KR20240099064A - 세장형 의료 디바이스 토커용 토크 제한 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 세장형 의료 디바이스를 조작하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 세장형 의료 디바이스를 자신에 해제 가능하게 고정시키는 토커, 및 토커에 인가되는 토크를 제한하는 토크 제한 액추에이터를 포함한다.

Description

세장형 의료 디바이스 토커용 토크 제한 액추에이터 {TORQUE LIMITING ACTUATOR FOR ELONGATED MEDICAL DEVICE TORQUER}

[0001] 본 출원은 2022년 12월 21일자로 출원된 미국 가출원 제63/476,397호에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 모든 목적들을 위해 본 명세서에 참고로 포함된다.

[0002] 본 발명은 일반적으로 로봇 의료 시술 시스템들의 분야, 특히 세장형 의료 디바이스 토커에 관한 것이다.

[0003] 카테터들 및 기타 세장형 의료 디바이스들(EMD들)은 신경 중재 수술, 경피적 관상동맥 중재술(PCI) 및 말초 혈관 중재술(PVI)로도 알려진 신경 혈관 중재술(NVI)을 포함하여 다양한 혈관계들의 질환들의 진단 및 치료를 위한 최소 침습적 의료 시술들에 사용될 수 있다. 이러한 시술들에는 전형적으로 혈관을 통해 가이드와이어를 탐색하고, 가이드와이어를 통해 카테터를 전진시켜 치료를 수행하는 과정이 수반된다. 카테터 삽입 시술은 표준 경피적 기술들을 사용하여 도입기 시스(introducer sheath)를 사용하여 동맥이나 정맥과 같은 적절한 혈관에 접근하는 것으로 시작된다. 그런 다음 도입기 시스를 통해 시스 또는 가이드 카테터를 진단용 가이드와이어를 통해, NVI의 경우 내경동맥, PCI의 경우 관상동맥 오스티엄 또는 PVI의 경우 표재성 대퇴동맥과 같은 주요 위치로 전진시킨다. 그런 다음 혈관에 적합한 가이드와이어가 시스 또는 가이드 카테터를 통해 혈관의 표적 위치로 이동된다. 구불구불한 해부학적 구조와 같은 특정 상황들에서는 가이드와이어를 이동시키는 데 도움을 주기 위해 지지 카테터 또는 마이크로카테터를 가이드와이어 위에 삽입한다. 의사 또는 시술자는 이미징 시스템(예를 들어, 투시경)을 사용하여 조영제를 주입으로 영상을 획득하고 병변과 같은 표적 위치로 가이드와이어 또는 카테터를 이동시키기 위한 로드맵으로서 사용할 고정 프레임을 선택할 수 있다. 또한, 의사가 가이드와이어 또는 카테터를 전달하는 동안 조영 증강 이미지들을 획득하여 디바이스가 표적 위치로 올바른 경로를 따라 이동하고 있는지 확인할 수 있다. 형광 투시경을 사용하여 해부학적 구조를 관찰하는 동안, 의사는 가이드와이어 또는 카테터의 근위 단부를 조작하여 원위 단부가 병변 또는 표적 해부학적 위치를 향한 적절한 혈관들로 향하도록 하고 측면 가지들로 진행하지 않도록 한다.

[0004] 의사가 예를 들어, NVI, PCI 및 PVI와 같은 카테터 삽입 시술들을 수행하는 데 사용될 수 있는 로봇 카테터 기반 시술 시스템들이 개발되어 왔다. NVI 시술들의 예들에는 동맥류들의 코일 색전술, 동정맥 기형들의 액체 색전술 및 급성 허혈성 뇌졸중 환경에서 큰 혈관 폐색들에 대한 기계적 혈전 제거술이 포함된다. NVI 시술에서 의사는 로봇 시스템을 사용하여 신경혈관 가이드와이어와 마이크로카테터의 조작을 제어하여 표적 병변에 접근하여 정상적인 혈류를 회복하는 치료를 수행한다. 표적 접근은 시스 또는 가이드 카테터로 가능하지만, 더 먼 부위에 접근하거나 마이크로카테터 및 가이드와이어에 대한 적절한 지지를 제공하는데 사용될 수 있다. 지지하기 위해 중간 카테터가 필요할 수도 있다. 가이드와이어의 원위 팁은 병변의 유형과 치료법에 따라 병변 내부로 또는 병변을 지나서 이동된다. 동맥류들을 치료하는 경우, 마이크로카테터를 병변으로 진행시키고 가이드와이어를 제거한 후 마이크로카테터를 통해 여러 개의 색전 코일들을 동맥류에 배치하여 동맥류로의 혈류를 차단하는 데 사용한다. 동정맥 기형들을 치료하기 위해, 마이크로카테터를 통해 기형 부위에 액체 색전제를 주입한다. 혈관 폐색들을 치료하기 위한 기계적 혈전 절제술은 흡인 및/또는 스텐트 리트리버를 사용하여 시행할 수 있다. 혈전의 위치에 따라, 흡인 카테터를 통해 흡인하거나 작은 동맥들의 경우 마이크로카테터를 통해 흡인한다. 흡인 카테터가 병변에 도달하면, 음압을 가하여 카테터를 통해 혈전을 제거한다. 대안적으로, 마이크로카테터를 통해 스텐트 리트리버를 배치하여 혈전을 제거할 수도 있다. 일단 혈전이 스텐트 리트리버에 통합되면, 스텐트 리트리버와 마이크로카테터(또는 중간 카테터)를 가이드 카테터로 후퇴시킴으로써 혈전을 회수한다.

[0005] PCI에서, 의사는 로봇 시스템을 사용하여 관상동맥 가이드와이어를 조작함으로써 병변에 접근하여 치료를 수행하고 정상적인 혈류를 회복시킨다. 가이드 카테터를 관상동맥 오스티엄에 위치시킴으로써 접근이 가능하게 된다. 가이드와이어의 원위 팁은 병변을 통과하여 이동하며, 복잡한 해부학적 구조들의 경우, 마이크로카테터는, 가이드와이어에 대한 적절한 지지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 스텐트 또는 풍선을 병변에 전달하고 배치하여 혈류를 회복시킨다. 스텐트 삽입 전에 병변의 사전 확장을 위해 풍선을 전달하거나, 예를 들어, 레이저 또는 회전식 죽상 절제 카테터와 가이드와이어 위에 풍선을 사용하여 죽상 절제술을 시행하는 등 병변을 준비해야 할 수 있다. 진단 영상 및 생리학적 측정들은 이미징 카테터 또는 분획 유량 예비력(FFR) 측정들을 사용하여 적절한 치료법을 결정하기 위해 수행될 수 있다.

[0006] PVI에서, 의사는 로봇 시스템을 사용하여 치료를 수행하고 NVI와 유사한 기법들로 혈류를 회복시킨다. 가이드와이어의 원위 팁은 병변을 통과하여 이동되며, 복잡한 해부학적 구조들에 대해 가이드와이어를 적절히 지지하기 위해 마이크로카테터를 사용할 수 있다. 스텐트 또는 풍선을 병변에 전달하고 배치하여 혈류를 회복한다. PCI와 마찬가지로, 병변 준비 및 진단 영상도 사용될 수 있다.

[0007] 예를 들어, 구불구불하거나 석회화된 혈관을 이동하거나, 원위 해부학적 위치들에 도달하거나, 딱딱한 병변들을 가로지르기 위해 카테터 또는 가이드와이어의 원위 단부에 지지대가 필요한 경우, 오버더와이어(OTW) 카테터 또는 동축 시스템이 사용된다. OTW 카테터는 카테터의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 가이드와이어용 루멘을 갖는다. 이는 가이드와이어가 전체 길이를 따라 지지되기 때문에 비교적 안정적인 시스템을 제공한다. 그러나 이 시스템은 급속 교환 카테터들에 비해 마찰이 심하고 전체 길이가 더 길다는 몇 가지 단점들이 있다(아래 참조). 전형적으로 내재형 가이드와이어의 포지션을 유지하면서 OTW 카테터를 제거하거나 교환하려면 가이드와이어의 노출된 길이(환자 외부)가 OTW 카테터보다 길어야 한다. 전형적으로 300㎝ 길이의 가이드와이어가 이 목적에 충분하며, 이를 교환 길이 종종 가이드와이어라고도 한다. 가이드와이어의 길이로 인해 OTW 카테터를 제거하거나 교환하려면 두 명의 시술자들이 필요하다. 당업계에 3 축 시스템으로 알려진 3 중 동축을 사용하는 경우, 이 작업은 더욱 어려워진다(4 중 동축 카테터들도 사용되는 것으로 알려져 있음). 그러나 안정성으로 인해 OTW 시스템은 NVI 및 PVI 시술들에 자주 사용된다. 반면에, PCI 시술들에서는 종종 급속 교환(또는 모노레일) 카테터들을 사용한다. 급속 교환 카테터의 가이드와이어 루멘은 모노레일 또는 급속 교환(RX) 섹션이라고 하는 카테터의 원위 섹션만 통과한다. RX 시스템에서는 (직렬 구성으로 디바이스들을 조작하는 OTW 시스템과 달리) 시술자가 중재 디바이스들을 서로 병렬로 조작하며, 노출된 가이드와이어의 길이는 카테터의 RX 섹션보다 약간만 길면 된다. 급속 교환 길이 가이드와이어의 길이는 전형적으로 180㎝ 내지 200㎝이다. 가이드와이어와 모노레일의 길이가 짧으면, 한 명의 시술자가 RX 카테터를 교환할 수 있다. 그러나 더 원위측 지지가 필요한 경우 RX 카테터들은 종종 부적절하다.

[0008] 일 실시예에서, 세장형 의료 디바이스를 조작하기 위한 디바이스는, 세장형 의료 디바이스(EMD)를 자신에 해제 가능하게 고정하고, 토커에 인가되는 토크를 제한하는 토크 제한 액추에이터를 포함한다.

[0009] 일 실시예에서, 토크 제한 액추에이터는 토커에 인가되는 토크를 미리 정해진 토크로 제한한다.

[0010] 일 실시예에서, 토크 제한 액추에이터는 수동 시술자 및 미리 정해진 토크를 초과하여 토커에 대한 토크의 인가를 방지하는 클러치를 포함한다.

[0011] 일 구현예에서, 토크 제한 액추에이터는 토커의 종축을 중심으로 수동으로 회전되는 노브(knob), 노브의 일부와 제1 클러치 부재 사이의 편향 부재를 포함하며, 제1 클러치 부재는 제1 클러치 부재와 제2 클러치 부재 사이의 미리 정해진 토크에 도달할 때까지 제2 클러치 부재에 토크를 부여한다.

[0012] 일 실시예에서, 토크 제한 액추에이터는 제1 방향으로 액추에이터에 인가되는 토크를 제한하지만, 대향하는 제2 방향으로 액추에이터에 인가되는 토크를 제한하지 않는다.

[0013] 일 실시예에서, 토커는, 토커 본체, 및 적어도 제1 패드를 토커의 종축에 수직인 방향으로 이동시켜 EMD를 핀칭(pinching)하도록 토커 본체 내에서 이동 가능한 푸셔를 포함한다.

[0014] 일 구현예에서, 토커와 EMD 사이의 토커의 종축에 수직인 핀치력은 토크 제한 액추에이터에 의해 토커에 인가되는 토크의 함수이다.

[0015] 일 구현예에서, 클러치는 제2 기어와 맞물리는 스프링 편향식 제1 기어이다.

[0016] 일 구현예에서, 스프링 편향식 제1 기어는 제1 기어와 제2 기어 사이의 미리 정해진 토크가 초과되면 제2 기어에 대해 미끄러진다.

[0017] 일 구현예에서, 토커는 EMD를 해제 가능하게 핀칭하기 위해, 제1 패드로부터 이격되어 있고, 제1 패드를 향해 그리고 제1 패드로부터 멀어지게 이동가능한 제2 패드를 포함한다.

[0018] 일 구현예에서, 서로 이격되어 있으며, 토커의 종축으로부터 이격되어 있는 한 쌍의 암들을 갖는 편향 부재를 더 포함한다.

[0019] 일 구현예에서, 토크 제한 액추에이터는 샤프트를 포함하며, 샤프트는 토커의 본체에 나사식으로 고정되는 부분 및 본체에 대한 샤프트의 회전 시 패드를 EMD와 맞물리도록 작동가능하게 이동하는 원위 부분을 갖는다.

[0020] 일 구현예에서, 토크 제한 액추에이터는 구동 기어 및 구동 기어를 샤프트에 고정된 피동 기어와 맞물리도록 편향시키는 편향 부재를 포함한다.

[0021] 일 구현예에서, 토크 제한 액추에이터는 본체에 대해 수동으로 회전되는 노브를 포함하며, 노브는 미리 정해진 토크의 인가 시 샤프트에 해제 가능하게 연결된다.

[0022] 일 구현예에서, 토크 제한 액추에이터는 토커에 적절한 토크가 인가되면, 예를 들어, 가청 클릭 사운드 및/또는 노브의 진동 형태의 햅틱 피드백을 통해 사용자에게 표시를 제공한다.

[0023] 일 실시예에서, 세장형 의료 디바이스용 토커는 경로를 규정하는 캐비티를 갖는 본체; 캐비티 내에서 이동 가능한 제1 패드; 제1 패드와 분리되어 제1 패드를 본체에 대해 편향시키는 편향 부재; 제1 패드를 이동시키는 본체에 대해 이동 가능한 액추에이터 ─ 제1 패드의 이동은 통로 내에서 제1 패드로 세장형 의료 디바이스를 핀칭하거나, 그리고/또는 핀칭하지 않음 ─; 및 미리 정해진 값을 초과하는 미리 정해진 토크가 인가될 때, 액추에이터에 해제 가능하게 연결되는 노브를 포함한다.

[0024] 일 실시예에서, EMD 드라이브는 로봇 드라이브 종축을 갖는 로봇 드라이브; 로봇 드라이브 종축을 따라 이동 가능한 디바이스 모듈; 및 세장형 의료 디바이스(EMD)를 EMD 종축을 중심으로 핀칭하는 토커를 회전시키도록 구성되는, 모터를 피동 부재에 결합시키는 구동 트레인 ─ 토커는 토커가 구동 모듈에서 사용 중인 포지션에 있을 때 사용자가 수동으로 접근할 수 있는 토크 제한 액추에이터를 포함함 ─ 을 포함한다.

[0025] 일 구현예에서, 토커는 제1 디바이스 모듈로부터 제2 디바이스 모듈로 이동될 수 있다.

[0026] 일 구현예에서, 토커는 구동 트레인에 인가되는 토크가 미리 정해진 토크를 초과하도록 제한하는 토크 제한 액추에이터를 포함한다.

[0027] 도 1은 예시적인 카테터 시술 시스템의 개략도이다.
[0028] 도 2는 예시적인 카테터 시술 시스템의 개략적인 블록도이다.
[0029] 도 3은 카테터 시술 시스템의 카세트 조립체 및 로봇 드라이브 및 구동 모듈의 분해도이다.
[0030] 도 4는 토커 액추에이터의 등각도이다.
[0031] 도 5는 도 4의 토커 액추에이터의 분해도이다.
[0032] 도 5는 로봇 드라이브 및 가장 원위의 구동 모듈의 정면도이다.
[0033] 도 6은 도 4의 토커 액추에이터의 측면도이다.
[0034] 도 7은 도 6의 토커 액추에이터의 단면도이다.
[0035] 도 8a는 도 4의 토커 액추에이터의 토크 제한 노브 조립체의 분해도이다.
[0036] 도 8b는 토크 제한 조립체의 일부에 대한 근접도이다.
[0037] 도 8c는 토크 제한 조립체의 노브의 등각도이다.
[0038] 도 9는 도 4의 토커 액추에이터의 패드들 및 편향 부재의 등각도이다.
[0039] 도 10은 카테터 시술 시스템의 카세트 내의 토커 액추에이터의 등각도이다.
[0040] 도 11은 다양한 정지 특징부들을 예시하는 토커 액추에이터의 단면도이다.

[0041] 도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 카테터 기반 시술 시스템(10)의 사시도이다. 카테터 기반 시술 시스템(10)은 카테터 기반 의료 시술들, 예를 들어, 경피적 관상동맥 중재술(PCI)(예를 들어, STEMI 치료용), 신경혈관 중재술(NVI)(예를 들어, 응급 대혈관 폐색(ELVO) 치료용), 말초 혈관 중재술(PVI)(예를 들어, 중증 사지 허혈(CLI 등) 치료용)을 수행하는데 사용될 수 있다. 카테터 기반 의료 시술들은 환자의 질병 진단을 돕기 위해 하나 이상의 카테터들 또는 기타 세장형 의료 디바이스들(EMD들)이 사용되는 진단 카테터 삽입 시술들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카테터 기반 진단 시술의 일 실시예 동안, 카테터를 통해 하나 이상의 동맥들에 조영제가 주입되고, 환자의 혈관계 이미지가 촬영된다. 또한, 카테터 기반 의료 시술들에는 카테터(또는 기타 EMD)를 사용하여 질병을 치료하는 카테터 기반 치료 시술들(예를 들어, 혈관 성형술, 스텐트 삽입, 말초 혈관 질환 치료, 혈전 제거, 동정맥 기형 치료, 동맥류 치료 등)이 포함될 수 있다. 치료 시술들은, 예를 들어, 혈관 내 초음파(IVUS), 광간섭 단층촬영(OCT), 분획 유량 예비량(FFR) 등과 같은 부속 디바이스들(54)(도 2에 도시됨)을 포함함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 당업자는 수행될 시술의 유형에 기초하여 구체적인 특정 경피적 중재 디바이스들 또는 구성요소들(예를 들어, 가이드와이어의 유형, 카테터의 유형 등)이 선택될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것인 것이 유의되어야 한다. 카테터 기반 시술 시스템(10)은 시술에 사용될 특정 경피적 중재 디바이스들을 수용하기 위해 약간의 조정들을 가하여 임의의 수의 카테터 기반 의료 시술들을 수행할 수 있다.

[0042] 카테터 기반 시술 시스템(10)은, 다른 요소들 중에서도, 침상 유닛(20) 및 제어 스테이션(도시되지 않음)을 포함한다. 침상 유닛(20)은 환자(12)에 인접하여 위치하는 위치결정 시스템(22) 및 로봇 드라이브(24)를 포함한다. 환자(12)는 환자 테이블(18)에서 지지된다. 위치결정 시스템(22)은 로봇 드라이브(24)를 위치결정하고 지지하는 데 사용된다. 위치결정 시스템(22)은 예를 들어, 로봇 암, 관절형 암, 홀더 등일 수 있다. 위치결정 시스템(22)은 일단부에서 예를 들어, (도 1에 도시된 바와 같이) 환자 테이블(18), 베이스 또는 카트에 부착될 수 있다. 위치결정 시스템(22)의 타단부는 로봇 드라이브(24)에 부착된다. 위치결정 시스템(22)은 환자 테이블(18)에 환자(12)를 배치할 수 있도록 (로봇 드라이브(24)와 함께) 방해가 되지 않도록 이동될 수 있다. 환자(12)가 환자 테이블(18) 상에 위치결정되면, 위치결정 시스템(22)은 시술을 위해 환자(12)에 대해 로봇 드라이브(24)를 위치시키거나 위치결정하는 데 사용될 수 있다. 시술을 위한 포지션에서 로봇 드라이브의 포지션은 본 명세서에서 로봇 드라이브 사용 포지션으로 지칭된다. 일 실시예에서, 환자 테이블(18)은 바닥 및/또는 지면에 고정되는 받침대(17)에 의해 작동 가능하게 지지된다. 환자 테이블(18)은 받침대(17)에 대해 롤, 피치 및 요와 같은 다중 자유도들로 움직일 수 있다. 침상 유닛(20)은 제어부들 및 디스플레이들(46)을 포함할 수 있다(도 2에 도시됨). 예를 들어, 제어부들 및 디스플레이들은 로봇 드라이브(24)의 하우징에 위치할 수 있다.

[0043] 일반적으로, 로봇 드라이브(24)는 적절한 경피적 중재 디바이스들 및 액세서리들(48)(도 2에 도시됨)(예를 들어, 가이드와이어들, 풍선 카테터들, 스텐트 전달 시스템들, 스텐트 리트리버들, 색전 코일들, 액체 색전제들, 흡인 펌프들, 조영제 전달 디바이스, 의약품, 지혈 밸브 어댑터들, 주사기들, 스톱콕들, 팽창 디바이스 등을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 유형들의 카테터들)을 구비하여, 사용자 또는 시술자가 제어 스테이션에 위치한 제어부들 및 입력들과 같은 다양한 제어부들을 조작함으로써 로봇 시스템을 통해 카테터 기반 의료 시술을 수행할 수 있도록 할 수 있다. 침상 유닛(20), 특히 로봇 드라이브(24)는 본 명세서에 설명된 기능을 침상 유닛(20)에 제공하기 위해 임의의 수 및/또는 구성요소들의 조합을 포함할 수 있다. 로봇 드라이브(24)는 레일 또는 선형 부재에 장착된 복수의 디바이스 모듈들(32a 내지 32d)을 포함한다. 디바이스 모듈들(32a 내지 32d) 각각은 카테터 또는 가이드와이어와 같은 EMD를 구동하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 로봇 드라이브(24)는 가이드와이어를 진단용 카테터 및 환자(12)의 동맥 내 가이드 카테터로 자동 공급하는 데 사용될 수 있다. EMD와 같은 하나 이상의 디바이스들은 예를 들어, 도입기 시스를 통해 삽입 지점(16)에서 환자(12)의 신체(예를 들어, 혈관)로 들어간다. 각각의 디바이스 모듈(32a 내지 32d)은 구동 모듈 및 구동 모듈에 제거 가능하게 부착되는 카세트를 포함한다. 각각의 구동 모듈은 브래킷 또는 스테이지로 로봇 드라이브 종축을 따라 이동할 수 있다. 도 1은 4 개의 디바이스 모듈들을 예시하고 있지만, 디바이스 모듈들의 개수는 하나 이상일 수 있는 것으로 고려된다.

[0044] 침상 유닛(20)은 제어 스테이션(도시되지 않음)과 통신하여, 제어 스테이션의 사용자 입력들에 의해 생성된 신호들이 무선으로 또는 유선을 통해 침상 유닛(20)으로 전송되어 침상 유닛(20)의 다양한 기능들을 제어할 수 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 제어 스테이션(26)은 제어 컴퓨팅 시스템(도 2에 도시됨)을 포함하거나, 제어 컴퓨팅 시스템(34)을 통해 침상 유닛(20)에 결합될 수 있다. 침상 유닛(20)은 또한 피드백 신호들(예를 들어, 부하들, 속도들, 작동 조건들, 경고 신호들, 오류 코드들 등)을 제어 스테이션, 제어 컴퓨팅 시스템(도 2에 도시됨) 또는 이들 모두에 제공할 수 있다. 제어 컴퓨팅 시스템(34)과 카테터 기반 시술 시스템(10)의 다양한 구성요소들 사이의 통신은 무선 연결부, 케이블 연결부들 또는 구성요소들 사이에서 통신이 이루어지도록 할 수 있는 임의의 다른 수단일 수 있는 통신 링크를 통해 제공될 수 있다. 제어 스테이션 또는 다른 유사한 제어 시스템은 로컬 사이트(예를 들어, 도 2에 도시된 로컬 제어 스테이션(38)) 또는 원격 사이트(예를 들어, 도 2에 도시된 원격 제어 스테이션 및 컴퓨팅 시스템(42)) 중 하나에 위치할 수 있다. 카테터 시술 시스템(10)은 로컬 사이트의 제어 스테이션, 원격 사이트의 제어 스테이션 또는 로컬 제어 스테이션과 원격 제어 스테이션 모두에 의해 동시에 작동될 수 있다. 로컬 사이트에서, 사용자 또는 시술자와 제어 스테이션은 환자(12) 및 침상 유닛(20)과 동일한 방 또는 인접한 방에 위치한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 로컬 사이트는 침상 유닛(20)과 환자(12) 또는 피험자(예를 들어, 동물 또는 사체)의 위치이고, 원격 사이트는 사용자 또는 시술자 및 침상 유닛(20)을 원격으로 제어하는 데 사용되는 제어 스테이션의 위치이다. 원격 사이트에 있는 제어 스테이션(및 제어 컴퓨팅 시스템) 및/또는 로컬 사이트에 있는 침상 유닛(20) 및/또는 제어 컴퓨팅 시스템은 예를 들어 인터넷을 통해 통신 시스템들 및 서비스들(36)(도 2에 도시됨)을 사용하여 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 원격 사이트 및 로컬(환자) 사이트는, 예를 들어, 동일한 건물의 서로 다른 방들, 동일한 도시의 서로 다른 건물들, 다른 도시 또는 원격 사이트가 로컬 사이트의 침상 유닛(20) 및/또는 환자(12)에 물리적으로 액세스하지 못하는 다른 서로 다른 위치들에 있는 등 서로 떨어져 있다.

[0045] 제어 스테이션은 일반적으로 카테터 기반 시술 시스템(10)의 다양한 구성요소들 또는 시스템들을 작동시키기 위한 사용자 입력들을 수신하도록 구성된 하나 이상의 입력 모듈들(28)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 제어 스테이션은 사용자 또는 시술자가 카테터 기반 의료 시술을 수행하기 위해 침상 유닛(20)을 제어할 수 있게 한다. 예를 들어, 입력 모듈들(28)은 로봇 드라이브(24)와 인터페이스된 경피적 중재 디바이스들(예를 들어, EMD들)을 사용하여 침상 유닛(20)이 다양한 작업들을 수행하도록(예를 들어, 가이드와이어를 전진시키고, 후퇴시키고 또는 회전시키고, 카테터를 전진시키고, 후퇴시키고 또는 회전시키고, 카테터에 위치한 풍선을 팽창시키거나 수축시키고, 스텐트를 위치결정시키고 그리고/또는 배치시키고, 스텐트 리트리버(stent retriever)를 위치결정시키고 및/또는 배치시키고, 코일을 위치결정시키고 그리고/또는 배치하고, 카테터에 조영제를 주입하고, 카테터에 액체 색전제들을 주입하고, 카테터에 약물 또는 식염수를 주입하고, 카테터 상에서 흡인하거나, 카테터 기반 의료 시술의 일부로서 수행될 수 있는 임의의 다른 기능의 수행하도록) 구성될 수 있다. 로봇 드라이브(24)는 경피적 중재 디바이스들을 포함하는 침상 유닛(20)의 구성요소들의 이동(예를 들어, 축 이동 및 회전 운동)을 유발하기 위한 다양한 구동 메커니즘들을 포함한다.

[0046] 일 실시예에서, 입력 모듈들(28)은 하나 이상의 터치 스크린들, 조이스틱들, 스크롤 휠들 및/또는 버튼들을 포함할 수 있다. 입력 모듈들(28) 이외에, 제어 스테이션(26)은 음성 명령들 등을 위한 풋 스위치들 및 마이크들과 같은 추가 사용자 제어부들(44)(도 2에 도시됨)을 사용할 수 있다. 입력 모듈들(28)은, 예를 들어, 가이드와이어 및 하나 이상의 카테터들 또는 마이크로카테터들과 같은 다양한 구성요소들 및 경피적 중재 디바이스들을 전진, 후퇴 또는 회전시키도록 구성될 수 있다. 버튼들에는 예를 들어 비상 정지 버튼, 승수 버튼, 디바이스 선택 버튼들 및 자동 이동 버튼들이 포함될 수 있다. 비상 정지 버튼을 누르면, 동력(예를 들어, 전력)이 차단되거나 침상 유닛(20)으로부터 제거된다. 속도 제어 모드에 있을 때, 승수 버튼은 입력 모듈들(28)의 조작에 반응하여 연관된 구성요소가 이동하는 속도를 증가 또는 감소시키는 역할을 한다. 포지션 제어 모드에 있을 때, 승수 버튼은 입력 거리와 출력 명령 거리 간의 매핑을 변경한다. 디바이스 선택 버튼은 사용자 또는 시술자가 로봇 드라이브(24)에 로드된 경피적 중재 디바이스들 중 입력 모듈들(28)에 의해 제어되는 디바이스를 선택할 수 있도록 한다. 자동 이동 버튼들은 카테터 기반 시술 시스템(10)이 사용자 또는 시술자의 직접적인 명령 없이 경피적 중재 디바이스들에서 수행할 수 있는 알고리즘 이동들을 활성화하는 데 사용된다. 일 실시예에서, 입력 모듈들(28)은 터치 스크린(디스플레이의 일부일 수도 있고 아닐 수도 있음)에 디스플레이되는 하나 이상의 제어부들 또는 아이콘들(도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 활성화되면 카테터 기반 시술 시스템(10)의 구성요소의 작동을 야기한다. 입력 모듈들(28)은 또한 풍선을 팽창 또는 수축시키거나, 그리고/또는 스텐트를 배치하도록 구성되는 풍선 또는 스텐트 제어부를 포함할 수 있다. 입력 모듈들(28) 각각은 제어부가 전용되는 특정 구성요소 또는 구성요소들을 제어하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 버튼들, 스크롤 휠들, 조이스틱들, 터치 스크린 등을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 터치 스크린들은 입력 모듈들(28)의 다양한 부분들 또는 카테터 기반 시술 시스템(10)의 다양한 구성요소들과 관련된 하나 이상의 아이콘들(도시되지 않음)을 디스플레이할 수 있다.

[0047] 카테터 기반 시술 시스템(10)은 이미징 시스템(14)을 또한 포함한다. 이미징 시스템(14)은 카테터 기반 의료 시술과 함께 사용될 수 있는 임의의 의료 이미징 시스템일 수 있다(예를 들어, 비디지털 X-레이, 디지털 X-레이, CT, MRI, 초음파 등). 예시적인 실시예에서, 이미징 시스템(14)은 제어 스테이션과 통신하는 디지털 X-선 이미징 디바이스이다. 일 실시예에서, 이미징 시스템(14)은 환자(12)에 대한 서로 다른 각도 포지션들(예를 들어, 시상면들, 꼬리면들, 전방-후방면들 등)에서 이미지들을 획득하기 위해 이미징 시스템(14)이 환자(12) 주위에서 부분적으로 또는 완전히 회전할 수 있게 하는 C-암(도 1에 도시됨)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 시스템(14)은 X-선 소스(13) 및 이미지 증배기라고도 알려진 검출기(15)를 갖는 C-암을 포함하는 형광 투시 시스템이다.

[0048] 이미징 시스템(14)은 시술 동안 환자(12)의 적절한 영역의 X-레이 이미지들을 촬영하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템(14)은 신경 혈관 상태를 진단하기 위해 머리의 하나 이상의 X-레이 이미지들을 촬영하도록 구성될 수 있다. 또한, 이미징 시스템(14)은 카테터 기반 의료 시술 동안 하나 이상의 X-레이 이미지들(예를 들어, 실시간 이미지들)을 촬영하도록 구성되어, 제어 스테이션(26)의 사용자 또는 시술자가 시술 동안 가이드와이어, 가이드 카테터, 마이크로카테터, 스텐트 리트리버, 코일, 스텐트, 풍선 등을 적절히 위치결정하도록 지원할 수 있다. 이미지 또는 이미지들이 디스플레이(30)에 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 사용자 또는 시술자가 가이드 카테터 또는 가이드와이어를 적절한 포지션으로 정확하게 이동시킬 수 있도록 이미지들이 디스플레이에 디스플레이될 수 있다.

[0049] 방향들을 명확히 하기 위해, 직사각형 좌표계가 X, Y 및 Z 축들로 도입된다. 양의 X 축은 원위측 종(축) 방향, 즉 근위 단부로부터 원위 단부로의 방향으로, 다른 방식으로 언급하자면, 근위로부터 원위 방향으로 배향된다. Y 축과 Z 축은 X 축에 대해 횡평면에 있으며, 양수인 Z 축은 위쪽, 즉 중력의 반대 방향으로 배향되며, Y 축은 오른손 법칙에 의해 자동으로 결정된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, X 축은 로봇 드라이브(24)의 종축을 따라 연장된다. 사용 포지션에서 로봇 하우징은 중력 방향에 수직인 수평면에 대해 각을 가지고 있을 수 있으므로 로봇 드라이브(24)에 의해 X, Y 및 Z 축들이 규정된다. 도 1을 참조하면, 로봇 드라이브(24)는, X-Y 평면에 평행한 최상부 또는 제1 부재(24a); 제1 부재(24a)와 평행하고 제1 부재(24a)로부터 이격된 저부 또는 제2 부재; 제1 부재(24a)와 제2 부재 사이에서 실질적으로 수직으로 연장되는 전면 또는 제3 부재(24c)를 갖는 하우징을 포함하며, 로봇 드라이브(24)가 도 1에 예시된 사용 포지션 또는 배향에 있을 때 제3 부재는 사용자와 대면한다. 제4 부재는 제3 부재(24c)로부터 이격되어 있고 제3 부재(24c)와 실질적으로 평행하며, 제1 부재(24a) 및 제2 부재(24b)에 수직한다. 로봇 드라이브 하우징의 다른 형상들이 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 이 경우, 제1 부재(24a)는 상부 부재이고, 제2 부재는 하부 또는 저부 부재이고, 전면 또는 제3 부재(24c)는 외과적 시술 동안 사용 포지션에서 사용자와 대면하는 부분이며, 제4 부재는 외과적 시술 동안 사용 포지션에서 사용자를 등지는(facing away) 부분이다. 로봇 드라이브(24)는 원위 영역(24e)과 근위 영역(24f)을 더 포함한다. 여기서, 원위 영역(24e)은 EMD가 도입될 환자의 진입 지점에 더 가깝고, 근위 영역(24f)은 EMD가 도입될 환자의 진입 지점으로부터 가장 멀리 떨어져 있다.

[0050] 도 2는 예시적인 실시예에 따른 카테터 기반 시술 시스템(10)의 블록도이다. 카테터 시술 시스템(10)은 제어 컴퓨팅 시스템(34)을 포함할 수 있다. 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 예를 들어, 물리적으로 제어 스테이션의 일부일 수 있다. 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 일반적으로 카테터 기반 시술 시스템(10)에 본 명세서에 설명된 다양한 기능들을 제공하기에 적합한 전자 제어 유닛일 수 있다. 예를 들어, 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 내장형 시스템, 전용 회로, 본 명세서에 설명된 기능으로 프로그래밍된 범용 시스템 등일 수 있다. 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 침상 유닛(20), 통신 시스템들 및 서비스들(36)(예를 들어, 인터넷, 방화벽들, 클라우드 서비스들, 세션 관리자들, 병원 네트워크 등), 로컬 제어 스테이션(38), 추가 통신 시스템들(40)(예를 들어, 텔레프레즌스 시스템), 원격 제어 스테이션 및 컴퓨팅 시스템(42) 및 환자 센서들(56)(예를 들어, 심전도(ECG) 디바이스들, 뇌전도(EEG) 디바이스들, 혈압 모니터들, 체온 모니터들, 심박수 모니터들, 호흡 모니터들 등)과 통신한다. 제어 컴퓨팅 시스템은 또한 이미징 시스템(14), 환자 테이블(18), 추가 의료 시스템들(50), 조영제 주입 시스템들(52) 및 부속 디바이스들(54)(예를 들어, IVUS, OCT, FFR 등)과 통신한다. 침상 유닛(20)은 로봇 드라이브(24), 위치결정 시스템(22)을 포함하고, 추가 제어부들 및 디스플레이들(46)을 포함할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 추가 제어부들 및 디스플레이들은 로봇 드라이브(24)의 하우징에 위치할 수 있다. 중재 디바이스들 및 액세서리들(48)(예를 들어, 가이드와이어들, 카테터들 등)은 침상 유닛(20)에 인터페이스한다. 일 실시예에서, 중재 디바이스들 및 액세서리들(48)은 개개의 부속 디바이스들(54), 즉 IVUS 시스템, OCT 시스템 및 FFR 시스템 등에 인터페이스하는 특수 디바이스들(예를 들어, IVUS 카테터, OCT 카테터, FFR 와이어, 조영제용 진단 카테터 등)을 포함할 수 있다.

[0051] 다양한 실시예들에서, 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 입력 모듈들(28)(예를 들어, 로컬 제어 스테이션(38) 또는 원격 제어 스테이션(42)과 같은 제어 스테이션의)과의 사용자의 상호작용에 기초하여, 그리고/또는 카테터 기반 시술 시스템(10)을 사용하여 의료 시술이 수행될 수 있도록 제어 컴퓨팅 시스템(34)에 액세스 가능한 정보에 기초하여, 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 로컬 제어 스테이션(38)은 하나 이상의 디스플레이들(30), 하나 이상의 입력 모듈들(28) 및 추가 사용자 제어부들(44)을 포함한다. 원격 제어 스테이션 및 컴퓨팅 시스템(42)은 로컬 제어 스테이션(38)과 유사한 구성요소들을 포함할 수 있다. 원격 제어 스테이션(42) 및 로컬 제어 스테이션(38)은 서로 다를 수 있고, 필요한 기능들에 따라 맞춤화될 수 있다. 추가 사용자 제어부들(44)은 예를 들어, 하나 이상의 발 입력 제어부들을 포함할 수 있다. 발 입력 제어부는 사용자가 X-레이를 켜고 끄고 그리고 저장된 서로 다른 이미지들을 스크롤하는 것과 같은 이미징 시스템(14)의 기능들을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 발 입력 디바이스는 사용자가 입력 모듈들(28)에 포함된 스크롤 휠들에 매핑되는 디바이스들을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 추가 통신 시스템(40)(예를 들어, 오디오 컨퍼런스, 비디오 컨퍼런스, 텔레프레즌스 등)은 시술자가 환자, 의료진(예를 들어, 혈관외과 직원) 및/또는 침상 근처에 있는 장비와 상호작용할 수 있도록 돕기 위해 사용될 수 있다.

[0052] 카테터 기반 시술 시스템(10)은 명시적으로 도시되지 않은 임의의 다른 시스템들 및/또는 디바이스들을 포함하도록 연결되거나 구성될 수 있다. 예를 들어, 카테터 기반 시술 시스템(10)은 이미지 처리 엔진들, 데이터 저장 및 아카이브 시스템들, 자동 풍선 및/또는 스텐트 팽창 시스템들, 약물 주입 시스템들, 약물 추적 및/또는 로깅 시스템들, 사용자 로그들, 암호화 시스템들, 카테터 기반 시술 시스템(10)의 액세스 또는 사용을 제한하는 시스템들 등을 포함할 수 있다.

[0053] 전술한 바와 같이, 제어 컴퓨팅 시스템(34)은 로봇 드라이브(24), 위치결정 시스템(22)을 포함하는 침상 유닛(20)과 통신하고, 추가 제어부들 및 디스플레이들(46)을 포함할 수 있으며, 경피적 중재 디바이스들(예를 들어, 가이드와이어, 카테터 등)을 구동하는 데 사용되는 모터들 및 구동 메커니즘들의 작동을 제어하기 위해 침상 유닛(20)에 제어 신호들을 제공할 수 있다. 다양한 구동 메커니즘들은 로봇 드라이브(24)의 일부로서 제공될 수 있다.

[0054] 도 3을 참조하면, 디바이스 모듈(32a)은 제1 구동 모듈(60) 및 제1 카세트(68)를 포함한다. 디바이스 모듈(32b)은 제2 구동 모듈(62) 및 제2 카세트(70)를 포함한다. 디바이스 모듈(32c)은 제3 구동 모듈(64) 및 제3 카세트(72)를 포함한다. 디바이스 모듈(32d)은 제4 구동 모듈(66) 및 제4 카세트(74)를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 카세트(68), 제2 카세트(70), 제3 카세트(72) 및 제4 카세트(74)는 다중 유닛 카세트 조립체로서 함께 배송된다. 일 구현예에서, 다중 유닛 카세트 조립체(76)는 카세트들 각각이 미끄럼 가능하게 서로 연결된 상태에서 개개의 구동 모듈들에 제거 가능하게 연결될 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 다수의 디바이스 모듈들(32a 내지 32d) 각각은 로봇 드라이브(24) 내의 선형 부재를 따라 선형적으로 이동하도록 독립적으로 작동될 수 있다. 각각의 디바이스 모듈(32a 내지 32d)은 서로 및 로봇 드라이브 내의 선형 부재에 대해 독립적으로 이동할 수 있다. 구동 메커니즘은 로봇 드라이브(24)의 종축(78)을 따라 각각의 디바이스 모듈을 이동시키며, 로봇 드라이브(24)의 종축(78)은 이하 로봇 드라이브 종축(78)이라고도 한다. 로봇 드라이브 종축(78)은 디바이스 모듈들이 이동할 때 따르게 되는 스크류 드라이브와 같은 선형 부재를 따라 연장되거나 디바이스 모듈들이 이동할 때 따르게 되는 선형 부재와 평행한 다른 축을 따라 규정될 수 있다. 도 3을 참조하면, 각각의 카세트(68 내지 74)는 일반적으로 XZ 평면에서 수직으로 배향된다. 각각의 카세트(68 내지 74)는 X 축을 따라 또는 종축(78)에 평행한 길이가 Y 축을 따라 또는 Y 축에 수직인 각각의 카세트의 폭보다 더 크다. 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 PCT 국제공개 제WO 2021/011533호는 XY 평면에서 일반적으로 수평 포지션에 위치결정된 카세트를 개시하고 있다. 카세트들의 수직과 수평 사이의 구분은 PCT 국제공개 제WO 2021/011554호에 기재되어 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

[0055] WO 2021/011554를 참조하면, 일 구현예에서, 구동 메커니즘은 각각의 디바이스 모듈에 결합된 독립적인 스테이지 변환 모터들 및 회전 너트를 통한 리드 스크류, 피니언을 통한 랙, 피니언 또는 풀리를 통한 벨트, 스프로킷을 통한 체인과 같은 스테이지 구동 메커니즘을 포함하거나, 스테이지 변환 모터들(64a 내지 64d)이 선형 모터들 그 자체일 수 있다. 구동 메커니즘은 디바이스 모듈들의 전진 및 후퇴를 제공한다. 이러한 구동 메커니즘들의 예들은 WO 2021/011533에 설명되어 있다.

[0056] 환자가 병원균들로 오염되는 것을 방지하기 위해, 의료진은 침상 유닛(20)과 환자(12) 또는 피험자를 수용하는 방에서 무균 기술들을 사용한다(도 1에 도시됨). 침상 유닛(20)과 환자(12)를 수용하는 방은 예를 들어, 카테터실 또는 혈관 조영실일 수 있다. 무균 기술은 멸균 장벽들, 멸균 장비, 적절한 환자 준비, 환경 제어부들 및 접촉 지침들의 사용으로 구성된다. 따라서, 모든 EMD들 및 중재 액세서리들은 멸균 처리되며 멸균 장벽들 또는 멸균 장비하고만 접촉할 수 있다. 실시예에서, 멸균 드레이프(도시되지 않음)는 비멸균 로봇 드라이브(24) 위에 배치된다. 각각의 카세트(68 내지 74)는 멸균되며, 드레이프된 로봇 드라이브(24)와 적어도 하나의 EMD 사이의 멸균 인터페이스 역할을 한다. 각각의 카세트(68 내지 74)는 일회용 멸균 또는 전체 또는 부분적으로 재멸균되도록 설계될 수 있으므로, 카세트(68 내지 74) 또는 그 구성요소들이 여러 시술들에 사용될 수 있다.

[0057] 원위 및 근위: 원위 및 근위라는 용어들은 두 개의 서로 다른 특징부들의 상대적 위치들을 규정한다. 로봇 드라이브와 관련하여, 원위 및 근위라는 용어들은 환자에 대한 의도된 사용에서 로봇 드라이브의 포지션에 의해 규정된다. 상대적 포지션을 규정하는 데 사용되는 경우, 원위 특징부는 로봇 드라이브가 의도된 사용 포지션에 있을 때 근위 특징부보다 환자에게 더 가까운 로봇 드라이브의 특징부이다. 환자 내에서 액세스 지점으로부터 경로를 따라 더 멀리 떨어진 임의의 혈관 랜드마크는 액세스 지점에 더 가까운 랜드마크보다 더 먼 것으로 간주되며, 여기서 액세스 지점은 EMD가 환자에게 진입하는 지점이다. 마찬가지로 근위 특징부는 로봇 드라이브가 의도된 사용 포지션에 있을 때 원위 특징부보다 환자로부터 더 멀리 떨어져 있는 특징부를 말한다. 방향을 규정하는 데 사용되는 경우 원위 방향은 로봇 드라이브가 의도된 사용 포지션에 있을 때 근위 특징부로부터 원위 특징부 및/또는 환자를 향해 무언가가 움직이고 있거나 움직이려고 하는 경로 또는 무언가가 가리키거나 향하고 있는 경로를 의미한다. 근위 방향은 원위 방향의 반대 방향이다. 도 1을 참조하는 예들을 통해, 로봇 디바이스는 환자를 마주보고 있는 시술자의 관점에서 보여진다. 이 배열에서, 원위 방향은 양의 X 좌표축을 따르고, 근위 방향은 음의 X 좌표축을 따른다.

[0058] 종축: 부재(예를 들어, 카테터 기반 시술 시스템의 EMD 또는 다른 요소)의 종축이라는 용어는, 부재의 근위 부분으로부터 부재의 원위 부분으로의 방향으로 부재의 횡단면의 중심을 통과하는 부재의 길이를 따르는 선 또는 축이다. 예를 들어, 가이드와이어의 종축은 관련 부분에서 가이드와이어가 비선형일지라도 가이드와이어의 근위 부분으로부터 가이드와이어의 원위 부분을 향하는 방향의 중심축이다.

[0059] 축방향 이동: 부재의 축방향 이동이라는 용어는 부재의 종축을 따라 부재가 이동하는 것을 의미한다. EMD의 원위 단부가 종축을 따라 원위 방향으로 환자 내로 또는 그보다 더 축방향으로 이동하면, EMD가 전진하고 있는 것이다. EMD의 원위 단부가 종축을 따라 근위 방향으로 환자 밖으로 또는 그보다 더 멀리 축 방향으로 이동하면, EMD가 후퇴하고 있는 것이다.

[0060] 회전 운동: 부재의 회전 운동이라는 용어는 부재의 국부적인 종축에 대한 부재의 각도 배향의 변화를 지칭한다. EMD의 회전 운동은 가해진 토크에 의한 종축에 대한 EMD의 시계 방향 또는 반시계 방향 회전에 대응한다.

[0061] 축방향 및 측면 삽입: 축방향 삽입이라는 용어는 제1 부재를 제2 부재의 종축을 따라 제2 부재에 삽입하는 것을 의미한다. 콜릿에 축방향으로 로드된 EMD는 콜릿에 축방향으로 삽입된다. 축방향 삽입의 예로는 가이드와이어의 근위 단부에 카테터를 뒤에서 로드하는 것을 들 수 있다. 측면 삽입이라는 용어는 제2 부재의 종축에 수직인 평면의 방향을 따라 제1 부재를 제2 부재에 삽입하는 것을 말한다. 이는 반경방향 로딩 또는 측면 로딩이라고도 한다. 다시 말해서, 측면 삽입은 반경에 평행하고 제2 부재의 종축에 수직인 방향을 따라 제1 부재를 제2 부재에 삽입하는 것을 의미한다.

[0062] 위/아래; 전면/배면; 내측/외측: 최상부, 위 및 상부라는 용어들은 중력 방향으로부터 먼 쪽의 일반적인 방향을 의미하고, 저부, 아래 및 하부라는 용어들은 중력 방향으로 향하는 일반적인 방향을 의미한다. 전면이라는 용어는 로봇 드라이브의 침상 사용자와 대면하고 관절 암과 같은 위치결정 시스템으로부터 먼 쪽 측면을 의미한다. 배면이라는 용어는 로봇 드라이브의 관절 암과 같은 위치결정 시스템과 가장 가까운 측면을 의미한다. 내측이라는 용어는 특징부의 내부 부분을 의미한다. 외측이라는 용어는 특징부의 외부 부분을 지칭한다.

[0063] 스테이지: 스테이지라는 용어는 디바이스 모듈을 로봇 드라이브에 결합하는 데 사용되는 부재, 특징부 또는 디바이스를 지칭한다. 예를 들어, 스테이지가 디바이스 모듈을 로봇 드라이브의 레일 또는 선형 부재에 결합시키는 데 사용될 수 있다.

[0064] 구동 모듈: 구동 모듈이라는 용어는 일반적으로 카세트와 인터페이스하는 구동 커플러들을 갖는 하나 이상의 모터들을 일반적으로 포함하는 로봇 드라이브 시스템의 부품(예를 들어, 캐필털 부품)을 지칭한다.

[0065] 디바이스 모듈: 디바이스 모듈이라는 용어는 구동 모듈 및 카세트의 조합을 지칭한다.

[0066] 카세트: 카세트라는 용어는 로봇 드라이브 시스템의 일반적으로 (직접적으로) 또는 디바이스 어댑터를 통해 (간접적으로) 구동 모듈과 적어도 하나의 EMD 사이의 멸균 인터페이스인 부품(비캐피털, 소모적이거나 멸균 가능한 유닛)을 지칭한다.

[0067] 샤프트 (원위) 구동: 샤프트 (원위) 구동이라는 용어는, 샤프트를 따라 EMD를 보유지지하고 조작하는 것을 지칭한다. 일 예에서, 온-디바이스 어댑터는 일반적으로 디바이스가 삽입되는 허브 또는 Y- 커넥터의 바로 근방에 배치된다. 온-디바이스 어댑터의 위치가 삽입 지점(본체 또는 다른 카테터 또는 밸브)에 근접한 경우, 샤프트 구동에는 전형적으로 좌굴 방지 특징부들이 필요하지 않다. (구동 기능을 향상시키기 위해 좌굴 방지 특징부들이 포함될 수 있음.)

[0068] 콜릿: 콜릿이라는 용어는 EMD의 일부를 해제 가능하게 고정할 수 있는 디바이스를 지칭한다. 여기서 고정된다는 용어는 작동 동안 콜릿과 EMD의 의도적인 상대적 움직임이 없음을 의미한다. 일 실시예에서, 콜릿은 두 부재들 중 적어도 하나에 EMD를 해제 가능하게 고정하기 위해 서로에 대해 회전 운동하는 적어도 두 개의 부재들을 포함한다. 일 실시예에서 콜릿은 서로에 대해 축방향으로(종축을 따라) 이동하여 EMD를 두 부재들 중 적어도 하나에 해제 가능하게 고정시키는 적어도 두 개의 부재들을 포함한다. 일 실시예에서, 콜릿은 EMD를 두 부재들 중 적어도 하나에 해제 가능하게 고정하기 위해 서로에 대하여 회전 운동하고 축방향으로 이동하는 적어도 두 개의 부재들을 포함한다.

[0069] 고정: 고정이라는 용어는 작동 동안 제1 부재가 제2 부재에 대하여 의도적으로 상대 이동하지 않음을 의미한다.

[0070] 핀칭/핀칭하지 않음: 핀칭이라는 용어는 부재가 움직일 때 EMD와 부재가 함께 움직이도록 EMD를 부재에 해제 가능하게 고정시키는 것을 의미한다. 핀칭하지 않음이라는 용어는 EMD가 더 이상 부재에 고정되지 않은 해당 부재와의 비고정 상태에 있도록 부재로부터 EMD를 해제하고 EMD가 부재와는 독립적으로 이동하는 것을 의미한다.

[0071] 온-디바이스 어댑터: 온-디바이스 어댑터라는 용어는 구동 인터페이스를 제공하기 위해 EMD를 해제 가능하게 핀칭할 수 있는 멸균 장치를 지칭한다. 온-디바이스 어댑터는 단부 이펙터 또는 EMD 캡처 디바이스라고도 한다. 비제한적인 일 실시예에서, 온-디바이스 어댑터는 로봇 방식으로 작동가능하게 제어되어 EMD를 종축을 중심으로 회전시켜, EMD를 콜릿에 핀칭하거나, 그리고/또는 핀칭하지 않고, 그리고/또는 EMD를 종축을 따라 병진이동시키는 콜릿이다. 일 실시예에서, 온-디바이스 어댑터는 EMD의 허브에 위치한 기어와 같은 허브-구동 메커니즘이다.

[0072] EMD: 세장형 의료 디바이스(EMD)라는 용어는 카테터들(예를 들어, 가이드 카테터들, 마이크로카테터들, 풍선/스텐트 카테터들), 와이어 기반 디바이스들(예를 들어, 가이드와이어들, 색전 코일들, 스텐트 리트리버들 등) 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 의료 디바이스들을 지칭한다(그러나, 이에 제한되지 않음). 일 예로, 와이어 기반 EMD에는 가이드와이어들, 마이크로와이어들, 색전 코일들용 근위 푸셔, 스텐트 리트리버들, 자가 확장 스텐트들 및 유량 전환기들이 포함된다(그러나, 이에 제한되지 않음). 전형적으로, 와이어 기반 EMD는 근위 단자 단부에 허브나 핸들이 없다. 일 실시예에서, EMD는 카테터의 근위 단부에 허브 및 허브로부터 카테터의 원위 단부를 향해 연장되는 유연한 샤프트를 갖는 카테터이며, 샤프트는 허브보다 더 유연하다. 일 실시예에서, 카테터는 허브와 샤프트 사이를 전환하는 중간 부분을 포함하며, 중간 부분은 허브보다 덜 단단하고 샤프트보다 더 단단한 중간 유연성을 갖는다. 일 실시예에서, 중간 부분은 스트레인 릴리프이다.

[0073] 허브 (근위) 구동: 허브 구동 또는 근위 구동이라는 용어는 근위 포지션(예를 들어, 카테터 허브 상의 기어식 어댑터)으로부터 EMD를 보유지지하고 조작하는 것을 지칭한다. 일 실시예에서, 허브 구동은 카테터의 허브에 힘 또는 토크를 부여하여 카테터를 병진이동 및/또는 회전시키는 것을 의미한다. 허브 구동으로 인해, EMD가 좌굴될 수 있으므로 허브 구동에는 종종 좌굴 방지 특징부들이 필요하다. 허브들 또는 다른 인터페이스들(예를 들어, 가이드와이어)이 없는 디바이스들의 경우, 디바이스 모듈에 대한 인터페이스 역할을 하는 디바이스 어댑터들을 디바이스에 추가할 수 있다. 일 실시예에서, EMD는 카테터의 원위 단부를 편향시키기 위해 핸들로부터 카테터의 원위 단부까지 연장되는 와이어들과 같은 카테터 내의 특징부들을 조작하기 위한 임의의 메커니즘을 포함하지 않는다.

[0074] 멸균 가능 유닛: 멸균 가능 유닛이라는 용어는 (병원성 미생물들이 없는) 멸균될 수 있는 장치를 지칭한다. 여기에는 카세트, 소모품, 드레이프, 디바이스 어댑터 및 멸균 가능한 구동 모듈들/유닛들(전자기계 구성요소들을 포함할 수 있음)이 포함된다(그러나, 이에 제한되지 않음). 멸균 가능 유닛들은 환자, 다른 멸균 디바이스들 또는 의료 시술의 멸균 영역 내에 배치된 다른 모든 것과 접촉할 수 있다.

[0075] 멸균 인터페이스: 멸균 인터페이스라는 용어는 멸균 유닛과 비멸균 유닛 사이의 인터페이스 또는 경계를 지칭한다. 예를 들어, 카세트는 로봇 드라이브와 적어도 하나의 EMD 사이의 멸균 인터페이스일 수 있다.

[0076] 소모품: 소모품이라는 용어는 통상적으로 의료 시술에서 한 번만 사용되는 멸균 가능한 유닛을 지칭한다. 유닛은 다른 의료 시술에 사용하기 위해 재멸균 과정을 통해 재사용 가능한 소모품일 수 있다.

[0077] 기어: 기어라는 용어는 베벨 기어, 나선형 베벨 기어, 스퍼 기어, 마이터 기어, 웜 기어, 헬리컬 기어, 랙 및 피니언, 스크류 기어, 내부 기어, 예를 들어 선 기어, 인벌류트 스플라인 샤프트들 및 부싱 또는 당업자에게 알려진 임의의 다른 유형의 기어들일 수 있다.

[0078] 도 4를 참조하면, 토커 액추에이터(100)는 토커(102) 및 토크 제한 액추에이터(104)를 포함한다. 토커 액추에이터(100)는 원위 하우징 부재(110)에 작동식으로 연결되는 근위 하우징 부재(108)로 형성되는 하우징(106)을 포함한다. 푸셔(112)는 하우징의 근위 단부(116)와 하우징(106)의 원위 단부(118) 사이의 토커 종축(114)을 따라 하우징(106) 내에 이동 가능하게 수용된다. 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)는 토커 종축(114)을 향하여 그리고 토커 종축(114)으로부터 멀어지도록 이동하여 세장형 의료 디바이스(EMD)의 샤프트를 해제 가능하게 핀칭한다. 편향 부재(124)는 제1 패드(120)와 제2 패드(122)를 서로로부터 멀어지도록 편향시킨다. 푸셔(112)가 근위 단부(116)로부터 원위 단부(118)를 향해 이동하면, 제1 패드(120)와 제2 패드(122)가 서로를 향해 힘을 가하고 편향 부재(124)의 편향력을 극복하기에 충분한 힘을 제공한다. 푸셔(112)가 원위 단부(118)로부터 근위 단부(116)를 향해 이동하면, 편향 부재(124)가 제1 패드(120)와 제2 패드(122)를 서로로부터 멀어지게 그리고 토커 종축(114)으로부터 멀어지게 편향할 수 있다.

[0079] 일 실시예에서, 제1 패드(120)는 제1 부분(128) 및 결합 포지션에서 EMD에 접촉하는 제2 부분(130)을 포함한다. 제1 패드(120)의 제1 부분(128)은 근위 램프(132) 및 원위 램프(134)를 갖는 외부 표면을 포함한다. 마찬가지로, 제2 패드(122)는 제1 부분(129) 및 결합 포지션에서 EMD와 접촉하는 제2 부분(131)을 포함한다. 제1 부분(129)은 근위 램프(138) 및 원위 램프(140)를 포함한다.

[0080] 원위 하우징 부재(110)는 제1 램프(142) 및 제2 램프(144)를 포함한다. 푸셔(112)는 제1 램프(146) 및 제2 램프(148)를 포함한다. 푸셔(112)가 근위 포지션으로부터 원위 포지션을 향해 이동함에 따라, 푸셔(112)의 제1 램프(146) 및 제2 램프(148)는 각각 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)의 근위 램프(132) 및 제2 램프(148)와 접촉한다. 마찬가지로, 원위 램프(134) 및 원위 램프(140)는 각각 원위 하우징 부재(110)의 제1 램프(142) 및 제2 램프(144)와 접촉한다. 램프 부분들의 접촉들은 제1 패드(120)와 제2 패드(122)를 일반적으로 토커 종축(114)에 수직 방향으로 서로를 향하도록 강제하여, 이에 의해 제1 패드(120)와 제2 패드(122) 사이에 EMD를 핀칭한다. 세장형 의료 디바이스에 대한 토커의 작동은, 발명의 명칭이 세장형 의료 디바이스용 토커이고 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 공개 제WO 2022/154977호에 설명되어 있다.

[0081] 푸셔(112)는 토크 제한 액추에이터(104)의 조작에 의해 원위 하우징 부재(110) 내에서 원위 방향으로 이동된다. 도 7 및 도 8a를 참조하면, 토크 제한 액추에이터(104)는 근위 하우징 부재(108)와 나사식으로 결합되는 샤프트(150)를 포함한다. 샤프트(150)는 원위 방향으로의 샤프트(150)의 이동이 푸셔(112)를 원위 방향으로 이동시키고, 근위 방향으로의 샤프트(150)의 이동이 푸셔(112)를 근위 방향으로 이동시키도록 푸셔(112)에 작동식으로 연결되는 원위 단부를 포함한다. 푸셔(112)는, 푸셔(112)의 근위 단부(158)를 원위 방향으로 밀어내는 원위 단부(152)를 갖는다. 푸셔/는 샤프트(150)가 근위 방향으로 이동될 때, 푸셔(112)도 근위 방향으로 이동되도록 샤프트(150)의 원위 허브(154)와 맞물리는 한 쌍의 암들(156)을 포함한다.

[0082] 토크 제한 액추에이터(104)는 패스너(162)로 샤프트(150)에 고정되는 노브(160)를 포함한다. 도 8c를 참조하면, 노브(160)는 시술자가 조작하는 외부 표면(164) 및 캐비티 벽(168)에 의해 규정되는 내부 캐비티(166)를 포함한다. 일 구현예에서, 캐비티 벽은 캐비티(166) 내에 위치결정되며 노브(160)와 함께 회전하는 구동 기어(172)의 프로파일과 꼭 맞게 맞물리는 복수의 이격 리브들(170)에 의해 규정되는 프로파일을 포함한다. 샤프트(150)는 구동 기어(172)와 맞물리는 피동 기어(174)를 포함한다. 노브(160)를 제1 방향으로 회전시키면 구동 기어(172)가 회전하고, 이는 다시 피동 기어(174)와 샤프트(150)를 제1 방향으로 회전시킨다. 노브(160)가 제1 방향으로 회전함에 따라, 샤프트(150)는 근위 하우징 부재(108)의 나사산 영역(176) 내에서 원위 방향으로 이동한다. 원위 방향으로 이동하면 푸셔(112)가 원위 방향으로 이동하여 제1 패드(120)와 제2 패드(122)가 서로를 향해 이동하여 EMD를 핀칭한다. 일 구현예에서, 캐비티 벽의 프로파일은 구동 기어(172)를 지지하는 하우징의 정합 스플라인들과 맞물리는 복수의 스플라인들이다. 정합 스플라인들은 노브(160)와 구동 기어(172) 사이의 회전 운동을 억제하지만, 노브(160)와 구동 기어(172) 사이의 토커 종축(114)을 따르는 축방향 이동은 허용한다.

[0083] 편향 부재(178)는 노브(160)의 캐비티(166) 내에 위치결정되며, 구동 기어(172)를 피동 기어(174)와 맞물리도록 편향시키는 작용을 한다. 도 8b를 참조하면, 피동 기어(174)와 구동 기어(172)는 서로 마주보고 공통 축을 중심으로 회전한다는 점에서 페이스 기어들이며, 이 경우, 구동 기어(172 및 174)는 토커 종축(114)을 중심으로 회전한다. 구동 기어(172)는 제1 면(182) 및 제2 면(184)을 갖는 복수의 기어 톱니들(180)을 포함하며, 제1 면(182)의 각도는 제2 면(184)의 각도보다 작다. 일 구현예에서, 제1 면(182)의 각도는 제2 면(184)의 각도 이상이다. 유사하게, 피동 기어(174)는 기어 톱니들(180)의 제1 면(182) 및 제2 면(184)과 맞물리는 제1 면(188) 및 제2 면(190)을 갖는 복수의 기어 톱니들(186)을 갖는다.

[0084] 구동 기어(172) 및 피동 기어(174)는 클러치 역할을 하는데, 여기서 구동 기어(172)는 제1 클러치 플레이트이고, 피동 기어(174)는 제2 클러치 플레이트이다. 토크가 미리 정해진 값을 초과하면, 기어 톱니들(180)의 제1 면(182)이 기어 톱니들(186)의 대응하는 제1 면(188)을 타고 올라가서 구동 기어(172)가 피동 기어(174)에 대하여 미끄러진다. 다른 방식으로 말하자면, 기어 톱니들이 미리 정해진 토크를 인가하는 동안 맞물림을 유지하는 대신에 서로를 타고 넘어가는 방식을 본 명세서에서는 미끄러짐 또는 미끄러지는 것이라고 지칭한다.

[0085] 제1 방향 샤프트(150)에서 노브(160)가 회전하면, 제1 패드(120)와 제2 패드(122)는 제1 패드(120)를 제2 패드(122)를 향해 계속 이동시키는 데 필요한 토크가 미리 정해진 힘을 초과할 때까지 서로를 향해 계속 이동하여 EMD를 핀칭한다. 미리 정해진 힘에 도달하면, 편향 부재(178)의 스프링 힘은 기어 톱니들(180)을 유지하여 기어 톱니들(186)에 움직임을 부여하기에 더 이상 충분하지 않게 된다. 노브(160)가 제1 방향으로 미리 정해진 힘으로 회전하면, 기어 톱니들(180)이 기어 톱니들(186) 위로 미끄러져서, 기어 톱니들(180)의 제1 면(182)이 기어 톱니들(186)의 제1 면(188) 위로 미끄러지면서 사용자에게 촉각 햅틱 피드백뿐만 아니라 가청 클릭음을 제공한다. 이러한 방식으로, 토크 제한 액추에이터(104)는 미리 정해진 힘에 도달하면, 시술자가 제1 방향으로 노브(160)를 계속 돌리더라도 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)가 EMD를 핀칭하고 있기 때문에 EMD에 인가될 수 있는 힘 및 토크의 양을 제한하는 클러치 역할을 한다.

[0086] 전술한 바와 같이, 기어 톱니들(180)의 제2 면(184) 및 기어 톱니들(186)의 제2 면(190)의 각도는 기어 톱니들(180) 및 기어 톱니들(186)의 제1 면(182) 및 제1 면(188)의 각도보다 각각 크다. 일 구현예에서, 제2 면(184) 및 제2 면(190)의 각도는 제1 면(182) 및 제1 면(188)의 각도 이하이다. 이 각도는 노브(160)가 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 회전될 때 기어 톱니들(180)의 제2 면(184)이 기어 톱니들(186)의 제2 면(190) 위로 미끄러져 올라가는 것을 방지하기에 충분하다. 일 구현예에서, 제1 방향으로의 회전은 토커를 EMD에 조임/맞물리게 하기 위한 통상적인 시계 방향(CW)이고, 제2 방향은 토커를 EMD로부터 풀기/결합해제하기 위한 통상적인 반시계 방향(CCW)이다. 다른 방식으로 언급하자면, 반대로 반시계 방향으로 돌리면, 패드들이 개방된다. 토크 디바이스의 조임 및 풀림은 두 가지 주요 시나리오들: 토크 디바이스가 시술자의 손들에 보유지지된 상태로 자유 공간에서, 그리고 커버가 폐쇄된 상태로 일회용 카세트에 장착된 상태에서 발생한다.

[0087] 하우징(106)은 하우징(106)에 작동적으로 고정된 기어(126)를 포함하는데, 이는 EMD(220)가 토커(102)에 고정되면 토커 액추에이터(100)를 EMD(220)와 함께 회전시키기 위해 액추에이터에 의해 구동된다.

[0088] 도 9를 참조하면, 편향 부재(124)는 샤프트(150)의 일부를 수용하는 애퍼처(194)를 갖는 베이스 부분(190)을 포함한다. 샤프트(150) 및 편향 부재(124)는 서로 독립적으로 토커 종축(114)을 따라 자유롭게 이동할 수 있다. 편향 부재(124)는, 서로 이격되어 있고 토커 종축(114)으로부터 이격되어 있는 제1 암(196) 및 제2 암(198)을 포함한다. 제1 암(196) 및 제2 암(198)은 푸셔(112)의 외부를 따라 연장된다. 제1 암(196)은 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)의 제1 측면에 있는 부분과 각각 맞물리는 제1 분기(200) 및 제2 분기(202)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 암(198)은 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)의 제2 측면에 있는 부분과 맞물리는 제1 분기(204) 및 제2 분기(206)를 포함한다. 여기서, 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)의 제1 측면 및 제2 측면은 토커 종축(114)으로부터 이격되고 토커 종축(114)의 양 방향들에 위치한다. 분기들(200, 202, 204 및 206)은 제1 패드(120)와 제2 패드(122)가 EMD를 핀칭하는 결합 포지션 및 제1 패드(120)와 제2 패드(122)가 결합되지 않고 EMD를 핀칭하지 않는 결합해제 포지션 모두에서 제1 패드(120)와 제2 패드(122)를 서로 멀어지는 방향으로 편향시키도록 사전 로드된다. 일 구현예에서, 하나의 암(196)만 존재하고, 제2 암(198)은 존재하지 않는다. 일 구현예에서는 두 개 이상의 암들이 사용된다. 분기(200) 및 분기(202)는 패드(120) 및 패드(122)를 서로로부터 멀리 밀어내도록 편향되어 있다.

[0089] 도 10을 참조하면, 토커 액추에이터(100)는 노브(160)가 카세트(70) 외부로 연장되도록 카세트(70) 내에 위치결정하여, 사용자가 노브(160)를 조작하여 제1 CW 방향 및 제2 CCW 방향 모두에서 노브(160)를 회전시킬 수 있도록 한다. 토커 액추에이터(100)는 원위 하우징 부재(110)의 원위 단부로부터 연장되는 가이드 튜브(208)를 포함하여 EMD를 카세트(70)를 통해 안내한다는 점에 유의해야 한다.

[0090] 도 11을 참조하면, 정지 부재들은 토크 제한 액추에이터(104)와 함께 또는 토크 제한 액추에이터(104)와 독립적으로 사용되어 푸셔(112)의 원위 방향으로의 이동을 제한함으로써 제1 패드(120)와 제2 패드(122) 사이에 인가될 수 있는 힘의 양을 제한할 수 있다. 푸셔 정지 부재(210)는 푸셔(112)의 원위 부분 또는 원위 하우징 부재(110)의 일부에 배치될 수 있으며, 정지 부재(210)가 접촉되면 푸셔(112)가 원위 방향으로 이동하는 것을 금지할 수 있다. 제1 정지 부재(210)는 푸셔(112)가 원위 방향으로 특정 지점을 넘어 이동하는 것을 제한하고, 따라서 EMD(220)에 인가되는 힘의 양을 제한할 수 있다.

[0091] 일 구현예에서, 제2 패드 정지 부재(212)는 제1 패드(120) 및 제2 패드(122) 중 하나 또는 둘 모두에 접촉하여 패드들이 원위로 이동하는 것을 억제하고, 따라서 서로를 향한 패드들의 이동을 제한하여 EMD(220)에 인가되는 힘을 제한하는 원위 하우징 부재(110)의 내부 부분에 배치될 수 있다.

[0092] 일 구현예에서, 기어(126)를 구동하는 액추에이터(214)는 기계적 또는 전자기계적이고 제어기에 의해 제어되는 토크 제한 메커니즘을 내장할 수 있다.

[0093] 일 구현예에서, 노브 정지부(216)는 노브(160) 또는 근위 하우징 부재(108) 상에 배치될 수 있는데, 이는 샤프트(150)가 하우징(106) 내로 연장될 수 있는 거리를 제한하여 푸셔(112), 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)의 원위 이동을 제한함으로써, 제1 패드(120) 및 제2 패드(122)가 서로를 향해 이동하는 것을 제한하여 결과적으로 패드들에 의해 EMD에 인가되는 핀치력을 제한할 것이다.

[0094] 일 구현예에서, 커버(218)는 토커 액추에이터(100)에 미리 정해진 토크를 초과하는 토크가 가해질 때, 폐쇄된 사용 중 포지션으로부터 개방된 포지션으로 자동 이동하도록 구성된다. 이는 토크가 미리 정해진 힘을 초과했다는 시각적 표시를 제공한다. 청각적 및 촉각적 피드백과 함께 커버(218)의 개방은 미리 정해진 토크에 도달했다는 시각적 피드백을 제공한다.

[0095] 본 명세서에 설명된 디바이스들은 다수의 특징부들을 제공한다. 제1 토크 제한 액추에이터(104)는 사용자에게 토커에 적절한 토크를 인가했다는 청각 및/또는 촉각 피드백을 제공하여, 삽입된 세장형 경피적 디바이스(EMD)에 적절한 토크 및 힘이 인가될 수 있도록 보장한다. 미리 정해진 토크에 도달하면, 제1 기어가 제2 기어 위로 미끄러지는 청각 및 촉각 피드백을 통해 사용자에게 경고가 표시된다. 이는 너무 적은 토크가 인가되어 토커가 회전할 때 토커 내에서 EMD가 미끄러져 성능이 저하되는 경우를 방지한다.

[0096] 토크 제한 액추에이터(104)는 토커(102)에 인가될 수 있는 토크를 제한한다. 이를 통해, 사출 성형 플라스틱들과 같은 가볍고 저렴한 재료들/공정들을 설계에 사용할 수 있다. 토크 제한 노브(160)는 힘이 강한 사용자들이 토크 디바이스를 손상시키는 것을 방지하는 동시에, 힘이 약한 사용자들이 필요한 노브 토크를 제공할 수 있을 만큼 충분히 큰 직경을 제공한다. 제2 부분(130)이 탄성중합 접촉 패드인 경우, 토커에 인가되는 토크를 제한하여 패드들과 EMD에 의해 인가되는 힘을 제한하면 시술에 사용되는 코팅된 EMD가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 유형의 설계는 활주 요소들 사이에 높은 힘들과 낮은 접촉 마찰이 필요하다. 인가되는 토크를 제한함으로써, EMD들의 코팅을 보호하고 손상되지 않도록 할 수 있다.

[0097] 토커 액추에이터(100)는 높은 토크들로부터 로봇 드라이브(24)의 구성요소들을 보호하는 역할을 한다. 토커 액추에이터(100)는 시스템 로봇에 장착된 일회용 카세트에서 제자리에 조여진다. 높은 토크는 로봇 드라이브를 손상시켜 시스템 사용을 방지할 수 있다. 토크 제한 액추에이터(104)는 토커 액추에이터(100)에 인가되는 토크를 제한하고, 이에 따라 로봇 드라이브(24)의 구성요소들에 인가되는 토크도 제한한다.

[0098] 일 실시예에서, 세장형 의료 디바이스(220)용 토커(102)는 통로를 규정하는 캐비티를 갖는 본체를 포함한다. 일 구현예에서, 본체는 각각 내부에 캐비티를 갖는 근위 하우징 부재(108) 및 원위 하우징 부재(110)를 포함한다. 도 5 및 도 11을 참조하면, EMD(220)는 패스너(162), 노브(160), 편향 부재(178), 구동 기어(172), 샤프트(150), 근위 하우징 부재(108), 편향 부재(124), 푸셔(112), 원위 하우징 부재(110) 및 가이드 튜브(208)를 통해 개구부 또는 채널에 의해 규정되는 통로를 통해 연장된다. 제1 패드(120)는 캐비티 내에서 이동 가능하다. 제1 패드(120)와 분리된 편향 부재(178)는 제1 패드(120)를 본체에 대해 편향시킨다. 액추에이터는 본체에 대해 이동 가능하여 통로 내에서 제1 패드가 있는 세장형 의료 디바이스를 핀칭하거나 그리고/또는 핀칭하지 않도록 제1 패드를 이동시킨다. 노브는 미리 정해진 값을 초과하는 미리 정해진 토크의 인가에 따라 액추에이터에 해제 가능하게 연결된다.

[0099] 본 개시내용이 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자들은 규정된 주제의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에 변경들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 서로 다른 예시적인 실시예들이 하나 이상의 이점들을 제공하는 하나 이상의 특징들을 포함하는 것으로 설명되었지만, 설명된 특징들은 설명된 예시적인 실시예들 또는 다른 대안적 실시예들에서 서로 상호교환되거나 대안적으로 서로 결합될 수 있는 것으로 고려된다. 설명된 본 개시내용은 가능한 한 광범위하게 의도된 것임이 명백하다. 예를 들어, 특별히 달리 명시되지 않는 한, 하나의 특정 요소를 인용하는 정의들은 복수의 그러한 특정 요소들을 또한 포함한다.

Claims (22)

1. 세장형 의료 디바이스(elongated medical device)를 조작하기 위한 디바이스(device)로서,
   세장형 의료 디바이스(EMD)를 자신에 해제 가능하게 고정시키는 토커(torquer); 및
   상기 토커에 인가되는 토크(torque)를 제한하는 토크 제한 액추에이터(torque limiting actuator)를 포함하는,
   디바이스.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 토크 제한 액추에이터는 상기 토커에 인가되는 토크를 미리 정해진 토크로 제한하는,
   디바이스.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 토크 제한 액추에이터는 수동 시술자 및 미리 정해진 토크를 초과하여 상기 토커에 대한 토크의 인가를 방지하는 클러치(clutch)를 포함하는,
   디바이스.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 토크 제한 액추에이터는 상기 토커의 종축을 중심으로 수동으로 회전되는 노브(knob), 상기 노브의 일부와 제1 클러치 부재 사이의 편향 부재를 포함하며, 상기 제1 클러치 부재는 상기 제1 클러치 부재와 제2 클러치 부재 사이의 미리 정해진 토크에 도달할 때까지 상기 제2 클러치 부재에 토크를 부여하는,
   디바이스.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 토크 제한 액추에이터는 제1 방향으로 상기 액추에이터에 인가되는 토크를 제한하지만, 대향하는 제2 방향으로 상기 액추에이터에 인가되는 토크를 제한하지 않는,
   디바이스.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 토커는, 토커 본체, 및 적어도 제1 패드(pad)를 상기 토커의 종축에 수직인 방향으로 이동시켜 상기 EMD를 핀칭(pinching)하도록 상기 토커 본체 내에서 이동 가능한 푸셔(pusher)를 포함하는,
   디바이스.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 토커와 상기 EMD 사이의 상기 토커의 종축에 수직인 핀치력(pinch force)은 상기 토크 제한 액추에이터에 의해 상기 토커에 인가되는 토크의 함수인,
   디바이스.
8. 제3 항에 있어서,
   상기 클러치는 제2 기어(gear)와 맞물리는 스프링 편향식(spring biased) 제1 기어인,
   디바이스.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 스프링 편향식 제1 기어는, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어 사이의 미리 정해진 토크가 초과되면 상기 제2 기어에 대해 미끄러지는,
   디바이스.
10. 제6 항에 있어서,
    상기 토커는 상기 EMD를 해제 가능하게 핀칭하기 위해, 상기 제1 패드로부터 이격되어 있고 상기 제1 패드를 향해 그리고 상기 제1 패드로부터 멀어지게 이동가능한 제2 패드를 포함하는,
    디바이스.
11. 제10 항에 있어서,
    서로 이격되어 있고 상기 토커의 종축으로부터 이격되어 있는 한 쌍의 암(arm)들을 갖는 편향 부재를 더 포함하는,
    디바이스.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 샤프트(shaft)를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 토커의 본체에 나사식으로 고정되는 부분 및 상기 샤프트가 본체에 대해 회전할 때 패드를 상기 EMD와 맞물리도록 작동가능하게 이동하는 원위 부분을 갖는,
    디바이스.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 구동 기어(drive gear) 및 상기 구동 기어를 상기 샤프트에 고정된 피동 기어(driven gear)와 맞물리도록 편향시키는 편향 부재를 포함하는,
    디바이스.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 상기 본체에 대해 수동으로 회전되는 노브를 포함하며, 상기 노브는 미리 정해진 토크의 인가 시 상기 샤프트에 해제 가능하게 연결되는,
    디바이스.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 적절한 토크가 상기 토커에 인가되면 사용자에게 표시를 제공하는,
    디바이스.
16. 세장형 의료 디바이스용 토커로서,
    통로를 규정하는 캐비티(cavity)를 갖는 본체;
    상기 캐비티 내에서 이동 가능한 제1 패드;
    상기 제1 패드와 분리되어 상기 제1 패드를 상기 본체에 대해 편향시키는 편향 부재;
    상기 제1 패드를 이동시키는, 상기 본체에 대해 이동 가능한 액추에이터 ─ 상기 제1 패드의 이동은 상기 통로 내에서 상기 제1 패드로 상기 세장형 의료 디바이스를 핀칭하거나, 그리고/또는 핀칭하지 않음 ─ ; 및
    미리 정해진 값을 초과하는 미리 정해진 토크가 인가될 때, 상기 액추에이터에 해제 가능하게 연결되는 노브를 포함하는,
    세장형 의료 디바이스용 토커.
17. EMD 구동 시스템으로서,
    로봇 드라이브(robotic drive) 종축을 갖는 로봇 드라이브;
    상기 로봇 드라이브 종축을 따라 이동 가능한 디바이스 모듈(device module); 및
    세장형 의료 디바이스(EMD)를 EMD 종축을 중심으로 핀칭하는 토커를 회전시키도록 구성되는, 모터를 피동 부재에 결합시키는 구동 트레인을 포함하며,
    상기 토커는, 토커가 상기 구동 모듈에서 사용 중인 포지션에 있을 때, 사용자가 수동으로 접근할 수 있는 토크 제한 액추에이터를 포함하는,
    EMD 구동 시스템.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터가 상기 토커에 인가되는 토크를 미리 정해진 토크로 제한하는,
    EMD 구동 시스템.
19. 제17 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 수동 시술자 및 미리 정해진 토크를 초과하여 상기 토커에 대한 토크의 인가를 방지하는 클러치를 포함하는,
    EMD 구동 시스템.
20. 제17 항에 있어서,
    상기 토크 제한 액추에이터는 상기 토커의 종축을 중심으로 수동으로 회전되는 노브, 및 상기 노브의 일부와 제1 클러치 부재 사이의 편향 부재를 포함하며, 상기 제1 클러치 부재는, 상기 제1 클러치 부재와 제2 클러치 부재 사이의 미리 정해진 토크에 도달할 때까지 상기 제2 클러치 부재에 토크를 부여하는,
    EMD 구동 시스템.
21. 제17 항에 있어서,
    상기 토커는 상기 제1 디바이스 모듈로부터 상기 제2 디바이스 모듈로 이동될 수 있는,
    EMD 구동 시스템.
22. 제17 항에 있어서,
    상기 토커는, 미리 정해진 토크를 초과하여 상기 구동 트레인에 인가되는 토크를 제한하는 토크 제한 액추에이터를 포함하는,
    EMD 구동 시스템.