CN105228533B - 针定位装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种医用针定位装置(10)。所述装置(10)具有：壳体(12)，所述壳体(12)设置为由用户握持；以及针(20)，所述针(20)由所述壳体(12)支撑。所述针(20)从所述壳体(12)引出朝向针尖(14B)。所述壳体(12)包括激发机构(28)，所述激发机构(28)用于在体内定位期间向所述针(20)施加振荡运动。

Description

针定位装置

技术领域

本发明涉及一种用于促进将针正确定位在患者体内的医用针定位装置，并且更具体地但并不排他地，涉及一种活检针装置。

背景技术

经皮穿刺活检针装置通常包括安装在针筒内的针，用于插入人体内采集组织样本。

US 4,924,878公开了这种装置的示例，其中，提供了一种触发器机构，用于在不同的时间选择性地使针和针筒致动。这样，可以首先引发装置，并且，一旦正确地导引了针，则可以释放针，从而使其伸出针筒之外。针朝其针尖具有组织接收凹部，该组织接收凹部通过针的致动而暴露出来。然后释放针筒，从而使其相对于针移动并且盖住凹部，从而将组织样本装入凹部中。然后，使针和针筒组件缩回，以从人体移除组织样本。

在US 5,538,010和US 4,944,308中描述了用于驱动针和针筒顺序运动以采集样本的这种手动弹簧加载式触发机构的其他示例。

WO 2008/024684公开了一种活检手柄，该活检手柄具有电源和电力驱动装置，该电力驱动装置用于按照与上面描述的方式相似的方式驱动针与针筒之间的相对运动，以采集样本。可以使用在针与针筒之间的旋转和/或线性驱动运动来切割样本。WO 2008/024684还公开了在手柄中使用电动泵，以在样本采集期间向在针中的样本凹部施加真空力。

上面所描述的现有技术的重点在于，提供致动机构以在体内所需位置处采集样本。然而，经证明，由医生将针正确定位以便采集到所需样本可能较难。就这一点而言，医生需要手动将针尖引导至所需位置，并且，在采集组织样本的同时，将针准确地保持在适当位置。如果在装置的触发期间未将针保持在所需位置，则可能会采集到不正确的样本。重复地重新定位针和/或重新采集样本可能会使患者不适和疼痛。

已知的是用超声成像来帮助医生将活检针引导至既定位置。然而，体内不同的组织区域或者腔的不同回声可能导致难以看得见针。例如，当使用超声波时，由于充满流体的腔或者导管相对于周围的组织来说是无回声的或者低回声的，因此在屏幕上其通常会是黑色的。相比之下，脂肪本质上是高回声的，因此会显得明显更亮。

由此，当针穿过脂肪或者高回声组织时，可能难以在屏幕上进行定位。对于旨在定位于所需组织而不是在充满流体的腔内的活检针来说，这尤其是个问题。因此，经证明，即使使用超声波，活检针的正确定位也可能成问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进针装置，该进针装置可以更准确地和/或更一致地定位，尤其是当使用超声波的时候。

根据本发明，提供了一种医用针定位装置，其包括：壳体，该壳体设置为由用户握持；以及针，该针由壳体支撑，针从壳体引出朝向针尖，其中，壳体包括致动机构，该致动机构用于在体内定位期间向针施加振荡运动。

致动机构可以包括激励机构。致动机构可以设置为使针激励1秒或者更长的持续时间。通常，激励持续时间为多秒。

致动机构可以包括振动诱导机构。

经证明，在插入期间，针的激励使针相对于周围组织的回声反射性改变，从而使针在超声波显示器上清晰可见。而且，经证明，与针的大幅度的纵向或者横向移动相反，针的激励对针的准确定位的消极影响较小。

还经证明，对针的激励可以有利地传输至周围的组织，并且可以促进其超声成像。

致动机构还可以包括驱动机构。驱动机构可以驱动激励机构。驱动机构可以向激励机构传递能量，例如，通过使激励机构移动。驱动机构可以确定施加至针的振荡运动的频率和/或幅度。

振荡运动可以具有在5Hz至50Hz范围内的频率。振荡运动最优选具有在30Hz附近的频率。

驱动机构可以包括用户界面部分，并且可以通过手动移动用户界面部分来供电或者引发。用户界面部分可以包括可握持构件。用户界面部分可以表现为手柄、触发器、臂、杆等形式。用户界面部分可以致动驱动机构，并且/或者可以向驱动机构提供能量。

用户界面部分可由用户致动。用户界面部分可由用户移动。用户界面部分的移动可以是纵向的、旋转的、枢转的、或者其他任何适当类型的移动。用户界面部分可相对于装置的壳体移动。在致动期间，用户界面部分可朝装置的壳体的一部分移动，例如，以触发器等的形式。这种布置可以使得能够用一只手来操作致动机构，从而增加装置的操作的方便性。作为替代实施方式，在致动期间，用户界面部分可移动远离装置的壳体的一部分，虽然该布置可能需要双手来操作致动机构。

驱动机构可以包括返回机构。返回机构可以相对于壳体使用户界面部分有弹性地偏置到静态配置中。一旦用户已经致动了用户界面部分，返回构件便可以发挥作用，使驱动机构返回静态配置。返回机构可以表现为弹簧等形式。

致动机构可以包括至少一个激励构件，该至少一个激励构件可以是可旋转构件。可旋转构件可以设置为：按照取决于可旋转构件的旋转速度的频率，向针传递循环激励力。可旋转部件可以设置为向针传递线性激励力。可旋转构件可以设置为沿着至少一个轴，例如，针的纵轴，向针传递力。可旋转构件可以设置为在多个方向上向针传递力，例如，基本上在一个平面上。可旋转构件可以包括偏心盘(即，可以在绕轴的旋转方向上具有不均匀分布的质量)。另外或者作为替代实施方式，可旋转构件可以包括一个或者多个突起，该一个或者多个突起设置为冲击接收构件。另外或者作为替代实施方式，可旋转构件可以包括齿轮或者凸轮。

中间构件可以设置在激励构件与针之间的传力路径中。中间构件可以包括如下所限定的传递部件。

驱动机构可能使激励机构移动，例如，使激励构件或者中间构件移动。激励机构的移动可以是旋转的。激励机构的移动可以限于一个平面。驱动机构可以包括多个齿轮。多个齿轮可以向激励机构提供等级增加的扭矩和/或转速。

驱动机构可以包括驱动构件。驱动构件可以使激励机构，例如，激励构件和/或中间构件，啮合，并且可以使其运动。驱动构件可以可释放地与激励机构啮合。驱动构件可以包括成形为与激励机构的对应部分啮合的部分。

驱动构件可在第一配置与第二配置之间致动，在第一配置中，驱动构件与激励机构啮合，在第二配置中，驱动构件从激励机构脱离。第一配置可以对应于当驱动机构(例如，用户界面部分)运行时，例如，将能量有效地传递至激励机构时的周期，而第二配置可以对应于当驱动机构未运行时，例如，未将能量有效地传递至激励机构时的周期。驱动机构可以包括释放机构。释放机构可以通过若干不同的参数中的任一个参数触发，所述参数至少接近向激励机构的有效能量传递的末尾，这些参数包括：用户界面部分的预定位置(例如，在致动期间)、预定时间段(例如，自致动以来)、以及来自能量存储器的信号。

释放机构可以包括与驱动构件啮合的弹性构件，例如，弹簧等。弹性构件可从静态配置变形为第一配置。由此，当驱动构件处于第一配置时，其可以弹性偏置。弹性构件可以发挥作用，以将驱动构件从第一配置移到第二配置。

驱动机构可以被配置为仅啮合激励机构有限的时间段。在致动期间，在用户移动用户界面部分时，驱动构件可以进入第一配置。用户进一步移动用户界面部分可以使驱动构件从第一配置进入第二配置。

激励机构可以配置为：当驱动机构处于第二配置时，维持其运动。

激励机构和/或激励构件可以独立于驱动机构安装。激励机构和/或激励构件可以相对于驱动机构可旋转地安装。

激励构件可以联接至针，例如，通过传递部件，从而使激励构件在一个或者多个轴上相对于装置壳体的移动引起针的对应移动。传递部件可以包括用于针的至少一部分的壳体。激励构件和针可以相对于彼此固定，从而，例如，使这些部件刚性联接，或者，这些部件可以设置为允许激励构件和针在至少一个轴上相对移动。

当激励构件可旋转时，针可以通过包括传递部件的机构联接至激励构件，该传递部件通过激励构件基本上往复运动地移动。这可以通过表现为凸轮机构的形式的激励构件和/或传递部件来实现，例如，安装至可旋转激励构件的凸轮，所述旋转激励构件与传递部件的轨道啮合。

可以相对于装置壳体沿着主轴安装(例如，可滑动地安装)传递部件以基本上进行往复运动，并且，传递部件可以被安装为允许在一个或者多个正交轴上的进一步运动，例如，在更小的程度上。该进一步运动可以通过在可滑动安装中提供至少一些游隙(play)来实现。主轴可以与针的纵轴基本平行。

在一个实施例中，致动机构可以包括冲击机构。冲击机构可以设置为将输入力转换为一次或者多次冲击。可以由接收器或者中间构件将冲击力传输至针。作为替代实施方式，冲击构件可以作用于针的一部分。冲击构件可以是枢转构件。

致动机构可以激励与针尖间隔隔开的一部分针，例如，保持在壳体内的一部分针。由此，沿着针的长度，将激励传送至针尖。针的一端可以被保持在壳体内，例如，按照促进振动沿着针朝针尖反映的方式被保持在壳体内。

驱动机构可以适于，例如，借助于直接或者经由中间构件联接至驱动机构的可移动用户界面部分(例如，可握持构件)，从用户接收能量输入。作为替代实施方式，驱动机构可以适应于从能量存储器接收能量，例如，该能量存储器可以手动或者电动充电。

装置可以包括能量存储器，例如，该能量存储器可以位于壳体中。能量存储器可以包括机械能量存储器，例如，弹簧。另外或者作为替代实施方式，能量存储器可以包括电化学能量存储器，诸如，电池。因此，致动机构可以手动或者电动驱动。

在机械能量存储器的示例中，致动机构可以手动致动或者手动引发。装置可以包括杠杆、触发器、拉杆、拇指轮或者其他手动输入构件。输入构件可以是弹簧或者其他可弹性变性的构件，或者可以与弹簧或者其他可弹性变性的构件力连通。输入构件可以使可弹性变形构件移动，或者使其从静态或者平衡状态变形为致动状态。致动机构可以设置为抵制可弹性变形构件回到其静态状态。

致动机构通常位于壳体内。针可以从壳体和/或致动机构拆除。致动机构所在的壳体的第一部分可以从壳体的第二部分拆除，针可以安装至壳体的第二部分。

如本文所使用的术语“针”旨在涵盖各种不同形式的插入人或者动物体内的细长穿刺装置，诸如，探针(stylet)、修复性装置(obturator)、套针(trocar)或者类似装置。

该装置可以包括活检针装置。针筒可以从该装置引出，并且可以绕针设置。针和针筒可以紧密配合。这种针筒可以称为鞘管或者套管。

致动机构可以包括第一致动机构。该装置可以包括用于针和/或相关联的针筒的大幅度致动的第二致动机构。第二致动机构可以包括常规的活检针触发器或者部署机构，并且可以是手动或者电动的。第二致动机构可以保持在壳体内。

壳体可以包括电源，诸如，电池。壳体的包括针的第一部分可以从壳体的第二部分拆除，该壳体的第二部分可以包括电源。

壳体或者壳体的一部分可以是一次性的。

附图说明

下面参照附图，仅通过示例的方式，对本发明的可行实施例进行进一步详细描述，其中：

图1示出了根据本发明的一个示例的装置的部分透明的示意性三维视图；

图2示出了根据本发明的一个示例的激励机构的示意性三维视图；

图3示出了根据本发明的第二示例的激励机构的示意性三维视图；

图4示出了根据本发明的第三示例的激励机构的示意性三维视图；

图5示出了用于使本发明的手动致动示例的示例不同的输入机构的各种示例；

图6示出了根据本发明的优选实施例的装置的三维视图；

图7是沿着图6示出的线A-A的截面图；

图8是沿着图6示出的线B-B的截面图；

图9是图6示出的本发明的优选实施例的激励机构的示意图；

图10是图9的激励机构的力输入机构的示意图；

图11是图9的激励机构的针致动器的示意图；

图12是在静态配置中的图6的装置的部署机构的截面示意图；

图13示出了在不同操作阶段中的图12的部署机构的示意图；

图14是图6的装置的替代力输入机构的示意图；以及

图15是图6的装置的另一替代力输入机构的示意图。

具体实施方式

首先转向图1，图1示出了根据本发明的一个实施例的进针装置10的通用布置。本示例涉及用于从患者采集组织样本的活检针装置，但要了解的是，下面所描述的激励原理和用于激励针的各种不同机构可以在其他类型的医用针装置中实施，特别是如果这种装置结合超声成像设备使用，以便当将针定位在体内的期望位置处时实现针可视化。

在图1中，装置10包括壳体12，该壳体12旨在由用户握持。壳体12优选地基本上由塑料材料形成，并且提供了外壳，可以将下面要描述的致动机构容纳在该外壳内。虽然在附图中未示出，但壳体的外壁或者外罩可以符合人体工程学地成形，以便提供待由用户握持的舒适且安全的轮廓。而且，壳体可以包括由合适的聚合物材料制成的一个或者多个部分，以提供改进型握持。

针组件14从壳体伸出。针组件是细长的形式，并且从近端14A延伸到远端或者针尖14B，该近端14A安装在壳体12内，该远端或者针尖14B在壳体的外部并且与壳体隔开。针组件可以由壳体壁16和/或在其上的支撑结构18(诸如，针保持器布置)部分地沿着其长度支撑。针组件14穿过该针保持器和在壁16中的对应开口。壁16可以是壳体12的前壁。

针组件14包括内针20和紧紧包围针的针筒22。针组件14可以包括常规的活检针组件，从而使针20在距离针尖14B不远处具有凹部24(见图2)。针20通常成斜角地止于针尖处，以提供穿刺针尖结构。

对于如上面参照用于采集组织样本的现有技术所描述的活检针组件，可以按照常规的方式(例如，顺序地，从针开始)致动针20和针筒22。因此，为了简洁起见，此处将不再描述这种操作模式，若需要，针可以选择性地伸出针筒外以使凹部24暴露出来，并且针筒可以选择性地盖住凹部24以将组织样本装入其中。

用于获取组织样本的致动机构在下文中被称为部署机构26，该部署机构26提供一种机构，该机构用于分别触发针和针筒的大幅度移动(例如，纵向移动或者旋转移动)，以使样本组织装入凹部24中。技术人员已知的任何常规部署机构26(手动驱动或者电动驱动的部署机构)可以结合本发明使用。

同时，在壳体12内设置根据本发明的致动机构，该致动机构在下文中被称为激励机构28。激励机构28一般包括能量/力输入机构30和针致动器32。该输入机构向致动器32传输位移力，致动器32转而激励针一段时间，如参照图2至图6的示例更充分描述。

在本实施例中，致动器向针组件的一部分传递激励力，该部分在与部署机构26接触的点与壳体壁之间。然而，在其他实施例中，必要时，致动器可以向在部署机构与针组件的远端之间的位置处的针传输激励。致动器32可以直接作用于针组件(例如，针筒)，或者可以通过中间件或者连杆机构(linkage)34连接至针组件(例如，针筒)。

在使用时，可以独立于部署机构26来操作激励机构28。激励机构旨在当对针进行定位时由医生操作。

在图2中，示出了激励机构的第一示例。在本示例中，以牵引杆36的形式提供了手动输入机构，该牵引杆36安装用于在箭头A方向上进行线性移动。牵引杆36具有手柄部分38，该手柄部分38伸出壳体的外部。牵引杆经由螺旋弹簧42连接至壳体的固定部分40。一系列齿44沿着牵引杆的长度设置。

齿轮46(例如，大齿轮或者小齿轮)安装为使牵引杆的齿44与在轮子46上的齿48啮合。

安装轮子46是为了在轴或者轮轴50上旋转。因此，牵引杆和轮子的布置类似于齿条和小齿轮机构。

轮轴50连接至圆盘52，该圆盘52具有不均衡的质量分布，例如，表现为平衡重或者偏心盘的形式。轴50穿过圆盘52到达传递块54，轴可以在传递块54内旋转。针组件14穿过传递块，通常在与轴50的方向垂直的方向上。针组件通常沿着其长度部分地被松散地保持在传递块54内，从而使针筒22和针20在使用时可以按需要来部署(例如，通过在纵向方向上滑动经过传递块54)。

在使用时，用户拉动手柄38，从而在螺旋弹簧42中传递张力并且引发激励机构。当释放手柄时，在螺旋弹簧42中的张力在相反的方向上朝固定部分40(即，在箭头B方向上)拉动牵引杆36。杆和轮子的啮合齿由此使轮子46旋转，从而经由轴50使圆盘52旋转。旋转偏心盘引起轴50的振动，该振动被传输至传递块54并且因此被传输至针组件。

因此，使针组件振动一段时间，这取决于圆盘52的旋转的持续时间。若需要，可以通过设置以下任一个或者以下任何组合来调整此激励的持续时间：牵引杆46的位移长度(包括齿形部分的长度)；弹簧42的弹性(例如，弹簧常数)；和/或通过旋转轮和轴布置提供的阻力/惯性。这样，可以调整该机构，以提供持续时间超过1秒或者2秒的不间断振动，并且，优选地，持续时间在1秒至5秒或者1秒至10秒上下。可以调整该机构，以在更短的时段内提供较高频振动，或者在更长的时段内提供较低频振动。

同时，可以使轴50分离开，使得轮子46仅在一个方向上驱动圆盘52，从而，当轮子46静止时，使圆盘能够靠惯性滑行。如果圆盘52具有惯性质量，则这可以使圆盘能够在延长的时段内旋转，从而增加针组件所经历的振动的持续时间。

在图3中，示出了另一机构，其中，将相同的牵引杆36和齿轮46布置用作输入机构。对类似的特征使用对应的标记，并且，出于简洁起见，不再对所述标记进行描述。在本示例中，与图2的示例不同，齿轮46连接至不同的致动器56而不是偏心盘52。轴50将轮子46连接至致动器56，该致动器56表现为旋转构件的形式，该旋转构件在其侧壁或者端面上具有一个或者多个突起。致动器56可以是圆盘形。

相对的接收器构件59通常是静态的，并且可以具有一个或者多个相对的突起60。接收构件59可以通过中间臂62或者其他支撑构件刚性地安装至壳体和/或传递块54。

突起58和/或60从旋转致动器56和接收器59的相对面伸出，并且，通常绕公共轴有角度地隔开，该公共轴可以是致动器56的旋转轴。旋转致动器56和接收器59被保持为使得突起干扰。

在使用时，当输入机构使轮子46旋转时，在致动器上的突起58与接收器60的突起接触。突起在轮廓上是成角度的或者弯曲的，从而使突起越过彼此，从而，当突起之间的接触导致振动时，使致动器58能够继续旋转。

将由在致动器56与接收器59之间的接触生成的振动通过中间构件62传输至传递块54，并且由此传输至针组件14。

振动的频率是致动器58的旋转速度和设置在致动器和/或接收器上的突起的数目的函数。由此，可以更改每次旋转在突起之间的接触次数，以在针组件中实现所需的振动频率。这可以结合关于图2所描述的变量进行调整，以改变该机构的振动特性和持续时间。同样，在弹簧42的作用下，牵引杆布置可以前后移动，以延长振动周期。

可以使用偏置布置来确保在致动器56与接收器59之间的充分接触。为此目的，可以使用弹簧64或者其他合适的偏置装置，以便在致动器56与接收器59之间施加轻微的压缩力。偏置装置也是有弹性的，以使突起58能够在没有太大旋转阻力的情况下轻易越过突起60，该旋转阻力用于抑制致动器的旋转。

在图4中，提供了不同类型的输入机构和致动器。在本实施例中，提供了滚轮66或者其他旋转输入装置，以使输入扭矩能够被传输至致动器。滚轮安装为与可旋转的致动器轮68呈扭矩传递关系。致动器具有一系列绕其旋转轴分布的齿状突起70。在图4的示例中，齿按照棘轮的方式设置在圆周边缘上，但也可以设置在致动器68的侧面或者端面上。

滚轮或者致动器可以相对于能量存储装置安装，诸如，螺旋弹簧或者类似装置。通过手动(例如，通过操作者的拇指或者手指)旋转滚轮而施加的扭矩由此可以用作缠绕机构，并且可以通过扭矩弹簧来存储能量，以便驱动致动器68的旋转。

表现为杠杆臂72形式的中间构件被保持为与致动器68的齿70和针组件(或者上面所描述类型的传递块)接触。臂72可以弹性安装，使得其被偏置为与齿70接触，但可以据此弹性地去除。致动器的旋转由此引起臂72往复移动，从而使其重复地撞击针组件，从而，在致动器68的旋转周期内，传递振动在针组件中。

虽然通过示例的方式将上述输入机构中的一些输入机构描述为牵引杆输入，但要了解的是，通过抑制输入构件以压缩弹簧或者其他能量存储装置来代替以拉紧方式来作用，这些机构都可以逆向操作。而且，设想了可以采用各种不同的输入机构来提供致动器所需的位移，以便生成所需的振动。在图5中示出了各种示例，如下：

在装置端部的按钮布置80，该按钮布置80用于压缩；

弹簧加载式柱塞82，该弹簧加载式柱塞82用于拉紧；

可弹性变形壳体部分84，该可弹性变形壳体部分84可以被挤压，以使壳体或者在其中的弹性构件变形；

滚轮86，该滚轮86通常定位为受用户手指的拇指致动；

在装置的主表面(诸如，壳体的上表面)中的按钮88。

而且，输入机构可以来自常规的用于部署活检针或者针筒的输入机构。由此，用于引发活检针装置的单个手动输入机构可以通过单个手动输入动作同时引发部署机构和激励机构。部署机构和激励机构的合适的独立卡锁布置可以使激励机构和部署机构能够按照用户的需要独立地被触发。

图6至图8示出了根据本发明的装置10的优选实施例。该装置包括如关于本发明的先前示例所描述的壳体12和针组件14。装置19进一步包括：在图10中示意性地示出的力输入机构30；在图11中示意性地示出的针致动器32；以及在图12中示出的部署机构26。力输入机构30和针致动器32共同形成在图9中示意性地示出的激励机构28。激励机构28基本上设置在壳体12的内部内。针组件14设置在梭子100的一端处，当论述部署机构26时，将进一步详细地描述梭子100的操作。

在图7和图8中最清晰地并且在图9和图10中示意性地示出了力输入机构30，并且，力输入机构30包括触发器102、齿条棘爪齿轮(rack to pawl gear)104、棘爪组件、棘轮组件118以及惰轮(idler gear)105。

触发器102枢转地安装至壳体12，从而使触发器102可在用户操作时相对于壳体移动。触发器102的第一部分设置在静态配置中的壳体12之外，并且触发器102的第二部分被保持在静态配置中的壳体12之内。触发器102包括齿条106，该齿条106用于与齿条棘爪齿轮104啮合。齿条106包括设置在其长度上的多个齿。触发器进一步包括弹簧103，该弹簧103相对于触发器102固定地安装在，触发器102枢转地安装至壳体12的点处。

齿条棘爪齿轮104包括第一和第二同心成形齿轮108、110，并且可中心旋转地安装在壳体12内。第一齿轮108具有基本上小于第二齿轮110的直径，并且第一轮子108的齿的形状和尺寸被设计为与齿条106的对应齿啮合。第二齿轮110的齿的形状和尺寸被设计为与棘爪齿轮112的对应齿啮合。

棘爪组件包括棘爪齿轮112、臂114以及多个棘爪116。棘爪齿轮112表现为齿轮的形式，并且可旋转地安装在壳体12内，从而使棘爪齿轮112的齿与齿条棘爪齿轮104的第二齿轮110的齿啮合。臂114基本上为细长的形式。臂114的中心区域可旋转地安装至壳体12，但相对于棘爪齿轮112固定安装，从而使臂114的相对端从棘爪齿轮112侧向向外延伸。臂114的各端包括枢转地安装至臂114的棘爪116。每个棘爪116的形状和尺寸被设计为与在延伸位置的棘轮组件118的对应齿啮合。

棘轮组件118表现为轮子的形式，该轮子包括第一组径向向内齿和第二组径向向外齿，第一组径向向内齿用于在其延伸位置中与对应棘爪116啮合，第二组径向向外齿用于与惰轮105以及针致动器32的对应部分啮合。棘轮组件118可相对于壳体12绕与棘爪齿轮112相同的安装点可旋转地安装，但棘轮组件118的轮子具有大于棘爪组件的直径的直径，从而使棘轮组件118和棘爪组件基本上同心形成。

惰轮105表现为齿轮的形式，并且可旋转地安装至壳体12，从而使惰轮的齿105与棘轮组件118的径向向外齿啮合，并且与针致动器32的对应部分啮合。

在图7和图8中最清晰地并且在图9和图10中示意性地示出了针致动器32，并且，针致动器32包括梭子套管120、驱动齿轮122以及偏心盘124。梭子套管120基本上为细长的形式，并且形成装置10的梭子100的外壳体，并且由此连接至针组件14。梭子套管120包括槽126，该槽126用于接收驱动齿轮122的对应凸轮部分128。槽126基本上为细长的形式，并且基本上横向延伸穿过梭子套管120的整个高度。

驱动齿轮122包括齿轮和凸轮部分。驱动齿轮122相对于壳体12可旋转地安装，从而使驱动齿轮122的齿轮与惰轮105啮合，并且，驱动齿轮的凸轮部分128安装在槽126中。

偏心盘124包括齿轮部分130，该齿轮部分130相对于壳体12可旋转地安装，从而使齿轮部分130与棘轮组件118的径向向外齿啮合。由此，在本发明的优选实施例中，偏心盘124和凸轮部分128由单独的齿轮驱动，从而能够单独地确定偏心盘124和凸轮部分128的移动和振动频率。还设想了偏心盘124和凸轮部分128由同一个齿轮驱动的实施例。

在使用时，用户可以相对于壳体12抑制触发器102，从而使齿条106移动。齿条106的齿与齿条棘爪齿轮104的第一齿轮108啮合，从而使齿条棘爪齿轮104旋转。齿条棘爪齿轮104的旋转使第二齿轮110与棘爪齿轮112啮合。棘爪齿轮112的旋转驱动臂114旋转移动，这从而使棘爪116移到延伸位置，在该延伸位置中，它们与棘轮组件118的径向向内齿啮合。经由与棘轮组件118的径向向外齿的啮合，这又驱动惰轮105和偏心盘124的齿轮部分130旋转。惰轮105对驱动齿轮122进行驱动，这使凸轮部分128旋转并且在梭子套管的槽126内移动。由于凸轮部分128的运动受到槽126的制约，因此，凸轮部分128与槽126的边缘接触，由此使梭子套管120侧向运动。由于梭子套管120连接至针组件14，从而将梭子套管120的运动振动地传递至针组件14。偏心盘124经由齿轮部分130的旋转移动进一步向针组件14添加了振荡运动分量，该振荡运动与凸轮部分128提供的运动基本正交。

针组件14从而能够在致动触发器102时振荡，并且由此，更改针组件14相对于周围组织的回声反射性。

当释放触发器102时，弹簧103发挥作用，以在相反的方向上推动齿条106。这又使棘爪齿轮112在相反的方向上旋转，由此使棘爪116从棘轮组件118脱离，并且使棘爪116移到缩回位置。在棘爪116处于缩回位置时，如上所论述，棘轮组件118及其相关联的齿轮系继续在原始驱动方向上旋转。

与本发明的优选实施例一起使用的部署机构26在图12中示出为处于静态配置中，并且在图13中示出为处于各种阶段中。部署机构26包括梭子套管120、内滑道132、致动部分134以及弹簧136。

梭子套管120为细长的形式，并且基本上是中空的。梭子套管120的内表面包括多个卡锁结构138，该卡锁结构138用于与内滑道132的对应突起140可释放地啮合。

内滑道132可滑动地安装在梭子套管120内。内滑道132的外表面包括多个直立的突起140和啮合结构142，该啮合结构142用于与致动部分134的对应结构150啮合。内滑道132进一步包括：中心中空孔，该中心中空孔用于接收针组件14；以及腔室144，该腔室144用于接收弹簧136。中心中空孔和腔室144直接流体连通，但中心中空孔具有远小于腔室144的直径的直径，从而在中空中心孔与腔室144之间的界面处形成邻接表面146。针组件14的针筒22止于邻接表面146的区域，并且由内滑道132保持在邻接表面146的区域中。

致动部分134包括：握持结构148，该握持结构148供用户抓握；啮合结构150，该啮合结构150用于与内滑道132的对应啮合结构142啮合；以及针保持结构152，该针保持结构152用于保持针组件14的针20。致动部分134为细长的形式，并且安装为使整个致动部分134基本上保持在梭子套管120内，处于内滑道132的外表面与梭子套管120的内表面之间。针保持结构152保持针20的近端，从而使针20从中心延伸经过腔室144以及内滑道132的中空中心孔，并且也由此穿过针筒22。

弹簧136设置在梭子套管的近壁与内滑道的邻接表面146之间。

在图13中示出了部署机构的各个操作阶段。在使用时，可以将针组件插入到组织中。握持结构148由用户抓握，并且相对于患者横向向后拉。致动部分134的啮合结构150以及内滑道132的啮合结构142彼此接触，并且，由此将内滑道132朝梭子套筒120的近壁拉动。当内滑道132朝梭子套筒132的近壁移动时，弹簧136被压缩在邻接表面146与梭子套筒120的近壁之间。当拉动握持部分148时，同时向后拉动针筒22和针20，前者是由于内滑道132的运动所致，而后者是由于致动部分134的针保持结构152的运动所致。

拉动握持结构148，直到内滑道132的突起140与梭子套筒120的卡锁结构138啮合，从而相对于梭子套筒120将内滑道132保持在合适的位置。如果需要从所需组织采集更大的样本，则可以进一步使内滑道132移动，直到另一突起140与卡锁结构138接触。无论在哪种情况下，内滑道132以及由此针筒22，相对于梭子套管120固定。

然后，可以在相对的方向上压下握持结构148，并且，由于针20相对于握持部分148的固定性质，所以针20在远端处从针组件的针筒22向外延伸。

一旦将握持部分148压下得足够远，致动部分134的啮合结构150会与梭子套管120的卡锁结构138接触。向握持部分148施加足够的压力会使卡锁结构138向外变形，并且释放内滑道132的对应突起140。由此，内滑道132和针筒22会快速返回到其静态配置(针筒22盖住针20)，并且从组织切割所需的样本。然后，可以从组织移除针组件14。

图14示出了与图6的装置一起使用的替代力输入机构30的示意图。

力输入机构30包括齿条154、齿条复位弹簧156、驱动齿轮158以及正齿轮(spurgear)160。

齿条154包括用于与驱动齿轮158的对应第一组齿啮合的多个齿。驱动齿轮158包括用于与正齿轮160的对应一组齿啮合的第二组齿。驱动齿轮158安装为相对于梭子套筒120进行线性移动，其运动受到槽162的制约。

当齿条154由用户在正向方向上致动时，齿条154的齿与驱动齿轮158的对应一组齿啮合。齿条154的正向运动使驱动齿轮158绕其中心轴旋转。而且，齿条154的正向运动沿着槽162推动驱动齿轮158，从而使其与正齿轮160啮合，并且使正齿轮160旋转。正齿轮160由此驱动针致动器32。

当用户停止致动齿条154时，弹簧156发挥作用，以在相反的方向上推动齿条154。由此，齿条154沿着槽162在相对的方向上拉动驱动齿轮158，从而使其脱离正齿轮160。如果在系统内包含有足够的能量，则正齿轮160继续旋转。

图15示出了与图6的装置一起使用的另一力输入机构30的示意图。

力输入机构30包括齿条齿轮164、小齿轮166、销168以及轨道170。齿条齿轮164包括用于与小齿轮166的对应齿啮合的齿。齿条齿轮164有弹性地偏置至其缩回位置。

当齿条齿轮164在正向方向上前进至延伸位置时，齿条齿轮164的齿与小齿轮166的齿啮合，并且使小齿轮166在图14中指示的方向上旋转。由于齿条齿轮164前进，因此销168遵循轨道170，直到齿条齿轮164随着销168前进到轨道170的第一边缘之上而脱离。无视齿条齿轮164的脱离，小齿轮166继续旋转。随着齿条齿轮164的弹性偏置向后推动齿条齿轮164朝向其原始缩回位置，销168继续遵循轨道170的路径。销168在其回程上前进到轨道170的第二边缘之上，直到齿条齿轮回到其原始缩回位置。

在上面描述的实施例中的任一个实施例中，输入机构可以设有卡锁结构，使得可以在使用输入机构之前引发并且锁住该装置，从而存储能量，直到释放卡锁机构。作为替代实施方式，输入机构可以将能量(例如，从用户)直接传递到针致动器，并且可以在传递能量之后释放针致动器，以实现针的持续移动。

如果医生难以在超声波显示器上看到针，则医生可以致动输入机构或者释放卡锁，从而按照需要或者当需要时使针振动。锁可以表现为适合将输入机构保持在引发状态下的任何停止构件的形式，从而，当使停止构件位移时，该机构可以移动，以驱动致动器的移动。

而且，技术人员要了解的是，可以用电驱动机构替换上面所描述的任何手动输入机构。例如，可以使用常规的电机或者螺线管，来为激励机构生成旋转输入或者线性输入。由此，可以将电池用作用于致动该机构的能量存储器，而不是弹簧或者其他机构。例如，图2的偏心盘52、图3的致动器56、或者图4的致动器68的旋转可以由电机而非齿条和小齿轮布置直接地或者间接地驱动。如果需要线性驱动，则这可以通过使用螺线管、由电机驱动的齿条和小齿轮、或者其他常规的电致动器来实现。

在电动实施例中，壳体将具有实现激励机构的操作的一个或者多个按钮。可以提供单个按钮来使该机构操作预定持续时间，例如，在1秒与10秒之间，并且优选地，2秒至5秒。作为替代实施方式，激励机构的单个按钮可以提供启动/停止开关。

在使用时，医生可以按照通常的方式将针组件14插入体内，并且可以通过使用超声成像来追踪针组件的位置。在变得难以在超声波显示器上查看针组件的情况下，医生可以致动激励机构，从而更易于在显示器上看到针组件。

在手动或者电动实施例中，可以将上面所描述的机构(即，输入机构、激励机构和/或部署机构中的任何机构或者组合)保持在壳体或者壳体的一部分内，以便重复使用，并且可以丢弃该装置的针组件和其他相关联的部分。例如，该机构可以设置在第一壳体部分中，该第一壳体部分可移除地附接至第二壳体部分，该第二壳体部分保持针组件。由此，针组件可以在使用之后移除，并且可以保留第一壳体部分以便重复使用，将新的针组件附接至第一壳体部分。在一个这种实施例中，电动装置的电池和电部件可以容纳在第一壳体部分中。可以提供两部分式针装置，其中，针或者针组件夹到壳体中。还可行的是，可以保留电池和一些电部件，同时可丢弃针和用于致动针组件的机构。

作为替代实施方式，并且尤其是在手动致动装置的情况下，整个装置可以在使用之后丢弃。

上面所描述的所有实施例允许激励针组件而无需在使用时禁止部署针组件来采集组织样本。在上面所描述的实施例中的任何实施例中，针所经受的振动幅度相对于针本身的尺寸而言足够小，以避免针的明显位移或者损害针所穿过的组织。而且，振动等级不足以使患者有任何明显的不适或者疼痛。

Claims (23)

1.一种医用针定位装置，包括：

壳体，所述壳体设置为由用户握持；以及

针，所述针由所述壳体支撑，所述针从所述壳体引出朝向针尖，

其中，所述壳体包括激励机构，所述激励机构用于在体内定位期间向所述针施加振荡运动，以及所述装置包括用于驱动所述激励机构的驱动机构，

其中，所述驱动机构适于从用户接收能量输入，使得所述驱动机构和所述激励机构被手动驱动；

其中，所述装置进一步包括用于所述针的大幅度纵向移动或者旋转移动的针部署机构。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激励机构包括激励构件，所述激励构件设置为向所述针传递循环激励力。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述激励构件可旋转。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述激励构件包括偏心构件。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述激励构件上包括一个或者多个突起或者齿，所述一个或者多个所述突起或者齿被设置为干扰接收构件。

6.根据权利要求2到4中任一项所述的装置，其包括在所述激励构件与所述针之间的传力路径中的中间构件。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动机构包括用户界面部分。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，在使用时，所述驱动机构适于通过人工移动所述用户界面部分来供电或者引发。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述驱动机构适于，借助于联接至所述驱动机构的所述用户界面部分从所述用户接收所述能量输入。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述驱动机构适于从能量存储器接收能量，所述能量存储器借助于联接至所述能量存储器的所述用户界面部分进行充电。

11.根据权利要求7到10中任一项所述的装置，其中，所述用户界面部分相对于所述装置的所述壳体可移动。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，在致动期间，所述用户界面部分朝所述装置的所述壳体的一部分可移动。

13.根据权利要求7到10中任一项所述的装置，其中，所述驱动机构向所述激励机构的激励构件传递运动，所述激励机构的所述激励构件被配置为向所述针传递循环激励力。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述驱动机构包括释放机构，所述释放机构用于使所述驱动机构从所述激励构件脱离。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述释放机构包括弹性构件。

16.根据权利要求14到15中任一项所述的装置，其中，所述驱动机构包括驱动构件，所述驱动构件在第一配置与第二配置之间可致动，在所述第一配置中，所述驱动构件与所述激励构件啮合，在所述第二配置中，所述驱动构件从所述激励构件脱离。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述激励构件被配置为：当所述驱动机构在所述第二配置中时，维持其运动。

18.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述激励机构被设置为使所述针激励1秒或者更长的持续时间。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述激励机构使所述针激励多秒的预定持续时间。

20.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述激励机构向所述针传递振动。

21.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述装置是用于从人体采集组织样本的活检针装置。

22.根据权利要求1所述的装置，其中，可单独操作或者触发所述激励机构和所述部署机构。

23.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述针被针筒紧紧包围。