CN110772701B - 引导导管控制柔性轨道 - Google Patents

Abstract

机器人导管系统包括基座和具有纵向轴线并且相对于基座沿纵向轴线可移动的机器人机构。柔性轨道可释放地固定至基座，并且包括具有贯穿其延伸至内部通道的纵向开口缝的外表面。刚性引导件具有相对于机器人机构固定的非线性部分，当机器人机构相对于基座移动时，柔性轨道的部分沿刚性引导件的非‑线性部分从纵向轴线移开。

Description

引导导管控制柔性轨道

本申请是中国专利申请号201480056620.5，申请日2014年10月15 日，发明名称“引导导管控制柔性轨道”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年10月15日提交的、标题为“引导导管控制可弯曲支撑件”的第61/891，389号美国临时申请以及于2014年3月14日提交的、标题为“引导导管控制可弯曲支撑件”的第61/952，872号美国临时申请的权益，所述两个申请均以其全文援引并入本文。

技术领域

本申请通常涉及用于执行诊断和/或经皮冠状动脉介入手段的导管系统领域。本申请具体涉及用于机器人导管系统中的引导导管控制。

背景技术

血管疾病(尤其是心血管疾病)可以各种方式来进行治疗。外科手术 (诸如心脏搭桥手术)是用于治疗心血管疾病的一种方法。然而，在某些情况下，血管疾病可用基于导管的介入手段(诸如血管成形术)来治疗。基于导管的介入手段通常被认为与外科手术相比创伤更小。

在一种类型的介入手段中，引导导管通过插管器被插入到患者的股动脉中并靠近患者的心脏的冠状动脉口定位。导丝典型地通过止血阀被插入到引导导管内并通过患者的动脉系统来操纵，直到导丝到达病灶部位。然后，工作导管沿着导丝移动直到工作导管(诸如球囊和支架)靠近病灶定位，以便通开堵塞部位，以便允许靠近病灶的血液流量增加。除了心血管疾病之外，其它疾病也可用导管插入手段进行治疗。

发明内容

在一个实施方式中机器人导管系统包括基座和具有纵向轴线并且相对于所述基座沿所述纵向轴线可移动的机器人机构。柔性轨道可释放地固定至所述基座并且包括具有贯穿其延伸至内部通道的纵向开口缝的外表面。刚性引导件具有相对于所述机器人机构固定的非线性部分。在所述机器人机构沿纵向轴线移动时，所述柔性轨道的一部分沿所述刚性引导件的非-线性部分从纵向轴线移开。

在一个实施方式中，支撑细长的医疗设备的方法包括相对于基座沿纵向轴线平移机器人机构。所述机器人机构包括具有沿所述纵向轴线的远侧部分以及从所述纵向轴线偏离的偏离部分的刚性引导件。所述方法进一步包括提供具有延伸到内部区域中的缝的柔性轨道；将所述柔性轨道放置在所述刚性引导件内；将所述柔性轨道的一部分可操作地固定至所述基座；以及在所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸和缩回时，在所述偏离部分和所述远侧部分之间移动所述柔性轨道的一部分。

在一个实施方式中，装置包括基座和通过线性驱动器相对于基座沿纵向轴线可移动的机器人机构。所述机器人机构包括具有沿所述纵向轴线的远侧部分以及从所述纵向轴线偏离的偏离部分的刚性引导件。柔性轨道具有内部区域并且包括可操作地固定至所述基座的部分。所述柔性轨道包括在刚性引导件内的部分。细长的医疗设备从所述机器人机构延伸并且沿所述纵向轴线延伸。所述柔性轨道的一部分在所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸和缩回时在所述偏离部分和所述刚性引导件的所述远侧部分分之间移动，并且在所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸时，所述柔性轨道的一部分相对于所述细长的医疗设备靠近所述刚性引导件的所述偏离部分和所述远侧部分之间的所述接合点延伸。

在一个实施方式的进一步方面中，在所述机器人机构沿所述纵向轴线移动时，所述柔性轨道的近端和远端保持在固定的位置中。

在一个实施方式中，用于在引导导管已经插入的患者和用于引导导管的增量移动的机器人机构之间延伸的引导导管的部分的支撑系统，包括具有内部通道的柔性轨道。所述柔性轨道包括沿所述轨道纵向延伸的缝，所述缝可移除地接收贯穿其的引导导管的一部分。相对于所述机器人机构固定的刚性引导件提供用于所述柔性轨道的弓形路径，所述路径从所述机器人机构的所述部分前进至所述引导导管的纵向轴线，所述纵向轴线从连接至从所述纵向轴线偏离的位置的所述机器人机构延伸。

在一个实施方式中，用于引导导管的支撑系统包括具有纵向缝的柔性轨道，纵向缝在所述引导导管在直线取向中时将引导导管接收到所述轨道的腔中。刚性引导件朝向并且远离所述引导导管的纵向轴线引导所述柔性轨道。所述柔性轨道在所述引导导管进入所述柔性轨道的所述腔的入口点之间与所述引导导管共轴，并且所述柔性轨道在所述入口点和所述柔性支撑件的近端之间的的至少一部分与所述引导导管不共轴。

在一个实施方式中，还提供了用于操纵已经插入到患者中用于执行经皮手段的引导导管的系统。其包括用于使导丝和/或工作导管前进到所述引导导管的所述近端的机器人机构，附接至所述机器人机构的所述远端的引导导管，以及用于支撑所述引导导管的在所述患者和所述机器人机构之间延伸的部分的支撑系统。所述支撑系统包括柔性轨道和刚性引导件，柔性轨道承载引导导管的一部分可释放地插入的通道，刚性引导件附接至所述机器人机构并且提供在所述引导导管的远端朝向和远离患者移动时，用于所述柔性轨道朝向和远离所述引导导管的纵向轴线的路径。

附图说明

通过下面的详细说明并结合下面的附图，能更完全地理解本发明，其中相同的附图标记所指的是相同的元件，其中：

图1是机器人导管系统的等距视图。

图2是图1的机器人导管系统的前部分的等距俯视图，以及引导导管和Y形连接器的分解图。

图3是图2的机器人导管系统的前部分的侧主视图，其中引导导管定位在升起位置中的Y形连接器支撑件内。

图4是图2的系统的部分的等距视图，其中Y形连接器和支撑件在下部位置而Y形连接器支撑覆盖件在升起的位置中。

图5是图2的机器人导管系统的前部分的俯视图，其中引导导管在接合位置中。

图6A是机器人导管系统的等距视图，其中鞘夹在安装位置中。

图6B是机器人导管系统的等距视图，其中鞘夹在接合位置中。

图7是刚性引导件的弓形部分和机器人导管系统的前部的分解图。

图8是图7的鞘夹、柔性轨道和刚性支撑件的特写。

图9是鞘夹和刚性引导件的远端的分解图。

图10是机器人导管系统的前部分的等距视图，其中柔性轨道在延伸位置中。

图11是大体沿图5的线11-11截取的机器人导管系统的前部分的横截面视图，示出了伸展构件突出到柔性轨道缝中。

图12是大体沿图6A的线12-12截取的机器人导管系统的前部分的横截面视图，其中鞘夹在装载位置中。

图13是大体沿图6B的线13-13截取的机器人导管系统的前部分的横截面视图，其中鞘夹在操作位置中。

图14是机器人导管系统的俯视图，其中柔性轨道在完全缩回位置中。

图15是机器人导管系统的俯视图，其中柔性轨道在延伸位置中。

图16是机器人导管系统的俯视图，其中机器人驱动器在第一位置中。

图17是机器人导管系统的俯视图，其中机器人驱动器在第二延伸位置中。

图18是具有线性驱动器的机器人导管系统的等距后视图。

图19是机器人导管系统的分解的等距后视图，其中盒相对于机器人驱动器基座在预组装位置中。

图20是机器人导管系统的等距后视图，其中盒固定至机器人驱动器基座而锁定轨道夹具在脱离位置。

图21是大体沿图20中的线21-21截取的锁定轨道夹具的特写等距视图。

图22是在接合位置中的锁定轨道夹具的特写等距视图。

图23是在接合位置并且未锁定的锁定轨道夹具的横截面视图。

图24是锁定轨道夹具的一部分的分解图。

图25A是在非锁定位置中的锁定轨道夹具的横截面视图。

图26A是在非锁定位置中的锁定轨道夹具的横截面视图。

图25B是在锁定位置中的锁定轨道夹具的横截面视图。

图26B是在锁定位置中的锁定轨道夹具的横截面视图。

图27是具有远程控制站的机器人导管系统的示意图。

图28是具有与患者接合的引导导管的机器人导管系统的视图。

图29是止血阀控制机构的视图。

图30是图示打开和关闭止血阀的后部分的止血阀的横截面视图。

图31是鞘夹的等距视图。

图32是图31的鞘夹以及插管器的等距视图。

图33是图31的鞘夹以及连接至鞘夹的插管器的等距视图。

具体实施方式

参考图1，机器人导管系统210包括自动地移动细长的医疗设备的机器人机构212。机器人机构212相对于基座214可移动。柔性轨道216沿具有非线性部分的刚性导轨218可移动。参考图16，柔性轨道216包括近端 253和远端254。

如本文更详细地描述的，柔性轨道216支撑诸如引导导管的细长的医疗设备，以使得该引导导管可以推进到患者中而没有屈曲。

本文所使用的方向“远”为朝向患者的方向，方向“近”是远离患者的方向。术语“上”和“上部”指的是背离重力的方向的一般方向，术语“底部”、“下部”和“下”指的是重力的一般方向。术语“前”指的是机器人机构面向使用者并且远离关节臂的侧。术语“后”指的是机器人机构离关节臂最近的侧。术语“向内地”指的是特征的内部部分。术语“向外地”指的是特征的外面的部分。

机器人机构212包括相对于基座214可移动的机器人驱动器基座220 以及可操作地固定至机器人驱动器基座220的盒222。在一个实施方式中，盒222包括限定支撑刚性引导件218的结构。在一个实施方式中，基座214 单独或者与盒222结合限定刚性引导件218。

在一个实施方式中，基座214固定至允许使用者将机器人机构212靠近患者定位的关节臂224。在一个实施方式中，基座214为关节臂224的远侧部分。关节臂224通过轨夹具或者床夹具226固定至病床。以此方式，基座214固定至病床。通过关节臂224的操纵，基座214放置在相对于躺在病床上的患者的固定的位置中。一旦相对于患者设定了机器人机构212的期望位置，就可以固定关节臂224的臂。

参考图2，诸如引导导管228的细长的医疗设备通过盒222可操作地固定至机器人机构212。引导导管228包括近端230、相对的远端232，以及在近端230和远端232之间延伸的中间部分234。在一个实施方式中，引导导管228的近端230可操作地固定至Y形连接器233和Y形连接器接合机构236。在一个实施方式中，Y形连接器233为止血阀，其通过Y形连接器接合机构236和外壳构件244固定至盒222，Y形连接器接合机构236 包括为盒222的部分的Y形连接器基座238，外壳构件244包括盖243和支撑构件245。Y形连接器基座238包括位于盒222中的引导导管驱动机构240，其反过来可操作地连接至机器人基座220。引导导管驱动机构240包括驱动机构，其基于由远程控制中心提供的命令可操作地接合引导导管228 并且使引导导管228沿其纵向轴线方向围绕其纵向轴线旋转。

参考图3，Y形连接器外壳244枢转至升起的安装位置以提供引导导管228和Y形连接器233的容易安装。参考图4，Y形连接器外壳244沿从升起位置至使用中的操作的下部位置的矢量242枢转。在一个实施方式中，引导导管驱动机构240与在固定至引导导管228的近端230的旋转式鲁尔锁连接器上的齿轮241相互作用，以使引导导管228围绕其纵向轴线自动地旋转。Y形连接器保持件和驱动机构236使引导导管228围绕其纵向轴线自动地旋转的操作在题为“用于引导导管控制的止血阀”的公开的第US2014/0171863Al号美国申请中描述了，该申请以其全文援引并入本文。下文将进一步详细地讨论Y形连接器止血阀233的自动控制。

参考图4和图6A，Y形连接器保持件238包括从打开位置枢转至关闭位置的覆盖件244。Y形连接器保持件238通过释放按钮246可释放地接合至盒222的一部分。释放按钮246的移动允许Y形连接器保持件238从操作的下部位置枢转至升起位置，以装载引导导管228和Y形连接器233。

参考图5将描述引导导管228、刚性引导件218以及柔性轨道216之间的关系。引导导管228在盒222内沿其纵向轴线248维持线性位置并且与盒222的远端维持至少特定的距离。在一个实施方式中，纵向轴线248 相当于盒222的纵向轴线。

在诸如经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的医疗手段期间，引导导管228 用于将诸如导丝和球囊支架导管的其他的细长的医疗设备引导到患者中，以进行试探性诊断或者以治疗患者的脉管系统内的狭窄。在一个这样的手段中，引导导管228的远端232坐落在患者的心脏的孔内。机器人机构212 驱动导丝和/或诸如球囊支架导管的工作导管进入患者体内或从患者体内出来。导丝和工作导管被驱动进入在机器人机构212的远端和患者之间的引导导管228内。在一个实施方式中，纵向轴线248为轴线，围绕该轴线盒222引起导丝的旋转，并且该轴线盒222沿其纵向轴线驱动导丝并且沿其纵向轴线驱动诸如球囊支架导管的工作导管。在一个实施方式中，机器人驱动系统为在题为“导管系统”的第7，887，549号美国专利中描述的类型，并且该专利以其全文援引并入本文。

参考图5、7和9，圈250形成在刚性引导件218的远端处。圈250包括竖直延伸的开口278，引导导管228穿过开口278被装载到柔性轨道216 中。

柔性轨道216的末端254固定至鞘夹256，该鞘夹256可释放地连接至盒222。柔性轨道246包括固定至末远端252的圈250。参考图9，在一个实施方式中，鞘夹256包括近端258，该近端258包括接附部分260。柔性轨道216的远端254固定至接附部分260。鞘夹256包括抓握部分262，其允许使用者操纵鞘夹256以及柔性轨道216。抓握部分262和柔性轨道接附部分260的中间为圈接合部分264。圈接合部分264包括导向定位构件 266，该导向定位构件266构造为将鞘夹256定位在圈250内。

参考图7，刚性引导件218包括顶部构件268和底部通道构件270。在使用多个紧固件或者其它的紧固机构固定在一起时，顶部构件268和底部通道构件270形成内部通道272，柔性轨道216穿过该内部通道272相对于刚性引导件218移动。

参考图8，柔性轨道216包括开口274，该开口274以预定的距离邻近柔性轨道216的末端254并朝向柔性轨道216的近端。在柔性轨道216的远端254邻近圈250定位时，开口274从圈250朝向Y形连接器保持件延伸足够的距离，以使得开口274从圈250延伸至区域，在该区域中刚性引导件218开始离开纵向轴线248的弓形路径。在一个实施方式中，弓形路径形成具有至少一个沿该弓形路径的拐点的s-曲线。如下文所讨论的，开口274为引导导管228提供从纵向轴线上的位置被直接地放置到柔性轨道的空腔中的路径。以此方式，引导导管228可被放置在靠近开口274的柔性轨道216内，而引导导管228为线性的。换句话说，在一个实施方式中，在引导导管228穿过开口274被插入时，引导导管228为直线形式的。在一个实施方式中，开口274围绕柔性轨道216的末端254的开口延伸90度。开口274渐缩成缝286，其延伸柔性轨道216的大致整个长度。在一个实施方式中，缝286从开口274延伸足够的距离，以允许引导导管228贯穿的机器人导管系统整个预定的操作进入并且退出柔性轨道216的内部部分。开口274由在柔性轨道216的外表面中的一对大致平行的切剖线288、290 限定。开口274由具有从切剖线288朝向缝286延伸的弓形线296的渐缩部位294进一步限定。在一个实施方式中，柔性轨道216具有足够的刚度以将缝286维持在打开位置中，即柔性轨道216的外表面的限定缝286的两部分在柔性轨道216如本文所述的移动期间保持分开，并且不会在彼此上倒塌以使开口不存在。在一个实施方式中，缝286在柔性轨道216的特定部分随其穿过刚性引导件218的特定部分移动期间倒塌。在一个实施方式中，缝286倒塌，即除了在引导导管228进入并退出柔性轨道218的区域中，限定缝的两边缘与彼此接触。限定缝的边缘由伸展构件298在纵向轴线248与刚性引导件开始非-线性的弓形部分的的部分一致的区域中被迫分开。

参考图1，柔性轨道216的远端通过其邻近的开口276被送入刚性引导件218的通道中。刚性引导件218包括在邻近的开口276处开始的线性的部分以及由覆盖件268和基座270限定的非-线性的部分。在一个实施方式中，非-线性的部分为具有至少一个拐点的弓形部分。柔性轨道216通过将柔性轨道218的远端254送入刚性引导件218的邻近的开口276中，直至柔性轨道216的远端254延伸超过刚性引导件218的圈250而最初定位在刚性引导件218内。柔性轨道216的远端254可操作地连接至鞘夹256 的构件258。鞘夹258定位在圈250内，以使得构件266定位在圈250中的相应的匹配槽中。鞘夹256定位在第一装载位置，其中鞘夹258的通道开口276与圈250的开口278对准。

柔性轨道216通过技术员或操作员在刚性引导件218内旋转，以使得开口274面向向上的方向。换句话说，柔性轨道216的开口274以这样的方式固定至鞘夹256：在鞘夹256与圈250接合时，鞘夹256的开口276 与圈250的开口278对准，圈250的开口278还与柔性轨道216的开口274 对准。

参考图10，柔性轨道216固定至鞘夹256，其中柔性轨道216的一部分在远位置中延伸超出圈250。柔性轨道216的远端254的伸展允许容易将柔性轨道216插入至鞘夹256。由于柔性轨道216由具有小于刚性引导件材料的弹性模量的弹性模量的柔性材料形成，柔性轨道216沿着由刚性引导件218限定的通道的弯曲的非-线性的部分移动。注意柔性轨道216的弹性模量低于通过沿着刚性引导件218的非线性部分的移动而使柔性轨道216 断裂或者破裂的值。在一个实施方式中，柔性轨道216由聚四氟乙烯(PTFE) 材料形成。鞘夹256随柔性轨道216的末端254邻近圈250移动。鞘夹256 随柔性轨道216旋转以使得鞘夹256的开口276与圈250的开口278对准，限定引导导管的安装位置。所下文所讨论的，在一个实施方式中，鞘夹420 构造为以合适的安装取向接收在盒222内。

参考图5，引导导管228穿过圈250的开口278和鞘夹256的开口276 定位在柔性轨道216的开口274内。参考图5和图9，鞘夹256的远端280 包括具有开口284的圈282。在安装位置中，引导导管228穿过开口274、穿过圈250的开口278并且穿过鞘夹256的开口276、284延伸到柔性轨道 216中。在此安装位置中，引导导管228沿其纵向轴线248从Y形连接器保持件236穿过鞘夹256的远端维持直线和线性的取向。

参考图11，刚性引导件218包括延伸到由刚性引导件218的外壁限定的通道中的伸展构件298。伸展构件298穿过缝286接收到柔性轨道218 的通道中。伸展构件298靠近刚性引导件218弓形部分的远端300定位。伸展构件298具有等于或者大于由缝286限定的开口的厚度，以确保限定缝的柔性轨道216的边缘保持分开，以使得引导导管228可以穿过缝延伸到柔性轨道216的通道部分中。在一个实施方式中，伸展构件298的厚度大于由缝限定的开口以及引导导管228的直径。以此方式，由缝286限定的开口在伸展构件处增加并且紧紧邻近伸展构件，以允许插入和移除引导导管228的一部分。在一个实施方式中，由缝限定的开口小于引导导管228 的直径，在机器人导管系统的操作期间其帮助将引导导管的远侧部分维持在柔性轨道216的通道。

参考图6A和图12，鞘夹256放置在安装位置中，其中开口276在向上的方向中。换句话说，开口276通过限定从向上的方向进入的开口的鞘夹256中的通道形成。此取向允许引导导管228以与引导导管固定至盒222 相同的取向定位在鞘夹256的通道和柔性轨道216的开口274内。在此取向中，可以穿过鞘夹256的开口276和284并且穿过柔性轨道216的开口274将引导导管228放置到柔性轨道216的通道中。

参考图6B和图13，在一个实施方式中，鞘夹256围绕纵向轴线248 旋转直至开口276从图12中示出的竖直取向延伸90度。以此方式，帮助引导导管228保持在柔性轨道216的通道内。当鞘夹256旋转90度时，伸展构件298立即邻近纵向轴线248动作以使由缝286限定的开口变宽。以此方式，引导导管228可以进入并且退出柔性轨道216，而不与限定缝286 的柔性轨道的边缘干扰。在下文描述的一个实施方式中，不需要旋转鞘夹 420，而仅仅将鞘夹420远离盒222远侧地牵拉。

在一个实施方式中，鞘夹256在图6B中图示的第一方向旋转90度，而在另一个实施方式中，鞘夹256在与该方向相反的方向旋转90度。还可以设想到，鞘夹256可旋转小于或者大于90度。在下文描述的一个实施方式中，鞘夹420不需要旋转。

参考图14和图15，在一个实施方式中，一旦鞘夹256已经旋转至图 13中示出的操作位置，使用者在沿纵向轴线248的方向远离盒222牵拉鞘夹，直到鞘夹256的远端280靠近患者。在一个实施方式中，插管器固定至鞘夹256的远端280。插管器为固定至患者的设备，以明确地将插管器定位至患者，以允许以对患者最小的组织损伤地插入和移除诸如引导导管、导丝和或进入患者的工作导管的细长的医疗设备。一旦操作者朝向患者牵拉鞘夹以及伴随着的柔性轨道，以使得插管器靠近患者，柔性轨道被锁定夹具310锁定在位。

锁定夹具310将柔性轨道216固定至基座214，以使得柔性轨道216 的一部分相对于病床和患者处于固定位置，所述固定位置为使患者仍旧能够躺在病床的程度。参考图18，线性的驱动机构312包括线性滑动器，其通过远程控制站由使用者自动地控制。导管驱动机构驱动312沿纵向轴线 248驱动机器人机构212。由于刚性引导件218相对于机器人机构212是固定的，柔性轨道216随机器人机构212沿纵向轴线248移动而相对于刚性引导件218移动。

参考图14、15、16和17，将描述柔性轨道216相对于刚性引导件218 的操作和移动。参考图14，柔性轨道216示出为在安装第一位置中，其中引导导管228如上所述定位在鞘夹256和柔性轨道开口274内。参考图15，如上所述，一旦鞘夹256已经从盒222释放，鞘夹256和柔性轨道的远端由使用者远离盒222牵拉，以使得鞘夹256的远端靠近患者的进入点，在该进入点处，将发生经皮介入治疗。如下进一步详细描述的，锁定夹具310 可操作地夹持柔性轨道216的柔性轨道216相对于基座214固定的一部分。

参考图14和15，定位在刚性引导件218的弓形部分的柔性轨道216 的部分在大体沿纵向轴向248的方向被从刚性引导件218的远端牵拉出来。相似地，在刚性引导件218的弓形部分之外并且不位于弓形部分内的柔性轨道216的部分322被牵拉到刚性引导件218的弓形部分中，并且取决于朝向患者牵拉柔性轨道的末端多远，柔性轨道216的部分322将进入刚性引导件218的弓形部分并且可从此延伸。换句话说，柔性轨道216包括三个大体区域，其随引导导管系统的操作改变。第一近区域，其包括从刚性引导件218的弓形部分的近端253至开口324的柔性轨道部分。柔性轨道 216包括位于刚性引导件218的弓形部分的近端324和刚性引导件的弓形部分的近侧圈250的远端325之间的第二部分。柔性轨道包括第三区域，其在由大体沿纵向轴线248的矢量限定的方向从刚性引导件218的圈250延伸，矢量具有在Y形连接器处的起点并且在朝向圈250的方向延伸。

如上所述，柔性轨道216的第一区域和第二区域从纵向轴线248偏离并且不与纵向轴线248共线。在柔性轨道216退出刚性引导件218的圈250 时，柔性轨道216的第三部分与纵向轴线248大体地共轴。

在一类介入手段期间，引导导管228通过插管器插入到患者的股动脉中并且靠近患者心脏的的冠状动脉口定位。操作者可能希望自动地重新定位引导导管的远端。参考图16和图17，将描述引导导管228的远端的控制。参考图16，引导导管228具有远侧部分，其延伸超出鞘夹256的远端，以在远离鞘夹的末端的方向延伸超出引导导管228的末端。如上所述，引导导管228的远端可靠近患者的孔放置。引导导管228的远端的自动控制由机器人驱动机构212通过线性驱动器312相对于基座214移动而实现。引导导管位于柔性轨道的从盒222到鞘夹256的通道内。由于柔性轨道216 相对于基座214是固定的，如上所述，柔性轨道216的第二部分将从刚性引导件218的弓形部分内移动至偏离纵向轴线248的位置。相似地，远侧地延伸超出圈250的柔性轨道216的第三部分将缩回并且移动到刚性引导件218的弓形部分中，并且这样做时远离并且偏离纵向轴线248移动。

如果在PCI手段期间引导导管开始滑出孔，则可能通过使机器人驱动器212朝向患者自动地移动而使引导导管228的远端延伸回到患者的孔中。这样做时，作为一个示例，引导导管228的远端朝向患者移动，使引导导管的远端重新插入或者定位到患者的孔中。当机器人驱动机构212沿纵向轴线248移动时，柔性轨道216相对于刚性引导件218移动。在实际操作中，柔性轨道216的一部分相对于在锁定夹具310处的基座214固定在间隙中。然而，取决于机器人驱动机构212移动的方向，位于刚性引导件216 的弓形区段内的柔性轨道216的部分朝向纵向轴线248移动或者远离纵向轴线248移动。引导导管228移动到柔性轨道216的区段中或者从柔性轨道216的区段移出，所述柔性轨道216的区段移动进出刚性引导件218的弓形部分。以此方式，在盒222和鞘夹之间的引导导管228的部分一直位于柔性轨道216的通道内。以此方式，在经皮介入手段期间，可在柔性轨道216内操纵引导导管228，而没有屈曲或者引起其他的非-期望的移动。

参考图16和图17，由于柔性轨道216关于刚性引导件218的移动与柔性轨道216上的单个区段A相关，因此将描述柔性轨道216关于刚性引导件218的移动。在一个实施例中，在柔性轨道216上的区段A位于远离刚性引导件218的圈250。在操作者确定在远离圈250的方向将引导导管 228进一步插入到患者中或者朝向患者插入时，输入设备由使用者在远程控制站操纵，其通过激活线性驱动器312远侧地沿纵向轴线248驱动机器人驱动器212。引导导管228的近端通过夹具310纵向地固定在盒222中，以使得在包括盒222的机器人驱动器312通过线性驱动器312相对于基座214 移动时，引导导管228在朝向患者的方向沿纵向轴线248远侧地移动。结果是引导导管228的远端朝向患者移动和/或移动到患者中。

在机器人驱动机构沿纵向轴线248移动时，柔性轨道216的区段A穿过圈250移动到刚性引导件218中并且沿刚性引导件218的弓形部分移动直到柔性轨道216的区段A邻近刚性引导件218的近端开口。以此方式，柔性轨道的远端保持在恒定位置中，但是柔性轨道216区段A从纵向轴线 248移出出或者与纵向轴线248偏离。在区段A从靠近圈250的点移动到由刚性引导件218限定的弓形通道中时，引导导管228穿过靠近靠近圈250 的接合区域中的缝进入柔性轨道216的通道或者中空内腔中。以此方式，在引导导管228的远端朝向和远离患者移动时，柔性轨道216提供持续地支撑和对在圈250和患者之间的引导导管228的导向。

相似地，如果操作者期望从患者内缩回引导导管228的远端，使用者通过远程控制站提供命令至线性驱动器，以在远离患者的方向移动机器人驱动机构212。这样，柔性轨道216的区段A将进入刚性引导件的弓形部分的近端并且在刚性引导件218的通道内被引导，直到区段A退出刚性引导件218的远端。引导导管228将进入在区段A处的缝，或者换句话说，引导导管228的一部分将经由位于在柔性轨道的区段A处做的同心圆内的缝的部分进入柔性轨道216。需要注意的是尽管在机器人机构朝向和远离患者移动时，柔性轨道的区段定位在刚性引导件的不同区域中，但是在机器人机构沿纵向轴线移动时，柔性轨道的近端和远端保持在固定地点中。

参考图19-26，锁定夹具310包括可操作地连接至基座214的基座部分 320以及经由接合机构324联接至基座部分320的夹具部分322。接合机构 324包括在基座部分320上的一对扣钩370、371，其经由在夹具部分322 上的两个缺口或者凹槽360和362接合部分357。夹具部分322包括本体 326，该本体326具有枢转地接收在刚性引导件中的开口中的刚性引导件连接器328。连接器328包括接收在刚性引导件218中的开口内的圆柱构件 356。参考图21，夹具部分322在升起的位置中，该位置可以被用于从机器人驱动器基座220分离地运送盒而夹具部分322不会从盒向外地或者向后地延伸。夹具部分322靠近刚性引导件218中的开口围绕刚性引导件218 的纵向轴线枢转，以向外地取向，以联接至基座部分320。

参考图24，圆柱构件356限定贯穿其延伸的通道，柔性轨道216延伸穿过该通道。平板支撑件332从圆柱构件356向内地延伸到通道中。内部圆柱引导件构件330从平板支撑件332延伸，以使得圆柱引导件构件与圆柱构件356共轴。柔性轨道216为螺旋穿过刚性引导件218中的邻近的开口并且越过内部圆柱引导件构件330，以使得柔性轨道216中的缝越过平板支撑件332。以此方式，柔性轨道216定位在内部圆柱引导件构件330和圆柱构件356之间。参考图26A，圆柱构件356包括纵向开口，凸轮构件338 穿过该纵向开口从本体326朝向限定在内部圆柱引导件构件330和圆柱构件356之间的区域延伸。如下所述，凸轮构件338作用，以抵靠内部圆柱引导件构件330锁定柔性轨道216。

凸轮锁定部分322包括具有把手部分354和轴承表面358的把手构件 334以及凸轮部分355。把手构件334包括穿过键控的开口350连接至底部键插座344的键控的杆352。紧固件将把手334固定至底部键插座344。本体326包括开口336，轴承358和凸轮355穿过该开口336延伸。凸轮板 338包括具有内部表面的孔342。凸轮板338包括锁定表面340。在操作中，凸轮板342定位在本体326中的槽内，以使得开口342与开口336对准。

参考图25A，26A，在非锁定位置中，锁定表面340不紧靠柔性轨道 216。参考图25B和26B，轴承构件358与开口336的壁配合以将把手334 中心地定位在开口336内。凸轮构件355定位在凸轮板338的开口342内，以使得在把手334旋转时，锁定表面340朝向刚性引导件218移动和远离刚性引导件218移动，以相对于锁310并由此相对于基座214可操作地锁定和解锁柔性轨道216。

参考图29和30，Y形连接器233为包括阀体和具有近端口、远端口和在近端口和远端口之间延伸的空腔的第一腿的止血阀402。至少一个阀位于邻近近端口的空腔中，以允许介入性设备贯穿其穿过。阀体包括相对于第一腿呈角度延伸并且与第一腿流体连通的第二腿。旋转式公鲁尔锁定连接器靠近远端可旋转地连接至阀体，以将引导导管228的近端固定至其。

在一个实施方式中，止血阀402包括用于减少在介入性手段期间可能流失的血液的回血阀。回血阀作用以允许诸如导丝的细长的设备贯穿其延伸但是使穿过阀的失血最小。在一个实施方式中，止血阀402包括 Tuohy-Borst适配器，其允许在近端中的开口的尺寸的调节。接合构件围绕阀的纵向轴线的旋转作用，以增加或者减少开口的直径。

在一个实施方式中，回血阀通过接合构件的单独运动或者平移从关闭位置打开至完全打开位置。在一个实施例中，沿着细长的医疗设备的纵向轴线推或拉接合构件以完全地打开或者完全地关闭阀。一些止血阀设备包括两种类型的控制：通过使接合构件围绕接合构件的纵向轴线旋转而使该旋转的接合构件打开并关闭Tuohy-Borst阀以及接合构件沿纵向轴线移动以打开并关闭回血阀的推拉控制。其他类型的控制机构是公知的，诸如使用杆或者棘轮以打开或者关闭阀。

参考图29和图30，止血阀402包括接合构件416，其通过接合构件 416的旋转提供Tuohy-Borst阀的操作，并且通过接合构件416沿止血阀的纵向轴线的移动提供在完全打开和关闭位置之间的回血阀的推拉调节。

Tuohy-Borst和回血阀的控制通过可操作地连接至第一驱动构件404以使接合构件围绕纵向轴线旋转的第一驱动构件406从远程控制站14自动地完成。在一个实施方式中，第一驱动构件为驱动齿轮并且驱动构件404为固定至接合构件416并且可操作地连接至驱动齿轮的斜面齿轮。第二驱动构件412可操作地连接至接合构件以沿止血阀的纵向轴线平移接合构件 416。在一个实施方式中，第二驱动构件为杆，其经由由远程控制站14控制的电机自动地控制。杆412可操作地接合在接合构件16的外周中的圈槽 414，以使得杆412的移动导致接合构件416的平移，其如上所述在关闭和打开位置之间打开回血阀。

在一个实施方式中，使用者可通过提供经过使用者输入以围绕纵向轴线旋转接合构件416和/或沿纵向轴线旋转平移接合构件416的指令，来操作第一驱动构件412和第二驱动构件412，进而打开并关闭回血阀以及 Tuohy-Borst阀。在一个实施方式中，第一驱动构件412和第二驱动构件412 由远程自动控制站14响应于感测血流量和/或穿过止血阀和/或患者的脉管系统移动细长的医疗设备所需的摩擦力的传感器自动地操作。在系统检测到自动地旋转和/或平移细长的医疗设备所需的力达到某一预定的值时，处理器将提供指令以递增地打开和或关闭在一个或者两个阀中开口。患者的血压的监测和或血液是否穿过阀流失将被用作算法中的因子，以确定阀中的开口的适当的调整。

参照图27，机器人导管系统210靠近地操作邻近病床22的床旁系统 12。远程工作站14包括控制控制器16、用户界面18和显示器20。成像系统24可以是可与基于导管的医疗手段结合使用的任何医疗成像系统(例如，非数字x-射线、数字x-射线、CT、MRI、超声等)。在一个实施方式中，成像系统24是与工作站14通信的数字x-射线成像装置。成像系统24构造成在特定手段期间拍摄患者的适当部位的x-射线图像。例如，成像系统24 可构造成拍摄心脏的一个或多个x-射线图像来诊断心脏状况。成像系统24 还可构造成在基于导管的医疗手段期间拍摄一个或多个x-射线图像(例如，实时图像)，以协助工作站14的用户在手段期间正确地定位导丝、引导导管和工作导管(诸如支架)。一个或多个图像可显示在显示器20上，以便允许用户精确地将导丝或工作导管的远侧尖端定位到患者的脉管系统的适当位置内。

参考图28，柔性轨道216沿纵向轴线248朝向患者延伸。然而在手段期间患者可能移动，导致远离或者朝向患者牵拉鞘夹。在一个实施方式中，柔性轨道216在盒222的远端和患者之间呈现弧形。定位在由柔性轨道216 限定的腔内的引导导管228呈现与柔性轨道216相同的弧形。如果在手段期间患者远离盒222移动，弧390将拉平。相似地，如果在手段期间患者朝向盒222移动，弧390将更明显。在两种情况中，柔性轨道216阻止引导导管228在PCI手段中屈曲。

参考图30，在一个实施方式中，鞘夹420明确地接收在盒222的远端内。柔性轨道216的远端邻近径向延伸的把手部分428地固定至鞘夹410，鞘夹420包括具有开口432的凹槽430。柔性轨道216的远端位于凹槽430 的底部内。在图31示出的安装位置中，鞘夹420的纵向轴线与机器人机构 212的纵向轴线248共轴。为了将鞘夹420和柔性轨道216定位在操作位置中，使用者牵拉把手部分428并且在远离机器人机构212并且朝向患者的方向延伸鞘夹420以及接附的柔性轨道216。在一个实施方式中，不需要相对于盒222旋转引导鞘420。使用者仅在远离机器人机构212的方向远侧地牵拉鞘夹420。

参考图32和图33，鞘夹420包括导管鞘连接器424，其可释放地接合导管鞘422。导管鞘连接器至少包括可旋转地联接至靠近把手部分428的鞘夹420的部分。导管鞘连接器424包括臂436，其可释放地接合插管器422 的外表面，以将导管鞘可操作地联接至鞘夹420。图33中图示的接合位置中的臂436阻止导管鞘422从鞘夹420沿纵向轴线朝向或者远离患者移动。从导管鞘422延伸的管被捕获在鞘夹420和臂436之间。

虽然本发明的上述成文的说明书使得普通技术人员能够制造和使用目前被认为是其最佳模式，那些普通技术人员将了解和明白，本文的具体实施方式、方法和实施例的变化、组合以及等同的存在。因此，本发明不应由上述实施方式、方法和实施例限制，而是由在本发明所要求的范围和精神之内的所有实施方式和方法限制。

1.一种机器人导管系统包括；

基座；

机器人机构，其具有纵向轴线并且相对于所述基座沿所述纵向轴线可移动；

柔性轨道，其可释放地固定至所述基座并且包括具有贯穿其延伸至内部通道的纵向开口缝的外表面；

刚性引导件，其具有相对于所述机器人机构固定的非线性部分，

当所述机器人机构相对于所述基座移动时，所述柔性轨道的一部分沿所述刚性引导件的非-线性路径部分移动。

2.根据条款1所述的机器人导管系统，进一步包括可操作地连接至所述机器人机构的细长的医疗设备，所述细长的医疗设备定位在所述柔性轨道的内部通道中。

3.根据条款2所述的机器人导管系统，其中所述细长的医疗设备为具有线性纵向轴线的引导导管，在所述机器人机构相对于所述基座移动时，所述柔性轨道的一部分从与所述引导导管的所述纵向轴线不共轴的位置移动至与所述纵向轴线共轴的位置。

4.根据条款3所述的机器人导管系统，其中所述引导导管和所述柔性轨道的一部分在所述机器人机构的远侧是共轴的。

5.根据条款4所述的机器人导管系统，其中所述引导导管和所述柔性轨道的一部分在靠近所述机器人机构的远端处是不共轴的。

6.根据条款1所述的机器人导管系统，其中当所述机器人机构沿所述纵向轴线相对于所述基座移动时，所述柔性轨道的一部分偏离所述细长的医疗设备的所述纵向轴线移动。

7.根据条款6所述的机器人导管系统，其中所述机器人机构包括至少一个驱动机构，以沿所述纵向轴线驱动导丝。

8.根据条款2所述的机器人导管系统，其中所述细长的医疗设备为导丝，并且所述机器人机构包括第一驱动器，以沿所述纵向轴线将线性运动传递至所述导丝，以及第二驱动器，以围绕所述纵向轴线将旋转运动传递至所述导丝。

9.根据条款1所述的机器人导管系统，其中所述刚性引导件相对于所述机器人机构是固定的。

10.根据条款9所述的机器人导管系统，其中所述机器人机构包括基座驱动部分和可操作地固定至所述基座驱动部分的分开的盒，所述刚性引导件附接至所述盒。

11.根据条款10所述的机器人导管系统，其中所述柔性轨道和所述引导导管在所述盒的远侧处共轴，并且沿所述盒与所述引导导管的所述纵向轴线不共轴。

12.根据条款1所述的机器人导管系统，进一步包括将所述柔性轨道的一部分可释放地固定至所述基座的夹具。

13.根据条款12所述的机器人导管系统，其中所述夹具包括穿过开口延伸到所述刚性引导件的通道中的外部圆柱构件。

14.根据条款13所述的机器人导管系统，其中所述外部圆柱构件包括用连接构件可操作地连接所述外部圆柱构件的内壁的内部圆柱构件。

15.根据条款14所述的机器人系统，其中所述柔性轨道的一部分定位在所述外部圆柱构件的内壁和所述内部圆柱构件之间，并且所述连接构件延伸穿过所述柔性轨道的所述缝。

16.根据条款15所述的机器人系统，其中所述圆柱形的夹具包括抵靠所述内部圆柱构件可释放地按压所述柔性轨道的一部分的接合构件。

17.根据条款1所述的机器人系统，其中所述柔性轨道包括在所述柔性轨道的所述外表面中的开口，所述开口从靠近所述柔性轨道的远端的所述缝处延伸。

18.根据条款17所述的机器人系统，其中所述开口围绕所述柔性轨道延伸45度或者更多。

19.根据条款18所述的机器人系统，其中所述开口在从所述柔性轨道的远端朝向所述柔性轨道的近端的预定距离渐缩成所述缝，当引导导管为直线时，所述距离足以将引导导管放置到所述开口中。

20.根据条款1所述的机器人系统，进一步包括可操作地连接至所述柔性轨道的远端的鞘夹，所述鞘夹包括从外表面延伸的开口，当引导导管为直线时，所述鞘夹的开口允许所述引导导管插入到所述鞘夹中。

21.根据条款20所述的机器人系统，其中所述鞘夹包括靠近所述鞘夹的远端的连接器，用于将导管鞘联接至所述鞘夹。

22.根据条款1所述的机器人系统，其中所述机器人机构包括止血阀驱动器，所述止血阀驱动器包括第一自动地受控的驱动构件，以打开和关闭在所述止血阀中的第一阀。

23.根据条款22所述的机器人系统，其中所述第一阀为Tough-borst 阀和回血阀中的一个。

24.根据条款23所述的机器人系统，其中所述第一驱动构件将旋转移动传递至所述止血阀上的接合构件。

25.根据条款23所述的机器人系统，其中所述第一驱动构件将线性移动传递所述止血阀上的接合构件。

26.根据条款1所述的机器人系统，其中当所述机器人机构沿所述纵向轴线移动时，所述柔性轨道的近端和远端保持在固定位置中。

27.一种支撑细长的医疗设备的方法，包括；

相对于基座沿纵向轴线平移机器人机构，所述机器人机构包括具有沿所述纵向轴线的远侧部分以及从所述纵向轴线偏离的偏离部分的刚性引导件；

提供具有延伸到内部区域中的缝的柔性轨道；

将所述柔性轨道放置在所述刚性引导件内；

将所述柔性轨道的一部分可操作地固定至所述基座；

当所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸并且缩回时，在所述偏离部分和所述远侧部分之间移动所述柔性轨道的一部分。

28.根据条款27所述的方法，进一步包括；

沿所述纵向轴线从所述机器人机构提供细长的医疗设备；以及

当所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸时，将所述柔性轨道相对于所述细长的医疗设备放置在靠近所述刚性引导件的所述偏离部分和所述远侧部分之间的接合点处。

29.根据条款28所述的方法，进一步包括；

当所述机器人机构沿所述纵向轴线缩回时，将所述柔性轨道相对于所述引导导管从靠近所述刚性引导件的所述偏离部分和所述远侧部分之间的所述接合点移除。

30.根据条款29所述的方法，其中所述引导导管在远离所述机器人机构的方向被支撑在所述柔性轨道的区域内并且所述柔性轨道包括从所述纵向轴线偏离的不支撑所述引导导管的部分。

31.根据条款30所述的方法，其中所述柔性轨道为具有穿过所述缝可进入的内部区域的细长的管状构件；并且其中相对于所述引导导管放置所述柔性轨道包括将所述引导导管置于所述柔性轨道的所述内部区域内。

32.根据条款31所述的方法，其中所述刚性引导件包括在所述刚性引导件的远端和近端之间的弓形部分。

33.根据条款27所述的方法，其中所述机器人机构包括盒和机器人驱动器基座，其中所述刚性轨道为所述盒的部分。

34.根据条款33所述的方法，其中在所述机器人机构沿所述纵向轴线移动时，所述柔性轨道的近端和远端保持在固定的位置中。

35.一种装置包括:

基座；

机器人机构，其通过线性驱动器相对于基座沿纵向轴线可移动，所述机器人机构包括具有沿所述纵向轴线的远侧部分以及从所述纵向轴线偏离的偏离部分的刚性引导件；

柔性轨道，其具有内部区域，所述柔性轨道包括可操作地固定至所述基座的部分，所述柔性轨道包括在所述刚性引导件内的部分；

细长的医疗设备，其从所述机器人机构延伸并且沿所述纵向轴线延伸；

其中在所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸和缩回时，所述柔性轨道的一部分在所述刚性引导件的所述偏离部分和所述远侧部分之间移动，并且在所述机器人机构沿所述纵向轴线延伸时，所述柔性轨道的一部分相对于所述细长的医疗设备靠近所述刚性引导件的所述偏离部分和所述远侧部分之间的所述接合点延伸。

36.根据条款33所述的方法，其中在所述机器人机构沿所述纵向轴线移动时，所述柔性轨道的近端和远端保持在固定的位置中。

Claims (9)

1.一种用于控制止血阀的系统，包括：

止血阀，包括：

本体部，所述本体部具有近端、远端和在所述近端和所述远端之间延伸的空腔；

至少一个阀，所述至少一个阀定位于所述本体部的所述近端；和

接合构件，所述接合构件可操作地联接至所述至少一个阀；

第一驱动构件，所述第一驱动构件联接至所述接合构件；

控制器，所述控制器联接至所述第一驱动构件，所述控制器构造为控制所述第一驱动构件将运动传递至所述接合构件以打开和关闭所述至少一个阀；以及

第二驱动构件，所述第二驱动构件联接至所述接合构件和所述控制器，所述控制器构造为控制所述第二驱动构件将运动传递至所述接合构件以打开和关闭所述至少一个阀，

其中所述第一驱动构件将旋转运动传递至所述接合构件；并且

其中所述第二驱动构件将线性运动传递至所述接合构件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器构造为递增地调节所述至少一个阀打开或关闭的量。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一驱动构件将旋转运动传递至所述接合构件。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一驱动构件将线性运动传递至所述接合构件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个阀为Tuohy-Borst阀。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个阀为回血阀。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个阀包括回血阀和Tuohy-Borst阀。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第一电机，其中所述控制器使用所述第一电机控制所述第一驱动构件。

9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第二电机，其中所述控制器使用所述第二电机控制所述第二驱动构件。

Images