CN107847279B - 驱动导管及导管导引器的机器人方法 - Google Patents

驱动导管及导管导引器的机器人方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及提供驱动导尿管(15′)和导尿管导引器(15″)的机器人方法，控制驱动件组件(24，24′，24″，24″′)并且包括：‑第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件(24，24′，24″，24″′)使导引器(15″)在平移(T)中前进；‑第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件(24，24′，24″，24″′)使导引器(15″)围绕其自身旋转；所述方法还包括：‑第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件(24，24′，24″，24″′)同时使导引器(15″)在平移(T)中前进，并且使导引器(15″)交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转。

Description

驱动导管及导管导引器的机器人方法
技术领域
本发明涉及到驱动导管及导管导引器的机器人方法。
背景技术
把导管和/或导引器手动插入患者体内是相当常见的外科操作程序。然而，由于该程序通过x射线监测，所以如果外科医生对很多患者进行该操作，那么负责该程序的外科医生则经受大量的辐射。
为了降低外科医生的风险，有人试图使如此的插入机器人化。使插入机器人化很复杂，因为难以抓住导管。实际上，导管浸在储液中，并且必须保持无菌。此机器人系统的可靠性是决定性的标准。
最近，专利US7,927,310提出一种控制导管平移和旋转的驱动系统。把导管保持在相对于底座旋转的板上，以便通过旋转进行驱动。板本身包括通过平移进行驱动的机构。此外，调用保持在机架上的远程电动机以及把运动传递到导管的系统。实际上，由于电源、体积和无菌的缘故，最好不采用机载电动机。
因此该结构提出第一种操作方式，按照所述第一种操作方式，导管和导管导引器能够平移前进。
因此该结构还提出第二种操作方式，按照所述第二种操作方式，导管和导管导引器能够按照相同的方向围绕其自身旋转，可以按照顺时针方向或逆时针方向选择旋转方向。
然而，在穿过人体循环系统的某些通道中，例如，像静脉或动脉的分支，或者例如，像在伤口中，导管的通道，尤其是在其前面的导管导引器的通道难以处理，并且有撞到血管壁乃至挂住并损坏血管壁或者采用分支附近的错误血管的风险。
发明内容
为了克服这一困难，本发明提出增加第三种操作方式，按照所述第三种操作方式，缓慢平移与导管导引器的快速交替旋转相结合，以使其能够无阻碍地经过敏感区域。可以单独通过导引器、单独通过导管以及通过导引器和导管，使这种缓慢平移与快速交替旋转相结合。即使驱动导引器和导管，仍然能够把这第三种操作方式仅应用于导引器或导管。
为此目的，根据本发明，提出驱动导管或导引器或者导管与导引器的机器人方法，引导驱动件组件并且包括：
-第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管平移前进；
-第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
-第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件同时使导引器和/或导管平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转。
为此目的，根据本发明，还提供机器人模块，用来驱动导管或导引器，乃至驱动导管和导引器，包括驱动件组件，所述驱动件组件形成一定结构，并对其进行设置，以便能够按照执行前述权利要求中任何一个权利要求的方法的方式对其进行引导。
为此目的，根据本发明，再次提供机器人模块，用来驱动导管或导引器，乃至驱动导管和导引器，包括驱动件组件，使所述驱动件组件形成一定结构，并对其进行设置，以便按照以下方式对其进行引导：
-按照第一种操作方式，以使导引器和/或导管平移前进；
-按照第二种操作方式，以使导引器和/或导管围绕其自身旋转；
其特征在于，使驱动件组件形成一定结构，并对其进行设置，以便按照以下方式对其进行引导：
-按照第三种操作方式，以便同时使导引器和/或导管平移前进，与此同时也使其交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转。
在本发明的优选实施例中，可进一步利用以下设置中的一项和/或其它项：
最好，按照第三种操作方式，驱动件组件同时使导引器和/或导管根据来自人机界面的指令的变化平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向自动围绕其自身旋转。因此，对于执业医生而言提高了人体工学性，与此同时使导管导引器的前进具有良好的有效性，而且这样做对于患者而言，没有挂住血管壁的危险。
最好，按照第三种操作方式，驱动件组件根据来自人机界面的指令的变化同时使导引器和/或导管平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向自动围绕其自身旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
在第一个优选实施例中，执业医生针对所述第一个优选实施例保持最大自由度，提供驱动导管或导引器乃至导管和导引器的机器人方法，以便引导驱动件组件，并且包括：
-第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管根据来自人机界面的指令的变化平移前进；
-第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管根据来自人机界面的指令的变化围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
-第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件根据来自人机界面的指令的变化同时使导引器和/或导管平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转。
在第二个优选实施例中，执业医生针对所述第二个优选实施例保持最佳易用性，提供驱动导管或导引器乃至导管和导引器的机器人方法，以便引导驱动件组件，并且包括：
-第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件自动地使导引器和/或导管平移前进；
-第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件自动地使导引器和/或导管围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
-第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件自动地并且同时使导引器和/或导管平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转。
最好，按照第三种操作方式，驱动件组件同时使导引器和/或导管平移前进，并且使导引器和/或导管交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，其中，由方法的使用者调整交替旋转的频率与平移的速度之间的比率。这样，根据使用者的目的和技术，可以调整交替旋转的频率与平移的速度之间的比率，与此同时还能够让使用者根据其遇到的难度按照该使用者发现有益的其自身的节奏前进。
最好，按照第三种操作方式，导引器和/或导管平移前进比按照第一种操作方式平移前进慢，而导引器和/或导管围绕其自身交替旋转则比导引器和/或导管按照第二种操作方式围绕其自身旋转快。这样，平移明显缓慢外加交替旋转的频率增加，使得穿过敏感区域更有效，尽管其代价是导管导引器行进的能量/毫米的额外支出。
最好，导引器是具有向后弯曲的尖端的金属丝，所述向后弯曲的尖端按照第三种操作方式沿着平行于金属丝的方向前进，同时围绕金属丝的轴线旋转。因此，金属丝的向后弯曲的尖端有助于按照正确的方向引导导管，因为金属丝这个向后弯曲的尖端的适当定向。
最好，导引器的向后弯曲的尖端在前进与向后弯曲的尖端的长度相对应的距离时经历至少两次旋转方向改变，最好至少四次改变旋转方向，至少十次改变旋转方向更佳。那样，平移明显缓慢外加交替旋转的频率增加使得穿过敏感区域更有效，尽管其代价是导管导引器行进的能量/毫米的额外支出。
最好，导引器和/或导管在前进与5厘米的长度相对应的距离时经历至少两次旋转方向改变，最好至少四次改变旋转方向，至少十次改变旋转方向更佳。那样，平移明显缓慢外加交替旋转的频率增加使得穿过敏感区域更有效，尽管其代价是导管导引器行进的能量/毫米的额外支出。
最好，按照第三种操作方式，改变导引器和/或导管旋转方向的频率至少为1Hz，最好至少为3Hz，至少为10Hz更佳。
最好，按照第三种操作方式，导引器和/或导管的平移的速度最多为10mm/s，最好最多为3mm/s，最多为1mm/s更佳。
最好，第三种模式用于穿过人体循环系统中分支的某些区域。这第三种操作方式实际上对于穿过人体循环系统的敏感区域或困难区域特别有效。
最好，第三种模式用于穿过人体循环系统中损伤的某些区域。这第三种操作方式实际上对于穿过人体循环系统的敏感区域或困难区域特别有效。
根据本发明的另一方面，仍然为了协助导引器和/或导管经过敏感区域，提供驱动导管或导引器乃至导管和导引器的机器人方法，以便引导驱动件组件并且包括：
-第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管平移前进；
-第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件使导引器和/或导管围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
-第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件同时使导引器和/或导管平移前进，并且还连续地使导引器和/或导管始终按照单独一个方向围绕其自身交替旋转，然后停止该旋转。
最好按照第三种操作方式，所述旋转持续的时间比所述停止的时间短。
最好按照所述第三种操作方式，所述旋转持续0.05秒至0.2秒，最好约为0.1秒，所述停止持续0.3秒至1秒，最好约为0.5秒，而且所述平移速度介于1mm/s至5mm/s之间，最好约为3mm/s。
在一个实例结构实施例中，希望驱动件组件包括：
-底座，
-一对分别具有驱动面的驱动件，其中，这对驱动件可交替地处于驱动结构和释放结构，在处于驱动结构时，这对驱动件的驱动面与待驱动的并且设置在其两侧的导引器和/或导管啮合，在处于释放结构时，这对驱动件的驱动面不与导引器和/或导管啮合；
沿着第一个位置和第二个位置之间的自由度相对于底座可移动地安装这对驱动件；
-控制件，适合循环性地反复指令处于驱动结构的这对驱动件相对于驱动件的底座从第一个位置到第二个位置的位移，由此相对于底座驱动导引器和/或导管，并且指令来自处于释放结构的这对驱动件的驱动件相对于底座132从第二个位置到第一个位置的位移，无需相对于底座驱动导引器和/或导管。
通过这个实施例，可以简单有效地放松平移运动。
在一个实例结构实施例中，还规定调整驱动件相对于底座沿着横切导引器和/或导管局部纵向的方向以及按照相反的方向的平移，以便能够围绕导引器和/或导管的局部纵向使导引器和/或导管弯曲绕在驱动面上。
通过这个实施例，可以简单有效地放松旋转运动。
在一个实例结构实施例中，再次规定底座是第一个底座，这对驱动件是第一对驱动件，而且机器人模块进一步包括：
-第二个底座；
-分别具有驱动面的第二对驱动件，其中，第二对驱动件可以交替地处于驱动结构和释放结构，在处于驱动结构时，第二对驱动件的驱动面与待驱动的并且设置在其两侧的导引器和/或导管啮合，在处于释放结构时，第二对驱动件的驱动面不与导引器和/或导管啮合；
沿着第一个位置和第二个位置之间的自由度相对于第二个底座可移动地安装第二对驱动件；
-控制件进一步适合循环地反复指令处于驱动结构的第二对驱动件相对于驱动件的底座从第一个位置到第二个位置的位移，由此相对于第二个底座驱动导引器和/或导管，并且指令来自处于释放结构的第二对驱动件的驱动件相对于第二个底座从第二个位置到第一个位置的位移，无需相对于第二个底座驱动导引器和/或导管。
附图说明
参考附图，作为非限制性实例列出本发明的实施例，在以下对一个实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
在附图中：
-图1是机器人造影设施的图解侧视图；
-图2a-2f是待驱动的部件位移模式的阐释性草图；
-图3是处于释放结构的一部分驱动模块的透视草图；
-图4a至图4e是简化图，显示了根据一个实施例驱动导管平移的一个循环周期；
-图5a至图5e是简化图，显示了根据一个实施例驱动导管旋转的一个循环周期；
-图6a至图6f是简化图，显示了根据一个实施例驱动导管平移的一个循环周期；
在各图中，相同的标号指代相同或相似项。除非另有说明，否则，向后弯曲端与向后弯曲尖端的表述将无差别地用于导管导引器。
具体实施方式
图1按照图示显示了造影设施1。把造影设施1分为两个不同区域：一个手术室2和一个指令室3。指令室3可靠近手术室2，通过简单的x射线屏蔽墙4与之隔开，或者与其离得较远。手术室2和指令室3中的设备通过连线、无线或者网络等在功能上彼此相连。
手术室2包括容纳患者6的术台5。手术室2还可以包括医学成像仪7，尤其是通过x射线成像，包括设置在患者两侧的源8和检测器9，可相对于患者移动。
造影设施1包括设置在手术室2中的机器人10。
造影设施1包括设置在指令室3中的指令台11。指令台11适合远程指令机器人10。造影设施1还可包括设置在控制室3中的成像仪7的一个或多个遥控器12，与成像仪7通讯，以便从远处对其进行控制。造影设施1还可以包括设置在指令室3中的屏幕13，与成像仪7通讯，以便在指令室3中实时查看由成像仪7获得的图像。
机器人10可包括容器，该容器适合容纳待插入患者体内的柔韧的长医疗件15。例如，柔韧的长医疗件15可涉及到通过导管导引器插入患者体内管道并且在该管道中移动的部件，尤其是插入患者的动脉或静脉中，所述导管导引器提供进入患者体内的开口。柔韧的长医疗件具体可以是导管。作为一个变体，柔韧的长医疗件可以是导管导引器。导引器的横径通常小于导管的横径，所述导管接近患者的部分大体上是中空的，乃至整个长度都是中空的，以使导引器在其内部可位移，尤其是在患者体内位移。导引器还可以包括向后弯曲的末端，下文将对此进行更详细的说明。
机器人10可包括用于柔韧的长医疗件15的驱动模块。可以从指令台11指令驱动模块，以便沿着至少一个自由度相对于患者驱动柔韧的长医疗件，随后将对此进行详述。驱动模块可包括给界面提供指令台11的通讯箱17。根据需要，机器人10可包括本地指令箱18，其目的是在有必要的情况下从手术室2指令机器人。
此外还应注意，指令室3中可用的所有指令和反馈在手术室2中也可用，以便局部操作，例如，成像仪和屏幕20的指令19，通过所述屏幕查看由成像仪7获得的图像。
可将中空柔韧的长医疗件15连接到连接器56，通过所述连接器注射对比产品，以使在柔韧的长医疗件内成像更容易。造影设施可包括对比产品注射器57，该对比产品注射器连接到连接器56并且通过设置在指令室3中的指令器58对其进行控制。对比产品注射器的指令器59也可以局部呈现在手术室2中。
图2a显示了通过当前系统可以设想的各种自由度。可见，导引器15″的前端15″a相对于导引器主纵轴略弯曲，并且从导管15’前端15’a延伸出去。导管15’可经历两种不同运动：
-沿着其纵轴平移；
-围绕其纵轴旋转。
可以按照一个方向或另一个方向产生这些运动。
根据需要，导管15’可以经历上述两种简单运动的一次组合运动。
根据需要，导管15’可以根据组合经历上述两种简单运动的两次组合运动。
上文关于导管所述的内容也适用于导引器。
在某些情况下，导管本身具有弯曲末端，以便按照与导引器相同的原理导航或者有助于在具有特殊曲率的解剖区域中定位。
患者的动脉21显示在图2b中；动脉具有主干22以及离开主干的两个分支23a，23b。图2b显示了柔韧的长医疗件15(在此为导引器15″)根据虚线所示的后面的位置与实线所示的前面的位置之间的平移的位移。在图2c中，在相同的动脉中，显示了在用虚线所示的第一个位置与用实线所示的第二个位置之间的柔韧的长医疗件15的旋转，在所述第一个位置，柔韧的长医疗件准备经历朝分支23a的平移，在所述第二个位置，柔韧的长医疗件准备经历朝分支23b的平移。
可以按照上述的一次或多次位移通过驱动件驱动柔韧的长医疗件。驱动件可成对设置。
在图2a至图2c中，显示了对应于第一种和第二种操作模式的平移运动和旋转运动。
结合图2d至图2f，将呈现第三种操作方式。
导管导引器15″及其向后弯曲的尖端15″沿着导引器15″平移T前进，与此同时，导管导引器15″及其向后弯曲的尖端15″a同时经历围绕导管导引器15″的轴的交替旋转R。
三幅图2d、2e和2f显示了交替旋转过程中处于角定向不同位置的向后弯曲的尖端15″。
平移速度T相对较慢，而交替旋转R的频率相对较高。通过这第三种操作方式，使同时缓慢平移伴随快速交替旋转，导管导引器15″a能够容易经过人体循环系统的敏感区域或困难区域。在平移的短距离范围内快速旋转的这种性质使之能够无障碍地穿过棘手区域，没有挂住患者血管壁的风险。
图3显示了根据第一个实施例的驱动模块131。该驱动模块131适合驱动沿着纵向X延伸的柔韧的长医疗件15。应注意，在驱动模块131附近的纵向X并非与靠近柔韧的长医疗件15末端的柔韧的长医疗件15的纵向完全相同，但是，柔韧的长医疗件15沿着/围绕驱动模块131附近的纵向X平移和/或旋转，将会驱动柔韧的长医疗件15分别沿着/围绕其末端附近的纵向平移和/或旋转。
驱动模块131包括底座132以及至少一个驱动件24，所述驱动件相对于底座132可移动地安装。例如，相对于底座132可移动地安装驱动件24。
在所示实例中，驱动模块131进一步包括第二个驱动件24′。驱动件24，在下文中也被称为第一个驱动件，其与第二个驱动件24′一起构成一对驱动件33。这对驱动件33包括两个驱动件，所述两个驱动件啮合在一起，导致柔韧的长医疗件15产生相对于底座132的运动。在所示实例中，第二个驱动件24′相对于底座132可移动地安装。例如，相对于底座132可移动地安装第二个驱动件24′。
第一个驱动件24和第二个驱动件24′是成对的，以便同时运动。例如，可分别指令第一个驱动件和第二个驱动件24，24′，不受彼此影响，但是根据各自的同步指令对其进行控制。作为一个变体，可以提供共享指令，通过第一个驱动件和第二个驱动件24，24′的指令系统之间的机械或电子连接，使所述共享指令分布在第一个驱动件和第二个驱动件24，24′之中的一个和另一个。
每个驱动件24，24′都分别包括驱动面34，34′。柔韧的长医疗件15设置在单对驱动件24，24′的驱动面34，34’之间。要树立这些想法，沿着方向Y将驱动面34，34’彼此隔开。
可使这对驱动件24，24′处于释放结构，如图3所示，其中，这对驱动件33的驱动件24，24′的驱动面34，34′不与柔韧的长医疗件15啮合。
可使这对驱动件33处于驱动结构，其中，这对驱动件的各驱动件的驱动面34，34’与待驱动的柔韧的长医疗件15啮合。例如，处于该结构时，驱动件施加在柔韧的长医疗件上的力约为数牛顿(例如5-30N)。例如，设置上文所述的恢复装置，以便使这对驱动件回到释放结构，例如，在断电的情况下，由此提供安全功能。
为了使这对驱动件33交替地处于释放结构和驱动结构，可以使两个驱动件24，24′中的一个驱动件朝另一个驱动件相对位移。例如，该位移可以是一个驱动件24相对于底座的位移，使另一个驱动件保持固定。作为一个变体，两个驱动件24，24′都可以相对于底座朝彼此移动。
在实例中，有意指沿着方向Y的位移。
在所示的实施例中，两个驱动件24，24′都可以沿着一个自由度相对于底座移动。该自由度不同于使驱动件交替地处于释放位置与驱动位置的自由度。具体规定驱动件24，24′可以在处于其驱动结构时沿着一个自由度相对于底座移动。因此，驱动件处于其驱动结构时沿着一个自由度的位移引起柔韧的长医疗件产生相对于底座132的位移。
下面结合图4a至图4e对一个实例进行更详细的说明。这个实例描述了柔韧的长医疗件沿着其纵向X的平移运动的产生。
图4a中所示的起始位置，与上文所述的图3的起始位置相对应。在第一步中，图4a所示的释放结构变为驱动结构(图4b)。根据实例，通过两个驱动件沿着Y方向按照相对的方向的运动才进行如此改变。该运动的幅度可取决于待驱动的柔韧的长医疗件15。直径小于导管的导引器可能要求从相同起始位置比导管大的运动幅度。
在处于驱动结构时，按照第一个方向沿着纵向X产生驱动件按照相同方向的同时位移，由此产生柔韧的长医疗件15(图4c)的相同运动。
图4c所示的驱动结构变为释放结构(图4d)。根据实例，通过方向相反的两个驱动件，沿着Y方向，按照与改变驱动件从驱动结构变为释放结构的方向相反的方向的运动，进行如此改变。
在处于释放结构时，根据与第一个方向相反的第二个方向沿着纵向X产生驱动件按照相同方向的同步(或独立)位移，这并不形成柔韧的长医疗件15的任何运动(图4e)。因此恢复初始结构。
可按照周期性有序的方式重复上述步骤，以便形成柔韧的长医疗件按照第一个方向沿着纵向X沿着较长历程的平移(例如，约为几米)。
通过与刚刚所述操作相反的一系列操作，进行柔韧的长医疗件按照第二个方向沿着纵向X沿着较长历程的位移。
循环的频率是可调整而且可控的。尤其是，可以提供低频率把柔韧的长医疗件插入患者体内，乃至提供多个低频率水平，以便在困难环境中缓慢导航。例如，可提供快速频率用于撤出，乃至紧急撤出。每个循环的位移幅度也是可以调整的。
关于平移，可设想速度介于0.1至200mm/s之间。
下面结合图5a至图5e对实例进行更详细的说明。该实例描述了柔韧的长医疗件围绕其纵向X的旋转运动的产生。
图5a所示的起始位置与上文所述的图3的起始位置相对应。在第一步中，图5a所示的释放结构变为驱动结构(图5b)。根据实例，通过方向相反的两个驱动件沿着Y方向的运动实现该变化。该变化与上文结合图4a、图4b所述的变化相同。
在处于驱动结构时，沿着横切纵向X的不同于方向Y的方向Z形成方向相反的驱动件的同步位移，由此形成长柔韧件15(图5c)围绕纵向X的旋转运动。尤其是，柔韧的长医疗件在驱动件24，24′的驱动面34，34’上滚动，最好不滑动。作为一个变体，两个驱动件中只有一个驱动件可以移动，另一个保持固定。
图5c中所示的驱动结构变为释放结构(图5d)。根据实例，通过方向相反的两个驱动件沿着Y方向的运动实现该变化，其运动方向与使驱动件从驱动结构变为释放结构的方向相反。
在处于释放结构时，沿着Z方向产生驱动件的同步(或独立)位移，与上文结合图5c所述的位移相反，这样不形成柔韧的长医疗件15(图5e)的任何运动。因此恢复初始结构。
可按照周期性有序的方式重复上述步骤，以便形成柔韧的长医疗件按照第一个旋转方向围绕纵向X沿着较长历程的旋转(例如，多次旋转360°)。
通过与刚刚所述操作相反的一系列操作，进行柔韧的长医疗件按照与第一个方向相反的第二个旋转方向围绕纵向X沿着较长历程的位移。
在以上描述内容中，必须通过成像来监测患者体内的柔韧医疗件的自由端的旋转度数。同样，作为一个变体或者此外，还可以寻求在上游验证施加到驱动模块附近的柔韧医疗件的旋转幅度。通过已知驱动件24，24′附近的柔韧的长医疗件的直径进行如此验证。实际上，针对驱动件的指定位移，柔韧的长医疗件的旋转角度取决于柔韧的长医疗件的直径与驱动件行程之间的比率。可预定义该直径并将其储存在指令站11中。在所采用的导管的类型之前通知指令站11就足够了，所述类型包括直径。作为一个变体，还可以原地检测柔韧的长医疗件的直径。如果每个驱动件的释放结构都构成参考位置，那么，例如，可以通过使用驱动器上的编码系统知晓处于驱动结构的驱动件的位置，所述驱动器与每个驱动件相关联并且其作用是使驱动件从其释放结构移动到其驱动结构。
因为已知处于驱动结构的两个驱动件的位置，而且已知处于释放结构的两个驱动件的驱动面34，34’之间的间隔，所以可以确定处于驱动结构的两个驱动面之间的间隔，并由此可以确定柔韧的长医疗件的直径。
知晓所述内容还可以用于检测撤出柔韧的长医疗件的动作的结束。实际上，如果指令站11在指令撤出柔韧的长医疗件的过程中检测到随时检测的直径突然变化，那么最有可能的是已经从患者体内乃至从模块中完全撤出了柔韧的长医疗件。于是，所检测的直径可以是零，或者例如，如果导引器在两个驱动件之间延伸，则可以是导引器的直径。
还可以控制处于驱动结构的柔韧的长医疗件的收紧。
实际上，在处于驱动结构时，施加到驱动器的电流与施加到柔韧的长医疗件的收紧力成比例。因此可以根据该电流的测量值确定施加到导管的收紧力。在实践中，可以在指令站11附近提供驱动器的各种电流设置，将其设置在可接受的收紧范围内，超出该范围，则有柔韧的长医疗件滑出夹具的风险，或者因来自驱动件的过度机械应力损坏柔韧的长医疗件的风险。
可以针对施加到导管的任何运动对柔韧的长医疗件上的收紧力进行控制，而非仅针对上述旋转运动。
除本文所述的反复循环性指令外，还可以针对其它导管位移实施方案确定柔韧的长医疗件的直径。
因此，与本文所述的反复循环性指令无关，本发明的一个实施例似乎涉及到柔韧的长医疗件的机器人驱动模块，包括：
-底座132；
-分别具有驱动面34，34′的驱动件24，24′的一对33，其中，至少一个驱动器26可以使驱动件24，24′的这对33处于驱动结构，处于所述驱动结构时，驱动件24，24′的这对33的驱动面34，34′与待驱动的并且设置在其两侧上的柔韧的长医疗件啮合；
沿着第一个位置和第二个位置之间的自由度，相对于底座132可移动地安装驱动件24，24′的这对33；
-指令件18，11，适合通过驱动器26的相对有代表性的信号(例如，通过反复的循环性的方式)，指令处于驱动结构的驱动件24，24′的这对33相对于驱动件24，24′的底座132从第一个位置到第二个位置的位移，由此相对于底座132驱动柔韧的长医疗件。
尤其是，驱动器的相对有代表性的信号的作用是通过指令件18，11来确定驱动面34，34′之间的间隔，所述指令件18，11控制通过驱动件24，24′的这对33相对于驱动件24，24′的底座132确定的位移，并因此相对于底座132驱动柔韧的长医疗件旋转，其幅度是受控制的。
尤其是，驱动器相对有代表性的信号的作用是把施加到柔韧的长医疗件的收紧力控制在收紧力可允许的范围内。
在上述两个示例性实施例中，描述了有序的位移，在所述位移过程中，在开始另一项位移之前，等待一个驱动件完成沿着一个方向的位移。
同样，假定通过分别利用上文所述的三个驱动系统55，55’，55″可以独立地作出所述驱动件沿不同自由度的驱动，那么可以同时执行驱动件沿两个自由度的位移。例如，驱动件从图5c中位置到图5e中的位置的位移，可以包括介于单纯分离的第一阶段与单纯返回到初始位置的第二阶段之间的中间阶段，其中，这两种运动相结合。在单纯返回到初始位置的阶段与单纯接近的阶段之间，还可以设想介于图5d的位置与图5b的位置之间的类似中间阶段。遵循这一原则，可以不再具有返回到初始位置的单纯的阶段、单纯分离的阶段或单纯接近的阶段，只要没有形成柔韧的长医疗件的寄生运动的风险即可。
此外，尽管图4a-4e单独显示了柔韧的长医疗件的单纯平移运动，图5a-5e显示了单纯旋转运动，但这两种运动可以选择性地相结合。处于啮合结构时，使驱动件产生同步平移和旋转的运动相结合便足够了。
前述实例包括单独一对驱动件。
作为一个变体，可以提供多对驱动件。例如，为了进行说明，可以提供两对驱动件。来自第二对33′的驱动件24″，24″′可以与来自第一对的相似，尤其是，根据与第一对相似的实施方案，驱动件24″，24″′包括驱动面34″，34″′，并可通过远程指令站11或者局部指令箱18被驱动。驱动件的第一对33和第二对33’可沿着柔韧的长医疗件的纵轴X彼此偏置。根据第一个实例，两对33，33′处于其释放结构时可共面。换言之，可相对于两对共享的底座132设置所述两对。作为一个变体，每幅图的底座132，132’可以是独立的，乃至非共面的。
两对的驱动可以是同步的。例如，两对的驱动器可以产生该两对相同的同步运动。
作为一个变体，可以同步驱动该两对，以便产生相位抵消的运动。换言之，第一对33可以处于驱动结构，而另一对则处于释放结构，反之亦然。例如，始终至少有一对处于驱动结构。在任何指定时刻，可同时涉及到第一对、第二对乃至两对。通过这种结构可以改进柔韧的长医疗件上的保持力。尤其是，当移动柔韧的长医疗件时，同时与患者的解剖结构区域摩擦时，必须能够提供其上足够的保持力，以便克服位移的局部阻力。例如，在柔韧的长医疗件较滑的情况下，这一点甚至更加困难，因为其保持在溶液之中。
在图6a至图6f中，为了阐释通过平移驱动的模式，给出了一个实例。在这些图中，通过“+”号指定了随着时间固定的标号。在图6a至图6e中所示的第一对的运动在上文中结合图4a至图4e已经进行了说明。图6f显示了与图6b相同的位置，位移呈圆形。
图6b至图6f显示了第二对33’在一个循环期间的位移。所述位移与第一对的位移不同相；图6d所示的第二对的位置与图6b所示的第一对的位置相对应，以此类推。
把两对隔开，以避免碰撞，尤其是如图6e所示，其中第二对经历按照柔韧的长医疗件前进的方向的位移，而第一对经历相反方向的位移。
为了阐释，图6a可表示初始状态，在处于所述初始状态时，两对的位置远离柔韧的长医疗件。在启动系统过程中，将对第一对发出指令，然后异相地对第二对发指令。
该实施适用于除平移以外的其它运动。该实施适用于两对以上。在这种情况下，如果适用的话，所述对彼此全部不同相，或者某些对可彼此同相。

Claims (19)

1.用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，提供所述方法来引导驱动件组件（24，24′，24″，24‴），并且所述方法包括：
- 第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进；
- 第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）围绕其自身旋转；
其特征在于，所述方法还包括：
- 第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，
- 并且其中，按照第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）根据来自人机界面的指令的变化同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向自动围绕其自身旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
2.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，其中，可由该方法的使用者调整交替旋转的频率与平移的速度之间的比率。
3.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照第三种操作方式，导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进比按照第一种操作方式慢，而导引器（15″）和/或导管（15′）围绕其自身交替旋转（R）则比导引器（15″）和/或导管（15′）按照第二种操作方式围绕其自身的旋转快。
4.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 导引器（15″）是具有向后弯曲的尖端（15″a）的金属丝，所述向后弯曲的尖端（15″a）按照第三种操作方式沿着平行于金属丝的方向前进，同时围绕金属丝的轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 导引器（15″）的向后弯曲的尖端（15″a）在前进与向后弯曲的尖端（15″a）的长度相对应的距离时间中经历至少两次旋转（R）方向改变，或至少四次改变旋转（R）方向，或至少十次改变旋转（R）方向。
6.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 导引器（15″）和/或导管（15′）在前进与5厘米的长度相对应的距离时间中经历至少两次旋转（R）方向改变，或至少四次改变旋转（R）方向，或至少十次改变旋转（R）方向。
7.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照第三种操作方式，改变导引器（15″）和/或导管（15′）旋转（R）方向的频率至少为1Hz，或至少为3Hz，或至少为10Hz。
8.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照第三种操作方式，导引器（15″）和/或导管（15′）的平移（T）的速度最多为10mm/s，或最多为3mm/s，或最多为1mm/s。
9.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 第三种模式用于穿过人体循环系统中分支的某些区域。
10.根据权利要求1所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 第三种模式用于穿过人体循环系统中损伤的某些区域。
11.用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，提供所述方法来引导驱动件组件（24，24′，24″，24‴），并且所述方法包括：
- 第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）根据来自人机界面的指令的变化在平移（T）中前进；
- 第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）根据来自人机界面的指令的变化围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
- 第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）根据来自人机界面的指令的变化同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
12.用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，提供所述方法来引导驱动件组件（24，24′，24″，24‴），并且所述方法包括：
- 第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）自动地使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进；
- 第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）自动地使导引器（15″）和/或导管（15′）围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
- 第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）自动地并且同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
13.用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，提供所述方法以便引导驱动件组件（24，24′，24″，24‴），并且所述方法包括：
- 第一种操作方式，通过所述第一种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进；
- 第二种操作方式，通过所述第二种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）使导引器（15″）和/或导管（15′）围绕其自身旋转；
其特征在于，方法还包括：
- 第三种操作方式，通过所述第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，并且还连续地使导引器（15″）和/或导管（15′）始终按照单独一个方向围绕其自身交替旋转，然后停止该旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
14.根据权利要求13所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照第三种操作方式，所述旋转持续的时间比所述停止的时间短。
15.根据权利要求14所述的用于执行驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的方法的机器人模块，其特征在于：
- 按照所述第三种操作方式，所述旋转持续0.05秒至0.2秒，或为0.1秒，所述停止持续0.3秒至1秒，或为0.5秒，而且所述平移速度介于1mm/s至5mm/s之间，或为3mm/s。
16.一种驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的机器人模块，包括驱动件组件（24，24′，24″，24‴），所述驱动件组件具有结构和设置，以便能够按照以下方式对其进行引导：
- 按照第一种操作方式，以便使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进；
- 按照第二种操作方式，以便使导引器（15″）和/或导管（15′）围绕其自身旋转；
其特征在于，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）还能够进行以下引导：
- 按照第三种操作方式，以便同时使导引器（15″）和/或导管（15′）在平移（T）中前进，与此同时也使其交替地按照一个方向，然后按照另一个方向围绕其自身旋转，
- 并且其中，按照第三种操作方式，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）同时使导引器（15″）和/或导管（15′）根据来自人机界面的指令的变化在平移（T）中前进，并且使导引器（15″）和/或导管（15′）交替地按照一个方向，然后按照另一个方向自动围绕其自身旋转，其中，交替旋转的频率与平移的速度成比例。
17.根据权利要求16所述的驱动导管（15′）和/或导引器（15″）的机器人模块，其特征在于，驱动件组件（24，24′，24″，24‴）包括：
- 第一个底座（132）；
- 分别具有驱动面（34，34′）的第一对驱动件（24，24′），其中，所述第一对驱动件（24，24′）可交替地处于驱动结构和释放结构，在处于驱动结构时，所述第一对驱动件（24，24′）的驱动面（34，34′）与待驱动的并且设置在其两侧的导引器（15″）和/或导管（15′）啮合，在处于释放结构时，所述第一对驱动件（24，24′）的驱动面（34，34′）不与导引器（15″）和/或导管（15′）啮合；
沿着第一个位置和第二个位置之间的自由度，相对于第一个底座（132）可移动地安装所述第一对驱动件（24，24′）；
- 指令件（18，11），适合循环地反复指令处于驱动结构的所述第一对驱动件（24，24′）相对于驱动件（24，24′）的第一个底座（132）从第一个位置到第二个位置的位移，由此相对于第一个底座（132）驱动导引器（15″）和/或导管（15′），并且指令来自处于释放结构的所述第一对驱动件（24，24′）的驱动件（24，24′）相对于第一个底座（132）从第二个位置到第一个位置的位移，无需相对于第一个底座驱动导引器（15″）和/或导管（15′）。
18.根据权利要求17所述的机器人模块，其特征在于，调整驱动件（24，24′）相对于第一个底座（132）沿着横切导引器（15″）和/或导管（15′）局部纵向（X）的方向（Z）以及按照相反的方向的平移（T），以便能够围绕导引器（15″）和/或导管（15′）的局部纵向（X）使导引器（15″）和/或导管（15′）绕在驱动面（34，34′）上。
19.根据权利要求17所述的机器人模块，其特征在于，机器人模块进一步包括：
- 第二个底座（132′）；
- 分别具有驱动面（34″，34‴）的第二对驱动件（24″，24‴），其中，所述第二对驱动件（24″，24‴）可以交替地处于驱动结构和释放结构，在处于驱动结构时，所述第二对驱动件（24″，24‴）的驱动面（34″，34‴）与待驱动的并且设置在其两侧的导引器（15″）和/或导管（15′）啮合，在处于释放结构时，所述第二对驱动件（24″，24‴）的驱动面（34″，34‴）不与导引器（15″）和/或导管（15′）啮合；
沿着第一个位置和第二个位置之间的自由度，相对于第二个底座（132′）可移动地安装所述第二对驱动件（24″，24‴）；
- 指令件（18，11）进一步适合循环地反复指令处于驱动结构的所述第二对驱动件（24″，24‴）相对于驱动件（24″，24‴）的第二个底座（132′）从第一个位置到第二个位置的位移，由此相对于第二个底座（132′）驱动导引器（15″）和/或导管（15′），并且指令来自处于释放结构的所述第二对驱动件（24″，24‴）的驱动件（24″，24‴）相对于第二个底座（132′）从第二个位置到第一个位置的位移，无需相对于第二个底座（132′）驱动导引器（15″）和/或导管（15′）。
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