JP2014507169A - 遠隔マニピュレータ装置 - Google Patents

Abstract

体内を誘導されるように適合された遠位端部と、装置の遠位端部に作用するための平行移動可能な制御部及び回転可能な制御部をもつハンドルを有する近位端部とを有するカテーテルを動作させるシステムは、カテーテルのハンドルを受け取って係合する支持部と、ハンドルが支持部内に受け取られたカテーテルを前進及び後退させるように支持を前進及び後退させる平行移動機構と、ハンドルが支持部内に受け取られたカテーテルを回転させるように支持部を回転させる回転機構と、ハンドルが支持部内に受け取られたカテーテルの平行移動可能な制御部に係合し、装置の遠位端部に作用するように平行移動可能な制御部を動作させる平行移動オペレータと、ハンドルが支持部内に受け取られたカテーテルの回転可能な制御部に係合して、装置の遠位端部に作用するように回転可能な制御部を動作させる回転オペレータとを含む。

Description

本願は、２０１０年１１月２５日出願の米国特許出願第１２／９５４，６４８号の優先権を主張する。上記の出願の開示全体を、参照により本明細書に組み込む。

本項は、本開示に関する背景情報を提供するが、この情報は必ずしも従来技術というわけではない。

本発明は、医療装置の動作を自動化することに関する。

体内における医療装置のナビゲーションの自動化では、著しい進歩がなされてきた。ミズーリ州セントルイスのＳｔｅｒｅｏｔａｘｉｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＮｉｏｂｅ（登録商標）の磁気ナビゲーションシステムなどの遠隔ナビゲーションシステムにより、医師は、体内において医療装置の遠位端部を遠隔で指向させることができる。より最近は、体内で装置を前進及び後退させる自動前進装置も利用可能になり、より完全に自動化されたカテーテルナビゲーションシステムを可能にした。しかし、医療装置の動作を（医師の監督下で）完全に自動化し、それによって医療装置を特定の位置に自動的に誘導し、次いで何らかの診断上又は治療上の手順を実行するように動作できる実際の手段は、利用可能ではない。これは特に、従来手動で動作される医療装置の動作を自動化することに当てはまる。

米国特許第７，６３５，３４２号明細書 米国特許第７，６３２，３４２号明細書

本項は、本開示の全般的な概要を提供するものであり、完全な範囲又はすべての特徴の包括的な開示ではない。

本発明の実施例は、従来のカテーテルを操作できるだけでなく、その制御部を動作できる遠隔マニピュレータを提供する。これにより、カテーテルを遠隔で誘導できるだけでなく、遠隔で動作させることができる。これにより医師は、患者から離れて手順を行うことができ、また、カテーテルを誘導してカテーテルを動作させるコンピュータを用いることで、人間の関与を必要とすることなく、手順の完全な自動化も可能にする。

さらなる適用可能な領域は、本明細書に提供する説明から明らかになるであろう。この概要内の説明及び特有の例は、例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定しようとするものではない。

本明細書に記載する図面は、選択された実施例の例示のみを目的とし、すべての可能な実装形態ではなく、本開示の範囲を限定しようとするものではない。

本発明の原理による遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の前面斜視図である。 見やすいように駆動ケーブルを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の背面斜視図である。 見やすいように駆動ケーブルを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の上面平面図である。 見やすいように駆動ケーブルを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の背面立面図である。 見やすいように駆動ケーブルを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の左側立面図である。 遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の分解図である。 見やすいように装置ドライバを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の前面斜視図である。 見やすいように装置ドライバを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の背面斜視図である。 見やすいように装置ドライバを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の左側立面図である。 見やすいように装置ドライバを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の上面平面図である。 見やすいように装置ドライバを取り除いた、遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の正面立面図である。 制御装置からカバーを取り除いた、好ましい実施例の背面斜視図である。 好ましい実施例の装置ドライバの斜視図である。 好ましい実施例の装置ドライバの側面立面図である。 好ましい実施例の装置ドライバの前端立面図である。 好ましい実施例の装置ドライバの後端立面図である。 好ましい実施例の装置ドライバの上面平面図である。 構造の細部を示すために上部及び下部部材を分離した、装置ドライバの本体の斜視図である。 構造の細部を示すために上部部材を取り除いた、装置ドライバの本体の斜視図である。 上部部材を取り除いた、装置ドライバの本体の分解斜視図である。 構造の細部を示すために部品を取り除いた、装置ドライバの本体の分解斜視図である。 好ましい実施例の装置インターフェースの斜視図である。 好ましい実施例の装置インターフェースの上面平面図である。 好ましい実施例の装置インターフェースの側面立面図である。 好ましい実施例の装置インターフェースの底面平面図である。 好ましい実施例の装置インターフェースの分解斜視図である。 好ましい実施例の装置インターフェース内で使用されるクランプの１つの斜視図である。 クランプの背面立面図である。 クランプの正面立面図である。 クランプの上面平面図である。 基部とカバーの間のヒンジ接続を示す、クランプの側面立面図である。 クランプの分解斜視図である。 クランプ内で使用される分割リングアダプタの斜視図である。 分割リングアダプタの正面立面図である。 分割リングアダプタの側面立面図である。 分割リングアダプタの分解斜視図である。 ベッド上に設置された支持部を示す斜視図である。 支持部の基板上にブラケット及び制御装置を取り付けることを示す斜視図である。 伸縮式カテーテル支持部の近位端部の斜視図である。 クランプ内に配置されている医療装置の斜視図である。 クランプ内に配置されている医療装置を覆うように閉じられているクランプのカバーの斜視図である。 クランプ内に配置されている医療装置を固定するように締め付けられているクランプのカバーの斜視図である。 外装を回転させ、回転する外装を通って医療装置を前進させるように適合された遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の代替構成の斜視図である。 外装との係合を示すようにクランプが開かれた、図４１の代替構成の斜視図である。 図４１に示す好ましい実施例の代替構成の回転及び前進機構の斜視図である。 操作可能な外装を回転、動作、及び前進させ、操作可能な外装の内腔内で細長い医療装置を前進及び後退させる、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの代替構成の斜視図である。 外装を回転及び前進させ、外装の内腔内で細長い医療装置を動作及び前進させる、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの代替構成の斜視図である。 操作可能な外装を回転、動作、及び前進させ、操作可能な外装の内腔内で細長い医療装置を動作及び前進させる、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの代替構成の斜視図である。 図４６の遠隔マニピュレータの代替構成の側面立面図である。

いくつかの図面全体にわたって、対応する参照番号は対応する部分を示す。

例示的な実施例について、添付の図面を参照してより詳細に次に説明する。

本発明の原理によって構築された遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例を、図１〜５で全体として５０と示す。遠隔マニピュレータ５０は、医療装置に係合して動作させるように適合される。医療装置は、たとえば、近位端部にハンドルを有する細長い外装と、外装を通って遠位端部まで延びてループを形成する電気生理学的ワイアとを備えるタイプの電気生理学的カテーテルとすることができる。ハンドルは、ワイアの遠位端部を操作する制御部、たとえば遠位端部を湾曲させる平行移動可能な制御部と、ループを拡大及び収縮させる回転可能な制御部とを有することが好ましい。この好ましい実施例について、電気生理学的カテーテルに関連して説明するが、本発明は、電気生理学的カテーテルに限定されるものではなく、細長い部分と、医療装置の細長い部分の遠位端部を位置決めして動作させるように操作できる近位端部にあるハンドルとをもつ任意の医療装置に当てはまる。

図１〜５に示すように、遠隔マニピュレータ５０は、装置インターフェース５４（図１〜５には図示せず）を取り付けて動作させる装置ドライバ５２を備え、装置インターフェース５４は、この好ましい実施例では、交換可能であり且つ使い捨てである。装置ドライバ５２は、関節アーム５６の遠位端部上に取り付けられ、関節アーム５６の近位端部は、ブラケット６０上の支柱５８上に取り付けられる。ブラケット６０に取り付けることができる制御装置６２は、複数の可撓性の駆動ケーブル６４によって装置ドライバ５２に接続されて、装置ドライバ５２を動作する。患者用ベッド（図１〜５には図示せず）に付けることができるプラットホーム６６は、ブラケット６０及び／又は制御装置６２を取り付けることができる。

図６〜１１に示すように、関節アーム５６は、近位区間７０及び遠位区間７２を含む。近位区間７０は、近位端部に、支柱５８上に近位区間７０を取り付けるためのカラー７４を有する。近位区間７０は、支柱５８の上下に平行移動し、支柱５８の周囲を回転することができる。止めねじ７６により、カラー、したがって近位区間７０を、支柱５８に対して解放可能にロックすることができる。近位区間７０の遠位端部は、遠位区間７２の近位端部に枢動可能に接続される。近位区間７０と遠位区間７２を互いに対して解放可能にロックするために、ロック（図示せず）を提供することができる。遠位区間７２の遠位端部には、第１の手首要素７８が枢動可能に取り付けられ、遠位区間の長手方向軸に対して概ね垂直な第１の軸の周りを枢動する。第１の手首要素には、第２の手首要素８０が枢動可能に取り付けられ、第１の軸に対して概ね垂直な第２の軸の周りを枢動する。第２の手首要素８０には、取付け板８２が回転可能に取り付けられ、第１の軸に対して垂直な第３の軸の周りを回転する。第１及び第２の軸の周りを枢動する手首、並びに第３の軸の周りを回転する取付け板は、装置ドライバ５２が所望の位置にある状態で、所望の構成で関節アームを解放可能に固定するように、選択的に解放可能にロック可能である。

図６〜１１にも示すように、ブラケット６０は、手提げループ９０及び９２を有する。ブラケット６０の前面から、拡大した円錐形ヘッドをもつピン９４及び９６が突出する。ブラケット６０の底面には、半円形のノッチ９８がある。

図６〜１１にも示すように、プラットホーム６６は、基板１００と、概ね直角三角形の枠１０２とを備え、枠１０２は、基板１００から延びる脚部１０４及び１０６と、脚部１０４と脚部１０６の間に延びる脚部１０８とを含む。枠１０２の脚部１０４からは、概ねＬ字状のブラケット１１０が伸縮する。基板１００内のスロット１１６及び１１８内には、クリート１１２及び１１４が取り付けられ、ねじ付きボルト１２０及び１２２が刻み目付きヘッドを有し、それによってこれらのクリートを、通常患者用ベッド上に見られるサイドレールに対して締めることができる。同様に、Ｌ字状のブラケット１１０の端部内のスロット１２６内にもクリート１２４が取り付けられ、ねじ付きボルト１２８が刻み目付きヘッドをもち、それによってこれらのクリートを、患者用ベッドのサイドレールに対して締めることができる。基板１００の上縁部は、ブラケット上のピン９４及び９６に係合する半円形のノッチ１３０及び１３２を有し、基板の裏面は、ブラケット６０内の半円形のノッチ９８に係合する突出ピン１３４を有する。基板１００上のスロット１３８に係合するようにブラケット６０上のボルト１３６を締めて、ブラケットと基板１００を固定させることができる。

制御装置６２は、ブラケット６０に付けることができ、またプラットホーム６６上に取り付けることができる。図１２に示すように、制御装置は、以下により詳細に説明するように、装置ドライバ５２上の第１のクランプドライバを動作させる駆動部１４２、装置ドライバ上の第２のクランプ平行移動ドライバを動作させる駆動部１４４、装置ドライバ上の第２のクランプドライバを動作させる駆動部１４６、及び装置を平行移動させるように装置ドライバ上の平行移動ドライバを動作させる駆動部１４８という、４つの駆動部をもつ筐体１４０を含む。可撓性の駆動ケーブル６４が、制御装置内の各駆動部を、装置ドライブ５２内の対応するドライバと接続する。

図１３〜２１に示すように、装置ドライバ５２は、関節アーム５６の端部上の取付け板８２に装置ドライバを付けるための取付け部１６２を有する基部１６０を備える。取付け部１６２から基部１６０の反対側には、装置ドライバ５２を把持して位置決めし直すための手提げループ１６４を提供することができる。以下により詳細に説明するように、基部１６０の前面から概ねＶ字状のブラケット１６６が突出し、ブラケットの端部は上方へ湾曲し、その上に、外装を取り付けるための固定具１６８が取り付けられる。装置ドライバ５２は、基部に対して前後に平行移動するように基部１６０上に取り付けられた本体１７０をさらに備える。

本体１７０の上部表面は、その上に装置インターフェース５４を取り付けるためのプラットホーム１７２を有する。以下に説明するように、装置インターフェース５４は、細長い医療装置のハンドルに係合して動作させるための１つ又は複数のクランプ１７４（図１３〜２１には図示せず）を有する。プラットホーム１７２は、装置インターフェース５４上のクランプ１７４に係合する第１の対の取付けソケット１７６及び１７８と、クランプを動作させるようにクランプの駆動シャフトを受け取って係合する駆動ソケット１８０とを有する。この好ましい実施例では、プラットホーム１７２はまた、装置インターフェース５４上の第２のクランプ１７４に係合する第２の対の取付けソケット１８２及び１８４と、第２のクランプを動作させるように第２のクランプの駆動シャフトを受け取って係合する駆動ソケット１８６とを有する。第２の対のソケット１８２及び１８４、並びに駆動ソケット１８６は、以下により詳細に説明するように、第１の組のソケット１７６及び１７８に対して平行移動できるようにスロット内に配置され、装置インターフェース５４上のクランプ１７４間の相対的な動きを吸収する。プラットホーム１７２上には電気的接触パッド１９４が位置し、装置インターフェース５４上の対応する電気的接触パッド１９６との電気的接触を行う。

図１８に詳細に示すように、本体１７０は、上部の筐体部材２００及び下部の筐体部材２０２を備える。プラットホーム１７２は、上部の筐体部材２００の上部に形成され、ソケット１７６及び１７８並びに１８２及び１８４、並びに接触パッド１９４に対する開口をもつ高くしたプラットホーム領域２０４を含む。図１９に示すように、下部の筐体部材２０２内では、可撓性の駆動ケーブル６４Ａの遠位端部が、プラットホーム１７２上に位置する装置インターフェース５４上の第１のクランプ１７４を動作させるようにソケット１８０を回すための伝達部２０６に、駆動部１４２を接続する。ケーブル６４Ｂの遠位端部は、第１の対のソケット１７６及び１７８に対して第２の対のソケット１８２及び１８４を平行移動させるためのねじ駆動式の平行移動機構２０８に、駆動部１４４を接続する。ケーブル６４Ｃの遠位端部は、装置インターフェース５４上の第２のクランプ１７４を動作させるようにソケット１８６を回すための伝達部２１０に、駆動部１４６を接続する。最後に、可撓性の駆動ケーブル６４Ｄは、基部１６０に対して本体１７０を動かすためのねじ式の平行移動機構２１２（図２１）に、駆動部１４８を接続する。

図２２〜２６に示すように、装置インターフェース５４は、装置ドライバ５２上にプラットホーム１７２を形成する高くしたプラットホーム２０４上に嵌合するように適合されたトレイ２２０を備える。トレイ２２０は、概ね方形の形状を有するが、トレイが装置ドライバ５２上に不正確に設置されるのを防止する湾曲した側面又は他の特徴を有することが好ましい。トレイ２２０の両端には、トレイの取扱いを容易にするために、ハンドル２２２及び２２４が位置する。トレイ２２０上には、１つ又は複数のクランプ１７４が取り付けられる。この好ましい実施例では、２つのクランプが存在し、第１のクランプ１７４Ａはトレイ２２０に対して固定して取り付けられ、第２のクランプ１７４Ｂはトレイ２２０に対して摺動可能に取り付けられる。以下により詳細に説明するように、これらのクランプはそれぞれ、２つの付随するピン２２６及び２２８、並びに付随する駆動スプライン２３０を有する。トレイ２２０は、クランプ１７４Ａのピン２２６及び２２８を受け取るための１対の孔２３２及び２３４と、駆動スプライン２３０を受け取るための孔２３６とを有する。２つの取付け孔２３８及び２４０により、ねじ２４２及び座金２４４でクランプ１７４Ａをトレイに固定することができる。トレイ２２０はまた、クランプ１７４Ｂのピン２２６及び２２８を受け取るための１対のスロット２４６及び２４８と、駆動スプライン２３０を受け取るためのスロット２５０とを有する。２つのマウンディング（ｍｏｕｎｄｉｎｇ）スロット２５２及び２５４により、ねじ２４２及び座金２４４でクランプ１７４Ｂをトレイに固定することができる。スロット２４６、２４８、２５０、並びに２５２及び２５４により、クランプは、トレイ２２０上を平行移動することができる。トレイの底面上には、装置ドライバ５２上の接触パッド１９４との電気的接触を行うための接触板１９２が固定される。

図２７〜３６に示すように、クランプ１７４はそれぞれ、ピン２２６及び２２８並びに駆動スプライン２３０を保持する基部２６０を備える。基部２６０は、半円形のノッチ２６２を有する。概ね弓状のカバー２６４が、開いた位置と閉じた位置の間で枢動するように一方の端部において基部２６０にヒンジで付けられた半円形のノッチ２６６を有し、基部２６０内の半円形のノッチ２６２及びカバー２６４内の半円形のノッチ２６６が、クランプを通る概ね円形の開口２６８を形成する。オーバセンタラッチ２７０が、カバー２６４の他方の端部を基部２６０に解放可能に固定して、閉じた構成でカバーを保持する。

図３２に最もよく示すように、スプライン２３０の端部上にウォーム歯車２８０が取り付けられ、スプラインとともに回転する。ウォーム歯車は、スプロケット２８２に係合し、したがってスプライン２３０が回るとスプロケットも回る。

分割アダプタリング２９０が、概ね半円形の第１の半体２９２及び第２の半体２９４を備え、片側には、開いた位置と閉じた位置の間で枢動するヒンジ接続２９６を有し、半体２９２及び２９４はリングを形成する。半体２９２及び２９４の他方の端部は、たとえばスナップラッチ２９８で解放可能に接続され、中心開口３００をもつリングを形成する。分割アダプタリング２９０は、従来手動で動作される医療装置のハンドルの一部分の周囲に固定することができる。分割アダプタリング２９０は、関連するリング歯車３０２を有し、リング歯車３０２がスプロケット２８２と係合した状態で、クランプ１７４Ｂの内側に嵌合するように適合される。半体２９２及び２９４それぞれの内部は、特定の医療装置のハンドルを受け取るように特に適合させることができ、又は様々な挿入物（たとえば、図３６に示す挿入物３０４及び３０６）を使用して、異なる医療装置を収容するように標準的な半体を適合させることができる。

図４１〜４３には、５０’と示す遠隔マニピュレータ装置の好ましい実施例の代替構成を示す。遠隔マニピュレータ５０’は、構造及び構成が遠隔マニピュレータ５０に類似しており、対応する部分は対応する参照番号で識別されている。しかし、医療装置の近位端部でハンドルに係合するのではなく、遠隔マニピュレータ５０’は、外装４０２に係合して外装４０２を回転させ、外装の内腔内で細長い可撓性の医療装置４０４に係合して医療装置４０４を前進及び後退させるように適合される。

具体的には、遠隔マニピュレータ５０’では、遠隔マニピュレータ５０のクランプ１７４Ａは、医療装置４０４の近位部分を取り囲む外装４０２に係合して外装４０２を回転させるように適合される。遠隔マニピュレータ５０のクランプ１７４Ｂは、外装４０２の近位端部から延びる医療装置４０４の近位部分に係合して医療装置４０４を前進させる装置前進装置４０６に置き換えられている。このように、クランプ１７４Ａは外装４０２を回転させることができ、外装４０２の遠位端部は、外装の遠位端部から出るときに医療装置４０４の遠位端部を指向させるように、湾曲又はねじれなどの成形された構成を有することができる。装置前進装置４０６は、医療装置の近位端部に係合しており、外装４０２の内腔を通って医療装置を前進及び後退させることができる。

装置前進装置４０６は、参照により本明細書に組み込まれている特許文献１に開示の装置前進装置３０に類似の構造を有することができる。特許文献２の装置３０と同様に、装置前進装置４０６は、上部装填式であることが好ましく、それによって、医療装置４０４の近位端部と遠位端部の中間の任意の点で、医療装置４０４を前進装置内へ導入し、また前進装置から取り出すことができる。しかし、特許文献２の装置前進装置３０とは異なり、装置前進装置４０６は、プラットホーム１７２上に取り付けられ、装置ドライバ５２に係合し、装置ドライバ５２によって駆動されるように適合される。図４３に示すように、前進装置は、プラットホーム１７２に取り付けられてプラットホーム１７２によって駆動されるように特に適合された基部を有する。

医療装置４０４は、装置を動作させるように手動で操作できるハンドルを近位端部に有することができる。遠隔マニピュレータ５０’は、外装４０２を回転させ、外装４０２の内腔を通って医療装置４０４を前進及び後退させるように動作し、そうでない場合、装置４０４は、ハンドルを介して手動で動作される。しかし、遠隔動作を完全に可能にするには、医療装置のハンドルに係合して同様に遠隔で動作できる遠隔マニピュレータ５０’及び遠隔マニピュレータ５０を動作させることが望ましいであろう。

図４２に示すように、外装４０２の近位端部は、刻み目付き端部４１０、又はクランプ１７４Ａ内で確実に係合して回転できる他の構成を有することができる。好ましい実施例では、外装４０２は、刻み目付き端部４１０に接続された比較的剛性の近位区間４１２と、相手コネクタ要素４１６及び４１８で近位区間に接続できる比較的可撓性の大きい遠位区間４１４とを含む。遠位区間４１４の遠位端部は、外装４０２の遠位端部から出るときに医療装置４０４の遠位端部を指向させるのを助けるように、湾曲、ねじれ、又は他の構成を有することができる。図４２に示すように、クランプ４２０は、外装の近位区間に係合してロッド４２２を支持することができ、順にロッド４２２はブラケット４２４を支持し、ブラケット４２４は遠位区間４１４の近位部分を支持して、外装の望ましくない湾曲及び屈曲を低減させる。

図４４には、操作可能な外装を回転、動作、及び前進させ、操作可能な外装の内腔内で細長い医療装置を前進及び後退させるように構成された、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの別の代替構成を示す。遠隔マニピュレータ５０は、遠隔操作可能な外装４５２のハンドル４５０に係合する。遠隔マニピュレータ５０は、外装４５２を回転、前進、及び後退させることができ、ハンドル４５０上の制御部を動作させて外装の遠位端部を湾曲又は回転させることができる。外装４５２の内腔を通って医療装置４５６を前進及び後退させるために、別個の前進装置４５４を設けることができる。このように、操作可能な外装４５２を回転、前進、及び後退、並びに動作させることができ、操作可能な外装の内腔を通って医療装置を遠隔で前進及び後退させることができる。

図４５には、外装を回転及び前進させ、外装の内腔内で医療装置を動作並びに前進及び後退させるように構成された、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの別の代替構成を示す。遠隔マニピュレータ５０は、遠隔操作可能な医療装置４６２の近位端部上でハンドル４６０に係合する。遠隔マニピュレータ５０は、医療装置を前進及び後退させることができ、ハンドル４６０上の制御部を動作させて医療装置４６２の遠位端部を湾曲又は他の方法で動作させることができる。たとえば、ラッソーカテーテルの場合、制御部の動作は、ラッソーを偏向させて、ラッソーのループを拡大及び縮小させることができる。細長い医療装置の遠位端部は、外装４６４の内腔を貫通する。外装４６４の近位端部は、第２の遠隔マニピュレータ５０”の前面クランプ１７４Ａ内に係合される。第２の遠隔マニピュレータ５０”は、不要な第２のクランプ１７４Ｂが除去されていることを除いて、マニピュレータ５０に同一のものとすることができる。外装４６４の遠位端部は湾曲し、又は誘導を容易にするための何らかの他の形状を有し、遠隔マニピュレータ５０”は、体内で外装の遠位端部を誘導するように外装を前進、後退、及び回転させることができる。遠隔オペレータ５０”及び遠隔オペレータ５０は、遠隔オペレータ５０”が外装４６４の遠位端部を所望の位置又は向きにするように協働して動作することができ、遠隔マニピュレータ５０は、外装の内腔を通って遠位端部へ医療装置４６２を前進及び後退させ、ハンドル４６０を動作させて医療装置の遠位端部を動作させる。

図４６及び図４７には、操作可能な外装を回転、動作、及び前進させ、外装の内腔内で医療装置を動作並びに前進及び後退させるように構成された、好ましい実施例の遠隔マニピュレータの別の代替構成を示す。遠隔マニピュレータ５０は、遠隔操作可能な医療装置４７２の近位端部上でハンドル４７０に係合する。遠隔マニピュレータ５０は、医療装置を前進及び後退させることができ、ハンドル４７０上の制御部を動作させて医療装置４７２の遠位端部を湾曲又は他の方法で動作させることができる。たとえば、ラッソーカテーテルの場合、制御部の動作は、ラッソーを偏向させて、ラッソーのループを拡大及び縮小させることができる。細長い医療装置の遠位端部は、外装４７４の内腔を貫通する。

遠隔マニピュレータ５０は、遠隔操作可能な外装４７４のハンドル４７６に係合する。遠隔マニピュレータ５０は、外装４７４を回転、前進、及び後退させることができ、ハンドル４７６上の制御部を動作させて外装の遠位端部を湾曲又は回転させることができる。このように、遠隔オペレータ５０は、１つの遠隔オペレータ５０が外装４７４の遠位端部を所望の位置又は向きにするように協働して動作することができ、遠隔マニピュレータ５０は、外装の内腔を通って遠位端部へ医療装置４７２を前進及び後退させ、ハンドル４７０を動作させて医療装置の遠位端部を動作させる。このように、操作可能な外装４７４は、回転、前進、及び後退、並びに動作させることができ、医療装置４７２は、操作可能な外装の内腔を通って遠隔で前進及び後退させることができる。

動作
好ましい実施例の動作について、ループタイプのＥＰカテーテルに関連して説明するが、本発明はそのように限定されるものではなく、遠隔マニピュレータの実施例を使用すれば、ハンドルの操作を通じて制御できる多種多様な医療装置を動作させることができる。医療装置は、アクチュエータリングをもつハンドルを有する。ハンドルの残り部分に対してアクチュエータリングが回転すると、ループカテーテルの遠位端部が湾曲する。ハンドルの残り部分に対してアクチュエータリングが平行移動すると、遠位端部にあるリングの寸法が増大又は低減する。

システムは第１に、患者用ベッド上に設置される。図３７に示すように、プラットホーム６６は、ベッドの表面を横切るように配置され、典型的な患者用ベッドの両側に見られるレールに固定される。ボルト１２０及び１２２を締めることによって、１１２及び１１４で示す基板１００上のクリートが、ベッドの片側でレールに固定される。同様に、ベッドの反対側では、ボルト１２８を締めることによって、Ｌ字状のブラケット１１０上のクリート１２４がレールに固定される。プラットホーム６６が患者用ベッド上に固定された後、ブラケット６０がプラットホーム６６上に取り付けられる。図３８に示すように、ブラケット６０上のピン９４及び９６は、支持板１００内の半円形のノッチ１３０及び１３２内へ嵌合し、板１００上のピン１３４は、ブラケット６０内の半円形のノッチ９８に係合する。ブラケット６０と支持板は、基板内のスロット１３８に係合するようにブラケット上のボルト１３６を締めることによって固定される。

次いで、支柱５８の周囲で関節アーム５６を枢動させ、関節アーム５６をボルト７６で固定することによって、装置ドライバ５２が適当な位置に位置決めされる。区間７０及び７２を動かし、第１、第２、及び第３の軸の周りでドライバ装置５２を枢動させて、手順を行うのに適当な位置へドライバ装置を運ぶことができる。

装置ドライバ５２及び関節アーム５６を覆うように、細長いプラスチックバッグ状の手術用の被布（図示せず）を設置することができる。被布は、プラットホーム２０４に寸法及び形状が概ね対応する穴が開けられる窓を有し、その窓と位置合わせされることが好ましい。無菌パッケージに入れて提供できる交換可能な使い捨ての装置インターフェース５４は、無菌包装から取り出されて装置ドライバ５２のプラットホーム２０４上に設置され、クランプ１７４それぞれのピン２２６及び２２８並びにスプライン２３０が、被布に穴を開けてドライバ装置内のソケットに接続される。別法として、被布内の窓は、枠付きの開口とすることができ、トレイ２２０はその枠と封止することができ、ピン２２６及び２２８、並びにスプライン２３０は、被布からの干渉を受けずに、対応するソケットに係合することができる。

次いで、細長い医療装置は、遠隔マニピュレータシステム内での使用及び取付けのために準備される。図３９に示すように、医療装置の遠位端部は、伸縮式カテーテル支持部３０２の近位端部内の開口３００内へ導入される。伸縮式カテーテル支持部３０２は、少なくとも２つの相対的に伸縮式の管３０４及び３０６を備え、ロック３０８が、支持部の長さを設定するように管３０４及び３０６を定位置にロックする。支持部３０２の遠位端部は、導入器の外装に係合する。クリップ３１０により、カテーテル支持部３０２の近位端部を固定具１６８に係合させることができ、固定具１６８の球形の形状は、何らかの運動及び再調整に対応するためのクリップ３１０との玉継手を形成するのに役立つ。

図４０Ａ〜４０Ｃに示すように、クランプ１７４Ａ及び１７４Ｂが開かれ、これらのクランプ内に医療装置のハンドルが配置され、医療装置のアクチュエータリングがクランプ１７４Ａと位置合わせされ、ハンドルの残り部分がクランプ１７４Ｂと位置合わせされる。クランプ１７４Ａ及び１７４Ｂのカバー２６４が閉じられ、ラッチ２７０が係合される。

医療装置を遠隔マニピュレータシステム内に係合させた後、医療装置の遠位端部を体内へ導入し、遠隔操作システム５０で操作することができる。

カテーテルを前進させることが望ましいときは、平行移動機構２１２が基部１６０に対して装置ドライバ５２の本体１７０を前進させるように駆動部１４８を作動させ、それによって本体１７０上に取り付けられたカテーテルを前進させる。カテーテルを後退させることが望ましいときは、平行移動機構２１２が基部１６０に対して装置ドライバの本体１７０を後退させるように、駆動部１４８を作動させる。カテーテルの遠位端部を回転させることが望ましいときは、駆動部１４２及び１４６を動作させて、クランプ１７４Ａ及び１７４Ｂの両方のスプライン２３０が回るように伝達部２０６及び３１０を動作させ、それによって分割アダプタリング歯車３０２、したがって歯車３０２内に係合する装置全体を回す。装置のハンドル上で作動リングを動作させることが望ましいときは、駆動部１４４を動作させて、ハンドルに係合するクランプ１７４Ｂがアクチュエータリングに係合するクランプ１７４Ａに対して動くように平行移動機構２０８を動作させることによって、リングとハンドルの残り部分の相対的な平行移動を引き起こし、それによってアクチュエータリングとハンドルの間で相対的な動きを引き起こすことができる。アクチュエータリングとハンドルの残り部分の相対的な回転は、駆動部１４２を動作させて、クランプ１７４Ａのスプライン２３０を動作させるように伝達部２０６を動作させ、ハンドルの残り部分に対してアクチュエータリングを回転させることによって、又は駆動部２１０を動作させて、クランプ１７４Ｂのスプライン２３０を動作させるように伝達部２１０を動作させ、アクチュエータリングに対してハンドルの残り部分を回転させることによって、或いは駆動部１４２及び１４６を異なる速度及び／又は異なる方向で動作させ、クランプ１７４Ａ内に係合するアクチュエータリングと１７４Ｂ内に係合するハンドルの残り部分の間で相対的な回転を引き起こすことによって引き起こすことができる。

駆動部１４２、１４４、１４６、及び１４８は、適したインターフェースを通じた医師による直接制御を受けることができ、又はこれらの駆動部は、医師の監督及び指示の下でマイクロプロセッサの制御を受けることができる。

緊急の際には、クランプ１７４Ａ及び１７４Ｂは、カバーを解放するようにラッチ２７０を動作させ、医療装置を引き出して自由にすることによって、容易に開くことができる。分割アダプタリングは、装置から容易に取り外すことができ、したがって装置を手動で使用することができる。

遠隔マニピュレータ装置の実施例は、医師による遠隔制御下で、又は医師に監督されるコンピュータ制御によって、装置を体内で位置決めして動作させることができるように、多種多様な医療装置に適合することができる。

実施例についての上記の説明は、例示及び説明を目的として提供した。これは排他的なものではなく、本発明を限定しようとするものでもない。特定の実施例の個々の要素又は特徴は通常、その特定の実施例に限定されるものではなく、具体的に図示又は説明しない場合でも、適宜交換可能であり、選択された実施例で使用することができる。同じことを、多くの方法で変更することもできる。そのような変更形態は、本発明から逸脱すると見なされるべきではなく、またすべてのそのような修正形態は、本発明の範囲内に含まれるものとする。

Claims (16)

1. 体内を誘導されるように適合された遠位端部と、装置の前記遠位端部に作用するための平行移動可能な制御部及び回転可能な制御部をもつハンドルを有する近位端部とを有するカテーテルを動作させるシステムであって、
   前記カテーテルの前記ハンドルを受け取って係合する支持部と、
   ハンドルが前記支持部内に受け取られたカテーテルを前進及び後退させるように前記支持部を前進及び後退させる平行移動機構と、
   ハンドルが前記支持部内に受け取られたカテーテルを回転させるように前記支持部を回転させる回転機構と、
   ハンドルが前記支持部内に受け取られたカテーテルの前記平行移動可能な制御部に係合して、前記装置の前記遠位端部に作用するように前記平行移動可能な制御部を動作させる平行移動オペレータと、
   ハンドルが前記支持部内に受け取られたカテーテルの前記回転可能な制御部に係合して、前記装置の前記遠位端部に作用するように前記回転可能な制御部を動作させる回転オペレータとを備えるシステム。
2. 前記回転機構及び前記回転オペレータが、前記回転可能な制御装置を動作させることなく前記カテーテルを回転させるように協働して動作する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記回転機構が、前記カテーテルのハンドルを受け取るための回転可能なクランプを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記回転オペレータが、カテーテルの回転制御部を受け取るための回転可能なクランプを備える、請求項３に記載のシステム。
5. 体内を誘導されるように適合された遠位端部と、装置の前記遠位端部に作用するための平行移動可能な制御部及び回転可能な制御部をもつハンドルを有する近位端部とを有するカテーテルと組み合わせて、前記カテーテルを遠隔操作するシステムであって、
   前記カテーテルの前記ハンドルを受け取って係合する支持部と、
   カテーテルを前進及び後退させるように前記支持部を前進及び後退させる平行移動機構と、
   前記カテーテルを回転させるように前記支持部を回転させる回転機構と、
   前記カテーテルの前記平行移動可能な制御部に係合して、前記装置の前記遠位端部に作用するように前記平行移動可能な制御部を動作させる平行移動オペレータと、
   前記カテーテルの前記回転可能な制御部に係合して、前記装置の前記遠位端部に作用するように前記回転可能な制御部を動作させる回転オペレータとを備えるシステム。
6. 患者内へ導入されるように適合された遠位端部と、装置を操作するための回転可能な制御部及び平行移動可能な制御部をもつ近位端部にあるハンドルとを有するタイプの細長い医療装置を遠隔操作するシステムであって、
   前記患者に隣接して位置決め可能な装置ドライバと、
   前記装置ドライバ上に解放可能に取り付けられた装置インターフェースであり、前記医療装置の前記ハンドルの第１の部分に解放可能に係合する第１のクランプと、前記医療装置の前記ハンドルの第２の部分に解放可能に係合する第２のクランプとを備える装置インターフェースと、
   前記患者に対して前記装置ドライバを前進及び後退させて、前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を前進及び後退させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、前記第１及び第２のクランプが前記医療装置の前記ハンドルの前記第１及び第２の部分を回転させて、前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を回転させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、前記第１のクランプに対して前記第２のクランプを動かして、前記ハンドルの前記第１の部分と前記ハンドルの前記第２の部分の間に相対的な平行移動を引き起こし、それによって前記ハンドル上の前記平行移動可能な制御部を動作させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、また前記第１及び第２のクランプの少なくとも１つが、前記医療装置のうち中に解放可能に係合された部分を回転させて、前記ハンドルの前記第１の部分と前記ハンドルの前記第２の部分の間に相対的な回転を引き起こし、それによって前記ハンドル上の前記回転可能な制御部を動作させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させる制御部とを備えるシステム。
7. 前記第１及び第２のクランプがそれぞれ、凹状のくぼみを有する基部と、凹状のくぼみを有するヒンジカバーであって、医療装置の前記ハンドルの一部分を挿入したり前記クランプから取り外したりすることができる開いた位置と、前記基部及びカバー内の前記凹状のくぼみが協働して、前記医療装置の前記ハンドルのうち中に挿入された部分を受け取って保持するための中心開口を作る閉じた位置との間で、枢動可能に動作可能なカバーと、前記カバーを閉じた位置で解放可能に固定するラッチとを備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記クランプがそれぞれ、前記カバーと前記基部の間の前記中心開口内に回転可能に取付け可能なアダプタリングをさらに備え、前記医療装置の前記ハンドルの一部分を密閉するように適合された第１及び第２のヒンジ接続部分を備える、請求項７に記載のシステム。
9. 前記アダプタリングが、リング歯車を含み、前記基部が、前記アダプタリング上の前記リング歯車に係合し、前記クランプ内で前記アダプタリングを回すように前記装置ドライバと係合可能である歯車列を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記装置インターフェースが、トレイと、固定の位置で前記トレイ上に取り付けられた第１のクランプと、前記トレイ上に摺動可能に取り付けられた第２のクランプとを備える、請求項６に記載のシステム。
11. 前記第１及び第２のクランプが、前記装置ドライバの部分に係合するように適合された、前記トレイを通って延びる部分を有する、請求項１０に記載のシステム。
12. 患者内へ導入されるように適合された遠位端部と、装置を操作するための回転可能な制御部及び平行移動可能な制御部をもつ近位端部にあるハンドルとを有するタイプの細長い医療装置を遠隔操作するシステムであって、
    前記患者に隣接して位置決め可能な装置ドライバと、
    前記装置ドライバ上に解放可能に取り付けられた装置インターフェースであり、回転可能なアダプタリング内で前記医療装置の前記ハンドルの第１の部分に解放可能に係合する第１のクランプと、回転可能なアダプタリング内で前記医療装置の前記ハンドルの第２の部分に解放可能に係合する、トレイ上に摺動可能に取り付けられた第２のクランプとを有するトレイであり、前記クランプがそれぞれ、前記トレイを通って延びて前記装置ドライバに係合する一部分を含む、トレイと、前記アダプタリングを回転させるように前記装置ドライバと係合可能な歯車列とを備える装置インターフェースと、
    前記患者に対して前記装置ドライバを前進及び後退させて、前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を前進及び後退させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、前記第１及び第２のクランプが前記医療装置の前記ハンドルの前記第１及び第２の部分を回転させて、前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を回転させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、前記第１のクランプに対して前記第２のクランプを動かして、前記ハンドルの前記第１の部分と前記ハンドルの前記第２の部分の間に相対的な平行移動を引き起こし、それによって前記ハンドル上の前記平行移動可能な制御部を動作させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させ、また前記第１及び第２のクランプの少なくとも１つが、前記医療装置のうち中に解放可能に係合された部分を回転させて、前記ハンドルの前記第１の部分と前記ハンドルの前記第２の部分の間に相対的な回転を引き起こし、それによって前記ハンドル上の前記回転可能な制御部を動作させるように、前記装置ドライバを選択的に動作させる制御部とを備えるシステム。
13. 前記装置ドライバが、基部と、本体と、前記基部に対して前記本体を平行移動させる平行移動機構と、前記歯車列を動作させて前記第１のクランプの前記アダプタリングを回転させるように、上に取り付けられた前記第１のクランプの一部分に係合する伝達部と、前記第１のクランプに対して前記第２のクランプを平行移動させるように、前記第２のクランプの一部分に係合する平行移動機構と、前記歯車列を動作させて前記第２のクランプの前記アダプタリングを回転させるように、上に取り付けられた前記第２のクランプの一部分に係合する伝達部とを備える、請求項１２に記載のシステム。
14. 装置インターフェースを取り付けて動作させ、前記装置インターフェース内に係合された細長い医療装置を遠隔操作する装置ドライバであって、前記医療装置が、患者内へ導入されるように適合された遠位端部と、前記医療装置を操作するための回転可能な制御部及び平行移動可能な制御部をもつ近位端部にあるハンドルとを有するタイプのものであり、前記装置ドライバが、
    基部と、
    前記基部上に摺動可能に取り付けられた本体と、前記基部に対して前記本体を平行移動させる前記本体内の平行移動機構と、前記装置インターフェースの第１の部分の一部分を受け取って選択的に回転させるソケットと、前記装置インターフェースの第２の部分の一部分を受け取って選択的に平行移動させるソケットと、前記装置インターフェースの前記第２の部分の一部分を受け取って選択的に回転させるソケットとを備える、装置ドライバ。
15. 患者内へ導入されるように適合された遠位端部と、医療装置を操作するための回転可能な制御部及び平行移動可能な制御部をもつ近位端部にあるハンドルとを有するタイプの医療装置に係合して動作させるように装置ドライバ上に取り付けられる装置インターフェースであって、
    トレイと、
    前記トレイ上に取り付けられた第１のクランプであり、基部と、ヒンジカバーと、前記基部及びカバー内に回転可能に取り付けられ、前記医療装置の前記ハンドルの第１の部分を受け取るように適合された分割アダプタリングと、前記分割アダプタリングを回転させる歯車列であり、前記装置インターフェースが上に取り付けられた装置ドライバ上のソケットに係合するように適合された突出スプラインを有し、したがって前記装置ドライバが前記第１のクランプの前記分割リングアダプタを回転させることができる、歯車列とを備える第１のクランプと、
    前記トレイ上に摺動可能に取り付けられた第２のクランプであり、基部と、ヒンジカバーと、前記基部及びカバー内に回転可能に取り付けられ、前記医療装置の前記ハンドルの第２の部分を受け取るように適合された分割アダプタリングと、前記分割アダプタリングを回転させる歯車列であり、前記装置インターフェースが上に取り付けられた装置ドライバ上のソケットに係合するように適合された突出スプラインを有し、したがって前記装置ドライバが前記第２のクランプの前記分割リングアダプタを回転させることができる、歯車列とを備え、前記装置インターフェースが上に取り付けられた装置ドライバ上の平行移動機構に係合するように適合された付随部分を有し、したがって前記装置ドライバが前記第１のクランプに対して前記第２のクランプを平行移動させることができる、第２のクランプとを備える装置インターフェース。
16. 患者内へ導入されるように適合された遠位端部と、装置を操作するための回転可能な制御部及び平行移動可能な制御部をもつ近位端部にあるハンドルとを有するタイプの医療装置を動作させる方法であって、
    第１のクランプ内に解放可能に回転可能に取り付けられたアダプタリング内で、前記医療装置の前記ハンドルの第１の部分に係合するステップと、
    第１のクランプ内に解放可能に回転可能に取り付けられたアダプタリング内で、前記医療装置の前記ハンドルの第２の部分に係合するステップと、
    前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を前進及び後退させるように、前記第１及び第２のクランプをともに選択的に動かし、前記患者内で前記医療装置の前記遠位端部を回転させるように、前記第１及び第２のクランプの前記アダプタリングを選択的に回転させ、前記ハンドルの前記第１の部分と前記ハンドルの前記第２の部分の間に相対的な平行移動を引き起こし、それによって前記ハンドル上の前記平行移動可能な制御部を動作させるように、前記第１のクランプに対して前記第２のクランプを選択的に動かし、前記第１及び第２のクランプの前記アダプタリングを選択的に異なる形で回転させ、それによって前記ハンドル上の前記回転可能な制御部を動作させるステップとを含む方法。

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