本申请是德威科医疗产品公司于2008年12月26日申请的发 明名称为“无连接活检装置的离合器和阀系统”的第 200810185008.4号发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种活检装置。
背景技术
目前已经使用多种装置以多种方式在各种医疗手术过程中获 取活检样本。这些活检装置在立体定向引导装置、超声引导装置、 磁共振成像(MRI)引导装置或其他引导装置的引导下使用。例如， 使用者使用单手就可以操作一些活检装置，这些活检装置带有单 个插入件，以便从患者获取一个或更多个活检样本。另外，一些 活检装置可以连接到真空模块和/或控制模块，这些模块例如用于 传送流体(诸如加压空气、生理盐水、大气、真空等)、传送能 量和/或传送指令等等。其他活检装置在没有连接或者与其他装置 连接的情况下是完全或至少部分可操作的。
仅仅作为示例的活检装置公开于如下文献中：1996年6月18 日公告的名称为“Method and Apparatus for Automated Biopsy and Collection of Soft Tissue”、专利号为No.5,526,822的美国专利； 2000年7月11日公告的名称为“Control Apparatus for an Automated Surgical Biopsy Device”、专利号为No.6,086,544的美国专利；2003 年6月12日公布的名称为“MRI Compatible Surgical Biopsy Device”、公开号为No.2003/0109803的美国专利申请；2007年5 月24日公布的名称为“Remote Thumbwheel for a Surgical Biopsy Device”、公开号为No.2007/0118048的美国专利申请；2006年12 月13日提交的名称为“Biopsy System”、序列号为No.60/869,736 的美国临时专利申请；2006年12月13日提交的名称为“Biopsy Sample Storage”、序列号为No.60/874,792的美国临时专利申请， 2007年11月20日提交的名称为“Vacuum Timing Algorithm for Biopsy Device”、序列号为No.11/942,764的美国非临时专利申请。 上述美国专利、美国专利申请公开、美国临时专利申请和美国非 临时专利申请文献中的每一篇的公开内容通过引用结合入本文。
尽管已经提供多种系统和方法并用于获得活检样本，但是据信 在本发明人之前没有人提出或使用在所附权利要求书中限定的本 发明。
发明内容
本发明具体涉及以下内容：
(1).一种活检装置，该活检装置包括：
(a)针，该针包括：
(i)组织穿刺尖端，
(ii)用于容纳切割器的第一腔，和
(iii)与所述第一腔流体连通的横向组织接收孔；
(b)手持件，所述针从该手持件延伸；
(c)真空泵，该真空泵定位在所述手持件内；
(d)切割器，该切割器能在所述针的第一腔内转动和移动；和
(e)马达，该马达用于驱动所述真空泵和所述切割器。
(2).根据第(1)项所述的活检装置，其中，所述针还包括 针套节和第二腔，所述第二腔与所述第一腔流体连通，所述针套 节包括与所述第二腔流体连通的端口。
(3).根据第(2)项所述的活检装置，还包括与所述针套节 的端口流体连通的导管。
(4).根据第(3)项所述的活检装置，还包括阀组件，所述 阀组件包括歧管，所述导管还与所述歧管流体连通。
(5).根据第(4)项所述的活检装置，其中，所述阀组件还 包括阀构件，该阀构件能够在所述歧管内纵向移动，所述阀构件 能够根据其在所述歧管内的纵向位置对所述歧管内的流体连通进 行重新定向。
(6).根据第(5)项所述的活检装置，还包括离合机构，所 述离合机构能够选择性地使所述马达与所述切割器连通。
(7).根据第(6)项所述的活检装置，其中，所述离合机构 的至少一部分和所述阀构件一体形成。
(8).根据第(6)项所述的活检装置，其中，所述离合机构 包括叉形构件，该叉形构件能够选择性地使驱动齿轮运动。
(9).根据第(1)项所述的活检装置，还包括离合和阀机构， 所述离合和阀机构能够提供与所述第二腔的选择性的流体连通并 且在所述切割器和所述马达之间提供选择性的接合。
(10).根据第(9)项所述的活检装置，还包括第二马达， 所述离合和阀机构通过第二马达驱动。
(11).一种活检装置，所述活检装置包括：
(a)针，所述针包括：
(i)组织穿刺尖端，
(ii)用于容纳切割器的第一腔，和
(iii)与所述第一腔流体连通的横向组织接收孔；
(iv)第二腔，该第二腔与所述第一腔流体连通；
(b)手持件，所述针从该手持件延伸；
(c)切割器，该切割器能在所述针的所述第一腔内转动和移动；
(d)阀机构，其能够选择性地重新定向与所述第二腔的流体 连通，所述阀机构定位在所述手持件内；
(e)马达；和
(f)离合机构，其能够选择性地使所述马达与所述切割器接合。
(12).根据第(11)项所述的活检装置，其中，所述阀机构 包括歧管和位于该歧管内的阀构件。
(13).根据第(12)项所述的活检装置，其中，所述歧管包 括多个端口，所述阀构件能够根据所述阀构件在所述歧管内的纵 向位置选择性地在所述端口中的两个或更多个之间提供流体连通。
(14).根据第(12)项所述的活检装置，其中，所述离合机 构包括与所述阀构件形成一体的第一部分。
(15).根据第(14)项所述的活检装置，其中，所述第一部 分包括叉形构件，所述阀构件从所述叉形构件向远侧延伸。
(16).根据第(11)项所述的活检装置，还包括与所述阀机 构流体连通的真空泵。
(17).根据第(16)项所述的活检装置，还包括组织样本室， 所述真空泵还与所述组织样本室流体连通。
(18).根据第(16)所述的活检装置，其中，所述切割器限 定了切割器腔，所述真空泵还与所述切割器腔流体连通。
(19).根据第(16)项所述的活检装置，其中，所述真空泵 定位在所述手持件内。
(20).一种活检装置，所述活检装置包括：
(a)针，该针包括：
(i)组织穿刺尖端，
(ii)用于容纳切割器的腔，和
(iii)与所述腔流体连通的横向组织接收孔；
(b)手持件，所述针从该手持件延伸；
(c)真空泵，该真空泵定位在所述手持件内；
(d)马达，该马达用于驱动所述真空泵，所述马达定位在 所述手持件内；和
(e)切割器，该切割器能在所述针的所述腔内转动和移动。
附图说明
尽管本说明书以特别指出且明确要求保护本发明的权利要求 书作为总结，但是相信通过结合附图对一些实施例进行的下列说 明能够帮助更好地理解本发明，在附图中，相同的附图标记表示 相同的元件，其中：
图1描绘了示例性的无连接活检系统的立体图；
图2描绘了图1中活检装置的局部立体图，其中壳体部件被 移除；
图3描绘了图1中活检装置的另一局部立体图，其中壳体部 件被移除；
图4描绘了图1中活检装置的示例性针套节(needle hub)的 剖视图；
图5描绘了图1中活检装置的示例性切割器包覆成型的立体 图；
图6描绘了图1中活检装置的示例性的叉形构件的平面图；
图7描绘了带有图6中的叉形构件的示例性离合和阀机构， 其中叉形构件处于近侧位置；
图8描绘了带有图6中的叉形构件的示例性离合和阀机构， 其中叉形构件处于远侧位置；和
图9描绘了可以用于根据切割器的位置提供与真空腔的流体 连通的示例性定时算法。
具体实施方式
以下对本发明的特定实施例的描述不应用于限制本发明的范 围。本领域技术人员从以下描述中可想到本发明的其他实施例、 特征、方面、实施方式和优点，作为示例，所述描述是用于执行 本发明的最佳方式中的一种。将实现的是，本发明能够实现其他 不同且明显的方面，所有这些都不脱离本发明。因此，附图和说 明书应当被认为是示意性的且非限制性的。
如图1所示，示例性的活检装置10包括探头100和机架200。 在一些实施方式中，探头100可从机架200分开。仅作为示例， 探头100可以设置成可拆卸的部件，而机架200可以设置成可重 复使用的部件。
此处使用的术语“机架”不应被理解为需要将探头100的任何 部分插入到机架200的任何部分中。实际上，在活检装置10的一 些变型中，探头100可简单地放置在机架200上(例如机架200 用作“托架”等)，或者机架200可以简单地放置在探头100上。在 其他一些变型中，机架200的一部分可插入到探头100中。在任 何一种变型中，可以使用任何适当的结构或技术(例如夹子、钩、 搭扣部件等)相对于机架200固定探头100。此外，在一些活检装 置10中，探头100和机架200可以是单体式或整体式结构，使得 这两个部件不能分开或者不是分开构成。鉴于此处的教导，本领 域技术人员可想到探头100和机架200之间的其他合适的结构和 功能关系。
本实施例的活检装置10被构造成手持式的，使得使用者可以 单手(例如使用超声引导装置等)操纵和操作活检装置10。然而， 鉴于此处的教导应当理解，活检装置10可以各种其他设置(例如 立体定向、核磁共振成像等)且以其他组合的方式使用。
在本实施例中，探头100包括针部分102和组织样本保持器 160。针部分102终止于套节116。针部分102包括外套管104， 该外套管104具有组织穿刺尖端106和位于组织穿刺尖端106近 侧的横向组织接收孔108。组织穿刺尖端106被构造成不需要很大 的力并且不需要在插入尖端106之前在组织中预先形成开口就能 穿刺组织。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到用于组织穿 刺尖端106的合适构造。
如图4所示，本实施例的外套管104的内部限定套管腔110 和真空腔114，并且壁120将套管腔110与真空腔114分开。多个 外部开口(未示出)形成于外套管104中，并与真空腔114流体 连通。这样的外部开口的例子公开于2007年2月8日公布的名称 为“Biopsy Device with Vacuum Assisted Bleeding Control”、公开号 为No.2007/0032742的美国专利申请中，该文献的公开内容通过 引用结合入本文。当然，如同此处描述的其他组成元件一样，这 样的外部开口仅仅是可选的。
在一些实施方式中，壁120沿着针部分102的很大一段长度 延伸。在其他实施方式中，壁120向近侧延伸仅仅超过切割器130 的远端区域(将在下面描述)，并终止于针部分102。例如，套管 腔110可被设定尺寸和构造，使得在切割器130处于该套管腔110 中时，在切割器130的外部和套管104的内部的至少一部分之间 存在间隙。这种间隙可提供位于壁120的近端附近、沿着套管104 的长度的真空腔114。鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到设 置真空腔114的其他方式。
在本实施例中，多个横向开口(未示出)穿过壁120形成， 以提供套管腔110和真空腔114之间的流体连通。适当的横向开 口在本领域是已知的。在本实施例中，横向开口直接位于孔108 下方，但是一个或多个这样的开口可设置在相对于所述孔108的 近侧或远侧。如下将更详细描述的，真空、生理盐水、大气和/或 加压空气可通过这样的横向开口从真空腔114通向套管腔110。
中空切割器130设置在套管腔110内。切割器130的内部限 定切割器腔132，使得流体和组织可借助切割器腔132传送并通过 切割器130。如下将更详细描述的，切割器130被构造成在套管腔 110内旋转并在套管腔110内沿轴向移动。具体地说，切割器130 被构造成从穿过外套管104的横向孔108突出的组织上切割活检 样本。如下将更详细描述的，切割器130还被构造成允许被切割 的组织样本向近侧传送并通过切割器腔132。这种切割和近侧传送 仅仅为示例性的例子描述于美国专利No.5,526,822中，该文献的 公开内容通过引用结合入本文，但是也可使用任何其他合适的结 构或技术来进行切割和/或在活检系统中传送组织样本。
在本实施例中，针部分102的轴向位置相对于活检装置10的 其余部分(remainder)基本上固定。但是，其他变型可以包括能 相对于活检装置10的其余部分的至少一部分轴向移动的针部分 102。例如，活检装置10可以包括击发机构(未示出)，该击发 机构可操作地击发针部分102进入组织。这样的击发机构可以被 弹簧驱动和/或马达驱动和/或以其他方式驱动。
此外，在本实施例中，针部分102的角位置相对于活检装置 10的其余部分基本上固定。但是，其他变型可以包括能相对于活 检装置10的其余部分的至少一部分转动的针部分102。例如，活 检装置10可以包括针旋转机构(未示出)，该针旋转机构可操作 地转动针部分102。这样的针旋转机构可以被指轮驱动和/或马达 驱动和/或以其他方式驱动。相似地，指轮可以设在针部分102和 探头100的交界面附近，例如在针套节116处，用于转动针部分 102。本领域技术人员会想到用于使针部分102移动和/或旋转的其 它方式。
本实施例的组织样本保持器160被构造用于收集通过切割器 腔132向近侧传送的组织样本。另外，组织样本保持器160的至 少一部分可从探头100拆下，但是在其他变型中组织样本保持器 160可以是不可拆卸的。在一些变型中，组织样本保持器160包括 歧管(未示出)，歧管用于在活检装置10的部件之间提供重定向 的流体连通。例如，歧管可以重定向流体(例如真空)从真空泵 (例如从真空泵80，如下更详细地描述)流通到切割器腔132和/ 或其他地方。
另外，组织样本保持器160的歧管或其他部件可以相对于探 头100的至少其他一些部分转动。例如，组织样本保持器160的 歧管或其他部件可包括多个组织样本室(未示出)，并且组织样 本保持器160的歧管或其他部件可以转动，以依次地将每个组织 样本室与切割器腔132连通，依次在各个组织样本室中获取分散 的组织样本。这样的可旋转性可以自动地(例如通过马达)和/或 手动地(例如由使用者手动地转动组织样本保持器160的部件， 例如旋钮)提供。替代地，组织样本保持器160可被构造成使其 他部件可转动或者没有部件能转动。
组织样本保持器160还可以包括外罩盖162或其他部件，这 些部件被构造成为组织样本保持器160的内容物提供密封。这样 的罩盖162可以是基本透明的和/或半透明的，从而使用户可以观 察组织样本保持器160内的组织样本和/或液体等。另外，组织样 本保持器160可包括带或盘(未示出)，它们可从组织样本保持 器上拆下。例如，这样的盘或带可限定组织样本室，通过取下带 或盘就可以将组织样本从组织样本保持器160取出。这样的盘或 带中还允许流体通过，使得盘或带不会阻挡歧管和切割器腔132 之间的流体路径。当然，鉴于此处的教导，可以用各种其他方式 提供罩盖和/或盘或带，或者可以完全省去。
在又一种实施方式中，组织样本保持器160仅包括室，不带 可转动的歧管或类似的部件。例如，组织样本保持器160可提供 容器式结构，并且可以将材料例如组织样本与液体(例如血液、 生理盐水等)保持在一起。在一些变型中，网筛、过滤器或其他 结构用于促进固体从液体分离。另外，一个或多个过滤器或其他 部件可以用于防止液体、组织等进入真空泵80，这将在以下更详 细地描述。
本实施例的组织样本保持器160包括罩盖164，该罩盖164可 从罩盖162上取下，以便接近罩盖162内的组织样本。罩盖162 和罩盖164之间的交界面可以是基本流体密封的。鉴于此处的教 导，本领域技术人员会想到罩盖164的其他适当的特征。替代地， 罩盖164可被省去。
仅作为示例，用于操作组织样本保持器160的适当的部件、 组织样本保持器160的结构及其操作方法公开于2006年12月13 日提交的名称为“Biopsy Sample Storage”、序列号为No.60/874,792 的美国临时专利申请，以及2007年11月20日提交的名称为 “Revolving Tissue Sample Holder for Biopsy Device”、序列号为No. 11/942,785的美国非临时专利申请。以上引用的美国专利、美国专 利申请、美国临时专利申请和美国非临时专利申请文献中的任一 篇的公开内容通过引用结合入本文。鉴于此处的教导，本领域技 术人员可想到其他适合的用于操作组织样本保持器160的部件、 组织样本保持器160的构造及其操作方法。
如图2至3、7至8所示，阀歧管12和阀构件20设在针部分 102的近端处。本实施例的阀歧管12包括三个端口14、16、18， 每个端口与阀歧管12的内部流体连通。端口14与导管82流体地 联接，导管82又通过组织样本保持器160与真空泵80流体地联 接，如下面将更详细地描述。因此，导管82和端口14在阀歧管 12和真空泵80的内部之间提供了流体连通。
在本实施例中，端口16简单地通向大气，使得歧管12的内 部通风。具体地，端口16简单地对机架200和/或探头100的内部 进行通风。但是替代地，端口16可通过(例如延伸到机架200外 部等的)管与大气通风或以其他方式通风。端口16可包括一个或 多个过滤器(未示出)，例如空气过滤器和/或其他类型的过滤器。
端口18与导管86流体地联接，导管86又与针套节116的端 口117流体地联接。导管86和端口18、117因此在阀歧管12和 针套节116的内部之间提供了流体连通。另外，如图4所示，本 实施例的针套节116限定了内部导管118，该内部导管与端口117 和针部分102的真空腔114流体连通。内部导管118也通过端口 117与导管86流体连通。因此，阀歧管12的内部与真空腔114可 以通过端口18、117、导管86和针套节116的内部导管118流体 连通。在其他实施方式中，阀歧管12与针套节116形成一体，使 得可以省去端口18、117和导管86。鉴于此处的教导，本领域技 术人员可想到其他用于使阀歧管12和真空腔114形成流体连通的 方式。
虽然本实施例的端口14用于提供真空，并且端口16用于提 供大气通风，但是应当理解，端口14或16可用于提供其他任何 所需的流体连通(例如，加压空气、生理盐水、真空、大气等)。 另外，可以省去端口14、16中的任一个或两个都省去，或者可增 加另外的端口。
如下面更加详细地描述，阀构件20通过歧管12的内部选择 性地使端口18和从端口14、16中选出的一个端口之间连通。换 句话说，在本实施例中，阀构件20被构造用于选择性地将真空从 端口14连通到端口18，或者将大气从端口16通到端口18，进而 通到真空腔114。
如图2至3、7至8所示，本实施例的阀构件20的一部分设 置在阀歧管12内。阀构件20也用于在阀歧管12内相对于针部分 102纵向地移动。具体而言，在该实施例中，阀歧管12和针部分102 的纵向位置相对于探头100固定。阀构件20还包括多个环形密封 件38。密封件38用于提供与阀歧管12的密封接合，使得密封件 38防止流体(例如液体、真空、气体等)从密封件38和阀歧管 12的内壁之间经过。密封件38可包括橡胶和/或适当的一种或多 种材料。
如下详细所述，并且参照图7至8，阀构件20的纵向位置在 端口14、16、18之间提供了选择性的连通。具体地，图7示出了 处于近侧位置的阀构件20。在该位置中，密封件38使端口14流 体隔离。换句话说，在本实施例中，当阀构件20在近侧位置时， 通向端口14的流体将不会超过密封件38。但是，在阀构件20在 如图7所示的近侧位置时，密封件38允许端口16和端口18之间 的流体连通。具体地，在端口16通向大气以提供通风时，端口18 也将通过阀歧管12通风。在本实施例中，在端口18如上所述与 针部分102的真空腔114流体连通时，当阀构件20在如图7所示 的近侧位置时，真空腔114将通过端口16通风。
图8示出了处于远侧位置的阀构件20。在该位置中，密封件 38使端口16流体隔离。换句话说，在本实施例中，当阀构件20 在远侧位置时，通向端口16的大气将不会超过密封件38。但是， 在阀构件20在如图8所示的远侧位置时，密封件38允许端口14 和端口18之间的流体连通。具体地，在使用真空泵80产生的真 空通过导管82连通到端口14时，该真空也通过阀歧管12连通到 端口18。在本实施例中，在端口18如上所述与针部分102的真空 腔114流体连通且阀构件20在如图8所示的远侧位置时，真空通 过端口14连通到真空腔114。
当然，阀构件20、阀歧管12、端口14、16、18和密封件38 仅仅是示例，示出了真空腔114如何可以选择性地通风或与真空 连通。鉴于此处的教导，本领域技术人员应理解，各种替代结构、 机构和技术可用于选择性地改变与真空腔114流体连通。而且， 虽然以下将描述用于选择性地使阀构件20向近侧和远侧运动，以 改变阀构件20和阀歧管12之间的关系的结构，但是鉴于此处的 教导，本领域技术人员可想到用于提供同样效果的各种其他结构、 机构和技术。
如图6所示，叉形构件30从本实施例的阀构件20向近侧延 伸。具体地，在本实施例中，叉形构件30和阀构件20一体地形 成一起。因此，在该实施例中，当阀构件20纵向地移动时，叉形 构件30与该阀构件20一起移动。如图所示，叉形构件30包括一 对向近侧延伸的臂32，并且每条臂32的近端具有指向内的爪 (prong)34。如下将参照图7至8具体地描述，爪24随着叉形构 件30向远侧移动接合凸缘68。
叉形构件30还包括螺纹部36。齿轮40围绕螺纹部36设置。 在本实施例中，齿轮40在活检装置10内的纵向位置基本固定， 而齿轮40被构造成在活检装置10内转动。齿轮40包括用于与螺 纹部36的外螺纹接合的内螺纹(未示出)。具体地，当齿轮40 转动时，螺纹的接合使得叉形构件30向远侧或近侧移动，这取决 于齿轮40的转动方向。如上所述，在本实施例中，叉形构件30 的这种向远侧或近侧的移动可改变阀构件20和阀歧管12之间的 关系，由此改变端口14、16、18之间的流体连通。
如图3所示，带有齿轮44的马达42用于转动齿轮40。具体 地，马达42直接地驱动齿轮44，该齿轮44与齿轮40啮合。因此， 叉形构件30可向远侧或近侧移动，这取决于马达42被致动后的 转动方向。当然，任何其它适当的部件、结构或机构可用于向远 侧或近侧移动叉形构件30。仅仅作为示例，在其他实施方式中， 叉形构件30可沿着纵向被气动地(例如通过气压缸或气动致动器 等)或通过螺线管驱动。
在本实施例中，以及如图5所示，切割器驱动构件50围绕切 割器130设置。具体地，本实施例的驱动构件50围绕切割器130 包覆成形并且被构造成与切割器130一体地旋转和移动。在其他 变型中，驱动构件50使用其他结构或技术相对于切割器130固定。 本实施例的驱动构件50包括多键部分52和螺纹部分54.
如图2至3以及7至8所示，螺母60围绕驱动构件50设置。 螺母60固定在活检装置10内，使得基本上防止了螺母60在活检 装置10内旋转或移动。螺母60包括内螺纹(未示出)，内螺纹 用于与切割器驱动构件50的螺纹部54上的外螺纹接合。具体地， 螺母60和驱动构件50使得当驱动构件50旋转时，由于螺母60 的螺纹和螺纹部54的接合，切割器130沿着纵向相对于螺母60 (并且相对于针部分102)移动。在本实施例中，切割器130的纵 向移动方向取决于驱动构件50在螺母60内的转动方向。驱动构 件50可通过多键部分52的接合而旋转，如下面将更详细地描述。
在本实施例中，驱动齿轮64围绕切割器130设置。驱动齿轮 64包括多个外花键66、向外延伸的周向凸缘68、以及一个或多个 内花键(未示出)。弹簧71设置在驱动齿轮64的凸缘68和螺母 60的外凸缘62之间。在本实施例中，弹簧71被构造用于向近侧 偏压驱动齿轮64。当然，在任何其他适当的位置，任何类型的弹 性构件或任何其他类型的部件可用于向近侧驱使驱动齿轮64。尽 管本实施例的弹簧71向近侧偏压凸缘68使其靠在叉形构件30的 爪34上，甚至当叉形构件30处于近侧位置时，但是弹簧71可替 代地具有较短的卷绕长度，使得当叉形构件30在近侧位置时，凸 缘68不被驱使与爪34接触。替代地，弹簧71可向近侧将驱动齿 轮64偏压靠在壳体中的部件(未示出)上，使得当叉形构件30 在近侧位置时，凸缘68不被驱使与爪34接触。在这样的实施方 式中，鉴于此处的教导，本领域技术人员可想到当叉形构件30在 近侧位置时，凸缘68和爪34之间具有适当的纵向间隙。
如上所述，以及如图7至8所示，齿轮40通过马达42旋转 会引起叉形构件30向远侧或近侧移动，这取决于齿轮40的旋转 方向。当叉形构件30如图7所示处于近侧位置时，驱动齿轮64 被定位在其完全近侧的位置。当切割器130充分地向远侧推进以 “关闭”孔108并且切割通过孔108脱垂的组织时，切割器驱动构件 50的多键部分52基本上从驱动齿轮64脱开，导致切割器130停 止旋转和移动。具体地，驱动齿轮64的内花键不再与驱动构件50 的多键部分52接合。因此，随着驱动齿轮64在叉形构件30处于 近侧位置时旋转，当切割器130的远端到达孔108的远端时，驱 动齿轮64的这种旋转将不会影响切割器驱动构件50。换句话说， 当叉形构件30在近侧位置时，一旦切割器130的远端到达孔108 的远端，驱动齿轮64就将简单地“空转”。
在该实施例中，当齿轮40通过马达42旋转以使叉形构件30 移动到远侧位置时，如图8所示，叉形构件30的这样的远侧移动 将导致驱动齿轮64向远侧运动。具体地，与凸缘68接合的爪34 将向远侧拉动驱动齿轮64。驱动齿轮64的这样的远侧运动将引起 驱动齿轮64的一个或多个内花键与切割器驱动构件50的多键部 分52接合。随着这种接合，驱动齿轮64的旋转将引起驱动构件 50的伴随旋转。如上所述，由于驱动构件50的螺纹部54与螺母 60的内螺纹接合，驱动构件50的这种旋转将引起切割器130向远 侧或近侧移动，这取决于旋转方向。
鉴于上述情况，应当理解，驱动齿轮64、驱动构件50和螺母 60被构造成提供切割器130的同步旋转和移动。鉴于此处的教导 还应当理解，叉形构件30被构造成用于提供离合功能和阀功能。 具体地，叉形构件30通过选择性地使驱动齿轮64与切割器驱动 构件50接合来起离合器的作用；同时通过相对于阀歧管12的端 口14、16、18重定位所述阀构件20的密封件38来提供阀功能。
然而，在一些实施方式中，阀构件20被构造成使得叉形构件 30可穿过一定的纵向范围移动，而不影响真空腔114的气动程度。 例如，阀构件20可被构造成使得叉形构件30的纵向行进范围(包 括即将在驱动齿轮64和切割器驱动构件50之间形成接合的初始 阶段之前和在形成接合的初始阶段期间的纵向位置)对真空腔114 的气动程度没有明显的影响。以下将参照图9更具体地描述可通 过阀构件20和阀歧管12提供的示例性的气动算法。
在本实施例中，第二马达70用于转动驱动齿轮64。具体地， 第一齿轮72设置在从马达70延伸出的轴上。中间齿轮74设置在 第一齿轮72和驱动齿轮64之间并且与第一齿轮72和驱动齿轮64 接合。因此，马达70的旋转通过啮合齿轮72、74传递到驱动齿 轮64。当然，任何其它适当的结构或技术(例如带、链等)都可 用于驱动所述驱动齿轮64。在本实施例中，驱动齿轮64的花键 66具有足够的长度，使得当驱动齿轮64在近侧位置(即，在切割 器130向远侧充分推进时，驱动齿轮64从切割器驱动构件50脱 开)时以及当驱动齿轮64在远侧位置(即与切割器驱动构件50 接合)时花键66保持与中间齿轮74的花键啮合。
如图2至3所示，环形齿轮76也设置在从马达70延伸出的 轴上。环形齿轮76与从真空泵80延伸出的齿轮78接合。真空泵 80被构造成用于响应齿轮78的旋转产生真空。鉴于此处的教导， 本领域技术人员可想到用于响应齿轮78的旋转来产生真空的真空 泵80的适当的内部结构。
另外，本实施例的真空泵80通过端口84与组织样本保持器 160的内部流体连通。导管82也与组织样本保持器160的内部连 通。组织样本保持器160由此使得通过真空泵80经由端口84连 通到组织样本保持器160的真空进一步连通到真空导管82。如上 所述，连通到真空导管82的真空可进一步连通到真空腔114，这 取决于阀构件20在阀歧管12内的纵向位置。
在本实施例中，切割器腔132也与组织样本保持器160的内 部流体连通。因此，通过真空泵80在组织样本保持器160内产生 的真空除了被连通到导管82外，还被连通到切割器腔132。
当然，替代地，可使用各种替代结构、装置和技术产生真空， 并且可以使用任何适当的结构、装置和技术沿着各种替代的路径 连通真空。
鉴于此处的教导应当理解，即使当驱动齿轮64从切割器驱动 构件50脱开时，马达70可继续驱动真空泵80或对其供电。例如， 当在将针部分102插入患者体内的一次插入过程中取出多个组织 样本时，可能就需要真空泵80的这样的“空转”供电。换句话说， 使用者可以等待让马达70在取样循环之间对真空泵80供电，即 使当针部分102保持插入在患者体内时也一样。在此期间，切割 器130可向远侧行进，以“关闭”孔108，并且使用者可重定位活检 装置10(例如通过使针部分102在患者体内旋转以重定向孔108)。
鉴于以上描述，应当理解，第一马达42可用于根据马达42 的旋转方向选择性地向远侧或近侧移动叉形构件30，以便同时提 供(其它潜在功能中的)离合和阀功能。还应当理解，第二马达 70可用于同时驱动真空泵80和驱动齿轮64。但是，鉴于此处地 教导，本领域技术人员应当理解，单个马达可用于所有这些功能 和/或其它功能。例如，可增加一个或多个离合器来选择性地使各 种齿轮或其它部件与一个或多个驱动轴或驱动齿轮接合。另外， 当本实施例的马达42、70是电动的并通过电池198驱动时，作为 替代方案，马达42、70可包括一个或多个气动马达、气动致动器 或其它装置。
如果使用电池198，那么这样的电池可以是可充电的或者不可 充电的。在一些替代实施方式中，活检装置10通过导线接收来自 外部电源的功率。在另一实施方式中，活检装置10以无线的方式 接收来自单独电源的功率。在又一些实施方式中，活检装置10接 收来自加压介质源(例如机载(onboard)手动泵、通过导管连接 到活检装置10上的单独泵等)的功率。鉴于此处的教导，本领域 技术人员应当理解，本实施例的活检装置10是无连接的，例如没 有导线、导管、管或其它用于连接活检装置10的部件，以便使活 检装置10完全发挥功能。换句话说，活检装置10是基本便携的， 并且可用于各种设置中。当然，活检装置10的其它变型可包括一 个或多个连接件，例如导线、缆线、管等。另外，在本实施例中， 马达42，70、电池198和真空泵80设置在活检装置10的可重用 的机架200内。但是，其它变型可以包括任意或所有的这种部件 位于可任意使用的探头100或其它地方。鉴于此处的教导，本领 域技术人员可想到用于活检装置10的变型的其它适当部件和部件 的布置。
图9示出了流体如何作为切割器130的纵向位置和时间的函 数流通到真空腔114的实施例。这样的气动算法可通过选择性的 马达42的致动提供，这可用于选择性地改变阀构件20在阀歧管 12内的纵向位置。当然，切割器130的纵向位置的改变可通过选 择性的马达70的致动并结合如上所述通过叉形构件30离合来提 供。如图所示，气动算法开始于向近侧回缩切割器130，使得孔 108“打开”。但是，应当理解，当针部分102被插入患者胸腔中时， 切割器130实际上可向远侧行进以“关闭”孔108。换句话说，在针 部分102被插入患者胸腔中后，切割器130可向近侧行进，并且 所示的气动算法开始。
在本实施例中，在切割器130开始向远侧移动时，真空连通 到真空腔114，由此将组织抽入孔108中。如图所示，随着切割器 130向远侧位置运动时，真空可连续地输送到真空腔114，以保持 抽入孔108中的组织。当切割器130接近远侧位置时，真空腔114 可通风，在此期间切割器130切割组织。切割器130可在孔108 的远侧边缘附近往复运动一次或多次，以连续地给真空腔114提 供通风。切割器130可随后向远侧行进到足以“关闭”孔108的程度。 同时，驱动齿轮64从驱动构件50脱开，切割器130被留在远侧 位置并且不再转动或移动。当切割器130在远侧位置时，真空可 再次输送通过真空腔114。此时，输送通过切割器腔132的真空可 向近侧将切割器130切下的组织样本抽入组织样本保持器160中。 驱动齿轮64然后可以与驱动构件50重新接合，并沿着不同方向 旋转以使切割器130向近侧移动。当切割器130被回缩时，真空 可重新输送到真空腔114，由此将其它组织抽入孔108中以供随后 的取样。该过程可重复，直到获得需要数量的组织样本。在整个 过程中，真空可输送通过切割器腔132。
同样如图所示，在取样循环中，切割器130的往复运动仅仅 是可选的。换句话说，切割器130可仅仅向远侧行进，以在一次 动作中切割组织样本，然后停留在远侧位置上，而组织样本向近 侧行进通过切割器腔132(并且真空泵80被重新供电，等等)， 随后向近侧行进，以允许获取下一个组织样本。鉴于此处的教导， 本领域技术人员可以想到使切割器130运动的其它方式，以及可 以根据切割器130的位置等等给真空腔114和/或切割器腔132提 供气动连通的方式。
本发明的实施方式应用于常规内窥镜和开放外科器械中，还 用于机器人辅助的外科手术中。
本文公开的装置的实施方式可设计成在一次使用后丢弃，或 者可设计成多次使用。在任意情况下或在两种情况下，实施方式 可包括在至少一次使用后修复以备再次使用。修复可包括装置的 拆卸步骤的组合，随后清洁或替换特定件，随后进行组装。具体 地，装置的实施方式可以拆卸，并且可以任何结合的方式有选择 地替换或拆下装置的任意数目的特定件或部件。随着对特定部件 的清洁和/或替换，装置的实施方式可以在修复设施处或通过外科 团队在即将进行外科手术之前组装以便随后使用。本领域技术人 员应当理解，可以使用各种用于拆卸、清洁/替换和组装的技术来 修复装置。这些技术的使用和所获得的修复好的装置全都在本发 明范围内。
仅仅作为示例，本文所述的实施方式可在手术之前处理。首 先，获得新的或用过的器械并且根据需要进行清洁。然后可以对 器械进行灭菌。在一种灭菌技术中，器械被放置在封闭的密封容 器(例如塑料或TYVEK袋)中。之后，容器和器械可以被放置在 能穿透容器的辐射区中，例如伽马辐射区、x射线区或高能电子区。 辐射可杀死器械上和容器中的细菌。灭菌器械随后可被存放在灭 菌容器中。密封容器可保持器械无菌，直到容器在医疗设施中被 打开。还可以使用本领域已知的其他技术(包括但不限于β或伽 马辐射、乙撑氧或蒸汽)对装置进行灭菌。
虽然已经示出和描述了本发明的各种实施方式，但是在不脱 离本发明范围的情况下，通过本领域技术人员的适当修改，可以 完成对本文所述的方法和系统的进一步匹配。这些可能的修改中 的若干个已经被提到，而其他的修改是本领域技术人员可以想到 的。例如，上述的实施例、实施方式、几何图形、材料、尺寸、 比率、步骤以及类似参数是示意性的而不是必须的。因此，本发 明的范围应当用后附的权利要求书加以考虑，并且不应当被理解 成限制到说明书和附图所示和所述的结构和操作的细节。