(57)【要約】  ハンドピースに取り付けられた切取り要素を有する組織取出し装置。切取り要素は、組織受取り開口部を画定する外側カニューレと、その外側カニューレ内に同心に配置された内側カニューレとを含む。外側カニューレは、その遠位端のトロカール先端部と、外側カニューレ内にぴったりと配置された切取りボードとを有する。内側カニューレは、内側カニューレの長さに沿って延びる内側内腔を画定し、それは、吸引のための通路を提供する。内側カニューレは、内方に斜めに切り取られた、非常に鋭い切取り縁部で終端し、内側カニューレの回転運動と往復運動の両方を引き起こす単一のモータによって駆動される。
2008529668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側カニューレであって、外側内腔と、前記外側内腔と連通する、前記外側カニューレの遠位端に隣接する組織受取り開口部とを画定する、外側カニューレと、
前記外側内腔内に摺動可能に配置され、開放した遠位端から、これに対向する開放した近位端まで延びる内側内腔を画定する内側カニューレであって、前記開放した遠位端において、前記組織受取り開口部を通って突出する組織を切断するように動作可能である切取り縁部を画定する、内側カニューレと、
前記内側カニューレに動作可能に結合されており、且つ、前記外側カニューレ内で前記内側カニューレを回転させるモータであって、さらに、前記内側カニューレが回転している間に前記外側カニューレ内で前記内側カニューレを並進運動させる、モータと、
前記モータを電源に接続するシステムとを備える、組織切取り装置。
【請求項２】
前記モータが、前記内側カニューレを回転運動させるように動作可能なロータアセンブリを備え、前記ロータアセンブリは、選択的に押下げ可能なナットと関連するねじ部を有する吸引管と連通しており、前記ねじ部および前記押下げ可能なナットは、前記ロータアセンブリが回転している間に前記ナットが前記ねじ部の上に押し下げられたとき、前記内側カニューレの並進運動を生じさせる、請求項１に記載の組織切取り装置。
【請求項３】
前記モータが、前記内側カニューレを並進運動させるように動作可能なピストンを備え、前記内側カニューレは、選択的に係合可能なナットと関連するねじ部を有しており、前記ねじ部および前記ナットは、前記ピストンが圧縮するときに前記内側カニューレの回転運動を生じさせるように動作可能である、請求項１に記載の組織切取り装置。
【請求項４】
前記モータが、復元ばねと関連する遠位端を備え、前記復元ばねは、組織が切除された後に前記モータを前記組織切取り装置の近位端に向かって移動させる、請求項２に記載の組織切取り装置。
【請求項５】
前記選択的に押下げ可能なナットがばねによって付勢される、請求項２に記載の組織切取り装置。
【請求項６】
前記モータがさらに、前記ピストンの中心孔と前記内側カニューレの間に配置された軸受けを備える、請求項３に記載の組織切取り装置。
【請求項７】
前記モータがさらに、ピストンシリンダを備え、前記ピストンシリンダは、その遠位端と前記ピストンの間に配置されたピストン戻しばねを有しており、前記戻しばねは、前記組織が切断された後、前記内側カニューレを後退させるように伸張する、請求項３に記載の組織切取り装置。
【請求項８】
外側カニューレであって、外側内腔と、前記外側内腔と連通する、前記外側カニューレの遠位端に隣接する組織受取り開口部とを画定する、外側カニューレと、
前記外側内腔内に摺動可能に配置され、開放した遠位端から、これに対向する開放した近位端まで延びる内側内腔を画定する、内側カニューレであって、前記開放した遠位端において、前記組織受取り開口部を通って突出する組織を切断するように動作可能である切取り縁部を画定する、内側カニューレと、
前記内側カニューレを回転運動させるように動作可能なロータアセンブリを有する流体圧モータであって、前記ロータアセンブリは、選択的に押下げ可能なナットと関連するねじ部を有する吸引管と連通しており、前記ねじ部および前記押下げ可能なナットは、前記ロータアセンブリが回転している間に前記ナットが前記ねじ部の上に押し下げられるとき、前記内側カニューレの並進運動を生じさせる、流体圧モータと、
前記流体圧モータを加圧流体の供給源に連結する流体圧システムとを備える、組織切取り装置。
【請求項９】
前記流体圧システムによって生成される正圧が、前記内側カニューレを回転させる、請求項９に記載の組織切取り装置。
【請求項１０】
外側カニューレであって、外側内腔と、前記外側内腔と連通する、前記外側カニューレの遠位端に隣接する組織受取り開口部とを画定する、外側カニューレと、
前記外側内腔内に摺動可能に配置され、開放した遠位端から、これに対向する開放した近位端まで延びる内側内腔を画定する、内側カニューレであって、前記開放した遠位端において、前記組織受取り開口部を通って突出する組織を切断するように動作可能である切取り縁部を画定する、内側カニューレと、
前記内側カニューレを並進運動させるように動作可能なピストンを有する流体圧モータであって、前記内側カニューレは、選択的に係合可能なナットと関連するねじ部を有し、前記ねじ部および前記ナットは、前記ピストンが圧縮するときに前記内側カニューレの回転運動を生じさせるように動作可能である、流体圧モータと、
前記流体圧モータを加圧流体の供給源に連結する流体圧システムとを備える、組織切取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生検を行うための生検機器および方法に関する。より詳細には、本発明は、１回の挿入によっていくつかの組織サンプルを取り出すための使い捨て可能な生検装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳癌の診断および治療においては、疑わしい塊から複数の組織サンプルを取り出すことが必要となることが多い。その疑わしい塊は、典型的には、視診、心悸亢進、Ｘ線、ＭＲＩ、超音波画像法または他の検出手段を含む予備検査中に発見される。その予備検査が疑わしい塊を明らかにするとき、その塊が悪性なのか良性なのかを判定するために、生検を行うことによってその塊を検査しなければならない。乳癌、ならびに他の形態の癌の早期の診断は、癌細胞の人体の他の部分への拡散を防ぎ、最終的には致命的な結果を防ぐことができる。
【０００３】
生検は、切開式手法または経皮的な方法のいずれかによって行うことができる。切開式手術生検手法は、最初に、Ｘ線または超音波などの可視化技術を使用しながらワイヤループの挿入により病変の位置特定をすることを必要とする。次に、患者は手術室に連れて行かれ、そこで乳房に大きな切開が行われ、ワイヤループを取り囲む組織が取り出される。こうした手法は、乳房組織に重大な外傷を引き起こし、外観を変えてしまう結果を残すことが多く、患者にとって長い回復時間を必要とする。これは、しばしば患者が必要とする医療を受けることを妨げる。経皮的な方法と比べて、切開式技術は、サンプルの場所で感染および出血の増大する可能性を示す。これらの欠点のせいで、経皮的な方法が好ましいことが多い。
【０００４】
経皮的な生検は、超音波やマンモグラフィ（Ｘ線）などのリアルタイムの可視化技術に関連して、穿刺吸引細胞診（Ｆｉｎｅ  Ｎｅｅｄｌｅ  Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ）またはコア生検のいずれかを使用することによって実行されてきた。穿刺吸引細胞診は、吸引針を使用することによって少数の細胞を取り出すことを伴う。次いで、細胞の塗抹標本が細胞学の技術を使用することによって分析される。穿刺吸引細胞診は、侵入性はより低いが、分析のために少量の細胞しか利用できない。さらに、こうした方法は、癌を発見した場合にそのステージ（ｓｔａｇｅ）のより完全な評価を提供することができる、組織の病理学上の判定を提供しない。その一方、コア生検では、組織の構造を破壊することなく、組織のより大きな断片を取り出すことができる。したがって、コア生検のサンプルは、より総合的な組織学の技術を使用することによって分析することができ、それにより癌のステージが示される。小さい病変の場合には、塊全体をコア生検法によって取り出すことができる。こうした理由から、コア生検が好ましく、病気の進行およびタイプの病理検査（ｐａｔｈｏｌｏｇｙ）によってより詳しい画像を構築することができるようにコア生検方法を用いる傾向がある。
【０００５】
最初のコア生検装置は、１片の組織を得るために乳房に挿入される鋭利な縁部を備えた中空の管からなる、ばね前進式の「ツルーカット（Ｔｒｕ−Ｃｕｔ）」型のものであった。この装置は、いくつかの欠点を示した。第１に、その装置はサンプルを取り出すのに失敗し、したがって、さらなる挿入を必要とすることがあった。これは一般的に、組織が抜き取り用の切り欠き内に脱出しないためであった。第２に、各サンプルを得るごとにその装置を挿入し引き出さなければならず、したがって、病理検査のために十分な組織を得るために複数回の挿入が必要とされた。
【０００６】
バーバンク（Ｂｕｒｂａｎｋ）らの米国特許第５５２６８２２号に記載された生検装置は、これらの欠点の多くを解決しようとして設計された。バーバンクの装置は、複数の組織サンプルを取り出すために生検位置に１回のみの挿入を必要とする生検装置である。その装置は、組織を穿孔するための鋭利な遠位端を有する外側穿孔針を含む、管内管の設計を組み込む。外側の針は、組織受取り口を形成する、横方向の開口部を有する。その装置は、外側カニューレ内に摺動可能に配置された内側カニューレを有し、その内側カニューレは、組織受取り口内に脱出した組織を切り取る働きをする。さらに、真空を使用して組織を組織受取り口内に導く。
【０００７】
バーバンクの装置など、真空補助のコア生検装置は、（超音波と共に使用するための）手持ち型、および（Ｘ線と共に使用するための）定位型で利用できる。定位装置は、病変の位置特定をし、挿入のための針の位置決めをする定位ユニットに取り付けられる。定位装置を使用する生検の準備において、患者は顔を下にしてテーブル上に横たわり、テーブルの開口部から乳房を突き出す。次いで、乳房を２枚のマンモグラフィプレートによって圧縮し固定する。マンモグラフィプレートは、リアルタイムで定位ユニットに伝達される画像を生成する。次いで、定位ユニットは、生検装置に信号を与え、オペレータによって病変に挿入するためにその装置を位置決めする。
【０００８】
その一方、手持ち式のモデルを使用するときは、乳房は固定されない。代わりに、患者は仰向けに横たわり、医者が超音波装置を使用して病変の位置特定をする。次に、医者は、手持ち式の生検装置および超音波装置を同時に操作しなければならない。
【０００９】
バーバンクの装置は生検装置の分野における発展を示したが、いくつかの欠点が残っており、さらなる改善が必要とされる。例えば、内側のカッタを手動で前進させなればならず、つまり、機器の外側に取り付けられたノブを横に動かすことによって、またはフットスイッチの３つのペダルのうちの１つによって、外科医が手動でカッタを前後に動かさなければならない。また、受取り口内に組織を引っ張る真空供給源は、典型的には、外側カニューレに取り付けられた真空チャンバを介して供給される。真空チャンバは、少なくとも１つの、通常は複数の、チャンバと外側カニューレの間の連通穴を画定する。それらの小さい穴は、血液および体液で詰まることが多い。流体は、それらの穴を閉塞し、吸引により受取り口に組織を引っ張ることを妨げる。これは最終的に、試料（ｃｏｒｅ）を得ることを妨げ、「ドライタップ（ｄｒｙ  ｔａｐ）」と呼ばれる状況になる。
【００１０】
さらに、外側および内側の針を制御する駆動部分など、現在の生検装置の部品の多くは再利用可能である。このことは、いくつかの注目すべき欠点をもたらす。まず、再利用可能な部分は、洗浄および／または殺菌しなければならない。これにより、その手技を終えるのに必要な時間が増え、最終的にその手技のコストに影響を及ぼす。さらに、再利用可能な部品の必要な洗浄および／または殺菌により、職員が人体の組織および体液にさらされる可能性が高まる。最後に、再利用可能なハンドルは重く、大きく、手持ち式で使用するには扱いにくい。
【００１１】
さらなる欠点は、現在の生検装置は、組織排出口が単に装置の開放領域である、開放型のシステムを備えるという点である。手術助手は、組織を開放型の区画から鉗子を使って取り出し、その組織をサンプルプレート上に置かなければならない。このような行為をサンプルごとに行なわなければならず、したがって、複数のオペレータが必要とされる。さらに、その開放型のシステムは、感染する可能性のある物質に対する露出を増大し、サンプルの取り扱いを増加させる必要がある。実用上の問題では、かなりの量の血液および体液が装置から床の上や、下にある器具に漏れるので、開放型のシステムは、洗浄時間および露出も大幅に増大させる。
【００１２】
さらに、現在の生検装置を使用するときには、医師は、組織を切断する重大な難しさに直面してきた。例えば、内側のカッタが組織を完全に切断するのに失敗することが多い。内側の切断針が引き抜かれるときに、組織サンプルが存在せず（ドライタップ）、したがって、再挿入が必要とされる。バーバンクの装置の場合には、内側カッタを第１の前進をさせた後で組織を完全に切断するのに失敗すると、内側カッタの第２の前進を必要とするようになる。結局は、その手技は長引き、組織および最終的には患者に対する外傷の量は、手技の長さによって大きく影響を受けるので、このことは重大である。したがって、組織を切断する際のありとあらゆる試みを成功させ完全に切断させることによって、手技の長さを最小限に抑えることが患者の最善の利益である。
【００１３】
さらに、「管内管」タイプの生検装置を使用するときには、内側カッタが、切断中に組織受取り開口部内に持ち上がることがある。こうして持ち上がることにより、内側カッタが組織受取り開口部の縁部上で捕捉され、それにより最終的に、不完全な切断をもたらし刃が鈍くなり、刃が使えないものになる。
【００１４】
また、従来の装置は、小さい組織サンプルを生成することが多い。内側カッタが前進するにつれて、切取り縁部は、組織を切断し始めるだけではなく、カッタの正面の組織を押す。これは、組織受取り開口部内に引き込まれた組織の量より小さい組織サンプルをもたらす。
【００１５】
従来の装置のさらなる欠点は、３つのペダルからなるフットスイッチの複雑さによって表される。従来の装置は、３つのペダルのフットスイッチを利用しており、それらは、内側カニューレを前進させるための１つ目のペダルと、内側カニューレを後退させるための他のペダルと、吸引を始めるための３つ目のペダルである。３つのペダルの操作は難しく扱いにくい。
【００１６】
これらの欠点は、手持ち式の生検装置を使用するときにさらにずっと重大になる。例えば、医師が生検装置および超音波プローブを同時に操作しなければならず、それは内側カッタを手動で前進させることを特に難しくさせる。さらに、助手が開放した排出口から各サンプルを取り出す必要があるときは、手持ち式の装置の使用がさらにずっと扱いにくくなる。これらの欠点のせいで、多くの医師が手持ち式のモデルの使用を敬遠している。
【００１７】
癌の可能性のある存在を示すいくつかの病変は、定位ユニットを使用することによって見ることができないので、このことは残念である。これらの場合、医者は、手持ち式の装置または切開式の手術用生検のいずれかを使用しなければならない。手持ち式の装置に関する難しさのせいで、医者は、切開式の手術用生検を選択することが多いが、これは、定位ユニットの使用により見ることができない病変の大部分が良性であることが判明するため、特に残念である。これはつまり、患者がかなりの量の痛みおよび苦痛に必要以上に耐えてきたということであり、回復時間が延長されることおよび場合によっては外観を損なう結果に耐えてきたことは言うまでもない。さらに、切開式の手術の技術はより難しく、時間がかかり、特に医療保険に加入していない患者にとっては費用もかかるので、患者は、おそらくより多くの経済的な出費を被る。
【００１８】
病変が良性であるという見込みに関連した切開式の手術の技術の欠点は、患者が生検に同意するのを阻害する要因となる。追加の不安というだけで、多くの患者が、病変が良性であるという賭けを選ぶのに十分である。こうした賭けを受け入れることは、病変が悪性である少数の場合にとって致命的であることが分かる。
【００１９】
最後に、現在の真空補助生検装置は、ＭＲＩと併せて使用することができない。それは、多くの構成部品が、ＭＲＩの動作に干渉する磁性部品から作られていることによるものである。ＭＲＩは腫瘍の縁を定めることができる現在唯一の非侵襲性の可視化様式なので、ＭＲＩと併せた生検を行うことが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
前述の欠点に照らして、血液および体液で詰まることなく確実に真空を加える組織切取り装置の必要性がある。利便性を最大にしながら、生物学的有害物質に対する曝露および洗浄時間の両方が著しく最小限に抑えられるように全面的に使い捨ての組織切取り装置の必要性もある。何度も組織を切断しようと試みる必要なしに、最大限の量の組織を完全に切除する組織切取り装置がさらに必要とされている。ＭＲＩと併用可能である（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）組織切取り装置の必要性もある。最後に、完全に自動化され、したがって、手持ち式の生検装置をより効率的で魅力的な選択肢にする生検組織切取り装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、ハンドピースに取り付けられた切取り要素を備える使い捨ての組織切取り装置を提供する。切取り要素は、組織受取り開口部を画定する外側カニューレと、外側カニューレ内に同心に配置された内側カニューレとを含む。外側カニューレは、その遠位端のトロカール先端部と、外側カニューレ内にぴったりと配置された切取りボードとを有する。内側カニューレは、内側カニューレの長さ全体にわたって延びる内側内腔を画定し、それは、吸引のための通路（ａｖｅｎｕｅ）を提供する。内側カニューレは、内方に斜めに切られた、非常に鋭い切取り縁部で終端し、内側カニューレの回転運動と往復運動の両方を提供する単一のモータによって駆動される。特定の一実施形態では、単一のモータは流体圧モータ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｍｏｔｏｒ）である。
【００２２】
流体圧モータの実施形態は、加圧された流体によって駆動されるときに、内側カニューレに回転運動を提供するように動作可能な羽根付きロータアセンブリを含む。内側カニューレは、その長手方向軸に沿って吸引管と機械的に連通している。吸引管は、選択的に押下げ可能なナットと関連するようにされたねじ部分を含む。吸引管および内側カニューレが回転している間に、ナットが吸引管のねじ部分と係合するように押し下げられると、ねじ部分および押下げ可能なナットが協働して、内側カニューレの並進運動を起こす。
【００２３】
流体圧モータの他の実施形態は、内側カニューレに並進運動を提供するようにされたピストンを含む。内側カニューレは、選択的に係合可能なナットと関連するねじ部分を含む。ピストンが内側カニューレを組織切取り装置の遠位端に向かって移動させると、ねじ部分およびナットが協働して内側カニューレを回転させる。
【００２４】
内側カニューレが組織切取り装置の組織受取り開口部を通り過ぎるときに、内方に斜めに切られた縁部は、組織受取り開口部上でその縁部が捕捉されるおそれをなくす助けをする。ストロークの終わりに、内側カニューレは、組織を完全に切断するように切取りボードと接触する。切取りボードは、切取り縁部より機械的に軟らかいが、内側カニューレの力に耐えるのに十分硬い材料から作られる。吸引が内側内腔に加えられる。その吸引は、サンプルを組織受取り開口部内に引っ張り、組織が切り取られた後で、その組織を内側カニューレ中を通して収集トラップまで引っ張る。収集トラップは、組織切取り装置によって切除された組織サンプルを保持しながら流体の通過を許容するように動作するフィルタ要素と共に配置される。
【００２５】
フィルタ要素は、組織収集トラップ内に取り付けられた網状の材料から形成された本体を含む。その本体は、開放した遠位端および閉じた近位端を含む。網状の材料は、切取り装置によって切除された組織サンプルを保持しながら流体が本体の一部分を通過するのを可能にするように構成される。好ましくは、網状の材料は、閉じた近位端および少なくともその閉じた近位端に隣接する円周部分を通って流体が吸引されるのを可能にする。フィルタ要素は、好ましくは医療等級の材料から形成され、使い捨てでよい。フィルタ要素の本体は、管状の形状でよく、組織収集トラップ中に滑り嵌合（ｓｌｉｐ  ｆｉｔ  ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）するように寸法設定することができる。
【００２６】
他の実施形態では、組織受取り開口部は、多くの歯を形成する対向した長手方向の縁部によって形成される。その歯は、外側カニューレの遠位端の切取りボードから離れる方に面している。その歯は、内側カニューレが切取りボードに向かって前進するときに開口部における組織の前進移動を防止する助けをする。こうした特徴は、試料の長さおよび全体の寸法を最大にし、最終的に、より効率の良い病変の取出しをもたらす。
【００２７】
他の実施形態では、外側カニューレは、組織受取り開口部に対向する補強（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ）要素を組み込む。こうした補強要素は、外側カニューレが組織を通って進められるときにその長手方向の完全性を維持するのを助ける。
【００２８】
内側カニューレの内方に斜めに切られた縁部に加えて、一実施形態は、内側カニューレが組織受取り開口部内に上がってくるのを防止するために追加の特徴を組み込む。補強材料のビード（ｂｅａｄ）を外側カニューレの内壁に取り付けてもよく、微小くぼみを外側カニューレの内壁に形成してもよい。ビードまたは微小くぼみは、内側カニューレが組織受取り開口部から離間するように促し、内側カニューレが開口部上で捕捉されるのを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の原理の理解を促進するために、次に、図面に示されたいくつかの実施形態を参照し、それらを説明するために特定の言葉を使う。それでもやはり、それにより本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。本発明は、本発明が関係する当業者には通常思いつくであろう、図示の装置および説明した方法の改変形態およびさらなる修正形態、ならびに本発明の原理のさらなる適用を含む。
【００３０】
本発明の実施形態による組織生検装置１０を図１〜５に示す。図１では、生検装置の実施形態は、ハンドピース１２に取り付けられた切取り要素１１を含む。切取り要素１１は、人体に導入するように寸法設定される。最も具体的には、本発明は、胸部組織のサンプルを切取るための装置に関する。したがって、切取り要素１１および生検装置の全体がこの手術環境において使用が簡単になるように構成される。図示の実施形態では、生検装置は、手持ち式の装置として構成される。しかし、サンプリングされる組織に対して切取り要素１１を配置するために使用される支持固定具に装置が取り付けられた、定位に（ｓｔｅｒｅｏｔａｃｔｉｃａｌｌｙ）使用される組織生検装置に、本発明の同様の原理を採用することができる。それでも、本発明を理解するために、組織生検装置を手持ち式の装置として説明する。
【００３１】
切取り要素１１は、「管内管（ｔｕｂｅ−ｗｉｔｈｉｎ−ａ−ｔｕｂｅ）」切取り装置として構成される。より具体的には、切取り要素１１は、先端部１６で終端する外側カニューレ１５を含む。好ましくは、先端部１６は、患者の皮膚を貫通するために使用することができるトロカール先端部である。あるいは、先端部１６は、単に、カニューレ１５の開放端のための栓として動作することができる。その場合は、別個の導入部が必要となる。
【００３２】
切取り要素１１はさらに、外側カニューレ１５の外側内腔２７（図５）内に同心に嵌まる内側カニューレ１７を含む。最も好ましい実施形態では、単一のモータ２０、２２（図１および２）が組織切取り装置内で支持され、内側カニューレ１７を外側カニューレ１５内で軸方向に並進運動させながら、同時に、内側カニューレ１７をその長手方向軸の周りで回転させるように動作させて、組織の切取りを完了するように構成される。
【００３３】
切取り要素１１の作用端の特定の一構成が図５に示される。外側カニューレ１５は、外側内腔２７と連通する組織受取り開口部２５を画定する。対向する１対の長手方向縁部２６（図１および２）は、組織受取り開口部２５を画定する。外側カニューレ１５は、その遠位端２８で開放しており、トロカール先端部１６がその中で係合する。好ましくは、トロカール先端部１６は、外側カニューレ１５の遠位端２８内にしっかりと嵌まる係合ハブ３０を形成する。溶接、圧入、接着剤または手術用生検機器に適した他の手段によってハブ３０を固定することができる。
【００３４】
切取り要素１１の作用端はさらに、外側カニューレ１５の遠位端２８で外側内腔２７内に少なくともぴったりと配置された切取りボード（ｂｏａｒｄ）３１を含む。最も好ましくは、切取りボード３１は、トロカール先端部１６の係合ハブ３０と直接接触する。切取りボード３１を外側カニューレ１５内および／またはトロカール先端部の係合ハブ３０に接して永久的に固定することができる。
【００３５】
内側カニューレ１７は、生検サンプルを吸引するためにカニューレの全長に沿って中空である内側内腔３４を画定する。内側カニューレ１７は、切取り縁部３５で終端する。好ましくは、切取り縁部３５は、非常に鋭い縁部を提供する内方に斜めに切られた面３６によって形成される。内方に斜めに切られた面３６は、縁部３５を外側カニューレの組織受取り開口部２５上で捕捉するおそれをなくすのを助ける。さらに、斜めに切られた面３６は、切取りストローク（ｓｔｒｏｋｅ）中に内側カニューレと外側カニューレの間に生検物質をはさむことを避けるのを助ける。
【００３６】
特定の実施形態では、外側カニューレ１５および内側カニューレ１７の両方が、手術用の品質等級の金属から形成される。最も好ましくは、それらの２つのカニューレは、ステンレス鋼から形成される。ＭＲＩと併用可能な装置の場合、カニューレをインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標））、チタンまたは類似の磁気特性を有する他の材料から形成することができる。同様に、トロカール先端部１６は、最も好ましくは、鋭利な先端部になるようにホーニング加工されたステンレス鋼から形成される。トロカール先端部１６は、溶接または適切な接着剤の使用などによって、外側カニューレ１５に適切に結合することができる。
【００３７】
切取りボード３１は、内側カニューレ１７の切取り縁部３５と切取りボード３１の間の摩擦を低減するように構成された材料から形成される。切取り縁部３５は、組織サンプルを切断する間、内側カニューレ１７がストローク端にあるとき、切取りボード３１に必ず当接する。内側カニューレは回転もするので、切取り縁部は、特に、組織サンプルがきれいに切断された後で必ず切取りボード３１に直接当接する。従来の装置では、衝突切取り（ｉｍｐａｃｔ−ｃｕｔｔｉｎｇ）面は、切取り要素と同じ材料から形成されていた。それが、切取り縁部の磨耗または浸食（ｅｒｏｓｉｏｎ）をもたらす。多数の切取りサイクルが行われると、切取り縁部が絶えず磨耗することにより、最後には組織サンプルをきれいに切断することができなくなる。
【００３８】
したがって、本発明は、こうした摩擦による磨耗を低減する材料から切取りボード３１を形成することを企図する。一実施形態では、切取りボード３１は、切取り縁部３５の材料よりも機械的に軟らかい材料から形成される。しかし、切取りボード３１を、切取り縁部３５が切取りボードに明白な円形の溝を形成し、それにより内側カニューレの切取り効率が低減するほど軟らかくすることはできない。本発明の最も好ましい実施形態では、切取りボード３１は、ポリカーボネート、ＡＢＳまたはデルリン（ＤＥＬＲＩＮ（登録商標））などのプラスチック材料から形成される。
【００３９】
図１および３を参照すると、単一のモータ２０は、ハンドピース１２内で往復運動するように寸法設定されたモータハウジング３９を含む。ハウジング３９は、適切な管類によって流体圧制御システム１５０（図６を参照）に連結可能な案内穴（ｐｉｌｏｔ  ｐｏｒｔ）４０を画定する。本発明は、単一のモータ２０を、流体圧を動力源とするいくつかの回転部品とすることができることを企図する。最も好ましくは、単一のモータ２０は、圧縮空気によって駆動される空気モータである。
【００４０】
図３は、図１の組織切取り装置の長手方向の断面図を提供する。単一のモータ２０のその実施形態は、モータハウジング３９を貫通する中空の管状軸４３に取り付けられた羽根付きロータ４２を含む。軸４３は、ロータ４２が空気圧の下でモータハウジング３９内で自由に回転するように、ハウジング３９の両端の軸受け４４上で支持される。
【００４１】
図示の実施形態では、管状軸４３は、内側カニューレ１７の近位端３７に遠位側連結器４６によって連結される。２つの管の端部は、遠位側連結器４６内に取り付けられ、対応する止めねじ４７によって保持される。好ましくは、遠位側連結器４６は、内側カニューレ１７と管状軸４３の間の接合部分の周りにほぼ気密のシールを提供するプラスチック材料から形成される。内側カニューレ１７が切取り動作中に急なすべりを経験しないように、遠位側連結器４６が、内側カニューレ１７の、モータ２０の回転部分との強固な連結を提供することが重要である。
【００４２】
内側カニューレ１７が生検サンプルの吸引のための通路を提供するので、本発明はさらに、管状軸４３と嵌合する吸引管５０を企図する。したがって、切取り要素１１の作用端からの組織吸引通路は、内側カニューレ１７の内側内腔３４（図５）に沿って、単一のモータ２０の管状軸４３を通り、吸引管５０を通り、収集トラップ５５の形状の組織収集位置に至る。
【００４３】
選択的に押下げ可能なナット１９に関連する（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ）ねじ部分５３を有する吸引管５０が形成される。ねじ部分５３および押下げ可能なナット１９は、管状軸４３が回転している間にナット１９がねじ部分５３の上に押し下げられると、内側カニューレ１７の並進運動を引き起こす。
【００４４】
こうした吸引通路内で真空または吸引圧力を維持するためには、吸引管５０は、管状軸４３に対して流体封止されなければならない。したがって、吸引管５０および管状軸４３が係合される近位側連結器５１が提供される。内側カニューレ１７が切取り動作中に急なすべりを経験しないように、吸引管５０が管状軸４３と共に回転することが重要である。したがって、近位側連結器５１は、吸引管５０および管状軸４３の係合端部を回転中に固定する、対応する止めねじ５２を含む。管状軸４３は、当然、ロータ４２と共に回転する。したがって、近位側連結器５１により、吸引管５０は本発明の管状軸４３と共に回転する。近位側連結器５１は、シールリング（図示せず）の構成を吸引管５０と管状軸４３の間の接合部分に含み、それにより吸引システムをさらに封止することができる。
【００４５】
好ましくは、単一のモータ２０は、組織切取り装置１０に配置された復元ばね２４と関連する遠位端２３を含む。その復元ばね２４は、組織が切除され、押下げ可能なナット１９が非係合状態にされた後で、単一のモータ２０および内側カニューレ１７を、組織切取り装置１０の近位端に向かって移動させるようになされている。
【００４６】
選択的に押下げ可能なナット１９は、付勢ばね２９を含むことができ、その付勢ばね２９は、組織が切除された後にナット１９が解放されるとき、ナット１９を内側カニューレのねじ部分５３に対して非係合状態にする。押下げ可能なナット１９を、空気圧が組織切取り装置に加えられたときに吸引管５０のねじ部分に自動的に係合し、空気圧が組織切取り装置から取り除かれたときに自動的に切り離されるように構成することができる。これは、内側カニューレ１７が組織切取り装置１０の遠位端に達して空気が除去されたときにそのことを判定することができる圧力感知装置（図示せず）によって実現することができる。
【００４７】
吸引管５０は、ハンドピース１２に着脱可能に取り付けられた収集トラップ５５と連通している。本明細書により詳細に説明するように、収集トラップ５５は、適切な管類によって流体圧制御システム１５０に連結される案内穴１０７を含む。本発明の目的のために、真空または吸引圧力が案内穴１０７および収集トラップ５５を通して引かれることが理解されよう。次いで、その真空は、切取り要素１１の作用端において切除された組織サンプルを、内側カニューレ１７、管状軸４３および吸引管５０を全て通して、それがトラップ内に配置されるまで引く。
【００４８】
上記したように、本発明は、回転運動と往復運動の両方によって切取り動作を行う内側カニューレ１７を企図する。したがって、ハンドピース１２は、このようにして内側カニューレ１７を駆動するための単一のモータ２０を支持する。本発明の一態様では、単一のモータは、流体圧を動力源とし、最も好ましくは空気圧を動力源とする。こうした特徴は、電気部品が必要とされないのでモータ２０がプラスチックから形成されることを可能にする。実際のところ、外側カニューレ１５、トロカール先端部１６および内側カニューレ１７を除いて、本発明による生検装置１０の全ての部分を、非金属の材料、最も好ましくは医療等級のプラスチックから形成することができる。したがって、生検装置１０は、生検手順の間に使用することがある手術用画像システムと際立って併用可能である。磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、腫瘍の縁を定めることができる現在唯一の非侵襲性の可視化様式なので、装置１０のＭＲＩとの併用可能性が重要である。さらに、生検装置は、（より高価な金属とは対照的に）比較的安いプラスチックから形成されるので、装置全体を使い捨てにすることができる。さらに、実質上全ての金属部品をなくすことにより、ハンドピース１２の全体の重さを軽減し、外科医による操作を非常に簡単にする。
【００４９】
次に図２および４を参照すると、組織生検装置用の単一のモータの他の実施形態は、空気圧シリンダ６０を含む。シリンダ６０は、そのシリンダを流体圧制御システム１５０（図６）に適切な管類によって連結する案内穴６１を含む。単一のモータ２２は、案内穴６１で提供された作動液の圧力に応答してシリンダ６０内で往復運動するピストン６３を含む。ピストン６３は、ピストン６３を内側カニューレ１７に取り付けるための中心孔６４を含む。好ましくは、軸受け４５が提供され、内側カニューレ１７とピストン６３の中心孔６４間に配置されるように寸法設定される。軸受け４５は、軸受け表面でほぼ気密性の封止を維持したままで内側カニューレがその長手方向軸の周りで回転することを可能にするようになされている。一実施形態では、軸受け４５は、内側カニューレ１７上に圧入される。内側カニューレと軸受け４５の間の係合を、止めねじ（図示せず）の使用あるいは接着剤またはエポキシ樹脂によって強化することができる。いずれにしても、モータ２２が最終的には内側カニューレ１７を外側カニューレ内で軸方向に駆動しなければならないので、内側カニューレおよびピストン６３が共に並進運動することが不可欠である。
【００５０】
内側カニューレ１７の並進運動の提供に加え、ピストン６３の動きは、内側カニューレ１７の回転運動も引き起こすための機構として働くことを理解されたい。図２Ａに最良に示すように、内側カニューレ１７は、ねじ部分５９を含み、そのねじ部分５９は、そのねじ部分５９に相補的なねじ山を含む、選択的に係合可能なナット６５と関連するようになされている。ピストン６３が圧縮されるにつれて、内側カニューレ１７は、組織生検装置１０の遠位端に向かって前進させられる。ナット６５が押し下げられるときに、ねじ部分５９およびナット６５が協働して、ピストン６３が圧縮されるにつれて内側カニューレを回転させる。
【００５１】
ナット６５は、付勢ばね６７を含むことができ、その付勢ばね６７は、組織が切除された後でナット６５が解放されるときに、ナット６５を内側カニューレ１７のねじ部分５９と非係合状態にする。上述のようにナット６５を、組織切取り装置１０に空気圧が供給されるときに内側カニューレ１７のねじ部分５９と自動的に係合し、空気圧が組織切取り装置１０から取り除かれるときに自動的に切り離すようにすることができる。
【００５２】
シリンダ６０の遠位端７４とピストン６３の間に戻しばね６６が配置される。組織が切除され、ナット６５が非係合状態にされた後で、戻しばね６６は、ピストン６３をその初期位置に戻し、したがって、組織が切除された後に生検装置の遠位端から離れるように内側カニューレ１７を後退させる。
【００５３】
上述のように、内側カニューレ１７は、ハンドピース１２内で移動する。好ましくは、ハンドピースのハウジング７０は、内側カニューレ１７を摺動式に支持するための両端の開口部７３を備えている。遠位側のハウジング７０が好ましくはプラスチック材料から形成されるので、スラスト軸受けおよび回転軸受けを必要とすることなく、ハウジングの開口部７３を通るカニューレの低摩擦の軸方向の動きを収容することができる。
【００５４】
生検装置１０のハンドピース１２は、全ての動作部品を担持し、外側および内側カニューレを支持する。図１および３の生検装置を参照すると、ハンドピース１２は、回転モータ２０がその中に配置される遠位側のハウジング７０を含む。ハウジング７０の遠位端７１は、取付け具７２内に形成される。取付け具７２は、結合（ｍａｔｉｎｇ）フランジ７７を外側カニューレのハブ７５上に係合させる。ハブ７５は、係合穴７６内で外側カニューレ１５を支持する。
【００５５】
本発明の一態様によれば、外側カニューレのハブ７５とハウジング７０の遠位端７１の間の係合は、気密性である必要はない。言い換えれば、それらの２つの部分の間の取付け具の結合部分は、流体密封のシールを生成することができる必要はない。本発明の一実施形態によれば、外側カニューレ１５を支持するためのハブ７５とハウジング７０の間の係合は、外側内腔２７中を通り大気に至る漏出通路を提供する。組織生検装置１０の使用の際に、内側カニューレ１７の内側内腔３４を通して吸引することは、内側内腔を通して組織を引くことになる。
【００５６】
組織が内腔に沿ってさらに前進するときに、場合によっては、前進している組織の背後に真空を生み出すことがある。その場合のある時点では、組織サンプルの背後の真空は、サンプルを収集トラップ５５に引き込もうと試みる、組織サンプルの正面の真空と等しいので、組織は内側内腔の長さに沿った前進を止める。したがって、外側内腔２７中を通る漏出通路は、内側のカッタが切取りボードから後退するときに大気が組織サンプルの背後に入ることを許容する。大気は、前進している組織の背後の真空を除去するのを助け、吸引溝（ｃｈａｎｎｅｌ）の長さを下り収集トラップ５５までの組織の引き込みを促進する。しかし、特に、目標とする組織のより小さい「一掴み（ｂｉｔｅｓ）」が取られるいくつかの適用例では、大気漏出通路は不可欠ではない。
【００５７】
好ましくは、取付け具７２および結合フランジ７７を、単純なねじり動作によって、最も好ましくは、ルアータイプの取付け具によって係合することができる。使用の際には、カニューレのハブ７５が、ハンドピース１２上に取り付けられ、それにより、外側カニューレ１５を支持する。次いで、外側カニューレをサンプルの場所に隣接する体内に突出させるようにハンドピースを使用することができる。生検装置１０のある特定の使用の際には、カニューレのハブ７５からハンドピース１２を取り外し、外側カニューレ１５を患者内に残すことが望ましい。例えば、外側カニューレ１５は、麻酔薬を導入するために使用することができる。他の適用例では、一度目標組織が完全に切除されたときに、除去された物質の位置にしるしをつけるために放射線不透過のマーカを案内するように外側カニューレを使用することができる。
【００５８】
再びハウジング７０の説明に戻ると、ハウジングは、アクセス開口部８１（図１）を通して開放される内側空隙７９（図２）を画定する。アクセス開口部８１は、好ましくは、組織生検装置１０の組立てを容易にするために提供される。装置の使用中に遠位端７１に剛性を追加する１対の遠位側ブレース（ｂｒａｃｅ）８０を有するハウジング７０の遠位端７１を提供することができる。ブレース８０は、遠位側ハウジング７０が薄肉のプラスチックハウジングとして形成されることを可能にする。必要に応じて遠位側ハウジングの反対側の端部に同様のブレースを提供し、ハウジングに剛性を追加することができる。
【００５９】
図４の切取り装置は、往復動モータ２２および特にシリンダ６０を支持するように形成される。したがって、本発明の一実施形態では、遠位側ハウジング７０の近位端８３は、圧力式取付け具（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ）８４を画定する。こうした圧力式取付け具８４は、シリンダ６０の遠位端８８とハウジングの近位端８３の間に緊密な漏れ防止係合を提供することを理解されたい。特定の一実施形態では、圧力式取付け具８４は、戻しばね６６の一部分がその中に載るばね空隙８５を形成する。さらに、特定の実施形態では、圧力式取付け具８４は、遠位側ピストン停止部８６を画定する。ピストン６３は、ストロークの端部でそれらの停止部と接触する。ピストン停止部８６の位置は、切取り縁部が生検組織をきれいに切り取ることが可能になるように、切取り縁部３５が切取り要素１１の作用端で切取りボード３１に接触することを可能にするように較正することができる。シリンダ６０は、最初は、端部が開放したカップの形状で提供される。遠位端８８に対応するその開放端は、圧力式取付け具８４に取り付けられる。特定の実施形態では、圧力式取付け具は、ねじ山係合、圧入または接着剤の構成を含むことができる。
【００６０】
したがって、シリンダカップは、閉じられた近位端８９を含む。この近位端は、案内穴６１、ならびに内側カニューレが貫通する中央開口部６２（図４）を画定する。好ましくは、シリンダ６０の近位端８９は、内側カニューレに対し、それがピストン６３の動きによってシリンダ内で往復運動および回転するときでさえ、実質上気密封止を提供するように形成される。シリンダ６０の近位端８９は、近位側のピストン停止部９０を画定し、その近位側ピストン停止部９０は、外側シリンダの壁面に隣接するか、または近位端の中心部分にあることが可能である。こうした近位側ピストン停止部９０は、シリンダ内の圧力が低減したときに戻しばね６６の作用の下でピストン６３が逆方向に移動することを制限する。
【００６１】
本発明のさらなる態様では、収集トラップ５５は、支持ハウジング９３によってハンドピース１２に取り付けられる。いくつかの実施形態では、ハンドピース１２を上記で説明した部品に限定することができることを理解されたい。その場合には、収集トラップ５５は、ハンドピースとは別個にそれと離れて、好ましくは、真空または吸引圧力の供給源の近くに位置することができる。その場合、吸引管５０の近位端は、一定の長さの管類によって収集トラップ５５に連結されるようになる。収集トラップ５５がない状態で、吸引管５０は、シリンダ６０の近位端から離間及び接近するように往復運動するので、ハンドピースが吸引管の往復運動の端部を隠すように形成されたカバーを含むことが好ましい。
【００６２】
しかし、最も好ましい実施形態によれば、収集トラップ５５は、ハンドピース１２に着脱可能に取り付けられる。長手方向に延びる１対のアーム９４が、その間にアクセス開口部９５を画定し、支持ハウジング９３を形成する。支持ハウジング９３は、シリンダ６０の近位端８９と係合する遠位端の取付け具９６を含む。好ましくは、それらの２つの部品の間の連結がほぼ気密式である様々な係合が企図される。支持ハウジング９３の近位端９７は、円筒形の取付けハブ９８を形成する。図１に最良に示すように、取付けハブ９８は、収集トラップ５５の近位端を囲繞する。ハブは、トラップ５５のハウジング１０２に取り付けられたピン１０３を受ける差込みタイプ（ｂａｙｏｎｅｔ−ｔｙｐｅ）の取付け溝９９を形成する。収集トラップ５５と支持ハウジング９３の間の差込み式の取付部と係合するために必要とされるねじり動作を容易にするために、１対の直径方向に対向する翼１０４をハウジング１０２上に提供することができる。好ましい実施形態が差込み式取付部を企図する一方、収集トラップ５５を支持ハウジング９３に着脱可能に連結するための他の構成が企図される。本発明の特徴の１つと合致するように、こうした係合の機構をプラスチックで形成することが可能であることが好ましい。
【００６３】
往復吸引管を収容するため、支持ハウジング９３は、ハウジングの近位端と遠位端の間を延びる吸引通路１００を有する。吸引管５０は往復運動するので、好ましくは収集トラップ５５内に延びない。切除された組織がトラップ５５中に引かれるときに、往復吸引管５０は、トラップ内に保持された生検物質と接触することがある。管のこうした動きは、組織を管の端部内に押しやり、それにより管を詰まらせる恐れがある。さらに、吸引管の往復運動は、組織をトラップの端部内に圧縮し、それにより吸引機能を停止させる恐れがある。
【００６４】
収集トラップ５５は、上述のようにハウジング１０２を含む。そのハウジングは、案内穴１０７を形成し、その案内穴１０７は、真空発生装置に連結可能である。好ましくは、本発明によれば、流体圧制御システム１５０への適切な管類は、案内穴１０７と連結する。トラップ５５は、そのトラップ内に取り付けられたフィルタ要素１１０を含む。好ましい実施形態では、フィルタ要素は、切除された生検組織サンプル、および分割された（ｍｏｒｃｅｌｌｉｚｅｄ）組織さえも保持しながら、空気、血液および他の流体の容易な通過を可能にする、網状のフィルタである。さらに、好ましくは、フィルタ要素１１０は、フィルタ要素の下端部（ｂｏｔｔｏｍ  ｅｎｄ）においてだけでなく、要素１１０の少なくとも近位部分の周方向においても真空または吸引圧力を引くことができるように構成される。このようにして、物質がフィルタの近位端に向かって引かれるときでさえ、やはり真空をフィルタの他の部分を通して引くことができ、それにより吸引回路を維持する。
【００６５】
本発明は、図６のダイヤグラムに示すような流体圧制御システム１５０を企図する。好ましくは、制御システムの大部分が中央コンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）内に収容される。そのコンソールは、加圧流体供給源１５２に連結される。好ましくは、その流体供給源は、ろ過された空気の調整された供給を制御システム１５０に提供する。
【００６６】
図６のダイヤグラムに示すように、供給源からの加圧流体は、制御システム中のいくつかの地点１５２で供給される。より具体的には、加圧流体は、制御システムの基盤を形成する５つの弁に提供される。
【００６７】
図６のダイヤグラムの中央左側では、加圧流体１５２は、圧力調整器１５４および計器１５５を通る。計器１５５は、好ましくは外科医または医療技術者が見るために、コンソール上に取り付けられる。圧力調整器１５４は、供給源１５２から２位置流体圧弁１５８に提供される加圧流体を制御するために手動で調整可能である。弁１５８を流路１５８ａと流路１５８ｂの間で切り換えることができる。戻しばね１５９が、流体圧弁をその平常位置１５８ａに付勢する。
【００６８】
流路１５８ａの付勢された平常の位置において、弁１５８は、シリンダ圧力ライン１６１を流体供給源１５２に連結する。その圧力ライン１６１は、調整可能な流量制御弁１６２を通り、その流量制御弁１６２を、圧力ライン１６１を通る流体の流量を調整するために使用することができる。圧力計１５５および圧力調整器１５４のように、調整可能な流量制御弁１６２を手術処置中の操作のためにコンソール上に取り付けることができる。
【００６９】
圧力ライン１６１は、往復動モータ２２の案内穴６１に連結される。したがって、流体圧制御システム１５０の平常または初期位置において、流体圧が、戻しばね６６の付勢力に対抗してピストン６３を駆動するようにシリンダ６０に提供される。より具体的には、図４を参照すると、流体圧弁１５８の初期位置は、往復動モータおよび内側カニューレが切取り要素の遠位端に向かって駆動されるようになっている。この構成では、内側カニューレ１７は、外側カニューレ１５の組織受取り開口部２５を覆う。内側カニューレがそのように配置された状態では、組織が早まって組織受取り開口部２５を満たしてしまうおそれなしに、外側カニューレを患者に導入することができる。
【００７０】
加圧流体は、シリンダ圧力ライン１６１に沿って圧力スイッチ１６５にも送り込まれる。圧力スイッチは、流路１６５ａおよび１６５ｂを提供する２つの位置を有する。さらに、調整可能な戻しばね１６６は、圧力供給源１５２からの流体が弁内で終了する平常位置まで、スイッチを付勢する。しかし、加圧流体がシリンダ圧力ライン１６１を通して供給されると、圧力スイッチ１６５は、流路１６５ｂまで動き、そこで流体供給源１５２が圧力入力ライン１６８に流体連結される。この圧力入力ライン１６８は、揺動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）流体圧弁１７０に圧力供給する。その弁は、主として、２位置流体圧弁１５８の加圧と解放を交互に行うことによって往復動モータ２２を揺動するように動作する。圧力スイッチ１６５は、ピストン６６がストロークの端部に達したときに生じる、シリンダ圧力ライン１６１内または往復動モータのシリンダ６０内の圧力の上昇を感知するように較正される。より具体的には、ピストンは、内側カニューレ１７が切取りボード３１に接触するときにそのストローク端に達する。この時点で、ピストンの背後の流体圧が増大し、その増大は、圧力弁１６５によって感知されて、弁を流路１６５ｂまでストローク（ｓｔｒｏｋｅ）させる。
【００７１】
揺動流体圧弁１７０は、流路１７０ａおよび１７０ｂを提供する２つの位置を有する。位置１７０ａで、入力ライン１７９は、揺動圧力出力ライン１７２に供給される。流路１７０ｂでは、入力ライン１７９は、閉鎖ライン１７１に供給される。したがって、流体圧が圧力スイッチ１６５から（流路１６５ｂを通して）提供された状態で、揺動弁１７０は流路１７０ａを開き、出力ライン１７２に沿って流体圧弁１５８の入力に至る流体回路を完成させる。
【００７２】
出力ライン１７２への流体圧は、入力ライン１７９内に流体圧が存在するときにのみ生じる。この入力ラインは、弁１７６によって圧力供給され、その弁１７６は、足ペダル１７５によって操作される。弁１７６は、戻しばね１７７によって、流路１７６ａのある初期位置まで付勢される。しかし、足ペダル１７５が押し下げられるときには、弁１７６は、流路１７６ｂまで、ばねの力に対抗して動く。この位置では、供給源１５２からの加圧流体は、足ペダル入力ライン１７９に連結される。揺動流体圧弁１７０がその初期位置である流路１７０ａにあるときに、加圧流体は、入力ライン１７９中を通って出力ライン１７２まで流れ、最終的には流体圧弁１５８に至る。
【００７３】
出力ライン１７２の流体圧は、弁１５８を流路１５８ｂに切り換える。この位置では、ピストン６３の背後の流体圧が解除されて、戻しばね６６がピストンを近位端に向けて押しやる。より具体的には、戻しばねは、内側カニューレ１７を組織切断開口部２５から後退させる。ライン１６１の流体圧の解除によって、戻しばね１６６の作用により、圧力スイッチ１６５は流路１６５ａの初期の中立位置に戻される。次に、流路１６５ａでは、圧力入力ライン１６８は、もはや流体供給源１５２に連結されておらず、そこで加圧流体は、揺動流体圧弁１７０に提供されない。この弁はばねによって特定の状態に付勢されていないので、本明細書に説明した状況を除き、その位置は必ずしも変化しない。
【００７４】
足ペダル１７５および弁１７６に戻ると、一度足ペダルが解放されると、付勢ばね１７７は、弁１７６をその流路１７６ｂからその平常の初期流路１７６ａまで押しやる。この位置では、足ペダル入力ライン１７９は、もはや流体供給源１５２に連結されていない。揺動弁１７０が流路１７０ａにあるときは、出力ライン１７２を通る流体圧は除去される。このような流体圧の低減に応答して、流体圧弁１５８は、戻しばね１５９の動作によってその最初の流路１５８ａに切り換わる。この位置では、シリンダ圧力ライン１６１は、流体供給源１５２に再び連結され、それにより、往復動モータ２２が内側カニューレ１７を組織受取り開口部２５を塞ぐ位置まで伸長させる。したがって、本発明によれば、流体圧制御システム１５０は、組織受取り開口部が閉じた状態で組織生検装置１０を開始および終了する。装置を患者から取り出すときに、追加の組織を切取り要素１１内に閉じ込めるか、またははさむことがないように、一度その手技が完了すると開口部を閉じることは重要である。
【００７５】
これまで、流体圧制御システム１５０の、往復動モータ２２の動作を制御する部分を説明してきた。システム１５０は、回転モータ２０の動作も制御する。やはり、最も好ましい実施形態では、モータ２０は空気モータである。こうした空気モータは、他の流体圧弁１８２によって制御される。図６に示すように、弁の初期位置は、流体供給源１５２が閉鎖ライン１８３に連結される流路１８２ａを提供する。しかし、流体圧弁１８２が加圧されるときには、弁の位置は、流体供給源１５２が空気モータの案内穴４０に連結される流路まで移動する。その位置では、加圧流体は、連続して空気モータ２０を駆動し、それにより内側カニューレ１７を回転する。ちなみに、騒音を低減するために空気モータ上に消音器Ｍを提供することができることに留意することができる。
【００７６】
回転モータの流体圧弁１８２は、圧力作動ライン１８０の流体圧によって制御される。その圧力ライン１８０は、足ペダル入力ライン１７９から分岐しており、足ペダルスイッチ１７６に連結されている。足ペダル１７５が押し下げられるときに、スイッチはその流路１７６ｂまで動く。その位置では、圧力作動ライン１８０は、流体供給源１５２に連結され、そのため、流体圧が回転モータ流体圧弁１８２に直接提供される。他の流体圧弁と同様に、弁１８２は、弁への入力において流体圧が打ち勝たなければならない付勢ばね１８４を含む。
【００７７】
回転モータ２０の流体の制御は、揺動流体圧弁１７０を介して供給されないので、モータは、足ペダル１７５が押し下げられている限り連続して動作することを理解されたい。さらに、回転モータ２０の速度は、図示の実施形態では調整可能ではないことも明らかである。モータ２０が、好ましくは固定圧力に調整された流体供給源１５２に直接連結されるので、空気モータは、実際には１つの速度で動作する。その一方で、上記したように、往復動モータ２２は、圧力調整器１５４および流量制御弁１６２を介して圧力供給される。したがって、切取り刃３５の往復運動の速度は、外科医または医療技術者による制御を受ける。切取り要素１１の往復運動は、サンプリングされた組織、取り出した組織生検サンプルの寸法、および特定の患者に対する特定の他の要因の関数とすることができる。それらの同じ要因は一般に、内側カニューレを回転させることによって実現する切取り縁部３５のスライス特性に影響しない。
【００７８】
流体圧制御システム１５０は、内側カニューレ１７を含む吸引導管中を通って加えられる吸引圧力または真空も調整する。図示の実施形態では、圧力作動ライン１８０は、吸引弁１８５に供給するように分岐する。その弁は、最初の流路１８５ａから第２の流路１８５ｂまで移動可能である。最初の流路では、流体供給源１５２は、閉鎖ライン１８６に連結される。しかし、流体圧がライン１８０に加えられるときに、弁１８５は、付勢ばね１８７に対抗して流路１８５ｂに切り換える。その通路では、ベンチュリ要素１９０が流体供給源に連結される。したがって、そのベンチュリ要素は、真空制御ライン１９３および吸引ライン１９１内で真空を発生させる。やはり、空気モータと同様に、ベンチュリ要素１９０は、ハンドピース内の騒音を低減するために消音器Ｍを含むことができる。
【００７９】
足ペダル１７５が押し下げられ、弁１７６が流路１７６ｂにある限り、流体圧は連続して吸引流体圧弁１８５に加えられ、ベンチュリ要素１９０は、連続して真空圧力または吸引の負圧を発生する。回転モータの動作と同様に、この真空は最も好ましい実施形態では調整されない。しかし、真空圧力は、適切なベンチュリ部品１９０の選択によって較正することができる。
【００８０】
ベンチュリ部品１９０が動作しているときは、制御ライン１９３に導かれる真空は、真空スイッチ１９４に対して動作する。可変の付勢ばね１９５は、最初は真空スイッチ１９４を流路１９４ａに維持する。その流路では、真空入力ライン１９６は、他のどのラインにも連結されない。しかし、制御ライン１９３の所定の真空で、弁は流路１９４ｂまで動く。その位置では、真空入力ライン１９６は、圧力ライン１９２に連結される。好ましい実施形態では、言い換えれば、真空スイッチ１９４は、「作動―非作動（ｇｏ−ｎｏｇｏ）」スイッチの形状で動作し、吸引真空が所定の動作閾値に達するときに、真空スイッチが作動する。真空スイッチ１９４が最初に作動させられると、足ペダルが押し下げられている限りそれは作動状態のままである。したがって、真空入力ライン１９６は、足ペダル１７５が押し下げられている限り、圧力ライン１９２に継続して連結される。
【００８１】
流体圧弁１５８に戻ると、ライン１９２、および最終的に真空入力ライン１９６の流体圧は、弁１５８の状態によって決定される。調整された流体圧が往復動モータ２２に提供される流路１５８ａに弁１５８があるときには、圧力ライン１９２は働いていない。しかし、弁１５８が流路１５８ｂまで移動すると、圧力ライン１９２は、調整された流体供給源に連結される。次いで、加圧流体は、圧力ライン１９２から真空スイッチ流路１９４ｂを通り、真空入力ライン１９６を通り揺動弁１７０の左側に流れ、それにより、弁を流路１７０ｂまでストロークさせる。揺動弁１７０がこの流路にあるときは、出力ライン１７２は働かず、それにより、弁１５８が戻しばね１５９の影響の下で流路１５８ａまで動くことが可能になる。その状態では、弁１５８により、加圧流体が再度往復動モータ２２に流れ、次の切取りストロークによってそれを動かすことが可能になる。
【００８２】
したがって、弁１５８および真空スイッチ１９４の両方が代替の状態に移動されるときには、加圧流体は、ライン１９２から、真空入力ライン１９６を通り、調整可能な流量制御弁１９７を通り揺動流体圧弁１７０の第２の入力まで通る。真空入力ライン１９６の圧力は、揺動弁１７０を流路１７０ｂのための第２の位置に切り換える。その位置では、足ペダル弁１７６を通る加圧流体は弁１７０内で終わる。その結果、出力ライン１７２の圧力は下がり、それにより、流体圧弁１５８が戻しばね１５９の動作の下で当初の位置１５８ａに戻ることが可能になる。その位置では、流体圧は、やはり往復動モータ２２に供給されて、ピストン６６が切取りストロークによって動く。
【００８３】
揺動弁１７０がライン１６８および１９６の流体圧の影響を受け、それらのラインが、同時に完全に加圧されることがないことを理解されたい。システムが最初に通電されると、供給源１５２からの圧力は、自動的に往復動モータ２２および圧力弁１６５に供給され、それにより、弁が流路１６５ｂに動く。その状態では、ライン１６８が加圧され、それにより、揺動弁１７０を状態１７０ａの左側に切り換える。揺動弁は、圧力スイッチ１６５の位置にかかわらずライン１９６が加圧されるまでその状態のままである。好ましい実施形態では、ライン１９６の流体圧は、足ペダル１７５が押し下げられ吸引回路が動作真空に達するまで、動作レベルに増大しないことも理解できよう。
【００８４】
代替の実施形態では、真空の小さな変化を感知するように真空スイッチ１９４を較正することができる。その代替の実施形態では、この戻りストロークの完了を真空スイッチ１９４の状態によって判定することができる。真空スイッチ１９４は、組織サンプルが吸引導管中を通して収集トラップ５５内に完全に引き込まれたことを示す表示器として動作することができる。より具体的には、内側カニューレが大気圧に開放されたとき、真空スイッチ１９４によって感知される真空は１つの値を有する。その真空圧力は、組織サンプルが内側カニューレ１７中で引っ張られるときに変化する。内側カニューレが再度大気圧に対して開放するように組織が取り除かれるときに、その真空の圧力は再度変化する。この時点で、内側カニューレ１７は空であり、他の組織サンプルを切除するために切取りストロークを再び行うことのできる状態にある。したがって、真空スイッチ１９４は、流路１９４ｂにストロークして、揺動弁１７０の左側に流体圧を提供し、それにより、弁を流路１７０ｂまでストロークさせる。
【００８５】
流体圧制御システム１５０は、軸方向モータ２２を連続的に往復動させるための完全なシステムを提供することをこの詳細な説明から理解することができる。さらに、そのシステムは、足ペダル１７５が押し下げられている限りは、一定の連続した圧力を回転モータ２０および吸引ライン１９１の両方に提供する。一度足ペダルが解放されると、作動ライン１８０中の流体圧が下がり、それにより、空気モータ制御弁１８２および吸引制御弁１８５が当初のまたは平常の位置に切り替わり、そこで、流体圧がそれぞれの構成部品に対して終了する。しかし、好ましい実施形態では、往復動モータ２２は、流体供給源１５２に直接連結された弁１５８を通して圧力供給されるので、圧力は往復動モータ２２に対して維持される。
【００８６】
流体圧制御システム１５０は、図示の実施形態では、５つの制御可能な要素を組み込む。１つ目は、往復動モータ２２を作動させるために提供された流体圧は、調節器１５４によって制御される。さらに、流体のピストン６３への流量は、調整可能な制御弁１６２によって制御される。圧力スイッチ１６５が作動する圧力は、調整可能な戻しばね１６６によって決定される。同様に、真空スイッチ１９４が作動される吸引圧力の真空は、調整可能な戻しばね１９５によって制御される。最後に、調整可能な流量制御弁１９７は、真空スイッチ１９４から揺動流体圧弁１７０までの流体の流れを制御する。それらの調整可能な要素はそれぞれ、往復動モータ２２の往復運動の速度および時間を制御する。
【００８７】
好ましい実施形態では、圧力スイッチ１６５は、本質的には、「ストロークの端部」を示す表示器として動作する。言い換えれば、内側カニューレ１７が前進または切取りストロークの端部に達すると、内側カニューレ１７は切取りボード３１に接触する。切取りボードと接触するときに、シリンダ圧力ライン１６１の圧力は劇的に変化する。この変化によって、圧力スイッチ１６５が状態を変化させる。こうした状態の変化によって揺動弁１７０は弁１５８を切り換えて、流体圧をモータ２２に対して終了させ、それにより、切取りストロークを終了し、戻りストロークを開始させる。
【００８８】
戻りストローク中には、切除された組織サンプルは、吸引導管に沿って徐々に引かれる。また、戻りストローク中には、圧力流体が、圧力ライン１６１および圧力スイッチ１６５から、最終的には揺動弁１７０に供給するライン１６８から流れ出る。この揺動弁がストロークするときには、流体圧は、弁１５８から漏出し、それにより、弁が状態１５８ａに戻って、新しい切取りストロークのためにモータ２２を加圧することが可能になる。それぞれの流体圧弁の動作は、固有の時間の遅れを導入するので、往復動モータ２２への圧力が回復するときまでに、吸引真空は、組織サンプルを吸引導管全体を通して収集トラップ５５内に引き込む。
【００８９】
流体圧的に制御された内側切取りカニューレの使用は、従来の組織切取り装置に対して重要な利点を提供する。流体圧装置の使用により、ほとんどの動作部品を医療等級のプラスチックなど、高価でない軽量の非金属の材料から形成することができる。本発明の流体圧システムは、電気部品の必要をなくし、それは、患者を保護するための電気的な絶縁が不要になるということである。
【００９０】
おそらく最も重要なことには、流体的に制御された内側切取りカニューレの往復運動は、生検組織のよりきれいでよく制御された切取りを提供する。往復動モータ２２が実質的に一定の加圧流体の供給源から供給されるので、モータピストン６３の背後の圧力は、切取りストローク中ずっとほぼ一定のままである。そのほぼ一定の圧力によって、内側切取りカニューレは、組織自体によって決められる或る速度で、生検組織中を前進することができる。
【００９１】
言い換えれば、切取り縁部３５が切取りストローク中により硬い組織に出合うときは、モータピストン６３、したがって内側カニューレ１７の前進速度は、これに応じて低下する。こうした特徴は、切取り縁部が組織を単に押してしまうおそれなしに組織を通ってきれいに切取ることを可能にする。切取り縁部の回転は、切取り作用を容易にすることができる。内側カニューレがより低密度の組織に出合うときには、ピストン６３の背後の一定の圧力により切取り縁部が組織を通ってより素早く前進することが可能になる。
【００９２】
代替の実施形態では、回転モータ２０は、空気圧モータではなく、電気モータから構成することができる。図７に示すように、圧力作動ライン１８０を、調整可能な付勢ばね１９９によって制御されるオン／オフ圧力スイッチ１９８に供給することができる。作動ライン１８０が加圧されると、スイッチ１９８は、電気往復動モータ２２とバッテリパック２００の間を連結させる。好ましくは、バッテリパック２００は、ハンドピース１２に取り付けられるが、その代わりにコンソール内に収容された外部バッテリに接続することができる。
【００９３】
上述の説明は、本発明の実施形態を例示し説明するためにのみ示されている。網羅的であるか、または本発明を開示した厳密な形態に限定することは意図されていない。本発明は、本発明の範囲の精神から逸脱することなく、実施することができるか、あるいは具体的に説明し図示することができる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施形態による組織生検装置の上側斜視図である。
【図２】本発明による組織生検装置の他の実施形態の上面図である。
【図２Ａ】図２の丸で囲まれた部分の拡大図である。
【図３】図１の組織生検装置の部分断面図である。
【図４】図２の組織生検装置の部分断面図である。
【図５】図１および２に示す組織生検装置の作用端の拡大側部断面図である。
【図６】図１および２に示す組織生検装置の動作のための流体圧制御システムの概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態による電気モータ制御システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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