专利名称：利用红外通信的活检系统的制作方法可以对病人进行活检以帮助确定活检区域内的细胞是否癌变。ー种利用真空的活检设备包括具有真空源的手持式活检驱动器套件和被配置成可卸地连接到活检驱动器套件上的可抛型活检探头套件。例如，ー种用来评估乳房组织的活检技术涉及将活检探头插入所关心的乳房组织区域，以从该区域采集ー个或多个组织样本。 活检探头通常包括具有形成管腔的圆筒形侧壁的活检插管，例如针，其在接近其远端处有穿过侧壁通达管腔的侧采样凹ロ。切割插管被定位成与活检插管同轴以有选择地打开和关闭采样凹ロ。在采样凹ロ打开时对管腔抽真空，从而抽吸采样凹ロ以吸入需采样的组织，然后通过切割插管关闭采样凹ロ以切断组织，并且再通过抽真空将所切断的组织传出管腔并收集起来。在一些情况下，可能希望用远程设备，诸如主机(即，个人计算机)与活检驱动器套件通信。然而，诸如有线USB连接之类的有线链路导致ー种机械解决方案，其具有为设备上的连接器设置的开ロ。这样，就有引入USB连接器終端上的电信号的风险，这会损害活检驱动器套件和/或使活检驱动器套件处于不确定状态。有线连接的另ー个缺点是潮气会通过连接器进入设备。此外，近程射频(RF)无线标准是ー种复杂的解决方案，这种解决方案在电磁兼容性(EMC)、电磁干扰(EMI)和尺寸上都有ー些缺点。
本发明提供了在诸如个人计算机之类的主机与活检驱动器套件之间选择性地建立红外通信链路。如在这里所使用的，在部件名称之前的术语"第一"和"第二"，例如第一 IrDA接口和第二 IrDA接ロ，是用来标识的，以区别具有类似特性的不同部件，而不应理解为ー定蕴含次序的意味，除非另有说明；而术语"第一"和"第二"等等也不排除还包括其他的类似部件。本发明在它的ー种形式中所针对的是ー种活检系统。这种活检系统包括主机和活检驱动器套件。主机被配置成执行与应用关联的程序指令。主机具有第一 IrDA接ロ。活检驱动器套件具有用于执行程序指令的控制器和用于向控制器提供用户输入的用户接ロ。活检驱动器套件具有第二 IrDA接ロ。第二 IrDA接ロ被默认为是禁用的。活检驱动器套件的控制器在启用第二 IrDA接ロ从而启用主机的第一 IrDA接ロ与活检驱动器套件的第二 IrDA接ロ之间的红外通信链路上具有独有的控制权。本发明在它的另ー种形式中所针对的是ー种活检系统。这种活检系统包括主机和活检驱动器套件。主机被配置成执行与应用关联的程序指令，主机具有主机存储器。活检驱动器套件具有控制器、固件、驱动器存储器和建立在驱动器存储器内的事件日志。固件具有在由控制器执行时更新事件日志以记录与活检驱动器套件的使用有关的事件的程序指令。红外通信链路有助于主机与活检驱动器套件之间的通信。主机执行来自应用的程序指令以通过红外通信链路从活检驱动器套件检索事件日志。附图说 明通过參考以下结合附图对本发明的实施例所作的说明可以更为清楚地看到本发明的上述这些和其他一些特征和优点以及获得这些特征和优点的方式，并且可以更好地理解本发明，在这些附图中图I为按照本发明的一个实施例配置的具有安装到活检驱动器套件上的可抛型活检探头套件的活检设备的透视图；图2为图I的活检设备在可抛型活检探头套件从活检驱动器套件卸下后的透视图；图3为示出图I的活检驱动器套件和活检探头套件的各个组件的方框图，其中示意性地例示了在形成图I的活检设备的活检驱动器套件的组件与活检探头套件的组件之间的机械连接；图4为例示在诸如个人计算机之类的主机与图2的活检驱动器套件之间建立的红外通信链路的方框图；以及图5为示出图4的活检驱动器套件的与图4的活检驱动器套件的微控制器単元通信的IrDA接ロ的详细情况的方框图。在一些视图中相应标记字符所标的始終是相应的部件。在这里所给出的这些范例例示了本发明的一个实施例，而这样一些范例不应被视为以任何方式对本发明的范围进行限制。插管驱动器72可以包括电动机80，其通过齿轮、齿轮传动链、皮带/滑轮机构等等中的一个或多个连接到传动单元82 (示意性地示为一条线)上。电动机80可以是例如步进电机、直流(DC)电机之类。插管驱动器72的传动单元82被配置成连接到活检探头套件14的插管驱动器机构44上。传动单元82可以被配置成例如具有诸如蜗杆蜗轮机构、齿条齿轮机构之类的旋转-直线运动变换器等等或者螺线管滑块机构等等压缩插管驱动器72内的弹簧。插管驱动器72内的弹簧在弹簧受到压缩时储存能量，而在被松开时释放所储存的能量。例如，在组织采集模式下，插管驱动器72释放所储存的能量，以迅速突发方式推动，即移动插管驱动器机构44，从而与直线静止的采样篮28独立地移动切割器插管30，以切断采样篮28内的组织。在穿刺击发模式下，插管驱动器72释放所储存的能量，以将切割器插管30和采样篮28 —齐推进(发射)，以帮助将活检探头24插入纤维组织。采样篮驱动器74可以包括电动机84，其通过齿轮、齿轮传动链、皮帯/滑轮机构等等之类中的一个或多个连接到传动单元86 (示意性地示为一条线)上。电动机84可以是例如步进电机、直流(DC)电机等等之类。采样篮驱动器74的传动单元86可以被配置成通过诸如齿轮、齿轮传动链、皮带/滑轮机构等等之类中的ー个或多个传送旋转运动，以驱动采样篮驱动器机构46。传动单元86被配置成与活检探头套件14的采样篮驱动器机构46连接，以使采样篮28沿纵轴32沿方向52或54运动。例如，在切割器插管30切断了组织样本后，传动单元86就使采样篮28移动到组织样本取回机构26的样本收集槽42的位置，以将组织样本传送给样本收集槽42。升起驱动器76可以包括电动机88，其通过齿轮、齿轮传动链、皮带/滑轮机构等等之类中的一个或多个连接到传动单元90 (示意性地示为一条线)上。电动机88可以是例如步进电机、直流(DC)电机等等之类。升起驱动器76的传动单元90可以包括齿轮、齿轮传动链、皮带/滑轮机构等等之类中的ー个或多个。传动单元90被配置成与活检探头套件14的样本槽升起机构48连接，以实现用来升起和降低样本收集槽42的样本槽升起机构48的斜板的线性平动。例如，在传动单元86将采样篮28移动到样本收集槽42的位置吋，传动单元90操作样本槽升起机构48，以使样本收集槽42降低，并将组织样本铲出采样篮28。模式选择驱动器78可以包括电动机92，其通过齿轮、齿轮传动链、皮帯/滑轮机构等等之类中的一个或多个连接到传动单元94(示意性地示为一条线)上。电动机92可以是例如步进电机、直流(DC)电机等等之类。传动单元94可以被配置为由电机驱动的直线运动变换器，诸如例如蜗杆蜗轮机构、齿条齿轮机构等等之类，或者可以是提供直线运动的螺线管滑块机构。模式选择驱动器78的传动单元94被配置成与活检探头套件14的模式选择驱动器机构50连接，以便于使模式选择驱动器机构50内的滑块机构直线运动，从而在组织采集模式和穿刺击发模式之间进行选择。例如，使模式选择驱动器机构50内的滑块机构沿方向52移动可以选择穿刺击发模式，而使模式选择驱动器机构50内的滑块机构沿方向54移动可以选择组织采集模式。 在活检作业中，在控制器56的控制下，模式选择驱动器78通过模式选择驱动器机构50选择穿刺击发模式，并且插管驱动器72操作插管驱动器机构44以将采样篮28和切割器插管30 —齐射入需活检的组织。穿刺击发模式是任选的，由进行活检作业的医师确定。然后，模式选择驱动器78通过模式选择驱动器机构50选择组织采集模式。在将活检探头24相对于需活检的特定组织区域定位到适当深度和朝向后，插管驱动器72通过插管驱动器机构44线性驱使切割器插管30，沿纵轴32朝方向52横越采样篮28的采样凹ロ 36，从而露出采样凹ロ 36。激活连接到与采样凹ロ 36流体连通的真空导管上的真空源60，将组织吸入采样凹ロ 36。为了采集组织样本，插管驱动器72通过插管驱动器机构44线性驱使切割器插管30，沿纵轴32朝方向54横越采样篮28的采样凹ロ 36，从而切断下垂入采样凹ロ 36内的组织。此后，采样篮驱动器74通过采样篮驱动器机构46使采样篮28沿纵轴32朝方向52退回到样本收集槽42的位置，升起驱动器76通过样本槽升起机构48操作以使样本收集槽42降低，以随着采样篮28继续朝方向52运动将组织样本铲出采样凹ロ36。如果希望从病人身上采取多个样本，就可以将活检设备10复位后再重复以上所描述的作业。虽然可以用活检探头套件14来从单个病人身上采集多个组织样本，但活检探头套件14是可抛型的，并且不希望应用于多个病人。相反，活检驱动器套件12预定为用于多个病人，并且可以与多种活检探头套件配合使用。按照本发明的ー个方面，參见图4，可以在主机102与活检驱动器套件12之间建立红外通信链路100，以便于在活检驱动器套件12与主机102之间进行双向通信。红外通信链路100例如是基于红外线数据协会(IrDA)标准的。可以在红外通信链路100上传送的信息包括例如与活检驱动器套件12的使用模式关联的事件日志、在生产活检驱动器套件12期间从主机102下载给活检驱动器套件12的设备參数和在生产期间和/或在使用中通过主机102进行测试时有助于遥控活检驱动器套件12的设备功能的遥控命令。通常可以发现，红外通信链路100在与活检驱动器套件12配合使用时优于诸如有线USB连接之类的有线链路，这是因为有线USB导致具有通向设备上的连接器的开ロ的机械解决方案。这样，红外通信链路100避免了在有线USB连接器终端上引入任何电信号(其会损害活检驱动器套件12和/或使活检驱动器套件12处于不确定的状态)的安全风险。此外，红外通信链路100还避免了有线连接会让潮气通过连接器进入设备中的缺点。此外，还可以发现，在与活检驱动器套件12配合使用上，红外通信链路100优于近程射频(RF)无线通信链路，这是因为RF无线标准是ー种复杂的解决方案，并且就电磁兼容性(EMC)、电磁干扰(EMI)和解决方案的尺寸来说都有ー些缺点。主机102可以是例如个人计算机，包括诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或非易失RAM(NVRAM)之类的主机存储器105、诸如键盘之类的输入装置和显示监视器。主机102还包括微处理器和通常至少ー个诸如硬盘驱动器、⑶-ROM和/或DVD单元之类的大容量数据存储装置，以及输入/输出(I/O)接ロ。在本实施例中，主机102包括为IrDA接ロ 104形式的I/O接ロ，作为红外通信链路100的主机侧部分，该I/O接ロ被示意性地例示为具有标准红外通信协议，诸如IrDA协议模块(IrCOMM) 106和IrDA收发机108。IrDA接ロ 104可以例如用商业上可得到的IrDA通用串行总线(USB)保护锁实现。
应用110，即软件程序,可以设置在主机存储器105内供主机102执行。应用110包括需由主机102执行的有助于通过IrDA接ロ 104在红外通信链路100上进行双向通信的程序指令。应用110包括用校验和和数据回显(data echo)验证从活检驱动器套件12检索到的或要传送给活检驱动器套件12的信息以提供数据安全的程序指令。活检驱动器套件12包括为IrDA接ロ 112形式的输入/输出(I/O)接ロ，其适合用作红外通信接ロ 66 (见图3)，作为红外通信链路100的驱动器侧部分，该I/O接ロ被示意性地例示为具有标准红外通信协议，即IrDA协议模块(IrCOMM) 114和IrDA收发机116 (也參见图5)。IrDA 协议模块 114 可以是例如可从 Microchip Technology Incorporated 得到的 MCP2155 IrDA 协议栈处理器(MCP2155 IrDA Protocol Stack Handler)。IrDA 协议模块114建立和控制在活检驱动器套件12与主机102之间的低层IrDA通信。IrDA 收发机 116 可以是可从 Vishay Semiconductors 得到的 TFDU4300-TR1。IrDA收发机116用作电信号与红外光源117之间的接ロ。活检驱动器套件12包括具有在由微控制器119 (见图5)执行时有助于通过IrDA接ロ 112在红外通信链路100上进行双向通信并且还执行来从/向驱动器存储器120读/写数据的程序指令的固件118 (见图4)。固件118可以驻留在NVRAM内并成为微控制器119的一部分，而微控制器119可以形成为总控制器56 (也參见图3)的一部分。微控制器119可以是例如可从Atmel Corporation得到的ATmega64。如图5所示，微控制器119通过通信线DSR、CTS、RTS、RX、TX和IR_ENA与IrDA协议模块114 (IrCOMM)连接。微控制器119还通过通信线IR_ENA与IrDA收发机116通信连接。而IrDA协议模块114通过通信线IR_RX和IR_TX与IrDA收发机116通信连接。IrDA协议模块114起着微控制器119信号与IrDA信号之间的变换器的作用。微控制器119控制所有与IrDA通信有关的功能。所有与IrDA系统的串行通信通过所配备的通用同步异步接收机发射机(USART)端ロ执行，而数据流控制信号例如由通用输入/输出(GPIO)插脚控制，而ー个GPIO插脚控制启用和禁用由IrDA协议模块114和IrDA收发机116形成的IrDA电路。IrDA电路(IrDA接ロ 112)被默认为由IR_ENA禁用，并且只有在技术人员通过用户接ロ 64键入外部IrDA通信模式时才被启用。再来看图4，可以将驱动器存储器120划分成包括例如存储參数组122的区段、存储事件日志124 (事件日志I至事件日志N ;以及事件计数器I至事件计数器N)的区段和存储遥控功能目标信息126的区段。如在这里所使用的，术语"遥控"是指主机102对活检驱动器套件12的远距离操作。參数组122可以包括例如活检驱动器套件12的序号、活检驱动器套件12的固件版本标识号、活检驱动器套件12的实时时钟设置和活检驱动器套件12的多个电机(例如电机80、84、88和92)的电机位置。事件日志124存储与相应的活检事件的发生关联的日期和时间的数据。活检事件可以包括例如与组织样本采集操作关联的事件和/或与穿刺击发操作关联的事件。具体地说，活检事件可以是对插管驱动器72、采样篮驱动器74、升起驱动器76和模式选择驱动器78中的ー个或多个的激励。事件日志124还存储与相应的活检事件关联的事件计数器(事件计数器I至事件计数器N)。事件计数器也可以称为寿命计数器，这是因为每个事件计数器含有所监视的组件的寿命计数。固件118具有在由微控制器119执行时更新相应的事件日志I-N以记录与活检驱动器套件12的使用有关的事件的程序指令。 遥控功能目标信息126标识在活检驱动器套件12内可以由主机102访问的目标器件，以允许诸如在生产エ厂内对活检驱动器套件12进行自动测试和有助于在使用中对活检驱动器套件12进行调整和测试。活检驱动器套件12通过固件118和微控制器119在通过经IR_ENA控制IrDA接ロ 112的启用状态而启用红外通信链路100上具有独有的控制权。例如，IrDA协议模块114 (IrCOMM)被默认为是禁用的，并且仅由在活检驱动器套件12的用户接ロ 64键入的专用命令启用。同样，活检驱动器套件12可以被配置成使得在活检探头套件14安装在活检驱动器套件12上时不能进行主机102与活检驱动器套件12之间的红外通信。作为进一歩的保安措施，在主机102上执行的应用110有助于对活检驱动器套件12的受ロ令保护的访问。一旦活检驱动器套件12的IrDA接ロ 112被启用，就可以在红外通信链路100上开始主机102与活检驱动器套件12之间的通信。主机102的应用110以已知方式提供多个下拉菜単，以在信息检索和參数设置操作期间帮助用户从活检驱动器套件12存取信息和/或在遥控操作期间有助于控制活检驱动器套件12的功能。主机102执行来自应用110的程序指令以通过红外通信链路100有选择地读(SP，检索)參数组122中的ー个或多个參数。例如,參数组122中的有些參数可以是与活检驱动器套件12的多个电机80、84、88和92中的相应电机关联的。这些參数可以是例如用来对活检驱动器套件12的多个机电驱动器58的相应驱动器72、74、76、78定位的电机位置，例如步进电机的计数，其又可以分别驱动活检探头套件14的相应驱动机构44、46、48和50 (见图3)。主机102可以从參数组122检索的其他參数包括活检驱动器套件12的序号、活检驱动器套件12的固件版本标识号、活检驱动器套件12的实时时钟设置等。类似地，主机102可以执行来自应用110的程序指令以通过红外通信链路100有选择地修改參数组122中的ー个或多个參数。例如，主机102可以执行来自应用110的程序指令以有选择地修改与活检驱动器套件12的多个电机80、84、88和92中的相应电机关联的ー个或多个參数。修改电机參数可能是所希望的，例如，以适应不同的合格类型的活检探头套件14。
主机102还可以执行来自应用110的程序指令以通过红外通信链路100从活检驱动器套件12检索事件日志124中的ー个或多个。主机102还可以执行来自应用110的程序指令以分析多个事件日志124以确定活检驱动器套件12的总体使用模式。此外，主机102还执行来自应用110的程序指令以调用遥控操作以使得可以从主机102有选择地控制活检驱动器套件12的多个功能。例如，为了在生产活检驱动器套件12的组件期间对活检驱动器套件12执行测试或者为了在交付给客户后维护活检驱动器套件12，可以进行遥控操作。多个功能可以包括例如分别测试活检驱动器套件12内的多个电机80、84、88和92和所关联的多个机电驱动器58 (包括驱动器72、74、76、78)中的每ー个。该测试可以包括至少以下之一实施多个机电驱动器58的驱动器操作序列、測量多个电机80、84、88、和92的电机电流和通过改变參数组122内的电机位置參数执行对多个电机80、84,88和92中的一个或多个的自动电机调整和校准。
为了减少在红外通信链路100上传送的数据，主机102已在主机存储器105内为多种不同类型的活检驱动器套件12中的每ー种类型存储了相应的描述文件，每种类型的活检驱动器套件12由唯一的驱动器标识号标识。更具体地说，这个描述文件包括列出下列内容的清单參数组122内与多种不同类型的活检驱动器套件12中的特定活检驱动器类型关联的參数的数目、參数的数据类型、只读限制和參数的描述；与特定活检驱动器类型关联的事件计数器I-N的数目、每个相应事件计数器I-N的数据类型和每个相应事件的描述；与特定活检驱动器类型关联的事件日志124的每个事件日志I-N内的行数、每个相应事件日志I-N的数据类型和具有对每个相应事件日志I-N的描述的事件索引表；用于在每种类型的活检驱动器套件12上记录日志的ロ令；与特定活检驱动器类型关联的用来读和改变数据的专有ニ进制格式；以及在使用与活检驱动器套件12的特定活检驱动器类型关联的描述文件之前检查数据一致性的校验和。虽然以上是以至少ー个实施例对本发明进行说明的，但可以在本公开的精神和范围内对本发明作进ー步的修改。因此，本申请应涵盖使用它的一般原理的对本发明的任何变动、运用或修改。此外，本申请还应涵盖在本发明所属技术领域的已知或惯用实践范围内的且落入所附权利要求书的限定之内的有所偏离本公开的情況。


本公开涉及利用红外通信的活检系统。活检系统(10)包括主机(102)和活检驱动器套件(12)。主机被配置成执行与应用关联的程序指令。主机具有第一IrDA接口(104)。活检驱动器套件具有执行程序指令的控制器(56)和向控制器提供用户输入的用户接口。活检驱动器套件具有第二IrDA接口(112)。第二IrDA接口被默认为是禁用的。活检驱动器套件的控制器在启用第二IrDA接口从而启用主机的第一IrDA接口与活检驱动器套件的第二IrDA接口之间的红外通信链路上具有独有的控制权。