遙控導管插入系統的製作方法

2023-10-24 01:09:07

專利名稱：遙控導管插入系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及病人體內醫療器件的定位。本發明特別涉及使用一種遙控系統在病 人體內定位醫療器件，諸如導管(catheters)。或者，本發明也可用於定位和置放心 髒起搏器(pacemaker)和/或心臟復律除顫器導線(defibrillator leads)。
背景技術：
介入(invasive)性治療措施，諸如介入性電生理學治療，是非常複雜的，且目 前需要使用射線(例如熒 視法(fluoroscopy))來觀察如導管等器件的位置，並 在現場幫助確定所述器件在病人身體(例如心臟或循環系統)內的4立置。為了便於 導管的置放，某些領域(其中包括電生理學領域)已經開發了多極、具一定形狀的 可操縱導管。此外，還開發出了三維非螢光透視定位系統，以幫助辨別導管的空間位置，並紀錄其^:置以及心臟的電活動情況。即使隨著上述導管和定位系統的出現，這些醫療措施仍然會使得病人、手術員 和其他工作人員受到高累計量的輻射，這可能會對受照射人員帶來長期的不利影響。 對於病人來講，這種直接照射治療，可能只有一或兩次；然而，對於大工作量的手 術員或工作人員來說，這種直接和間接受到方婦中性照射的情況會持續在長期的多次手術中。為了保護手斜n工作人員不受輻射，人們採用了屏蔽措施，包括穿戴帶有鉛的背心、長外衣、目艮鏡、裙子等。然而這些鉛衣服，特別是鉛背心，相當沉重， 穿在身上非常不舒服，而且穿戴它們會弓l起頸部和腰脊柱損傷。這種鉛屏蔽的一種替代方法是使用"仿"鉛材料，即採用類似鉛的物質來作為 屏障。但是，甚至這種比較輕的屏蔽服裝也會使脊柱持續受力，造成不舒服，並會 隨著時間的推移對頸部、背部和/或骶椎脊柱造成傷害。鑑於人們X寸暴露於輻射的擔心和鉛防護措施的缺陷，已經研製開發了一些技術 和系統使得醫師或技師可以遠距離控制導管的插入和移動。目前市場上已有的導管，諸如球囊擴張血管重建術用導管(balloon dilatation angioplasty catheters),這種導管 一般有至少六個移動範圍。而已知的導管遙控系統都要求4吏用可與某個具體系統相 兼容的專業導管，這種導管比市場上可購買到的現貨供應的導管要貴。另外，已知 的遙控導管插入系統的控制功能不是直觀的，不同於醫學校通常所教授的醫療手段。 為此，要求手術員學會使用一種新的儀器和新的移動控制功能來插入導管。這樣，就需要有一種可以遙控的導管插入系統，這種系統應能使用市場上已有 的導管並能利用所述導管的已知特性。這就使得使用者可以通過一種控制輸入裝置 來使用這種器件，這種控制輸入裝置使得使用者感到很舒服，而且也熟悉如何操作。發明內容本發明的目的之一是提供一種可在病人體內置放醫療器件的設備和方法。本發明的另一 目的是提供一種通過i吏用遙控機器人系統在病人體內定位醫療器 件一諸如導管的儀器和方法。本發明的再一 目的是提供一種在病人體內遙控定位醫療器件的帶有控制手柄的 系統，所述系統包括用於在病人體內定位醫療器件的機器人裝置；用於控制機器人裝置的遙控機構；其中，機器人裝置又包括模塊手柄控制器，用於容置控制手柄。 本發明的再一 目的是提供一種使用所述系統將細細長醫療器件插入病人體內並 實施任一種診斷和/或治療的方法。本發明的所有上述目的和其它目的將通過如下敘述進糹於揭示。根據本發明，提供了一種用於遙控豐幾器人裝置以在人類或動物患者體內插入並 定位醫療器件，如導管的系統和方法。該裝置可以使用具有直接和/或遠程監視能力 的標準螢光透視(帶X射線)/電影造影(cineangiography) /和/或三維標測非透視 成像設備來顯像。本發明的某些實施例允許手術員，例如醫生或其他醫療人員，在 遠離患者真實位置的地方，使用包 SI控站和控制器在內的遙控機構來控制將機器 人裝置在患者體內插入、放置並定位醫療器件，如導管。該導管可被送入體內的非ii血管部分，以便發現目標並記錄、診斷和/或遞送治療或療法。導管送入器可由不帶 轉子的伸縮杆傳動。系統可集成帶有遠程監視器的成像設備，並且可藉由醫療器件 的遠程顯像在體內定位醫療器件。然後可使用上述系統來定位該裝置。在本發明的一實施例中，進入靜脈或動脈血管，或進入非血管是直接由手術員 完成，醫療器件，如導管被插入到導管護套中，然後將其送入、推進並導弓倒適當 的位置。在本發明的另一實施例中，也可實現血管進入。在這些實施例中，進行醫 學治療的手術員能在遠離患者的地方，如在屏蔽控制室中，在患者體內推進，移除， 程形，導引以及偏轉標準的電生理學導管，例如消融導管，避免了暴露在通常與這 些治療有關的潛在的有害輻射之下。以這種方式，本發明可以使醫生或其他醫療人 員不必在進行醫學治療中穿防護服，因為這些防護服可能並不舒適，且效率低下， 並且會導致穿著者受傷。在本發明的另一實施例中，是控制機器人裝置在患者體內定位醫療器件的系統 和方法。醫療器件是細長具有控制手柄的醫療器件，這樣的例子包括導管，導引鋼 絲，導引器護套或導管，以及導引護套或導管。特殊的導管包括，但不限於消融導 管，標測導管，球囊擴張導管，灌注導管，起搏器和/或除顫器導線等。該實施例包 含機器人裝置，其能在患者體內定位醫療器件，還包含遙控機構或系統，其能控制 機器人裝置來定位醫療器件。遙控機構較佳地包含(1)遙控站和(2)與遙控站相 連的控制器。機器人裝置較佳地具有用於容置醫療器件的控制手柄的手柄控制器。 遙控機構可包含遙控站和機器人裝置控制器，其中，手術員，例如醫生或其他醫療 人員可使用遙控站來控制機器人裝置。遙控站包含適當的控制旋鈕、杆、開關、按 鈕、滑塊或其他控制器，例如操縱杆。當由手工操作時，現代的導管裝置能夠在六個移動範圍內移動。例如，導管無 疑能向前和向後移動，以便使導管的較長部分能被插入對象或從中移除。導管也可 柳頃時針及逆時針旋轉。此外，很多導管的末端或尖端能在多個方向上偏轉，被稱 為"可操縱的"。遙控機構也可包含一個或多個魁t器、接收器或收發器，以在遙控站和機器人 裝置控制器之間進行通信，可採用任何有線和/或無線的傳輸機制，包括撥號，電纜， 或寬帶數據機網際網路傳輸。手術員可從一遠離患者位置的地方控制機器人裝置， 包括，但不限於屏蔽控制室。機器人裝置可包含一個或多個傳感器，以將導管動作 和導管在患者體內所處環境的相關信息遞送至遙控站。在本發明的另一實施例中，機器人裝置可設定為允許手術員在患者體內插入醫 療器件，並且在患者體內定位醫療器件。醫療器件可以是導管，機器人裝置可以是^ 導管控第蝶置，其設定為允許手術員使用遙控裝置來在患者體內進行以下的- -個或 多個操作插入導管，推進並送入導管，導引導管，旋轉導管，放置導管，成形導 管，或偏轉導管。導管或其他醫療器件可在患者體內的多個部分和系統中插入和定 位，例如在患者的心臟或循環系統中。在本發明的另一實施例中，細長醫療器件可以是導管，如電生理學導管和域介 入導管。導管或其他醫療器件可用於心臟病治療，血管病治療，放射性治療，腸胃 病治療，或腎病治療，或者上述中兩種或多種治療的組合，並且它也可被用於這些治療，包括遞送生物製品，如幹細胞，生長因子等。導管也可用於標測(mapping), 導管消融(catheter ablation),支架植入術(stenting)，血管成形術(angioplasty), 房顫消融(atrial fibrillation ablation),室性心動過速消融(ventricular tachycardia ablation)禾n/或其他複雜的導管消融(例如多重房性心動過速(multiple atrial tachycardias)等)，或藥物遞送，或這些治療中兩種或多種的組合。在本發明的另一實施例中，機器人裝置包含導管送入器和手柄控制組件。在本 發明的進一步實施例中，控制裝置可包含導管送入器，卡箍模型，手柄控制組件和/ 或導管控制組件。送入器系統可包含外箱體組件，其中外箱體組件可包含外環和一 個或多個齒輪，送入器系統還包含卡箍組件，其中卡箍組件可包含一個或多個卡箍 支架，卡箍，或帶子。該裝置可設計為避免在外環上出現硬連線。例如，可以使用 觸點來使電機通電以及偏轉尖端。手柄組件可包含手柄外箱體組件，該手柄外箱體 組件包含外環和一個或多個齒輪。控制裝置還可進一步包含用於牢固支撐所述醫療 器件的裝置，用於旋轉所述醫療器件的裝置，以及用於以下中一個或多個的裝置 在患者體內成形，偏轉，導引，放置，或定位醫療器件。在本發明的另一實施例中，遙控站可包含操縱杆。在本發明的進一步實施例中， 電腦導航系統可以與帶有傳感器反饋的相同或等同的導管導弓l器系統一同使用，來 將發生在體內真實的移動時的電阻，尖端壓力和導管動作傳遞給遠程導管導弓|器系 繳模型。帶有傳統的護套和導管的人類模型，再加上傳感器，能夠用作控制器來將 信息傳遞給手柄控制裝置和送入系統。這個裝備能夠允許手術員以標準方式插入導 管及操作導管，遠程地在人體內遞送並操作介入導管。遙控機構可以有選擇地包含這樣的設備或模型，使導管可以導入其中或在其中操作導管，就像插入人體的那個導管一樣。導管和模型控制器能將信息向後和向前 發送至導管柄控制裝置和導管送入器系統，以便傳遞操作，對真實的介入系統執行 遠程操作。模型中的傳感器和記錄器(遙控機構)將介入導管真實的觸覺遞送給導 管模型遙控器中的導管。在一個實施例中，該設備或模型模擬人體解剖插入導管。 該模型包含導管護套；導管和手柄和齒輪；以及傳感器，電阻和電晶體。在本發明的另一個實施例中，當集成了成像設備(例如3D標測)時，遙控器是一臺電腦， 其中，導管的平移(translation),動作(movement) /操作(manipulations)者P能被 安全的重複步驟來遠程執行(可能藉助人工介入和/或輸入的能力而自動執行)，從 而安全地到達導管展開(deployment)的目標點。在本發明的另一實施例中，操縱位於操作導管手柄上的手柄，旋鈕和/或開關作 為遠程控制，該遠程控制被轉換為類〗以導管的精確的移動和感覺，該導管是插入人 體內並由機器人操作的導管。在本發明的另一實施例中，機器人裝置包含手柄控制器，有效地容置醫療器件的控制手柄，該醫療器件具有至少三個移動 範圍以及末端;第一電機，連接到手柄控制器，並能軸向移動醫療器件； 第二電機，連接到手柄控制器，並能旋轉醫療器件的末端； 第三電機，連接到手柄控制器，並能偏轉醫療器件的末端；以及 控制單元，連接到第一，第二和第三電機。在本發明的進一步實施例中，第一電機與外螺紋傳動螺杆相連，手柄控制器與 內螺紋傳動支架相連，並且傳動螺杆與傳動支架嚙合。手柄控制器與伸縮杆相連以 便當導管被插入手柄控制器時，使導管的護套被插入伸縮杆中，並且伸縮杆與導管 送入器相連。導管送入器包含位於其末端的夾鉗或連接件，導管送入器固定在標準 導管護套的近端外箱體上，以將導管送入患者體內而不起褶皺。在本發明的另一實施例中，可有多於或少於三個的電機。此外，可以有一後臺 單元來控制第二醫療器件，如導管，探針(skylette)，或導引鋼絲。例如，第一組 件系統可以控制可操縱護套，第二後臺系統或控制器可控制可操縱導管。因此，可 以有多個控制器來獲得額外的機動性。在本發明的進一步實施例中，傳感器設置在靠近第一電機處，傳感器能有效地 檢測第一電機的動作。在本發明的另一實施例中，手柄控制器進一步包含穩定杆，其能有效地容置導 管的撓性部分。在本發明的進一步實施例中，穩定杆能有效地以卡扣方式與導管的撓性部分相配合。力傳感^l皮置入穩定杆中以記錄向前移動導管受到的壓力。如果內箱體發生搖擺，這將是非常有用的，從而使得所有的轉4t力都被傳遞至穩定杆。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器可拆卸地安裝在旋轉組件上。 在本發明的進一步實施例中，手柄控制器包含一圓筒，第二電機與驅動輪相連，驅動輪與圓筒相連。在本發明的進一步實施例中，旋轉組件包含驅動輪和從動輪。 在本發明的進一步實施例中，旋轉組件進一歩包含支撐輪。 在本發明的進一步實施例中，支撐輪是有槽的。 在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含一滑環。 在本發明的進一步實施例中，傳感器設置於靠近第二電機處，傳感器能有效地檢測第二電機的動作。在本發明的進一步實施例中，導管包含旋鈕，其能有效地控制末端的偏轉；並且第三電機與旋鈕相連。在本發明的進一步實施例中，第三電機通過至少一個齒輪與旋鈕相連。 在本發明的進一步實施例中，第三電禾幾通過第一，第二和第三齒輪與旋鈕相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，該延伸部為放置旋鈕限定了開口 。在本發明的進一步實施例中，傳感器設置在靠近第三電機處，傳感器能有效地檢測第三電機的動作。在本發明的進一步實施例中，導管包含旋鈕，其能有效地控制末端的偏轉；並且第三電機與旋鈕相連。在本發明的進一步實施例中，第三電l幾通過至少一個齒輪與旋鈕相連。 在本發明的另一實施例中，第三電機通過第一，第二和第三齒輪與旋鈕相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，該延伸部為旋f醜限定了開口。在本發明的進一步實施例中，控制單7M過線路與第一，第二和第三電機相連。 在本發明的進一步實施例中，控制單元與第一，第二和第三電機無線相連。 在本發明的進一步實施例中，控制單元包含第一，第二，第三電機各自獨立的控制單元。在本發明的進一步實施例中，是一種使用遙控導管移動裝置的方法，該方法包 將第一導管插入第一手柄；將第一手柄插入裝置； 操作該裝置；移除第一導管和第一手柄；將第二導管插入第二手柄中，第二導管具有與第一導管截然不同的結構；將第二手柄插入裝置； 操作該裝置。在本發明所述方法的進一步實施例中，手柄被插入旋轉組件。 在本發明的進一步實施例中，旋轉組件包含驅動輪，從動輪和支撐輪。 在本發明的進一步實施例中，第一導管插入第一手柄中包含將第一導管插入穩 定杆。在本發明的進一步實施例中，第一導管插入第一手柄中包含將第一導管與電機 相連，該電機能有效地將偏轉傳遞至第一導管的尖端。在本發明的進一步實施例中，第一導管插入第一手柄中包含將第一導管與第--手柄夾緊。在本發明的進一步實施例中，在用於遙控在患者體內定位醫療器件的系統中， 該系統包含機器人裝置，其能夠在患者體內定位醫療器件。機器人裝置包含手柄控 制器，其能有效地操縱醫療器件上的任何控制器；傳動器，其能有效地向前向後移 動醫療器件；以及導管送入器，其能有效地在體內遞送醫療器件。該裝置進一步包 含遙控機構，其能有效地控制機器人裝置。醫療器件可以是導管，導引鋼絲(guidewire)，導引器護套(introducer sheath)， 或者導引導管(guide catheter),或者起搏器或除顫器導線。手柄控制器可以是標準 組件，其每個組件都^iS用於某一類型的導管或其他醫療器件。手柄控制器可設置 為特殊導管的形狀。手柄控制器可設置為控制導管的特徵，以便改變它的形狀，輪 廓，並且偏轉導管。導管送入器可包含伸縮單元。伸縮單元可以是消過毒的或一次 性使用的。導管可以是感測，起搏和/或進行除顫的導線。導管可以放置的位置包括 右心房，右心室，左心房，左心室，心臟的心內膜，心臟的心外膜等。在本發明的進一步實施例中，遙控豐幾構包含遙控站機器人裝置控制器，手術員使用遙控站來控制機器人裝置。在本發明的進一歩實施例中，遙控機構包含一個或多個發射器，接收器和/或收 發器，以在遙控站和+幾器人裝置控制器之間進行通信。在本發明的進一步實施例中，機器人裝置由位於遠離患者位置，如屏蔽控制室 的遙控站控制。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器是標準組件。在本發明的進一步實施例中，標準的手柄控制器被特別設計為控制特殊類型或 標準的醫療器件。在本發明的進一步實施例中，標準的手柄控帝'j器被特別設計為控制特定的導管 手柄及其控制器。在本發明的進一步實施例中，標準的手柄控制器被特別設計為控制遞送，定位，放置起博器和域除顫器導線。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器能夠適用於多種不同的醫療器件。 在本發明的進一步實施例中,機器人裝置的手柄控制器與導管的控制手柄嚙合。 在本發明的進一步實施例中，手柄控制器使用導管控制手柄的標準特徵來在患者體內插入導管，導引導管，旋轉導管，放置導管，成形導管，或偏轉導管，或上述中兩種或多種的組合。在本發明的進一步實施例中，導管用於標測和導管消融。在本發明的進一步實施例中，導管用於支架植入術，血管成形術，或藥物遞送 或上述兩種或多種的組合。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含一導管送入系統。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含卡箍(clamp);手柄組件；以及導管控制組件。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含外箱體組件，其中外箱體組件包含外環和一個或多個齒輪；以及卡箍組件，有效地將醫療器件的控制手柄夾緊至U手柄控制器上，其中卡箍組件包含一個或多個卡箍託架，卡箍，或帶子。在本發明的進一步實施例中，手柄組件包含手柄外箱體組件，該手柄外箱體組件包含外環和一個或多個齒輪。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含用於牢固支撐所述導管的裝置； 用於旋轉所述導管的裝置；以及用於在患者體內成形，偏轉，導弓i，放置，或定位導管，或者上述中兩種或多 種的組合的裝置。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一步包含一個或多個傳感器，用於 就導管動作以及在患者體內導管的環境而與遙控裝置通信。 在本發明的進一步實施例中，信息被傳送到遠程站。在本發明的進一步實施例中，遙控機構包含有關在患者體內手工導入或操作導 管的信息，並且控制機構能夠向前和向後發送信息給導管柄控制裝置和導管送入系 統，從而將遠程執行的操作傳遞給真實的介入系統。在本發明的進一步實施例中，遙控器包含-一電腦，使導管動作和操作能夠由安全的重複步驟(safe iterative steps)，程執行，從而安全地到達導管展開的目標點。 在本發明的進一步實施例中，重複步驟在人工監督下執行。 在本發明的進一步實施例中，導管控制手柄上的手柄，旋鈕，開關，或控制器被手柄控制器所操縱，以模擬在患者體內插入的及進行手工操作的同一導管的精確動作及觸覺。在本發明的進一步實施例中，系統被牢固的固定在基座或支架上，從而以.-種 穩定，可預測，安全的方式來對患者遞送醫療器件。在本發明的進一步實施例中，系統通過鎖輪安裝在天花板，桌子，牆壁，地板， 三腳架，或手推車上。在本發明的進一步實施例中，醫療器件是起搏器和/或除顫器導線。在本發明的進一步實施例中，機器人裝置能夠推進和移除導線，並ii7或者順時 針和逆時針旋轉導線。在本發明的進一步實施例中，系統也包含用於為在冠狀靜脈竇(coronary sinus vein)或其分支中起搏或電擊而固定和/或展開導線的裝置，例如，復率器 (cardioverting)或除顫器(defibrillation )。在本發明的進一步實施例中，被展開的是能夠對左心房或左心室應用低壓和/ 或高壓治療的導線。在本發明的進一步實施例中，醫療器件是導弓i鋼絲或探針。在本發明的進一步實施例中，機器人裝置能夠推進及移除導弓l鋼絲或探針，並，或者順時針和逆時針旋轉導弓l鋼絲或探針。在本發明的進一步實施例中，電生理學導管是標測和/或消融導管。 在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行房顫消融。在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行室性心動過速(ventriculr tachycardia)消融。在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行心房撲動(atrial flutter)消融。 在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行房性心動過速(atrial tachycardia)消融。在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行大靜脈電隔離(pulmonary vein isolation)。在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於進行簡單或複雜消融。 在本發明的進一步實施例中，系統能夠用於為旁道介導的心動過速(accessoiy pathway mediated tachycardias)進《亍復^f^消融。在本發明的進一步實施例中，系統具有限制器來限制醫療器件的推進或後退。在本發明的進一步實施例中，機器人裝置包含手柄控制器，有效地容置導管的控制手柄，該導管具有至少三個移動範圍以及 末端；第一電機，連接到手柄控制器，並且至少有效地向前^/或向後移動導管；第二電機，連接到手柄控制器，並且至少有效地旋轉導管；第三電機，連接到手柄控制器，並且至少有效地至少在第一方向上偏轉末端；以及控制單元，連接到第一，第二和第三電機。在本發明的進一步實施例中，第一電機連接到外螺紋傳動螺杆；手柄控制器連 接到內螺紋傳動螺杆；傳動螺杆與傳動支架嚙合。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器與伸縮杆相連，以便當導管控制手柄 插入手柄控制器時，使導管的末端插入並且穿過伸縮杆。在本發明的進一步實施例中，伸縮杆從手柄控制器延伸至導管送入器。在本發明的進一步實施例中，伸縮杆是一可摺疊的管子，其內徑能夠很容易的 遞送，例如導管或導線的醫療器件而不起褶皺。在本發明的進一步實施例中，伸縮杆由互鎖的圓筒構成，使得與手柄控制器最接近的圓筒大於離手柄控制器最遠的圓筒。在本發明的進一步實施例中，伸縮杆是消過毒的。 在本發明的進一步實施例中，伸—縮杆是一次性使用的。 在本發明的進一步實施例中，伸縮杆是可消毒的。在本發明的進一步實施例中，伸縮木幹與導管送入器連接，導管送入器包含一夾 鉗，有效地防止護套起褶皺。在本發明的進一步實施例中， 一特殊設計的夾鉗能夠牢固地將控制器末端固定 在導管護套上，以保持一短的固定距離，以及防止在遠程操作導管時導管起褶皺。在本發明的進一歩實施例中，夾子是消過毒的。在本發明的進一步實施例中，夾子是一次性使用的。在本發明的進一步實施例中，夾子是可消毒的。在本發明的進一步實施例中，系統進一步包含靠近第一電機設置的傳感器，該效地檢測第一電機的動作。 在本發明的進一步實施例中，手柄控制器進一歩包含穩定杆，其能有效地容置傳感器能夠有X導管的撓性部分。.在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中 感器能有效地檢測導管的動作。在本發明的進一步實施例中 有效地限制第一電機。在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中 連，該驅動輪與該圓筒相連。在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中在本發明的進一步實施例中 傳感器能有效地檢測第二電機的動作。在本發明的進一步實施例中，導管包含至4穩定杆能有效地以卡扣方式與撓性部分相配合。 系統進一步包含靠近穩定杆設置的傳感器，該傳系統進一步包含與傳感器相連的限制器，其旨^]多手柄控制器可拆卸地安裝在旋轉組件上。 手柄控制器包含圓筒，並且第二電機與驅動輪相旋轉組件包含驅動輪和從動輪。 旋轉組件進一步包含支^掌輪。 支撐輪是有槽的。 手柄控制器進一步包含滑環。系統進一步包含靠近第二電機設置的傳感器，該-個能有效地控制末端偏轉的控制構件，並且第三電機與至少一個控制構件相連。在本發明的進一步實施例中，每個控制構件是開關，旋鈕，杆，滑塊，齒輪， 或按鈕。在本發明的進一步實施例中，第三電機通過至少一個齒輪與至少一個控制構件 相連。在本發明的進一步實施例中，第三電機通過第一，第二和第三齒輪與至少一個 控制構件相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，該延伸部限定了放置至少一個控制構件 的開口。在本發明的進一步實施例中，靠近第三電機設置有傳感器，該傳感器能有效地 檢測第三電機的動作。在本發明的進一步實施例中，導管包含至少一個能有效地控制末端偏轉的控制 構件，並且第三電機與至少一個控制構件相連。在本發明的進一步實施例中，第三電機通過至少一個齒輪與至少一個控制構件 相連。在本發明的進一步實施例中，第三電機通過第一，第二和第三齒輪與至少一個 控制構件相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，該延伸部為旋鈕限定了開口。在本發明的進一步實施例中，控制單7til過線路與第一，第二和第三電機相連。 在本發明的進一步實施例中，控制單元與第一，第二和第三電機無線相連。 在本發明的進一步實施例中，控制單元包含第一，第二，第三電機各自獨立的 控制器。在本發明的另一實施例中，機器人裝置設置為使延伸至醫療器件的管線在醫療 器件旋轉時不會發生纏結。在本發明的另一實施例中，該系統中的旋轉連接器與醫療器4牛的近端相連。在本發明的另一實施例中，醫療器件是一市售的可操縱導管，導入器護套，起 搏器或除顫器導線，導引鋼絲，或探針。在本發明的另一實施例中，是一種使用遙控機器人導管裝置的方法，該方法包含將第一導管的控制手柄插入第一手柄控制器； 將第一手柄控制器插入機器人裝置； 操作該裝置；移除第一導管和第一手柄控制器；將第二導管的控制手柄，i入第二手柄控制器，第二導管具有與第一導管截然不同的結構；將第二手柄控制器插入機器人裝置；並且操作該裝置。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器被插入旋轉組件。在本發明的進一步實施例中，旋轉組件包含驅動輪，從動輪和支撐輪。在本發明的進一步實施例中，第一導管的控制手柄插入第一手柄控制器中包含 將第一控制手柄插入穩定杆。在本發明的進一步實施例中，第一導管控制手柄插入第一手柄控制器中包含將 第一導管與電機連接，該電機能有效地將偏轉傳送至第一導管的末端。在本發明的進一步實施例中，第一導管控制手柄插入第一手柄控制器中包含將 第一導管控制手柄與第一手柄控制器夾緊。在本發明的進一步實施例中，醫療器件是市售的可操縱導管，導入器護套，起 搏器或除顫器導線，導引鋼絲，或探針。在本發明的進一步實施例中，在結合了圖象技術，用於標測、跟蹤，或用醫療 器件傳送療法的改進方法中，其中，改進之處包括使用本發明的遠程定位控制系統 來定位醫療器件。在本發明的進一步實施例中，在通過向患者體內插入標測和消融導管來進行標 測和導管消融的改進方法中，改進之處包括使用本發明的遠程定位控制系統來定位 導管。在本發明的進一步實施例中，起搏器和/或除顫器導線被放入，展開和/或被旋入。在本發明的進一步實施例中，起搏器和/或除顫器導線被遠程遞送至右心房，左心房，右心室，左心室。在本發明的進一步實施例中，導線被從心外膜，心內膜，或通過冠狀靜脈竇遞送。在本發明的進一步實施例中，是一種用於遙控在患者體內定位醫療器件的系統，該系統包含機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；手柄控制器，能有效地操作醫療器件上的任何控制器； 傳動器，能有效地向前向後移動醫療器件；以及導管送入器，能有效地在體內遞送醫療器件；以及遙控機構，能有效地控制機器人裝置。 在本發明的進一步實施例中，手柄控制器是標準組件，每個組件都適用於一種 特殊類型的醫療裝備。在本發明的進一步實施例中，手柄控制器適用於多種醫療器件。 在本發明的進一步實施例中，是一種用於遙控在患者體內定^立細長具有一近端的醫療器件的系統,該系統包含機器人裝置，用於在患者體內定l立醫療器件；以及遙控機構，用於控制機器人裝置，其中機器人裝置包含手柄控制器，用於容置醫療器件的近端。在本發明的進一步實施例中，是一種用於遙控在患者體內定位醫療器件的系統，該系統包含 '機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；機器人裝置包含 至少兩個控制器；控制大醫療器件的遠端控制器；控制小醫療器件的近端控制器，該小醫療器件穿過大醫療器件，其中控制器能有效地操縱醫療器件上的任何控制器和/或該醫療器件本身；至少兩個傳動器，能夠有效地在遠端醫療器件中向前或向後移動近端醫療器件，也能相對於近端醫療器件而獨立地向前推進遠端醫療器件； 導管送入器，能有效地在體內遞送醫療器件； 遙控機構，能有效地控制機器人裝置。在本發明的另一實施例中，伸縮杆由互鎖的圓筒構成，以便當圓筒靠近手柄控 制器時，它們逐漸變小。在本發明的另一實施例中，伸縮杆由互鎖的圓筒構成，以便當圓筒靠近手柄控 制器時，它們逐漸變大。


23此處所給出的並作為本申請組成部分的如下附圖只用於說明目的，本發明的範 圍並不僅限於此。圖1為根據本發明實施例使用的導管的俯視圖；圖2為根據本發明實施例的遙控導管插入系統的主視圖；圖3為根據本發明實施例的遙控導管插入系統的正視圖；圖4為根據本發明實施例的傳動支架的側向剖視圖；圖5為根據本發明實施例的手柄控制器的透視圖；圖6為根據本發明實施例的手柄控制器的俯視透視圖；圖7為根據本發明實施例的手柄控制器的俯視圖；圖8為根據本發明實施例的手柄控制器的側向透視圖；圖9為根據本發明實施例的手柄控制器的側向透視圖；圖10為根據本發明實施例的遙控導管插入系統的側向透視圖；圖11為根據本發明實施例的穩定杆的側視圖；圖12為根據本發明實施例的伸縮杆的俯視透視圖；圖13為根據本發明實施例的遙控導管插入系統的側向透視圖；圖14為根據本發明實施例的控制器的俯視圖；圖15為根據本發明實施例的系統設置的主視圖；具體實施方式
本發明可以通過參考附圖得到更好的理解。在圖1中，導管142為示意圖，本 發明實施例可以使用該導管。導管142包括使用者可以抓握的手柄部分172。手柄 部分172又包括近端174和抓握部分176。插Aifi端174的可以是導線190或者是 可以嚮導管142提供電力、冷卻液、熱量等的管子。抓握部分176包括調整盤178， 其用於調整旋鈕180鬆緊程度。手柄172的端部是撓性末端186，後者又與末端延 伸的導管護套或管狀構件182相連。正如現有技術中人們所知，導管護套182可通過各種已知方法和裝置插入病人 體內。導管護套182的端部在末端188處。末端188可以包括，例如，電極以提供 電剌激、冷卻液、熱量等。在物理結構上，導管護套182連接到手柄172上，這樣，手柄沿箭頭192或194 方向向前或向後的移動就可以使導管護套182以及末端188同樣移動。如箭頭196和198所示，順時針或逆時針轉動手柄172可以使導管護套182相應轉動。按箭頭 200或202方向轉動旋鈕180可以使得末端188向其中一個方向偏轉，如圖中188a 和188b所示方向。這樣，當手動使用時，市場上可獲得的導管可以在六個移動範圍 內工作按箭頭192和194所示方向的前後移動，沿箭頭196和198所示方向的旋 轉以及如188a和188b所示位置的偏轉。已知的遙控導管插入裝置不能按本發明所 述裝置那樣在所有這些移動範圍內使用。附圖所示實施例主要涉及本發明在可操縱導管上的應用。然而，本發明的機器 人式控制系統同樣也可適用於其它撓性醫療器件，諸如導線，導引護套，導嚮導管 或任何類似醫療器件。參看圖2和圖3，示出了遙控導管插入系統100，該系統可以按照本發明實施例 使用。插入系統100包括支撐電機外殼104的底座102，手柄控制器120和導管輸 送器124。電機外殼104內裝有電機105，該電機通過經由接線箱106和端子連接器 108的導線126來接收電能和控制信號。導線126也可以經由端子連接器108送入 手柄控制器120中。下面將詳細介紹導線126如何向電機105和手柄控制器120提 供電源和控制信號。手柄控制器120通過金屬傳動螺杆112可移動地被支撐在底座102上。手柄控 制器120通過傳動支架118連接到傳動螺杆112上。傳動支架118帶有內螺紋，傳 動支架118的內螺紋與傳動螺杆112的外螺紋相嚙合。這樣，當傳動螺杆112轉動 時，由於傳動支架118的內螺紋和傳動螺杆112的外螺紋相嚙合，傳動支架118就 橫向移動(如圖所示，從左到右，從右到左或沿192和194方向移動)。制動器UO 和114限制了傳動支架U8的移動範圍，進而也就限制了手柄控制器120的移動。圖4清楚地顯示，傳動支架118包括支撐底座130，該底座連接到懸臂式頂部 支架128和帶有內螺紋的構件132上。頂部支架128連接到手柄控制器120的支撐 底座114上。如圖中虛線所示，傳動螺杆112穿過支撐底座130的孔並與帶有內螺 紋的構件132的螺紋相嚙合。再回到圖2到圖4，這樣，傳動螺杆112的轉動使內 螺紋構件132向後或向前移動(即按192或194方向向左或向右移動)。這--動作也 傳給了支撐底座130、頂部支架128並進而傳給了手柄控制器120。可在電機105、 傳動螺杆112、傳動支架118或手柄控制器120附近設置傳感器，以監觀彈柄控制 器120的移動情況。手柄控制器120的結構在圖5、圖6和圖7中給出了更為詳細的介紹。手柄控制器120包括箱體134 (圖5所示的敞開位置)和支l掌底座114。轉動組件152、電 機148和端子連接器146安裝在支撐底座114上。與端子連接器108—樣，端子連 接器146可以便導線126與電機148的連接。圖中所示的可拆卸的手柄136連接到 轉動組件152上。導管142 (圖1)設置在手柄136內。本發明的一個非常重要的特性就是可以使用市售導管。由於手柄136可以從轉 動組件152上拆下，所以可以針對不同類型的導管142而使用不同的手柄。在圖1 所示示例中，4柳了商標為BLAZERIIXP 心臟消融導管(cardiac ablation catheter)(可從位於麻省內蒂克城鎮的波士頓科學公司(Boston Scientific Corporation, Natick， MA)獲得)，其帶有相應的手柄136。很顯然，也可以使用其它手柄和導管。例如， 可以與相應的手柄136 —起使用的還有商標為SAFIRE 雙向消融導管(bi-directkmal ablation catheter)(可從位於明尼蘇達州聖保羅巿的聖猶達醫療用品 公司(St. Jude Medical, St Paul, MN)獲得)。同樣，也可以使用RF MARINER , RF CONTRACTOR , RF CONDUCTR 的消融導管(ablation catheter)(可從位於明尼 蘇達州明尼阿波利斯巿的美敦力公司(Medtronic,Inc.,Minneapolis,,)獲得)。可 以使用緊固機構140將導管142連接到手柄136上。轉動組件152包括傳動輪164、從動輪150、支撐輪162和帶槽支撐輪139。電 機148驅動傳動輪164，帶動手柄136轉動。從動輪150支撐手柄136並為其轉動 提^^了方便。手柄136包括空心圓筒160，其圓周部分與傳動輪164、從動輪150 和支撐輪162相嚙合。圓筒體160的徑向邊緣與帶槽的支撐輪139相嚙合。使用時， 導管142插入圓筒體160的空心部分，並使用緊固機構140安裝到手柄136上，緊 固機構140包括卡箍底座154和卡箍156。卡箍156用螺絲158固定到卡箍底座154 上。如圖7所示，電機148起動後，軸166開始轉動，帶動傳動輪164轉動。傳動 輪164的轉動帶動由支撐輪162和從動輪150支撐的圓筒體160旋轉。導管142設 置在圓筒體160內，並通過緊固機構140而保持在圓筒體內。這樣，通過起動電機 148，手柄136可以順時針和逆時針轉動。手柄136的端部處可以使用滑環連接器(slip connector)(圖未示)，這樣導管142的導線190可自由轉動。傳感器(圖未示)可 以設置在電機148和轉動組件152的任何部件的附近，以監測手柄136的轉動情況。圖8和圖9示出了控制導管端部偏轉的一種結構。手柄控制器120的一部分能 夠實現導管142 (圖1)末端的偏轉。電機209設置在支撐底座144的下方，帶動傳動齒輪210轉動。傳動齒輪210與第一從動齒輪208相嚙合。第一從動齒輪具有伸 長端，後者又與第二從動齒輪206相嚙合。第二從動齒輪206具有向上延伸的齒輪 延伸部204。齒輪延伸部204上形成一個開口，用於放置導管142的握把176的旋 鈕180。由於齒輪延伸部204所形成的開口，齒輪206的轉動就可以帶動齒輪延伸 部204旋轉，後者進而帶動旋鈕180轉動。因此，電機209旋轉時，帶動傳動齒輪 210、第一從動齒輪208、第二從動齒輪206、齒輪延伸部204和旋鈕180轉動。這 一動作使得導管142的末端188偏轉(如圖l所示)。可以在電機209或齒輪206、 208或210其中任何一個齒輪的附近設置傳感器(圖中未示)，從而測量所述齒輪的 轉動，並進而測量或預測末端188上的偏轉情況。導管142在三個位置插入到手柄136內。旋鈕180插入到如上所述的齒輪延伸 部204限定的空間內。正如參考圖6時戶萬討論的，導管172的近端174通過使用卡 箍156的緊固機構140安裝到手柄136上。此外，導管172的近端186採用卡扣裝 入穩定杆內，如圖5、圖8、圖10和圖11所示。如果導管142還有附加的移動範圍， 諸如美敦力公司的消融導管中的偏轉點，則可以安裝另一臺電機，以驅動手柄上的 相應控制機構。參考圖10和圖11 ，穩定杆212包括底部214和頂部216，頂部形成開口 218。 開口 218設計為足夠大，可以正好以卡扣方式裝配導管142的撓性導管護套182。 如圖IO所示示例，穩定杆212安裝到手柄136的內側，有效地穩定了安裝在其內的 導管142。此外，穩定杆212也可以用於吸收傳遞給導管142的多餘的向前或向後 移動量。例如，如果導管142被過猛或過快地推動向前時，穩定杆212的開口218 將會沿撓性部分186的圓周滑動。同樣，在穩定杆212內可以安裝傳感器(圖中很 難清楚地看到)，從而測量傳遞給導管172的向前或向後力的移動情況。在電機上可 以連接限制器，用於根據傳感器的測量記錄來限制向前或向後的移動量。導管護套182的撓性很強。這種撓性意味著如果導管護套182受力過大，導管 護套182就會起褶鈹，而不會向前進入病人體內。遙控導管插入系統100具有各種 機械裝置，以避免這種褶皺的出現。參閱圖12，在撓性導管護套182插入至訴急定杆 212內後，導管護套182就被插入到導板138內。導管護套182又進一步插入到伸 縮杆(telescopingrod) 220內。當手柄控制器120 (圖2)沿方向192和194向前和 向後移動時，導管護套182向內移動到伸縮杆220內。此外，由於伸縮杆220通過 緊固機構222固定到手柄控制器120的支撐底座144的端部，手柄控制器120的移動就會使伸縮杆220產生伸縮動作。也就是說，伸縮杆220是根據手柄控制器120 的前/後移動來縮回或伸展的。在導管172每次使用後，可將伸縮杆220與緊固機構 222脫開，對伸縮杆進行處理或消毒。伸縮杆220可以是一種可摺疊管，採用較小 尺寸的互鎖的圓筒(或錐體)，其內部直徑應非常適合導管、導線或醫療器件的通行， 不會出現大的阻力，非常像一個可收縮的杯狀物或天線。根據本發明的實施例，控 制器可以將幾乎整個導管、導線和/或醫療器件送入病人體內。為了進一步協助送入導管護套182，同時避免起褶皺，使用了導管輸送器124。 參見圖10、圖12和圖13，伸縮杆220的端部與導管輸送器124相連，並包括箱體 226和卡鉗部分224。正如前面所述，導管護套182從內部插入到伸縮杆220內。導 管護套182經卡鉗224從導管護套124處伸出。卡鉗224是外部裝置，其將導管輸 送器124的外部直接連接到導入護套(introducer sheath)(圖中未示)上，以與導管 護套182保持固定的精確距離(即非常靠近)，並進一步防止導管護套182起皺褶。 如果需要，導入護套124可以固定至咔鉗224的端部，這樣導管護套182就從導管 輸送器124中退出，立即進入導弓l器內。導管輸送器124通過託架228安裝到系統 100底座102上。再參看圖l，如上所述，可以在六個移動範圍內對導管142進行操縱沿方向192和194向前和向後移動，沿196和198方向順時針和逆時針方向旋轉，以及末 端向位置188a和188b偏轉。在系統100中，沿方向192和194向前和向後的移動 是通過啟動電機105以及通過傳動螺杆112與傳動支架118間的嚙合來控制的，這 從圖2和圖3中可以非常清楚地看到。通過啟動電機148可進行順時針和逆時針轉 動196和198，帶動傳動輪164和圓筒體160，如圖7所示。通過啟動電機209和通 過齒輪210， 208和206間的嚙合，可以實現末端188向位置188a和188b偏轉，如 圖8所示。這樣，三臺電機，每臺在兩個方向運轉，就可以提供對六個移動範圍的 控制。也可以增加電機，以便提供導管的其它移動動作，但這也在本發明的範圍內。 圖14示出了一種可根據本發明的實施例使用的遙控站240。該遙控站240具有 主開關242，可向與遙控站240相連的每臺電機供電。正向/反向轉盤244連接到電 機105 (圖2)上，這樣，操作轉盤244就可以向電機提供電源和控制信號，並帶動 導管142向前和向後移動。正向/反向電源開關250可選擇性地向轉盤244提供電源。 轉盤246連接到電機148 (見圖7)上，操作轉盤246就可以向電機提供電源和控制 信號，帶動導管142轉動。旋轉電源開關248可選擇性地向轉盤246提供電源。偏轉轉盤254連接到電動機209 (見圖8)上。操作轉盤2M會向電機209提供電源和 控制信號，並使導管142的末端188偏轉。偏轉電源開關252可選擇性地向偏轉轉 盤254供電。這樣，導管142的所有移動範圍就可以通過使用遙控站2恥進行控制。 如果導管帶有供電、供熱或冷卻用的導線，這種導線也可以連接到控制站240。這些轉盤可以用於產生對應於電機地各種速度的開關信號或模擬信號。現在參看圖15，遙控站240的位置設置可以與系統100的其餘設備分開。例如， 技師或醫生作業系統100可以通過使用遙控站240來遠距離控制導管142。遙控站 240甚至可以設置在與系統其它設備分開的另一房間內。技師可以能夠看到提供有 關治療程序(諸如螢光透視)信息的屏幕256，與此同時，可以操縱控制站240。控 制站240與系統100的連接方式可以有多種方式，包括導線和/或無線連接。此處所 述的系統可以同時或與其它標測和/或觀測系統使用，但都在本發明的範圍內。其它 類似系統包括CARTO (可從位於加利福尼亞州鑽石吧市的Biosense Webstei'， Inc公 司獲得)或者EnSiteTM (可從位於明尼蘇達外l聖保羅市的Endocardial Solutions Inc.公司)的標測系統或傳統紅外或超聲波觀測系統等。為此，通過利用傳統的市場上可以獲得的導管，就可以實現一個更合適的、並 不十分昂貴的遙控導管插入系統。由於使用了標準導管，而且導管是插入到物體內 的唯一儀器，可以不需要政府另外批准。由於使用模塊式的手柄，各種尺寸、形狀 和庫隨商的導管都可以結合到系統中。伸縮杆的使用意味著，系統更容易進行消毒， 因為可以很容易地將伸縮杆設計成一次'性的。此外，也可以不使用將導管送入病人 體內的電機，從而可以改善導管的穩定性、同步性和控制功能。技師可以很容易地 適應控制器的使用，因為控制裝置和屏幕都是很熟悉的，是技師可以看到的。上述系統由於提供了許多特性所以比較安全。例如，將導管向前和向後移動的 電機最終所施加的力比人手所施加的力要小，因此不必太擔心穿 L這種力可以通 過各種傳感器感測到，從而確保了不會通過諸如穩定杆而施加過大的力。同樣，傳 感器可以用於探觀,時針與逆時針移動量以及齒輪的移動量，方便了導管末端的偏 轉。使用所有這些傳感器的數據有助於確保一個安全的系統。此外，某些限制範圍、 斷開值等都可以提供一定程度的安全性，甚至超過了手動實施治療的安全程度。很顯然，也可以使用任何其它類型的導管，例如診斷用導管或血管造影導管， 或包括了各種類型的泵、探針導絲、導絲或氣囊的導管。即使在斷電的情況下，導 管的位置仍可以保持。例如，所有六個移動範圍都不依賴持續電源。向前或向後移動量，轉動和偏轉都不依賴、持續供電。例如，可以設定一個牛寺定的偏轉，然後偏轉 電機可以關斷，同時應用轉動電機。同樣，在某個特定偏轉角度上可以進行持續射頻消融治療(radiofrequency ablation treatment),同時可以遙控拉回導管，形成--個 線性消融。某些類型的治療包括微波、超聲波、射頻、冷凍消融、化學消融、生物 製品給藥等。傳統的非螢光透視三維標測可以用於跟蹤導管的移動和消融的應用。儘管已有技術控制器要求使用者學會一種新的控制方案，但本發明只需要使用 者已經熟知的控制方案，而且一般都是學校裡所學到的控制技術。使用螢光透視法和/或三維標觀係統可以觀糧並紀錄導管的位置。通過計算機程 序和反饋系統，機器人裝置可以按照手術員的要求自動或半自動地操縱導管標測和 置放。來自導管系統的反饋信息的軟體程序可以在精確的目標位置處操縱和實施導 管消融，無需手術員遙控移動導管。所述導管系統具有相應的故障自動保險功能。 手術員可以監測自動和針對性的操作，並在與原來計劃的針對性標測/消融程序出現 偏差時，關斷系統。例如，軟體程序可以通過傳感器來分析每個電機和/或齒輪的動 作，以將導管置於物體內的特定位置。舉例來說，技師可以首先執行一個治療程序， 而與此同時，軟體則分析每個電機的動作。此後，可以用該軟體作為控制站的補充， 從而如機器人一樣地控制導管至U—個具體位置和域執行一個具體的治療禾Mf，。這種 功能在需要重複多次的某些治療禾辨的情況下，是特別有用的。此外，計算機軟體 可以操作導管反覆地多次向一個三維目標移動，最終集中在該目標上。軟體程序可 以從所述動作中了解情況，並返回到某些位置，執行一系列機動動作(可以在計算 機上制定的或確定的動作)，諸如通過應用消融術包圍肺靜脈，實5則市靜脈隔離。另 夕卜，可以建^H尖瓣環峽部(cavotricuspid isthmus)線，心房撲動(atrial flutter) 進行消融。最後，建立疤痕標測點，並自動或半自動地形成消融線，防止出現折返 型室性心動過速(reentrant ventricular tachycardia)的情況。所述系統可以設置在任何地方，包括安裝在一例如一天花板的橫梁上，安裝在 臺子上，或物體的一側或入口處等。這些系統可以安裝並牢牢地固定到插入部位， 以便能夠將插入力進行轉換，而不需要向後移動。此外，也可增加後端模塊 控操縱，諸如，向前/向後、轉動、偏轉、藥物/ 造影劑的傳遞、氣囊充氣、能量/療法傳遞、或者支架(stent) /器件的置放。儘管上面已經介紹了最佳實施例，但本發明僅受到所述權利要求範圍的限制。所屬技術領域的人都知道，本發明的方法和系統具有多種用途，可以採用多種方式實施，為此，並不限於前面所述和隨後介紹的示例性實施例。此外，前面所述 和隨後介紹的實施例各個部分的功能都可以採用不同的方式實施。另外，人們都知 道，實施例中的步驟可以按照任何誠的順序進行，可以結合成少數幾個步驟，也 可以分割成更多的步驟。因而，正如所屬技術領域的人們所了解的那樣，本發明的 範圍覆蓋了傳統上人們已知的和將來開發的各種不同方案和對這裡所述系統各個部 分的改裝。3權利要求
1、一種用於在患者體內遙控標測細長帶有控制手柄的醫療器件的系統，該系統包括機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；以及遙控機構，用於控制機器人裝置，其中機器人裝置包括手柄控制器，用於容置控制手柄。
2.如權利要求l所述的系統，其中，遙控機構包含遙控站和機器人裝置控制器， 手術員使用遙控站來控制機器人裝置。
3.如權利要求2所述的系統，其中，遙控機構包含一個或多個發射器、接收器、 和/或收發器，用於在遙控站和機器人裝置控制器之間進行通信。
4.如權利要求l所述的系統，其中，遙控站在遠離患者的位置對機器人裝置進行控制。
5.如權利要求4所述的系統，其中，遙控站所在場所是屏蔽控制室。
6.如權利要求2所述的系統，其中，遙控站包含一操縱杆，其能被手術員操作以機器人裝置。
7.如權禾腰求2所述的系統，其中，機器人裝置進一步設定為在患者體內插入醫療器件。
8.如權利要求l所述的系統，其中 手柄控制器是標準組件。
9.如權利要求8所述的系統，其中， 標準的手柄控制器特別設計為控制特定類型或樣式的醫療器件。
10.如權利要求8所述的系統，其中， 標準的手柄控制器特別設計為控制特定的導管柄及其控制器。
11.如權利要求8所述的系統，其中，標準的手柄控制器特別設計為控制遞送、定 位、放置心臟起博器和/或除顫器導線。
12.如權利要求l所述的系統，其中，手柄控制器能夠適用於多種不同的醫療器件。
13.如權利要求l所述的系統，其中，醫療器件是導管，以及包含導管控制裝置的 機器人裝置。
14.如權利要求13所述的系統，其中，機器人裝置的手柄控制器與導管的控制手柄 相結合。
15.如權禾腰求14所述的系統，其中，手柄控制器使用導管控制手柄的標準特性， 以在患者體內插入導管、導引導管、旋轉導管、放置導管、定形導管，或偏轉導管，或上述兩種或多種的組合。
16、 如權利要求13所述的系統，其中，導管是一電生理學導管。
17、 如權利要求13所述的系統，其中，導管控制裝置進一步設定為在患者的循環系 統中送入導管。
18、 如權利要求13所述的系統，其中，導管用於心臟病治療，血管病治療，放射性治療，腸胃病治療，或腎病治療，或者兩種或多種上述治療的組合。
19、 如權利要求18所述的系統，其中，導管是介入性導管，用於對一個或多個治療 遞送療法。
20、 如權利要求16所述的系統，其中，導管用於標測和導管消融。
21、 如權利要求13所述的系統，其中，導管用於支架植入術，血管成形術，或藥物 遞送或上述兩種或多種的組合。
22、 如權利要求14所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含導管送入系統。
23、 如權利要求22所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含卡箍；手柄組件；以及導管控制組件。
24、 如權利要求22所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含外箱體組件，其中外箱體組件包含外環和一個或多個齒輪；以及 卡箍組件，有效地將醫療器件的控制手柄夾固到手柄控制器上，其中卡箍 組件包含一個或多個卡箍託架，卡箍，或帶子。
25、 如權利要求23所述的系統，其中，手柄組件包含一手柄外箱體組件，該手柄外 箱體組件包含外環和一個或多個齒輪。
26、 如權利要求14所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含用於牢固固定所述導管的裝置； 用於旋轉所述導管的裝置；以及用於在患者體內成形，偏轉，導入，放置，或定位導管，或者上述中兩種 或多種的組合的裝置。
27、 如權禾腰求14所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含一個或多個傳感器， 用於就導管的移動以及在患者體內導管的環境而與遙控裝置通信。
28、 如權利要求27所述的系統，其中，信息被遞送到遙控站。
29、 如權禾腰求27所述的系統，其中，遙控機構包含有關在患者體內手工導入或操作進入人體導管的信息，並且控制機構能夠向前和向後嚮導管柄控制裝置和導 管送入系統發送信息，從而將遠程執行的操作傳遞給真實的介入系統。
30、 如權利要求29所述的系統，其中，遙控器包含電腦，使導管的移動和操作能夠 由安全的重複步驟來遠程執行，從而安全地到達導管展開的目標點。
31、 如權利要求30所述的系統，其中，重複步驟在人工監督下執行。
32、 如權利要求14所述的系統，其中，導管控制手柄上的手柄，旋鈕，開關或控制 器是由手柄控制器來操作，以模擬對插入患者體內並進行手工操作的同一導管 的精確動作及觸覺。
33、 如權禾腰求l所述的系統，其中，該系統被牢固地固定在基座或支架上，從而 以穩定、可預測及安全的方式對患者遞送醫療器件。
34、 如權利要求33所述的系統，其中，該系統通過鎖輪安裝在天花板，桌子，牆壁， 地板，三腳架，或手推車上。
35、 如權利要求l所述的系統，其中，醫療器件是心臟起搏器和/或除顫器導線。
36、 如權利要求35所述的系統，其中，機器人裝置能夠推進並移除導線，並—§7或 者順時針和逆時針旋轉導線。
37、 如權禾腰求35所述的系統，其中，該系統也包含用於為在冠狀靜脈竇或其分支 中起搏或電擊而固定和/或展開導線的裝置，即，復率器或除顫器。
38、 如權利要求36所述的系統，其中，被展開的是能夠對左心房或左心室應用低壓 和/或高壓治療的導線。
39、 如權利要求1所述的系統，其中，醫療器件是導引鋼絲(guidewoire)或探針(stylette)。
40、 如權利要求39所述的系統，其中，機器人裝置能夠推進及移除導引鋼絲或探針，並5V或者順時針和逆時針旋轉導弓l鋼絲或探針。
41、 如權利要求16所述的系統，其中，電生理學導管是一標測^/或消融導管。
42、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行房顫消融。
43、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行室性心動過速消融。
44、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行心房撲動消融。
45、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行房性心動過速消融。
46、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行肺靜脈隔離。
47、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行簡單消融。
48、 如權利要求41所述的系統，其中，該系統能夠用於進行複雜消融。
49、 如權利要求48所述的系統，其中，該系統會^多用於為旁道介導的心動過速進行 複雜消融。
50、 如權禾腰求l所述的系統，其中，該系統具有限制器，用於限制醫療器件的推進或後退。
51、 如權利要求l所述的系統，其中，機器人裝置包含手柄控制器，有效地容置導管的控制手柄，該導管具有至少三個移動範圍，並具有末端；第一電機，連接於手柄控制器，並且至少有效地向前^或向後移動導管； 第二電機，連接於手柄控制器，並且至少有效地旋轉導管； 第三電機，連接於手柄控制器，並且至少有效地至少在第一方向上偏轉末 端；以及控制單元，連接到第一，第二和第三電機。
52、 如權利要求51所述的系統，其中，第一電機連接於外螺紋傳動螺杆； 手柄控制器連接於一內螺紋傳動支架；以及 傳動螺杆與傳動支架嚙合。
53、 如權利要求51所述的系統，其中，手柄控制器與伸縮杆相連，以便當導管控制 手柄插入手柄控審lj器時，使導管的末端插入並且穿過伸縮杆。
54、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆從手柄控制器延伸至導管送入器。
55、 如權禾腰求53所述的系統，其中，伸縮杆是一可摺疊管，其內徑能夠很容易遞 送諸如導管或導線的醫療器件而不起褶鈹。
56、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆由互鎖的圓筒構成，以便當圓筒靠近 手柄控制器時，它們逐漸變大。
57、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆由互鎖的圓筒構成，以便當圓筒靠近 手柄控制器時，它們逐漸變小。
58、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆是經過消毒的。
59、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆是一次性使用的。
60、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆是可消毒的。
61、 如權利要求53所述的系統，其中，伸縮杆連接於導管送入器，導管送入器包含 夾鉗，以有效地阻止護套起褶鈹。
62、 如權利要求61所述的系統，其中，特殊設計的夾鉗能夠牢固地將控制器末端固定在導引器護套上，以保持一短的固定距離，並防止在遠程操作導管時導管起 褶鈹。
63、 如權利要求61所述的系統，其中，夾子是經過消毒的。
64、 如權利要求61所述的系統，其中，夾子是一次性使用的。
65、 如權利要求61所述的系統，其中，夾子是可消毒的。
66、 如權利要求51所述的系統，該系統進一步包含靠近第一電機設置的傳感器，該 傳感器能夠有效地檢測第一電機的動作。
67、 如權利要求51所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含穩定杆，其能有效容 置導管的撓性部分。
68、 如權利要求67所述的系統，其中，穩定杆能有效i也以卡扣方式與撓性部分相配 合。
69、 如權利要求67所述的系統，該系統進一步包含靠近穩定杆設置的傳感器，該傳 感器能有效地檢測導管末端所施加的力。
70、 如權利要求69所述的系統，該系統進一歩包含與傳感器相連的限制器，其能夠 有效地限制第一電機。
71、 如權利要求l所述的系統，其中，手柄控制器可拆卸地安裝在旋轉組件上。
72、 如權利要求71所述的系統，其中，手柄控制器包含圓筒，並且第二電機與連接 於該圓筒的驅動輪相連。
73、 如權利要求72所述的系統，其中，旋轉組件包含驅動輪和從動輪。
74、 如權利要求73所述的系統，其中，旋轉組件進一步包含支撐輪。
75、 如權利要求74所述的系統，其中，支撐輪是有槽的。
76、 如權禾腰求71所述的系統，其中，手柄控制器進一步包含滑環。
77、 如權利要求51所述的系統，該系糹艦一步包含靠近第二電機設置的傳感器，該 傳感器能有效地檢測第二電機的動作和/或力。
78、 如權利要求51所述的系統，其中，導管包含至少一個能有效控制末端偏轉的控 制構件，並且第三電機與至少一個控制構件相連。
79、 如權利要求78所述的系統，其中，每個控制構件是開關、旋鈕、杆、滑塊、齒 輪或按鈕。
80、 如權禾腰求78所述的系統，其中，第三電機通過至少一個齒輪與至少一個控制 構件相連。
81、 如權利要求80所述的系統，其中，第三電機通過第一，第二和第三齒輪與至少一個控制構件相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，該延伸部上形成用於放置至少 一個控制構件的開口。
82、 如權利要求51所述的系統，該系統進一步包含靠近第三電機設置的傳感器，該 傳感器能有效地檢測第三電機的動作和/或力。
83、 如權利要求82所述的系統，其中，導管包含至少一個能有效地控制末端偏轉的控制構件，並且第三電機與至少一個 空制構件相連。
84、 如權利要求83所述的系統，其中，每個控制構件是開關、旋鈕、杆、滑±央、齒 輪或按鈕。
85、 如權利要求83所述的系統，其中，第三電機通過至少一個齒輪與至少一個控制 構件相連。
86、 如權利要求85所述的系統，其中，第三電初適過第一、第二和第三齒輪與至少 一個控制構件相連，第三齒輪包含齒輪延伸部，其為旋鈕限定一個開口。
87、 如權利要求51所述的系統，其中，控制單頑過線路與第一、第二和第三電機 相連。
88、 如權利要求51所述的系統，其中，控制單元與第一、第二和第三電機無線相連。
89、 如權利要求51所述的系統，其中，控制單元包含第一、第二第三電機各自獨立 的控制器。
90、 如權利要求1所述的系統，其中，機器人裝置設置為使延伸至醫療器件的管狀 物或導線在醫療器件旋轉時不會發生纏結。
91、 如權利要求90所述的系統，其中，該系統中有一旋轉連接器與醫療器件的近端 相連。
92、 如權利要求l所述的系統，其中，醫療器件是市售的可操縱導管、導引器護套、 起搏器或除顫器導線，導引鋼絲，或探針。
93、 一種使用遙控機器人導管裝置的方法，該方法包括將第一導管的控制手柄插入第一手柄控制器；將第一手柄控制器插入機器人裝置；操作該裝置；移除第一導管和第一手柄控制器；將第二導管的控制手柄插入第二手柄控制器，第二導管具有與第一導管截 然不同的結構；將第二手柄控制器插入機器人裝置；並且操作該裝置。
94、 如權利要求93所述的方法，其中，手柄控制器被插入旋轉組件。
95、 如權利要求94所述的方法，其中，旋轉組件包含驅動輪，從動輪和支撐輪。
96、 權利要求93所述的方法，其中，將第一導管的控制手柄插入第一手柄控制器的 步驟中包含將第一控制手柄插入穩定杆。
97、 如權利要求93所述的方法，其中，將第一導管控制手柄插入第一手柄控制器中 包含將第一導管與電機漣接，該電^l能有效地將偏轉傳遞至第一導管的末端。
98、 如權利要求93所述的方法，其中，將第一導管控制手柄插入第一手柄控制器中 包含將第一導管控制手柄與第一手柄控制器夾緊。
99、 如權利要求l所述的系統，其中，醫療器件是市售的可操縱導管、導引器護套、 起搏器或除顫器導線、導引鋼絲或探針。
100、 在結合了圖象技術，用醫療器件進行標測、跟蹤或遞送療法的改進方法中，其 中，改進之處在於使用了權利要求1所述的遠程定位控制系統來定位醫療器件。
101、 在通過向患者體內插入標測和消融導管 行標測和導管消融的改進方法中， 其中，改進之處在於使用了如權禾頓求1所述的遠程定位控制系統來定位導管」
102、 如權利要求101所述的方法，其中，起搏器和/或除顫器導線被放入、展開、 和/或被旋入。
103、 如權利要求101所述的方法，其中，起搏器和/或除顫器導線被遠程遞送至右 心房，左心房，右心室或左心室。
104、 如權利要求103所述的方法，其中，導線被從心外膜，心內膜，或通過冠狀靜 脈竇遞送。
105、 一種用於在患者體內遙控定位醫療器件的系統，該系統包含機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；該機器人裝置包含手柄控制器，能有效地操作醫療器件上的任何控制器； 傳動器，能有效地向前向後移動醫療器件；以及 導管送入器，能有效地在體內遞送醫療器件；以及遙控機構，能有效地控制機器人裝置。 應、
106.如權禾腰求105所述的系統，其中，手柄控制器是標準組件，每個組件都適用 於特殊類型的醫療裝備。
107、 如權利要求105所述的系統，其中，手柄控制器適用於多種醫療器件。
108、 一種用於在患者體內遙控定位細長具有一近端的醫療器件的系統，該系統包含:機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；以及遙控機構，用於控制機器人裝置，其中，機器人裝置包含手t丙控制器，用於容置醫療器件的近端。
109、 一種用於在患者體內遙控定位醫療器件的系統，該系統包含機器人裝置，用於在患者體內定位醫療器件；該機器人裝置包含至少兩個控制器，控制大醫療器件的遠端控制器以及控制小醫療器件的近端控制器；該小醫療器件穿過大醫療器件，其中該控制器能有效 地操縱醫療器件上的任何控制器和/或該醫療器件本身；至少兩個傳動器，用於有效地在遠端醫療器件中向前或向後移動近 端醫療器件，也能獨立於近端醫療器件之外向前推進遠端醫療器件；導管送入器，用於有效地在體內遞送醫療器件；以及 遙控機構，用於有效地控制機器人裝置。
全文摘要
本發明描述了一種遙控的醫療器件插入系統。該系統包含機器人裝置和遙控機構。機器人裝置具有手柄控制器，以容置和連接醫療器件的控制手柄或者近端。醫療器件能夠在六個移動範圍內移動。在一個實施例中，第一電機通過傳動螺杆與手柄控制器相連，以向前和向後移動醫療器件。第二電機與驅動輪相連，以順時針和逆時針旋轉醫療器件。第三電機驅動一組與醫療器件上的一個或多個控制構件相連的齒輪，這能夠有效地偏轉醫療器件的尖端，從而使第三電機的動作促成這些偏轉。控制單元與這三個電機相連接。
文檔編號A61M25/00GK101247847SQ200680025512
公開日2008年8月20日 申請日期2006年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者託蒂·J.·克罕爾, 麥可·艾蘭博格 申請人:導管機器人技術公司