CN110913940B - 经皮设备的更换 - Google Patents

Abstract

一种装置，包括止血阀；基座，其具有将导管可释放地耦接至所述基座的夹具；基座驱动构件，其沿着第一路径相对于所述止血阀移动所述基座，以及机构，当导管沿着第一路径移动时，该机构保持所述细长医疗设备相对于所述止血阀的位置。

Description

经皮设备的更换

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月6日提交的，名称为“经皮设备的更换”的美国临时申请62/467815的优先权，并且通过引用将其全部内容合并本文。

背景技术

本发明总体上涉及自动经皮设备系统的领域，并且更具体地，涉及用于更换经皮设备的系统。

血管疾病，特别是心血管疾病，可以以多种方式治疗。诸如心脏搭桥手术的手术是治疗心血管疾病的一种方法。但是，在某些情况下，可以使用基于导管的介入程序(例如血管成形术)来治疗血管疾病。通常认为基于导管的介入程序的侵入性小于手术。

在一种类型的介入过程中，引导导管通过导引器插入患者的股动脉中，并且定位在患者心脏的冠状动脉口附近。通常将导丝通过止血阀插入引导导管中，并且通过患者的动脉系统进行操纵，直到导丝到达病变部位。然后使经皮设备沿着导丝移动，直到诸如球囊和支架之类的设备被定位在病变附近以打开阻塞，从而允许靠近病变处增加血液流动。除了心血管疾病，其他疾病也可以通过导管插入术治疗。

经皮设备经常在程序期间中更换。例如，在程序期间，球囊导管可以沿着预扩张导丝被引导至病变处。然后移除球囊导管，并且支架导管可以沿着扩张后的导丝后被引导至病变处。

发明内容

一个实施方式中，一种装置包括止血阀；基座，其具有将导管可释放地耦接至基座的夹具；基座驱动构件，其沿着第一路径相对于止血阀移动基座；以及机构，当导管沿着第一路径移动时，该机构保持细长医疗设备相对于止血阀的位置。

在另一个实施方式中，细长医疗设备的一部分可移除地定位在导管的管腔内。

在另一个实施方式中，第一路径是基本平行于细长医疗设备的纵向轴线和导管的纵向轴线的方向。

在另一个实施方式中，当基座沿第一方向移动时，细长医疗设备的远端部分相对于患者体内的解剖特征保持在基本固定的位置，并且其中细长医疗设备的远端部分和基座之间的距离会随着基座沿第一条路径移动而发生变化。

在另一个实施方式中，第一路径的至少一部分是线性的。

在另一个实施方式中，第一路径的至少一部分是非线性的。

在另一个实施方式中，当基座沿第一方向移动时，基座沿细长医疗设备移动。

在另一个实施方式中，该机构包括离散运动驱动机构，该离散运动驱动机构使细长医疗设备相对于基座以一系列离散距离移动。

在另一个实施方式中，基座驱动构件以一个或更多个自由度移动基座。

在另一个实施方式中，基座驱动构件由具有一个或更多个自由度的机器臂移动。

在另一个实施方式中，机器臂相对于患者的进入部位移动基座。

在另一个实施方式中，机器臂相对于患者床上的位置移动基座。

在另一个实施方式中，导管是具有单轨部分的快速更换装置，该单轨部分在其中具有固定长度的管腔，细长医疗设备可移动地接收在单轨部分的管腔中。

在另一个实施方式中，还包括远端夹具，一旦导管的单轨部分的远端在远端夹具和基座之间，则远端夹具可移除地夹紧细长医疗设备的一部分。

在另一个实施方式中，远端夹具位于止血阀和基座之间。

在另一个实施方式中，当远端夹具将细长医疗设备夹紧到其上时，细长医疗设备相对于机构自由移动。

在进一步的实施方式中，细长医疗设备通过细长医疗设备移除驱动器从单轨移除，该驱动器沿第二方向将细长医疗设备移动通过单轨，使得细长医疗设备的近端被拉动通过单轨朝向止血阀。

在另一个实施方式中，该机构包括一对轮，该一对轮相对于基座可操作地移动细长医疗设备。

在另一个实施方式中，该机构包括在远离止血阀的方向上移动的第一夹紧构件和第二夹紧构件。

在另一个实施方式中，第一夹紧构件从第一位置移动到第二位置，在第一位置，第一夹具在第二夹具和止血阀中间，在第二位置，第二夹具在第一夹具和止血阀中间。

在另一个实施方式中，细长医疗设备是导丝。

在进一步的实施方式中，导管是具有从导管的近端延伸到远端的管腔的覆盖金属丝装置，细长医疗设备可移动地接收在管腔中。

在另一个实施方式中，当基座沿第一方向移动时，细长医疗设备的一部分相对于止血阀保持在基本固定的位置，并且其中细长医疗设备的一部分与基座之间的距离随着基座沿第一条路径移动而变化。

在另一个实施方式中，导管直接定位在止血阀内，而没有在止血阀中的另一个导管设备的管腔中。

在另一个实施方式中，第二止血阀被定位成使得第一止血阀在基座和第二止血阀的中间。

在一个实施方式中，一种用于加载细长医疗设备通过导管的管腔的装置包括：导管支撑件，其定位具有导管管腔的导管的远端；以及驱动器，其使所述细长医疗设备相对于所述导管移动，将所述细长医疗设备的近端插入到所述导管管腔的远端开口中。

在另一个实施方式中，驱动器移动细长医疗设备的近端以通过导管管腔的近端退出。

在另一个实施方式中，导管支撑件和驱动件可移动地定位在使用位置和非使用位置之间。

在另一个实施方式中，基座具有支撑驱动器的第一部分和导管支撑件的第一部分的第一基座部分，以及支撑驱动器的第二部分和导管支撑件的第二部分的第二基座部分。

在另一个实施方式中，第一基座部分和第二基座部分沿着线性路径朝向和远离使用位置移动。

在另一个实施方式中，第一基座部分和第二基座部分朝着和远离使用位置移动了很长的非线性路径。

在另一个实施方式中，导管支撑件包括选择性地接触导管的部分的多个区域。

在另一个实施方式中，多个区域由控制器以一个或更多个自由度可移动地控制。

在另一个实施方式中，成像系统检测细长医疗设备的远端尖端和导管管腔的近端开口的位置。

在另一个实施方式中，控制系统使用来自成像系统的信息来经由控制器提供指令以定位驱动器和导管定位器，以使细长医疗设备的近端尖端与导管管腔的远端开口对齐。

在另一个实施方式中，导管定位器包括被配置为避免与定位在导管上的治疗元件接触的部分。

在另一个实施方式中，导管支件撑和驱动器通过机器臂、线性致动器、可移动基座和旋转基座中的一个在使用位置和非使用位置之间移动。

在另一个实施方式中，细长医疗设备是导丝。

在一个实施方式中，一种装置，包括止血阀；基座，其具有将第一导管可释放地连接至基座的夹具。基座驱动构件，其沿着第一路径相对于止血阀移动基座；机构，当导管沿着第一路径移动时，保持细长医疗设备相对于止血阀的位置；导管支撑件，其定位具有导管管腔的第二导管的远端；细长的经皮驱动器，其使细长医疗设备相对于第二导管移动，从而将细长医疗设备的近端插入到导管管腔的远端开口中。

在一个实施方式中，一种装置包括止血阀；加载器，其包括导管支撑件，该导管支撑件定位具有导管管腔的导管的远端；细长的经皮驱动器，该细长的经皮驱动器使细长医疗设备相对于导管移动，从而将细长医疗设备的近端插入到导管管腔的远端开口中。卸载器，包括：基座，其具有将导管可释放地连接至基座的夹具；以及基座驱动构件，其使基座相对于止血阀沿着第一路径移动；卸载装置包括在导管沿第一路径移动时保持细长医疗设备相对于止血阀的位置的机构。

附图说明

图1是处于第一位置的更换系统的示意图。

图2是处于第二位置的更换系统的示意图

图3是处于第一位置的具有接近传感器的更换系统的示意图。

图4是处于第二位置的具有接近传感器的更换系统的示意图。

图5是处于第一位置的更换系统的俯视示意图。

图6是处于第一位置的更换系统的俯视示意图。

图7是处于第一位置的具有滑动件的更换系统的示意图。

图8是处于第二位置的具有滑动件的更换系统的示意图。

图9是处于第一位置的具有机器臂的更换系统的示意图。

图10是处于第二位置的具有机器臂的更换系统的示意图。

图11是当更换系统处于第一位置时的机械传感器的示意性截面图。

图12A-12G是在多个位置具有第一对夹具的更换系统的示意图。

图13A-13F是在多个位置具有第二对夹具的更换系统的示意图。

图14是用于处于夹紧位置的覆盖金属丝导管的更换系统的示意图。

图15是用于处于未夹紧位置的覆盖金属丝导管的更换系统的示意图。

图16是快速更换导管和导丝的局部剖视图。

图17是覆盖金属丝导管和导丝的示意图。

图18是具有床头单元和远程工作站的自动导管系统的示意图。

图19是具有处于第一模式的加载器的更换系统的示意图。

图20是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图21是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图22是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图23是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图24是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图25是具有处于另一模式的加载器的更换系统的示意图。

图26是图19的更换系统的加载器的示意图。

图27是定位器构件的示意图。

图28是具有传感器的更换系统的加载器的示意图。

图29是处于第一位置的定位器构件和致动机构的剖视图。

图30是处于第二位置的定位器构件和致动机构的剖视图。

图31是处于打开位置的定位器构件的剖视图。

图32是处于接合位置的定位器构件的剖视图。

图33是一个实施例中的定位器构件的边缘部分的细节图。

图34是第二实施例中的定位器构件的边缘部分的细节图。

图35是处于打开位置的加载器基座的示意图。

图36是处于关闭位置的加载器的示意图。

图37是处于关闭位置的加载器和定位器构件的示意图。

图38是处于打开位置的定位器构件的视图。

图39是处于关闭位置的图38的定位器构件的视图。

具体实施方式

自动系统，例如在美国申请15/029，115中公开的名为“引导导管控制柔性轨道”的系统，其全部内容通过引用并入本文，从而允许自动控制导丝、导管或其他细长医疗设备以及引导导管。参考图18，自动导管系统10在邻近患者床22的患者床旁系统12附近操作。远程工作站14包括控制器16、用户界面18和显示器20。成像系统24可以是可以与基于导管的医疗程序结合使用的任何医学成像系统(例如，非数字X射线、数字X射线、CT、MRI、超声等)。在一个实施例中，成像系统24是与工作站14通信的数字X射线成像设备。成像系统24被配置为在特定程序期间拍摄患者的适当区域的X射线图像。例如，成像系统24可以被配置为拍摄心脏的一个或更多个X射线图像以诊断心脏状况。成像系统24还可以被配置为在基于导管的医疗程序期间拍摄一个或更多个X射线图像(例如，实时图像)，以辅助工作站14的用户正确地放置导丝、引导导管和工作导管，诸如在程序期间中的支架。可以在显示器20上显示一个或更多个图像，以允许用户将导丝或工作导管的远端末端准确地定位在患者脉管系统中的适当位置。如本文所用，术语细长医疗设备包括导丝、导管或工业上已知的任何其他细长医疗设备，包括但不限于细长经皮设备。

在某些导管程序期间，可能有必要将一个导管设备与另一导管设备更换。如上所述，在程序期间，可以沿导丝将球囊导管引导到病变处。在球囊导管充气后，然后将球囊导管移除，并且将支架导管沿扩张后的导丝引导至病变处。在一个程序中，在更换球囊导管和支架导管的程序中，将导丝的远端保持在待治疗病变的远端位置。然而，可以考虑脉管系统内的其他位置。随着球囊导管从脉管系统中抽出，期望将导丝的远端相对于脉管系统内的病变或解剖特征保持在固定位置。在金属丝导管平台上，手动地或使用机器人驱动系统操纵导丝106以将导丝的远端184驱动到或超出患者的脉管系统内的感兴趣区域(诸如病变处)。为了更换金属丝导管，覆盖金属丝导管160的远端180从导丝106的近端186滑出。在覆盖金属丝平台上，将金属丝186的近端插入导管或经皮设备中的管腔的远端180，并且沿导丝沿其整个长度滑动导管，直到导丝的近端186延伸出在导管官腔中导管近端位置处的近端开口182为止。如本文所用，术语“远端”是指在程序期间该组件的更靠近脉管系统或在脉管系统内的部分，而术语“近端”是指在程序期间使用该装置时远离脉管系统的部分。远端通常与部件的近端相对。

为了在覆盖金属丝导管上与另一个金属丝导管进行更换，导丝需要比第一导管的长度更长，用于金属丝平台上的导丝可以在270-400cm之间。在一种技术中，助手在导管被拔出时向导丝的近端部分施加压力以将导丝的远端保持在固定位置。固定位置可以相对于Y型连接器、止血阀、导引器、患者床、脉管系统内的位置或地球上的特定位置之一。一旦导管的远端离开了患者，则导丝可被保持在靠近患者的进入点的位置，以在导管从近端完全拉出时维持导管的远端在脉管系统中的位置。为了将不同的或者甚至是导管加载到导丝上，在导管的远端上的导管管腔中的开口在导丝的近端上滑动。

在快速更换导管平台中，快速更换导管包括远端，该远端具有通向导丝接收管腔的远端开口，导丝接收管腔接收导丝的近端。导丝接收管腔在导管内延伸一定距离并终止于出口。导丝的近端插入到导管导丝接收管腔中，并且离开导管的出口。然后沿导丝驱动导管的远端，直到导管的远端接近要治疗的病变处。导丝接收管腔的开口与出口之间的距离被称为导管的单轨部分，并且可以在20-25cm之间，但是可以考虑其他距离。

参考图1，系统100包括可移动驱动器102，该可移动驱动器朝向和从包括止血阀105的Y型连接器104移动。细长医疗设备106通过可移动驱动器102接收，诸如支架导管的经皮设备108通过诸如夹具的保持机构110可移除地保持在驱动器102上。在一个实施例中，细长医疗设备106是导丝。说明书中将使用术语导丝。然而，可以想到的是，在使用术语导丝的情况下，也可以使用其他细长医疗设备。

可移动驱动器102包括支撑保持机构110的基座112。在一个实施方式中，保持机构与基座112整体形成。基座112可以在滑块122上，该滑块22自动地从Y型连接器104移走或移向Y型连接器104。在一个实施方式中Y型连接器104是止血阀。在一个实施方式中，可移动驱动器包括一对轮114和116。轮114可以是驱动轮，而轮116可以是从动轮。驱动轮114由电动机驱动并由控制系统控制。

在一个实施例中，操作者手动地或使用诸如上述申请文献115中所述的自动系统将导丝106的远端定位在患者的病变处的远端。系统100用于沿导丝106引导第一经皮设备与第二经皮设备更换。第一经皮设备108的近端附近的区域固定至可移动驱动器102。在一个实施例中，当可移动驱动器102处于第一位置时，要从患者身上移除下的第一经皮设备108的近端轴的远端固定在保持机构110上。

一旦第一经皮设备通过保持机构110固定到可移动驱动器102，则将导丝106放置在轮114和116之间。控制系统(未示出)将可移动驱动器102在远离Y型连接器104的方向124上移动到第二位置(参见图2)。在可移动驱动器102向第二位置运动的同时，驱动轮114和116以一定速度旋转以将导丝的近端部分朝Y型连接器馈送。结果，导丝的远端不相对于病变移动。这是通过将导丝以可移动驱动基座从Y型连接器上移开的相同速度移向Y型连接器来实现的。

以另一种方式陈述，当可移动驱动器从第一位置移动到第二位置时，可移动驱动器102将导丝相对于患者保持在不可移动或固定位置。一旦第一经皮设备的单轨部分120在患者远端的Y型连接器的侧面上，则可移动驱动器可以继续到第三位置(未示出)，在该第三位置中，导丝的近端不再处于可移动驱动器，并且第一导管从导丝完全拉出。此时，第二导管装置可从导丝的近端拧下。

在一个实施例中，一对轮114和116形成近端动态导丝固定装置或导丝机构，当可移动驱动器102远离Y型连接器移动时，该导丝固定装置或导丝机构将导丝保持在固定位置。在一个实施例中，轮114和116允许可移动驱动器102和经皮设备108沿着导丝106移动，同时保持导丝106相对于Y型连接器处于固定位置。然而，可以想到其他装置，包括但不限于连续、离散或间歇运动装置。例如，轮可以被一个或一对连续的传动带代替，或者如本文下方所公开的在一对夹紧构件代替。

参考图3-6和图7的系统100，经皮设备108通过导管驱动器(未示出)从Y型连接器移开。在一个实施方式中，经皮设备108是具有单轨部分120的快速更换设备。单轨部分120形成为经皮设备108的一部分，并且包括远端开口126、管腔部分128和近端出口130。快速交换设备在本领域中是众所周知的。单轨部分120通常为20-25cm。但是，也可以采用其他长度的单轨部分。

在更换的第一阶段期间，可以首先使用本领域中已知的自动驱动机构从患者撤回第一经皮设备108，其中线性驱动器作用在经皮设备108上以移动经皮设备远离患者。当线性驱动器用来撤回经皮设备时，第二导丝线性驱动器可以作用在导丝上，以通过向在导丝线性驱动器内的导丝的部分施加反压力或运动来辅助将导丝的远端保持在静态位置，以抵抗由于在撤回经皮设备时作用在导丝上的单轨部分的摩擦而导致的导丝的任何运动。还可以想到的是，在撤回经皮设备108时，导丝可以旋转，以辅助维持导丝的远端在脉管系统中的位置。

位于Y型连接器104的近端134附近的接近传感器132检测单轨部分的近端136何时从Y型连接器露出。接近传感器132可以是机械的、机电的或图像的传感器，诸如与硬件或计算机软件代码耦接的照相机，以确定经皮设备108的单轨部分120的近端已经离开Y型连接器和/或止血阀的近端。参考图11，机械接近传感器137包括在可移动驱动器102和经皮设备108的单轨部分120的近端开口130之间的导丝106和经皮设备108之间延伸的细长构件。随着经皮设备108沿着矢量124在远离止血阀104的方向上移动，细长构件被偏置出路径。

一旦单轨部分120的近端已经露出导丝106和经皮设备放置在可移动驱动器102内。经皮设备108的一部分通过夹具110或其他装置可操作地固定到可移动驱动器102。然后，将可移动驱动器102沿滑块122进行自动移动，或者通过机器臂138或其他设备移动，以自动将可移动驱动器沿远离Y驱动器102的Y方向124移动。随着可移动驱动器102沿124方向移动，经皮设备108当其在单轨管腔128内的导丝部分上越过时从脉管系统中退出。为了将导丝的远端保持在脉管系统内的固定位置，驱动轮114、116以旋转使得可移动驱动器102沿着导丝106移动，并且导丝106的远端保持在脉管系统内的相对固定的位置。

参考图1-5。轮114和轮116以相反的方向旋转，使得导丝的远端保持固定在其位置，而可移动驱动器102在远离Y型连接器104的方向124上移动。轮旋转的速度与可移动驱动器移动的速度相关。

在一个实施例中，可移动驱动器102的运动是恒定速度并且是连续的，并且轮的旋转也是恒定速率并且是连续的。在一个实施方式中，可移动驱动器102的移动以一系列离散运动完成，而轮114和116的旋转也以一系列离散运动完成。在一个实施方式中，轮114和116的旋转是连续的，但是具有凸轮直径不均匀的表面，使得与导丝的接触是间歇的，以匹配可移动驱动器102的离散的间歇运动。在一个实施例中，可以是用于可移动驱动器102在远离Y连接器104的方向124上移动的其它类型的驱动系统和与导丝相对于可移动驱动器102的移动相关的驱动系统。

在一实施例中，导丝驱动器相对于可移动驱动器102的运动会在与方向124相反的方向上向导丝施加正压力，根据需要，以克服当经皮设备沿方向124远离y连接器移动时经皮设备108的运动施加到导丝的任何阻力。在一实施例中，导丝驱动器可以改变诸如轮114和116的导丝驱动元件的速度，以将导丝移向或移出Y型连接器，以当经皮设备从脉管系统中撤出时将导丝的远端相对于诸如病变或脉管系统内的位置的特征保持在固定位置。

参考图12A至图12G，在一个实施方式中，当经皮设备108沿远离Y型连接器104的方向124从脉管系统和从Y型连接器104撤出时，一对夹具用于固定导丝106的位置。参见图12A，处于未夹紧定向的第一夹具140与经皮设备108一起移动，以使夹具140不会在靠近导丝出口130的情况下干扰经皮设备。以一定距离更远离Y连接器104的第二夹具142当将经皮设备108撤回时，夹紧导丝106以固定导丝的位置，从而使经皮设备108的毂144沿具有方向124的矢量分量进一步远离Y型连接器移动。参见图12B，第一夹具140在打开的非夹紧位置朝第二夹具142移动，并且一旦第一夹具靠近第二夹具142，第一夹具就可操作地夹紧到导丝106(见图12C)。然后，第二夹具142从导丝106上松开并在方向124上移动一定距离，然后夹紧到导丝106上(见图12D)。当经皮设备108沿着矢量124从Y型连接器104进一步移开时，第一夹具140从导丝106松开并向第二夹具144移动。重复此过程，直到单轨120的远端开口126离开Y型连接器104。(图12E-12G)。

在一个实施例中，第一夹具140和第二夹具142位于基座146上并在该基座上操作，该基座通过机器人从Y型连接器104移开并且可操作地夹紧经皮设备108的一部分。具有经皮夹具的基座146的示意图在图12F中示出了。第一夹具140和第二夹具142可相对于基座146移动，使得当基座146沿着向量124移动时，导丝的位置相对于Y型连接器104和/或脉管系统保持固定。

在一个实施例中，第一夹具140和第二夹具142被支撑在分离的结构上，该结构通过与基座146的运动通信的控制器进行操作。在一个实施例中，第一夹具140和第二夹具142中的一个或两个由具有一个自由度的机器臂操作，并且在一个实施例中，一个或更多个机器臂具有一个以上的自由度。

参考图13A，第一夹具150和第二夹具152操作以将导丝106相对于Y型连接器104保持在固定位置和/或将导丝106的远端保持在具有脉管系统的设定位置。当经皮设备108从脉管系统中撤出时，具有可移动的驱动夹具150和152Y型连接器104操作以将导丝106保持在固定位置。参考图13A，第一夹具150处于打开的非夹紧配置，其中夹具150未夹紧导丝106。第二夹具152处于闭合的夹紧配置，其中导丝106被夹紧于其上。参考图13A-13C，当单轨管腔的近端开口移动远离Y型连接器104并接近第一夹具150时，第一夹具150被移动到第二夹具152之外的位置。换句话说，第二夹具152从第二夹具152在第二夹具152和Y型连接器104中间的位置移动到第二夹具152在第一夹具150和Y型连接器104中间的位置。然后将第一夹具从打开的非夹紧配置移动到闭合的夹紧配置，其中第一夹具150夹紧导丝106。然后第二夹具150从关闭位置移到打开位置，以将第二夹具150从导丝106松开。第一夹具150和第二夹具152的跳跃运动继续进行，直到第二夹具150的远端离开Y型连接器104或者换句话说直到单轨部分的远端位于Y型连接器104的近端和经皮可移动驱动器的中间。在一个实施例中，经皮可移动驱动器154包括具有用于将经皮构件108固定到其上的夹具的基座156。基座156可以沿线性方向124在滑动构件或机器臂上自动地移动。

在一个实施例中，第一夹具150和第二夹具152被支撑在分离的结构上，该结构通过与基座156的运动通信的控制器进行操作。在一个实施例中，第一夹具150和第二夹具152中的一个或两个由具有一个自由度的机器臂操作，并且在一个实施例中，一个或更多个机器臂具有一个以上的自由度。在一个实施例中，第一夹具150和第二夹具152被支撑在具有机械联动以提供跳跃运动的装置的基座上，当基座156沿着向量124的方向从Y型连接器104移开时，第一夹具150和第二夹具152同步运动。

参考图4，接近传感器132检测到经皮设备108的远端已经离开了Y型连接器104的近端，并且向控制器发送信号。控制器向近端夹具118发送信号，以夹紧在经皮设备108的远端126与Y型连接器104之间的导丝106上。在一个实施例中，Y型连接器包括自动控制的稳态阀，在经皮设备108从导丝106完全移开时，其被激活以用足够的力夹紧在导丝106上，以将导丝的位置保持在止血阀。一旦近端夹具118夹紧在导丝106上，轮114和116释放导丝106，驱动器102继续沿路径移动以将单轨部分120从导丝106的近端移除。一旦将经皮设备108从导丝106上移开，则可以手动或自动地将第二经皮设备108引导到导丝106的近端上，如下所述。

在一个实施例中，在将导丝的远端相对于患者保持在固定位置的时，第一经皮设备自动地从导丝移除。在一个实施例中，在第一经皮设备移除自动系统期间监视导丝的运动，以确保远端相对于病变处保持静止。可以相对于可移动驱动器102的线性运动对滚轮的速度进行调节，以确保导丝的远端相对于病变处保持固定。可以使用成像系统来监视导丝的远端，或者可以通过视觉成像系统或电-机械接口来监视导丝在患者外部的一部分以适当运动。

尽管描述描述了快速更换的经皮设备(单轨)。考虑系统100既可以用于快速更换单轨类型的系统，也可以用于覆盖金属丝系统。

参考图14，覆盖金属丝经皮设备160固定到夹具162的近端毂164上。夹具162可操作地固定到驱动器166上，该驱动器使夹具162和导丝机构170移动。驱动器166在远离Y型连接器和/或止血阀的方向168在滑动件、机器臂或其他的平移设备上移动，如上关于驱动机构102所述的。参见图15，夹具162包括可释放地将经皮设备160夹紧到夹具162的夹具部分170。

单轨检测：在一个实施例中，在治疗被递送并且球囊导管在引导导管中之后，球囊导管被迅速地利用缩回，直到单轨被检测到离开Y型连接器。在一个实施例中，检测单轨部分，并且将信号发送到控制系统以用于进一步的手动操纵或自动操纵。在一个实施例中，如本领域中已知的那样，通过来自具有经皮线性驱动机构的控制器的信号来自动撤回球囊导管。如上所述，利用接近传感器132检测单轨部分的近端。一旦检测到单轨的近端，为避免损坏球囊导管，控制器将信号发送到经皮线性驱动机构以停止，从而导丝和球囊导管可以如上所述切换到可移动驱动器102。

近端动态导丝固定：在一个实施例中，当单轨前进到Y型连接器和/或止血阀中或从其上缩回时，导丝连续地保持在球囊导管的单轨附近。只要远端导丝夹具会干扰球囊导管，就应采用这种布置。

导丝远端夹具：在一个实施例中，第二夹具118定位在Y型连接器的近端侧(Y型连接器远离患者的一侧)。在单轨离开近端侧的Y型连接器后，第二夹具118可操作地夹紧在导丝上。第二夹具保持在导丝上，直到第二经皮设备的单轨准备好进入Y型连接器。

自动反向加载：导丝的近端相对于第一经皮设备或第二经皮设备保持，以将一个经皮设备加载到导丝上。在一个实施例中，引导结构在引导丝上自动地引导经皮设备的单轨，以自动地反向加载导丝。当单轨完全前进到导丝上时，导丝连续保持在球囊导管远端尖端的远端。和/或导丝被驱动到单轨中，直到它的导丝经过单轨的导丝出口为止。

如美国专利申请15/029，115中所述的电动Y型连接器，其全部内容通过引用并入本文：Y型连接器阀的电动打开和关闭允许减少经皮设备被涂覆的部分和Y型连接器之间的摩擦。这是为了使经皮设备的涂覆部分穿过Y型连接器时对损伤的最小化。此功能是固定设备和控制回流的附加功能。具有涂覆设备的经皮设备包括药物涂覆球囊或药物洗脱支架。Y型连接器中的阀的电动打开和关闭可用作夹具，以在经皮设备108的远端经过Y型连接器的近端远离患者时，相对于Y型连接器和/或止血阀固定导丝。

参考图19和图20，自动的经皮设备更换系统200包括加载模块202和驱动模块208。一旦第一经皮设备108已经从导丝106上移除，就可以将第二经皮设备210加载到导丝106。如上所述，系统200可以与系统100结合使用。驱动模块208可以与可移动驱动器102相同，或者可以是自动控制导丝和经皮设备的盒驱动机构。在一个实施例中，分离的驱动模块208用于将第二经皮设备210加载到导丝上。然而，还可以想到，系统200也用于将第一经皮驱动构件也加载到导丝上。一旦第一导管或经皮设备108从导丝106移除，导丝的近端被定位在加载模块202内。加载模块202移动到导丝的近端与止血阀104之间的位置。如下文所述，加载模块可以由两个组件构成，该两个组件彼此相向或彼此远离移动以将导丝106的一部分捕获在驱动机构230内。夹紧构件220将导丝的一部分固定在止血阀附近以固定导丝的远端的位置相对于脉管系统、患者、患者床、导引器或地面的位置之一。如上所述，夹紧构件232可以与夹紧构件118相同或者可以自动关闭止血阀。

加载模块202包括导丝驱动器234，该导丝驱动器234沿着矢量236可操作地移动导丝106。在一个实施例中，导丝驱动器234包括一对辊子构件，诸如自动旋转以使导丝106向止血阀104移动的轮。导丝106朝向止血阀104移动，导丝106的部分228将需要以非线性方式进行管理。在一个实施例中，导丝106的部分228将被盘绕。在一个实施例中，可以自动地移动部分228，使得部分228形成U形环，导丝106被移向止血阀104，直到导丝106的近端定位在加载模块202内。

参考图21，自动化的经皮设备更换系统200包括加载模块202，该加载模块202支撑经皮设备210的远端并且将导丝106的近端拧入经皮设备210的单轨部分。夹具220在Y型连接器104的近端侧上夹紧导丝106的一部分。在加载模块202移动到位后，导丝106的近端拧入加载模块202中。一对轮在远离Y形连接器206方向上自动驱动导丝106的近端。在初始加载位置，驱动模块208远离加载模块202放置。导丝近端尖端定位在加载模块202内的已知位置，以便将尖端对齐以插入到经皮设备的单轨部分。

参考图23，经皮设备210(如图所示为球囊/支架导管)加载到加载模块202中，使得单轨的远端与导丝的近端相邻。然后经皮设备210夹紧在加载模块202和驱动模块208中。参考图23，加载模块202驱动轮218以驱动导丝近端尖端通过经皮设备210的单轨部分。导丝退出经皮设备的单轨部分时，磁铁可以辅助保持导丝在正确的路径上。

参考图24，加载模块202释放经皮设备210和导丝106并移开，使得驱动模块208可以朝Y型连接器移动。如以上关于图1和图2所解释的，当驱动模块朝向Y型连接器移动时，驱动模块102上的驱动轮224将导丝106相对于患者保持在固定位置。在一个实施方式中，驱动模块102可以被具有一对轮226的驱动模块208代替，起到将经皮设备夹紧到驱动模块208上以及将经皮设备驱动进出Y型连接器和患者的作用。

参考图25，驱动模块208与Y型连接器相邻，并且操作以提供经皮设备和导丝的轴向驱动。

参考图21，加载模块202包括经皮设备定位器238，这将在下面进一步详细描述。通过驱动模块208朝向加载模块202的运动，经皮设备210的远端240被移动到设备定位器238中。在一个实施例中，随着远端240被移动到加载模块202中，设备定位器238处于打开配置。参考图22，一旦远端240处于加载位置，设备定位器238移至关闭位置，以固定并对齐经皮设备210。参考图23，一旦导丝106的近端和经皮设备210的远端正确对齐。导丝106通过导丝驱动器234插入经皮设备210的管腔中。在一个实施例中，导丝106的近端进入并延伸通过驱动模块208。参见图24，一旦导丝106的部分228回到线性路径，驱动模块208朝向止血阀104移动，加载模块206从驱动模块208与止血阀104之间的路径移动。参考图25，驱动模块208包括导丝驱动器242，当驱动模块208朝止血阀104移动时，该导丝驱动器242将导丝106保持在固定位置。以这种方式，经皮设备210沿导丝106移动。

参考图26，加载模块206包括导丝驱动器234，该导丝驱动器234包括一对滚轮243、244，它们可操作地朝向和远离止血阀104驱动导丝106。在一个实施方式中，加载模块206包括基座245，由彼此靠近和远离的第一部分246和第二部分248形成。在一个实施例中，第一和第二部分246、248沿着基本上垂直于止血阀104的纵向轴线250和导丝106的一部分的向量252移动。第一轮243位于第一部分246上，第二轮244位于第二部分248。在一个实施方式中，轮246、248中的一个是由遥控站中的控制器自动控制的驱动轮，导丝驱动器234将导丝106的近端驱动到经皮设备210的导丝接收管腔的远端开口中。

经皮设备被定位在设备定位器238内。在一个实施例中，设备定位器238形成通道以正向定位经皮设备210，使得导丝管腔的远端开口被定位成接收导丝的近端。在一个实施例中，导丝管腔的远端部分的纵向轴线和导丝的近端部分的纵向轴线是同轴的。在一个实施例中，导丝管腔的远端部分的纵向轴线和导丝的近端部分的纵向轴线相对于彼此成钝角，以辅助将导丝的近端插入到经皮设备210的导丝管腔的远端开口中，如本领域中已知的。

在一个实施例中，设备定位器238包括多个定位构件260，其操作以将经皮设备的远端部分相对于基座245可靠地定位在固定位置中。在一个实施方式中，多个定位构件260被定位在第一部分246，并且多个定位构件被定位在第二部分248。参考图27-29和图30，每个定位构件都包括诸如凹部的定位特征262，其相对于基座245将经皮设备的远端部分的纵向轴线可靠地定位。在一个实施例中，第一组定位构件260和第二组定位构件利用齿条和小齿轮机构彼此靠近和远离，以形成通道，该通道可靠地接收并定位经皮设备的远端部分。

参考图27和图28，在一个实施例中，传感器254检测导丝106的近端尖端和经皮设备210的远端的位置。在一个实施例中，传感器254是可操作地耦接至成像系统的照相机，以识别导丝的近端和经皮设备的远端的相对位置，或者更具体地，识别经皮设备的导丝管腔的开口的相对位置。还可以考虑，传感器254是磁传感器、感应传感器、超声传感器、触觉传感器或本领域已知的其他传感器之一。在一个实施例中，控制器基于导丝的近端和经皮设备的远端的偏移向可操作地连接至构件260的至少一个发送控制信号以移动构件260。在一个实施例中，构件260以至少两个自由度移动。参考图26和图28，传感器254可以安装在基座245上，或者可以由除基座245以外的保持器支撑在一个位置。在一个实施例中，传感器254是3-d传感器，以在三维空间中识别导丝的近端和的经皮设备的远端。在一个实施例中，经皮设备210具有靠近经皮设备的远端的一个以上的管腔开口，并且传感器254识别导丝管腔开口，并且控制器引导一个或更多个电动机使导丝的近端与经皮设备的导丝管腔的开口对齐。

参考图31和图32，处于第一位置的第一组构件和第二组构件分开一定距离以允许将导丝和经皮设备放置在它们之间。一旦传感器检测到导丝和经皮设备的正确位置，则沿至少一个方向将构件朝向彼此移动以通过经皮设备的导丝管腔的远端开口可靠地定位导丝的近端。在一个实施例中，使用构件来定位导丝106和导管210。第一通道由用于定位导丝的第一组构件260形成，而第二通道由用于定位导管的第二组构件260形成。在一个实施例中，某些构件260形成第三通道区域59，该第三通道区域59不接触导管266的具有诸如气囊支架或其他治疗材料之类的治疗装置的一部分。

参考图33和图34，凹部262中的构件260的远端末端261具有非线性末端。在一实施例中，尖端261的形状是弧形的，并且在一个实施例中，尖端会聚到顶点。在一个实施方式中，尖端261由比其余构件260更软的材料形成。

参考图35和36，当导丝和经皮设备被定位用于加载时，第一部分248和第二部分246是分离的。参考图37，一旦导丝的远端和经皮设备的近端被定位成彼此距离设定距离270，然后将构件260移动到闭合通道位置，并且导丝的远端前进到经皮设备的导丝管腔中。

参考图38和39，构件260可以绕枢轴280相对于彼此旋转，以将经皮设备的远端部分可靠地定位在其中，以使经皮设备的远端部分与导丝的近端对齐。在一个实施例中，定位器构件可以被单独地或成组地控制，以在其间提供不同的通道间隙，以适应不同尺寸的经皮设备，并适应经皮设备的诸如球囊或支架的部分的不同外径。在一个实施例中，定位器构件260的一个子集在经皮设备的诸如支架、球囊或其他治疗元件266的敏感部分附近提供较大直径的通道。

在一个实施例中，用于从经皮设备移除导管的系统包括止血阀，以及具有夹具的基座，该夹具可释放地将导管耦接至基座。基座驱动构件沿着第一路径相对于止血阀移动基座。当导管沿着第一路径移动时，机构保持经皮设备相对于止血阀的位置。术语止血阀包括但不限于作为引导器护套的一部分的止血阀、可移动止血阀适配器、止血阀Y型连接器、touhy-borst止血阀和本领域已知的其他止血阀。在一个实施例中，导管被直接接收在止血阀内，而没有第二导管装置围绕该导管和止血阀延伸。或以另一种方式陈述，导管直接位于止血阀中，其中导管未定位在延伸穿过引导器护套的止血阀的引导导管内。

在球囊导管不直接在止血阀中的示例中，球囊导管是引导导管的管腔，并且引导导管穿过止血阀。在一个实施例中，细长医疗设备是导丝，但是可以考虑其他经皮设备。在一个实施例中，第一路径的至少一部分是线性的。在一个实施例中，第一路径的至少一部分是非线性的。

在一个实施例中，导管是引导导管，而细长医疗设备是引导丝，并且止血阀连接到导引器护套。

考虑保持机构110用作夹具以可释放地耦接导管108。还可以考虑在一个实施方式中，保持机构110可包括线性驱动构件，该线性驱动构件除了沿着导管的纵向轴线线性驱动导管108之外还具有可释放地将导管108耦接到其中的功能。导管的纵向轴线被限定为通过导管的中心部分的路径。

考虑在一个实施例中，集成更换系统包括图1-18所示的卸载机构和本文上面讨论的以及图19-39所示的加载器。此外，考虑可以结合加载和卸载机构一起或分开地并且经由远程工作站处的控制器来控制导丝、细长医疗设备(诸如导管和引导导管)的自动驱动器的自动操作。在一个实施例中，本文所讨论的导管加载和导管卸载装置可以根据需要在使用和非使用位置之间独立地移动，以允许所有系统的正常运行。

尽管已经参考示例实施方式描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，可以在形式和细节上进行改变而不脱离所定义的主题的构思和范围。例如，尽管可能已经将不同的示例实施方式描述为包括提供一个或更多个益处的一个或更多个特征，但是可以考虑的是，在所描述的示例实施方式中或在其他可选实施方式中，所描述的特征可以彼此互换或彼此组合。因为本公开的技术相对复杂，所以并非可以考虑该技术中的所有改变。所描述的本公开显然旨在尽可能广泛。例如，除非另外特别指出，否则引用单个特定元素的定义也包括多个这样的特定元素。

Claims (19)

1.一种装置，包括：

止血阀，所述止血阀用于接收导管的一部分，所述导管限定管腔；

基座，所述基座包括夹具，以将所述导管可释放地耦接至所述基座；

基座驱动构件，所述基座驱动构件用于当所述导管耦接至所述基座时沿第一路径相对于所述止血阀移动所述基座，使得所述导管相对于所述止血阀移动；

机构，所述机构用于当所述基座沿所述第一路径移动并且所述导管耦接至所述基座时保持可移除地定位在所述管腔内的细长医疗设备相对于所述止血阀的位置，

其中，所述机构包括第一夹紧构件和第二夹紧构件，所述第一夹紧构件和第二夹紧构件能够在远离止血阀的方向上移动，并且

其中，所述第一夹紧构件能够从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置处所述第一夹紧构件在所述第二夹紧构件和所述止血阀中间，在所述第二位置处所述第二夹紧构件在所述第一夹紧构件和所述止血阀中间。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一路径是与所述细长医疗设备的纵向轴线和所述导管的纵向轴线二者本质上平行的方向。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述基座沿所述第一路径移动时，所述细长医疗设备的远端部分相对于患者体内的解剖特征保持在本质上固定的位置，并且其中，所述细长医疗设备的所述远端部分和所述基座之间的距离随着所述基座沿所述第一路径移动而变化。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一路径的至少一部分是线性的。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一路径的至少一部分是非线性的。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述基座沿所述第一路径移动时，所述基座沿所述细长医疗设备移动。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述机构包括离散运动驱动机构，所述离散运动驱动机构使所述细长医疗设备相对于所述基座以一系列离散距离运动。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基座驱动构件以一个或更多个自由度移动所述基座。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基座驱动构件由具有一个或更多个自由度的机器臂移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述机器臂相对于患者的进入部位移动所述基座。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述机器臂相对于患者床上的位置移动所述基座。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导管是单轨部分的快速更换设备，所述单轨部分在其中具有固定长度的单轨管腔，所述细长医疗设备可移动地接收在所述单轨部分的所述单轨管腔中。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，还包括远端夹具，一旦所述导管的单轨部分的远端在所述远端夹具和所述基座之间，所述远端夹具可移除地夹紧所述细长医疗设备的一部分。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述远端夹具位于所述止血阀和所述基座之间。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，当所述远端夹具将所述细长医疗设备夹紧到其上时，所述细长医疗设备相对于所述机构自由地移动。

16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述细长医疗设备通过细长医疗设备移除驱动器从所述单轨移除，所述细长医疗设备移除驱动器使所述细长医疗设备沿第二方向移动通过所述单轨，使得所述细长医疗设备的近端被拉动通过所述单轨朝向所述止血阀。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细长医疗设备是导丝。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导管是覆盖金属丝设备，并且所述管腔从所述导管的近端延伸至远端。

19.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述基座沿所述第一路径移动时，所述细长医疗设备的一部分相对于所述止血阀保持在本质上固定的位置，并且其中，所述细长医疗设备的所述部分与所述基座之间的距离随着所述基座沿所述第一路径移动而发生变化。

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