CN102770085A - 手术工具 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于从对象实施组织移除过程的手术工具。所述手术工具具有近端区域和远端区域以及至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测一个或更多个预定状况且被定位在所述手术工具的所述远端区域处。以及大致扁平的信号传输结构，所述信号传输结构与所述至少一个传感器电连接并且在所述远端区域处的位置与所述近端区域之间延伸。所述信号传输结构构造成用于在所述至少一个传感器和所述近端区域之间提供阻抗受控的信号传输。

Description

手术工具
技术领域
本发明总体上涉及医疗装置的领域，并且本发明涉及手术工具，诸如用于组织移除的活组织检查工具等。
背景技术
现今广泛使用微创手术以代替大手术，或者将该微创手术用作为初步程序以允许检查对象(例如，患者身体)的患病/异常组织。在这种程序中，相对小的手术工具通常被引导通过身体部位朝向其中感兴趣的区域(例如，利用身体中的天然腔(内腔)，或最小的手术开口，例如单孔或多孔腹腔镜检测)。
十分常见的情况是，这种微创手术不能够正好在移除该组织部之前实时检查感兴趣的区域(例如，在其上的组织类型)。已经开发各种技术以便于在移除组织部时实施组织检查，并且这些技术例如在下述出版物中被描述：
美国专利No.4,955,383公开了一种通过检测在测试时段期间存在于测试部位的区域中的多个测量位置的每个与至少一个基准位置之间的对象中的电磁场的相应电势来确定人或动物对象上的测试部位的症状是否存在的方法和设备。代表性电势在测试周期期间针对每个测量位置被独立地获得，并且这些代表性电势在测试周期结束时被比较，以获得表示是否存在症状的代表性电势之间的关系。
美国专利公告No.2002/128570公开了一种用于在活体的部位处定量灌注以及移除活组织检查试样的技术，其中，具有灌注传感器的仪器在待被调查的部位处被引入到身体内以在此探查组织。当灌注传感器产生表明被灌注的活组织的信号时，活组织检查标本被收集。
美国专利No.6,546,787公开了诊断成像方法，还公开了检测组织结构的边缘的方法以及生物响应针系统，这些方法依赖于使用在针或多个针穿过组织时由应变仪提供的应变信号，该应变仪被安装在一个或更多个针的壁上。该系统采用被安装在针壁上的应变仪以及向用户提供反馈的应变监视器。
发明内容
本领域需要通过提供简单且有效的原位组织定征装置来便于手术过程，该组织定征装置能够被容易地结合到已知的手术工具(例如，活检针)中。
根据本发明，提供一种新颖的传感器结构，该传感器结构基于阻抗受控的信号传输并且能够被结合到实际上任何已知类型的手术工具中。因此，本发明提供一种新颖的手术工具，该手术工具具有组织移除组件并且承载利用阻抗受控的信号传输的组织定征组件。该组织定征组件被安装到所述手术工具上，使得组织定征正好在实施组织移除过程之前能够被应用并且不会影响该组织移除过程。
在这一点上，下述内容应当被理解：在许多情况下通过感应待被定征的组织中的高频电磁(EM)场(例如，在无线电频率(RF)和微波(MW)频率条件范围内的高频电磁场)来操作常规EM组织定征装置/传感器，例如近场EM传感器。因此，这种常规EM组织定征装置/传感器通常构造成具有阻抗受控的信号传输结构，例如同轴信号传输线，该同轴信号传输线包括由柔性管状绝缘层围绕的内部导体信号线，该柔性管状绝缘层继而由管状导电屏蔽物围绕。
然而，由于这种阻抗受控的信号传输线的同轴结构，因此这种线通常占据相当大的体积(例如，相对于内部导体信号线的体积而言)，且因此将这种电磁组织定征传感器容纳在小/窄的手术工具(例如，活组织检查工具/针)内是麻烦且复杂的，并且在不修改手术工具自身的情况下几乎是不可能的。
此外，由于通常每条同轴信号传输线均适于将阻抗受控的信号仅运送到一个同轴感测区域中，因此甚至对于相对大的手术工具而言利用多个传感器(即，EM组织定征传感器)也可能是不切实际的。这是因为需要一束同轴阻抗受控的信号线(每个传感器一条)沿所述手术工具穿过。
EM组织定征传感器(例如，近场EM传感器)通常具有同轴孔(即，限定感测表面的同心感测孔)。在用于阻抗受控的信号传输的常规方法中，同轴信号传输线必须取向成垂直于所述传感器的所述感测表面/扁平。结果，在所述传感器应当被容纳在长形手术工具的侧表面(多个侧表面)上的构造中，需要使得同轴信号传输线弯曲以允许其在垂直方向上接近所述手术工具的所述侧表面。继而，在所述手术工具中需要附加空间，以用于容纳所述线的弯曲半径，从而使得这种构造更不适用于窄的手术工具。
此外，一些手术工具(例如，活检针)被构造成具有限定中空腔的外壳，该中空腔在工具操作中具有一些功能性目的(诸如，在其中收集并容纳组织试样)。在这种手术工具中，阻抗受控的信号传输结构应当沿所述外壳的表面(从所述手术工具的内部或外部)延伸以使得其不阻碍所述手术工具的正确操作。因此，使用具有相对大的截面尺寸(例如，在所述手术工具的所需截面尺寸的量级)的同轴线也可能是不切实际的。
而且，一些手术工具具有相对于彼此能够移位/移动的可动部。传送常规类型的阻抗受控的同轴信号传输结构(例如，同轴线)使其沿这种手术工具的所述可动部延伸并且在所述可动部之间延伸是难以实现的，因为这种同轴线的弯曲半径相对大，且因此可能需要施加相当大的力以便弯曲。
上述问题在本发明中通过利用EM组织定征传感器(多个传感器)来解决，所述EM组织定征传感器具有与其成一体的大致扁平的阻抗受控的信号传输结构(例如，扁平供给结构)。阻抗受控的扁平供给结构(诸如，带和微带结构)与一个或更多个电磁组织定征传感器成一体，由此允许通过利用具有相对小体积的扁平结构以将阻抗受控的信号传输提供给所述传感器以及从所述传感器提供该阻抗受控的信号传输。
信号传输结构(多个结构)以及与其成一体的组织定征传感器(在本文中统称为组织定征组件)能够例如利用所谓的柔性或刚性-柔性电路技术或其组合来制造。能够直接在所述手术工具的一个或更多个表面(或表面)上(与所述表面成一体)实施制造这种组织定征组件(例如，使得所述信号传输结构被附接到所述工具的表面和/或与所述表面成一体)。通常，能够与所述手术工具无关地实施或与所述手术工具原位实施制造所述组织定征组件，例如，该组件被装配/附接/结合到所述手术工具。
因此，根据本发明，所述组织定征组件(所述信号传输结构以及与其成一体的所述EM组织定征传感器(多个传感器))构造成具有大致扁平形状的因素(例如，其长度和宽度特征长度比例显著大于其厚度)。这允许沿各种类型的小/窄的手术工具和/或在所述小/窄的手术工具内设置所述阻抗受控的信号传输结构(多个结构)，而不需要扩大所述工具的尺寸或不需要中断其正确功能性。根据本发明的技术形成的所述扁平的EM组织定征传感器能够被容纳在所述手术工具的外表面和/或内表面上。
根据本发明所述的手术工具可以是任何手术工具，例如组织移除和收集工具(诸如，活组织检查工具)；以及其它手术工具(诸如组织消融工具)。更具体地，本发明结合限定在工具操作中具有特定功能的中空腔的类型的活组织检查工具(例如，针)使用，且因此在下文关于该具体应用被描述。然而，应当注意的是，本发明不局限于该具体实施例。考虑到包含腔的长形手术工具，所述扁平阻抗受控的信号传输结构能够沿所述手术工具(或其外壳)的表面(多个表面)延伸，使得所述扁平阻抗受控的信号传输结构不会干扰所述手术工具的正确操作。在这一点上，应当理解的是，为了本应用的目的，术语“长形工具”是指这样的结构，该结构具有在组织检查/移除过程(例如，通过该过程将所述工具带到待被检查的组织)中被包括的远端区域并且具有通常保持在所述组织旁边的近端区域，并且不需要由这种结构的任何几何形状/形状限制。然而，典型地，这种工具具有长形几何形状(细长的)，并且本发明能有利地用于这种工具中。
根据本发明，在共平面构造中实施所述EM组织定征传感器与所述信号传输结构(多个结构)一体化，在所述共平面构造中存在由所述传感器和所述信号传输结构(多个结构)公共的至少一个连续表面。因此，所述信号传输结构能够被连接到所述传感器并且平行于该传感器的感测表面，这允许设置整个组织定征组件以便沿所述手术工具的一个或更多个表面并且邻近于所述一个或更多个表面延伸，而不会占据在其上的相当大的体积，而仅占据既不影响所述工具的常规操作也不需要对现有工具进行任何修改的体积。
由于使用扁平信号传输结构(例如，微带或带-平面供给结构)，该构造与利用所述同轴信号传输线(或电缆)的其它阻抗受控的信号传输相比是有利的，因而使得能够容纳阻抗受控的信号同时占据所述手术工具内的最小体积。而且，扁平信号传输结构可形成为柔性结构，该柔性结构使得该结构能够沿所述手术工具的弯曲表面和/或邻近于所述弯曲表面弯曲(例如，静态弯曲)，并且还使得所述信号传输结构以及所述手术工具的柔性元件一起弯曲(动态弯曲)，或者在所述信号传输结构在所述工具的可动部之间延伸的区域中弯曲。此外，在这种扁平阻抗受控的信号传输结构中，在用于多个传感器的单个结构中能够包括多条信号线，因而使得能够进一步减小用于容纳多条信号传输线的体积。
因此，根据本发明的广义方面，提供一种供在从对象移除组织过程中使用的手术工具。所述手术工具具有近端区域和远端区域并且包括位于所述远端区域处的至少一个传感器，所述至少一个传感器适于在所述手术工具的操作期间感测在该手术工具的远端区域附近的组织的一个或更多个预定状况。所述手术工具包括大致扁平的信号传输结构，该信号传输结构和所述至少一个传感器电连接并且在所述远端区域处的所述传感器的位置与所述近端区域之间延伸。所述信号传输结构被构造成用于在所述至少一个传感器与所述近端区域之间提供阻抗受控的信号传输。
根据本发明的一些实施方式，所述手术工具构造成为活组织检查工具(例如，活检针)并且可包括用于收集在其中的被移除的组织的腔。
根据本发明的一些实施方式，所述信号传输结构包括导电层以及与所述至少一个传感器相关联的至少一条信号连接线。优选地，所述信号传输结构与位于所述手术工具的所述远端区域上的至少一个传感器成一体(例如，与其具有至少一个公共连续表面)。
位于所述手术工具的所述远端区域处的至少一个传感器能够构造并操作为组织定征传感器(例如，包括同轴感测孔)。优选地，所述传感器是近场电磁传感器，该近场电磁传感器包括由导电材料围绕的所述同轴感测孔，使得当所述工具在操作时，所述传感器通过所述同轴感测孔面向组织部。这种近场电磁传感器可包括例如内部导体元件，所述内部导体元件被联接到所述同轴感测孔的内部并且被电联接到所述信号传输结构的信号连接线。
本发明的所述手术工具可包括电阻型近场电磁传感器(多个传感器)，所述电阻型近场电磁传感器的所述内部导体元件与所述周围的导电材料电绝缘。所述电阻型传感器(多个传感器)可包括电绝缘材料，所述电绝缘材料覆盖所述传感器的感测区域，用于使得所述近场电磁传感器与组织绝缘。另选地，这种电阻型传感器可构造成在使所述内部导体元件和所述周围导电材料直接接触组织时执行测量。另选地或另外，本发明的所述手术工具可包括电感型近场电磁传感器(多个传感器)。在这类传感器中，所述内部导体元件被电连接到围绕所述同轴感测孔的所述导电材料。
根据本发明的一些实施方式，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。在一些情况下，所述信号传输结构的柔性允许该信号传输结构沿着所述手术工具横过同时使得该信号传输结构在所述手术工具的弯曲表面附近弯曲。另选地或另外，根据本发明的一些实施方式，所述手术工具具有可延伸部，所述可延伸部能够相对于其近端区域在缩回位置和抽出位置之间移位，所述柔性结构被电连接到被容纳在所述可延伸部上的至少一个传感器并且允许所述可延伸部在所述缩回位置和所述抽出位置之间抽出和缩回。
应当理解的是，本发明的所述手术工具可包括至少为两个的多个传感器，所述多个传感器中的至少一个是位于所述手术工具的所述远端区域上的所述传感器。所述多个传感器被设置成沿所述近端区域和所述远端区域之间的方向处于间隔开的关系。
附图说明
为了理解本发明以及看出本发明在实践中如何被实施，现将参照附图仅通过非限制性实施例来描述本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了根据实施方式的包括组织定征组件的手术工具的示意图；
图2A至图2J例示了结合根据本发明的组织定征组件的各种手术工具。图2A和图2B是根据本发明的两种类型的活检针的示意图；图2C和图2D例示了用于多次活组织检查采样的手术工具；图2E示出了用于组织采样、移除和收集的手术工具的实施例，所述手术工具包括导管和夹持机构；图2F是与可偏转活组织检查消融导管相关联的手术工具的示意图，所述手术工具包括用于采样和消融组织的两个钳部；图2G和图2H是手术工具的俯视图和截面图的示意图，所述手术工具包括定位在该手术工具的组织收集腔内的组织定征传感器；图2I示出了手术工具的另一实施例，所述手术工具包括真空连通通道以及位于组织定征传感器附近的一个或更多个真空端口；图2J例示了包括可偏转活检钳导管的手术工具；
图3A至图3C示出了根据本发明的组织定征组件的不同剖面图，所述组织定征组件包括与组织定征传感器成一体的阻抗受控的信号传输结构；
图4A、图4B和图4C示出了适于待用于本发明的组织定征组件中的阻抗受控的信号传输结构的实施例，图4A示出了带状平面结构；图4B示出了微带状平面结构；以及图4C示出了具有多条信号传输线的微带状平面结构；
图5A至图5F示出了适于用于本发明的组织定征传感器的构造的实施例。图5A至图5D例示了具有六边形几何形状的感测区域轮廓的传感器，图5E和图5F例示了具有矩形几何形状的感测区域的传感器单元；图5A至图5C例示了具有圆形截面的内部导体元件的传感器，并且图5D至图5F示出了在内部导体元件的远端处具有各种其他几何形状的横截面的传感器；图5A至图5C以及图5F示出了电阻型传感器，其中内部导体元件与相应的感测区域的轮廓电绝缘，并且图5D和图5E示出了电感型传感器，所述电感型传感器具有与相应的感测区域的轮廓电连接的内部导体元件；
图6是包括利用具有本发明的组织定征组件的手术工具的测量装置的测量系统的框图，所述测量装置具有校准和探针控制(CPC)单元；以及
图7A和图7B更具体地例示了图6的测量装置的构造。
具体实施方式
现参照图1，图1示意性地示出了根据本发明实施方式的手术工具100，该手术工具构造成可操作用于组织移除和收集过程/操作。手术工具具有近端区域PR和远端区域DR并且限定用于收集被移除的组织试样的腔CV。手术工具100包括组织移除组件和组织定征组件。该组织定征组件包括被设置在手术工具100的远端区域DR处的至少一个传感器(在本实施例中四个传感器S1、S2、S3和S4)，所述传感器被连接到手术工具100的至少一个阻抗受控的信号传输结构，所述至少一个阻抗受控的信号传输结构在近端区域PR和远端区域DR之间延伸并且在远端区域DR内进一步朝向在其上的传感器的位置延伸。因此，阻抗受控的信号传输结构在近端区域PR和传感器之间提供受控的阻抗信号传输。在本实施例中示出了两个阻抗受控的信号传输结构(ST1和ST2)分别被连接到相应的传感器S1、S2、S3和传感器S4的感测区域。
实际上，信号传输结构ST1连同被电连接到其上的传感器S1、S2、S3以及信号传输结构ST2连同其相关的传感器S4限定两个组织定征组件TCA1和TCA2。应当理解的是，通常根据本发明的手术工具100可包括一个或更多个这种组织定征组件。
在本实施方式中例示的手术工具100是活检针。手术工具100的远端区域DR适于被插入/刺入到待被检查的对象/组织块(体内或体外)，并且能够从该对象/组织块移除并收集组织部(多个组织部)/试样(多个试样)。从被检查的组织块移除的组织试样(多个组织试样)被收集在手术工具100的腔CV内。手术工具100的近端区域PR能够用作手术工具100的手柄并且在组织移除和收集过程/操作期间通常保持在被检查的对象/组织块之外。在其中收集组织块的腔CV被限定在远端区域DR的至少一部分中并且还延伸到手术工具100的近端区域PR，例如以便能够在腔CV内收集多个组织试样。
被设置在手术工具100的近端区域DR处的传感器S1、S2、S3和S4具有面向手术工具100的外部的感测区域/表面，使得在用手术工具操作(例如，组织收集过程)期间，当远端区域DR被插入到组织块中时，传感器S1、S2、S3和S4中的至少一些的感测区域暴露于该组织块。在这方面，应当注意的是，以虚线示出的传感器S1和S2被定位在手术工具100的后侧上的外表面处。
还应当理解的是，虽然在本实施方式中四个传感器和两个阻抗受控的信号传输结构被示出为两个组织定征组件TCA1和TCA2的一部分，但是根据本发明，在被结合到手术工具100中的一个或更多个组织定征组件中，能够实施并布置不同数量的传感器和/或阻抗受控的信号传输结构。例如，能够仅使用一个传感器和单个信号传输结构。而且，和每个信号传输结构相连接的传感器的数量能够从一个传感器变化为高达数百个甚至更多的传感器阵列。如果不止一个传感器被连接到一个信号传输结构，那么该信号传输结构通常包括多条信号连接线，每条信号连接线均被连接到不同的传感器。还应当注意，当多个传感器被容纳在手术工具上时，传感器可以是相同或不同类型的。多个传感器类型允许检查在手术工具附近的组织的不同性质/状况，而相同类型的多个传感器允许空间映射组织的某些参数/状况。
优选地，手术工具100的阻抗受控的信号传输结构ST1和ST2是大致扁平的结构，因此其能够被容纳在手术工具的小尺寸部和/或窄部中(诸如，位于工具的针部上)。在本实施例中，组织定征组件TCA1和TCA2被形成为一体结构/电路，在该一体结构/电路中，传感器S1、S2和S3与信号传输结构ST1成一体，传感器S4与信号传输结构ST2成一体。
信号传输结构ST1和ST2在位于手术工具100的远端区域DR处的传感器与工具的近端区域PR处之间延伸，并且被构造且可操作成用于在该传感器与所述近端区域之间提供阻抗受控的信号传输。在本实施例中，信号传输结构ST2仅被电连接到位于手术工具100的前侧处的传感器S4。被电连接到三个传感器S1、S2和S3的信号传输结构ST1沿手术工具的后侧延伸，在该后侧处，所述信号传输结构ST1被连接到传感器S1和S2并且从传感器S1和S2的上游绕手术工具的封闭远端DE弯曲/缠绕并且被电连接到在手术工具100的末端上定位在其上的传感器S3。
利用在手术工具的远端区域上的一个或更多个传感器允许确定围绕手术工具的组织的不同状况和/或提供同一参数值的更精确的测量/分布。而且，在将手术工具插入/移动到组织块内期间，提供对该手术工具穿透的不同组织(多个组织)(组织类型)的扫描，从而能够利用来自于传感器的信息(例如，信号)。如上所述，不同类型的传感器的多个传感器的布置使得能够利用数据/信号来定征被定位在手术工具100的远端区域DR附近的组织的各种各样的预定参数/状况。另选地或另外，利用不止一个相同类型的传感器使得能够空间映射面向/围绕远端区域DR的介质或组织的性质，即使当手术工具100相对于组织块不移动时。根据在手术工具100上的传感器的数量和尺寸来确定通过传感器的组织的空间覆盖率和分辨率。而且，当每个传感器针对与其感测区域联接的组织/介质的性质的值结合时，传感器中的每个的感测区域/表面的尺寸确定每个传感器定征的特征检测尺寸。
如上所述，适用于本发明的传感器类型是阻抗受控感测的；该传感器类型还可包括射率(RF)和/或微波(MW)传感器以及其他电传感器或磁性传感器中的一个或更多个。更具体地，在本实施方式中，传感器S1、S2、S3和S4被构造并操作成为近场EM传感器，该近场EM传感器通过在定位在该传感器的感测表面附近的组织区域内感应与由信号发生器传输到该组织区域的信号相对应的近EM场来操作。每个具体传感器类型的感应场的构造和强度取决于邻近/紧邻传感器的感测表面的组织区域的介电性质。
因此，在利用手术工具进行手术过程(例如，由活检针进行的组织收集过程)期间，传感器S1、S2、S3和S4能够感测定位在远端区域DR附近的组织块的一个或更多个预定状况。在传感器S1、S2、S3和S4是近场电磁传感器的本发明的实施方式中，射率(RF)信号通过被连接到传感器S1、S2、S3和S4上的相应的阻抗受控的信号传输结构ST1和ST2被传输到这些传感器S1、S2、S3和S4以及从这些传感器S1、S2、S3和S4被传输。通过分析经由信号传输结构ST1和ST2传输的信号来获得组织定征，以确定与在传感器S1、S2、S3和S4的感测区域附近的组织的一部分的阻抗相对应的组织的一个或更多个预定状况。因此，信号传输结构ST1和ST2提供通过其的阻抗受控的信号传输。
在本非限制性实施例中，手术工具100被构造为中空长形外壳EN，该外壳EN在其内部限定腔CV并且具有在其远端DE封闭的管状形状。腔CV具有用于收集被移除的组织的凹槽RS，该凹槽RS被形成在手术工具100的远端区域DR处。
手术工具100包括多个传感器(S1-S4)，所述传感器被电连接到诸如带或微带状结构的扁平信号传输结构ST1和ST2并且与该信号传输结构ST1和ST2成一体。这种信号传输结构能够被构造为大致扁平(薄)结构(例如，它们的长度和宽度特征长度比例显著大于它们的厚度)，从而允许沿手术工具的外壳传送阻抗受控的信号传输结构(多个传输结构)，而不会中断通过腔CV的组织收集功能。将在下文参照图4A至图4C描述被构造成带或微带状信号传输结构的这种扁平阻抗受控的信号传输结构ST1和ST2。这种扁平信号传输结构能够沿手术工具100的一个或更多个表面被传送并且邻近于该一个或更多个表面，从而不会中断手术工具的操作并且不占据相当大的体积。扁平信号传输结构(多个传输结构)例如能够通过合适的浆糊/胶水被附接/粘接到手术工具100的壁/表面，和/或该扁平信号传输结构例如能够被定位/约束在手术工具100的一个或更多个表面中的凹部(多个凹部)内。另选地或另外，信号传输结构的至少一部分能够与手术工具的一个或更多个表面成一体，例如这样的表面可能用作信号传输结构的接地平面/表面，如将在下文进一步描述的。
优选地，扁平阻抗受控的信号传输结构ST1和ST2是柔性结构，从而允许沿弯曲路径(例如，手术工具100的弯曲表面)传送信号传输结构ST1和ST2并且还使得能够实现与手术工具的可动部接合的结构的动态弯曲。例如在本实施例中，信号传输结构ST1在手术工具100的末端上(在远端DE上)(沿其纵向方向)弯曲，使得传感器S3能够被容纳在远端DE附近。此外，由于在本实施例中的手术工具100具有柱体形状，因此信号传输结构ST1和ST2在其延伸附接到手术工具100的侧壁的区域处横跨其宽度方向上弯曲。
应当注意的是，在本实施例中，传感器S1-S4以共平面联接的方式被物理地联接到它们相应的信号传输结构ST1和ST2。实际上，不同于同轴信号传输结构，根据本发明，信号传输结构被联接成平行于传感器的感测区域/表面并且不像在典型的同轴信号传输线中的那样垂直于该感测区域/表面联接。
传感器(至少一个传感器，例如在上述实施例中的传感器S4)以及与其相关联的信号传输结构(例如，ST2)被一起形成为整体结构式构造，其中，传感器和信号传输结构具有至少一个公共的连续表面。信号传输结构连同近场组织定征传感器的构造和操作将参照图3A至图3C在下文被描述。
如上所指出，将柔性信号传输结构结合到手术工具内是有利的，还因为这使得能够将传感器定位在手术工具的可动部和/或可缩回部上。现将描述适于利用本发明的手术工具的构造的各种实施例，尤其是用于组织移除和收集的手术工具。在这些实施例中，组织定征传感器(多个传感器)被安装到活组织检查工具(例如，活检针)上，例如利用被定位在手术工具的可动部/可缩回部上的一个或更多个传感器。
参照图2A，图2A示出了被构造成结合组织定征感测组件的活检针200A的根据本发明的手术工具的实施方式。在该实施例中，使用常规构造的刚性类型针，其例如类似于在美国专利公告No.2007/208271中所述的针。活检针200包括外套管414以及被螺纹连接在该外套管414内的内套管416，内套管416包括适于刺穿组织的封闭远端组织刺穿尖端412以及被设置在尖端412附近的侧部组织采样端口426。活检针200包括被定位在内套管的远端组织刺穿尖端412上的一对组织定征传感器S11以及被定位在外套管414的外表面上处于远端的三个一组组织定征传感器S12。三个一组传感器S12被电连接到扁平信号传输结构ST12，该扁平信号传输结构ST12沿外套管414的外表面朝向其近端区域延伸并且构造成用于在传感器与近端区域之间提供阻抗受控的信号传输。类似地，一对组织定征传感器S11还与单独的扁平信号传输结构ST11相关，该信号传输结构ST11沿内套管416的外表面朝向其近端区域延伸。这里，在内套管416的近端终止于外套管的中空腔内的情况下，信号传输结构ST11可在外套管414的腔内朝向其近端延伸，用于向该近端提供信号传输。因此，在这样的情况下，信号传输结构ST11在外套管414内的延伸能够被构造成具有足够的长度和柔性，以允许内套管16相对于外套管414的位置缩回并接触。
图2B示出了另一类型的活检针200B，该活检针200B类似于例如在US2007/0016101中所描述的。这里，通过使得管心针530绕其轴线旋转由此推动在活组织检查部位处的组织样本进入到凹槽535中，来实施组织移除(切割)。承载针530的套管520相对于其缩回位置轴向向外移位并且绕其轴线沿与管心针530的旋转方向相反的方向旋转。在套管520运动期间，在其远端处的刀刃525切断在活组织检查部位处的组织使其进入到管心针530的凹槽535中。在横跨凹槽535轴向且径向通过时，套管520在其中径向捕获更大的活组织检查样本。一个或更多个传感器S被安装到管心针530上，使得感测区域暴露于与管心针相邻的组织同时柔性信号传输结构(未示出)沿管心针的外表面通过而不阻碍组织移除和收集的一般过程。
图2C和图2D例示了本发明如何能够结合到构造成用于多种活组织检查采样的手术工具200C中。这种手术工具例如在美国专利No.5,573,008中被描述。手术工具可以与内窥镜装置211(例如，胃镜、结肠镜或结肠纤维内窥镜)相关，该内窥镜装置经由内窥镜通道被引入该身体中。在这种情况下，活组织检查工具(一个这样的工具210在附图中被示出)能够被构造为柔性结构，其中远端采样部216能够从内窥镜211延伸以用于切割并存储来自患者的身体表面218(例如，来自胃肠道或支气管道中的表面)的组织试样。例如，活组织检查工具能够构造成具有内腔(例如，柔性的)，使得该活组织检查工具例如在脉管应用中能够在导丝上前进。采样部216承载一个或更多个组织定征传感器(总体上用S表示)。如图2D所示，采样部216可包括内部构件20和外部切割构件22，该内部构件20用于在其内部空间25中存储多个连续采集的活组织检查试样1、2、…、5。通过该构造，类似于上述实施例，将感测元件S连接到工具的在身体之外的近端部的柔性信号传输结构沿活组织检查工具210的表面延伸，从而允许组织移除和存储的常规过程。
图2E示出了用于组织试样移除和收集以用于进一步医学分析的手术工具200E的又一实施例。手术工具200E包括配置有夹持机构的导管220，该夹持机构由被安装到轴228上并且能够从轴228延伸的夹持构件226形成。这种机构例如在美国专利公告No.2006/0178699中被描述。夹持构件被构造成切割元件或例如沿其边缘配置有切割元件。在夹持机构的打开构造中夹持构件226被相对于轴228的纵向轴线向外偏压并且能够移位到关闭夹持位置，在该关闭夹持位置中，夹持构件226捕获被移除的组织。夹持构件是柔性的以用于在其打开位置和关闭位置之间移动。组织定征传感器S被适当地安装到工具200E上，使得感测区域位于夹持构件的内侧上并且因此在处于夹持机构的打开位置中时暴露于在工具附近的组织，而柔性信号传输结构(未示出)沿夹持构件的内表面延伸并且进一步沿其内部的轴延伸。
图2F例示了与可偏转活检消融导管相关联的手术工具200F，如在美国专利No.5,957,863中所描述的。手术工具(活检导管)200F包括两个钳部152和154，其用于采样组织部分并且用于消融异常的组织。钳部能够在其打开和关闭位置之间移动(在附图中示出打开位置)。当关闭时，这两个钳部(通过其中空部156和158)形成腔，且当打开时，将消融电极部160和162的电极表面暴露到工具附近的组织，从而允许实施所述消融。传感器S被设置在所述工具上，该传感器被安装成使得感测区域位于钳部的内侧上并且因此当钳部处于其打开位置时能够定征该组织，并且柔性信号传输结构沿该工具朝向其近端延伸，从而接合该工具的内表面或外表面。
图2G和图2H分别示出了根据本发明的实施方式的手术工具600的另一实施方式的俯视图和剖面图。图2H是沿如图2G所示的剖面线CS剖取的手术工具600的剖面图。手术工具600被与图1中的手术工具100类似地构造成用于组织移除和收集。在手术工具100中以及在本实施例的手术工具600中所示的共同元件用相同的附图标记表示。
在本实施例中，传感器S1和S2被定位在腔CV的面向由凹槽RS所限定的腔的开口的内表面上。因此，在由手术工具600实施的组织收集操作期间，传感器S1和S2的感测区域/表面暴露于在腔CV内的组织部。
并且可选地，手术工具600包括真空连通通道。在本实施例中，外壳EN或其部分包括双壁结构，该双壁结构包括外壳的内壁IW和外壁OW，在内壁IW和外壁OW之间限定真空连通通道VC。外壳的内壁IW被插设在腔CV和真空连通通道VC之间并且包括真空端口/开口VP，真空端口/开口VP在传感器S1和S2附近朝向腔CV敞开。在操作中，通过真空通道VC将真空施加到端口VP，从而使得能够朝向传感器S1和S2的感测区域/表面接合/附接/联接位于凹槽RS附近的组织。
应当理解的是，真空连通通道VP内的真空能够被选择性地利用以使得将组织联接到传感器以及从传感器分离组织。还应当注意的是，真空连通通道VC内的真空状态能够被独立地控制；或在腔CV也能够保持真空状况的情况下，真空连通通道VC内的真空状态还能够与腔CV内的真空状态相关联。而且，真空通道VC还能够用来经由真空端口VP施加超压，例如以便从传感器S1和S2附近拆离/分离组织部。应当注意的是，另选地或另外，手术工具600的其他传感器(例如，传感器S4)也能够与在其附近(例如，在手术工具的外表面上)的真空端口相关联。
图2I示出了与图2A的手术工具相类似地构造成用于组织移除和收集的手术工具900。在图2A的手术工具中以及在本实施例的手术工具900中所示的共同元件用相同的附图标记表示。
手术工具900包括真空连通通道VC。在本实施例中，外套管414或其部分与内套管416间隔开，从而在外套管414和内套管416之间限定真空连通通道VC。外套管414包括朝向套管414的在传感器S12附近的外表面敞开的真空端口/开口VP。在操作中，经由真空通道VC将真空施加到端口VP，从而使得能够朝向传感器S12的感测区域/表面接合/附接/联接位于套管414的远端附近的组织。另外，并可选地，套管414在其远端包括弹性构件420，该弹性构件构造成在前部增强至真空端口/开口VP的真空连通。
图2J例示了与可偏转活检钳导管相关联的手术工具200J。手术工具(活检导管)200J包括用于采样组织部的两个钳部152和154。钳部能够在其打开和关闭位置之间移动(在附图中示出打开位置)。传感器S被设置在该工具上并且被安装成使得其感测区域位于钳部的内侧上，因而当钳部处于其打开位置时允许定征该组织。柔性信号传输结构(未示出)沿手术工具200J朝向其近端延伸，从而接合工具的内表面或外表面。
通常应当理解的是，在本发明的不同实施方式中上文所述的手术工具能够用于微创手术，例如腹腔镜手术中。这种手术工具还可用于机器人辅助手术和/或还可用于非侵害手术中的检查。
信号传输结构的柔性允许将本发明的传感器装置与实际上任何已知的组织移除手术工具结合。如上所述，该工具可以是能够沿通过身体部的其传播轴线(工具的纵向轴线)和/或沿相对于该传播轴线倾斜的轴线延伸的种类的工具，例如该工具被安装成使得感测区域位于该工具的可延伸部上。
组织定征传感器以及信号传输结构优选地通过所谓的柔性或刚性-柔性电路技术制成。这些技术被用于本发明中，以用于提供阻抗受控的信号传输结构的扁平且柔性/弹性的构造以及还提供组织定征传感器与信号传输结构的共平面联接(和/或一体化)。如上所述，信号传输结构和传感器的扁平且共平面构造允许将传感器及其信号传输结构沿手术工具的具有窄构造或中空构造的平面/或弯曲表面/表面定位。由于该扁平且柔性的阻抗受控的信号传输结构相比于其他阻抗受控的信号传输结构占据较小的体积，因此这种结构能够被结合到小的手术工具上而不会扩大手术工具的尺寸。
而且，这种信号传输结构的柔性允许将该信号传输结构缠绕在具有小弯曲半径的手术工具的弯曲表面上和/或在手术工具的这样的区域处传送信号传输结构，在该区域中发生手术工具的一个或更多个部件的重复运动(例如，弯曲或抽出-缩回)。应当注意的是，本当利用手术工具的传输结构的柔性时本发明的技术仍使得一条或更多条高频信号传输线能够通过该传输结构到达手术工具的传感器。
现参照图3A至图3C，图3A至图3C更具体地示出了根据本发明的实施方式的扁平组织定征感测组件300的实施例的不同剖面图，该扁平组织定征感测组件300能够被结合到长形和/窄手术工具内。在本文例示出的组织定征组件300包括以共平面的关系电联接到一起的组织定征传感器S以及扁平的阻抗受控的信号传输结构ST。图3A和图3B示出了扁平组织定征组件300的前侧和后侧；传感器S的感测区域SR被限定在其前侧。沿图3A和图3B的线CS截取的扁平组织定征组件300的截面在图3C中被示出。示出了信号传输结构ST的宽度W、长度L和厚度T的尺寸。
如所示，组织定征组件300包括限定感测表面/区域SR的传感器S以及信号传输结构ST。传感器S被构造为近场EM传感器，其限定由导电材料116围绕的感测表面(同轴孔)SR。信号传输结构ST是柔性的并且与传感器S成一体，使得信号传输结构ST和传感器S具有至少一个公共连续表面(层)127。信号传输结构ST具有第一层125，在第一层125中，信号连接线122定位成与传感器S相关联，例如被电连接/联接到传感器S(例如，电连接/联接到内部导体元件IC(如图5A所示的传感器中的元件118))、被电连接/联接到其信号线112，该信号线112位于传感器S的第一传感器层115上。信号传输结构ST具有第二导电层126，该第二导电层126被电联接到传感器S的导电材料116上。
传感器S是多层结构，其包括至少第一传感器层115(包括所述信号线112)以及第二导电层117，该第二导电层117包括导电材料116并且限定/包围传感器S的感测区域SR的外周。层115和117彼此电绝缘(例如，通过利用电绝缘层压板、粘合剂、涂层或附加绝缘层实现)。在本实施例中，通过提供绝缘(介电)层127来获得该电绝缘，绝缘层127用作用于传感器S的层117和层115的衬底层并且对于信号传输结构ST来说也是公共的。因此，信号传输结构ST的第一层125和第二层126通过该电绝缘层127彼此电绝缘。
电绝缘层127被形成为一体的组织定征组件300的公共连续表面。另外，信号传输结构ST的导电层126和传感器S的第二导电层117被形成为一体的组织定征组件300的公共连续表面。
应当注意的是，在本实施例中，信号传输结构ST被构造成具有被连接到一个传感器S的单条信号连接线122。然而，通常而言，根据本发明的组织定征组件可包括被电连接到同一信号传输结构的多个传感器。在这种情况下，信号传输结构ST通常构造成具有位于第一层125上的多条信号连接线122，这些信号连接线122与多个传感器相关联/电连接。应当注意，在组织定征组件300包括多个传感器并且这些传感器被设置成使得传感器中的至少一个的信号连接线(多条信号连接线)横穿其他传感器(多个传感器)的感测区域(在其他传感器的感测区域下面横过)的情况下，优选的是在所述其他传感器(多个传感器)的第二导电层和第一传感器层之间包括附加导电层，以便从通过传感器中的至少一个信号连接线传输的信号掩蔽(例如，电磁掩模)该传感器的感测区域。
如上所述，本发明不局限于信号传输结构ST中的任何具体数量的信号线122。通常，如图4A至图4C所示，信号传输结构ST限定至少一条信号连接线122。然而，横穿信号传输结构ST的信号连接线的数量能够根据手术工具上的传感器的期望数量以及根据一些因素(例如信号传输结构ST的所需最大宽度、所需的最小信噪比(SNR))而变化。由于信号连接线122之间的间距影响这些线122之间的串扰并且降低信号传输的SNR，因此超过信号传输结构ST中的信号连接线122的一定数量，信号传输结构ST的宽度W应当加宽以便保持SNR的期望水平。
同样如上所述，将一个或更多个组织定征传感器装配到手术工具的远端区域中使得能够测量在组织的近端区域中的不同性质并且在一些构造中使得还能够映射该组织的一些特征。然而应当注意的是，用于这种传感器的其中一个先决条件是提供这样的信号传输结构ST，该信号传输结构ST被电联接到传感器(多个传感器)并且适于能够从所述传感器读出数据(例如，呈EM信号的形式)。当信号连接线被需要以便以高频(例如，高于1Mhz)传播EM信号时，提供能够装配到小手术工具内的具有小尺寸的信号传输结构ST是尤其麻烦的。在这种高频下，EM信号沿信号连接线122(其连同第二导电层126用作波导)作为导模(或导波)传播，且因此这种信号可遭受延其路径的各种干扰，从而损害这种信号的精确性。这些干扰可包括例如由信号线的各种因素引起的吸收率和反射率，所述因素例如是阻抗变化(例如，由于材料的变化和/或沿其传播路径的几何尺寸的变化)或由于例如缺乏信号连接线122的电屏蔽或由于信号连接线122彼此接近引起的与其他信号的干涉和/或串扰(例如，不同信号传输线之间的串扰)。
因此，为了保持可靠且精确的信号传输，承载传感器的EM信号的信号传输结构ST被阻抗控制并且可选地还被电屏蔽。通常，这种信号传输结构包括至少一条信号线，所述至少一条信号线以良好限定的、固定的、空间关系定位到与其相关联的至少一个导电表面并且被设置在该至少一个导电表面附近。信号线和导电表面由介电非导电材料衬垫间隔开。信号线和导电表面之间的空间关系以及信号线的尺寸和介电衬垫的材料确定线的阻抗。
在图4A和图4B中示出了适合用作本发明的手术工具中的信号传输结构的这种阻抗受控的结构的一些实施例，在图4A和图4B中分别示出了用于信号传输或信号通信的带状平面供给结构300A和微带状平面供给结构300B。这些结构包括类似的功能元件，所述类似的功能元件包括信号连接线310以及相对于该信号线成固定空间关系的一个或更多个导电表面320。信号线路和导电表面由介电非导电材料衬垫(未示出)间隔开。导电表面320还可对于在信号线310上传播的EM信号提供电掩蔽(屏蔽)。通常，带状结构300A提供信号连接线310的更好的电屏蔽，因为带状结构300A包括从线310两侧定位的两个导电表面320。然而，为了同样的理由，带状结构通常比微带状结构300B柔性更差(该结构在其下破裂(或屈服或达到疲劳)的最小弯曲半径以及使得该结构能够弹性或可逆转地变形的最小弯曲半径在带状结构300A中更高)。应当注意的是，导电表面320可与手术工具的一个或更多个表面成一体。例如，这种表面可用作信号传输结构的接地平面/表面。
根据本发明，每个传感器S(或其每束)可与信号传输结构ST的专用信号连接线122相关联。线122构造成用于通过其传播EM信号且因此传播信号到其对应的传感器S以及从其对应的传感器S传播信号。同时，可能期望允许信号传输结构ST的静态或动态弯曲。这可以是有利的，例如以便使得信号传输结构的柔性能够实现手术工具的不同区域/部分之间的相对运动和/或以便允许沿手术工具的弯曲表面弯曲该信号传输结构ST，从而允许将信号传输结构紧密装配到该弯曲表面上。例如，当手术工具具有管状形状(例如，信号传输结构ST应当被装配到该手术工具内或其上)或当寻求在其上定位组织定征传感器的手术工具的可缩回部/可抽出部的前后运动时，这可能是尤其重要的。
因此，阻抗受控的信号传输结构以及可能柔性结构都通过利用平面(即，扁平)信号传输结构在本发明中被实现。应当理解的是，用于本申请目的的术语“平面”和“扁平”实际上表示至少在其区域内的相对薄的结构，因此该结构在该区域内能够弯曲。而且，本发明的传感器单元具有共平面构造，这意味着传感器部和信号传输部包括至少一个共同的连续表面。
图4C示出了根据本发明一些实施方式的信号传输结构400的实施例。信号传输结构400被形成为微带状平面供给结构构造并且包括第一信号层405和第二导电层406，该第一信号层405包括两个间隔开的信号线411和409，第二导电层406与第一信号层405电绝缘。信号层405和第二导电层406由介电的非导电材料衬垫(未示出)间隔开。信号线411和409以及导电层406实际上形成两个微带状供给结构401A和402A的共平面布置，其中信号线之间的间距d1A用于防止信号线411和409之间的串扰。导电层和信号层之间的间距d2A、介电衬垫(未示出)的类型以及信号线的宽度确定信号传输结构的阻抗。应当理解的是，虽然在图4C的实施例中仅示出了两条信号线411和409，但是能够在每个信号传输频带中设置一条或两条以上这样的信号线。还应当理解的是，信号传输结构400能够被形成为带状平面供给结构，在该情况下，该信号传输结构400包括附加导电层。
因此，根据诸如允许串扰的程度、所需带宽、待通过信号传输结构的信号线的数量以及所需的带柔性(例如，不对带造成结构损坏的传输频带的最小可能弯曲半径)的这样的参数的期望值，尤其要设计信号传输结构的信号传输频带的类型。另外，在一些实施方式中，需要信号传输结构的柔性，以便允许传感器相对于探针壳体的连续且重复运动。
参照图5A，图5A示出了根据具体但非限制的实施例的近场EM传感器的构造。该图示出了传感器S的剖面图。传感器S被构造成近场EM传感器单元S并且限定感测区域SR、内部导体元件118和导电材料116，该感测区域SR用作相对于EM场的孔/开口或窗口(由传感器感应的EM场驻留/存在于该区域)，该内部导体元件118具有远端和近端(相对于传感器单元的内部)，该近端和远端被容纳成使得该远端位于感测区域SR内，并且该导电材料116围绕感测区域SR，例如形成在传感器单元的外周处的导电轮廓/边界。应当理解的是，通常感测区域SR不局限于平面区域而通常是体积形式的区域。内部导体元件118的远端被定位在该感测区域内，而不必定位在感测表面中，例如在感测表面下面。内部导体元件的远端部由导电轮廓围绕。应当理解的是，内部导体118通过感测区域SR内的传感器的介电材料(多个介电材料)与导电轮廓116分离。如将在下文进一步描述的，内部导体元件118通过其相对端(近端)部被电联接(例如，物理连接)到信号线(在此未示出)。
内部导体元件118例如可以成横穿多层“柔性电路”传感器的一些层的电镀通孔。当传感器S被操作时(即，当EM信号被传输到传感器时)，该传感器用作近场EM传感器，该近场EM传感器在其感测区域SR内，并因此在位于感测区域SR附近的组织区域中感应近场EM场。在所述组织区域中被感应的EM场的类型、范围和幅度取决于组织的电气特征并且取决于感应信号的频率。因此，在所述组织区域中被感应的EM信号的类型和/或幅度和/或相位的分析提供表示在感测区域附近的组织的特征的数据。
传感器S的轮廓可以是任何合适形状的，例如如图5A至图5D所示的六边形以及如图5E和图5F所示的矩形。传感器S的内部导体元件118还可以是任何合适截面形状，例如圆形(图5A至图5C)以及其它形状(图5D至图5F)。
在本发明的一些实施方式中，手术工具中的至少一个传感器被构造成电阻型EM近场传感器。这种电阻型传感器中的每个均包括内部导体元件118，该内部导体元件118与周围的导电材料(轮廓)116电绝缘。这在图5A至图5C以及图5F的实施例中被示出。电阻型传感器还可包括电绝缘材料，该电绝缘材料覆盖感测区域从而使得相应的传感器单元与对象绝缘。另选地，电阻型传感器单元可构造成执行测量，而内部导体元件118和周围导电材料116与该对象直接接触。
另选地或另外，根据本发明的一些其它实施方式，手术工具的至少一个传感器被构造成电感型传感器。这种传感器例如在图5D和图5E中被示出，所述传感器使得其内部导体元件118被连接到围绕相应感测区域的导电材料116。
应当注意的是，配置有组织定征组件的手术工具能够与合适的校准系统相关，该校准系统包括能够连接到信号产生和接收单元(例如，网络分析仪)的校准单元，所述信号产生和接收单元用于获得在位于传感器的感测区域SR附近的组织区域中被感应的EM信号的类型和/或幅度和/或相位。这在图6中被示意性地示出，图6以框图的方式示出了总体上标记为10的测量系统。系统10包括能够被连接到分析仪16的测量装置12。本发明的测量装置12包括一个或更多个传感器单元100以及校准和探针控制(CPC)单元12B。分析仪16包括信号产生和接收单元14并且还包括合适的通信单元(未示出)，所述通信单元用于处理与CPC单元12B的数字和/或模拟通信。
信号产生和接收单元14可以是任何已知合适的类型的并且因此不必要被详细描述，仅要注意的是，该信号产生和接收单元14被构造且操作成用于传输和接收RF信号。信号产生和接收单元14可以构造并操作成矢量网络分析仪(VNA)，其用于记录RF信号的相对幅度和相位。信号产生和接收单元14构造用于实施下述动作：经由其信号端口传输并接收RF信号；分析所接收的信号以确定该信号的幅度以及可选地相位，这些幅度和相位表示该信号与校准负载的相互作用；以及传送检校参数。信号产生和接收单元14还构造成用于利用检校参数来测量测量装置12的RF响应。分析仪16可具有附加特征，例如可以对安全性问题负责以防止再使用测量装置12或将其它未被授权的测量装置安装到该系统中。分析仪16还可向测量装置12提供下述设备中的至少一个：电源；用于处理与测量装置12进行数字和/或模拟通信的机构；真空/压力通信19；液体分配管线；光学信号通信；超声信号通信；以及向测量装置12中的消融/切割设备/工具提供控制和动力，用户和/或机器输入和/或输出；以及提供对待用于测量装置12中的其它类型的探针的控制。
图7A和图7B示出了测量系统10的构造的具体的但非限制性的实施例。测量装置12包括传感器单元100以及与该传感器单元100一体的CPC 12B，它们都被容纳在公共壳体12C中。传感器单元100经由具有合适连接器的电缆被连接到CPC 12B。在图7A的实施例中，在分析仪16和测量装置12之间仅存在一个RF信号连接(RF端口连接)。在图7B的实施例中，在分析仪16和测量装置12之间存在两个RF信号连接(RF端口连接)。如附图所示，真空/压力通信线路可被用于向传感器单元100提供真空/压力通信19。
应当理解的是，本发明的实施方式可利用在分析仪16和测量装置12之间的不止两个的RF信号连接。通常在分析仪单元和测量装置之间存在n个这样的RF信号连接(RF端口连接)，其中n是等于或大于1的整数。
CPC单元12B经由RF级连接器C5被连接到传感器单元100。RF级连接器C5通常被连接到本发明的手术工具(例如，在其近端)的组织定征组件(例如，图1的TCA1)的信号传输结构(例如，图1的ST1)。因此，RF级连接器C5适于在组织定征组件的传感器与CPC单元之间提供其传送一个或更多个RF信号。应当理解的是，RF级连接器C5可与多个RF通道(例如一个RF通道用于每个传感器)相关联，并且CPC单元可操作用于将RF信号从信号产生和接收单元14切换/引导到与不同传感器相关联的不同RF通道。
CPC单元12B包括分别与已知RF反射系数的多个校准负载相关联的多个端子并且包括存储器设备。存储器设备携带表示RF反射系数的记录数据以及表示CPC单元的RF传送系数的记录数据。该构造使得能够计算传感器单元的感测表面内的每个传感器单元的RF响应，同时保持传感器单元与CPC单元成一体。应当理解的是，CPC还可用于将EM信号选择性地引导到一个或更多个传感器单元。
优选地，CPC单元12B(被实施为印刷电路板)被封闭在壳体内，该壳体具有RF盖，以向CPC单元12B提供机械强度和电磁抗扰。壳体的机械强度使得通过消除几何变形而能够更好地校准，例如由于CPC单元的机械应力或环境变化而可能发生这种几何变形。该变形可导致CPC单元内的RF信号的传播变化，从而导致校准性能退化。壳体的电磁抗扰使得通过降低CPC单元12B与传感器单元100的RF干扰以及通过降低外部RF源与CPC单元12B的RF干扰而能够更好地校准。CPC单元12B的连接器可被结合到壳体内。壳体可构造成使得能够实现测量装置12在各种环境状况下的操作并且使得通过利用辐射和/或气体能够实现测量装置的杀菌。校准单元12B通常可具有任何合适构造，优选地如在转让给本发明的受让人的共同在审的国际申请PCT/IL2009/000611中公开的那些构造中的任一种，所述文献以引用的方式并入本文中。
返回到图6，可选地根据本发明的一些实施方式，手术工具与控制单元17(控制器)相关联或可包括控制单元17，该控制单元17与显示器18(例如，用户界面系统或图形用户界面(GUI))相关联。控制器17能够与分析仪单元16相连接并且可适用于接收和分析表示传感器的读出结果的数据以及适用于将与传感器的读出结果相对应(或与由此测量的预定状况相对应)的信息呈现在显示器18上。在本实施例中，控制器包括处理器和存储器模块并且适于处理以及可选地存储与来自传感器的读出结果相对应的信息并且还允许后处理该信息(例如，以从其确定统计信息)。
通过控制器17分析/处理表示来自传感器的读出结果的数据(例如，表示由此感测到的预定状况的数据)可包括例如空间映射由手术工具的多个传感器测量的预定状况。因此，这种空间映射可能与手术工具上的传感器的位置之间的空间关系一起呈现在显示器18上。
另选地或另外，控制器17可适于处理表示来自传感器的读出结果的数据以及确定与由传感器测量的预定状况的分布相对应的统计信息。这种统计信息可包括例如统计参数，例如这些预定状况的空间和/或时间分布的这种平均值和标准偏差。该统计信息可通过显示器18呈现给用户，以藉此向用户提供关于手术工具的远端区域附近的组织的特征的补充信息。
另外或另选地，当工具基于在它们之间具有已知的空间关系的一个或更多个传感器的连续读数之间的比较在该组织/身体内移动时，控制器17还可适于重构传感器的读数的空间配准。这还允许在手术工具在组织中运动期间扫描该组织。
还应当注意的是，可选地，一个或更多个位置传感器和/或状态位置传感器(未示出)还可被结合到手术工具内。位置传感器可构造成提供手术工具相对于被检查的物质/组织的位置指示(例如，这种传感器可定位在工具的定位器上)。状态位置传感器可构造用于提供手术工具的不同可动部件/部分的相对位置(例如，活检针的内套管和外套管之间的相对位置)的指示。因此，控制器17可利用来自这些位置传感器和状态位置传感器的读出结果来确定手术工具和/或其子部件在该组织内的位置。此外，这种位置能够与由组织定征传感器测量的预定状况进一步一起使用并且与其同步，以提供组织定征传感器的读数的空间重构。
可选地，当组织定征传感器被定位在组织采样端口的不同位置(例如，图1中的凹槽RS)时，来自位置传感器和状态位置传感器的输出能够被用于使组织定征传感器(多个传感器)的读出结果和组织收集/采样之间空间同步。例如，当图2A中的传感器S11提供需要或要求组织采样的读数时，位置传感器的输出可被使用，以便指示手术工具应当前进/抽出多长以便使得被指示用于采样的组织处于组织采样端口426的区域内。
本领域技术人员将容易理解的是，在不偏离由所附权利要求书限定的本发明范围的前提下可对在上文描述的本发明的实施例作出各种修改和变化。

Claims (26)

1.一种用于从对象实施组织移除过程的手术工具，所述手术工具具有近端区域和远端区域，所述手术工具包括用于感测一个或更多个预定状况的至少一个传感器，所述至少一个传感器的位置被定位在所述手术工具的所述远端区域处；以及大致扁平的信号传输结构，所述信号传输结构与所述至少一个传感器电连接并且在所述远端区域处的所述位置与所述近端区域之间延伸，所述信号传输结构构造成用于在所述至少一个传感器和所述近端区域之间提供阻抗受控的信号传输。
2.根据权利要求1所述的手术工具，该手术工具构造并操作为活组织检查工具。
3.根据权利要求2所述的手术工具，该手术工具构造并操作为活检针。
4.根据权利要求1所述的手术工具，该手术工具包括用于收集被移除的组织的腔。
5.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述至少一个传感器构造并操作为组织定征传感器。
6.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述至少一个传感器包括同轴感测孔。
7.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括至少一条信号连接线以及导电层，所述至少一条信号连接线分别与所述至少一个传感器相关联。
8.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述信号传输结构与所述至少一个传感器成一体，使得所述信号传输结构和所述至少一个传感器具有至少一个公共连续表面。
9.根据权利要求5所述的手术工具，其中，所述至少一个传感器是近场电磁传感器，该近场电磁传感器包括由导电材料围绕的同轴感测孔，使得当所述工具处于操作中时，所述传感器通过所述同轴感测孔面向组织部。
10.根据权利要求7所述的手术工具，其中，所述至少一个传感器是近场电磁传感器，该近场电磁传感器包括由导电材料围绕的同轴感测孔，使得当所述工具处于操作中时，所述传感器通过所述同轴感测孔面向组织部。
11.根据权利要求8所述的手术工具，其中，所述至少一个传感器是近场电磁传感器，该近场电磁传感器包括由导电材料围绕的同轴感测孔，使得当所述工具处于操作中时，所述传感器通过所述同轴感测孔面向组织部。
12.根据权利要求11所述的手术工具，其中，所述近场电磁传感器包括内部导体元件，所述内部导体元件被联接到所述同轴感测孔的内部并且被电联接到所述信号传输结构的信号连接线。
13.根据权利要求12所述的手术工具，其中，所述近场电磁传感器被构造成电阻型传感器，所述电阻型传感器的内部导体元件与周围的导电材料电绝缘。
14.根据权利要求13所述的手术工具，其中，所述近场电磁传感器包括电绝缘材料，所述电绝缘材料覆盖所述感测区域并且适于将所述近场电磁传感器与组织绝缘。
15.根据权利要求12所述的手术工具，其中，所述近场电磁传感器构造成当使所述内部导体元件和所述周围的导电材料与组织直接接触时执行测量。
16.根据权利要求15所述的手术工具，其中，所述近场电磁传感器构造成电感型传感器，所述电感型传感器的内部导体元件被电连接到所述周围的导电材料。
17.根据权利要求1所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造并且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。
18.根据权利要求2所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造并且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。
19.根据权利要求4所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造并且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。
20.根据权利要求8所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造并且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。
21.根据权利要求11所述的手术工具，其中，所述信号传输结构包括柔性结构，所述柔性结构被构造并且操作成用于通过其进行阻抗受控的信号传输。
22.根据权利要求17所述的手术工具，其中，所述柔性结构的至少一部分接合所述手术工具的被定位在所述远端区域和近端区域之间的弯曲表面。
23.根据权利要求22所述的手术工具，该手术工具包括可延伸部，所述可延伸部能够相对于所述手术工具的所述近端区域在其缩回位置和抽出位置之间移位，所述柔性结构被电连接到容纳在所述可延伸部上的至少一个传感器并且允许所述可延伸部在所述缩回位置和所述抽出位置之间抽出和缩回。
24.根据权利要求17所述的手术工具，该手术工具包括可延伸部，所述可延伸部能够相对于所述手术工具的所述近端区域在其缩回位置和抽出位置之间移位，所述柔性结构被电连接到容纳在所述可延伸部上的至少一个传感器并且允许所述可延伸部在所述缩回位置和所述抽出位置之间抽出和缩回。
25.根据权利要求1所述的手术工具，该手术工具包括至少为两个的多个传感器，所述多个传感器中的至少一个是被定位在所述手术工具的所述远端区域上的所述传感器。
26.根据权利要求18所述的手术工具，其中，所述多个传感器中的至少两个传感器被沿所述近端区域和远端区域之间的方向以间隔开的关系设置。
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