捕获生物样本的设备和方法与流程

文档序号:25996153发布日期:2021-07-23 21:10阅读:106来源:国知局
捕获生物样本的设备和方法与流程

交叉引用

本申请要求于2019年5月29日提交的美国临时专利申请no.62/854,010的优先权,其全部内容通过引用合并于此。

本发明涉及一种用于捕获从个体移除的生物样本的设备和方法。



背景技术:

可以在例如腹腔镜检查和内窥镜检查的外科手术过程中捕获生物样本。在这样的过程中,医务人员将从个体上提取生物样本,并将其存放在一个容器中,以转移到实验室或单独的房间里,在那里可以对样本进行进一步的试验和研究。

在吸力下放置以捕获生物样本的市售设备通常具有低于50%的真空效率。较低的真空性能和效率会导致能量浪费,吸力低于预期,以及样本移除过程中的潜在挑战。另外,当从受检者身上移除样本时,许多现有技术的设备将体液保持在设备内。由于大多数样本捕获设备是在受试者使用一次后就丢弃的,因此残留的生物废物会堆积在生物废物贮器中,当从废物贮器中移除废物时,会导致污染和潜在的泄漏。

在使用当前可用的市售设备提取生物样本之后,医务人员必须将其存放在容器中。目前,在这种转移过程中,很可能会偶然或有意地触摸和/或操作样本,从而损害样本的完整性。

因此,需要一种具有改善的性能和真空效率的设备,其能够在生物样本的提取/抽吸期间维持高水平的吸力。还需要一种设备和方法,其有助于将生物样本转移到标准样本容器中,从而消除转移期间被污染的风险。此外,还需要一种设备,其从样本的体液中移除样本,从而消除残留物。此外,需要一种对正在执行的医疗程序造成最小破坏的设备和方法。



技术实现要素:

本发明的实施例公开了一种用于在包括但不限于结肠镜检查、食道胃十二指肠镜检查等医疗程序期间捕获生物样本的设备,所述生物样本包括但不限于息肉。所述设备包括主腔室;第一入口,其定位在所述主腔室的顶部;第二入口,其定位在所述主腔室的底部;以及可移除过滤器,其被构造成装配在所述主腔室的侧部的孔中。

一方面,所述生物捕获设备包括主腔室,所述主腔室具有内部、顶部、中部、底部、侧部和用于容纳过滤器的孔。另一方面,所述可移除过滤器被构造成插入并可移除地保持在所述主腔室的所述侧部的孔中,从而在所述主腔室和所述可移除过滤器之间形成密封。所述设备的所述主腔室还可包括由沿着所述顶部和所述底部的锥形边缘构成的弯曲侧部。一方面,所述主腔室由透明材料制成。

另一方面,所述可移除过滤器包括主体和样本架,所述样本架从所述主体延伸,其中所述样本架被构造为在所述主腔室内时捕获所述样本。在一些情况下,所述样本架被构造为完全接合所述主腔室的所述内部的内表面,以在所述内表面和所述样本架之间形成密封,从而使所述样本落在所述样本架上。在一些情况下,所述样本架还包括延伸穿过所述样本架的孔隙,以允许流体在施加吸力时穿过。在一些情况下,所述样本架还包括从所述样本架的顶表面向上延伸的凸起边缘,所述凸起边缘被构造成当样本从所述主腔室移除时保持所述样本。所述可移除过滤器可以由聚丙烯或塑料制成。在某些情况下,所述可移除过滤器由高对比度的彩色材料制成。所述可移除过滤器的主体可包括用于从所述主腔室移除所述可移除过滤器的手柄部。所述手柄部可以包括锥形边缘,其与所述主腔室的侧部的所述孔的相应锥形边缘接合,所述锥形边缘与所述孔形成密封。在其他方面,所述手柄部是可压缩的,当压缩时,所述锥形边缘与所述孔的所述锥形边缘脱离,以使所述样本过滤器容易地从所述主腔室移除。

一方面,所述可移除过滤器被构造为在捕获所述样本之后从所述主腔室移除并且为了测试目的而被转移却不将所述样本暴露于污染物或被接触。在一些情况下,所述可移除过滤器被构造为在仍保持所述样本的同时,装配到样本容器中,消除当所述样本用于测试而被转移时,从所述可移除过滤器转移所述样本的需要。

所述设备的所述第一入口连接至例如内窥镜或结肠镜等医疗镜。所述第二入口连接至真空系统。一方面,所述第一入口和所述第二入口可在设备的相对端彼此成对角地定位,其中所述第一入口位于在所述设备的顶部的拐角处,所述第二入口位于所述设备的底部的中央。在某些情况下,所述第一入口和所述第二入口是锥形的,以防止生物样本在到达所述可移除过滤器之前被捕获。在一些情况下,所述第一入口和所述设备之间的连接接头以及所述第二入口和所述设备之间的连接接头包括用于优化密封性能的小唇缘。

通过吸入管线将所述设备置于吸力下。通过医疗镜(medicalscope)的工作通道提取生物样本,并将其捕获在所述设备的所述可移除过滤器上。从所述设备的所述主腔室中拆卸/移除包含所述样本的所述可移除过滤器,并且将包含所述生物样本的所述可移除过滤器存放在样本容器中。在不中断医疗程序的情况下,将新的可移除过滤器插入到所述设备中。

所述生物样本捕获设备可以通过以下方式使用:提供所述设备,将所述可移除过滤器插入所述主腔室内,通过第一挠性管将医疗镜连接至所述设备的第一入口,通过连接到所述设备的第二入口的第二挠性管连接吸入管线,将所述医疗镜插入到所述个体中,并使用所述医疗镜从所述个体中移除生物样本,将所述设备置于吸力下,抽吸所述生物样本并将其捕获在所述主腔室内的所述可移除过滤器的所述样本架上,将含有所述样本的可移除过滤器从所述设备上拆卸,然后将含有所述样本的可移除过滤器存放在样本容器中。

当结合附图和所附权利要求书考虑本发明的以下详细描述时,其他目的,特征和优点将变得显而易见。

附图说明

以下附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本公开中讨论的各种示例。在附图中:

图1是根据本发明实施例的设备的侧视平面图。

图2是图1的设备的前视平面图。

图3是图1的设备的侧视截面图。

图3a是图3的截面细节,示出了图1的设备的可移除过滤器和主腔室的相应边缘。

图4是图1的设备的侧视截面图,示出了与可移除过滤器分离的主腔室。

图5是图1的设备的透视图,示出了与可移除过滤器分离的主腔室。

图6是图1的设备的俯视截面图,示出了与可移除过滤器分离的主腔室。

图7是包括图1的设备的示意图,示出了在使用过程中它如何连接至本发明的其他方面。

图8a-8c是示出与市售设备相比,图1的设备的性能的图。

具体实施方式

在下文中将参考示出了本发明的实施例的附图来更全面地描述本发明的实施例。本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于这里阐述的实施例;相反,提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整,并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

本发明涉及被构造成在医学采样过程中使用的生物样本捕获设备。在示例性方面,生物样本捕获设备被构造成与涉及抽吸的医疗程序一起使用。该设备可以捕获移除的生物样本,所述生物样本包括但不限于息肉。一方面,医学采样程序可以包括结肠镜检查、食道胃十二指肠镜检查,以及医疗保健提供者希望取回小于吸管的样本的任何程序。

在图1-图7中示出了设备100的实施例。设备100包括主腔室200、入口300、出口400和可移除过滤器500,并且被构造为与医疗镜700和吸力施加设备800一起使用。一方面,入口300被构造为连接至医疗镜700,而出口400被构造成连接至吸力施加设备(例如,真空系统)(见图7)的管线800。当置于吸力下时,设备100允许使用例如内窥镜或结肠镜的柔性医疗镜700的工作通道获取的生物样本进行捕获。设备100被构造为与标准内窥镜、结肠镜和医院真空系统兼容。

图1示出了具有与主腔室200组装在一起的可移除过滤器500的设备100。一方面,主腔室200包括内部210、外部220、顶部230、中部240、底部250、孔290、孔侧部270和非孔侧部280。主腔室200的侧部270和可移除过滤器500是弯曲的,从而提供了优异的人体工程学并确保了最终用户的方便操作。由于可移除过滤器500可以很容易地被观察并从设备100上移除/拆卸,因此人体工程学/工作流程最大化。

一方面,可移除过滤器500被构造为单次使用,其中多个可移除过滤器500可与主腔室200一起使用。也就是说,一旦样本被捕获在可移除过滤器500上,就可以将其移除,并放入样本容器中,并在主腔室200内放置新的可移除过滤器500,以在收集过程中使用。另外,新的可移除过滤器500可以容易且快速地重新插入到主腔室200的孔290中,以最小化抽吸之间的停机时间,因为过滤器500的移除导致在施加吸力时损失抽吸压力。另外,可移除过滤器500的尺寸允许医学专业人员操作生物样本,以最小化向样本容器转移的时间,其中可移除过滤器500在保持样本的同时,被构造成容纳在容器内。

一方面,设备100的主腔室200由透明材料制成,包括但不限于透明塑料。其他方面,可以利用其他透明材料。尽管可以使用非透明的材料,但是优选地使用透明的材料,以便查看生物样本何时进入主腔室200并被捕获在可移除过滤器500上,如下所述。主腔室200沿其在顶部230和底部250之间的边缘呈锥形/圆形。一方面,顶部230和底部250具有相等的高度,以改善主腔室200的人体工程学。在一个示例性方面中,主腔室包括沿孔侧和非孔侧部270、280呈锥形/圆形的中部240。侧部270、280沿中部240的呈锥形特征,防止使用者在减小抽吸过程中内部210的流动阻力时,从外表面220受到伤害,以及防止在抽气/吸气过程中损坏样本的可能性。

如图2所示,第一入口300和第二入口400分别从主腔室200的顶部230和底部250延伸。一方面,入口300和出口400是与主腔室200的内部210连通的管状延伸部。通过内窥镜工具700和吸力施加设备800,入口300和出口400提供了从受试者到穿过腔室200的连续路径(见图7)。一方面,入口300和出口400是相同的。在示例性方面,入口300和出口400垂直测量为12mm,直径为8.39mm。尽管入口300和出口400的尺寸可以与上文讨论的尺寸不同,但是这些尺寸允许抽吸期间的自由气流并确保与标准管/连接器的兼容性。

入口300定位在设备100的主腔室200的顶部230,而出口400定位在设备100的主腔室200的底部250。一方面,入口300和出口400以对角线形式定位,即彼此不直接对齐。这种取向允许最大程度地观察所收集的样本,以及最大程度地观察可移除过滤器500。入口300和出口400的相对位置也有助于从生物样本中分离/移除体液和生物负荷。在一个实施例中,入口300定位在主腔室200的非孔侧部280,而出口400定位在主腔室200的底部250的中间。虽然可以将出口400布置成更靠近孔侧部270,但汇集可以发生在过滤器500的正下方,这使得样本的收集更具挑战性。出口400的对准不正在过滤器500的下方和不正在入口300的下方,使得流体在设备100内汇聚的可能性最小化,并优化了排液。另外,入口300和出口400的偏移对准增加了设备100的人体工程学,从而改善了临床医生对设备100的处理。一方面,主腔室200、入口300和出口400包括内锥310,以防止样本在到达可移除过滤器500之前被捕获。

图3是设备100的侧截面图,示出了设备100的主腔室200内的可移除过滤器500。可移除过滤器500包括主体505和具有顶表面530和底表面540的样本架510。样本架510包括孔隙550(见图5)。主体505包括用于可移除过滤器500的手柄部590。手柄部590的边缘包括锥形边缘/凹槽595,其与样本架510的对应凸起边缘/凹槽570相交。一方面,样本架510位于过滤器500的主体505的中心。在这些方面,发现样本架510的凸起边缘/凹槽570围绕顶表面530和底表面540。通过将样本架510定位在主体505的中间,同时边缘570也位于两侧上,过滤器500可以在两个不同的垂直方向插入并且仍然正确地起作用。也就是说,过滤器500在竖直方向上是可逆的,其中过滤器500能够插入时,一种方式是顶表面530的朝向向上,而另一种方式是底表面540的朝向向上。这提高了更换过滤器500的效率,因为临床医生无需担心正确的垂直取向。

图3a是图3的截面细节,示出了设备的可移除过滤器500和主腔室200的相应边缘。如图3-3a所示,手柄部590的锥形边缘595对应于沿着主腔室200的孔290发现的匹配台阶/凹槽295,当将可移除过滤器500插入到主腔室200时,匹配台阶/凹槽295形成唇缘/凹槽特征350。当将可移除过滤器500插入到设备100的主腔室200时,锥形边缘595与孔的唇缘295的组合形成密封单元,从而通过增加腔室200和可移除过滤器500之间的密封质量来提高真空效率。

参考图4-5,样本架510(包括其弯曲边缘)的长度和宽度被构造为沿着中部240匹配主腔室200的内部210的尺寸,以帮助形成密封。样本架510的凸起边缘570从顶表面530向上延伸,并有助于样本从受检者取出、进入入口300、进入主腔室200并被捉住/捕获后,将样本保持在样本架510上。另外,内部210和样本架510的匹配尺寸以及凸起边缘570确保流体的流动穿过样本架510的孔隙550,而不是围绕样本架510。手柄部590是用于将可移除过滤器500存放在样本容器中之前,将所述可移除过滤器从设备100的主腔室200上脱离。

图4-5示出了与设备的主腔室200分离/脱离的可移除过滤器500。可移除过滤器500被构造成装配到主腔室200的孔侧部270的孔290中,并插入主腔室200的孔侧部270的孔290中和从其中移除。可移除过滤器500的主体505用作用于从主腔室200移除/脱离可移除过滤器500的手柄部590。一方面,可移除过滤器500的手柄部590具有与孔侧部270的锥形/弯曲边缘295相对应的锥形/弯曲边缘595。这在可移除过滤器500插入到主腔室200的孔侧部270的孔290中时,提供了密封,并且使得易于操作设备100。一方面,当可移除过滤器500的手柄部590被压缩时,锥形边缘595从孔290的相应锥形边缘295脱离,以轻松地将可移除过滤器500从主腔室200脱离。

可移除过滤器500被构造成在来自内窥镜700的流体路径与真空800之间的第一入口300和第二入口400之间装配到主腔室200中(见图7)。可移除过滤器500被构造成插入并可移除地保持在主腔室200的侧部270的孔290中,从而在主腔室200和可移除过滤器500之间形成密封。当将设备100置于吸力下时,从个体提取生物样本并将其捕获在可移除过滤器500上。

在一方面,设备100的主腔室200和可移除过滤器500均由聚丙烯材料制成,从而当使用时,在设备100的可移除过滤器500和主腔室200之间提供更好的密封。一方面,可移除过滤器500由塑料或类似的高对比度材料,例如abs、聚丙烯和聚碳酸酯制成,以允许容易地观察设备100内捕获的生物样本,并且最大化与样本容器900的兼容性。在一个优选实施例中,可移除过滤器500的尺寸被确定为完全适合在平均尺寸的样本容器900内。一方面,这种样本容器900可以具有大约45mm直径和50mm高度的尺寸。但是,所述尺寸可以变化。

在一方面,主腔室200包括支撑架410,使得过滤器500在使用过程中被支撑,当插入时,可移除过滤器500的样本架510抵靠在支撑架410上,从而确保牢固的装配和紧密的密封。在其他实施例中,主腔室200不具有支撑架410。入口300、400与主腔室200之间的连接接头330(见图4)包括用以优化密封性能的小唇缘。

图6是设备的俯视图,示出了与设备100的主腔室200分离的可移除过滤器500。可移除过滤器500的样本架510的顶表面530包括沿着样本架510的顶表面530设置的小孔隙550,当设备100处于吸力下时,样本架510允许流体穿过。在示例性方面,每个孔隙550具有大约0.75mm的直径,并且孔隙550彼此间隔大约1.3mm。孔隙550可以采取各种形式以及不同的几何图案。一方面,孔隙550可具有六边形、正方形或具有矩形的对称性。一方面,孔隙550约占据样本架上的可用表面积的15.5%。孔隙550的间隔允许设备100在使用时保持高吸力的同时,保持适当的孔隙尺寸以用于样本收集。在其他实施例中,孔隙550的间隔和尺寸可以变化。在其他方面,孔隙550可占据样本架的表面积的5%至25%。无论不同的尺寸,孔隙550的尺寸均应允许流体穿过并保持高吸力,同时防止样本穿过孔隙550。

图7是根据本发明的一方面的组件的代表示意图。设备100的入口300通过挠性管600连接至例如结肠镜、内窥镜等的医疗镜700。设备100的出口400通过另一挠性管600连接至吸入管线/真空系统800。挠性管600由硅或类似材料制成。在例如内窥镜检查或腹腔镜检查的外科手术过程中,将医疗镜700插入个体。使用真空系统800将包括医疗镜700和设备100的组件置于吸力下。医疗镜700用于从个体中分离/移除期望的生物样本。然后,通过第一入口300抽吸生物样本,使其落在设备100的主腔室200内的可移除过滤器500的样本架510上。然后,将可移除过滤器500从设备100的主腔室200脱离,并且然后,将包含样本的可移除过滤器存放在样本容器900中。将可移除过滤器500更换为新的/未使用的可移除过滤器500,并且可以根据需要提取和存放另外的生物样本。

在示例性方面,当将可移除过滤器500插入到主腔室200时,该组件的水平尺寸测量为38mm,垂直尺寸测量为20mm。设备100和可移除过滤器500的尺寸允许可移除过滤器500完全存放在样本容器中。然而,设备100及其组件不限于这样的尺寸,并且在其他方面,尺寸可以变化。然而,在大多数方面,设备100和可移除过滤器500的尺寸允许可移除过滤器500装配到样本容器900中,同时在插入到主腔室200中时仍保持高抽吸效率。

如上文所讨论的,设备100的组成已经显示出具有优于其他市购产品的益处。如图8a所示,设备100的体积比市场上最小的市购设备小约400%。设备100的小巧、紧凑的尺寸使得设备100易于用户操作使用,以及在医疗过程中移除和重新插入可移除过滤器500。该尺寸还确保可移除过滤器500及其内容物可完全存放在样本容器中。

图8b示出了与市购设备相比,经过多次试验的设备100的真空压力。设备100经历三个试验均显示出稳定的压力,并提供了更一致的性能曲线,且与其他解决方案相比曲线变化较小。通过采用包括主腔室200和可移除过滤器500的外部曲率的具有优化的密封和人体工程学特征的封闭系统,设备100能够在历经多次使用仍保持稳定的压力。

图8c示出了与使用20inhg/67.7kpa真空源(在标准医院真空系统的范围内)的市售设备相比,设备100的平均真空效率。与任何其他设备相比,设备100的效率变化较小。替代设备在打开/使用一次之后不能有效地维持真空效率,因此对于在医疗过程中反复插入和移除可移除过滤器500而言不是理想的。没有一种市售设备提供了本设备100的所有优点,所述优点包括足够小而易于操作,具有可完全装配在样本容器内的可移除过滤器,同时历经多次使用仍保持真空效率和压力。

至此已经描述了本发明的说明性实施例,本领域技术人员将理解,这些公开仅是说明性的,并且可以在本发明的范围内做出各种其他替代、适应和修改。因此,本发明不限于本文所示的特定实施例,而是仅由所附权利要求书限制。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1