專利名稱：具有變速前進(jìn)切割器的活組織檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及活組織檢查裝置，并且更具體地說(shuō)是涉及用于使活組織檢查裝置內(nèi)的切割器前進(jìn)和驅(qū)動(dòng)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤患者的診斷和治療是一個(gè)發(fā)展中的研究領(lǐng)域。用于獲得后續(xù)樣本檢驗(yàn)的組織樣本的醫(yī)療裝置在本領(lǐng)域是公知的。例如，可以購(gòu)買到目前市場(chǎng)上以商標(biāo)名MAMMOTOME出售的活組織檢查器械用來(lái)獲得乳房活組織樣本。
下面的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了各種活組織檢查裝置并且這些文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容在此引用以供參考2001年8月14日授權(quán)的US6,273,862；2001年5月15日授權(quán)的US6,231,522；2001年5月8日授權(quán)的US6,228,055；2000年9月19日授權(quán)的US6,120,462；2000年7月11日授權(quán)的US6,086,544；2000年6月20日授權(quán)的US6,077,230；2000年1月25日授權(quán)的US6,017,316；1999年12月28日授權(quán)的US6,007,497；1999年11月9日授權(quán)的US5,980,469；1999年10月12日授權(quán)的US5,964,716；1999年7月27日授權(quán)的US5,928,164；1998年7月7日授權(quán)的US5,775,333；1998年6月23日授權(quán)的US5,769,086；1997年7月22日授權(quán)的US5,649,547；1996年6月18日授權(quán)的US5,526,822；2003年10月23日公開(kāi)的US2003/0199785；2003年10月23日公開(kāi)的US2003/0199754；2003年10月23日公開(kāi)的US2003/0199754。

發(fā)明內(nèi)容
可能希望改變活組織檢查裝置中旋轉(zhuǎn)和平移切割器的平移速度。例如，可能希望使切割器以不同的速度平移。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)專利US6,120,462公開(kāi)了用于控制活組織檢查裝置的方法。
當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)速度可以對(duì)應(yīng)于所需的切割器平移速度的變化而變化時(shí)，可能不希望有需要以顯著不同的速度來(lái)運(yùn)行馬達(dá)，或者不希望引入復(fù)雜的控制來(lái)改變馬達(dá)速度?？梢圆捎镁哂袀鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的平移組件來(lái)改變切割器平移速度，但是這種方法可能給活組織檢查裝置增加不希望的復(fù)雜性或者重量。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種活組織檢查裝置，其包括具有組織容納口的插管；與該插管同軸設(shè)置的組織切割器，該切割器適于相對(duì)于插管平移；以及可操作地與所述組織切割器相關(guān)聯(lián)的可變節(jié)距構(gòu)件，其用于提供組織切割器平移速度的變化。該組織切割器能夠適于在一部分切割器行程內(nèi)在所述的插管內(nèi)平移和旋轉(zhuǎn)。可以采用馬達(dá)(如電動(dòng)馬達(dá))來(lái)旋轉(zhuǎn)所述的可變節(jié)距構(gòu)件。所述的馬達(dá)可以以所需的速度提供旋轉(zhuǎn)，并且可以采用該可變節(jié)距構(gòu)件來(lái)與馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度無(wú)關(guān)地改變切割器的平移速度。
可變節(jié)距構(gòu)件可以為可變節(jié)距旋轉(zhuǎn)軸的形式，所述可變節(jié)距旋轉(zhuǎn)軸具有用于提供可變節(jié)距凸輪表面的可變節(jié)距螺紋部分。該活組織檢查裝置可以為手持式裝置，其包括用于提供可變節(jié)距構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)和用于提供切割器的旋轉(zhuǎn)的第二馬達(dá)。該可變節(jié)距旋轉(zhuǎn)軸可以包括用于使切割器在組織切割之前以相對(duì)快的速度前行的相對(duì)粗的節(jié)距部分，以及用于使切割器在組織切割期間以相對(duì)較慢的速度前行的相對(duì)細(xì)的節(jié)距部分。
可變節(jié)距旋轉(zhuǎn)軸的可變節(jié)距凸輪表面可以為形成于所述軸的外表面上的凸輪槽的形式。凸輪帽(cam nut)可以支撐于所述旋轉(zhuǎn)軸上，并且可以沿軸的長(zhǎng)度以一定速度平移，該速度是所述軸上凸輪槽節(jié)距的函數(shù)。取決于所述軸的旋轉(zhuǎn)方向，凸輪帽的平移可以將切割器沿向前(遠(yuǎn)側(cè))或相反(近側(cè))方向平移。


盡管說(shuō)明書(shū)以權(quán)利要求作為總結(jié)該權(quán)利要求具體地指明并且清楚地闡述了本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的范圍，然而相信通過(guò)結(jié)合附圖參考下面的說(shuō)明，會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的活組織檢查裝置的等軸測(cè)視圖，其包括用于收集軟組織的手持件；圖2是圖1中手持件的等軸測(cè)圖，示出了連接到機(jī)架上之前的探頭組件；圖3是機(jī)架和探頭組件外殼的下部的等軸測(cè)圖，其中，機(jī)架下部外殼包括用于可動(dòng)地連接到位于探頭組件下部外殼上的閂上的狹槽；圖4是類似于圖3的等軸測(cè)圖，示出了機(jī)架和探頭組件下部外殼的可動(dòng)連接；圖5是圖2中所示探頭組件的分解的等軸測(cè)圖；圖6是圖2所示的探頭組件的等軸測(cè)圖，為了顯示內(nèi)部組成元件將上部外殼移走；圖7是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸和探頭組件下部外殼的分解視圖；圖8是平移軸組件的部分等軸測(cè)圖，示出了凸輪軌道和凸輪帽；圖9是切割器旋轉(zhuǎn)和平移軸組件的俯視圖；圖10A是凸輪帽隨動(dòng)件和平移軸的俯視圖；圖10B是沿圖10A中的截面A-A截取的截面圖；圖11是平移軸組件的分解的等軸測(cè)圖；圖12A是鄰近平移軸近端的凸輪帽的俯視圖；圖12B是沿圖12A中的截面A-A截取的截面圖；圖13A是位于平移軸最近側(cè)位置的凸輪帽的俯視圖；圖13B是沿圖13A中的截面A-A截取的截面圖；圖14A是探頭組件的俯視圖，為了顯示處于第一、完全縮回位置的切割器將上部外殼去除；圖14B是探頭組件的俯視圖，為了顯示處于第三位置的切割器將上部外殼去除，其中切割器的遠(yuǎn)端剛好處于所述口的近側(cè)；
圖14C是探頭組件的俯視圖，為了顯示處于第四、完全展開(kāi)位置的切割器將上部外殼去除；圖15是機(jī)架的分解的等軸測(cè)圖，示出了本發(fā)明的第一、雙馬達(dá)實(shí)施例；圖16是圖15的機(jī)架組件的等軸測(cè)后視圖，其中為了顯示雙馬達(dá)組件將所述機(jī)架上部外殼拆下；圖17是圖16中的雙馬達(dá)組件的分解的等軸測(cè)圖；圖18是機(jī)架的分解的等軸測(cè)圖，示出了本發(fā)明的第二、單馬達(dá)實(shí)施例；圖19是圖18的機(jī)架的等軸測(cè)后視圖，其中為了顯示單馬達(dá)組件將所述機(jī)架上部外殼拆下；圖20是圖19中單馬達(dá)組件的分解的等軸測(cè)圖；圖21是用于第二、單馬達(dá)實(shí)施例中的探頭組件的分解的等軸測(cè)圖；圖22是圖21中的探頭組件的等軸測(cè)圖，為了顯示內(nèi)部組成元件將上部外殼去除；圖23是依據(jù)本發(fā)明的真空系統(tǒng)的示意圖；圖24A是有關(guān)切割器操作的流程圖的第一部分，示出了當(dāng)切割器從第一位置向第二位置平移時(shí)的控制單元邏輯程序；圖24B是有關(guān)切割器操作的流程圖的第二部分，示出了當(dāng)切割器從第二位置向第三位置平移時(shí)的控制單元邏輯程序；圖24C是有關(guān)切割器操作的流程圖的第三部分，示出了當(dāng)切割器從第二位置向第三位置平移時(shí)附加的控制單元邏輯程序；圖24D是有關(guān)切割器操作的流程圖的第四部分，示出了當(dāng)切割器從第三位置向第四位置平移時(shí)的控制單元邏輯程序；圖24E是有關(guān)切割器操作的流程圖的第五部分，示出了在切割器已經(jīng)到達(dá)第四位置后用于中止切割器操作的控制單元邏輯程序；以及圖25是平移馬達(dá)的示例性電流輪廓圖的圖式表示。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種用于從身體內(nèi)獲得組織部分的活組織檢查裝置，具體地說(shuō)是涉及切割器械在針芯活組織檢查裝置中的速度控制。在Hibner等人的美國(guó)專利NO.6,086,544中公開(kāi)了一種針芯活組織檢查裝置的例子，其全部?jī)?nèi)容在此引入以供參考。圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一種針芯取樣活組織檢查器械，其包括通常由附圖標(biāo)記20表示的手持件、真空系統(tǒng)22、控制單元24以及電源26。手持件20優(yōu)選是輕便的并且根據(jù)人機(jī)工程學(xué)形成，以便容易通過(guò)操作者的手來(lái)操作。手持件20包括探頭組件28和可拆卸連接的機(jī)架30。
探頭組件28通過(guò)第一真空管32和第二真空管34連接到真空系統(tǒng)22上。第一和第二真空管32、34分別通過(guò)第一連接件36和第二連接件38可拆卸地連接到真空系統(tǒng)22上。第一連接件36具有凸出部分40和連接到第一真空管32上的凹入部分42。第二連接件38具有凹入部分44和連接到第二真空管34上的凸出部分46。連接件的部分40、42、44和46以這種方式連接，即，防止相對(duì)于真空系統(tǒng)22意外地開(kāi)關(guān)第一和第二管32和34。機(jī)架30包括控制電纜48，該電纜48將手持件20與控制單元24和電源26可操作地相連接?？刂齐娎|48向手持件20提供電能和控制信息。
因?yàn)槭殖旨?0由操作者的手操縱而不是用電動(dòng)機(jī)械臂來(lái)操縱，所以操作者可以以很大的自由度來(lái)控制手持件20的末端向感興趣的組織區(qū)域靠近。在這樣進(jìn)行操作時(shí)醫(yī)師會(huì)有觸覺(jué)反饋，因此能夠在很大程度上確定所遇到的組織的密度和硬度。另外，手持件20可以保持與患者的胸壁大致平行，以便獲得比使用安裝到電動(dòng)機(jī)械臂上的器械時(shí)更靠近胸壁的組織部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，當(dāng)需要用X射線立體定位操作臺(tái)時(shí)，可以提供安裝件或者“座(nest)”而將手持件20牢固地保持到X射線立體定位操作臺(tái)的可動(dòng)手臂上。
圖2示出了從機(jī)架30上拆下的探頭組件28。探頭組件28包括上部外殼50和下部外殼52，每一個(gè)都可以由硬質(zhì)的生物相容塑料(如聚碳酸脂)注塑成型。對(duì)于探頭組件28的最終組件，可以通過(guò)公知的許多用于連接塑料部件的方法中的任意一種將上部外殼50和下部外殼52沿連接邊緣54連接在一起，上述方法包括但不限于超聲焊接、卡扣堅(jiān)固件、過(guò)盈配合以及粘合劑連接。類似地，機(jī)架30包括上部外殼56和下部外殼58，它們也可以由硬質(zhì)的生物相容塑料(如聚碳酸脂)注塑成形，并且可以通過(guò)任何用于連接塑料部件的適當(dāng)方法沿邊緣60連接到一起。
圖3和圖4示出機(jī)架30和探頭下部外殼52的底部。如圖所示，可以將探頭閂62模制到探頭下部外殼52內(nèi)，以便將探頭組件28可拆卸地連接到機(jī)架30上。探頭閂62為懸臂梁并且可以在施加到閂的傾斜表面64上的力作用下向下偏轉(zhuǎn)。探頭閂62還包括在將探頭組件28的近端插入到機(jī)架30內(nèi)時(shí)用于插入到機(jī)架狹槽67中的閂突出部66。通過(guò)傾斜表面64和機(jī)架外殼30的內(nèi)表面65之間的相互作用使傾斜表面64向下偏轉(zhuǎn)。當(dāng)探頭組件28完全插入到機(jī)架30中時(shí)，探頭閂62可保持地卡合到鍵槽68內(nèi)。為了將探頭組件28從機(jī)架30移開(kāi)，操作者手動(dòng)按壓突出部66直到斜面64與鍵槽68脫離。然后，可以將突出部66沿軸向拉動(dòng)通過(guò)狹槽67直到探頭組件28和機(jī)架30分離。
現(xiàn)在仍參照?qǐng)D1和2，其示出了將電開(kāi)關(guān)安裝在機(jī)架上部外殼56上以便使操作者能夠用單手使用手持件20。這些開(kāi)關(guān)可以包括用于致動(dòng)切割器運(yùn)動(dòng)的雙位置搖臂開(kāi)關(guān)72(例如，搖臂開(kāi)關(guān)72的向前運(yùn)動(dòng)使切割器沿向前(遠(yuǎn)側(cè))的方向運(yùn)動(dòng)以便進(jìn)行組織采樣，而搖臂開(kāi)關(guān)72的向后運(yùn)動(dòng)使切割器沿相反(近側(cè))的方向運(yùn)動(dòng)以便使組織樣本定位在樣本取回面74中)，以及包括用于致動(dòng)真空系統(tǒng)22的真空開(kāi)關(guān)76。一只手操作允許操作者的另一只手空閑，例如，來(lái)握持超聲成像裝置。在機(jī)架30遠(yuǎn)端設(shè)置脊部78用來(lái)輔助操作者握住手持件20并且操縱開(kāi)關(guān)72、76。也可以如此形成探頭組件外殼50、52的輪廓，即，改進(jìn)操作者在使用過(guò)程中對(duì)該器械的抓握。
第一和第二真空管32、34可以由柔性的透明或半透明材料制成，例如硅管、PVC管或者聚乙烯管。這樣能夠看見(jiàn)從管32、34流過(guò)的材料。如圖3和4所示，可以將一個(gè)或多個(gè)狹槽，例如用附圖標(biāo)記70表示的狹槽設(shè)置在機(jī)架外殼58上來(lái)為第一和第二真空管32、34提供空隙。位于探頭組件28遠(yuǎn)端的開(kāi)放區(qū)域允許獲取樣本取回面74。操作者或助手可以從取回面74取回組織樣本。
圖5示出了探頭組件28的分解的等軸測(cè)圖。包括穿刺器80的活組織檢查針位于探頭組件28的遠(yuǎn)端，以便插入外科患者的皮膚內(nèi)來(lái)獲得組織樣本。穿刺器80包括具有細(xì)長(zhǎng)的金屬穿刺器管82的插管和沿該管的軸向長(zhǎng)度延伸的相關(guān)聯(lián)的腔室84。用于容納將從外科患者提取的組織的側(cè)組織容納口86位于與穿刺器管82的遠(yuǎn)端相鄰的位置。具有真空腔室90的細(xì)長(zhǎng)的真空管88與穿刺器管82沿側(cè)而連接。穿刺器管82可以由包括金屬或塑料的任何適合的材料形成并且可以連接到穿刺器管84上或者與該穿刺器管一塊形成。如圖6所示，穿刺器腔室84通過(guò)多個(gè)真空孔92與真空腔室90流體連通，所述的真空孔位于由容納口86限定的組織開(kāi)口的底部。這些真空孔92小到可以將液體去除，但是不會(huì)大到允許切割的組織部分穿過(guò)第一真空管32移出，該真空管32與真空管88的真空腔室90流體連接。穿刺器80的尖銳端部可以由連接到穿刺器遠(yuǎn)端的分開(kāi)的穿刺端部件94形成。端部件94可以具有一雙面的扁平形尖端或者其它的適合穿刺外科患者組織的形狀。
穿刺器80的近端連接到連接套管96上，該連接套管96具有從中穿過(guò)的縱向穿孔98和一個(gè)位于該穿孔的加寬中心部分的橫向開(kāi)口102。細(xì)長(zhǎng)的金屬管狀的切割器104在連接套管96的縱向穿孔98和穿刺器80的穿刺器腔室84內(nèi)沿軸向?qū)?zhǔn)，從而使該切割器可以沿遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)兩個(gè)方向容易地滑動(dòng)。切割器導(dǎo)向件106被設(shè)置在連接套管96的近端。切割器導(dǎo)向件106可以為金屬漏斗形的導(dǎo)向件，其可以確保切割器104和連接套管96之間準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。連接套管96和切割器導(dǎo)向件106通過(guò)從下部外殼52延伸出的一體形成的支撐肋107和在上部外殼50的遠(yuǎn)端一體地形成的殼體108支撐在探頭上部外殼50和下部外殼52之間。這些一體地形成的支撐件107、108與形成于探頭外殼50、52上的狹槽110和開(kāi)口112一起確保了切割器104和連接套管96之間準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)，從而使該切割器可以沿遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)兩個(gè)方向容易地滑動(dòng)。將第一真空管32的遠(yuǎn)端連接到聚合物的真空接頭113上，該真空接頭113被緊密地插入到連接套管96的橫向開(kāi)口102內(nèi)。開(kāi)口102與腔室90流體連通，并且允許穿刺器腔室84內(nèi)的流體通過(guò)真空孔92向真空系統(tǒng)22內(nèi)的真空貯存室流通。
切割器腔室114基本上貫穿切割器104的整個(gè)長(zhǎng)度地延伸。可以將細(xì)長(zhǎng)的中空管狀的組織移除器115在切割器腔室114內(nèi)同軸地設(shè)置，從而使切割器104可以沿移除器115的一段長(zhǎng)度平移。組織移除器115可以為金屬的或者非金屬的。第二真空管線34可以被流體連通地連接到組織移除器115的近端，以便通過(guò)穿過(guò)組織移除器115延伸的中央通道向切割器腔室114提供真空。第二真空管34與第一真空管并排穿出開(kāi)口117離開(kāi)下部外殼52。將過(guò)濾器119連接到組織移除器115的遠(yuǎn)端以便防止破碎的組織碎片穿過(guò)移除器進(jìn)入到真空系統(tǒng)22中。
組織移除器115可以相對(duì)于下部外殼52保持靜止并且可以由探頭下部外殼52側(cè)面上的一對(duì)近側(cè)支撐件(未示出)支撐。第二真空管線34通過(guò)中空移除器115提供穿過(guò)切割器腔室114的真空，在切割器104的遠(yuǎn)端位于組織容納口的近側(cè)時(shí)，該真空可以用于輔助將組織拉入該組織容納口86。
使切割器104的遠(yuǎn)端鋒利以形成切割器刀刃116，該刀刃用于在切割器104旋轉(zhuǎn)時(shí)切割保持靠到該刀刃上的組織。將切割器104的近端連接到切割器齒輪118的軸向穿孔內(nèi)。切割器齒輪118可以是金屬的或者聚合物的，并且包含多個(gè)切割器齒輪齒120。每一個(gè)齒輪齒120具有本領(lǐng)域公知的典型正齒輪齒結(jié)構(gòu)。
參考圖5和6，切割器齒輪118由細(xì)長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)軸122具有多個(gè)設(shè)計(jì)用來(lái)與切割器齒輪齒120相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪齒124。在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)齒輪齒124大致沿驅(qū)動(dòng)軸122的整個(gè)長(zhǎng)度延伸并且在切割器104平移的整個(gè)過(guò)程中都與切割器齒輪齒120接合。每當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸122被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪齒124與切割器齒輪齒120連續(xù)接合以旋轉(zhuǎn)切割器104。如下面將詳細(xì)描述的那樣，當(dāng)切割器穿過(guò)組織容納口86向遠(yuǎn)側(cè)前進(jìn)以切割組織時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸122旋轉(zhuǎn)切割器104。驅(qū)動(dòng)軸122可以由硬質(zhì)工程塑料(如液晶聚合材料)注塑成型，或者，供選擇的是，可以由金屬或非金屬材料制造。驅(qū)動(dòng)軸122還可以由鋁擠壓成形或者由金屬材料機(jī)加工形成。
如圖7所示，驅(qū)動(dòng)軸122包括從該軸向遠(yuǎn)側(cè)延伸的第一軸向端部126。軸向端部126由模制到探頭外殼內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸接角部127支撐，以便在探頭下部外殼52內(nèi)旋轉(zhuǎn)。類似的，第二軸向端部128從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122向近側(cè)延伸并支撐在第二接觸部130上，該第二接觸部130也是模制在探頭下部外殼52的內(nèi)部。O形環(huán)131和襯管133可以配置到每一軸向端部126、128上，以便在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122安裝在探頭上部外殼52內(nèi)時(shí)置于接觸部127、130內(nèi)。襯管133減小在驅(qū)動(dòng)軸接觸部127、130處的摩擦，而O形環(huán)131將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122內(nèi)的振動(dòng)與探頭組件28的其余部分隔離。也可將襯管133用于接觸部127、130而沒(méi)有O形環(huán)131。在軸向端部128上形成驅(qū)動(dòng)狹槽132。驅(qū)動(dòng)狹槽132與形成于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134上的對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)狹槽連接，或者與用于向驅(qū)動(dòng)軸提供旋轉(zhuǎn)的其它旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸入件連接，這將在下面進(jìn)一步描述。
現(xiàn)在參考圖8和9，將凸輪帽136設(shè)置在探頭組件28中以便保持切割器齒輪118并承載切割器齒輪118，并且在向遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)兩個(gè)方向平移時(shí)與切割器104連接。凸輪帽136優(yōu)選地由硬質(zhì)聚合物模制成型并且具有沿軸向貫穿于其內(nèi)的圓柱形穿孔138。一對(duì)J形鉤狀延伸部分140從凸輪帽136的一側(cè)延伸。鉤狀延伸部分140在切割器齒輪118的任一側(cè)上旋轉(zhuǎn)支撐切割器104，以便在凸輪帽136向近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)平移過(guò)程中向齒輪118和切割器104提供遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)平移。鉤狀延伸部分140使切割器104和切割器齒輪118沿準(zhǔn)確的方向?qū)?zhǔn)，以便切割器齒輪齒120與驅(qū)動(dòng)齒輪齒124嚙合。
凸輪帽136支撐在軸142上以便沿平移軸142進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。軸142穿過(guò)凸輪帽穿孔138與切割器104和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122平行地延伸。平移軸142可以由鋁或者其它的類似材料構(gòu)成，并包括通道，例如螺紋導(dǎo)槽144形式的通道，該螺紋槽可以通過(guò)機(jī)加工或者其它的方式形成于軸142的外圓周上。螺紋槽144可以為常規(guī)的螺旋形。螺紋導(dǎo)槽144的節(jié)距在平移軸142的近端和遠(yuǎn)端之間可以是變化的。在此處描述的實(shí)施例中，該引導(dǎo)螺紋節(jié)距從在軸近側(cè)部分較粗或更寬間隔的節(jié)距向在軸遠(yuǎn)側(cè)部分較細(xì)或更近間隔的節(jié)距變化。螺紋槽144的具體節(jié)距寬度以及沿平移軸長(zhǎng)度的寬窄節(jié)距寬度之比在本發(fā)明中依據(jù)所需的切割器104的操作會(huì)有所不同。
在圖中，示出了平移軸142，其帶有右旋螺紋以便順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(從近側(cè)向遠(yuǎn)側(cè)方向觀察)導(dǎo)致凸輪帽136沿軸142向近側(cè)方向平移，而軸142的反向旋轉(zhuǎn)使凸輪帽136向遠(yuǎn)側(cè)方向運(yùn)動(dòng)。然而，螺紋方向也可以反向設(shè)置，螺紋的具體方向依據(jù)應(yīng)用和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸入件而定。
如圖10A和10B更詳細(xì)地所示，將螺紋帽136模制、機(jī)加工或者以其它方式形成以包括垂直于穿孔138延伸的接收孔150。凸輪隨動(dòng)銷152被設(shè)置在接收孔150中，從而當(dāng)螺紋經(jīng)過(guò)孔138時(shí)，銷的一部分延伸到凸輪帽136之外并進(jìn)入平移軸142的螺紋導(dǎo)槽144內(nèi)。當(dāng)所述的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺紋導(dǎo)槽144形成圍繞平移軸142的表面導(dǎo)引凸輪隨動(dòng)銷152的通道。為了形成凸輪帽136和平移軸142之間的連接，凸輪隨動(dòng)銷152可以是組裝為凸輪帽136一部分的金屬的機(jī)加工銷。在所示的實(shí)施例中，凸輪隨動(dòng)銷152在凸輪帽接收孔150中以過(guò)盈配合組裝。供選擇的是，銷152可以通過(guò)其它方式插入，如通過(guò)插入嵌件注塑或者通過(guò)螺紋。在又一個(gè)實(shí)施例中，銷152可以支撐在凸輪帽136上，以便能夠沿徑向運(yùn)動(dòng)并且由此在螺紋槽144內(nèi)“浮動(dòng)”。
如圖10B所示，凸輪隨動(dòng)銷152置于在凸輪接收孔150內(nèi)并且可以具有錐形末端或者其它形狀的末端，如用成角度的面156所示的，其被成形為與凸輪通道144的輪廓相匹配。凸輪通道144可以具有錐形輪廓。成角度的面156允許凸輪隨動(dòng)銷152在由引導(dǎo)螺紋144形成的錐形通道內(nèi)自由地滑動(dòng)，并易于適應(yīng)螺紋節(jié)距和/或螺紋144寬度的變化。
回到圖8和圖9，將狹槽158設(shè)置在平移軸142的近端，以便將該軸連接到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)軸上，如圖15中所示的軸160上。通過(guò)軸向端部158、162的配合，馬達(dá)軸160提供平移軸142的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)平移軸142旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于所述通道與凸輪隨動(dòng)銷152之間的連接，凸輪帽136隨動(dòng)于變節(jié)距的凸輪通道144。因此，當(dāng)軸142旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪帽136沿軸142的長(zhǎng)度平移。當(dāng)凸輪帽136通過(guò)平移軸142的旋轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)側(cè)平移時(shí)，切割器齒輪118由鉤狀延伸部分140向前(遠(yuǎn)側(cè))推動(dòng)。將切割器齒輪118剛性地連接到切割器104上以便沿與凸輪帽136的平移相同的方向以相同的速度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)平移軸142在凸輪帽136內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓柱形的穿孔138用作襯管，以便在凸輪帽經(jīng)過(guò)平移軸142時(shí)穩(wěn)定該凸輪帽。
在本發(fā)明的活組織檢查器械操作期間，切割器104在剛好位于樣本取回面74近側(cè)的完全縮回位置和剛好位于組織容納口86遠(yuǎn)側(cè)的完全展開(kāi)位置之間沿任一方向平移。在所示實(shí)施例中，切割器104可以從完全縮回位置到完全展開(kāi)位置平移大約6英寸的距離。沿切割器平移的長(zhǎng)度有可以確認(rèn)的中間位置。當(dāng)切割器104的遠(yuǎn)端116到達(dá)這些位置中的每一個(gè)時(shí)，如果需要，可以調(diào)節(jié)切割器旋轉(zhuǎn)速度(有時(shí)簡(jiǎn)稱為旋轉(zhuǎn)速度)或者切割器的平移速度(有時(shí)簡(jiǎn)稱為平移速度)中的任一個(gè)，或者對(duì)兩者都進(jìn)行調(diào)節(jié)。
對(duì)于在此處描述的活組織檢查器械的實(shí)施例，沿切割器平移的長(zhǎng)度可以確認(rèn)4個(gè)位置。在這些位置中的每一位置處，可以對(duì)所述的切割器旋轉(zhuǎn)和/或平移速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種速度變化在活組織檢查器械內(nèi)可以通過(guò)機(jī)械方式或者通過(guò)馬達(dá)速度變化以不同的方式來(lái)完成。為了易于描述切割器的位置，將它們理解為位于切割器104遠(yuǎn)端的切割器刀刃116的實(shí)際位置。這四個(gè)切割器位置如下切割器104剛好位于樣本取回面74的近側(cè)的第一位置；切割器104剛好位于樣本取回面74的遠(yuǎn)側(cè)的第二位置；切割器104剛好位于組織容納口86近側(cè)的第三位置；以及切割器104剛好位于組織容納口86遠(yuǎn)側(cè)的第四位置。這四個(gè)位置有時(shí)稱為位置1、位置2、位置3和位置4。這四個(gè)切割位置僅僅以例子的方式給出，在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下，許多其它的切割器位置可以用于本發(fā)明中用于標(biāo)志對(duì)切割器旋轉(zhuǎn)速度和/或平移速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在圖5、6和9所示的實(shí)施例中，當(dāng)切割器104沿平移長(zhǎng)度從位置1向位置2平移時(shí)，凸輪隨動(dòng)銷152經(jīng)過(guò)槽144的較粗節(jié)距部分146，由此使其相對(duì)于平移軸142的每次旋轉(zhuǎn)以更快的速度平移。當(dāng)切割器104沿平移長(zhǎng)度從位置2向位置3平移時(shí)，凸輪槽144從較粗節(jié)距寬度向較細(xì)節(jié)距寬度轉(zhuǎn)變，由此相對(duì)于平移軸142的每次旋轉(zhuǎn)降低了其平移速度。當(dāng)切割器104接近位置3時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸122開(kāi)始旋轉(zhuǎn)以便相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)切割器。因此，當(dāng)凸輪隨動(dòng)銷152開(kāi)始經(jīng)過(guò)凸輪槽144的較慢的細(xì)節(jié)距部分148時(shí)，切割器104開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。切割器104的平移速度在較細(xì)節(jié)距部分148處降低以便在組織切割期間使旋轉(zhuǎn)切割器104以更慢的速度穿過(guò)組織容納口86前進(jìn)。在穿過(guò)組織容納口86(在第三位置和第四位置之間)的平移過(guò)程中，切割器104通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸122以所需的組織切割速度旋轉(zhuǎn)。
凸輪槽144的節(jié)距寬度確定了相對(duì)于平移軸142每一次360°旋轉(zhuǎn)凸輪帽136行進(jìn)的線性距離。螺紋槽144的節(jié)距寬度越寬，相對(duì)于軸142的每一次360°旋轉(zhuǎn)，切割器104行進(jìn)的線性距離越大。因此，切割器104的線速度可以作為凸輪帽136在平移軸142上的位置的函數(shù)而變化?？梢赃x擇螺紋槽144的節(jié)距來(lái)提供所需的切割器平移速度與平移軸142的旋轉(zhuǎn)速度的比。螺紋槽144可以起到變節(jié)距的凸輪通道的作用。
圖9和11示出了平移軸142的全長(zhǎng)和可變節(jié)距的螺紋槽144。如這些圖中所示，平移軸142可以包括與軸的近端和遠(yuǎn)端相鄰的區(qū)域，在這些區(qū)域與軸142的旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)地防止切割器104的平移。在用附圖標(biāo)記164表示的這些區(qū)域中，螺紋導(dǎo)槽144的節(jié)距寬度可以為零，并且由此形成圍繞該軸圓周的360°槽。該360°槽或者無(wú)節(jié)距區(qū)域164阻止凸輪帽136沿平移軸142的行進(jìn)。當(dāng)螺紋槽144變化成無(wú)節(jié)距區(qū)域164時(shí)，平移軸142的直徑可以如在166處所示的那樣下降，并且使螺紋槽144的節(jié)距制造得更細(xì)，以減慢銷152的平移，并且由此降低切割器104的速度。
當(dāng)凸輪帽136進(jìn)入到無(wú)節(jié)距區(qū)域時(shí)，軸142可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，但是由于凸輪隨動(dòng)銷152被保持在槽164內(nèi)，阻止了凸輪帽沿所述的軸平移。當(dāng)切割器104位于行程的最遠(yuǎn)點(diǎn)(或最近點(diǎn))并且軸142的旋轉(zhuǎn)方向反向時(shí)(如通過(guò)按壓搖臂開(kāi)關(guān)72)，可以將凸輪隨動(dòng)銷152從無(wú)節(jié)距區(qū)域164推壓回到與可變節(jié)距螺紋槽144接合的位置。如圖11所示，偏壓裝置(如螺旋彈簧168、170)可以設(shè)置在平移軸142的每一端附近，用來(lái)在軸142的旋轉(zhuǎn)方向反向時(shí)平移方向改變的時(shí)候，將凸輪帽136推壓回與可變節(jié)距螺紋槽144接合。減小在軸142的位于鄰近無(wú)節(jié)距區(qū)域164的166處的外徑并且使螺紋槽144的節(jié)距更細(xì)還可以有益于減少銷152在其支撐在無(wú)節(jié)距區(qū)域164的槽內(nèi)時(shí)的噪音或振動(dòng)。
圖12A和12B示出了在凸輪帽136向軸142的近端平移時(shí)的無(wú)節(jié)距區(qū)域164和彈簧168。圖13A和13B示出了在凸輪帽136平移到其最近側(cè)位置(即，切割器位置1)后的凸輪帽136。在該位置處，凸輪隨動(dòng)銷152與無(wú)節(jié)距槽164接合并且彈簧168被壓靠在凸輪帽136上。由于凸輪隨動(dòng)銷152與無(wú)節(jié)距區(qū)域164接合，所以當(dāng)軸142旋轉(zhuǎn)時(shí)凸輪帽136保持在該位置。一旦如通過(guò)改變馬達(dá)的方向使軸142的旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，儲(chǔ)存在彈簧168內(nèi)的能量作用在凸輪帽136上以便(通過(guò)凸輪隨動(dòng)銷152)來(lái)將螺紋帽136從無(wú)節(jié)距區(qū)域164中推出。彈簧168將凸輪帽136推回成與可變節(jié)距通道接合，從而使凸輪帽(和切割器104)可以沿相反方向開(kāi)始平移，其中該可變節(jié)距通道與螺紋槽144對(duì)應(yīng)。
軸142的外徑可以被機(jī)加工或以其它方式減小并且使螺紋槽的螺紋(如帶有錐形壁)距離更近來(lái)形成更細(xì)的節(jié)距(每英寸內(nèi)有更多螺紋)。在供選擇的實(shí)施例中，為了改變凸輪隨動(dòng)銷152的平移速度，可以變化具有錐形螺紋壁的凸輪通道144的螺紋深度。例如，可以在軸142的直徑保持恒定時(shí)減小凸輪通道144的深度來(lái)使得螺紋在所述軸上更接近地設(shè)置在一起。間距更近的螺紋減小了平移軸142每次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中切割器104行進(jìn)的線性距離。
圖14A-14C描述了包含在前面圖1-13中的本發(fā)明在操作期間切割器104的四個(gè)位置中的三個(gè)。切割器104的這三個(gè)位置最容易通過(guò)觀察凸輪帽136(其與切割器104一起運(yùn)動(dòng))和位于切割器104遠(yuǎn)端的切割邊緣116之間的相對(duì)位置來(lái)區(qū)分。圖14A示出了將探頭組件28部分切除的俯視圖，其中切割器104位于位置1處。在該位置處，切割器104處于完全收回位置，切割邊緣116位于樣本收回面74的近側(cè)。將凸輪帽136置于平移軸142的近端，并且凸輪隨動(dòng)銷152在凸輪通道144的無(wú)節(jié)距區(qū)域164內(nèi)旋轉(zhuǎn)。彈簧168被壓靠在凸輪帽136的近端。在圖14A所示的位置中，切割器104處于完全縮回位置，從而使位于穿刺器80內(nèi)的容納口86打開(kāi)以接收組織。在該位置處，組織樣本可以從樣本收回面74收回。
圖14B示出了前進(jìn)到第三位置處的切割器104，其中切割邊緣116剛好在組織容納口86的近側(cè)。在該位置處，凸輪帽136已經(jīng)沿軸142平移到凸輪隨動(dòng)銷152從螺紋槽144的較寬節(jié)距部分146向較細(xì)節(jié)距部分148過(guò)渡的位置。同樣，切割器104已經(jīng)前進(jìn)到中間位置，在該中間位置處驅(qū)動(dòng)軸122通過(guò)切割器齒輪齒120和驅(qū)動(dòng)齒輪齒124來(lái)旋轉(zhuǎn)所述的切割器。切割器刀刃116置于剛好位于容納口86近側(cè)的位置。將位于容納口86中的真空孔92打開(kāi)，從而當(dāng)?shù)谝徽婵展?2與真空系統(tǒng)22流體連接時(shí)，鄰近容納口86的軟組織可以被拉入到該容納口內(nèi)。
圖14C示出了前進(jìn)到第四位置處的切割器104，其中該切割器位于最大伸展位置并且切割邊緣116處于容納口86的遠(yuǎn)側(cè)。在該位置處，切割器104通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122以適當(dāng)?shù)那懈钏俣刃D(zhuǎn)。由真空通過(guò)孔92拉入到容納口86內(nèi)的組織已經(jīng)由旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的切割器刀刃116切割并被儲(chǔ)存在切割器腔室114內(nèi)。當(dāng)切割器104如圖14A所示縮回到第一位置時(shí)，組織移除器115將組織樣本吸回到樣本拉回面74上。在圖14C中，示出了凸輪帽136已經(jīng)通過(guò)凸輪通道144的細(xì)節(jié)距部分148處于其最遠(yuǎn)側(cè)位置。在該位置處，凸輪隨動(dòng)銷152接合在處于可變節(jié)距凸輪狹槽144遠(yuǎn)端的無(wú)節(jié)距區(qū)域164中。彈簧170由凸輪帽136壓縮，以便一旦使平移軸142的旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，將凸輪帽偏壓回與凸輪通道144的細(xì)節(jié)距部分148相接合，并且使切割器104縮回到位置1。
圖15是機(jī)架30的第一實(shí)施例的分解的等軸測(cè)圖。在該實(shí)施例中，機(jī)架30是一個(gè)一體的電動(dòng)馬達(dá)架，其中支撐兩個(gè)馬達(dá)用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)探頭組件28中的軸122、142。如上所述，機(jī)架30包括上部外殼56和下部外殼58，它們可以如圖15和16所示地成形，以便容納封裝于其內(nèi)的馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸。最終組裝后，外殼56、58通過(guò)固定到多個(gè)對(duì)準(zhǔn)孔182內(nèi)的螺釘180連接到一起，或者通過(guò)本領(lǐng)域公知的其它固定方式連接到一起。
將一對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134、160容納在機(jī)架30的近側(cè)封閉部分中。第一驅(qū)動(dòng)軸134具有遠(yuǎn)端172，該遠(yuǎn)端成形為可操作地與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122的狹槽132接合。第二驅(qū)動(dòng)軸160具有遠(yuǎn)端162，該遠(yuǎn)端成形為可操作地與平移軸142的狹槽158接合。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134、160從齒輪箱184向遠(yuǎn)側(cè)延伸以便在探頭組件28和機(jī)架30連接時(shí)與驅(qū)動(dòng)軸122和平移軸142接合。第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)186和第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)188安裝在齒輪箱184上方。第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)186通過(guò)圖16所示的齒輪組件190向驅(qū)動(dòng)軸134提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)探頭組件28和機(jī)架30連接時(shí)，產(chǎn)生于驅(qū)動(dòng)軸134上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)遠(yuǎn)端172和狹槽132傳遞給旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122。同樣，第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)188通過(guò)第二齒輪組件192向驅(qū)動(dòng)軸160提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)軸160的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)狹槽158和軸遠(yuǎn)端162之間的接合傳遞給平移軸142。馬達(dá)186和188可以是DC石墨電刷馬達(dá)，例如可以從瑞士Sachsein的Maxon Precision Motors獲得的型號(hào)為118718的4.5瓦特馬達(dá)。馬達(dá)186可以采用從Maxon獲得的型號(hào)為118184的行星齒輪頭，并且馬達(dá)188可以采用從Maxon獲得的型號(hào)為110322的行星齒輪頭。
參見(jiàn)圖16和17，將第一和第二齒輪組件190、192置于馬達(dá)186、188和驅(qū)動(dòng)軸134、160的近端，并且每一個(gè)都包括一對(duì)由皮帶相互連接的齒輪。馬達(dá)186、188和驅(qū)動(dòng)軸134、160之間的分開(kāi)連接使得驅(qū)動(dòng)軸在不同的時(shí)間段以不同的速度分別驅(qū)動(dòng)而不需要另外的傳動(dòng)裝置。另外，因?yàn)閷为?dú)的馬達(dá)使用到驅(qū)動(dòng)軸134、160上，所以馬達(dá)可以比聯(lián)合驅(qū)動(dòng)兩根軸的馬達(dá)更小并且所需的動(dòng)力更小。
馬達(dá)186和188可以以任何方便的方式保持在機(jī)架30內(nèi)，如，通過(guò)模制到機(jī)架下部外殼58內(nèi)一個(gè)或多個(gè)支撐件196。配電板198被設(shè)置在機(jī)架30內(nèi)并且以任何方便的方式與馬達(dá)186、188電接觸。配電板198也可以與不同的用戶界面開(kāi)關(guān)，如搖臂開(kāi)關(guān)72和真空開(kāi)關(guān)76以及向機(jī)架30提供來(lái)自于控制單元24的電源和控制信號(hào)的控制電纜48連接。包括聚合橡膠或其它合適的密封材料的開(kāi)關(guān)密封件200和202被設(shè)置于配電板198和相鄰組成元件之間，以便防止液體進(jìn)入機(jī)架30內(nèi)并且影響配電板198。金屬板204可以設(shè)置有安裝和連接件以便在機(jī)架30內(nèi)提供結(jié)構(gòu)支撐和/或便于將所述機(jī)架固定到探頭組件28上。
圖15-17中所示的實(shí)施例包括兩個(gè)安裝到齒輪箱184上方并且與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134、160直接連接以分別驅(qū)動(dòng)每一根軸的一體式馬達(dá)。在供選擇的實(shí)施例中，例如如圖18-20所示，可以用單個(gè)一體式馬達(dá)通過(guò)合適的傳動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸和平移軸。在該實(shí)施例中，單個(gè)馬達(dá)208可以在機(jī)架近端安裝到所述的齒輪箱184和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134、160上方。馬達(dá)208通過(guò)齒輪組件210可操作地與驅(qū)動(dòng)軸134、160連接。圖19和20提供了單個(gè)馬達(dá)組件的后視圖，其中示出了馬達(dá)208和齒輪組件210之間的相互連接。該相互連接包括在馬達(dá)軸216的齒輪214和驅(qū)動(dòng)軸134的齒輪218之間延伸的單根皮帶212。如圖20所示，將附加齒輪220包括在齒輪箱184內(nèi)以便通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸134的旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)平移軸160。附加齒輪220提供在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸134和160之間的齒輪減速以使平移驅(qū)動(dòng)軸160以比旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸134慢的速度旋轉(zhuǎn)。依據(jù)切割器104的所需操作，齒輪220還可以構(gòu)造成使平移驅(qū)動(dòng)軸160以比旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸134快的速度旋轉(zhuǎn)，或者對(duì)于兩根軸來(lái)說(shuō)，以相同的速度旋轉(zhuǎn)。除了上述兩個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還可以包括一個(gè)或多個(gè)沿著機(jī)架的側(cè)部或底部、或者在機(jī)架前端設(shè)置在機(jī)架30近端位于齒輪箱184后方的一體式馬達(dá)。另外，可以將一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)置于機(jī)架的外部并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸可操作地連接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122和平移軸142上。因此，本發(fā)明中馬達(dá)的具體設(shè)置可以依據(jù)機(jī)架所需的尺寸和重量分布而變化。
圖21和22示出了用于本發(fā)明的第二個(gè)單個(gè)馬達(dá)實(shí)施例中的探頭組件28。在該單個(gè)馬達(dá)實(shí)施例中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)齒輪214、218和皮帶212作用的共同馬達(dá)208同時(shí)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸134和平移驅(qū)動(dòng)軸160，所以在所述裝置的整個(gè)操作過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸134和平移驅(qū)動(dòng)軸160都在旋轉(zhuǎn)。為了適應(yīng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸134的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，第一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸122由改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)軸222代替，該改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)軸222具有置于靠近該驅(qū)動(dòng)軸遠(yuǎn)端的驅(qū)動(dòng)齒輪齒224。通過(guò)處于該位置處的齒輪齒224，切割器齒輪118僅僅在切割器104向遠(yuǎn)側(cè)前進(jìn)到剛好位于組織容納口86近側(cè)的位置處后才與改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)軸222接合。當(dāng)切割器齒輪118與驅(qū)動(dòng)齒輪齒224接合時(shí)，齒輪齒120、224相嚙合并且切割器104由驅(qū)動(dòng)軸222旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)齒輪齒224可以包括模制到驅(qū)動(dòng)齒輪齒224近端的導(dǎo)入斜面254。斜面254將齒輪齒120移動(dòng)成與驅(qū)動(dòng)齒輪齒224相接合，以便提供齒輪的平滑嚙合。對(duì)于該單個(gè)馬達(dá)的實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)軸222以這種方式改進(jìn)，即，使切割器104僅在切割器前進(jìn)的組織切割階段旋轉(zhuǎn)。
圖23更詳細(xì)地示出了真空系統(tǒng)22。如圖23所示，真空系統(tǒng)22包括通過(guò)真空管232與第一連接件40相連的第一閥門230。將第二閥門234通過(guò)第二真空管236連接到第二連接件44上。閥門230、234分別控制向側(cè)部真空管線32和軸向真空管線34的真空供給。閥門230、234包括電磁線圈，這些電磁線圈在活組織檢查器械20操作期間由來(lái)自于控制單元24的信號(hào)控制，以便打開(kāi)和關(guān)閉真空管232、236。每一根真空管232、236都可以在操作周期的不同時(shí)間間隔分別打開(kāi)和關(guān)閉。真空管232、236從閥門230、234延伸到流體貯存室，如真空貯存室240。主真空管線242將貯存室240連接到用附圖標(biāo)記244表示的真空泵和腔室上，該真空泵和腔室由馬達(dá)246驅(qū)動(dòng)。真空泵244可以為不同的類型，例如，活塞式、隔膜式、回轉(zhuǎn)式或者回轉(zhuǎn)葉片式泵。馬達(dá)246優(yōu)選地是可以以不同速度運(yùn)行的類型，例如，無(wú)刷直流馬達(dá)。可以基于感應(yīng)到的流體貯存室內(nèi)的壓力，如真空貯存室240內(nèi)的真空水平來(lái)控制馬達(dá)的速度。還可以基于操作周期內(nèi)預(yù)期的真空需要，如基于所需的切割器位置進(jìn)程來(lái)控制馬達(dá)的速度。
消聲和隔音系統(tǒng)256以及排出口258從真空腔室244延伸以便減小噪音并為系統(tǒng)提供排放口。附加真空管248從真空貯存室240延伸到真空壓力傳感器250上。傳感器250監(jiān)測(cè)貯存室240內(nèi)的真空壓力并且周期性地將壓力信號(hào)252發(fā)送給控制系統(tǒng)24?？刂葡到y(tǒng)24包括帶有微處理器或微控制器254的印刷電路板(PCB)，用于根據(jù)來(lái)自于傳感器250的壓力信號(hào)252控制馬達(dá)246。
在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器254通過(guò)根據(jù)來(lái)自于傳感器250的壓力信號(hào)252調(diào)節(jié)馬達(dá)246的速度來(lái)保持貯存室240內(nèi)一致的、所需的真空壓力。為了改變所述真空泵的速度和/或打開(kāi)和關(guān)閉真空泵，可以通過(guò)改變馬達(dá)的電流、電壓或轉(zhuǎn)距來(lái)調(diào)節(jié)馬達(dá)的速度。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)貯存室240內(nèi)的壓力處于所需的預(yù)置水平時(shí)，微控制器254使馬達(dá)空轉(zhuǎn)以便使真空泵244不運(yùn)行而在真空系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生附加的真空(和噪音)。當(dāng)來(lái)自于傳感器250的壓力信號(hào)252表明貯存室240內(nèi)的壓力下降時(shí)，如當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)閥門230、234打開(kāi)時(shí)，微控制器254將致動(dòng)馬達(dá)246而打開(kāi)泵244直到貯存室240內(nèi)的壓力再次達(dá)到所需的水平。由此，傳感器250向真空系統(tǒng)22提供閉環(huán)控制，該控制在所述系統(tǒng)內(nèi)保持所需的真空壓力而不需連續(xù)地操作真空泵244。在供選擇的實(shí)施例中，微控制器254基于活組織檢查器械20操作周期內(nèi)對(duì)真空的預(yù)期需求來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)246，以便操作真空泵244。可以對(duì)微控制器254預(yù)先編程以便在操作周期的不同位置處操縱真空泵。因此，微控制器254可以在預(yù)期需要真空時(shí)(如當(dāng)使用者通過(guò)激活向前的搖臂開(kāi)關(guān)72來(lái)開(kāi)始組織采樣周期時(shí))增加馬達(dá)速度。微控制器254可以依據(jù)切割器104在操作周期中的位置1到位置4之間的位置來(lái)改變馬達(dá)246的速度，從而增加或降低真空。在一個(gè)實(shí)施例中，貯存室240內(nèi)的壓力可以為大約-26.5英寸Hg(大約低于當(dāng)?shù)卮髿鈮?6.5英寸汞柱)。
如果需要，可以采用加壓的貯存室，并且可以使用壓力傳感器和壓縮機(jī)，以通過(guò)采用上述閉環(huán)控制方法來(lái)將加壓貯存室內(nèi)的壓力保持在所需的大氣壓力之上的水平。例如，在供選擇的實(shí)施例中，貯存室240可以是加壓的貯存室，并且泵244可以是用于向貯存室240提供加壓氣體的壓縮機(jī)。例如，可能需要用正壓力(或用不同于所使用的真空的壓力)來(lái)以氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)切割器的平移和/或旋轉(zhuǎn)，或者提供通過(guò)切割器腔室的加壓流體(氣體或液體)流。供選擇的是，可以采用真空貯存室240來(lái)提供與切割器相關(guān)聯(lián)的真空，并且可以采用一個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的加壓貯存室和相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)來(lái)提供切割器的運(yùn)動(dòng)。在再一個(gè)實(shí)施例中，貯存室240在活組織檢查裝置操作的一部分中作為真空貯存室使用，并且在活組織檢查裝置操作的另一部分中作為加壓貯存室使用。
圖24A-24E示出了依據(jù)本發(fā)明的控制方法的流程圖，該方法用于在所述的切割器運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上述四個(gè)不同的位置時(shí)控制切割器104的操作。該控制方法的步驟在所述流程圖中示意性地表示出。流程圖中的每一個(gè)圖框都可以代表一個(gè)或者多個(gè)步驟。為了論述目的，每一個(gè)圖框簡(jiǎn)稱為一個(gè)步驟。步驟的進(jìn)行通常沿與各圖框連接的箭頭方向進(jìn)行。下面描述的控制方法可以與具有單個(gè)馬達(dá)或者具有如在圖1-17中所示的用于分開(kāi)驅(qū)動(dòng)切割器平移和旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)或者多個(gè)馬達(dá)的活組織檢查器械一起使用。
參見(jiàn)圖24A，步驟410代表控制方法的開(kāi)始。當(dāng)激活活組織檢查器械20以便通過(guò)選擇采樣或者手動(dòng)操作模式來(lái)使用時(shí)，控制信號(hào)通過(guò)電源電纜48傳送給配電板198。配電板198又接著命令將被供給馬達(dá)188的脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使平移驅(qū)動(dòng)軸160開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。平移驅(qū)動(dòng)軸160的旋轉(zhuǎn)通過(guò)遠(yuǎn)端162和狹槽158的相互連接傳送給平移軸142。當(dāng)平移軸142旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于凸輪隨動(dòng)銷152在可變節(jié)距螺紋槽144內(nèi)的作用，凸輪帽136開(kāi)始將切割器104從位置1平移到位置2。凸輪帽136沿平移軸142的平移在步驟412中繼續(xù)。
在步驟414中，讀取儲(chǔ)存在控制單元24內(nèi)的預(yù)編程存儲(chǔ)器中的預(yù)定時(shí)間值并與儲(chǔ)存在臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。預(yù)編程存儲(chǔ)器可以是例如包含在微控制器(如由Microchip Corporation制造的PIC 18F452)內(nèi)的“閃”存。預(yù)定時(shí)間值與切割器平移路徑內(nèi)的指定位置相對(duì)應(yīng)。臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)由微控制器以大約相等的時(shí)間間隔更新。在一個(gè)實(shí)施例中，該時(shí)間間隔可以小于或等于約100毫秒，更具體地說(shuō)是小于或等于約50毫秒，并且在一個(gè)實(shí)施例中約為25毫秒。該時(shí)間計(jì)數(shù)由正在從相對(duì)位置1到4平移的切割器104的實(shí)際時(shí)間加上(或減去)通過(guò)馬達(dá)電壓比較計(jì)算出的時(shí)間周期得到，這將在下面更詳細(xì)地描述。當(dāng)臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的時(shí)間計(jì)數(shù)與預(yù)定的時(shí)間值相符時(shí)，認(rèn)為切割器104處于位置2。如果臨時(shí)時(shí)間計(jì)數(shù)與位置2處的預(yù)定時(shí)間值不相符，那么認(rèn)為切割器104沒(méi)有處于位置2，并且操作進(jìn)行到步驟416。
在步驟416中，從平移馬達(dá)188中讀取當(dāng)前的平移電流。在步驟418中，將當(dāng)前的平移電流讀取值與儲(chǔ)存在閃存內(nèi)的預(yù)定電流極限比較。如果電流讀取值大于預(yù)定電流極限，那么確定存在錯(cuò)誤情況。停止平移馬達(dá)188的運(yùn)行，并且在步驟420中將錯(cuò)誤信息報(bào)告于用戶界面上。如果在步驟418中當(dāng)前平移電流讀取值等于或小于所述的預(yù)定電流極限，那么控制方法進(jìn)行到步驟422。
在步驟422中，將當(dāng)前平移電流讀取值與儲(chǔ)存在預(yù)編程存儲(chǔ)器中的預(yù)定電流值(之后稱為“電流LUT(查詢表)”進(jìn)行比較。電流LUT包括每一個(gè)馬達(dá)186、188的代表性的電流分布圖。該電流分布圖通過(guò)與馬達(dá)運(yùn)行和驅(qū)動(dòng)電流相關(guān)的試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到。電流分布圖被分段成與微處理器的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔在處此描述的示范性實(shí)施例中為25ms。將在進(jìn)行比較時(shí)使用的預(yù)定電流值在電流LUT中的位置取決于在進(jìn)行比較時(shí)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)值。圖25示出了當(dāng)切割器104從位置1到位置4，并且之后再次回到位置1經(jīng)過(guò)一個(gè)完整周期時(shí)的示范性馬達(dá)電流分布圖260。在圖25中，電流分布圖260被示出為馬達(dá)電流(縱軸)對(duì)時(shí)間(橫軸)。如分布圖260所示，馬達(dá)188的電流在時(shí)間增量之間和四個(gè)切割位置中的每一個(gè)之間變化。電流LUT包括分布圖260在每一分段時(shí)間間隔處的電流水平。
除了電流測(cè)量，在步驟422中，在PWM馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的非周期內(nèi)讀取平移馬達(dá)188的電壓。該電壓與馬達(dá)188的機(jī)電反作用力(backelectromechanical force)以及切割器104的線性行進(jìn)速度成比例。根據(jù)該電壓讀取值可以確定凸輪帽136沿行進(jìn)能路的實(shí)際位置并且由此確定切割器104的位置?？梢詫鸟R達(dá)188的電壓讀取值與馬達(dá)的說(shuō)明書(shū)或者預(yù)定的操作分布圖進(jìn)行比較，以便從該電壓讀取值確定實(shí)際的行進(jìn)速度。如果在所述的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)時(shí)刻馬達(dá)電壓讀取值超過(guò)該時(shí)間計(jì)數(shù)時(shí)刻的預(yù)定電壓，那么認(rèn)為切割器104在電流分布圖中處于比該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)預(yù)定的位置更靠前的位置。因此可以通過(guò)增加累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電流LUT中指示器的位置來(lái)解決距離上的差異，并且由此減慢切割器的總的前進(jìn)時(shí)間。同樣，如果馬達(dá)電壓讀取值小于該時(shí)間計(jì)數(shù)的預(yù)定水平，那么認(rèn)為切割器還沒(méi)有沿電流分布圖行進(jìn)到由該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)預(yù)定的位置。因此可以通過(guò)減少累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)電流LUT中指示器的位置來(lái)解決距離上的差異，并且由此在電流LUT中重新讀取或者向后移動(dòng)并增加切割器的總的前進(jìn)時(shí)間。
在步驟424中，進(jìn)行比較以確定當(dāng)前平移電流和電流LUT中的電流值之間的差值是否超出預(yù)定范圍，如在圖25中由虛線262示出的范圍。如果電流值之間的差值超出該預(yù)定范圍，那么在步驟426如通過(guò)增加或降低脈沖寬度調(diào)制馬達(dá)控制信號(hào)的占空因數(shù)(或者如果采用模擬馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而不是PWM時(shí)調(diào)節(jié)平移馬達(dá)188的電流，通過(guò)改變電壓水平)。如果在步驟424中確定當(dāng)前平移電流和預(yù)定電流LUT值之間的差值處于可接受的范圍內(nèi)，那么該方法返回到步驟412，并且切割器104繼續(xù)由位置1向位置2平移。
如果在步驟414中認(rèn)為切割器104處于位置2，那么該控制方法越到圖24B所示的步驟428，并且切割器繼續(xù)從位置2向位置3平移。在步驟430中，進(jìn)行檢查以確定切割器104是否已經(jīng)到達(dá)位置2和位置3之間的預(yù)定中間位置。當(dāng)臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)與對(duì)應(yīng)于所述中間位置的預(yù)定時(shí)間計(jì)數(shù)相符時(shí)，認(rèn)為切割器104已經(jīng)到達(dá)該中間位置。該預(yù)定中間位置基于實(shí)際的切割器平移速度和預(yù)定的切割器旋轉(zhuǎn)速度。該選擇中間位置，以便成允許切割器104在其到達(dá)位置3之前有充足的時(shí)間值來(lái)從零加速到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，在該位置3之后開(kāi)始切割組織。如果在步驟430中，切割器104沒(méi)有到達(dá)該中間位置，那么在步驟432中從馬達(dá)188讀取當(dāng)前的平移電流。
在步驟434中，再次將當(dāng)前平移電流與儲(chǔ)存在閃存內(nèi)的預(yù)定電流極限相比較。如果該當(dāng)前平移電流讀取值大于所述的預(yù)定電流極限，那么確定存在錯(cuò)誤情況。在步驟436中，停止平移馬達(dá)188的運(yùn)行，并且將錯(cuò)誤信息報(bào)告于用戶界面上。如果在步驟434中確定當(dāng)前平移電流等于或小于所述的預(yù)定電流極限，那么在步驟438中器械20繼續(xù)運(yùn)行。在步驟438中，將當(dāng)前平移馬達(dá)電流讀取值與電流LUT中的預(yù)定值再次進(jìn)行比較。同樣地，對(duì)比值在電流LUT中的位置取決于進(jìn)行對(duì)比時(shí)更新的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)。另外，在步驟438中，讀取當(dāng)前馬達(dá)電壓并且與基于該更新的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)的預(yù)計(jì)電壓進(jìn)行比較。如果實(shí)際的電壓讀取值不同于所述的預(yù)計(jì)電壓，那么增加或減少該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)使電流LUT位置與切割器的實(shí)際位置同步。如果在步驟440中，當(dāng)前電流值和預(yù)定電流值之間的差值超出了預(yù)定范圍，那么在步驟442中調(diào)節(jié)平移馬達(dá)188的電流。如果通過(guò)步驟440中的比較，該差值處于所述的預(yù)定范圍內(nèi)，那么在步驟428中切割器104以當(dāng)前的速度繼續(xù)從位置2向位置3平移。
如果在步驟430中確定切割器104已經(jīng)到達(dá)位置2和位置3之間的中間位置，那么切割器繼續(xù)向位置3平移并且在圖24C中所示的步驟444處切割器開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。在步驟446中，讀取旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)186的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電流。在步驟448中進(jìn)行比較，以確定當(dāng)前旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電流是否大于儲(chǔ)存在閃存內(nèi)的預(yù)定電流極限。如果當(dāng)前電流讀取值大于所述的預(yù)定極限，則在步驟460中停止旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186和平移馬達(dá)188，并且將錯(cuò)誤情況報(bào)告于用戶界面上。如果當(dāng)前電流讀取值等于或小于所述的預(yù)定極限值，那么繼續(xù)運(yùn)行到下一步驟。在步驟450中，將當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電流讀取值與加載到電流LUT中的預(yù)定電流值進(jìn)行比較。如上所述，所述對(duì)比值在電流LUT中的位置取決于進(jìn)行對(duì)比時(shí)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)。如果在步驟452中確定對(duì)比的差值超出預(yù)定范圍，那么在步驟454中調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186的電流。如果在步驟452中當(dāng)前電流值和預(yù)定電流值之間的差值處于預(yù)定范圍之內(nèi)，那么切割器104繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
在步驟456中，將儲(chǔ)存在位于微控制器中的儲(chǔ)存器內(nèi)的預(yù)定時(shí)間值與儲(chǔ)存在臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)由所述切割器正在穿過(guò)其相對(duì)位置的實(shí)際時(shí)間加上(或減去)在步驟422、438和464中通過(guò)馬達(dá)電壓比較計(jì)算出的值獲得的。當(dāng)該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)與儲(chǔ)存的時(shí)間計(jì)數(shù)相符時(shí)，確定切割器104位于第三位置。如果切割器104不在第三位置，該方法繼續(xù)到步驟458，在該步驟中，從馬達(dá)188讀取當(dāng)前平移電流。在步驟462中，將當(dāng)前平移電流讀取值與預(yù)定電流極限進(jìn)行比較。如果當(dāng)前平移電流讀取值大于所述的預(yù)定極限，在步驟460中停止平移和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)并且報(bào)告錯(cuò)誤。
如果該讀取值等于或小于所述的極限值，那么該方法在步驟464中繼續(xù)，在該步驟中，將當(dāng)前電流讀取值與加載到電流LUT內(nèi)的預(yù)定值進(jìn)行比較。所述對(duì)比值在電流LUT中的位置取決于進(jìn)行對(duì)比時(shí)更新的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)。另外，在步驟464中，將實(shí)際馬達(dá)電壓與預(yù)計(jì)電壓相比較。如上所述增加或減少該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)解決馬達(dá)電壓的增加或降低，馬達(dá)電壓的增加或降低與切割器104的實(shí)際行進(jìn)速度中的變化相對(duì)應(yīng)。如果在步驟466中確定當(dāng)前電流讀取值和來(lái)自于電流LUT的預(yù)定電流值之間的差值處于允許的范圍內(nèi)，那么切割器104繼續(xù)平移，并且該方法進(jìn)行到步驟446。如果通過(guò)對(duì)比該差值超出預(yù)定的允許范圍，那么調(diào)節(jié)平移馬達(dá)188的電流。進(jìn)行上述調(diào)節(jié)后，該方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟446。
當(dāng)在步驟456中已經(jīng)確定切割器104已到達(dá)位置3時(shí)，那么該方法進(jìn)行到圖24D所示的步驟470。在步驟470中，將馬達(dá)188的平移電流改變成預(yù)定值并儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中。所述的改變的電流值將切割器104繼續(xù)向第四位置平移，但是是以不同的速度，典型的是每秒鐘0.5英寸。在步驟472中，將儲(chǔ)存在微控制器中的預(yù)編程儲(chǔ)存器內(nèi)的預(yù)定值與儲(chǔ)存到臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。該時(shí)間計(jì)數(shù)由切割器104正運(yùn)動(dòng)通過(guò)其相對(duì)位置的實(shí)際時(shí)間加上(或減去)通過(guò)馬達(dá)電壓比較計(jì)算出的時(shí)間而獲得。當(dāng)該當(dāng)前時(shí)間計(jì)數(shù)與所儲(chǔ)存的時(shí)間計(jì)數(shù)相符時(shí)，確定該切割器處于位置4。
在步驟474中，讀取當(dāng)前平移電流。在步驟476中，將所述的平移電流讀取值與預(yù)定的電流極限相比較。如果所述的平移電流讀取值大于預(yù)定的電流極限，所述的方法進(jìn)行到步驟482，在該步驟中，停止平移馬達(dá)188和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186并且顯示錯(cuò)誤信息。如果在步驟476中，所述的當(dāng)前平移電流讀取值小于或等于所述的極限，所述的方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟478。在步驟478中，讀取馬達(dá)電壓并且與預(yù)定的馬達(dá)電壓水平進(jìn)行比較。如果所述的電壓讀取值高于預(yù)計(jì)值，那么增加所述的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)解決行進(jìn)速度的增加。如果所述的電壓讀取值小于預(yù)計(jì)值，那么降低累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)解決切割器實(shí)際行進(jìn)速度中的下降。還是在步驟478中，將當(dāng)前平移電流讀取值與加載到電流LUT中的預(yù)定值進(jìn)行比較。如果在步驟480中確定當(dāng)前和預(yù)定電流值之間的差值超出了預(yù)定的范圍，那么在步驟484中調(diào)節(jié)平移馬達(dá)188的電流。如果在步驟480中確定當(dāng)前和預(yù)定電流值之間的差值處于預(yù)定的范圍內(nèi)，那么切割器104繼續(xù)平移并且該方法進(jìn)行步驟486。在步驟486中，再次讀取當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電流，并且在步驟488中將最近的電流讀取值與預(yù)定極限進(jìn)行對(duì)比。如果該電流讀取值大于所述的預(yù)定極限，那么在步驟482中停止平移馬達(dá)188和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186并且報(bào)告錯(cuò)誤。如果當(dāng)前旋轉(zhuǎn)電流讀取值等于或小于所述的預(yù)定值，那么繼續(xù)向下一步驟進(jìn)行。在步驟490中，再次將當(dāng)前旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電流讀取值與加載到電流LUT內(nèi)的預(yù)定值進(jìn)行比較，并且計(jì)算所述兩個(gè)水平之間的差值。如果在步驟492中確定電流水平之間的差值超出預(yù)定范圍，那么在步驟494中調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的電流。如果在步驟492中確定兩個(gè)電流水平之間的差值處于預(yù)定范圍內(nèi)，那么切割器繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并且所述的方法進(jìn)行到步驟472。
如果在步驟472中切割器104已經(jīng)到達(dá)位置4，那么該控制方法向圖24E所示的步驟496繼續(xù)進(jìn)行，在該位置中停止平移馬達(dá)188。接下來(lái)，在步驟498中，將儲(chǔ)存在微控制器內(nèi)的預(yù)定值與儲(chǔ)存在臨時(shí)儲(chǔ)存器內(nèi)的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。該時(shí)間計(jì)數(shù)由旋轉(zhuǎn)馬達(dá)接通的實(shí)際時(shí)間加上(或減去)通過(guò)馬達(dá)電壓比較計(jì)算出的時(shí)間調(diào)整值得到。如果在步驟498中該時(shí)間計(jì)數(shù)比較值與所儲(chǔ)存的時(shí)間計(jì)數(shù)不符，那么在步驟500中讀取實(shí)際的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電流。在步驟502中，將實(shí)際的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電流與加載到電流LUT內(nèi)的預(yù)定值相比較，并且所述對(duì)比值在電流LUT中的位置取決于進(jìn)行對(duì)比時(shí)的時(shí)間計(jì)數(shù)間隔值。如果在步驟504中確定實(shí)際旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電流和該旋轉(zhuǎn)電流的預(yù)定值之間的差值超出了預(yù)定范圍，那么在步驟506中調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186的電流。如果通過(guò)對(duì)比該差值處于預(yù)定范圍之內(nèi)，那么該控制方法進(jìn)行到步驟498。在步驟498中，將預(yù)定時(shí)間計(jì)數(shù)與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)186的累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)進(jìn)行比較。如果該累計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)超出了所述的預(yù)定值，那么在步驟508中停止旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。
盡管在上述實(shí)施例中公開(kāi)了電動(dòng)馬達(dá)，可以理解的是可以采用其它類型的馬達(dá)，如氣動(dòng)馬達(dá)。另外，盡管公開(kāi)了帶有內(nèi)部切割器的外部插管，但是可以采用其它變型，例如切割器圍繞插管的外側(cè)同軸地設(shè)置的實(shí)施例。
盡管在此已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是這些實(shí)施例僅僅是以例子形式給出的。在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的條件下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在可以進(jìn)行許多變換、改變和置換。另外，公開(kāi)的每一個(gè)組成元件都可以選擇性地描述為用于執(zhí)行該部件的功能的裝置。
權(quán)利要求
1.一種活組織檢查裝置，其包括具有組織容納口的插管；與該插管同軸地設(shè)置的組織切割器，該切割器適于相對(duì)于所述插管平移；以及可操作地與所述組織切割器相關(guān)聯(lián)的可變節(jié)距構(gòu)件，其用于提供組織切割器平移速度的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，其特征在于，該組織切割器適于相對(duì)于所述的插管平移和旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，包括用于旋轉(zhuǎn)所述可變節(jié)距構(gòu)件的馬達(dá)。
4.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，其特征在于，該可變節(jié)距構(gòu)件包括一個(gè)具有可變節(jié)距的螺紋部分的軸。
5.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，包括用于提供所述可變節(jié)距構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)的第一馬達(dá)和用于提供所述切割器的旋轉(zhuǎn)的第二馬達(dá)。
6.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述切割器被設(shè)置用來(lái)在插管內(nèi)平移。
7.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的可變節(jié)距構(gòu)件包括相對(duì)粗的節(jié)距部分和相對(duì)細(xì)的節(jié)距部分。
8.如權(quán)利要求7所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的相對(duì)細(xì)的節(jié)距部分提供所述切割器經(jīng)過(guò)組織容納口的平移。
9.如權(quán)利要求1所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的可變節(jié)距構(gòu)件包括一個(gè)具有可變節(jié)距的螺紋部分的軸，并且所述軸的直徑沿螺紋部分的長(zhǎng)度變化。
10.一種活組織檢查裝置，其包括具有側(cè)組織容納口的外部插管；被設(shè)置成在所述插管內(nèi)平移的內(nèi)部管狀切割器；具有可變節(jié)距的螺紋部分的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，其中該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可操作地與所述切割器相關(guān)聯(lián)，以便改變切割器的平移速度。
11.如權(quán)利要求10所述的活組織檢查裝置，包括用于旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的馬達(dá)。
12.如權(quán)利要求11所述的活組織檢查裝置，其特征在于，該馬達(dá)是電動(dòng)馬達(dá)。
13.如權(quán)利要求10所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有相對(duì)粗的節(jié)距部分和相對(duì)細(xì)的節(jié)距部分。
14.如權(quán)利要求10所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件適于在所述切割器的至少一個(gè)位置處不發(fā)生平移地旋轉(zhuǎn)所述切割器。
15.如權(quán)利要求14所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件適于在所述的切割器處于切割器行程的最遠(yuǎn)側(cè)位置時(shí)以及當(dāng)所述切割器處于切割器行程的最近側(cè)位置時(shí)不平移地旋轉(zhuǎn)所述切割器。
16.如權(quán)利要求14所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的螺紋部分適于在螺紋部分的近端和遠(yuǎn)端處允許旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)而不提供所述切割器的平移。
17.如權(quán)利要求10所述的活組織檢查裝置，包括被支撐用來(lái)沿所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件平移的凸輪帽，其中該凸輪帽與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的螺紋部分接合，并且所述切割器可旋轉(zhuǎn)地支撐在該凸輪帽上。
18.如權(quán)利要求17所述的活組織檢查裝置，還包括用于提供所述切割器的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
19.一種手持式活組織檢查裝置，其包括用于容納組織的插管；與所述外部插管同軸的中空切割器；該中空切割器被支撐用于相對(duì)于所述的外部插管平移和旋轉(zhuǎn)；第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，該第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件適于為切割器提供變速平移，而不改變?cè)摰谝恍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)速度；以及用于提供切割器的旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。
20.如權(quán)利要求19所述的活組織檢查裝置，包括至少一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)所述第一和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的馬達(dá)。
21.如權(quán)利要求20所述的活組織檢查裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的第一馬達(dá)和用于驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的第二馬達(dá)。
22.如權(quán)利要求21所述的活組織檢查裝置，其特征在于，所述的馬達(dá)為電動(dòng)馬達(dá)。
23.如權(quán)利要求19所述的活組織檢查裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的單個(gè)馬達(dá)。
全文摘要
公開(kāi)了一種活組織檢查裝置(20)，其具有設(shè)置在外部插管(80)內(nèi)的平移和旋轉(zhuǎn)切割器(104)。所述切割器(104)的平移速度通過(guò)使用可變節(jié)距構(gòu)件(142)而變化。所述的可變節(jié)距構(gòu)件(142)可以包括具有用于使切割器快速前進(jìn)的相對(duì)粗的螺紋部分(146)和用于在組織切割期間使切割器前進(jìn)的相對(duì)較細(xì)螺紋部分(148)的軸。
文檔編號(hào)A61B10/02GK1753646SQ200480005137
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者本尼·湯普森, 貝思·麥庫(kù)姆斯, 約翰·亨特, 約翰·克雷奇曼, 約翰·A·希布納 申請(qǐng)人:伊西康內(nèi)外科公司