。然而，多个穿刺针长度可以与探头组件一起使用，以允许探头组件更容易装配在MRI装置中。所选的特定的穿刺针长度将取决于患者体内受关注的组织块的深度。
作为MRI基座450的使用的替代方案，例如图41中所示的MRI定位深度仪460可以用于定位探头组件。在该实施方案中，深度止动件462被连接到探头组件和/或穿刺针80上。该深度止动件包括调节旋钮464，其用于调节所述探头穿刺针的所需深度。当所述穿刺针被正确地定位之后，将所述探头插入到患者的组织中直到到达止动件。患者然后可以被置于MRI装置中并且被成像，而不需要用于探头组件的附加支撑。当确定所述穿刺针在组织中的位置之后，将护套连接到探头组件上以开始组织采样。
尽管在这里已显示并且描述了本发明的优选实施方案，但对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，这样的实施方案仅仅作为例子而被提供。本领域的普通技术人员将马上可以进行多种变化、改变和替代而不超出附加权利要求的精神和范围。另外，关于本发明所描述的每个元件可以替代地被描述成用于执行该元件的功能的一种手段。
权利要求
1.一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可相对于所述插管平移以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；以及一控制器，该控制器可操作地与气体源和液体源相关联，以允许用户选择气体或液体中的至少一种来运动被所述切割器切下的组织样品。
2.一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可相对于所述插管平移，以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；一气体源；一液体源；以及一控制器，其可操作地与所述气体源和所述液体源相关联，以允许用户选择气体或液体中的至少一种来运动被所述切割器切下的组织样品。
3.根据权利要求2所述的活组织检查装置，其特征在于，所述控制器适于允许用户选择气体或者液体来移动被所述切割器切下的组织样品。
4.根据权利要求2所述的活组织检查装置，其特征在于，所述气体源包括加压气体。
5.根据权利要求2所述的活组织检查装置，其特征在于，所述气体源包括加压空气。
6.根据权利要求1所述的活组织检查装置，其特征在于，所述液体源包括加压液体。
7.根据权利要求2所述的活组织检查装置，其特征在于，所述液体源包括盐水。
8.根据权利要求2所述的活组织检查装置，进一步包括与所述控制器和所述气体源可操作地相关联的阀。
9.根据权利要求2所述的活组织检查装置，进一步包括与所述控制器和所述液体源可操作地相关联的阀。
10.一种活组织检查装置，包括一插管；一中空的切割器，其可在所述插管中平移，以用于切断被抽吸到所述插管中的组织；一可操作的阀，其用于提供气压以推动被切下的组织样品通过所述内切割器；一可操作的阀，其用于提供液压以推动被切下的组织样品通过所述内切割器；以及一控制器，其允许用户选择空气或液体中的一种来推动被切下的组织样品通过所述内切割器。
全文摘要
本发明提供了一种用于获得诸如乳房组织活组织检查样品这样的组织样品的活组织检查装置和方法。该装置包括外插管，该外插管具有切割器腔和与所述切割器腔连通的侧面组织口。所述装置可以包括流体控制器，该流体控制器用于选择液体或气体以用于使组织样品运动通过切割器。
文档编号A61B10/00GK1754513SQ200510105498
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月29日
发明者约翰·A·希布纳 申请人:伊西康内外科公司