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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Biospievorrichtung zum
Ernten von Gewebeproben menschlicher oder tierischer Körper. Die
Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf
die perkutane Biospie gerichtet, bei der es wünschenswert ist, auf verdächtiges
Gewebe in einer minimal invasiven Weise Zugriff zu bekommen. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf Aspekte eines Steuerungssystems,
das zum Bestimmen einer Länge
einer Nadel der Biopsievorrichtung und/oder eines Abstands von zwei
Positionen einer Probenaufnahmevorrichtung, die in der Biopsievorrichtung
enthalten ist, fähig
ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Für diagnostische
Zwecke kann es wünschenswert
sein, eine Gewebeprobe eines menschlichen oder tierischen Körpers zur
zytologischen und/oder histologischen In-Vitro-Untersuchung zu erhalten.
Eine Gewebeprobenentnahme kann entweder in einer offenen oder einer
perkutanen Technik durchgeführt
werden. Bei der offenen Technik wird entweder die gesamte verdächtige Masse
(exzisionale Biopsie) oder ein Teil der verdächtigen Masse (inzisionale
Biopsie) entfernt. Zugriff auf die Läsion sowie die Entnahme erfolgen
allgemein unter der Verwendung von Skalpellen, und offene Biopsien sind
ein zuverlässiges – wenn auch
ziemlich invasives – Mittel
zum Erhalten von Gewebeproben.
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Bei
der perkutanen Technik wird eine Nadel verwendet, um auf die verdächtige Gewebemasse
in einer weniger invasiven Weise Zugriff zu erhalten. Diese Nadel
kann hohl sein, so dass sie das Ansaugen einzelner Zellen und Gewebefragmente
in ein Lumen durch Anwenden eines Vakuums erlaubt (Aspirationsbiopsie).
Alternativ dazu können
auch größere Gewebekerne
mittels einer Nadel geerntet werden, die einen inneren beweglichen
Trokar, in dem eine einer Nadel geerntet werden, die einen inneren beweglichen
Trokar, in dem eine Kerbe zur Aufnahme von Gewebekernen ausgebildet
ist, sowie eine äußere, verschiebbare
Kanüle
mit einem geschärften distalen
Ende aufweist, das zum Abtrennen dieser Kerne vom umgebenden Gewebe
verwendet wird (Kernnadelbiopsie). Durch Einführen des inneren Trokars in
eine verdächtige
Läsion
und das nachfolgende Vorschieben der äußeren verschiebbaren Kanüle zum vollständigen Abdecken
der Kerbe kann eine Gewebeprobe abgetrennt und in der Kerbe festgehalten
werden. Die Nadel kann dann aus dem Körper des Patienten herausgezogen
werden, und die Gewebeprobe kann gesammelt und zur weiteren Analyse
aufgehoben werden.
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Kernnadelbiopsievorrichtungen
waren bisher die bevorzugten Werkzeuge unter Ärzten aufgrund ihrer einfachen
Verwendung und Vielseitigkeit. Die Kernnadelvorrichtungen können auf
einen großen Bereich
unterschiedlicher Gewebe und unterschiedlicher anatomischer Orte
angewendet werden und liefern dem Arzt Proben, die für die histologische
Analyse und zur genauen Diagnose und zur Einordnung verdächtiger
Massen geeignet sind.
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Das
Erhalten der größtmöglichen
Probengröße ist eine
wichtige Zielsetzung beim Ernten von Kerngewebeproben. Biopsiesysteme
des Standes der Technik haben ein Vakuum verwendet, um Gewebe mit
der Kerbe oder der Gewebeaufnahmekammer oder dem Korb der Biopsievorrichtung
vor dem Schneiden in Eingriff zu bringen und an diese heranzuziehen.
Auf diese Weise können
die Gewebeprobengrößen mit
einem vorgegebenen Biopsienadeldurchmesser beträchtlich vergrößert werden
oder größere Proben
mit demselben Nadeldurchmesser entnommen werden, um die diagnostische
Genauigkeit zu verbessern.
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Eine
weitere wohlbekannte Technik zum Vergrößern der Probengröße besteht
darin, eine Vielzahl von Proben zu ernten, um genügend Gewebe
für eine
zuverlässige
Diagnose zu erhalten. Damit dies mit den ansaugenden Kernnadelbiopsievorrichtungen
oder vakuumunterstützten
Einzelbetätigungs-Vorrichtungen geschehen
kann, muss die Vorrichtung mehrfach eingeführt werden, was beim Patienten
zu einer größeren Belastung
führt,
mehr Zeit benötigt
und das Risiko einer Blutung beinhaltet.
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Auf
dem Gebiet von Brustbiopsien wurde dieses Problem durch die Entwicklung
von Biopsiesystemen gelöst,
die es der Betätigungsperson
erlauben, eine Vielzahl von Proben mit einer einzigen Biopsievorrichtungseinführung zu
entnehmen. Diese Biopsievorrichtungen wenden allgemein ein Vakuum an,
um mit einer geeigneten Gewebemenge in Eingriff zu kommen, und um
diese in einen hohlen Teil des Instruments einzusaugen. Die Leistungs-
und Vakuumanwendungseinheiten, die bei diesen Mehrfach-Biopsievorrichtungen
eingesetzt werden, sind in eigenen Vakuumstationen untergebracht,
die Wägen zum
Transport sowie auch Schläuche
und Zuleitungen zu ihrem fehlerfreien Funktionieren benötigen. Die
physische Verbindung zwischen der Biopsievorrichtung und den begleitenden
Vakuum/Leistungs-Lieferungseinheiten bedeutet, dass die Bewegungsfreiheit
der Bedienperson bzw. des Arztes eingeschränkt ist, und außerdem nehmen
die Zusatzgeräte
Speicher- und Bodenraum ein.
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Bei
bekannten Biopsiesystemen und -vorrichtungen erfolgten die Entnahme
der Gewebeproben, deren Auswurf und die nachfolgende Lagerung der
einzelnen Gewebeproben über
eine Anzahl unterschiedlicher Verfahren. Manche Biopsievorrichtungen
umfassen die mechanische Entnahme und den Auswurf der entnommenen
Gewebeproben, wie im
US-Patent
Nr. 5,526,822 veranschaulicht. Die Biopsievorrichtung ergreift
und hält
die Gewebeprobe in einem Lumen einer inneren, rotierenden Schneidkanüle, die
zu einem Punkt außerhalb
der Anatomie des Patienten rückziehbar
ist. Eine Auswurfnadel wird verwendet, um die gewonnene Gewebeprobe aus
dem Lumen der Kanüle
zu drücken.
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Weitere
bekannte Biopsievorrichtungen arbeiten mit einer vakuumbetriebenen
Entnahme und Auswertung von Gewebeproben. Das
US-Patent
Nr. 6,638,235 offenbart eine Biopsievorrichtung mit einer inneren,
rotierenden Schneidkanüle,
die zum Ernten einer Vielzahl von Gewebeproben mit einer einzigen Kanüleneinführung fähig ist.
Die Vorrichtung verringert den Eingriff der Bedienperson durch das
Ermöglichen
der automatischen Entnahme und Sammlung einer Vielzahl von Gewebeproben
in einer Sammelkammer, die außerhalb
der Anatomie des Patienten angeordnet ist. Gewebeproben werden vom
Punkt der Probenentnahme entnommen und durch das innere Lumen der
Schneidkanüle
zu einer Sammelkammer mittels eines Vakuums bewegt, der durch die Sammelkammer
und das innere Lumen der Schneidkanüle eingezogen wird. Die
US2001/0011156 offenbart
eine Biopsievorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
beiliegenden Anspruchs 1.
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Bei
der Probenentnahme, Sammlung und Lagerung einiger Typen von Gewebeproben,
wie zum Beispiel Prostatagewebeproben, ist es wünschenswert, wenn die entnommenen
einzelnen Gewebekerne oder Proben vereinzelt gehalten werden, wenn
eine nachfolgende Diagnose Gültigkeit
haben soll.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, eine Biopsievorrichtung und ein Verfahren vorzusehen,
die eine Probenentnahme, vorzugsweise in einer automatischen Weise,
erlauben können.
Es ist eine weitere Aufgabe der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung,
eine Biopsievorrichtung vorzusehen, die in günstiger Weise von einem Arzt
geführt
und gelenkt werden kann. Es ist noch eine weitere Aufgabe bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung, eine Biopsievorrichtung und ein Verfahren vorzusehen, die
eine Lagerung einzelner getrennter Gewebeproben in einem Haltbarkeitsmittel
erlauben. Es ist noch eine weitere Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, eine Biopsievorrichtung und ein Verfahren vorzusehen,
die ein einfaches Eindringen in verdächtige Gewebemasse erlauben.
Es ist noch eine weitere Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, eine Biopsievorrichtung und ein Verfahren vorzusehen,
die ein einfaches Abtrennen einer Gewebeprobe erlauben. Es ist noch
eine weitere Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung,
eine Biopsievorrichtung und ein Verfahren vorzusehen, die eine Handhabung
beschaffter Gewebeproben durch einen Arzt vereinfachen.
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In
einem weiteren Aspekt sieht die Erfindung eine Biopsievorrichtung
nach dem beiliegenden Anspruch 1 vor.
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Die
zweite zurückgezogene
Position ist normalerweise diejenige Position der Gewebeaufnahmevorrichtung,
in der die mindestens eine abgetrennte Gewebeprobe aus dem Hohlraum
der Probenaufnahmevorrichtung ausgeworfen werden kann. Um dem die
Vorrichtung bedienenden Arzt die Arbeit des Arretierens der Probenaufnahmevorrichtung
in der korrekten Position abzunehmen, kann das zuvor genannte Steuerungssystem
derart konfiguriert werden, dass es die Probenaufnahmevorrichtung
automatisch in der zweiten zurückgezogenen
Position arretiert. In einer Ausführungsform umfasst das Steuerungssystem
einen Sensor zum Erfassen der Position der Probenaufnahmevorrichtung
und/oder des darin vorhandenen Hohlraums. Zum Beispiel kann eine Fotozelle
oder ein elektromechanischer Schalter zum Liefern eines Signals
an das Steuerungssystem vorgesehen werden, wenn die Probenaufnahmevorrichtung
in ihrer zweiten rückgezogenen
Position oder in deren Nähe
ist. Alternativ oder zusätzlich
dazu kann das Steuerungssystem dazu ausgelegt sein, einen Abstand
zwischen der ersten ausgefahrenen Position und der zweiten rückgezogenen
Position automatisch zu erfassen.
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Es
ist daher ersichtlich, dass das Steuerungssystem es der Biopsievorrichtung
erlauben kann, automatisch mit unterschiedlichen Nadeln unterschiedlicher
Länge betrieben
zu werden, wodurch vom Benutzer der Vorrichtung keine Konfiguration nötig ist,
um das Steuerungssystem auf eine spezifische Nadellänge einzurichten.
Falls die Hohlnadel und die Probenaufnahmevorrichtung in einer Wegwerfeinheit
enthalten sind, die an einer Griffeinheit der Vorrichtung lösbar angebracht
ist, kann ein Ersetzen der Hohlnadel durch eine andere mit einer
anderen Länge
leicht ausgeführt
werden. Ein solches Ersetzen wird ferner dank der Fähigkeit
des Steuerungssystems, die Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten
zurückgezogenen
Position zu arretieren, ohne dass dazu eine spezifische Benutzereingabe erforderlich
ist, um das Steuerungssystem auf eine spezifische Nadellänge einzurichten,
weiter vereinfacht, und die Biopsievorrichtung wird hinsichtlich
der korrekten Positionierung der Probenaufnahmevorrichtung in der
zweiten zurückgezogenen
Position in der Handhabung sicherer gemacht.
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Das
Steuerungssystem kann zum Beispiel dazu ausgelegt sein, automatisch
einen Abstand zwischen der ersten ausgefahrenen Position und der zweiten
rückgezogenen
Position der Probenaufnahmevorrichtung automatisch zu erfassen,
wenn die Wegwerfeinheit an der Griffeinheit angebracht wird. Demgemäß kann das
Steuerungssystem dazu ausgelegt sein, z. B. mittels eines Sensors,
der in die Handgriffeinheit integriert ist, ein Anlegen oder ein Ersetzen
der Wegwerfeinheit in der Griffeinheit zu erfassen und in Reaktion
auf eine solche Erfassung die oben erwähnte Erfassung des Abstands
zwischen den beiden Positionen einzuleiten.
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Zum
Bewerkstelligen der Erfassung kann die Wegwerfeinheit einen elektronischen
Speicher umfassen, und die Griffeinheit kann eine elektronische Schnittstelle
zum Empfangen von in dem elektronischen Speicher gespeicherten Informationen
aufweisen, wobei die elektronische Schnittstelle dazu konfiguriert
ist, die Informationen an das Steuerungssystem weiterzugeben. Es
versteht sich, dass die Fähigkeit
der Kommunikation zwischen einer Wegwerfeinheit und weiteren Elementen
der Biopsievorrichtung, z. B. der Griffeinheit, einen unabhängigen Aspekt
der vorliegenden Erfindung darstellt, die aus dem Vorhandensein
der anderen hier offenbarten Merkmale Vorteile ziehen kann, jedoch
auf diese nicht angewiesen ist. Zum Beispiel kann die das Steuerungssystem unterbringende
Einheit eine handgehaltene oder nicht handgehaltene Einheit sein.
Der elektronische Speicher kann z. B. einen seriellen EEPROM, EPROM
oder ROM mit drei oder vier Kontakten umfassen, welche die Kontakte
Erde, Vdd, CLK und bidirektionale Datenleitung enthalten, wie zum
Beispiel ein serieller EEPROM ATMEL AT24C01. Die im elektronischen
Speicher gespeicherten Informationen können z. B. einen Abstand zwischen
der ersten ausgefahrenen und der zweiten rückgezogenen Position der Probenaufnahmevorrichtung,
eine Länge
der äußeren Hohlnadel
und/oder eine Länge
des biegsamen länglichen
Elements repräsentieren.
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Als
eine Alternative oder Ergänzung
zum elektronischen Speicher kann das Steuerungssystem einen Sensor
zum Erfassen dessen umfassen, wann die Probenaufnahmevorrichtung
ein proximales äußerstes
Ende ihres Bewegungsbereichs erreicht, wobei der Bewegungsbereich
vorzugsweise vordefiniert ist. Das proximale äußerste Ende kann zum Beispiel
die zweite rückgezogene
Position oder eine Position in einem vorbestimmten Abstand von der
zweiten rückgezogenen
Position sein, wobei der vorbestimmte Abstand von der Länge der
Nadel unabhängig
ist, d. h. der sich nicht ändert,
wenn die Wegwerfeinheit ausgetauscht wird. Ein distales äußerstes
Ende der Probenaufnahmevorrichtung kann z. B. die erste ausgefahrene
Position sein. Der Sensor zum Erfassen der Ankunft der Probenaufnahmevorrichtung
am proximalen äußersten
Ende kann z. B. eine Änderung
in einer physikalischen Kenngröße, zum
Beispiel die Änderung
des elektronischen Stroms oder der Spannung, des Magnetfelds oder die Änderung
eines akustischen, optischen oder mechanischen Parameters erfassen.
Der Sensor kann einen Hall-Sensor, ein Potentiometer, eine Strommessvorrichtung
oder einen mechanischen Schalter umfassen.
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Zum
Beispiel kann die Transportvorrichtung einen Positions- oder Bewegungssignalgenerator zum
Erzeugen eines Positions- oder Bewegungssignals für das Steuerungssystem
umfassen, welches die Längsposition
oder Längsbewegung
der Probenaufnahmevorrichtung angibt. In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Steuerungssystem dazu ausgelegt, dass es nach dem Anbringen
der Hohlnadel und der Probenaufnahmevorrichtung an der Griffeinheit:
- – die
Transportvorrichtung aktiviert, um die Probenaufnahmevorrichtung
zu ihrem proximalen äußersten
Ende zurückzuziehen
und das Positions- oder Bewegungssignal am proximalen äußersten Ende
aufzuzeichnen; und
- – das
aufgezeichnete Positionssignal als einen Positionsreferenzpunkt
zum nachfolgenden Arretieren der Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten
rückgezogenen
Position nach der Gewebeernte zu verwenden. Vorzugsweise wird eine Antriebskraft
an die Transportvorrichtung von einem Motor übertragen, der von einem Mikrocontroller
gesteuert wird, wobei der Mikrocontroller das Positions- oder Bewegungssignal
als eine Eingabe empfängt,
wobei in Abhängigkeit
von dieser Eingabe eine Ausgabe für den Motor erzeugt wird.
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Zum
Erzielen der gewünschten
Positionssteuerung der Probenaufnahmevorrichtung kann das Steuerungssystem
mindestens eine impulsabgebende Vorrichtung, wie zum Beispiel ein
Hall-Element, umfassen, um Impulse in Abhängigkeit von der Bewegung oder
Position der Probenaufnahmevorrichtung zu erzeugen. Das äußerste proximale
Ende der Probenaufnahmevorrichtung kann durch einen mechanischen
Anschlag für
die Probenaufnahmevorrichtung definiert sein, der eine Änderung
in der Erzeugung von Impulsen verursacht, wenn die Probenaufnahmevorrichtung
mit dem mechanischen Anschlag in Kontakt kommt.
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Falls
die Transportvorrichtung eine Antriebskraft von einem elektrisch
angetriebenen Motor empfängt,
kann der Sensor als eine Alternative oder Ergänzung zum Hall-Element einen
Strom- oder Spannungssensor zum Messen bzw. Lesen des durch den Motor
fließenden
Motorstroms umfassen. Demgemäß kann ein
Anstieg der Motorspannung über
einen vorbestimmten Schwellenwert hinaus als eine Anzeige dafür verwendet
werden, dass die Probenaufnahmevorrichtung ihr äußerstes proximales Ende, z.
B. einen mechanischen Anschlag, erreicht hat.
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Der
oben genannte Positionssignalgenerator kann ein Potentiometer umfassen,
wobei das Potentiometer z. B. an einer Übertragungsachse zum Übertragen
einer Antriebskraft an die Transportvorrichtung angeordnet ist.
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Nach
dem Anbringen der Wegwerfeinheit an der Griffeinheit kann das Steuerungssystem
einen anfänglichen
Betriebs- oder Kalibrierzyklus durchführen, um die Probenaufnahmevorrichtung
zu ihrem distalen und/oder proximalen äußersten Ende zu bewegen, um
die Länge
der Nadel, den Abstand zwischen der ersten ausgefahrenen und der
zweiten rückgezogenen
Position der Probenaufnahmevorrichtung oder einen beliebigen anderen
Wert zu bestimmen, der das Steuerungssystem dazu befähigen kann,
die Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten rückgezogenen Position zu arretieren.
Der Anfangsbetrieb führt
die Probenaufnahmevorrichtung vorzugsweise zu einer Standardposition,
z. B. der ersten ausgefahrenen Position, zurück.
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Die
Griffeinheit, die Hohlnadel, die Probenaufnahmevorrichtung, die
Transportvorrichtung und das Steuerungssystem und wahlweise alle
anderen Komponenten der vorliegenden Biopsievorrichtung können in
einer handgehaltenen Einheit untergebracht sein.
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Die
Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkeitszufuhreinheit
umfassen, die zum Enthalten einer Spülflüssigkeit ausgelegt ist, wobei
die Flüssigkeitszufuhreinheit über ein hohles Flüssigkeitstransportelement
wirksam mit dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung verbunden
ist, um so einen Gewebeprobenauswurf durch Flüssigkeitsspülung zu erlauben.
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Die
Flüssigkeitszufuhreinheit,
die oben erwähnt
wurde, ermöglicht
ein vorsichtiges Handhaben der mindestens einen geernteten Gewebeprobe während des
Biopsieeingriffs und die nachfolgende Entnahme erhaltener Gewebeproben
zum Aufrechterhalten der strukturellen Integrität verdächtigen Gewebes und zum Ermöglichen
des Erstellens einer genauen Diagnose. Ferner können die einzeln entnommenen
Gewebekerne oder -proben vorteilhafterweise vereinzelt gehalten
werden, um bessere diagnostische Fähigkeiten zu ermöglichen.
Dies ist hinsichtlich der meisten Arten von Gewebeproben, wie zum Beispiel
Prostataproben, vorteilhaft. Zusätzlich
ermöglicht
eine Flüssigkeitsspülung zum
Auswerfen der mindestens einen Gewebeprobe aus dem Hohlraum der
Probenaufnahmevorrichtung automatisierte und schnelle Biopsievorgänge mit
minimalem Patiententrauma und minimaler manueller Handhabung der geernteten
Gewebeprobe(n) durch Ärzte.
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Die
Spülflüssigkeit
ist vorzugsweise ein Haltbarkeitsmittel, in dem die geerntete Gewebeprobe nach
dem Auswurf aus dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung aufbewahrt
wird. Die Spülflüssigkeit
kann z. B. eine Salz- oder Formalinlösung umfassen. Es ist ersichtlich,
dass keine grobe Handhabung der Körpergewebeprobe, z. B. durch
eine Zange, erforderlich ist, um die geerntete Gewebeprobe aus dem
Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung zu entnehmen, da ein Auswurf
einfach unter der Wirkung der Spülflüssigkeit
erfolgen kann. Der Hohlraum kann einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
haben. Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Biopsievorrichtung
der vorliegenden Erfindung sind vollständig handgehalten und enthalten
integrierte Mechanismen zum Liefern eines Vakuums und zum Liefern
einer Flüssigkeit
sowie eine Leistungsquelle, wodurch die Notwendigkeit für eigene
(oder externe) Quellen eines Vakuums, einer Flüssigkeit und der Leistung entfällt. Alternativ
dazu könnte
die Vakuumzufuhr und/oder die Leistungsquelle extern zur Biopsievorrichtung
angeordnet und mit dieser über
geeignete elektrische Leitungen und Vakuumschläuche verbunden werden.
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In
einer Ausführungsform
umfasst die Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung ein geschlossenes
System zur Gewebeprobenentnahme und zum Gewebeprobentransport, ohne
dass dabei Körperflüssigkeiten
austreten, die Bedienungsperson biologisch gefährlichen Stoffen ausgesetzt
wird oder die entnommenen Gewebeproben kontaminiert werden. Diese
Ausführungsform
stellt sicher, dass die manuelle Handhabung entnommener Gewebeproben
minimiert wird und folglich auch die mögliche Handhabungsbeschädigung minimiert
wird.
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Die
Hohlnadel definiert vorzugsweise einen sich längs erstreckenden ringförmigen Körperteil,
der einen länglichen
Hohlraum in der Hohlnadel mit derselben Erstreckung definiert, und
der Hohlraum in der Probenaufnahmevorrichtung kann eine seitliche Öffnung zum
Aufnehmen der mindestens einen Gewebeprobe aufweisen.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst der Schneidmechanismus eine umlaufende
Schneidkante am distalen Ende der Hohlnadel, wie in größerem Detail
unten beschrieben. Damit durch die umlaufende Schneidkante das Gewebe
effizienter abgetrennt werden kann, sind die Probenaufnahmevorrichtung
und die Hohlnadel vorzugsweise relativ zueinander beweglich, so
dass die Probenaufnahmevorrichtung in einer vorstehenden Position,
in der sie von einer distalen Spitze der Nadel vorsteht, und einer
rückgezogenen
Position sein kann, in der sie in der Hohlnadel aufgenommen ist, und
wobei das distale Ende der Vorrichtung durch die umlaufende Schneidkante
und möglicherweise
eine sich verjüngende
Spitze der Probenaufnahmevorrichtung definiert ist.
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Zum
Einsaugen bzw. Ansaugen von Körpergewebe
in den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung umfasst die Biopsievorrichtung
der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Vakuumpumpe zum Erzeugen
einer Saugwirkung im Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung, wobei
die Vakuumpumpe über
einen sich längs
erstreckenden Durchgang in der Probenaufnahmevorrichtung und/oder durch
den sich längs
erstreckenden Durchgang, der durch die Hohlnadel definiert ist,
mit dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung in Fluidkommunikation
ist. Zum Beispiel können
einer oder mehrere Vakuumanschlüsse
an der Unterseite der Probenaufnahmevorrichtung vorgesehen werden,
wie zum Beispiel in einem Wandabschnitt, der einen Boden des Hohlraums
in der Probenaufnahmevorrichtung definiert, wobei durch diese Vakuumanschlüsse der Hohlraum
mit dem Innenraum der Hohlnadel in Fluidkommunikation ist, die ihrerseits
mit der Vakuumpumpe in Fluidkommunikation ist. Alternativ dazu können einer
oder mehrere Vakuumanschlüsse
in einer Seitenwand vorgesehen werden, die einen Seitenteil des
Hohlraums in der Probenaufnahmevorrichtung bilden, wobei durch diese
Vakuumanschlüsse
der Hohlraum mit dem Inneren der Hohlnadel oder mit einem sich längs erstreckenden
Durchgang in der Probenaufnahmevorrichtung in Fluidkommunikation sein
kann, wobei der Innenraum der Hohlnadel oder des Durchgangs in der
Probenaufnahmevorrichtung mit der Vakuumpumpe in Fluidkommunikation
ist. Vorzugsweise wird die Vakuumpumpe nur über einen kurzen Zeitraum jedes
Mal dann, wenn eine Gewebeprobe zu ernten ist, d. h. unmittelbar
vor dem Abtrennen der Gewebeprobe, betrieben. Die Steuerung des Betriebs
der Vakuumpumpe kann z. B. mit der Steuerung des Schneidemechanismus
und/oder der Steuerung der Transportvorrichtung gekoppelt sein, so
dass die Vakuumpumpe nur dann aktiviert wird, wenn die Probenaufnahmevorrichtung
in der ersten ausgefahrenen Position ist, oder innerhalb eines vorbestimmten
Zeitraums, nachdem die Probenaufnahmevorrichtung an der ersten ausgefahrenen
Position angekommen ist, oder innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums,
bevor der Schneidemechanismus zum Abtrennen der Gewebeprobe aktiviert
wird. Alternativ dazu kann die Steuerung der Vakuumpumpe mit der
Steuerung des Schneidemechanismus gekoppelt werden, z. B. so, dass
die Vakuumpumpe aktiviert wird, wenn die Hohlnadel zurückgezogen
wird, um den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung offenzulegen
(siehe die folgende Beschreibung des Abschussmechanismus zum Abtrennen
der Gewebeprobe) und so, dass der Betrieb der Vakuumpumpe deaktiviert
wird, wenn die Gewebeprobe abgetrennt wurde.
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Die
mindestens eine Gewebeprobe, die von der Biopsievorrichtung der
vorliegenden Erfindung geerntet wird, wird vorzugsweise in einer
automatischen Weise geerntet, aus der Anatomie des Patienten entnommen,
aus der Probenaufnahmevorrichtung ausgestoßen und einzeln in einen geeigneten Gewebeaufbewahrungsbehälter in
einen Lagerungs- und/oder Konservierungsstoff gelegt. Auf diese
Weise kann sich die Bedienperson (oder der Pathologe) ganz auf das
Optimieren der Gewebeprobenentnahme und das Minimieren des Patiententraumas
konzentrieren.
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Bei
der Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkeitszufuhreinheit
mit dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung wirksam verbunden
werden, wenn die Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten rückgezogenen
Position ist, und wird die Flüssigkeitszufuhreinheit
vorzugsweise vom Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung getrennt,
wenn die Probenaufnahmevorrichtung in der ersten ausgefahrenen Position
ist. Die erste ausgefahrene Position ist normalerweise diejenige
Position, in der Gewebe in den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung
aufgenommen wird, während
der Schneidemechanismus die Gewebeprobe abtrennt, d. h. in der ersten
ausgefahrenen Position ist, in der die Probenaufnahmevorrichtung
mit ihrem Hohlraum in der distalen Position ist. Die zweite zurückgezogene
Position ist eine proximale Position, in der die geerntete Gewebeprobe
aus dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung ausgeworfen werden
kann.
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Vorzugsweise
ist eine Pumpe zum Pumpen der Flüssigkeit
aus der Flüssigkeitszufuhreinheit
in den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung in die Biopsievorrichtung
integriert. Die Pumpe kann vorteilhafterweise eine peristaltische
Pumpe umfassen, die relativ kostengünstig ist. Zum Beispiel kann
die peristaltische Pumpe in einen Griffteil der Vorrichtung integriert
sein. In einer Ausführungsform
ist die peristaltische Pumpe am Griffteil der Biopsievorrichtung lösbar angebracht,
so dass ein Austausch der Flüssigkeitszufuhreinheit
erleichtert wird, da die peristaltische Pumpe mit einem Teil des
hohlen Flüssigkeitstransportelements
(z. B. einem Kunststoff- oder Elastomerschlauch oder -rohr) in Eingriff
kommt. In einer Ausführungsform
ist ein Klemmmechanismus vorgesehen, der das hohle Flüssigkeitstransportelement fest
an der peristaltischen Pumpe angeschlossen hält, wobei der Klemmmechanismus
vorzugsweise von Hand lösbar
ist. Als eine Alternative oder zusätzlich zur peristaltischen
Pumpe kann die Flüssigkeitszufuhreinheit
eine spritzenartige Flüssigkeitszufuhrkammer
und einen Kolben aufweisen, der beweglich in der Flüssigkeitszufuhrkammer
angeordnet ist. Wie die Pumpe kann auch die Flüssigkeitszufuhreinheit lösbar an
der Griffeinheit befestigt sein, so dass sie ganz leicht ausgetauscht
werden kann.
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Die
Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Griffeinheit
umfassen, in der eine Leistungsquelle, wie zum Beispiel eine Batteriepackung,
und ein Motor zum Antreiben der Transportvorrichtung eingehaust
bzw. enthalten sind. Die Griffeinheit enthält vorzugsweise kein Mittel
bzw. keine Elemente, die während
der Gewebeernte mit Körpergewebe,
Körperflüssigkeit
oder der Anatomie des Patienten in physischen Kontakt kommen, so
dass eine Griffeinheit wiederverwendbar sein kann, d. h. für mehrere
Biopsieeingriffe verwendbar sein kann, bei denen jeweils eine Vielzahl
von Gewebeproben aus einem Patienten entnommen werden. Die Transportvorrichtung,
die Hohlnadel und die Probenaufnahmevorrichtung, bei denen es sich
um Teile handelt, die wahrscheinlich oder während der Gewebeernte unvermeidlich
mit Körpergewebe,
Körperflüssigkeit
oder der Anatomie des Patienten in Kontakt kommen, sind vorzugsweise
in einer Wegwerfeinheit untergebracht, die an der Griffeinheit lösbar angebracht
ist. Die Wegwerfeinheit ist dazu gedacht, für einen einzelnen Biopsieeingriff
verwendet und dann nach der Ernte einer oder mehrerer Gewebeproben
von einer Erntestelle in der Patientenanatomie verworfen zu werden.
Wie im Einzelnen unten beschrieben, kann eine Vielzahl von Gewebeproben mittels
bevorzugter Ausführungsformen
der Biopsievorrichtung geerntet werden, ohne dass die Wegwerfeinheit
ausgetauscht wird, nachdem die äußere Hohlnadel
der Wegwerfeinheit an der Erntestelle angeordnet ist.
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Eine
Spülkammer
kann vorzugsweise in der Wegwerfeinheit vorgesehen werden, wobei
die Spülkammer
zum Anbringen eines Probensammelbehälters an der Biopsievorrichtung
ausgelegt ist. Deshalb ist die Probenaufnahmevorrichtung in der
zweiten rückgezogenen
Position vorzugsweise mit der Spülkammer
ausgerichtet, es sind jedoch auch andere Konstruktionen in Betracht
gezogen, bei denen die geerntete Gewebeprobe mittels der Spülflüssigkeit von
dem Hohlraum in der Probenaufnahmevorrichtung zur Spülkammer
und von dort zum Probensammelbehälter
befördert
wird. Der Probensammelbehälter
kann mindestens einen Hohlraum und vorzugsweise eine Vielzahl von
Hohlräumen
zum Aufnehmen der geernteten Gewebeproben definieren, wobei einer
oder mehrere Hohlräume
mit dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung kommunizieren können, wenn
die Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten rückgezogenen Position ist. Der
Probensammelbehälter
ist vorzugsweise lösbar
an der Wegwerfeinheit angebracht. Der mindestens eine Hohlraum zum
Aufnehmen der Gewebeprobe kann z. B. eine Vielzahl von Hohlräumen zum
Aufnehmen einzelner Gewebeproben umfassen, wobei der Probensammelbehälter ferner
einen Bewegungs- oder Rotationsmechanismus zum Ändern der Relativposition der
Hohlräume
relativ zur Probenaufnahmevorrichtung umfasst, so dass unterschiedliche
Gewebeproben, die zu unterschiedlichen Zeiten geerntet wurden, in
die getrennten Hohlräume
gespült
werden können.
Zum Beispiel können
die Hohlräume
auf einer Drehscheibe im Kreis herum angeordnet sein, deren Drehung
durch ein Steuerungssystem der Biopsievorrichtung (oder des Biopsiesystems)
gesteuert wird, um einen folgenden Behälterhohlraum automatisch mit
der Spülkammer
und/oder der Probenaufnahmevorrichtung auszurichten, wenn eine Körpergewebeprobe
in einen vorhergehenden Behälterhohlraum
ausgeworfen wurde.
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Der
Probensammelbehälter,
der auch als der "Gewebeaufbewahrungsbehälter" bezeichnet wird, kann
z. B. ein Volumen von 10 bis 100 ml, wie zum Beispiel 20–30 ml,
haben. Die Flüssigkeitszufuhreinheit
oder der Flüssigkeitsbehälter können z.
B. ein Volumen von 5–30
ml, wie zum Beispiel 5–15
ml, wie zum Beispiel ungefähr
10 ml haben.
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Die
Spülkammer
kann mit einem Auslassventil der Flüssigkeitszufuhreinheit verbunden
sein, die, wie beschrieben, unter Druck stehen kann. Eine Öffnung in
der Wand der Spülkammer
ermöglicht
es Flüssigkeit,
von der unter Druck stehenden Flüssigkeitszufuhreinheit
in die Spülkammer
bewegt zu werden. Auf einer Seite der Spülkammer gegenüber der Öffnung für die unter
Druck stehende Flüssigkeitszufuhr
kann ein Ablauf vorgesehen sein, der zum Gewebeaufbewahrungsbehälter führt, in
dem entnommene Gewebeproben einzeln aufbewahrt werden können. Dieser
Ablauf kann durch Verschieben eines Ventils oder eines anderen geeigneten
Verschlussmechanismus geöffnet
und geschlossen werden.
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Die
Spülflüssigkeit
trifft auf eine im Hohlraum der Gewebeaufnahmevorrichtung gehaltene
Gewebeprobe und löst
sie aus der Halterung, wobei die Gewebeprobe durch den Hohlraum
der Probenaufnahmevorrichtung ausgeworfen wird. Die Spülflüssigkeit
trägt nachfolgend
die Gewebeprobe durch den Ablauf in den Gewebeaufbewahrungsbehälter. Der
Fluss der Spülflüssigkeit
in die Spülkammer
und aus ihr heraus ist durch die Betätigung des Schiebeventils steuerbar.
In einer Ausführungsform
ist das Schiebeventil mit einer Ventilfeder wirksam verbunden, die
sicherstellt, dass das Ventil in seiner Standardposition die Öffnung,
die zur unter Druck stehenden Flüssigkeitszufuhr
führt,
sowie auch den Ablauf, der zum Gewebeaufbewahrungsbehälter führt, schließt. Alternativ
dazu kann das Öffnen
und Schließen
des Ventils durch die Transportvorrichtung zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel verursacht werden, wobei die Transportvorrichtung
z. B. ein biegsames längliches
Element umfasst. Auf diese Weise kann ein Teil der Transportvorrichtung
mit dem Ventil oder mit einem Mittel zum Öffnen und Schließen des
Ventils in Wechselwirkung stehen. Allgemein können Mittel vorgesehen werden, die
verhindern, dass Spülflüssigkeit
in das innere Lumen der Hohlnadel eingesaugt wird, wenn ein Vakuum
angelegt wird, um Gewebe in den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung
einzusaugen.
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Wenn
die Probenaufnahmevorrichtung zur zweiten rückgezogenen Position bewegt
wird, wird die Probenaufnahmevorrichtung oder die Transportvorrichtung
mit dem verschiebbaren Ventil in Kontakt gebracht. Das fortgesetzte
Rückziehen
der Probenaufnahmevorrichtung verursacht, dass das verschiebbare
Ventil zum hinteren Ende der Spülkammer
hin verschoben wird, so dass die zur Flüssigkeitszufuhreinheit führende Öffnung und
der zum Gewebeaufbewahrungsbehälter
führende
Ablauf beide geöffnet
werden. Dieser Vorgang erlaubt es Flüssigkeit, in die Spülkammer
einzutreten, und der Probe, durch den Ablauf in den Aufbewahrungsbehälter bewegt
zu werden. Während
dieses Vorgangs wird die Ventilfeder durch mechanisches Zusammendrücken oder
durch elektrische Energie mit potentieller Energie geladen. Nachdem
eine Gewebeprobe aus der Probenaufnahmevorrichtung gespült wurde,
wird sie z. B. durch elektrische Energie oder durch das Freisetzen
der in der Feder gespeicherten potentiellen Energie wieder in die
erste ausgefahrene Position vorgeschoben, wodurch das Ventil geschlossen
wird.
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Der
Gewebeaufbewahrungsbehälter
kann im Wesentlichen kreisförmig
sein und eine Anzahl getrennter identifizierbarer Kammern aufweisen,
wobei jede Kammer dazu ausgelegt ist, eine Gewebeprobe aufzunehmen.
Der Aufbewahrungsbehälter
kann ein bewegliches Teil umfassen, das mit einem geeigneten Antriebsmechanismus
in einer Antriebseinheit, z. B. der Griffeinheit, wirksam verbunden
ist, so dass der automatische Wechsel von Kammern ermöglicht wird,
während
der Biopsieeingriff fortschreitet und eine Mehrzahl von Gewebeproben
geerntet wird. Auf diese Weise wird vorzugsweise in jeder Kammer
eine einzelne Gewebeprobe aufgefangen, und der nachfolgende Wechsel
von Kammern stellt sicher, dass jede Gewebeprobe und ihre zugeordnete
Speicherflüssigkeit
im Gewebeaufbewahrungsbehälter
eingeschlossen sind.
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Einzelne
Gewebeproben können
nachfolgend über
ihre entsprechende Anordnung in der Probenaufnahmevorrichtung identifiziert
werden, und einzelne Kammern können
ferner benannt, codiert, oder anders wiedererkennbar/identifizierbar
gemacht werden. Ein Zähler
kann angebracht werden, um der Bedienperson dabei zu helfen, die
Anzahl entnommener Biopsien nachzuverfolgen. Zum weiteren Automatisieren
des Biopsieeingriffs können
mehrere oder alle Kammern des Gewebeaufbewahrungsbehälters teilweise
mit einem Konservierungsstoff wie zum Beispiel konzentriertem Formalin
oder einem anderen geeigneten Konservierungsstoff, voll gefüllt sein.
Auf diese Weise dient die Spülflüssigkeit,
die in die Spülkammer
eingespritzt wird, mindestens zwei Zwecken: (1) zum Transport der
Gewebeprobe von der Probenaufnahmevorrichtung in den Aufbewahrungsbehälter und
(2) zum Einstellen der Konzentration des Konservierungsstoffs im
Aufbewahrungsbehälter
auf ein Niveau, das zur Konservierung der Gewebeproben geeignet
ist.
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Zum
Erleichtern des Eindringens der Probenaufnahmevorrichtung in das
Gewebe kann die Probenaufnahmevorrichtung eine Kanüle mit einer geschärften distalen
Spitze umfassen oder als diese ausgebildet sein. Die Kanüle erstreckt
sich koaxial mit der Hohlnadel in der Hohlnadel.
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Es
versteht sich, dass die Griffeinheit vorzugsweise als eine handgehaltene
Einheit ausgeführt
ist, in der alle benötigten
Leistungs-, Flüssigkeits-
und Vakuumquellen sowie mögliche
Antriebsmechanismen für
die Nadel und die Probenaufnahmevorrichtung und Abschussmechanismen
untergebracht sind, siehe unten. Allgemein kann die gesamte Biopsievorrichtung
der vorliegenden Erfindung, welche die Hohlnadel, den Schneidmechanismus,
die Probenaufnahmevorrichtung, die Transportvorrichtung, die Flüssigkeitszufuhreinheit
und alle anderen oben erwähnten
Strukturelemente enthält,
in einer handgehaltenen Einheit integriert sein.
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Eine
alternative Ausführungsform
des zuvor beschriebenen Vakuum-Spülmechanismus
verwendet zweifache Spritzen-Kolben-Systeme als eine Alternative
zu einem Spritzen-Kolben-System und einem ein Vakuum erzeugenden
Lüfter.
Der vorliegende Vakuum-Spülmechanismus
umfasst eine zweifache Spritzenkammer, jede mit einem Kolben, der
im inneren Hohlraum einer jeden Kammer verschiebbar angeordnet ist.
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Eine
erste Kammer fungiert als eine Vakuumliefereinheit und umfasst zwei Öffnungen,
die jeweils mit einem Rückschlagventil
ausgerüstet
sind. Ein Ventil ermöglicht
es, dass Luft in einen inneren Hohlraum der Kammer eindringt, wenn
der Kolben, der zu dieser Kammer gehört, zurückgezogen wird. Dieses Ventil
ist in Fluidkommunikation mit dem proximalen Ende der Schneidkanüle. Wenn
der Kolben zurückgezogen
wird, wird Luft aus dem inneren Lumen der Hohlnadel gesaugt und
ein Vakuum erzeugt. Dieses Vakuum wird durch das innere Lumen der Hohlnadel
und in den inneren Hohlraum oder den Gewebehohlraum der Probenaufnahmevorrichtung mitgeteilt,
wo er durch die seitliche Öffnung
der Probenaufnahmevorrichtung mit Gewebe in Eingriff kommt und dieses
in den inneren Hohlraum des Behälters
einsaugt. Ein weiteres Ventil erlaubt es Luft zu entweichen, wenn
der Kolben vorwärts
bewegt wird.
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Der
Vakuumlieferkolben kann durch ein Zahnstangenantriebssystem oder
einen anderen Kopplungsmechanismus betrieben werden, der in der
Griffeinheit untergebracht ist.
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Eine
weitere Einheit umfasst eine Druckflüssigkeitszufuhreinheit. Sie
umfasst eine spritzenartige Kammer und einen Kolben, der innerhalb
dieser Kammer beweglich angeordnet ist, und hat zwei Öffnungen,
die jeweils mit einem Rückschlagventil
ausgerüstet
sind. Ein Ventil erlaubt es Spülflüssigkeit, wie
zum Beispiel Salzlösung,
Wasser usw., in den durch die Kammer definierten Hohlraum einzudringen,
wenn der Kolben, der zu dieser Kammer gehört, zurückgezogen wird. Dieses Ventil
ist über
eine dichte Verbindung mit einer Flüssigkeitszufuhr verbunden.
Die Flüssigkeitszufuhr
kann einen Kunststoffbehälter
mit relativ weichen Wänden
umfassen, so dass in Reaktion auf das Zurückziehen des Kolbens Spülflüssigkeit
von der Flüssigkeitszufuhreinheit
ab und in den inneren Hohlraum der Kammer eingezogen wird. Die Wände des
Kunststoffbehälters
kollabieren nach innen, während
sich der Behälter
leert, wodurch sichergestellt wird, dass keine Luft in das System
gerät.
Durch eine nachfolgende Vorwärtsbewegung
des Kolbens wird die Spülflüssigkeit
aus dem inneren Hohlraum der Kammer und durch das Auslassventil in
eine Ausspülkammer
ausgestoßen.
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Der
Druckflüssigkeitszufuhrkolben
ist mit der Antriebseinheit wirksam verbunden, und eine Rückwärtsbewegung
kann durch eine geeignete Kraftübertragungskomponente
oder ein Kopplungsmittel erfolgen, das zum Beispiel an dem Schaft
des Kolbens angebracht ist. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens wird
vorzugsweise durch eine Feder angetrieben, die mit dem Schaft des
Kolbens wirksam verbunden ist. Wenn der Schaft des Kolbens nach
hinten bewegt wird, wird potentielle Energie in der Feder gespeichert.
An einem bestimmten Punkt wird der Schaft losgelassen und die in
der Feder gespeicherte potentielle Energie freigesetzt, um den Kolben
nach vorne zu bewegen und die Spülflüssigkeit
aus der Kammer auszustoßen.
Am Ende des Biopsiezyklus ist der Kolbenschaft wieder mit dem Kraftübertragungsmechanismus
in Eingriff, und ein neuer Zyklus kann beginnen.
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Die
Transportvorrichtung (oder der Transportmechanismus) kann mit einem
Schneidmechanismus und einem Kompaktantriebssystem gekoppelt sein,
das alle notwendigen Bedienelemente und mechanischen Elemente aufweist.
Die Vakuumzufuhreinheit kann entweder in die Griffeinheit integriert oder
in einer externen bzw. freistehenden Einheit angeordnet sein. Der
Transportmechanismus ermöglicht
vorzugsweise das Sammeln und Entfernen von vielen Gewebeproben in
einem schnellen, effizienten und zuverlässigen Vorgang. Der Schneidmechanismus
ermöglicht
vorzugsweise das sofortige und effiziente Abtrennen von Gewebeproben.
Dies kann durch drehende Schneidelemente oder federvorgespannte
Mechanismen erfolgen, auch wenn ein Elektrokauter ebenfalls anwendbar
ist. Die Griffeinheit umfasst Antriebselemente, welche die notwendigen Betätigungskräfte und
Bewegungen für
den Transport- und den Schneidmechanismus liefern. Dies kann z.
B. mit mehreren Mitteln bewerkstelligt werden, wobei die üblichsten
hierbei Federn, Elektromotoren oder pneumatische Antriebe sind.
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Die
Transportvorrichtung der vorliegenden Biopsievorrichtung kann ein
beliebiges geeignetes System zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel enthalten, d. h. ein beliebiges System, das zum
Ziehen der Probenaufnahmevorrichtung aus der ersten ausgefahrenen
Position in die zweite rückgezogene
Position und zum Drücken
der Probenaufnahmevorrichtung von der zweiten rückgezogenen Position in die
erste ausgefahrene Position fähig
ist. Zum Beispiel kann die Probenaufnahmevorrichtung auf einem steifen,
sich längs
erstreckenden Element, wie zum Beispiel einer Metallkanüle, die
koaxial in der Hohlnadel angeordnet ist, angebracht oder mit diesem
verbunden sein. Das steife Element kann nach vorwärts und
nach rückwärts beweglich sein,
z. B. über
einen Linearaktuator oder durch ein motorgetriebenes Reibrad oder
ein Zahnrad, das mit dem steifen Element in Eingriff ist. Auf diese
Weise kann das steife Element z. B. eine Zahnstange umfassen, die
mit einem motorgetriebenen Zahnrad in Eingriff ist.
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In
einer derzeit bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Transportvorrichtung zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel ein biegsames längliches
Element, wie zum Beispiel einen Stahldraht, zwei oder mehr verdrillte
Drähte,
wie zum Beispiel ein Bowden-Zug, oder ein beliebiges anderes flexibles
oder biegsames Element. Das längliche
Element ist vorzugsweise von der Längsrichtung der Hohlnadel weg,
d. h. seitlich, biegbar und hat vorzugsweise genügend Steifigkeit oder genügend Abstützung in
den seitlichen Richtungen, um das biegsame längliche Element daran zu hindern, sich
nach außen
zu verbiegen, wenn die Probenaufnahmevorrichtung von der zweiten
rückgezogenen Position
in die erste ausgefahrene Position geschoben werden soll.
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Vorzugsweise
ist eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln des biegsamen länglichen
Elements vorgesehen, wobei die Wickelvorrichtung vorzugsweise an
einem proximalen Ende der Vorrichtung, wie zum Beispiel mindestens
proximal gegenüber der
zweiten rückgezogenen
Position, angeordnet ist. In Ausführungsformen, bei denen das
biegsame längliche
Element in einer Wegwerfeinheit enthalten ist, die z. B. an einer
Griffeinheit oder einer stationären
Einheit der Biopsievorrichtung anbringbar ist, ist die Wickelvorrichtung
vorzugsweise in der Wegwerfeinheit integriert, wie im Einzelnen
unten ausgeführt.
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Das
biegsame längliche
Element kann einen sich längs
erstreckenden Teil mit einem kreisförmigen oder nicht kreisförmigen Querschnitt,
z. B. einem polygonalen Querschnitt, wie zum Beispiel einem Dreiecks-
oder Vierecks-Querschnitt,
aufweisen. Ein polygonaler Querschnitt eröffnet die Möglichkeit, dass das biegsame
längliche
Element zum Eingriff mit einem Antriebszahnrad Zähne aufweisen kann. Auf diese
Weise umfasst in einer Ausführungsform das
biegsame längliche
Element eine Reihe gleichmäßig beabstandeter
Zähne,
die sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des länglichen Elements
erstrecken. In dieser Ausführungsform kann
die Biopsievorrichtung ein drehbares Zahnrad aufweisen, das einen
Rand mit Zähnen
zur Wechselwirkung mit den Zähnen
des länglichen
Elements aufweist, um so das längliche
Element in einer Hohlnadel entlang der Längsachse zu bewegen. Eine oder
mehrere Abstützungen
können
zum Abstützen des
biegsamen länglichen
Elements in der seitlichen Richtung vorgesehen werden, um dessen
Durchbiegung zu vermeiden, wobei die Abstützung(en) z. B. zwei sich gegenüberliegende
Wandabschnitte umfassen, die mit einem Abstand zueinander angeordnet
sind, der einer Dicke des biegsamen länglichen Elements entspricht,
wobei das biegsame längliche Element
in der Längsrichtung
zwischen den Wandabschnitten gleiten kann. In ähnlicher Weise kann das biegsame
längliche
Element zwischen sich gegenüberliegenden
Rollenelementen gleiten.
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Damit
es der Probenaufnahmevorrichtung erlaubt wird, sich relativ zum
biegsamen länglichen Element
zu verdrehen, kann die Probenaufnahmevorrichtung mittels einer Schwenkverbindung
an dem biegsamen länglichen
Element befestigt oder an diesem angebracht sein.
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Aus
der oben gegebenen Erörterung
ist ersichtlich, dass die Probenaufnahmevorrichtung eine Länge haben
kann, die wesentlich kürzer
als eine Länge
der Hohlnadel ist, und dass ein distales Ende des biegsamen länglichen
Elements an einem proximalen Ende der Probenaufnahmevorrichtung
befestigt sein kann, so dass das biegsame längliche Element eine Bewegung
der Probenaufnahmevorrichtung in der Hohlnadel verursacht.
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Außerdem ist
verständlich,
dass die Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Griffeinheit
mit einer Leistungsquelle und einem Motor zum Antreiben der Transportvorrichtung
umfassen kann, und dass die Transportvorrichtung, die Hohlnadel und
die Probenaufnahmevorrichtung in einer Wegwerfeinheit enthalten
sein können,
die an der Griffeinheit lösbar
befestigt ist. Eine Antriebsschnittstelle ist vorzugsweise zum Übertragen
einer Antriebskraft vom Motor in der Griffeinheit auf das biegsame
längliche
Element in der Wegwerfeinheit vorgesehen.
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Die
Wickelvorrichtung wird während
der Ernte der Gewebeprobe höchst
wahrscheinlich mit Körpergewebe
und/oder Körperflüssigkeiten
kontaminiert, während
sich das biegsame längliche
Element in der Hohlnadel bewegt, deren Innenwand mit der Gewebeprobe
in Kontakt sein kann, wenn die Gewebeprobe im Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung
bewegt wird. Deshalb ist die Wickelvorrichtung vorzugsweise in der
Wegwerfeinheit enthalten. Unabhängig
davon, ob die Wickeleinheit in der Wegwerfeinheit oder in anderen
Teilen der Biopsievorrichtung, wie zum Beispiel der Griffeinheit,
enthalten ist, kann die Wickeleinheit eine Spirale bilden. Die Spirale
kann z. B. durch mindestens ein Wandelement gebildet werden, das
so angeordnet ist, dass ein Kontakt zwischen den aufgewickelten
Teilen des biegsamen länglichen
Elements verhindert wird, um ein unkontrolliertes Biegen oder ein
Variieren von Abmessungen eines aufgewickelten biegsamen länglichen Elements
zu verhindern.
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Ausführungsformen
der Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung, die eine handgehaltene Einheit
bilden, enthalten vorzugsweise auch die Transportvorrichtung, z.
B. das biegsame längliche Element,
in der handgehaltenen Einheit.
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Weitere
Ausführungsformen
und Merkmale werden aus der nun folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Ein
Transfer von Proben vom Punkt bzw. der Position der Probenentnahme
(oder der Erntestelle) zum Punkt bzw. der Position des Sammelns
(oder des Probenauswurfs) wird vorzugsweise mittels einer flachen,
gezahnten Stange, vorzugsweise aus einem Polymermaterial, wie zum
Beispiel Polypropylen, durchgeführt,
an der die Probenaufnahmevorrichtung befestigt ist, wobei die Probenaufnahmevorrichtung z.
B. in der Form eines schiffchenartigen Behälters ist, um Gewebeproben
zu enthalten, nachdem sie abgetrennt wurden. Die Probenaufnahmevorrichtung kann
eine nach der Seite zeigende Öffnung
zum Aufnehmen von Gewebeproben haben und kann einen oder mehrere
Vakuumanschlüsse
haben, um das Ansaugen von Gewebe in die Probenaufnahmevorrichtung
durch das Anlegen eines Vakuums zu ermöglichen. Das Abtrennen der
Gewebeproben kann mittels eines koaxialen, kolbenartigen Systems
erfolgen, das eine federvorgespannte äußere Schneidkanüle (d. h.
die Hohlnadel), die ein geschärftes
distales Ende (d. h. die umlaufende Schneidkante) hat und zur Axialbewegung
fähig ist,
sowie eine innere Führungskanüle mit einer
geschärften
Spitze umfasst, die zum Eindringen in Gewebe fähig ist, während die Biopsievorrichtung
in dem Gewebe positioniert wird, aus dem eine Probe zu entnehmen
ist. Die innere Führungskanüle kann
von der hier beschriebenen Transportvorrichtung nicht beweglich
oder beweglich sein. Die innere Kanüle kann eine zur Seite zeigende Kerbe
(oder Ausnehmung) aufweisen, die es Gewebe ermöglicht, in das innere Lumen
der Kanüle
und die wartende Probenaufnahmevorrichtung vorzustehen. Das Transportsystem
der Probenaufnahmevorrichtung und/oder für die abgetrennte Gewebeprobe ist
im inneren Lumen der inneren Kanüle
z. B. zum Vorschieben und Zurückziehen
der Probenaufnahmevorrichtung axial beweglich. Leistung zum Antreiben
des Transportmechanismus kann durch eine elektrische oder pneumatische
Antriebseinheit geliefert werden. Das Auswerfen von Proben aus der
Probenaufnahmevorrichtung und in einen entsprechenden Transportbehälter kann
mittels Flüssigkeit
oder Druckluft an dem Punkt der Sammlung (oder des Auswurfs) erfolgen.
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Das
biegsame längliche
Element kann eine flache Stange, die auf einer Seite mit Zähnen versehen
ist, umfassen und kann aus einem geeigneten Polymermaterial, wie
zum Beispiel Polypropylen oder NylonTM,
hergestellt werden. Das biegsame längliche Element wird im Kanülensystem
in Längsrichtung
bewegt und ermöglicht
den Transport von Gewebeproben von der Erntestelle an der distalen
Spitze der Biopsievorrichtung, z. B. der ersten ausgefahrenen Position
der Probenaufnahmevorrichtung, zum Punkt des Auswurfs, z. B. der
zweiten rückgezogenen
Position der Probenaufnahmevorrichtung. Es kann eng an die Wand
der inneren Kanüle
anliegen, um eine seitliche Steifigkeit sicherzustellen, nachdem
es in die Kanüle
eintritt. Ein Hohlraum auf der oberen Seite kann die Anwendung eines
Vakuums an das distale Ende des Systems ermöglichen. Der distale Punkt des
Kanülensystems
kann eine Befestigungsvorrichtung aufweisen, um eine vorübergehende
Kopplung der Kanüle
mit der verdächtigen
Gewebemasse, z. B. einem Tumor, zu erlauben.
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Das
biegsame längliche
Element (oder die Stange) können
mit einer Probenaufnahmevorrichtung mit einem Vakuumtor gekoppelt
werden. Das Vakuumtor kann mehrere unterschiedliche Konfigurationen
je nach der Anwendung und der Konstruktion der Auswurfkammer (d.
h. der Spülkammer)
aufweisen. Die flache mit Zähnen
versehene Stange kann in der Kanüle
einen Vakuumkanal herstellen. Die Probenaufnahmevorrichtung kann
während
des Probenentnahmevorgangs das Gewebe aufnehmen und die Gewebeprobe
auf ihrem Weg vom Punkt der Probenentnahme oder der Ernte zum Punkt
der Sammlung halten. Ein Filter oder ein Gitter können vorgesehen
werden, um sicherzustellen, dass kein Gewebe aus dem Behälter austritt.
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Ein
Kopplungsmechanismus zwischen der mit Zähnen versehenen Stange und
der Probenaufnahmevorichtung kann eine Schwenkbewegung der Probenaufnahmevorrichtung
relativ zur flachen Stange erlauben, während die Probenaufnahmevorrichtung
zur Entleerung (oder zum Auswurf) vorbereitet wird, um den Entleerungsvorgang
zu erleichtern.
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Die
mit Zähnen
versehene Stange mit einem Ritzel in Wechselwirkung stehen, wodurch
eine Umwandlung einer Drehbewegung des Ritzels in eine Linearbewegung
der Zahnstange ermöglicht
wird, um das Zurückziehen
der geernteten Gewebeproben und das Positionieren der Probenaufnahmevorrichtung
im Kanülensystem,
d. h. in der äußeren Hohlnadel
zu ermöglichen.
Das Ritzel kann aus Metall oder Keramikmaterial bestehen, um dessen
Langlebigkeit sicherzustellen.
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Der
Motor zum Antreiben der Probenaufnahmevorrichtung oder des Ritzels
kann ein Elektromotor sein. Zwei Batterien und ein Schalter (Ein/Aus-Schalter)
können
zum Aktivieren und Antreiben des Motors vorgesehen werden. Der Motor kann
pneumatisch sein, wodurch das System MRI-kompatibel gemacht werden
kann.
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Die
Wickelvorrichtung kann eine spulenartige Komponente aufweisen, die
im Griff angeordnet ist, um das Aufwickeln der Zahnstange zu ermöglichen,
während
sie zurückgezogen
wird. Hierdurch kann die Zahnstange nicht weit über das proximale Ende des
Transportmechanismus hinaus vorstehen. Dies ist ein Vorteil, insbesondere
beim Vornehmen von Biopsien in tief liegenden anatomischen Bereichen.
Alternativ dazu kann die Zahnstange von ihrer Längsrichtung weg gebogen werden.
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Ein
Führungsrad
kann zum Stabilisieren der flachen Stange und der Probenaufnahmevorrichtung integriert
sein, während
die Vorrichtung in das Kanülensystem
vorgeschoben wird.
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Eine
Antriebseinheit der Biopsievorrichtung kann die folgenden Komponenten
umfassen. Einen oder mehrere Motoren, die in einem geeignet konstruierten
Handgriff integriert sind. Der Motor kann allgemein zwei Hauptfunktionen
haben, nämlich
zum Vorschieben und zum Rückziehen
der flachen Zahnstange mit der Probenaufnahmevorrichtung, und zum
Spannen und Auslösen
des Abschussmechanismus, wenn eine Probe zum Schneiden vorbereitet wurde.
Das Spannen des Schneidmechanismus kann automatisch erfolgen, nachdem
das System in Betrieb genommen wurde, wobei das Zurückziehen, das
Leeren und das Ausfahren der Probenaufnahmevorrichtung automatisch
nach dem Abschießen des
Schneidmechanismus erfolgen kann. Eine Steuerung der Vorrichtung
kann z. B. durch das Drücken eines
Pedals oder das Auswählen
von Knöpfen
erfolgen. Die Antriebseinheit kann entweder elektrisch oder pneumatisch
angetrieben sein, und sie ist vorzugsweise eine unabhängige vollständig freistehende
Einheit mit ihrer eigenen Leistungsversorgung, Vakuumquelle und
Gewebesammelbehälter.
Sie kann dazu ausgelegt sein (durch Auswahl) eine oder mehrere der
folgenden Betriebsarten zu ermöglichen:
schrittweise, halb automatisch oder voll automatisch.
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Die
Vakuumversorgung und der Auswurfmechanismus können entweder integrierte Bestandteile eines
Griffgehäuses
der Antriebseinheit sein, oder sie können in einer externen Einheit
angeordnet sein. Der Auswurfmechanismus (oder das Auswurfsystem)
können
Luftdruck, Wasserspülung
oder ein drittes Mittel zum Auswerten des Gewebes nutzen.
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Als
eine Alternative zur Zahnstange kann ein Draht, z. B. ein Stahldraht,
als ein Transportmechanismus verwendet werden. Der Stahldraht kann
ein einzelner Draht sein oder kann zwei oder mehr verdrillte Drähte mit
oder ohne einen Kerndraht haben, ein Prinzip, das von den sogenannten
Bowden-Zügen
bekannt ist. Der Bowden-Zug kann wie oben beschrieben aufgewickelt
werden. Zur Ermöglichung der
Funktion eines solchen Drahts kann eine zum Aufwickeln des Drahts
verwendete Spule eine Rille in ihrer Oberfläche haben, die auf die Abmessungen des
Drahtes zugeschnitten ist, und die Spule kann in einer eng passenden
Gehäuseeinheit
aufgehängt sein,
wodurch für
den Draht ein Kanal gebildet wird. Die Verwendung eines steifen
Drahts in Kombination mit dem zugeschnittenen Kanal ermöglicht das
Zurückziehen
und das Vorschieben der Probenaufnahmevorrichtung innerhalb der
Führungskanüle.
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In
einer Standardposition der Biopsievorrichtung kann die flache Stange
mit der Probenaufnahmevorrichtung maximal ausgefahren sein, und
die Probenaufnahmevorrichtung kann am distalen Ende des Schneidsystems
angeordnet sein. Die äußere Kanüle kann
maximal ausgefahren sein, wobei sie die Gewebeaufnahmeöffnung in
der inneren Kanüle bedeckt,
während
das System in den Körper
des Patienten vorgeschoben wird.
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Wenn
eine Probenentnahmesequenz eingeleitet wird, kann die Antriebseinheit
aktiviert werden, um das Spannen des federvorgespannten Abschussmechanismus
zu beginnen, wie in größerem Detail unten
beschrieben, und kann die äußere Kanüle zum proximalen
Ende der Vorrichtung hin gezogen werden, wodurch die Gewebeaufnahmeöffnung geöffnet wird.
Nachdem die äußere Kanüle zum Öffnen der Gewebeaufnahmeöffnung zurückgezogen
wurde, kann ein Vakuum an das innere Lumen der inneren Kanüle angelegt
werden, wodurch Gewebe in die Gewebeaufnahmeöffnung und die Probenaufnahmevorrichtung
eingesogen wird.
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Nachdem
der Schneidmechanismus zurückgezogen
wurde, kann der Probenentnahmemechanismus den federvorgespannten
Abschussmechanismus auslösen,
wodurch die äußere Kanüle schnell vorgeschoben
wird, um die Gewebeprobe abzutrennen. Nach dem Abtrennen der Gewebeprobe
kann die flache Zahnstange mit der Probenaufnahmevorrichtung zurückgezogen
werden und die Biopsieprobe zum Punkt des Sammelns (oder des Auswurfs) tragen.
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Ein
Mechanismus am proximalen Ende der inneren Kanüle kann mit der Probenaufnahmevorrichtung
in Eingriff kommen und diese verdrehen, wenn sie aus der inneren
Kanüle
austritt, um das Auswerfen von Proben zu erleichtern. Wenn die Probenaufnahmevorrichtung
in die Auswurfkammer eintritt, kann ein Strom von Flüssigkeit
automatisch ausgelöst
werden, um die Gewebeprobe aus der Probenaufnahmevorrichtung und
in einen geeigneten Behälter
zu spülen.
Die Spülflüssigkeit
ist vorzugsweise Salzlösung,
möglicherweise
mit Additiven zum Haltbarmachen der Probe oder, um sie auf die Untersuchung
vorzubereiten.
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Nach
Abschluss des Auswurfzyklus werden die flache Zahnstange und die
Probenaufnahmevorrichtung vorgeschoben, und die Probenaufnahmevorrichtung
kann im distalen Ende der inneren Kanüle zur Vorbereitung auf einen
neuen Zyklus positioniert werden. Nach Abschluss der Probenentnahmesequenz
kann die äußere Kanüle in der
Standardposition verbleiben, um die Probenaufnahmeöffnung in Vorbereitung
auf das Entfernen der Biopsienadel zu schließen. Der Gewebeaufbewahrungsbehälter kann von
der Biopsievorrichtung gelöst
und zum Pathologen zur weiteren Analyse gesendet werden.
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Eine
Spitze der Probenaufnahmevorrichtung kann konisch sein und sie kann
dazu konfiguriert sein, als eine Eindringspitze, eine Probenaufnahmeöffnung,
ein Probenbehälter
und als eine Schneidplatte zu dienen.
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In
der vorliegenden Erfindung können
die Außendurchmesser
der Biopsienadeln im Bereich zwischen 0,5 mm und 5,0 mm, zum Beispiel
im Bereich zwischen 1,2 mm und 3,0 mm sein. Biospienadeln sind typischerweise
aus Edelstahl, es können
jedoch auch andere Materialien, wie zum Beispiel Titan, verwendet
werden, das MRI-kompatibel ist.
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Zum
exakten Steuern der Bewegung der Probenaufnahmevorrichtung in der
Hohlnadel können
die Probenaufnahmevorrichtung und die Hohlnadel so geformt sein,
dass eine relative Drehverschiebung zwischen der Probenaufnahmevorrichtung
und der Hohlnadel in der Ebene verhindert wird. Zum Beispiel kann
die äußere Schneidkanüle bzw.
die Hohlnadel ein erstes Ausrichtungsmittel aufweisen, das dazu
ausgelegt ist, mit einem zusammenpassenden zweiten Ausrichtungsmittel
der Probenaufnahmevorrichtung zusammenzuarbeiten, um so die Probenaufnahmevorrichtung
in einer Ebene zu führen
und auszurichten, die im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsachse
der Probenaufnahmevorrichtung innerhalb der äußeren Schneidkanüle ist.
Das Ausrichtungsmittel kann eine zuverlässige Positionierung der Probenauswurföffnung der
Probenaufnahmevorrichtung in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu
deren Bewegungsachse sicherstellen, um so einen automatischen Auswurf
entnommener Gewebeproben zu unterstützen. Zum Beispiel können die ovale
Schneidkanüle
und die Probenaufnahmevorrichtung ovale Profile aufweisen oder kann
ein innerer Fortsatz an einer Innenwand der Schneidkanüle (der äußeren Nadel)
vorgesehen sein, wobei der Fortsatz in eine entsprechende Nut in
der Probenaufnahmevorrichtung eingreift.
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Die
Biopsievorrichtung der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen:
- einen ersten nutzerbetreibbaren Abschussmechanismus zum Bewirken, dass
die Hohlnadel und die Probenaufnahmevorrichtung longitudinal in
einer distalen Richtung verschoben werden, um Körpergewebe an oder nahe der verdächtigen
Gewebemasse zu durchdringen; - einen zweiten nutzerbetreibbaren
Abschussmechanismus zum Bewirken, dass die Hohlnadel longitudinal in
einer distalen Richtung verschoben wird aus einer ersten Position,
in welcher die Probenaufnahmevorrichtung aus dem distalen Ende der
Hohlnadel hervorsteht, in eine zweite Position, in welcher die Hohlnadel
im Wesentlichen den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung aufnimmt,
um die Gewebeprobe von verbleibendem Körperbewege an der Erntestelle abzutrennen.
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Es
versteht sich, dass der erste nutzerbetreibbare Abschussmechanismus
optional ist, d. h. die Biopsievorrichtung lediglich den zweiten
Abschussmechanismus enthalten kann. Der erste Abschussmechanismus
kann vorteilhafterweise in einem eigenen Modul untergebracht sein,
das während dessen
Montage gegebenenfalls an der Vorrichtung angebracht werden kann.
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Der
erste Abschussmechanismus ist zum Eindringen in eine verdächtige Gewebemasse,
z. B. einen Tumor, nützlich,
bei dem das Eindringen aufgrund z. B. einer Verhärtung oder aufgrund einer lose abgestützten Befestigung
der verdächtigen
Gewebemasse am umgebenden Gewebe des Körpers schwierig sein kann.
Die lose abgestützte
Befestigung kann dazu führen,
dass sich die verdächtige Gewebemasse
durch Druck von der Spitze der Biopsienadel verschiebt und diese
an der verdächtigen Gewebemasse
vorbeigleitet, ohne in letztere einzudringen. Es hat sich herausgestellt,
dass durch Abschießen
der inneren und der äußeren Nadel
im Wesentlichen zur gleichen Zeit, vorzugsweise mit relativ hoher
Geschwindigkeit, es möglich
ist, sogar eine lose abgestützte
Gewebemasse zu kontaktieren und in sie einzudringen. Unten wird
das im Wesentlichen gleichzeitige Abschießen der äußeren Nadel und der Probenaufnahmevorrichtung
als "Doppelschuss" bezeichnet.
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Die
Biopsievorrichtung kann ein Steuerungssystem für den ersten und zweiten nutzerbetreibbaren
Abschussmechanismus umfassen, wobei das Steuerungssystem dazu ausgelegt
ist, dass nur einer der Abschussmechanismen gleichzeitig aktiviert
werden kann. Das Steuerungssystem kann auf einem elektronischen
Steuermittel basieren, das ein Steuersignal an einen oder mehreren
Motoren und andere Elemente des Abschussmechanismus liefert. Zum Beschleunigen
der Gewebeernte kann das Steuerungssystem dazu ausgelegt sein, den
zweiten Abschussmechanismus nach Abschießen des ersten Abschussmechanismus
automatisch zu aktivieren, d. h. so dass eine Gewebeprobe automatisch
nach Eindringen in die verdächtige
Gewebemasse abgetrennt wird.
-
Der
erste und der zweite Abschussmechanismus können entsprechende Energiespeicher-
und -freisetzmechanismen umfassen. Die zu speichernde Energie kann
z. B. durch einen elektrisch angetriebenen Motor vorgesehen werden.
Die Energiefreisetzmechanismen können
dazu gesteuert werden, im Wesentlichen gleichzeitig die gespeicherte
Energie zum Abschießen
der äußeren Hohlnadel
und der Probenaufnahmevorrichtung freizusetzen (Doppelschuss, erster
Abschussmechanismus) oder allein die äußere Hohlnadel abzuschießen ("Einzelschuss", zweiter Abschussmechanismus).
Das Energiespeichermittel kann z. B. Federn, wie zum Beispiel Druckfedern,
umfassen. Auf diese Weise kann der erste Abschussmechanismus eine
erste Druckfeder umfassen, und der zweite Abschussmechanismus eine zweite
Druckfeder umfassen, und die Vorrichtung kann ferner mindestens
einen Lademechanismus zum Laden der ersten und der zweiten Feder
und zum Auslösen
der Federn nach ihrem Laden umfassen. Der Lademechanismus kann eines
oder mehrere Elemente zum Übertragen
einer Verschiebung eines oder mehrerer Aktuatoren auf die Federn
umfassen. Der Aktuator bzw. die Aktuatoren können z. B. mindestens einen
Linearaktuator und/oder mindestens einen Motor umfassen, dessen
Drehbewegung in eine lineare Verschiebung einer Feder oder beider Druckfedern
umgewandelt werden kann. Eine solche Umwandlung von Bewegung kann
z. B. über
einen Zahnstangenantrieb oder über
ein Mitnehmen eines linear verschiebbaren Elements durch ein von
einer Oberfläche
eines sich drehenden Rads vorstehendes Element erfolgen. Für die meisten
Anwendungen kann die jeweils von der ersten und der zweiten Feder
gelieferte Kraft zwischen 20–150
N, wie zum Beispiel 40–80
N, wie zum Beispiel 50 N, betragen.
-
Der
erste Abschussmechanismus kann mit einem Nadelantriebselement verbunden
sein, das an der Hohlnadel befestigt ist, um die Abschusskraft der ersten
Feder oder eines anderen Energiespeichermittels an die Hohlnadel
zu übertragen.
Der erste und der zweite Abschussmechanismus, die Hohlnadel, die
Probenaufnahmevorrichtung und das Nadelantriebselement sind vorzugsweise
in einer Wegwerfeinheit enthalten, die an der Griffeinheit lösbar angebracht
ist. Die erste Feder ist vorzugsweise mit der Transportvorrichtung
verbindbar, um die Probenaufnahmevorrichtung in der Hohlnadel zu
bewegen, und die erste Feder kann ferner mit dem Nadelantriebselement
verbunden sein. Dadurch kann die Hohlnadel und die Probenaufnahmevorrichtung
nach dem Auslösen
des ersten Abschussmechanismus längs
verschoben werden.
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Ein
erstes leistungsangetriebenes Element, z. B. ein Motor, kann zum
Antreiben der Transportvorrichtung zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung
vorwärts
und rückwärts in der
Hohlnadel vorgesehen sein. Zum Minimieren des Widerstands gegenüber der
Abschusskraft, die vom ersten Abschussmechanismus geliefert wird,
kann der Lademechanismus dazu ausgelegt sein, dass er nach dem Laden
der ersten Feder die Transportvorrichtung vom Motor entkoppelt,
wobei die Transportvorrichtung vorzugsweise zusammen mit der Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel beim Abfeuern des ersten Abschussmechanismus beweglich
ist. In einer Ausführungsform
wird die Bewegung des Motors an die Transportvorrichtung, die z.
B. ein biegsames längliches
Element umfasst, über
einen Zahnradantrieb übertragen.
Das Zahnrad des Zahnradantriebs, das mit der Transportvorrichtung
in Eingriff ist, kann mit der Transportvorrichtung in Eingriff verbleiben,
um diese während
des Abfeuerns des ersten Abschussmechanismus zu stabilisieren. Auf
diese Weise kann ein Entkoppeln der Transportvorrichtung vom Motor
an einem Ort erfolgen, der dem Motor in der Kraftübertragungskette
näher ist
als der tatsächliche
Ort des Eingriffs zwischen dem Zahnradantrieb und der Transportvorrichtung.
Die genannte Stabilisierung ist insbesondere in Ausführungsformen
nützlich,
bei denen die Transportvorrichtung ein biegsames längliches
Element umfasst.
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Der
erste und der zweite Abschussmechanismus können ein gemeinsames Auslöseelement und
ein zweites leistungsangetriebenes Element zum Bewegen des Auslöseelements
umfassen. Das Auslöseelement
kann z. B. ein linear verschiebbares Element oder ein Drehelement,
wie zum Beispiel ein Zahnrad, umfassen. Das Steuerungssystem der
Biopsievorrichtung kann dazu ausgelegt sein, dass der erste Abschussmechanismus
während
eines ersten Bewegungsabschnitts des Auslöseelements geladen und abgeschossen
werden kann, und so, dass der zweite Abschussmechanismus während eines
zweiten Bewegungsabschnitts des Auslöseelements geladen und abgeschossen
werden kann. Zum Beispiel kann, wenn das Auslöseelement ein linear verschiebbares
Element mit einem bestimmten Hub umfasst, der erste Bewegungsabschnitt
einem Teil des Hubs entsprechen und der zweite Bewegungsabschnitt
einem zweiten Teil des Hubs entsprechen. Alternativ dazu kann, wenn
das Auslöseelement
ein Drehelement umfasst, der erste Bewegungsabschnitt einer Drehung
um einen anfänglichen
Winkel von z. B. 90° und
der zweite Bewegungsabschnitt einer Drehung um einen nachfolgenden
Winkel von z. B. nochmals 90° entsprechen.
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Die
Transportvorrichtung und der erste und der zweite Abschussmechanismus
können
in günstiger
Weise von einem einzigen Motor, wie zum Beispiel einem Elektromotor
oder einem pneumatischen Motor, mit Leistung versorgt bzw. angetrieben
werden. Es ist daher ersichtlich, dass der erste und der zweite
Bewegungsabschnitt des Motors zum Laden des ersten bzw. des zweiten
Abschussmechanismus verwendet werden können, während ein weiterer Bewegungsabschnitt,
z. B. eine Drehung um weitere 170° des
Auslöseelements
zur Bewegung der Probenaufnahmevorrichtung zwischen der ersten ausgefahrenen
Position und der zweiten rückgezogenen Position
dienen kann.
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Es
ist daher ersichtlich, dass das Auslöseelement bezüglich den
Abschussmechanismen und der Transportvorrichtung so angeordnet werden kann,
dass deren Bewegung in einer ersten Richtung ein Abschießen mindestens
des ersten oder des zweiten Abschussmechanismus verursacht, sowie so,
dass eine weitere Bewegung des Auslöseelements in der ersten Richtung
eine Bewegung der Transportvorrichtung zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung
von der ersten ausgefahrenen Position zur zweiten rückgezogenen
Position zum Auswurf einer geernteten Gewebeprobe verursacht. Dies kann
z. B. während
einer Drehung von höchstens 360° des Auslöseelements
erfolgen, siehe das obige Beispiel von Winkelbereichen, die zusammen
350° ergeben.
Eine Bewegung oder Drehung des Auslöseelements in einer zweiten
Richtung, z. B. eine entgegengesetzte Drehung oder eine entgegengesetzte lineare
Verschiebung, kann eine Bewegung der Transportvorrichtung zum Bewegen
der Probenaufnahmevorrichtung von der zweiten rückgezogenen Position in die
erste ausgefahrene Position zum Ernten einer weiteren Gewebeprobe
und/oder zum Abschießen
eines weiteren Doppelschusses verursachen. Die Bewegung des Auslöseelements
in der zweiten Richtung kann ein Rücksetzen des ersten und/oder
des zweiten Abschussmechanismus zum Rücksetzen des Mechanismus bzw.
der Mechanismen für
einen nachfolgenden Zyklus eines doppelten oder eines einzelnen
Schusses verursachen.
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Das
Steuerungssystem der Biopsievorrichtung kann ein elektrisch aktiviertes
Solenoid umfassen, das verursacht, dass ein Betätigungselement des ersten Abschussmechanismus
sich in einem Bewegungspfad des Auslöseelements bewegt. Zum Beispiel
kann das Auslöseelement
ein Drehrad umfassen, das ein nach außen vorstehendes Element aufweist,
das sich von einer Oberfläche
des Rads erstreckt. Wenn das Solenoid nicht verursacht hat, dass
das Betätigungselement
des ersten Abschussmechanismus sich in den Bewegungspfad des Auslöseelements
bewegt, bewegt sich das vorstehende Element an dem ersten Abschussmechanismus
vorbei, ohne es während
der Bewegung des Auslöseelements
zu aktivieren. Auf diese Weise wird nur der zweite Abschussmechanismus
aktiviert. Wenn das Solenoid aktiviert wird, kommt das nach außen vorstehende
Element jedoch mit dem Betätigungselement
des ersten Abschussmechanismus in Eingriff und lädt dann eine Bewegung des Auslöseelements den
ersten Abschussmechanismus und feuert ihn ab, bevor der zweite Abschussmechanismus
möglicherweise
geladen und abgefeuert wird. Es versteht sich, dass das Solenoid
alternativ auch dazu angeordnet werden kann, das Auslöseelement
zu bewegen, so dass sein Bewegungspfad mit demjenigen des Betätigungselements
des ersten Abschussmechanismus übereinstimmt.
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In
dem Fall, in dem die Biopsievorrichtung als eine handgehaltene Einheit
ausgeführt
ist, können
der erste und der zweite Abschussmechanismus vorteilhafterweise
ein Teil der handgehaltenen Einheit bilden.
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In
einer Ausführungsform
ist das Steuerungssystem der Biopsievorrichtung dazu ausgelegt, die
Abschussmechanismen und die Transportvorrichtung in einem vordefinierten
Zyklus zu betreiben. Ein solcher Zyklus kann z. B. die folgenden
Schritte umfassen:
- – Optionales Durchführen eines
Doppelschusses, wenn eine Betätigungsperson
der Vorrichtung den Doppelschuss dadurch eingeleitet hat, dass in das
Steuerungssystem z. B. über
eine Schnittstelle in der Griffeinheit eine entsprechende Eingabe erfolgt;
- – Aktivieren
einer Vakuumpumpe, die optional in der Vorrichtung vorhanden ist,
zum Ansaugen oder Abtrennen eines Gewebes in den Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung;
- – Durchführen eines
Einzelschusses zum Abtrennen der Gewebeprobe und zum Unterbrechen
der Vakuumsaugung vor oder nach der Abtrennung;
- – Bewegen
der Probenaufnahmevorrichtung in die zweite rückgezogene Position;
- – Auswerfen
der Gewebeprobe aus der Probenaufnahmevorrichtung, z. B. durch eine
Flüssigkeitsspülung, wie
oben beschrieben;
- – Rückführen der
Probenaufnahmevorrichtung in die erste ausgefahrene Position.
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Das
Steuerungssystem kann z. B. dazu programmierbar sein oder vorprogrammiert
sein, andere Zyklen, z. B. eine vielfache Wiederholung der folgenden
Schritte, durchzuführen:
- – Durchführen des
Einzelschusses;
- – Bewegen
der Probenaufnahmevorrichtung in die zweite rückgezogene Position;
- – Auswerfen
der Gewebeprobe aus der Probenaufnahmevorrichtung; und
- – Rückführen der
Probenaufnahmevorrichtung in die erste ausgefahrene Position,
um
so eine Vielzahl von Gewebeproben ohne Eingriff des Benutzers zwischen
den einzelnen Abtrennungsoperationen (d. h. Einzelschüssen) zu
ernten.
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Außerdem ist
auch ein Verfahren zum Ernten mindestens einer Biopsiegewebeprobe
von einem Körper
eines Lebewesens offenbart, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
aufweist:
- – Vorsehen
einer Griffeinheit;
- – Vorsehen
einer sich längs
erstreckenden Hohlnadel mit einem distalen Endteil, der dazu ausgelegt
ist, in den Körper
eingeführt
zu werden, wobei die Hohlnadel an der Griffeinheit lösbar angebracht
ist;
- – Vorsehen
einer Probenaufnahmevorrichtung mit einem Hohlraum zum Aufnehmen
der mindestens einen abgetrennten Gewebeprobe, wobei die Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel aufnehmbar und in ihr längs zwischen einer ersten ausgefahrenen
Position, in der der Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung aus
dem distalen Endteil der Hohlnadel vorsteht, und einer zweiten rückgezogenen
Position bewegbar ist, in der der Hohlraum in einer proximalen Position
bezüglich dem
distalen Endteil der Hohlnadel angeordnet ist, und in der mindestens
eine Gewebeprobe aus dem Hohlraum ausgeworfen werden kann;
- – Anbringen
der Hohlnadel mit der Probenaufnahmevorrichtung an der Griffeinheit;
- – Bestimmen
eines Abstands zwischen der ersten ausgefahrenen Position und der
zweiten rückgezogenen
Position der Probenaufnahmevorrichtung;
- – Abtrennen
der mindestens einen Gewebeprobe, wenn die Probenaufnahmevorrichtung
in der ersten ausgefahrenen Position ist;
- – Verschieben
der Probenaufnahmevorrichtung in der Hohlnadel zur zweiten rückgezogenen
Position;
- – Arretieren
der Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten rückgezogenen Position; und
- – Auswerten
der mindestens einen Gewebeprobe aus dem Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung,
wenn die Probenaufnahmevorrichtung in der zweiten rückgezogenen
Position arretiert ist.
-
Wie
aus der oben gegebenen Beschreibung des ersten Aspekts der Erfindung
ersichtlich wurde, werden die Schritte des Bestimmens, Verschiebens und
Arretierens vorzugsweise von einem Steuerungssystem gesteuert.
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In
einem weiteren unabhängigen
Aspekt sieht die Erfindung auch eine Wegwerfeinheit für eine Biopsievorrichtung
vor, wobei die Biopsievorrichtung ein Steuerungssystem umfasst,
wobei die Wegwerfeinheit umfasst:
- – eine sich
längs erstreckende
Hohlnadel mit einem distalen Endteil, der dazu ausgelegt ist, in den
Körper
eines Lebewesens eingeführt
zu werden;
- – eine
Probenaufnahmevorrichtung mit einem Hohlraum zum Aufnehmen der mindestens
einen abgetrennten Gewebeprobe, wobei die Probenaufnahmevorrichtung
in der Hohlnadel aufnehmbar und längs in dieser zwischen einer
ersten ausgefahrenen Position, in der der Hohlraum der Probenaufnahmevorrichtung
aus dem distalen Endteil der Hohlnadel vorsteht, und einer zweiten rückgezogenen
Position verschiebbar ist, in der der Hohlraum in einer proximalen
Position bezüglich
dem distalen Endteil der Hohlnadel ist, und in der die mindestens
eine Gewebeprobe aus dem Hohlraum ausgeworfen werden kann;
- – eine
Vorrichtung zum Liefern eines Signals, das für einen Abstand zwischen der
ersten und der zweiten Position der Probenaufnahmevorrichtung repräsentativ
ist, an das Steuerungssystem.
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Die
Signallieferungsvorrichtung kann z. B. einen elektronischen Speicher,
einen mechanischen Schalter, eine optisch lesbare oder erfassbare
Längenanzeige
oder ein beliebiges anderes geeignetes Mittel enthalten. Es ist
nicht nötig,
dass das Signal selbst den Abstand identifiziert. Zum Beispiel kann das
Signal einfach eine Typenkennung der Hohlnadel liefern, aus der
das Steuerungssystem den Abstand zwischen der ersten und der zweiten
Position ableiten kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine
allgemeine Darstellung einer Biopsievorrichtung;
-
2 eine
Explosionsdarstellung einer Ausführungsform
der Biopsievorrichtung;
-
die 3–6 ein
Flüssigkeitsspülsystem in
der Biopsievorrichtung;
-
die 7–25 einen
ersten Abschussmechanismus zum Abschießen einer äußeren Nadel und einer Probenaufnahmevorrichtung
einer Biopsievorrichtung im Wesentlichen zur gleichen Zeit;
-
26 einen
Verriegelungsmechanismus für
ein Zahnrad des Abschussmechanismus;
-
die 27–31 einen
zweiten Abschussmechanismus zum Abschießen nur der äußeren Nadel;
-
die 32–35 einen
Mechanismus zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung in der äußeren Nadel;
-
36 eine
Explosionsdarstellung eines Getriebes der Biopsievorrichtung;
-
die 37 und 38 Zyklen
eines Auslöserads
des ersten und des zweiten Abschussmechanismus; und
-
die 39 und 40 eine
Ausführungsform
eines Systems zum Bestimmen eines Abstands zwischen zwei Positionen
der Probenaufnahmevorrichtung.
-
Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine vereinfachte schematische Darstellung einer Biopsievorrichtung,
welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält. Die Vorrichtung
enthält
eine Biopsienadel 108, die eine Hohlnadel 50 aufweist,
in der eine längs
bewegliche Gewebeprobenaufnahmevorrichtung 52 angeordnet ist.
Die Probenaufnahmevorrichtung umfasst eine sich verjüngende distale
Spitze 54 und einen Hohlraum oder ein Schiffchen 56 zum
Aufnehmen einer Gewebeprobe. Die Probenaufnahmevorrichtung umfasst
einen Vakuumanschluss 58, der mit dem Schiffchen 56 in
Fluidkommunikation ist, um es einem Gewebe zu erlauben, in das Schiffchen
gesaugt zu werden, nachdem das Schiffchen an einer verdächtigen Stelle
innerhalb des Körpers
eines Lebewesens angeordnet ist. Ein Vakuum wird durch eine Vakuumpumpe
(nicht dargestellt) geliefert. Ein distaler Endteil der Hohlnadel 50 sieht
eine umlaufende Schneidkante 60 zum Abtrennen der in das
Schiffchen 56 eingesaugten Gewebeprobe vor. Die Vorrichtung
umfasst einen federvorgespannten Abschussmechanismus, der in 1 schematisch
durch eine Spiralfeder 62 dargestellt ist, wobei der Abschussmechanismus dazu
angeordnet ist, die Hohlnadel 50 in einer vorwärts gerichteten
(distalen) Richtung zu verschieben, um die in das Schiffchen 56 eingesaugte
Gewebeprobe abzutrennen. An einem proximalen Ende der Vorrichtung
ist eine Probenspülkammer 109 vorgesehen,
aus der die abgetrennte Gewebeprobe in dem Schiffchen 56 in
einen Probenbehälter 64 ausgestoßen werden
kann. Insbesondere wird die Probenaufnahmevorrichtung 52 mit
dem Schiffchen 56 von einer ersten ausgefahrenen Position,
in der das Schiffchen 56 aus dem distalen Ende der Hohlnadel 50, wie
in 1 gezeigt, vorsteht, in eine zweite rückgezogene
Position zurückgezogen,
in der das Schiffchen 56 mit der oberen und der unteren Öffnung in der
Probenspülkammer 109 ausgerichtet
ist. Eine Spülflüssigkeit,
wie zum Beispiel Salzlösung,
wird verwendet, um die Gewebeprobe aus dem Schiffchen 56 in
den Probenbehälter 64 auszuwerfen,
wobei die Spülflüssigkeit
von einem Flüssigkeitsbehälter 114 über ein
hohles Flüssigkeitstransportelement oder
einen Schlauch 116 mittels einer peristaltischen Pumpe 118 transportiert
wird.
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Zum
Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung 52 mit dem Schiffchen 56 zwischen
der ersten ausgefahrenen Position, die in 1 gezeigt
ist, und der zweiten rückgezogenen
Position, ist eine Transportvorrichtung vorgesehen, die ein biegsames
längliches
Element 66 in der Form einer verbiegbaren Stange oder eines
Drahts umfasst. Eine untere Oberfläche der biegsamen Stange oder
des Drahts sind mit Zähnen
versehen, so dass sie mit einem drehbaren Zahnrad oder einem Ritzel 68 in
Eingriff kommen können,
das zur Längsverschiebung
der Stange oder des Drahts 66 angeordnet ist, um dadurch
die Probenaufnahmevorrichtung 52 in der Hohlnadel 50 rückwärts und
vorwärts
zu bewegen. Ein Motor 70 ist vorgesehen, um eine Antriebskraft
an das Zahnrad oder Ritzel 68 anzulegen, und ein Führungsrad 72 ist vorgesehen,
um die biegsame, flexible Stange oder den Draht 66 zu stabilisieren.
Um die Stange oder den Draht 66 zu steuern, wenn das Schiffchen 56 zum
Gewebeprobeauswurf zurückgezogen
wird, ist eine Wickelvorrichtung 74 für die Stange oder den Draht 66 vorgesehen.
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Die
Biopsievorrichtung, die in 1 schematisch
dargestellt ist, wird wie folgt betrieben: Anfänglich sind die Probenaufnahmevorrichtungen 52 und die
Hohlnadel 50 so angeordnet, dass der Probenaufnahmehohlraum
bzw. das Schiffchen 56 durch die Hohlnadel 50 abgedeckt
ist, d. h. so dass die äußere Oberfläche der
sich verjüngenden
distalen Spitze 54 der Probenaufnahmevorrichtung 52 eine
sich verjüngende
distale Fortsetzung der Außenoberfläche der Hohlnadel 50 bildet.
In dieser Konfiguration wird die Nadel 108 dazu veranlasst,
in das Körpergewebe
eines Patienten einzudringen, zum Beispiel über ein manuelles Einführen in
den Patientenkörper
durch einen Arzt. Nachdem die Nadel in eine verdächtige Gewebemasse, z. B. einen
Tumor, eingedrungen ist, wird die Hohlnadel 50 zu in 1 gezeigten
Position zurückgezogen,
wodurch die Feder 62 zusammengedrückt und daher der Abschussmechanismus
für die
Hohlnadel geladen wird. Dann wird über den Vakuumanschluss 58 ein
Vakuum angelegt, um Gewebe in das Schiffchen 56 einzusaugen.
Der Abschussmechanismus für
die Hohlnadel 50 wird danach ausgelöst und die Hohlnadel 50 nach
vorne, d. h. in der distalen Richtung, in ihre anfängliche
Position, in der sie das Schiffchen 56 abdeckt, abgeschossen.
Dieses nach vorne Abschießen
bringt das Ergebnis, dass die umlaufende Schneidkante 60 der
Hohlnadel die Gewebeprobe im Schiffchen 56 abtrennt. Die
Probenaufnahmevorrichtung 52 wird dann in ihre zweite rückgezogene
Position zurückgezogen,
in der das Schiffchen 56 mit der Probenspülkammer
ausgerichtet ist. Eine Bewegung der Probenaufnahmevorrichtung wird
durch eine Drehung des Zahnrads 68 im Uhrzeigersinn verursacht,
wobei das Zahnrad 68 mit der flexiblen Stange oder dem
Draht 66 in Eingriff ist, die bzw. der seinerseits an der
Probenaufnahmevorrichtung 52 befestigt ist. In der zurückgezogenen
Position des Schiffchens 56 wird ein Strom einer Spülflüssigkeit
durch die Probenspülkammer
gedrückt, um
die Gewebeprobe aus dem Schiffchen in den Probenbehälter 64 auszuwerfen.
Nachdem der Auswurf abgeschlossen ist, wird der Strom der Spülflüssigkeit unterbrochen
und wird das Zahnrad 68 gegen den Uhrzeigersinn gedreht,
um zu veranlassen, dass die flexible Stange oder der Draht 66 in
einer distalen Richtung verschoben wird, wodurch die Probenaufnahmevorrichtung 52 in
ihre erste ausgefahrene Position zurückgeschoben wird. Der oben
beschriebene Zyklus, der die Gewebeprobenentnahme und den Auswurf
enthält,
kann ein oder mehrmals wiederholt werden, um mehrere Gewebeproben
zu erhalten, ohne dass die hohle äußere Nadel 50 aus
der verdächtigen
Stelle im Körper
herausgezogen werden muss.
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Es
versteht sich, dass die am proximalen Ende der Biopsievorrichtung
vorgesehenen Elemente, die in 1 gezeigt
sind, d. h. der Abschussmechanismus einschließlich der Feder 62,
das Zahnrad oder Ritzel 68, der Motor 70, das
Führungsrad 72,
die Wickelvorrichtung 74, optional der Probenbehälter 64,
die Probenspülkammer 109,
der Flüssigkeitsbehälter 114,
der Schlauch 116, die Pumpe 118 und die (nicht
gezeigte) Vakuumpumpe in günstiger
Weise in eine Griffeinheit integriert werden können, wie in der unten folgenden
Beschreibung von Ausführungsformen
der Erfindung ausgeführt
ist.
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2 ist
eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer Biopsievorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Vorrichtung umfasst einen linken Gehäuseteil 100 und
einen rechten Gehäuseteil 102 und
zwischen den Gehäuseteilen
eine Getriebeeinheit 104 und eine Wegwerfeinheit 106, die
eine Biopsienadel 108 und eine Probenspülkammer 109 aufweist.
Ferner sind ein erster Abschussmechanismus 110 zum Abschießen der
Biopsienadel in einer ersten Betriebsart, wie im Einzelnen unten
erläutert,
vorgesehen. Der erste Abschussmechanismus 110 bildet eine
integrierte Einheit, die in der vorliegenden Biopsievorrichtung
optional ist. Die Getriebeeinheit 104 weist einen zweiten Abschussmechanismus 112 zum
Abschießen
der Biopsienadel in einer zweiten Betriebsart auf, wie im Einzelnen
unten erläutert.
Das rechte Gehäuseteil 102 ist
zum Unterbringen eines Spülsystems
zum Leiten von Flüssigkeit
in die Wegwerfeinheit 106 ausgebildet, um eine Körpergewebeprobe
aus der Probenspülkammer 109 auszuwerfen.
Das Spülsystem
enthält
einen Flüssigkeitsbehälter 114,
an den ein hohles Flüssigkeitstransportelement
bzw. ein Schlauch 116 angeschlossen ist, wobei der Schlauch
einen gebogenen Teil 117 definiert. Damit Flüssigkeit
von dem Behälter 114 zur
Probenspülkammer 109 durch
den Schlauch 116 gefördert
werden kann, ist eine peristaltische Pumpe 118 vorgesehen,
um mit dem gebogenen Teil 117 des Schlauchs 116 in
Eingriff zu kommen. Wenn er im rechten Gehäuseteil 102 angebracht
ist, ist der gebogene Schlauchteil 117 fest gegen die peristaltische
Pumpe 118 mittels eines Paars Klauen 120, 122 gehalten.
Im zusammengesetzten Zustand bilden das linke und das rechte Gehäuseteil 100, 102,
das Getriebe 104 und das Spülsystem 114–120 eine
Griffeinheit 105, an der die Wegwerfeinheit 106 lösbar anbringbar
ist. Ein Verriegelungsknopf 124, der eine innere Büchse 126 umfasst,
ist zum lösbaren
Befestigen der Wegwerfeinheit 106 an der Griffeinheit 105 vorgesehen.
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Das
Flüssigkeitsspülsystem
ist ferner in den 3–6 offenbart.
In der Außenoberfläche des rechten
Gehäuseteils 102 sind
Vertiefungen 128, 130 (siehe 2)
sowie 132 zum Aufnehmen des Flüssigkeitsbehälters 114,
der peristaltischen Pumpe 118 bzw. des Schlauchs 116 vorgesehen.
Ein Paar Fortsätze 134 ist
an oberen und unteren Kantenteilen der Vertiefung 128 vorgesehen,
um den Behälter
in der Vertiefung 128 zu befestigen. Der Flüssigkeitsbehälter 114 und
der Schlauch 116 sind wegwerfbare Elemente, die eine Bedienperson
der Biopsievorrichtung regelmäßig austauschen
kann. Ein Austausch dieser Elemente erfordert nicht das Entfernen
der Pumpe 118, die normalerweise während des Austauschs des Behälters 114 und
des Schlauchs 116 am rechten Gehäuseteil 102 angebracht
bleibt. In 3 sind die Klauen 120, 122 offen,
und sind der Behälter 114 und der
Schlauch 116 dazu bereit, in die entsprechenden Vertiefungen 128, 130 und 132,
die im rechten Gehäuseteil 102 ausgebildet
sind, eingelegt zu werden. 4 veranschaulicht
den Behälter 114 und
den Schlauch 116, die im rechten Gehäuseteil untergebracht sind,
wobei der gebogene Schlauchteil 117 in entsprechender Weise
außen
um die Pumpe 118 herumgeführt ist. In 4 sind
die Klauen 120 und 122 offen, während in 5 die
Klauen teilweise in ihre geschlossene Position verschwenkt sind,
und in 6 die Klauen 120, 122 vollständig in
ihre geschlossene Position verschwenkt sind, in der sie den gebogenen
Schlauchteil 117 in engem Kontakt mit der Pumpe 118 halten.
Wenn der Behälter 118 und der
Schlauch 116 auf diese Weise im rechten Gehäuseteile 102 montiert
sind, ist das freie Ende des Schlauchs 116 mit einer Leitung
in der Wegwerfeinheit 106 (siehe 2) verbunden,
um einen Fluidweg vom Behälter 114 zur
Probenspülkammer 109 der Wegwerfeinheit
zu bilden.
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Der
erste Abschussmechanismus 110, der allgemein in 2 gezeigt
ist, wird nun weiter anhand der Explosionsdarstellung von 7 beschrieben.
Der Abschussmechanismus 110 ist zum im Wesentlichen gleichzeitigen
Abschießen
der Probenaufnahmevorrichtung 52 und der äußeren Nadel 50 der Biopsievorrichtung
angeordnet. Wenn wir uns wieder auf 1 beziehen,
können
die Probenaufnahmevorrichtung 52 und die äußere Hohlnadel 50 auf
diese Weise im Wesentlichen gleichzeitig abgefeuert werden. Ein
derartiges gleichzeitiges Abfeuern ist zum Eindringen in eine verdächtige Gewebemasse, z.
B. einen Tumor, nützlich,
in den ein Eindringen aufgrund z. B. von einer Verhärtung oder
aufgrund einer lose abgestützten
Befestigung der verdächtigen
Gewebemasse am umgebenden Gewebe des Körpers schwierig sein kann.
Die lose abgestützte
Befestigung kann dazu führen,
dass sich die verdächtige Gewebemasse
durch den Druck von der Spitze der Biopsienadel verschiebt und diese
an der verdächtigen
Gewebemasse vorbeigeht, ohne in sie einzudringen. Es hat sich herausgestellt,
dass durch Abschießen
der inneren und der äußeren Nadel
im Wesentlichen gleichzeitig mit relativ hoher Geschwindigkeit es
möglich
ist, selbst mit einer lose abgestützten Gewebemasse in Kontakt
zu kommen und in sie einzudringen. Unten wird das Merkmal, das das
im Wesentlichen gleichzeitige Abschießen der äußeren Nadel und der Probenaufnahmevorrichtung
umfasst, allgemein als ein "Doppelschuss" bezeichnet.
-
Das
Verfahren zum Betreiben des Doppelschussabschussmechanismus 110 von 7 wird unten
anhand der 8 bis 26 beschrieben.
Der Mechanismus umfasst eine primäre Achse 136, die sich
längs durch
und parallel zu einer Längsachse der
Druckfeder 138 und durch eine Gleiteinrichtung 140 erstreckt.
Ein Doppelschussrahmen 142 stützt die Feder 138 und
die Gleiteinrichtung 140 zwischen sich gegenüberliegenden
Wandabschnitten 144, 146, ab. Dies ist auch in 2 zu
sehen, aus der auch ersichtlich ist, dass sich das freie Ende 141 der Gleiteinrichtung 140 durch
die Öffnung 107 in
die Wegwerfeinheit 106 erstreckt, wobei das freie Ende 141 mit
einem Joch 182 (siehe 13) in
Eingriff kommt, das seinerseits mit einem Nadelantrieb 111 in Eingriff
kommt, der an der Außenoberfläche der Hohlnadel 50 befestigt
ist. Unter der Feder 138 erstreckt sich ein Solenoid 148 durch
den Rahmen, auf dessen entgegengesetzter Seite sich das Solenoid durch
eine Mutter 150, eine Druckfeder 152 und in einen
Solenoidhalter 154 hinein erstreckt. Der Solenoidhalter 154 ist
mit einem Doppelschusshebel 156 über eine Solenoidverbindungsachse 158 in
Eingriff, die sich durch den Hebel 156 und in den Solenoidhalter 154 hinein
erstreckt. Ein oberer Schwenkstift 160 für den Hebel 156 ist
relativ zum Rahmen 142 schwenkbar gelagert und erstreckt
sich durch einen Rahmenfortsatz 162, wodurch das Solenoid 148 den Hebel 156 um
den Schwenkstift 160 verschwenken kann. Der Doppelschussmechanismus 110 umfasst ferner
eine Gleitschiene 164, eine Gleitklinke 166, eine
Federklinke 168 und ein Betätigungselement 170.
Zwei Durchgänge
sind im Betätigungselement 170 vorgesehen,
ein erster Durchgang 172 für die Solenoidverbindungsachse 158,
sowie ein zweiter Durchgang 174 für die Primärachse 136. Eine Betätigungselementrückholfeder 173 ist
zwischen dem Betätigungselement 170 und
einer distal gerichteten Oberfläche 143 der
Gleiteinrichtung 140 vorgesehen.
-
8 weist
eine Struktur der Biopsievorrichtung auf, die zum Doppelschuss beiträgt, d. h.
zu einem im Wesentlichen gleichzeitigen Abfeuern der äußeren Hohlnadel 50 und
der Probenaufnahmevorrichtung 52. Der Doppelschussabschussmechanismus 110,
der in der Explosionsdarstellung in 7 dargestellt
ist, wird zusammengesetzt und in die Getriebeeinheit 104 (siehe 2)
eingesetzt, wobei die Getriebeeinheit 104 auch die Wegwerfeinheit 106 abstützt. In 8 ist
die Getriebeeinheit aus Gründen der
Deutlichkeit nur teilweise dargestellt. Ein motorgetriebenes gezahntes
Auslöserad 176 ist
vorgesehen, um eine Kompression der Druckfeder 138 (siehe 7)
zu verursachen, wie unten anhand der 11–17 erläutert.
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Wie
in der Stirnansicht der 9 und 10 gezeigt,
hat der Hebel 156 zwei Positionen, eine geneigte Position,
wie in 9 gezeigt, und eine senkrechte Position, wie in 10 gezeigt.
Der Hebel 156 ist normalerweise über eine Druckfeder 152 zur
geneigten Position von 9 vorgespannt, wobei die Druckfeder 152 aus
Gründen
der Deutlichkeit aus den 9 und 10 weggelassen
wurde. Falls eine Bedienperson der Biopsievorrichtung die äußere Hohlnadel 50 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 im Wesentlichen gleichzeitig
abfeuern will, d. h. einen Doppelschuss ausführen will, wird an das elektronische
Steuerungssystem der Biopsievorrichtung z. B. über ein Tastenfeld auf der
Außenoberfläche des
Gehäuses 100, 102 (siehe 2)
eine entsprechende Eingabe geliefert. Die Doppelschussaktion beginnt
durch die Aktivierung des Solenoids 148 durch Schwenken
des Hebels 156 um den oberen Schwenkstift 160,
wodurch der Hebel von der geneigten Position von 9 in
die senkrechte Position von 10 verschwenkt
wird.
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Nachfolgend
wird, wie in 11 gezeigt, das Auslöserad 176 in
der Richtung des Pfeils 178 gedreht. Während dieser Rotation kommt
ein erstes Trageelement 118, das von einer Oberfläche des Auslöserads 176 vorsteht,
mit dem Betätigungselement 170 in
Kontakt, wodurch das Betätigungselement 170 in
der distalen Richtung entlang der Solenoidverbindungsachse 158 verschoben
wird. Der Hub des Betätigungselements 170 wird
durch die Seitenwände
des Hebels definiert. Daher ist, wenn das Betätigungselement 170 an
der in 12 gezeigten Position angekommen
ist, eine weitere Verschiebung dieses Elements in der distalen Richtung nicht
möglich.
Wie im Einzelnen unten beschrieben wird, verursacht diese Verschiebung
des Betätigungselements 170,
dass die Gleiteinrichtung 140 (siehe 7),
die Nadelantriebseinrichtung 111 (siehe 2 und 8)
sowie die äußere Hohlnadel 50 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 in der distalen Richtung
verschoben werden, während
die Druckfeder 138 zusammengedrückt wird, wobei die auf diese
Weise zusammengedrückte
Druckfeder 138 in 12 gezeigt
und in 11 weggelassen ist. Der Abschussmechanismus
zum im Wesentlichen gleichzeitigen Abfeuern der inneren und der äußeren Nadel
ist nun geladen.
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Der
geladene Abschussmechanismus ist in der perspektivischen Darstellung
von 13 veranschaulicht. Die Druckfeder 138 ist
geladen, und ein Joch 182 wurde in eine proximale, d. h.
zurückgezogene,
Position bewegt, die in 13 dargestellt
ist. Das Joch 182 ist mit der Gleiteinrichtung 140 über einen Druckstift 202 (siehe 18)
verbunden, der mit einer im freien Ende 141 der Gleiteinrichtung 140 ausgebildeten
Vertiefung in Eingriff ist, und das Joch 182 ist mit der
Nadelantriebseinrichtung 111 in Eingriff, wodurch eine
Drehung des Auslöserads 176 in der
Richtung des Pfeils 178 (siehe 11) verursacht,
dass das Joch 182 sowie die Nadelantriebseinrichtung 111 und
die äußere Nadel 50 proximal verschoben
werden. Die äußere Hohlnadel
kann auf diese Weise von ihrer ersten ausgefahrenen Position, die
in 8 gezeigt ist, in ihre zweite rückgezogene
Position von 13 bewegt werden. Wie ferner in 13 gezeigt
ist, definiert das Joch 182 eine Ausnehmung 184,
in der ein Gleiter 186 untergebracht ist, wobei der Gleiter 186 ein
nach außen
vorstehendes Mittelstück 188 aufweist.
Während
des Zurückziehens
des Jochs 182, d. h. während
des Ladens des Doppelschussabschussmechanismus, wird das Mittelstück 188 nach
unten gedrückt,
um mit dem biegsamen länglichen
Element 66 in Eingriff zu kommen, das an der Probenaufnahmevorrichtung 52 befestigt
ist. Die erforderliche Abwärtsbewegung
des Mittelstücks 188 wird
verursacht, während
das Mittelstück 188 während der
proximalen Bewegung des Jochs mit einem (nicht gezeigten) Eingriffselement
in Eingriff kommt, das z. B. als ein Teil des (nicht gezeigten)
Gehäuses
ausgebildet sein kann. Daher wird, wenn das Joch 182 in
einer proximalen Richtung bewegt wird, auch das Mittelstück 188 proximal
verschoben und seinerseits das biegsame Element 66 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 zusammen mit dem Mittelstück 188 des
Gleiters 186 verschoben.
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In
der gezeigten Ausführungsform
umfasst das biegsame Element 66 einen mit Zähnen versehenen
flexiblen Draht oder eine flexible Zahnstange, die durch ein Vorschubzahnrad 190 (siehe 19)
angetrieben wird, das mit den Zähnen
des gezahnten flexiblen Drahts 66 in Eingriff kommt. Auf
diese Weise kann eine Drehung des Zahnrads 190 verursachen, dass
das biegsame längliche
Element 66 und die Probenaufnahmevorrichtung 52 je
nach der Drehrichtung des Zahnrads 190 distal oder proximal
verschoben werden. Eine Stützrolle 192 ist
vorgesehen, um den flexiblen Draht 66 zu stabilisieren,
d. h. ihn daran zu hindern, sich nach oben zu verbiegen, wenn er
in einer distalen Richtung bewegt wird, um die Probenaufnahmevorrichtung 52 in
die distale Richtung zu schieben.
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In
einer Ausführungsform
ist das biegsame längliche
Element aus Nylon 6-6
hergestellt. Das biegsame längliche
Element kann einen allgemein kreisförmigen Querschnitt mit einer
abgeflachten oberen und unteren Oberfläche haben, so dass das Element
einen Draht mit einer flachen oberen und unteren Oberfläche und
gebogenen rechten und linken Oberflächen bildet. Zum Beispiel kann
der Durchmesser des Elements ungefähr 1,2 mm haben, wobei die
Querschnittsabmessung zwischen der abgeflachten oberen und unteren
Oberfläche
ungefähr
0,85 mm ist. In einer Ausführungsform
hat die äußere Nadel 50 einen
Außendurchmesser
von ungefähr
2,1 mm und einen Innendurchmesser von ungefähr 1,8 mm. Der Außendurchmesser
der Probenaufnahmevorrichtung 52 ist dann in dieser Ausführungsform ungefähr 1,8 mm,
wobei der Innendurchmesser der Probenaufnahmevorrichtung dann 1,5
mm ist.
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Wenn
das Betätigungselement 170 zu
seinem in den 12 und 13 gezeigten äußersten Ende
bewegt wurde, kommt ein federvorgespannter Auslösehaken 194, der eine
Nocke 196 definiert, mit einer distal zeigenden Kante auf
der unteren Oberfläche
der Gleiteinrichtung 140 in Eingriff, wie in 14 gezeigt.
Der Auslösehaken 194 ist
in den 11–13 nicht
sichtbar, da er hinter dem Hebel 156 und dem Auslöserad 176 versteckt
ist. Der Auslösehaken 194 ist
drehend federvorgespannt, so dass die Nocke 196 entlang
der unteren Oberfläche der
Gleiteinrichtung 140 gleitet, bis das Betätigungselement 170 und
auf diese Weise die Gleiteinrichtung 140 ihren proximal äußersten
Endpunkt erreicht haben.
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An
dieser Stelle wird die Drehung des Auslöserads 176 unterbrochen
und das Solenoid 148 deaktiviert, wodurch die Druckfeder 152 (siehe 7)
den Hebel 156 in die in 9 gezeigte
geneigte Position zurückführt. Folglich
verliert das erste Lagerungselement 180 (siehe 11 und 12) den
Kontakt mit dem Betätigungselement 170 und drückt die
Betätigungselementrückholfeder 173 das Betätigungselement 170 zurück in seine
Anfangsposition, d. h. ihren distal äußersten Punkt, wie in 15 gezeigt.
Während
der Auslösehaken 194 jedoch
mit der Gleiteinrichtung 140 in Eingriff ist, wie in 14 gezeigt,
wird die Feder 138 geladen gehalten, weshalb die Gleiteinrichtung 140,
das Joch 182, die Nadelantriebseinrichtung 111,
die äußere Nadel 50, der
Gleiter 186, der gezahnte flexible Draht 66 und die
Probenaufnahmevorrichtung 52 daran gehindert werden, sich
in der distalen Richtung zu bewegen. Der Abschussmechanismus ist
nun zum Abschießen frei,
d. h. zum Auslösen
der Feder 138, um die äußere Nadel 50 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 im Wesentlichen gleichzeitig
abzufeuern.
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Die
Seitenansichten der 16 und 17 zeigen
die Vorrichtung von einer Seite, die der in den 11 und 15 betrachteten
Seite entgegengesetzt ist. Daher ist das distale Ende der Vorrichtung
in den 16 und 17 links.
Eine Drehung des Auslöserads 176 in
der Richtung des Pfeils 178 (siehe 11) wird
nun fortgeführt,
wodurch auf diese Weise das Auslöserad
sich in den 16 und 17 gegen
den Uhrzeigersinn dreht. Ein zweites Lagerungselement 200,
das am Auslöserad 176 befestigt
ist, kontaktiert nun einen proximalen Teil des Auslösehakens 194,
und der Auslösehaken
wird auf diese Weise dazu veranlasst, sich in den 16 und 17 im Uhrzeigersinn
(in 14 gegen den Uhrzeigersinn) zu drehen. Als ein
Ergebnis dieser Drehung bewegt sich die Nocke 196 des Auslösehakens 194 nach
unten, wodurch ihr Anstoßen
gegen die Gleiteinrichtung 140 gelöst wird. Die Druckfeder 138 wird
folglich ausgelöst,
wie in 17 gezeigt, und der Doppelschuss wird
abgefeuert.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Druckfeder 138 für den Doppelschuss während des
Ladens des Doppelschussmechanismus, wie oben beschrieben, um 20–25 mm zusammengedrückt, was
einer Bewegung der Nadel 50 und der Probenaufnahmevorrichtung über einen
Weg von 20–25
mm entspricht. Deshalb wurden in dieser Ausführungsform die Nadel 50 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 um 20–25 mm in der distalen Richtung zwischen
den beiden in den 16 bzw. 17 gezeigten
Positionen verschoben.
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Die
Wegwerfeinheit 106, in der mehrere der oben im Zusammenhang
mit dem Doppelschussabschussmechanismus beschriebenen Elemente enthalten
sind, wird nun ferner anhand der 19–26 beschrieben.
Die Wegwerfeinheit 106 weist ein Antriebszahnrad 204 für den gezahnten flexiblen
Draht 66 auf. Eine kreuzförmige Antriebsachse 206 steht
von einer Seitenfläche
des Antriebszahnrads 204 ab, wobei die kreuzförmige Antriebsachse 206 mit
einem entsprechend geformten Element im Getriebe 104 (siehe 2)
in Eingriff kommt. Das Getriebe 104 enthält einen
Motor zum Liefern einer Antriebskraft an die kreuzförmige Antriebsachse 206.
Das Antriebszahnrad 204 ist zum Antreiben eines ersten
Zwischenzahnrads 208 angeordnet, das seinerseits dazu angeordnet
ist, ein zweites Zwischenzahnrad 209 anzutreiben, welches
das Vorschubzahnrad 190 antreibt, wobei das Vorschubzahnrad
koaxial mit dem zweiten Zwischenzahnrad 209 in einer Ebene
angeordnet ist, die neben der Ebene des zweiten Zwischenzahnrads
liegt, wodurch entsprechende Eingriffsteile an entgegengesetzten Oberflächen des
zweiten Zwischenzahnrads 209 und des Vorschubzahnrads 190 vorgesehen
sind. Diese Eingriffsteile sehen eine lösbare Verbindung vor, so dass
vor einem Abfeuern des Doppelschusses das zweite Zwischenzahnrad 209 von
dem Vorschubzahnrad 190 gelöst wird. Diese Lösung wird
durch einen Arm 191 veranlasst, der einen Teil des Jochs 182 bildet,
der sich folglich mit dem Joch zusammen bewegt. Wenn der Doppelschuss
abgefeuert wurde, kehren das zweite Zahnrad 209 und das
Vorschubzahnrad 190 in ihren gegenseitigen Eingriff zurück. Ein
proximaler Abschnitt 76 des gezahnten flexiblen Drahts 66 ist
verbreitert und weist eine Vertiefung 69 zum Eingriff mit
einem Flanschteil 189 des Mittelstücks 188 des Gleiters 186 auf.
Das Gehäuseelement 210,
das in 18 gezeigt ist, haust eine helixförmige Aufwickelnut
zur Unterbringung des gezahnten flexiblen Drahts 66 ein,
wenn die Probenaufnahmevorrichtung 52 in ihre zweite rückgezogene Position
zurückgezogen
wird, in der das Schiffchen 56 mit der Spülkammer 109 ausgerichtet
ist (siehe 2).
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In
den 20 und 21 wird
das Mittelstück 188 des
Gleiters 186 außer
Eingriff mit dem verbreiterten proximalen Endteil 76 des
gezahnten flexiblen Drahts 66 gehoben. In dieser gegenseitigen Position
der Elemente kann der gezahnte flexible Draht 66 durch
Liefern einer Antriebskraft an die kreuzförmige Antriebsachse 206 von
einem entsprechenden (nicht gezeigten) Elektromotor bewegt werden,
der vorteilhafterweise in das Getriebe 104 integriert sein
kann. In den 22 und 23 wurde das
Joch 182 teilweise zurückgezogen,
wie oben anhand der 9 bis 13 beschrieben,
was dazu geführt
hat, dass das Mittelstück 188 mit
dem verbreiterten proximalen Endteil 67 des gezahnten flexiblen Drahts 66 in
Eingriff ist. Nach einem weiteren Zurückziehen des Jochs 182 kommt
ein erster Jocharm 183 mit einer Vertiefung 113 in
der Nadelantriebseinrichtung 111 in Eingriff, und kommt
ein zweiter Jocharm 187 mit einer Vertiefung 185 im
Gleiter 186 in Eingriff, siehe auch die Ansichten der 24 und 25 von oben.
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Nachdem
das Mittelstück 188 mit
dem verbreiterten Teil 67 des gezahnten flexiblen Drahts
in Eingriff ist, jedoch vor dem Zurückziehen der Nadelantriebseinrichtung 111 und
des gezahnten flexiblen Drahts 66 zum Laden des Doppelschussabschussmechanismus
(siehe die obige Beschreibung der 8–17),
wird das zweite Zwischenzahnrad 209 (siehe die obige Beschreibung
der 19) mit dem Vorschubzahnrad 190 außer Eingriff
gebracht, wie in den 24 und 25 veranschaulicht,
wobei das zweite Zwischenzahnrad 209 mit dem Vorschubzahnrad 190 in 24 in
Eingriff und in 25 außer Eingriff ist. Demgemäß setzt
der Antriebszahnradmechanismus für
den flexiblen gezahnten Draht 66 dem Laden und dem Auslösen des
Doppelschussabschussmechanismus keinen Widerstand entgegen. In einer
alternativen Ausführungsform
ist das Vorschubzahnrad 190 während des Ladens und Abschießens mit
dem Draht 66 in Eingriff, um den Draht 66 zu stabilisieren,
d. h. dessen Biegung zu verhindern. In einer solchen Ausführungsform
kann das erste Zwischenzahnrad 208 (siehe 20–23) vorteilhafterweise
vom Vorschubzahnrad 190 entkoppelt werden, um den Widerstand
zu verringern.
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Die 25 und 26 stellen
allgemein einen Verriegelungsmechanismus 220 zum Verriegeln des
Antriebszahnrads 204 dar, wenn die Nadel 50 für einen
Einzelschuss geladen wird, siehe die Beschreibung der 27 bis 31 unten.
Es ist ersichtlich, dass während
des Einzelschusses nur die äußere Nadel 50 zurückgezogen
und abgeschossen wird, während
die Position des biegsamen länglichen
Elements 66 und der Probenaufnahmevorrichtung 52 verriegelt
bzw. gesichert sind, da der Verriegelungsmechanismus 220 mit
der kreuzförmigen
Antriebsachse 206 in Eingriff ist.
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Der
zweite Abschussmechanismus, der die äußere Nadel 50 mit
ihrer distalen umlaufenden Schneidkante 60 (siehe 1)
in der distalen Richtung abfeuert, um ein Körpergewebe im Schiffchen 56 abzutrennen,
wird nun weiter anhand der 27–31 beschrieben.
Es versteht sich, dass nur die äußere Nadel 50 abgeschossen
wird, wobei die Probenaufnahmevorrichtung 52 durch das
Abschießen
des zweiten Abschussmechanismus 112 nicht beeinflusst wird.
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Dieses
Abschießen
der äußeren Nadel 50 wird
unten als "Einzelschuss" bezeichnet. Das
Auslöserad 176,
das oben anhand des Doppelschusses beschrieben wurde, wird auch
beim Einzelschuss verwendet. In 27 ist
das Auslöserad 176 in
derselben Position, die in 11 gezeigt
ist. Wenn das Solenoid 148 nicht aktiviert wird und der
Doppelschusshebel 156 daher in der Position von 9 ist, verursacht
eine Drehung des Auslöserads 176 in
der Richtung des Pfeils 178 (siehe 11 und 27) nicht,
dass das erste Lagerungselement 180 mit dem Betätigungselement 170 in
Kontakt kommt (siehe 11), da das Betätigungselement 170 nicht
in der Ebene des Lagerungselements 180 ist. Folglich wird der
erste Abschussmechanismus, d. h. der Abschussmechanismus für den Doppelschuss,
nicht geladen. Das Auslöserad 176 dreht
sich daher frei in die Position von 28. Wenn
alternativ dazu das Solenoid 148 aktiviert wird und der
Doppelschusshebel 156 auf diese Weise in der Position von 10 ist,
verursacht eine Drehung des Auslöserads
von der Position von 27 in die Position von 28 ein
Laden des Doppelschussabschussmechanismus, wie es anhand der 10–17 beschrieben wurde.
Nachdem das Auslöserad
an der Position von 28 angekommen ist und der Doppelschussabschussmechanismus
optional geladen und abgefeuert wurde, kontaktiert ein drittes Lagerungselement 300,
das von der Seitenoberfläche
des Auslöserads 176 gegenüber der
in 28 sichtbaren Oberfläche vorsteht, eine aufrechte
Betätigungsnocke 302,
die am Auslösearm 304 befestigt
ist, wobei der Arm 304 an der Griffeinheit 105 (siehe 2)
an einem Schwenkpunkt 306 schwenkbar befestigt ist. An
seinem oberen Ende bildet der Auslösearm 304 eine Gabel 308,
die mit einem Übertragungselement 310 in
Eingriff ist, dessen proximales Ende an ein distales Ende der Druckfeder 62 anstößt, und
dessen distales Ende mit der Nadelantriebseinrichtung 111 über ein schwenkbar
angebrachtes Element 312 verbunden ist.
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Das
Element 312 ist an einem Gleitabstützelement 314 schwenkbar
befestigt, das an der Druckfeder 62 befestigt ist, und
ist zu der in den 27 und 28 gezeigten
geneigten Position nach oben federvorgespannt. Das Gleitabstützelement 340 ist
mit dem Auslösearm 304 über ein
Verbindungsstück 313 verbunden,
das mit dem Übertragungselement 310 einstückig ist.
Wenn der Doppelschussabschussmechanismus wie oben anhand der 7–26 beschrieben
zu laden ist, wird das Element 312 in einer im Wesentlichen
nicht geneigten Position (die hier nicht gezeigt ist) gehalten,
um es der Nadelantriebseinrichtung 111 zu ermöglichen,
an der oberen Oberfläche
des Elements 312 vorbeizugleiten, wobei das Element 312 durch
das Joch 182 in die nicht geneigte Position gedrückt wird
(siehe z. B. 13).
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Nach
einer weiteren Drehung des Auslöserads 176 wird
der Auslösearm 304 um
seinen Schwenkpunkt 306 gedreht, während das dritte Lagerungselement 300 die
Betätigungsnocke 302 des Auslösearms 304 betätigt, vergleiche 29.
Folglich wird die Druckfeder 62 zusammengedrückt, während ein
proximales Ende der Feder in entsprechender Weise abgestützt wird.
Es ist ersichtlich, dass in der Position von 29 die äußere Nadel 50 zurückgezogen
wurde, wodurch das Schiffchen 56 der Probenaufnahmevorrichtung 52 (siehe 1)
distal vom distalen Endteil der äußeren Nadel 50 bloßgelegt wird.
Die Position von 29 entspricht daher der Position
von 1. In dieser Position wird an das Schiffchen 56 über den
Vakuumanschluss 58 ein Vakuum angelegt, um Körpergewebe
in das Schiffchen 56 einzusaugen. In 30 hat
sich das Auslöserad 176 weiter
zu einer Position gedreht, in der das dritte Lagerungselement 300 ihren
Eingriff mit der Betätigungsnocke 302 des
Auslösearms 304 löst, weshalb die
Druckfeder 62 entladen wird, wodurch die Nadelantriebseinrichtung 111 ausgelöst und nach
vorne, d. h. in der distalen Richtung, abgeschossen (d. h. abgefeuert)
wird. Dadurch wird das in das Schiffchen 56 (siehe 1)
eingesaugte Gewebe durch die umlaufende Schneidkante 60 der äußeren Nadel 50 abgetrennt,
so dass eine abgetrennte Gewebeprobe nun im Schiffchen 56 untergebracht
ist.
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Der
Einzelschussabschussmechanismus 112 ist ferner in der Explosionsdarstellung
von 31 dargestellt. Eine Stützachse 316 erstreckt sich
durch die Druckfeder 62 und wird proximal von dieser durch
eine Büchse 318 und
eine Verriegelungsscheibe 320 abgestützt. Ein distales Ende der Stützachse 316 erstreckt
sich durch das Gleitstützelement 314,
in dem sie durch ein Paar Lagerbüchsen 322 gelagert
ist. Ein Schwenkstift 315 ist für das schwenkbare Element 312 vorgesehen.
Um sicherzustellen, dass der Auslösearm 304 in der proximalen
Richtung vorgespannt ist, ist ein Vorspannmechanismus 324 am
Auslösearm 304 über ein
Federelement 326 angebracht, von dem ein Ende in Eingriffsnuten 328 befestigt
ist, die auf dem Auslösearm 304 vorgesehen
sind. Ein anderes entgegengesetztes Ende des Federelements 326 ist
an einem Torelement 330 befestigt, welches die Betätigungsnocke 302 bildet
(siehe 27–29). Eine
Druckfeder 336 ist zum Vorspannen des schwenkbaren Elements 312 in
eine nach oben geneigte Position vorgesehen, in der es mit einer
proximalen Oberfläche der
Nadelantriebseinrichtung 111 in Kontakt ist (siehe 27–30).
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Wie
oben anhand der 27–31 beschrieben,
verursacht eine Drehung des Auslöserads 176 ein
Laden und Abfeuern des Einzelschussabschussmechanismus zum Abtrennen
einer Körpergewebeprobe,
die nun im Schiffchen 56 der Probenaufnahmevorrichtung 52 gesammelt
ist (siehe 1). Eine weitere Drehung des
Auslöserads 176 verursacht
eine Bewegung des biegsamen länglichen
Elements 66 (siehe 1 und 19–22) in
der proximalen Richtung zum Bewegung des Schiffchens 56 von
seiner ersten ausgefahrenen Position, in der es im distalen Endteil
der Hohlnadel 50 sitzt, zu seiner zweiten rückgezogenen
Position, in der es mit der Spülkammer 109 ausgerichtet
ist (siehe z. B. 27–30), damit
die Körpergewebeprobe
durch Flüssigkeitsspülung ausgestoßen wird. Diese
Bewegung des biegsamen länglichen
Elements 66 wird nun ferner anhand der 32–36 beschrieben,
die ein Antriebsrad 340 zeigen, das einen mit Zähnen versehenen
Bogenteil 342 und einen Verbindungsteil 344 bildet.
Ein freies Ende des Verbindungsteils 344 ist schwenkbar
auf einer Rolle 346 befestigt, die in einer gebogenen Spur 348 gleiten kann,
die in einer Trägerplatte 350 ausgebildet
ist. Das Antriebsrad 340 ist drehbar an einem Mittelpunkt 352 des
mit Zähnen
versehenen Bogenteils 342 gelagert. Es versteht sich aus 36,
dass das Antriebsrad 340 mit dem Auslöserad 176 über die
Rotationslagerung bei 352 verbunden ist, bei der das Antriebsrad 340 mit
einer Nockenscheibe 354 verbunden ist, die eine Kerbe 356 zum
in Eingriff Kommen mit einem Teil 347 verringerten Durchmessers
der Rolle 346 bildet. Die Nockenscheibe 354 kommt
mit einem kreisförmigen
Element 358 in Eingriff, das auf dem Auslöserad 176 befestigt
ist. Während
der Drehung des Auslöserads 176 von
der in 11 gezeigten Anfangsposition
zur in 30 gezeigten Position ist die
Kerbe 356 mit der Rolle 346 außer Eingriff, weshalb folglich
das Antriebsrad 340 nicht gedreht wird. Nach einer weiteren
Drehung des Auslöserads 176 kommt
die Kerbe 356 der Nockenscheibe 354 mit der Rolle 346 in
Eingriff, wodurch das freie Ende des Verbindungsteils 344 des
Antriebsrads 340 nach unten in die gebogene Spur 348 gedrückt wird.
Dies verursacht wiederum, dass das Antriebsrad 340 sich um
seine Rotationslagerung bei 352 dreht, wodurch das Antriebsrad 340 von
der Position von 32 in die Position von 34 gedreht
wird.
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Während der
Drehung des Antriebsrads 340, wie oben beschrieben, kommt
der mit Zähnen
versehene Bogenteil 342 des Antriebsrads 340 mit
einem Zahnradgetriebe in Eingriff, das in den 32–34 nicht
gezeigt ist. Das Zahnradgetriebe, das in 36 teilweise
sichtbar ist, umfasst ein erstes Zahnrad 360, das mit dem
mit Zähnen
versehenen Bogenteil 342 des Antriebsrads in Eingriff ist. Das
erste Zahnrad 360 treibt ein zweites Zahnrad 362 an.
Eine Achse 364 für
das erste Zahnrad 360 ist in einer ersten Buchse 366 gelagert,
und eine Achse 368 für
das zweite Zahnrad 362 erstreckt sich durch ein kreuzförmiges Verstärkungselement 369 und
ist mit einem Verbindungsstück 370 in
Eingriff, das eine Antriebskraftübertragungsverbindung
mit dem Antriebszahnrad 204 (siehe 19–13),
das in der Wegwerfeinheit 106 (siehe 2 und 8)
enthalten ist, vorsieht. In der Wegwerfeinheit 106 ist
auch das biegsame längliche
Element 66 zum Bewegen der Probenaufnahmevorrichtung 52 in
der Hohlnadel 50 (2), die
Spülkammer 109 und
die Wickelvorrichtung 74 (35) zum
Aufwickeln des biegsamen länglichen
Elements 66 untergebracht. Das Antriebszahnrad 204,
das in 35 weggelassen ist, damit es
die Wickelvorrichtung 74 nicht abdeckt, treibt das Zwischenzahnrad 208 und
das Vorschubzahnrad 190 an, das seinerseits mit den Zähnen des
biegsamen länglichen
Elements 66 in Eingriff kommt. Wenn das biegsame längliche
Element 66 in der proximalen Richtung zum Zurückziehen
der Probenaufnahmevorrichtung zum Auswurf der geernteten Gewebeprobe
bewegt wird, wird das biegsame längliche
Element unter Bildung einer Spirale in der Wickelvorrichtung 74 aufgewickelt,
was es dem biegsamen länglichen
Element 66 erlaubt, in einer kontrollierten Weise auf und
ab gewickelt zu werden.
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Das
Getriebe 104 (siehe 2) enthält weiter
Elemente, die in 36 gezeigt sind. Ein Antriebsmotor 372 ist
zum Antreiben des Auslöserads 176 über ein
Getriebe 374 vorgesehen. Ein weiterer Motor 376 ist
zum Antreiben der peristaltischen Pumpe 118 (siehe 2–6)
zum Probenauswurf durch die Flüssigkeitsspülung über eine
Spindel 377 und Zahnräder 378 und 379 vorgesehen.
Eine Gleitbüchse 380 ist
für das
Verbindungsstück 370 vorgesehen,
um die Wegwerfeinheit 106 in der Griffeinheit 105 (siehe 2)
aufzunehmen. Eine Vakuumpumpe 382 ist zum Erzeugen einer
Vakuum-Saugwirkung zum Ansaugen von Köpergewebe in das Schiffchen 56 der
Probenaufnahmevorrichtung 52 vorgesehen (siehe 1 und 2),
wobei die Vakuumpumpe 382 mit dem Schiffchen 56 über entsprechende
(nicht gezeigte) Schläuche
und den Vakuumanschluss 58 in Fluidkommunikation ist.
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Der
oben anhand der 9–17 und 27–35 beschriebene
Zyklus des Auslöserads 176 hinsichtlich
des Doppel- bzw. Einzelschusses ist in den 37 und 38 schematisch dargestellt. 37 zeigt
den Zyklus der Bewegung des Auslöserads,
der anhand der 28–34 beschrieben
ist, sowie dessen Rückbewegung.
Von der Position von 28 dreht sich das Auslöserad ungefähr um 290° zur Position
von 34. Während
eines ersten Abschnitts der Rotation, S-1, der der Rotation des
Auslöserads 176 von
der Position von 28 zur Position von 29 entspricht,
wird die Druckfeder 62 zusammengedrückt. Bei S-2 löst
das dritte Lagerungselement 300 den Kontakt mit der aufrechten
Betätigungsnocke 302,
wodurch die Feder 62 ausgelöst wird. Das Auslöserad 176 hat
nun die Nockenscheibe 354 (siehe 36) zu
der Position gedreht, in der die Kerbe 356 mit der Rolle 346 in
Eingriff kommt. Während
eines folgenden Abschnitts der Drehung, S-3, dreht sich das Auslöserad 176 weiter, um
das Antriebsrad 340 von der Position von 32 zur
Position von 34 zu drehen, um dadurch die Probenaufnahmevorrichtung 52 zurück in ihre
zweite rückgezogene
Position zu ziehen, in der das Schiffchen 56 mit der Spülkammer 109 zum
Auswurf der im Schiffchen 56 eingesammelten abgetrennten
Gewebeprobe ausgerichtet ist. Eine Drehung des Auslöserads 176 wird
nun umgekehrt, wie durch Blockpfeile in 37 angegeben.
Während
dieses Abschnitts der Rückwärtsdrehung,
die mit S-4 in 37 gekennzeichnet ist, bewegt
das Auslöserad 176 das Antriebsrad 340 von
der Position von 34 zur Position von 32 zurück, um dadurch
die Probenaufnahmevorrichtung 52 zum distalen Endteil der äußeren Nadel 50,
d. h. zur ersten ausgefahrenen Position der Probenaufnahmevorrichtung,
zu bewegen. Bei S-5 ist die Probenaufnahmevorrichtung 52 nun
an ihrer distalen äußersten
Stelle und löst
sich die Kerbe 356 der Nockenscheibe 354 (siehe 36)
von der Rolle 346. Ein letzter Abschnitt der Rückwärtsdrehung
des Auslöserads 176,
S-6 ist ein Leerlauf, bei dem das Auslöserad 176 von einer
Position, die ungefähr
gleich der Position von 40 ist,
in die Position von 28 bewegt wird. Unmittelbar
vor der Beendigung der Drehung von S-6 kontaktiert das dritte Lagerungselement 300 die
Betätigungsnocke 302 und
geht an ihr vorbei, die durch das Federelement 326 (siehe 31)
in der proximalen Richtung vorgespannt ist. Wenn eine weitere Gewebeprobe
abzutrennen ist, kann der oben genannte Zyklus nun wiederholt werden.
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In 38 wird
derjenige Abschnitt der Drehung des Auslöserads 176, der den
oben anhand der 9–17 beschriebenen
Doppelschuss verursacht, zu den Drehungsabschnitten, die in 37 gezeigt
sind, hinzugefügt.
Während
eines ersten Drehungsabschnitts D-1 wird das Auslöserad 176 von der
Position von 11 zur Position von 12 gedreht,
um die Druckfeder 138 zusammenzudrücken (siehe z. B. 12).
Nach einer weiteren Drehung D-2 wird die Druckfeder 138 ausgelöst, um die äußere Nadel 50 und
die Probenaufnahmevorrichtung 52 im Wesentlichen gleichzeitig
abzufeuern, d. h. das Auslöserad
von der Position von 16 zur Position von 17 zu
bewegen. Die Drehungsabschnitte S1 bis S6 werden nun wie oben anhand
von 37 beschrieben durchlaufen. Während eines letzten Rückwärtsdrehungsabschnitts,
D-3, wird das Auslöserad 176 von
einer Position, die geringfügig
oberhalb der in 12 gezeigten Position ist (das
Auslöserad dreht
sich in 12 gegen den Uhrzeigersinn),
zur Position von 11 gedreht. Wenn das Solenoid 148 (siehe 9 und 10)
deaktiviert wird, so dass der Doppelschusshebel 156 in
seine geneigte Position von 9 vorgespannt
ist, ist das Betätigungselement 170 nicht
in der Ebene des ersten Lagerungselements 180 (siehe 11 und 12),
so dass das Lagerungselement 180 ungehindert die Position
von 11 erreichen kann, ohne das Betätigungselement 170 zu
kontaktieren.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung ist das Steuerungssystem der Biopsievorrichtung so konfiguriert,
dass eine Doppelschusssequenz automatisch von einer Einzelschusssequenz
gefolgt wird. In anderen Ausführungsformen
kann die Doppelschusssequenz aktiviert werden, ohne dass darauf eine
Einzelschusssequenz folgt.
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Es
ist ersichtlich, dass der Betrieb der Vorrichtung, einschließlich einer
Aktivierung der Doppel- und Einzelschusssequenz, die oben anhand
der 9–35 beschrieben
wurden, und der Aktivierung der Auswurfspülung, von einer Bedienperson über ein
entsprechendes Berührungsfeldsystem (Touch-Pad)
gesteuert werden kann, das z. B. auf einer Außenfläche der Griffeinheit 105 (siehe 2) vorgesehen
sein kann.
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In
der oben anhand der 1 bis 38 beschriebenen
Ausführungsform
ist eine Steuerung der Bewegung der Nadel 50 und der Probenaufnahmevorrichtung 52 im
Wesentlichen auf mechanischen Mitteln basiert, außer für bestimmte
elektronisch gesteuerte Elemente, wie zum Beispiel das Solenoid 148 (siehe
z. B. 9 und 10), der Motor 372, die
Vakuumpumpe 382 (36) und
die peristaltische Pumpe 118 zur Flüssigkeitsspülung zum Gewebeprobenauswurf.
Es versteht sich jedoch, dass das Steuerungssystem auch weitere
elektronische Elemente enthalten kann. Zum Beispiel können der
Doppel- und der Einzelschussabschussmechanismus durch getrennte
Motoren angetrieben werden, die elektronisch gesteuert sind, und
kann ein Laden und Abfeuern des ersten und des zweiten Mechanismus für den Einzel-
bzw. den Doppelschuss elektronisch gesteuerte Elemente enthalten,
um einen entsprechenden Eingriff und ein entsprechendes sich Lösen verschiedener
Teile zu verursachen.
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Die 39 und 40 zeigen
zwei alternative Ausführungsformen
des Steuerungssystems zum Bestimmen des Abstands zwischen der ersten ausgefahrenen
Position der Probenaufnahmevorrichtung 52 und ihrer zweiten
rückgezogenen
Position, z. B. zum Vorsehen einer automatischen Erfassung der Länge der äußeren Hohlnadel 50.
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Das
Steuerungssystem verwendet einen Mikrocontroller 400 zum
ständigen Überwachen
der Drehung der Motoreinheit 372 der Griffeinheit 105. Gleichzeitig
hiermit überwacht
das System mittels eines entsprechenden Positionssensors 371 (siehe 36)
die Position einer der Übertragungsachsen, die
ein Teil des Getriebesystems sind, das die Bewegung von der Motoreinheit
auf das biegsame längliche
Element 66 überträgt. Auf
diese Weise kann die Position des biegsamen länglichen Elements zu allen Zeiten
bekannt sein und kann sich das System selbst gemäß der Länge des biegsamen länglichen
Elements und daher gemäß der Länge der äußeren Nadel 50 konfigurieren
(siehe z. B. 2).
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Die
Ausführungsform
in den 39 und 40 enthält drei
Sensoren, die direkt an die Motoreinheit 372 in der Griffeinheit 105 angeschlossen sind
und welche die Rotation des Motors aufzeichnen, siehe 39.
Diese Sensoren können
Sensoren des Hall-Typs oder ein ähnlicher
Typ sein, und ihr Ausgangssignal wird in eine Motoransteuerungseinheit 402 und
einen Mikroprozessor 400 eingespeist. Wenn die Motoreinheit 372 aktiviert
wird und sich zu drehen beginnt, wird die Bewegung vom Motor auf das
biegsame längliche
Element 66 übertragen.
Solange das biegsame längliche
Element sich innerhalb des Lumens der äußeren Hohlnadel 50 bewegen kann,
wird ein beständiger
Strom von Impulsen von den Hall-Sensoren an die Motoransteuerung 402 und den
Mikroprozessor 400 gesendet. Wenn das biegsame längliche
Element das Ende seines Bewegungsspektrums erreicht, arretiert es
die Bewegung des Motors 372 und unterbricht den beständigen Strom
von Impulsen von den Sensoren. Diese Unterbrechung der Impulse wird
vom Mikroprozessor 400 erfasst.
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Als
eine zusätzliche
Maßnahme
kann der Mikroprozessor 400 die Position der genannten Übertragungsachse
aufzeichnen. Informationen über
die Position der Übertragungsachse
können
von einem Potentiometer geliefert werden, das auf der Übertragungsachse
angebracht ist. Ein von einem Schieber des Potentiometers erhaltenes
Gleichstromsignal kann die momentane Position der Übertragungsachse
und des gesamten Bewegungsspektrums des biegsamen länglichen
Elements 66, das einem Drehwinkel von 300° entspricht,
widerspiegeln. Da die Position der Achse, wenn das biegsame längliche
Element 66 seine zweite rückgezogene Position erreicht,
aufgezeichnet wird und mittels des Ausgangssignals vom Potentiometer
wieder gefunden werden kann, kann der Mikroprozessor 400 die
Abnutzung des Motors verringern, indem sein Drehzahl allmählich verringert
und er unmittelbar vor Erreichen der Position gestoppt wird, die
der zweiten rückgezogenen
Position des biegsamen länglichen
Elements 66 entspricht.
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Eine
Alternative oder Ergänzung
zum Messen der Rotation des Motors 372 auf direktem Weg
ist das Messen des durch den Motor geleiteten Motorstroms.
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Ein
Ergebnis dieser Messung kann an einen Mikrocontroller oder einen
Mikroprozessor übertragen
werden, wobei ein geeignetes Mikroprozessorprogramm bzw. eine Software
einen vorbestimmten Stromschwellenwert umfasst. Diese Messung eines Motorstroms
kann durch einen abtastenden Analog-Digital-Wandler erfolgen, der
in den Mikrocontroller integriert ist, oder ein entsprechendes externes Gerät darstellt.
Solange sich das biegsame längliche Element 66 frei
im Lumen der äußeren Hohlnadel 50 bewegen
kann, ist die Last am Motor im Wesentlichen konstant, weshalb auch
der Motorstrom konstant ist. Wenn sich die Last erhöht, weil
die Stange oder Zahnstange ein Ende ihres Bewegungsspektrums erreicht
hat, erhöht
sich der Motorstrom. Wenn der Strom einen vorbestimmten Schwellenwert
erreicht, wird die Stromänderung
von einer Motoransteuerungseinheit erfasst, die ein integriertes
Teil des Steuerungssystems ist. Gleichzeitig kann der Mikrocontroller
die Position der Übertragungsachse
aufzeichnen. Informationen über
die Position der Übertragungsachse
können über ein
geeignetes elektrisches oder optisches Signal geliefert werden,
das z. B. von einem Potentiometer erhalten wird.
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Ein
drittes Mittel zum Übertragen
von Informationen über
die Länge
des biegsamen länglichen Elements 66 an
den Mikrocontroller ist die Verwendung eines mechanischen Mittels,
wie zum Beispiel eines federgespannten Stifts, der in eine Vertiefung im
biegsamen länglichen
Element 66 oder der Probenaufnahmevorrichtung 52 gleitet.
Optomechanische Mittel können
ebenfalls verwendet werden.