KR20210104014A - 자체 반전 커터 구동부를 갖는 생검 디바이스 - Google Patents

Abstract

생검 디바이스는 본체, 바늘, 커터 및 커터 구동 메커니즘을 포함한다. 바늘은 본체로부터 원위 방향으로 연장한다. 커터는 조직 샘플을 절단하기 위해 바늘에 대해 이동 가능하다. 커터 구동 메커니즘은 회전 구동 케이블에 의해 구동되고 커터를 회전 및 병진시키도록 구성된다. 커터 구동 메커니즘은 회전 구동 케이블에 의해 제공되는 구동이 계속적인 회전 방향에 있을 때 커터의 전이 방향을 반전시키도록 추가로 구성된다.

Description

자체 반전 커터 구동부를 갖는 생검 디바이스

우선권

본 출원은 2018년 7월 13일자로 출원된 "자체 반전 커터 구동부가 있는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 가특허 출원 제62/697,430호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 명세서에 참조로 통합된다.

생검 샘플은 다양한 장치를 사용하여 다양한 의료 절차에서 다양한 방식으로 획득되어 왔다. 생검 디바이스는 정위 안내, 초음파 안내, MRI 안내, PEM 안내, BSGI 안내 등 하에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 생검 디바이스는 환자로부터 하나 이상의 생검 샘플을 포획하기 위해 한 손을 사용하여 단일 삽입으로 사용자가 완전하게 작동시킬 수 있다. 또한, 일부 생검 디바이스는 유체(예를 들어, 가압 공기, 염수, 대기 공기, 진공 등)의 연통, 전력 통신 및/또는 커맨드의 통신을 등을 위해 진공 모듈 및/또는 제어 모듈에 테더링될(tethered) 수 있다. 다른 생검 디바이스는 다른 장치와 테더링 또는 다른 방식으로 연결되지 않고 완전히 또는 적어도 부분적으로 작동할 수 있다.

단지 예시적인 생검 디바이스 및 생검 시스템 컴포넌트가 1996년 6월 18일자로 허여된 "자동 생검 및 연조직 수집을 위한 방법 및 장치"라는 명칭의 미국 특허 제5,526,822호; 2000년 1월 25일자로 허여된 "자동 생검 디바이스를 위한 진공 제어 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제6,017,316호; 2000년 7월 11일자로 허여된 "자동 수술 생검 디바이스용 제어 장치"라는 명칭의 미국 특허 제6,086,544호; 2002년 8월 13일자로 허여된 "동작 모드를 선택하기 위해 원격 제어와 함께 수술 생검 시스템을 사용하는 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제6,432,065호; 2008년 10월 8일자로 허여된 "수술 생검 디바이스용 원격 썸휠"이라는 명칭의 미국 특허 제7,442,171호; 2011년 5월 10일자로 허여된 "생검 디바이스를 위한 진공 타이밍 알고리즘"이라는 명칭의 미국 특허 제7,938,786호; 2011년 12월 21일자로 허여된 "회전 가능하게 연결된 썸휠과 조직 샘플 홀더를 갖는 조직 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,083,687호; 2012년 6월 26일자로 허여된 "재사용 가능한 부분을 갖는 테더리스 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,206,316호; 2012년 8월 14일자로 허여된 "회전 가능한 조직 샘플 홀더를 갖는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,241,226호; 2014년 4월 22일자로 허여된 "분리된 조직 챔버를 갖는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,702,623호; 2014년 7월 1일자로 허여된 "바늘 발사 기능을 갖는 휴대용 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,764,680호; 2015년 1월 20일자로 허여된 "생검 디바이스용 접근 챔버 및 마커"라는 명칭의 미국 특허 제8,938,285호; 2014년 10월 14일자로 허여된 "동력식 바늘 발사 기능을 갖는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,858,465호; 및 2016년 5월 3일자로 허여된 "대용량 챔버 및 병리학 챔버를 갖는 생검 디바이스 조직 샘플 홀더"라는 명칭의 미국 특허 제9,326,755호에 개시되어 있다. 앞서 언급한 각각의 미국 특허의 개시내용은 본 명세서에 참조로서 통합된다.

추가적인 예시적인 생검 디바이스 및 생검 시스템 컴포넌트는 2006년 4월 6일자로 공개된 "생검 디바이스 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 공개 제2006/0074345호(현재 포기됨); 2009년 5월 21일자로 공개된 "생검 시스템 제어 모듈용 그래픽 사용자 인터페이스"라는 명칭의 미국 특허 공개 제2009/0131821호(현재 포기됨); 2010년 6월 17일자로 공개된 "권총 그립을 갖는 수조작 테더리스 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 공개 제2010/0152610호(현재 포기됨); 2010년 6월 24일자로 공개된 "중앙 썸휠을 갖는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 공개 제2010/0160819호(현재 포기됨); 및 2013년 12월 5일자로 공개된 "생검 디바이스에 대한 제어"라는 명칭의 미국 특허 공개 제2013/0324882호(현재 포기됨)에 개시되어 있다. 앞서 언급한 미국 특허 출원 공개, 미국 정출원 및 미국 가특허 출원 각각의 개시내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.

그 개시내용이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2010년 11월 9일자로 허여된 "MRI 생검 디바이스 국소화 고정구"라는 명칭의 미국 특허 제7,831,290호에, 개방형 및 폐쇄형 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 기계 모두에서 복와식 생검 절차 동안 유방 압축을 위해, 그리고, 코어 생검 디바이스를 안내하기 위해 유방 코일과 함께 사용되는 국소화 메커니즘 또는 고정구가 개시되어 있다. 국소화 고정구에는 의심 조직 또는 병변의 생검 부위에 대해 MRI 호환 생검 디바이스, 특히 캐뉼러/슬리브를 지지하고 배향하기 위한 3차원 데카르트 배치 가이드가 포함되어 있다. 코어 생검 디바이스를 안내하기 위해 사용되는 또 다른 단지 예시적인 국소화 메커니즘이 2009년 3월 24일자로 허여된 "생검 캐뉼러 조절 가능한 깊이 정지부"라는 명칭의 미국 특허 제7,507,210호에 개시되어 있으며, 그 개시내용은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다. 국소화 메커니즘은 MRI 호환 생검 디바이스를 지지하고 배향할 수 있는 가이드 큐브를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 격자판을 포함한다. 예를 들어, 폐색기 및 표적화 캐뉼러/슬리브의 조합은 MRI 이미징을 사용하여 적절한 배치를 확인하면서 가이드 큐브를 통해 유방을 통해 생검 부위로 도입될 수 있다. 그 후, 폐색기를 제거하고 생검 디바이스의 바늘을 표적화 캐뉼러/슬리브를 통해 삽입하여 표적 병변에 도달할 수 있다.

일부 MRI 안내 생검 절차에서, 생검 디바이스는 세장형 회전 구동 케이블로 전원을 공급받을 수 있다. 이 구성은 간섭을 최소화하기 위해 MRI 장비에서 멀리 떨어진 모터 및 전자 장치와 같은 전기적 컴포넌트를 허용한다. 그러나, 일부 상황에서 이 구성은 "케이블 휩(cable whip)"이라는 현상을 나타내는 회전 구동 케이블로 인해 문제를 야기할 수 있다. 이 현상은 회전 구동 케이블에 토크 불균형이 축적되어 케이블이 물리적으로 움직이게 될 때 발생한다. 이 현상으로 인해 절차가 지연될 수 있다. 따라서, "케이블 휩"의 발생을 감소시키기 위해 생검 디바이스 내에 특정 특징을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.

생검 샘플을 얻기 위해 여러 시스템 및 방법이 만들어지고 사용되었지만, 본 발명자 이전의 누구도 첨부된 청구범위에 설명된 발명을 만들거나 사용한 적이 없다고 믿어진다.

명세서가 본 발명을 특정하게 지시하고 명백하게 주장하는 청구범위로 종결되지만, 동일한 참조 번호가 동일한 요소를 나타내는 첨부 도면과 관련하여 이루어지는 특정 예에 대한 다음 설명으로부터 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것으로 믿어진다. 도면에서 일부 컴포넌트 또는 컴포넌트의 일부는 점선으로 표시된 것처럼 가상선으로 표시된다.
도 1은 예시적인 생검 디바이스의 사시도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 예시적인 생검 디바이스의 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있다.
도 3은 도 2의 커터 구동 메커니즘의 회전 어셈블리의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 4는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 병진 어셈블리의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 5는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 커터 구동기의 사시도를 도시하고 있다.
도 6은 도 4의 병진 어셈블리의 커플러의 사시도를 도시하고 있다.
도 7a는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 퇴피 위치에 있다.
도 7b는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 다른 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 중간 위치에 있다.
도 7c는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 또 다른 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 전진 위치에 있다.
도 7d는 도 2의 커터 구동 메커니즘의 또 다른 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 도 7b의 중간 위치로 복귀되어 있다.
도 8은 도 1의 생검 디바이스에 통합하기 위한 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있다.
도 9는 도 8의 커터 구동 메커니즘의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 10은 도 8의 커터 구동 메커니즘의 병진기의 사시도를 도시하고 있다.
도 11은 도 8의 커터 구동 메커니즘의 커플러 및 트래블러의 사시도를 도시하고 있다.
도 12는 도 11의 커플러 및 트래블러의 다른 사시도를 도시하고 있다.
도 13a는 도 8의 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 퇴피 위치에 있다.
도 13b는 도 8의 커터 구동 메커니즘의 다른 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 중간 위치에 있다.
도 13c는 도 8의 커터 구동 메커니즘의 또 다른 사시도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 전진 위치에 있다.
도 14a는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러가 반전 지점을 향해 전진하고 있다.
도 14b는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 다른 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러는 반전 지점을 향해 더 전진한 상태이다.
도 14c는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 또 다른 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러는 반전 지점 내에 배치되어 있다.
도 14d는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 또 다른 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러는 반전 지점을 지나 전진한 상태이다.
도 14e는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 또 다른 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러는 반전 지점을 지나 더 전진한 상태이다.
도 14f는 도 10의 병진기와 결합된 도 11의 트래블러의 또 다른 평면도를 도시하고 있으며, 트래블러는 반전 지점을 지나 더욱 더 전진한 상태이다.
도 15는 도 1의 생검 디바이스에 통합하기 위한 다른 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있다.
도 16은 도 15의 커터 구동 메커니즘의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 17은 도 15의 선 17-17을 따라 취한 단면에서 도 15의 커터 구동 메커니즘의 기어 박스 어셈블리의 사시 단면도를 도시하고 있다.
도 18a는 도 17의 기어 박스 어셈블리의 정면 단면도를 도시하고 있으며, 기어 박스 어셈블리는 제2 단계 위치에 있다.
도 18b는 도 17의 기어 박스 어셈블리의 다른 정면 단면도를 도시하고 있으며, 기어 박스 어셈블리는 제1 단계 위치에 있다.
도 19는 도 1의 생검 디바이스에 통합하기 위한 또 다른 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘의 사시도를 도시하고 있다.
도 20은 도 19의 커터 구동 메커니즘의 분해 사시도를 도시하고 있다.
도 21a는 도 19의 커터 구동 메커니즘의 측면도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 근위 위치에 있다.
도 21b는 도 19의 커터 구동 메커니즘의 다른 측면도를 도시하고 있으며, 커터 구동 메커니즘은 원위 위치에 있다.
도면은 어떤 식으로든 제한을 의도하는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시예는 도면에 반드시 도시되지 않은 것을 포함하여 다양한 다른 방식으로 수행될 수 있는 것으로 고려된다. 명세서에 통합되고 그 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 여러 양태를 예시하고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 하지만, 그러나, 본 발명은 도시되어 있는 정확한 배열로 제한되지 않는 것으로 이해된다.

본 발명의 특정 예에 대한 다음 설명은 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용되어서는 안된다. 본 발명의 다른 예, 특징, 양태, 실시예 및 이점은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 모드 중 하나인 예시로서의 다음 설명으로부터 본 기술 분야의 숙련자에게 명백해질 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 모두 본 발명에서 벗어나지 않고 다른 상이하고 자명한 양태들이 가능하다. 따라서, 도면 및 설명은 제한적이지 않고 본질적으로 예시적인 것으로 고려되어야 한다.

I. 예시적인 생검 디바이스

도 1은 일반적으로 MRI 안내 유방 생검 절차에 사용하도록 구성된 예시적인 생검 디바이스(10)를 도시하고 있다. 생검 디바이스(10)는 본체(12) 및 그로부터 원위로 연장되는 바늘(20)을 포함한다. 본체(12)는 일반적으로 조작자의 한 손으로 잡도록 구성된다. 그러나, 일부 예에서 본체(12)는 또한 생검 고정구 또는 조작 장치와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 일부 예에서 본체(12)는 하나 이상의 컴포넌트에 의해 형성될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 본체(12)는 프로브와 홀스터의 조합에 의해 형성된다. 이러한 예에서, 홀스터는 재사용 가능하고 프로브는 일회용일 수 있다. 따라서, 적절한 홀스터는 모터, 펌프 및/또는 변속기와 같은 특정 재사용 가능한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 한편, 적절한 프로브는 밸브, 밀봉부, 구동 기어 및/또는 변속기와 같은 특정 일회용 부품을 포함할 수 있다. 더욱이, 적절한 프로브는 바늘(20)에 결합되도록 구성되어 프로브와 바늘(20) 모두의 폐기를 허용할 수 있다. 물론, 위에서 설명된 실시예는 단지 예시일 뿐이며, 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이 본체(12)에 대한 다양한 구성이 사용될 수 있다.

복수의 케이블(14, 16)은 본체(12)로부터 근위 방향으로 연장된다. 본 예에서, 케이블(14, 16)은 본체(12)를 하나 이상의 제어 모듈(도시되지 않음)에 결합하여 유체 및/또는 제어 신호의 통신을 본체(12)에 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 예에서 케이블(14)은 회전 구동 케이블로 구성된다. 이 구성에서, 케이블(14)은 본체(12)에 회전 동력을 제공하기 위해 제어 모듈 내에 배치된 모터에 결합될 수 있다. 아래에서 자세히 설명될 바와 같이, 본체(12)는 케이블(14)로 전원을 공급할 수 있는 특정 구동 특징을 포함한다. 따라서, 케이블(14)은 제어 모듈을 통해 생검 디바이스(10)에 원격으로 전력을 공급하도록 구성된다. 대안적으로, 일부 예에서, 케이블(14)은 전기 또는 공압 케이블로 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 전기 또는 공압 모터가 본체(10) 내에 수납되어 제어 모듈을 통해 생검 디바이스(10)에 전력을 공급할 수 있다.

일부 상황에서, 회전 구동 케이블로서 케이블(14)의 구성이 특히 유리할 수 있다. 예를 들어, MRI 안내 생검 절차에서 MRI 슈트(MRI suite) 내의 민감한 장비는 생검 디바이스(10) 내에 상당한 양의 금속을 포함하는 것을 바람직하지 않게 만들 수 있다. 따라서, 생검 디바이스(10) 내 금속의 존재를 감소시키기 위해 모터 및 기타 관련 금속 구동 컴포넌트를 MRI 슈트 외부에 배치할 수 있는 제어 모듈 내에 배치할 수 있다. 이때, 케이블(14)은 제어 모듈로부터 생검 디바이스(10)로, 다른 경우라면 생검 디바이스(10) 내의 모터에 의해 제공되었을 회전 동력을 전달할 수 있다. 아래에 설명된 예가 이러한 상황에 대해 설명되지만, 본 명세서에 설명된 다양한 컴포넌트는 하나 이상의 모터가 생검 디바이스(10)의 본체(12) 내에 포함될 수 있는 다른 상황(예를 들어, 정위 생검, 초음파 생검 등)에서 쉽게 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

케이블(16)은 또한 다양한 기능의 제어를 생검 디바이스(10)에 제공하기 위해 제어 모듈에 결합될 수 있다. 예를 들어, 본 예시에서 케이블(16)은 생검 디바이스(10)로의 유체, 예컨대, 진공, 염수 및/또는 대기 공기에 대한 하나 이상의 튜브 또는 루멘을 포함한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 생검 디바이스(10)와의 유체 연통은 생검 절차 동안 조직 샘플을 수집하고 운반하는 데 도움이 될 수 있다. 유체의 연통에 추가하여, 케이블(16)은 또한 생검 디바이스(10)와 제어 모듈 사이에 전기 신호를 통신하는 하나 이상의 전기 배선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 예에서 생검 디바이스(10)는 생검 디바이스(10)의 다양한 작동 파라미터를 모니터링 및/또는 조작하기 위한 다양한 센서 및/또는 입력 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 케이블(16)의 전기 배선은 이러한 센서 및/또는 입력 특징으로부터의 신호를 생검 디바이스(10)로부터 제어 모듈로 통신하는 데 사용될 수 있다. 물론, 케이블(16)에 대한 위의 설명은 예시일 뿐이다. 따라서, 케이블(16)은 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 자명한 바와 같이 다른 예에서 다양한 다른 구성을 취할 수 있다.

전술한 바와 같이, 케이블(14, 16)을 통해 생검 디바이스(10)와 연결하여 다양한 제어 모듈을 사용할 수 있다. 조직 샘플 채취를 돕기 위해 사전 프로그래밍된 다양한 기능이 이러한 제어 모듈에 통합될 수 있다. 적절한 제어 모듈은 일반적으로 생검 절차 동안 생검 디바이스(10)를 제어하고 전원을 공급하도록 구성된다. 주어진 제어 모듈에 대한 적절한 프로그래밍의 예는 2004년 6월 22일자로 허여된 "동작 모드를 선택하기 위한 원격 제어 기능을 갖는 수술 생검 시스템"이라는 명칭의 미국 특허 제6,752,768호에 개시되어 있으며, 그 개시내용은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.

이해할 수 있는 바와 같이, 바늘(20)은 일반적으로 단일 삽입으로 환자로부터 복수의 조직 샘플을 절단하고 수집하도록 구성된다. 본 예의 바늘(20)은 중공의 세장형 캐뉼러(22) 및 캐뉼러(22)의 원위 단부에 배치된 원위 팁(26)을 포함한다. 본 예의 원위 팁(26)은 일반적으로 무딘 구성을 갖는 것으로 도시되었지만, 다른 예에서 원위 팁(26)은 하나 이상의 블레이드 또는 날카로운 표면을 포함하는 날카로운 팁으로 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 바늘(20)은 일반적으로 바늘(20)을 삽입하기 전에 환자의 조직을 관통하는 데 사용되는 표적화 세트와 함께 사용하도록 구성되기 때문에 이러한 날카로운 팁은 일반적으로 본 실시예에서 불필요하다. 그러나, 다른 예에서 바늘(20)은 환자에 대한 직접 침투를 위해 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 바늘(20)에는 바늘(20)의 특정 원하는 용도에 따라 날카로운 팁 또는 무딘 팁이 장비될 수 있다.

원위 팁(26)의 근위 방향에서, 캐뉼러(22)는 측방향 개구(24)를 형성한다. 측방향 개구(24)는 일반적으로 캐뉼러(22)의 중공 내부와 연통되어 측방향 개구(24)가 이를 통해 탈출된 조직을 수용하도록 구성된다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 조직이 측방향 개구(24)를 통해 탈출되면 조직 샘플을 절단하기 위해 커터(30)가 측방향 개구(24)와 관련하여 사용될 수 있다.

커터(30)는 캐뉼러(22)의 중공 내부 내에 활주 가능하게 배치된다. 커터(30)는 커터의 원위 단부에서 근위 단부까지 연장되는 커터 루멘을 형성한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터(30)는 본체(12) 내의 다양한 구동 컴포넌트에 의해 측방향 개구(24)에 대해 회전되고 병진하도록 구성된다. 커터(30)의 이러한 회전 및 병진은 일반적으로 조직이 측방향 개구(24)를 통해 탈출할 때 조직 샘플을 절단하도록 구성된다. 커터(30)를 통한 조직 샘플의 절단을 촉진하기 위해, 커터(30)의 원위 단부의 적어도 일부는 날카롭게 될 수 있다.

커터(30)를 수용하기 위해, 캐뉼러(22)는 캐뉼러(22)를 통해 종방향으로 연장되는 커터 루멘을 포함할 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서 캐뉼러(22)는 또한 커터 루멘에 대해 측방향으로 배향된 추가 루멘을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 예에서, 이 측방향 루멘은 유체를 측방향 개구(24)에 직접 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 예에서, 측방향 개구(24)를 통해 조직을 탈출시키기 위해 추가 흡입을 제공하도록 측방향 루멘을 통해 측방향 개구(24)로 진공이 전달될 수 있다. 추가로, 또는 대안적으로, 일부 예에서 대기 공기가 측방향 루멘을 통해 공급될 수 있다. 이러한 예에서, 대기 공기는 커터(30)를 통해 운반되는 조직 샘플의 근위 단부와 원위 단부 사이에 차압을 제공하는 데 유익할 수 있다. 일부 예에서, 적절한 측방향 루멘은 커터 루멘에 인접한 별도의 개별 루멘의 형태일 수 있다. 다른 예에서, 적절한 측방향 루멘은 캐뉼러(22)와 커터(30) 사이의 공간에 의해 간단히 형성될 수 있다. 적절한 측방향 루멘의 또 다른 구성은 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

비록 도시되지 않았지만, 일부 상황에서 바늘(20)은 환자 내에서 바늘(20)을 국소화키는 것을 돕기 위해 표적화 어셈블리 및/또는 다른 장치(들)와 관련하여 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, MRI 안내 생검 절차 동안 표적화 캐뉼러 내에 배치된 폐색기를 포함하는 표적화 세트를 사용하여 처음에 환자 내의 의심 병변을 국소화할 수 있다. 적절한 표적화 세트는 일반적으로 MRI 호환 물질로 구성되어 MRI 코일에 의해 생성된 높은 전자기장이 존재하는 상황에서 사용될 수 있다. 따라서, 폐색기 및 표적화 캐뉼러의 조합은 MRI 안내 하에 환자 내부에 먼저 배치될 수 있음을 이해하여야 한다. 필요에 따라 배치되면, 표적화 캐뉼러를 환자 내에서 제자리에 유지하면서 표적화 캐뉼러에서 폐색기를 제거할 수 있다. 바늘(20)은 조직 샘플 수집을 위해 표적화 캐뉼러를 통해 환자에게 도입될 수 있다. 적절한 표적화 세트 및 관련 국소화 장치의 하나 이상의 예가 2015년 1월 13일자로 허여된 "MRI 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,932,233호에 설명되어 있으며, 그 개시내용은 본 명세서에 참조로 통합된다.

비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서 생검 디바이스(10)에는 조직 샘플 홀더 또는 다른 샘플 관리 장치가 장착될 수 있음을 이해하여야 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 조직 샘플은 커터(30)로 절단된 다음 커터(30)를 통해 생검 디바이스(10)의 근위 부분으로 운반될 수 있다. 일부 예에서, 커터(30)의 근위 단부는 절단된 조직 샘플을 수집하기 위해 조직 샘플 홀더와 연통한다. 적절한 조직 샘플 홀더는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 일부 예에서 적절한 조직 샘플 홀더는 단순히 조직 샘플을 투입하고 나중에 조작자가 수집할 수 있는 표면일 수 있다. 다른 예에서, 적절한 조직 샘플 홀더는 조직 샘플 수집을 위한 하나 이상의 트레이를 포함할 수 있다. 이러한 조직 샘플 홀더에서, 적절한 트레이를 단일 바스켓으로 구성하여 조직 샘플을 대량으로 보관할 수 있다. 대안적으로, 이러한 조직 샘플 홀더는 하나 이상의 조직 샘플을 보유하도록 구성된 다수의 트레이를 포함할 수 있다. 다수의 트레이가 사용되는 경우, 조직 샘플 홀더는 어느 트레이에 조직 샘플이 투입되는지를 선택적으로 제어하기 위해 커터에 대해 트레이를 이동시키도록 구성될 수 있다. 적절한 조직 샘플 홀더의 예는 2015년 1월 13일자로 허여된 "MRI 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,932,233호; 2012년 3월 15일자로 공개된 "이동식 트레이를 갖는 생검 디바이스 조직 샘플 홀더"라는 명칭의 미국 특허 공개 제2012/0065542호; 및 2015년 3월 3일자로 허여된 "자동 바늘 코킹을 갖는 생검 디바이스"라는 명칭의 미국 특허 제8,968,212호에 설명되어 있으며, 이들의 개시내용은 본 명세서에 참조로 통합된다.

II. 예시적인 커터 구동 메커니즘

위에서 설명한 바와 같이, 생검 디바이스(10)의 다양한 내부 컴포넌트는 케이블(14)과 같은 회전 구동 케이블로 전원을 공급받을 수 있다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이 회전 구동 케이블을 사용하면 다른 경우에 민감한 MRI 장비(예를 들어, 모터)를 방해할 수도 있는 생검 시스템의 요소를 가장 민감한 MRI 장비로부터 분리할 수 있기 때문에 MRI 안내 절차의 상황에서 이 구성이 특히 바람직할 수 있다. 그러나, 회전 구동 케이블이 사용되는 경우 이러한 회전 구동 케이블 내의 토크 변화를 감소시키거나 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 회전 구동 케이블이 회전 방향을 반전시키면 대응하는 토크의 변화로 인해 회전 구동 케이블이 변형되어 꼬임을 생성할 수 있다. 또한, 특정 상황에서 변형이 갑작스럽게 발생하여 회전 구동 케이블이 "휩핑"하거나 주어진 공간 내에서 신속하고 예측불가하게 움직일 수 있다. 따라서, 일반적으로 생검 절차 동안 회전 구동 케이블의 회전 방향을 변경할 필요성을 감소시키는 것이 바람직하다.

회전 구동 케이블의 회전 방향을 변경할 필요성을 감소시키기 위해 생검 디바이스(10)에 쉽게 통합될 수 있는 메커니즘의 다양한 예가 아래에 설명되어 있다. 본 명세서에서 다수의 상이한 메커니즘이 설명되었지만, 본 명세서의 교시 내용을 고려하여 본 기술 분야의 숙련자는 다양한 대안적 메커니즘을 명백히 알 수 있을 것이라는 것을 이해하여야 한다.

도 2 내지 도 6은 커터(30)의 회전 및 병진을 구동하기 위해 생검 디바이스(10)의 본체(12)에 쉽게 통합될 수 있는 예시적인 커터 구동 메커니즘(100)을 도시하고 있다. 커터 구동 메커니즘(100)은 일반적으로 단일 회전 방향으로 케이블(14)로부터의 회전 입력을 사용하여 미리 결정된 이동 패턴을 통해 커터(30)를 동시에 회전 및 병진시키도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터(30)의 미리 결정된 이동 패턴은 일반적으로 커터(30)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하면서, 커터(30)가 또한 먼저 원위 방향으로, 그리고, 그후 근위 방향으로 병진하는 것을 수반한다. 따라서, 이러한 구성의 결과로, 원위 방향 병진으로부터 근위 방향 병진으로 커터(30)를 병진시키기 위해 케이블(14)의 회전 입력을 반전시킬 필요가 없음을 이해하여야 한다.

커터 구동 메커니즘(100)은 입력 어셈블리(110), 회전 어셈블리(120) 및 병진 어셈블리(150)를 포함한다. 도 2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 입력 어셈블리(110)는 일반적으로 회전 어셈블리(120) 및 병진 어셈블리(150) 모두에 기계적 동력을 제공하기 위해 케이블(14)에 결합되도록 구성된다. 입력 어셈블리(110)는 케이블(14)이 입력 어셈블리(110)에 선택적으로 결합할 수 있도록 구성된 회전 커플러(112)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 회전 커플러(112)는 케이블(14)의 선택적 결합을 지원하기 위한 다양한 특징을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 단지 예로서, 적절한 특징은 기어, 베어링, 체결구 및/또는 등등을 포함할 수 있다.

본 예에서, 케이블(14)은 입력 어셈블리(110)에 영구적으로 부착되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 대신, 케이블(14)은 생검 디바이스(10)가 이용되지 않을 때 입력 어셈블리(110)로부터 선택적으로 분리될 수 있다. 일부 상황에서, 이 특징은 생검 디바이스(10)의 유연성, 사용 용이성 및 보관 용이성을 촉진하는 데 바람직하다. 따라서, 이 특징은 단지 선택적이며 일부 예에서 케이블(14)이 인덱싱 어셈블리(110)에 영구적으로 결합된다는 것을 이해하여야 한다.

입력 어셈블리(110)는 회전 커플러(112)로부터 원위 방향으로 연장되는 샤프트(114)를 더 포함한다. 샤프트(114)는 일반적으로 케이블(14)의 회전 운동을 입력 어셈블리(110)의 다양한 컴포넌트로 전달하도록 구성되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다. 샤프트(114)는 병진 액추에이터(116) 및 회전 액추에이터(118)를 포함한다. 본 예에서, 액추에이터(116, 118)는 샤프트(114)와 일체형 구성으로 이루어져 있다. 그러나, 다른 예에서 액추에이터(116, 118)는 샤프트(114)와 별개이고, 접착제 결합, 기계적 체결 및/또는 등등과 같은 다양한 체결 기술에 의해 부착될 수 있음을 이해하여야 한다.

병진 액추에이터(116)는 회전 액추에이터(118)에 대해 근위 방향에 배치되고 일반적으로 병진 어셈블리(150)의 다양한 컴포넌트와 맞물리도록 구성된다. 본 예에서, 병진 액추에이터(116)는 웜 기어로서 도시되어 있다. 그러나, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 대안적인 액추에이터가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 액추에이터(118)는 샤프트(114)의 원위 단부에서 병진 액추에이터(116)에 대해 원위 방향에 위치한다. 회전 액추에이터(118)는 일반적으로 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 회전 어셈블리(120)의 다양한 컴포넌트와 결합하도록 구성된다. 본 예에서, 회전 액추에이터(118)는 평 기어로 도시되어 있다. 그러나, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 대안적인 액추에이터가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 어셈블리(120)는 도 3에 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 회전 어셈블리(120)는 중간 액추에이터(122), 쐐기형(keyed) 액추에이터(124) 및 커터 구동기(130)를 포함한다. 중간 액추에이터(122)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(124) 및 입력 어셈블리(110)의 회전 액추에이터(118) 모두와 맞물리도록 구성된다. 본 예에서, 중간 액추에이터(122)는 평 기어로 도시되어 있다. 따라서, 중간 액추에이터(122)의 평 기어는 샤프트(114)의 회전을 쐐기형 액추에이터(124)로 전달하기 위해 회전 액추에이터(118)의 평 기어와 맞물리도록 구성된다. 본 예에서는 중간 액추에이터(122)가 평 기어로 도시되어 있지만, 다른 예에서 중간 액추에이터(122)는 벨트 구동부, 체인 구동부 및/또는 등등과 같은 다양한 형태를 취할 수 있음을 이해하여야 한다. 추가적으로, 본 예는 단일 중간 액추에이터(122)만을 포함하는 것으로 도시되었지만, 다른 예에서 복수의 중간 액추에이터(122)가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 대안적으로, 또 다른 예에서, 중간 액추에이터(122)는 완전히 제거될 수 있고 쐐기형 액추에이터(124)는 회전 액추에이터(118)와 직접 결합할 수 있다.

쐐기형 액추에이터(124)는 일반적으로 샤프트(114)로부터 커터 구동기(130)로 회전을 제공하여 궁극적으로 커터(30)를 회전시키도록 구성된다. 본 예에서, 쐐기형 액추에이터(124)는 평 기어로 도시되어 있다. 따라서, 쐐기형 액추에이터(124)의 평 기어는 중간 액추에이터(122)의 평 기어와 맞물리도록 구성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 중간 액추에이터(122)의 평 기어는 차례로 회전 액추에이터(118)의 평 기어와 맞물리도록 구성되어 샤프트(114)의 회전을 쐐기형 액추에이터(124)로 전달하며, 이는 궁극적으로 커터 구동기(130)에 의한 커터(30)의 회전을 초래한다.

쐐기형 액추에이터(124)는 이를 통해 연장하는 보어(126)를 추가로 형성한다. 보어(126)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(124)가 일반적으로 커터(30)와 동축이 될 수 있도록 커터 구동기(130)와 커터(30)의 조합을 수용할 수 있는 크기로 설정된다. 보어(126)는 또한 쐐기형 액추에이터(124)의 회전을 커터 구동기(30)로 전달하는 한편, 또한 쐐기형 액추에이터(124)에 대한 커터 구동기(30)의 적어도 일부 병진을 허용하도록 추가로 구성된다. 쐐기형 액추에이터(124)의 회전을 커터 구동기(130)로 전달하는 동시에 쐐기형 액추에이터(124)에 대한 커터 구동기(130)의 병진을 허용하기 위해, 쐐기형 액추에이터(124)는 일반적으로 커터 구동기(130)와 회전 가능하게 맞물리도록 "쐐기형(keyed)"이 된다.

용어 "쐐기형"은 일부는 특정 구조를 전달하는 것으로 이해할 수 있지만, 이러한 제한을 의도하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 예에서, 보어(126)는 쐐기형 액추에이터(124)를 "쐐기형"하기 위해 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 그러나, 다른 예에서 다양한 대안적인 형상 및 구성이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 보어(126)는 정사각형, 삼각형, 타원형, 팔각형, 또는 다른 적절한 단면 형상을 형성할 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서 보어(126)는 커터 구동기(130) 내에 포함된 정합 채널에 대응하도록 쐐기형 액추에이터(124) 내에 포함된 추가적인 정사각형 또는 직사각형 쐐기를 갖는 원통형 형상일 수 있다. 물론, 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같은 다양한 다른 "쐐기형" 구성이 사용될 수 있다.

커터 구동기(130)는 도 3 및 도 4 모두에 도시되어 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(130)는 회전 어셈블리(120) 및 병진 어셈블리(150) 모두와 맞물려 생검 절차 동안 커터(30)를 조작한다. 커터 구동기(130)는 일반적으로 커터(30)에 오버몰딩되거나 다른 방식으로 고정식으로 고정된다. 회전 어셈블리(120)와 맞물리도록, 커터 구동기(130)는 회전 부분(132)을 포함한다. 회전 부분(132)은 쐐기형 액추에이터(124)에서 보어(126)의 육각형 형상에 대응하는 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 회전 부분(132)은 일반적으로 커터(30)의 병진 범위에 대응하는 길이로 연장된다. 일부 예에서, 이 운동 범위는 일반적으로 측방향 개구(24)의 길이에 대응하지만, 다른 적절한 운동 범위가 사용될 수 있다.

아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(130)는 또한 병진 어셈블리(150)의 적어도 일부와 맞물리도록 구성된다. 이러한 맞물림을 허용하기 위해, 커터 구동기(130)는 회전 부분(132)의 원위 방향에 배치된 병진 부분(134)을 포함한다. 병진 부분(134)은 2개의 정지부(138) 사이에 배치된 원통형 수용기(136)를 포함한다. 원통형 수용기(136)는 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 병진 어셈블리(150)의 일부를 수용하도록 구성된 대체로 원통형 형상을 형성한다. 본 예에서, 각 정지부(138)는 원통형 수용기(136)의 각 측면에서 원통형 수용기(136)로부터 외향 연장되는 플랜지로서 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 양쪽 정지부(138)의 조합은 일반적으로 병진 어셈블리(150)의 적어도 일부가 커터 구동기(130)를 통해 커터(30)를 병진시킬 수 있도록 구성된다.

도 4는 병진 어셈블리(150)를 보다 상세히 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 병진 어셈블리(150)는 병진기(152), 커플러(160) 및 커넥터(170)를 포함한다. 본 예의 병진기(152)는 일반적으로 측방향 개구(24)의 길이 또는 커터(30)의 전체 병진 거리에 대응하는 직경을 갖는 웜 휠로 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 병진기(152)는 일반적으로 병진 어셈블리(150)의 다양한 컴포넌트를 통한 병진 액추에이터(116)의 회전에 응답하여 커터(30)를 병진시키도록 구성된다. 웜 휠로서의 본 구성에서, 병진기(152)는 입력 어셈블리(110)의 병진 액추에이터(116)의 웜 기어와 맞물린다. 따라서, 병진기(152)는 병진 액추에이터(116)의 회전축에 수직으로 배향된 축을 중심으로 회전한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 이는 병진기(152)가 커터(30)의 병진 축과 일렬로 회전할 수 있게 하며, 그에 의해, 병진기(152)가 커터(30)를 병진시키는 것을 허용한다.

병진기(152)는 복수의 치형부를 형성하는 본체(154), 회전 보어(156), 및 본체(154)의 단일 측면으로부터 연장되는 병진 포스트(158)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 신체(154)는 생검 디바이스(10)의 신체(12)의 일부 내에 수용된다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서, 생검 디바이스(10)의 본체(12)는 병진기(152)의 수용을 위해 구성된 원통형 보어를 포함한다. 이 구성은 병진기(152)가 회전하는 것을 허용하는 한편, 병진기(152)의 회전축에 대해서는 고정된 위치에 남아있게 한다. 병진기(152)의 회전을 지원하기 위해, 회전 보어(156)는 부싱(180)에 의해 형성된 회전 포스트(192)를 수용하도록 구성된다. 허브(190)는 마찬가지로 생검 디바이스(10)의 본체(12) 내에, 그러나, 병진기(152)에 대해 고정된 회전 지점을 제공하기 위해 압축 끼워맞춤 또는 접착제 결합에 의해 수용될 수 있다. 조립의 용이성을 제공하기 위해 허브(190)의 회전 포스트(192)는 스냅 끼워맞춤 어셈블리로 구성된다. 본 예에서, 회전 포스트(192)는 각각의 암에 외향 배향된 치형부를 갖는 2개의 탄성 암을 포함한다. 그러나, 다른 예에서, 대안적인 스냅 끼워맞춤 어셈블리 및/또는 기계적 체결구를 포함하는 수많은 대안적인 결합이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

병진기(152)의 병진 포스트(158)는 병진기(152)의 본체(154)로부터 측방향으로 연장된다. 병진 포스트(158)는 본체(154)의 외경에 인접하게 위치된다. 따라서, 치형부를 통한 본체(154)의 모든 회전에 대해, 병진 포스트(158)는 일반적으로 본체(154)의 직경에 대응하는 원형 이동 패턴을 통해 이동하도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 병진 포스트(158)의 이러한 위치는 일반적으로 병진 어셈블리(150)의 다른 부분에 대한 병진 운동으로 병진기(152)의 회전을 전환하도록 구성된다.

조립의 용이성을 촉진하기 위해, 본 예의 병진 포스트(158)는 일반적으로 스냅 끼워맞춤 결합으로 구성된다. 단지 예로서, 적절한 스냅 끼워맞춤 결합은 2개의 탄성 아암을 포함할 수 있으며, 각 아암은 외향 배향된 치형부를 가지고 있다. 다른 예에서, 병진 포스트(158)는 다양한 대안적인 결합 특징을 포함할 수 있다. 적절한 결합 특징은 스냅 끼워맞춤 구성일 수 있거나 또는 기계식 체결구로 구성될 수 있다.

커플러(160)는 도 6에서 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 커플러(160)는 반원통형 본체(162) 및 반원통형 본체(162)로부터 외향 연장되는 병진 포스트(168)를 포함한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 커플러(160)는 일반적으로 커플러(160)가 커넥터(170)를 통해 병진기(152)에 의해 작동될 때, 커터 구동기(130)를 통해 커터(30)를 병진시키기 위해 커터 구동기(130)의 일부에 체결되도록 구성된다. 커플러(160)를 커터 구동기(130)에 체결할 수 있게 하기 위해, 반원통형 본체(162)는 일반적으로 커터 구동기(130)의 원통형 수용기(136)의 외경에 대응하는 반원통형 보어(164)를 형성한다. 반원통형 본체(162)는 반원통형 보어(164)에 인접하고 이와 연통하는 개방 부분(166)을 추가로 형성한다. 알 수 있는 바와 같이, 반원통형 보어(164)와 개방 부분(166)의 조합은 반원통형 본체(162)를 반원통형 형상보다 더 크게 만든다. 반원통형 본체(162)의 이러한 추가적인 원통형 연장은 개방 부분(166)에 인접한 반원통형 본체(162)의 부분이 커터 구동기(130)를 파지하도록 허용하여 스냅 끼워맞춤 구성을 제공한다.

커플러(160)의 병진 포스트(168)는 반원통형 본체(162)로부터 측방향으로 연장된다. 본 예에서, 반원통형 본체(162)와 병진 포스트(168) 사이에 스페이서(167)가 포함된다. 스페이서(167)는 일반적으로 정렬 목적을 위해 병진 포스트(168)와 반원통형 본체(162) 사이에 적어도 약간의 추가적인 셋오프(setoff) 거리를 제공하도록 구성된다. 따라서, 일부 예에서 스페이서(167)는 본 명세서의 교시를 고려하여 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 컴포넌트의 배치에 따라 다양한 길이를 가질 수 있음을 이해하여야 한다.

조립의 용이성을 촉진하기 위해, 본 예의 병진 포스트(168)는 일반적으로 스냅 끼워맞춤 결합으로 구성된다. 단지 예로서, 적절한 스냅 끼워맞춤 결합은 2개의 탄성 아암을 포함할 수 있으며, 각 아암은 외향 배향된 치형부를 가지고 있다. 다른 예에서, 병진 포스트(168)는 다양한 대안적인 결합 특징을 포함할 수 있다. 적절한 결합 특징은 스냅 끼워맞춤 구성일 수 있거나 또는 기계식 체결구로 구성될 수 있다.

커넥터(170)는 일반적으로 병진기(152)가 커플러(160)를 조작할 수 있도록 병진기(152)를 커플러(160)에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 커넥터(170)는 2개의 수용기(172) 사이에서 연장되는 연동장치(176)를 포함한다. 본 예에서는 연동장치(176)가 I 형상 로드로 도시되어 있지만, 다른 예에서는 연동장치(176)가 다양한 형태를 취할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 연동장치(176)는 원통형 로드, 정사각형 로드, 직사각형 로드, L 형상 로드, C 형상 로드 등으로 구성될 수 있다.

수용기(172)는 연동장치(176)의 각 단부에 위치한다. 각각의 수용기(172)는 병진기(152) 또는 커플러(160)의 병진 포스트(158, 168)를 각각 수용할 수 있는 크기의 보어(174)를 포함한다. 특정 병진 포스트(158, 168)가 수용기(172)의 특정 보어(174) 내에 용될 때, 각 병진 포스트(158, 168)는 일반적으로 주어진 수용기(172) 내에서 자유롭게 회전하면서 회전축에 대해서는 고정되어 유지된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 이러한 구성은 일반적으로 커넥터(170)가 병진기(152)와 커플러(160) 사이에서 운동을 전달하는 동안 피봇하도록 허용한다.

도 7a 내지 도 7d는 커터(30)를 회전 및 병진시키기 위한 커터 구동 메커니즘(100)의 예시적인 사용을 도시하고 있다. 도 7a에 도시되어 있는 바와 같이, 커터 구동 메커니즘(100)은 초기 위치에서 시작된다. 초기 위치에서, 커터(30)는 측방향 개구(24)의 근위 단부에 대해 퇴피된다. 이 위치를 달성하기 위해, 액추에이터(116)가 회전되어 병진 어셈블리(150)의 병진기(152)가 병진 포스트(158)가 가장 근위의 위치에 위치하도록 위치된다. 이는 차례로 커플러(160) 및 커넥터(170)를 통해 커터 구동기(130)를 근위 방향으로 당기고, 그 결과 커터(30)가 도 7a에 도시되어 있는 근위 위치로 근위 방향으로 당겨진다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 커터(30)를 원위 방향으로 전진시키려면, 입력 어셈블리(110)는 액추에이터(118)가 반시계 방향(도 7b의 가시면에 대해)으로 회전하도록 회전한다. 액추에이터(118)가 반시계 방향으로 회전하면, 중간 액추에이터(122)가 시계 방향으로 회전하게 되고, 이는 쐐기형 액추에이터(124)가 반시계 방향으로 회전하게 한다. 그 다음, 커터(30)는 쐐기형 액추에이터(124)와 커터 구동기(130)의 회전 부분(132)과 쐐기형 액추에이터(124) 사이의 쐐기 결합 관계로 인해 반시계 방향으로 회전한다.

액추에이터(118), 중간 액추에이터(122) 및 쐐기형 액추에이터(124)를 통한 커터(30)의 회전과 동시에, 커터(30)도 병진 어셈블리(150)의 병진기(152)를 통해 전진된다. 특히, 액추에이터(116)도 마찬가지로 반시계 방향으로 회전한다. 액추에이터(116)의 반시계 방향 회전은 병진기(152)의 시계 방향 회전(도 7b의 가시면에 대해)을 초래한다. 병진기(152)의 시계 방향 회전은 병진 포스트(158)가 횡방향 및 종방향으로 변위되게 한다. 병진 포스트(158)의 종방향 변위는 커넥터(170)를 통해 커플러(160)를 원위 방향으로 민다. 이에 의해, 커넥터(170)가 커터 구동기(130)에 작용하여 커터(30)를 원위 방향으로 병진시킨다. 그 다음, 이러한 움직임은 커터(30)의 원위 단부가 도 7c에 도시되어 있는 바와 같이 측방향 개구(24)의 원위 방향에 위치될 때까지 도 7b에 도시된 위치를 통해 진행된다.

앞서 설명한 바와 같이, 병진기(152)의 병진 포스트(158)는 커넥터(170) 및 커플러(160)를 통해 커터(30)를 병진시키면서 횡방향 및 종방향으로 변위된다. 이 때문에, 커터(30)의 병진은 일반적으로 축방향 병진 속도가 비선형적이라는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 병진기(152)가 원형 형상이기 때문에, 병진 포스트(158)가 병진기(152)의 상단 및 하단 부분 근방에 위치할 때 병진 포스트(158)는 종방향 또는 축방향으로 비교적 빠르게 이동할 것이다. 반대로, 병진 포스트(158)는 병진 포스트(158)가 병진기(152)의 팁 및 하단 부분 근방에 위치할 때 종방향 또는 축방향으로 비교적 느리게 이동할 것이다. 따라서, 병진 포스트(158)가 병진기(152)에 의해 형성된 원형 경로 주위로 회전함에 따라, 병진 포스트(158)는 병진기(152)의 형상에 기초하여 최대 및 최소 축방향 병진 속도 사이에서 커터(30)를 구동할 것이다. 따라서, 커터(30)의 축방향 병진 속도는 일반적으로 x-축에 축방향 변위와 y-축에 축방향 속도를 두고 사인파를 사용하여 그래픽으로 표현할 수 있다. 일부 상황에서, 이 가변적 축방향 병진 속도는 생검 디바이스(10)의 마모를 줄이고 조작자가 경험하는 진동을 감소시키는 둘 모두에 바람직할 수 있다. 사용시, 커터(30)의 더 느린 축방향 병진은 커터(30)가 측방향 개구(24)에 대해 근위 방향 및 원위 방향에 위치하는 것에 대응할 것이다. 한편, 커터(30)의 가장 빠른 축방향 병진은 커터(30)가 측방향 개구(24)의 원위 단부와 근위 단부 사이의 중간 위치에 위치하는 것에 대응할 것이다.

도 7c에 도시되어 있는 커터(30)의 원위 위치가 커터(30)가 조직 샘플을 절단한 위치에 대응함을 이해하여야 한다. 커터(30)를 통한 절단된 조직 샘플의 운송을 촉진하기 위해, 일부 예에서, 커터 구동 메커니즘(100)은 커터(30)를 통한 조직 샘플의 운송을 최적화하기 위해 미리 결정된 기간 동안 정지할 수 있다. 다른 예에서, 커터(30)는 즉시 근위 방향으로 퇴피하기 시작할 수 있다. 커터 구동 메커니즘(100)이 일시 중지되는지 여부에 관계없이, 소정 미리 결정된 지점에서, 커터(30)를 근위 방향으로 퇴피시켜 다른 조직 샘플을 절단하는 것이 바람직할 수 있다. 커터(30)를 근위 방향으로 퇴피시키기 위해, 커터 구동 메커니즘(100)의 회전은 위에서 설명한 바와 같이 계속된다. 이는 병진기(152)가 도 7d에 도시되어 있는 바와 같이 계속 회전하게 한다. 다시, 병진기(152)의 회전은 병진 포스트(158)가 횡방향 및 종방향으로 변위되게 한다. 병진 포스트(158)의 종방향 변위는 이제 커넥터(170)를 통해 커플러(160)를 근위 방향으로 당긴다. 이에 의해, 커넥터(170)가 커터 구동기(130)에 작용하여 커터(30)를 근위 방향으로 병진시킨다. 이 회전은 병진기(152)가 도 7a에 도시되어 있는 위치로 복귀할 때까지 계속된다.

커터(30)는 액추에이터(116, 118)의 회전 방향을 반전시킴으로써 퇴피할 수 있지만, 일부 예에서 액추에이터(116, 118)를 단일 회전 방향으로 회전시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, 액추에이터(116, 118)는 회전 구동 케이블로 구성될 수 있는 케이블(14)에 의해 구동된다. 이 때문에, 케이블(14) 내의 급격한 토크 변화와 관련된 케이블 휩 또는 기타 현상의 발생을 감소시키기 위해 케이블(14)을 단일 방향으로만 회전시키는 것이 바람직할 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명된 용도는 액추에이터(116, 118)의 반시계 방향 회전을 포함하지만, 다른 용도에서 액추에이터(116, 118)는 동일한 커터(30) 병진 패턴을 달성하기 위해 쉽게 시계 방향을 통해 회전될 수 있음을 이해하여야 한다.

III. 스풀 구동부를 갖는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘

도 8 내지 도 12는 커터(30)의 회전 및 병진을 구동하기 위해 생검 디바이스(10)의 본체(12)에 쉽게 통합될 수 있는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘(200)을 도시하고 있다. 커터 구동 메커니즘(200)은 일반적으로 단일 회전 방향으로 케이블(14)로부터의 회전 입력을 사용하여 미리 결정된 이동 패턴을 통해 커터(30)를 동시에 회전 및 병진시키도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터(30)의 미리 결정된 이동 패턴은 일반적으로 커터(30)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하면서, 커터(30)가 또한 먼저 원위 방향으로, 그리고, 그후 근위 방향으로 병진하는 것을 수반한다. 따라서, 이러한 구성의 결과로, 원위 방향 병진으로부터 근위 방향 병진으로 커터(30)를 병진시키기 위해 케이블(14)의 회전 입력을 반전시킬 필요가 없음을 이해하여야 한다.

커터 구동 메커니즘(200)은 입력 어셈블리(210), 회전 어셈블리(220) 및 병진 어셈블리(250)를 포함한다. 도 9에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 입력 어셈블리(210)는 일반적으로 회전 어셈블리(220) 및 병진 어셈블리(250) 모두에 기계적 동력을 제공하기 위해 케이블(14)에 결합되도록 구성된다. 비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서, 입력 어셈블리(210)는 케이블(14)이 입력 어셈블리(210)에 선택적으로 결합되도록 구성된 위에서 설명된 회전 커플러(112)와 유사한 회전 커플러를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 회전 커플러(112)와 마찬가지로, 적절한 회전 커플러는 케이블(14)의 선택적 결합을 지원하는 다양한 특징을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 단지 예로서, 적절한 특징은 기어, 베어링, 체결구 및/또는 등등을 포함할 수 있다.

본 예에서, 케이블(14)은 입력 어셈블리(210)에 영구적으로 부착되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 대신, 케이블(14)은 생검 디바이스(10)가 이용되지 않을 때 입력 어셈블리(210)로부터 선택적으로 분리될 수 있다. 일부 상황에서, 이 특징은 생검 디바이스(10)의 유연성, 사용 용이성 및 보관 용이성을 촉진하는 데 바람직하다. 따라서, 이 특징은 단지 선택적이며 일부 예에서 케이블(14)이 인덱싱 어셈블리(210)에 영구적으로 결합된다는 것을 이해하여야 한다.

입력 어셈블리(210)는 케이블(14)로부터 원위 방향으로 연장되는 구동기(214)를 더 포함한다. 구동기(214)는 일반적으로 케이블(14)의 회전 운동을 입력 어셈블리(210)의 다양한 컴포넌트로 전달하도록 구성되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다. 구동기(214)는 병진 액추에이터(216) 및 회전 액추에이터(218)를 포함한다. 본 예에서, 액추에이터(216, 218)는 구동기(214)와 일체형 구성으로 이루어져 있다. 그러나, 다른 예에서 액추에이터(216, 218)는 구동기(214)와 별개이고, 접착제 결합, 기계적 체결 및/또는 등등과 같은 다양한 체결 기술에 의해 부착될 수 있음을 이해하여야 한다.

병진 액추에이터(216)는 회전 액추에이터(218)에 대해 근위 방향에 배치되고 일반적으로 병진 어셈블리(250)의 다양한 컴포넌트와 맞물리도록 구성된다. 본 예에서, 병진 액추에이터(216)는 평 기어로 도시되어 있다. 그러나, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 대안적인 액추에이터가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 액추에이터(218)는 구동기(214)의 근위 단부에서 병진 액추에이터(216)에 대해 원위 방향에 위치한다. 회전 액추에이터(218)는 일반적으로 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 회전 어셈블리(220)의 다양한 컴포넌트와 결합하도록 구성된다. 본 예에서, 회전 액추에이터(218)는 평 기어로 도시되고, 병진 액추에이터(216)의 피치 직경에 비해 더 큰 피치 직경을 형성한다. 병진 액추에이터(216) 및 병진 액추에이터(216)의 상이한 피치 직경은 회전 어셈블리(220) 및/또는 병진 어셈블리(250)에 상이한 동력 출력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 예에서 회전 액추에이터(218)의 상대적으로 큰 피치 직경은 더 적은 동력을 제공하지만 더 빠른 속도를 제공한다. 유사하게, 병진 액추에이터(216)의 상대적으로 작은 피치 직경은 속도는 낮지만 더 많은 동력을 제공한다. 그러나, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 대안적인 액추에이터가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 어셈블리(220)는 도 9에 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 회전 어셈블리(220)는 쐐기형 액추에이터(224) 및 커터 구동기(230)를 포함한다. 쐐기형 액추에이터(224)는 일반적으로 구동기(214)로부터 커터 구동기(230)로 회전을 제공하여 궁극적으로 커터(30)를 회전시키도록 구성된다. 본 예에서, 쐐기형 액추에이터(224)는 회전 액추에이터(218)와 직접 맞물리는 평 기어로 도시된다. 쐐기형 액추에이터(224)가 본 예에서 회전 액추에이터(218)와 직접 맞물리지만, 다른 예에서 회전 어셈블리(220)는 위에서 설명된 중간 액추에이터(122)와 유사한 하나 이상의 중간 액추에이터 또는 기어를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.

쐐기형 액추에이터(224)는 이를 통해 연장하는 보어(226)를 추가로 형성한다. 보어(226)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(224)가 일반적으로 커터(30)와 동축이 될 수 있도록 커터 구동기(230)와 커터(30)의 조합을 수용할 수 있는 크기로 설정된다. 보어(226)는 또한 쐐기형 액추에이터(224)의 회전을 커터 구동기(30)로 전달하는 한편, 또한 쐐기형 액추에이터(224)에 대한 커터 구동기(30)의 적어도 일부 병진을 허용하도록 추가로 구성된다. 쐐기형 액추에이터(224)의 회전을 커터 구동기(230)로 전달하는 동시에 쐐기형 액추에이터(224)에 대한 커터 구동기(230)의 병진을 허용하기 위해, 쐐기형 액추에이터(224)는 일반적으로 커터 구동기(230)와 회전 가능하게 맞물리도록 "쐐기형"된다.

용어 "쐐기형"은 일부는 특정 구조를 전달하는 것으로 이해할 수 있지만, 이러한 제한을 의도하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 예에서, 보어(226)는 쐐기형 액추에이터(224)를 "쐐기형"하기 위해 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 그러나, 다른 예에서 다양한 대안적인 형상 및 구성이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 보어(226)는 정사각형, 삼각형, 타원형, 팔각형, 또는 다른 적절한 단면 형상을 형성할 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서 보어(226)는 커터 구동기(230) 내에 포함된 정합 채널에 대응하도록 쐐기형 액추에이터(224) 내에 포함된 추가적인 정사각형 또는 직사각형 쐐기를 갖는 원통형 형상일 수 있다. 물론, 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같은 다양한 다른 "쐐기형" 구성이 사용될 수 있다.

커터 구동기(230)는 도 9에서 가장 잘 도시되어 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(230)는 회전 어셈블리(220) 및 병진 어셈블리(250) 모두와 맞물려 생검 절차 동안 커터(30)를 조작한다. 커터 구동기(230)는 일반적으로 커터(30)에 오버몰딩되거나 다른 방식으로 고정식으로 고정된다. 회전 어셈블리(220)와 맞물리도록, 커터 구동기(230)는 회전 부분(232)을 포함한다. 회전 부분(232)은 쐐기형 액추에이터(224)에서 보어(226)의 육각형 형상에 대응하는 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 회전 부분(232)은 일반적으로 커터(30)의 병진 범위에 대응하는 길이로 연장된다. 일부 예에서, 이 운동 범위는 일반적으로 측방향 개구(24)의 길이에 대응하지만, 다른 적절한 운동 범위가 사용될 수 있다.

아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(230)는 또한 병진 어셈블리(250)의 적어도 일부와 맞물리도록 구성된다. 이러한 맞물림을 허용하기 위해, 커터 구동기(230)는 회전 부분(232)의 원위 방향에 배치된 병진 부분(234)을 포함한다. 병진 부분(234)은 2개의 정지부(238) 사이에 배치된 원통형 수용기(236)를 포함한다. 원통형 수용기(236)는 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 병진 어셈블리(250)의 일부를 수용하도록 구성된 대체로 원통형 형상을 형성한다. 본 예에서, 각 정지부(238)는 원통형 수용기(236)의 각 측면에서 원통형 수용기(236)로부터 외향 연장되는 플랜지로서 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 양쪽 정지부(238)의 조합은 일반적으로 병진 어셈블리(250)의 적어도 일부가 커터 구동기(230)를 통해 커터(30)를 병진시킬 수 있도록 구성된다.

도 9 내지 도 12는 병진 어셈블리(250)를 보다 상세히 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 병진 어셈블리(250)는 일반적으로 병진기(252), 커플러(260) 및 트래블러(270)를 포함하는 횡방향 스풀 시스템으로서 구성된다. 본 예의 병진기(252)는 자체 반전 나사로 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 병진기(252)는 일반적으로 병진 어셈블리(250)의 다양한 컴포넌트를 통한 병진 액추에이터(216)의 회전에 응답하여 커터(30)를 병진시키도록 구성된다. 자체 반전 나사로서의 본 구성에서, 병진기(252)는 트래블러(270)가 나사부와 맞물려 원위 방향으로 병진한 다음 병진기(252)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하는 동안 근위 방향 병진으로 전환할 수 있도록 나사부가 형성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 이러한 트래블러(270)의 이동은 커터(30)로 쉽게 전달되어 커터(30)의 병진을 초래한다.

도 10에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 병진기(252)는 그 안에 복수의 나사부(254)를 형성한다. 나사부(254)는 대칭성 교차 패턴으로 배열되어 병진기(252)의 표면을 따라 2개의 서로 맞물린 구동 경로를 제공한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 나사부(254)는 병진기(252)의 회전을 통해 트래블러(270)를 근위 방향 및 원위 방향으로 이동시키기 위해 트래블러(270)의 일부를 수용하도록 구성된다. 또한, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 나사부(254)는 일반적으로 병진기(252)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하는 동안 트래블러(270)가 병진기(252)의 근위 및 원위 단부에 도달할 때 트래블러(270)의 병진 방향을 자동으로 전환하도록 구성된다.

도 9로 돌아가서, 병진기(252)는 회전 부재(280) 및 중간 액추에이터(288)에 의해 입력 어셈블리(210)에 결합된다. 회전 부재(280)는 샤프트(282) 및 샤프트(282)에 고정식으로 고정된 기어(284)를 포함한다. 샤프트(282)는 일반적으로 중실체이고 병진기(252)의 보어 내에 수용되도록 구성된다. 본 예에서, 샤프트(282)는 샤프트(282)의 회전이 병진기(252)의 대응하는 회전을 초래하도록 병진기(252)에 고정식으로 고정된다. 병진기(252)에 대한 샤프트(282)의 고정은 압축 끼워맞춤, 접착제 결합 및/또는 등등과 같은 다양한 적절한 방법에 의해 달성될 수 있음을 이해하여야 한다. 추가로 또는 대안적으로, 샤프트(282)는 샤프트(282)와 병진기(252) 사이의 회전 미끄러짐을 방지하기 위해 쐐기형될 수 있다.

회전 부재(280)의 기어(284)는 샤프트(282)의 근위 단부에 고정식으로 고정된다. 따라서, 기어(284)의 회전은 샤프트(282)의 대응하는 회전을 초래한다는 것을 이해하여야 한다. 본 예의 기어(284)는 평 기어로 구성되지만, 다양한 대안적인 구성이 사용될 수 있다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 기어(284)는 입력 어셈블리(210)로부터 병진기(252)로 회전을 전달하기 위해 중간 액추에이터(286)와 맞물리도록 구성된다.

중간 액추에이터(286)는 근위 기어(288) 및 원위 기어(290)를 포함한다. 두 기어(288, 290)는 본 예에서 평 기어로 구성되지만, 다양한 대체 구성이 사용될 수 있다. 근위 기어(288)는 일반적으로 입력 어셈블리(210)의 병진 액추에이터(216)와 맞물리도록 구성되는 반면, 원위 기어(290)는 일반적으로 회전 부재(280)의 기어(284)와 맞물리도록 구성된다. 병진기(252)의 회전에 대한 원하는 기어비를 얻기 위해, 근위 기어(288)는 일반적으로 원위 기어(290)의 피치 직경에 비해 더 큰 피치 직경을 갖는다. 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 구성은 일반적으로 병진기(252)가 상대적으로 느린 속도(쐐기형 액추에이터(224)에 비해)로, 그러나, 상대적으로 높은 출력으로 회전하게 한다.

커플러(260)는 도 11 내지 도 12에 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 커플러(260)는 반원통형 본체(262) 및 반원통형 본체(262)로부터 하향 연장되는 수용 보어(268)를 포함한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 커플러(260)는 일반적으로 커플러(260)가 트래블러(270)를 통해 병진기(252)에 의해 작동될 때, 커터 구동기(230)를 통해 커터(30)를 병진시키기 위해 커터 구동기(230)의 일부에 체결되도록 구성된다. 커플러(260)를 커터 구동기(230)에 체결할 수 있게 하기 위해, 반원통형 본체(262)는 일반적으로 커터 구동기(230)의 원통형 수용기(236)의 외경에 대응하는 반원통형 보어(264)를 형성한다. 반원통형 본체(262)는 반원통형 보어(264)에 인접하고 이와 연통하는 개방 부분(266)을 추가로 형성한다. 알 수 있는 바와 같이, 반원통형 보어(264)와 개방 부분(266)의 조합은 반원통형 본체(262)를 반원통형 형상보다 더 크게 만든다. 반원통형 본체(262)의 이러한 추가적인 원통형 연장은 개방 부분(266)에 인접한 반원통형 본체(262)의 부분이 커터 구동기(230)를 파지하도록 허용하여 스냅 끼워맞춤 구성을 제공한다.

커플러(260)의 수용 보어(268)는 반원통형 본체(262)를 통해 하향 및 측방향으로 연장된다. 수용 보어(268)는 일반적으로 커플러(260)를 통해 커터 구동기(230)에 대한 트래블러(270)의 결합을 허용하기 위해 트래블러(270)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 본 예에서, 원통형 스페이서(267)가 포함되며 이는 스페이서(267)가 수용 보어(268)의 적어도 일부를 형성하도록 반원통형 본체(262)로부터 멀리 연장된다. 스페이서(267)는 일반적으로 정렬 목적을 위해 수용 보어의 단부(268)와 반원통형 본체(262) 사이에 적어도 약간의 추가적인 셋오프 거리를 제공하도록 구성된다. 따라서, 일부 예에서 스페이서(267)는 본 명세서의 교시를 고려하여 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 컴포넌트의 배치에 따라 다양한 길이를 가질 수 있음을 이해하여야 한다.

트래블러(270)는 일반적으로 병진기(252)가 커플러(260)를 조작할 수 있도록 병진기(252)를 커플러(260)에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 도 9 및 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 트래블러(270)는 한 방향으로 연장되는 원통형 돌출부(274)와 반대 방향으로 연장되는 맞물림 치형부(276)를 갖는 원통형 베이스(272)를 포함한다. 원통형 돌출부(274)는 일반적으로 커플러(260)의 수용 보어(268) 내에 수용되도록 구성된다. 이하에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 수용 보어(268)는 일반적으로 원통형 돌출부(274)가 내부에 수용될 때 수용 보어(268)에 의해 형성된 축에 대해 원통형 돌출부(274)의 측방향 이동을 제한하도록 구성된다. 그러나, 일부 예에서, 수용 보어(268)는 원통형 돌출부(274)의 적어도 일부 회전 이동을 허용하여 병진기(252)와 트래블러(270)의 정렬을 개선시킬 수 있음을 이해하여야 한다.

도 12에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 맞물림 치형부(276)가 원통형 베이스(272)로부터 연장되어 일반적으로 다이아몬드형 단면을 형성한다. 이 다이아몬드 형상은 일반적으로 맞물림 치형부(276)가 병진기(252)의 나사부(254) 내에 탑승할 수 있도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 맞물림 치형부(276)의 특정 부분은 나사부(254)와 결합하여 병진기(252)에 대한 트래블러(270)의 병진을 용이하게 하도록 구성된다. 맞물림 치형부(276)는 만곡 단부(278)를 추가로 형성한다. 만곡 단부(278)의 형상은 일반적으로 병진기(252)의 짧은 직경(예를 들어, 나사부(254)의 낮은 지점에서의 직경)과 거의 동일한 직경을 갖는 반원통형이다. 이 형상은 일반적으로 병진기(252)의 나사부(254) 내에 맞물림 치형부(276)가 탑승할 때 병진기(252)의 회전을 촉진하도록 구성된다.

도 13a 내지 도 14f는 커터(30)를 회전 및 병진시키기 위한 커터 구동 메커니즘(200)의 예시적인 사용을 도시하고 있다. 도 13a에 도시되어 있는 바와 같이, 커터 구동 메커니즘(200)은 초기 위치에서 시작된다. 초기 위치에서, 커터(30)는 측방향 개구(24)의 근위 단부에 대해 퇴피된다. 이 위치를 달성하기 위해, 병진 액추에이터(216)가 회전되어 병진 어셈블리(250)의 병진기(252)가 또한 회전한다. 한편, 트래블러(270)의 맞물림 치형부(276)는 병진기(252)의 나사부(254) 내에 탑승한다. 이는 도 13a에 도시되어 있는 위치에 근위 방향으로 맞물림 치형부(276)를 구동한다. 이는 차례로 커플러(260) 및 트래블러(270)를 통해 커터 구동기(230)를 근위 방향으로 당기고, 그 결과 커터(30)가 도 13a에 도시되어 있는 근위 위치로 근위 방향으로 당겨진다. 병진기(252)는 일반적으로 임의의 방향(예를 들어, 반시계 방향, 시계 방향)으로 회전되어 여기에 설명된 커터(30) 작동 시퀀스를 통해 맞물림 치형부(276)를 구동할 수 있음을 이해하여야 한다. 그러나, 처음에 맞물림 치형부(276)를 도 13a에 도시되어 있는 근위 위치에 위치시키기 위해, (예를 들어, 맞물림 치형부(276)가 처음에 병진기(252)의 길이를 따라 중간 위치에 위치된 경우) 특정 방향으로 병진기(252)를 회전시키는 것이 필요할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이는 병진기(252)의 나사부(254)가 2개의 서로 다른 구동 경로를 제공하고, 맞물림 치형부(276)가 나사부(254)의 특정 구동 경로로 배향되고 나면, 특정 방향으로 맞물림 치형부(276)의 병진을 생성하기 위해 특정 방향으로의 병진기(252)의 회전이 필요할 수 있기 때문이다.

커터(30)를 원위 방향으로 전진시키기 위해, 도 13b에 도시되어 있는 바와 같이, 입력 어셈블리(210)는 병진 액추에이터(216) 및 회전 액추에이터(218) 모두를 회전시키기 위해 회전한다. 병진 액추에이터(216)의 회전은 회전 부재(280) 및 중간 액추에이터(286)를 통해 병진기(252)의 회전을 유발한다. 병진기(252)의 회전은 나사부(254)와 맞물림 치형부(276) 사이의 맞물림을 통해 트래블러(270)를 원위 방향으로 병진시킨다. 트래블러(270)의 원위 방향 병진은 차례로 커터 구동기(230)와 커터(30)를 병진시키는 커플러(260)를 병진시킨다. 병진기(252)가 현재 사용에서 반시계 방향(도 13b에 도시되어 있는 병진기(252)의 원위면에 대해)으로 회전되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 사용에서는 병진기(252)는 반대의 시계 방향으로 회전할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 나사부(254)는 단일 방향으로 계속적으로 회전하면서 병진기(252)가 트래블러(270)를 근위 방향 및 원위 방향으로 구동할 수 있도록 하는 2개의 대칭성 구동 경로로 구성된다. 이 구성의 결과로, 병진기(252)는 어느 회전 방향으로든 작동할 수 있다. 그러나, 트래블러(270)의 맞물림 치형부(276)가 나사부(254)의 특정 구동 경로와 맞물리고 나면, 병진기(252)의 회전의 반전은 트래블러(270)의 병진 방향의 반전을 초래할 것임을 이해하여야 한다.

병진 액추에이터(216)가 회전하면, 회전 액추에이터(218)도 회전한다. 회전 액추에이터(218)가 쐐기형 액추에이터(224)와 직접 맞물리므로, 이는 쐐기형 액추에이터(224)의 직접 회전을 초래한다. 따라서, 쐐기형 액추에이터(224)는 회전 액추에이터(218)가 회전함에 따라 회전한다. 쐐기형 액추에이터(224)와 커터 구동기(230) 사이의 쐐기 관계는 커터 구동기(230)가 병진 어셈블리(250)에 의해 병진되는 경우에도 커터 구동기(230)의 회전을 초래한다. 그 후, 커터(30)는 쐐기형 액추에이터(224)에 의해 커터 구동기(230)의 회전을 통해 회전한다.

회전 어셈블리(220) 및 병진 어셈블리(250)는 커터(30)가 도 13c에 도시되어 있는 위치에 도달할 때까지 동시적으로 커터(30) 회전 및 병진을 계속 구동한다. 현재 사용에서, 커터(30)의 이러한 원위 방향 병진은 측방향 개구(24)에 수용된 조직이 커터(30)를 사용하여 절단되는 절단 스트로크에 대응한다.

절단 스트로크가 완료되면 입력 어셈블리(210)가 중지되어 커터(30)의 회전 및 병진을 중지시킬 수 있다. 이러한 중지는 단지 일시적일 수 있다. 대안적으로, 입력 어셈블리(210)는 도 13c에 도시되어 있는 원위 위치에 도달하고 나서 계속 회전할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 커터(30)가 도 13c에 도시되어 있는 원위 위치에 도달한 후에, 커터(30)를 도 13a에 도시되어 있는 근위 위치로 퇴피시켜 측방향 개구(24) 내에 다른 조직 샘플의 수용을 준비하는 것이 바람직할 수 있다.

커터(30)를 퇴피시키기 위해, 트래블러(270)의 병진 방향이 반전되어야 한다. 트래블러(270)의 병진 방향의 반전 시퀀스가 도 14a 내지 도 14f에 도시되어 있다. 특히, 도 14a 및 도 14b는 맞물림 치형부(276)가 반전 지점에 접근함에 따라 맞물림 치형부(276)의 진행을 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 맞물림 치형부(276)는 일반적으로 나사부(254)의 원위면을 따라 미끄러짐으로써 병진된다. 나사부(254)에 대한 맞물림 치형부(276)의 받음각은 나사부(254)에 의해 형성된 이중 구동 경로를 수용하기 위해 존재하는 나사부(254)의 간극 사이에서 병진기(252)가 맞물림 치형부(276)를 통과할 수 있게 한다.

맞물림 치형부(276)는 맞물림 치형부(276)가 도 14c 및 도 14d에 도시되어 있는 전이점에 도달할 때까지 나사부(254)의 원위면을 따라 계속 활주된다. 알 수 있는 바와 같이, 전이점에서, 맞물림 치형부(276)는 나사부(254)의 원위면에서 활주하는 것으로부터 나사부(254)의 근위면에서 활주하는 것으로 전이한다. 나사부(254)의 근위면 상에 이르고 나면, 맞물림 치형부(276)는 원위 방향 대신 근위 방향으로 병진하기 시작한다. 비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서 맞물림 치형부(276)는 또한 맞물림 치형부(276)의 받음각이 나사부(254)의 근위면의 각도와 일치되도록 커플러(260)의 반원통형 보어(264)의 축에 대해 약간 회전할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 맞물림 치형부(276)가 전이점을 지나고 나면, 나사부(254)의 근위면은 근위 방향으로 맞물림 치형부(276)를 밀고, 맞물림 치형부(276)는 도 14e 및 도 14f에 도시되어 있는 바와 같이 나사부(254)의 각 간극 사이를 통과한다. 그 후, 맞물림 치형부(276)(및 커플러(260) 및 트래블러(270)를 통한 커터(30))의 근위 방향 병진은 커터(30)가 도 13a에 도시되어 있는 근위 위치로 복귀될 때까지 계속될 수 있다.

맞물림 치형부(276)의 전이점이 커터(30)의 원위 위치와 관련하여 여기에 설명되어 있지만, 커터(30)의 근위 위치와 관련하여 실질적으로 동일한 전이가 발생할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 커터(30)가 근위 위치에 도달하면, 커터(30)의 병진 방향이 자동으로 전이되어 절단 사이클을 재시작한다. 위에서 설명한 절단 사이클은 그 후 입력 어셈블리(210)의 회전 방향을 반전시키지 않고 무한히 반복될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 케이블(14)에 불필요한 토크를 인가하는 것을 피하기 위해 특정 상황에서 입력 어셈블리(210)의 반전이 없는 커터(30)의 병진이 바람직할 수 있다.

IV. 토글 기어를 갖는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘

도 15 내지 도 17은 커터(30)의 회전 및 병진을 구동하기 위해 생검 디바이스(10)의 본체(12)에 쉽게 통합될 수 있는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘(300)을 도시하고 있다. 커터 구동 메커니즘(300)은 일반적으로 단일 회전 방향으로 케이블(14)로부터의 회전 입력을 사용하여 미리 결정된 이동 패턴을 통해 커터(30)를 동시에 회전 및 병진시키도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터(30)의 미리 결정된 이동 패턴은 일반적으로 커터(30)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하면서, 커터(30)가 또한 먼저 원위 방향으로, 그리고, 그후 근위 방향으로 병진하는 것을 수반한다. 따라서, 이러한 구성의 결과로, 원위 방향 병진으로부터 근위 방향 병진으로 커터(30)를 병진시키기 위해 케이블(14)의 회전 입력을 반전시킬 필요가 없음을 이해하여야 한다.

커터 구동 메커니즘(300)은 입력 어셈블리(310), 회전 어셈블리(320) 및 병진 어셈블리(350)를 포함한다. 도 15에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 입력 어셈블리(310)는 일반적으로 회전 어셈블리(320) 및 병진 어셈블리(350) 모두에 기계적 동력을 제공하기 위해 케이블(14)에 결합되도록 구성된다. 비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서, 입력 어셈블리(310)는 케이블(14)이 입력 어셈블리(310)에 선택적으로 결합되도록 구성된 위에서 설명된 회전 커플러(112)와 유사한 회전 커플러를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 회전 커플러(112)와 마찬가지로, 적절한 회전 커플러는 케이블(14)의 선택적 결합을 지원하는 다양한 특징을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 단지 예로서, 적절한 특징은 기어, 베어링, 체결구 및/또는 등등을 포함할 수 있다.

본 예에서, 케이블(14)은 입력 어셈블리(310)에 영구적으로 부착되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 대신, 케이블(14)은 생검 디바이스(10)가 이용되지 않을 때 입력 어셈블리(310)로부터 선택적으로 분리될 수 있다. 일부 상황에서, 이 특징은 생검 디바이스(10)의 유연성, 사용 용이성 및 보관 용이성을 촉진하는 데 바람직하다. 따라서, 이 특징은 단지 선택적이며 일부 예에서 케이블(14)이 인덱싱 어셈블리(310)에 영구적으로 결합된다는 것을 이해하여야 한다.

입력 어셈블리(310)는 케이블(14)로부터 원위 방향으로 연장되는 구동기(314)를 더 포함한다. 구동기(314)는 일반적으로 케이블(14)의 회전 운동을 입력 어셈블리(310)의 다양한 컴포넌트로 전달하도록 구성되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다. 구동기(314)는 구동기(314)에 의해 회전되는 회전 액추에이터(318)에 고정된다. 본 예에서, 회전 액추에이터(318)는 회전 액추에이터(318)가 구동기(314)와 함께 회전하도록 구동기(314)에 고정식으로 고정된다. 그러나, 다른 예에서 회전 액추에이터(318)는 구동기(314)와 별개이고, 접착제 결합, 기계적 체결 및/또는 등등과 같은 다양한 체결 기술에 의해 부착될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 액추에이터(318)는 구동기(314)의 원위 단부에서 케이블(14)에 대해 원위 방향으로 위치된다. 회전 액추에이터(318)는 일반적으로 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이 회전 어셈블리(320)의 다양한 컴포넌트와 결합하도록 구성된다. 본 예에서, 회전 액추에이터(318)는 평 기어로 도시되어 있다. 그러나, 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해할 수 있는 바와 같이 다양한 대안적인 액추에이터가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

회전 어셈블리(320)는 도 16에 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 회전 어셈블리(320)는 쐐기형 액추에이터(324), 기어 박스 어셈블리(360) 및 커터 구동기(330)를 포함한다. 쐐기형 액추에이터(324)는 일반적으로 구동기(314)로부터 커터 구동기(330)로 회전을 제공하여 궁극적으로 커터(30)를 회전시키도록 구성된다. 본 예에서, 쐐기형 액추에이터(324)는 회전 액추에이터(318)와 간접적으로 맞물리는 평 기어로 도시된다. 쐐기형 액추에이터(324)가 본 예에서 기어 박스 어셈블리(360)와 직접 맞물리지만, 다른 예에서 회전 어셈블리(320)는 쐐기형 액추에이터(324)와 기어 박스 어셈블리(360) 사이에 배치된 위에서 설명된 중간 액추에이터(122)와 유사한 하나 이상의 중간 액추에이터 또는 기어를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.

쐐기형 액추에이터(324)는 이를 통해 연장하는 보어(326)를 추가로 형성한다. 보어(326)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(324)가 일반적으로 커터(30)와 동축이 될 수 있도록 커터 구동기(330)와 커터(30)의 조합을 수용할 수 있는 크기로 설정된다. 보어(326)는 또한 쐐기형 액추에이터(324)의 회전을 커터 구동기(30)로 전달하는 한편, 또한 쐐기형 액추에이터(324)에 대한 커터 구동기(30)의 적어도 일부 병진을 허용하도록 추가로 구성된다. 쐐기형 액추에이터(324)의 회전을 커터 구동기(330)로 전달하는 동시에 쐐기형 액추에이터(324)에 대한 커터 구동기(330)의 병진을 허용하기 위해, 쐐기형 액추에이터(324)는 일반적으로 커터 구동기(330)와 회전 가능하게 맞물리도록 "쐐기형"된다.

용어 "쐐기형"은 일부는 특정 구조를 전달하는 것으로 이해할 수 있지만, 이러한 제한을 의도하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 예에서, 보어(326)는 쐐기형 액추에이터(324)를 "쐐기형"하기 위해 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 그러나, 다른 예에서 다양한 대안적인 형상 및 구성이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 보어(326)는 정사각형, 삼각형, 타원형, 팔각형, 또는 다른 적절한 단면 형상을 형성할 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서 보어(326)는 커터 구동기(330) 내에 포함된 정합 채널에 대응하도록 쐐기형 액추에이터(324) 내에 포함된 추가적인 정사각형 또는 직사각형 쐐기를 갖는 원통형 형상일 수 있다. 물론, 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같은 다양한 다른 "쐐기형" 구성이 사용될 수 있다.

커터 구동기(330)는 도 16에서 가장 잘 도시되어 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(330)는 회전 어셈블리(320) 및 병진 어셈블리(350) 모두와 맞물려 생검 절차 동안 커터(30)를 조작한다. 커터 구동기(330)는 일반적으로 커터(30)에 오버몰딩되거나 다른 방식으로 고정식으로 고정된다. 회전 어셈블리(320)와 맞물리도록, 커터 구동기(330)는 회전 부분(332)을 포함한다. 회전 부분(332)은 쐐기형 액추에이터(324)에서 보어(326)의 육각형 형상에 대응하는 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 회전 부분(332)은 일반적으로 커터(30)의 병진 범위에 대응하는 길이로 연장된다. 일부 예에서, 이 운동 범위는 일반적으로 측방향 개구(24)의 길이에 대응하지만, 다른 적절한 운동 범위가 사용될 수 있다.

아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(330)는 또한 병진 어셈블리(350)의 적어도 일부와 맞물리도록 구성된다. 이러한 맞물림을 허용하기 위해, 커터 구동기(330)는 회전 부분(332)의 원위 방향에 배치된 병진 부분(334)을 포함한다. 병진 부분(334)은 제로 피치 영역(338)의 근위 방향에 배치된 나사부(336)를 포함한다. 나사부(336)는 일반적으로 아래에 설명된 바와 같이 병진 어셈블리(350)의 대응하는 컴포넌트와 맞물리도록 구성된다. 일부 예에서, 제로 피치 영역(338)은 커터(30)의 대응하는 병진 없이 커터(30)의 적어도 일부 회전을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

도 16은 병진 어셈블리(350)를 보다 상세히 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 병진 어셈블리(350)는 일반적으로 토글 기어 시스템으로 구성되고, 커터 구동기(330)의 나사부(336)와 맞물리도록 구성된 병진기(352)를 포함한다. 본 예의 병진기(352)는 일반적으로 너트로 구성된다. 예를 들어, 병진기(352)는 정사각형 형상의 파지 부분(354)과 내부 나사부(358)를 갖는 세장형 원통형 수용기(356)를 포함한다. 파지 부분(354)은 본체(12)의 일부에 수용되도록 구성된다. 파지 부분(354)의 정사각형 형상은 본체(12)가 커터(30) 및 커터 구동기(330)에 대해 고정된 위치에 병진기(352)를 유지하도록 허용한다. 수용기(356)는 내부에 동축으로 커터 구동기(330)를 수용하도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 수용기(356) 내에 커터 구동기(330)를 수용하는 것은 수용기(356)의 내부 나사부(358)가 커터 구동기(330)의 나사부(336)와 맞물려 커터 구동기(330)의 회전에 응답하여 커터 구동기(330)를 병진시킬 수 있게 한다.

기어 박스 어셈블리(360)는 도 16 및 도 17에서 볼 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 기어 박스 어셈블리(360)는 외부 하우징(362) 및 외부 하우징(362)의 중공 내부(364) 내에 수용된 복수의 기어(368, 370, 372)를 포함한다. 외부 하우징(362)은 일반적으로 삼각형 형상을 형성한다. 외부 하우징(362)의 삼각형 형상의 정점에서, 수용 보어(366)는 외부 하우징(362)을 통해 연장된다. 수용 보어(366)는 일반적으로 외부 하우징(352) 내에 쐐기형 액추에이터(324)를 유지하기 위해 쐐기형 액추에이터(324)의 적어도 일부를 수용할 수 있는 크기를 갖는다. 수용 보어(366)는 커터 구동기(330)와 커터(30)의 조합이 외부 하우징(362)을 통과할 수 있도록 추가로 크기가 지정된다.

3개의 기어(368, 370, 372)가 외부 하우징(352) 내에 배치된다. 특히, 기어(368, 370, 372)는 제1 단계 회전 기어(368), 제2 단계 회전 기어(370) 및 반전 기어(372)를 포함한다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 각각의 회전 기어(368, 370)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(324)의 회전 방향을 선택적으로 제어하기 위해 생검 절차 동안 상이한 단계들에서 쐐기형 액추에이터(324)와 맞물리도록 구성된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 쐐기형 액추에이터(324)의 회전 방향에 대한 이러한 선택적 제어는 커터(30)의 병진 방향을 전환하는 데 바람직할 수 있다.

제1 단계 회전 기어(368)는 평 기어로서 구성되며, 이는 제2 단계 회전 기어(370)와 독립적으로 회전 액추에이터(318) 및 쐐기형 액추에이터(324)와 맞물리도록 구성된다. 제2 단계 회전 기어(368)는 쐐기형 액추에이터(324)와 맞물리도록 구성된 평 기어로서 유사하게 구성된다. 그러나, 제1 단계 회전 기어(368)와 달리 제2 단계 회전 기어(370)는 반전 기어(372)와 맞물리도록 구성된다. 반전 기어(372)는 그 후 회전 액추에이터(318)와 맞물린다. 이 구성은 제1 단계 회전 기어(368)와 제2 단계 회전 기어(370)가 모두 회전 액추에이터(318)에 의해 구동되고, 회전 액추에이터(318)가 단일 방향으로 회전하는 경우에도 제2 단계 회전 기어(370)가 제1 단계 회전 기어(368)에 대해 상이한 회전 방향으로 회전하는 것을 허용한다는 것을 이해하여야 한다.

도 18a 및 도 18b는 케이블(14)이 단일 방향으로 회전 입력을 제공할 때에도 2개의 방향으로의 커터(30)의 병진을 제공하기 위한 커터 구동 메커니즘(300)의 예시적인 사용을 도시하고 있다. 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 회전 액추에이터(318)의 회전은 반시계 방향(지면 내로의 원위 방향)이다. 이 회전 방향은 일 예일 뿐이며, 회전 액추에이터(318)가 반대의 시계 방향으로 회전할 때 커터 구동 메커니즘(300)가 유사한 방식으로 작동한다는 것을 이해하여야 한다. 회전 액추에이터(318)에 대한 특정 회전 방향에 관계없이, 기어 박스 어셈블리(360)는 초기에, 회전 액추에이터(318)가 초기에 반전 기어(372)와 맞물리는 제2 단계에 있다. 이는 회전 액추에이터(318)에 대해 반대 방향(예를 들어, 시계 방향)의 반전 기어(372)의 회전을 유발한다. 반전 기어(372)는 또한 제2 단계 회전 기어(370)와 맞물린다. 반전 기어(372)와 제2 단계 회전 기어(370) 사이의 맞물림은 제2 단계 회전 기어(370)가 반전 기어(372)의 회전 방향에 대해 반대 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 회전하게 한다. 제2 단계 회전 기어(370)는 또한 쐐기형 액추에이터(324)와 맞물린다. 제2 단계 회전 기어(370)와 쐐기형 액추에이터(324) 사이의 맞물림은 쐐기형 액추에이터(324)가 제2 단계 회전 기어(370)의 회전 방향에 대해 반대 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전하게 한다.

쐐기형 액추에이터(324)의 회전은 커터 구동기(330)와 커터(30)의 회전을 유발한다. 동시에, 병진기(352)의 내부 나사부(358)와 커터 구동기(330)의 나사부(336) 사이의 맞물림으로 인해 커터(30)는 나사부(336, 358)의 특정 배향에 따라 근위 또는 원위 방향으로 병진한다. 일부 사용에서, 도 18a에 도시되어 있는 기어 박스 어셈블리(360)의 제2 단계 위치는 측방향 개구(24)에 대해 원위 방향으로 병진되는 커터(30)에 대응할 수 있다. 물론, 다른 사용에서, 예를 들어 회전 액추에이터(318)가 반대 방향으로 회전하는 경우, 제2 단계 위치는 커터가 근위 방향으로 병진되는 것에 대응할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

생검 절차 중 다양한 단계에서, 커터(30)의 병진 방향을 반전시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 커터(30)가 측방향 개구(24)에 대해 원위 위치로 병진된 후, 커터(30)를 측방향 개구(24)에 대해 근위 위치로 복귀시키기 위해 커터(30)의 병진을 반전시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 이 시퀀스는 커터(30)가 다른 조직 샘플의 수집을 위해 측방향 개구(24)를 개방하는 것을 허용할 수 있다. 커터(30) 병진을 반전시키는 특정 이유에 관계없이, 병진 방향은 도 18b에 도시되어 있는 바와 같이 기어 박스 어셈블리(360)의 외부 하우징(362)을 제1 단계 위치로 피봇시킴으로써 반전될 수 있다. 이 위치에서, 제2 단계 회전 기어(370) 및 반전 기어(372)는 반전 기어(372)가 더 이상 회전 액추에이터(318)와 맞물리지 않도록 회전 액추에이터(318)로부터 떨어져 이동되었다. 대신, 이제 제1 단계 회전 기어(368)가 이제 회전 액추에이터(318)와 맞물린다. 이는 제1 단계 회전 기어(368)의 회전이 회전 액추에이터(318)의 회전 방향에 대해 반대 방향(예를 들어, 시계 방향)으로 회전하게 한다.

제1 단계 회전 기어(368)는 또한 쐐기형 액추에이터(324)와 맞물린다. 이는 제1 단계 회전 기어(368)가 제1 단계 회전 기어(368)의 회전 방향에 대해 반대 방향(예를 들어, 반시계 방향)으로 쐐기형 액추에이터(324)를 회전시키게 한다. 따라서, 회전 액추에이터(318)는 도 18a 및 제2 단계 위치에 대해 위에서 설명한 것과 동일한 방향으로 회전하더라도, 이제 쐐기형 액추에이터(324)는 반대 방향으로 회전한다. 쐐기형 액추에이터(324)의 반대 방향으로의 이러한 회전은 차례로 병진기(352)의 내부 나사부(358)와 커터 구동기(330)의 나사부(336) 사이의 맞물림으로 인해 커터(30)가 반대 방향으로 병진하게 한다.

V. 베벨 기어를 갖는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘

도 19 및 도 20은 커터(30)의 회전 및 병진을 구동하기 위해 생검 디바이스(10)의 본체(12)에 쉽게 통합될 수 있는 예시적인 대안적인 커터 구동 메커니즘(400)을 도시하고 있다. 커터 구동 메커니즘(400)은 일반적으로 단일 회전 방향으로 케이블(14)로부터의 회전 입력을 사용하여 미리 결정된 이동 패턴을 통해 커터(30)를 동시에 회전 및 병진시키도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터(30)의 미리 결정된 이동 패턴은 일반적으로 커터(30)가 단일 방향으로 계속적으로 회전하면서, 커터(30)가 또한 먼저 원위 방향으로, 그리고, 그후 근위 방향으로 병진하는 것을 수반한다. 따라서, 이러한 구성의 결과로, 원위 방향 병진으로부터 근위 방향 병진으로 커터(30)를 병진시키기 위해 케이블(14)의 회전 입력을 반전시킬 필요가 없음을 이해하여야 한다.

커터 구동 메커니즘(400)은 입력 어셈블리(410), 회전 어셈블리(420) 및 병진 어셈블리(450)를 포함한다. 도 20에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 입력 어셈블리(410)는 일반적으로 회전 어셈블리(420) 및 병진 어셈블리(450) 모두에 기계적 동력을 제공하기 위해 케이블(14)에 결합되도록 구성된다. 비록 도시되지 않았지만, 일부 예에서, 입력 어셈블리(410)는 케이블(14)이 입력 어셈블리(410)에 선택적으로 결합되도록 구성된 위에서 설명된 회전 커플러(112)와 유사한 회전 커플러를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 회전 커플러(112)와 마찬가지로, 적절한 회전 커플러는 케이블(14)의 선택적 결합을 지원하는 다양한 특징을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다. 단지 예로서, 적절한 특징은 기어, 베어링, 체결구 및/또는 등등을 포함할 수 있다.

본 예에서, 케이블(14)은 입력 어셈블리(410)에 영구적으로 부착되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 대신, 케이블(14)은 생검 디바이스(10)가 이용되지 않을 때 입력 어셈블리(410)로부터 선택적으로 분리될 수 있다. 일부 상황에서, 이 특징은 생검 디바이스(10)의 유연성, 사용 용이성 및 보관 용이성을 촉진하는 데 바람직하다. 따라서, 이 특징은 단지 선택적이며 일부 예에서 케이블(14)이 인덱싱 어셈블리(410)에 영구적으로 결합된다는 것을 이해하여야 한다.

입력 어셈블리(410)는 케이블(14)로부터 원위 방향으로 연장되는 구동기(414)를 더 포함한다. 구동기(414)는 일반적으로 케이블(14)의 회전 운동을 회전 어셈블리(420)의 다양한 컴포넌트로 전달하도록 구성되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다. 본 예의 구동기(414)는 회전 어셈블리(420)의 다양한 회전 컴포넌트를 수용하도록 구성된 세장형 샤프트를 포함한다. 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 구동기(414)는 또한 회전 어셈블리(420)의 적어도 일부 컴포넌트가 회전 어셈블리(420)로 회전 운동을 여전히 전달하면서 구동기(414)에 대해 활주 또는 병진할 수 있게 하도록 구성할 수 있다. 따라서, 도시되지는 않았지만, 일부 예에서 구동기(414)는 불규칙 형상, 키웨이, 쐐기 및/또는 등등과 같은 쐐기형 특징을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

회전 어셈블리(420)는 도 20에 가장 잘 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 회전 어셈블리(420)는 쐐기형 액추에이터(424), 반전 어셈블리(460) 및 커터 구동기(430)를 포함한다. 쐐기형 액추에이터(424)는 일반적으로 구동기(414)로부터 커터 구동기(430)로 회전을 제공하여 궁극적으로 커터(30)를 회전시키도록 구성된다. 본 예에서, 쐐기형 액추에이터(424)는 반전 어셈블리(460)의 일부와 맞물리는 베벨 기어로서 도시된다.

쐐기형 액추에이터(424)는 이를 통해 연장하는 보어(426)를 추가로 형성한다. 보어(426)는 일반적으로 쐐기형 액추에이터(424)가 일반적으로 커터(30)와 동축이 될 수 있도록 커터 구동기(430)와 커터(30)의 조합을 수용할 수 있는 크기로 설정된다. 보어(426)는 또한 쐐기형 액추에이터(424)의 회전을 커터 구동기(30)로 전달하는 한편, 또한 쐐기형 액추에이터(424)에 대한 커터 구동기(30)의 적어도 일부 병진을 허용하도록 추가로 구성된다. 쐐기형 액추에이터(424)의 회전을 커터 구동기(430)로 전달하는 동시에 쐐기형 액추에이터(424)에 대한 커터 구동기(430)의 병진을 허용하기 위해, 쐐기형 액추에이터(424)는 일반적으로 커터 구동기(430)와 회전 가능하게 맞물리도록 "쐐기형"이 된다.

용어 "쐐기형"은 일부는 특정 구조를 전달하는 것으로 이해할 수 있지만, 이러한 제한을 의도하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 예에서, 보어(426)는 쐐기형 액추에이터(424)를 "쐐기형"하기 위해 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 그러나, 다른 예에서 다양한 대안적인 형상 및 구성이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 예에서 보어(426)는 정사각형, 삼각형, 타원형, 팔각형, 또는 다른 적절한 단면 형상을 형성할 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서 보어(426)는 커터 구동기(430) 내에 포함된 정합 채널에 대응하도록 쐐기형 액추에이터(424) 내에 포함된 추가적인 정사각형 또는 직사각형 쐐기를 갖는 원통형 형상일 수 있다. 물론, 본 명세서의 교시를 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같은 다양한 다른 "쐐기형" 구성이 사용될 수 있다.

커터 구동기(430)는 도 20에 가장 잘 도시되어 있다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(430)는 회전 어셈블리(420) 및 병진 어셈블리(450) 모두와 맞물려 생검 절차 동안 커터(30)를 조작한다. 커터 구동기(430)는 일반적으로 커터(30)에 오버몰딩되거나 다른 방식으로 고정식으로 고정된다. 회전 어셈블리(420)와 맞물리도록, 커터 구동기(430)는 회전 부분(432)을 포함한다. 회전 부분(432)은 쐐기형 액추에이터(424)에서 보어(426)의 육각형 형상에 대응하는 일반적으로 육각형 단면 형상을 형성한다. 회전 부분(432)은 일반적으로 커터(30)의 병진 범위에 대응하는 길이로 연장된다. 일부 예에서, 이 운동 범위는 일반적으로 측방향 개구(24)의 길이에 대응하지만, 다른 적절한 운동 범위가 사용될 수 있다.

아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 커터 구동기(430)는 또한 병진 어셈블리(450)의 적어도 일부와 맞물리도록 구성된다. 이러한 맞물림을 허용하기 위해, 커터 구동기(430)는 회전 부분(432)의 원위 방향에 배치된 병진 부분(434)을 포함한다. 병진 부분(434)은 제로 피치 영역(438)의 근위 방향에 배치된 나사부(436)를 포함한다. 나사부(436)는 일반적으로 아래에 설명된 바와 같이 병진 어셈블리(450)의 대응하는 컴포넌트와 맞물리도록 구성된다. 일부 예에서, 제로 피치 영역(438)은 커터(30)의 대응하는 병진 없이 커터(30)의 적어도 일부 회전을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

도 20은 병진 어셈블리(450)를 보다 상세히 도시하고 있다. 알 수 있는 바와 같이, 병진 어셈블리(450)는 일반적으로 시프팅 베벨 기어 시스템으로 구성되고, 커터 구동기(430)의 나사부(436)와 맞물리도록 구성된 병진기(452)를 포함한다. 본 예의 병진기(452)는 일반적으로 너트로 구성된다. 예를 들어, 병진기(452)는 정사각형 형상의 파지 부분(454)과 내부 나사부(458)를 갖는 세장형 원통형 수용기(456)를 포함한다. 파지 부분(454)은 본체(12)의 일부에 수용되도록 구성된다. 파지 부분(454)의 정사각형 형상은 본체(12)가 커터(30) 및 커터 구동기(430)에 대해 고정된 위치에 병진기(452)를 유지하도록 허용한다. 수용기(456)는 내부에 동축으로 커터 구동기(430)를 수용하도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 수용기(456) 내에 커터 구동기(430)를 수용하는 것은 수용기(456)의 내부 나사부(458)가 커터 구동기(430)의 나사부(436)와 맞물려 커터 구동기(430)의 회전에 응답하여 커터 구동기(430)를 병진시킬 수 있게 한다.

반전 어셈블리(460)는 도 20에서 볼 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 반전 어셈블리(460)는 이중 베벨 기어(462), 원위 베벨 기어(468), 근위 베벨 기어(470) 및 병진 샤프트(472)를 포함한다. 이중 베벨 기어(462)는 쐐기형 액추에이터(424) 및 원위 베벨 기어(468) 또는 근위 베벨 기어(470)와 맞물려 입력 어셈블리(410)의 구동기(414)로부터 쐐기형 액추에이터(424)로 회전을 전달하도록 구성된다. 특히, 이중 베벨 기어(462)는 쐐기형 액추에이터(424)와 맞물리도록 구성된 상부 치형부(464)를 포함한다. 이중 베벨 기어(462)는 원위 베벨 기어(468) 또는 근위 베벨 기어(470)와 맞물리는 하부 치형부(466)를 더 포함한다.

원위 베벨 기어(468)와 근위 베벨 기어(470)는 모두 병진 샤프트(472) 상에 배치된다. 특히, 병진 샤프트(472)는 원위 플랜지(474)에 인접한 원위 단부에서 원위 베벨 기어(468)를 수용하도록 구성된다. 유사하게, 병진 샤프트(472)는 근위 플랜지(476)에 인접한 근위 단부에서 근위 베벨 기어(470)를 수용하도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 원위 플랜지(474) 및 근위 플랜지(476)는 각각 원위 베벨 기어(468) 및 근위 베벨 기어(470)를 이중 베벨 기어(462)와 맞물림 또는 맞물림 해제되게 조작하도록 구성된다.

병진 샤프트(472)는 입력 어셈블리(410)의 구동기(414)에 수용되도록 구성된다. 병진 샤프트(472)가 구동기(414)에 수용되면, 병진 샤프트(472)는 구동기(414)의 회전 운동을 원위 베벨 기어(468) 및 근위 베벨 기어(470)로 전달하도록 구성된다. 병진 샤프트(472)는 또한 회전 운동을 계속 전달하면서 구동기(414)에 대해 병진하도록 구성된다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 병진 샤프트(472)의 이러한 병진은 일반적으로 원위 베벨 기어(468) 및 근위 베벨 기어(470)를 이중 베벨 기어(462)와 맞물림 및 맞물림 해제되게 전이시키도록 구성된다.

도 21a 및 도 21b는 케이블(14)이 단일 방향으로 회전 입력을 제공할 때에도 2개의 방향으로의 커터(30)의 병진을 제공하기 위한 커터 구동 메커니즘(400)의 예시적인 사용을 도시하고 있다. 도 21a에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 단지 예시적인 사용은 근위 베벨 기어(470)가 이중 베벨 기어(462)와 맞물리도록 반전 어셈블리(460)가 배치된 상태에서 시작할 수 있다. 이 위치에서, 시계 방향(예를 들어, 근위 베벨 기어(470)가 근위 베벨 기어(470)의 원위면으로부터 원위 방향에서 근위 방향으로 볼 때) 회전 운동은 입력 어셈블리(410)의 구동기(414)에 의해 공급된다. 근위 베벨 기어(470)의 치형부와 이중 베벨 기어(462)의 하부 치형부(466) 사이의 맞물림은 이중 베벨 기어(462)가 시계 방향(예를 들어, 이중 베벨 기어(462)를 위로부터 볼 때)으로 회전하게 한다. 그 후, 이중 베벨 기어(462)의 상부 치형부(464)와 쐐기형 액추에이터(424)의 치형부 사이의 맞물림은 쐐기형 액추에이터(424)가 반시계 방향(예를 들어, 쐐기형 액추에이터(424)의 원위면으로부터 원위 방향에서 근위 방향으로 쐐기형 액추에이터(424)를 볼 때)으로 회전하게 한다.

쐐기형 액추에이터(424)의 회전은 커터 구동기(430)와 커터(30)의 회전을 초래한다. 병진기(452)의 내부 나사부(458)와 쐐기형 액추에이터(424)의 나사부(436) 사이의 맞물림으로 인해, 커터 구동기(430)는 또한 쐐기형 액추에이터(424)를 통해 커터 구동기(430)의 회전에 응답하여 커터(30)를 병진시킨다. 특정 병진 방향은 일반적으로 나사부(436, 458)의 피치 방향의 함수이다. 따라서, 커터 구동 어셈블리(400)는 쐐기형 액추에이터(424)의 반시계 방향 회전에 응답하여 커터(30)를 원위 방향 또는 근위 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 본 예에서 커터(30)는 나사부(436, 458)의 피치 방향으로 인해 근위 방향으로 병진한다. 생검 절차에서, 이 병진 방향은 커터(30)가 내부에 조직을 수용하기 위해 측방향 개구(24)를 개방하도록 퇴피되는 것에 대응할 수 있다.

일부 상황에서, 커터(30)의 병진 방향을 반전시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서, 커터(30)가 측방향 개구를 완전히 또는 부분적으로 개방하기 위해 퇴피되면, 다음에 조직 샘플을 절단하기 위해 커터(30)를 원위 방향으로 전진시키는 것이 바람직할 수 있다. 병진 방향은 도 21a에 도시되어 있는 위치로부터 도 21b에 도시되어 있는 위치로 반전 어셈블리(460)를 전이시킴으로써 반전 어셈블리(460)를 사용하여 반전될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 병진 샤프트(472)는 플랜지(474, 476)를 사용하여 근위 방향으로 원위 베벨 기어(468) 및 근위 베벨 기어(470)를 병진시키기 위해 수동으로 또는 액추에이터에 의해 조작된다. 이러한 병진은 근위 베벨 기어(470)를 이중 베벨 기어(462)와의 맞물림에서 벗어나게 이동하게 한다. 한편, 원위 베벨 기어(468)는 이중 베벨 기어(462)와 맞물리도록 이동된다.

원위 베벨 기어(468)가 이중 베벨 기어(462)와 맞물리면, 원위 베벨 기어(468)의 치형부가 이중 베벨 기어(462)의 하부 치형부(466)와 맞물려, 원위 베벨 기어(468)가 근위 베벨 기어(470)와 동일한 시계 방향으로 이동하더라도 반대의 반시계 방향으로 이중 베벨 기어(462)를 구동한다. 그 후, 이중 베벨 기어(462)의 상부 치형부(464)는 쐐기형 액추에이터(424)의 치형부와 맞물리고 반대의 반시계 방향으로 쐐기형 액추에이터(424)를 구동한다. 이러한 쐐기형 액추에이터(424)의 반대 회전은 커터 구동기(430)와 커터(30)가 반대 방향으로 회전하게 한다. 병진기(452)의 내부 나사부(458)와 쐐기형 액추에이터(424)의 나사부(436) 사이의 맞물림으로 인해, 커터 구동기(430)는 또한 쐐기형 액추에이터(424)를 통해 커터 구동기(430)의 반대 회전으로 인해 반대 방향으로 커터(30)를 병진시킨다.

커터(30)의 병진은 커터(30)의 병진을 다시 반전시키기를 원할 때까지 도 21b에 도시되어 있는 구동 위치를 통해 계속될 수 있다. 예를 들어, 본 예에서 도 21b에 도시되어 있는 구성은 나사부(436, 458)의 피치 각도로 인해 커터(30)의 원위 방향 병진을 초래할 것이다. 예를 들어, 커터(30)가 조직 샘플을 완전히 절단하고 측방향 개구(24)를 폐쇄하기 위해 측방향 개구(24)의 원위 방향으로 병진될 때까지 이러한 원위 방향 병진이 계속될 수 있다. 커터 작동 어셈블리(400)는 그 다음 입력 어셈블리(410)의 구동기(414)에 의해 제공되는 회전 입력의 방향을 반전시키지 않고 커터(30)를 근위 방향으로 다시 병진시키기 위해 도 21a에 도시되어 있는 위치로 복귀될 수 있다.

VI. 예시적인 조합

다음의 예는 본 명세서의 교시가 조합되거나 적용될 수 있는 다양한 망라되지 않은(non-exhaustive) 방식에 관한 것이다. 다음의 예는 본 출원 또는 본 출원의 후속 출원에서 언제든지 제시될 수 있는 임의의 청구범위의 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해하여야 한다. 결코 권리불요구(disclaimer)의 의도는 없다. 다음 예는 단지 예시의 목적으로만 제공된다. 본 명세서의 다양한 교시는 다양한 다른 방식으로 배열되고 적용될 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 일부 변형은 아래의 예에서 언급되는 특정 특징을 생략할 수 있다는 것도 고려된다. 따라서, 아래에 언급된 양태나 특징 중 어느 것도 발명자 또는 발명자의 승계자에 의해 달리 명시적으로 명시되지 않는 한 임계적인 것으로 고려되어서는 안 된다. 아래에 언급된 것 이외의 추가 특징을 포함하는 본 출원 또는 본 출원과 관련된 후속 출원에 임의의 클레임이 제시되는 경우, 이러한 추가 특징은 특허성과 관련된 어떤 이유로든 추가된 것으로 당연시하지 않아야 한다.

예 1

생검 디바이스에 있어서, (a) 본체; (b) 본체로부터 원위 방향으로 연장되는 바늘; (c) 조직 샘플을 절단하기 위해 바늘에 대해 이동 가능한 커터; 및 (d) 회전 구동 케이블에 의해 구동되고 커터를 회전 및 병진시키도록 구성된 커터 구동 메커니즘을 포함하고, 커터 구동 메커니즘은 회전 구동 케이블에 의해 제공된 구동이 연속적인 회전 방향에 있는 동안 커터의 병진 방향을 반전시키도록 구성된다.

예 2

예 1의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 비선형 속도로 커터의 병진을 구동하도록 구성된다.

예 3

예 2의 생검 디바이스에 있어서, 비선형 속도는 축방향 변위의 함수로서 정현파 패턴을 형성한다.

예 4

예 1 내지 3 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 커터를 일정한 각속도로 회전시키도록 구성된다.

예 5

예 1 내지 4 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 세장형 커넥터에 의해 커터에 기계적으로 결합된 병진기 휠을 갖는 병진 어셈블리를 포함하고, 세장형 커넥터는 병진기 휠의 회전에 응답하여 커터의 병진을 구동하도록 구성된다.

예 6

예 5의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 병진 부분과 회전 부분을 갖는 커터 구동기를 더 포함하고, 병진 부분은 병진 부분에 체결된 커플러에 의해 커넥터에 결합되도록 구성된다.

예 7

예 5 또는 6 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커넥터는 병진 포스트 상의 병진기 휠에 대해 피봇하도록 구성된다.

예 8

예 5 내지 7 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 병진기 휠과 기계적으로 연동하는 웜 기어를 더 포함하고, 웜 기어는 회전 구동 케이블의 회전에 응답하여 병진기 휠을 회전시키도록 구성된다.

예 9

예 5 내지 8 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 쐐기형 액추에이터를 갖는 회전 어셈블리를 더 포함하고, 쐐기형 액추에이터는 커터와 동축이고 쐐기형 액추에이터에 대한 커터의 병진을 허용하면서 커터를 회전시키도록 구성된다.

예 10

예 9의 생검 디바이스에 있어서, 쐐기형 액추에이터는 육각형 형상을 갖는 보어를 형성한다.

예 11

생검 디바이스에 있어서, (a) 본체; (b) 본체로부터 원위 방향으로 연장되는 바늘; (c) 조직 샘플을 절단하기 위해 바늘에 대해 이동 가능한 커터; (d) 본체에 회전 운동을 전달하도록 구성된 회전 구동 케이블; 및 (e) 회전 구동 케이블의 회전 운동을 커터의 회전 및 병진으로 전환하도록 구성된 커터 구동 메커니즘을 포함하고, 커터 구동 메커니즘은 단일 각도 방향으로 제공되는 회전 구동 케이블의 회전 운동에 응답하여 커터를 원위 방향 및 근위 방향으로 병진시키도록 구성된다.

예 12

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 커터 회전 어셈블리 및 커터 병진 어셈블리를 포함하고, 커터 회전 어셈블리는 회전 구동 케이블에 의해 제공된 회전 운동에 응답하여 커터를 계속적으로 회전시키도록 구성되고, 커터 병진 어셈블리는 커터를 원위 방향으로 병진시키는 것과 커터를 근위 방향으로 병진시키는 사이에서 자동으로 전이하도록 구성된다.

예 13

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 커터 회전 어셈블리 및 커터 병진 어셈블리를 포함하고, 커터 회전 어셈블리는 회전 구동 케이블에 의해 제공된 회전 운동에 응답하여 커터를 계속적으로 회전시키도록 구성되고, 커터 병진 어셈블리는 회전 구동 케이블에 의해 제공되는 회전 운동이 단일 연속 각도 방향에 있는 동안 커터를 원위 방향으로 병진시키는 것과 커터를 근위 방향으로 병진시키는 것 사이에서 선택적으로 전이하도록 구성된다.

예 14

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기를 포함하고, 나사부는 이중 구동 경로를 형성한다.

예 15

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 트래블러는 병진기의 회전에 응답하여 커터를 병진시키도록 구성된다.

예 16

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 트래블러는 병진기의 회전에 응답하여 커터를 병진시키도록 구성되고, 병진기의 적어도 일부는 병진기가 병진기의 나사부에 의해 형성된 제1 구동 경로로부터 제2 구동 경로로 전이할 수 있게 하도록 커터에 대해 회전 가능하다.

예 17

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 트래블러는 병진기의 회전에 응답하여 커터를 병진시키도록 구성되고, 병진기의 적어도 일부는 병진기가 병진기의 나사부에 의해 형성된 제1 구동 경로로부터 제2 구동 경로로 전이할 수 있게 하도록 커터에 대해 회전 가능하고, 제1 구동 경로 및 제2 구동 경로는 반전 부분에 의해 연결된다.

예 18

예 11 내지 17 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 입력 어셈블리를 더 포함하고, 입력 어셈블리는 회전 구동 케이블로부터 커터 구동 메커니즘으로 회전 운동을 전달하도록 구성된다.

예 19

예 11 내지 18 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 회전 구동 케이블은 본체로부터 분리 가능하다.

예 20

예 11의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 트래블러는 병진기의 회전에 응답하여 커터를 병진시키도록 구성되고, 병진기는 바늘에 의해 형성된 측방향 개구의 길이 보다 더 크다.

예 21

회전 구동 케이블에 의해 전원이 공급되는 생검 디바이스에 사용하기 위한 커터 구동 메커니즘에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 병진 메커니즘 및 회전 메커니즘을 포함하고, 병진 메커니즘 및 회전 메커니즘은 모두 회전 구동 케이블과 연동하여 생검 디바이스의 커터를 병진 및 회전시키고, 병진 메커니즘은 단일 각도 방향으로 회전 구동 케이블의 일부의 회전에 응답하여 커터를 원위 방향 및 근위 방향으로 병진시키도록 구성된다.

예 22

예 21의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 세장형 커넥터에 의해 커터에 기계적으로 결합된 병진기 휠을 갖는 병진 어셈블리를 더 포함하고, 세장형 커넥터는 병진기 휠의 회전에 응답하여 커터의 병진을 구동하도록 구성된다.

예 23

예 22의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 병진 부분과 회전 부분을 갖는 커터 구동기를 더 포함하고, 병진 부분은 병진 부분에 체결된 커플러에 의해 커넥터에 결합되도록 구성된다.

예 24

예 22 내지 23 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커넥터는 병진 포스트 상의 병진기 휠에 대해 피봇하도록 구성된다.

예 25

예 22 내지 24 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터 구동 메커니즘은 병진기 휠과 기계적으로 연동하는 웜 기어를 더 포함하고, 웜 기어는 회전 구동 케이블의 회전에 응답하여 병진기 휠을 회전시키도록 구성된다.

예 26

생검 디바이스를 사용하는 방법에 있어서, 방법은 회전 구동 케이블을 제1 각도 방향으로 회전시킴으로써 생검 디바이스의 본체 내에 배치된 커터 구동 메커니즘의 입력 어셈블리를 회전시키는 단계; 제1 각도 방향으로 회전 구동 케이블을 계속 회전시키면서 커터 구동 메커니즘을 사용하여 커터와 연관된 바늘의 측방향 개구를 개방하기 위해 생검 디바이스의 커터를 근위 방향으로 퇴피시키는 단계; 및 제1 각도 방향으로 회전 구동 케이블을 계속 회전시키면서 커터 구동 메커니즘을 사용하여 조직 샘플을 절단하기 위해 측방향 개구에 대해 커터를 원위 방향으로 전진시키는 단계를 포함한다.

예 27

예 26의 방법에 있어서, 회전 구동 케이블을 제1 각도 방향으로 회전시킴으로써 커터 구동 메커니즘을 사용하여 계속적으로 커터를 회전시키는 단계를 더 포함한다.

예 28

예 27의 생검 디바이스에 있어서, 커터를 회전시키는 단계는 커터를 퇴피시키고 커터를 전진시키는 단계와 동시에 수행된다.

예 29

예 26 내지 28 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터를 퇴피시키는 단계에서 커터를 전진시키는 단계로 전이시키 위해 커터 구동 메커니즘의 일부를 작동시키는 단계를 더 포함한다.

예 30

예 26 내지 29 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 커터를 퇴피시키는 단계는 커터를 전진시키는 단계 후에 반복된다.

예 31

생검 디바이스에 있어서, (a) 본체; (b) 본체로부터 원위 방향으로 연장되는 바늘; (c) 조직 샘플을 절단하기 위해 바늘에 대해 이동 가능한 커터; (d) 본체에 회전 운동을 전달하도록 구성된 회전 구동 케이블; 및 (e) 병진 어셈블리, 회전 어셈블리 및 반전 어셈블리를 포함하는 커터 구동 메커니즘을 포함하고, 회전 어셈블리는 커터를 회전시키도록 구성된 쐐기형 액추에이터를 포함하고, 병진 어셈블리는 커터의 회전에 응답하여 커터를 병진시키도록 구성된 병진기를 포함하고, 반전 어셈블리는 회전 구동 케이블과 연동하고, 회전 구동 케이블의 회전 방향을 반전시키지 않고서 쐐기형 액추에이터의 회전 방향을 반전시키기 위해 쐐기형 액추에이터에 대해 이동하도록 구성된 하나 이상의 기어를 포함한다.

예 32

예 31의 생검 디바이스에 있어서, 반전 어셈블리는 반전 어셈블리의 하나 이상의 기어를 둘러싸도록 구성된 하우징을 포함하고, 하우징은 쐐기형 액추에이터의 회전 방향을 반전시키기 위해 쐐기형 액추에이터에 대해 이동 가능하다.

예 33

예 32의 생검 디바이스에 있어서, 반전 어셈블리의 하나 이상의 기어는 하우징 내에 배치된 제1 단계 회전 기어, 제2 단계 회전 기어 및 반전 기어를 포함하고, 제1 단계 회전 기어는 쐐기형 액추에이터를 제1 방향으로 구동시키도록 구성되고, 제2 단계 회전 기어 및 반전 기어는 쐐기형 액추에이터를 제2 방향으로 구동하도록 구성된다.

예 34

예 31의 생검 디바이스에 있어서, 반전 어셈블리의 하나 이상의 기어는 제1 베벨 기어(bevel gear), 제2 베벨 기어 및 이중 베벨 기어를 포함하고, 이중 베벨 기어는 제1 베벨 기어 또는 제2 베벨 기어로부터 쐐기형 액추에이터로 회전 운동을 전달하도록 구성되고, 제1 베벨 기어 및 제2 베벨 기어는 모두 회전 구동 케이블의 회전에 응답하여 회전하도록 구성되고, 제1 베벨 기어 및 제2 베벨 기어는 둘 다 이중 베벨 기어에 대해 회전 운동을 독립적으로 전달하도록 이중 베벨 기어에 대해 선택적으로 이동하도록 구성된다.

예 35

예 31 내지 34 중 어느 하나 이상의 생검 디바이스에 있어서, 병진기는 너트를 포함하고, 너트는 커터의 회전에 응답하여 커터를 병진시키기 위해 커터와 연관된 외부 나사부와 맞물리도록 구성된 내부 나사부를 포함한다.

V. 결론

본 명세서에 참조로 포함된다고 언급된 특허, 공보 또는 기타 공개 자료의 전체 또는 일부는 통합된 자료가 기존 정의, 진술 또는 본 개시내용에 기재된 자료와 충돌하지 않는 범위까지만 본 명세서에 통합된다는 것을 이해하여야 한다. 이 때문에, 그리고 필요한 정도로, 본 명세서에 명시적으로 설명된 바와 같은 개시내용은 본 명세서에 참조로서 통합된 임의의 상충되는 자료를 대체한다. 본 명세서에 참조로 포함된다고 언급되지만 본 명세서에 기재된 기존 정의, 진술 또는 기타 개시내용과 충돌하는 임의의 자료 또는 그 일부는 통합된 자료와 기존 개시 자료간에 충돌이 발생하지 않는 범위에서만 통합된다.

본 발명의 다양한 실시예를 예시하고 설명하였지만, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 추가 적응은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에 의한 적절한 수정에 의해 달성될 수 있다. 이러한 잠재적인 수정 중 몇 가지가 언급되었고, 다른 것은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 위에서 설명된 예, 실시예, 기하형상, 재료, 치수, 비율, 단계 등은 예시적인 것이며 필수는 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구항의 관점에서 고려되어야 하며, 명세서 및 도면에 도시되고 설명된 구조 및 동작의 세부 사항에 제한되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (20)

1. 생검 디바이스(biopsy device)에 있어서,
   (a) 본체;
   (b) 상기 본체로부터 원위 방향으로 연장되는 바늘;
   (c) 조직 샘플을 절단하기 위해 상기 바늘에 대해 이동 가능한 커터; 및
   (d) 회전 구동 케이블에 의해 구동되고 상기 커터를 회전 및 병진시키도록 구성된 커터 구동 메커니즘을 포함하고, 상기 커터 구동 메커니즘은 상기 회전 구동 케이블에 의해 제공된 상기 구동이 연속적인 회전 방향에 있는 동안 상기 커터의 상기 병진 방향을 반전시키도록 구성된, 생검 디바이스.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 비선형 속도로 상기 커터의 병진을 구동시키도록 구성된, 생검 디바이스.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 비선형 속도는 축방향(axial) 변위의 함수로서 정현파 패턴을 형성하는, 생검 디바이스.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 상기 커터를 일정한 각속도로 회전시키도록 구성된, 생검 디바이스.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 세장형 커넥터(elongate connector)에 의해 상기 커터에 기계적으로 결합된 병진기 휠(translator wheel)을 갖는 병진 어셈블리를 포함하고, 상기 세장형 커넥터는 상기 병진기 휠의 회전에 응답하여 상기 커터의 병진을 구동시키도록 구성된, 생검 디바이스.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 병진 부분과 회전 부분을 갖는 커터 구동기(cutter driver)를 더 포함하고, 상기 병진 부분은 상기 병진 부분에 체결된 커플러에 의해 상기 커넥터에 결합되도록 구성된, 생검 디바이스.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 커넥터는 병진 포스트(translation post) 상의 상기 병진기 휠에 대해 피봇(pivot)하도록 구성된, 생검 디바이스.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 병진 부분과 회전 부분을 갖는 커터 구동기를 더 포함하고, 상기 병진 부분은 상기 병진 부분에 체결된 커플러에 의해 상기 커넥터에 결합되도록 구성되고, 상기 커넥터는 병진 포스트 상의 상기 병진기 휠에 대해 피봇하도록 구성된, 생검 디바이스.
9. 청구항 5에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 상기 병진기 휠과 기계적으로 연동하는 웜 기어(worm gear)를 더 포함하고, 상기 웜 기어는 상기 회전 구동 케이블의 회전에 응답하여 상기 병진기 휠을 회전시키도록 구성된, 생검 디바이스.
10. 청구항 5에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 쐐기형 액추에이터(keyed actuator)를 갖는 회전 어셈블리를 더 포함하고, 상기 쐐기형 액추에이터는 상기 커터와 동축이고 상기 쐐기형 액추에이터에 대한 상기 커터의 병진을 허용하면서 상기 커터를 회전시키도록 구성된, 생검 디바이스.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 쐐기형 액추에이터는 육각형 형상을 갖는 보어를 형성하는, 생검 디바이스.
12. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 나사부(threading)를 갖는 회전 가능한 병진기를 포함하고, 상기 나사부는 이중 구동 경로를 형성하는, 생검 디바이스.
13. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 상기 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러(traveler)를 포함하고, 상기 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 상기 트래블러는 상기 병진기의 회전에 응답하여 상기 커터를 병진시키도록 구성되고, 상기 병진기의 적어도 일부는 상기 병진기가 상기 병진기의 상기 나사부에 의해 형성된 제1 구동 경로로부터 제2 구동 경로로 전이(transition)할 수 있게 하도록 커터에 대해 회전 가능한, 생검 디바이스.
14. 청구항 1에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 상기 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 상기 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 상기 트래블러는 상기 병진기의 회전에 응답하여 상기 커터를 병진시키도록 구성되고, 상기 병진기의 적어도 일부는 상기 병진기가 상기 병진기의 상기 나사부에 의해 형성된 제1 구동 경로로부터 제2 구동 경로로 전이할 수 있게 하도록 상기 커터에 대해 회전 가능하고, 상기 제1 구동 경로 및 상기 제2 구동 경로는 반전 부분에 의해 연결되는, 생검 디바이스.
15. 청구항 1에 있어서, 상기 본체는 상기 회전 구동 케이블에 분리 가능하게 결합되도록 구성된, 생검 디바이스.
16. 생검 디바이스이며,
    (a) 본체;
    (b) 상기 본체로부터 원위 방향으로 연장되는 바늘;
    (c) 조직 샘플을 절단하기 위해 상기 바늘에 대해 이동 가능한 커터;
    (d) 상기 본체에 회전 운동을 전달하도록 구성된 회전 구동 케이블; 및
    (e) 상기 회전 구동 케이블의 상기 회전 운동을 상기 커터의 회전 및 병진으로 전환하도록 구성된 커터 구동 메커니즘을 포함하고, 상기 커터 구동 메커니즘은 단일 각도 방향으로 제공되는 상기 회전 구동 케이블의 상기 회전 운동에 응답하여 상기 커터를 원위 방향 및 근위 방향으로 병진시키도록 구성된, 생검 디바이스.
17. 청구항 16에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 커터 회전 어셈블리 및 커터 병진 어셈블리를 포함하고, 상기 커터 회전 어셈블리는 상기 회전 구동 케이블에 의해 제공된 상기 회전 운동에 응답하여 상기 커터를 계속적으로 회전시키도록 구성되고, 상기 커터 병진 어셈블리는 상기 커터를 원위 방향으로 병진시키는 것과 상기 커터를 근위 방향으로 병진시키는 사이에서 자동으로 전이하도록 구성된, 생검 디바이스.
18. 청구항 16에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 커터 회전 어셈블리 및 커터 병진 어셈블리를 포함하고, 상기 커터 회전 어셈블리는 상기 회전 구동 케이블에 의해 제공된 상기 회전 운동에 응답하여 상기 커터를 계속적으로 회전시키도록 구성되고, 상기 커터 병진 어셈블리는 상기 회전 구동 케이블에 의해 제공되는 상기 회전 운동이 단일 연속 각도 방향에 있는 동안 상기 커터를 원위 방향으로 병진시키는 것과 상기 커터를 근위 방향으로 병진시키는 것 사이에서 선택적으로 전이하도록 구성된, 생검 디바이스.
19. 청구항 16에 있어서, 상기 커터 구동 메커니즘은 나사부를 갖는 회전 가능한 병진기 및 상기 나사부와 맞물리도록 구성된 트래블러를 포함하고, 상기 나사부는 이중 구동 경로를 형성하고, 상기 트래블러는 상기 병진기의 회전에 응답하여 상기 커터를 병진시키도록 구성된, 생검 디바이스.
20. 생검 디바이스를 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    회전 구동 케이블을 제1 각도 방향으로 회전시킴으로써 상기 생검 디바이스의 본체 내에 배치된 커터 구동 메커니즘의 입력 어셈블리를 회전시키는 단계;
    상기 제1 각도 방향으로 상기 회전 구동 케이블을 계속 회전시키면서 상기 커터 구동 메커니즘을 사용하여 커터와 연관된 바늘의 측방향 개구(lateral aperture)를 개방하기 위해 상기 생검 디바이스의 상기 커터를 근위 방향으로 퇴피시키는 단계(retracting); 및
    상기 제1 각도 방향으로 상기 회전 구동 케이블을 계속 회전시키면서 상기 커터 구동 메커니즘을 사용하여 조직 샘플을 절단하기 위해 상기 측방향 개구에 대해 상기 커터를 원위 방향으로 전진시키는 단계(advancing)를 포함하는, 생검 디바이스를 사용하는 방법.
    

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