CN109310848A - 可转向细长装置的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于控制细长装置的系统和方法包括输入控件控制台。该控制台包括：第一输入控件，其具有在第一方向上的无限行程长度；第二输入控件，其具有在多于一个方向上的无限行程长度；一个或多个收发器，其用于将控制台耦接到细长装置的控制单元；以及接口电路，其用于将第一输入控件和第二输入控件耦接到一个或多个收发器。第一输入控件提供适合于控制细长装置的插入深度的第一命令。第二输入控件提供适合于控制细长装置的远端的转向的第二命令。在一些实施例中，控制台包括凸起环或凸起座圈，输入控件被安装在凸起环或凸起座圈内。在一些实施例中，帷帘的袋被锚固到凸起环或凸起座圈。

Description

可转向细长装置的系统和方法
相关申请
本申请要求2016年6月30日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS OF STEERABLEELONGATE DEVICE”的美国临时专利申请No.62/357,272的优先权和申请日的利益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及用于控制可转向细长装置的系统和方法。
背景技术
微创医疗技术意图减少医疗程序期间损伤的组织量，从而减少患者恢复时间、不适和有害副作用。可以通过患者解剖结构的自然孔口或通过一个或多个手术切口进行这种微创技术。通过这些自然孔口或切口，临床医生可以插入微创医疗器械(包括手术、诊断、治疗或活检器械)到达目标组织方位。一种这样的微创技术是使用柔性和/或可转向细长装置，诸如能够被插入到解剖通路内并且朝向患者解剖结构内的感兴趣区域被导航的导管。由医疗人员控制这种细长装置涉及几个自由度的管理，至少包括细长装置的插入和缩回以及装置的转向的管理。此外，还可以支持不同的操作模式。
因此，提供输入控件将是有利的，这些输入控件支持直观控制和管理柔性和/或可转向细长装置，例如，适用于微创医疗技术的可转向导管。
发明内容
随附于说明书的权利要求最佳地概括了本发明的实施例。
与一些实施例一致，一种细长装置的输入控件控制台包括：第一输入控件，其在第一方向上具有无限行程长度；第二输入控件，其在多于一个方向上具有无限行程长度；一个或多个收发器，其用于将控制台耦接到细长装置的控制单元；以及接口电路，其用于将第一输入控件和第二输入控件耦接到一个或多个收发器。第一输入控件提供适合于控制细长装置的插入深度的第一命令。第二输入控件提供适合于控制细长装置的远端的转向的第二命令。
与一些实施例一致，一种操作细长装置的方法包括：细长装置的控制单元从安装在输入控件控制台上的第一输入控件接收插入或缩回命令；基于插入或缩回命令控制细长装置的插入深度；从安装在输入控件控制台上的第二输入控件接收转向命令；以及基于转向命令控制细长装置的远端的转向。第一输入控件在第一方向上具有无限行程长度。第二输入控件在多于一个方向上具有无限行程长度。
与一些实施例一致，一种用于细长装置的输入控件控制台的外科手术帷帘包括：主帷帘部分和多个袋，所述主帷帘部分被配置为经由在主帷帘部分的一端处的主开口装配在输入控件控制台上方。多个袋中的每个袋包括袋开口，袋开口附接到主帷帘部分中的相应的次开口。多个袋中的每个袋被配置为使用相应的紧固元件在袋开口处锚固到输入控件控制台上的相应的凸起环或凸起座圈的侧表面。
与一些实施例一致，一种使用具有细长装置的输入控件控制台的外科手术帷帘的方法包括：使用主帷帘部分的一端处的第一开口将外科手术帷帘的主帷帘部分定位在输入控件控制台上方；将外科手术帷帘中的多个袋中的每个袋在输入控件控制台上的相应的凸起环或凸起座圈上方对齐；使用紧固元件将多个袋中的每个袋中的第二开口锚固到相应的凸起环或凸起座圈；以及使用附接到第一开口附近的主帷帘部分的封闭元件封闭外科手术帷帘的第一开口。多个袋中的每个袋的尺寸被设置成使得用户能够与下方无限行程长度控制输入相互作用，该下方无限行程长度控制输入位于其锚固到的相应的凸起环或凸起座圈的边界内。
与一些实施例一致，一种制造具有细长装置的输入控件控制台的外科手术帷帘的方法包括：通过将相应的第一帷帘材料片对半折叠并将每个相应的第一帷帘材料片的第一侧边熔合在一起来形成多个袋；通过将多个袋中的每个袋中的第一开口的相应第二侧边与相应狭缝的第三侧边融合，将多个袋中的每个袋附接到第二帷帘材料片中的相应狭缝；折叠第二帷帘材料片并将第二帷帘材料片的外边缘熔合在一起以形成管；熔合封闭该管的第一端；以及将封闭元件附接到位于该管的与第一端相对的第二端处的外科手术帷帘中的第二开口。
应理解，以上大致描述和以下详细描述二者本质上是示例性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解而非限制本公开的范围。就此而言，根据下面的详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
图1是根据一些实施例的远程操作医疗系统的简化示意图。
图2A是根据一些实施例的医疗器械系统的简化示意图。
图2B是根据一些实施例的具有延伸的医疗工具的医疗器械的简化示意图。
图3A和图3B是根据一些实施例的包括被安装在插入组装件上的医疗器械的患者坐标空间的侧视图的简化示意图。
图4A和图4B分别是根据一些实施例的细长装置的输入控件控制台的俯视图和侧视图的简化示意图。
图5是根据一些实施例的与图4A和图4B的输入控件控制台一起使用的帷帘的简化示意图。
图6是根据一些实施例的与图4A和图4B的输入控件控制台一起使用的具有袋的帷帘的简化示意图。
图7是根据一些实施例的制作图6的帷帘的方法的简化示意图。
图8A-图8F是根据一些实施例的图6的帷帘在组装的各个阶段期间的简化示意图。
图9是根据一些实施例的使用具有袋的帷帘的方法的简化示意图。
图10是根据一些实施例的使用触敏输入控件的另一输入控件控制台的简化示意图。
通过参考随后的详细描述，将最好地理解本公开的示例及其优点。应认识到，同样的附图标记被用来识别在一个或多个附图中图示的同样的元件，其中的标识是用于图示本公开的实施例的目的，并不是用于限制本公开。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了描述与本公开一致的一些实施例的特定细节。阐述了很多特定细节，以便提供对实施例的充分理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文中公开的特定实施例旨在是图示性的而不是限制性的。本领域技术人员可以实现尽管此处未具体描述但是在本公开的范围和精神内的其他元件。此外，为了避免不必要的重复，结合一个实施例示出并描述的一个或多个特征可以被并入到其他实施例内，除非另外具体描述或如果一个或多个特征将会使实施例不能工作。
在一些实例中，公知的方法、程序、部件和电路未被详细描述，从而不会不必要地使实施例的多个方面难以理解。
对外科手术器械和外科手术方法的任何引用都是非限制性的，因为本文所述的器械和方法可以用于动物、人类尸体、动物尸体、部分人体或动物解剖结构、非外科手术诊断、工业系统和一般的机器人或远程操作系统。
本公开就不同器械和器械部分在三维空间中的状态而言对其进行描述。如本文所用，术语“位置”指代对象或对象的一些部分在三维空间中的方位(例如，沿笛卡尔X、Y和Z坐标的三个平移自由度)。如本文所用，术语“取向”指代对象或对象的一些部分的旋转布置(三个旋转自由度——例如，滚转、俯仰和偏航)。如本文所用，术语“姿态”指代对象或对象的一些部分在至少一个平移自由度上的位置和对象或对象的一些部分在至少一个旋转自由度上的取向(多达六个自由度)。如本文所用，术语“形状”指代沿着对象测量的一组姿态、位置或取向。
图1是根据一些实施例的远程操作医疗系统100的简化示意图。在一些实施例中，远程操作医疗系统100可以适合于在例如手术、诊断、治疗、或活检程序中使用。如图1所示，医疗系统100一般包括用于操作医疗器械104以对患者P执行各种程序的远程操作操纵器组装件102。远程操作操纵器组装件102安装于操作台T或安装在操作台T附近。主控组装件106允许操作者(例如，如图1所示的外科医生、临床医生或医师O)观看介入部位并控制远程操作操纵器组装件102。
主控组装件106可以位于医师控制台处，所述医师控制台通常与手术台T位于相同的房间中，诸如在患者P位于其上的外科手术台的一侧。然而，应当理解，医师O可以与患者P位于不同的房间或完全不同的建筑中。主控组装件106一般包括用于控制远程操作操纵器组装件102的一个或多个控制装置。所述控制装置可以包括任意数量的各种输入装置，如操纵杆、跟踪球、数据手套、触发枪、手动操作控制器、语音识别装置、身体动作或存在传感器和/或类似装置。为了为医师O提供直接控制器械104的强烈感觉，可以为控制装置提供与关联的医疗器械104相同的自由度。以此方式，控制装置为医师O提供控制装置与医疗器械104为一体的远程呈现或感知。
在一些实施例中，控制装置可以比相关医疗器械104具有更多或更少的自由度，并且仍向医师O提供远程呈现。在一些实施例中，控制装置可以可选地是手动输入装置，其以六个自由度运动并且还可以包括用于致动器械的可致动手柄(例如，闭合夹爪、施加电势至电极、递送药物治疗和/或类似作用)。
远程操作操纵器组装件102支撑医疗器械104并且可以包括一个或多个非伺服控制的连杆的运动结构(例如，可手动定位并锁定在适当位置的一个或多个连杆，通常被称为组建(set-up)结构)以及远程操作操纵器。远程操作操纵器组装件102任选地包括响应于来自控制系统(例如，控制系统112)的命令而驱动医疗器械104上的输入的多个致动器或马达。致动器任选地包括驱动系统，当该驱动系统耦接到医疗器械104时，该驱动系统可将医疗器械推进到自然的或外科手术创建的解剖孔口。其他驱动系统可以以多个自由度移动医疗器械104的远端，所述多个自由度可以包括三个线性运动自由度(例如，沿X、Y、Z笛卡尔坐标轴的线性运动)和三个旋转运动自由度(例如，围绕X、Y、Z笛卡尔坐标轴的旋转)。此外，致动器可被用于致动医疗器械104的可铰接末端执行器，以便将组织抓取在活检设备和/或类似设备的钳口(jaw)中。致动器位置传感器(诸如解算器、编码器、电位计和其他机构)可以为医疗系统100提供描述马达轴的旋转和取向的传感器数据。这种位置传感器数据可以被用来确定由致动器操纵的对象的运动。
远程操作医疗系统100可以包括传感器系统108，该传感器系统108具有用于接收关于远程操作操纵器组装件102的器械的信息的一个或多个子系统。这些子系统可以包括：位置/定位传感器系统(例如，电磁(EM)传感器系统)；用于确定沿着可组成医疗器械104的柔性主体的远端和/或一个或多个节段的位置、取向、速度、速率、姿态和/或形状的形状传感器系统；和/或用于从医疗器械104的远端采集图像的可视化系统。
远程操作医疗系统100还包括显示系统110，用于显示由传感器系统108的子系统生成的外科手术部位和医疗器械104的图像和表象。显示系统110和主控组装件106可以被取向，使得医师O能够在远程呈现的感知的情况下控制医疗器械104和主控组装件106。
在一些实施例中，医疗器械104可以具有可视化系统(在下面更详细地进行讨论)，所述可视化系统可以包括观察视镜组装件，所述观察视镜组装件记录外科手术部位的并发或实时图像并且通过医疗系统100的一个或多个显示器(诸如显示系统110的一个或多个显示器)为操作者或医师O提供图像。并发图像可以是例如通过定位在外科手术部位内的内窥镜采集的二维或三维图像。在一些实施例中，可视化系统包括可以被一体地或可移除地耦接到医疗器械104的内窥镜部件。然而，在一些实施例中，被附接到单独操纵器组装件的单独内窥镜可以与医疗器械104一起被用来对外科手术部位进行成像。在一些示例中，内窥镜可以包括用于在一个或多个透镜被内窥镜遇到的流体和/或其他材料部分遮挡和/或完全遮挡时清洁内窥镜的一个或多个透镜的一个或多个机构。在一些示例中，一个或多个清洁机构可以可选地包括空气和/或其他气体输送系统，其可用于发射一股空气和/或其他气体以吹净一个或多个透镜。在国际公开WO/2016/025465(2016年8月11日提交)(公开“Systemsand Methods for Cleaning an Endoscopic Instrument”)中更详细地讨论了一个或多个清洁机构的示例，其通过引用全文合并于此。可视化系统可以被实施为与一个或多个计算机处理器相互作用或由一个或多个计算机处理器(可包括控制系统112的处理器)执行的硬件、固件、软件或其组合。
显示系统110也可以显示通过可视化系统采集的外科手术部位和医疗器械的图像。在一些示例中，远程操作医疗系统100可以配置医疗器械104和主控组装件106的控制件，使得医疗器械的相对位置类似于医师O的眼睛和手的相对位置。以此方式，医师O能够仿佛以基本真实的存在感观察工作空间来操作医疗器械104和手动控制。通过真实呈现，意味着图像的呈现是模拟物理地操纵医疗器械104的医师的视角的真实透视图像。
在一些示例中，显示系统110可以使用来自成像技术(诸如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、荧光镜检查、热影像技术、超声波、光学相干断层成像术(OCT)、热成像、阻抗成像、激光成像、纳米管X射线成像等)的图像数据呈现术前或术中记录的外科手术部位的图像。术前或术中图像数据可以被呈现为二维、三维或四维(包括例如基于时间或基于速度的信息)图像，和/或被呈现为来自从术前或术中图像数据集产生的模型的图像。
在一些实施例中，通常为了成像引导的外科手术程序的目的，显示系统110可以显示虚拟的导航图像，在该虚拟的导航图像中医疗器械104的实际位置与术前或并发图像/模型配准(即动态参考)。这可以被完成，以从医疗器械104的视角向医师O呈现内部外科手术部位的虚拟图像。在一些示例中，视角可以是从医疗器械104的尖端观看。医疗器械104的尖端的图像和/或其他图形或字母数字指示符可以叠加在虚拟图像上以帮助医师O控制医疗器械104。在一些示例中，医疗器械104可以在虚拟图像中不可见。
在一些实施例中，显示系统110可以显示虚拟的导航图像，在该虚拟的导航图像中医疗器械104的实际方位与术前图像或并发图像配准，以从外部视角向医师O呈现在外科手术部位内的医疗器械104的虚拟图像。医疗器械104的一部分的图像或其他图形或字母数字指示符可以叠加在虚拟图像上以帮助医师O控制医疗器械104。如本文所描述，数据点的视觉表象可以被渲染到显示系统110。例如，可以以视觉表象将测量的数据点、移动的数据点、配准的数据点以及本文描述的其他数据点显示在显示系统110上。可以通过显示系统110上的多个点(point)或圆斑(dot)或作为渲染模型(诸如基于一组数据点所创建的网格或金属线模型)在用户界面上可视地表示数据点。在一些示例中，数据点可以根据它们表示的数据进行颜色编码。在一些实施例中，在每个处理操作已经被实现以改变数据点之后，视觉表象可以在显示系统110中被刷新。
远程操作医疗系统100还可以包括控制系统112。控制系统112包括至少一个存储器和至少一个计算机处理器(未示出)，用于实现医疗器械104、主控组装件106、传感器系统108和显示系统110之间的控制。控制系统112还包括程序化指令(例如，存储这些指令的非临时性机器可读介质)以实施根据本文公开的各方面描述的方法的一些或全部，包括用于向显示系统110提供信息的指令。虽然控制系统112在图1的简化示意图中被示出为单个方框，但该系统可以包括两个或更多个数据处理电路，其中一部分处理可选地在远程操作操纵器组装件102上或邻近远程操作操纵器组装件102执行，另一部分处理在主控组装件106处执行和/或类似情况。控制系统112的处理器可以执行一些指令，包括对应于在本文中公开并且在下面更详细地描述的处理的指令。可以利用任何各种各样的集中式或分布式数据处理体系结构。类似地，程序化指令可以被实施为若干独立的程序或子程序，或者它们可以集成到本文所描述的远程操作系统的若干其他方面中。在一个实施例中，控制系统112支持无线通信协议，诸如蓝牙、IrDA、HomeRF、IEEE802.11、DECT和无线遥测。
在一些实施例中，控制系统112可以从医疗器械104接收力和/或扭矩反馈。响应于该反馈，控制系统112可以向主控组装件106传输信号。在一些示例中，控制系统112可以传输命令远程操作操纵器组装件102的一个或多个致动器移动医疗器械104的命令。医疗器械104可以经由患者P的身体中的开口延伸到患者P的身体内的内部外科手术部位。可以使用任何合适的常规的和/或专门的致动器。在一些示例中，一个或多个致动器可以与远程操作操纵器组装件102分开，或者与远程操作操纵器组装件102集成在一起。在一些实施例中，一个或多个致动器和远程操作操纵器组装件102被提供作为邻近患者P和操作台T定位的远程操作推车的一部分。
控制系统112可以可选地进一步包括虚拟可视化系统，以便当在图像引导的外科手术程序期间控制医疗器械104时为医师O提供导航帮助。使用虚拟可视化系统的虚拟导航可以基于对采集的解剖通路的术前或术中数据集的引用。虚拟可视化系统处理使用成像技术(诸如计算机化断层显像(CT)、磁共振成像(MRI)、荧光镜检查、热影像技术、超声、光学相干断层成像术(OCT)、热成像、阻抗成像、激光成像、纳米管X射线成像等)成像的外科手术部位的图像。可以与手动输入结合使用的软件被用来将记录的图像转换为局部或整体解剖器官或解剖区域的分段二维或三维复合表象。图像数据集与复合表象相关联。复合表象和图像数据集描述通路的各种方位和形状以及它们的连接性。被用来生成复合表象的图像可以在临床程序期间在术前或术中被记录。在一些实施例中，虚拟可视化系统可以使用标准表象(即，不是患者特异性的)或者标准表象与患者特异性数据的混合体。复合表象和由该复合表象生成的任何虚拟图像可以表示可变形解剖区域在一个或多个运动阶段期间(例如，在肺的吸气/呼气循环期间)的静态姿态。
在虚拟导航程序期间，传感器系统108可以被用来计算医疗器械104相对于患者P的解剖结构的近似方位。该方位能够被用来产生患者P的解剖结构的宏观水平(外部)跟踪图像和患者P的解剖结构的虚拟内部图像。该系统可以实施一个或多个电磁(EM)传感器、光纤传感器和/或其他传感器，以配准并显示医疗实施和术前记录的外科手术图像，诸如来自虚拟可视化系统的那些图像是已知的。例如，美国专利申请号13/107,562(2011年5月13日提交)(公开“Medical System Providing Dynamic Registration of a Model of anAnatomic Structure for Image-Guided Surgery”)公开了一种这样的系统，该申请通过引用以其整体并入本文。远程操作医疗系统100可以进一步包括可选的操作和支持系统(未示出)，诸如照明系统、转向(steering)控制系统、冲洗系统和/或抽吸(suction)系统。在一些实施例中，远程操作医疗系统100可以包括一个以上的远程操作操纵器组装件和/或一个以上的主控组装件。除了其他因素，远程操作操纵器组装件的准确数目将取决于外科手术程序和手术室内的空间约束。主控组装件106可以被并置(collocated)，或它们可以被定位在独立的方位中。多个主控组装件允许一个以上的操作者以各种组合形式控制一个或多个远程操作操纵器组装件。
图2A是根据一些实施例的医疗器械系统200的简化示意图。在一些实施例中，医疗器械系统200可以在利用远程操作医疗系统100执行的图像引导的医疗程序中被用作医疗器械104。在一些示例中，医疗器械系统200可以被用于非远程操作探索性程序或用在涉及传统手动操作的医疗器械(诸如内窥镜)的程序中。可选地，医疗器械系统200可以被用来收集(即测量)对应于患者(诸如患者P)的解剖通路内的方位的一组数据点。
医疗器械系统200包括被耦接到驱动单元204的细长装置202(诸如，柔性导管)。细长装置202包括柔性主体216，该柔性主体216具有近端217和远端或尖端部分218。在一些实施例中，柔性主体216具有大约3mm的外直径。其他柔性主体外直径可以更大或更小。
医疗器械系统200进一步包括跟踪系统230，所述跟踪系统230用于使用如在下面进一步详细描述的一个或多个传感器和/或成像装置来确定远端218和/或沿着柔性主体216的一个或多个节段224的位置、取向、速度、速率、姿态和/或形状。远端218和近端217之间的柔性主体216的整个长度可以被有效地划分为多个节段224。如果医疗器械系统200与远程操作医疗系统100的医疗器械104一致，跟踪系统230。跟踪系统230可以被可选地实现为与一个或多个计算机处理器相互作用或由一个或多个计算机处理器执行的硬件、固件、软件或其组合，所述一个或多个计算机处理器可以包括图1中的控制系统112的处理器。
跟踪系统230可以可选地使用形状传感器222来跟踪远端218和/或一个或多个节段224。形状传感器222可以可选地包括与柔性主体216对齐的光纤(例如，在内部通道(未示出)内提供或外部安装)。在一个实施例中，光纤具有大约200μm的直径。在其他实施例中，该尺寸可以更大或更小。形状传感器222的光纤形成用于确定柔性主体216的形状的光纤弯曲传感器。在一个替代方案中，包括光纤布拉格光栅(FBG)的光纤被用于在一个或多个维度上在结构中提供应变测量。在美国专利申请号11/180,389(2005年7月13日提交)(公开“Fiberoptic position and shape sensing device and method relating thereto”)；美国专利申请号12/047,056(2004年7月16日提交)(公开“Fiber-optic shape and relativeposition sensing”)；以及美国专利号6,389,187(1998年6月17日提交)(公开“OpticalFiber Bend Sensor”)中描述了用于监测三维中的光纤的形状和相对位置的各种系统和方法，这些申请通过引用整体并入本文。在一些实施例中，传感器可以采用其他合适的应变感测技术，诸如瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射和荧光散射。在一些实施例中，细长装置的形状可以使用其他技术来确定。例如，柔性主体216的远端姿态的历史能够被用来重建柔性主体216在该时段内的形状。在一些实施例中，跟踪系统230可以可选地和/或额外地使用位置传感器系统220来跟踪远端218。位置传感器系统220可以是EM传感器系统的部件或者可以包括EM传感器系统，EM传感器系统包括可以经受外部生成的电磁场的一个或多个传导线圈。然后用于实现位置传感器系统220的这种EM传感器系统的每个线圈然后产生感应电信号，所述感应电信号具有取决于线圈相对于外部生成的电磁场的位置和取向的特性。在一些实施例中，位置传感器系统220可以被配置并且被定位为测量六个自由度(例如，三个位置坐标X、Y、Z和指示基点的俯仰、偏航和横滚的三个取向角)或五个自由度(例如，三个位置坐标X、Y、Z和指示基点的俯仰和偏航的两个取向角)。在美国专利号6,380,732(1999年8月11日提交)(公开“Six-Degree of Freedom Tracking System Having a PassiveTransponder on the Object Being Tracked”)中提供了位置传感器系统的进一步描述，该专利通过引用整体并入本文。
在一些实施例中，跟踪系统230可以替代地和/或额外地依赖于针对器械系统的已知点沿着交替运动(诸如呼吸)的周期所存储的历史姿态、位置或取向数据。该存储的数据可以被用来发展关于柔性主体216的形状信息。在一些示例中，一系列位置传感器(未示出)(诸如与位置传感器系统220的实施例中的传感器类似的电磁(EM)传感器)可以沿着柔性主体216进行定位，并且然后被用于形状感测。在一些示例中，在某一程序期间获取的来自这些传感器中的一个或多个传感器的数据的历史可以被用来表示细长装置202的形状，特别是如果解剖通路是大致静态的。
柔性主体216包括被定尺寸且成形为接收医疗器械226的通道(channel)221。图2B是根据一些实施例的在医疗器械226被延伸的情况下的柔性主体216的简化示意图。在一些实施例中，医疗器械226可以被用于诸如外科手术、活检、消融、辐照、灌注或抽吸的程序。医疗器械226能够通过柔性主体216的通道221来部署，并且在解剖结构内的目标方位处被使用。医疗器械226可以包括例如图像采集探针(probe)、活检器械、激光烧蚀纤维和/或其他手术、诊断或治疗工具。医疗工具可以包括具有单个工作构件的末端执行器，诸如解剖刀、钝刀片、光纤、电极等。其他末端执行器可以包括例如镊子、抓紧器、剪刀、施夹器等。其他末端执行器可以进一步包括电激活的末端执行器，诸如电外科电极、换能器、传感器等。在各种实施例中，医疗器械226是活检器械，其可以被用来从目标结构方位移除样本组织或细胞的采样。医疗器械226可以与也在柔性主体216内的图像采集探针一起使用。在各种实施例中，医疗器械226可以是图像采集探针，其包括在柔性主体216的远端218处或附近具有用于采集图像(包括视频图像)的立体相机或单视场相机的远端部分，该图像被可视化系统231处理以便显示和/或提供给跟踪系统230以支持远端218和/或节段224中的一个或多个的跟踪。图像采集探针可以包括耦接到照相机用于传输所采集的图像数据的电缆。在一些示例中，图像采集器械可以是耦接到可视化系统231的光纤束，诸如纤维镜。图像采集器械可以是单光谱的或多光谱的，例如采集在可见光、红外和/或紫外光谱中一个或多个光谱中的图像数据。可替代地，医疗器械226本身可以是图像采集探针。医疗器械226可以从通道221的开口被推进以执行程序，并且然后当该程序完成时被缩回到通道内。医疗器械226可以从柔性主体216的近端217或从沿着柔性主体216的另一可选器械端口(未示出)被移除。
医疗器械226可以额外地容纳在其近端和远端之间延伸以可控地弯曲医疗器械226的远端的电缆、联动装置或其他致动控制装置(未示出)。在美国专利号7,316,681(2005年10月4日提交)(公开“Articulated Surgical Instrument for Performing MinimallyInvasive Surgery with Enhanced Dexterity and Sensitivity”)和美国专利申请号12/286,644(2008年9月30日提交)(公开“Passive Preload and Capstan Drive forSurgical Instruments”)中详细描述了可转向器械，该专利和专利申请通过引用整体并入本文。
柔性主体216也可以容纳在驱动单元204与远端218之间延伸以便如例如通过远端218的虚线描绘219示出的那样可控地弯曲远端218的电缆、联动装置或其他转向控制装置(未示出)。在一些示例中，至少四个电缆被用来提供控制远端218的独立的俯仰的“上下”转向和控制远端281的偏航的“左右”转向。在美国专利申请号13/274,208(2011年10月14日提交)(公开“Catheter with Removable Vision Probe”)中详细地描述了可转向细长装置，该专利申请通过引用整体并入本文。在医疗器械系统200由远程操作组装件致动的实施例中，驱动单元204可以包括可移除地耦接到远程操作组装件的驱动元件(诸如致动器)并且从该驱动元件接收动力的驱动输入装置。在一些实施例中，医疗器械系统200可以包括夹紧特征件、手动致动器或用于手动控制医疗器械系统200的运动的其他部件。细长装置202可以是可转向的，或可替代地，该系统在没有用于操作者控制远端218的弯曲的集成机构的情况下可以是不可转向的。在一些示例中，一个或多个腔被限定在柔性主体216的壁中，医疗器械能够通过所述一个或多个腔在目标外科手术方位处被部署(deployed)并且被使用。
在一些实施例中，医疗器械系统200可以包括柔性支气管器械，诸如用于在肺的检查、诊断、活检或治疗中使用的支气管镜或支气管导管。医疗器械系统200也适用于在各种解剖系统(包括结肠、肠、肾和肾盏、大脑、心脏、包括脉管系统的循环系统等)中的任一解剖系统中，经由自然的或外科手术建立的连接通道对其他组织进行导航和治疗。
来自跟踪系统230的信息可以被发送给导航系统232，其中它与来自可视化系统231的信息和/或术前获得的模型进行组合以便为医师或其他操作者提供实时位置信息。在一些示例中，实时位置信息可以被显示在图1的显示系统110上以用于医疗器械系统200的控制。在一些示例中，图1的控制系统116可以将位置信息用作反馈以便定位医疗器械系统200。2011年5月13日提交的公开“Medical System Providing Dynamic Registration ofa Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery”的美国专利申请号13/107,562中提供了用于利用光纤传感器来配准和显示具有外科手术图像的外科手术器械的各种系统，该专利申请通过引用整体并入本文。
在一些示例中，医疗器械系统200可以在图1的医疗系统100内被远程操作。在一些实施例中，图1的远程操作操纵器组装件102可以由直接操作者控制件来代替。在一些示例中，直接操作者控制件可以包括用于器械的手持操作的各种手柄和操作者界面。
图3A和图3B是根据一些实施例的包括被安装在插入组装件上的医疗器械的患者坐标空间的侧视图的简化示意图。如图3A和图3B所示，外科手术环境300包括患者P被定位在平台302上。从通过镇静、约束和/或其他手段来限制大幅度患者移动的意义上讲，患者P在外科手术环境内可以是静止的。周期性解剖运动(包括患者P的呼吸和心脏运动)可以继续，除非告诉患者屏住他或她的呼吸以暂时中止呼吸运动。因此，在一些实施例中，数据可以在呼吸中的特定相位处进行收集，并且利用该相位来进行标记和识别。在一些实施例中，在其间收集数据的相位可以根据从患者P收集的生理信息来推测。在外科手术环境300内，点收集器械304被耦接到器械托架306。在一些实施例中，点收集器械304可以使用EM传感器、形状传感器和/或其他传感器模态。器械托架306被安装到固定于外科手术环境300内的插入台308。可替代地，插入台308可以是可移动的，但是在外科手术环境300内具有已知的方位(例如，经由跟踪传感器或其他跟踪装置来获知)。器械托架306可以是远程操作操纵器组装件(例如，远程操作操纵器组装件102)的部件，该部件耦接到点收集器械304以控制插入运动(即沿着A轴线的运动)并且可选地控制细长装置310的远端318沿多个方向的运动(包括偏航、俯仰和滚动)。器械托架306或插入台308可以包括控制器械托架306沿着插入台308的运动的致动器(未示出)，诸如伺服马达。
细长装置310被耦接到器械主体312。器械主体312相对于器械托架306被耦接并且被固定。在一些实施例中，光纤形状传感器314被固定在器械主体312上的近侧点316处。在一些实施例中，光纤形状传感器314的近侧点316可以是连同器械主体312一起可移动的，但是近侧点316的方位可以是已知的(例如，经由跟踪传感器或其他跟踪装置来获知)。形状传感器314测量从近侧点316到另一点(诸如细长装置310的远端318)的形状。点收集器械304可以基本上类似于医疗器械系统200。
当器械主体312在插入台308上沿着插入轴线A移动时，位置测量装置320提供关于器械主体312的位置的信息。位置测量装置320可以包括解算器、编码器、电位计和/或确定控制器械托架306的运动并因此控制器械主体312的运动的致动器的旋转和/或取向的其他传感器。在一些实施例中，插入台308是线性的。在一些实施例中，插入台308可以是弧形的，或者具有弧形和线性区段的组合。
图3A示出了处于沿着插入台308的缩回位置的器械主体312和器械托架306。在该缩回位置中，近侧点316在轴线A上的位置L0处。在沿着插入台308的该位置中，近侧点316的方位的A分量可以被设置为零和/或另一参考值，以提供描述器械托架306并且因此近侧点316在插入台308上的位置的基本参考。通过器械主体312和器械托架306的该缩回位置，细长装置310的远端318可以被刚好定位在患者P的进入孔口内部。同样在该位置中，位置测量装置320可以被设置为零和/或另一参考值(例如，I＝0)。在图3B中，器械主体312和器械托架306已经沿着插入台308的线性轨道推进，并且细长装置310的远端318已经被推进到患者P内。在该推进位置中，近侧点316在轴线A上的位置L1处。在一些示例中，来自控制器械托架306沿着插入台308的移动的一个或多个致动器和/或与器械托架306和/或插入台308相关联的一个或多个位置传感器的编码器和/或其他位置数据被用来确定近侧点316相对于位置L0的位置Lx。在一些示例中，位置Lx可以进一步被用作细长装置310的远端318被插入到患者P的解剖结构的通路内的距离或插入深度的指示符。
控制柔性细长装置(例如具有柔性主体216的细长装置202、细长装置310和/或柔性导管)通常涉及同时控制多个自由度。在一些示例中，为了控制细长装置的插入和/或缩回以及相应地控制细长装置的远端(例如远端218和/或318)的插入深度，使用一个或多个致动器，诸如控制器械托架306沿着插入台308的位置的一个或多个致动器。可以使用单一自由度输入控件(例如杠杆、操纵杆和/或类似控件)从医师O接收对一个或多个致动器的命令。在一些示例中，为了控制远端的转向，用于远端的转向单元(例如驱动单元204)设有俯仰指令和偏航指令。可以使用诸如操纵杆的两自由度输入控件从医师O接收俯仰指令和偏航指令。因为细长装置的控制通常包括同时提供插入和/或缩回指令以及转向指令，所以用于插入和/或缩回以及转向的输入控件通常彼此分离。
对于某些程序，使用杠杆和/或操纵杆作为用于图2A、图3A和/或图3B的细长装置的输入控件可能不太理想。这是因为杠杆和操纵杆是具有有限行程长度的输入控件，其相对于进入某些解剖结构所需的插入行程长度和/或转向范围通常不成比例地短。因此，使用杠杆和/或操纵杆作为提供有限插入深度、俯仰设置和/或偏航设置的位置输入装置可能是不合适的。具有有限行程长度的输入控件通常用作速度输入装置，其中输入控件的移动指定用于开关型输入控件的三个速度设置(反向、怠速和前进)或用于比例型输入控件的可变速度设置。然而，对于细长装置的高精度操纵，插入深度、俯仰设置和/或偏航设置的基于速度的控制通常是不令人满意的，因为对远端的速度的控制通常不直观地对应于进行插入深度、俯仰设置和/或偏航设置的小的高精度变化的期望，该小的高精度变化通常是远程操作微创医疗程序所需要的。
相反，提供无限行程长度的输入控件作为细长装置的输入控件可以在进入某些解剖结构时提供更好的选项。具有无限行程长度的输入控件对应于这样一种输入控件，其允许输入控件在特定方向上持续移动，其中没有障碍(例如机械障碍)限制进一步的移动。具有无限行程长度的单一自由度输入控件的一个示例是滚轮，其可以在任一方向上无限地旋转。具有无限行程长度的多自由度输入控件的一个示例是跟踪球，其可以绕任意数量的轴线无限地旋转，其实际上可以分解为左右旋转、前后旋转和原地自旋旋转的组合。支持表观无限行程长度的输入控件的其他示例是支持在没有输入控件移动的情况下定向滑动(swipe)的输入控件。定向滑动输入控件的示例是触摸板、触摸屏和/或类似控件。
因此，开发用于细长装置的输入控制单元以提供具有无限行程长度的输入控件以及支持细长装置的各种操作模式的附加输入控件将是有利的。
图4A和图4B分别是根据一些实施例的用于细长装置的输入控件控制台400的俯视图和侧视图的简化示意图。尽管图4A和图4B示出了用于细长装置的各种输入控件的配置，但各种输入控件的精确布置、取向、相对定位等仅是示例性的，并且应当理解输入控件的其他配置、不同数量的输入控件等是可能的。在一些实施例中，输入控件控制台400适合用作细长装置的患者侧输入控制单元，并且可以例如安装在插入台308附近。
尽管未在图4A和图4B中示出，但输入控件控制台400可以可选地包括一个或多个电路板、逻辑板和/或类似物，其可用于为输入控件控制台400提供电源、信号调节、接口和/或其他电路。在一些示例中，一个或多个电路板、逻辑板和/或类似物可用于将输入控件控制台400及其各种输入控件连接到细长装置的控制单元。在一些示例中，细长装置的控制单元对应于主控组装件106、控制系统112和/或类似物的控制装置。在一些示例中，一个或多个电路板、逻辑板和/或类似物可以包括存储器以及一个或多个处理器、多核处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和/或类似物中的一个或多个。在一些示例中，存储器可以包括一种或多种类型的机器可读介质。一些常见形式的机器可读介质可包括软盘、柔性磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、任何其他光学介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或卡盘，和/或适于处理器或计算机读取的任何其他介质。
输入控件控制台400包括紧急停止按钮410。在一些示例中，紧急停止按钮410可以作为常闭开关被接线，该开关直接耦接到用于细长装置的控制单元和/或用于驱动细长装置的致动器，以使得细长装置的操作者(例如医师O)可以快速中断对细长装置的控制并使细长装置进入故障安全状态。在一些示例中，紧急停止按钮410的其他配置是可能的，包括使用具有常闭极和常开极的双极开关。当检测到这些极的位置的任何组合不同于常闭/常开(例如，断开/闭合，闭合/闭合和断开/断开)时，发生紧急停止。在一些示例中，紧急停止按钮410可以可选地包括紧急停止按钮共有的一个或多个特征，包括红色、蘑菇头等。在一些示例中，紧急停止按钮410可以可选地包括合适的标签、图标等。在一些示例中，紧急停止按钮410可以可选地被有条件地照亮以指示输入控件控制台400是否正确地连接到细长装置、是否已经用于启动紧急停止等。
输入控件控制台400还包括显示选择开关420。在一些示例中，显示选择开关420可以可选地是多位置滑动开关、拨动开关、摇臂开关、旋转开关等。在一些示例中，当支持两种显示模式时可以使用拨动开关、摇臂开关或类似开关，并且当支持两种或更多种显示模式时可以使用多位置滑动开关、旋转开关或类似开关。在一些示例中，操作者使用显示选择开关420在操作细长装置的同时在多个显示模式之间切换。在一些示例中，显示选择开关420可以可选地包括标记、颜色编码等，以指示可以使用显示选择开关420选择的每个显示模式。在一些示例中，显示选择开关420的位置可以可选地使用一个或多个指示物(例如LED、发光图标、显示器(例如，液晶显示器)等)来指示。在一些示例中，显示选择开关420被定位成可由操作者的任一只手操作。
在一些示例中，显示选择开关420可用于控制在显示系统110上显示的信息的类型。在一些示例中，显示模式可以对应于对齐模式(alignment mode)和穿越模式(traversal mode)。在一些示例中，当细长装置的远端与期望目标(例如，被选择用于活检的方位)相距长距离时，系统以穿越模式操作。当处于穿越模式中时，向操作者显示穿越视图。穿越视图可以可选地包括来自位于细长装置的远端处的内窥镜的实况内窥镜视图以及患者的解剖结构的全部或部分模型，具有或不具有叠加的用于细长装置的建议导航路径。在一些示例中，当细长装置的远端靠近目标时，系统以对齐模式操作。当处于对齐模式中时，向操作者显示对齐视图。对齐视图可以可选地包括实况内窥镜视图以及帮助操作者将远端导航到目标的瞄准指示物和/或对齐指示物。在一些示例中，瞄准指示物和/或对齐指示物可以对应于十字准线、靶心和/或类似物。在对应于代理人案卷号ISRG09230PROV/US(2016年6月30日提交)的共有美国专利申请62/357,258(公开了“Graphical UserInterface for Displaying Guidance Information in a Plurality of Modes Duringan Image-Guided Procedure”)中提供了对可能的显示模式及其特征的进一步描述，该申请通过引用整体并入本文。虽然显示选择开关420可以用于手动选择穿越视图或对齐视图的显示，但是在替代实施例中，可以基于根据传感器数据的到目标的已知距离来自动显示穿越视图和对齐视图，其中显示选择开关420提供自动视图选择模式或者可选地被省略。
输入控件控制台400还包括输入控件组，该输入控件组包括相机清洁按钮432和插入/缩回控件434。在一些示例中，相机清洁按钮432和插入/缩回控件434被定位成可由同一只手操作。而且，尽管相机清洁按钮432和插入/缩回控件434被定位成由操作者的左手操作，但是它们也可以可替代地位于输入控件控制台400的右侧，以便由操作者的右手操作。
在一些示例中，相机清洁按钮432是瞬时推动按钮、瞬时拨动开关、瞬时摇杆开关等，以用于触发成像系统(例如位于细长装置的远端的内窥镜)的清洁。在一些示例中，相机清洁按钮432可以可选地包括合适的标签、图标、发光体等。在一些示例中，相机清洁按钮432的激活触发内窥镜的清洁机构以发射空气和/或其他气体或液体以清洁内窥镜的一个或多个透镜。在一些示例中，相机清洁按钮432被激活的时间长度可以控制吹过一个或多个透镜的空气和/或其他气体的量。在一些示例中，相机清洁按钮432可以包括两个或更多个激活位置，每个激活位置输送吹过一个或多个透镜的不同量的空气和/或其他气体和/或施加到一个或多个透镜的不同量的液体。
在一些示例中，插入/缩回控件434是提供沿着第一轴线的无限行程长度的单自由度无限行程长度输入控件(例如密封或未密封的滚轮)，其可由操作者使用以控制细长装置的远端的插入深度。在一些示例中，滚轮向前远离操作者的滚动增加远端的插入深度(插入)，并且滚轮向后朝向操作者的滚动减小远端的插入深度(缩回)。在一些示例中，操作者可使用插入/缩回控件434以沿着插入台308移入和移出器械托架306，以便控制远端318的插入深度。因为插入/缩回控件434是无限行程长度输入控件，以位置指定模式(position-specifying mode)操作插入/缩回控件434允许操作者在细长装置的整个行程长度上对细长装置的远端进行精确的插入深度控制。在一些示例中，插入/缩回控件434的移动可以由输入控件控制台400的一个或多个电路板、逻辑板等使用一个或多个辊、编码器、旋转变压器/解算器(resolver)、光学传感器、霍尔效应传感器等(未示出)来检测。在一些示例中，施加到一个或多个辊、电磁致动器等的反馈可以可选地用于将触觉反馈施加到插入/缩回控件434。在一些示例中，插入/缩回控件434的移动量和细长装置的插入和/或缩回移动量之间的比例因子可由操作者和/或细长装置的控制软件调节，使得细长装置的插入/缩回速度相对于滚轮的角速度可以调节以允许在有利时快速插入和缩回，并且在期望较大控制精度时较慢地更精确地插入和缩回。
在一些实施例中，相机清洁按钮432和插入/缩回控件434可选地位于可选的凸起环436内，该凸起环436在输入控件控制台400的顶表面上方延伸并围绕相机清洁按钮432和插入/缩回控件434。并且尽管凸起环436被示出为具有基本上圆形的形状，但是其他形状也是可能的，包括卵形、非圆形椭圆形、正方形、矩形、多边形、这些形状的部分形式等。如图所示，凸起环436提供围绕其周边的侧表面，该侧表面基本上垂直于输入控件控制台400的顶表面。在一些示例中，该侧表面足够高以提供一个表面，外科手术帷帘和/或无菌帷帘的袋中的开口可以使用弹性构件、拉绳等锚固到该表面，使得袋中的开口不会相对于凸起环436移动。在一些实施例中，凸起环436的侧表面可以是锯齿状的(未示出)，以允许弹性构件、拉绳等更牢固地将袋中的开口锚固到凸起环436。下文进一步详细描述了具有凸起环436的外科手术帷帘和/或无菌帷帘的用途。在替代实施例中，相机清洁按钮432和插入/缩回控件434可选地安装在座圈(bezel)的顶表面上而不是位于凸起环436内，该座圈类似于台面或平顶那样在输入控件控制台400的顶表面上方延伸。
输入控件控制台400还包括输入控件组，该输入控件组包括模式控制输入442和444以及转向控件。在一些示例中，模式控制输入442和444以及转向控件446被定位成可由同一只手操作。而且，尽管模式控制输入442和444以及转向控件446被定位成由操作者的右手操作，但是它们也可以位于输入控件控制台400的左侧，以供操作者的左手操作。
在一些示例中，模式控制输入442和444是瞬时推动按钮、瞬时拨动开关、瞬时摇杆开关等，以用于选择细长装置的操作模式。在一些示例中，模式控制输入442和444可以各自可选地包括合适的标签、图标、发光体等。在一些示例中，可以通过点亮最近激活的模式控制输入442或444来指示当前由模式控制输入442和444选择的操作模式。在一些实施例中，独立的模式控制输入442和444可以可选地由集成输入控件(例如滑动开关、拨动开关、摇臂开关、旋转开关等)代替。并且尽管仅示出了两个模式控制输入442和444，但是对于支持两种以上操作模式的细长装置，附加模式控制输入是可能的。
在一些示例中，细长装置的可能操作模式对应于锁定模式和受控模式。在一些示例中，锁定模式对应于禁用细长装置的插入、缩回和转向的模式。在一些示例中，使用模式控制输入442和444选择锁定模式可以导致细长装置保持在当前插入深度并且具有当前转向设置，而与插入/缩回控件434和转向控件446的操作者操纵无关。在一些示例中，锁定模式可适合于在细长装置的移动被禁用的同时、插入穿过细长装置的器械(例如医疗工具228)在目标部位处操作时使用。在一些示例中，受控模式对应于允许使用插入/缩回控件434和/或转向控件446对细长装置的插入、缩回和/或转向进行主动控制的模式。
在一些示例中，转向控件446是多自由度无限行程长度输入控件，例如密封或未密封的跟踪球，其提供围绕任意数量的轴线的无限行程长度，其实际上可以分解成左右旋转、前后旋转和原地自旋旋转的组合。操作者可使用转向控件446来同时控制细长装置的远端的俯仰和偏航。在一些示例中，在前后方向上的跟踪球旋转的分量可以用于控制细长装置的远端的俯仰，并且在左右方向上的跟踪球旋转的分量可以用于控制细长装置的远端的偏航。在一些示例中，跟踪球的其他旋转分量可以用于控制俯仰和/或偏航，其中操作者可选地能够控制旋转方向相对于应用于转向的方向是正向的和/或反向的(例如，向前旋转以向下俯仰并且向后旋转以向上俯仰，与此相对，向后旋转以向下俯仰并且向前旋转以向上俯仰)。在一些示例中，操作者可使用转向控件446来操纵细长装置的远端的期望弯曲角度。在一些示例中，该期望弯曲角度随后可以被用作细长装置的控制器的设定点，该控制器控制在细长装置的近端和远端之间延伸的每根电缆被推动和/或拉动的距离和/或力，以在细长装置的远端获得期望弯曲角度。因为转向控件446是无限行程长度输入控件，所以以位置指定模式操作转向控件446允许操作者同时在俯仰和偏航方面精确地进行细长装置的远端的转向，以实现对远端的取向的精确控制。在一些示例中，转向控件446的移动可以由输入控件控制台400的一个或多个电路板、逻辑板等使用一个或多个辊、编码器、旋转变压器、光学传感器、霍尔效应传感器等(未示出)来检测。在一些示例中，施加到一个或多个辊、电磁致动器等的反馈可以可选地用于将触觉反馈施加到转向控件446。在一些示例中，转向控件446的移动量与施加到细长装置的远端的俯仰量和/或偏航量之间的比例因子可由操作者和/或细长装置的控制软件调节。
在一些实施例中，模式控制输入442和444以及转向控件446可选地位于凸起环448内，凸起环448在输入控件控制台400的顶表面上方延伸并围绕模式控制输入442和444以及转向控件446。并且尽管凸起环448被示出为具有基本上圆形的形状，但是其他形状也是可能的，包括卵形、非圆形椭圆形、正方形、矩形、多边形、这些形状的部分形式等。如图所示，凸起环448包括围绕其周边的侧表面，该侧表面基本上垂直于输入控件控制台400的顶表面。在一些示例中，侧表面足够高以提供一个表面，外科手术帷帘和/或无菌帷帘的袋中的开口可以使用弹性构件、拉绳等锚固到该表面，使得袋中的开口不会相对于凸起环448移动。在一些实施例中，凸起环448的侧壁可以是锯齿状的(未示出)，以允许弹性构件、拉绳等更牢固地将袋中的开口锚固到凸起环448。下文进一步详细描述了具有凸起环448的外科手术帷帘和/或无菌帷帘的用途。在替代实施例中，模式控制输入442和444以及转向控件446可选地安装在座圈的顶表面上而不是位于凸起环448内，该座圈类似于台面或平顶那样在输入控件控制台400的顶表面上方延伸。
输入控件控制台400还包括被动控制按钮450。尽管被动控制按钮450被示出安装在输入控件控制台400的侧面，但是被动控制按钮450的方位可以可选地在别处，例如作为模式控制输入442和444的一部分。在一些示例中，被动控制按钮450是瞬时推动按钮、瞬时拨动开关、瞬时摇杆开关等，以用于将细长装置置于被动控制模式。在一些示例中，被动控制按钮450可以可选地包括合适的标签、图标、发光体等。在一些示例中，被动控制按钮450的激活导致由用于转向细长装置的远端的电缆施加的力的减小。结果，细长装置被置于高柔性状态，该高柔性状态允许细长装置与其所在的解剖通道一起移动和/或弯曲。在一些示例中，被动控制按钮450的激活可以进一步禁用插入/缩回控件434和/或转向控件446的使用。
输入控件控制台400还包括凸起腕托460，凸起腕托460可用于为操作者的手腕提供搁置点(resting point)和/或提供操作者的手在其他输入控件上的良好的人体工程学定位。在一些示例中，腕托460可选地填充有垫料。在一些示例中，腕托460相对于输入控件控制台400的其余部分的高度是可调节的。如图所示，腕托460还包括底切(undercut)区域480，以允许腕托的下侧与安装有输入控件的表面之间的间隙，其中外科手术帷帘和/或无菌帷帘的袋的一些部分可以定位成用于更自由的移动而不受到搁置在腕托460上的操作者的手腕约束，这在下面进一步详细地描述。
输入控件控制台400还包括一个或多个电缆470，以将输入控件控制台400耦接到电源、用于细长装置的控制单元等。在一些示例中，一个或多个电缆470包括用于将紧急停止按钮410连接到细长装置的故障安全机构的专用电缆。在一些示例中，一个或多个电缆470包括一个或多个总线和/或通信电缆，以允许输入控件控制台400的一个或多个电路板、逻辑板等与细长装置的控制单元交换命令、状态信息等。在一些示例中，一个或多个总线和/或通信电缆可以与通信标准(例如USB、RS-232、RS-485、SCSI、CAN、GPIB和/或类似标准)兼容。在一些示例中，使用一个或多个收发器将一个或多个总线和/或通信电缆耦接到一个或多个电路板、逻辑板等。在一些示例中，一个或多个总线和/或通信电缆是可选的，并且可以用支持使用近场通信(NFC)、蓝牙(Bluetooth TM)、IrDA、HomeRF、IEEE 802.11、DECT和无线遥测和/或类似通信中的一个或多个进行无线通信的一个或多个无线收发器代替。尽管未示出，但输入控件控制台400还可以包括一个或多个自足(self-contained)电源(例如，一个或多个电池)和/或包括用于感应地接收电力的一个或多个线圈。
在一些实施例中，输入控件控制台400可以可选地包括安装凸缘490、螺纹安装件等，以用于将输入控件控制台400牢固地安装到桌子、支架、安装臂等，以便输入控件控制台400在安装于其上的输入控件的操作期间保持稳定。在一些示例中，安装臂可以与可从Baitella AG,Zurich Switzerland获得的飞手臂(Fisso Arm)一致，其可安装到患者床、外科手术台等。在一些实施例中，安装凸缘490可以包括一个或多个互锁件(未示出)，这些互锁件能够检测输入控件控制台400是否正确地安装到桌子、支架、安装臂等。当一个或多个互锁件检测到输入控件控制台400未正确安装时，它们可以触发并紧急停止、将系统置于锁定模式等。在一些实施例中，还可以使用一个或多个按钮、标签等(未示出)通过要求致动一个或多个按钮、标签等来防止在可以发生拆卸之前意外地拆卸输入控件控制台。
在一些实施例中，使用无限行程长度输入控件(例如插入/缩回控件434的滚轮和/或转向控件446的跟踪球)可能不是在所有医疗应用中都是理想的。在一些示例中，当不使用密封的滚轮和/或跟踪球时，滚轮和/或跟踪球的边缘周围与输入控件控制台的表面相交的区域引入间隙，该间隙可能难以整体地密封和针对可与输入控件控制台400接触的其他流体进行密封。此外，当操作者在与患者接触和使用输入控件控制台400之间交替时，由于输入控件而导致的各种凸起表面可能难以清洁和/或杀菌以支持手术。
在一些实施例中，可以使用适当设计的外科手术帷帘和/或无菌帷帘来解决密封、清洁和杀菌问题。遗憾的是，无限行程长度输入控件(例如插入/缩回控制器434的滚轮和/或转向控件446的跟踪球)不容易与常规帷帘一起操作。这是因为有限行程长度输入控件具有相对短的行程距离并且通常可以使用帷帘来容纳，该帷帘通常经成形以控制并提供有限灵活性以与有限行程长度输入控件一起移动。例如，键盘或按键帷帘仅在键行进时必须移动，操纵杆帷帘可以针对操纵杆成形并且仅需要移动通过操纵杆的有限角运动。然而，这种方法不适合与无限行程长度输入控件一起使用，该无限行程长度输入控件可能移动其自身尺寸的许多倍的距离。例如，滚轮或跟踪球的整圈回转涉及超过滚轮或跟踪球直径的三倍的行程。因此，对于具有无限行程长度输入控件(例如在输入控件控制台400上出现的那些控件)的输入控件控制台需要一种支持宽行程范围的帷帘。
在一些实施例中，该问题的一种解决方案通过这样一种帷帘来解决，该帷帘包括相对于无限行程长度输入控件的尺寸的大表面积和在每个无限行程长度输入控件上方定位该大表面积的扩展区域的能力。在一些示例中，该帷帘也是相对薄且柔性的，使得操作者能够容易地使帷帘与每个输入控件的形状(无限行程长度和其他方面)共形，以便限制对每个输入控件的操作的干扰。在一些示例中，帷帘的表面摩擦也足够高，使得操作者即使以相对轻的力在每个输入控件上方移动帷帘，也能够在输入控件上施加足够的力以使输入控件行进与操作者的手指相同的距离。在一些示例中，帷帘也在很大程度上是透明的，以便不干扰操作者读取与输入控件相关联的标签、图标、发光体等的能力。
图5是根据一些实施例的与输入控件控制台400一起使用的帷帘500的简化示意图。如图5所示，帷帘500包括大片帷帘材料510，其中小得多的弹性构件520围绕帷帘材料510的外边缘附接。因为弹性构件520比帷帘材料510小得多，所以帷帘材料510的边缘聚集在一起以形成具有相对小的开口的袋子或袋形状。然后可以将弹性构件520拉伸到大于输入控件控制台400的开口，然后将其放置在输入控件控制台400上，其中弹性构件围绕一个或多个电缆470和安装有凸缘490的臂或其他表面定位。
大尺寸的帷帘材料510允许其松散地装配在输入控件控制台400的顶部上方，并且更具体地，装配在插入/缩回控件434和转向控件446所在的区域上方。帷帘材料510的松散装配允许帷帘材料510在插入/缩回控制器434和/或转向控件446上来回移动，而不会干扰帷帘500在输入控件控制台400和操作者之间维持不可渗透和/或无菌屏障的能力。在一些示例中，腕托460下方的底切区域480允许帷帘材料510的一些部分位于腕托460上的操作者的手腕和插入/缩回控件434和/或转向控件446之间，使得操作者的手腕不会显著干扰松散的帷帘材料510相对于插入/缩回控件434和/或转向控件446移动的能力，从而在过量帷帘材料510移动到插入/缩回控件434和/或转向控件446的一侧并且必须被重置之前允许插入/缩回控件434和/或转向控件446的扩展行程范围。在一些示例中，使用1.0至2.0密耳(mil)的透明聚乙烯(PE)或低密度聚乙烯(LDPE)作为帷帘材料510在透明度、耐久性、表面摩擦和柔性之间提供了良好的平衡。在一些示例中，使用橡胶或其他高度可拉伸的弹性体用于弹性构件520允许帷帘500在输入控件控制台400上方伸展，同时仍然提供围绕一个或多个电缆470和/或安装机构的封闭并且允许帷帘500通常保持在输入控件控制台400上方的适当位置。
在一些实施例中，帷帘500的单个袋特性可能在某种程度上干扰插入/缩回控件434和转向控件446的独立操作。例如，插入/缩回控件434中的大量插入或缩回移动可能干扰转向控件446的大俯仰移动，其使转向控件446沿与插入/缩回控件434的旋转方向相反的方向旋转。因此，在分开的无限行程长度输入控件上提供独立的袋将是有利的。
图6是根据一些实施例的与输入控件控制台400一起使用的具有袋的帷帘600的简化示意图。如图6所示，帷帘600包括分开的袋610和620，这些袋分别被配置成位于插入/缩回控件434和转向控件446上方。分开的袋610和620允许插入/缩回控件434和转向控件446在相反的方向上操作，而帷帘600不会引起它们之间的干扰。帷帘600的其余部分基本上是管状形状的，以便在输入控件控制台400上方滑动，其中袋610和620熔合到该管中的分开的开口，这些开口分别在凸起环436和448上方间隔开。每个袋610和620中的开口围绕它们各自的凸起环436或448装配，然后使用相应的弹性构件630或640固定就位。在一些示例中，每个袋610和620中的开口比凸起环436和448稍小，使得开口必须稍微拉伸以围绕凸起环436或448装配，以分别改善袋610和620至凸起环436和448的整体保持。在一些示例中，弹性构件630和640被集成到帷帘600中，或可替代地在袋610和620围绕凸起环436和448定位之后被单独地应用。在一些示例中，弹性构件630和/或640可以可替代地用拉绳、带条等代替。在一些示例中，形成帷帘600的管的开口端使用封闭元件650(例如拉绳、带条等)固定在一个或多个电缆470和/或安装机构上方的适当位置，以封闭该管的开口端。
与帷帘500一样，在一些示例中，腕托460下方的底切区域480允许袋610和/或620的一些部分位于腕托460上的操作者的手腕和插入/缩回控件434和/或转向控件446之间，使得操作者的手腕不会显著干扰袋610和/或620相对于插入/缩回控件434和/或转向控件446移动的能力。
在一些实施例中，使用1.0至2.0密耳的透明PE或LDPE作为帷帘600的材料在透明度、耐久性、表面摩擦和柔性之间提供了良好的平衡。在一些示例中，袋610和/或620的材料可以被选择为比帷帘600的管部分中的材料略薄且更柔性。在一些示例中，袋610和/或620可以由1.0至1.5密耳的LDPE形成，并且帷帘600的管部分可以由1.5至2.0密耳的PE形成。在一些示例中，使用橡胶或其他高度可拉伸的弹性体用于弹性构件630和/或640允许分别围绕凸起环436和484容易且牢固地约束袋610和620。
图7是根据一些实施例的制作帷帘600的方法的简化示意图。方法700在图7中被示出为一组操作或过程710-780。并非所有示出的过程710-780都可以在方法700的所有实施例中执行。另外，图7中未明确示出的一个或多个过程也可以被包括在过程710-780之前、之后、之间或作为过程710-780的一部分。过程710-780在下面参考图8A-图8F进行描述，图8A-图8F是根据一些实施例的使用过程710-780进行组装的各个阶段期间的类似于帷帘600的帷帘的简化示意图。在一些实施例中，过程780是可选的并且可以被省略。
在过程710处，袋件(pocket piece)(例如图8A中的袋件810)沿中心线820对半折叠。在一些示例中，从一片透明的1.0至1.5密耳的LDPE切割出袋件810。
在过程720处，将袋的侧边熔合并修剪多余的材料。与折痕相对的袋830的侧边保持未熔合，使得在袋830中具有开口，该开口将袋830连接到帷帘600。在一些示例中，侧边840可以使用加热、使用双面胶带等熔合在一起。如图8B所示，袋730在平放时具有近似八边形的形状。并且尽管以近似八边形示出该形状，但其他形状也是可能的，包括矩形、其他多边形、卵形、非圆形椭圆形、圆形、这些形状的部分形式等。
在过程730处，袋830熔合到主帷帘件850中的狭缝860。在一些示例中，主帷帘件850由大片的矩形帷帘材料形成，例如透明的1.5至2.0密耳的PE。狭缝860在主帷帘件850中制成，其中每个袋830将被附接到该狭缝。在一些示例中，通过在袋830的两个半部之间插入诸如特氟隆或其他形式的聚四氟乙烯的片材等隔片材料以将袋830熔合到狭缝860，然后将袋830插入狭缝860中，并且将袋830的两个半部热熔合到狭缝860的相对侧，并移除隔板材料。在一些示例中，袋830可以可替代地使用双面胶带或一些其他工艺附接到狭缝860的两侧。
然后对作为帷帘的一部分的每个袋830重复过程710-730。在帷帘600的实施例中，过程710-730将执行两次，一次用于袋610，并且一次用于袋620。在重复过程710-730之后，帷帘与图8D中的示例性描绘一致。
在过程740处，通过沿着如图8D所示的线880折叠以将主帷帘件折叠成管。尽管图8D中示出了两次折叠，但该管可以替代地使用将主帷帘件850对半折叠的单次折叠来成形。
在过程750处，该管沿其长度熔合。在主帷帘件850的两个外边缘在过程740的折叠之后相遇的情况下，使用加热、双面胶带等将两个外边缘熔合在一起。过程750期间的熔合线由图8E中的虚线880描绘。
在过程760处，该管的一端被熔合。使用加热、双面胶带等将该管的一端熔合封闭，以形成用于帷帘的主部分的袜状形状。熔合线由图8E中的线885描绘。
在过程770处，将封闭元件890附接到该管的开口端。在一些示例中，封闭元件890与封闭元件650一致并且使用拉绳、带条等形成。在过程770完成后，形成如图8F所示的帷帘600。在一些实施例中，管的开口端可以可选地向后折叠以形成箍带，该箍带可以使得更容易抓住帷帘600、打开开口端以使其在输入控件控制台上滑动等。
在可选的过程780中，将集成紧固元件附接到每个袋830。在一些示例中，每个集成紧固元件被用于将相应的袋830固定到凸起环，例如凸起环436和/或448。在一些示例中，每个紧固元件可以对应于弹性带、拉绳、带条等。在一些示例中，集成紧固元件对应于弹性构件630和640。在一些示例中，每个紧固元件可以通过在每个袋830的开口端上方折叠而集成，以在过程730期间将每个袋830与相应的狭缝860融合之前形成相应的箍带。然后可以将每个紧固元件插入相应的一个箍带中。
图9是根据一些实施例的使用具有袋的帷帘的方法900的简化示意图。方法900在图9中被示出为一组操作或过程910-970。并非所有示出的过程910-970都可以在方法900的所有实施例中执行。另外，图9中未明确示出的一个或多个过程也可以被包括在过程910-970之前、之后、之间或作为过程910-970的一部分。在一些实施例中，过程910-970的帷帘与帷帘600一致。在一些实施例中，过程970是可选的并且可以被省略。
在过程910处，在输入控件控制台上方滑动帷帘。在一些示例中，帷帘的开口端被展开并在输入控件控制台上方滑动。在图6的示例中，过程910包括打开帷帘600并将其在输入控件控制台400上方从具有腕托460的端部朝向具有一个或多个电缆470的端部滑动。
在过程920处，帷帘中的每个袋(例如袋610、620和/或830)围绕相应的凸起环(例如凸起环436和/或448)定位。这允许使用每个环安装每个输入控件，使其自己的帷帘袋支持分开的无限行程输入控件。
在过程930处，从每个袋排出过量空气。为了使袋有效地起作用，袋中存在有限量的空气，使得容易使袋的表面与相应的输入控件接触。然而，足够的空气应该保留在袋中，使得袋可以相对于输入控件自由移动，以在输入控件上方重新定位和/或重置袋，而没有这种移动将意外地操作输入控件的过度风险。
在过程940处，每个袋围绕其相应的凸起环固定。使用弹性构件或其他紧固元件(例如弹性构件630和/或640和/或在过程780期间集成的紧固元件)，每个袋的基部牢固地附接到其对应的凸起环，使得每个袋都不会相对于其相应的凸起环移动。
在过程950处，从帷帘中排出过量空气。去除过量空气允许帷帘表面接近不与袋关联的每个输入控件(例如紧急停止按钮410、显示器选择开关420和/或被动控制按钮450)，以便那些输入控件可以在没有来自帷帘的过度干扰的情况下操作。另外，去除过量空气将减少帷帘的主要部分对任何袋的干扰。
在过程960处，封闭元件(诸如封闭元件650和/或890)围绕一个或多个电缆(例如一个或多个电缆470)和/或安装机构固定。封闭元件的使用有助于将帷帘保持在输入控件控制台上方的适当位置，并且还有助于防止在过程950期间排出的过量空气重新进入帷帘。
在可选的过程970处，调节每个袋以供使用。在一些示例中，一个或多个袋可以在相应的无限行程输入控件(例如插入/缩回控件434和/或转向控件446)上方居中，以允许在对应于每个自由度的方向上在控件中行进。在一些示例中，一个或多个袋可以大部分定位到一侧，例如用于插入/缩回控件434上方的袋，其预期在第一次缩回之前具有大量插入。在一些示例中，一个或多个袋可以定位在底切区域480中，以防止袋陷入腕托460与操作者的手腕之间。
尽管帷帘500和/或600简化了输入控件控制台400在使用患者周围的无菌场地和/或保护输入控件控制台400免受液体和/或其他污染物的影响的环境中的使用，但是帷帘500和/或600的使用确实倾向于稍微干扰操作者使用输入控件控制台400的能力。因此，具有支持无限行程长度输入控件的输入控件控制台将是有利的，但是其可以可选地在没有外科手术帷帘和/或无菌帷帘的情况下使用。在一些实施例中，可以使用密封的控件，例如密封的滚动轮、密封的跟踪球等。在替代实施例中，触敏输入控件(诸如触摸板、触摸屏等)能够提供无限行程长度输入控件，同时还使得更容易提供更易于擦净、清洁和/或灭菌的密封的输入控件控制台。
图10是根据一些实施例的使用触敏输入控件的输入控件控制台1000的简化示意图。类似于输入控件控制台400，输入控件控制台1000包括类似于紧急停止按钮410的紧急停止按钮1010和类似于显示选择开关420的显示选择按钮1020。
输入控件控制台1000还包括提供至少一个触敏轴线的第一触敏输入控件1030。并且尽管图10将第一触敏输入1030示出为矩形形状，但是适合于提供至少一个触敏轴线的其他细长形状也是可能的。在一些示例中，第一触敏输入控件1030可用于通过使操作者在第一方向上沿第一触敏输入控件1030拖动手指和/或铁笔(stylus)来指示插入并且沿相反方向指示缩回，从而提供插入和/或缩回移动命令。而且，尽管第一触敏输入控件1030被定位成由操作者的左手操作，但是第一触敏输入控件1030可以可替代地位于输入控件控制台1000的右侧以供操作者的右手操作。
在一些示例中，可以通过输入控件控制台1000的一个或多个电路板、逻辑板等使用一个或多个发射器、电极、导体等的组合来检测手指和/或铁笔的接触和/或其沿第一触敏输入控件1030的拖动。在一些示例中，第一触敏输入控件1030可以使用任何触敏技术(包括电阻、电容、红外、超声波等)来操作。在一些示例中，沿着第一触敏输入控件1030的拖动长度与细长装置的插入和/或缩回移动量之间的比例因子可由操作者和/或细长装置的控制软件调节，使得可以调节相对于滚轮的角速度的细长装置的插入/缩回速度，以在有利时允许快速插入和缩回，并且在期望更高的控制精度时允许较慢更精确的插入和缩回。
在一些示例中，第一触敏输入控件1030还可以通过使用位于第一触敏输入控件1030下方的一个或多个开关或通过检测第一触敏输入控件1030上的更强有力的按压而对敲打敏感。在一些示例中，敲打敏感可以用于实现相机清洁输入控件。在一些示例中，敲打第一触敏输入控件1030将触发内窥镜的清洁机构，其可以可选地基于敲打的持续时间、力和/或方位来影响吹过一个或多个透镜的空气和/或其他气体的量。
在一些实施例中，第一触敏输入控件1030可以齐平安装和/或稍微凸起以支持输入控件控制台1000的容易清洁和/或杀菌。在一些实施例中，第一触敏输入控件1030可选地安装在凸起环内或凸起座圈(未示出)上。在一些示例中，凸起环类似于凸起环436并且可以用于将外科手术帷帘和/或无菌帷帘附接到输入控件控制台1000，如关于过程940所描述的那样。
输入控件控制台1000还包括提供两个触敏轴线的第二触敏输入控件1040。并且尽管图10将第二触敏输入1040示出为圆形，但是适合于提供两个触敏轴线的其他形状(例如正方形或矩形)也是可能的。在一些示例中，第二触敏输入控件可用于通过使操作者在横贯第二触敏输入控件1040的表面的任何方向上沿第二触敏输入控件1040拖动手指和/或铁笔来提供俯仰和/或偏航转向命令。在一些示例中，然后使用拖动的竖直方向分量和/或水平方向分量来分别改变细长装置的远端的俯仰设置和偏航设置。在一些示例中，手指或铁笔相对于第二触敏输入控件1040的中心的位置的方位可以用于确定细长装置的远端的俯仰设置和/或偏航设置。在一些示例中，俯仰设置和/或偏航设置可用于控制在细长装置的近端和远端之间延伸的每根电缆被推动和/或拉动的距离。而且，尽管第二触敏输入控件1040被定位成由操作者的右手操作，但是第二触敏输入控件1040可以可替代地定位于输入控件控制台1000的左侧，以供操作者的左手操作。
在一些示例中，可以通过输入控件控制台1000的一个或多个电路板、逻辑板等使用一个或多个发射器、电极、导体等的组合来检测手指和/或铁笔的接触和/或其沿第二触敏输入控件1040的拖动。在一些示例中，第二触敏输入控件1040可以使用任何触敏技术(包括电阻、电容、红外、超声等)来操作。在一些示例中，沿着第二触敏输入控件1040拖动的长度与施加到细长装置的远端的俯仰量和/或偏航量之间的比例因子可由操作者和/或细长装置的控制软件调节。
在一些示例中，第二触敏输入控件1040还可以通过使用位于第二触敏输入控件1040下方的一个或多个开关或通过检测第一触敏输入控件1030上的更强有力的按压来对敲打敏感。在一些示例中，敲打敏感可以用于循环通过由细长装置支持的操作模式，其中第二触敏输入控件1040的每个检测到的敲打导致切换到循环中的下一个操作模式。在一些示例中，第二触敏输入控件1040的不同区域可以是独立地敲打敏感的，以允许第二触敏输入控件1040的不同区域中的敲打导致切换到相应的操作模式。在一些示例中，操作模式可以对应于先前关于输入控件控制台400所讨论的锁定模式和受控模式。在一些示例中，当前操作模式可以可选地使用一个或多个指示物(例如LED、发光图标、显示器(例如，液晶显示器)等)来指示。
在一些实施例中，第二触敏输入控件1040可以齐平安装和/或稍微凸起以支持输入控件控制台1000的容易清洁和/或杀菌。在一些实施例中，第二触敏输入控件1040可选地安装在凸起环内或凸起座圈(未示出)上。在一些示例中，凸起环类似于凸起环448并且可以用于将外科手术帷帘和/或无菌帷帘附接到输入控件控制台1000，如关于过程940所描述的那样。
与输入控件控制台400类似，输入控件控制台1000还包括类似于被动控制按钮450的被动控制按钮1050。尽管被动控制按钮1050被示出为安装在输入控件控制台1000的侧面上，但被动控制按钮1050的方位可以可选地在别处，例如通过使用第二触敏输入控件1040的敲打与操作模式选择集成在一起。
同样类似于输入控件控制台400，输入控件控制台1000还包括类似于一个或多个电缆470的一个或多个电缆1060、一个或多个自足电源(未示出)、用于感应地接收电力的一个或多个线圈(未示出)，和/或类似于安装凸缘490的安装凸缘(未示出)。
如上所述并在此进一步强调，图10仅仅是示例，其不应当过度地限制权利要求范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化、替代方式和修改。在一些实施例中，输入控件控制台1000可以可选地进一步包括凸起腕托，该凸起腕托可用于为操作者的手腕提供搁置点和/或提供操作者的手在其他输入控件上方的良好的人体工程学定位。在一些示例中，腕托可选地填充有垫料。在一些示例中，腕托相对于输入控件控制台1000的其余部分的高度是可调节的。
在一些实施例中，第一触敏输入控件1030和第二触敏输入控件1040可以由组合式触敏输入控件代替，该组合式触敏输入控件具有不同的拖动和/或敲打区域，以支持如上所述的输入控件控制台1000的每个输入控件。
在一些实施例中，组合式触敏输入控件可以可选地使用触敏屏幕来实现。在一些示例中，触敏屏幕的显示特征可以用于显示用户界面，该用户界面具有与针对输入控件控制台400和/或1000两者描述的各种按钮、选择器、触敏输入控件等相对应的区域。在一些示例中，用户界面可以是可配置的，以改变输入控件的大小、形状、取向、颜色和/或方位，从而允许例如容易地改变插入/缩回输入控件和转向输入控件位于哪一侧。在一些示例中，用户界面可以支持对菜单的访问以配置缩放因子和/或输入控件的其他特性。在一些示例中，用户界面还可以包括作为显示系统110的一部分的区域，并且例如可以用于显示内窥镜视图、解剖结构模型、目标指示符、对齐指示符等。
附加示例：
A1.一种用外科手术帷帘悬垂细长装置的输入控件控制台的示例方法包括：使用主帷帘部分的一端处的第一开口将外科手术帷帘的主帷帘部分定位在输入控件控制台上方；将外科手术帷帘中的多个袋中的每个袋在输入控件控制台上的相应凸起环或凸起座圈上方对齐，多个袋中的每个袋的尺寸被设计成使得用户能够与位于其所锚固到的相应凸起环或凸起座圈的边界内的下面的无限行程长度控制输入相互作用；使用紧固元件将多个袋中的每个袋中的第二开口锚固到相应的凸起环或凸起座圈；以及使用附接到第一开口附近的主帷帘部分的封闭元件来封闭外科手术帷帘的第一开口。
A2.根据示例A1所述的方法，还包括通过在无限行程长度输入控件上方移动多个袋中的每个袋的过量材料来在输入控件控制台上操作无限行程长度输入控件。
A3.根据示例A1或A2所述的方法，还包括在将多个袋中的每个袋锚固到相应的凸起环或凸起座圈之前从多个袋中的每个袋排出空气。
A4.根据示例A1-A3中任一项所述的方法，还包括在封闭第一开口之前从外科手术帷帘中排出空气。
A5.根据示例A1-A4中任一项所述的方法，其中多个袋中的每一个包括过量帷帘材料，所述过量帷帘材料相对于其所锚固到的相应凸起环或凸起座圈可移动。
A6.根据示例A1-A5中任一项所述的方法，其中多个袋中的每个袋在袋开口处在伸展尺寸和收缩尺寸之间可伸缩，并且其中该收缩尺寸小于袋被锚固到的相应凸起环或凸起座圈的周长。
A7.根据示例A1-A6中任一项所述的方法，其中主帷帘部分的第一材料不同于多个袋中的每个袋的第二材料。
A8.根据示例A1-A7中任一项所述的方法，其中主帷帘部分的材料是厚度为1.5-2.0密耳的透明聚乙烯。
A9.根据示例A1-A7中任一项所述的方法，其中多个袋中的每个袋的材料是厚度为1.0-1.5密耳的透明低密度聚乙烯。
本发明的实施例中的一个或多个元件(例如，从输入控件接收的信号的处理和/或细长装置的控制)可以用软件实现以在计算机系统(例如控制系统112)的处理器上执行。当以软件实现时，本发明实施例的元件基本上是执行必要任务的代码段。程序或代码段可以存储在非暂时性机器可读存储介质中，该存储介质包括可以存储信息的任何介质，包括光学介质、半导体介质和磁介质。机器可读存储介质示例包括：电子电路；半导体器件，半导体存储器器件、只读存储器(ROM)、闪速存储器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)；软盘、CD-ROM、光盘、硬盘或其他存储装置。代码段可以通过诸如因特网、内联网等计算机网络下载。如本文所述，访问、检测、启动、注册、显示、接收、生成、确定、移动数据点、分段、匹配等的操作可以至少部分地由控制系统112或其处理器执行。
应注意，所呈现的过程和显示器可能不固有地与任何特定计算机或其他设备相关。各种此类系统所需的结构将作为权利要求中的元件出现。另外，不参考任何特定编程语言描述本发明的实施例。应当理解，可以使用各种编程语言来实现如本文所述的本发明的教导。
虽然已经在附图中描述和示出了本发明的某些示例性实施例，但是应该理解，这些实施例仅仅是对宽发明的说明而非限制，并且本发明的实施例不限于所示和所述的具体构造和布置，因为本领域普通技术人员可以想到各种其他修改。

Claims (46)

1.一种用于细长装置的输入控件控制台，所述控制台包括：
第一输入控件，其具有在第一方向上的无限行程长度，所述第一输入控件提供适于控制所述细长装置的插入深度的第一命令；
第二输入控件，其具有在多于一个方向上的无限行程长度，所述第二输入控件提供适于控制所述细长装置的远端的转向的第二命令；
一个或多个收发器，其用于将所述控制台耦接到所述细长装置的控制单元；以及
接口电路，其用于将所述第一输入控件和所述第二输入控件耦接到所述一个或多个收发器。
2.根据权利要求1所述的控制台，其中所述第一输入控件是单轴线装置，并且所述第二输入控件是多轴线装置。
3.根据权利要求1所述的控制台，其中所述第一输入控件是滚轮。
4.根据权利要求1所述的控制台，其中所述第二输入控件是跟踪球。
5.根据权利要求1所述的控制台，其中所述第一输入控件或所述第二输入控件是触摸板。
6.根据权利要求5所述的控制台，其中所述触摸板与所述控制台的顶表面齐平安装。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的控制台，还包括：
第一凸起环，其位于所述控制台的顶表面上，所述第一输入控件安装在所述第一凸起环内；以及
第二凸起环，其位于所述控制台的所述顶表面上，所述第二输入控件安装在所述第二凸起环内。
8.根据权利要求7所述的控制台，其中：
所述第一凸起环包括第一侧表面，所述第一侧表面被配置为将帷帘的第一袋中的开口保持锚固到所述第一凸起环；并且
所述第二凸起环包括第二侧表面，所述第二侧表面被配置为将所述帷帘的第二袋中的开口保持锚固到所述第一凸起环。
9.根据权利要求8所述的控制台，其中所述第一侧表面是锯齿状的。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的控制台，还包括：
第一凸起座圈，其位于所述控制台的顶表面上，所述第一输入控件安装在所述第一凸起座圈上；以及
第二凸起座圈，其位于所述控制台的所述顶表面上，所述第二输入控件安装在所述第二凸起座圈上。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的控制台，还包括腕托，所述腕托在安装有所述第一输入控件和所述第二输入控件的表面上方凸起。
12.根据权利要求11所述的控制台，其中所述腕托填充有垫料。
13.根据权利要求11所述的控制台，其中所述腕托的高度是可调节的。
14.根据权利要求11所述的控制台，其中所述腕托被底切以在所述腕托的下侧与安装有所述第一输入控件和所述第二输入控件的所述表面之间提供间隙。
15.根据权利要求1-6中任一项所述的控制台，其中所述一个或多个收发器是无线的。
16.根据权利要求1-6中任一项所述的控制台，还包括紧急停止输入控件。
17.根据权利要求1所述的控制台，还包括一个或多个第三输入控件，所述第三输入控件用于接收对所述细长装置的显示视图的选择。
18.根据权利要求1所述的控制台，还包括一个或多个第三输入控件，所述第三输入控件用于接收对所述细长装置的操作模式的选择。
19.根据权利要求18所述的控制台，其中所述操作模式选自由以下各项构成的群组：锁定模式、受控模式和被动控制模式。
20.根据权利要求18所述的控制台，其中所述一个或多个第三输入控件中的一个安装在所述控制台的侧面上。
21.根据权利要求1所述的控制台，还包括第三输入控件，所述第三输入控件用于激活所述细长装置的清洁系统。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的控制台，其中所述一个或多个第三输入控件选自由以下各项构成的群组：一个或多个按钮、滑动开关、旋转开关、拨动开关、摇臂开关和所述第二输入控件的敲打敏感区域。
23.根据权利要求1-6或17-21中任一项所述的控制台，还包括安装凸缘。
24.一种操作细长装置的方法，所述方法包括：
由所述细长装置的控制单元从安装在输入控件控制台上的第一输入控件接收插入或缩回命令，所述第一输入控件在第一方向上具有无限行程长度；
基于所述插入或缩回命令控制所述细长装置的插入深度；
由所述控制单元从安装在所述输入控件控制台上的第二输入控件接收转向命令，所述第二输入控件在多于一个方向上具有无限行程长度；以及
基于所述转向命令控制所述细长装置的远端的转向。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述转向命令包括俯仰设置和偏航设置。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述第一输入控件是滚轮或单轴线触摸板，并且所述第二输入控件是跟踪球或双轴线触摸板。
27.根据权利要求24或25所述的方法，还包括由所述控制单元接收紧急停止指示。
28.根据权利要求24或25所述的方法，还包括由所述控制单元从一个或多个第三输入控件接收所述细长装置的显示视图的选择。
29.根据权利要求24或25所述的方法，还包括由所述控制单元从一个或多个第三输入控件接收所述细长装置的操作模式的选择。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述操作模式选自由以下各项构成的群组：锁定模式、受控模式和被动控制模式。
31.根据权利要求24或25所述的方法，还包括：响应于从一个或多个第三输入控件接收输入，由所述控制单元激活所述细长装置的相机清洁系统。
32.一种用于细长装置的输入控件控制台的外科手术帷帘，所述帷帘包括：
主帷帘部分，其被配置为通过在所述主帷帘部分的一端处的主开口装配在所述输入控件控制台上方；以及
多个袋；
其中：
所述多个袋中的每个袋包括袋开口，所述袋开口附接到所述主帷帘部分中的相应的次开口；以及
所述多个袋中的每个袋被配置为使用相应的紧固元件在所述袋开口处锚固到所述输入控件控制台上的相应的凸起环或凸起座圈的侧表面。
33.根据权利要求32所述的帷帘，其中所述多个袋中的每个袋的尺寸被设置成使得用户能够与位于相应的凸起环或凸起座圈的边界内的下方无限行程长度控制输入相互作用。
34.根据权利要求32所述的帷帘，其中所述多个袋中的每个袋包括过量帷帘材料，所述过量帷帘材料相对于其所锚固到的相应的凸起环或凸起座圈可移动。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的帷帘，其中所述多个袋中的每个袋在其袋开口处能在扩展尺寸和收缩尺寸之间伸展，并且其中所述收缩尺寸小于所述袋锚固到的相应的凸起环或凸起座圈的周长。
36.根据权利要求32所述的帷帘，其中所述主帷帘部分的第一材料不同于所述多个袋中的每个袋的第二材料。
37.根据权利要求32所述的帷帘，其中所述主帷帘部分不同于所述多个袋中的每个袋的厚度。
38.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中所述主帷帘部分的材料是厚度在1.5密耳至2.0密耳之间的透明聚乙烯。
39.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中所述多个袋中的每个袋的材料是厚度在1.0密耳至1.5密耳之间的透明低密度聚乙烯。
40.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，还包括封闭元件，所述封闭元件位于所述主帷帘部分的靠近所述主开口的端部处，所述封闭元件被配置为将所述帷帘固定在所述主开口处，围绕所述输入控件控制台的一个或多个电缆或安装机构。
41.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中所述主帷帘部分为管状形状。
42.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，还包括位于所述主开口处的箍带。
43.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中每个相应的次开口对应于所述主帷帘部分中的相应的狭缝。
44.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中每个相应的袋开口通过热熔合或双面胶带围绕所述相应的次开口附接。
45.根据权利要求32-34或36-37中任一项所述的帷帘，其中每个相应的收紧元件选自由以下各项构成的群组：弹性带、拉绳和带条。
46.根据权利要求45所述的帷帘，其中每个相应的收紧元件被集成到所述外科手术帷帘中。
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