CN116322463A - 用于组合成像和治疗递送或其它用途的逆行和独立可铰接的嵌套导管系统 - Google Patents

用于组合成像和治疗递送或其它用途的逆行和独立可铰接的嵌套导管系统 Download PDF

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Abstract

提供了用于图像引导的介入程序和其它用途的装置、系统和方法。嵌套铰接导管轴系统可具有成像导管，该成像导管具有由流体驱动的铰接护套部分支承的超声换能器。驱动流体可以经由偏心通路沿着非对称护套向远侧传输至端口远侧的成像导管的铰接部分。支承治疗工具的铰接轴可以在成像护套的工作内腔内前进至端口，使得工具位于换能器的视野内。与机械拉线系统相比，流体传输通道占用的护套横截面积可能小得多，从而允许嵌套护套/轴系统提供进入心腔的更安全的进路，并促进对3D超声成像及图像引导的结构性心脏治疗等的精确独立控制。

Description

用于组合成像和治疗递送或其它用途的逆行和独立可铰接的 嵌套导管系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年9月28日提交的美国临时申请第63/084,198号的权益，其全部公开内容为所有目的以参见的方式纳入本文。
技术领域
总体而言，本发明提供了改进的装置、系统和方法，用于在经由受约束和/或迂回的进入部位进入的工作空间中执行多项任务。在示例性实施例中，本发明提供了具有铰接部分的嵌套细长柔性主体，这些铰接部分可以经由流体驱动系统独立驱动。可选地，铰接主体可以包括心脏导管，并且导管中的一个可以包括结构性心脏治疗导管。另一导管可包括冠状动脉内超声心动图(ICE)导管，并且导管中的一个或两个导管可通过小直径多内腔挤出件驱动，其中导管中的一个包括非对称轴，非对称轴具有一个或多个相对较小的偏心通路，以经由多内腔挤出件促进近侧膨胀流体供应系统的多个独立流体压力与远侧铰接球囊阵列之间的流体连通。
背景技术
诊断和治疗疾病通常涉及进入人体的内部组织，而开放式手术通常是获得进入内部组织的进路的最直接的方法。尽管开放式手术技术已经取得了巨大成功，但它们会对侧支组织造成重大创伤。
为了帮助避免与开放手术相关联的创伤，已经开发了许多微创外科手术进路和治疗技术，包括细长柔性导管结构，该结构可以沿着遍布全身的血管内腔网络前进。尽管通常限制了对患者的创伤，但是基于导管的腔内治疗可以非常具有挑战性，部分原因是难以使用器械横穿曲折脉管系统而进入目标组织(并与目标组织对准)。替代的微创外科手术技术包括自动(robotic)手术，并且先前已经提出了用于从患者外部操纵柔性导管主体的自动系统。那些现有的自动导管系统中的一些已经遇到了挑战，这可能是由于将大型且复杂的自动拉线导管系统有效地集成到介入心脏病学实践中所遇到的困难，目前其正在临床导管实验室中进行。尽管手术精准度的潜在改进使得这些努力具有诱惑力，但是这些大型的专业化系统的资本设备成本和医疗保健系统的总体负担也是一个问题。先前的自动缺点的示例可包括更长的设置时间和整个程序时间、操作模式的损伤性的变化(例如，当使工具最初朝向内部治疗部位进入或前进时，有效触觉反馈的减少)等，避免这些缺点将会是有益的。
近来已经提出了一种用于控制导管形状的新技术，该技术可能比牵引线和其它已知的导管铰接系统具有显著优势。如在2016年9月29日公开的，标题为“ArticulationSystems,Devices,and Methods for Catheters and Other Uses(用于导管和其它用途的铰接系统、装置和方法)”的美国专利公开第US2016/0279388号中更充分地解释的(已转让给本申请的受让人，其全部公开内容以参见的方式纳入本文)，铰接球囊阵列可以包括球囊子集，该球囊子集可以膨胀以选择性地使导管的各部段弯曲、伸长或硬化。这些铰接系统可以将压力从简单的流体源(例如预加压的罐)导向沿着患者体内的导管的(一个或多个)部段设置的铰接球囊的子集，从而引起所期望的形状变化。这些新技术可提供超出以前可获得的导管控制，而通常不必诉诸复杂的自动机架，不必依靠拉线，甚至不必在电机上破费。因此，这些新的流体驱动导管系统似乎具有显著的优势。
伴随着流体驱动技术的优势，目前正在进行改进成像的工作，以供介入医生和其它医生使用，以引导铰接治疗递送系统在患者体内的运动。光学、超声和透视系统通常获取平面图像(在一些情况下，在不同平面上以角度偏移的定向获取多个平面图像)。新的三维(3D)成像技术现在也在使用。这些新的成像系统中的一些包括三维图像捕获装置，它从身体内适当的位置和定向获取内部治疗部位的图像，并且三维显示技术已经(并且仍在)开发并用于示出这些三维图像。
尽管新提出的流体驱动的自动导管和成像系统具有许多成功的优点，但仍可期望进一步的改进和替代方案。总体而言，有益的是提供进一步改进的医疗装置、系统和方法，以及提供使用户引导结构性心脏和其它图像引导的介入系统的运动的替代装置、系统和方法。例如，现有的用于心脏结构治疗的三维超声系统(诸如已知的经食道超声心动图或TEE)通常需要单独的专门成像专家来操纵探针和控制成像。冠状动脉内超声心动图(ICE)探针有时可以由进行治疗的介入医生沿着血管路径前进到心脏中，但市面上的机械ICE探针系统在操控上有一定的难度。这些已知的ICE系统也可能依赖于进入血管系统的专用进入部位(诸如与将用于治疗组织的治疗工具的进入部位分开的进入部位)。这种ICE系统的细长轴可以在一个或多个治疗性介入工具的细长轴的旁边平行延伸，包括穿过心房内隔的脆弱组织。使用多个进入部位和多个侧向偏移成像和/或治疗轴会增加组织创伤。因此，促进介入工具精确图像引导运动且创伤较小的技术将特别有益。提供了现有2D和3D成像的部分或全部优势的改进的成像系统也将是有益的，其具有改进的效率、易用性和准确性。
发明内容
本发明总地提供改进的装置、系统和方法，用于细长主体和诸如导管、管道镜、连续体自动操纵器、刚性内窥镜自动操纵器等其它工具的使用、训练使用、计划使用、和/或模拟使用。本文提供的图像引导的介入系统和方法将通常使用具有多个细长结构轴或护套部分的嵌套铰接导管系统，其中每个部分支承相关联的治疗工具或成像工具，以限定成像或治疗导管，诸如(例如)具有由成像导管护套部分支承的图像捕获装置(诸如超声换能器)的成像导管，以及具有由结构性心脏治疗导管轴部分支承的结构性心脏治疗工具(诸如经导管边缘到边缘修复工具或“TEER”工具、左心耳闭合工具或“LAAC”工具等)的结构性心脏治疗导管。优选地，导管中的一个的一部分嵌套在导管中的另一个的一部分内，并且嵌套的导管中的至少一个(并且理想地两个都)构造成用于流体驱动的铰接。可选地，系统的第一工具包括图像捕获装置。该第一工具可由轴部分支承，该轴部分包括第一流体驱动的铰接护套部分。护套的铰接部分又由偏心护套主体支承，该偏心护套主体具有工作内腔，该工作内腔向远侧延伸至与铰接部分的近端相邻的端口。铰接护套的驱动流体可以经由小于工作内腔的一个或多个偏心通路沿着偏心护套向远侧传输，理想地经由设置在通路中的多内腔挤出件。支承治疗工具的铰接轴可以在工作内腔内前进到图像捕获装置的视野内的目标组织部位。与机械拉线系统相比，多内腔的流体传输通道可能占用护套的横截面积小得多，从而允许嵌套护套/轴系统经由单个组织孔提供进路，并且相比已知的导管系统引起创伤更小。本文描述的技术可以促进对基于导管的治疗的精确控制，包括3D超声图像引导的结构性心脏治疗。
在第一方面，本发明提供了一种用于治疗患者心脏的结构性心脏治疗方法。心脏具有与腔室相邻的组织，并且该方法包括使可转向护套组件向远侧前进至腔室中。护套组件包括第一治疗或诊断工具、端口、端口和第一工具之间的铰接护套部分、以及从端口向近侧延伸的内腔。第二诊断或治疗工具支承在腔室内，可转向轴沿着内腔延伸并穿过端口。轴包括在工具近侧的铰接部分，并且第一工具通过将铰接护套部分进行铰接在腔室内而与组织对准。第二工具通过将铰接轴部分铰接在腔室内而与组织对准。
可以单独地或组合地提供任何数量的独立特征以增强本文描述的方法和结构的功能以用于不同目的。可选地，第一工具将包括图像捕获装置，典型地是超声换能器，诸如ICE换能器。当换能器沿着第一成像轴朝向组织定向时，换能器将通常提供组织的3D超声图像，并且换能器还将通常用于提供沿着第一平面和第二平面的组织的双平面成像。偶尔在使用期间，第二工具将沿着或邻近换能器和组织之间的第一轴布置，使得3D超声图像受到阻碍。有利地，可以通过将铰接护套部分进行铰接来重新定位换能器，使得换能器沿着第二成像轴与组织对准，从而减轻第二工具对换能器的阻碍。替代地(或附加地)，当轴沿着或邻近换能器和组织之间的第一轴设置以使得3D超声图像受到阻碍时，铰接轴部分的姿势可以改变，使得换能器的阻碍通过轴减轻。无论如何，使用具有小于阈值尺寸(例如小于30Fr(弗伦奇)，通常小于25Fr，理想情况下为24Fr或更少，22Fr或更少，或者甚至20Fr或更少)的整体轮廓的嵌套系统在心腔内独立地铰接轴和护套的能力可以提供显著的优势，特别是在每个轴和护套能够以2个或更多、3个或更多、4个或更多、至少5个、或6个自由度铰接的情况下。理想地，护套和轴中的一者或两者可通过铰接球囊阵列的选择性膨胀而铰接，铰接球囊阵列沿着心脏的腔室内的相关联的铰接部分设置。
第二工具可包括构造成用于结构性心脏治疗、心律失常治疗或类似治疗的多种治疗工具或诊断工具中的任何一种。例如，第二工具能够可选地包括构造成用于闭塞左心耳、瓣周漏或隔膜缺损的闭塞装置；构造成用作二尖瓣或三尖瓣的置换瓣膜；或瓣膜修复装置。腔室能够可选地包括心脏的左心房、右心房、左心室或右心室。
优选地，铰接护套部分或铰接轴部分或两者的铰接通过将膨胀流体向远侧引导至球囊铰接阵列来执行。用膨胀流体使阵列的球囊选择性地膨胀可以提供多个(诸如2、3、4、5或6个)铰接运动自由度。膨胀流体可以在多内腔轴内沿着护套向远侧传输或在护套或轴本身的内腔中传输，其中膨胀内腔优选地沿着护套和/或轴的轴线偏心地延伸并从铰接结构的工作内腔分离，内腔典型地也偏心地偏离结构的中心轴线。
在另一方面，本发明提供了一种用于治疗患者心脏的结构性心脏治疗系统。心脏具有邻近腔室的组织，并且该系统包括第一治疗或诊断工具和第二治疗或诊断工具。可转向护套典型地包括近侧护套主体、端口、向端口远侧延伸的铰接护套部分、以及从端口向近侧延伸的内腔。可转向护套可以构造成在铰接护套部分的远侧支承第一工具，以通过将铰接护套部分铰接在腔室内来促进第一工具与组织对准。可转向轴能够可滑动地接纳在内腔内，并且该轴可以包括近侧轴主体并且构造成利用第二工具和轴主体之间的铰接部分来支承第二工具，以通过将铰接轴部分铰接在腔室内来促进将第二工具与组织对准。优选地，第一诊断工具包括图像捕获装置并且具有从14Fr到26Fr的范围内的轮廓。
在又一方面，本发明提供了一种流体驱动的逆行导管铰接方法，该方法包括将细长轴向远侧引入到患者体内。轴具有近端和远端，在近端和远端之间具有轴线，还具有偏心流体通路和带凹口的横截面，使得轴限定侧向开口通道。流体沿着偏心内腔传输，并沿着铰接部分传输至致动器系统。铰接部分使用致动器中的流体在第一铰接状态和第二铰接状态之间驱动。处于第一状态的铰接部分在通道中向近侧延伸，以具有适于插入到患者体内的轮廓。在第二状态下，铰接部分的近端从轴侧向偏移。
优选地，细长轴包括多个偏心流体通路，并且致动器系统包括铰接球囊阵列。结构性心脏工具可以由铰接部分的近端支承，并且利用通路使阵列的球囊子集选择性地膨胀可以使工具以多个自由度运动。可选地，可以通过在轴的远端的远侧铰接成像铰接部分来使图像捕获装置运动。该工具可以用图像捕获装置成像，并且成像铰接部分可以通过成像铰接球囊阵列铰接。
在又一方面，本发明提供了一种流体驱动的逆行铰接导管系统，该系统包括具有近端和远端的细长轴，在近端和远端之间具有轴线。轴可以具有带有凹口的横截面，以限定侧向开口通道和偏心流体通路。通道和流体通路沿着轴线延伸。铰接远侧部分具有近端和远端，铰接部分轴线在近端和远端之间延伸。铰接部分的远端由护套的远端支承。致动器系统沿着与流体通路流体连通的铰接远侧部分设置，使得流体沿着通道的传输在第一铰接状态和第二铰接状态之间驱动铰接部分。处于第一状态的铰接部分在通道中向近侧延伸，以具有适于插入到患者体内的轮廓。在第二状态下，铰接部分的近端从轴侧向偏移。
在另一方面，本发明提供了一种用于治疗患者组织的导管系统。该系统包括第一治疗或诊断工具和第二治疗或诊断工具。细长通道体具有近端和远端，其中轴线在其间延伸，并且通道从远端向近侧延伸。通道主体可以支承从通道轴向延伸并侧向偏移的多个流体驱动内腔。第一细长可铰接主体可移除地接纳在通道内，可铰接主体构造成支承第一工具，其中可铰接主体在第一工具和通道主体的远端之间延伸，以利用可铰接主体的侧向铰接使第一工具运动。第二细长可铰接主体从通道主体的远端轴向延伸，以通过利用来自流体驱动内腔的流体压力将可铰接主体侧向铰接来促进第二工具与组织对准。
可选地，端口设置在通道主体的远端处。通道主体可包括近侧护套主体并且通道可包括从端口向近侧延伸的护套内腔。第一可铰接主体可以包括可滑动地接纳在护套内腔内的可转向轴。这种布置可以包括本文所述的可轴向滑动的嵌套护套和轴导管，通常以在内部治疗部位内提供两个可独立铰接的导管结构的益处，同时限制沿着血管或其它进入路径到单个外部组织配合护套表面的组织创伤。
在一些实施例中，端口可由金属轴向偏移结构限定，该结构具有固定于近侧护套主体的近侧管状主体、固定于铰接护套部分的远侧管状主体(铰接护套部分包括第二可铰接主体)、以及将近侧护套主体与铰接护套部分轴向分离的偏心偏移结构构件。偏心偏移结构构件可支承与铰接护套部分的铰接球囊流体连通的流体驱动内腔，以允许来自流体驱动内腔的流体使铰接护套部分侧向弯曲并将第二工具与组织对准。
替代地，通道可包括侧向开口通道，并且第二可铰接主体可在侧向开口通道内向近侧延伸，使得第二工具在第二可铰接主体的近端处从侧向开口通道侧向驱动，并且当驱动流体引导至第二可铰接主体的铰接球囊时与组织对准。此类系统可利用具有本文所述的多个可独立铰接的导管护套和/或轴的系统的任何特征，特别是利用从具有侧向开口通道的支承结构的远端沿近侧或逆行定向延伸的导管主体(护套或轴)的那些特征。
附图说明
图1示出了利用具有由支架可滑动地支承的流体导管驱动器的导管系统来执行结构性心脏手术程序的介入心脏病学家。
图2是螺旋球囊组件的各部件的简化示意图，示出了挤出而成的多腔轴如何在导管的铰接球囊阵列内为侧向对准的球囊子集提供流体。
图3A-3C示意性地示出了由板簧支承并嵌入弹性体聚合物基体中的螺旋球囊组件，并且还示出了球囊的子集的选择性膨胀如何能够使组件伸长和侧向铰接。
图4是自动导管系统的立体图，其中导管可移除地安装在驱动器组件上，并且其中驱动器组件包括封装在消毒壳体中并由支架支承的驱动器。
图5示意性地示出了自动导管系统和其组件之间的信号传输，使得来自用户的输入引起期望的铰接。
图6和图6A示意性地示出了嵌套自动导管系统和方法，其包括流体驱动的铰接结构性心脏治疗导管，该导管穿过流体驱动的铰接超声成像导管的工作内腔。
图7示意性地示出了嵌套自动导管系统和方法，其中机械拉线结构性心脏治疗导管穿过流体驱动的铰接超声成像导管的工作内腔。
图8和图8A示意性地示出了逆行自动导管系统和方法，其中铰接导管部分在具有C形横截面的轴的通道中向近侧延伸以插入到患者体内，其中在C形轴内延伸的偏心流体通路用于将铰接部分进行铰接，以将结构性心脏工具(或其它工具)定位在心脏腔室(或其它工位)中。
图9示意性地示出了具有逆行工具铰接部分的导管系统，该铰接部分可以连同如图6所示的远侧成像部分一起可移除地接纳在如图8所示的C形通道中。
图10A-10C分别示出了替代多导管系统的侧视图、立体图和剖视图，其中可铰接护套中的端口由在护套的非铰接近侧部分和护套的铰接远侧部分之间延伸的轴向偏移结构构件限定。
图10D-10F示出了示例性轴向偏移的实体立体图、透明立体图和端视图。
具体实施方式
用于控制动力和自动装置的改进的装置、系统和方法、此类装置的图像引导、到此类装置中的输入命令和此类装置的模拟运动将找到广泛的用途。本文所述的细长工具支承结构通常是柔性的，典型地包括适合插入患者体内的导管。示例性系统将构造成插入到血管系统中，该系统典型地包括心脏导管并支承用于修复或置换心脏瓣膜、阻塞孔口或通路等的结构性心脏工具。其它心脏导管系统将构造成用于诊断和/或治疗先天性心脏缺陷，或者可包括构造成用于诊断或抑制心律失常的电生理学导管(可选地通过消融接壤或靠近心脏腔室的组织型式)。
替代的应用场合可包括在图像采集装置的可转向支承件中的使用，以诸如用于经食管超声心动图(TEE)、冠状动脉内超声心动图(ICE)和其它超声技术、内窥镜检查等。本文描述的结构将通常发现用于诊断或治疗患者身体的心血管系统、消化道、气道、泌尿生殖系统和/或其它内腔系统或与其相邻的疾病状态的应用场合。利用本文所述的铰接系统的其它医疗工具可构造成用于内窥镜手术程序，甚至用于开放的外科手术程序，比如用于支承、移动和对准图像捕获装置、其它传感器系统或能量输送工具，以用于组织缩回或支承、用于治疗性组织重塑工具等。包括本文描述的铰接技术的替代的细长柔性主体可在工业应用中找到应用场合(例如用于电子装置组装或测试设备、用于定向和定位图像采集装置等)。实施本文所述技术的另外一些细长的可铰接装置可构造成用于消费产品、零售应用、娱乐等，以及用于在任何需要提供一个或多个(优选地多个)自由度的简单铰接组件而无需借助复杂的刚性连接装置的地方。
本文提供的实施例可使用球囊状结构来实现细长导管或其它主体的铰接。术语“铰接球囊”可用于指在利用流体的膨胀时扩张的部件，并且布置成使得对于扩张的主要效果是致使细长主体的铰接。注意，这种结构的使用与传统的介入式球囊形成对比，传统的介入式球囊对于扩张的主要效果是从整个装置的外轮廓中引起大幅径向向外扩张，例如以扩大或闭塞或锚定在装置所位于的接纳部中。独立地，本文所述的铰接内侧结构通常具有铰接的远侧部分和非铰接的近侧部分，这样，使用标准导管插入技术来使该结构进入患者的初始前进可以得到显著简化。
本文描述的自动系统将通常包括输入装置、驱动器和铰接导管或支承诊断或治疗工具的其它自动操纵器。用户会典型地将指令输入到输入装置中，输入装置将生成并传输对应的输入指令信号。驱动器将通常为工具提供动力和铰接控制。因此，在某种程度上类似于马达驱动器，本文所述的驱动器结构将接收来自输入装置的输入指令信号，并将驱动信号输出至工具支承的铰接结构，以实现工具的铰接特征的自动运动(比例如导管的一个或多个侧向可偏转部段在多个自由度中的运动)。驱动信号可包括流体指令，比如沿着多个流体通道从驱动器传输至工具支承的导管的加压气动或液压流。可选地，驱动信号可以包括电磁、光或其它信号，优选地(但并不是必须的)结合流体驱动信号。与许多自动系统不同，该自动工具支承结构通常(但并不总是)在铰接特征(典型地沿着导管或其它工具的远侧部分设置)与驱动器(典型地联接于导管或其它工具操纵器的近端)之间具有被动柔性部分。该系统将被驱动，同时抵靠工具或导管施加足够的环境力，以沿着该被动近侧部分赋予一个或多个弯曲部，该系统通常构造成与弯曲部一起使用，从而使导管或其它工具操纵器的轴线弹性偏转10度或更多、大于20度、或甚至大于45度。
导管主体(以及受益于本文所述的发明的许多其它细长柔性主体)在本文中将通常描述为具有或限定有轴线，使得该轴线沿着主体的细长长度延伸。因为主体是柔性的，该轴线的局部定向可沿着主体的长度变化，并且虽然轴线将通常是限定在主体截面的中心处或附近的中心轴线，不过也可使用主体外表面附近的偏心轴线。应当理解的是，例如，“沿着轴线”延伸的细长结构可具有其沿着这样的定向的最长尺寸，该定向具有显著的轴向分量，但是该结构的长度不需要与轴线精确地平行。类似地，“主要沿着轴线”等延伸的细长结构一般将具有沿着这样的定向的长度，该定向具有的轴向分量大于沿与正交于该轴线的其它定向的分量。可以相对于主体的轴线来限定其它定向，包括横向于该轴线的定向(其将包括总体上跨越该轴线延伸而不必与该轴线正交的定向)、侧向于该轴线的定向(其将包括具有相对于该轴线显著的径向分量的定向)、相对于该轴线是周向的定向(其将包括绕该轴线延伸的定向)等。本文中可通过参照延伸离开在表面下方的结构的表面法线来描述表面的定向。作为示例，在具有从主体的近端延伸至主体的远端的轴线的简单实心圆柱形主体中，主体的最远端可描述为向远侧定向的，近端可描述为向近侧定向的，并且圆柱体的在近端与远端之间的弯曲外表面可描述为径向定向的。作为另一种示例，围绕上文的圆柱形主体轴向地延伸的细长螺旋结构在本文中可描述为具有两个相对的轴向表面(其中一个主要是向近侧定向的，一个主要是向远侧定向的)，其中该螺旋结构包括以20度角绕圆柱体卷绕的具有正方形截面的线材。该线材的最外表面可描述为确切地径向向外定向，而该线材的相对的内表面可描述为径向向内定向，等等。
首先参照图1，诸如介入心脏病学家之类的系统用户U使用自动导管系统10来在患者P的心脏H中执行手术。系统10通常包括铰接导管12、驱动器组件14和输入装置16。用户U通过将运动指令输入到输入装置16中，以及可选地通过使导管相对于驱动器组件的支架滑动，来控制安装在导管12的远端上的治疗或诊断工具的位置和定向，同时在显示器D中查看导管的远端和周围组织。如以下将描述的，在一些实施例中，用户U可替代地手动使导管主体绕其轴线旋转。
在使用期间，导管12可选地(但并非必须地)使用引入件护套从驱动器系统14向远侧延伸穿过血管进入部位S。消毒区域18涵盖进入部位S、导管12和驱动器组件14的部分或整个外表面。驱动器组件14将通常包括为患者P内的导管12的远端的自动运动提供动力的部件，其中至少一部分动力通常以液压或气动流体流的形式沿着导管主体传递。为了有助于根据用户U的指令使安装在导管上的治疗工具运动，系统10将典型地包括数据处理电路，该数据处理电路通常包括驱动器组件内的处理器。关于该处理器28和系统10的其它数据处理组件，可采用各种数据处理架构。处理器、驱动器组件的相关联的压力和/或位置传感器、以及数据输入装置16可选地与任何附加的通用或专有计算设备(比如台式PC、笔记本PC、平板电脑、服务器、远程计算或界面装置等)一起，将通常包括数据处理硬件和软件的组合，其中硬件包括输入部，输出部(比如声音发生器、指示灯、打印机和/或图像显示器)和一个或多个处理器板。这些部件与适当的连接器、导体、无线遥测件等一起被包括在能够执行与生成阀指令相关联的变换、运动学分析和矩阵处理功能的处理器系统中。处理能力可集中在单个处理器板中，或者可分布在各种不同部件中，使得可以传递更小量的较高级别的数据。(一个或多个)处理器将通常包括一个或多个存储器或或其它形式的易失性或非易失性存储介质，并且用于执行本文描述的方法的功能将通常包括在其中实施的软件或固件。软件将典型地包括以非易失性介质所实施的机器可读的编程代码或指令，并且可布置在许多种替代的代码架构中，范围为从在单个处理器上运行的单个整体代码到在许多单独的处理器子单元上并行运行的大量专用子例程、类或对象。
仍然参照图1，连同显示器D，模拟显示器SD可呈现模拟或虚拟导管S12的铰接部分的图像，其具有用于支承模拟治疗或诊断工具的接纳部。模拟显示器SD上示出的模拟图像能够可选地包括基于治疗前成像、治疗中成像和/或简化的虚拟组织模型的组织图像，或者可在没有组织的情况下显示虚拟导管。模拟显示器SD可具有相关联的计算机15或包括在相关联的计算机15中，并且该计算机将优选地可与网络和/或云17联接以促进系统的更新、治疗和/或模拟数据的上传以用于数据分析或类似目的。计算机15可与输入装置16、驱动器组件14的处理器、显示器D和/或云17具有无线、有线或光学连接，其中合适的无线连接包括蓝牙TM连接、WiFi连接等优选地，模拟导管S12的定向和其它特征可由用户U经由输入装置16或计算机15的另一输入装置和/或由计算机的软件控制，以将模拟导管以与由远程成像系统(典型地是透视成像系统、超声成像系统、磁共振成像系统(MRI)等)感测到的实际导管的定向对应的定向呈现给用户，远程成像系统包含显示器D和图像捕获装置19。可选地，计算机15可将模拟导管S12的图像叠加在由显示器D示出的组织图像上(作为在模拟显示器SD上显示模拟导管的替代或附加)，优选地其中，模拟导管的图像与组织图像和/或手术部位中的实际导管结构的图像配准。还可以提供其它替代方案，包括在显示器D上呈现显示模拟导管SD的模拟窗口，包括驱动器组件14和/或输入装置16的处理器中的计算机15的模拟数据处理能力(其中输入装置可选地采用可以由驱动器组件14支承或靠近驱动器组件14的平板电脑形式)，将输入装置、计算机和显示器D、SD中的一者或两者结合到靠近患者、与成像系统屏蔽和/或远离患者的工作站中等。
现在参照图2，可以理解示例性的球囊阵列组件的部件和制造方法(在本文中有时将其称为球囊串32)。多腔轴34典型地将具有3至18个内腔。轴可以通过利用诸如尼龙之类的聚合物、聚氨酯、诸如PebaxTM热塑性塑料或聚醚醚酮(PEEK)热塑性塑料之类的热塑性塑料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)聚合物等挤出而形成。在轴36的外表面与内腔之间形成一系列端口34，并且连续的球囊管38在轴和端口上滑动，这些端口设置在管的大轮廓区域中并且该管在端口之间沿着管的小轮廓区域在轴上密封，以形成一系列球囊。球囊管可以使用顺应性、非顺应性或半顺应球囊材料形成，例如乳胶、硅树脂、尼龙弹性体、聚氨酯、尼龙、诸如PebaxTM热塑性塑料或聚醚醚酮(PEEK)热塑性塑料之类的热塑性塑料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)聚合物等，而较大轮廓的区域优选地依次或同时吹制以提供所期望的环向强度。可以通过对在内腔中具有心轴的多腔轴进行激光钻孔或机械刮削来形成端口。轴的每个内腔可与3至50个球囊相关联，典型地为大约5至30个球囊。轴球囊组件40可以盘绕成球囊串32的螺旋球囊阵列，其中球囊的一个子集42a沿着螺旋轴线44的一侧对准，球囊的另一个子集44b(典型地与第一组球囊偏移120度)沿着另一侧对准，并且第三组(示意性地示出为缩瘪的)沿着第三侧对准。替代实施例可具有绕轴线44正交布置的四个球囊子集，其中在相邻的球囊组之间为90度。
现在参照图3A、3B和3C，铰接部段组件50具有以双螺旋结构布置的多个螺旋球囊串32、32’。一对板簧52插置在球囊串之间，并且可以帮助轴向地压缩组件并促使球囊缩瘪。通过比较图3A和3B可以理解的是，围绕部段50的轴线的球囊子集的膨胀可以引起部段的轴向伸长。如参照图3A和3C可以理解的，沿着共同的侧向弯曲定向X从部段轴线44偏移的球囊子集42a的选择性膨胀引起轴线44的远离膨胀球囊的侧向弯曲。球囊的三个或四个子集的可变膨胀(例如，经由单个多腔轴的三个或四个通道)可以提供对部段50的三个自由度的铰接控制，即+/-X方向和+/-Y方向的侧向弯曲，以及+Z方向的伸长。如上所述，球囊串32、32’的每个多腔轴可具有多于三个通道(其中示例性的轴具有6或7个内腔)，使得总球囊阵列可包括一系列可独立铰接的部段(例如，每个部段具有多腔轴中的一个的3或4个专用内腔)。可选地，2至4个模块化的轴向顺序的部段均可具有相关联的三腔轴，其中三腔轴在松散的螺旋盘绕件中轴向延伸通过任何近侧部段的内腔，以适应弯曲和伸长。这些部段可各自包括单个螺旋球囊串/多内腔轴组件(而不是具有双螺旋构造)。用于驱动远侧部段的多腔轴可替代地绕近侧部段的外表面向近侧卷绕，或者可平行卷绕并且邻近于(一个或多个)近侧部段的球囊阵列的多腔轴/球囊管组件卷绕。
仍然参照图3A、3B和3C，铰接部段50可选地包括聚合物基体54，包括在该部段中的球囊串32、32’和板簧52的一些或全部外表面被基体覆盖。基体54可包括例如相对较软的弹性体，以适应球囊的膨胀和部段的相关联的铰接，其中基体可选地帮助促使球囊朝向至少标称的缩瘪状态，并且促使该部段朝向平直的最小长度构造。替代地(或除了相对软的基体之外)，可选地在球囊至少处于部分膨胀状态的同时，(在软基体之前，之后或替代软基体地)将相对高强度的弹性体薄层施加至组件。有利地，尽管该部段铰接以及该部段由于环境力而弯曲，基体54仍可以帮助保持部段内的球囊阵列和弹簧的整体对准。无论是否包括基体，内护套都可沿着螺旋组件的内表面延伸，并且外护套可沿着组件的外表面延伸，其中内护套和/或外护套可选地包括利用呈盘绕、编织或其它周向构造的线材或高强度纤维增强的聚合物，以提供环向强度，同时适应侧向弯曲(优选地还适应轴向伸长)。内护套和外护套可在球囊组件的远侧密封在一起，从而形成环形腔室，在该环形腔室中设置有球囊阵列。通路可从围绕球囊的环形空间向近侧延伸至导管的近端，以安全地排出任何逸出的膨胀介质，或者可在环形空间中抽出真空，并用压力传感器进行电子监控，以抑制真空度变差时的膨胀流。
现在参照图4，可以更详细地看到导管12的近侧壳体62和驱动器组件14的主要部件。导管12通常包括导管主体64，该导管主体沿着轴线66从近侧壳体62延伸至铰接远侧部分67(参见图1)，其中该铰接远侧部分优选地包括球囊阵列和上述相关联的结构。近侧壳体62还包含允许快速断开地移除和更换导管的第一旋转闭锁件接纳部68a和第二旋转闭锁件接纳部68b。也可以提供多种替代的闭锁布置。在图4中可见的驱动器组件14的各部件包括消毒壳体70和支架72，其中支架支承消毒壳体，使得消毒壳体(以及其中的驱动器组件的各部件，包括驱动器)以及导管12可以沿着轴线67轴向运动。消毒壳体70通常包括下消毒壳体74以及具有消毒屏障的消毒接头76。消毒接头76可释放地闭锁至下消毒壳体74并且包括消毒屏障主体，该消毒屏障主体在导管12和包含在消毒壳体内的驱动器之间延伸。除了允许铰接的流体流通过消毒流体接头的部件之外，消毒屏障还可包括一个或多个电连接器或触头，以有助于导管与驱动器之间的数据和/或电力传输，来比如用于铰接反馈感测、人工铰接感测等。消毒壳体74和消毒接头76将通常包括诸如ABS塑料、聚碳酸酯、乙缩醛、聚苯乙烯、聚丙烯等之类的聚合物，并且可通过注射模制、吹塑模制、热成型、3-D打印或使用其它技术而成。聚合物消毒壳体可在单个患者使用后丢弃，可以对有限数量的患者使用进行消毒，或者可无限次地消毒；替代的消毒壳体可包括用于长期重复消毒工艺的金属。支架72将通常包括诸如不锈钢、铝等之类的金属，以进行重复消毒和使用。
现在参照图5，示意性地示出了可用于患者的模拟、训练、治疗前规划和/或治疗的模拟系统101的部件。系统101的一些或所有部件可用于补充或替代图1所示系统的临床部件。系统101能够可选地包括替代导管112和替代驱动器组件114，其中替代导管包括真实和/或虚拟导管并且驱动器组件包括真实和/或虚拟驱动器114。
替代导管112可以与替代驱动器组件114可更换地联接。当模拟系统101用于驱动实际导管时，可以使用导管的近侧壳体上的接口113与驱动器组件的导管接纳部103之间的快速释放接合来执行联接。细长导管主体112具有如上所述的近侧/远侧轴线和远侧接纳部107，该接纳部构造成支承治疗或诊断工具109，诸如用于修复或更换心脏瓣膜的结构性心脏工具。工具接纳部可包括用于在导管主体内或通过导管主体接纳工具的轴向内腔、工具所永久固定的主体表面等。替代驱动组件114可以无线联接于模拟计算机115和/或模拟输入装置116，或者可以使用电缆来传输数据。
当替代导管112和替代驱动系统114包括虚拟结构时，它们可体现为软件、固件和/或硬件的模块。模块能够可选地构造成执行如下所述的一些或所有实际临床部件的模拟性能的清晰度计算，和/或可体现为一系列查找表以允许计算机115生成有效地表示性能的显示。这些模块将可选地至少部分地体现在支持仿真的替代驱动组件121a的非易失性存储器中，但是一些或所有仿真模块将优选地分别体现为模拟计算机115和/或模拟输入装置116的非易失性存储器121b、121c中的软件。可以使用菜单选项等执行替代虚拟导管和工具的联接。在一些实施例中，虚拟导管的选择可以通过响应于将实际导管安装到实际驱动器而生成的信号来促进。
模拟计算机115优选地包括现成笔记本或台式计算机，该笔记本或台式计算机能够，可选地经由内联网、因特网、以太网等，典型地使用无线路由器或将模拟计算机联接至服务器的电缆联接于云17。云17将优选地提供模拟计算机115和远程服务器之间的数据通信，远程服务器还与其它模拟计算机115和/或一个或多个临床驱动组件14的处理器通信。模拟计算机115还可以包括具有虚拟3D工作空间的代码，该工作空间可选地使用专有或商业可用的3D开发引擎生成，该引擎也可用于开发游戏等，诸如由统一技术公司(UnityTechnologies)商业化的UnityTM。合适的现成计算机可以包括各种操作系统中的任何一种(例如来自微软公司的Windows、来自苹果公司的OS、Linex等)，以及各种附加的专有和商业可用的应用程序和程序。
模拟输入装置116可包括现成的输入装置，该输入装置具有用于测量至少两个自由度，优选地三个或更多个自由度，并且在一些情况下五个、六个或者更多的自由度的输入指令的传感器系统。合适的现成输入装置包括鼠标(可选地具有滚轮等以促进第三自由度的输入)、具有XY触摸屏的平板电脑或手机(可选地具有AR功能，诸如兼容使用来自谷歌的ARCor、来自苹果的ARKit等来促进平移和/或旋转的输入，以及多指手势，例如捏合、旋转等)、游戏手柄、3D鼠标、3D手写笔等。专有代码可以加载到模拟输入装置上(特别是当使用电话、平板电脑或具有触摸屏的其它装置时)，其中此类输入装置代码提供用于输入附加指令和更改模拟或临床操作模式的菜单选项系统。模拟输入/输出系统111可由模拟输入装置116和模拟显示器SD限定。
现在参照图6，嵌套超声/结构性心脏治疗递送系统150利用上述许多部件来提供用于成像和图像引导治疗递送两者的方法。更一般地，嵌套导管系统可以用于相对于第二治疗或诊断工具(例如边缘对边缘瓣膜瓣叶夹具154或其它结构性心脏治疗工具)。在使用期间，嵌套导管在心脏内腔156，诸如在右心房158中支承和移动换能器152和夹具154。例如，这可以促进超声换能器152从观察夹具的初始位置沿着初始观察轴A1(其中夹具阻挡了目标瓣膜组织的期望视图的一部分)到改进的观察轴A2(其中偏移视场提供夹具和/或目标组织的较佳视图)重新定位。
现在参照图6和6A，嵌套导管系统150包括可转向护套160，可转向护套具有近侧护套主体162、端口164、向端口远侧延伸的铰接护套部分166、以及从端口向近侧延伸的内腔168。可转向护套160构造成在铰接护套部分的远侧支承换能器152，以通过将铰接护套部分铰接在右心房内来促进将换能器与目标组织对准。嵌套导管系统150还包括可滑动地接纳在成像护套的内腔168内的可转向轴170，该轴包括近侧轴主体172并构造成利用夹具和轴主体之间的铰接部分174支承夹具154，以通过将铰接轴部分铰接在心房内来促进将夹具与目标组织对准。护套主体部分162的横截面176示出了内腔168连同偏心通路182一起如何相对于轴178和护套的外轮廓偏心，偏心通路包含用于成像铰接部分的铰接球囊的多内腔流体供应部；以及一个或多个附加的偏心通路184，用于使线成像以传输来自换能器152或类似部件的图像。
现在参照图7，替代的嵌套成像/治疗导管系统190包括与上述类似的成像导管160，但此处成像导管构造成经由股骨/经中隔进路194用于心脏156的左心房192。提供机械拉线结构性心脏治疗导管196而不是流体铰接的治疗导管，这种机械拉线结构性心脏治疗导管依赖于患者身体近侧的旋钮旋转、壳体旋转、壳体滑动等来将工具198相对于目标组织定向并且定向在换能器152的视野中。合适的机械结构性心脏治疗导管可包括可从雅培公司(Abbott)、爱德华生命科学公司(Edwards Life Sciences)等商购的那些导管。
现在参照图8和8A，流体驱动的逆行铰接导管200系统包括具有近端204和远端206的细长轴202，在近端和远端之间具有轴线208。轴具有一个或多个偏心流体通路216以及带有凹口212的横截面210，以限定侧向开口通道214。通道和流体通路沿着轴线延伸。近侧导管轴202将通常至少在一定程度上是侧向柔性的，但将通常不是主动铰接的。铰接远侧部分226可具有近端218和远端220，铰接部分轴线222在近端和远端之间延伸。铰接部分216的远端220可由护套202的远端206支承。致动器系统可以沿着与流体通路流体连通的铰接远侧部分设置，使得流体沿着通道的传输驱动铰接部分，如上所述。铰接部分226可以构造成在第一铰接状态224和第二铰接状态之间驱动，处于第一状态的铰接部分在通道214中向近侧延伸以具有适于插入到患者体内的轮廓。在第二状态下，铰接部分216的近端218可以从轴202侧向偏移。
如图8所示，铰接部分226的近端218可以支承结构性心脏工具，诸如夹具228。如参考以上对铰接系统的描述可以理解的，细长轴202典型地包括由多内腔轴或类似部件限定的多个偏心流体通路，并且致动器系统典型地包括铰接球囊阵列，其中该阵列的球囊子集与多内腔轴的通路流体连通，以促进具有多个自由度的工具228的定位和定向。
如图9所示，图6的嵌套导管系统的成像铰接导管部件可以与图8的逆行导管系统组合以提供有利的整体成像/逆行导管系统。更具体地，图像捕获装置152可以通过在轴202的远端206远侧的成像铰接部分166支承。如上所述，成像铰接球囊阵列可以沿着成像铰接部分166设置。图像捕获装置152可以构造成利用成像铰接阵列来使工具228成像，成像铰接阵列驱动成像铰接部分216与工具对准。用于成像铰接部分166的驱动流体可以在包括在专用通路216中的另一个多内腔中沿着轴202传输，并且两个多内腔都可以由具有足够的流体通道的单个驱动器供应膨胀流体，或者单独的驱动器可为每个铰接导管部分而联接。
现在参照图10A、10B和10C，示例性成像和治疗导管系统310包括可铰接的成像导管312以及可滑动地嵌套在成像导管312的护套内腔316内的可铰接的治疗导管314。
成像导管312(与大多数或所有其它导管和细长导管部分一样，并在本文中进行了描述)具有近端318和远端320，轴线322在其间延伸。成像导管312的细长非铰接近侧护套部分324限定了护套内腔316形式的轴向通道，该其轴向通道将治疗导管314可移除地接纳在其中，使得治疗导管可以轴向滑动并绕其轴线旋转。成像导管312的细长远侧可铰接护套部分324’从近侧护套部分324向远侧延伸，其中偏置结构构件326在其间轴向延伸。可铰接的护套部分324’支承工具，优选地图像捕获装置，并且理想地支承成像导管远端附近的超声换能器328，以通常通过响应于使用本文所述的铰接球囊的一系列流体驱动通道中的流体压力使远侧可铰接的护套部分侧向弯曲来促进将超声换能器定位成与成像和/或治疗的目标组织对准，其中流体驱动通道典型地包括在多内腔挤出件332中。超声换能器328可以包括超声心动图换能器，并且成像导管312可包括冠状动脉内超声心动图(ICE)导管，其中换能器理想地沿着成像电缆330向显示器传输实时三维(RT3D，有时称为4D)图像信号和/或双平面图像信号。图像信号限定视场334内的3D和/或2D图像。
治疗导管314包括非铰接的近侧轴部分336和远侧铰接轴部分338，远侧轴部分同样优选地可通过改变远侧轴部分内的铰接球囊阵列中的压力而侧向铰接。轴铰接压力可沿着在近侧轴部分内轴向延伸的多内腔挤出件340的内腔传递到远侧轴部分。细长的柔性工具轴342能够可选地在治疗导管314的内腔内轴向延伸，使得位于工具轴的远端处的治疗工具344可以通过可铰接轴部分的侧向弯曲运动成与成像导管的视野334内的组织对准。
参照图10C，可以理解成像导管312的示例性近侧护套部分324的偏心横截面。此处构建的多层导管可提供期望的扭转刚度和轴向刚度，以实现可推动性和可扭转性。该构造还允许将引导件预设为具有适用于经中隔交叉(未示出)和在左心房中成像的期望侧向弯曲，其中弯曲是弹性的以允许矫直弯曲以用于插入。示例性层包括低摩擦聚合物内衬350，该内衬包括与内腔316毗邻的聚四氟乙烯(PTFE)等。在内衬350上的编织增强聚合物层352包括不锈钢、诸如ElgiloyTM之类的非磁性合金、或其它金属编织物和热塑性或热固性聚合物，诸如尼龙、聚氨酯、PebaxTM、PelathaneTM，或在内衬上热回流的其它聚合物基体。编织增强聚合物层352上方的偏心聚合物导管主体层354包括弹性热塑性或热固性聚合物，诸如PebaxTM、PelathaneTM等。偏心体后部354具有从其外径侧向偏移的内径，并限定一个或多个(优选地两个、三个或更多个)通道354a、354b，这些通道可接纳多内腔流体驱动挤出件、超声换能器电缆、导丝、铰接线或这些(以及可选的其它)结构的组合。外聚合物层356可以提供在成像导管的插入和扭转期间具有有限粘附的期望外表面，其中外表面可选地包括PTFE层或其中具有减少摩擦的复合材料的薄聚合物层。不透射线标记和/或回声标记可以设置在外层356上或下。
现在参照图10D-10F，示例性偏移构件326包括近侧主体360，该近侧主体可选地包括构造成固定于非铰接近侧护套部分的远端的管状主体。远侧主体362可选地包括构造成固定于可铰接护套部分的近端的管状主体。轴向偏置的中间主体364在近侧主体360和远侧主体362之间延伸，以支承可铰接的护套部分，并且包括一个或多个轴向通道366，这些轴向通道限定或包含典型地为聚合物多内腔挤出件的形式的多个轴向流体驱动内腔、换能器电缆或其它信号和/或运动传输结构。偏移构件326能够可选地包括诸如不锈钢之类的金属、诸如ElgiloyTM之类的非磁性合金、诸如尼龙、聚醚醚酮或PEEK之类的聚合物等。管状主体中的一个或两个可具有偏心的内径和外径，并且例如当可铰接护套部分的轮廓小于近侧护套部分的轮廓时，管状主体可具有不同的外轮廓。注意，中间主体364可包括侧向开口通道以增强聚合物结构的刚度，和/或如果护套的可铰接部分以类似于上文所示的逆行构造向近侧延伸。
虽然为了清楚理解并且作为示例已经详细描述了示例性实施例，但是对本文描述的结构和方法的多种修改、改变和适应对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (21)

1.一种用于治疗患者心脏的结构性心脏治疗方法，所述心脏具有邻近腔室的组织，所述方法包括：
使可转向的护套组件向远侧前进至所述腔室中，所述护套组件包括第一治疗或诊断工具、端口、位于所述端口和所述第一工具之间的铰接护套部分、以及从所述端口向近侧延伸的内腔；
利用沿着所述内腔延伸并穿过所述端口的可转向轴支承所述腔室内的第二诊断或治疗工具，所述轴包括工具近侧的铰接部分；
通过将所述铰接护套部分铰接在所述腔室内来使所述第一工具与组织对准；以及
通过将所述铰接轴部分铰接在所述腔室内来使所述第二工具与组织对准。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一工具包括图像捕获装置。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像捕获装置包括超声换能器，并且还包括在所述换能器沿着第一成像轴朝向所述组织定向时利用所述换能器获得所述组织的3D超声图像。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二工具沿着或邻近所述换能器和所述组织之间的第一定向轴线布置，使得所述3D超声图像被阻挡，并且进一步包括通过将铰接护套部分进行铰接来重新定位所述换能器，以使所述换能器沿着第二成像轴线与所述组织对准，从而减轻所述第二工具对所述换能器的阻碍。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轴沿着或邻近所述换能器和所述组织之间的所述第一定向轴线设置，使得所述3D超声图像受到阻碍，并且还包括改变所述铰接轴部分的姿势，使得所述换能器的阻碍通过所述轴减轻。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二工具包括构造成用于闭塞左心耳、瓣周漏或隔膜缺损的闭塞装置；构造成用作二尖瓣或三尖瓣的置换瓣膜；或瓣膜修复装置。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腔室包括心脏的左心房或右心房。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铰接护套部分或所述铰接轴部分或者两者的铰接是通过将膨胀流体向远侧引导至球囊铰接阵列来执行的，并且还包括利用膨胀流体使所述阵列的球囊选择性地膨胀，以向多个铰接球囊提供自由度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述膨胀流体在多内腔轴内沿着所述护套向远侧传输，其中，所述多内腔轴与所述内腔偏心分离并且所述内腔从所述护套的中心轴线偏心偏移。
10.一种用于治疗患者心脏的结构性心脏治疗系统，所述心脏具有邻近腔室的组织，所述系统包括：
第一治疗或诊断工具和第二治疗或诊断工具；
可转向护套，所述可转向护套包括近侧护套主体、端口、从所述端口向远侧延伸的铰接护套部分和从所述端口向近侧延伸的内腔，所述可转向护套构造成在所述铰接护套部分的远侧支承所述第一工具，以通过将所述铰接护套部分铰接在所述腔室内促进将所述第一工具与组织对准；以及
可转向轴，所述可转向轴能够滑动地接纳在所述内腔内，所述轴包括近侧轴主体并且构造成利用所述第二工具和所述轴主体之间的铰接部分来支承所述第二工具，以通过将所述铰接轴部分铰接在所述腔室内来促进将所述第二工具与所述组织对准。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一诊断工具包括图像捕获装置并且具有从14Fr到26Fr的范围内的轮廓。
12.一种流体驱动的逆行导管铰接方法，包括：
将细长轴向远侧引入到患者体内，所述轴具有近端和远端，在所述近端和所述远端之间具有轴线，所述轴还具有偏心流体通路和带凹口的横截面，使得所述轴限定侧向开口通道；
沿着所述偏心内腔的轴线并沿着所述铰接部分将流体传输至致动器系统；
使用致动器中的流体在第一铰接状态和第二铰接状态之间驱动所述铰接部分，处于第一状态的所述铰接部分在所述通道中向近侧延伸，以具有适于插入到患者体内的轮廓，处于第二状态的所述铰接部分的近端从所述轴侧向偏移。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述细长轴包括多个偏心流体通路，并且其中，所述致动器系统包括铰接球囊阵列，并且还包括利用所述铰接部分的近端支承结构性心脏工具，并利用所述通道使所述阵列的球囊子集选择性地膨胀，以使所述工具以多个自由度运动。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括通过在所述轴的远端的远侧铰接成像铰接部分来对准图像捕获装置，以及利用所述图像捕获装置对所述工具进行成像，其中，所述成像铰接部分通过成像铰接球囊阵列进行铰接。
15.一种流体驱动的逆行铰接导管系统，包括：
细长轴，所述细长轴具有近端和远端，在所述近端和所述远端之间具有轴线，轴具有带凹口的横截面，以限定侧向开口通道和偏心流体通路，所述通道和流体通路沿着所述轴线延伸；
铰接远侧部分，所述铰接远侧部分具有近端和远端，铰接部分的轴线在其之间延伸，所述铰接部分的远端由所述护套的远端支承；以及
致动器系统，所述致动器系统沿着所述铰接远侧部分设置成所述流体通路流体连通，使得流体沿着所述通路的传输在第一铰接状态和第二铰接状态之间驱动所述铰接部分，处于所述第一状态的所述铰接部分在所述通道中向近侧延伸，以具有适于插入患者体内的轮廓，处于所述第二状态的所述铰接部分的近端从所述轴侧向偏移。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，其中所述铰接部分的近端支承结构性心脏工具，并且其中，所述细长轴包括多个偏心流体通路，并且其中，所述致动器系统包括铰接球囊阵列，所述阵列的球囊子集与所述通路流体连通，以利用多个自由度促进所述工具的定位和定向。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括由在所述轴的远端的远侧的成像铰接部分支承的图像捕获装置，成像铰接球囊阵列沿着所述成像铰接部分设置，所述图像捕获装置构造成利用成像铰接阵列使所述工具成像，所述成像铰接阵列驱动所述成像铰接部分与所述工具对准。
18.一种用于治疗患者组织的导管系统，所述系统包括：
第一治疗或诊断工具和第二治疗或诊断工具；
细长的通道主体，所述通道主体具有近端和远端，轴线在所述近端和所述远端之间延伸，其中，通道从远端向近侧延伸，所述通道主体支承从所述通道轴向延伸并侧向偏移的多个流体驱动内腔；
第一细长可铰接主体，所述第一细长可铰接主体能移除地接纳在所述通道内，可铰接主体构造成支承所述第一工具，其中，所述可铰接主体在所述第一工具和所述通道主体的远端之间延伸，以利用所述可铰接主体的侧向铰接使所述第一工具运动；以及
第二细长可铰接主体，所述第二细长可铰接主体从所述通道主体的远端轴向延伸，以通过利用来自所述流体驱动内腔的流体压力将所述可铰接主体侧向铰接来促进所述第二工具与组织对准。
19.如权利要求18所述的导管系统，其特征在于，端口设置在所述通道主体的远端处，其中，所述通道主体包括近侧护套主体，并且所述通道包括从所述端口向近侧延伸的护套内腔，并且其中，所述第一可铰接主体包括能滑动地接纳在所述护套内腔内的可转向轴。
20.如权利要求19所述的导管系统，其特征在于，所述端口由金属轴向偏移结构限定，所述金属轴向偏移结构具有固定于所述近侧护套主体的近侧管状主体、固定于包括所述第二可铰接主体的铰接护套部分的远侧管状主体、以及将所述近侧护套主体与所述铰接护套部分轴向分离的偏心偏移结构构件，所述偏心偏移结构构件支承所述流体驱动内腔，所述流体驱动内腔与所述铰接护套部分的铰接球囊流体连通，以使所述铰接护套部分侧向弯曲并将所述第二工具与所述组织对准。
21.如权利要求18所述的嵌套导管，其特征在于，所述通道包括侧向开口通道，并且其中，所述第二可铰接主体在所述侧向开口通道内向近侧延伸，使得所述第二工具在所述第二可铰接主体的近端处从所述侧向开口通道侧向驱动，并且当所述驱动流体引导至所述第二可铰接主体的铰接球囊时与所述组织对准。
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