WO2004086978A1 - Druckerzeugungseinheit - Google Patents

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WO2004086978A1 PCT/EP2004/003328 EP2004003328W WO2004086978A1 WO 2004086978 A1 WO2004086978 A1 WO 2004086978A1 EP 2004003328 W EP2004003328 W EP 2004003328W WO 2004086978 A1 WO2004086978 A1 WO 2004086978A1
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pressure generating
cylinder
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Norbert F. Heske
Thomas Heske
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B10/0233—Pointed or sharp biopsy instruments
    • A61B10/0283—Pointed or sharp biopsy instruments with vacuum aspiration, e.g. caused by retractable plunger or by connected syringe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A61B2010/0208—Biopsy devices with actuators, e.g. with triggered spring mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a pressure generating unit, in particular a pressure generating unit, which is arranged in the handpiece of a vacuum biopsy device, which is designed in the manner of a syringe and wherein, by retracting the piston in the evacuated cylinder space when switching to the generation of excess pressure, the air supply through the position of the Piston is released.
  • Such a pressure generating unit in a vacuum biopsy device is known from GMS 202 04363 or GMS 20211934.
  • the pressure generating unit is connected via a connecting line to a biopsy needle unit which is injected into the tissue to be examined.
  • the pressure generating unit and the needle unit are arranged in parallel in the housing of a handpiece. In order to take the sample, vacuum is created in the needle chamber by means of the pressure generating unit.
  • a ventilation opening is provided, when released by the syringe plunger the vacuum generated is broken down, so that the air which then penetrates can be compressed by means of the syringe plunger.
  • tissue fluid that penetrated into the cylinder piston space can be released when the ventilation opening is briefly released flow into the interior of the handpiece.
  • the object of the present invention is therefore, on the one hand, to allow the air necessary for the breakdown of the vacuum to flow into the cylinder and, on the other hand, to have one Contamination of the interior of the handpiece due to leakage
  • the evacuated cylinder chamber is connected via a connecting line to the cylinder chamber, which is under atmospheric pressure, on the other side of the piston and an absorbent flow 105 is arranged on the piston spindle.
  • connection between the two cylinder spaces divided by the piston, the connection being released or closed by the position of the piston, and the arrangement of an absorbent flow in the cylinder chamber, which is not under atmospheric pressure, on the one hand allows air to enter the evacuated part of the cylinder from outside flow in and on the other hand, tissue fluid flowing out through the absorbent flow is sucked out of the evacuated cylinder part.
  • the length of the connection is chosen so that the groove after the release of the connection for the inflow of air, which ends in atmospheric pressure
  • cellulose in particular absorbent paper
  • the flow is advantageously held immovably by means of a locking washer arranged on the piston spindle. This has the advantage that the flow cannot move on the piston spindle during operation and the effectiveness of the flow is thereby reduced.
  • the biopsy device Fig. 2 The pressure generating unit with the piston retracted (partially cut)
  • FIG. 1 shows a biopsy device 1 in which the pressure generating unit 2 is accommodated in a housing with a needle unit 3 lying in parallel.
  • the pressure generating device is e.g. driven by an electric gear motor (not shown) via the gear 4.
  • the pressure generating unit 2 which is constructed in the manner of a syringe, consists of a cylinder 5 in which a piston 6 can be moved in a longitudinally displaceable manner by means of a piston spindle 7.
  • the piston spindle drive consists of a gearwheel 4 mounted at the open end of the cylinder, the center of the gearwheel being designed as a spindle nut which interacts with the piston spindle 7 mounted therein.
  • the piston spindle 7 is moved by means of the gearwheel 4 to the connection 8 or to the gearwheel 4, depending on the direction of rotation of the motor.
  • the cylinder of the pressure generating unit has at one end a connection 8 for a connecting piece 9, which is connected to the biopsy needle unit 3.
  • a gear wheel 4 with an internal spindle thread (spindle nut) which interacts with the piston spindle 7, so that the piston 6 travels a precisely defined path to one side or the other with each revolution of the gear wheel, depending on the motor rotation ,
  • the gear wheel can be mounted in the open cylinder end.
  • the piston 3 can be moved via the gear / spindle drive
  • Cylinder base are moved towards or away from the cylinder base towards the gear.
  • Pressure generating unit is in a biopsy device as shown in FIG. 1 and in the
  • GMS 202 04 363 is described in more detail, for example installed; the distance between the housing wall 19 and insertion groove 20 for the piston spindle is chosen so that the pressure generating unit cannot move in the longitudinal axis and the gear wheel 4 is thus supported in the cylinder.
  • a groove 15 in the cylinder wall i.e. in the direction of gear 4
  • a vacuum is built up in the biopsy needle system (see FIG. 3), after the air supply in the cylinder chamber 11 has been released (opening of the interconnector
  • 175 groove is open) - as described below - in the biopsy needle system the previously built up negative pressure (see FIG. 4) is reduced by the inflow of air. If the piston is moved towards port 8 after the air has flowed in, excess pressure is generated in the system.
  • the piston spindle carries the piston 10 with a rubber jacket on the side opposite to the drive, ie on the connection side.
  • the rubber jacket of the piston seals the left cylinder space 11 (space before the connection) from the cylinder space 12 on the inner wall of the piston cylinder.
  • the flow is round and lies lightly against the inner cylinder wall of the cylinder.
  • the flow designed as a perforated disc is slotted.
  • the flow can consist of several individual disks of approx. 1 mm thickness. But it can also be " in one piece. It has an extension of approximately 3 mm
  • a groove 15 is worked into the inner wall of the cylinder wall as a connection 21.
  • the groove depth corresponds to approximately half the wall thickness.
  • the groove length (FIG. 5) is selected such that the groove ends when the air supply is released in the middle of the absorbent flow 14 and, via the groove, the cylinder space 11 to be ventilated with the outside
  • Atmospheric pressure is connected.
  • the groove has two in this position, so to speak
  • an internal groove is provided as a connection from the cylinder space 11 to the cylinder space 12.
  • the connection can also be designed as an external line or a line integrated in the cylinder jacket. It is important for the solution of the problem that the tissue fluid that can escape when the vacuum is released is directed in such a way that the tissue fluid is sucked up by means of an absorbent flow and does not get into the housing.

Abstract

Bei Druckerzeugungseinheiten, insbesondere Druckerzeugungseinheiten, die im Handstück einer Vakuum-Biopsievorrichtung angeordnet sind und die in Art einer Spritze (2) ausgebildet sind, wobei durch Zurückziehen des Kolbens (5) im evakuierten Zylinderraum (11) bei der Umstellung auf die Erzeugung von Überdruck die Luftzufuhr durch die Position des Kolbens freigegeben wird, dringt bei der Belüftung des evakuierten Zylinderraums Gewebeflüssigkeit nach aussen. Es wird daher vorgeschlagen, den evakuierten Zylinderraum über eine Verbindungsleitung (15) mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Zylinderraum (12) hinter dem Kolben zu verbinden und auf der Kolbenspindel ein saugfähiges Fliess (14) anzuordnen.

Description

Druckerzeugungseinheit
Die Erfindung betrifft eine Druckerzeugungseinheit, insbesondere eine Druckerzeugungseinheit, die im Handstück einer Vakuum-Biopsievorrichtung angeordnet ist, die in Art einer Spritze ausgebildet ist und wobei durch Zurückziehen des Kolbens im evakuierte Zylinderraum bei der Umstellung auf die Erzeugung von Überdruck die Luftzufuhr durch die Position des Kolbens freigegeben wird.
Eine derartige Druckerzeugungseinheit in einer Vakuum-Biopsievorrichtung ist aus der GMS 202 04363 oder der GMS 20211934 bekannt. Die Druckerzeugungseinheit ist über eine Verbindungsleitung mit einer Biopsienadeleinheit verbunden, die in das zu untersuchende Gewebe eingeschossen wird. Die Druckerzeugungseinheit und die Nadeleinheit sind parallel in dem Gehäuse eines Handstücks angeordnet. Zur Entnahme der Probe wird Vakuum mittels der Druckerzeugungseinheit im Nadelraum erzeugt.
Um die Druckerzeugungseinheit auch zum Erzeugen eines Überdrucks verwenden zu können, ist eine Belüftungsöffnung vorgesehen, bei deren Freigabe durch den Spritzenkolben das erzeugte Vakuum abgebaut wird, so dass die dann eingedrungende Luft mittels des Spritzenkolbens komprimiert werden kann.
Da durch das Vakuum nicht nur die Probe in den Probeentnahmeraum eingesogen wird, sondern auch Gewebeflüssigkeit, kann insbesondere bei ungünstiger Lage der Druckerzeugungseinheit, bzw. des Handstücks mit Nadeleinheit und der damit verbundenen Druckerzeugungseinheit bei der kurzzeitigen Freigabe der Belüftungsöffnung Gewebeflüssigkeit, die in den Zylinderkolbenraum eingedrungen ist, in den Innenraum des Handstücks ausfließen. Um dies zu verhindern, ist schon vorgeschlagen worden, die Belüftungsöffnung mittels eines Schwammes, der auf der Außenseite des Kolbenzylinders angeordnet ist abzudichten. Dies ist jedoch nicht in allen Fällen ausreichend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher einerseits die für den Abbau des Vakuums nötige Luft in den Zylinder einströmen zu lassen und andererseits eine Verschmutzung des Gehäuseinnenraums des Handstücks durch ausfließende
100 Gewebeflüssigkeit zuverlässig zu verhindern.
I'. —
Die Lösung der Aufgabe wird darin gesehen, dass der evakuierte Zylinderraum über eine Verbindungsleitung mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Zylinderraum auf der anderen Kolbenseite verbunden ist und auf der Kolbenspindel ein saugfähiges Fließ 105 angeordnet ist.
Durch die Anordnung einer Verbindung zwischen den beiden durch den Kolben unterteilten Zylinderräumen, wobei die Verbindung durch die Stellung des Kolbens freigegeben oder verschlossen wird, und die Anordnung eines saugfähigen Fließ im no unter Atmosphärendruck stehenden Zylinderraum kann einerseits Luft von Außen in den evakuierten Teil des Zylinders einströmen und andererseits wird durch das saugfähige Fließ ausströmende Gewebeflüssigkeit aus dem evakuierten Zylinderteil aufgesaugt. Die Länge der Verbindung ist so gewählt, dass die Nut nach der Freigabe der Verbindung für das Einströmen von Luft, die im unter Atmosphärendruck endende
115 Öffnung des Zylinderraums über dem saugfähigen Fließ liegt. Dies hat den Vorteil, dass die beim kurzzeitigen Öffnen der Verbindung evtl. austretende Gewebeflüssigkeit unmittelbar in das Fließ geleitet und von diesem aufgesaugt wird. Die Verwendung eines luftdurchlässigen, saugfähigen Fließ hat darüber hinaus den Vorteil, dass die eintretende Luft gefiltert wird und somit Partikel nicht in den
120 Zylinderraum gelangen.
Als Material für das Fließ hat sich als besonders einfach und preisgünstig die Verwendung von Zellstoff, insbesondere saugfähiges Papier herausgestellt. Vorteilhafterweise ist das Fließ mittels einer auf der Kolbenspindel angeordneten 125 Sicherungsscheibe unverschiebbar gehalten. Dies hat den Vorteil, dass im Betrieb das Fließ nicht auf der Kolbenspindel wandern kann und dadurch die Wirksamkeit des Fließ vermindert wird.
Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert 130 werden. Es zeigt:
Fig. 1) Die Biopsievorrichtung Fig. 2) Die Druckerzeugungseinheit mit eingefahrenem Kolben (teilweise geschnitten)
135 Fig. 3) Die Druckerzeugungseinheit nach dem Erzeugen eines Vakuums durch Zurückziehen des Kolbens
Fig. 4) Die Druckerzeugungseinheit nach Freigabe der Verbindung für die Belüftung
140
Fig. 5) Schnitt A - A durch Fig. 4
Fig. 6) Schnitt B - B durch Fig. 5
145 Fig. 1 zeigt eine Biopsievorrichtung 1 , bei der die Druckerzeugungseinheit 2 mit einer parallel liegenden Nadeleinheit 3 in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Druckerzeugungseinrichtung wird z.B. über einen Elektrogetriebemotor (nicht dargestellt) über das Zahnrad 4 angetrieben.
150 Die Druckerzeugungseinheit 2 , die in Art einer Spritze aufgebaut ist, besteht aus einem Zylinder 5, in dem ein Kolben 6 mittels einer Kolbenspindel 7 längsverschieblich bewegbar ist. Der Kolbenspindelantrieb besteht aus einem am offenen Ende des Zylinders gelagerten Zahnrad 4, wobei das Zentrum des Zahnrads als Spindelmutter ausgebildet ist, das mit der darin gelagerten Kolbenspindel 7 zusammenwirkt. Über ein
155 nicht dargestelltes Ritzel, das auf der Welle eines Elektromotors sitzt wird die Kolbenspindel 7 mittels des Zahnrads 4 je nach Drehrichtung des Motors zum Anschluss 8 oder zum Zahnrad 4 hin bewegt. Der Zylinder der Druckerzeugungseinheit weist an einem Ende einen Anschluss 8 für ein Verbindungsstück 9 auf, das mit der Biopsienadeleinheit 3 verbunden ist. Auf der dem
160 Anschluss entgegengesetzten Seite ist ein Zahnrad 4 mit innen liegendem Spindelgewinde (Spindelmutter) angeordnet, das mit der Kolbenspindel 7 zusammenwirkt, so dass der Kolben 6 bei jeder Umdrehung des Zahnrads einen genau definierten Weg, je nach Motordrehung, nach der einen oder anderen Seite zurücklegt. Das Zahnrad kann im offenen Zylinderende gelagert sein. 165 Je nach Drehrichtung kann also der Kolben 3 über den Zahnrad-/Spindelantrieb zum
Zylinderboden hin oder vom Zylinderboden weg zum Zahnrad hin bewegt werden. Die
Druckerzeugungseinheit ist in einer Biopsievorrichtung wie sie Fig. 1 zeigt und in der
GMS 202 04 363 näher beschrieben ist, beispielsweise eingebaut; der Abstand zwischen Gehäusewand 19 und Einlegenut 20 für die Kolbenspindel ist so gewählt, πo dass die Druckerzeugungseinheit sich nicht in der Längsache verschieben kann und das Zahnrad 4 damit im Zylinder abgestützt ist. Beim Zurückfahren des Kolbens bis kurz vor die Öffnung der Verbindungsleitung 21 , hier einer Nut 15 in der Zylinderwand, also in Richtung Zahnrad 4, wird im Biopsienadelsystem ein Vakuum aufgebaut (sh. Fig 3), Nach Freigabe der Luftzufuhr im Zylinderraum 11 (Öffnung der Verbindungsleitung,
175 Nut ist geöffnet) - wie nachstehend beschrieben - wird in dem Biopsienadelsystem der vorher aufgebaute Unterdruck (sh. Fig. 4) durch das Einströmen von Luft abgebaut. Wird der Kolben nach dem Einströmen der Luft in Richtung Anschluss 8 bewegt, so wird im System Überdruck erzeugt.
180 Die Kolbenspindel trägt auf der dem Antrieb entgegengesetzten Seite, also auf der Anschlussseite, den Kolben 10 mit Gummimantel. Der Gummimantel des Kolbens dichtet an der Kolbenzylinderinnenwand den linken Zylinderraum 11 (Raum vor dem Anschluß) vom Zylinderraum 12 ab. Ist also der Anschlussstutzen 8 über das Verbindungsstück 9 mit der Biopsienadeleinheit verbunden und die Biopsienadel z.B. in
185 ein Gewebe eingebracht, so entsteht durch die Verschiebung des Kolbens zur Antriebsseite ein Unterdruck im Biopsienadelsystem. Der Zylinderraum 12 steht weiterhin unter Atmosphärendruck. An der Seitenwand 13 des Kolbens, die im Zylinderraum 12 liegt, ist ein saugfähiges Fließ 14 angeordnet, das von der Kolbenspindel koaxial durchdrungen wird und das z.B. mittels einer Sicherungsscheibe
190 18, die auf der Kolbenspindel befestigt ist, gehalten wird. Das Fließ ist rund ausgebildet und liegt leicht dichtend an der Innenzylinderwand des Zylinders an. Um es leicht über die Kolbenspindel stülpen zu können ist das als Lochscheibe ausgebildete Fließ geschlitzt. Das Fließ kann aus mehreren einzelnen Scheiben von ca. 1mm Stärke bestehen. Es kann" aber auch einteilig sein. Es hat eine Erstreckung von ca. 3mm. Das
195 Fließ ist unmittelbar auf der Kolbenseitenwand 13 aufgesetzt und wird durch die Sicherungsscheibe gehalten. An dem dem Zahnrad 4 benachbarten Zylinderteil ist als Verbindung 21, eine Nut 15, in die Innenwand der Zylinderwand eingearbeitet. Wie Fig. 5 zeigt, entspricht die Nuttiefe etwa der Hälfte der Wandstärke. Die Nutlänge (Fig. 5) ist so gewählt, dass die Nut bei Freigabe der Luftzufuhr in der Mitte des saugfähigen Fließ 14 endet und über die Nut der zu belüftende Zylinderraum 11 mit dem außen liegenden
Atmosphärendruck verbunden ist. Die Nut hat in dieser Stellung gewissermaßen zwei
„Öffnungen". Die eine „Öffnung 17" endet im Zylinderraum 11 , die andere „Öffnung 16" endet über dem Fließ 14 wenn der Kolben in Öffnungsstellung gebracht wurde (sh. Fig.
4).
Bei Einsatz des Vakuum-Biopsiegerätes nach der GMS 202 04 363 oder 202 11 934 hat sich gezeigt, dass die Sogwirkung der Druckerzeugungseinheit 2 so stark ist, dass je nach Lage der Biopsievorrichtung bei der Probenentnahme mehr oder weniger Gewebeflüssigkeit in die Druckerzeugungseinheit 2 gelangen kann. Durch die Anordnung einer Nut 15 im Innenraum des Zylinders, die vor allem wegen des Abbaus des Unterdrucks erforderlich ist, kann der Ausfluss von Gewebeflüssigkeit, bei der kurzzeitigen Öffnung der Belüftungsöffnung und dem anschließenden Verschließen nicht immer vermieden werden. Da aber die Nut so gestaltet ist, dass die „Öffnung 16" über dem saugfähigen Fließ endet, wird die Gewebeflüssigkeit aufgesaugt und es fließt keine Gewebeflüssigkeit in das Gehäuse des Biopsiehandstücks. Bei der Freigabe der. „Öffnung 16" der Nut (sh. Fig. 4) kann die Luft, die über den Zylinderraum 9 über das saugfähige Fließ über die Nut in den Zylinderraum 11 gelangen und dort das Vakuum abbauen. Die Luft wird also vor ihrem Eintritt in den Zylinderraum 11 gefiltert. Das Einfließen von Gewebeflüssigkeit in das Gehäuse des Handstücks des Biopsiegerätes ist wegen der eingebauten elektronischen Bestandteile unbedingt ' zu vermeiden, da eine Nassreinigung des Handstücks zu großen Schäden an der Elektronik führen kann.
Im Ausführungsbeispiel ist als Verbindung vom Zylinderraum 11 mit dem Zylinderraum 12 eine innen liegende Nut vorgesehen. Die Verbindung kann auch als außen liegende Leitung oder eine in den Zylindermantel integrierte Leitung ausgebildet sein. Wichtig für die Lösung des Problems ist, dass die Gewebeflüssigkeit, die beim Abbau des Vakuums austreten kann, gezielt so geleitet wird, dass die Gewebeflüssigkeit mittels eines saugfähigen Fließ aufgesaugt wird und nicht in das Gehäuse gelangt. Teileliste
1 ) Biopsievorrichtung
2) Druckerzeugungseinheit
3) Nadeleinheit
4) Zahnrad
5) Zylinder
6) Kolben
7) Kolbenspindel
8) Anschluss
9) Verbindungsstück
10)
11) Zylinderraum
12) Zylinderraum
13) Seitenwand
14) saugfähiges Fließ
15) Nut
16) Öffnung
17) Öffnung
18) Sicherungsscheibe
19) Gehäusewand
20) Einlegenut
21) Verbindungsleitung
22)
23)
24)
25)
26)
27)
28)
39)
39

Claims

Patentansprüche 7
1) Druckerzeugungseinheit, insbesondere Druckerzeugungseinheit, die im Handstück einer Vakuum-Biopsievorrichtung angeordnet ist, die in Art einer Spritze ausgebildet ist und wobei der durch Zurückziehen des Kolbens evakuierte Zylinderraum bei der Umstellung auf die Erzeugung von Überdruck die Luftzufuhr durch die Position des Kolbens freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der evakuierte Zylinderraum (11 ) über eine Verbindungsleitung (21 ) mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Zylinderraum (12) auf der Kolben verbunden ist und auf der Kolbenspindel (7) ein saugfähiges Fließ (14) angeordnet ist.
2) Druckerzeugungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als innen liegende (15) Nut im Hohizylinder ausgebildet ist, die bei nach der Antriebsseite zurückgefahrenem Kolben eine Verbindung zwischen evakuiertem
Zylinderraum (11) und dem mit Atmosphärenluft verbundenen Zylinderraum (12) herstellt und dass auf der Kolbenspindel zwischen Kolbenrückseite (22) und Zahnradinnenfläche (23) ein saugfähiges Fließ (14) in dem Zylinderraum (12) angeordnet ist.
3) Druckerzeugungseinheit nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (15) nach dem Öffnen der Verbindung zwischen den beiden Zylinderräumen (11 ,12) über dem Fließ (14) endet.
4) Druckerzeugungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fließ (14) aus saugfähigem Zellstoff besteht.
5) Druckerzeugungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papierfilter als Fließ (14) verwendet wird.
6) Druckerzeugungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließ (14) auf der Kolbenspindel (7) mit einer auf der Kolbenspindel angeordneten Sicherungsscheibe (18) in ihrer
Position gehalten wird.
7) Druckerzeugungseinheit nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließ (14) dicht auf der Kolbenrückseite angeordnet ist und durch die Sicherungsscheibe (18) gehalten wird.
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