KR102329945B1 - 길고 유연한 의료 장치를 가이드 하기 위한 로봇 모듈 - Google Patents

길고 유연한 의료 장치를 가이드 하기 위한 로봇 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무균 장벽(39)을 포함하는 카세트에 관한 것이다. 무균 장벽(39)은 길고 유연한 의료 장치를 구동하는 구동 부재(24,24')에 각각 부착 된 부착 브래킷(45)과 두 개의 인접한 부착 브래킷(45) 사이의 유연한 부분(44)을 포함한다. 유연한 부분은 부착 브래킷에 연결된다. 부착 브래킷의 구동 표면 (46)은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하게 된다.

Description

길고 유연한 의료 장치를 가이드 하기 위한 로봇 모듈{ROBOTIZED MODULE FOR GUIDING AN ELONGATE FLEXIBLE MEDICAL DEVICE}
본 발명은 길고 유연한 의료 장치를 구동하기 위한 로봇 모듈에 관한 것이다.
카테터(catheter) 또는 가이드를 환자에게 수동으로 삽입하는 것은 비교적 통상적인 수술 절차이다. 그러나, 이 절차는 X- 레이를 사용하여 모니터링되기 때문에, 많은 환자에게 이러한 수술을 수행하면 이 절차를 수행하는 외과의사는 결과적으로 방사선 조사를 받게 된다.
　　　외과 의사의 위험을 줄이기 위해, 이러한 삽입물을 로봇으로 연결하려는 시도가 있었다. 카테터를 쥐는 것이 어렵기 때문에 이러한 로봇은 복잡하다. 카테터는 보존액으로 처리되며 무균 상태이어야 한다. 또한, 교대로 및 / 또는 동시에 카테터의 병진 운동 및 회전 운동을 제어하는 것이 요구된다. 신뢰성은 이러한 로봇 시스템의 결정적인 기준이다.
　　　구동 시스템은 미국 특허 제7,927,310호에서 카테터의 병진 운동과 회전 운동 모두를 관리하기 위해 최근에 제안되었다. 카테터는 회전을 일으키기 위해서 베이스에 대해 회전할 수 있는 플레이트 상에 유지된다. 플레이트 자체는 병진 구동 기구를 포함한다. 또한, 프레임에 고정된 원격 모터 및 이동을 카테터로 전달하기위한 시스템이 사용된다. 전력 공급, 공간 및 무균 때문에 모터가 설치되어 있지 않은 것이 바람직하다.
　　　이러한 구성이 만족스럽다 할지라도, 이러한 유형의 기구의 간소화는 특히 신뢰도를 높이기 위해 지속적으로 추구된다.
　　　이러한 효과를 위해, 본 발명에 따르면, 길고 유연한 의료 장치를 구동하기위한 로봇 구동 모듈이 제공되며, 다음을 포함한다.
베이스와,
한 쌍의 구동부재들 각각이 구동면을 가지고, 한 쌍의 구동부재들은 구동 구성에 위치하고, 한쌍의 구동부재들의 구동 부재들의 구동면들은 구동되는 길고 유연한 의료 기구와 결합되고 구동 구성의 양측에 정렬되며,
한 쌍의 구동 부재는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 1 자유도를 따라 베이스에 대해 이동 가능하게 장착되며,
제 1 위치로부터 제 2 위치까지의 구동 구성에서 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 베이스에 대한 이동을 제어하여 가늘고 유연한 의료 장치를 베이스에 대해 구동 시키는데 적합한 제어 부재와,
각각의 구동 부재에 대한 부착 브래킷 및 2 개의 인접한 부착 브래킷들 사이의 유연성 부분을 포함하는 일회용 소모품 무균 장벽과,
유연한 부분은 부착 브래킷에 연결되며, 각각의 구동 부재는 부착 브래킷에 부착되고, 부착 브래킷의 구동 표면들은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하도록 의도된다.
이러한 구성들을 통해, 길고 유연한 의료 장치의 구동은 길고 복잡한 궤도를 통하더라도 무균 방식으로 구현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 다음의 구성들 중 하나 및 / 또는 다른 하나를 사용할 수도 있다 :
한 쌍의 구동 부재는 구동 구성과 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 구동면이 길고 유연한 의료 장치와 맞물리지 않는 자유 구성으로 교대로 배치 될 수 있으며,
제어 부재는 제 1 위치로부터 제 2 위치까지의 구동 구성에서 베이스에 대한 구동 부재들의 이동과 베이스에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키지 않고 제 2 위치로부터 제 1 위치까지 자유롭게 구성되는 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 베이스에 대한 이동을 반복적이고 주기적으로 제어하는데 적합하고;
베이스는 제 1베이스이고, 한 쌍의 구동 부재들은 제 1 한 쌍의 구동 부재들이며, 로봇 모듈은 다음을 더 포함한다.
제2 베이스와,
제2 한 쌍의 구동부재들 각각이 구동면을 구비하고, 한 쌍의 구동 부재들은 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 구동면들이 구동될 길고 유연한 의료 장치와 결합되는 구동 구성에 배치 가능하고, 그 양측 상에 배열되고,
제 2 한 쌍의 구동 부재들은 제 1 및 제 2 위치 사이에서 1 자유도를 따라 제 2베이스에 대해 이동 가능하게 장착되며,
제 1 위치로부터 제 2 위치까지의 구동 구성에서 제 2 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 베이스에 대한 이동을 제어하여 제 2 베이스에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키는 제어 부재와,
제 2 한 쌍의 구동 부재들은 구동 구성 및 제2 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 구동면이 길고 유연한 의료 장치와 결합되지 않는 자유 구성으로 교대로 배치 될 수 있으며,
제어 부재는 제 1 위치로부터 제 2 위치까지의 구동 구성에서 제 2베이스에 대한 구동 부재들의 이동 및 및 제2 베이스에 대하여 길고 유연한 의료 장치를 구동시키지 않고 제 2 위치로부터 제 1 위치까지 자유 구성에서 제2 한 쌍의 구동 부재들의 구동 부재들의 제 2베이스에 대한 이동을 반복적으로 주기적으로 제어하고;
제 1 베이스와 상기 제 2 베이스는 함께 또는 공통으로 연결되고;
일회용 소모품 무균 장벽은 제 2 한 쌍의 각각의 구동 부재를 위한 부착 브래킷 및 2 개의 인접한 부착 브래킷들 사이의 유연한 부분을 포함하고,
유연한 부분은 부착 브래킷들에 연결되고, 제 2 한 쌍의 각각의 구동 부재는 부착 브래킷에 접착되고, 부착 브래킷들의 구동면들은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하도록 의도되며;
무균 장벽은 각각의 구동 부재를 위한 부착 부분과 2 개의 인접한 부착 부분들 사이의 유연한 부분을 포함하는 연속 일회용 소모성 필름을 더 포함하며,
각각의 구동 부재는 연속 필름의 부착 부분에 부착되고, 구동 표면들은 연속 필름에 의한 길고 유연한 의료 장치와 결합되며;
무균 장벽은 또한 강성 케이싱을 포함하며, 각각의 부착 브래킷은 상기 유연한 부분에 의해 강성의 케이싱 상에 조립되며;
강성의 케이싱은 각각이 유연한 부분에 의해 밀봉 식으로 폐쇄 된 복수개의 창들을 포함한다.
부착 브래킷은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하는 구동면을 구동 부재상의 조립 부분에 연결시키는 파쇄 가능 영역에 의해 구동 부재 상에 조립되며;
무균 장벽은 공간을 두 개의 서브 공간들로 분리한다 : 무균 서브 공간은 길고 유연한 의료 장치를 수용하고, 서브 공간은 구동 부재들이 배치되는 필수적인 무균은 아니며;
로보틱 구동 모듈은 구동 부재들 및 베이스를 둘러싸며, 길고 유연한 의료 장치가 연장되는 상류 포트 및 하류 포트를 포함하는 폐쇄 하우징을 포함하며;
하우징은 각 구동 부재를 하우징 외부의 모터에 연결하는 연결부재를 또한 포함하고,
하우징은 조작자에 의한 하우징 내의 길고 유연한 의료 장치로의 접근이 금지되는 폐쇄 형 구성과 조작자에 의한 하우징 내의 길고 유연한 의료 장치로의 접근이 가능한 개방형 구성 사이에서 리셉터클과 리셉터클에 대해 이동하는 덮개(lid)를 포함하며,
개방 된 구성으로부터 닫힌 구성까지의 덮개의 궤적의 최종 부분은 병진 운동이고;
폐쇄 구성에서, 구동 부재들의 부근에서, 큰 자유 체적이 덮개와 리셉터클 사이에서 이용 가능하고, 이 부근의 밖에서 감소된 자유 체적이 덮개와 리셉터클 사이에서 이용 가능하여, 길고 유연한 의료 장치의 가이드가 허용되고;
하우징은 구동 부재들을 지지하는 고정 베이스 부와, 베이스 부 상에 조립 및 분해 될 수 있는 일회용 소모성 카세트를 포함하고, 카세트는 적어도 무균 장벽을 포함하고;
상기 리셉터클은 베이스부와 무균 장벽을 포함하고;
각각의 부착 브래킷은 각각의 구동 부재로부터 분리 가능하고;
로봇 모듈은 부착 브래킷을 지지하는 강성 캐리어를 추가로 포함하고, 각 부착 브래킷은 캐리어 상에 일시적으로 조립되며;
캐리어는 바람직하지 못한 방향으로의 조립을 방지하는 실수 방지 부분을 추가로 포함하고;
캐리어는 무균 장벽으로부터 분해되고;
각 부착 브래킷은 정면을 갖는 편평한 벽을 포함하고, 길고 유연한 의료 장치의 움직임을 제한하기위한 장벽 시스템을 포함하며, 길고 유연한 의료 장치가 정면을 마주하게 유지하며,
제한 장벽 시스템의 각 장벽은 오목한 부분과 돌출되는 부분을 교대로 포함한다.
또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 용기, 적어도 부분적으로는 용기에 수용된 길고 유연한 의료 장치, 그리고 용기에 부착되고 길고 유연한 의료 장치를 용기로부터 구동 할 수있는 로봇 구동 모듈을 포함하는 동맥 조영술 로봇에 관한 것이다.
또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 길고 유연한 의료 장치의 구동 부재에 각각 부착 될 수 있는 부착 브래킷들 및 2 개의 인접한 부착 브래킷들 사이의 유연한 부분들을 포함하는 무균 장벽을 포함하는 카세트에 관한 것으로, 부착 브래킷들의 구동면들은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하도록 되어있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 설명할 주어진 실시 예 중 하나인 다음에서 나타날 것이다.
도면과 관련하여:
　　　도 1a는 로봇 동맥 조영 장치의 개략적 인 측면도이다.
　　　도 1b는 도 1a의 일부의 평면도이며,
　　　도 2는 도 1a 및 1b의 설비에 사용 된 로봇의 개략적인 평면도이며,
　　　도 3a 내지도 3c는 구동 부재의 이동 모드의 설명도,
　　　도 4는 자유 구성의 구동 모듈의 일부의 개략적인 사시도이고,
　　　도 5a는 일 실시 예에 따른 모듈의 면의 평면도이고,
　　　도 5b는도 5a의 모듈의 위에서 본 평면도이고,
　　　도 6은 하우징의 개방 구성에서 투명성이 없는 도 5a와 유사한 도면이며,
　　　도 7은 구동 부재의 면의 개략도이며,
　　　도 8은 카세트의 (덮개없는) 실시 예의 위에서 본 사시도이다.
　　　도 9는 도 8의 선 IX-IX를 따른 단면도이며,
　　　도 10은 덮개가 있는 카세트의 사시도이고,
　　　도 11a 및 도 11b는 각각 부착 브래킷 및 단부 피스의 후방 사시도이다
　　　도 12는 단부 피스가 부착 브래킷 상에 조립되는 도 11a와 유사한 도면이며,
　　　도 13은 브래킷 캐리어를 포함하는 카세트의 사시도이고,
　　　도 14는 브래킷 캐리어의 섹션 (IX-IX)을 따른 단면도이며,
　　　도 15a 내지 15f는 일 실시 예에 따른 단부 피스와 브래킷의 다양한 조립 단계를 나타내는 측면에서 본 단면도이며,
　　　도 16은 브래킷의 일 실시 예를 나타내는 사시도이고,
　　　도 17은 부착 브래킷의 실시 예를 나타내는 사시도이다.
다양한 도면들에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.
도 1a는 동맥 조영 장치(1)를 개략적으로 도시한다. 동맥 조영 장치(1)는 2 개의 2개의 구별되는 위치 인 수술실(2)과 제어실(3)로 나누어진다. 제어실(3)은 수술실(2)과 X- 레이 불투과성 분리벽에 의해 또는 리모트에 의해 분리되되 근접할 수 있다. 수술실(2)의 장비 및 제어실 (3)은 기능적 방식으로, 유선, 무선 또는 네트워크 방식으로 서로 연결된다.
수술실(2)은 환자(6)를 수용하기위한 수술대 (5)를 포함한다. 수술실 (2)은 또한 환자에 대하여 상대적으로 움직일 수 있는 환자의 양측에 배치 된 소스(8) 및 검출기(9)를 포함하는 의료용 영상장치(7), 특히 X 선 영상장치를 포함할 수 있다.
동맥 조영 장치(1)는 수술실(2)에 배치 된 로봇(10)을 포함한다.
동맥 조영 장치(1)는 제어실(3) 내에 배치 된 제어 국(11, control station)을 포함한다. 제어 국(11)은 로봇(10)을 원격 제어 할 수있다. 동맥 조영 장치(1)는 제어실(3) 내에 영상장치(7)의 하나 이상의 원격 제어기(12)를 포함할 수 있는데, 이는 영상장치(7)를 원격으로 제어하기 위해 영상장치(7)와 통신한다. 동맥 조영 장치(1)는 제어실(3)에 실시간으로 영상장치(7)에 의해 획득 된 영상을 시각화하기 위해 제어실(3)에 배치되고 영상장치(7)와 통신하는 스크린(13)을 포함 할 수 있다.
로봇(10)은 환자의 신체 내로 도입 될 길고 유연한 의료 장치 (15)를 수용하기에 적합한 용기(14)를 포함 할 수있다. 길고 유연한 의료 장치 (15)는 예를 들어 환자의 채널 내로 도입되고, 환자의 통로, 특히 환자에게 접근을 유지하기 위한 테실(desilet)을 통해 동맥 또는 정맥 내에서 움직이기 위한 장치 일 수 있다. 길고 유연한 의료 장치는 특히 카테터 일 수 있다.
다른 예로서, 길고 유연한 의료 장치는 카테터를 도입하기 위한 가이드 일 수 있다.
일반적으로, 가이드는 일반적으로 카테터의 단면적보다 작은 직경을 가지며, 가이드 직경이 카테터 내부, 특히 환자의 신체 내부로 이동할 수 있도록, 환자에 가까운 부분에 걸쳐 또는 전체 길이에 걸쳐서 일반적으로 중공이다.
가이드는 또한 아래에서보다 상세히 설명되는 바와 같이 만곡 된 단부를 포함 할 수 있다.
로봇(10)은 길고 유연한 의료 장치(15)를 구동하기위한 구동 모듈 (16)을 포함 할 수 있다. 구동 모듈(16)은 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 적어도 하나의 자유도를 따라 환자에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키기 위해 제어 국(11)으로부터 조절될 수 있다. 구동 모듈은 제어 국(11)과의 인터페이스를 제공하는 통신 유닛(17)을 포함 할 수 있다. 필요에 따라, 로봇(10)은 수술실(2)로부터 로봇을 제어하기 위한 실내 제어 유닛 (18)을 포함 할 수있다.
또한, 제어실(3)에서 이용 가능한 모든 제어 및 피드백은 예를 들어 영상 장치(7)에 의해 획득 된 이미지를 보기 위한 스크린(20)과 영상장치의 제어 장치(19)와 같은 실내 동작을 고려하여 수술실(2)에서 이용 가능할 수도 있다.
길고 유연한 의료 장치 (15)는 길고 유연한 의료 장치 내부의 이미징을 용이하게하는 조영제의 주입을 가능하게하는 커넥터 (56)에 연결될 수 있다.
동맥 조영 장치는 제어실(3)에 배치 된 원격 제어기(58)에 의해 제어 가능한 커넥터(56)에 연결된 조영제 주입기(57)를 포함할 수 있다. 조영제 주입기의 제어 장치(59)는 또한 수술실(2)의 실내에 있을 수 있다.
순전히 예시적인 방식으로, 도 2는 카테터(15')를 수용하는 용기(14)를 보다 상세히 도시한다. 용기(14)는 그의 보존을 위해 적합한 환경에서 카테터(15')를 유지시킨다.
구동 모듈(16)은 카테터(15')를 구동하기에 적합하다. 이 예에서, 용기(14)는 또한 가이드(15")를 수용한다. 용기(14)는 보존을 위해 적절한 환경에서 가이드(15'')를 유지한다. 구동 모듈 (16')은 가이드 (15'')를 구동하기에 적합하다. 적용 가능하다면, 구동 모듈 (16 및 16')은 동일하거나 상이할 수있다. 이들은 적절하다면 아래 제시된 실시 예 중 하나에 따른 것일 수있다. 본 실시 예에서, 가이드 (15")는 도시 된 바와 같이 카테터의 후단 (15'b)에서 카테터 (15')로 도입될 수 있고, 카테터의 전단 (15'a)을 넘어 연장 될 수 있다.
다음에서, 참조 번호(15)는 가이드 (15"), 카테터 (15') 또는 일반적인 방식으로 환자의 신체 내로 도입 될 의료용의 길고 유연한 의료 장치를 교대로 지정하는데 사용된다. 예를 들어 중재식(interventional) 카테터로 언급될 수 있다. 이러한 중재식 카테터는 카테터보다 직경이 작아서, 환자 내부에서 동축(coaxial)으로 안내되고, 환자 내부의 가이드 상에 유도되도록 중공이 될 수있다.
그림 3a는 본 시스템에서 가능한 다양한 자유도를 보여준다. 가이드의 길이 방향 주축에 대해 약간 만곡되고 카테터 (15')의 전방 단부(15'a)에서 빠져 나오는 전방 단부(15")를 갖는 가이드 (15")를 도시한다. 카테터 (15 ')는 두 개의 별개의 움직임을 겪을 수있다 :
- 종축을 따라 병진 이동하는 움직임,
- 종축을 중심으로 회전하는 움직임.
이러한 움직임은 어느 방향 으로든 발생할 수 있다.
적용 가능하다면, 카테터 (15')는 위에서 설명한 2 개의 간단한 이동들을 결합한 움직임을 수행할 수 있다. 적용 가능하다면, 카테터 (15')는 상이한 조합에 따라, 위에서 설명한 2 개의 단순한 이동들을 결합하는 2 개의 움직임들을 수행할 수 있다. 카테터에 대하여 위에서 설명한 내용은 가이드에 적용된다.
가이드(15")는 두 개의 별개의 움직임을 수행할 수 있다:
- 종축을 따라 병진 이동하는 움직임,
- 종축을 중심으로 회전하는 움직임.
이러한 움직임은 어느 방향 으로든 발생할 수 있다.
적용 가능하다면, 가이드 (15'')는 위에서 설명한 두 가지 간단한 이동을 결합하여 이동 될 수 있다.
적용 가능하다면, 가이드 (15'')는 상이한 조합에 따라 위에서 설명 된 두 가지 간단한 동작들을 결합하는 두 가지 동작들을 수행할 수 있습니다.
경우에 따라 카테터 자체에 가이드와 같은 원리로 네비게이션을 허용하거나 특정 곡률을 갖는 해부학적 영역에서 위치를 쉽게하기 위해 곡선 끝이 제공된다.
도 3b는 주 트렁크 (22) 및 주 트렁크 상에 개방되는 두 개의 브랜치(23a, 23b)를 포함하는 환자의 동맥(21)을 도시한다. 도 3b는 점선으로 표시된 수축 위치와 실선으로 표시된 진행 위치 사이의 길고 유연한 의료 장치(15)(이 경우에는 가이드(15"))의 병진 운동을 도시한다. 도 3c는 동일한 동맥에서, 길고 유연한 의료 장치가 브랜치 (23a)의 방향으로 병진 운동 할 준비가 되어있는 점선으로 나타낸 제 1 위치와, 길고 유연한 의료 장치가 브랜치(23b)의 방향으로 병진운동 할 준비가 되어있는 실선으로 표시된 제 2 위치를 포함한다.
길고 유연한 의료 장치는 전술 한 움직임(들)에 따라 구동부재에 의해 구동 될 수 있다. 구동부재는 쌍으로 배열 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주어진 구동 부재는 작동기에 의해 작동될 수있다.
작동 시스템(55,55',55")은 3 개의 독립적인 공간 방향으로 구동핑거 (24)와 함께 도시되어 있다.
도 4는 제 1 실시 예에 따른 구동 모듈(31)을 도시한다. 상기 구동 모듈 (31)은 길이 방향 (X)으로 연장되는 길고 유연한 의료 장치(15)를 구동하는데 적합하다. 구동 모듈 (31)에서의 길이 방향 (X)은 반드시 길고 유연한 의료 장치(15)의 그것과 같을 필요는 없다. 그러나, 구동 모듈(31)에서 길이 방향(X)을 따라/ 주위에서 길고 유연한 의료 장치(15)의 병진 및/또는 회전은 각각이 그것의 끝에서 길이 방향을 따라/ 주위에서 길고 유연한 의료 장치(15)의 병진 및/또는 회전을 야기한다.
구동 모듈(31)은 베이스(132) 및 베이스(132)에 대해 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 구동 부재(24)를 포함한다. 구동 부재(24)는 예를 들어 3 자유도로 베이스(132)에 대해 이동 가능하게 장착된다.
도시 된 예에서, 구동 모듈 (31)은 제 2 구동 부재(24')를 더 포함한다. 또한 구동 부재(24)는 한 쌍의 구동 부재(33)를 함께 형성하는 제1 구동 부재, 그리고 제2 구동 부재로 언급된다. 한 쌍의 구동 부재(33)는 베이스(132)에 대해 길고 유연한 의료기구(15)의 이동을 생성하기 위해 함께 협동하는 두 개의 구동 부재를 포함한다. 도시 된 예에서, 제 2 구동 부재(24')는 베이스 (132)에 대해 이동 가능하게 장착된다. 제 2 구동 부재(24')는, 예를 들어 3 자유도로 베이스(132)에 대해 이동 가능하게 장착된다.
제 1 구동 부재(24)와 제 2 구동 부재(24')는 동시 이동을 위해 결합된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 구동 부재(24,24')는 서로 독립적으로, 그러나 각각의 동기화 된 명령에 따라 개별적으로 제어 될 수 있다. 다른 예로서, 동일한 제어 시스템 간의 기계적 또는 전자적 연결에 의해 제 1 및 제 2 구동 부재(24,24') 모두에 부여될 공통 명령이 제공될 수 있다.
각각의 구동 부재(24,24')는 각각 구동 표면(34,34')을 가진다. 가늘고 긴 의료 장치(15)는 주어진 쌍의 구동 부재(24,24')의 구동 표면(34,34') 사이에 배치된다. 아이디어를 명확히하기 위해, 구동면(34,34')은 Y방향으로 이격되어 있다.
한 쌍의 구동 부재(24,24')는 도 4에 도시 된 자유 구성으로 배치 될 수 있으며, 한 쌍의 구동 부재(33)의 구동 부재(24,24')의 구동 표면(34,34’)은 길고 유연한 의료 장치와 결합되지 않는다.
한 쌍의 구동 부 (33)는 한 쌍의 구동 부재의 구동 부재의 구동 표면(34, 34')이 구동 될 길고 유연한 의료 장치(15)와 결합되는 구동 구성으로 배치 될 수 있다. 이 구성에서 길고 유연한 의료 장치에 구동 부재에 의해 가해지는 힘은 예를 들어, 수 뉴톤 (예를 들어 5-30N) 정도 이다. 리콜 수단은 예를 들어 한 쌍의 구동 부재를 자유 구성으로 복귀 시키도록 배열되며, 이는 예를 들어 전력 공급 장치에 대한 중단의 경우에 안전 기능이 제공되도록한다.
한 쌍의 구동 부재 (33)를 자유 및 구동 구성에 교대로 배치하기 위해, 두 개의 구동 부재(24,24') 중 다른 하나에 대한 상대적 이동이 명령될 수있다. 이러한 이동은 예를 들어 하나의 구동부재(24)가 베이스에 대해 변위되고, 다른 하나는 고정된 채로 유지 될 수있다. 다른 예를 들어, 2 개의 구동 부재(24,24 ')는 베이스에 대해 서로를 향해 이동할 수있다.
이 예에서, Y 방향의 변위가 고려된다.
도시 된 실시 예에서, 2 개의 구동 부재(24,24')는 1 자유도를 따라 베이스에 대해 이동 가능하다. 이러한 자유도는 자유 및 구동 위치 사이에서 구동 부재의 대체 배치를 허용하는 것과는 다르다. 특히, 구동 부재 (24,24')는 그 구동 구성에서 1 자유도를 따라 베이스에 대해 이동할 수있다. 따라서, 그 구동 구성에서 1 자유 도로의 구동 부재로의 이동은 132의 베이스에 대해 길고 유연한 의료 장치의 이동을 생성한다.
일례는 길고 유연한 의료 장치를 길이 방향(X)으로 이동시 이동의 발생을 설명한다.
시작 위치는 위에 설명 된 그림 4의 위치와 일치한다. 먼저, 자유 구성이 드라이브 구성으로 변경된다. 실시 예에 따르면, 상기 변화는 Y 방향을 따라 서로 반대 방향으로 구동 부재가 이동함으로써 달성된다. 이 운동의 진폭은 구동 될 길고 유연한 의료 장치 (15)에 의존 할 수 있다. 카테터보다 작은 직경의 가이드는 동일한 시작 위치에서 카테터보다 큰 진폭 이동을 요구할 수 있다.
구동 구성에서, 구동 부재의 이동은 길고 유연한 의료 장치(15)의 동일한 이동을 생성하는 제 1 방향으로 길이 방향 (X)을 따라 동일한 방향으로 동시에 발생된다.
드라이브 구성이 자유 구성으로 변경된다. 이 예에 따르면, 상기 변화는 구동 부재를 자유 구성에서 구동 구성으로 전환하기 위한 방향과 반대 방향인, Y 방향으로 2 개의 구동 부재가 반대방향으로 이동함으로써 달성된다.
자유 구성에서, 구동 부재의 이동은 길고 유연한 의료 장치(15)의 이동을 생성하지 않는 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 길이 방향 (X)을 따라 동일한 방향으로 동시에 발생된다. 그런 다음 시스템이 시작 구성으로 돌아간다.
상기 단계들은 제 1 방향의 종 방향 (X)을 따라 긴 코스 (예를 들어, 수 미터 정도)를 따라 길고 유연한 의료 장치의 병진을 생성하기 위해 제어된 순환 방식으로 반복될 수 있다.
제 2 방향으로 길이 방향(X)을 따라서 길다란 길을 따라 길고 유연한 의료 장치의 변위는 방금 설명 된 것에 대한 일련의 대향 작동에 의해 달성될 수 있다.
사이클의 주파수는 조정 가능하고 제어 가능하다. 특히, 어려운 환경에서 특히 느린 내비게이션을 허용하기 위해, 환자에게 길고 유연한 의료 장치 또는 저주파의 여러 레벨을 도입하기 위해 저주파가 사용될 수 있다. 빠른 주파수는 예를 들어 인출 또는 비상 탈퇴와 같은 경우에 사용될 수 있다. 각 사이클의 이동 진폭도 조정 가능하다.
평행 이동의 경우 초당 0.1~200밀리미터의 속도가 가능합니다.
일 실시예로 길고 유연한 의료 장치의 길이 방향 (X)을 중심으로 하는 회전 운동의 발생을 기술한다.
시작 위치는 위에 설명된 그림 4의 위치와 일치한다. 먼저, 자유 구성이 드라이브 구성으로 변경된다. 실시 예에 따르면, 상기 변화는 Y 방향을 따라 서로 반대 방향으로 구동 부재가 이동함으로써 달성된다. 이 변경은 이미 위에서 설명한 것과 같다.
구동 구성에서, 구동 부재의 동시 이동은 Y 방향과는 달리 종 방향 (X)을 가로 지르는 Z 방향을 따라 반대 방향으로 발생되며, 이는 종 방향을 중심으로 길고 유연한 의료 장치(15)의 회전 운동을 생성한다. 특히, 길고 유연한 의료 장치는 바람직하게는 슬라이딩하지 않고 구동 부재(24,24')의 구동 표면(34,34') 상에 굴러 간다. 또는 두 개의 구동 부재 중 하나만 움직일 수 있으며 다른 구동 부재는 고정 된 상태로 유지할 수 있다.
구동 구성이 자유 구성으로 변경된다. 이 예에 따르면, 상기 변화는 구동 부재를 자유 구성에서 구동 구성으로 전환하기 위한 방향과 반대 방향으로 2 개의 구동 부재가 Y 방향으로 반대 방향으로 이동함으로써 달성된다.
자유 구성에서, 구동 부재의 운동은 길고 유연한 의료 장치(15)의 운동을 생성하지 않는, 상기 이동과는 반대 방향(Z)을 따라 동시에 (또는 달리) 발생된다. 그리고 그 시스템은 시작 구성으로 전환된다.
상기 단계들은 제 1 회전 방향으로 길이 방향(X)을 중심으로 긴 코스 (예를 들어 수 360 °)를 따라 길고 유연한 의료 장치의 회전을 생성하기 위해 제어된 순환 방식으로 반복될 수 있다.
제 1 방향과 반대 인 제 2 방향의 길이 방향 (X)을 중심으로 긴 코스를 따라 길고 유연한 의료 장치의 변위는 방금 설명 된 것에 대한 일련의 대립 작동에 의해 달성 될 수 있다.
상기 2 개의 실시 예에서, 운동 시퀀스가 설명되었지만, 그 동안 구동 부재의 구동이 다른 구동을 개시하기 위해 한 방향으로 완료 될 것으로 예상된다.
그러나, 독립적인 방식으로 전술 한 3 개의 작동 시스템(55,55',55")을 사용함으로써 다양한 자유도를 가지는 구동 부재의 작동이 독립적으로 이루어질 수 있다면, 운동은 2 자유도를 따라 구동 부재의 운동과 동시에 구현 될 수 있다. 예를 들어, 구동 경로의 끝과 초기 위치로의 복귀 사이의 구동 부재의 이동은 초기 위치로의 제 1 순수 분리 상과 제 2 순수 복귀 상 사이의 중간 위상을 포함할 수 있으며, 이 두 이동들은 그 위상에 결합된다.
유사한 중간 위상은 구동 경로 끝의 분리 위치와 구동 경로의 시작에서 취한 위치, 초기 위치로의 순수 복귀 단계 및 순수 접근 단계 사이에서 가능하다. 한도를 설정하기 위해서 초기 위치로 되돌아 오는 더 순수한 복귀 위상과, 즉 순수한 분리 위상과 순수한 접근 위상을 가질 수 없으며, 그 이유는 길고 유연한 의료 장치의 기생 운동을 일으킬 위험이 있기 때문이다.
또한, 길고 유연한 의료 장치의 순수한 병진 운동과 순수한 회전 운동이 독립적으로 기술되었지만,이 두 운동은 교번적으로 조합될 수 있다. 결합된 구성에서 구동 부재의 적절한 이동을 결합하여 이동 및 회전을 동시에 발생시키는 것이 충분할 것이다.
앞의 예는 한쌍의 구동 부재들을 포함한다.
또는, 몇 쌍의 구동 부재가 있을 수 있다. 예를 들어, 설명을 위해, 제2 한 쌍의 구동 부재가 있을 수 있다. 제2 한 쌍(33')의 구동 부재(24",24"')는 제 1 한쌍의 구동 부재와 유사 할 수 있으며, 특히 구동 표면(34",34"')을 포함 할 수 있으며, 제어 국(11) 또는 심지어 로컬 제어 유닛(18)으로부터의 데이터를 수신 할 수 있다. 구동 부재의 제 1 쌍(33)과 제 2 쌍(33 ')은 가늘고 긴 의료 장치의 종축 (X)을 따라 서로에 대해 오프셋 될 수있다. 제 1 실시 예에 따르면, 2 개의 쌍(33,33')은 자유 구성으로 동일 평면 상에있을 수 있다. 즉, 이들은 두 쌍의 공통베이스(132)에 대향하여 제공 될 수 있다. 또는, 각각의 쌍의 베이스(132, 132')는 독립적 일 수도 있고, 심지어는 동일 평면이 아닐 수도 있다.
두 쌍의 작동은 동기화 될 수 있다. 예를 들어, 두 쌍의 작동은 두 쌍의 동일한 동시 이동을 생성 할 수 있다.
다른 예로, 두 쌍은 동기화 된 방식으로 작동되어 위상의 오프셋 이동을 생성 할 수 있다. 즉, 제 1 한 쌍(33)은 구동 구성 일 수 있고, 다른 한쌍은 자유 구성 일 수 있으며, 반대의 경우도 가능하다. 예를 들어 구동 구성에는 항상 최소한 한 쌍이 있다. 각각의 주어진 순간에, 이것은 동시에 제1 한 쌍, 제2 한 쌍 또는 이들 모두의 한쌍일 수 있다. 이러한 구성은 길고 유연한 의료 장치의 유지가 개선되도록 한다. 특히, 길고 유연한 의료 장치가 환자의 해부학 적 영역에서 마찰에 의해 이동 될 때, 이동에 대한 국부적인 저항을 극복하기에 충분히 견고하게 유지 될 수 있어야 한다. 예를 들어, 용액에 보유되어 있기 때문에 길고 유연한 의료 장치가 미끄러울 때, 이것은 더욱 어려워진다.
전술 한 실시 예에서, 구동 부재는 길고 유연한 의료 장치의 일반적인 중간 평면에 대해 대칭인 방식으로 배열된다.
그러나, 대안적으로, 구동 부재는 길고 유연한 의료 장치를 중립의 종 방향 축선X '에 대해 국부적으로 측 방향으로 이동시키기 위해 베이스(132)에 대해 이동 가능하게 장착 될 수 있다. 중성의 종 방향 축선(X ')은 구동 요소(24)에 의해 가해지는 힘 없이 길고 유연한 의료 장치에 의해 자연적으로 점유되는 종축에 의해 정의된다. 이러한 측면 오프셋은 결합 된 구성에 대해 횡 방향 (Y 축 또는 Z 축 또는 상기 두 개의 축을 따른 조합)을 따라 동일한 방식으로 중립의 종 방향 축 상에 결합된 구성에서 구동 부재(24,24')의 동시 이동을 발생시킴으로써 가능하다.
적용 가능하다면, 몇 쌍의 구동 부재가 사용되는 경우, 이들은 중립 된 종 방향 축에 대한 상이한 측 방향 오프셋에 따라 결합 된 구성으로 배치 될 수있다. 그런 다음 "크랭크 타입"작동을 사용할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 구동 부재(24,24',24'',24''')를 수용하는 하우징(35)을 포함하는 로봇 구동 모듈(16)을 도시한다. 하우징(35)은 작동 막대(27)(도 5a에 도시된 작동 막대 만이 도 5a에 도시 됨)의 통로를 허용하는 개구부를 가지며, 그 타단은 작동기(도시되지 않음)에 단단히 연결된다. 다른 예로, 도면 부호(27)와 함께 도 5b에 도시 된 막대는 작동 막대일 필요는 없지만 단순히 구동 부재(24)의 일단 부에 단단히 연결된 이동 전달 막대일 수 있다. 이 경우에, 작동 시스템(55,55',55")에 의해 작동되는 것은 상기 운동 전달 막대의 타 단부이다. 하우징(35)은 또한 길고 유연한 의료 장치의 통과를 허용하는 포트(36)를 각각 포함하는 상류면(35a) 및 하류면(35b)을 포함한다. 포트(36)는 길고 유연한 의료 장치의 비상 탈출을 허용하기 위한 슬롯의 형태로 제조될 수 있다.
도시된 예에 따르면, 몇 개의 쌍의 구동 부재가 사용되어, 종 방향의 X 축을 따라 서로에 대해 오프셋 되면, 두 개의 연속적인 쌍의 구동 부재(33,33')가 하우징의 중간 격벽(37)에 의해 분리 될 수 있다. 중간 격벽(37)은 길고 유연한 의료 장치의 통과를 위한 포트를 포함할 수 있으며, 이 포트는 길고 유연한 의료 장치용 지지 영역을 형성 할 수 있는 림에 의해 구획된다.
하우징(35)은 예를 들어 용기(14)에 단단히 부착되는 지지체에 하우징 (35)을 부착하기 위한 부착 시스템(38)을 포함한다. 임의의 유형의 부착은 예를 들어 클립핑 또는 전기 기계적 잠금에 의해 실행 가능하고, 제거 가능하다.
하우징(35)은 또한 이하에서보다 상세히 설명될 무균 장벽(39)을 포함한다. 특히, 하우징(35)은 고정 베이스(101)의 일부 및 일회용 소모품 카세트(102)를 포함한다. 베이스 부분(102)은 구동 부재(24-24''')를 지지한다.
카세트(102)는 임의의 적절한 기구에 의해 고정 베이스(101)의 부분 상에 조립 및 분해 될 수 있다. 도 8에 도시 된 바와 같이, 일 예시에서, 카세트 (102)는 고정 베이스(101)의 부분에서 네스팅(형상의 상보성)에 의해 상호 작용한다. 카세트(102)는 무균 장벽(39)을 포함한다. 무균 장벽(39)은 하우징(35)에 연결될 수 있다.
무균 장벽(39)은 공간을 두 개의 부 공간으로 분리하는데, 특히 길고 유연한 의료 장치(15)를 수용하는 무균 부 공간(40) 및 반드시 무균되지 않은 부 공간(41); 도시 된 예에서, 구동 부재(24,24')는 반드시 필요한 것은 아닌 무균 부 공간(41)에 배치된다. 즉, 구동 부재(24,24')는 무균 장벽(39)을 통해 길고 유연한 의료 장치와 상호 작용한다.
예를 들어, 무균 장벽(39)은 각각의 구동 부재(24,24')에 대한 부착 부분(43) 및 2 개의 인접한 부착 부분 사이의 유연한 부분 (44)을 포함하는 연속 필름(42)을 포함한다. 유연한 부분(44)은 예를 들어 반투명하다. 각각의 구동 부재 (24,24')는 연속 필름(42)의 부착 부분(43)에 부착되고, 구동 표면(34,34')은 연속 필름(42)에 의해 길고 유연한 의료 장치(15)와 결합된다.
도 7에서 보는 바와 같이, 예컨대 유연한 부분(44)이 부착 브래킷 (45)에 연결되는 것이 고려된다. 유연한 부분(44)은 예를 들어 부착 브래킷(45) 위에 오버몰딩된다. 부착 브래킷(45)은 조립 부분(54)에 의해, 예를 들어 반드시 필수적이지 않은 무균 부 공간(41)에서 클리핑하는 것과 같이, 구동 부재(24)상의 임의의 적절한 수단에 의해 조립 될 수있다(이 경우 조립체 부분은 클립핑 부분이다).
길고 유연한 의료 장치(15)와 접촉하는 부착 브래킷(45)의 구동 표면 (46)은 이러한 접촉에 특별히 적합할 수있다. 예를 들어, 성형, 줄무늬, 쿠션 및/또는 이러한 접촉에 적합한 코팅을 갖는다.
유연한 부분(44)은 무균 장벽(39)의 열화를 방해하거나 또는 방해하지 않고 구동 부재(24,24')에 대해 전술한 상대 운동을 허용하기에 충분히 길고 유연하다.
부착 브래킷(45)은 구동 표면(46)을 클립핑 부분에 연결하는 암과 같은 부서지기 쉬운 영역(53)을 포함 할 수 있다. 개입 후, 무균 장벽이 인출되면, 부서지기 쉬운 영역(53)이 파괴된다. 이 기구는 적용 가능하다면 이후 개입에 사용할 무균 장벽을 다시 설치하지 못하게 방지하는 안전 장치를 제공한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 무균 장벽(39)은 창(61)을 갖는 단단한 케이싱 (60)을 갖는다. 예를 들어, 구동 부재(24) 마다 하나의 창(61)이 있다. 창(61)은, 특히 측면 실질적으로 X 방향으로 연장되는 케이싱의 채널(78)의 벽(79)을 포함한다.
따라서, 케이싱(60)은 채널(78)이 배치되는 평면과 같은 상부 벽(103)과 고정된 구성 요소 상에 케이싱(60)을 끼우기 위해 사용되는 주변 스커트 (104)를 포함한다. 채널(68)은 2 개의 윈도우(61)가 서로 마주 보도록 배치 된 윈도우를 갖는 영역 (105)과, 윈도우가 있는 영역(105)에 인접한 윈도우가 없는 영역(106)을 갖는다.
2 쌍의 구동 부재가 사용되는 본 실시예의 경우, 채널은 창들(105)을 갖는 2 개의 영역과 창들(105)을 갖는 이들 영역 사이에 창들(106)이 없는 하나의 영역을 갖는다. 또한, 채널은 창들(106)이 없는 후방 영역 및 창들(환자를 기준으로 사용되는 "뒤"및 "앞"이라는 용어)이 없는 전방 영역을 가진다.
채널(68)은 또한 안전한 장치를 형성하는 국부적인 릴리프(80)를 포함할 수 있다. X 및 Z 방향으로의 창(61)의 치수는 이들 방향에서 구동 부재(24)의 각각의 경로보다 상당히 크다. 하나의 윈도우(61)가 아래에서 설명되지만, 동일한 설명이 다른 윈도우에도 적용될 수 있다.
유연한 필름(flexible film)(42)은 각 창의 둘레 주위에 연결되고, 각 창을 밀봉하여 닫는다. 부착 브래킷(45)은 유연한 필름(42)에 의해 케이싱(60) 상에 매달려있다. 유연한 필름(42)은 부착 브래킷(45)의 둘레에 밀봉방식으로 연결된다.
유연한 필름(42)의 유연성은 3 개의 공간 방향 각각에서 부착 브래킷 (45)의 이동을 허용하면서 케이싱(60)에 대한 부착 브래킷(45)의 조립체의 밀봉을 유지한다. 따라서, 부착 브래킷(45)은 유연한 부분(44)에 의해 케이싱 (60)에 밀봉 식으로 연결된다.
따라서, 도 9는 X 및 Z 축을 따라 상이한 위치에 있는 부착 브래킷(45 및 45")을 도시한다. 부착 브래킷(45,45'')은 또한 이 단면도에서는 보이지 않는 Y 축을 따라 상이한 위치에 있다. 유연한 필름(42)의 유연성은 이러한 움직임들을 허용한다.
도 11a, 도 11b 및 도 12는 구동 부재(24)를 갖는 부착 브래킷(45)의 예시적인 조립체를 도시한다. 도 11a는 부착 브래킷(45) (유연한 필름 (42)은 도시되지 않음)을 도시한다. 부착 브래킷(45)은 그 후방에 구동 부재와의 착탈 가능한 조립을 위한 시스템이 장착되는 편평한 벽(62)을 포함한다.
편평한 벽(62)의 전방에는 길고 유연한 의료 장치(길고 유연한 의료 장치에 대해 사용되는 "전방"및 "후방")와 접촉하는 구동 표면(46)이 있다. 제거 가능한 어셈블리 시스템은 2 개의 잠금 러그(64)를 지지하는 탄성 탭(63)을 포함한다. 제거 가능한 어셈블리 시스템은 또한 안내 시스템을 포함한다.
안내 시스템은 탄성 탭(63)의 양측에 배치된 두 개의 서로 대칭 인 부분을 포함한다. 각 부분은 평평한 벽(62)과 평행하고 반대인 안내 벽(65)을 포함한다. 제거 가능한 조립 시스템은 바닥에서 개방되어 상부(24)의 단부 피스(end piece) (66)상에 장착된다.
단부 피스(66)는 도 11b에 도시되어있다. 단부 피스는 구동 부재 (24)의 단부에 견고하게 연결된다. 단부 피스는 탄성 탭(63)을 수용 할 수 있는 전방 창 (67)을 포함한다. 두 개의 정지 부(68)가 전방 창에 배열된다. 2 개의 측면 보강재(69)는 전방 창(67)의 양측에 배치된다. 측면 보강재(69)는 안내 시스템의 부분을 보완하는 형상을 갖는다.
부착 브래킷(45)은 단부 피스 (66) 상에 슬라이딩되어 조립된다. 보강 편 (69)은 안내 장치의 각부에 파지되어 그곳에 파지되고 탄성 탭(63)은 탄성 변형되어 전방 창(67)에 삽입된다.
조립 위치가 달성되면, 탄성 탭(63)은 부분적으로 해제되어 러그 (64)가 정지 부 (68)와 결합 할 수 있게한다. 이러한 결합은 단부 피스(66)에 대한 부착 브래킷의 상향 이동을 방지한다. 부착 브래킷(45) 및 단부 피스(66)는 서로 단단히 연결된다.
상기 실시 예에서, 유연한 필름 (42)은 유연하기 때문에, 대응하는 단부 피스 (66)상에 각각의 부착 브래킷(45)을 하나씩 조립할 필요가 있을 수 있는데, 이는 구성 요소의 크기가 작고, 무균 또는 멸균 될 수 있는 환경이고, 사용가능한 공간이 적기 때문에 유연한 필름(42)을 손상시키지 않아야한다는 점을 감안할 때 어려움이 있다.
선택적 실시 예에서, 캐리어(87)는 브래킷(45)을 일시적으로 유지하기 위해 제공된다. 이 실시 예에 따르면, 캐리어는 제거 가능한 가이드 스트립(70)을 사용한다. 가이드 스트립(70)은 중간 단면도로 도 14에 도시된다.
가이드 스트립(70)은 케이싱(60)의 형상, 특히 케이싱(60)의 중앙 채널 (78)을 대체로 보완하는 형상을 갖는다. 따라서 채널(68)의 릴리프(80)를 보완하는 국부적인 릴리프 (81) (도 13)가 있다.
브래킷(45)은 가이드 스트립의 두 개의 유지 영역(71)에 의해 유지되고, 두 개의 유지 영역(71)은 X 방향으로 서로 이격되어 있다. 브래킷(45)은 편평 벽 (62)의 양측에 배치되도록 러그(72)에 의해 Y 방향으로 유지된다. 예를 들어, 한 쌍의 러그(72)가 유지 영역 마다 제공된다.
정지 부(73)는 브래킷(45)을 Z 방향으로 유지하는데 참여한다. 이러한 정지 부(73)는 예를 들어 각각의 유지 영역(71)에 제공된다. 각각의 정지 부 (73)는 브래킷(45) 상에 배열 된 상보 적 정지 부(74)와 결합된다.
정지 부(73)는 유연한 탭(75)상에 장착된다. 따라서, 가이드 스트립 (70)은 2 개의 유연한 탭(75)이 유연하게 장착되고, 어느 정도의 굽힘을 받을 수 있는 베이스 본체(76)를 포함한다. 러그(72)는 베이스 몸체(75)아래에 배치 된다. 유연한 탭(75)은 유연한 탭 (75)의 유연성을 생성하기 위해 사용자가 접근 가능한 작동 부(77)를 포함한다.
따라서, 브래킷(45)은 4 개의 러그(72) 사이의 위치에 유지되며, 정지 부(74)와 결합되는 2 개의 멈춤 부(73)에 의해 그 2 개의 측면 단부에서 지지된다. 편평 벽(62)의 후면 측의 러그(72)의 연장은 유연한 필름의 브래킷(45)에 대한 접착을 간섭하지 않도록 제한된다.
안내 스트립(70)은 X-Z 평면에 대해 대칭이다. 유연한 탭(75)은 대향 브래킷(45)의 상보적인 정지 부와 결합하는 다른 멈춤 쇠를 지지한다.
방금 기술된 시스템은 X축을 따라 병진 이동하여 또 다른 한 쌍의 브래킷(45)에 대해 복제되며, 두 시스템은 베이스 몸체(76)의 연장부에 의해 단일 부품으로 제조된다.
따라서 가이드 스트립(70)은 가이드 스트립(70)의 케이싱(60) 상에의 단일 장착 위치가 존재하는 경우, 베이스 몸체에 대한 브래킷 (45) 각각에 대한 결과적으로 케이싱(60)에 대한 매우 정확한 위치를 결정한다.
도시된 예에서, 정지시, 단부 피스(66) 각각은 중립 위치에 배치된다. 이 위치는 브래킷(45)이 가이드 스트립(70)에 의해 케이싱(60)에 대해 규정된 위치에 유지되는 위치에서 단부 피스(66)가 브래킷(45) 상에 조립되는 위치에 대응한다.
전달 구성에서, 가이드 스트립(70)은 독특한 위치에서 케이싱(60) 상에 조립되고, 정의된 위치에서 4 개의 브래킷(45)을 지지한다.
작동기는 정지 상태에 있으므로 단부 피스(66)는 한정된 위치에 있다. 케이싱 (60)은 고정 베이스 부(101)에 대하여 소정 위치에 배치되고, 단부 피스 (66)와 브래킷(45)은 상술 한 바와 같이 함께 조립된다.
이러한 조립체는 가이드 스트립(70)이 공간에서, 특히 각각의 단부 피스 (66) 상에 조립되는 정확한 위치에 있는 위치에서 브래킷(45)의 위치를 정확하게 한정하기 때문에 가능하다.
그래서, 작동 부(77)에 대한 작용에 의해 가이드 스트립(70)은 브래킷(45)으로부터 분해되어 인출 될 수 있다.
그 다음, 브래킷(45)은 단부 피스(66) 상에 장착되고, 단일 작업으로 유연한 부분 (44)에 의해 플로팅 방식(floating manner)으로 유지된다.
작동 종료시에, 고정베이스 부(101)로부터 브래킷(45)을 분해하기 위해, 탄성 탭(63)은 유연한 필름(적용 가능하다면, 이 조작을 용이하게하기 위해 반투명하다)을 통해 파지되고, 탭(63)은 잠금 러그(64)를 정지 부(68)로부터 결합해제 시키기 위해 잡아 당겨진다. 이어서, 무균 장벽이 고정베이스(101)의 부분으로부터 분리될 수 있다.
상이한 개수의 브래킷(45)이 사용되는 변형 예에서, 유사한 기구가 사용될 수 있다.
하우징(35)은 하우징 내부에서 길고 유연한 의료 장치(15)로의 조작자에 의한 접근이 금지되는 폐쇄 형 구성과, 하우징 내의 가늘고 유연한 의료 장치(15)에 대한 조작자에 의한 접근이 가능한 개방형 구성 사이에서 리셉터클(47) 하우징 내부의 길고 유연한 의료 장치(15)로의 이동이 가능하다.
도 6은 이러한 구성들 사이에서 가능한 중간 위치를 도시한다. 포트 (36)는 2 개의 별개의 구성으로 이 배치를 허용하도록 개방될 수 있다. 예를 들어, 포트(36)는 L 형상으로, 길고 유연한 의료 장치(15)가 덮개(48)로부터 결합해제되도록 하는 개구(50)를 포함하는 제 1 분기부(49)와 폐쇄된 구성에서 길고 유연한 의료 장치(15)를 위한 지지면(52)을 포함하는 제 2 분기부(51)를 포함한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 덮개(48)를보다 정확하게 도시한다. 이 예에서, 덮개(48) 및 무균 장벽은 연결되어 단일 소모품인 카세트(102)를 형성한다. 이 예에서, 덮개(48)는 피벗 축(82)을 중심으로 케이싱(60)에 대해 피봇되도록 장착된다.
덮개(48)의 내면은 채널(78)의 부분을 부분적으로 보완하는 형상을 갖는 가이드 부(83)를 포함한다. 특히, 채널(78)의 창이 없는 영역(106)에서, 가이드 부(83)는 길고 유연한 의료 장치에 이용가능한 공간을 가능한 많이 감소시키는 경향이 있다.
커버가 폐쇄 구성에 있을 때, 가이드 부(83) 및 채널(78)은 창이 없는 영역(106)의 단면이 길고 유연한 의료 장치의 단면과 유사하게 공간을 한정한다. 창이 있는 영역(105)의 양단에서 가이드 부는 포크 (84)를 포함한다.
포크(84)는 정점(86)에서 합류하여 전술한 공간과 연통하는 두 개의 경사 분기부(85)를 포함한다. 분기부(85)는이 공간을 향하여 창에서 보다 자유로운 길고 유연한 의료 장치를 안내하는 방식으로 경사진다.
상기 예에서, 덮개는 고정된 피벗 축 둘레로 케이싱에 대해 피봇되도록 장착된다. 다른 예로, 덮개는 적절한 힌지 기구에 의해 또 다른 동작에 따라 케이싱 상에 조립 될 수 있다. 특히 덮개를 닫을 때 최종 궤도는 병진 운동, 특히 Z 방향으로 제공 될 수 있다. 이러한 움직임은 케이싱과 덮개 사이의 길고 유연한 의료 장치의 폐쇄시 케이싱과 덮개 사이의 끼임을 방지하기 위해보다 안전하다.
특히, 2 단계 클로징 운동, 중간 위치로의 접근 코스, 그리고 전술 한 바와 같은 최종 코스가 사용될 수 있다. 접근 코스는 최종 코스와 다른 자유도를 가질 수 있다. 예를 들어 X 축을 기준으로 피벗하거나 Z 축 이외의 축을 따라 병진 이동을 할 수 있다. 기구는 예를 들어 바람직한 궤도를 따라 케이싱에 대해 덮개의 움직임을 안내하는 가이드 웨이 시스템을 포함할 수 있다.
하우징(35)은 적절한 경우 구동 부재를 포함하여 일회용 소모품으로서 제조 될 수 있다. 다른 예로는, 위에서 설명한 바와 같이, 멸균 배리어를 포함하는 분할 일회용 시스템이 생성되고, 예를 들면, 케이싱에 견고하게 고정되고 필름의 유연한 부분 (44)에 의해 플로팅(floating)되는 부착 브래킷 (45) 및 아마도 로봇의 고정부에 살균 밀봉 방식으로 조립되는 일회용 소모품으로서의 덮개를 포함할 수 있다.
다른 예로, 도 15a 내지 도 15f에 도시된 바와 같이, 제거 가능한 가이드 스트립(70)은 브래킷(45)을 끼우기 위한 캐리어로서 반드시 사용되는 것은 아니다. 이 예에서, 브래킷 베어링 캐리어(87)는 케이싱(60) 상에 고정된 상태로 유지되고, 사용 후에 단부 피스(66)로부터 브래킷(45)을 분해하는데 또한 사용된다. 브래킷 베어링 캐리어(87)는 브래킷(45)에 제거 가능하게 부착하기 위한 기구(88)를 포함한다.
제거 가능한 부착 기구(88)는 브래킷(45)의 상보적 정지부(90)와 결합하여 브래킷(45) 및 브래킷 지지 캐리어(87)를 함께 고정시키는 정지부(89)를 갖는다. 제거 가능한 부착 기구(88)는 또한 2 개의 정지부들 및 결과적으로 2 개의 구성 요소들의 분리를 허용하는 정지부들(89, 90) 중 하나를 지지하는 유연한 탭 (91)을 포함한다. 유연한 탭 (91)은 예를 들면 제거 가능한 부착 기구(88)의 일부를 형성한다.
브래킷 베어링 캐리어(87)는 또한 단부 피스(66)로부터 브래킷(45)을 해제부(92)를 포함한다. 해제부(92)는 예를 들어 브래킷(45) 및 단부 피스(66)의 잠금기구에 삽입 될 수 있는 웨지일 수 있다.
도 15a는 또한 브래킷(45)이 브래킷 베어링 캐리어(87) 상에 조립되는, 로봇 고정 부분 상의 케이싱 조립체의 초기 위치를 도시한다.
도 15b에 도시 된 바와 같이 조립 이동 중에, 브래킷(45)은 전술한 바와 같이 클리핑에 의해 단부 피스(66)에 견고하게 연결된다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 브래킷 베어링 캐리어(87)의 바닥을 향한 계속적인 이동은 유연한 탭 (91)의 탄성 변형에 의해 단부 피스에 고정 된 브래킷(45)을 브래킷 베어링 캐리어 (87)로부터 분리시킨다. 그런 다음 로봇을 사용할 수 있다.
도 15d에 도시된 바와 같이 브래킷(45)을 인출하기를 원하는 경우, 반대 방향으로의 이동이 브래킷 베어링 캐리어(87)에 가해진다. 해제부(92)는 브래킷(45)의 유연한 탭(63)과 단부 피스(66)의 상보적인 부분 사이에 삽입되고 단부 피스(66)를 브래킷(45)으로부터 분리시키도록 편향된다. 정지부(89)는 유연한 탭(91)의 휘어짐에 의해 정지부(90)를 넘어 이동할 수 있다. 브래킷 베어링 캐리어(87)의 계속적인 이동은 브래킷(45)을 단부 피스 (66)(도 15e 및 15f) 브라켓(45)의 대면부(94) 상에 브래킷 베어링 캐리어(87)의 지지체(93)를 지지한다.
도 16은 상보적인 단부 피스(66)와 맞물리는 브라켓(45)의 다른 변형 예를 도시한다. 후방 플레이트(95)는 전방 플레이트(62)에 평행하게 연장되고, 중간 스페이서(96)는 전방 플레이트(62)와 후방 플레이트(95) 사이에 배치된다. 스페이서(96)는 전방 플레이트(62) 및 후방 플레이트(95) 보다 짧아서, 단부 피스(66)상의 브래킷(45)의 이동을 안내하는 양측에 하나씩 2 개의 안내로 (97)를 형성한다. 조립을 위해, 탄성적으로 변형 가능한 클립핑 탭(63)은 후방 플레이트(95)로부터 하방으로 연장되고 러그(64)를 지지한다.
클리핑 이외의 다른 제거 가능한 부착 기술은 1/4 회전 잠금, 자석 또는 솔레노이드와 같은 단부 피스(66)상의 브래킷(45)에 대해 고려 될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 17에 도시 된 바와 같이, 장벽 시스템(98)이 브래킷(45) 상에 제공된다. 장벽 시스템(98)의 기능은 한 쌍의 브래킷(45)에서 길고 유연한 의료 장치의 Z 방향으로의 임의의 움직임을 제한하는 것이다. 실제로, 길고 유연한 의료 장치의 루핑은 한 쌍의 브래킷(45)과의 접촉 손실을 초래할 수 있다. 장벽 시스템(98)은 브래킷(45)에 대해 상부 장벽(981) 및 평행 하부 장벽(982)을 포함한다. 적절한 경우, 브래킷(45)의 각각의 장벽(981, 982)은 교번하는 함몰부(99)와 돌출부(100)의 형태로 제조된다. 상기 장벽과 대향 브래킷의 장벽은 역상으로 생성되므로, 하나의 함몰부는 다른 하나의 함몰부에 대응한다. 따라서, 주어진 쌍의 2 개의 브래킷(45)이 서로 가깝게 있을 때, 장벽은 거의 연속적이다. 이 실시 예는 또한 서로 마주하는 두 개의 동일한 부품으로 장벽 기능을 생성할 수 있게 하여, 설계를 용이하게 하고, 몰드의 수를 감소시키며, 설치 오류의 위험을 제한한다.
이동 가능한 임의의 단계에서, 길고 유연한 의료 장치가 수동 조작에 의해 모듈로부터 용이하게 제거될 수 있기 때문에, 전술한 구성은 로봇 모듈로부터 길고 유연한 의료 장치(15)의 비상 탈출을 용이하게 한다.
길고 유연한 의료 장치와 구동 부재 사이의 무균 장벽의 사용은 구동 부재의 작은 진폭 이동을 상정하는 상기 실시 예에 특히 적합하며, 무균 장벽의 부착 및 유연한 부분의 변형에 의한 운동 흡수를 허용한다. 그러나 대체가능하게, 무균 장벽이 길고 유연한 의료 장치와 구동 부재 사이에 직접 배치되어 무균 또는 멸균 조작 및/또는 두 조작 사이에서 변경될 소모성 제품의 수를 최소화할 수 있는 다른 실시 예가 가능하다. 대체가능하게, 본 발명에서, 무균 또는 멸균 장벽은 구동 부재에 부착될 수 없고 단순히 적절한 방식으로 유지 될수 있으며, 구동 부재는 큰 진폭 이동을 겪을 수 있다.
따라서, 상기 발명과 독립적으로, 다른 발명은 길고 유연한 의료 장치를 구동하기 위한 로봇 모듈에 관한 것으로서,
-베이스,
-한쌍의 구동 부재의 구동 부재의 구동면이 구동될 길고 유연한 의료 장치와 맞 물리는 구동 구성으로 배치 될 수 있는 한 쌍의 구동 부재와,
그 양측에 배치되고, 한 쌍의 구동 부재는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 1 자유도를 따라 베이스에 대해 이동 가능하게 장착되며,
-구동 구성에서 한 쌍의 구동 부재의 구동 부재의 베이스부에 대한 이동을 제어하여, 베이스부에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키는데 적합한 제어 부재,
- 연속 필름에 의해 길고 유연한 의료 장치와 결합하는 연속필름, 구동 표면을 포함하는 로봇 모듈에 관한 것이다.

Claims (27)

  1. 베이스(132)와,
    한 쌍(33)의 구동부재들(24,24') 각각이 구동면(34,34')을 가지고, 한 쌍(33)의 구동부재들(24,24')은 구동 구성에 위치하고, 한 쌍(33)의 구동부재들(24,24')의 구동 부재들(24,24')의 구동면들(34,34')은 구동되는 길고 유연한 의료 기구와 결합 되고 구동 구성의 양측에 정렬되며,
    한 쌍(33)의 구동 부재(24,24')는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 1 자유도를 따라 베이스(132)에 대해 이동 가능하게 장착되며,
    제1 위치로부터 제2 위치까지의 구동 구성에서 한 쌍(33)의 구동 부재들(24,24')의 구동 부재들(24,24')의 베이스(132)에 대한 이동을 제어하여 가늘고 유연한 의료 장치를 베이스(132)에 대해 구동시키는데 적합한 제어 부재(18,11)와,
    각각의 구동 부재(24,24')에 대한 부착 브래킷(45) 및 2개의 인접한 부착 브래킷들(45) 사이의 유연한 부분(44)을 포함하는 일회용 소모품 무균 장벽(39)과,
    부착 브래킷(45)에 연결되며, 각각의 구동 부재(24,24')는 부착 브래킷(45)에 부착되고, 부착 브래킷(45)의 구동 표면들(46)은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하도록 의도되는 유연한 부분(44)을 포함하는 로봇 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    한 쌍(33)의 구동 부재(24,24')는 구동 구성과 한 쌍(33)의 구동 부재들(24,24')의 구동 부재들(24,24')의 구동면(34,34')이 길고 유연한 의료 장치와 맞물리지 않는 자유 구성으로 교대로 배치될 수 있으며,
    제어 부재(18,11)는 제1 위치로부터 제2 위치까지의 구동 구성에서 베이스(132)에 대한 구동 부재들(24,24')의 이동과 베이스(132)에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키지 않고 제2 위치로부터 제1 위치까지 자유롭게 구성되는 한 쌍(33)의 구동 부재들(24,24')의 구동 부재들(24,24')의 베이스(132)에 대한 이동을 반복적이고 주기적으로 제어하는데 적합한 로봇 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    베이스(132)는 제1 베이스이고, 한 쌍(33)의 구동 부재들(24,24')은 제1 한 쌍의 구동 부재들이며, 로봇 모듈은:
    제2 베이스(132')와,
    제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''') 각각이 구동면(34'',34''')을 구비하고, 제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')은 제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동면들(34'',34''')이 구동될 길고 유연한 의료 장치와 결합 되는 구동 구성에 배치 가능하고, 그 양측 상에 배열되고,
    제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')은 제1 및 제2 위치 사이에서 1 자유도를 따라 제2 베이스(132')에 대해 이동 가능하게 장착되며,
    제1 위치로부터 제2 위치까지의 구동 구성에서 제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동 부재들(24'',24''')의 베이스(132')에 대한 이동을 제어하여 제2 베이스(132')에 대해 길고 유연한 의료 장치를 구동시키는 제어 부재(18,11)를 더 포함하는 로봇 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')은 구동 구성 및 제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동면(34'',34''')이 길고 유연한 의료 장치와 결합 되지 않는 자유 구성으로 교대로 배치될 수 있으며,
    제어 부재(18,11)는 제1 위치로부터 제2 위치까지의 구동 구성에서 제2 베이스(132')에 대한 구동 부재들(24'',24''')의 이동 및 및 제2 베이스(132')에 대하여 길고 유연한 의료 장치를 구동시키지 않고 제2 위치로부터 제1 위치까지 자유 구성에서 제2 한 쌍(33')의 구동 부재들(24'',24''')의 구동 부재들(24'',24''')의 제2 베이스(132')에 대한 이동을 반복적으로 주기적으로 제어하는 로봇 모듈.
  5. 제3 항에 있어서,
    제1 베이스(132)와 상기 제2 베이스(132')는 함께 또는 공통으로 연결되는 로봇 모듈.
  6. 제3 항에 있어서,
    일회용 소모품 무균 장벽(39)은 제2 한 쌍(33')의 각각의 구동 부재(24'',24''')를 위한 부착 브래킷(45) 및 2개의 인접한 부착 브래킷들(45) 사이의 유연한 부분(44)을 포함하고,
    유연한 부분(44)은 부착 브래킷들(45)에 연결되고, 제2 한 쌍(33')의 각각의 구동 부재(24'',24''')는 부착 브래킷(45)에 접착되고, 부착 브래킷들(45)의 구동면들(46)은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하도록 의도되는 로봇 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    무균 장벽은 각각의 구동 부재(24,24')를 위한 부착 부분(43)과 2개의 인접한 부착 부분들(43) 사이의 유연한 부분(44)을 포함하는 연속 일회용 소모성 필름(42)을 더 포함하며,
    각각의 구동 부재(24,24')는 연속 필름(42)의 부착 부분에 부착되고, 구동 표면들(34,34')은 연속 필름(42)에 의한 길고 유연한 의료 장치와 결합 되는 로봇 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    무균 장벽(39)은 또한 강성 케이싱(60)을 포함하며, 각각의 부착 브래킷(45)은 상기 유연한 부분(44)에 의해 강성의 케이싱(60) 상에 조립되는 로봇 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    강성의 케이싱(60)은 각각이 유연한 부분(44)에 의해 밀봉 식으로 폐쇄된 복수개의 창들(61)을 포함하는 로봇 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    부착 브래킷(45)은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하는 구동면(46)을 구동 부재(24,24')상의 조립 부분(54)에 연결 시키는 파쇄 가능 영역에 의해 구동 부재 상에 조립되는 로봇 모듈.
  11. 제1 항에 있어서,
    무균 장벽(39)은 공간을 두 개의 서브 공간들로 분리하고, 무균 서브 공간은 길고 유연한 의료 장치를 수용하고, 서브 공간은 구동 부재들(24,24')이 배치되는 필수적인 무균은 아닌 로봇 모듈.
  12. 제1 항에 있어서,
    구동 부재들(24,24') 및 베이스(132)를 둘러싸며, 길고 유연한 의료 장치가 연장되는 상류 포트(36) 및 하류 포트(36)를 포함하는 폐쇄 하우징(35)을 포함하는 로봇 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    하우징(35)은 각 구동 부재(24,24')를 하우징 외부의 모터에 연결하는 연결부재(27)를 또한 포함하는 로봇 모듈.
  14. 제12 항에 있어서,
    하우징(35)은 조작자에 의한 하우징(35) 내의 길고 유연한 의료 장치로의 접근이 금지되는 폐쇄형 구성과 조작자에 의한 하우징(35) 내의 길고 유연한 의료 장치로의 접근이 가능한 개방형 구성 사이에서 리셉터클(47)과 리셉터클(47)에 대해 이동하는 덮개(48)를 포함하는 로봇 모듈.
  15. 제14 항에 있어서,
    개방된 구성으로부터 닫힌 구성까지의 덮개(48)의 궤적의 최종 부분은 병진 운동인 로봇 모듈.
  16. 제14 항에 있어서,
    폐쇄 구성에서, 구동 부재들(24,24')의 부근에서, 큰 자유 체적이 덮개(48)와 리셉터클(47) 사이에서 이용 가능하고, 이 부근의 밖에서 감소 된 자유 체적이 덮개(48)와 리셉터클(47) 사이에서 이용 가능하여, 길고 유연한 의료 장치의 가이드가 허용되는 로봇 모듈.
  17. 제12 항에 있어서,
    하우징(35)은 구동 부재들(24,24')을 지지하는 원격 베이스 부(101)와, 베이스 부 상에 조립 및 분해될 수 있는 일회용 소모성 카세트(102)를 포함하고, 카세트는 적어도 무균 장벽(39)을 포함하는 로봇 모듈.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 리셉터클(47)은 베이스 부(101)와 무균 장벽(39)을 포함하는 로봇 모듈.
  19. 제1 항에 있어서,
    각각의 부착 브래킷(45)은 각각의 구동 부재(24,24')로부터 분리 가능한 로봇 모듈.
  20. 제1 항에 있어서,
    로봇 모듈은 강성 부착 브라켓 베어링 캐리어(87)를 추가로 포함하고, 각 부착 브래킷(45)은 캐리어(87) 상에 일시적으로 조립되는 로봇 모듈.
  21. 제20 항에 있어서,
    캐리어(87)는 바람직하지 못한 방향으로의 조립을 방지하는 실수 방지 부분(80)을 추가로 포함하는 로봇 모듈.
  22. 제20 항에 있어서,
    캐리어(87)는 무균 장벽(39)으로부터 분해되는 로봇 모듈.
  23. 제1 항에 있어서,
    각 부착 브래킷(45)은 정면을 갖는 편평한 벽(62)을 포함하고, 길고 유연한 의료 장치의 움직임을 제한하기 위한 장벽 시스템(98)을 포함하며, 길고 유연한 의료 장치가 정면을 마주하게 유지하는 로봇 모듈.
  24. 제23 항에 있어서,
    제한 장벽 시스템(98)의 각 장벽은 함몰부(99)와 돌출부(100)을 교대로 포함하는 로봇 모듈.
  25. 용기(14), 적어도 부분적으로는 용기(14)에 수용된 길고 유연한 의료 장치(15,15',15''), 그리고 용기(14)에 부착되고 길고 유연한 의료 장치(15,15',15'')를 용기(14)로부터 구동할 수 있는 제1 항의 로봇 모듈(16)을 포함하는 동맥 조영술 로봇.
  26. 길고 유연한 의료 장치의 구동 부재(24,24')에 각각 부착될 수 있는 부착 브래킷들(45) 및 2 개의 인접한 부착 브래킷들(45) 사이의 유연한 부분들(44)을 포함하는 무균 장벽(39)을 포함하는 카세트에 관한 것으로, 부착 브래킷들의 구동면들(46)은 길고 유연한 의료 장치와 접촉하는 카세트.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 카세트는 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 개시된 로봇 모듈의 상기 베이스에 조립 및 분해 되는 일회용 소모품 카세트인, 카세트.

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