CN102281822A - 具有手枪式握把的手致动无系绳活检装置 - Google Patents

Abstract

一种手致动的活检装置包括通过所述手致动的活检装置的触发器(28)手动致动的真空发生机构和组织切割机构。触发器的手操纵或致动用来为真空泵(310)供能以产生真空，并且为组织切割机构供能。手致动的活检装置包括具有组织接收孔(105)的组织穿刺针(100)。组织切割器(130)在针内平移和转动，并通过触发器的致动供能。当针被放置到组织中且触发器被致动以为真空泵和组织切割器供能时，组织被抽吸到组织接收孔并由手供能的切割器切断。组织收集室(150)可附接到手致动的活检装置以将被切断的组织样本接收在其中。

Description

具有手枪式握把的手致动无系绳活检装置

背景技术

在多种医疗手术中使用多种装置以多种方式获取活检样本。活检装置可以在立体定向引导、超声引导、MRI引导等下使用。于1996年6月18日授权的题为“Method and Apparatus for Automated Biopsyand Collection of Soft Tissue”的美国专利No.5526822、于2000年7月11日授权的题为“Control Apparatus for an Automated SurgicalBiopsy Device”的美国专利No.6086544、于2003年6月12日公开的题为“MRI Compatible Surgical Biopsy Device”的美国专利公开No.2003/0109803、于2007年5月24日公开的题为“RemoteThumbwheel for a Surgical Biopsy Device”的美国专利公开No.2007/0118048、于2007年11月20日提交的题为“Presentation ofBiopsy Sample by Biopsy Device”的美国专利公开No.2008/0214955、于2006年12月13日提交的题为“Biopsy System”的序列号为No.60/869736的美国临时专利申请、以及于2006年12月13日提交的题为“Biopsy Sample Storage”的序列号为No.60/874792的美国临时专利申请中公开了仅作为示例的活检装置。上面引用的每个美国专利、美国专利申请公开文本以及美国临时专利申请的公开内容均通过引用结合入本文。尽管已经制造和使用了用于获得活检样本的多种系统和方法，但相信在本发明人之前还没有人制造或使用权利要求书中描述的本发明。

附图说明

虽然说明书利用特别指出并明确要求本发明的权利要求书作结尾，相信通过对结合附图给出的特定实施例的以下描述将更好地理解本发明。在附图中，各个视图中相同的附图标记表示相同的元件。附图中：

图1是一种示例性活检装置的左侧视图；

图2是图1的活检装置的针部的侧剖视图；

图3是图2的针部的切割器的远端的透视图；

图4是图1的活检装置的左侧视图，其中移去了左侧罩以显示组织切割机构和真空发生机构；

图5是图1的活检装置的手致动真空泵组件处于未致动位置的左侧视图；

图6是图1的活检装置的手致动真空泵组件处于致动位置的左侧视图；

图7是图1的活检装置的右侧视图，其中移去了右侧罩，且触发器处于未致动位置；

图8是图1的活检装置的驱动转换机构的分解图；

图9是图8的驱动转换机构的右侧视图，其中驱动转换机构处于能够将切割器向远侧推进的初始位置；

图10是图8的驱动转换机构的右侧视图，其中驱动转换机构处于能够将切割器向近侧缩回的位置；

图11是图1的活检装置的针部和自动压力调节器的侧剖视图，其中自动压力调节器打开以允许大气压力空气进入针部；

图12是图11的针部和自动压力调节器的侧剖视图，其中自动压力调节器向近侧运动以阻止大气压力空气进入针部中；

图13是一种示例性的替代针部的侧剖视图；和

图14是图13的针部的透视图。

具体实施方式

下文对活检装置的特定实施例的描述不应被用于限制本发明的活检装置的范围。根据以下以说明方式对用来实施本发明的活检装置的最佳方式之一的说明，本领域技术人员将清楚活检装置的其他例子、特征、方面、实施方式和优点。如将会认识到的，活检装置具有其他不同的、明显的方面，这些都落在活检装置的范围内。因此，附图和说明书的性质应当被理解为示例性的而非限制性的。

应当认识到，被声称通过引用而全部或者部分并入本文中的任何专利、公开出版物或者其它公开材料，仅限于被并入的材料不会与本申请中公开的定义、陈述或者其它公开的材料相矛盾的部分。如此一来，必要时这里明确阐述的公开内容替代任何通过引用而并入本文中的相矛盾的材料。被声称通过引用并入本文中但是与本发明公开的定义、陈述或者其它公开的材料矛盾的任何材料或其部分将只并入不会使得所并入的材料与本发明公开的材料相矛盾的部分。

图1显示了一种示例性活检装置25，其足够小而能够被手拿持，并且完全独立，并能够从患者收集一个或多个活检组织样本。活检装置25包括一种示例性的组织切割机构200(图2-4)和一种示例性的真空发生机构300(图5-6)，这两个机构通过操作者的手的一种或多种运动来供能，以从患者，例如从患者胸部捕获、切割、运输、和收集组织样本。

本实施例的手供能的活检装置25包括具有手枪式握把27的主体26、以及手动致动的触发器28。可转动的针部100限定活检装置25的纵向轴线并从主体26向远侧延伸。如图2所示，针部100包括远侧的组织穿刺末端102和从该末端向近侧延伸到主体26中的中空切割器通道106。组织接收孔105位于穿刺末端102的近侧并通入中空切割器通道106中以将组织捕获在其中。组织切割机构200的中空切割器130可滑动且可转动地定位在切割器通道106内，以切割被抽吸到孔105中的组织。切割器130延伸经过活检装置25，即从针部100延伸并经过主体26，以可操作地与可移除地附接到主体26的近端的组织收集室150连接。组织样本可利用切割器130切割，随后利用真空机构300经过中空切割器130将其抽吸到组织收集室150中，如下文更加详细地描述的。方向逆转杆29位于活检装置25的每一侧上以在获取组织样本时逆转切割器130的方向运动。如图所示，方向逆转杆29具有向下的第一位置X和向上的第二位置Y。

Ⅰ.示例性针部

图2是活检装置25的示例性的可转动针部100的剖视图，显示了远侧组织穿刺末端102和其中可滑动地设置切割器130的中空切割器通道106。该示例性的可转动针部100可转动地附接到主体26并能够绕其纵向轴线相对于主体26转动。中空切割器130被显示为可滑动且可转动地安装在中空切割器通道106中，且远侧切割端132邻近远侧组织穿刺末端102。侧向真空通道107平行于中空切割器通道106纵向延伸并通过在其间延伸的多个真空通道108可操作地连接中空切割器通道106。真空通道108被设置用于在中空切割器130被向近侧缩回且真空被应用于侧向通道107时辅助将组织抽吸到组织孔105和中空切割器通道106中。然而应当理解，针部100的这些特征仅仅是示例性的，针部100可以任何合适的形式修改。

图3显示了中空切割器130的铲子形的远侧切割端132的透视图。铲子形的远侧切割端132包括侧切割刃133和远侧切割刃134以切割组织。切割刃133、134的切割角可以根据切割器130的材料属性和转动速度来规定，如通过可用的数据库或标准获知的。替代地，切割刃133、134的切割角可基于任何其他因素或以任何其他形式来规定。腔131纵向延伸经过中空切割器130。在操作中，中空切割器130转动并且平移以切断组织样本，其中远侧切割刃134用平移运动切割组织，侧切割刃133用转动运动切割组织。被切割或切断的组织样本被捕获在与切割端132邻近的腔131内，并可经过腔131向近侧输送以到达组织收集室150。当然，如果希望，替代形式的切割器130可具有各种替代的特征和构造。

如图1和4所示，滚花旋钮90固定地附接到针部100的近侧部分，并且可转动地附接到主体26，使得旋钮90的转动引起针部100绕其纵向轴线相对于主体26转动。旋钮90具有圆筒体构件91，其从旋钮90向近侧延伸到针部100的近端。圆筒体构件91的近端开放以暴露侧向通道107和中空切割器通道106并允许向近侧延伸的切割器130从此处向近侧延伸。通过与主体26的罩30、31的转动接合，可防止旋钮90和可转动针部100的纵向运动。然而在其他形式中，针部100可以被配置成平移。仅仅通过例子，可以包含弹簧加载的、电机驱动的、或者其它类型的击发机构来实现针部100相对于主体26的平移运动。应当理解，针部100不必在所有形式中都相对于主体26可转动。

图13-14显示了一种示例性的替代针部1100。特别地，针部1100包括一体的远侧组织穿刺末端1102和中空切割器通道1106。切割器1130可滑动地设置在中空切割器通道1106中。本实施例的一体的穿刺末端1102的形成方法是：将针部1100的远端变平，然后磨去变平材料的顶层(仅留下一个壁厚的材料)，然后将剩余的变平材料打磨以形成刃(该刃可以具有多种形状)。该实施例的可转动针部1100可转动地附接至主体26，并且能够绕其纵向轴线相对于主体26转动。中空切割器1130被示出为可滑动且可转动地安装在中空切割器通道1106中，其远侧切割端1132与一体的远侧组织穿刺末端1102邻近。经过切割器1130施加真空以使组织垂入接收孔1105中。切割器1130的外径与针1100的内径之间的间隙平行于中空切割器通道1106纵向延伸，并且将通气连通至切割器1130以形成压差，从而将组织样本经切割器1130向近侧输送。但是，应当理解，针部1100的这些特征仅是示例性的，针部1100可以以任何适合的方式修改。

Ⅱ.示例性的主体部分

图4显示了本实施例的活检装置25的内部元件，其中移除了左侧罩30以露出相对于其他部分定位的主体26的右侧罩31。触发器28通过从右侧罩31延伸的触发器销33可枢转地附接到主体26。触发器28包括刚性的内部触发器构件60，其通过真空销34和壳销35固定地附接到外部触发器壳68。触发器壳68工效学地成形以用于操作者抓握，并被成形为当触发器28被运动到邻近手枪式握把27的完全致动位置(图6)时绕着手枪式握把27嵌套。在图4中，触发器壳68被竖直剖切以显示内部附接的“L”形内部触发器构件60。触发器构件60具有被外部触发器壳68遮护的向下延伸部分和在其自由端上具有多个轮齿61的近侧延伸部分。轮齿61围绕触发器销33呈圆弧形排列。

该示例性的组织切割机构200通过轮齿61与触发器28接合，且示例性的真空发生机构300通过真空销34与触发器28可操作地接合。触发器28向着手枪式握把27从打开位置(图1和4中显示的)到闭合位置(图6中显示的)的手动致动为组织切割机构200和真空发生机构300供能，如下文更详细地描述的。

A.示例性的手供能的真空发生机构

在图4-7所示的本实施例中，手握活检装置25的示例性真空发生机构300响应于触发器28的一次或多次手致动产生真空。由操作者的手的运动产生的真空用于：将组织抽吸到针部100的组织孔105中；在从保持的组织切割活检组织样本时将被抽吸的组织保持在针部100内；经过切割器130的腔131将切断的活检组织样本抽吸到组织收集室150中。

1.示例性的真空泵

如图4-7所示，真空发生机构300包括响应于触发器28的操作者手动致动产生真空的手致动的真空泵310。在本实施例中，真空泵310能够利用触发器28的一次或多次致动产生18-20英寸汞柱(英寸Hg)的真空(负压)。当然，替代地，真空泵310可以任何希望的速度产生任何其他希望量的压力。如图4所示，真空泵310安装在主体26的手枪式握把27内，并可通过真空销34可操作地连接到触发器28。真空泵310具有泵体315，该泵体具有一个或多个竖直肋311，竖直肋311与手枪式握把27内的一个或多个竖直凹槽33和/或突起可滑动接合，以在水平方向上限制泵310但允许泵310在竖直方向上运动。上泵臂312和下泵臂313包括可枢转地(分别)附接到泵体315的顶部和底部的刚性臂，且泵臂312、313通过真空销34可枢转地连接到触发器28。

图5-6显示了随着触发器28从未致动位置(图5)运动到致动位置(图6)泵310的一系列剖视图。为了清楚起见，仅真空泵310和内部触发器构件60以实线显示，并用虚线来显示外部触发器壳68、手枪式握把27和手枪式握把27内的竖直凹槽33。如之前描述的，真空泵310通过竖直肋311接合在手枪式握把27的竖直凹槽33内而滑动地固定在手枪式握把27内，但也可以采用任何其他合适的结构或关系。

如图5-6所示，泵体315还包括竖直定向的气缸部分316，其中具有中空的内孔317。气缸部分316具有开放端和闭合端。圆柱形活塞318位于内孔317内并能够在其中上下运动。密封件319围绕活塞318固定并与活塞318形成固定气密密封，与内孔317形成滑动气密密封。活塞杆322从活塞318的中心向下延伸并穿过固定地附接到气缸316的开放端的罩320内的开口321。下连接器柄脚323从活塞杆322的自由端向下延伸并具有延伸穿过其的销350。下泵臂313的近端可枢转地附接到销350，滚子351在下连接器柄脚323和下泵臂313的近端的外侧安装在销350的端部。滚子351能够在竖直凹槽33内转动并受到竖直凹槽33的引导。

向上的连接器柄脚324可位于泵体315的顶部以接收销354。上泵臂312的近端可枢转地附接到销354，且滚子355在向上的连接器柄脚324和上泵臂312的近端的外侧安装在销354上。滚子355能够在竖直凹槽33内转动并受到竖直凹槽33的引导。

诸如扭转弹簧500的弹簧可以绕着真空销34放置，且第一弹簧臂固定到下泵臂313，第二弹簧臂固定到上泵臂312。在本实施例中，触发器28的致动使下泵臂313和上泵臂312以展开运动绕销34枢转，如图6所示，并且还使扭转弹簧500的第一弹簧臂和第二弹簧臂展开。当触发器28被释放时，展开的扭转弹簧500将下泵臂313、上泵臂312和真空泵310偏置回图4所示的位置。

单向阀或鸭嘴阀336附接到泵体315的顶部并与内孔317流体连通。鸭嘴阀336在活塞318向上运动时向大气开放以从内孔317排除不想要的空气，在活塞向下运动时关闭以抽吸真空(负压)。柔性的软管340从接头314的顶部延伸并提供从泵310的内孔317至组织收集室150(图4和7)的真空端口151的流体连通，以将真空引入其中。柔性的软管340能够弯曲并在真空泵310被致动和解除致动而上下运动时运动。

在图6中，触发器28已经被致动以使泵体315的气缸316向上运动，和使活塞318和活塞杆322向下运动以在其间产生真空。泵体315通过竖直肋311在竖直凹槽33内的接合而被向上引导，活塞臂322通过U形钩凸起323在竖直凹槽33内的接合而被向下引导。如图5-6所示且如上所述，柔性的软管340响应于触发器28的致动而在泵体315上下运动时弯曲。

本领域普通技术人员将会认识到，可以多种方式对真空发生机构300进行修改、补充或替代。仅仅作为例子，尽管在真空发生机构300被致动时，气缸316和活塞318都相对于主体26运动，但其他形式可以阻止气缸316或活塞318在真空发生机构300被致动时相对于主体26运动。作为又一种仅示例性的替代，真空发生机构300可以通过触发器28之外的装置致动。本领域普通技术人员通过此处的教导可以清楚真空发生机构300的其他合适的部件、特征、构造和操作方法。

2.示例性的组织收集室

回到图4且如上所述，本实施例的组织收集室150通过柔性软管340操作地连接到真空泵310。组织收集室150是真空密封的中空组件并包括固定附接到主体26的收集基部153和可移除地附接到收集基部153的组织样本罩155，收集基部153和组织样本罩155之间具有真空密封件159。收集基部153和组织样本罩155限定至少一个中空体积，其可以用作针对真空泵310的多次致动或泵送的真空积蓄器。组织收集室150还包括在其中延伸以将组织样本接收在其中的组织收集格栅152。组织收集格栅152被配置成允许流体经过格栅152，但阻止组织样本经过格栅152。组织收集格栅152由此可以用作滤网或滤器。当然，与这里描述的其他部件一样，如果需要，可以对组织收集格栅152进行修改、替代、补充或省略。

切割器130操作地接合收集基部153，收集基部153具有密封端口154，其能够甚至在切割器130相对于密封端口154转动和平移时也相对于可转动且可平移的切割器130保持真空密封。真空泵310产生的真空被输送至切割器130的中心腔131。换句话说，真空泵310可经由软管340和组织收集室150在切割器腔131内引起真空。替代地，真空泵310(或任何其他装置)可经由任何其他合适的部件和/或路线在切割器腔131内引起真空。在另外一些形式中，在切割器腔131中简单地不引起真空。

本实施例的收集基部153还包括将组织样本罩155可释放地保持到收集基部153上的近侧样本基部156。特别地，收集基部153具有一个或多个向外延伸的卡销，其被配置成与组织样本罩155的一个或多个卡销接收器157接合。组织样本罩155通过组织样本罩155相对于收集基部153的转动从收集基部153释放。当然，组织样本罩155可使用任何其他合适的结构、特征或技术相对于主体26选择性地固定。

在操作中，组织切割器130在切割和获取活检组织样本的过程中(绕着纵向轴线)转动和(沿着纵向轴线)平移，且真空用来将切断的组织从组织孔105附近经过腔131抽吸到组织收集室150中。切割器130具有可动的近端135，其位于组织样本罩155的顶部附近，以将组织样本从近端135输送(通过真空抽吸)到组织收集格栅152上。组织收集室150由此能够在组织样本被从组织切割器130的近端135传输(通过真空抽吸)到组织收集室150中时在组织收集格栅152上接收和储存组织样本。

本领域普通技术人员将会认识到，可以多种方式对组织收集室150进行修改、补充或替代。本领域普通技术人员通过此处的教导可以清楚组织收集室150的其他合适的部件、特征、构造和操作方法。

3.示例性的自动压差器

如图11-12所示，一种示例性的自动压力调节器370位于主体26的远端并被配置成在旋钮90的圆筒体构件91上纵向滑动并与其相互作用。在活检装置25的手动致动过程中，自动压力调节器370在一些部分的组织获取过程期间将针部100的侧向通道107可操作地连接到大气压力，而在另一些部分的组织获取过程期间将该侧向通道107与大气压力可操作地断开。换句话说，本实施例的自动压力调节器370可操作以选择性地提供侧向通道107的通气。

如图11-12最佳显示的，圆筒体构件91具有穿过其纵向延伸的内孔92(具有数字8形式的横截面)，内孔92的近端相对于针部100形成气密密封。内孔92向沿着针部100延伸的侧向真空通道107和中空切割器通道106都开放。截锥形密封99位于开放的内孔92的近端处并被配置成相对于切割器130形成转动和滑动气密密封。如所示的，切割器130经截锥形密封99延伸进入内孔92并进入针部100的中空切割器通道106。圆筒体构件91的外部具有近侧密封凹槽94和远侧密封凹槽95，两者之间具有U形的中央凹槽93。凹槽93、94、95绕着圆筒体构件91延伸，开放通道98从中央凹槽93向内延伸以与开放的内孔92连接。中央凹槽93、开放通道98、内孔92、侧向真空通道107和中空切割器通道106之间具有开放连接。O型圈或者近侧弹性密封96固定在近侧密封凹槽94中，远侧弹性密封97固定在远侧密封凹槽95中。

自动压力调节器370还包括圆筒，其具有能够在其内滑动地接收圆筒体构件91的内孔374。内孔374在远端开放且在近端具有壁375，渐缩的孔376延伸穿过壁375，凸起377用于使组织切割器130经过。圆筒体构件91的弹性密封96、97与内孔374滑动接合以相对于内孔374形成基本气密的密封，并且密封或隔离其间的圆筒体构件91和中央凹槽93的部分。中心定位的空气通道372延伸经过自动压力调节器370并与内孔374连接。自动压力调节器370还具有中央凸缘371，其与可压缩弹簧380接合，以向着主体26的肋40向近侧正交地偏置凸缘371(图12)。

如图12所示，当自动压力调节器370被向着肋40向近侧偏置时，圆筒体构件91位于内孔374的远侧部分中，且远侧弹性密封97刚好在内孔374的开放远端内，近侧弹性密封96位于中心定位的空气通道372的远侧。在该被偏置位置，圆筒体构件91的开放通道98被密封在密封96、77之间，且内孔374(位于圆筒体构件91近侧)经空气通道372和渐缩的孔376与大气空气(例如，通气)连通。

在图11中，组织切割机构200已经被致动以向远侧推进切割器130。具有外螺纹的螺杆252绕着切割器130附接并且已经被向远侧推进，以接触凸起377并将自动压力调节器370向远侧推动到图11所示的位置。在该位置，与内孔374连通的空气通道372已经向远侧运动经过圆筒体构件91的近侧弹性密封96并且现在将大气压力的空气传输到中央凹槽93、开放通道98、内孔92和侧向真空通道107。侧向真空通道107由此在该构型下被通气，并且利用在切割器130的腔131中引起的真空在被切断组织两边形成压差。下文将进一步讨论大气压力的空气到侧向真空通道107的连接。

当然，这里描述的自动压力调节器370仅仅是活检装置25的多种可能的结构或特征的一个例子。本领域普通技术人员通过此处的教导将会认识到，可以多种方式修改自动压力调节器370的部件、特征、构造和操作方法。此外，在一些形式的活检装置25中，可以完全省略自动压力调节器。

B.示例性的手供能的组织切割机构

如前文描述的，组织切割机构200包括通过操作者的手对触发器28进行的一个或多个运动可滑动且可转动地供能的中空切割器130。中空切割器130从穿刺末端102(图2)到组织样本容器155地纵向延伸穿过活检装置25，并且响应于触发器28的手动致动转动和平移。中空切割器130的转动和平移用来切断组织样本。操作者可利用前文提到的方向逆转杆29来选择切割器130的转动方向和平移方向。

本实施例的组织切割机构200显示在图4和图7-10中。方向逆转杆29处于如图1、4、7和9中显示的第一位置“X”(或者向下位置)。当方向逆转杆29处于第一位置X且触发器28被致动时，组织切割机构200沿着纵向轴线向近侧平移切割器130以打开组织孔105，并使切割器130沿着逆时针的非切割方向绕纵向轴线转动。方向逆转杆29的第二位置“Y”(或向上位置)在图1中显示为虚线，在图10中显示为实线。当触发器28在方向逆转杆29处于第二位置的情况下被致动时，切割器130的平移和转动方向都相反，使得切割器130沿着纵向轴线向远侧平移以关闭组织孔105和切断组织，并且沿着顺时针的组织切割方向转动。所有指出的切割器130的顺时针转动和逆时针转动都按照观察者正沿箭头A-A指示的方向观察活检装置25来描述。当然，如果希望，这里描述的转动方向可以颠倒。此外，在一些形式中，切割器130可以简单地完全不转动。例如，不转动的切割器130可以不具有本实施例中显示的铲子状的远端构型。

如图9-10所示，本实施例的组织切割机构200通过轮齿61与转动的直齿轮210的接合连接到触发器28。触发器28的致动使齿61与直齿轮210接合，使齿轮210绕着操作地附接到左手柄半部30的凸销212转动。如图4所示，触发器28从未致动位置到致动位置的运动(见位于触发器28和手枪式握把27之间的方向箭头)引起直齿轮210顺时针转动。随着触发器28被释放，真空泵310产生的真空和/或扭转弹簧500的弹性辅助触发器28返回未致动位置，且直齿轮210掉转方向逆时针转动。

单向棘轮218位于直齿轮210和大的锥齿轮220之间。直齿轮210和锥齿轮220分离，并且都绕着凸销212转动。在触发器28被致动时，单向棘轮218使直齿轮210与锥齿轮220接合，在手柄28被释放时，使直齿轮210与锥齿轮220脱离接合。在操作中，在操作者拉动触发器28闭合时，单向棘轮218使锥齿轮220顺时针转动；在操作者释放触发器28时，单向棘轮218与逆时针转动的直齿轮210脱离接合，锥齿轮220变为静止。例如，单向棘轮218可以是简单的爪形离合机构(未示出)，相对的锯齿形齿分别位于每个齿轮210、220上，围绕凸销212相互啮合的齿在一个转动方向上(围绕凸销212)驱动并在相反方向上滑动。这种爪形离合机构的齿可在一侧成斜面，以在沿相反转动方向转动时使齿轮210、220分开而滑动。弹簧(未示出)可围绕凸销212布置(例如在左侧罩30和直齿轮210之间)并被用来将直齿轮210和锥齿轮220正交地偏置到一起，以驱动地接合爪形离合机构。其他实施方式的单向棘轮218可包括但不限于棘轮和棘爪、楔块式离合器、或者环绕销以在一个转动方向夹紧且在相对的转动方向上释放的单向扭转弹簧。本领域技术人员根据此处的教导可以清楚其他合适的棘轮机构、离合机构或者其他特征或构造。替代地，直齿轮210和锥齿轮220在一些形式中可以是一体的。

参照图4，触发器28的手致动使直齿轮210顺时针转动，接合单向棘轮218，并使锥齿轮220顺时针转动。锥齿轮220的转动运动然后通过转动地接合远侧的锥齿轮230(图7)与大的锥齿轮220而传递到切割器130。切割器130的转动方向和平移方向根据近侧锥齿轮230还是远侧锥齿轮234与大的锥齿轮220接合而改变。提供转换机构250来响应于方向逆转杆29的运动改变切割器130的转动方向和平移方向。

参照图7，触发器28通过操作者(未示出)致动并朝着手枪式握把27运动。直齿轮210转动(在锥齿轮220的远侧)，且单向棘轮218使直齿轮210与锥齿轮220接合，从而锥齿轮220与直齿轮210逆时针转动(见图7中齿轮220上的箭头)。方向逆转杆29位于第一位置X(图1、4、7、9)，这使转换机构250的远侧锥齿轮230与锥齿轮220转动和驱动接触。远侧锥齿轮230的转动运动响应于操作者对触发器28的致动将转动和平移运动传递到切割器130。

1.示例性的转换机构

图7-10最佳地显示了本实施例的转换机构250，其能够操作以响应于逆转杆29的位置改变而掉转切割器130的转动和平移运动。如图8所示，转换机构250包括切割器130和通过包覆模制、粘接或任何其他附接方法固定附接到切割器130的带外螺纹的螺杆252。带外螺纹的螺杆252能够螺纹接合在转换机构250的带内螺纹的固定螺母254内。带内螺纹的固定螺母254是圆筒形的，接收在左侧罩和右侧罩30、31内并由罩限制。在带内螺纹的固定螺母254被捕获在左侧罩和右侧罩30、31中时，切割器130的转动使带外螺纹的螺杆252在带内螺纹的固定螺母254内转动，并且螺纹接合纵向运动切割器130和带外螺纹的螺杆252。中空切割器130的逆时针转动使中空切割器130向近侧运动，离开穿刺末端102，以打开组织孔105；且中空切割器130的顺时针转动使中空切割器130向远侧平移，朝着穿刺末端102，以关闭组织孔105。该实施例中的所有转动方向都是取自视图A-A的。

如图8所示，转换机构250还包括近侧锥齿轮234、远侧锥齿轮230和通过例如包覆模制或粘接等工艺固定附接到中空切割器130的切割器驱动器256。切割器驱动器256与带外螺纹的螺杆252向近侧隔开并进一步包括具有六边形横截面的六边形驱动部分257。切割器驱动器256能够滑动地安装在远侧齿轮230的中心处的六边形孔232和近侧齿轮234的中心处的近侧六边形孔236内。六边形孔232、236能够在切割器驱动器256的六边形驱动部分257上滑动并转动地与其接合。因此在该实施例中，切割器130与锥齿轮230、234一体地转动，但能够相对于锥齿轮230、234纵向平移。

远侧齿轮230还包括能够从转换叉260的内侧转动地安装在远侧开口258内的远侧轴承231；近侧齿轮234具有能够转动地安装(从内侧)在转换叉260内的近侧开口259内的近侧轴承235。齿轮230、234通过尺寸能够配合在安装的齿轮230、234之间的间隔件270纵向地固定在转换叉260的C形的内侧。间隔件270被显示为附接到转换叉260，但可以是放置在安装在转换叉260中的齿轮230、234之间的切割针30上的单独件。切割器130和切割器驱动器256经转换叉260的近端插入、经过齿轮230、234的远侧六边形孔232和近侧六边形孔236、并经过转换叉260的远端，以滑动地将组件一起固定在转换叉260内。转换叉260的纵向运动(在任一方向)使近侧锥齿轮234和远侧锥齿轮230以及转换叉260的组件一起沿切割器驱动器256的六边形驱动部分257运动。

转换叉260通过转换杆280可操作地连接到方向逆转杆29。第一销281将转换杆280的近侧叉状端可枢转地连接到转换叉260的翼262，第二销282将转换杆280的远端可枢转地连接到肘杆291的U形夹290。肘杆291附接到方向逆转杆29并响应于方向逆转杆29的运动而转动。方向逆转杆29的运动转动肘杆291、接合转换杆280、并使转换叉260在手柄半部30、31内纵向运动，以将触发器28经近侧锥齿轮234或者远侧锥齿轮230接合到切割器130。偏心(over-center)板簧285通过销293在一端287可枢转地附接到肘杆291的凸缘292。偏心板簧285的第二端286可枢转地附接到右侧罩31中的销295。偏心板簧285将方向逆转杆29(和转换机构250)偏置(并保持)在X位置或者Y位置。

2.转换机构在位置X处的示例性操作

图9-10最佳显示了转换机构250的操作，其中在移除了罩30、31和触发器罩68的情况下示出了转换机构250和组织切割机构200的部分。在图9中，方向逆转杆29处于第一位置X，且转换杆280已经将转换叉260向近侧运动，以使远侧锥齿轮230与锥齿轮220操作地接合。在该图中，力F被施加到触发器28的内部构件60，以转动地接合轮齿61与直齿轮210。棘轮218逆时针转动锥齿轮220(见箭头)，且远侧锥齿轮230与锥齿轮220的齿接合使切割器驱动器256和切割器130沿从A-A看的顺时针方向转动。近侧锥齿轮234和带外螺纹的螺杆252也顺时针转动(近侧锥齿轮234基本依惯性滑行)。带外螺纹的螺杆252在带内螺纹的螺母254内的顺时针转动使螺杆252、中空切割器130和切割器驱动器256向远侧平移到箭头B指示的右侧。齿轮234、230转动，六边形切割器驱动器256在被远侧锥齿轮230驱动时转动且经过其纵向滑动。偏心板簧285偏心并保持转换机构250限制在所示的位置中。

3.转换机构在位置Y处的示例性操作

在图10中，方向逆转杆29已经运动到位置Y，且转换杆280已经向远侧运动转换叉260，以使近侧锥齿轮234与大的锥齿轮220操作接触。在该图中，力F被施加到触发器28的内部构件60，以转动地接合轮齿61与直齿轮210，并使锥齿轮220逆时针转动(见箭头)。近侧锥齿轮234与锥齿轮220的接合使近侧锥齿轮234转动，这使切割器驱动器256和切割器130沿从A-A看的逆时针方向转动。转动的切割器130还使带外螺纹的螺杆252和远侧锥齿轮230逆时针转动(远侧锥齿轮230基本依惯性滑行)。带外螺纹的螺杆252在带内螺纹的螺母254内的逆时针转动使中空切割器130和带外螺纹的螺杆252向近侧平移到图10的箭头B指示的左侧。再次，偏心板簧285偏心并保持转换机构250限制在所示的位置。

应当理解，组织切割机构200和转换机构250可以多种方式修改。仅仅作为例子，机构200和/或250可包括机电部件，包括但不限于马达或螺线管。机构200和/或250还可包括各种替代的机械部件、特征或操作方法。本领域技术人员通过此处的教导可以清楚组织切割机构200和转换机构250的其他合适特征、部件、构造和操作方法。

Ⅲ.活检装置的示例性操作

如上所述，本实施例的活检装置25是手动致动和手动供能的装置。触发器28的手动致动同时为组织切割机构200和真空发生机构300供能，以将组织样本收集和储存在组织收集室150内。如下文描述的，可能需要触发器28的一次或多次致动来将组织样本切断、收集和储存在活检装置25内。

在一种例子的操作中，可为医生或操作者提供活检装置25，且使切割器130处于最远位置(例如关闭组织孔105)。该位置可通过视觉观看组织孔105简单地核实。当切割器130在最远位置时，方向逆转杆29运动到位置“Y”(见图1)，以将组织切割机构200构造成响应于触发器28的致动向近侧缩回切割器130和打开组织孔105。如果切割器130缩回在针部100中并且组织孔105打开，则操作者将方向逆转杆29运动到位置“X”(见图1)，使得切割器130响应于触发器28的致动向远侧运动并沿着组织孔105向远侧推进以切割组织。对于以下的描述，切割器130处于最远位置，且方向逆转杆29运动到位置“Y”。

当切割器130处于最远位置且方向逆转杆29位于位置“Y”时，医生或者操作者将穿刺末端102抵靠组织放置。使用诸如未受辅助的可视化、x射线、超声、MRI等可视化方式，操作者将针部100插入组织并将针部100邻近疑似病变或肿瘤(例如在患者的胸部或其他地方)定位。如果希望，针部100可相对于旋钮90转动以更好地将组织孔105邻近组织病变定位或取向。一旦组织孔105就位，操作者就开始手动致动或者泵送触发器28，以为活检装置25供能并获取组织样本。

现在参照图4-6所示的元件，方向逆转杆29在位置“Y”，触发器28朝着手枪式握把27的第一次致动使真空发生机构300的泵310从图5的位置运动到图6的位置。泵310的运动向下拉动活塞318并向上拉动气缸部分316，从而产生或抽吸真空。由触发器28的手动致动形成的真空经柔性软管340传输到收集基部153和组织收集室150的组织样本容器155。然后，真空从组织收集室150传输到切割器130的切割器腔131。接着，来自腔131的真空传输到针部100内的中空切割器通道106和侧向通道107。当切割器130处于最远位置时，自动压力调节器370被偏置到最远位置，且空气通道372、侧向通道107和中空切割器通道106通向大气压力的空气(图11)。

触发器28的致动在为真空发生机构300供能的同时还为组织切割机构200供能。随着触发器28被按压，触发器28的运动使轮齿61弧形运动，以绕着销212转动直齿轮210。在图4中，单向棘轮218顺时针驱动锥齿轮220；在图7中，单向棘轮218逆时针驱动锥齿轮220。在图7中，随着锥齿轮220逆时针转动，远侧锥齿轮230与锥齿轮220接合并绕着在切割器130的中心内延伸的纵向轴线顺时针转动。随着远侧锥齿轮230转动，其转动切割器驱动器256和切割器130，并使切割器130向近侧缩回以打开组织孔105。特别地，随着切割器130转动，带外螺纹的螺杆252向近侧运动切割器130和自动压力调节器370。当自动压力调节器370向近侧运动以将空气通道372定位到密封96近侧时，到侧向通道107和中空切割器通道106的大气压下的空气的通气或输送(通过空气通道372)停止。真空现在传输到侧向通道107以将组织抽吸到组织孔105中。

在大约三次重复手动致动触发器28后，切割器130运动到图12的最远位置，且真空泵310将组织抽吸到组织孔105中。此时，可提供视觉指示器、听觉声音、或者强制止动件来指示切割器130的最远位置，以通知操作者方向逆转杆29需要运动到位置“X”(见图1)。当方向逆转杆29位于位置“X”时，操作者继续泵送或者致动并释放触发器28，以抽吸真空将组织拉入组织孔105，并且推动和转动切割器130以切断延伸入组织孔105的组织。

随着切割器130接近图11的最远位置，自动压力调节器370的空气通道372再次打开，以向侧向通道107和中空切割器通道106通气或输送大气压力的空气。当切割器130到达最远位置时，切割器130可继续转动至少一些程度但不进一步推进。当切割器130已经完全切断伸入组织孔105的组织样本时，大气压力的空气被沿着侧向通道107导入空气通道372、经过真空通道108、进入切割器通道106、并进入切割器130的腔131，以形成压力梯度而将其中被切断的组织样本向近侧推入组织样本容器150。组织样本堆积在组织收集格栅152上，并且经腔131传输的任何流体经过格栅152。将会认识到，可从患者获得若干组织样本，而不必将针部100从患者撤回。换句话说，活检装置25可仅仅利用针部100到患者体内的单次插入来获得多个组织样本。

应当理解，活检装置25可以多种其它方式操作。这种替代的使用方法可使用本实施例的活检装置25或者使用本实施例的活检装置25的变形来执行。本领域技术人员通过此处的教导可清楚多种替代的使用方法。

本发明的实施方式可应用于传统的内窥镜和开放式外科器械以及机器人辅助外科手术中。

本发明所公开的装置的实施方式可以被设计为在单次使用后丢弃，或者可以被设计为多次使用。在任何一种或两种情况下，在至少一次使用之后可以对装置的实施方式进行重建以便再次使用。重建可以包括下述步骤的任意组合：拆解装置，然后清洁或替换特定的部件，然后重新组装。特别地，装置的实施方式可以被拆解，然后可以选择性地以任何组合替换或移除装置的任意数量的特定零部件。在清洁和/或替换特定部件之后，装置的实施方式可以在重建设施、或由外科组在要进行外科手术前重新组装以便再次使用。本领域技术人员将理解，装置的重建可以使用多种技术以进行拆解、清洁/替换、以及重新组装。这些技术的使用、以及产生的重建的装置都落在本发明的范围内。

仅作为示例，本发明所描述的实施方式可以在外科手术之前进行处理。首先，获取新的或使用过的器械，如果有必要的话进行清洗。然后对该器械进行杀菌。在一种杀菌技术中，该器械被放置在封闭密封的容器中，例如塑料或TYVEK包。然后容器和器械可以被放置在能够穿透容器的辐射场中，例如伽马辐射、x射线、或高能电子。辐射可以杀死器械上和容器中的细菌。然后杀菌后的器械可以被储存在无菌容器中。密封的容器可以保持器械无菌，直到在医疗设施中将容器打开。装置也可以使用任何本领域已知的其他技术进行杀菌，包括但不限于贝塔或伽马辐射、环氧乙烯、或蒸汽。

由于已经示出和说明了本发明的多种实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域普通技术人员能够通过适当的修正来实现对本发明所述的系统和方法进行其他变型。这些可能的修正中的一些已经被提到，而其他的对于本领域技术人员来说也是很清楚的。例如，上述例子、实施方式、几何形状、材料、尺寸、比例、步骤等都是示例性的而不是必要的。因此，本发明的范围应当按照权利要求书来理解，并且不应限制于说明书和附图所示出和说明的具体结构和操作。

Claims (20)

1.一种用于从患者获取一个或多个组织样本的活检装置，该活检装置包括：

中空的针，其能够穿透组织，其中所述中空的针限定腔，所述中空的针具有与所述腔连通的组织接收端口；以及

手持的主体，该主体包括：

手柄，其能够由操作者的手握持；

真空泵，其与所述针连通，其中所述真空泵可操作以将组织抽吸到所述组织接收端口中；

中空的组织切割器，其能够在所述针的所述腔内运动，其中所述组织切割器可操作以切断被抽吸到所述组织接收端口中的组织，其中切割器限定与所述真空泵连通的腔；和

手致动的杆，其与所述手柄接合以将原动力从操作者的手传递到所述真空泵或所述切割器的至少一个，以从所述患者获取一个或多个切断的组织样本。

2.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述手致动的杆可枢转地附接到所述手柄，其中所述手致动的杆随着操作者的手闭合从打开位置枢转到闭合位置，其中所述手致动的杆随着操作者的手打开从所述闭合位置枢转到打开位置。

3.根据权利要求2所述的活检装置，还包括至少一个轮齿，其能够在所述手致动的杆从打开位置枢转到闭合位置时将原动力从所述手致动的杆传递到所述真空泵或所述组织切割器的至少一个。

4.根据权利要求2所述的活检装置，还包括至少一个枢转的联动装置，其能够在所述手致动的杆从打开位置枢转到闭合位置时将原动力从所述手致动的杆传递到所述真空泵或所述组织切割器的至少一个。

5.根据权利要求2所述的活检装置，其中，所述真空泵具有封闭的体积，其在所述手致动的杆从打开位置枢转到闭合位置时扩张以产生负压，从而将组织抽吸到所述组织接收端口中。

6.根据权利要求5所述的活检装置，其中，所述真空泵的至少一部分在所述手致动的杆从打开位置枢转到闭合位置时线性运动，以在所述真空泵内形成负压。

7.根据权利要求6所述的活检装置，其中，所述真空泵包括中空的气缸，所述气缸具有开放端、闭合端、以及能够在所述气缸内运动的活塞，所述活塞能够朝着和远离所述闭合端运动，并具有面对所述闭合端的活塞面，其中，在所述气缸内的所述活塞面和所述闭合端之间限定一封闭体积。

8.根据权利要求5所述的活检装置，其中，所述真空泵产生在大约18英寸汞柱和大约20英寸汞柱之间的负压。

9.根据权利要求2所述的活检装置，还包括切割机构，其能够在所述手致动的杆从打开位置枢转到闭合位置时将所述手致动的杆的枢转运动转换成所述组织切割器的转动运动。

10.根据权利要求9所述的活检装置，其中，所述切割机构还包括至少一个螺杆，其附接到所述组织切割器以将所述组织切割器的转动运动转换成所述组织切割器的纵向平移。

11.根据权利要求10所述的活检装置，其中，当所述组织切割器在第一方向上转动时，所述组织切割器向近侧纵向平移以打开所述组织接收端口，当所述组织切割器在相反的第二方向上转动时，所述组织切割器向远侧纵向平移以关闭所述组织接收端口，从而切断抽吸在其中的组织。

12.根据权利要求11所述的活检装置，其中，所述切割机构还包括转换机构，其能够在第一转换位置和第二转换位置之间运动，其中，当所述转换机构处于所述第一转换位置时，所述切割机构可操作以在所述第一方向上转动所述组织切割器，从而打开所述组织接收端口，并且当所述转换机构处于所述第二转换位置时，所述切割机构可操作以在所述相反的第二方向上转动所述组织切割器，从而关闭所述组织接收端口。

13.根据权利要求12所述的活检装置，其中，所述转换机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述转换机构从所述第一齿轮或第二齿轮的一个选择性地转换所述手致动的杆的操作接合，以改变所述组织切割器的转动方向。

14.根据权利要求1所述的活检装置，其中，所述活检装置还包括组织样本保持器，其能够接收切断的组织样本，其中，所述组织样本保持器与所述真空泵连通以沿着所述切割器腔将切断的组织样本抽吸到所述组织样本保持器中。

15.根据权利要求14所述的活检装置，其中，所述活检装置还包括压力调节器，其中，当真空被应用到所述切割器腔的近端且所述组织接收端口闭合时，所述压力调节器能够使所述中空的针的远侧部分通气，以沿着所述切割器腔推动切断的组织样本并将其推入所述组织样本保持器。

16.一种用于从患者获取一个或多个组织样本的活检装置，所述活检装置包括：

中空的针，其能够穿透组织，其中所述中空的针限定针腔，所述中空的针具有与所述针腔连通的组织接收端口，所述组织接收端口横向于所述针腔；以及

手持的主体，该主体包括：

手枪式握把，其能够由操作者的手握持；

中空的组织切割器，其能够在所述针腔内运动，其中所述组织切割器可操作以切断被抽吸到所述组织接收端口中的组织，其中切割器限定切割器腔；

真空泵，其与所述针腔连通，其中所述真空泵可操作以经所述切割器腔将组织抽吸到所述组织接收端口中，

切割器致动机构，其中所述切割器致动机构可手动操作以执行所述切割器的平移和/或所述切割器的转动，和

手致动的杆，其与所述手枪式握把接合，其中所述手致动的杆与所述真空泵和所述切割器致动机构连通，所述手致动的杆可手动操作以同时致动所述真空泵和所述切割器致动机构。

17.根据权利要求16所述的活检装置，还包括与所述手持的主体可拆卸连接的组织收集室，其中，所述真空泵经所述组织收集室与所述切割器腔连通。

18.一种从患者获取一个或多个组织样本的方法，包括：

提供活检装置，其中所述活检装置包括：

组织穿透针，其具有组织接收端口，

手持的主体，其中所述针从所述主体向远侧延伸，其中所述主体包括：

真空泵，其与所述针连通，其中所述真空泵可操作以将组织抽吸到所述组织接收端口中，

中空的组织切割器，其具有切割刃，其中所述组织切割器布置在所述针内，所述组织切割器能够在所述针内运动以切割被抽吸到所述组织接收端口中的组织，和

手杆，其能够从打开位置运动到闭合位置；

将所述针插入患者的胸部；

将所述手杆从所述打开位置手动运动到所述闭合位置，以向所述真空泵施加原动力，其中，输送到所述真空泵的所述原动力在所述真空泵中形成负压，以将组织抽吸到所述组织接收端口中；以及

将所述针从所述患者的胸部移除。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述手杆从所述打开位置手动运动到所述闭合位置的动作通过纵向地运动所述组织切割器而致动所述组织切割器，以切断抽吸到所述组织接收端口中的组织。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述手杆从所述打开位置手动运动到所述闭合位置多次以获得多个组织样本，其中，将所述手杆从所述打开位置手动运动到所述闭合位置多次的动作在将所述针从所述患者的胸部移除的动作前执行。

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