CN100473358C - 具有采样管的活检装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种活检装置，其包括：具有组织接收口的中空活检针；能够在中空活检针中向前运动以切断进入组织接收口的组织的中空切割器；和能够在中空切割器内向前运动的采样管，其中所述中空切割器具有与其远端隔开的多个孔，并且在多个组织样本位于所述中空切割器内的所述采样管中时所述孔定位成提供通过所述中空切割器的轴向真空，其中所述采样管具有开口的远端，该开口远端的尺寸能够接收由所述中空切割器切断的组织样本，所述采样管被装配到活检装置上，使所述采样管能够容易地一次或多次插入和取下，由此存储于所述采样管中的至少一个组织样本能够从所述活检装置移除。

Description

具有采样管的活检装置
本发明要求申请日为2002年12月11的临时专利申请60/432,546的优先权。
本专利申请交叉参考并结合以下未决的专利申请：与本申请同一天申请的美国专利申请“活塞驱动的活检装置”，申请人是Cicenas等；2003年9月30日申请的10/676944号美国专利申请“具有内部样本收集机构的活检仪器”，申请人是Hibner等。
技术领域
本发明大体上涉及活检装置，特别是一种处理活检装置获取的样本的方法和装置。
背景技术
对癌肿瘤病人的诊断和治疗是正在进行研究的领域。现有技术中已经有获取组织样本以备随后的采样检验用的医疗仪器。例如，市场上可以买到的用于获取乳房活体组织样本的商标为MAMMOTOME的活检仪器。
在获取一部分或多部分组织样本时，包括X射线、MRI、CT和超声波成像等多种成像技术可以和活检装置一起使用。有时希望通过图像引导的带有真空支持的皮下穿刺活检装置，例如MAMMOTOME，不需取下活检针即可获取多部分组织样本。
下列专利文献公开了多种活检装置并且全部在此结合作为参考：2001年8月14日授权的US 6,273,862；2001年5月15日授权的US6,231,522；2001年5月8日授权的US 6,228,055；2000年9月19日授权的US 6,120,462；2000年7月11日授权的US 6,086,544；2000年6月20日授权的US 6,077,230；2000年1月25日授权的US6,017,316；1999年12月28日授权的US 6,007,497；1999年11月9日授权的US 5,980,469；1999年10月12日授权的US 5,964,716；1999年7月27日授权的US 5,928,164；1998年7月7日授权的US5,775,333；1998年6月23日授权的US 5,769,086；1997年6月22日授权的US 5,649,547；1996年6月18日授权的US 5,526,822；2003年10月23日公开的美国专利申请公开文本2003/0199753，发明人是Hibner等。
发明内容
本发明提供一种用于获取活检样本的装置和方法。在一个实施例中，本发明提供一种活检装置，其包括具有组织接收口的中空活检针的活检装置；可以在活检针中向前运动从而切断进入组织接收口的组织的中空切割器；和可在切割器中向前运动的采样管。该采样管可分离的连接于活检装置，从而采样管可以从活检装置上卸下，且组织样本可以从采样管中取出。可提供与采样管相通的真空源以沿切割器提供轴向负压。
根据本发明的一个方面提供一种活检装置，其包括：
具有组织接收口的中空活检针；
能够在中空活检针中向前运动以切断进入组织接收口的组织的中空切割器；和
能够在中空切割器内向前运动的采样管，
其中所述中空切割器具有与其远端隔开的多个孔，并且在多个组织样本位于所述中空切割器内的所述采样管中时所述孔定位成提供通过所述中空切割器的轴向真空，
其中所述采样管具有开口的远端，该开口远端的尺寸能够接收由所述中空切割器切断的组织样本，所述采样管被装配到活检装置上，使所述采样管能够容易地一次或多次插入和取下，由此存储于所述采样管中的至少一个组织样本能够从所述活检装置移除。
根据本发明的另一个方面提供一种活检装置，其包括：
具有侧向组织接收口的中空活检针；
能够在所述中空活检针内向前运动以切下进入组织接收口的组织的中空切割器；
能够在中空切割器内向前运动的采样管，
使中空切割器在中空活检针内旋转和前进的驱动机构，
其中所述中空切割器具有与其远端隔开的多个孔，并且在多个组织样本位于所述中空切割器内的所述采样管中时所述孔定位成提供通过所述中空切割器的轴向真空，
其中所述采样管具有开口的远端和与真空源相通的近端，所述开口远端的尺寸能够接收由所述中空切割器切断的组织样本，所述采样管被装配到活检装置上，使所述采样管能够容易地一次或多次插入和取下，由此存储于所述采样管中的至少一个组织样本能够从所述活检装置移除；并且
其中所述驱动机构包括使中空切割器前进和旋转的具有内螺纹并能够旋转驱动的部件。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方案的活检装置各次组件的示意图。
图1a是按图1b所示装配的活检装置的剖视图。
图1b根据本发明的一个实施方案的活检装置的透视图。
图2是图1中的针组件的俯视图。
图2a是图1所示的针组件的剖视图。
图3是图1所示的主活塞组件的放大示意图。
图3a是主活塞组件的剖视图。
图4是图1所示的轴颈组件的示意图。
图4a是图4的轴颈组件剖视图。
图4b是图4a的轴颈组件的近端的示意图。
图5是图1中的浮式活塞(floating piston)组件的放大示意图。
图5a是图5的浮式活塞组件的剖视图。
图6是切割器组件一部分的切除示意图，其中切割器位于针的组织接收口紧近侧的位置。
图7是组织样本在采样管中堆积的示意图。
图8是具有内部真空腔的采样管的剖视图。
发明详述
图1、1a和1b表示了根据本发明的一个实施例的活检装置10。该活检装置可包括针组件100(在图2和2a中显示的更加详细)，主活塞组件200(图3和3a中显示的更加详细)，轴颈部件300(图4和4a中显示的更加详细)，浮式活塞部件400(图5和5a中显示的更加详细)，和管516，该管可以是透明薄壁管。
图2和2a表示的针组件100可以包括一伸长的中空针104。针104包括上切割器腔104a，下真空腔104b，与上切割器腔相通的横向组织接收口104c，位于腔内的多个真空孔104e，这些真空孔在上腔104a和下腔104b之间延伸，传递从下腔而来的负压从而帮助将组织吸入口104c。尖锐的远端组织穿刺尖端106置于针104的远端，并可以配合且封闭上腔和下腔104a和104b的远端。针104还可包括一轴向伸长的针狭缝104d，该狭缝位于口104c和腔间真空孔104e的近侧位置。当针104位于组织接收口104c的近侧时，针狭缝104d可以使上腔和下腔之间相通。
针104可以通过例如粘结剂或其它适合的方式固定在针支撑件108上。支撑件108可以被包裹于上罩盖110和下罩盖112之间。上下罩盖可以通过任何适合的方式相连接，例如螺钉紧固件、粘结剂或扣合部件。
针支撑件108中可设置真空入口108a。真空入口108a可以连接到外部真空源(未示出)上。负压可通过口108a施加到下腔104b处。腔104获得的真空可以通过两种方式施加到横向组织接收口104c处：1)通过上腔104和下腔104b之间的侧向真空孔104e；和2)通过远侧针狭缝104d和上腔104a的远侧部分。
图3和图3a所示的主活塞组件可包括主活塞204，置于活塞204外圆表面沟槽中、在活塞204和管516的内表面之间起密封作用的O形环密封件208，切割器连接件206，和切割器210。活塞204可包括开口于活塞204近侧面的空腔214、向远端延伸的杆部225和在杆部225中延伸的中心孔224。
活塞204可包括位于杆部225的螺纹部204b。在螺纹部204b的远端，可设置周向延伸的唇缘部205。唇缘部205可以和设于切割器连接件206近端的互补狭缝部206a相结合，由此切割器连接件206和活塞204可以在轴向配合运动，同时切割器连接件206可以相对于活塞204、绕着穿过活塞204的中心延伸并与切割器210平行的纵轴旋转。
切割器210可以通过任何适合的方式连接在切割器连接件206上，例如定位螺钉206c。切割器连接件具有一中心通孔，当活塞204和切割器连接件206通过唇缘部205和狭缝部206a结合时，上述中心通孔与活塞204的中心孔224相对准。切割器210可以是带有尖锐远端210b的中空管。中空切割器210具有在其内延伸的中心腔215，该腔与切割器连接件的中心孔和活塞204的中心孔224相对准。切割器210还可以包括位于切割器连接件206和远侧尖端210b之间的多个径向孔210a。这些径向孔穿过中空切割器210并与中心腔215相通。
切割器连接件206可具有一大体上为圆柱形的主体，表面部件例如接合翼206b从主体上延伸出来。图3中显示了两个翼206b以近似于180度的间隔位于切割器连接件206的圆周上。翼206b可以将连接件206与另一一起转动的部件可分开地锁在一起或与之以其他方式可分开地结合在一起，如下面将要更详细的描述的那样。
图4、4a和4b所示的轴颈组件300可以包括轴颈室312、通过齿轮组驱动安装在轴颈室内312内的轴颈306旋转的电动机304。齿轮组可包括小齿轮308、中间齿轮314和从动齿轮318。小齿轮可以安装在电动机304的驱动轴上，且电动机304和中间齿轮314可以支撑在一连接在轴颈室312远端面上的支架316上。
从动齿轮318可安装在轴颈306上。轴颈306被轴承310支撑，而绕纵轴方向进行旋转。轴颈306包括一纵向延伸的中心通孔334。轴颈306具有螺纹部306c，其包括从中心孔334近端延伸的内螺纹部分。轴颈306也可包括一沟槽部306b，用于和切割器连接件206的连接翼206b相结合。沟槽部306b可以包括两个纵向延伸的狭缝，该两狭缝在中心孔334的内表面间隔约180度，如图4b所示。沟槽部306b的狭缝的深度可以比螺纹部306c的螺纹的深度更深。沟槽部306b的狭缝可以沿轴颈306的整个长度延伸。
从动齿轮可靠压在一止推垫圈上，该止推垫圈可靠压在轴颈室的远端从而在轴向上限制轴颈306。轴颈306的近端可以通过一轴颈法兰306a进行限制，该轴颈法兰可以靠压在一止推垫圈上。轴颈306在径向可被轴承310限制并在其内进行旋转，该轴承置于轴颈室(312)内。
图5和5a所示的浮式活塞组件包括具有中心通孔的浮式活塞404、O形环404b、中空采样管406、采样管接收器408、磁铁408b和轴向后真空管线410。活塞404可以具有一弹簧座405用于放置弹簧的末端。采样管406可以具有一保留槽406a，该槽位于管壁上靠近管406的开口远端406b处。采样管406可以延伸穿过活塞404的中心孔，并压配合于采样管接收器408的近端内，以使采样管406可以容易的一次或多次插入和取下。接收器408具有穿过其中的通道，将从真空管104得到的负压传递给采样管406。接收器408可以设置为通过任何适合的机构可分离的锁在浮式活塞404上，如扭锁机构，其包括活塞404上的阻挡凸起部404a和相应的杆状接收器408上的接收器狭缝408a。该扭锁机构使接收器408和采样管406可分离的装配在活检装置中，从而使得采样管406可以被插入活检装置，当一个或多个样本进入采样管406后再从装置中抽出。一圆形磁铁408b可以放置在杆状接收器408远端面的凹进处。一O形环404b可置于浮式活塞404的外表面的槽中，当活塞404在管516中移动时O形环可对管516的内表面起密封作用。后轴向真空管线410可以压配合于接收器408的后部并且在装置工作时将采样管406的中心抽成真空。
轴颈组件300的一个部分可以制成大小和形状适于装入透明薄壁管516的远端。管516可以由轻质透明的材料制成，例如透明塑料或聚合物材料，以使在装置工作时可以方便观察。针组件100的近端可以置于透明薄壁管516的直径缩减的远端部分上，该部分从管516的唇缘部516d向远端延伸。针组件100和轴颈组件300可以通过任何适合的方式(如多个螺丝钉)连接在薄壁管516上。
支撑主活塞组件200，使其可在透明薄壁管516内平移并位于轴颈组件300近侧的位置。通过主活塞204上的活塞导引凸起部204a(图3)和管516上的沟槽部516a(图1a)，主活塞组件200锁入管516。凸起部204a进入沟槽516以使主活塞200在管516内轴向平移，同时防止主活塞204相对于管516旋转。安装在主活塞204的外表面的O形环，在主活塞204和管516的内表面之间起空气密封作用。
浮式活塞400可以置于透明薄壁管516的内部并放置在主活塞组件200和后端帽514之间。后端帽514可以通过任何适合的方式，包括扣件、扣合装置或螺纹连接，固定在管516的近端。O形环404b安装在浮式活塞404的外表面的槽中，在浮式活塞404和管516的内表面之间起空气密封作用。
复位弹簧512夹在主活塞组件200和浮式活塞组件400之间。复位弹簧512的远端可以安装在主活塞204的空腔214内，复位弹簧512的近端可安装浮式活塞404的环形弹簧座405内。复位弹簧512对主活塞组件200提供持续的向前(远端方向)偏压力。因此，当主活塞组件200位于其最后端(近端)位置时，在弹簧512的压力下，螺纹部204b的远端与轴颈螺纹部306c的近端保持接触。弹簧512提供的偏压力也可以使切割器连接件上的两啮合翼206b和轴颈306上的沟槽狭缝306b保持接合状态。翼206b与狭缝部306b相接合使得当电动机304驱动轴颈306时，切割器连接件(和切割器)随之旋转。在所示的实施例中，活塞204不旋转。
轴颈内螺纹306c与主活塞外螺纹206b相接合，使得切割器连接件(同时还有切割器210)以螺纹丝杆的方式向前运动，其速度基于每英寸的螺纹数和轴颈旋转的速度。通过这种机构，由单个电动机304驱动的轴颈306的旋转使切割器210进行平移和旋转。
电动机304可以顺时针旋转，使切割器210前进和旋转，这样切割器210的远端在针104的上腔中相前运动，越过组织接收口104并通过针组件100中的横向口104c切割组织样本。一旦切割器已经完全通过针横向口104c，主活塞螺纹部204b与轴颈螺纹部306c的远端脱离，由此防止进一步前移。不过，电动机304可以继续旋转预定的转数，使轴颈的沟槽部306b旋转，从而使切割器210进一步旋转以保证组织样本从要采样的组织主体上完全分离。
一旦主活塞组件200已经移动到其最前端(最远端)的位置，连接件复位弹簧320被压缩，顶住切割器连接件206，以使主活塞的螺纹(204b)的近端和轴颈的螺纹(306c)的远端保持互相接触。弹簧320提供偏压力以确保螺纹相接合，且当电动机反向运转时主活塞组件200将缩回。
后端帽514可包括一霍尔效应传感器。该霍尔效应传感器与接收器408结合的磁铁408b一起可在采样管从装置中取下时提供一信号，该信号可以用于打开和关闭通过管406的外部真空源，或者通过其它方式控制外部真空源。
中空针104可以置于组织块内，例如在任何适合的成像装置的协助下。欲开始操作活检装置，采样管406、磁铁408b、接收器408、和真空管线410的组合件可以通过凸起部404a插入并可分离的连接在浮式活塞404上。接收器408插入后端帽514后，外部真空源可以在霍尔效应传感器510和安装在接收器408内部的磁铁408b的作用下打开。
为启动活检装置，医师可以按下506。杆506开启电机暂触开关508使电动机304和轴颈306开始旋转。轴颈306的旋转拉动主活塞组件200向前(远侧)运动。
参考图1a，切割器210已经充分向前运动以切断组织样本，可以通过真空管504和管516中的口516b将外部真空源产生的负压传递到浮式活塞404远侧的腔室516c中。腔室516c中的负压拉动浮式活塞404向前运动，使采样管406的远端向前运动进入切割器210内。随着切割器210向前充分运动，采样管406的远端向前运动到针横向口104c的远端，从而组织样本在轻微的径向压力作用下进入采样管。一旦组织样本进入采样管，传向管线504的负压可关闭，浮式活塞404的远侧面获得大气压，这样复位弹簧512推动浮式活塞组件400回到图1a所示的缩回位置。
随后医师可以按下按钮506，再次触动电机开关508，使电动机304反方向旋转，从而缩回切割器210。连接件复位弹簧320将活塞组件200压回到轴颈的螺纹部306c上，以确保二者接合。轴颈306反方向旋转，致使活塞组件200缩回，从而切割器210的远端210b位于针横向口104c近端紧近侧位置。这样，切割器210的整个运动过程可以从口104c的紧近侧位置到口104c的紧远侧位置。
为了取得第二个组织样本，使用者按下杆506以开启电机开关508并使电动机304以前进方向旋转，同时使切割器旋转并平移过针的横向口104c，以切断在通过腔104b获得的负压的作用下进入口104c的组织。在切割器210完全分离第二个组织样本后，可以再次通过口516b将负压施加到浮式活塞404的远侧面，这样活塞404和采样管406向前运动，同时管406的远端向前运动到针横向口104c的远端。第二个组织样本进入采样管406。随着第二个组织样本进入采样管406，第一个组织样本在采样管406中向后移动。通过这种方式，若干样本可以堆积在采样管406内直到采样管406容纳了多个组织样本。
图7表示了在采样管406中连续堆积的组织样本3100A-3100C。采样管内径的大小可以设置为使组织样本在采样管内轻微受压。
当管406容纳了期望数目的切下的组织样本，使用者可以轻轻旋转接收器408露出狭缝408a的较宽部分，使狭缝408a脱离阻挡凸起部404a，以取下采样管406。当接收器408带着采样管406被取下时，杆状接收器408中的磁铁408b经过后端帽514中的霍尔效应传感器510，这给出了一个信号以关闭与真空管线410相通的外部真空源。
在一个实施例中，在管406的壁上有组织保持部，例如矩形槽406a，设置在采样管406的远端的邻近。槽406a可以使采样管406远端附近最新获得的样本稍稍扩张或突出槽406a的开口。该槽的目的是保持采样管406中最新获得的样本。另外，从真空管410通过采样管406施加到样本上的负压对组织样本的远端产生一个压力，其可以帮助抵消任何可能通过腔内真空孔104e施加到组织样本上的轴向负压。其它适合的组织保持部件，例如管壁上一个或多个凹口，可以用于帮助保持组织样本。
为了当采样管406从管516上取下时从采样管406中取出组织样本，使用者可以从接收器408上取下管406。随后使用者可以用手指覆盖住矩形槽406a，将样本压回采样管406，同时将一杆推入采样管406将样本推出管。一旦样本越过矩形槽406a，可以将手指移开而样本被推出管外。或者，可将充满盐水的注射器连接到采样管406的一端，可以用盐水将样本推出管406。
参考图6，针104可以包括位于上切割器腔104a和下真空腔104b之间的针狭缝104d。当负压通过入口108a(图2)从外部真空源施加到针下腔104b时，同时通过近侧针狭缝104d和侧向真空孔104e施加负压。切割器210中交错排列的径向孔210a(这些孔可以是圆形、矩形或其它任何适合的形状)在切割器210的远端旋转且平移过针横向口104c时，与远侧针狭缝104d对齐并相通。这样，负压通过远侧狭缝104d和交错排列的径向切割器孔210a，从腔104b传递到切割器210的内腔。通过这种方式，在采样过程中，甚至是组织样本位于管406中时，负压既通过腔内真空孔104e侧向施加到组织上，又通过远侧针狭缝104d和切割器孔210a轴向施加到组织上，从而有助于获得最大组织样本体积。真空管线104通过采样管406及切割器210施加的负压，可以提供轴向真空压力，以助于在采样管406中没有先前切下的组织时，通过口104c获取适合的样本。狭缝104d和切割器孔210a可以用于即使采样管406中存在样本时，在口104c处提供轴向负压。
图8表示了以可选的采样管406的另一种实施方案，其具有一内壁448，形成第一采样腔462和第二采样腔464。每个腔462和464都可以与真空源相通，例如通过真空管线410提供。真空腔464可以用于当采样管406的腔462中存在样本时在口104c处提供轴向负压。
虽然已经结合几个实施例对本发明进行了描述，但这并不表示申请人要将随后的权利要求中精神和范围限定于这种细节。本领域技术人员在不背离本发明范围的情况下，可以作出更多的变化、改变和替换。另外，本发明有关的每个部件的结构可以也描述为提供该元件所执行功能的装置。因此，本发明仅仅通过随后的权利要求的精神和范围进行限定。

Claims (14)

1.一种活检装置，其包括：
具有组织接收口的中空活检针；
能够在中空活检针中向前运动以切断进入组织接收口的组织的中空切割器；和
能够在中空切割器内向前运动的采样管，
其中所述中空切割器具有与其远端隔开的多个孔，并且在多个组织样本位于所述中空切割器内的所述采样管中时所述孔定位成提供通过所述中空切割器的轴向真空，
其中所述采样管具有开口的远端，该开口远端的尺寸能够接收由所述中空切割器切断的组织样本，所述采样管被装配到活检装置上，使所述采样管能够容易地一次或多次插入和取下，由此存储于所述采样管中的至少一个组织样本能够从所述活检装置移除。
2.权利要求1的活检装置，其中采样管能够以首尾相接的方式存储多个样本。
3.权利要求1的活检装置，包括与采样管相通的真空源。
4.权利要求1的活检装置，其中采样管在流体压力作用下向前运动。
5.权利要求1的活检装置，其中采样管在空气动力作用下向前运动。
6.权利要求1的活检装置，包括与采样管能够运转地连接的活塞。
7.权利要求1的活检装置，包括使中空切割器在中空活检针内前进和缩回的装置。
8.权利要求7的活检装置，包括使采样管在中空切割器内前进和缩回的装置。
9.权利要求1的活检装置，其中中空活检针包括与中空活检针远端有距离的横向组织接收口。
10.权利要求1的活检装置，其中采样管包括真空腔和采样腔。
11.权利要求1的活检装置，其中采样管包括用于保持组织样本的管壁部件。
12.权利要求11活检装置，其中管壁部件包括位于采样管远端邻近位置的槽。
13.权利要求1的活检装置，包括旋转轴颈，用于使中空切割器旋转和前进。
14.一种活检装置，其包括：
具有侧向组织接收口的中空活检针；
能够在所述中空活检针内向前运动以切下进入组织接收口的组织的中空切割器；
能够在中空切割器内向前运动的采样管，
使中空切割器在中空活检针内旋转和前进的驱动机构，
其中所述中空切割器具有与其远端隔开的多个孔，并且在多个组织样本位于所述中空切割器内的所述采样管中时所述孔定位成提供通过所述中空切割器的轴向真空，
其中所述采样管具有开口的远端和与真空源相通的近端，所述开口远端的尺寸能够接收由所述中空切割器切断的组织样本，所述采样管被装配到活检装置上，使所述采样管能够容易地一次或多次插入和取下，由此存储于所述采样管中的至少一个组织样本能够从所述活检装置移除；并且
其中所述驱动机构包括使中空切割器前进和旋转的具有内螺纹并能够旋转驱动的部件。
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