CN101325914A - 采集骨和骨髓的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于采集骨和骨髓的设备和方法。所述设备可以包括驱动器，其用于可释放地与骨内装置接合。该骨内装置可以包括具有第一端的插管，该第一端用于穿透骨和骨髓并且允许抽取骨和/或骨髓部分。该插管可以具有第二端，该第二端用于可释放地与骨髓采样设备接合。该设备可以包括可移除的套管针。所述可移除的套管针可以具有用于输送骨和/或骨髓部分的内部通道。该可移除的套管针可以具有与上述内部通道连通的内部通道和侧口。所述可移除的套管针可以具有用于穿透骨和骨髓的第一端。

Description

采集骨和骨髓的设备和方法
技术领域
本发明涉及这样的设备和方法，它们用于从骨和/或关联的骨髓获得活检样本，以及用于获得大量的骨和/或关联的骨髓，以用于诊断目的和/或用于干细胞和/或骨髓的移植。
背景技术
在许多临床的状况中，重要的是能够进入和提取骨髓。在某些情况中，有必要利用骨髓或者干细胞移植来治疗疾病，以在高剂量化疗之后恢复身体内的血细胞功能。上述状况包括急性白血病、脑瘤、乳腺癌、霍奇金病、多发性骨髓瘤、成神经细胞瘤、非霍奇金淋巴瘤、卵巢癌、肉瘤和睾丸癌。在其他的情况中，也必须进入骨髓以获得用于诊断性试验的骨髓样本。这些状况包括任意类型的癌症和任意起因的血液疾病。
进入骨和关联的骨髓以获得少量活检样本或者抽吸大量的骨髓会很困难、产生创伤和有时甚至很危险，这取决于用于采集骨和/或关联骨髓的选定目标区、操作者的技能和患者的解剖构造。用于进入骨和关联骨髓的许多现有的装置和方法可以包括利用其中设置有可移除套管针的骨内(IO)针。可以用手柄来向作为一套组件的IO针和套管针施加压力并且将其手动地旋转。上述的手动IO装置通常需要相当大的力来刺穿骨的外皮层。施加这样的力会导致患者疼痛，有时也会损伤骨和/或IO装置。
当从患者的胸骨采集骨和/或骨髓时，过度的力会刺透胸骨并可能损伤心脏和/或大血管。当从骨结构较软的儿童或者骨由于疾病(癌)而恶化的任何患者身体上采集骨髓时，也会产生损伤。
提取用于诊断目的的骨和骨髓样本通常是很困难的。有时候，采用标准的活检针不能成功地提取骨和/或骨髓的核心样本。因此，有必要在不同的位置多次插入，以获得令人满意的骨和/或骨髓活检样本。对于医护人员的危险也是较高的，因为对血液污染锐利工具的操纵次数增加了。意外的针刺和错过目标区可能进一步地使程序复杂，也增加了医护人员和/或患者的危险。
常规的骨髓移植方法需要多个刺入位置(每个患者达到20个)，以获得足够的骨髓(样本量)来执行常规骨髓移植。这通常是劳动密集的程序。常规的活检针一般在插入时需要相当大的手动施力。该力会导致失控或操作者疲劳。当活检针在适当的位置上时，关联的套管针通常被移除，并且将注射器连接到活检针以抽吸几立方厘米的骨髓。之后，活检针抽出。用活检针在与第一个位置通常间隔大约一厘米的一个新位置穿刺，重复上述程序。
发明内容
本发明的一个方面可以包括这样的设备和方法，它们用于进入骨和/或骨髓，带给患者的创伤最小，并且还允许在第一次穿透骨时就能取出足够量的骨和/或骨髓。上述设备可包括动力驱动器和具有外部穿透器的骨内装置。该外部穿透器可以具有尖端或者第一端，以用于穿透骨和关联的骨髓。该外部穿透器还可以具有纵向孔，以用于从目标区取出骨样本和/或骨髓。该外部穿透器可以用来在有或者没有内部穿透器的情况下采集骨和/或关联的骨髓。
对于一些实施例，可移除的内部穿透器可以是可滑动地设置在外部穿透器内。该内部穿透器可以具有用于穿透骨和/或骨髓的第一端。该内部穿透器还可以具有用于从目标区移取骨和/或骨髓部分的纵向孔。对于一些应用，该内部穿透器通常可以是实心杆或者轴。对于其它的应用，该内部穿透器可以具有穿过其延伸的纵向孔。对于另一些应用，该内部穿透器可包括形成在第一端附近的腔或者室。
一个实施例可以包括通过把内部穿透器的部分可滑动地设置在中空的外部穿透器内以形成骨内(IO)装置来采集骨和/或骨髓的方法。该IO装置可以利用动力驱动器插入到骨和/或关联的骨髓中。该内部穿透器可以从中空的外部穿透器移除。然后，吸力可以施加于该中空的外部穿透器，以通过此中空的外部穿透器来提取骨和/或骨髓部分。
一种依照本发明教导的采集骨和/或骨髓的方法，其可以包括把一中空的外部穿透器和一内部穿透器或者第一套管针插入骨和关联的骨髓。然后，该内部穿透器可以移除，并且骨和/或骨髓的样本可以通过把第二套管针穿过外部穿透器并且插入骨髓中来抓取。该外部穿透器和第二套管针可以相互配合，以在第二套管针插入骨髓的过程中允许第二套管针的一端开启，并且在样本的提取过程中关闭该第二套管针的所述一端。
对于一些实施例，可以提供骨内(IO)装置来从目标区移出相对小量的骨和/或骨髓的样本。对于另外的实施例，可以提供IO装置来从目标区移出相对大量的骨和/或骨髓。所述IO装置可以具有多个侧口，以从与每一个侧口相应的各目标区移出骨髓。
利用动力驱动器将骨内装置插入到目标区以获得骨样本和/或获得骨髓样本，可以基本上减少或者消除许多与手动插入活检针有关的问题。
附图说明
通过下列结合附图进行的描述，可以对本发明的实施例及其优点有更加完全和彻底的了解，图中相似的附图标记表示相似的特征，并且其中：
图1显示了依照本发明教导的可用来从一个或多个目标区抽吸骨髓的骨内装置和相关设备的一个例子，是一些部分剖视的立面和截面示意图；
图2是显示了可以用于在目标区将骨内装置插入到骨和关联骨髓中的动力驱动器的一个例子的等角投影示意图；
图3是依照本发明教导的适宜于用来采集骨和/或骨髓的骨内装置部分剖视的放大的等角投影示意图；
图4显示了依照本发明教导的在选定插入位置安装的骨内装置的一个例子，是一些部分被剖视的立面和截面的分解示意图；
图5A是显示了形成在骨内装置上的骨切割尖端的一个例子的部分剖视的等角投影放大示意图；
图5B是一些部分剖视的示意图，显示了形成在骨内装置上的骨切割尖端的另一个例子的等角投影图；
图6是依照本发明的教导的骨内装置部分剖视的等角投影放大示意图；
图7A是沿图6中线7A-7A的部分剖视的截面示意图，显示依照本发明教导的用于获得骨样本的骨内装置的一个例子；
图7B是依照本发明教导用于获得骨样本的骨内装置的另一个例子部分剖视的截面示意图；
图8A是依照本发明教导的用于在选定目标区采集骨髓的外部穿透器或者插管的部分剖视的等角投影示意图；
图8B是依照本发明教导的用于采集骨髓的内部穿透器或者套管针的部分剖视的等角投影示意图；
图8C是依照本发明教导的用于在选定目标区采集骨髓的具有外部穿透器和内部穿透器的骨内装置部分剖视的等角投影示意图；
图9A是依照本发明教导的在获得活检样本之前在开启位置的骨内装置的一个例子部分剖视的截面示意图；
图9B是依照本发明教导的在获得活检样本之后在关闭位置的图9A骨内装置的部分剖视的截面示意图；
图9C是沿图9A中的线9C-9C截取的截面示意图；和
图9D是沿图9A中的线9D-9D截取的截面示意图。
具体实施方式
参照图1-9D，可以对本发明的优选实施例和它的优点有最好的理解，在此相似的附图标记表示相似的部件。
在此应用的术语“驱动器”可以包括任意类型的适宜于把骨内(IO)装置例如穿透器组件或者IO针安装到选定目标区中的动力驱动器或者手动驱动器。各种各样的方法可以令人满意地用来将IO装置可释放地与动力驱动器和手动驱动器接合或连接。本发明的各个特征和步骤可以关于动力驱动器描述。然而，本发明也可以与手动驱动器一起使用。本发明不局限于与如图2中所示的动力驱动器一起使用。
对于一些应用，动力驱动器或者手动驱动器可以直接与IO装置连接。对于其它的应用，各种类型的连接器可用来将动力驱动器或者手动驱动器与IO装置连接。多种连接器和相关的连接器插座、配件和/或其它种类的具有多种尺寸和结构的连接方式也可以用来令人满意地将IO装置可释放地与动力驱动器或者手动驱动器接合。
本申请中使用的术语“流体”包括任意的液体，包括但不限于血液、水、盐溶液、静脉注射溶液(IV溶液)、血浆或者任意的液体、颗粒物质、溶解的药物和/或适合于注入骨髓或者其它目标区的药物的混合物。术语“流体”在本专利申请中还可以包括任意的体液和/或包含颗粒物质的液体例如可以从目标区域抽取的骨髓和/或细胞。
术语“骨内(IO)装置”在本申请中可以包括用于提供进入骨内空间或者包含骨髓的骨腔的任意的空心针、空心钻头、穿透器组件、骨穿透器、插管、套管针、内部穿透器、外部穿透器、穿透器网具、IO针或者IO针套件。依照本发明教导的插入骨和关联的骨髓中的骨内装置的一个例子如图1和4所示。
多种套管针、心轴和/或轴可以设置在外部穿透器或者插管内。有时，所述套管针、心轴和轴也可以被描述为内部穿透器。依照本发明教导的IO装置通常包括外部穿透器。依照本发明教导的IO装置可以包括或者不包括内部穿透器。
术语“插入位置”、“穿透位置”和“安装位置”在本申请中可用于表示骨内装置可以插入或者钻入骨和关联骨髓的骨上位置。插入位置、穿透位置和安装位置通常由皮肤和软组织覆盖。
术语“目标区”在本申请中用于表示可以依照本发明的教导采集相关骨髓的骨腔的选定部分或者骨腔中的部位。
术语“采集”在本申请中可以包括骨髓活体组织检查和骨髓抽吸。骨和/或骨髓活检(有时称为“针刺活体组织检查”)通常可以表示出于活体检查目的从选定的目标区取出骨和/或骨髓的相对较少的样品或者样本。骨髓抽吸(有时称为“骨髓采样”)通常可以描述为从选定的目标区取出较多的骨髓。相对较多的骨髓可以用于诊断、移植和/或研究。举例来说，一些干细胞研究方法需要相对较多的骨髓。
许多当前的可利用的用于采集骨和/或骨髓的方法需要多于一次的穿透插入骨和关联的骨髓，以获取骨和/或骨髓的充足样本。如果不能满意地从第一次穿透位置获取活检样本，在相同的骨中就需要多个穿透位置。医务人员需要将IO针在相同的骨上插入几个不同的穿透位置，以获得用于移植或者干细胞研究的充足量骨髓。举例来说，从患者的骨盆获得足够量的骨髓需要六个或更多的插入位置。多次插入使患者极其痛苦，并且会使一些人害怕来捐献骨髓。多次插入也会导致利用手动的IO装置执行上述程序的医务人员疲劳。
骨髓移植程序和各种各样的研究程序例如干细胞研究通常需要相对大量的骨和/或骨髓。髋骨通常具有大的骨腔，并且因此经常被用作为采集用于移植程序、干细胞研究程序或者任意的其它需要相对大量骨髓的程序的骨髓的目标区。
在图1和4中显示了安装在髋骨100的一部分也称为髂骨中的骨内装置60。经常用于从髋骨获取骨髓的其中一个穿透位置或者插入位置可以是后骼嵴。参见图1和4。另一个插入位置可以是前骼嵴。
髋骨100可以包括三个部分-髂骨、坐骨和耻骨。通常这些部分在幼年患者体内彼此独立，而通常在成年人体内基本上融合在一起。皮肤和软组织102通常覆盖在髂骨嵴104的插入位置。参见图1和4。所有的骨通常都包括坚韧的、难穿透的皮层。嵴104一般包括皮层106。
图1和4仅仅出于图示的目的放大了皮层。一般皮肤和软组织层102的厚度是7至8毫米(7mm-8mm)。一般皮层106的厚度是约两毫米(2mm)。
如之后的详细描述，依照本发明的教导，穿透器组件或者骨内(IO)装置60可以最小创伤地插入髂骨嵴或者任意的其它插入位置，以获取骨和/或骨髓样本。
肿瘤学家及其他护理人员可能不能成功地获得适宜的骨和/或骨髓的样本，因为现有的活检针有时不能获得骨和/或骨髓的样本。当获得样本时，该样本可能已经损伤或者污染。依照本发明教导的骨内装置可以显著地减少或者消除与获得适宜的骨和/或骨髓样本相关的问题。参见例如IO装置80a(图8A)、80b(图8B)和IO装置160(图9A-9D)。
图1显示了利用依照本发明教导的设备和方法从骨中取出骨髓的一个系统的例子。利用依照本发明教导的设备和方法，骨和/或骨髓的样本可以从任意适宜的骨中获取，包括但不限于胫骨(腿骨)、髂骨(骨盆)或者胸骨(胸)。图1和4显示了插入患者髂骨的目标区内的骨内装置60。
本发明的各个特征可关于动力驱动器200描述。参见图2。本发明的各种特征也可以关于骨内装置60描述。然而，本发明的教导可以令人满意地与多种驱动器和骨内装置一起使用。本发明不局限于骨内装置60或者驱动器200。
对于一个实施例，系统20可以包括真空源或者低压源22、收集容器24、真空管26和收集管28。真空源22可以是泵，例如图1所示，或者可以是病房或者手术室低压真空系统(未特别地示出)的一部分。真空管26可以在真空源22和收集容器24之间延伸。各种类型的管可以令人满意地被用于形成真空管26和/或收集管28。真空管26和/或收集管28的长度可以根据使用系统20的每个机构的情况而改变。
收集管28可以在收集容器24和骨内(IO)连接器组件30之间延伸。各种类型的连接方式和连接器组件，包括但不限于IO连接器组件30，可以用于在IO装置60和吸管28之间流通流体。
IO连接器组件30可以包括接头或者管连接器32，其用于可释放地与收集管28的一端接合，这端是与容器24那端相反的一端。可以令人满意地使用各种类型的与IV管相关联的接头。相对较短的软管34可以在接头32和直角连接器38之间延伸。对于一些应用，流动控制阻断器或者流动控制装置40可以连接到位于接头32和直角连接器38之间的软管34上。
流动控制装置40可以具有如图1所示的第一开启位置，和第二关闭位置(未特别显示)。在与收集管28或者可以连接到IO连接器组件30的其它设备例如IV管(未特别示出)接合和脱开时，流动控制装置40可用来防止流体从IO装置60流出。
流动控制装置40可以由相对柔性的材料形成，其允许压缩或者挤压流动控制装置40，以使得凹口或者钩子46与端部48接合。流动控制装置40的压缩优选的是将使得夹子42和44压缩或者阻断流体通过软管34内腔的流动。凹口46与端部48的接合将使流动控制阻断器40保持在它的第二关闭位置。
直角连接器38可以与软管34的一端接合，这端与接头32那端相反。直角连接器38允许软管34以一角度与IO装置60连接，该角度基本上将不会扭结或者夹闭管34的内腔。直角连接器38还可以包括路厄(Luer)配件39，其大小可以插入到形成在套节70的第一端71中的锥形开口74中。参见图1和4。
锁紧螺帽36可以设置在邻近于路厄配件39的直角连接器38外部上。凸缘35也可以形成在邻近路厄配件39的直角连接器38外部上。锁紧螺帽36可以是可旋转并可滑动地设置在邻近于路厄配件39的直角连接器38的外部上，并且凸缘35设置在锁紧螺帽36和路厄配件39之间。形成在锁紧螺帽36内部部分上的螺纹37可以用来把直角连接器38与形成在邻近于套节70第一端71的螺纹77可释放地接合。
如图1、3、4和6所示的穿透器组件或者IO装置60可以包括连接器50和套节70。连接器50可以描述为部分地由第一端51和第二端52限定的基本上为圆柱状的构形。第一端51中可以包括开口或者连接器插座54，其大小为可以接纳动力驱动器200的连接器216。参见图2和4。
连接器插座或者开口54可以形成为多种构形和/或尺寸。一个或多个辐板(未特别示出)可以形成在从开口54延伸的端部51中。敞开区段或者空隙空间(未特别地显示)可以形成在上述的辐板之间。开口54和相应的辐板可用来将连接器50可释放地与任意的适宜于在选定插入位置安装IO装置的驱动器接合。在一些应用中，金属盘55可以设置在开口54内，以用于将穿透器组件60可释放地与设置在连接器216端部的磁铁(未特别地显示)接合。
对于一些应用，连接器50的外部部分可以包括邻近于第一端51的扩大的锥形部分。多个纵向脊53也可以形成在邻近第一端51的连接器50外部上。该扩大的锥形部分和/或纵向脊53可以允许操作者在将穿透器组件60与驱动器连接的过程中抓住相应的穿透器组件60，并可以有助于连接器50在外部穿透器或者插管80已经插入骨和关联的骨髓之后从套节70脱离。连接器50也可以用来在依照本发明教导的采集骨和/或骨髓的过程中操作附连的套管针或者内部穿透器。
第二开口56可以形成在连接器50的第二端52中。参见图4。在一些应用中，螺纹57可以形成在从第二端52延伸的第二开口56的内部部分上。螺纹57的尺寸可以啮合形成在套节70外部部分上的螺纹77。螺纹57和77可以是路厄锁定连接的构成部分。然而，本发明不限于使用螺纹57和77的方式。锁紧螺帽36的螺纹37和连接器50的螺纹57可以具有类似的构形和尺寸。各种类型的可拆连接包括但不限于其它类型的可以形成在连接器50和套节70的邻近部分上的路厄锁定连接。
套管针或者内部穿透器62可以可靠地与连接器50接合，并从第二端52伸出。参见图4。内部穿透器62的尺寸和构形可选择成允许内部穿透器62可滑动的插入到外部穿透器或者插管80的纵向孔83中。套管针62可以包括第一端或者尖端64。尖端64的尺寸和构形可选择成适合在选择的穿透位置将穿透器组件60插入骨和关联的骨髓。
内部穿透器或者套管针62和外部穿透器或者插管80可以具有足够的长度，以允许在髋骨中距相应的穿透位置4或者5英寸的目标区采集骨髓。内部穿透器62和/或外部穿透器80可以具有六(6)英寸或更长的长度。对于一些应用而言，外部穿透器80通常可以描述为中空的IO针。
套节70可以包括第一端71和第二端72。参见图1和4。套节70的第一端71可以具有基本为圆柱形的销型构形，适合将套节70与连接器50的第二端或套筒端52和锁紧螺帽36可释放地接合。如前所述，形成在邻近套节70第一端71的螺纹77可以可释放地与形成在连接器50开口56内部部分上的螺纹57和形成在锁紧螺帽36内部部分上的螺纹37啮合。
对于一些应用，套节70第二端72的总体构形可以是凸缘。套节70的第二端72的尺寸和构形可以变化，以适应相应的插入位置。套节70可以形成有多种类型的凸缘或者其它适合在邻近相应的插入位置与患者的皮肤接触的构形。
通道76可以从第一端71延伸穿过套节70直到第二端72。从第二端72隔开的通道76部分的尺寸可以选择成适合可靠地将外部穿透器或者插管80的外部部分与套节70接合。插管80的第二端82可以设置在第一端71和第二端72之间的通道76内。
插管80的第一端81可以从套节70的第二端72伸出。从套节70的第一端71延伸的通道76部分可以具有扩大的内径，以适合与各种类型的流体连接器连接。举例来说，参见图1中的形成在直角连接器38的一端上的路厄配件39。
插管或者外部穿透器80可以具有从第一端或者尖端81延伸到第二端82的纵向孔83。第一端81可以具有开口，以允许流体在其中流通。内部穿透器62的端部64也可以穿过外部穿透器80的第一端81中的开口。参见图3和5A。套管针或者内部穿透器62的外部尺寸优选的是选择成允许内部穿透器62穿过外部穿透器80插入，并且当螺纹77与螺纹57啮合后内部穿透器62的第一端64与外部穿透器80的第一端81基本对齐。参见图3和5A。
外部穿透器80的尖端81和/或内部穿透器62的尖端64可用于穿透骨和关联的骨髓。尖端81的构形和尺寸可选择成允许在不采用内部穿透器62的情况下将外部穿透器80插入骨和关联的骨髓。然而，当将IO装置60插入骨和关联的骨髓中时，将尖端64设置在尖端81内可以显著地增加稳定性和最小化外部穿透器80的摆动倾向。在穿透遮盖骨的皮层时，利用带有尖端64的内部穿透器62是特别有益的。
尖端81和64的构形可以选择成以最小的创伤穿透骨、骨髓及患者身体的其它部分。内部穿透器62的尖端64可以具有各种各样的形状，例如带有一个或多个切削表面的大致梯形形状。对于一些应用，尖端81和64可以在相应的制造过程中作为一个单一的单元在一起磨削。参见图5A。
外部穿透器80和/或内部穿透器62可以由各种各样的材料制成，包括但不限于不锈钢、钛或者任意其它的具有适合于穿透骨和关联骨髓的强度和耐用性的材料。插管80与套节70的组合体有时可以称为“骨内针”。套管针62与插管80的组合有时称为“穿透器套件”或者“IO针套件”。
在骨内装置60插入骨和关联的骨髓之后，套节70和特别是第二端或者凸缘72可以用来稳定骨内装置60。在外部穿透器80插入关联的骨髓之后，连接器50的第二端52可以可释放地接合套节70的第一端71。参见图4。上述插入的深度将会取决于插管80的尖端81和套节70的凸缘72之间的距离。环形缝隙或者凹槽73可以形成在第二端72内，其大小可接纳护盖或者针盖(未特别地显示)的一端。缝隙或者凹槽73可用来可释放地将护盖与穿透器组件60接合。
如图2所示，动力驱动器200可以包括壳体202，在其中设置有各种类型的马达和/或齿轮传动装置(未特别地显示)。可旋转的轴(未特别地显示)可以设置在壳体202内部，并且与齿轮传动装置(未特别地显示)相连接。各种类型的配件、连接、连接器和/或连接器插座可以设置在从壳体202的一端204伸出的可旋转轴的一端上。
对于一些应用，销型的配件或者连接器216可以形成在该可旋转轴的一端上。匹配的套筒型配件或连接器插座可以设置在骨内装置上，以便动力驱动器200的连接器216可以可释放地与骨内装置接合。对于一些应用，连接器216可以具有五角形横截面，在其外部形成有锥形表面。
把手206可以包括电池(未特别地显示)或其它的动力源。把手206也可以包括用于起动动力驱动器200的触发装置208。动力驱动器的例子显示在2003年5月30日提交的申请序号为10/449,503的名称为“用于紧急进入骨髓的设备和方法”(Apparatus and Method toProvide Emergency Access To Bone Marrow)的待审专利申请中；和显示在2003年5月30日提交的序号为10/449,476的名称为“进入骨髓的设备和方法”(Apparatus and Method to Access Bone Marrow)的待审专利申请中；以及显示在2005年1月25日提交的序号为11/042,912的名称为“手动的骨内装置”(Manual IntraosseousDevice)的待审申请中。
图4显示了从外部穿透器80移除的内部穿透器62。盖子(未特别地显示)基本上盖在套节70的第一端71之上，除非IO连接器组件30将要迅速地与套节70的第一端71接合，或者另一个穿透器或套管针将要迅速地插入到外部穿透器80中。所述盖子通常与活检针及其他类型的骨内装置一起使用，以防止在其中不希望有的流体连通。
当内部穿透器62已经从外部穿透器60移除时，锁紧螺帽36用来可释放地将IO连接器组件30与套节70的第一端71接合。参见图1。其它类型的穿透器和套管针也可以通过套节70的开口74和外部穿透器80的纵向孔83插入。如图8B所示的内部穿透器62e和如图9A-9D所示的套管针162是上述装置的两个例子，其可以通过套节70的开口74和外部穿透器80的纵向孔83插入。
图5A显示了在由磨削而形成机加工切削表面66和86之后彼此紧邻的内部穿透器62的尖端64和外部穿透器80的尖端81。作为单一单元磨削尖端64和81还可形成相应的刃67a和87a与相应的刃67b和87b。提供匹配的配合允许各尖端81和64作为单一的钻孔单元，以便当穿透器组合件60的部分插入到骨和关联的骨髓中时使插入位置的创伤最小。切削表面66和86、相应的刃67a和87a以及相应的刃67b和87b特别利于用于切割覆盖骨的皮层。对于一些应用，把具有尖端64的内部穿透器62安装在外部穿透器80和尖端81之内可以基本上减少和/或消除当插入或者钻入皮层时IO装置60的摆动倾向。
当穿透器组件更深地钻入骨和关联的骨髓中时，有时纵向槽可以沿着内部穿透器的一侧延伸，以允许骨碎片和/或组织从插入位置排出。图5B显示了可滑动地设置在外部穿透器80之内的内部穿透器162。内部穿透器162的第一端或尖端164可以设置成靠近外部穿透器80的第一端或尖端81。尖端164和81可以具有匹配的机加工表面和刃，如前述关于尖端64和81所描述的。形成在内部穿透器162内的纵向槽165可以从尖端164延伸。当相关的骨内装置安装在插入位置时，纵向槽或缝隙165可以沿着套管针162的侧面延伸，以允许骨髓和/或组织从插入位置排出。
对于一些应用，依照本发明教导的外部穿透器或插管可以包括内螺纹部分，以在IO装置插入骨中时攫取或“购得”骨样本。利用动力驱动器可以增加具有上述内螺纹的IO装置的效率，以在第一次插入骨中时可靠地收集骨样本。
骨细胞起到源细胞作用，以产生或制造用于关联骨髓的红细胞和白细胞。因此，临床医师和医学技术人员常常使用小块的骨(针状体)来判断在插入位置的骨解剖和构造是否正常、健康。仅仅骨髓的样本不能令人满意地表示生产骨髓的骨的情况。骨髓样本不能表明在关联的骨中存在的癌或其它的疾病(尤其是在早期)。
外部穿透器80a和80b的各种特征可以关于如图1和4所示的穿透皮层106以及骨100和骨髓108的相邻部分来描述。然而，如图7A-7D所示的依照本发明教导的骨内装置可以用于从多种插入位置和目标区获得骨和/或骨样本。依照本发明的教导不局限于骼嵴或髋骨。
图7A显示了具有靠近第一端或尖端81设置的内螺纹92的外部穿透器80a。螺纹92的大小可以适于当通过动力驱动器旋转外部穿透器80a时可释放地与骨和/或骨髓样本接合。在外部穿透器80a和前述的内部穿透器62或任意其它适当的穿透器已经穿过皮层106之后，内部穿透器62可以收回。适当的连接器，例如其上没有附带内部穿透器62的第二连接器50(未特别地显示)，可以用于使动力驱动器200重新接合套节70。之后，动力驱动器200可以用于继续使外部穿透器80a插入到期望的插入位置中，这就致使第一端或尖端81获取靠近皮层106的骨和/或骨髓的部分。
外部穿透器80a的继续旋转会导致螺纹92可靠地接合外部穿透器80a的纵向孔83内的骨样本。之后，外部穿透器80a可以从动力驱动器200分离。套节70可以用于使外部穿透器80a从插入位置脱离或收回。通过经外部穿透器80a的第一端81插入适当大小的杆(未特别地显示)，骨和/或骨髓样本可以从纵向孔83取出。该杆可以用于推动骨和/或骨髓样本经过纵向孔83并且离开第二端82。
本发明的一个优点包括，能够改变内螺纹设计，和/或限制螺纹数量，以便优化骨或骨髓样本的保持，同时可以在从相应的外部穿透器或插管取出骨和/或骨髓样本的时候最小化对骨和/或骨髓样本的破坏。例如，与如图7A所示的在外部穿透器80a内设置的多个螺纹92相比，如图7B所示的外部穿透器80b可以仅仅包括一个或两个形成在靠近第一端81的纵向孔83内的螺纹92。与显示的在外部穿透器80a内的大量螺纹92相比，骨和/或骨髓样本常常会更加容易地从一个或两个螺纹92脱离。分别包括在外部穿透器80a和80b中的螺纹92可以基本上减少或消除从目标区取出骨样本和/或骨髓的失败尝试。
本发明的一个特征可以包括，在仅仅在一个穿透位置安装或插入骨内装置的同时对多个目标区取样。例如，如图8A所示的外部穿透器或插管80e可以包括多个形成在其外部的取样口或侧口。对于如图8A所示的实施例而言，外部穿透器或插管80e可以包括从纵向孔83横向地延伸到外部穿透器80e外部的取样口或侧口88a、88b和88c。
取样口88a、88b和88c每个都可用于提供通向三个单独目标区的通路，以用于骨髓抽吸。传统的活检针通常要求采用三个单独的在骨中的插入位置，以提供通向髋骨或其它骨的骨髓中的三个单独目标区的通路。
如图8B所示的内部穿透器或套管针62e可以包括从内部穿透器62e的第一端64延伸到第二端69的纵向孔63。取样口或侧口68可以形成在内部穿透器62e内接近第一端64处。取样口68可以用于在内部穿透器62a的外部和纵向孔63之间传送流体和/或骨髓样本。
各种类型的连接可以设置在内部穿透器62e的第二端69上。对于如图8B所示的实施例而言，由螺纹77和开口74表示的路厄类型连接可以设置在接近末端71处。各式各样的管连接器和各种型式的骨髓抽吸设备可以可释放地与内部穿透器62e的末端71接合。各种方法和程序可以令人满意地用于选择地使取样口68与各个取样口88a、88b和88c对齐。当内部穿透器62a的取样口68分别与外部穿透器80e的取样口88a、88b或88c对齐时，骨髓各部分可以从邻近的目标区吸入。
通常，在身体组织血液开始进入目标区并且常常会随骨髓样本一起被提取之前，仅仅有限体积(几立方厘米)的骨髓可以从任何一个目标区提取。因此，通常需要从多个目标区抽吸骨髓，以获得更大量的骨髓。依照本发明的教导在骨内装置中形成多个取样口或侧口可以允许从单个插入位置获取多个骨髓样本。例如：与在同一插入位置采用传统的活检针相比，三个取样口或三个侧口可以允许获取三倍量的骨髓样本。依照本发明教导的骨内装置插入总次数可以大大减少，同时依然允许收集相对大量的骨髓样本用于移植、诊断和/或研究程序。
对于如图8A、8B和8C所示的实施例而言，可移除的套管针62e可以插入外部穿透器80e的纵向孔83中。取样口68可以与外部穿透器80e的取样口88a对齐。然后，抽吸或者低压真空就可以施加在连接到可移除套管针62e上的路厄型连接的端部71。骨髓样本可以从接近侧口88a的目标区取出，直到在骨髓样本中出现不希望量的组织血液为止。当从侧口88a取出适当量的骨髓之后，可移除的套管针62e可以移到接近取样口88b的位置。可以重复上述相同的程序，以从接近取样口88b的目标区取出适当量的骨髓。相同的取样程序可以在取样口88c和任意其它的取样口或者形成在外部穿透器80e外部部分中的口处重复。
现有的用于获取骨和/或骨髓样本的器具在接合和满意地提取骨和/或关联的骨髓样本时的能力和可靠性方面不太理想。现有的适宜于获取骨样本的器具不能令人满意地用于获取更多的骨髓的流体样本。本发明的一个方面包括提供具有一端可以打开和关闭的套管针，以可靠地获取骨和/或骨髓的样本。
图9A-9D显示了IO装置的一个例子，其具有部分地由套管针限定的样品室或者样本腔，该套管针具有依照本发明教导的一个端部。如图9A-9D所示的IO装置160可以包括外部穿透器或者插管180和套管针162。外部穿透器或者插管180可以包括从第一端181延伸到第二端(未特别地显示)的纵向孔183。纵向孔183可以包括接近第一端181并且从第一端181延伸的扩大的内径部分183a。纵向孔183还可以包括从外部穿透器180的第二端朝向第一端181延伸的减小的内径部分183b。纵向孔183还可以包括在扩大的内径部分183a和减小的内径部分183b之间延伸的过渡部分或者锥形的内径部分183c。参见图9A和9B。
当在穿透位置安装骨内装置160时，内部穿透器例如之前所述的内部穿透器62可以设置在纵向孔183内。当第一端181设置在所需的目标区以获得骨髓样本时，内部穿透器可以从外部穿透器180移除。之后，套管针162可以可滑动地设置在纵向孔183内。参见图9A和9B。
套管针162的长度通常大于外部穿透器180的长度。因此，套管针162的第一端161可以从外部穿透器180的第一端181伸出。套管针162还可以包括从外部穿透器180的第二端延伸的第二端(未特别地显示)。连接器50或者任意其它适宜的把手(未特别地显示)可以连接在套管针162的第二端以用于操作套管针162。
对于一些应用，内部套管针162可以描述为具有“拼合端(splitend)”结构或者“拼合针(split needle)”结构。参见图9A和9D。对于一些应用，套管针162通常可以是从第一端161延伸到第二端的中空管。对于其它的应用，套管针162的接近第二端的部分通常可以是实心杆或者轴(未特别地显示)。
如图9A-9D所示，套管针162可以包括部分地由从第一端或者尖端164延伸的第一段165a和第二段165b限定的拼合端部164a和164b。第一段165a和第二段165b有时也可以称为“钳”。部分地由第一段165a和第二段165b的内部部分限定的相应的腔163a和163b可以与拼合端部164a和164b相邻地形成。所述段165a和165b可以相对较薄，以允许段165a和165b相对彼此而言弯曲，以及相对于外部穿透器180的相邻部分而言弯曲。
相应的突出部或者扩大部分166a可以形成在与第一端或者尖端164a间隔的第一段165a的外部部分上。类似的突出部或者扩大部分166b可以形成在与尖端164b间隔的第二段165b的外部部分上。扩大部分166a和166b有时可以称为“瘤”。扩大部分166a和166b的尺寸和构形可选择成适合套管针162在插管180的减小内径部分183b中的纵向运动。参见图9B。
当套管针162的第一端164从插管180的第一端181伸出时，扩大部分166a和166b可以径向向外伸展到扩大的内径部分183a中。然后，尖端164a和164b可以插入接近端部181的目标区的骨髓中。当套管针162从伸出、开启位置(参见图9A)退回到收回、关闭位置(参见图9B)时，尖端164a、164b和关联的钳165a和165b可以相互配合，以松动骨髓样本108a，并将骨髓样本108a俘获在由钳165a和165b形成的样本腔或者样本室内。当套管针162进一步地从纵向孔183中退出时，扩大部分166a和166b将接触减小的内径部分183b，以将骨髓样本108a可靠地俘获在套管针162内。
图9A、9C和9D显示了外部穿透器180和套管针162的各个部分，套管针162的第一端或者尖端164在开启位置，用于插入到接近外部穿透器180第一端181的目标区的骨髓中。图9B显示了在收回位置的套管针162，骨髓样本108a可靠地接合在部分地由段或者钳165a和165b限定的样本腔或者样本室内。图9C和9D显示了与套管针162相关联的所述“拼合针”结构的相应的横截面。
尽管已经详细描述了本发明和它的优点，应该理解的是在不脱离由随后的权利要求所限定的本发明的精神实质和范围的情况下可以做出各种改变、替换和修改。

Claims (29)

1.用于从目标区采集骨和关联骨髓的部分的设备，包括：
部分地由壳体和从该壳体伸出的驱动轴的部分限定的动力驱动器；
连接器和连接器插座，用于将动力驱动器与骨内装置可释放地接合；
该骨内装置具有用于穿透骨和关联骨髓的第一端；
该骨内装置具有第二端；
在所述第一端和第二端之间延伸的纵向孔；并且
该纵向孔用于采集骨髓。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括：
可滑动地设置在纵向孔中的可移除的套管针；和
所述可移除的套管针具有用于穿透骨和骨髓的第一端。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，可移除的套管针还包括用于在其中传送骨和骨髓的部分的内部通道。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，可移除的套管针还包括具有纵向槽的尖端，该纵向槽用于从在骨中的插入位置释放骨碎片。
5.根据权利要求1所述的设备，还包括用于连接到骨髓抽吸设备的骨内装置的第二端。
6.根据权利要求1所述的设备，还包括：
紧邻纵向孔的第一端设置的内螺纹；并且
该内螺纹在通过动力驱动器旋转该设备的过程中用于接合骨的活体组织样本。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述纵向孔包括用于采集一部分骨髓的至少一个侧口。
8.用于采集骨髓的骨内装置，包括：
具有第一端的外部穿透器，该第一端用于穿透骨和关联的骨髓；
该外部穿透器具有第二端，该第二端用于适应骨髓的采集；
该外部穿透器具有从第一端延伸到第二端的纵向孔；
可移除的套管针，用于可滑动地设置在外部穿透器的纵向孔内；
该外部穿透器中设置有至少一个侧口；
所述可移除的套管针具有至少一个侧口，用于与设置在外部穿透器中的每个侧口对齐，以采集骨髓的邻近部分；并且
该可移除的穿透器具有用于连接到骨髓抽吸设备的第二端。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，可移除套管针的第二端包括路厄锁定连接器。
10.用于从目标区采集骨和关联骨髓部分的设备，包括：
具有第一端的骨内装置，该第一端用于穿透骨和关联的骨髓；
该骨内装置具有第二端，该第二端用于与骨抽吸设备连接；
该骨内装置具有从第一端延伸到第二端的纵向孔；
可释放地与该骨内装置第二端接合的直角连接器；和
在直角连接器和骨抽吸设备之间延伸的收集管。
11.根据权利要求10所述的设备，还包括：
部分地由形成在直角连接器第一端上的路厄配件限定的连接器组件；
设置在直角连接器外部部分上的锁紧螺帽；
该锁紧螺帽具有适合与套节第一端上的相似螺纹可释放地啮合的螺纹；和
形成在紧邻路厄配件的直角连接器外部部分上的凸缘；和
该锁紧螺帽和凸缘彼此配合，以便可释放地将直角连接器与套节的第一端接合。
12.根据权利要求11所述的设备，还包括：
从直角连接器的第二端延伸的软管；
设置在软管上与直角连接器相对的管连接器；
设置在软管上位于直角连接器和管连接器之间的流动控制装置；和
该流动控制装置具有第一位置，用于允许流体在软管中流通，和第二位置，用于阻止流体通过软管流通。
13.用于从目标区采集骨和关联骨髓部分的设备，包括：
具有第一端的骨内装置，该第一端用于穿透骨和关联的骨髓；
具有第一端和第二端的外部穿透器，纵向孔在外部穿透器第一端和第二端之间延伸；
该外部穿透器的纵向孔形成了骨内装置的纵向孔的一部分；
套节，其可靠地接合内部穿透器的第二端；
外部穿透器从形成在套节上的凸缘延伸；
骨内装置的纵向孔穿过所述套节；
经所述套节与骨内装置的纵向孔连通的收集管；
所述收集管连接到容器；以及
该容器与低背压源连接。
14.根据权利要求13所述的设备，还包括所述套节上的凸缘用于允许将骨内装置在病人骼嵴上的插入位置插入。
15.根据权利要求13所述的设备，还包括可移除的套管针，其用于插入外部穿透器，以有助于将骨内装置在插入位置插入。
16.用于采集骨和骨髓的骨内装置，包括：
具有第一端的外部穿透器，该第一端用于穿透骨和关联的骨髓；
该外部穿透器具有第二端，该第二端用于适应骨髓的采集；
该外部穿透器具有从第一端延伸到第二端的纵向孔；
内部穿透器，用于可滑动地设置在外部穿透器的纵向孔内；
该内部穿透器具有第一端，该第一端用于与外部穿透器的第一端合作地穿透骨髓；
内部穿透器具有与内部穿透器的第一端纵向地间隔开的第二端；
连接器，用于在内部穿透器的第二端可释放地连接到外部穿透器的第二端；
当内部穿透器的第二端可释放地连接到外部穿透器的第二端时，内部穿透器的第一端从外部穿透器的第一端中伸出；并且
该连接器可用于可释放地接合驱动器，以允许该驱动器将骨内装置安装在插入位置。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，内部穿透器包括具有纵向槽的尖端，该纵向槽用于从在骨髓中的插入位置释放骨碎片。
18.根据权利要求16所述的设备，还包括：
套管针，当内部穿透器已经从外部穿透器移除之后，套管针可滑动地设置在外部穿透器的纵向孔内；
该套管针的长度大于外部穿透器的长度；
该套管针具有第一端，当套管针可滑动地设置在纵向孔中时，该第一端可以从外部穿透器的第一端伸出；并且
套管针的第一端具有第一开启位置和第二关闭位置。
19.根据权利要求16所述的设备，还包括：
连接到外部穿透器的第二端的套节；
该套节具有在其中延伸的开口，以与外部穿透器的纵向孔连通；
套节中开口大小适于内部穿透器穿过；并且
当内部穿透器可滑动地设置在外部穿透器的纵向孔中时，连接器用于可释放地接合该套节。
20.用于采集骨样本的骨内装置，包括：
具有第一端和第二端的外部穿透器；
该外部穿透器的第一端用于穿透骨和骨髓；
外部穿透器的第一端中形成有开口；
纵向孔在第一端中的开口和形成在第二端中的开口之间延伸；
该纵向孔用于将骨和骨髓的部分从第一端中的开口传送到第二端中的开口；并且
至少一个螺纹设置在外部穿透器的纵向孔内接近外部穿透器的第一端，以在外部穿透器的第一端插入到骨中时抓取骨样本。
21.根据权利要求20所述的骨内装置，还包括设置在纵向孔内接近第一端的多个螺纹。
22.骨内装置，包括：
具有第一端和第二端的外部穿透器，并且外部穿透器的纵向孔从外部穿透器的第一端和第二端延伸；
具有第一端和第二端的套管针，并且套管针的纵向孔从套管针第一端延伸；
该套管针可滑动地设置在外部穿透器的纵向孔内；
套管针分成从套管针第一端延伸的第一段和第二段；
该第一段和第二段可根据套管针相对于外部穿透器而言的位置在开启位置和关闭位置之间移动，并且
第一段和第二段用于在它们之间把骨髓样本抓取。
23.根据权利要求22所述的骨内装置，其中套管针还包括：
分别形成在第一段和第二段的最末端上的尖端；
分别从第一段的尖端和第二段的尖端延伸的弯曲钳；并且
该第一钳和第二钳互相配合，以在套管针移到它的关闭位置时把骨髓样本牢固地抓取在钳之间。
24.根据权利要求22所述的骨内装置，还包括：
贯穿外部穿透器的纵向孔具有靠近外部穿透器第一端的扩大内径部分和与该扩大内径部分间隔开的减小内径部分；
分别形成在每个段的外部部分上与套管针第一端间隔开的扩大部分；
套管针的第一开启位置部分地由设置在外部穿透器的扩大内径部分内的扩大部分限定；并且
套管针的第一和第二段的扩大部分和外部穿透器的减小内径部分之间的接触导致第一和第二段从开启位置移动到它们的关闭位置。
25.根据权利要求22所述的骨内装置，其中第一段和第二段还包括：
各个尖端，它们分别带有从每个尖端延伸的弯曲钳；
所述段根据它们相对于外部穿透器而言的位置可分开或靠拢；和
当所述段位于它们的关闭位置时，所述弯曲钳用于抓住位于弯曲钳之间的骨髓样本。
26.用于执行骨髓活体组织检查的方法，包括：
将骨内装置的一端连接到动力驱动器；
利用所述动力驱动器将骨内装置的对立端插入骨和关联的骨髓；
从骨内装置移除动力驱动器；
在骨内装置的所述一端施加吸力；和
利用所述吸力来通过在所述一端和设置在骨髓内的对立端之间延伸的纵向孔抽取骨髓部分。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括采集用于移植的骨髓。
28.根据权利要求26所述的方法，还包括采集用于干细胞研究的骨髓。
29.根据权利要求26所述的方法，还包括利用医用级别的注射器对骨内装置的所述一端施加吸力以取出大致2立方厘米的骨髓。
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