CN114828770A - 将医疗工具自动插入和操纵到体腔内的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动和操纵一个或多个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：至少一个电机；由所述至少一个电机驱动的至少一个工具移动元件，所述工具移动元件被放置和配置为可操作地接触至少部分地容纳在所述机器人装置中的细长外科手术工具，以推进、缩回和/或旋转所述细长手术工具；和装置外壳，其形状和尺寸适于包封所述至少一个电机和所述至少一个工具移动元件。

Description

将医疗工具自动插入和操纵到体腔内的装置

相关申请

本公开要求2019年11月28日提交的序列号为62/941,842的美国临时专利申请和2020年9月24日提交的序列号为63/082,508的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本公开还涉及发明名称为“机器人操纵手术工具手柄”(律师案卷号83117)的共同提交、共同待审和共同待转让的PCT申请，和发明名称为“用于驱动手术工具移动的模块化机器人系统”(律师案卷号84910)的PCT申请，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

在一些实施方式中，本公开涉及插入体腔的手术工具的自动致动。

背景技术

美国专利US10543047公开了“一种用于细长构件的机器人仪器驱动器，其包括第一细长构件和至少一个操纵机件，所述操纵机件被配置为操纵所述第一细长构件，以及至少一个铰接驱动器，所述铰接驱动器被配置为铰接所述第一细长构件，可放置在病床上和患者进入场所的旁边。操纵器和铰接驱动器相对于彼此在小于所述第一细长构件的可插入长度的距离处，固定就位”。

发明内容

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种驱动和操纵一个或多个细长手术工具的移动(movement)的紧凑型机器人装置，包括：

至少一个电机；

至少一个工具移动元件，由所述至少一个电机驱动，所述工具移动元件被放置和配置为可操作地接触至少部分地容纳在所述机器人装置中的细长外科手术工具，以推进、缩回和/或旋转所述细长手术工具；和

装置壳体(housing)，其形状和尺寸适于包封所述至少一个电机和所述至少一个工具移动元件。

在一些实施方式中，所述至少一个电机和所述至少一个工具移动元件被限制在所述壳体的壁内，并且其中当被容纳在所述装置内时，只有所述一个或多个细长手术工具从所述壳体的所述壁向外延伸。

在一些实施方式中，所述壳体的壁限定了小于2800cm³的内体积，所述装置的重量小于850克。

在一些实施方式中，所述壳体的壁限定了至少一个入口孔和至少一个出口孔，所述细长手术工具通过所述入口孔插入所述装置，所述细长手术工具通过所述出口孔离开所述装置。

在一些实施方式中，所述壳体的壁限定了用于至少两个细长手术工具的至少两个入口孔和至少两个出口孔。

在一些实施方式中，所述装置包括用于所述细长手术工具的近端部分的锚定位置(anchoring location)，其中所述锚定位置和用于所述细长手术工具的入口孔沿着所述壳体的类似壁对准，使得所述细长手术工具延伸出所述壳体外部并位于所述锚定位置和所述入口孔之间的一段在所述壳体外部形成U形弯曲。

在一些实施方式中，所述壳体包括用于所述细长手术工具延伸穿过的给定细长轴，所述至少一个工具移动元件设置在所述轴附近，并且突出于所述轴内部，以可操作地接触所述细长手术工具。

在一些实施方式中，所述至少一个工具移动元件包括一组相对的轮子，所述轮子被配置为旋转以在所述轴内推进或缩回所述细长手术工具

在一些实施方式中，所述轴连接到齿轮，当所述齿轮旋转时，所述齿轮使所述轴连同所述至少一个工具移动元件和容纳在其中的所述细长手术工具一起围绕所述轴长轴旋转，从而使用所述至少一个工具移动元件将所述细长手术工具转动。

在一些实施方式中，所述轴的内轮廓被成形为与所述至少一个工具移动元件的外轮廓在它们的界面处匹配。

在一些实施方式中，所述装置包括用于所述细长手术工具的近侧部分的锚定位置，所述锚定位置包括用于保持所述细长手术工具的近端部分的保持器，同时所述细长手术工具的更远端部分容纳在所述给定细长轴内。

在一些实施方式中，所述电机中的一个被配置为驱动所述保持器和所述细长轴的旋转，从而沿着所述细长手术工具的长度在两个间隔开的位置处使所述细长手术工具转动。

在一些实施方式中，所述壳体的底壁为鞍形。

在一些实施方式中，所述壳体的底壁是平坦的。

在一些实施方式中，所述壳体的尺寸包括小于30cm的高度、小于30cm的宽度、小于30cm的长度。

在一些实施方式中，所述壳体在所述入口孔和/或所述出口孔处包括具有圆形外唇的圆锥形突起。

在一些实施方式中，所述壳体包括可移除的或可移动的盖，以使装载到所述装置上的一个或多个细长手术工具进入。

在一些实施方式中，所述装置被配置为驱动和操纵导丝和微导管中的至少一者的移动。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种手术系统，包括：

例如，如本文所述的机器人装置；和用于驱动导向导管移动的附加单元，所述附加单元可机械地连接到所述机器人装置的所述壳体。

在一些实施方式中，所述手术系统还包括与所述机器人装置的控制器通信的远程控制装置。

在一些实施方式中，所述手术系统还包括与所述机器人装置的控制器连通的成像模态(imaging modality)。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于驱动细长手术工具的线性移动和旋转移动的组件，包括：

轴，包括与所述轴的中心内腔连通的槽，所述内腔沿着所述轴长轴延伸；

一组轮子，彼此相对放置并且在所述槽的两侧对准，所述轮子至少部分地延伸穿过所述细长轴中的孔并且进入所述槽中，以接触容纳在其中的细长手术工具；和

齿轮，被放置和配置为，在旋转时使所述轴与所述一组轮子一起绕所述轴长轴旋转。

在一些实施方式中，所述齿轮与所述轴线性对准并且与所述轴同轴。

在一些实施方式中，所述组件还包括电机，所述电机被放置和配置为通过驱动所述轮子的旋转来线性移动所述细长手术工具，所述电机被放置和配置为当所述轴旋转时与所述轴一起旋转。

在一些实施方式中，所述齿轮在其圆周上包括槽，所述槽与所述轴的所述槽线性对准。

在一些实施方式中，限定所述中心内腔的所述轴的内壁的轮廓与所述一组轮子中的至少一个轮子的外部轮廓的至少一部分相匹配。

在一些实施方式中，所述组件包括与所述齿轮接触并被配置为旋转所述齿轮的电机传动装置。

在一些实施方式中，所述一组轮子中的每个轮子被布置成位于基本上垂直于由所述槽限定的平面上。

在一些实施方式中，当所述组件围绕轴长轴旋转时，所述一组轮子沿着旋转，使得所述一组轮子中的每个轮子保持位于所述平面上，所述平面基本上垂直于由所述槽限定的所述平面。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种使用手术机器人装置来操纵至少一个细长手术工具的方法，包括：

提供一个机器人装置，其形状和尺寸适于放置在手术床附近或手术床上；

将至少一个细长手术工具装载到所述装置上；

由所述机器人装置经由远程控制接口控制所述至少一个细长手术工具的操纵以执行手术过程；和

在所述外科手术之后，将所述机器人装置与所述至少一个细长手术工具一起处理(disposing)。

在一些实施方式中，所述机器人装置包括：

一个或多个一个电机；和

一个或多个工具移动元件，由所述一个或多个电机驱动；

其中所述装载使所述至少一个细长手术工具与所述一个或多个工具移动元件直接可操作性接触，并且所述一个或多个工具移动元件与所述一个或多个马达直接可操作性接触。

在一些实施方式中，所述机器人装置未被无菌盖布覆盖。

在一些实施方式中，所述方法包括将所述至少一个细长手术工具引入身体内，并允许体液通过所述细长手术工具进入所述机器人装置。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种使用手术机器人装置来操纵至少一个细长手术工具的方法，包括：

提供一个机器人装置，其形状和尺寸可连接到患者的肢体；

将所述机器人装置连接到患者的肢体上；

将所述至少一个细长手术工具装载到所述装置上；和

通过所述机器人装置控制所述至少一个细长手术工具的操纵，以执行手术过程。

在一些实施方式中，所述肢体是以下之一：患者的腿，其中所述机器人装置连接到大腿；患者的手臂，其中所述机器人装置连接在手腕附近。

在一些实施方式中，所述方法包括在所述患者的腹股沟中形成切口，并使用所述机器人装置通过所述切口引入所述至少一个细长手术工具。

在一些实施方式中，所述连接包括将所述机器人装置捆绑到所述肢体上。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种控制细长手术工具的可用长度的方法，包括：

提供一个包括壳体的机器人装置；

将所述细长手术工具装载到所述机器人装置上，使得所述细长外科手术工具保持在沿着所述细长手术工具的长度的第一位置处，并且可滑动地保持在沿着所述细长手术工具的长度的第二位置处；其中在所述第一和第二位置之间延伸的所述细长手术工具的一段形成弯曲；和

在所述第二位置处滑动所述细长手术工具，以缩短或延长所述弯曲的最大点与所述机器人装置的所述壳体之间的距离，以控制所述细长手术工具的长度。

在一些实施方式中，所述方法包括通过所述缩短或延长来控制所述细长手术工具的远端段的长度，所述细长手术工具从所述机器人装置壳体延伸到患者身体内的目标点。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于驱动和操纵至少两个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：

一个壳体，所述壳体包括：

至少一个电机；和

至少两个组件，每个组件被配置用于驱动所述至少两个细长手术工具中的一个的线性移动和/或旋转，每个组件包括由所述至少一个电机或相关联的传动装置驱动的工具移动元件；

其中所述壳体限定了小于2800cm³的体积，并且具有小于850克的重量。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于驱动和操纵至少一个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：

一个壳体，所述壳体包括：

至少一个电机；

第一工具移动元件，所述第一工具移动元件由所述至少一个电机驱动，所述工具移动元件被放置和配置为可操作地接触细长手术工具，所述细长手术工具至少部分地容纳在所述机器人装置中以推进或缩回所述细长手术工具；和

第二工具移动元件，所述第二工具移动元件由所述至少一个电机驱动，并且被配置为使所述细长手术工具围绕所述细长外科手术工具的长轴转动。

在一些实施方式中，所述壳体包括用于所述细长手术工具延伸穿过的轴，所述第一工具移动元件至少部分地突出到所述轴中以接触所述细长手术工具。

在一些实施方式中，所述轴的内壁轮廓与所述第一工具移动元件的外部轮廓的至少一部分相匹配。

在一些实施方式中，所述第一工具移动元件包括至少一对轮子，所述轮子根据所述轮子的旋转方向推进或缩回所述细长手术工具。

在一些实施方式中，所述第二工具移动元件包括齿轮，所述齿轮沿着所述轴线性对准，并被配置为使所述轴旋转。

根据一些实施方式，提供了用于在体腔内插入和推进医疗工具的有利医疗装置，其中所述装置被配置为以线性移动和/或旋转移动推进医疗工具。在一些实施方式中，本文公开的有利装置允许单独地或同时地插入和推进多于一个的医疗工具，同时其尺寸小，从而被配置为安装在受试者的身体上，或至少非常接近受试者的身体。在一些实施方式中，本文公开的装置被配置为使用远程控制器自动操作和/或由用户手动控制。在一些实施方式中，还提供了包括所公开的装置的系统以及在在各种医疗过程中使用该装置的方法。

根据一些实施方式，提供了一种用于将医疗工具推进和插入体腔的医疗装置，该装置被配置为安装在受试者的身体上，或非常接近受试者的身体放置，并且包括：壳体，被配置为将医疗装置放置在受试者的身体上，或者非常接近受试者的身体放置；和至少一个移动控制单元，包括至少一个致动器和至少一个旋转致动器，所述致动器被配置为用于线性推进所述医疗工具，所述旋转致动器被配置为用于旋转所述医疗工具；其中所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器被同时和/或彼此独立地启动。

根据一些实施方式，装置还可以包括控制器，该控制器被配置为启动至少一个线性致动器和至少一个旋转致动器。根据一些实施方式，控制器可被配置为由用户手动操作。根据一些实施方式，控制器可被配置为从处理器接收命令。在一些实施方式中，装置可以是由计算机自动控制的。

根据一些实施方式，所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器可以具有一个或多个公共致动器。

根据一些实施方式，所述至少一个线性致动器可包括选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。

根据一些实施方式，所述至少一个旋转致动器可包括选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电动机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。在一些实施方式中，医疗装置是一次性的。在一些实施方式中，医疗装置的尺寸是微型的。在一些实施方式中，医疗装置是轻量级的。

根据一些实施方式，医疗工具可选自：导丝、微导管、球囊导管、导向导管、支架置入导管(stenting catheter)、栓塞导管、支架取回装置等，或其任何组合。

根据一些实施方式，体腔可选自血管、尿道和气管、胃解剖结构等。根据一些实施方式，装置可包括一个以上的移动控制单元，其中每个控制单元可被配置为线性推进和/或旋转，可执行医疗工具的分离或组合运动的单独的医疗工具或两个或更多个电机的组合。

根据一些实施方式，装置可包括两个移动控制单元，其中第一移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第一医疗工具，第二移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第二医疗工具。

根据一些实施方式，第一医疗工具可以是导丝，第二医疗工具可以是导管。

根据一些实施方式，第一医疗工具可被配置为向前推进穿过第二医疗工具的内腔。

根据一些实施方式，装置还可以被配置为允许控制医疗工具的末端参数(tipparameters)。

根据一些实施方式，移动控制单元可包括沿着其外圆周的一部分彼此相对的至少两个盘，使得医疗工具能够放置在它们之间形成的空间中，同时保持与所述盘中的至少一个至少部分接触，由此在所述盘旋转时，医疗工具线性推进。盘的外圆周表面可能是粗糙的、柔软的、光滑的、有涂层的、海绵状的、亲水的、疏水的，或具有其他可优化与医疗工具相互作用的特性。驱动盘可以这样的方式组装，即医疗工具不是沿着直线而是沿着弯曲路径被致动，从而允许更高的驱动力和更高的旋转力矩。

根据一些实施方式，医疗装置还可以包括电源。

根据一些实施方式，装置可以被配置为以恒定或变化的速率(速度)线性推进医疗工具。

根据一些实施方式，装置可被配置为将医疗工具自动插入并推进体腔中。

根据一些实施方式，提供了一种用于将医疗工具插入体腔的系统，所述系统包括：用于将所述医疗工具插入所述体腔的医疗装置，所述装置被配置为用于放置在受试者的身体上或非常接近受试者的身体，并且包括：至少一个移动控制单元，所述移动控制单元包括至少一个致动器和至少一个旋转致动器，所述致动器被配置为用于线性推进所述医疗工具，所述旋转致动器被配置为用于旋转所述医疗工具；控制器，被配置为启动所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器，所述控制器被配置为同时且彼此独立地启动所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器中的至少一个；以及处理器，被配置为向所述控制器提供命令。

根据一些实施方式，控制器可被配置为由用户手动操作。

根据一些实施方式，控制器可包括启动按钮，所述启动按钮选自：按压按钮、滑动按钮、操纵杆或其任意组合。

根据一些实施方式，本文公开的系统用于在医疗手术中自动地将医疗工具插入和推进到体腔中。

根据一些实施方式，医学手术可包括血管内手术，其选自冠状动脉、外周和脑血管内手术、胃手术、小便道中的手术和呼吸道中的手术。

根据一些实施方式，系统还可以包括或被配置为与成像装置一起操作。根据一些实施方式，成像装置可选自：X射线装置、透视装置、CT装置、锥束CT装置、CT透视装置、MRI装置和超声装置。根据一些实施方式，提供了一种用于将医疗工具插入和推进体腔中的方法，该方法包括：将本文公开的医疗装置安装和固定在受试者的身体上或将该医疗装置放置在受试者的身体附近，并将该医疗工具推进受试者的体腔中。在一些实施方式中，该方法是自动的(即，医疗工具的推进由医疗装置自动执行)。

根据一些实施方式，提供了一种用于将医疗工具插入体腔的可安装在身体上的医疗装置，该装置包括：壳体，被配置为用于放置在受试者的身体上并固定到受试者的身体上；至少一个线性致动器，被配置为用于线性推进所述医疗工具；至少一个旋转致动器，被配置为用于旋转所述医疗工具；控制器，被配置为启动所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器；其中所述控制器被配置为以同时和彼此独立的至少一种方式启动所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器中的至少一个。

根据一些实施方式，从后端和前端进入和离开装置的导丝和微导管有利地允许微导管在导丝上运动，而不使微导管驱动损害导丝驱动。

本公开的一些实施方式可以包括上述优点中的一些、全部或者不包括上述优点。根据本文包括的附图、说明书和权利要求，一个或多个其它技术优势对于本领域技术人员而言是显而易见的。此外，虽然上面已经列举了具体的优势，但是各个实施方式可以包括全部、一些所列举的优势或者不包括所列举的优势。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于将医疗工具推进和插入体腔的医疗装置，其包括：壳体，被配置为用于将所述医疗装置放置在受试者的身体上或紧邻受试者的身体，并固定到所述受试者的身体上；和至少一个移动控制单元，包括至少一个致动器和至少一个旋转致动器，所述致动器被配置为用于线性推进所述医疗工具，所述旋转致动器被配置为用于旋转所述医疗工具；其中所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器被同时和/或彼此独立地启动。

在一些实施方式中，所述装置包括控制器，所述控制器被配置为启动所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器。

在一些实施方式中，控制器被配置为由用户手动操作。

在一些实施方式中，控制器被配置用于从处理器接收命令。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器具有一个或多个公共致动器。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器包括选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。

在一些实施方式中，所述至少一个旋转致动器选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。

在一些实施方式中，医疗装置是一次性的。

在一些实施方式中，医疗工具选自：导丝、微导管、球囊导管、导向导管、支架、取回装置或其任意组合。

在一些实施方式中，体腔选自血管、尿道、气管和胃肠道。

在一些实施方式中，装置包括一个以上的移动控制单元，其中每个控制单元被配置为线性推进和/或旋转单独的医疗工具。

在一些实施方式中，装置包括两个移动控制单元，其中第一移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第一医疗工具，以及第二移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第二医疗工具。

在一些实施方式中，第一医疗工具是导丝，第二医疗工具是导管。

在一些实施方式中，第一医疗工具被配置为向前推进穿过第二医疗工具的内腔。

在一些实施方式中，装置还被配置为允许使用医疗工具的另外的致动器来控制末端参数。

在一些实施方式中，移动控制单元可包括沿着其外圆周的一部分彼此相对的至少两个盘，使得医疗工具能够放置在它们之间形成的空间中，同时保持与所述盘中的至少一个至少部分接触，由此在所述盘旋转时，医疗工具线性推进。在一些实施方式中，装置包括电源。

在一些实施方式中，装置被配置为以恒定或变化的速率(速度)线性推进医疗工具。

在一些实施方式中，装置被配置为将医疗工具自动插入并推进体腔中。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于将医疗工具插入体腔的系统，所述系统包括：用于将所述医疗工具插入所述体腔的医疗装置，所述装置包括：壳体，被配置为用于将所述医疗装置放置在受试者的身体上或紧邻所述受试者的身体，并固定到所述受试者的身体上；至少一个移动控制单元，包括至少一个致动器和至少一个旋转致动器，所述致动器被配置为用于线性推进所述医疗工具，所述旋转致动器被配置为用于旋转所述医疗工具；控制器，被配置为启动所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器，所述控制器被配置为同时且彼此独立地启动所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器中的至少一个；以及处理器，被配置为向所述控制器提供命令。

在一些实施方式中，控制器被配置为由用户手动操作。

在一些实施方式中，控制器包括启动按钮，所述启动按钮选自：按压按钮、滑动按钮、操纵杆或其任意组合。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器具有一个或多个公共致动器。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器包括选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。

在一些实施方式中，所述至少一个旋转致动器包括选自以下的致动器：DC电机、AC电机、步进电机、电磁致动器、压电致动器、气动致动器、液压致动器或其任意组合。

在一些实施方式中，医疗装置是一次性的。

在一些实施方式中，医疗工具选自：导丝、微导管、导向导管和球囊导管。

在一些实施方式中，体腔选自血管、尿道、胃和气管。

在一些实施方式中，系统包括两个移动控制单元，其中第一移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第一医疗工具，第二移动控制单元被配置为线性推进和/或旋转第二医疗工具。在一些实施方式中，第一医疗工具是导丝，第二医疗工具是导管。

在一些实施方式中，系统被配置用于在医疗手术中自动地将医疗工具插入和推进体腔中。

在一些实施方式中，医学手术选自冠状动脉、外周和脑血管内手术、胃手术、小便道手术和呼吸道手术。

在一些实施方式中，系统还包括成像装置。

在一些实施方式中，成像装置选自：X射线装置、透视装置、CT装置、锥束CT装置、CT透视装置、MRI装置和超声装置。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于将医疗工具插入和推进体腔中的方法，该方法包括：将医疗装置放置在受试者的身体上或者紧邻受试者的身体放置，该装置包括：壳体，被配置为用于将医疗装置放置在受试者的身体上或者紧邻受试者的身体放置，并且固定在受试者的身体上；至少一个移动控制单元，包括至少一个致动器和至少一个旋转致动器，所述致动器被配置为用于线性推进所述医疗工具，所述旋转致动器被配置为用于旋转所述医疗工具；其中所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器被同时和/或彼此独立地启动；以及；将医疗工具推进受试者的体腔。

在一些实施方式中，医疗工具选自：导丝、微导管、导向导管和球囊导管。

在一些实施方式中，体腔选自血管、尿道和气管。

在一些实施方式中，医疗工具的推进由医疗装置自动执行。

根据一些实施方式的一个方面，提供了一种用于将医疗工具插入体腔的医疗装置，包括：壳体，被配置为用于放置在受试者的身体上或紧邻受试者放置，并固定到受试者的身体上；至少一个线性致动器，被配置用于线性推进所述医疗工具；至少一个旋转致动器，被配置为用于旋转所述医疗工具；和控制器，被配置为启动所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器；其中所述控制器被配置为同时且彼此独立地启动所述至少一个旋转致动器和所述至少一个线性致动器中的至少一个。

在一些实施方式中，控制器被配置为由用户手动操作。

在一些实施方式中，控制器被配置用于从处理器接收命令。

在一些实施方式中，控制器被配置为从无线远程控制器接收命令。

在一些实施方式中，无线远程控制器是无线(Wi-Fi)远程控制器和蓝牙远程控制器。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器和所述至少一个旋转致动器具有一个或多个公共致动器。

在一些实施方式中，所述至少一个线性致动器包括至少一个压电致动器。

在一些实施方式中，所述至少一个旋转致动器包括至少一个压电致动器。

除非另有限定，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管在本公开的实施方式的实践或测试中可以使用与本文中描述的那些类似或等同的方法和材料，但是下面描述了示例性方法和/或材料。如有冲突，以专利说明书(包括限定)为准。此外，材料、方法和示例仅是说明性的，并不意味着必须是限制性的。

本公开实施方式的方法和/或系统的实施可涉及手动、自动或其组合地执行或完成选定任务。此外，根据本公开的方法和/或系统的实施方式的实际仪器和装置，可以通过使用操作系统的硬件、软件或固件或其组合来实现若干选定任务。

例如，根据本公开的实施方式，用于执行所选任务的硬件可以实现为芯片或电路。作为软件，根据本公开实施方式的选定任务可以实现为由计算机使用任何合适的操作系统执行的多个软件指令。在本公开的示例性实施方式中，如本文所述的方法和/或系统的示例性实施方式的一个或多个任务由数据处理器执行，例如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器，例如磁硬盘和/或可移动介质。可选地，还提供网络连接。可选地，还提供显示器和/或用户输入装置，例如键盘或鼠标。

附图说明

本公开的一些实施方式在此仅以示例的方式参照附图进行描述。现在具体参照附图，要强调的是，所示的细节是示例性的，并且为了对本共公开实施方式的说明性讨论。在这点上，结合附图所作的描述，使得本领域技术人员清楚如何实施本公开的实施方式。

附图中：

图1示出了根据一些实施方式的包括固定到受试者身体的插入装置的医疗系统的示意图；

图2A-2B示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图(分别为前视图和后视图)；

图3A-3B示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图；

图4A-4B示出了根据一些实施方式的图3A-3B所示的插入装置的示意性视图；

图5示出了根据一些实施方式的插入装置的移动控制单元的示意性俯视图；

图6A示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图；

图6B示出了根据一些实施方式的移动控制单元的视图；

图6C示出了根据一些实施方式的移动控制元件的侧视图；

图7示出了图6C所示的移动控制单元的纵向剖视图；

图8示意性地示出了根据一些实施方式的移动控制单元；

图9A-9B示出了根据一些实施方式的用于医疗仪器的线性推进和/或旋转移动的移动单元。图9A示意性地示出了根据一些实施方式的用于医疗工具的线性平移的压电致动机件，9B示意性地示出了根据一些实施方式的用于旋转医疗工具的压电致动机件；

图10示出了根据一些实施方式的能够在医疗工具上同时施加线性移动和旋转移动的示例性装置的示意图；

图11示出了根据一些实施方式的移动控制单元。

图12示出了根据一些实施方式的用于控制多于一种医疗仪器的移动控制单元的组件；

图13是根据一些实施方式的手术机器人系统的框图；

图14是根据一些实施方式的使用手术机器人装置的一般方法的流程图；

图15是根据一些实施方式的将多个手术工具装载到手术机器人装置上的方法的流程图；

图16A-D是根据一些实施方式的手术机器人系统的远程控制装置的各种配置；

图17是根据一些实施方式的与手术机器人系统相关联的屏幕界面的示意性示例；

图18A-B是根据一些实施方式的机器人装置的不同视图；

图19A-B示意性地示出了根据一些实施方式的包括或连接到导向导管驱动单元的手术机器人装置；

图20A-C是根据一些实施方式的导向导管驱动单元的分离机件的示例、导向导管驱动单元壳体的示例，以及组装到机器人手术系统上的导向导管驱动单元；

图21A-C示出了根据一些实施方式的用于致动由机器人手术系统致动的工具的旋转(转动)和/或线性移动的机件；

图22示出了根据一些实施方式的驱动导丝移动的机件的示例性布置；

图23A-B是根据一些实施方式的关于通过调节工具的弯曲部分来控制工具的长度和/或位置的示意图和流程图；

图24示出了根据一些实施方式的限定工具的布置的系统配置，其中工具长度可以调节；

图25示意性地示出了根据一些实施方式的系统的工具移动驱动机件；

图26A-B是根据一些实施方式的包括用于选择性地衔接由系统容纳的工具的弹性元件(例如弹簧)的装置配置的示例。

具体实施方式

本公开在其一些实施方式中涉及插入身体内腔的细长手术工具的自动致动。

一些实施方式的广义方面涉及一种用于操纵细长腔内手术工具的移动的紧凑型机器人装置，所述细长腔内手术工具在装置壳体外部延伸和弯曲。本文描述的一些实施方式涉及适于使用小型机器人装置操纵工具的结构、功能和/或设计特征，该小型机器人装置的尺寸不受被操纵工具长度的影响。在一些实施方式中，机器人装置的性质，例如体积、重量，仅由装置的电气和机械组件决定，而基本上不由被操纵的工具决定。

一些实施方式的一个方面涉及一种紧凑型机器人装置，其形状和尺寸适于安装到患者身体和/或手术床上。在一些实施方式中，装置的体积小于3000cm³、2800cm³、2500cm³，或中等、较大或较小的体积。在一些实施方式中，装置的重量小于1000克、850克、500克，或中等、较大或较小的重量。

在一些实施方式中，装置包括多个致动机件，用于移动一个或多个细长手术工具(例如，导丝、微导管)，例如，用于线性地推进或缩回所述工具，用于转动所述工具。在一些实施方式中，装置壳体包封致动机件，而壳体的外侧限定工具的多个入口和/或出口孔和/或锚定位置。在一些实施方式中，工具的近端部分连接至壳体的锚定位置(例如，保持器)和通向壳体内侧的工具的入口孔沿着类似的水平或垂直轴线彼此对准，使得在锚定位置和入口孔之间延伸的工具段在装置壳体外部形成弯曲。在一些实施方式中，工具的锚定位置和入口孔被限定在装置壳体的类似面(或壁)中。在一些实施方式中，相同工具的入口孔和出口孔被配置在壳体的相对壁上，使得进入壳体的工具穿过由壳体限定的内部空间延伸到出口孔。

在一些实施方式中，没有装置部分从壳体向外突出，并且可选地，只有装载到装置上的工具从壳体向外延伸。

在一些实施方式中，机器人装置壳体的最大尺寸(例如，宽度、高度，例如在箱形装置中)是向装置外部弯曲的工具的出口孔和入口孔之间的距离的函数。出口孔和入口孔之间的距离可以例如根据工具能够承受的最小曲率半径来设定。在一个示例中，装置壳体的最大尺寸为装置操纵的工具的最小曲率半径的2-6倍、2-10倍、2-5倍或中间、更高或更低的倍数，并在壳体外部弯曲。根据工具的最小曲率半径来确定最大尺寸的装置壳体的潜在优势可包括提供紧凑、最小尺寸的壳体，该工具在离开和重新进入壳体时弯曲。在一个示例中，对于曲率半径最小为X的工具，工具的入口孔和出口孔之间的最小距离将是2X。在这种情况下，工具通过其进出的壳体的壁的宽度，例如为2X、2.1X、3X、5X或中间、较大或较小尺寸。

在一些实施方式中，细长工具的最小曲率半径包括工具的最大弯曲，此弯曲下仍然允许工具起作用，例如允许沿着工具的长度传递扭矩。在一些实施方式中，细长工具的最小曲率半径包括工具保持完整(例如，未断裂)的弯曲。

在一些实施方式中，进出壳体的出口孔和入口孔被成形为减小或避免工具和孔的边缘之间的摩擦，例如通过具有孔的锥形轮廓和/或圆形唇缘。形成没有锐边的孔的潜在优势可以包括减少工具与壳体的壁之间的摩擦接触，这可以降低工具磨损或撕裂的风险，特别是当工具在重新进入壳体之前向壳体外部延伸并弯曲时。

在一些实施方式中，壳体的形状和/或尺寸由壳体内的机械和/或电气组件决定，例如电机、电机传动装置(例如齿轮)、工具致动机件(例如工具移动元件，例如轮子)。在一些实施方式中，壳体的尺寸应尽可能小，同时仍将机械组件完包封在其中。可选地，机器人装置的机械组件不会从壳体向外突出。可选地，不需要壳体外部的另外的机械组件来执行工具的驱动。在一些实施方式中，壳体被成形和构造成为使得只有细长手术工具延伸到壳体中和从壳体中伸出。

在一些实施方式中，机器人装置的壳体不限于特定方位，例如使得壳体可以放置在至少第一方位和第二方位，例如，其中第二方位与第一方位成90度或180度。在一些实施方式中，存在对称性，使得壳体的至少两个相对的面在轮廓和尺寸上相似，从而允许将装置放置在两个“翻转”方向中的一个方向上。

一些实施方式的一个方面涉及用于操纵细长手术工具的一次性机器人装置。在一些实施方式中，装置在外科手术后被处理(可选地连同由其操纵的工具)。在一些实施方式中，无需用无菌盖布或覆盖物覆盖一次性装置。在一些实施方式中，无需将另外的机械组件可操作地连接到一次性机器人装置，以驱动和/或操纵装载在装置内的工具。在一些实施方式中，装置被包装并预灭菌，可选地带有一个或多个预装载工具。附加地或替代地，工具在手术室中被装载到装置上。

在一些实施方式中，装载到装置上的工具与操纵它的一个或多个工具移动元件直接可操作地接触。在一些实施方式中，一个或多个工具移动元件与一个或多个电机直接可操作地接触。在一些实施方式中，一个或多个电机和多个工具移动元件中的一个被包封在一个壳体中，并且壳体及其内容物在临床手术完成时被处理。可选地，在壳体内，工具及其移动元件和/或驱动电机之间不存在边界元件(bordering element)或障碍物。在一些实施方式中，这是能够实现的，因为装置在使用后被处理，因此避免了，例如当重复使用时，可能发生污染的风险。其中装载的工具可直接接触装置的工具移动元件(和/或其他装置组件，例如电机)的装置的一些潜在优势可包括简化使用、潜在地减少装载时间、以及潜在地改善与工具的机械衔接(例如，因为不需要“边界”元件)，从而减少或避免不期望的工具移动，例如工具的滑动、扭转(twisting)、或扭结(kinking)。

在一些实施方式中，装置由耐用、轻质、一次性和可选的可回收材料构成，例如塑料、铝、钢、铜和/或其他合适的金属。

一些实施方式的一个方面涉及一种双功能组件，其中细长工具的线性移动和旋转移动(例如转动(roll))在相同的物理位置进行。在一些实施方式中，组件被配置为在工具被转动时线性移动工具；或者反之亦然，在工具线性移动时转动工具。

在一些实施方式中，组件包括具有中心管腔的细长轴，工具容纳在该中心管腔中。一组轮子放置在轴附近，并且每个轮子至少部分地延伸到中心管腔中，以可操作地接触内部的工具。在一些实施方式中，驱动轮子旋转的电机安装在轮子附近，例如在轴下方。在一些实施方式中，轮子的旋转根据旋转方向推进或缩回工具。

在一些实施方式中，限定中心管腔的轴的内壁的轮廓与至少一些轮子的外部轮廓相匹配。在这种结构中，中心管腔延伸到轮子之间的空间中，使工具与轮子紧密接触。在一个示例中，在四轮组件中，轴的内壁的轮廓可以在最靠近工具接触轮子的接触点的中心管腔部分匹配至少一个、两个、三个或全部四个轮子。

在一些实施方式中，与轴(shaft)同轴(co-axial)的齿轮沿着轴和/或在轴的近端或远端连接，使得在齿轮旋转时，轴和轮组作为单个单元由齿轮旋转，从而转动在轴的中心管腔内的工具(例如导丝、易操纵的微导管)。

驱动工具在相同物理位置(例如，装置壳体内的特定物理位置和/或与工具衔接的特定位置)的线性和旋转移动的组件的潜在优势，可包括减少或避免不期望的工具移动，例如，滑动、扭转、或扭结，这可能发生在例如两个间隔开的机件分别驱动线性移动和旋转移动的情况下，工具将需要在不期望的移动可能发生的位置之间延伸。另一个潜在优势是紧凑的设计，通过将两个功能，如工具的旋转和推进/缩回，分配到相同的位置来实现。

一些实施方式的一个方面涉及使用相同的电机驱动细长工具在沿工具长度的两个间隔开的衔接位置处的旋转(转动)。在一些实施方式中，工具与沿工具长度在两个或更多个点处旋转工具的元件衔接，例如，在工具的近端部分(例如，邻近工具的手柄)和更远端部分。在示例性构造中，第一齿轮使保持工具的近侧部分的保持器旋转；然后，第一齿轮的旋转使第二齿轮旋转，该第二齿轮是线性移动组件(如本文所述)的一部分，其中第二齿轮使轴旋转，工具的更远端部分容纳在该轴中。在这种布置中，一个电机的致动驱动第一齿轮和第二齿轮的旋转，在两个衔接位置产生工具的旋转(转动)。

使用一个电机在沿工具长度的两个间隔开的衔接位置处驱动旋转移动的潜在优势可包括改进对工具的控制，例如，与使用两个不同电机在两个位置处驱动旋转相比，其中两个电机的致动定时和/或速度和/或方向需要同步，以确保工具沿其长度的均匀转动。

在一些实施方式中，由装置操纵的一个或多个工具仅从它们的近端部分(例如，从工具手柄)被衔接和操纵；而一个或多个另外的工具在其更远段处(即不是从工具手柄)被衔接。

一些实施方式的一个方面涉及通过修改机器人装置外部工具的弯曲尺寸来控制细长手术工具的可用长度。在一些实施方式中，由装置操纵的工具以弯曲的方式(curvedmanner或bends)延伸到壳体外部一次或多次。在一些实施方式中，当更远段(例如，在装置壳体的出口孔和患者体内的靶标之间延伸的工具段)的长度改变时，弯曲的尺寸扩大或缩小。在一些实施方式中，工具多次进出装置壳体，在壳体外部形成一次以上的弯曲。例如，导丝弯曲两次-一次独立地，可选择地在近端手柄和更远端部分之间弯曲，第二次被容纳在弯曲微导管的管腔内。在一些实施方式中，弯曲是“U”形弯曲，可以通过例如延长或缩短“U”形的最大点相对于装置壳体的最近壁的距离来修改。

根据一些实施方式，本公开涉及用于将细长外科医疗工具插入体腔的自动化装置，更具体地涉及用于将细长外科医疗工具(例如，导丝和微导管)插入血管的可安装在身体上的自动化装置。

许多医疗手术，例如用于诊断和/或治疗目的的导管插入术，需要将导管插入患者的血管和其他体腔。

通常，医生首先将导丝插入动脉，例如股动脉或静脉，并引导其通过弯曲的脉管系统，直至其到达目标，该目标可能是心脏、动脉、外周血管、大脑等。一旦正确放置，医生将导管放置在导丝上，并推动导管，直到导管也到达目标。在某些情况下，手术需要使用小半径导管，通常称为微导管。在这种情况下，医生可以直接插入微导管，无需使用导丝。手动插入和导向导丝/微导管穿过弯曲的脉管系统不仅对医生具有挑战性，而且对患者来说也是危险的，因为即使是细微的错误移动也可能导致血管壁的意外穿孔。此外，手动手术要求医生和其他医务人员在整个手术期间待在手术室内。由于大多数侵入性手术是在X射线、CT等成像条件下进行的，因此医务人员和患者都会暴露于辐射中。

近年来，开发了远程操纵自动化(机器人)装置，但现有的机器人装置笨重且昂贵。因此，需要一种小型、廉价且易于使用的自动化装置，用于将导丝和/或微导管插入体腔，例如血管，并通过其引导至目标区域。

根据一些实施方式，插入装置可包括电源(power source)。在一些实施方式中，电源可以是电池、电力供应(power supply)等。在一些实施方式中，电池是一次性的。在一些实施方式中，电池是可重复使用的。在一些实施方式中，电池是可充电的。在一些实施方式中，电源可以直接或间接地连接到主电源。在一些实施方式中，插入装置可包括一个或多个印刷电路板(PCB)，其被配置为中继/处理/传达装置的各组件之间的指令及/或电连接。

根据一些实施方式，插入装置可允许医疗仪器的线性和/或旋转推进/移动。在一些实施方式中，插入装置可以被配置为通过旋转插入装置自动地推进插入装置和/或进一步自动地允许其旋转移动。在一些实施方式中，当医疗工具是导丝时，插入装置可允许控制导丝的线性和/或旋转和/或末端参数。在一些实施方式中，当医疗工具是导丝时，插入装置可允许自动和/或远程控制导丝的线性和/或旋转和/或末端参数。在一些实施方式中，在用于医疗手术之前，医疗仪器可被预装载到医疗装置上。在一些实施方式中，在将医疗仪器放置在受试者身体上之前，医疗仪器可以被预装载到医疗装置上。

根据一些实施方式，提供了一种插入装置，该插入装置被配置为远程且自动地将一个或多个医疗工具(例如导丝和导管)线性推进体腔(例如血管)中和体腔内，用于血管内手术，包括冠状动脉、外周和脑血管内手术。在一些实施方式中，插入装置被配置为进一步自动和/或远程控制/允许一个或多个医疗工具的旋转移动。在一些实施方式中，插入装置还被配置为控制一个或多个医疗工具的参数，例如末端刚度。在一些实施方式中，该装置被配置为，例如通过控制工具的推进速度、工具的刚度中的一个或多个，来控制由工具的远端施加的力。可选地，操纵该工具，使其远端末端将恒定的力或变化的力施加到末端遇到的结构(例如，诸如血管壁的组织)上。

根据一些实施方式，提供了一种插入装置，其被配置为远程且自动地将一个或多个医疗工具(例如导丝和导管)线性推进体腔内，用于各种腔内手术。根据一些实施方式，当第一工具是导丝并且第二医疗工具是导管时，插入装置可允许导丝的线性、旋转和/或末端参数控制，以及导管的线性移动(在导丝上)及其旋转移动(相对于插入装置)。

根据一些实施方式，医疗仪器的推进线速度可以在约0毫米/秒至100毫米/秒或其任何子范围内。在一些示例性实施方式中，医疗仪器的线速度可以在约0-50毫米/秒、1-50毫米/秒、5-50毫米/秒或中等、更高或更低的速度范围内。在手术期间，速度可以是恒定的和/或变化的增量，并且可以进行调节(手动和/或自动)。在一些实施方式中，速度可以在约0-25毫米/秒的范围内，增量为约0.1毫米/秒。在一些实施方式中，速度可以在约25-50毫米/秒的范围内，增量为约1毫米/秒。在一些实施方式中，致动器处的位置保持稳定性约为0.1mm。根据一些实施方式，旋转移动可以在360度范围内的任何角度。

根据一些实施方式，旋转移动可以在360度的范围内是连续的。在一些实施方式中，完整旋转的次数可能是有限的。在一些实施方式中，从中心(启动)设置开始，在每个方向的完整旋转的次数可以被限制为约5-10转。

根据一些实施方式，旋转位置分辨率可以是1-5度、0.5-10度、0.1-1度或中等、更高或更低分辨率的增量。在一些示例性实施方式中，旋转位置分辨率可以是大约±2度、±1度、±0.5度或中等、更高或更低的分辨率。

根据一些实施方式，装置的控制器可以是远程控制器。在一些实施方式中，装置的控制器可以与装置集成在一起。在一些实施方式中，装置的控制器可以通过有线或无线方式连接。在一些实施方式中，控制器可经配置以允许控制医疗装置的操作。在一些实施方式中，控制器可被配置为允许控制医疗仪器的推进，包括但不限于：推进的线性方向、推进速度、推进增量、旋转移动、旋转移动程度等或其任意组合。在一些实施方式中，控制器可包括一个或多个操作按钮。在一些实施方式中，按钮可包括压力按钮、滑动按钮、操纵杆等或其任意组合。在一些实施方式中，系统可具有用于将造影剂注射到内腔(例如脉管系统)中的装置。可以远程操作注射机件，以允许外科医生/内科医生从远程位置执行整个手术。在一些实施方式中，系统可被配置为控制导向导管的线性和/或旋转移动(如果在手术中使用)。

如本文所述，“机器人装置”或“装置”可指包括容纳在壳体内的机械和/或电气组件的装置壳体。在一些实施方式中，“装置”不意味着覆盖其他组件或外部组件，例如导向导管驱动单元(当从外部连接到壳体且未集成在壳体中时)、装置的安装、装置的远程控制器等。

在详细解释本公开的至少一个实施方式之前，应当理解，本公开在其应用中不必局限于以下描述中阐述的和/或在附图和/或示例中示出的组件和/或方法的配置和布置的细节。本发明能够有其它实施方式，或者能够以不同方式实践或实施。

在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，应当理解的是，本公开在其应用中不一定限于以下描述中所阐述的或由实施方式示出的细节。本公开能够具有其它实施方式，或者能够以各种方式实践或实施。

参见图1，其示出了根据一些实施方式的示例性医疗系统的示意图。如图1所示，系统2包括可安装在身体上的微型自动插入装置4，其被配置为将医疗仪器(例如导丝6)插入受试者8的内腔(例如血管)中。根据一些实施方式，根据目标组织(例如，心脏、下肢中的外周血管、脑、肝等)的位置和手术的目的，进入点可以选自但不限于患者的腹股沟(即，股动脉)、手臂(即，桡动脉)或颈部(即，颈静脉)。因此，插入装置4在患者身体上的位置可以变化。在图1所示的示例中，装置连接到患者的大腿上，以允许进入患者的股动脉。可以理解的是，根据所选择的入口点，该装置可以附加地或替代地连接到患者手臂或患者身体上的任何其他期望的位置。根据一些实施方式，可以使用任何合适的连接元件将装置连接/安装/固定到患者的身体。例如，可以使用一条带子将装置连接到患者的身体，可以将该带子从患者的腿上拉到他/她的大腿上。带子可以是柔性的，使得其根据大腿的周长拉伸，或者它可以是基本上刚性的或半柔性的，并且包括长度调节机件。或者，一根或多根带子可以直接缠绕在患者的大腿上。此类带子可以是基本上刚性的或半柔性的，具有长度调节机件，并在其相对端设有连接器(例如带扣)，用于紧固带子并将其固定到患者的大腿上。带子(bands/straps)可包括设置在其上的一个或多个传感器，例如力传感器。

根据一些实施方式，插入装置不是可安装在身体上的，而是被配置为例如使用机械臂、被配置为固定到病床的基座结构等来放置在患者身体附近。

在一些实施方式中，插入装置可以是一次性的，或者是部分一次性的，使其的一些部件在手术之间被丢弃和替换，或者完全是一次性的，使得整个插入装置在手术完成后被处理，即一次性装置。在其他实施方式中，插入装置可以是可重复使用的，使其可以与新的医疗仪器(例如，导丝和/或导管)一起重复使用。

在一些实施方式中，该装置可以被配置为使得其可以被用于将各种不同长度和直径的医疗仪器插入体腔中，包括例如导丝、导管、微导管等。在一些非限制性的示例性实施方式中，该装置可适于将导丝插入血管，例如在发明名称为“具有选择性可调节刚度和末端曲率的导丝”的，由Shekalim等人共同拥有的序列号为9,586,029美国专利15中公开的导丝，和/或发明名称为“双同心导丝”的，由Shekalim等人的共同拥有的公开号2018/214,675的美国专利申请中的导丝，其全部公开内容通过引用并入本文。

根据一些实施方式，系统还可以包括控制器10，用于控制装置的操作，特别是医疗仪器(例如，导丝和/或导管)朝向目标(例如，心腔、阻塞的动脉等)的插入和/或操纵。控制器10可以经由有线连接或无线连接连接到插入装置4，并且其可以由医生手动操作(例如，控制器可以是操纵杆的形式)，或者使用专用软件自动操作。在后一种情况下，系统还可以包括计算机12，其可以包括至少一个处理器、用户界面和显示器。计算机12可以是个人计算机(PC)、膝上型电脑、平板电脑、智能手机或任何其他基于处理器的装置。在一些实施方式中，控制器10是一次性的。在一些实施方式中，控制器10是可重复使用的。在一些实施方式中，控制器10被配置为与多个插入装置相互作用/连接。

在一些实施方式中，系统2还可以包括成像装置，或者它可以与成像装置结合使用。所使用的成像方式可以是X射线荧光分析、CT、锥束CT、CT透视、MRI、超声或任何其他合适的成像方式中的任何一种。根据一些实施方式，插入装置能够在体腔内线性推进医疗仪器。在一些实施方式中，可替代地或除了线性推进医疗仪器之外，该装置还能够在内腔旋转医疗仪器。在一些实施方式中，该装置在线性推进医疗仪器的同时，还能够单独和/或同时在血管内旋转该医疗仪器。例如，在一些示例性实施方式中，插入装置可能能够在血管内线性推进导丝和/或导管。在一些实施方式中，可替代地或除了线性推进导丝和/或导管之外，该装置还能够在血管内旋转导丝和/或导管。在一些实施方式中，该装置在线性推进医疗仪器的同时，还能够单独和/或同时在血管内旋转导丝和/或导管。根据一些实施方式，如本文进一步举例说明的，插入装置被配置为，通过利用一个或多个致动器，以允许医疗仪器在体腔内的线性推进及其旋转移动，所述一个或多个致动器进一步有利地使医疗仪器能够平滑移动，而不使医疗仪器变形(即，不沿医疗仪器的长度形成张力或扭转)。根据一些实施方式，如本文进一步举例说明的，医疗仪器(例如导丝和/或微导管)的线性和旋转移动可由单独的致动器产生，或由一个或多个两用致动器产生，该致动器被配置为允许仪器的旋转和线性移动。

现在参照图2A-2B，其示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图(分别为前视图和后视图)。如图2A所示，插入装置包括用于沿线性方向和可选地沿旋转方向(如移动箭头所示)推进第一医疗仪器(示出为导丝22)的元件。如图2A所示，导丝22的近端可固定至专用保持器34，这可进一步允许控制导丝22的末端参数，如下所述。导丝22从保持器中的第一开口35(装置20的前面)推进，以经由第二开口36进入插入装置20，并且从装置20的后(rear/back)面处的不同开口(第一后开口(未示出))再次离开装置20。然后，导丝22可以通过在装置20的背面处的另一开口(第二后开口(未示出))再次进入插入装置20，并且可以从第三(前)开口37再次离开插入装置20，使得导丝22的远端24在离开第三开口37之后可以被构造成插入到受试者的身体中，更具体地插入到体腔中，例如血管中。

在一些实施方式中，如图2A所示，导丝22离开插入装置20进入第二医疗仪器(示出为导管32)的内腔，该第二医疗仪器可与第一后开口连接(connected/attached/associated)，经由第二后开口再次进入插入装置20，并且经由第三前开口37离开插入装置20的前面。在一些实施方式中，第二医疗仪器被配置为插入体腔。在一些实施方式中，第二医疗仪器(例如，导管32)可以与第一医疗仪器(例如，导丝22)一起被自动化医疗装置20插入体腔中和/或在第一医疗仪器(例如，导丝22)推进之后被自动化医疗装置20插入体腔中。导丝22和/或导管32的上述缠绕路径能够实现移动控制单元(如下所述)的紧凑空间布置(例如，并排)，从而使装置的整体尺寸最小化。在一些实施方式中，工具在壳体内部延伸通过的路径(例如轴)并排对准，并且可选地彼此平行。移动致动机件大致并排放置的横向对准可以提供较小的装置尺寸，例如较薄的装置宽度。

在一些实施方式中，装置的小尺寸允许将装置放置在受试者身体上。

在一些实施方式中，医疗装置20包括一个或多个致动器/元件，其被配置为允许医疗仪器的线性和/或旋转移动/推进。在一些实施方式中，如图2A所示，装置20包括第一移动控制单元26，其被配置为允许导丝22的线性和/或旋转移动。第一移动控制单元26可包括一个或多个致动器/电机，用于允许导丝22的移动，如下文进一步详述。装置20还可包括第二移动控制单元28，其被配置为允许导管32的线性和/或旋转移动。第二移动控制单元32可包括一个或多个致动器/电机，用于允许导管32移动，如下文进一步详述。

可选地，装置20还可以包括至少一个另外的移动控制单元，例如，在导丝由中空的外丝和设置在外丝内腔中的内丝组成的情况下，例如，如在上述公开号为2018/214,675的美国专利申请中的导丝。在这种情况下，可以使用另外的移动控制单元29，以允许控制导丝22的内丝相对于导丝22的外丝的移动，从而控制导丝22的末端参数，例如刚度和/或曲率。内丝相对于外丝的移动可以通过连接在内丝上的调节器/滑块33、不旋转的螺母30和穿过其的导螺杆31等方式来实现。螺杆31通过电机/致动器的旋转引起螺母30沿着螺杆31长度的线性移动，从而引起调节器/滑块33和与其连接的内丝的线性移动。在一些实施方式中，移动控制单元29可允许导丝22的内丝和外丝之间的一种或多种以下相对状态：1)内丝的远端末端向远端延伸超过外丝的远端末端，2)内丝的远端末端向近端平移，使得其位于外丝内(即，外丝的远端末端延伸超过内丝的远端末端)，和/或3)内丝和外丝的远端对准。在一些实施方式中，导丝22和与其连接的保持器34在其近端处的旋转可由移动控制单元26控制。在一些实施方式中，为了确保保持器34与导丝22一起平滑地旋转，从而防止导丝22扭转/扭结(因为导丝22可能不能相对于保持器34旋转)，移动控制单元29可包括另外的致动器/电机，例如，连接到保持器34的近端，以进一步控制保持器34的旋转。

现在参照图2B，其示出了插入装置20的后视图。如图2B所示，插入装置20，包括用于沿线性方向和可选地沿旋转方向(如移动箭头所示)推进第一医疗仪器(示出为导丝22)的元件/单元。如图2B所示，导丝22的近端可固定至专用保持器34。导丝22可从保持器34中的第一开口35(装置20的前面)推进，以经由第二开口(图2B中未示出)进入插入装置20，并且从装置20的后(rear/back)面处的第一后开口38再次离开装置20。然后，导丝22可以通过在装置20的背面处的第二后开口39再次进入插入装置20，然后从第三(前)开口(图2B中未示出)再次离开插入装置20，使得导丝22的远端24在离开第三开口之后可以被构造成插入到受试者的身体中，更具体地插入到体腔中，例如血管中。

在一些实施方式中，如图2B所示，导丝22可从第一后开口38离开插入装置20进入另一第二医疗仪器(示出为导管32)的内腔，该另一第二医疗仪器可与第一后开口38连接(connected/attached/associated)，经由第二后开口39再次进入插入装置20，并且经由第三前开口离开插入装置20的前面。在一些实施方式中，第二医疗仪器32被配置为插入体腔。在一些实施方式中，第二医疗仪器(例如，导管32)可以与第一医疗仪器(例如，导丝22)一起被自动化医疗装置20插入体腔中和/或在第一医疗仪器(例如，导丝22)推进之后被自动化医疗装置20插入体腔中。

现参照图3A-3B，其示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图。如图3A所示，插入装置50包括外壳(casing)52和顶盖53，其示出为打开构造。还示出了保持器54，其保持导丝58的近端，并且在一些实施方式中，还可以允许调节导丝58的末端参数。在一些实施方式中，顶盖53旨在允许进入到保持器54，使得保持器54连同连接到其上的导丝58可以插入到外壳52中和/或从外壳52移除。如图3A所示，导丝58可从保持器54中的第一前开口55推进，以经由第二前开口56进入外壳52，并且从壳体背面处的第一后开口(未示出)再次离开外壳52。然后，导丝58可以通过外壳52的背面上的第二后开口(未示出)再次进入外壳，并且从第三前开口57再次离开外壳52。在一些实施方式中，如图3A所示，导丝58离开外壳52的第一后开口，同时在另一医疗仪器(示出为导管62)的内腔中穿过，该另一医疗仪器可与第一后开口连接(connected/attached/associated)，经由第二后开口再次进入外壳52，并经由第三前开口57离开外壳52的前面。在一些实施方式中，第二医疗仪器62被配置为插入体腔。在一些实施方式中，第二医疗仪器(例如，导管62)可以与第一医疗仪器(例如，导丝58)一起被自动化医疗装置插入体腔中和/或在第一医疗仪器(例如，导丝58)推进之后被自动化医疗装置插入体腔中，即导丝58可用作导管62在其上行进的轨道。

导丝58和/或导管62的上述缠绕路径能够实现装置50的移动控制单元的紧凑空间布置，如下所述，从而使装置的整体尺寸最小化。在一些实施方式中，装置的小尺寸允许将装置50放置在受试者身体上。在一些实施方式中，医疗装置包括一个或多个致动器/元件/单元，其被配置为允许第一和第二医疗仪器的线性和/或旋转移动/推进。

参照图3B，其示意性地示出了图3A的医疗装置，其中顶盖53和外壳52的顶部被移除。如图3B所示，装置50可包括第一移动控制单元66，其被配置为允许导丝58的线性和/或旋转移动。装置50还可以包括第二移动控制单元68，其被配置为允许导管的线性和/或旋转移动。第一移动控制单元66和第二移动控制单元68可包括一个或多个：致动器/电机、齿轮、齿条轴、旋转螺杆，分别允许导丝和/或导管的移动(线性和/或旋转)，如下文进一步详述。在一些实施方式中，装置50可以包括一个或多个另外的移动控制单元。例如，在导丝的近端固定到保持器54的情况下，装置50还可以包括移动控制单元，该移动控制单元至少具有电机/致动器和齿轮65，该齿轮65控制保持器54绕其轴线的旋转。

如图3B所示，在导丝58包括中空的外丝和设置在外丝内腔中的内丝的情况下，装置可以包括另外的移动控制单元，该另外的移动控制单元包括非旋转螺母63，非旋转螺母63连接到保持器的调节器/滑块61，其刚性地连接到内丝的近端，以及穿入螺母63内的导螺杆(未示出)，以允许控制内丝相对于外丝的移动，从而控制导丝的末端参数(例如，调节其刚度和/或曲率)。导螺杆通过电机/致动器(未示出)的旋转引起螺母30沿着螺杆31长度的线性移动，从而引起调节器/滑块61和与其连接的内丝的线性移动。

在一些实施方式中，可以通过上述移动控制单元来实现导丝的内丝和外丝之间的一种或多种以下相对状态：1)内丝的远端末端向远端延伸超过外丝的远端末端，2)内丝的远端末端向近端平移，使得其位于外丝内(即，外丝的远端末端延伸超过内丝的远端末端)，和/或3)内丝和外丝的远端对准。

现在参照图4A-4B，其根据一些实施方式的图3A-3B所示的插入装置的示意性视图。图4A所示是插入装置50的纵向剖视图(如图3A-3B所示)，在第一移动控制单元(图3B中的66)和第二运动控制单元(图3B中的68)之间的线处截取。如图4A所示，第一移动控制单元66包括至少一个电机(示出为电机75)、轴76，第一医疗仪器(示出为导丝58)通过该轴76移动。还示出了齿轮(例如示例性齿轮78)。此外，还示出了移动元件80。如下文进一步阐述的，移动元件80包括至少两个相对的圆盘/轮/环，一个放置在另一个之上，和/或放置在另一个附近，并且在其间具有空间，使得医疗仪器(示出为导丝58)位于该空间中。

图4A还示出了后端开口82，导丝58可以通过该后端开口82离开装置，例如进入导管内腔，导管内腔被配置为连接到后端开口。现在参照图4B，其示出了第一移动控制单元66的纵向横截面。

如图4B所示，移动元件80包括两个相对的旋转轮/圆盘/环(86A、86B)，一个放置在另一个之上，和/或放置在另一个附近，并且在其间具有空间。在轮子之间形成的空间中，放置有导丝58，使得在轮子旋转时(例如由各种相互连接的齿轮致动)，导丝58在轴76内朝向后端开口82的线性移动被促进。通过控制旋转速度，可以控制导丝58的推进速度。在一些实施方式中，移动控制单元66和/或移动元件80可以沿着纵向轴线旋转，从而进一步允许导丝58的旋转运动。在一些实施方式中，轮子在尺寸、形状、刚度、材料或组成方面可以相似或不同。

如在图4A-B中可以进一步观察到的，在一些实施方式中，工具进入和/或离开壳体的孔被构造成减小工具和壳体壁之间的摩擦。例如，孔81(导丝48通过其再次进入外壳)限定了一个圆锥形突出，其末端带有圆形唇缘。壳体的孔形成为圆形且无尖角的潜在优势可能包括减少工具与壳体的壁之间的摩擦，从而潜在地降低工具撕裂或磨损的风险(例如，由于工具摩擦壁)。这对于诸如本文所述的装置可能尤其有利，其中工具在壳体外部延伸并弯曲，并且因此例如与仅沿着单一直线轴线保持的工具相比，可能更倾向于接触孔壁。

现在参照图5，其示出了根据一些实施方式的插入装置的移动控制单元的示意性俯视图。如图5所示，插入装置100包括若干移动控制单元。第一移动控制单元110被配置为允许导丝108推进，导丝108在被再次插入到插入装置中之后被插入穿过该第一运动控制单元110(如上所述)。第二移动控制单元120被配置为在导丝108再次进入插入装置之后允许第二医疗工具(例如导管)推进，同时经由第二后开口从第二医疗工具(导管)的内腔中穿过，朝向插入装置的前面(通过相应的前开口)，如上所述。可选的第三移动控制单元102被配置为允许控制保持器104的旋转，在根据所使用的导丝的类型使用保持器104来保持导丝108的近端的情况下，以防止导丝108在旋转时扭转/扭结/缠结。

如图5所示，第一移动控制单元110可包括通道/轴113和移动元件114，导丝108穿过该通道/轴113。还示出了电机111和一个或多个齿轮(示出了代表性齿轮112)，其允许控制运动控制单元110的操作。移动元件114可以包括旋转盘/环/轮115，该旋转盘/环/轮115被放置为与导丝108接触，随着其旋转/转动，导丝108可以沿着其路线线性推进。导丝108可通过弹簧/螺丝预载小齿轮的方式被推向旋转盘/环/轮115。在一些实施方式中，导丝通过一对弹簧/螺丝预载小齿轮被推向旋转盘/环/轮115。

如图5所示，面对轮115的可以是凹槽，该凹槽在导丝108中形成弯曲。导丝路径中的内置弯曲增加了力作用线与旋转轴的垂直距离，如果导丝沿着线性路径，该距离将等于导丝的半径，因此能够在细导丝上施加足够的旋转力矩(扭矩)，而不必在导丝上施加高的法向力。

进一步如图5所示，通道/轴113可沿着其长度具有开口/狭缝116，以允许接近导丝108，并且如果需要，还允许放置/移除导丝108。在一些实施方式中，第一移动控制单元110可绕轴旋转(例如，通过控制致动器118的控制)，从而允许导丝108(和保持器104)的旋转移动。在致动旋转移动的情况下，开口113可相应地面向另一方向。

进一步如图5所示，第二移动控制单元120包括至少一个通道123和移动元件124，医疗仪器穿过该通道123。移动元件124可以包括旋转盘/环/轮125，该旋转盘/环/轮125与放置在通道123中的医疗仪器(例如，其中穿有导丝的导管)接触，随着其旋转，医疗仪器可以沿着其路径推进。

如图5所示，通道123可具有沿其长度的开口/狭缝126，以允许进入医疗仪器，并且如果需要，还允许放置/移除医疗仪器。在一些实施方式中，第二移动控制单元120可被配置为绕其轴线旋转，从而允许第二医疗仪器(例如，导管)的旋转移动。

进一步如图5所示，可选的第三移动控制单元102可包括至少一个齿轮130，以允许保持器104旋转。在一些实施方式中，其中导丝108包括双同心导丝(即，设置在外部中空丝的内腔的内丝)，装置100还可以包括致动器/元件，以允许控制导丝的内丝和外丝之间的相对移动，从而控制导丝末端的参数(例如，导丝的刚度和/或曲率)。在一些实施方式中，该装置可包括非旋转螺母103，非旋转螺母103连接到保持器104的调节器/滑块，其刚性地连接到内丝的近端，以及穿入螺母103内的导螺杆105，以允许控制内丝相对于外丝的移动，从而控制导丝的末端参数(例如，调节其刚度和/或曲率)。导螺杆105的旋转引起螺母103沿着螺杆105长度的线性移动，从而引起调节器/滑块和与其连接的内丝的线性移动。

在一些实施方式中，可以通过上述移动机件来实现导丝的内丝和外丝之间的一种或多种以下相对状态：1)内丝的远端末端向远端延伸超过外丝的远端末端，2)内丝的远端末端向近端平移，使得其位于外丝内(即，外丝的远端末端延伸超过内丝的远端末端)，和/或3)内丝和外丝的远端对准。

现在参照图6A，其示出了根据一些实施方式的插入装置的示意性视图。如图6A所示，插入装置150可以包括壳体(示出为半透明壳体158)，该壳体包封移动控制单元156，该移动控制单元156被配置为，用于沿线性方向和可选地沿旋转方向，推进医疗仪器(例如导丝154)。如图6A所示，导丝154的近端可固定至专用保持器152，这可进一步允许控制导丝154的末端参数。导丝154可从保持器152推进，以经由开口进入插入装置，并从装置的相对面上的不同开口再次离开装置。在一些实施方式中，导丝154可离开插入装置150进入另一医疗仪器(例如导管)的内腔，所述另一医疗仪器可与装置的开口连接(connected/attached/associated)。

现在参照图6B，其示出了移动控制单元156的视图。如图6B所示，移动控制单元156可以包括轴/通道162，医疗工具(例如导丝154)可以穿过该轴/通道162。移动控制单元156还包括医疗仪器线性驱动器(168)和可选的旋转驱动器(164)。移动控制单元156还可以包括被配置为允许旋转移动的滑环160。移动控制单元156还可以包括一个或多个旋转(rotating/spinning)元件(例如轮子和齿轮)，其被配置为调节各种移动部件的机械移动，如下所述。现在参照图6C，其示出了移动控制单元156的侧视图。图6C中示出了轴162、导丝154、旋转驱动装置164以及滑环160。

现在参照图7，其示出了图6C所示的移动控制单元的线性驱动器168的大体上沿着轴162的中心的纵向剖视图。

如图7所示，线性驱动器168可包括至少两个环/轮/盘(170A、170B)，这些环/轮/盘一个放置(placed/situated/located)在另一个之上，并且在其间具有空间。医疗仪器(例如导丝154)被配置为穿过轮170A和170B之间的紧密空间，使得在轮子旋转(spinning/rotation)时，线性推进至少部分地与两个轮子接触的导丝。

在一些实施方式中，轮/环/盘170A和170B的尺寸、形状、组成或形式可以相同。在一些实施方式中，轮/环/盘170A和170B的尺寸、形状、组成、刚度、材料或形式可以不同。在一些实施方式中，轮170A和170B之间的空间形成在凹槽中，使得医疗仪器154稍微弯曲，以允许医疗仪器更好地旋转。导丝路径中内置弯曲的潜在优势可能包括增加力作用线与旋转轴的垂直距离(如果导丝沿着线性路径，则该距离将等于导丝的半径)，从而能够在细导丝上施加足够的旋转力矩(扭矩)，而无需在导丝上施加高的法向力。

现在参照图8，其示意性地示出了根据一些实施方式的移动控制单元。如图8所示，运动控制单元被配置为允许医疗仪器(如导丝202)的线性推进和/或旋转运动。在一些实施方式中，医疗仪器202可以沿着例如由通道或轴(示出为通道204)限定的路径推进。为了允许医疗仪器202线性移动，移动控制单元可包括线性驱动元件200，该线性驱动元件200可包括两个或更多个旋转(spinning/rotating)元件，图8中示出了为轮/盘/环206A和206B。

如图8所示，轮子可以并排放置，在它们之间形成紧密的空间。医疗仪器202可以在轮子之间穿过，使得其可以在第一轮206A下方和第二轮206B上方通过，从而形成S形或大致S形。通过这种方式，由于医疗仪器202至少部分地与轮子接触，因此轮子在相反方向上的旋转(spinning/rotating)使得仪器202线性推进。轮子206A和206B的相对旋转方向可以决定医疗仪器202的线性移动方向。

在一些实施方式中，移动控制单元还可以包括旋转驱动元件210，该旋转驱动元件210可以允许线性驱动元件200的旋转(例如，在方向212上)，从而允许缠绕在其中的医疗仪器202旋转。通过利用医疗仪器以S形路径缠绕在轮子上，如上所述，医疗仪器可以围绕其轴线自由旋转，而不会发生滑动，也不会沿其长度形成弯曲。在一些实施方式中，移动控制单元放置(located/placed)在平台(示出为平台214)上，以允许单元自由旋转。

现在参照图9A-9B，其示出了根据一些实施方式的用于医疗仪器的线性推进和/或旋转移动的移动单元。在一些实施方式中，如图9A-9B所示，导丝的线性和/或旋转运动可通过压电致动器产生。压电元件由陶瓷材料组成，其几何尺寸随所施加的电压而改变。压电元件能够在高频(例如，50-150kHz)下启动，并且它们可以产生相对较大的力，这些力与元件的伸长程度(行程)线性相关。在自动化医疗装置中使用压电致动器是有利的，因为它们的启动不会产生在医疗应用中不期望的磁场。此外，压电致动器与MRI是兼容的。在一些实施方式中，可使用其它类型的致动器，例如电磁致动器(螺线管)、DC电机、步进电机或AC电机。

根据一些实施方式，插入装置可包括两个单独的部分/单元：第一部分(以下也称为“线性部分”)，用于产生线性移动；和第二部分(以下也称为“旋转部分”)，用于产生旋转运动，以允许每种移动类型，即线性和旋转，彼此独立地产生。可以通过有序或交替的方式启动这两个部分来产生组合移动，即同时旋转和线性推进。

在一些实施方式中，线性部分可以是尺蠖电机(inchworm motor)的形式，并且它可以包括三个压电致动器，如图9A所示所示。压电致动器301和303用于通过在通电时沿垂直轴延伸(extending)(延长(lengthening))和松弛(缩短(shortening))来夹紧医疗仪器304(例如，导丝)，并通过在通电时沿水平轴延长和缩短压电致动器302实现运动。在一些实施方式中，压电致动器301和/或303可以包括一个致动器，该致动器在延伸时将导丝304压靠在静态元件上，以夹紧导丝304。在其他实施方式中，压电致动器301和/或303实际上是一对压电致动器，放置在导丝304的相对侧上，使得两者都延伸和松弛以分别夹紧和释放导丝304。线性部分的致动过程是一个循环过程。为了使仪器304从左向右移动，例如，压电致动器303(在该示例中是推进离合器压电)首先延伸，以便夹紧仪器，如图9A所示。接下来，压电致动器302(横向压电体)被延伸，从而使得压电致动器1003与仪器一起向右移动一小段距离。应当注意的是，压电致动器302的中心是固定的，这样当向压电致动器302供电时，其延伸部分左右对称。由于在过程的这一阶段，压电致动器301(在本示例中为后离合压电体)处于松弛状态，不夹紧仪器，因此由压电致动器303夹紧的仪器向右移动。接下来，压电致动器301延伸以夹紧仪器，然后压电致动器303松弛，以释放其对仪器的夹紧。接下来，压电致动器302松弛。接下来，压电致动器303延伸以再次抓握仪器，然后压电致动器301松弛。

如图9B所示，装置的旋转部分/移动单元可以包括一对压电致动器306、307，它们在彼此平行的相对侧接触仪器308。沿相反方向309A和309B延伸两个压电致动器会使仪器旋转。在一些实施方式中，离合器压电致动器/对中的至少一个，即压电致动器301和/或压电致动器303，可以是装置的旋转部分的一部分，以及装置的线性部分的一部分，如上所述。在其他实施方式中，可以使用另外一对压电致动器来旋转导丝。

现在参照图10，其示出了根据一些实施方式的能够在医疗工具上同时施加线性移动和旋转移动的示例性装置的示意图。在一些实施方式中，可以使用压电电机401、402和403以尺蠖方式实现线性移动，基本上如以上参照附图9A-9B详述。但是另外的压电电机404和405用作离合器，通过压电电机403朝向和远离医疗工具(示出为导丝408)移动。例如，为了顺时针旋转导丝(“CW”)，压电电机403松弛/收缩，从而使压电电机404和405朝向导丝408移动，直到它们在相对两侧夹紧导丝。然后，压电电机405延伸(向下移动)，而压电电机404同时松弛/收缩(向上移动)，使得导丝旋转。然后，压电电机401延伸，以夹紧导丝，并且压电电机403延伸，以通过将压电电机404和405从导丝移开，移动至其原始位置，来释放导丝的夹紧。在替代实施方式中，另外的压电电机可以连接到压电电机404和405中的一个，而不是压电电机403，以使其朝向和远离导丝移动。在这样的实施方式中，导丝的旋转可以通过在相反方向上延伸(或收缩)压电电机404和405来实现。所使用的压电致动器可以是，例如

单片多层PZT致动器，由德国PI GmbH陶瓷公司制造。在一些实施方式中，旋转压电致动器可以旋转整个线性推进组件。

现在参考图11，其示出了根据一些实施方式的具有两个同心圆形组件的移动控制单元，所述两个同心圆形组件可以相对于彼此旋转。如图11所示，移动控制单元500包括第一移动控制元件502(例如压电电机)，其被配置为允许医疗仪器(例如导丝510)在任何线性期望方向505上线性移动(推进)。第一移动控制元件502被固定到内部同心圆形组件530(也参见图12)。移动控制单元500还包括第二移动控制元件504，该第二移动控制元件504被配置为通过沿任意期望的顺时针或逆时针方向507旋转内同心圆形组件来允许第一移动控制元件502的旋转运动。

图11还示出了可选的设置，其中医疗仪器的近端被固定到专用保持器520上。在一些实施方式中，例如，当导丝包括双同心导丝(即，设置在外部中空丝的内腔的内丝)时，保持器可包括允许控制医疗仪器的参数(例如，末端刚度)的机件，该机件至少包括至少一个被配置为相对于外丝线性移动内丝的调节器/滑块503。此外，可以存在另外的移动控制单元506，其允许控制保持器520的旋转，其中仪器连接到保持器520。

现在参照图12，其示出了根据一些实施方式的用于控制多于一种医疗仪器的移动控制单元的组件。如图12所示，移动控制组件600包括可以结合使用的两个单独的移动控制单元602和604，使得每个单元被配置为允许致动和控制不同医疗仪器的运动。

如图12所示，第一移动控制单元602包括各种移动元件，其允许第一医疗仪器(例如导丝610)的线性运动(推进)和/或旋转运动，基本上如以上参照图11所详述。第二移动控制单元604包括各种移动元件，允许第二医疗仪器(例如微导管612)的线性运动(推进)和/或旋转运动。在一些实施方式中，第一医疗仪器610的移动(线性和/或旋转)可以独立于第二医疗仪器612的移动(线性和/或旋转)。

在一些实施方式中，第一和第二医疗仪器的移动(线性和/或旋转)可以是同步的。在一些示例性实施方式中，如图12所示，第一医疗仪器(例如，导丝)可以穿过并推进通过第二医疗仪器(例如，导管)的内腔。根据一些实施方式，任何合适类型的致动器可用于本文公开的任何移动控制单元、装置和系统，包括但不限于：电机(例如，DC电机、AC电机、步进电机等)、电磁致动器(螺线管)、压电致动器、气动致动器、液压致动器等。

图13是根据一些实施方式的手术机器人系统的框图。

在一些实施方式中，机器人系统1301适于在手术室中使用。可选地，一个或多个系统组件(例如控制组件、成像组件)在物理上与系统的其余部分分离，并且可以远程使用。

在一些实施方式中，系统1301被配置为容纳一个或多个手术工具(例如导丝、微导管、导向导管、中间导管和/或其他细长手术工具)，并致动工具的移动。

在一些实施方式中，系统被配置为驱动容纳在其中的工具的线性移动(例如推进和/或缩回)，和/或驱动容纳在其中的工具的旋转移动(例如轴向旋转)。在一些实施方式中，线性和旋转移动被同时致动。

在一些实施方式中，系统1301包括用于驱动一个或多个工具移动的机器人装置1303。在一些实施方式中，装置壳体容纳和/或可操作地连接到一个或多个以下组件：

·一个或多个致动器，例如一个或多个电机1305，以及可选的电机相关的传动装置。

·工具移动元件1317，例如轮子，被配置为可操作地接触由系统容纳的工具，以移动工具(例如推进、缩回、旋转工具)。在一些实施方式中，工具移动元件由电机1305直接(例如通过接触)或间接(例如经由一个或多个齿轮或其它传动装置)驱动。可选地，只有一些工具移动元件由电机驱动(直接或间接)，而其他工具移动元件响应工具的移动和/或响应电机驱动工具移动元件的移动。

·控制器1307，被配置为从通用控制单元1309接收操作信号和/或向通用控制单元1309发送操作信号。通用控制单元1309可以被配置为远程控制装置、控制台、物理连接到系统基座的控制单元或其组合。在一些实施方式中，控制器1307被配置为协调由机器人系统接收和操作的工具的操纵(例如线性移动、旋转)。

·供电装置1311，包括例如电池和/或用于市电的连接装置。

·感测装置1315，例如一个或多个传感器，被配置用于检测，例如工具是否已经插入；工具的相对位置；工具移动元件(例如，轮子)的位置；工具移动元件的实际移动(例如，通过计数器计算轮子的转数)；用于与其他系统传感器通信和/或用于其他测量和/或指示的传感器。在一些实施方式中，传感器被配置用于检测电机状态，例如，电机位置、电机转速。可使用各种类型的传感器，例如光学传感器、压力传感器、力测量传感器、速度传感器、用于检测电流的传感器、流量传感器、位置传感器(例如光学、磁性、电位置传感器)。

·存储器1313，其存储例如与工具移动相关的参数，例如移动速度、旋转、平移、作成角度(angulation)、偏转角度；由一个或多个系统传感器获得的指示，例如作用在工具上的力的测量、工具的刚度；与患者身体相关并由插入工具感测的参数(例如心率、血压、温度、氧合水平和/或其他感测参数)。

在一些实施方式中，机器人装置(本文也称为插入装置)是紧凑的，且尺寸足够小，以便减少对手术室人员(例如护士、外科医生)和/或手术室设备和/或患者的干扰。在一些实施方式中，装置占地面积小于500cm²、250cm²、180cm²或中等、较大或较小的面积。在一些实施方式中，装置的体积小于3500cm³、2800cm³、2000cm³或中等、较大或较小的体积。在一些实施方式中，装置的重量小于1.5Kg、小于1Kg、小于800g、小于500g或中等、更高或更低的重量。

在一些实施方式中，机器人装置基本上是块状的，例如具有盒状紧凑结构。其他结构可以包括圆柱形结构、圆形(例如球形)结构、鞍形和/或其他。

在一些实施方式中，系统1301包括集成成像模态1319。或者，系统被配置为可操作地连接到(例如，通信)现有成像模态。成像模态可以包括例如X射线荧光分析、CT、锥束CT、CT透视、MRI、超声或任何其他合适的成像模态。

在一些实施方式中，系统1301包括用于相对于患者和/或相对于手术床放置装置303的安装件1321。在一些实施方式中，安装件包括可调节的固定装置或被配置为连接到可调节的固定装置。可选地，系统相对于患者(例如相对于身体进入位置)和/或相对于床的高度和/或角度和/或距离是可调节的。

在一些实施方式中，系统1301包括适配器1323或被配置为与适配器1323衔接，用于可操作地与工具的近侧部分(例如，手柄)衔接。

在一些实施方式中，适配器限定了一个或多个电机1305与移动工具的手柄的一个或多个部件之间的机械衔接。例如，适配器将一个或多个电机或相关传动装置与手柄的滑块组件连接，该滑块组件在滑动时使工具末端偏转；手柄的旋钮部件在旋转时转动工具；和/或其他手柄组件。附加地或替代地，适配器本身包括一个或多个集成电机，用于驱动手柄组件的移动。

图14是根据一些实施方式的使用手术机器人装置的一般方法的流程图。

在一些实施方式中，例如由医生、外科医生和/或其他临床人员做出手术(operate)的决定(1401)。在一些实施方式中，手术用于治疗目的。附加地或替代地，手术用于诊断目的。

在一些实施方式中，手术涉及导管插入术。在一些实施方式中，手术涉及将一个或多个工具插入和/或穿过脉管系统和/或其它非血管内腔结构。工具的示例可以包括：导丝、微导管、快速交换导管、导向导管、球囊导管、支架或线圈、消融工具、中间导管、抽吸导管、超声导管、压力导管和/或其它工具。在一些实施方式中，手术是基于通腔的手术。在一些实施方式中，手术是基于网络的手术。

在一些实施方式中，装置相对于患者放置(1403)。在一些实施方式中，将装置，例如通过固定，安装在手术床上。在一些实施方式中，将装置连接到患者身上，例如安装到患者的腿上(例如，大腿)、患者的手臂和/或其他身体部位上。装置与手术床和/或患者的连接可使用带子(straps/bands)、刚性安装和/或其他连接方式进行。

在一些实施方式中，使用相对于床垫和/或床的栏杆和/或地板稳定的支架来实现与床的连接。然后，可以将系统安装在支架上，例如通过卡扣配合机件、磁性装置、绑带(例如，Velcro)和/或其他方式连接。在一些实施方式中，支架是可调节的，以便能够与各种身材的患者和/或不同床高一起使用。在一些实施方式中，当设置装置的位置时，选择装置相对于患者的高度、进入身体的角度、对准中的一个或多个。可相对于患者身体或其部位(例如相对于手术进入点)和/或相对于手术床和/或相对于其他手术室设备(例如相对于成像模块)来限定装置位置。

将装置连接到患者身体上，例如连接到肢体和/或其他身体部位(例如腿、手臂(可选地，手部鼻烟窝(snuffbox of the hand))、颈部、足部等)的潜在优势，可包括将装置放置在更靠近进入身体的入口处。在这种配置中，装置和身体之间延伸的工具段的长度可以减小，从而可能更有效地使用工具的长度。在一些实施方式中，装置足够紧凑，以便安装在患者肢体的顶部，例如，当装置连接到肢体时，不会从肢体横向突出(例如，该装置的尺寸不会从患者大腿横向伸出)。

在一些实施方式中，进行工具的装载(1405)。在一些实施方式中，在设置装置位置(例如，相对于患者和/或床)之后进行工具的装载；可替代地，在设置装置位置之前进行工具的装载。可选地，一个或多个工具被预装载到装置上，并且可选地与装置一起提供。在一个示例中，装置在已经装载有一个或多个工具的同时被提供在无菌包装中。附加地或替代地，工具在手术室中打开，并且例如由护士、技术人员和/或其他临床人员装载到装置上。在一些实施方式中，在手术期间，装载和/或更换工具，例如当从导航工具(例如导丝)切换到治疗工具(例如栓塞工具、导管球囊和/或其他治疗工具)时。

在一些实施方式中，该装置被构造成使得在工具移动元件和被装载的工具之间不存在或不需要屏蔽(例如，不通过壁、包裹物、帘子进行物理隔离)，例如，使得在工具和工具移动元件(例如，轮子、齿轮和/或其它致动器)之间形成直接接触。可选地，无需使用无菌盖布或其他覆盖物进行覆盖。例如，在手术后处理的一次性装置中，由于没有永久性组件，因此无需覆盖装置和/或装置通过无菌盖布接触工具的特定组件。被配置为直接与手术工具衔接而而无需分离或覆盖物的装置的潜在优势包括，更简单、更有效、时间和/或成本效益更高的准备过程和/或术后的清洁过程。

可替代地，在一些实施方式中，装置(和/或装置的选定组件，例如工具移动元件)至少部分地被无菌盖布或护套覆盖。

在一些实施方式中，通过经由装置的用户界面控制容纳在单元内的手术工具的移动来进行手术(1407)。由装置控制的工具的示例性操纵可包括：工具的线性推进和/或缩回；工具的旋转(例如，绕工具轴线转动)；工具的扭转；工具的角度定向(例如，弯曲工具的远端末端)；铰接(articulation)(例如，工具的远端末端)；改变工具的机械性能，例如硬度，例如通过从工具的近端控制远端末端结构或内部布置。

在一些实施方式中，工具的操纵是远程进行的。可选地，外科医生从不同的房间操作系统。可替代地，外科医生待在手术室中，可以在靠近或远离床的同时操作该系统。

在一些实施方式中，工具的操纵涉及操纵彼此连接和/或彼此插入和/或以一个工具的移动可能影响另一个工具的方式组装的工具，例如，当导丝在微导管的内腔中延伸时。在这种情况下，控制移动可涉及(在识别移动时，经由用户控制和/或由系统自动地)进行导丝和/或微导管相对于彼此的“补偿”移动，当两者在组装配置中被一起驱动时(例如当导丝在微导管内腔中处于单元的工具移动元件的位置时，在该位置工具被操纵)，可能是需要的。在一个示例中，当微导管推进或缩回时，可能需要将导丝保持在适当位置，而不使导丝与微导管一起移动。例如，这可以通过驱动两个工具的线性移动机件来实现，但方向相反(例如，向远端推进微导管，同时以向近侧缩回导丝的方式驱动导丝机件)。一起使用的工具(例如在微导管内腔延伸的导丝)的同步受控移动的潜在优势可能包括，在推进另一工具的同时保持一个工具的能力，例如通过在相反方向上驱动工具的致动机件，一个工具将被推进或缩回，而另一个工具将有效地保持在原位。

在一些实施方式中，用户界面被配置在装置本身上(例如，作为连接到系统单元和/或基座的屏幕和/或按钮和/或操纵杆)，和/或单独的医生控制台和/或单独的远程控制装置上。控制信号可以通过有线和/或无线通信(例如，基于网络的通信)传输到装置。

在一些实施方式中，装置(例如，装置控制器)被编程为包括装载模式，用于工具和/或装置电机的插入和/或校准；以及执行工具移动的操作模式。

在一些实施方式中，装置或其特定组件在手术之后被处理(1409)。可选地，装置整体被处理，可选地包括装载在其上的工具。

图15是根据一些实施方式的将多个手术工具装载到手术机器人装置上的方法的流程图。

在一些实施方式中，提供例如本文所述的机器人装置(1501)。在一些实施方式中，提供一种或多种细长手术工具，例如导丝、微导管、导向导管、快速交换导管和/或其他手术工具(1503)。

在一些实施方式中，工具(例如导丝)的近端手柄被放置成与给定的适配器或保持器衔接(1505)，例如在发明名称为“机器人操纵手术工具手柄”(律师案卷号83117)的共同申请的PCT中所描述的，其全部公开内容通过引用并入本文。

在一些实施方式中，导丝穿入(例如从远端方向)到机器人装置的导丝驱动机件的给定轴中(1507)。然后，将离开轴(存在于装置壳体)的导丝长度的至少一部分穿入到微导管的内腔中(1509)。

在一些实施方式中，微导管(其尚未物理地连接到装置)的近端在导丝从壳体离开的出口处固定到装置(1511)。然后，将微导管长度(包括容纳在内部的导丝)的至少一部分穿入到装置的微导管驱动机件的给定轴中(1513)。然后，微导管(连同容纳在内部的导丝)穿过导向导管的内腔(1515)。

可选地，导向导管被导向导管驱动机件容纳或衔接，该导向导管驱动机件可以在外部可操作地连接到装置壳体，或者可选地集成在装置内部。

然后，在一些实施方式中，将一个或多个工具引入患者身体中(1517)，并使用该装置进行操纵。

在示例性使用中，机器人装置装载有导丝和可选的微导管。可选地，将导向导管(其远端部分)手动插入患者体内。然后，将机器人装置放置在导向导管的近端附近，并将导向导管(可选地与其中容纳导丝的微导管一起)插入导向导管的内腔中。在一些实施方式中，插入导向导管内腔经由密封元件进行，该密封元件可以是机器人装置的集成部分，或者可替代地与之分离。然后，在一些实施方式中，用户将导向导管的近端连接到机器人装置。从此时开始，导向导管内腔内部的导丝和/或微导管的操纵，以及可选地离开导向导管(例如进入血管内腔)的导丝和/或微导管的操纵(例如线性推进/缩回和/或旋转)，可以使用装置(例如通过远程控制接口)自动进行。在一些实施方式中，导向导管的线性推进和/或缩回，例如到某种有限的程度，也使用机器人装置来进行。

图16A-D是根据一些实施方式的手术机器人系统的远程控制装置的各种配置。

在一些实施方式中，远程控制装置被成形为由用户(例如医生)手动握持。可选地，远程控制装置重量轻且体积小，足以让用户握持，而不会阻碍用户视觉上查看辅助设备，例如，显示操作期间成像结果的屏幕。在一些实施方式中，远程控制装置包括一个或多个部分，其被成形为由用户手掌抓握和/或与用户的手指衔接。

在一些实施方式中，远程控制装置与模块化机器人系统通信。在一些实施方式中，通信是无线的，例如经由无线(wi-fi)、红外、蓝牙、RF和/或其它无线模块来执行。

在一些实施方式中，远程控制装置包括模块化机器人系统的控制器或与模块化机器人系统的控制器通信。在一些实施方式中，由系统容纳的工具的操纵是经由远程控制装置来执行的。由远程控制装置控制的工具移动和/或工具的其它操作操纵的示例包括：工具的线性推进和/或缩回；工具的轴向旋转；工具远端末端的控制；移动速度；特定工具功能(例如球囊导管中球囊的膨胀/收缩、支架展开和/或推进)的控制，和/或其他工具操纵。

可通过远程控制装置控制的其他功能包括，例如：将材料(例如造影剂、洗涤液)自动注入工具内腔并通过工具内腔；整个组装系统的线性和/或角移动(例如，组装系统相对于安装件的滑动)；系统的安全停止；系统的开/关驱动；向系统或特定部组供电；和/或其他系统功能。

图16A-B示出了远程控制装置1601的第一示例，图16C-D示出了远程控制装置1603的第二示例。在一些实施方式中，装置包括一个或多个形式的接口：按钮1605、操纵杆手柄1607、手动滑块1609、旋转旋钮1611等。

在一些实施方式中，远程控制装置包括屏幕，例如用于通知用户关于当前控制和/或用于从用户接收命令。

在一些实施方式中，远程控制装置包括用于快速收回工具的接口(例如按钮)。此类接口这种接口可以在紧急情况、装置故障等情况下使用，和/或用于工具的计划收回，例如用新工具替换工具。

在一些实施方式中，远程控制装置是模块化的。可选地，有选择地连接特定按钮和/或另外的接口(和/或被暴露以启用它们的使用)。例如，用于控制导向导管(当导向导管接收单元已连接在系统上时)移动的按钮仅在需要时(例如，放置在可拆卸或可移动的盖下)才暴露出来以供使用。在另一个示例中，用于控制通过一个或多个系统接头的材料注入的接口连接到远程控制装置和/或需要时暴露出来以供使用。

远程控制装置可以在距系统一定距离处操作。可选地，远程控制装置由位于不同房间的外科医生操作。可选地，远程控制装置由手术室中的外科医生操作(靠近手术床或与手术床保持一定距离)。

在一些实施方式中，远程控制器可被配置为屏幕接口，例如用于手机、平板电脑、计算机等，例如如下所述。

图17是根据一些实施方式的与手术机器人系统相关联的屏幕界面的示意性示例。

在一些实施方式中，除了例如如上所述的远程控制装置之外，附加地或替代地，可以使用与系统通信的屏幕接口1701。在一些实施方式中，屏幕界面被配置用于接收数据(例如来自装置和/或来自成像装置和/或来自医生和/或来自医院系统)、呈现数据、向机器人装置和/或其它装置发送和/或接收命令，和/或其他。

在一些实施方式中，屏幕界面可以被配置在计算机、膝上型计算机、平板电脑、手机应用程序和/或其他。

该图所示的用户界面屏幕呈现了与机器人装置操作工具相关的功能和/或指示的示例，包括但不限于：工具移动类型(例如导丝转动、导丝推进/缩回、微导管推进/缩回、导向导管转动、导向导管推进/缩回)；导丝末端控制(例如导丝末端偏转)；工具速度和/或移动方向(例如，使用“涡轮”模式提高速度，启动快速或部分快速回缩)；紧急停止(装置故障、医疗紧急情况等；在一些实施方式中，紧急停止按钮停止向机器人装置供电)；控制两个(或更多)工具的移动；工具移动的定制控制，例如：控制配件，包括与系统和/或工具一起使用的装置和/或附加的配件，例如：通过端口注入材料；球囊膨胀；支架扩张；末端曲率、工具刚度。

图18A-B是根据一些实施方式的机器人装置的不同视图。

在一些实施方式中，机器人装置1801的形状和尺寸被设置成位于患者附近(例如连接到床)和/或位于患者身上，例如在患者的肢体上(例如在患者的大腿上)。在所示的示例中，装置1801包括具有鞍形底部1803的紧凑壳体1802。可选地，鞍形部分的形状和尺寸可以放置在患者的肢体上、床的栏杆上、给定的安装件上(例如，具有平坦底部的安装件，用于放置在平坦表面上，未示出)和/或其他。在一些实施方式中，壳体的第二部分1805从鞍形底部延伸，第二部分容纳一个或多个工具驱动机件。

在一些实施方式中，导丝按如下方式装载到装置1801上：在一些实施方式中，导丝的近端部分(例如手柄)容纳在可进入的隔室1807内，可选地由盖1809覆盖(隔室1807在本文中也可称为“适配器”或“保持器”)。可选地，一个或多个导丝手柄组件的操纵，在隔间1807内由一个或多个与手柄衔接的移动器来执行(例如与手柄的滑动件、手柄的旋转旋钮和/或其他手柄组件衔接)。

在一些实施方式中，导丝的更远端部分(邻近手柄)经由孔1813离开隔室1807。然后，在一些实施方式中，导丝的甚至更远端部分(可选地，导丝的最远端)通过入口孔1811插入到装置壳体中，其中插入的导丝被容纳在其驱动机件的给定轴(未示出)内。在一些实施方式中，导丝可选择地经由孔1815从壳体的相对壁再次离开壳体。在一些实施方式中，孔1815的位置也用作微导管近端的固定点。可选地，微导管被拧在旋钮1817和/或其它合适的突出部上，以固定在壳体上。当导丝通过孔1815离开时，它被能容纳在微导管的内腔中。

在一些实施方式中，微导管(连同在内部延伸的导丝)在壳体外部弯曲(例如，为“U”形)，以经由孔1819插入微导管驱动机件的给定轴。然后，微导管(连同内部的导丝)经由孔1820离开相对壁上的壳体。

在一些实施方式中，装置壳体的形状和尺寸仅用于容纳工具驱动机件，而不受工具尺寸因素的影响，例如工具长度、工具宽度(例如直径)。可选地，壳体保护内部的工具驱动机件，同时只有工具本身在外壳外部保持可见和/或可接触。可选地，看不见驱动机件。此类结构的潜在优势可能包括降低工具驱动机件的损坏风险(例如，由于不期望的接触)。

在一些实施方式中，在壳体内延伸的工具的一部分小于工具总长度的25％、小于20％、小于10％、小于5％或中间、更大或更小的百分比。容纳驱动机件且不需要将工具的长部分容纳在内部的壳体的潜在优势，可包括允许具有小尺寸和/或小重量的相对紧凑的壳体。

在一些实施方式中，壳体包括可移除或可移动部分，例如盖子。可选地，在发生紧急情况和/或机器人故障时打开盖子，例如手动释放工具。可替代地，在需要更换工具的情况下，打开盖子。

在一些实施方式中，盖子的打开自动使装置电机返回初始(原位)位置和/或方向。可选地，工具的致动机件，例如容纳工具的给定轴，旋转以对准，使得沿着轴延伸的狭槽在打开的盖的方向上面向上。在打开装置壳体的盖子时，电机和/或工具轴自动对准的潜在优势可能包括，更容易接近工具，以便调节和/或从其机件中移除工具。

装置的上部1805的示例性尺寸(无鞍形底部，其可替代地形成为平坦表面)可包括：小于12cm的轴向长度1821，小于7cm的宽度1823，小于9cm的高度1825。

在一些实施方式中，壳体1802由相对轻而耐用的材料形成，例如塑料、铝、复合材料。可选地，材料是可回收的，使得被处理的装置(例如一次性装置)可以至少部分被回收。

图19A-B示意性地示出了根据一些实施方式的包括或连接到导向导管驱动单元的手术机器人装置。

图19A-B示出了具有不同形状壳体的机器人装置。图19A示出了机器人装置壳体1900(例如图18A-B所示出的)放置在限定平坦表面的安装件1921上。图19B示出了大致箱形的壳体1902，其具有正方形或矩形截面轮廓。

在一些实施方式中，导向导管驱动机件1901被配置为单独的附加单元，其被配置为可操作地连接到机器人装置，例如，连接到装置壳体1903。

在一些实施方式中，导向导管驱动单元以这样的方式连接到壳体，即存在于壳体中的微导管(例如经由孔1905)进入装载到导向导管单元上的导向导管的内腔。在一些实施方式中，导向导管单元与壳体的连接是通过一种或多种以下方式来实现：干涉配合连接(interference fit coupling)(例如，通过装置壳体和导向导管驱动单元的壳体的相应凸起和凹陷)、滑动连接(例如，包括导轨1906，例如，如图19A所示)。

在一些实施方式中，导轨1906将导向导管驱动单元1901可移动地连接至位于装置壳体内的一个或多个电机，例如，使得电机驱动单元来回运动以移动导向导管。在一些实施方式中，导向导管驱动机件被配置为驱动导向导管的线性运动和/或旋转运动(即，转动)。在一些实施方式中，导向导管驱动单元被配置为电连接到机器人装置并从机器人装置接收电源。可替代地，导向导管驱动单元包括独立电源(例如电池)。

在一些实施方式中，导向导管驱动单元经由机械连接到机器人装置，例如通过卡扣配合连接、干涉配合连接、销和插座和/或其它合适的机械连接。

可替代地，在一些实施方式中，导向导管驱动机件在机器人装置壳体内部，并形成机器人装置的组成部分。

在一些实施方式中，导向导管驱动机件被配置用于驱动导向导管在选定距离范围内的线性移动，例如，使导管推进和/或缩回3cm、5cm、10cm或中间、更长或更短的距离。在一些实施方式中，这提供了对先前插入患者体内的导向导管的位置的微调。

在一些实施方式中，为了确保导向导管内的微导管与导向导管一起移动，微导管驱动机件被控制以补偿该移动，例如，微导管被致动以沿与导向导管相反的方向移动。可选地，微导管内的导丝作为单个单元与微导管一起移动，不需要独立致动。

图20A-C是根据一些实施方式的导向导管驱动单元的分离机件的示例、导向导管驱动单元壳体的示例，以及组装到机器人手术系统上的导向导管驱动单元。

在一些实施方式中，导向导管机件(参见图20A)包括一个或多个电机，例如用于驱动线性移动的电机2001和用于驱动旋转的电机2003。在一些实施方式中，导向导管2005的近端部分连接于连接器2009。在一些实施方式中，在操作中，电机2001使导螺杆2007旋转，导螺杆2007继而推进或缩回连接器2009，从而推进或缩回导向导管2005。在一些实施方式中，电机2003与连接器2009一起线性移动。

在一些实施方式中，电机2003的启动使连接器2009旋转，从而使导向导管2005旋转(转动)。

图20B是导向导管单元2000的外部视图。在一些实施方式中，该单元包括细长壳体2011和延伸穿过壳体的导螺杆2007(例如，如图20A所示)。在一些实施方式中，壳体包括一个或多个通向导向导管内腔的端口。例如，通过注射端口2010，材料(例如液体药剂、盐水等)可以被注射到导向导管的内腔中。

在一些实施方式中，壳体2011被成形为用于连接到机器人装置。在一个示例中，壳体限定了邻接部2012，该邻接部2012可以靠在机器人装置的外部壳体上和/或至少部分地连接到该外部壳体上，例如通过被容纳在机器人装置壳体上限定的相应凹槽或凹口内。

图20C示出了连接到机器人装置2013的导向导管单元2000。在一些实施方式中，导向导管单元连接到装置壳体2015的外壁。可选地，导向导管单元在插入患者体内的方向上向远端延伸。

如本示例中进一步所示：导丝2019从导丝保持器2021延伸到导丝驱动机件的给定轴；然后，导丝在2025处离开壳体，该壳体也用作微导管2027的固定点，并且导丝进入微导管内腔。然后，在2029处，微导管被弯曲以进入装置壳体，被容纳在微导管驱动机件的给定轴内。当微导管(连同容纳在其中的导丝)离开壳体时，它被容纳在导向导管2005的内腔中，导向导管2005由导向导管单元2000保持和操纵。

图21A-C示出了根据一些实施方式的用于致动由机器人手术系统致动的工具的旋转(转动)和/或线性移动的机件。

在一些实施方式中，如图21A的示例性机件所示，插入到给定轴中的导丝2101与至少一对驱动轮2103衔接，所述驱动轮2103彼此相对放置并接触穿过它们之间的导丝。用于驱动工具线性移动的电机2105驱动轮子旋转，根据旋转方向，轮子使导丝在近端或远端方向轴向移动。

在一些实施方式中，电机2107被配置为驱动第一齿轮2109的旋转，该第一齿轮2109继而干扰第二齿轮2111(放置于齿轮2109附近或顶部)，从而使第二齿轮2111旋转。在一些实施方式中，第二齿轮2111的旋转产生包括驱动轮2103和线性电机2105的组件的旋转，从而使组件(连同保持在其中的导丝)整体旋转。

在一些实施方式中，当齿轮2109旋转时，使导丝的保持器2121旋转，从而使导丝旋转(转动(rolling))。因此，在一些实施方式中，导丝的旋转(转动)在沿着导丝的两个位置进行：第一位置在保持器2121处，第二位置在包括驱动轮和线性电机的组件处，该组件与导丝一起作为整体旋转。沿着导丝在两个位置(其中一个位置可选地靠近弯曲部，另一个位置可选地远离弯曲部)转动导丝的潜在优势可以包括，在转动期间减少导丝的扭转，例如通过在两个位置同步驱动旋转，可选地通过一个电机执行两个位置的转动移动。

使用同一个电机(例如，经由移动齿轮2109的电机2107)在沿着导丝长度的两个位置处驱动导丝旋转的潜在优势可能包括改进对导丝转动的控制，例如这是与使用不同电机在两个(或更多)位置处驱动旋转相比而言的，后者可能需要电机方向和/或速度和/或致动定时之间的同步。使用同一个电机在两个不同的导丝长度位置处驱动旋转的另一个潜在优势可能包括提供更紧凑、更小的装置壳体。

附加地或替代地，齿轮2109的旋转不会直接使导丝(例如，不旋转保持器2121)旋转，而是会致动导丝的旋转，该旋转仅从由齿轮2111旋转的组件的点开始(当齿轮2111由齿轮2109旋转时)。

在一些实施方式中，一个或多个滑环用于向电机供应电流，而不管组件的电流方向(例如旋转方向)如何。例如，滑环由卷轴2117和底座2119构成，位于第二齿轮2111与驱动轮和线性电机组件的连接处。在一些实施方式中，滑环保持与线性电机的电连接，使得线性电机可以被致动而不管组件的旋转方向如何。

在另一示例性结构中，如图21B所示，驱动旋转的电机和/或传递来自电机的旋转的齿轮2113可直接与驱动轮和驱动线性移动的电机2105的组件连接。例如，齿轮2113沿着与组件相似的长轴放置。

在一些实施方式中，齿轮2113形成有导丝穿过的槽2123。可选地，槽2123形成给定轴2127中槽2125的直接延伸，在该给定轴2127中容纳有导丝。在一些实施方式中，槽沿着齿轮圆周的5度、10度、20度弧延伸。穿过齿轮的槽的潜在优势可包括有助于从致动机件移除导丝。

图21C是示出驱动导丝线性移动的轴2127和轮子2103的剖视图。在一些实施方式中，轴2127限定了容纳导丝的细长内腔2129，该内腔与槽2125连通。在一些实施方式中，轴2127的内壁被构造成与轮子的轮廓相匹配(例如参见曲率2128)，使得内腔2129中的导丝被直接引导进入(然后从轮子之间的路径离开)轮子之间的路径。在一些实施方式中，内腔2129紧邻轮子的外轮廓延伸，以将导丝直接置于轮子之间。

在一些实施方式中，轮子2103布置(位于)在基本垂直于与由槽2125限定的平面上。

可替代地，轮子可以布置在平行于由槽2125限定的平面上。

被构造成与轮子的轮廓相匹配的轴的潜在优势可包括，在将导丝送入(以及从驱动轮之间的路径中离开)驱动轮之间的路径时改进对导丝的控制。另一个潜在优势可能包括降低导丝滑出其给定路径和/或其他离开其给定路径的风险。

包括用于驱动导丝线性移动的轮子且被配置为整体旋转以产生导丝的转动的组件的潜在优势可包括，可在转动移动期间执行线性运动(或者反之亦然)。双移动组件，即线性移动和旋转在相同的物理位置(在机器人装置内部)被致动的另一个潜在优势可包括，减少可能发生的滑动或其他不期望的导丝运动，例如，如果两个间隔开的机件各自驱动线性移动和转动移动，并且导丝需要在它们之间延伸。在一个机件致动旋转而另一个间隔开的机件致动线性移动的间隔开的机件中，导丝的旋转可能导致导丝在旋转机件和线性移动机件之间滑动(或者反之亦然，导丝的线性运动可能导致其从旋转机件上滑落)。分开的间隔开的机件的另一个缺点是，在闲置位置可能引起摩擦(即，在当前未使用的机件处对工具段施加摩擦)，这可能需要某种类型的释放机件，该释放机件将在一个机件工作时使另一个机件脱离。

图22示出了根据一些实施方式的驱动导丝移动的机件的示例性布置。

在一些实施方式中，导丝旋转由一个以上的机件执行。可选地，与导丝衔接的两个或更多机件被配置为使导丝旋转(转动)。在这种情况下，以同步方式控制两个机件，例如，确保导丝不扭转或扭结。

在一些实施方式中，导丝近端部分或手柄被保持在适配器或保持器2201内，该适配器或保持器2201适于通过旋转以整体旋转手柄，和/或通过致动手柄部件(例如可旋转旋钮(未示出))来产生导丝的旋转(转动)(可选地，导丝的远端末端的转动)。导丝从保持器2201沿着其旋转所围绕的轴线2203延伸，直到离开壳体。当导丝进入壳体时，它可以穿过第二机件，该第二机件适于致动旋转(在该示例中还包括线性移动)。第二机件，例如图21B所示的机件，可被配置为致动导丝围绕导丝延伸的轴2205的旋转(转动)。可选地，轴2205与轴2203平行，下定了工具致动沿其进行的平行路径。可替代地，沿轴2205和2203限定的工具路径不平行，例如，相对于彼此向内倾斜或向外倾斜。

在一些实施方式中，这些机件延伸至相似的高度和/或轴向长度，使得它们可以安装在紧凑的壳体内。

图23A-B是根据一些实施方式的关于通过调节工具的弯曲部分来控制工具的长度和/或位置的示意图和流程图。

在一些实施方式中，如图23A示意性示出的，由机器人装置2302操纵的工具2301在两个或更多个彼此间隔开(沿着装置的长度)的位置2303、2305处衔接，使得在两个位置之间延伸的工具的段2307可被调节(加长或缩短)。在一些实施方式中，位置2303、2305限定了工具2301与机器人装置壳体2302的连接点，而段2307从外部延伸至装置(即，从外部延伸至装置壳体)。

在一些实施方式中，位置2303、2305彼此相对布置的方式使得段2307弯曲(bend或curvature)成，例如，如图所示的“U”。例如，位置2303和2305并排对准。

可替代地，位置2303和2305不并排对准。

在一些实施方式中，为了控制工具的长度，改变弯曲(例如“U”形)的尺寸(例如延伸或收缩)，从而改变弯曲的峰与装置2302的壳体之间的最大距离2309。

在一些实施方式中，弯曲的范围(例如由曲率半径2310限定)通过工具的线性移动(例如工具被推进或缩回的程度)和/或通过工具的手动装载来设置，其中工具长度的特定段被装载到系统中。在一些实施方式中，弯曲的范围取决于工具的总长度。

在一些实施方式中，工具与壳体的连接点之间的距离2312是工具的曲率半径2310的函数。可选地，距离2312是工具可弯曲的最小曲率半径的两倍。

在一些实施方式中，壳体2302的尺寸，例如形成工具的入口孔和出口孔的壳体的壁的范围，根据工具的曲率半径来确定尺寸，例如至少是工具的最小曲率半径的2倍，但不超过工具的最小曲率半径的5倍、6倍、8倍、10倍或中间、更大或更小的倍数，以便由装置操纵。

在一些实施方式中，壳体的最大尺寸(例如壳体的宽度或壳体的高度)在5-10cm、8-20cm、12-40cm之间或中间、更长或更短。

在一些实施方式中，装置包括两个以上与工具的衔接位置，从而允许在这些位置之间形成多个弯曲(例如“U”弯曲)。

限定工具衔接位置使得在这些位置之间延伸的工具段的长度可调的装置的潜在优势可包括，改善对被操纵工具长度的控制。可选地，控制最远端工具段(例如在机器人装置壳体的最后出口和患者体内的目标点之间延伸的段)的长度，从而潜在地允许对工具远端末端位置进行精细控制。在一些实施方式中，将工具推向身体内部的目标点可减小工具在壳体外部的弯曲尺寸，反之亦然：将工具从目标点缩回可增大弯曲尺寸。

限定工具衔接位置使得在这些位置之间延伸的工具段的长度可调的装置的另一个潜在优势可包括，容纳和操纵各种长度的工具的能力

限定工具衔接位置使得在这些位置之间延伸的工具段的长度可调的装置的另一个潜在优势可包括，弯曲段从外部延伸到装置壳体，可能允许相对较小尺寸(例如轴向长度)的装置，该装置基本上不受工具长度的影响，能够实现小尺寸的紧凑壳体。

图23B是由图23A所描述的机件的示例。在一些实施方式中，工具近端固定到机器人装置(2321)。例如，工具的手柄被容纳和/或连接到装置的给定适配器或固定器。这种连接可称为第一衔接位置，例如如上所述。在一些实施方式中，工具的更远端部分穿过或插入到机器人装置(2323)中。例如，工具的远端部分穿入到操纵机件的给定轴(例如，导丝被插入以与工具移动轮衔接)。这种第二连接可被称为第二衔接位置，例如如上所述。

然后，可选地，在工具近端的固定位置和工具的衔接位置之间延伸的工具段(例如，通过工具移动轮)的长度被调节(2325)。

图24示出了根据一些实施方式的限定工具的布置的系统配置，其中工具长度可以调节。

在所示的示例中，包括和/或连接到导向导管单元2403的机器人装置2401被配置为接收并驱动导丝2405、微导管2407和导向导管2409的移动。在一些实施方式中，如该示例中所示，两个“U”形弯曲2411和2413由穿过系统的工具限定：单独的导丝的弯曲2411，和当导丝在弯曲微导管的内腔延伸时的导丝的弯曲2413。在一些实施方式中，弯曲2413的尺寸变化导致微导管和导丝在远离弯曲的段处的联合移动。在一些实施方式中，微导管的移动(推进或缩回)改变了弯曲2413的尺寸。

从图24中可以看出，装置壳体2402(即壳体的壁)限定了以下孔，工具穿过这些孔进入和/或离开由壳体限定的内部装置空间：在一些实施方式中，导丝2405的近端部分在保持器2404处固定到装置；然后，导丝在孔2406处进入壳体，并通过孔2408离开，其中孔2408可选地位于壳体的与限定孔2406的壁相对的壁处。在一些实施方式中，微导管2407的近端部分在保持器2410处固定到装置，在保持器2410处，导丝也被容纳在微导管内腔中。然后，在一些实施方式中，微导管在孔2412处进入壳体，并在孔2414处离开壳体，孔2414可选地被构造在壳体的与孔2412相对的壁上。

图25示意性地示出了根据一些实施方式的系统的工具移动驱动机件。

在一些实施方式中，如该示例所示，工具移动机件彼此平行布置，例如并排对准。工具移动机件彼此平行(可选沿相似的轴向范围对准)的潜在优势可包括：延伸穿过各机件的工具可以可调节地弯曲，从而提供可变的工具长度。工具移动机件彼此平行(可选沿相似的轴向延伸范围对准)的潜在优势可包括：容纳这些机件的装置壳体可以保持相对较小、紧凑的尺寸，这不是由工具的实际长度决定的。

本文所示的工具移动机件包括：机件2501，用于保持和可选地旋转导丝2502(例如参见图21A的描述)；机件2503，用于致动导丝(包括例如一组轮子2505)的线性平移；以及机件2507，用于致动微导管2508(包括例如一组轮子2509)的线性平移。

在一些实施方式中，导丝旋转可以在一个或两个机件2501、2503处进行，可选地同步(例如通过装置控制器)进行。

图26A-B是根据一些实施方式的包括用于选择性地衔接由系统容纳的工具的弹性元件(例如弹簧)的装置配置的示例。

在一些实施方式中，弹性元件(例如弹簧、带)被放置和配置为使驱动轮朝向容纳在装置内的工具移动(例如推动)，从而使轮子与工具紧密接触。附加地或替代地，弹性元件被放置和配置为移动容纳在装置内的工具移动(例如，推动、居中)，使其与驱动轮可操作地接触。

在所示的示例中，弹簧2601安装在保持驱动轮2605的杆2603上，从而在弹簧上施加力时，杆移动轮子与工具接触。在一些实施方式中，通过关闭或移动壳体的一部分(例如关闭盖子)，将力施加到弹簧上。在一些实施方式中，弹簧构造成缩回杆以移动轮子远离工具，例如允许移除工具。可选地，当盖(或壳体的其他部分)打开或以其他方式移动时，弹簧被拉动，从而使轮子远离工具。

在一些实施方式中，弹簧被预先配置为施加为特定工具或工具尺寸(例如工具直径)选择的力，例如，将轮子放置为与特定厚度的工具接触。

如本文所使用的，术语“插入装置”和“医疗装置”、“机器人装置”、“机器人系统”、“装置”、“系统”等可以互换使用。在某些情况下，装置作为系统的一部分。

如本文所使用的，术语“医疗仪器”和“医疗工具”、“手术工具”、“细长工具”等可以互换使用。

尽管本公开中描述的一些示例主要涉及将导丝插入患者血管中，但这仅是出于简单的原因，本公开的范围不限于仅用于插入导丝的装置，而是可包括插入另外的医疗工具/仪器，例如微导管、球囊导管等。此外，本公开的范围不限于将医疗工具插入血管，而是可以包括将医疗工具插入其他体腔，例如尿道、胃肠道和气管。在本文的说明书和权利要求书中，“包括(include)”和“具有(have)”及其它形式不限于与这些词语相关的列表中的成员。

术语“包括(comprises或comprising或includes)”、“具有(having)”以及它们的变形表示“包括但不限于”。

术语“由……组成(consisting of)”是指“包括并限于”。

术语“基本上由……组成”是指组合物、方法或结构可以包括另外的成分、步骤和/或部分，但前提是另外的成分、步骤和/或部分不会实质上改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本和新颖特征。

除非上下文另有明确规定，否则本文使用的单数形式“一个(a或an)”和“所述(the)”包括复数。例如，术语“一种化合物(a compound)”或“至少一种化合物(at leastone compound)”可包括多种化合物，包括其混合物。

在整个申请中，本发明的各种实施方式可以以范围的形式呈现。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应当被解释为对本发明范围的不可改变的限制。因此，范围的描述应被视为具体披露了所有可能的子范围以及该范围内的个别数值。例如，对范围(例如1-6)的描述应被视为已经具体公开了子范围(例如1-3、1-4、1-5、2-4、2-6、3-6等)以及该范围内的单个数字(例如1、2、3、4、5和6)。这适用于任何范围的宽度。

无论何时在本文中指出数值范围，其意指包括所指出范围内的任何引用数字(分数或整数)。术语“第一指示数字和第二指示数字之间的范围(ranging/ranges between afirst indicate number and a second indicate number或ranging/ranges from afirst indicate number to a second indicate number)”在本文中可互换使用，意指包括第一和第二指示数字以及它们之间的所有小数和整数。

如本文所使用的，术语“方法”是指用于完成给定任务的方式(manners)、手段(means)、技术和程序，包括但不限于化学、药理学、生物学、生物化学和医学领域的从业人员已知的或容易从已知的方式、手段、技术和程序开发的那些方式、手段、技术和程序。

如本文所使用，术语“治疗”包括消除、基本抑制、减缓或逆转疾病的发展、基本改善病症的临床或美学症状或基本防止病症的临床或美学症状的出现。

应当理解，为了清楚起见，在单独实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反，为了简洁起见，在单个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供，或者以任何合适的子组合提供，或适合于本发明的任何其他描述的实施方式来提供。在各个实施方式的上下文中描述的某些特征不应被视为这些实施方式的必要特征，除非该实施方式在没有这些元件的情况下不起作用。

尽管已经结合本发明的具体实施方式描述了本发明，但是显而易见的是，对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化将是显而易见的。因此，本文旨在包含所有此类属于所附权利要求的精神和广泛范围内的替代、修改和变更。

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请通过引用全部并入本说明书中，其结合程度与每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地和单独地通过引用并入本文的程度相同。此外，本文中任何参考文献的引用或标识不应被解释为承认该参考文献可作为本发明的现有技术。就所使用的章节标题而言，它们不应该被解释为必要的限制。此外，本文的任何优先权文件在此全部引入作为参考。

Claims (45)

1.一种用于驱动和操纵一个或多个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：

至少一个电机；

至少一个工具移动元件，由所述至少一个电机驱动，所述工具移动元件被放置和配置为可操作地接触至少部分地容纳在所述机器人装置中的细长外科手术工具，以推进、缩回和/或旋转所述细长手术工具；和

装置壳体，其形状和尺寸适于包封所述至少一个电机和所述至少一个工具移动元件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个电机和所述至少一个工具移动元件被限制在所述壳体的壁内，并且其中当被容纳在所述装置内时，只有所述一个或多个细长手术工具从所述壳体的所述壁向外延伸。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述壳体的壁限定了小于2800cm³的内体积，所述装置的重量小于850克。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述壳体的壁限定了至少一个入口孔和至少一个出口孔，所述细长手术工具通过所述入口孔插入所述装置，所述细长手术工具通过所述出口孔离开所述装置。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述壳体的壁为至少两个细长手术工具限定了至少两个入口孔和至少两个出口孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，包括用于所述细长手术工具的近端部分的锚定位置，其中所述锚定位置和用于所述细长手术工具的入口孔沿着所述壳体的类似壁对准，使得所述细长手术工具延伸出所述壳体外部并位于所述锚定位置和所述入口孔之间的一段在所述壳体外部形成U形弯曲。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述壳体包括用于所述细长手术工具延伸穿过的给定细长轴，所述至少一个工具移动元件设置在所述轴附近，并且突出于所述轴内部，以可操作地接触所述细长手术工具。

8.根据权利要求7中所述的装置，其中，所述至少一个工具移动元件包括一组相对的轮子，所述轮子被配置为旋转以在所述轴内推进或缩回所述细长手术工具。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述轴连接到齿轮，当所述齿轮旋转时，所述齿轮使所述轴连同所述至少一个工具移动元件和容纳在其中的所述细长手术工具一起围绕所述轴长轴旋转，从而使用所述至少一个工具移动元件将所述细长手术工具转动。

10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述轴的内轮廓被成形为与所述至少一个工具移动元件的外轮廓在它们的界面处匹配。

11.根据权利要求7所述的装置，包括用于所述细长手术工具的近侧部分的锚定位置，所述锚定位置包括用于保持所述细长手术工具的近端部分的保持器，同时所述细长手术工具的更远端部分容纳在所述给定细长轴内。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述至少一个电机中的一个被配置为驱动所述保持器和所述细长轴的旋转，从而沿着所述细长手术工具的长度在两个间隔开的位置处使所述细长手术工具转动。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述壳体的底壁为鞍形。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述壳体的底壁是平坦的。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其中，所述壳体的尺寸包括小于30cm的高度、小于30cm的宽度、小于30cm的长度。

16.根据权利要求4所述的装置，其中，所述壳体在所述入口孔和/或所述出口孔处包括具有圆形外唇的圆锥形突起。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，所述壳体包括可移除的或可移动的盖，以使装载到所述装置上的一个或多个细长手术工具进入。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的装置，被配置为驱动和操纵导丝和微导管中的至少一者的移动。

19.一种手术系统，包括：

根据权利要求1所述的机器人装置；和

用于驱动导向导管移动的附加单元，所述附加单元可机械地连接到所述机器人装置的所述壳体。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，还包括与所述机器人装置的控制器通信的远程控制装置。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，还包括与所述机器人装置的控制器连通的成像模态。

22.一种用于驱动细长手术工具的线性移动和旋转移动的组件，包括：

轴，包括与所述轴的中心内腔连通的槽，所述内腔沿着所述轴长轴延伸；

一组轮子，彼此相对放置并且在所述槽的两侧对准，所述轮子至少部分地延伸穿过所述细长轴中的孔并且进入所述槽中，以接触容纳在其中的细长手术工具；和

齿轮，被放置和配置为，在旋转时使所述轴与所述一组轮子一起绕所述轴长轴旋转。

23.根据权利要求22所述的组件，其中，所述齿轮与所述轴线性对准并且与所述轴同轴。

24.根据权利要求22或23所述的组件，还包括电机，所述电机被放置和配置为通过驱动所述轮子的旋转来线性移动所述细长手术工具，所述电机被放置和配置为当所述轴旋转时与所述轴一起旋转。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的组件，其中，所述齿轮在其圆周上包括槽，所述槽与所述轴的所述槽线性对准。

26.根据权利要求22至25中任一项所述的组件，其中，限定所述中心内腔的所述轴的内壁的轮廓与所述一组轮子中的至少一个轮子的外部轮廓的至少一部分相匹配。

27.根据权利要求22至26中任一项所述的组件，包括与所述齿轮接触并被配置为旋转所述齿轮的电机传动装置。

28.根据权利要求22至27中任一项所述的组件，其中，所述一组轮子中的每个轮子被布置成位于基本上垂直于由所述槽限定的平面上。

29.根据权利要求28所述的组件，其中，当所述组件围绕轴长轴旋转时，所述一组轮子沿着旋转，使得所述一组轮子中的每个轮子保持位于所述平面上，所述平面基本上垂直于由所述槽限定的所述平面。

30.一种使用手术机器人装置来操纵至少一个细长手术工具的方法，包括：

提供一个机器人装置，其形状和尺寸适于放置在手术床附近或手术床上；

将至少一个细长手术工具装载到所述装置上；

由所述机器人装置经由远程控制接口控制所述至少一个细长手术工具的操纵以执行手术过程；和

在所述外科手术之后，将所述机器人装置与所述至少一个细长手术工具一起处理。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述机器人装置包括：

一个或多个电机；和

一个或多个工具移动元件，由所述一个或多个电机驱动；

其中所述装载使所述至少一个细长手术工具与所述一个或多个工具移动元件直接可操作性接触，并且所述一个或多个工具移动元件与所述一个或多个马达直接可操作性接触。

32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，所述机器人装置未被无菌盖布覆盖。

33.根据权利要求30至32中任一项所述方法，包括将所述至少一个细长手术工具引入体内，并允许体液通过所述细长手术工具进入所述机器人装置。

34.一种使用手术机器人装置来操纵至少一个细长手术工具的方法，包括：

提供一个机器人装置，其形状和尺寸可连接到患者的肢体；

将所述机器人装置连接到患者的肢体上；

将所述至少一个细长手术工具装载到所述装置上；和

通过所述机器人装置控制所述至少一个细长手术工具的操纵，以执行手术过程。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述肢体是以下之一：患者的腿，其中所述机器人装置连接到大腿；患者的手臂，其中所述机器人装置连接在手腕附近。

36.根据权利要求34或35所述的方法，包括在所述患者的腹股沟中形成切口，并使用所述机器人装置通过所述切口引入所述至少一个细长手术工具。

37.根据权利要求34至36中任一项所述的方法，其中，所述连接包括将所述机器人装置捆绑到所述肢体上。

38.一种控制细长手术工具的可用长度的方法，包括：

提供一个包括壳体的机器人装置；

将所述细长手术工具装载到所述机器人装置上，使得所述细长外科手术工具保持在沿着所述细长手术工具的长度的第一位置处，并且可滑动地保持在沿着所述细长手术工具的长度的第二位置处；其中在所述第一和第二位置之间延伸的所述细长手术工具的一段形成弯曲；和

在所述第二位置处滑动所述细长手术工具，以缩短或延长所述弯曲的最大点与所述机器人装置的所述壳体之间的距离，以控制所述细长手术工具的长度。

39.根据权利要求38所述的方法，包括通过所述缩短或延长来控制所述细长手术工具的远端段的长度，所述细长手术工具从所述机器人装置壳体延伸到患者身体内的目标点。

40.一种用于驱动和操纵至少两个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：

一个壳体，所述壳体包括：

至少一个电机；和

至少两个组件，每个组件被配置用于驱动所述至少两个细长手术工具中的一个的线性移动和/或旋转，每个组件包括由所述至少一个电机或相关联的传动装置驱动的工具移动元件；

其中所述壳体限定了小于2800cm³的体积，并且具有小于850克的重量。

41.一种用于驱动和操纵至少一个细长手术工具的移动的紧凑型机器人装置，包括：

一个壳体，所述壳体包括：

至少一个电机；

第一工具移动元件，所述第一工具移动元件由所述至少一个电机驱动，所述工具移动元件被放置和配置为可操作地接触细长手术工具，所述细长手术工具至少部分地容纳在所述机器人装置中以推进或缩回所述细长手术工具；和

第二工具移动元件，所述第二工具移动元件由所述至少一个电机驱动，并且被配置为使所述细长手术工具围绕所述细长外科手术工具的长轴旋转。

42.根据权利要求41所述的装置，其中，所述壳体包括用于所述细长手术工具延伸穿过的轴，所述第一工具移动元件至少部分地突出到所述轴中以接触所述细长手术工具。

43.根据权利要求42所述的装置，其中，所述轴的内壁轮廓与所述第一工具移动元件的外部轮廓的至少一部分相匹配。

44.根据权利要求41至43中任一项所述的装置，其中，所述第一工具移动元件包括至少一对轮子，所述轮子根据所述轮子的旋转方向推进或缩回所述细长手术工具。

45.根据权利要求41至44中任一项所述的装置，其中，所述第二工具移动元件包括齿轮，所述齿轮沿着所述轴线性对准，并被配置为使所述轴旋转。

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