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包含可成像穿刺部分的MRI活检器械

阅读:1023发布:2020-07-10

专利汇可以提供包含可成像穿刺部分的MRI活检器械专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且作为活检系统的部件的闭塞器通过指示侧窗孔在包围 套管 中的 位置 而增强与 磁共振成像 (MRI)的一起使用。套管(例如可拆卸 探头 、尺寸适于容纳针芯活检探头的套筒)包括用于获取组织样品的侧窗孔。当闭塞器代替活检装置插入到套管中时,在闭塞器的轴中形成与窗孔对应的切口。进入切口中的凹穴沟槽还可接受含 水 材料以使窗孔明显。另外,通过轴的侧向表面连通并靠近侧窗孔的一系列尺寸变化的窗孔(例如孔,狭条)容纳含水材料,以增强在MRI图像中的可视性,甚至通过套管/闭塞器增强在歪斜的MRI部分中的可视性。,下面是包含可成像穿刺部分的MRI活检器械专利的具体信息内容。

1、一种用于使用由磁共振成像(MRI)相容性材料制成的套管 进行的最小程度侵入到人体乳房组织中的医疗手术的器械,所述套 管包括靠近远端的横向开口和尺寸适于容纳针芯活检切割元件的纵 腔,所述器械包括:
闭塞器,其包括由MRI相容性材料形成的轴,并且其尺寸适于 代替针芯活检切割元件插入到所述套管中;和
MRI可成像的凹槽,其靠近套管的横向开口形成于闭塞器中,并 在操作上构造为容纳MRI可视材料,以增强局部对比,增强识别。
2、如权利要求1所述的器械,其中,所述MRI可成像的凹槽包 括在轮廓中的扁平切口。
3、如权利要求2所述的器械,其中,所述MRI可成像的凹槽还 包括在扁平槽口中形成的槽沟。
4、如权利要求1所述的器械,还包括多个MRI可成像窗孔,其 靠近MRI可成像凹槽纵向对准,每个MRI可成像窗孔与闭塞器的侧 向表面连通。
5、如权利要求4所述的器械,其中,每个所述多个MRI可成像 窗孔的形状与其它窗孔不同。
6、如权利要求4所述的器械,其中,所述多个MRI可成像窗孔 包括多个孔。
7、如权利要求6所述的器械,其中,所述多个孔的每个都具有 与其它孔不同的形状。
8、如权利要求6所述的器械,其中,所述多个MRI可成像窗孔 包括多个圆柱形孔。
9、如权利要求4所述的器械,其中,所述多个MRI可成像窗孔 包括多个狭条。
10、如权利要求9所述的器械,其中,所述多个狭条的每个都 具有与其它狭条不同的形状。
11、如权利要求9所述的器械,其中,所述多个狭条中的每个 包括具有在远端和近端开口之间连通的几何横截面的纵腔,所述开 口连通闭塞器的侧向表面。
12、如权利要求4所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个填充含材料。
13、如权利要求12所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个填充盐溶液。
14、如权利要求12所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个填充含水凝胶。
15、如权利要求4所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个填充亲水聚合物
16、如权利要求4所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个填充粘弹性材料。
17、如权利要求4所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个包含具有比MRI相容性闭塞器材 料短的T1驰豫时间的材料。
18、如权利要求4所述的器械,其中,在所述MRI可成像凹槽 和多个MRI可成像窗孔中选择一个包含具有比MRI相容性闭塞器材 料短的T2驰豫时间的材料。
19、如权利要求1所述的器械,其中,所述套管包括开口远端, 所述闭塞器还包括在远端连接的穿刺尖。
20、如权利要求19所述的器械,其中,所述穿刺尖包括液晶聚 合物。
21、如权利要求19所述的器械,其中,所述穿刺尖包括PEEK 材料。
22、如权利要求19所述的器械,其中,所述穿刺尖包括嵌件注 塑的陶瓷尖。
23、如权利要求1所述的器械,其中,所述闭塞器的轴包括液 晶聚合物。
24、如权利要求1所述的器械,其中,所述闭塞器的轴包括PEEK 材料。

说明书全文

技术领域

发明总的涉及成像辅助组织取样方法,更具体地涉及用于相 对于用于获取皮下活检及切除病变的磁共振成像(MRI)乳房线圈 定位活检探头的改进方法。

背景技术

近年来,针芯活检装置已经与成像技术接合以更好地靶标乳房 组织中的病变。一种可从市场上购买的产品是Ethicon Endo-Surgery Inc.的商品名为MAMMOTOMETM的产品。这样的装置的 实施方式在1996年6月18日授予Burbank等人的美国专利 US5,526,822中进行了描述,其内容通过引用包含于本申请中。其手 柄接收机械动和电力以及来自远程定位的控制模真空辅助, 所述控制模块远离磁共振成像(MRI)机的强磁场
通过所述参考文献可知,所述器械是图像引导经皮针芯乳房活 检器械。其由真空辅助,用于回收组织样品的一些步骤已经实现了 自动化。在将组织从身体切下之前医生将这种装置用于(使用真空) 采集“活动”组织。这允许对硬度变化的组织取样。另外,使用侧 向开口的窗孔,避免不得不刺入到病变中,而刺入到病变中容易将 团块推开,引起轨迹转移,或者造影剂在其中循环引起可在可疑病 变中模拟增加的血肿。窗孔可围绕探头的纵向轴线旋转,从而允许 获得多个组织样品而不需要重新定位探头。这些特征允许较大病变 的完全取样并完成小病变的切除。
在MRI中,在成像过程中磁场和RF场两者的存在为每个需要在 MRI系统的成像区域附近或者之中定位或操纵的器械都设置了限制。 MRI系统施加了强恒磁场(例如1特斯拉),以对准身体的原子的电 子。然后施加磁场梯度以扰动对准的电子。当电子恢复准直时,发 出一定能被检测和解析的弱RF信号。对这样的环境的一致性要求器 械本质上必须是非磁性的,使其不被磁场吸引并因此成为障碍 (posing),这会对安全问题构成障碍。对在需要成像的患者附近 (或者插入或植入到其中)使用的任何物体都应有这种考虑,这是 因为如果是铁磁性的,磁场使这样的物体或者植入物受到不期望的 力和扭矩的影响。另外,电子仪器应能够耐受静态以及脉冲磁场和 RF场,以便在这些场的存在下操作。此外,植入物或者仪器不能过 度地承受由于施加的RF场产生的涡流的感应热。最后,仪器不能形 成模糊或扭曲目标图像的过多成像假象。
为了解决这些限制问题,MRI相容性活检器械一般由非铁材料装 配而成;但是,有时候也可使用MRI可成像的其它材料。在一些情 况下,可成像性取决于缺乏MRI RF返回图像与被相邻组织反射的图 像的对比。而且,有时候也包括铁磁粒子或者用于保持液相顺磁离 子的液腔。
虽然这些公知的MRI活检装置提供了MRI相容性和一定的可成 像程度,仍然需要进一步的改进。更特别地,非常需要这样的MRI 相容性活检装置:增强在MRI相容性穿刺部分中的取样窗孔定位, 甚至在倾斜穿过探头的MRI扫描部分中亦如此。

发明内容

本发明通过如下方式克服现有技术的上述和其它缺点,即,提 供一种用于使用由磁共振成像(MRI)相容性材料制成的套管进行的 最小程度侵入到人体乳房组织中的医疗手术的闭塞器,所述套管具 有靠近远端的横向开口且其尺寸适于容纳针芯活检切割元件的纵 腔。特别地,闭塞器具有由MRI相容性材料形成的轴,其尺寸适于 代替针芯活检切割元件插入到套管中。靠近套管的横向开口在闭塞 器中形成的MRI可成像的凹槽构造为容纳增强其识别的MRI可视材 料。
通过附图及其描述,本发明将更加清楚。

附图说明

包含于并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施方 式,并与上面给出的本发明的总体描述和在下面给出的实施方式的 详细描述一道,用于解释本发明的原理。
图1是磁共振成像(MRI)相容性活检系统的透视分解图,包括 有利地MRI相容和可成像的导向套筒和闭塞器,并提供了治疗零件;
图2是图1的MRI相容性活检系统的定位夹具的导引部分和分 解的MRI活检装置的分解透视图;
图3是安装在定位夹具的导引部分上的图2的MRI活检装置的 透视图;
图4是作为替代的导引部分的分解透视图,包括支撑具有开口 远端和侧窗孔的套筒的托架,具有穿刺尖的成像闭塞器和还用于设 置用于图1的MRI相容性活检系统的标记物的流体连通的管心针;
图5是支撑具有带流体腔和穿刺尖的成像/标记闭塞器的套筒的 另一种替代导引组件的分解透视图;
图6是沿着具有开口远端和侧窗孔及导引器的套筒、具有独木 舟式标记物凹槽的闭塞器的图5的成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视 图;
图7是沿着用于图1的MRI相容性活检系统的具有侧窗孔和与 导引器一起使用的穿刺尖的套筒、具有独木舟式标记物凹槽的成像 闭塞器的纵剖面的右侧剖视图;
图8是沿着用于图1的MRI相容性活检系统的具有侧窗孔和与 导引器一起使用的开口远端的套筒、具有非圆形横截面和穿刺尖的 成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视图;
图9是沿着用于图1的MRI相容性活检系统的图7的具有导引 器的套筒、具有非圆形横截面的成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视图;
图10是沿着具有非对称穿刺尖和带有成像闭塞器的窗孔的套筒 的纵剖面的右侧剖视图;
图11是图10的成像闭塞器的近端部分沿着线11-11的横剖面 的主视图,以暴露其X形剖面;
图12是图10的成像闭塞器的远端部分沿着线12-12的横剖面 的后视图,示出使脱垂到套筒的侧窗孔中的组织成形的X形剖面;
图13是图10的可选成像闭塞器的近端部分沿着线11-11的横 剖面的主视图,以暴露其带脊的半圆柱形剖面;
图14是图10的可选成像闭塞器的远端部分沿着线12-12的横 剖面的后视图,示出其带脊的半圆柱形剖面,使脱垂到套筒的侧窗 孔中的组织成形;
图15是沿着作为替代的成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,具 有非对称穿刺尖并具有捕获MRI可视插入物的独木舟式凹槽;
图16是沿着作为替代的成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,具 有非对称穿刺尖并具有保持在远端定位的MRI可视插入物的内部近 端连通的腔;
图17是沿着作为替代的成像闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,具 有构造为将体液吸到独木舟式凹槽中的内部近端连通的腔;
图18是沿着将组织吸到套筒的侧窗孔中以显示MRI可视轮廓之 后的作为替代的图17的成像标记闭塞器的纵剖面的右侧剖视图;
图19是沿着作为替代的图17的成像标记闭塞器的纵剖面的右 侧剖视图,其中MRI可视材料包含在护套覆盖的侧槽中;
图20是沿着组装的成像标记闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,包 括具有侧槽和被具有模制的非对称穿刺尖的穿刺护套包裹的实心的 管心针;
图21是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,具有开口远端和带 有真空辅助排气的侧窗孔,以便允许标记腔充满体液以展示MRI可 视材料;
图22是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞器具有穿刺 的远端和带有真空辅助排气的侧窗孔,以便允许标记腔充满体液以 展示MRI可视材料;
图23是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞器具有封闭 的钝的远端和容纳有MRI可视材料(例如钆溶液、溶液)的标记 物腔,该标记物腔具有定位并包括流体通道的与套筒的侧窗孔对应 的MRI暗塞(例如胶原、非铁金属、塑料);
图24是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞器具有穿刺 的远端和含有MRI可视材料(例如钆溶液、水溶液)的标记物腔, 该标记物腔具有定位并包括流体泄露通道的与套筒的侧窗孔对应的 MRI暗塞(例如胶原、非铁金属、塑料);
图25是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞器具有穿刺 的远端和含有MRI可视材料(例如钆溶液、水溶液)的标记物腔, 该标记物腔具有定位并包括流体通道以便与闭塞器侧窗孔连通的的 MRI暗塞(例如胶原、非铁金属、塑料);
图26是具有切口和开口远端的套筒的侧视图,其中以双点划线 显示了用于图1的MRI相容性活检系统的成像闭塞器;
图27是沿着与图26的套筒的纵向轴线垂直的线27-27的剖视 图;
图28是图26的闭塞器的侧视图,其中沿着燕尾形接头与底部 部分纵向滑动接合的上部被向近侧拉动,以暴露套筒中的切口;
图29是沿着与图28的闭塞器的纵向轴线垂直的线29-29的剖 视图,显示了椭圆形套筒腔;
图30是具有一体式刃的套筒的侧视图,该一体式刃与具有环形 切割器腔和下面的真空腔的轴连接;
图31是沿着与图30的套筒的纵向轴线垂直的线31-31的剖视 图,显示出环形切割器腔和下面的真空腔;
图32是图31的套筒的侧视图,其被切除以暴露可选择性关闭 套筒中的切口的可旋转闭塞器;
图33是沿着与图32的套筒的纵向轴线垂直的线33-33的剖视 图;
图34是MRI影像的显示,其中所选定的图像部分大致沿着共轴 的套筒和图28的闭塞器的纵向长度穿过,并且闭塞器处于关闭位置 以封闭套筒的切口;
图35是MRI影像的显示,其中所选定的图像部分沿着线35-35 垂直于共轴的套筒和图34的闭塞器的纵向长度穿过;
图36是MRI影像的显示,其中所选定的图像部分大致沿着共轴 的套筒和图28的闭塞器的纵向长度穿过,并且闭塞器处于打开位置 以打开套筒的切口;
图37是MRI影像的显示,其中所选定的图像部分沿着线37-37 垂直于共轴的套筒和图36的闭塞器的纵向长度穿过;
图38是沿着闭塞器的远端部分的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞 器具有由MRI可视标记物致动并与标记物展开腔连通的侧槽;
图39是沿着闭塞器的远端部分的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞 器具有由侧向标记物带致动并与下面的真空腔连通的侧槽;
图40是沿着闭塞器的纵剖面的右侧剖视图,该闭塞器具有带展 开斜坡和标记物/工具腔的侧槽;
图41是沿着芯针的纵剖面的右侧剖视图,该芯针具有围绕与纵 向标记物/工具腔连通的开口远端的环形圈MRI可视标记物;
图42是生产用于MRI活检装置的聚酰亚胺的工艺的示意图;
图43A-43D是圆形、椭圆形、正方形/矩形和复杂形状套筒的剖 视图;
图44A是设置在压缩夹具中的执行套筒的主视图;
图44B是侧向压缩形成椭圆剖面形状后的图44A的套筒的主视 图;
图44C是加热形成粘性永久形状后的图44B的套筒的主视图;
图45A是定位在经过套筒插入的缩腰椭圆芯轴的成形夹具中的 执行圆套筒和设置在具有相对收缩部分的压缩板之间的套筒的主视 图;
图45B是在压缩板的成形夹具抵靠芯轴压缩和加热后执行圆套 筒的主视图,其中执行套筒位于其间以获得缩腰椭圆形状;
图45C是从图45B的成形夹具释放后的缩腰椭圆套筒的主视图;
图45D是成形夹具的主视图,其中压缩板和芯轴的形状被设置 成限制用于在整个圆周压缩和加热执行套筒,以形成缩腰椭圆形;
图45E是所述缩腰椭圆形套筒在从图45D的成形夹具中释放之 后的主视图;
图46是具有用于嵌件注塑的激光形成的近端安装孔和侧窗孔的 套筒的透视图;
图47A是经过套筒的近端部分的纵剖面的右侧剖视图,该套筒 具有与套筒套节嵌件注塑在一起的激光形成通孔;
图47B是经过套筒的近端部分的纵剖面的右侧剖视图,该套筒 具有嵌件注塑以形成套筒套节的激光形成浮凸区域;
图48是连接在闭塞器或者套筒的锥形远端穿刺尖中的狭缝中的 双尖头扁平刀的俯视示意图;
图49A是闭塞器或套筒的主/副锥形穿刺尖的俯视示意图;
图49B是图49A的主/副锥形穿刺尖的主视图;
图50是用于使图49A-49B的穿刺尖形成正的插入扭矩的几何 示意图;
图51是用于使图49A-49B的穿刺尖形成负角的插入扭矩的几何 示意图;
图52A是用于套筒或者闭塞器的穿刺部分的作为替代的扁平三 角切割元件的透视图;
图52B是图52A的替代扁平三角切割元件的俯视图;
图53是闭塞器的左侧正视图,其具有扁平刀状穿刺尖、在侧槽 和装配在具有用于闭塞器套节的外部接合零件的近端上的流体之间 连通的腔;
图54是图53的闭塞器的主视图;
图55是图54的闭塞器沿着线55-55的纵剖面的左侧剖视图;
图56是图53的闭塞器沿着沿远离套节接合部分的线56-56的剖 面的主视图;
图57是图53的闭塞器沿着沿穿过套节接合部分的线57-57的剖 面的主视图;
图58是闭塞器的左侧正视图,其具有扁平穿刺尖、在侧槽和近 端以及纵向间隔设置的增量变化直径的垂直成像孔之间连通的腔;
图59是图58的闭塞器的俯视图;
图60是图58的闭塞器沿着沿线60-60的剖面的后视图,以虚线 显示穿刺尖;
图61是闭塞器的左侧正视图,其具有扁平刀状穿刺尖、在侧槽 和近端之间连通的腔以及具有增大的截面积的狭条成像腔室;
图62是图61的闭塞器的俯视图;
图63是图61的闭塞器沿着沿穿过侧槽的线63-63的剖面的后视 图,以虚线显示穿刺尖;
图64是图61的闭塞器沿着沿穿过狭条成像腔室的线64-64的剖 面的主视图;
图65是闭塞器的左侧正视图,其具有扁平穿刺尖、在侧槽和近 端之间连通的腔以及作为替代的一系列狭条成像腔室;
图66是图65的闭塞器的俯视图;
图67是图65的闭塞器沿着穿过侧槽的剖面的后侧正视图,以 虚线显示穿刺尖;
图68是图65的闭塞器沿着穿过线68-68的剖面的主视图;
图69是具有30度角的侧槽的闭塞器左侧的MRI图像;
图70是具有60度角的侧槽的闭塞器左侧的MRI图像;
图71是独木舟式切槽的侧槽的闭塞器左侧的MRI图像;
图72是图53的闭塞器的左侧MRI图像;
图73是图53的闭塞器的左侧MRI图像,其具有含浸渍的胶原 塞的腔;
图74是图58的闭塞器的左侧MRI图像,其填充有液体凝胶;

图75是图61的闭塞器的左侧MRI图像,其填充有钆。

具体实施方式

参照附图,其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的元件, 在图1中,磁共振成像(MRI)相容性活检系统10包括引导套筒和 导引器闭塞器的引导件,所述套筒和导引器闭塞器与活检装置本身 分离,并有利地包括改进的穿刺部分、MRI成像标记物和流体控制 能力。安装规定允许沿着需要的轨道精确穿刺而不会过射。
MRI相容性活检系统10包括控制模块12,其通常设置在包含 MRI机(未显示)的屏蔽室之外或者至少间隔设置以减轻与其强磁 场和/或灵敏的射频(RF)信号检测天线的有害相互作用。控制模块 12控制MRI活检系统14并为其供电,该MRI活检装置可相容地在 紧邻MRI机处使用。MRI活检装置14的一个例子是前述 MAMMOTOMETM仪器。MRI活检装置14通过与乳房线圈18连接 的定位夹具16精确定位,该乳房线圈又支撑着患者(未显示)。可 从市场上购买的乳房线圈18的例子包括Waukesha WI的MRI DEVICES CORPATION生产的BIOPSY BREAST COIL MODEL BBC。导引组件20,特别是套筒22,有利地与定位夹具16连接, 以增加在手术的特定部分期间与MRI活检装置14的选择性使用相 结合的成像和治疗灵活性和准确性。导引组件20可包括一个或多个 闭塞器24,其中示出的一个在插入期间和随后的MRI活检装置14 没有插入其间的手术部分期间密封套筒22。设置深度限位器26用于 与定位夹具16一起使用,以有利地防止套筒22过度插入、套筒22 的无意回缩和/或增加套筒22沿着Z轴设置到理想位置的精确性。
为了方便起见,在本文中采用惯例,通过笛卡儿坐标在乳房组 织中以定位夹具16和在此后将器械(例如套筒22)定位在该位置的 位置为参照定位可疑病变,而不需要对区域连续成像。如同将在下 面详细描述的那样,沿着乳房的外侧相对于患者胸部的中间平面压 缩的多孔屏障限定了X-Y平面,其中X轴与直立的患者垂直(垂直 对分),当由面对定位夹具16的向外暴露部分的医生观察时其对应 于左右向轴线。与靠近患者的皮肤的定位夹具16连接或者相对于其 定位的基准标记物(未显示)定义了该平面的原点。与该X-Y平面 垂直并沿着乳房的中间侧延伸的是Z轴,其通常对应于MRI活检装 置14插入的方向和深度,但是应当理解,可允许与该Z轴成一角度 插入的变化。因此,为了清楚起见,术语Z轴可与“穿刺轴”相互 替代使用,尽管后者可以、或者不可以与用于定位患者上的插入点 的空间坐标垂直。
使支撑大小/深度限位器的示踪轨道与支撑活检装置的重量的活 检轨道分开有利地减少了各种元件之间的干扰,允许顺序操作,其 中一些元件可选择性地安装或者除去而不与其它元件干扰。
在使用时,通过将索操纵卷筒30设置在从控制模块12的一侧 突出的索操纵连接座架32上,准备使用MRI相容性活检系统10。 卷绕于索操纵卷筒30上的是配对电缆34和机械索36,分别用于 连通控制信号和切割器的旋转/行进运动。特别是,电缆34和机械索 36都具有与控制模块12中各自的电端口40和机械端口42连接的一 端,另一端与容纳MRI活检装置14的机座连接。当不使用时可保 持机座44的MRI对接槽46通过对接站安装托架48钩在控制模块 12上。
安装在壁上的界面定盒50为控制模块12上的锁定端54提 供系绳52。有利地,系绳52被独特地终止并具有较短的长度以避免 控制模块12与MRI机器因疏忽而定位得太近。串联外壳56可有利 地将系绳52、电缆34和机械索36与控制模块12上它们各自的端口 54、42、44对准。遥控键盘58可与电缆34远距离连接,特别是当 插入到定位夹具16中之后对MRI活检装置14本身的控制不容易实 现时,增加医生对MRI活检装置14的控制。
通过连接在控制模块12和挡住流体和固体残渣的真空罐64的 出口62之间的第一真空管60提供真空辅助。管道套件66实现控制 模块12和MRI活检装置14之间的气体连通。具体说来,第二真空 管68与真空罐64的入口70连接。第二真空管68分成与MRI活检 装置14连接的两个真空管72、74。随着MRI活检装置14安装到机 座44中,控制模块12执行功能检查。将盐溶液手动注入活检装置 14中用作润滑剂并帮助实现真空密封。控制模块12致动MRI活检 装置14中的切割器机构(未显示),监测整个行程。
还装配了部分在MRI机附近使用的MRI相容性活检系统10。 一般来说已知的是乳房线圈18与其它主体支撑垫(未显示)一道设 置在MRI机的架上。连接在乳房线圈18的每一横向侧上的凹槽 中以接触悬垂暴露于其间的患者乳房的定位夹具16包括水平中板 80、可重复使用的底部组件82、侧向组件84和定位基座86。定位 夹具16还与一次性中栅90和侧窗孔(或者多孔板)92组装。
底部组件82设置在乳房线圈18的选定的侧向凹槽中。中栅90 与中板80的中缘连接,该中板大致沿着位于容纳患者乳房的选定乳 房窗孔94的内缘下方的乳房线圈18的纵向轴线垂直对准。当患者 由此定位并对乳房的外部区域消毒后,侧窗孔92向下滑到侧向组件 84的三侧机架引导件96中,该侧向组件又设置在中板80上。底部 组件82和侧向组件84沿着Z轴彼此相对运动,压缩位于中栅90和 侧窗孔92之间的患者乳房。在侧向组件84、底部组件82和中板80 之间形成的机构保持这种压缩。
可将造影剂注射到患者体内增强成像。门架行进到MRI机镗腔 中对定位夹具16和乳房组织成像。侧窗孔92上的基准标记物定位 并表示为X-Y-Z坐标的原点。然后可疑病变定位在图像及其上的选 定点内,以确定其相对于原点的位置。应理解,通过具有由可成像 材料形成的侧窗孔92,可方便初始扫描的X-Y-Z轴的定向,从而除 了基准标记物的原点之外还产生一个X-Y平面。随着目标位置的确 定,门架从MRI机的镗腔中退出。
定位基座86沿着侧向组件84的X轴滑动接合,并限定了用于 将单个靶标轨道(“导轨”)98定位在选定Y轴坐标的垂直导引。 轨道98又提供沿着Z轴的深度导引,用于将深度限位器26和外壳 44定位在需要的Z轴坐标处。深度限位器26闭锁在轨道98上。此 后,标记仪器(未显示)可经过深度限位器26插入,在乳房上标记 插入点。此后,深度限位器26离开路径。浅表注射麻醉剂,接着通 过在标记位置划割并随后将麻醉剂更深地注射到划割处。深度限位 器26然后重新定位到轨道98上需要的Z轴坐标参考处。
闭塞器24插入套筒22并可靠近套筒22的任何(侧面和/或远端) 窗孔定位,为乳房组织形成封闭的表面。闭塞器还可设置成或者形 成增强窗孔位置的可视性的形状。一个或者另一个闭塞器24和套筒 22形成锋利的尖端(未显示)以穿刺乳房组织。例如,如果使用具 有开口端的套筒22,闭塞器可提供锋利尖端。
闭塞器24插入到套筒22中,二者的组合体由轨道98导引到适 当的方向,直到到达由深度限位器26设定的精确深度。一旦完全插 入,深度限位器26防止过度插入。套筒22有利地闭锁轨道98和/ 或深度限位器26,防止因疏忽而造成的回缩,比如当闭塞器24退出 受到来自乳房组织的压力时,或者后者当MRI活检装置14的探头 从套筒22退出时。
门架运动到MRI机的镗腔中,患者被再次成像以确信套筒22 相对于可疑病变放置。有利的是,当用于后续活检样品而定位时, 套筒22和/或闭塞器24的可成像材料(可包含或者包括标记物材料) 增强了确定定位的套筒22及其套筒窗孔102的位置的能力。
通过回缩门架将患者从MRI机中移开,容纳在机座中的活检装 置14被置入定位夹具16中。将保护盖(未显示)从MRI活检装置 14的探头100上除去,并将闭塞器24从套筒22中除去。在图2和 3中显示出将机座44安装在轨道98上,其中机座44和MRI活检装 置14的组合体在轨道98上滑动,该轨道98已经定位相对于基座86 和侧向组件84定位到某一位置。套筒22和探头100的特征有利地 从视觉上和机械的方式定向探头100的侧窗孔104与套筒侧窗孔 102,同时形成气密封。有利的是,机座44和/或探头100可闭锁在 轨道98或者套筒22上,以确保完全插入并防止过度插入和因疏忽 造成的回缩。机座44允许将手持使用的MRI活检装置14在其与定 位夹具16的连接中具有足够的支撑,精确地保持其位置并避免或者 减小由探头100携带的负载。
此后,MRI相容性活检系统10可通过致动与真空辅助接合的切 割器机构获取组织样品,退出切割器并退出组织样品,后者或许还 需要真空辅助。探头100/套筒22的组合体能够相对于它们的纵向轴 线手动或者也许能自动旋转需要的角度,以获取另外的样品,或者 可通过进一步寻求真空辅助在当前方向获取另外的样品。切割器然 后行进以关闭探头侧窗孔104,机座44从定位夹具16退出,从而将 探头100从套筒22除去。
其它步骤或者步骤的组合可在该点被执行,例如使用探头100, 专门的闭塞器24(例如管心针),或者仅仅套筒22,将各种试剂导 引到活检手术部位。例如排出流体、插入麻醉剂、插入止血剂、用 气压吹气和插入标记物用于后续活检部位的定位,或者其诊断或者 治疗手术。
患者然后通常返回到MRI机的镗腔以再次成像,确信至少一部 分可疑病变的除去和标记物的可能设置。在再次成像期间,套筒22 由闭塞器或者管心针24密封。此后,除去定位夹具16,包扎患者并 除去门架,MRI相容性活检系统10的一次性部分被作为医疗垃圾抛 弃。
特别参考图2-3,单个靶标轨道98有助于各个元件的相继安装。 首先是深度限位器26,然后是套筒22(如图1所示),接着是活检 工具14在单个靶标轨道98上滑动。作为替代,如图2-3所示,单个 靶标轨道98可接收深度限位器26,然后使用活检装置14,但不需 要独立的套筒22。穿刺到患者乳房中的最大深度由深度限位器26 在单个靶标轨道98上的位置预设。机座44和单个靶标轨道98之间 的接合机构(未显示)和/或由制动片形成的接合机构,示为深度限 位器26的上部轨道夹持臂112上的向上突出的销110以及扣合在向 上突出的销110上的向下弹性偏压摇臂锁114,可防止因疏忽造成 的MRI活检装置14的回缩。机座44可通过摇臂锁114的近端致动 臂116上的向下的压力而脱离。
单个靶标轨道98可沿纵向设置成向近端充分延伸的尺寸,使 MRI活检装置14在探头100与患者皮肤接触之前与单个靶标轨道 98接合。单个靶标轨道98还设置成不向近端延伸到其不能在闭腔 MRI机(未显示)中使用的程度。这样的MRI相容性活检系统10 被认为将手术周转时间缩短到最短,短于45分钟,如上所述。但是, 尽管快速周转,放射科医师可精确地将探头100定位到病变中心的 2mm(最大5mm)之内。此外,在手术期间(在平台的两侧)放射 科医师可以对患者最少的重新定位而最大程度地接近两个乳房(左 或右)。而且,只需要最小量的力穿刺组织,例如小于4lbs。尽管 深度限位器26用于防止过射,在进一步插入探头100之前用于重新 定位深度限位器26的零件允许在靶标另一位置的临床灵活性。
在图4中,作为替代的用于MRI相容性活检系统10的导向组件 200包括托架200,其与靶标轨道204连接并提供支撑MRI活检装 置的活检轨道206,两个轨道204、206都与Z轴对准。靶标轨道204 与定位支柱86(在图4中未显示)连接,并调整为与需要的Y位置 垂直。圆形连接点208可形成与定位基座86可旋转接合,允许靶标 引导件倾斜。
靶标轨道204的侧面210包括上凸缘212和下凸缘214,每个具 有用于滑动容纳套筒固定架216的L形横截面。每个凸缘212、214 中的侧向突出脊218的垂直列用作套筒固定架216的锁定表面。侧 槽容纳在凸缘212、214之间。套筒固定架216通过具有其靠近容纳 在套筒固定架216的套节插座225中的套筒套节224导引套筒222, 并通过深度限位器226在远端定位并受到限制。
深度限位器226包括与侧槽220接合的滑动元件228。深度限位 器外壳230与其连接,终止在标线片232中。锁定杆234垂直销接 在向远端开口的凹槽(未显示)中,该凹槽限定在深度限位器226 中,并且侧向部分236从其弹性偏离,使向远端突出的足238抵靠 脊218枢转并与其接合,尤其是抵抗近端运动。依靠深度限位器外 壳230的向远端打开的凹槽向近端压缩侧向部分236释放向远端突 出的足238,允许向远端重新定位深度限位器226。
活检装置10的穿刺轴线与由靶标轨道204和活检轨道206限定 的轴对准,靶标轨道204和活检轨道206分别侧向垂直正交错位。 从靶标轨道204延伸一个水平面和从活检轨道206延伸一个垂直面 在作为穿刺轴的共用中心线处相交。使活检轨道206垂直对准并与 穿刺轴平行有利地为活检装置14提供了支撑,并且扭转负载最小, 而扭转负载否则会使插入的远端产生偏转。因此,甚至对于较重和 细长的装置而言,将其远端定位并保持在需要的插入点的5mm内甚 至是2mm内是可以实现的。因此,可执行“不需要手”的手术,避 免了穿刺的不便和不实际性,在所示方案中可由在穿刺轴上方垂直 移位来代替。特别是,具有可与靶标轨道204的任一侧接合的托架 可提供进一步的垂直对称,并可允许操作人员利用由乳房线圈18赋 予的全部空间。
虽然“不需要手”的能力对于单个插入/多样品活检装置而言是 有利的,但应当理解,本文中描述的具有预设深度限位器的这种穿 刺导引甚至可应用到采用每个样品单次插入的针芯活检的轻质活检 装置。特别是,在连续成像方面矫正设置不需要条件。当不需要手 时,避免了插入期间的过度穿刺和因疏忽造成的移位。
靶标轨道204的底部燕尾通道240容纳在托架202上的顶部燕 尾伸出部分242,其中托架202可在其间滑动。应当理解,当从近端 观察时,在本文中显示为安装在定位基座86的右侧上,但是导引组 件200有利地包括对称部件,允许在定位基座86的任一侧安装和使 用以增加在定位探头100时的灵活性。因此,托架202的水平基部 224形成活检轨道206,作为由第一和第二对单片眼镜插座248、250 设置在侧面的活检导引通道246,使单片眼镜254上的一对锁定钩 252可插入到任一对单片眼镜插座248、250中,这取决于哪一个离 患者更近。与如图所示的将托架202安装到靶标轨道204不同的是, 托架可直接与定位基座86(未显示)连接。托架202具有机械坚固 性,并可支撑MRI活检装置14的总重量。由于MRI活检装置14不 能共用托架202,当需要进入浅或深的病变时,托架202可被优化为 支撑MRI活检装置。
插入单片眼镜标线片258中的导套256导引标记仪器和/或划痕 手术刀(未显示),作为定位和准备插入点的最初步骤。单片眼镜 254此后可被除去或者留置在原位,除了深度限位器226的标线片 232之外导引套筒222,该标线片也可保持用于导引套筒222的导套 260。将导套256、260除去允许单片眼镜254的标线片258、232和 深度限位器226导引更大的元件,例如用于将可疑病变相对于导引 组件200定位的基准。
套筒222的对准首先由穿过容纳套筒套节224的套筒固定架216 的套节单片眼镜225保持。在所示方案中,套筒222具有带开放末 端的轴266,用于容纳在实心闭塞器轴272的远端包括穿刺尖(例如 扁平刀)270的导引器闭塞器268。进入实心闭塞器轴272的带斜边 的凹槽276与套筒222的套筒侧窗孔278对准,因而最终作为探头 100(图1-3)。闭塞器268的材料可选择为辅助在套筒222的套筒 侧窗孔276中定位,否则可能更难以在MRI扫描部分中观察和定位。
套筒套节224具有与导引指轮282连接的近端圆柱边缘280,所 述导引指轮从套筒固定架216的套节插座225向近端延伸,以对应 的指轮282上的图示为锁定槽284的视觉标记为参照,将套筒222 旋转定位到其套筒侧窗孔278中。指轮282包括由挡在指轮282和 套筒套节224的圆柱边缘280之间的弹性密封环288和鸭嘴密封件 290密封的中央通孔286。因此,包括进入锁定槽284中的锁定翼片 292的闭塞器268的插入封闭了中央通孔286并基于弹性密封环288 形成动态密封
在除去闭塞器268之后,可将管心针298插入到套筒222中, 使管心针298的近端形成的软尖头300可用于对手术部位吹气或者 用作其它目的,诸如经过管心针298的管心针轴302向与套筒222 的窗孔278对准的管心针窗孔304排出体液或者插入治疗剂或者诊 断剂。管心针298还包括锁定翼片306。
套筒固定架216包括扣合在深度限位器226的倾斜制动片310 上的向下弹性偏压的摇杆锁308,防止因疏忽而造成的套筒222回 缩。套筒固定架216可通过摇杆锁308的近端致动臂312上的向下 的压力脱离接合。与套筒固定架216的底部连接的向上弹性偏压的 摇杆锁314同样与深度限位器226接合。因此,在深度限位器226 设置在靶标轨道204上需要的插入深度之后,套筒固定架216可向 远端行进而不会过射,并且随后当除去其间的执行部分时可保持位 置,例如除去闭塞器368、管心针298和MRI活检装置14。
在图5中,用于MRI活检系统10的另一替代导引组件400包括 与初级靶标轨道404的底部通道403接合的托架402。为了提供图 1-3的MRI活检装置14的附加导引,次级靶标轨道406包括沿着初 级靶标轨道404的纵向导引翼片410导引的侧向通道408。当全部接 合于其上时,在爪弹簧414的促动下围绕次级靶标轨道406中靠近 定位的窗孔418中的垂直爪销416枢转的爪412落入初级靶标轨道 404上靠近定位的近端定位凹槽420中。
套筒422包括中空轴(或者套管)423,其与圆柱形套节424靠 近连接并具有靠近开口的远端428的侧窗孔426。圆柱形套节424 具有在外部形成的指轮430,用于使侧窗孔426旋转。圆柱形套节 424具有包围鸭嘴密封件434、弹性密封环436和密封保持器438的 内部凹槽432,当轴423空置时提供流体密封并密封插入的导引器闭 塞器440。
导引器440有利地包括多个具有相应零件的元件。中空轴442 包括在侧向开口446和近端口448之间连通的流体腔444。中空轴 442的纵向尺寸设置成当完全接合时能够将穿刺尖449伸出套筒442 的远端。闭塞器指轮盖450包围近端口448并包括锁定零件452,该 锁定零件包括可视角度指示器454,该指示器与套筒指轮430接合以 确保侧向开口446与套筒422中的侧窗孔426对准。闭塞器密封盖 456可在近侧接合在闭塞器指轮450中,从而关闭流体腔444。闭塞 器密封盖456包括锁定零件458,该锁定零件包括与闭塞器指轮盖 430上的可视角度指示器454对应的可视角度指示器460。
在组织穿刺过程中,通过具有容纳套筒422的圆柱形套节424 的套筒套节462的套筒固定架460导引套筒422。套筒固定架460 具有沿着次级靶标轨道406的顶部和底部导引凸缘466、468滑动的 侧向套筒套节通道464,每个导引凸缘具有对准的带脊状凹槽的棘轮 表面470,所述表面与各自的顶部和底部轨道锁定摇杆锁476、478 上的各自的顶部和底部棘轮零件466、468相互作用,所述轨道锁定 摇臂锁通过各自的顶部和底部锁销480、482接合在套筒固定架460 的各个侧面中。棘轮零件472、474向近端倾斜,以便允许例如向远 端运动。每个轨道锁定摇杆锁478、480的远端部分通过各自的轨道 锁定压缩弹簧484、486向着远离套筒固定架460的方向偏置,将棘 轮零件472、474偏压成与导引凸缘466、468的脊表面470接触。 当次级靶标轨道406未相对初级靶标轨道404锁定时,同时压缩轨 道锁定摇臂锁476、478允许套筒固定架460被向近端拉动,将任何 支撑在其中的套筒422退出,直到套筒固定架460顺时针(从顶部 观察)旋转爪412并由此接合到次级靶标轨道406,采用持续向近端 的运动导致从其间除去。
在将次级靶标轨道406安装到第一位置中的初级靶标轨道404 之前,套筒固定架460可有利地调节定位在次级靶标轨道406上, 设定预期穿刺深度。特别是,深度引导件490由具有设置成能与导 引凸缘466、468的顶部和底部接合的形状的侧向通道496的新月形 深度指示器492形成。侧向通道496的顶部和底部向前倾斜的表面 498设置成与次级靶标轨道406上的脊状棘轮表面470接合,允许通 过从次级靶标轨道406的远端插入深度指示器492来装配。此后的 摩擦接合进一步阻止了向近端的运动并强烈地对抗任何向远端的运 动,特别是来自深度引导件490的深度导螺杆500的运动,当深度 致动器杆505用于旋转并将深度导螺杆500纵向定位于其间时,该 深度导螺杆的远端502在深度指示器492中的外侧孔504中旋转, 其近端横向偏转。深度导螺杆500的中间部分容纳于在套筒固定架 460中向着其侧向通道408的外侧形成的纵向通孔506中。对于粗深 度调节而言,深度导螺杆500上的外部导引螺线507选择性接合套 筒固定架460,直到顶部和底部粗调按钮508、510向内压缩到套筒 固定架460中,压缩各自的顶部和底部粗调压缩弹簧512、514。每 个粗调按钮508、510包括各自的垂直细长窗孔516、518,它们的内 表面形成蜗轮部分,当通过松弛的粗调压缩螺杆512、514促动形成 接合时,与深度导螺杆500上的外部导引螺线507接合。
上面提到的美国专利申请序列号为10/170,535、Hibner等人于 2002年4月23日提交的题为“AN MRI COMPATIBLE BIOPSY DEVICE WITH DETACHABLE PROBE”的申请于2003年10月23 日公开,公开号为US2003/0199753;题为“MRI BIOPSY DEVICE”、 序列号为11/076,612、2005年3月10日提交的美国专利申请,两件 申请的内容都通过引用而全文包含于本申请中,在这两件专利申请 中描述了一种可拆卸探头(或者套筒),其具有多种优点,例如在 执行MRI手术,其中在再次成像过程中允许探头保持插入。在图1-5 中,分离的套筒和闭塞器能力甚至提供了额外的临床灵活性。应当 理解,零件的各种组合都可为专有应用或者偏好而选。常常需要在 套筒中具有与活检装置中的样品采集侧窗孔对应的侧窗孔。例如, 必须被插入到可疑病变中的具有开放末端的探头或者活检针可形成 充满剩余造影剂的血肿,使其难以在该部位进行进一步的成像研究。 另一方面,穿刺可疑病变可能造成轨迹转移的危险。此外,所述针 或者探头的尖端可能难以相对于可疑病变成像从而难以将后者精确 定位在实际的点上。
作为对照,在图6中,套筒602的侧窗孔600可设置在可疑病 变旁边,使穿刺尖604不需要穿过可疑病变。将该侧窗孔602定位 在MRI扫描部分中似乎更容易,原因在于侧窗孔600限定了一条线, 其更易于允许沿着其具有几何参考的长度定向成像部分,这种几何 参考显示组织可从什么方向吸入到用于活检的侧窗孔600中。但是, 不能理想地定向或者穿过可形成套筒602的MRI相容性材料的部分 仍可使侧窗孔600的精确和有利识别变得复杂。为了帮助这种识别, 在套筒602引入过程中用闭塞器606辅助,通过大体上或者完全封 闭侧窗孔600,使组织不悬垂到窗孔600中并阻碍插入和/或造成组 织创伤。
在一些应用中,进一步需要在套筒602中具有远端开口608。闭 塞器606从而有利地包括在套筒602中向远端伸出远端开口608的 穿刺尖604。闭塞器606还具有侧槽(例如切口、坡口、独木舟式切 槽)610,当闭塞器606完全插入其间时与套筒602中的侧窗孔600 对准。由于径向不对称,这种侧槽610提供了用于定位侧窗孔600 的快速采集和解析的参考。
在图7中,侧窗孔620在具有形成或者支撑穿刺尖624的封闭 远端628的套筒622中形成。闭塞器622用于在引入过程中使悬垂 到侧窗孔600中的组织成形,包括侧槽(例如切口、剖口、独木舟 式切槽)630,当闭塞器626完全插入其间时与套筒622中的侧窗孔 620对准。
在图8中,闭塞器646包括在图6的套筒602中伸出远端开口 608的穿刺尖604。闭塞器646通过具有上部纵向部分649和下部纵 向部分651形成独特横截面。上部纵向部分649形成为能够控制悬 垂到侧窗孔600中的组织的形状,同时为MRI扫描部分形成易于定 位的参考。
在图9中,图7的套筒622,其中关闭的远端628形成或者支撑 穿刺尖624,显示具有其侧窗孔620,在引入期间由具有显示上部纵 向部分649和下部纵向部分651的独特横截面的闭塞器656封闭。 上部纵向部分649具有设计为使悬垂到侧窗孔600中的组织成形的 横截面轮廓,同时为MRI扫描部分形成易于定位的参考。
在图10中,套筒702具有侧窗孔700和形成包围闭塞器706的 非对称穿刺尖704的封闭远端708。闭塞器706具有由形成诸如如图 11-12所示的X形的独特横截面的上部纵向部分709和下部纵向部分 711形成的连续轮廓。作为替代,闭塞器706可具有独特横截面,例 如与下部纵向半圆柱717连接的向上的纵向脊715。应当理解的是, 在侧窗孔处悬垂的组织提供了MRI的返回图像,而在闭塞器的另外 部分,套筒702和闭塞器706之间的气隙呈现相同的黑暗。
在图15中,闭塞器806包括靠近穿刺尖804的侧向切口810。 与依赖重力作用、触诊或者真空辅助的组织悬垂不同,MRI可视插 件807(例如含水凝胶,诸如JOHNSON & JOHNSON生产的KY JELLY)可有利地具有足够的硬度,以保持其位置并防止组织悬垂 到套筒(在图15中未显示)的侧窗孔中。在图16中,作为侧向插 入的替代,闭塞器826可包括向近端进入的标记物腔827,标记物插 件829可通过该腔被插入到远端的穿刺尖824附近。
作为增加的MRI可视材料的替代,在图7中,闭塞器846包括 与侧向切口850连通的真空腔848,以吸进足够的体液851,产生套 筒(未显示)的侧窗孔的MRI可视图像。在图18中,闭塞器846 采用真空辅助,通过真空腔848将组织悬垂到侧向切口850中,产 生MRI可视图像。在图19中,闭塞器846还包括在侧向切口850 的顶部上方滑动以采集MRI可视材料(例如含水流体、钆溶液等) 857的薄护套855。
在图20中,闭塞器876包括实心管心针插件879,除了在实心 管心针插件879中形成的侧向切口881上方之外,其大体上由圆柱 形护套877包围。圆柱形护套877在远端与陶瓷非对称穿刺尖874 连接。
在图21中,闭塞器899具有开口远端894和侧窗孔890,侧窗 孔具有从在其中形成的标记物腔893向近端的真空辅助排气,允许 标记物腔893填充体液,形成MRI可视材料。
在图22中,闭塞器906具有穿刺远尖端0904和侧窗孔0900, 侧窗孔具有真空辅助排气,允许标记物腔903填充体液,形成MRI 可视材料。
在图23中,闭塞器916具有封闭的钝远端914和含有MRI可视 材料(例如钆溶液、水溶液)911的标记物腔918。MRI暗插头913 (例如胶原、非铁金属、塑料)对应于套筒(在图23中未显示)的 侧窗孔定位。MRI暗插头913包括纵向流体泄露通道915,允许MRI 在标记物腔918内的侧窗孔的每一侧照亮待形成的图像。
在图24中,闭塞器926具有穿刺的远端924和含有MRI可视材 料(例如钆溶液、水溶液)921的标记物腔928。MRI暗插头928(例 如胶原、非铁金属、塑料)、923对应于套筒(在图24中未显示) 的窗孔定位。MRI暗插头923包括纵向流体泄露通道925,允许MRI 在标记物腔928内的侧窗孔的每一侧照亮待形成的图像。
在图25中,闭塞器936具有穿刺的远端934和含有MRI可视材 料(例如钆溶液、水溶液)931的标记物腔938。侧窗孔930经在 MRI暗插头(例如胶原、非铁金属、塑料)933中形成的流体泄露 通道935与标记物腔938连通,否则封闭标记物腔938。
在图26-27中,示出了套筒和闭塞器的另外的示例性方案,其有 利地增强定位可疑病变的能力,并在获取活检样品之前,通过在穿 刺过程中形成可改变成与将采集样品的解除区域对应形状的封闭形 状,确保其侧窗孔的正确设置,这种形状是可见的立体,以便易于 识别,甚至当从图像部分的各个角度观察时都是如此。
该特征解决了依靠用于成像的探头的缺点。在成像区域具有金 属物质可造成假象(局部模糊),其可使关注的组织模糊,例如试 图使用活检探头本身封闭套筒。当穿过中空套筒22的图像部分在分 辨侧窗孔方面有困难时,在成像期间除去探头并仅仅依靠套筒会发 生另一种成像挑战。通常,所选的MRI相容性材料给出了无MRI 反射图像,例如穿过侧窗孔产生填充了空气空隙,因而不产生反射。
在图26-27中,MRI相容性活检系统1210包括套筒1222,其具 有与MRI活检装置(在图26中未显示)的探头的探头侧窗孔的位 置和尺寸对应的切口1202。此外,切口1202的深度在一些情况下可 比探头侧窗孔更深,处于成像的目的在套筒1222上强调该位置。
闭塞器1224,在图26中显示处于其“关闭位置”,大体上封闭 套筒1222的切口1202,可有利地由所述热塑性材料形成,具有在远 端形成的经过套筒1222的开口远端1221延伸的陶瓷刀片部分1220。 陶瓷材料在MRI环境下运行良好并保持锋利的边缘。随着切口被共 轴插入的闭塞器1224关闭,套筒1222可插入到乳房组织中。
在图28-29中,所示闭塞器1224有利地包括如图28-29所示的 纵向二分支设计,其中下部部分1223包括沿着其长度向下的燕尾形 通道1225,其与从闭塞器1224的上部部分1229向下延伸的燕尾形 翼片1227滑动接合。陶瓷刀状部分1220仅仅与下部部分1223连接。 如图28中所示,上部部分1229可向近端运动,下部部分1223完全 向远端插入套筒1222中,从而打开套筒1222的切口1202。由于闭 塞器1224是实心的,在由MRI机获取3-4mm的图像部分过程中, 闭塞器1222的下部部分1223填充在切口1202中,使其位置可以很 容易被确定。这种两件式闭塞器1224有利地容纳具有复杂横截面形 状的套筒腔,例如所示的椭圆形套筒1222(图27)。
在图30-31中,套筒1322包括向远端与其轴1319连接的整体形 成的尖1320,所述轴1319限定了圆形切割器腔1321和位于下面的 真空腔1323。在图32-33中,圆形闭塞器1324通常为插入到切割器 腔1321中的杆状,但具有对应于套筒1322的切口1302形成的切口 凹槽1325。至于圆形闭塞器1324在切割器腔1323中是可旋转的, 切口凹槽1325可选择性的形成以打开套筒1322中的切口1302,或 者围绕旋转的一半旋转以封闭切口1302。
在MRI图像扫描中产生的效果在图34-35中示出,其中用闭塞 器1324选择性封闭套筒1322中的切口1302产生实像,但对切口 1302定向在何处的指示很少。在图36-37中,随着闭塞器1324旋转 以打开切口1302,很容易使切口1302被定向在何处清楚。
套筒可有利地由聚合材料形成,同质的或者混合的,坚固但具 有薄壁,使整个外径不需要显著大于已知的活检探头,因而是无创 的。强度和小横截面积将通过皮肤的开口尺寸最小化,因而通常避 免了对用于封闭的缝合线的需要,减小了插入探头所需的力,并使 穿刺的乳房组织到可疑病变的路径中的创伤最小化。强度和刚度有 利地保持用于后续活检和通过其进行的其它手术的开放腔。另外, 套筒有利地由对患者而言生物相容性和MRI相容性的材料形成。一 般而言,材料因此不会形成可能使靠近套筒22的组织图像模糊的明 显的人为成像假象。
可使用的聚合材料的例子包括,但不是完全穷尽列举:聚酰亚 胺、聚醚亚胺(例如由GE PLASTICS生产的ULTEM树脂),热 塑性液晶聚合物(LCP)(例如由CELANESE AG生产的 VECTRA),聚苯醚甲(例如由VITREX生产的PEEKTM),聚 酰胺,聚酸酯(例如由BAYER POLYMERS生产的MAKROLON), 聚砜、聚醚砜,聚苯砜(例如由ROWLAND TECHNOLOGIES生产 的RADEL),以及尼龙和尼龙共聚物。
在图38中,穿刺元件(例如探头,多功能闭塞器)1700具有穿 刺尖1702。见下面参照图22-80B的描述。侧向切口1704由下面的 MRI可视标记物1706强调,并与可用于抽吸、止血、麻醉剂注射或 者药物化合物和/或标记材料的腔1708连通。侧向切口1704的前后 缘1710、1712是圆形的,以避免在插入和回缩过程中创伤组织。
在图39中,作为替代的穿刺元件1730具有一对在侧向切口1734 侧面的MRI可视标记物1735、1736,其中对准的下部腔1738终止 在侧向切口1734的下方,并经过孔1740与其连通。因此,可通过 穿刺元件1730促进成像能力和流体注入/抽出。
在图40中,显示了图55-56的零件的组合,其中另一作为替代 的穿刺元件1760具有一对在侧向切口1764侧面的MRI可视标记物 1765、1766。标记物腔1768对准进入侧向切口1764的后缘1770, 并且侧向切口1764的前缘1772倾斜以发射工具,例如插入的标记 物展开工具1769。下部腔1771终止在侧向切口1764的下方并经过 孔1775与其连通,在标记物展开期间用于吹气或者用于输送液体。
在图41中,具有与其纵向中心线对准的腔1802的芯针1800连 通开口的远端1804,以展开针芯活检工具、标记工具、用于定位的 导丝消融装置等等。可成像标记物1806有利地围绕开口远端1804, 帮助正确设置芯针1800。
在图42中,聚酰亚胺处理可用于形成这种材料,其中由溶液形 成膜。标准作法是通过使来自线轴的金属丝经过聚酰亚胺包被液经 过炉子到拉紧的线轴,包敷连续的金属丝。金属丝通常经过多种处 理以形成包敷厚度。管道炉或者加热元件驱动溶剂脱离并引起聚酰 亚胺部分交联。通常当需要的包敷厚度已经达到时发生完全交联。 完全交联温度发生在比包敷期间使用的温度更高的温度下。
然后为了形成独立式聚酰亚胺管,除去金属丝。例如,包敷的 金属丝的长度可随着从两端拖或者拉使其延伸而被切割,从而减小 其外径直到与包敷分离,然后缩回金属丝。作为替代,容易化学蚀 刻的材料可用作金属丝。例如,金属丝可由过硫酸盐络合溶液溶 解,而留下独立式聚酰亚胺管。
此外,为了形成更复杂的横截面形状(图72A-72D)(例如椭 圆形等),聚酰亚胺管可在最终的交联加热步骤之前设置成一形状。 另外,芯轴可经过聚酰亚胺管插入,进一步限定形状,特别是与压 缩的外部形状接合,例如在序号为图44A-44C中所示的椭圆形,和 在序号为图45A-45E所示的带缩腰的椭圆形。
在图46、47A-47B中,然后可形成在其远端形成侧窗孔和/或在 其近端形成安装孔的后续工艺。例如,通过准分子或YAG激光器进 行激光切割可形成所需的穿孔。而且,准分子激光器不仅可用于形 成通孔,而且还可形成浮凸。浮凸可用来形成与嵌件注塑部件的足 够的机械抵触,以在正常负载和拉伸过程中确保组件的整体性。全 部穿孔可用于允许嵌件注塑部件、例如近端安装机构在变硬之前流 经所述孔。
为了获得图43的管中的孔,可采用多种方法。例如,准分子或 者YAG激光器可形成穿孔(图47A)。准分子激光器还可被程序化, 从而不仅形成通孔,而且还形成浮凸。浮凸可代替用来与嵌件注塑 部件形成足够的机械抵触以确保在正常加载和拉伸过程中(图47B) 组件的整体性。作为另一个例子,可以接合冲压或者冲切工艺形成 模件。所述部件可被切割、修边和冲压,接着以相同形式热处理
形成的模件可以优选两面都坚硬的,并具有较高的导热性能。 虽然坚硬,但导热性差。相反,铜和黄铜具有较高的导热性能, 但比较柔软。硬化合金是用于形成模件的合适材料,其中钢插件 用于形成冲压孔。
护套还可以由编织复合物形成。编织物的单根纤维可卷绕在最 初的聚酰亚胺层上,然后密封在聚酰亚胺层中。编织物可以是MRI 相容性陶瓷纤维,例如由3M生产的NEXTEL。
部分套筒和/或闭塞器可由这样的材料形成:这些材料根据它们 在黑暗或者明亮条件下的可成像性而选取。当识别所述用于定位和 诊断目的的工具时这会产生问题,在用于对乳房组织的最标准的 MRI扫描顺序以检查可能的癌症条件下,已知的工程塑料看来是黑 暗的或者具有较低的对比度。因此,当形成具有足够强度和MRI相 容性套筒时,除了考虑上面的描述之外,代替或者增大对MRI而言 是明亮的但不会形成明显的假象可能是有利的。除此之外或者作为 替代,对MRI机而言显得明亮的塑封或者包敷或者插入材料可在结 构“暗”材料上方形成。除此之外或者作为额外的替代,出于强度 或者其它原因而选择的“暗”材料可用吸收增强的造影剂或者明亮 的流体的材料塑封或者包敷或者插入。除此之外或者作为又一种替 代,复合物或者多层材料可形成为具有一些层,其依据诸如强度特 征而选择或者它们的特性对MRI机是可观察的其它特征而选择。
标记物带的特定模式,例如,可设置在套筒的侧窗孔的下面, 或者围绕套筒靠近或远离侧窗孔的间隔环中。作为例子,Dy2O3或者 Fe2O3可与墨汁混合然后印刷在部分套筒22上或者用于填充闭塞器 24或者管心针上的凹槽。这种模式还可通过将Dy2O3或者Fe2O3作 为填充物喷洒在热塑性塑料中,使其可通过反流或者热粘合施加到 套筒24和/或闭塞器上。还有另一种方法是例如通过加载模制/模压 的成分塑料(例如PEEK,ULTEM)和连接(例如将30%的Dy2O3注塑在PEEK中)将Dy2O3或者Fe2O3模件插入装置中。
作为再一种替代,材料区域能够用基于水的溶液和/或造影剂(例 如钆螯合物)浸渍或者水合化,当成像时其因此而显得明亮。作为 又一种替代,材料区域,例如浸渍或者水合化,可在使用前立即进 行,或者所述材料可以预先水合化并无菌包装
特别是,可选择对MRI而言显得明亮的一些聚合物,包括具有 高乙醇或者羧酸官能团的合成水溶性聚合物。例如,纤维素衍生物 包括羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤 维素、乙基羟乙基纤维素和甲基纤维素。作为另一个例子,丙烯酸 盐包括聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺。作为又一种例子,其它合成材料 包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基甲基醚,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP), 聚环乙烷(PEO)。作为再一种例子,天然产物和衍生物包括玉 米淀粉、明胶、糊精、藻酸盐、酪蛋白、胶原(例如血清蛋白等) 和天然橡胶(例如苍酯、黄芪胶、刺梧桐树胶等)。作为又一另 外的例子,生物聚合物包括双乳酸、聚酯-乙交酯共聚物(PLG)(即, 作为交酯异构体(D,L,DL)(MP=225-230℃)的例子)(polylactic acid,di-lactide-co-glycolide(PLG)),聚己内酯(MP=60℃),乳酸 盐和葡萄糖酸盐,聚二氧杂环己酮、聚乙丙交酯(即缝合线材料)。
对MRI而言显得明亮的其它聚合物包括以树脂为基础的材料, 例如用羟基(-OH)和羧酸基团改性的硅氧烷,例如硅树脂(即液体 橡胶和纯胶胶料)。
当在MRI中使用聚合物材料成像而不产生过多假象时,在示例 性方案中,将氧化镝(Dy2O3)或者赤铁矿(Fe2O3)作为填充剂分 散在可热压成型(例如冲压、模制等)的热塑性载体中。当集成在 装置例如套筒22或者闭塞器24中时,由此形成的标记物增加了装 置在MRI(例如梯度回波EPI、反闪、实时真实FISP)下的可视性。 具体而言,将Dy2O3(35%)分散在Rilsan聚酰亚胺(75%) ATOFINA Chemicals Inc.中。将这种混合物冲压到薄壁(即0.002英 寸)管件中,该关键在使用反闪(Flash)时是完全可视的。此外, 对于敏感装置(包括Dy2O3和Fe2O3)而言,反闪看起来可产生最佳 可视性,EPI的可视性次之,实时真实FISP是不可视的。
其它对MRI机而言显得明亮的聚合物包括亲水聚合物和聚合泡 沫,例如聚泡沫,当增加的亲水性封闭共聚物片段被加入到聚 氨酯骨架中或者使用表面改性例如通过等离子氧化或者化学氧化作 用时,聚氨酯泡沫可迅速吸收湿气。同样地,聚合物可形成泡沫, 例如具有线性低密度聚乙烯的淀粉,膨化聚四氟乙烯(PTFE),或 者其它材料(例如聚酰亚胺,聚烯,聚苯乙烯、聚酯、尼龙、丙 烯酸、丙烯酸盐、聚碳酸酯、蜜胺、聚氯乙烯、醋酸乙烯)。
作为执行部分,其中含溶液的液体混合或者水合到所述材料中, 所述溶液包括以钆为基础的化合物,作为溶液中的T1增强,该溶液 包括二亚乙基三胺五乙酸(DTPA),钆特醇(GD-HP-D03A)(非离 子)、钆双胺(GD-DTPA-BMA)(非离子)和GdDOTA(离子)。所述 溶液还包括用于T2增强的含铁溶液,例如Feridex(超顺磁试剂)。
强调套筒22的侧窗孔102已经在上面讨论作为材料的选择或者 可选择性关闭侧窗孔102的闭塞器的成形。上面还提到,套筒22的 特定区域可被强调。关于后者,用在MRI成像下明亮的材料标记侧 窗孔102可使用从市场上购买的造影剂来完成,以平衡现有资金需 要和供应通道。所述造影剂的例子是钆(Gd+3)(例如BERLEX生产的 MAGNEVIST(钆喷酸二甲葡胺注射剂);铁(Fe+3)(例如FERIDEX IV (菲立磁注射液);和锰(Mn+2)MnDPDP(例如AMERSHAM HEALTH生产 的TESLASCANTMMangafodipir)。在水存在时聚合物基质可膨胀形成 造影剂的包含的水化环境。这些聚合物是可渗水的,但对造影剂分 子而言具有有限的渗透性。造影剂可以化学接合到基质上以降低或 者限制它们迁移到基质之外。适于所述基质的聚合物的例子包括水 凝胶、具有亲水屏障的丙烯酸氨基甲酸酯,乳胶漆/乳液,加载有亲 水颗粒的包敷物,例如氧化硅粒子和aglomerates粒子。
闭塞器内的气孔可包括通口和隔片。造影剂可使用经通风口 进入的空气经过隔片注射。气孔中的亲水泡沫或者纤维素材料(例 如花)可用于保持造影剂。作为替代,在该过程中造影螯合物可 事先装载到亲水泡沫或者纤维素材料上并水化。
作为在MRI下明亮的材料的替代或者附加,可接合有源标记物 带技术来照明一侧或者套筒中的远端侧窗孔。在不同应用中使用的 有源照明在下列美国专利中公开:专利号为5,211,165;5,307, 808;5,318,025;5,437,277;5,443,066;5,445,150;5, 715,822;5,882,305和6,289,233。靠近取样侧窗孔形成线圈, 例如具有沿着套筒22的长度形成的电连接的侧窗孔102。由于在聚 酰亚胺上形成薄膜电路的技术和工艺的长足发展,对于形成所述线 圈的基板而言,聚酰亚胺是特别好的材料选择。可使用另一层聚酰 亚胺保护膜实现电绝缘。围绕与这些标记物带电连通的套筒22的基 部的导电线圈可允许RF耦合到这些线圈并为患者提供RF绝缘。作 为替代,专用集成电路和电源(例如电池,电容器)可集成在套筒 22中,从而消除对外激励的需要。这些标记物带线圈可并联或者穿 量或者各自被激发。作为另一种选择,两个线圈可串联设置但具有 中间插头。
在一些应用中,可以预期包括热敏电阻器或者温差电偶,它们 可被用于监测对于自动断路而言不可接受的升温(例如4℃)。作为 再一种选择,光学转换器可包含在套筒中,使光纤可将信号传入和 传出。
类似考虑对于套筒或者闭塞器的穿刺部分也适用;但是,穿刺 组织的需要可导致其它选择。作为介绍,用作MRI安全医疗装置的 金属元件必须是生物相容性的,并且不与在MRI成像过程中使用的 强磁场相互作用。标准的300和400系列不锈钢在医疗装置设计中 是普遍存在的。这些材料接合了抗腐蚀、生物相容性、硬度和抗张 特性的特征。这些材料基本上是含铁的。300系列材料与磁场的相互 作用比400系列材料小,但具有更低的硬度特性,这限制了它们在 用于切割和/或穿刺组织的锋利边缘方面的应用。所有的300和400 系列材料具有显著的铁离子浓度,这限制了它们在MRI成像应用方 面的应用。
铁合金:至少有一种含铁的奥式体合金,甚至在切割形成操作 之后,其保持了非磁性,Super Alloy Nitronic。其它相关材料包 括Carpenter 22Cr-13Ni-5Mn,HPA 50,XM19。合金316也是相对非 磁性的,但当其变硬时磁性增强。合金复合物如下:   表1   钢组分范围(%)   元素   Nitronic50   316L   理想   碳   最大0.06   最大0.03   最大0.06   锰   4-6   2.0   2-6   磷   最大0.04   最大0.045   最大0.045   硫   最大0.03   最大0.03   最大0.03   硅   最大1.0   最大1.0   最大1.0   铬   20.5-23.5   16-18   16-24   镍   11.5-13.5   10-14   10-14   钼   1.5-3   2-3   1-3   铜   钴   0.1-0.3   最大0.3      铌   0.1-0.3   最大0.3   铝   钽      0.1-0.3   最大0.3   钨      氮   0.2-0.4   最大0.4   铁   平衡   平衡   平衡
理想范围是落入该范围中的以铁为基础的合金需要到具有最小 磁性特征。
钴合金:钴合金是良好的替代。这些合金很硬,而且不会与磁 场强烈作用。所述合金的例子包括L-605和MP-35。钴合金优化为 抗磨损、高温使用和/或抗腐蚀。对于最好的活检工具而言,抗磨损 和抗腐蚀特征是最有益的。提供这些特性的基本合金成分是加入铬 (US873,745)。钼和钨是突出的强化剂。碳的加入明显改善了抗 磨损特性。加入到2.4%的碳导致碳化的形成。这些合金的例子是 商品名为Stellite的合金。用于改进磨损的替代方法是加入钼和硅的 组合物。这种合金的例子是商品名为Tribaloy的合金。这种合金已 经成功的作为薄膜沉积。
发现镍的加入改善了高温行为。这种合金的例子是含有大约 2.5%镍的Stellite 21。后一种合金例如X-40和L-605具有增加到大 约10%的镍含量。一般而言,具有下列组成范围的合金对以Co为基 础的高抗张强度高硬度材料是优选的:
  表2   组分范围(%)   元素   L-605   MP-35   CCM   理想   碳   0.05-0.15   最大0.025   最大0.1   最大2.4   锰   1-2   最大0.15   最大1   0-2   磷   最大0.03   最大0.015   最大0.2   硫   最大0.03   最大0.01   最大0.05   硅   最大0.4   最大0.15   最大1   0-2   铬   19-21   19-21   26-30   19-35   镍   9-11   33-37   最大1   0-40   钼   9-11   5-7   0-15   铜   0-1   钴   平衡   平衡   平衡   钛   最大1   0-2   铌   0-1   铝   0-1   钽   0-1   钒   0-1   钨   14-16   0-20   硼   0.01   0-0.05   氮   最大0.25   最大0.25   铁   最大3   最大1   最大0.75   最大5
以镍为基础的合金:镍-铬-钼合金是硬非磁金属合金的另一种途 径。这种合金类别的一些元素具有大于5%铁(Inconel 600),甚至 不含铁的以镍为基础的合金可具有显著的磁性特征。合金的成分和 进攻对其磁性和物理特性而言是关键的。一些合金例如Inconel 625 具有超过95Rb的洛氏硬度。
  表3   组分范围(%)     元素   Inconel     600   Inconel 600     X750     M252     理想   碳   0.08   0.1   0.1   最大2   锰   0.5   1.0   1.0   0-2   磷   最大0.2   硫   最大0.05   硅   0.25   0.5   0.7   0-2   铬   15.5   15   19   10-20   镍   76   72   53.5   平衡   钼   10   0-15   铜   0.25   0-1   钴   1.0   10   钛   2.5   2.5   0-2   铌   0-1   铝   0.7   0.75   0-2   钽   0-1   钒   0-1   钨   0-2   硼   0-0.05   氮   最大0.25   铁   8   7   2   最大10
合成途径:软金属,例如钛或者完全退火的316SS具有合适的 磁性特征,但具有较差的硬度,因而具有较差的切割能力。这些材 料可以在切割或者穿刺表面通过下列工艺局部硬化:(1)将硬材料 边缘铜焊、焊接或者连接到软金属;(2)硬材料例如氮化钛蒸汽沉 积(化学,真空等);(3)离子束植入;(4)经激光或者摩擦加 热局部加热/机械硬化;(5)或者上述方法的组合。
非金属材料选择:用于形成锋利的切割表面的其它非金属材料 包括下列非晶态/陶瓷材料:(1)铝土;(2)氧化锆(包括氧化钇 稳定的);(3)硅石。单晶材料包括:(1)硅;(2)锗;(3) 金刚石形式的碳;(4)兰宝石形式的铝;(5)红宝石。单晶切割 边缘可以使用材料的单晶特性形成。优选蚀刻,例如在1,0,0硅 片上的乙醇-KOH,可用于形成精确角度并由此形成锋利边缘。
穿刺元件的几何形状:刀的几何形状在优化施加到穿刺组织上 的力方面是重要的。套管针的早期锥状设计近来已经被扁平刀设计 所取代。尖和切割角度的理论追溯到1800’s的Augur bits。近年来, 为了磨损组织,切割理论已经被研究,发展并细化。对于给定刀直 径,当扭矩和穿刺力(医生推进套管针的量)固定时,支配这种优 化的关键因素是尖端的几何形状。当其与组织层分离时,主要穿刺 力(大约90%)由尖端控制。使用较小的穿刺力是有利的,因为这 可引起较小的痛苦。在插入刀的同时在两个方向上都有120度的扭 转运动。使刀推进的穿刺力没有被测量。可给出的假设是套管针以 大约5lbs推动。切割刀是尖端的主要元件,其分离(切割)组织。 在当前设计(图48)中,有30到35度的锐利锥角,同时扁平刀垂 直于表面。本发明使用偏置的切割边缘和切割角度以及在中心处的 副扁平锥尖角,研究了最优化尖端设计的优化,如图49A-49B所示。
定义:动态切割角(αdyn):在通过切割边缘上的一点和垂直于 穿过该点并与钻中心孔轴相交的水平线的平面中,位于倾斜面和包 含切割边缘和切割速度向量两者的平面的法线之间的测定角度。切 割速度向量是旋转切割速度向量和进刀速度向量的向量和。这是可 在分离的组织层中使用的切割角度,具有在图50中所示的正向角和 在图21中所示的负向角的几何形状。
如上所解释的,切割刀中任何给定点都具有两个速度向量。在 当前设计中α=0,因为刀垂直于切割边缘。假定刀的切割边缘被分 成许多小的元素(N)。假定每个元素经历正交切割。计算切割边缘 上任何瞬时和空间位置的动态倾角的方法可基于几何因子而建立。 每个瞬时的扭矩可通过下列方程确定:
T [ total ] = Σ i = 1 N [ F p , F n ( f ( α d ( i ) , woc ( i ) ) × r ( i ) ) ]
其中αd(动态切割角)和r(i)(每个元素距钻孔轴的半径)对 于切割边缘上的每个元素来说都是变化的。
当前设计和建议的设置之间的差别在于切割边缘(WOC)的宽 度变化,切割角度可以更陡(范围从40到60度)。这是作为给定1 in-lb扭矩和Xlbs刺入的切割相反的问题。在尖端得到更小的穿刺力 是最好的几何形状。这可经过分析产生并在湿润实验中检验。
问题说明是:Ttotal=常数-基于几何形状的减小Fn。
使用偏置切割边缘并使用40到60度的更具侵入性的切割角度, 这是可能的。
切割边缘还具有多个刀状4以增力WOC。切割边缘不应是锋利 的以避免刨沟。它可以具有5千半径来优化穿刺力。扁平刀可如图 52A-52B中所示进一步优化。
在图53-57中,闭塞器3000将扁平刀3002接合到提供多功能腔 3006的中空轴3004上。扁平刀3002连接在在两个远端倾斜的三角 支架3010、3012之间形成的垂直槽3008中。中空轴3004的近端3014 提供压力零件3006,将腔3006用于到靠近扁平刀3002的可成像侧 槽3018的气体或者流体输送。在图53、55中,近端3014上的外接 合零件包括靠近周向环形槽3022的周向突出的环3020。在图55中, 通过相对的横侧到可成像侧槽3018的通风孔3024允许在套筒中平 衡压力或者在套筒中使用真空腔(在图53-57中未显示)。在图56、 57中,顶部导槽3026纵向向下穿过中空轴3004的近端部分3014, 使套筒的接合可被锁定,将可成像侧槽3018与套筒中的侧窗孔对准。 在图53、55中,可成像侧槽3018的圆形导引和牵引边缘3028、3030 将组织创伤降到最低。作为替代,顶部导槽3026可允许视觉标引, 使在穿刺过程中可确保可成像侧槽3026旋转不再与侧窗孔对准,防 止组织进入成像侧槽3018中。此后,可成像侧槽可旋转成对准,用 于成像确定和/或使用多功能腔3006。
在图58-60中,闭塞器3100将扁平刀3102接合到实心杆3104 上。扁平刀3102连接在在两个远端倾斜的三角支架3110、3112之 间形成的垂直槽3108中。靠近扁平刀3102的可成像侧槽3118与随 后插入的活检装置(在图58-60中未显示)的侧窗孔对应定位。在图 58-59中,可成像侧槽3118的圆形导引和牵引边缘3128、3130将组 织创伤降到最低。特别参考图60,沟槽(“独木舟式”)凹槽3132 在可成像侧槽3118中形成,以进一步强调可成像性。实心杆3104 具有横截面卵形形状以对应包括具有更狭窄的低重心“导气管”形 状的真空腔的探头。在图58-59中,纵向间隔设置的成像空腔,示为 圆柱形垂直孔3140、3142、3144、3146,具有向靠近沟槽(独木舟 式)凹槽减小的直径以进一步强调可成像侧槽3118。
在图61-64中,闭塞器3200将扁平刀3202接合到实心杆3204 上。在图62中,扁平刀3202连接在两个远端倾斜的三角支架3210、 3212之间形成的垂直槽3208中。转向图61-63,靠近扁平刀3202 的可成像侧槽3218与随后插入的活检装置(在图61-64中未显示) 的侧窗孔对应定位。在图61-62中,可成像侧槽3218的圆形导引和 牵引边缘3228、3230将组织创伤降到最低。在图61-63中,沟槽(“独 木舟式”)凹槽3232在可成像侧槽3218中形成,以进一步强调可 成像性。实心杆3204具有椭圆形横截面以对应包括具有更狭窄的低 重心“导气管”形状的真空腔的探头。在图61-62和64中,纵向间 隔设置的成像空腔,示为圆柱形垂直狭条3240、3242、3244,具有 向靠近沟槽(独木舟式)凹槽3232减小的直径以进一步强调可成像 侧槽3218。每个狭条3240-3244分别经过远端和近端开口3246、3247 与中空轴3208的顶部连通,以在通入捕获的空气的同时填充流体。 特别参考图64,远端纵向狭条3240具有圆柱形横截面。中间纵向狭 条3242具有圆柱形横截面,其与远端纵向狭条3240的下部部分对 应。近端纵向狭条3244具有圆柱形横截面,其比其它纵向狭条3240、 3244的侧向更窄,并具有相同的垂直高度,但略微从中间纵向狭条 3242向上偏压。
在图65-68中,闭塞器3300将扁平刀3302接合到实心杆3304 上。在图66中,扁平刀3302连接在在两个远端倾斜的三角支架3310、 3312之间形成的垂直槽3308中。转向图65-67,靠近扁平刀3302 的可成像侧槽3318与随后插入的活检装置(在图65-68中未显示) 的侧窗孔对应定位。在图65-66中,可成像侧槽3318的圆形导引和 牵引边缘3328、3330将组织创伤降到最低。在图65-67中,沟槽(“独 木舟式”)凹槽3332在可成像侧槽3318中形成,以进一步强调可 成像性。实心杆3304具有横截面椭圆形状以对应包括具有更狭窄的 低重心“导气管”形状的真空腔的探头。在图65-66和68中,纵向 间隔设置的成像空腔,示为圆柱形垂直狭条3340、3342、3344,具 有向靠近沟槽(独木舟式)凹槽3332减小的直径以进一步强调可成 像侧槽3318。每个狭条3340-3344分别经过远端和近端开口3346、 3347与中空轴3308的顶部连通,以在通入捕获的空气的同时填充流 体。特别参考图68,远端纵向狭条3340具有圆形横截面。中间纵向 狭条3342具有圆柱形横截面垂直顶部,其与远端纵向狭条3340对 准,并具有小于垂直高度但大于同一狭条的侧向宽度的直径。近端 纵向狭条3344具有圆柱形横截面,其与远端纵向狭条3340的侧向 宽度相同,并具有与中间纵向狭条3342对准的垂直底部。
在图69-75中,得到确认的是,对于用于MRI相容性锋利尖端 的闭塞器轴而言,使用“暗”MRI相容性材料获得了足够的成像造 影,所述锋利尖端嵌件注塑有高模数、热塑性合成树脂,例如PEEK, Radel,或者液晶聚合物(LCPs)例如VECTRA。位于合适位置的“明 亮”粘弹性材料和/或水吸收/包含聚合物可定位套管(例如,活检装 置的可拆卸探头或者其尺寸适于容纳活检装置的探头的套筒)的侧 窗孔。
在图69中,具有30度角侧槽的闭塞器的左侧MRI图像显示, 使用穿过侧槽的MRI部分获得了针对组织的足够造影。
在图70中,使用具有60度角的闭塞器的更加平缓过渡提供了 类似结果。
在图71中,具有带独木舟式凹穴的侧槽的闭塞器的左侧MRI 图像。
在图72中,在其中具有腔的图53的闭塞器左侧MRI图像填充 有含水流体。
在图73中,具有腔的图53的闭塞器左侧MRI图像显示将水浸 泡的胶原插头插入到腔中。
在图74中,图58的闭塞器左例MRI图像填充有含水凝胶(例 如购自JOHNSON&JOHNSON的KYJELLY)。
在图75中,图63的闭塞器左侧MRI图像具有填充有钆的狭条。
理想的是具有一次性基准仪器,其有利地由用户填充并且甚至 是一次性的。因此,诊断灵活性通过允许空置基准仪器具有更长的 存放期、简化的灭菌工艺简化的储藏(例如更宽的温度范围)和减 少的包装要求而得到增强。另外,终端用户可选择造影剂和其它可 成像材料。
虽然已经通过描述多个实施方式对本发明进行了描述,虽然这 些示例性实施方式已经描述得相当详细,但这并不是想限制本申请 或者以任何方式将所附的权利要求的范围限制得如此详细。其它优 点和修改对本领域技术人员来说是可以想到的。例如,其它成像模 式可借助本发明的公开而想到。
作为另一个例子,可成像侧窗孔的各种形状可包含在靠近定位 套管侧窗孔处的侧向表面。例如,代替圆柱形孔,具有其它横截面 形状的孔也可包含(例如三角形、椭圆形、正方形、矩形、八角形 等)。
作为另一例子,与使用非对称针的基于侧腔真空辅助的活检的 活检装置不同,与本发明的各个方面一致的应用可包括具有由周向、 共轴或者中间提供的真空阻抗的轴对称针。此外,除了轴对称 MAMMOTOME侧腔外,闭塞器还可形成适于容纳圆柱形几何形状 设计的形状。
相关申请的交叉参考
本申请要求Hughes等人于2004年5月21日提交的题为“MRI BIOPSY DEVICE”、序列号为60/573,510的美国临时专利申请的 优先权,其公开的内容通过全文引用包含于本申请中。
本申请要求Hughes等人于2005年3月10日提交的题为“MRI BIOPSY DEVICE”、序列号为11/076,612;Hughes等人于2005年 4月12日提交的题为“MRI BIOPSY DEVICE LOCALIZATION FIXTURE”、序列号为11/103,959;Tsonton等人于2005年4月 12日提交的题为“MRI BIOPSY APPARATUS INCORPORATING A SLEEVE AND MULTI-FUNCTION OBTURATOR”、序列号为11/103, 718的三份美国非临时专利申请的优先权,所有这三篇文献的公开内 容均通过全文引用包含于本申请中。
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