TW202224643A

TW202224643A - 用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組

Info

Publication number: TW202224643A
Application number: TW110148623A
Authority: TW
Inventors: 布魯諾富尼耶
Original assignee: 法商羅柏凱斯股份有限公司
Priority date: 2020-12-26
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2022-07-01
Also published as: JP2024502297A; WO2022136894A1; KR20230122611A; CN116829092A; EP4267031A1

Abstract

本發明涉及一種用於可撓伸長醫療元件的平移及旋轉的導管機器人模組包括：外殼、兩墊對的可移動墊：同一墊對的墊至少部分地彼此面對，每對可移動墊適用單獨地或組合地：透過夾取、向前平移、鬆開及平移的第一平移循環，相對於外殼縱向地平移可撓伸長醫療元件，取決於使用者設定的縱向平移方向，執行可撓伸長醫療元件圍繞縱軸線相對於外殼的旋轉，透過第二旋轉循環夾取、執行墊在相反方向上的相對向前平移、鬆開、執行墊在相反方向上的相對向後平移，取決於設定的旋轉方向。

Description

用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組

本發明係關於一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組的技術領域。此可撓伸長醫療元件可為導管的引導件及/或導管，及/或導管引導件。通常，這些元件被設置成使得至少部分地，即在它們各自長度的一部分上，導管引導件圍繞導管，導管本身圍繞導管的引導件。

根據EP 15733825且屬於相同的專利權人Robocath中描述的先前技術，導管機器人模組被描述為包括一墊對的可移動墊，用於夾取及鬆開可撓伸長醫療元件。這對可移動墊也被設置成能夠賦予此可撓伸長醫療元件平移運動及/或旋轉運動。這對可移動墊可以平移可撓伸長醫療元件，就像兩隻手的手指會向前拉動這個可撓伸長醫療元件。這對可移動墊可以旋轉可撓伸長醫療元件，就像手的手指會使這個可撓伸長醫療元件在該些手指之間滾動。

與手的手指的手動移動不同的是，導管機器人模組在可撓伸長醫療元件的平移及旋轉移動可以變得越來越快時變得越來越有趣，其中手動移動首先相當緩慢，其次是由其雙手操作可撓伸長醫療元件的醫生的大腦輔助。然而，當平移及旋轉速度增加，以及當允許這些平移及旋轉速度的變化速度增加時，平移速度及旋轉速度以及平移速度變化及旋轉速度變化迅速受到限制，因為全局同步（global synchronization），在每一墊對的可移動墊的一側平移與旋轉移動之間，以及在另一側的兩墊對的可移動墊之間，每對執行平移和旋轉，很快就會變得難以管理。速度的增加及速度的變化不僅提高了導管機器人模組的效率，為醫生提供了在穿過病變或選擇動脈側隻等困難情況下的敏捷性，而且增加了它的安全性，允許在發生事故時或有危險的情況的快速反應。

當速度及速度變化增加時，並無現有技術嘗試並解決這些同步問題。在研究它們時，這些同步問題乍看之下顯得很複雜。

本發明的目的在於減輕至少部分的上述缺點。

尤其，發明技術貢獻為兩種：首先，其已經將這個複雜的全局同步（global synchronization）任務拆分並排序為至少兩個更簡單的特定同步任務為：兩墊對的可移動墊之間的反相（opposition stage）可移動墊，以及該二對可移動墊之間的夾取衝突的管理，第二，其為此二特定同步任務的每一者提供了：不僅是有效的技術解決方案，還有與其他特定同步任務相容的的解決方案，且可與其同步，進而允許這些技術解決方案的使用以提供全局的解答予該二對可移動墊之間的既存的複雜全局同步任務。

因此，本發明的技術貢獻包括：將該二對可移動墊之間的複雜的全局同步拆分為兩個更簡單的特定同步任務，其為第一控制及維持該二對可移動墊之間的反相，而第二為始終維持至少一墊對的可移動墊夾在可撓伸長醫療元件上，分別為這兩個具體的更簡單的同步任務帶來技術解決方案，其：不僅解決了這兩個具體更簡單的同步任務的問題，也以兼容甚至更容易同步的方式解決這些問題，進而可以同時解決這兩個具體更簡單的同步任務的問題，同時將全局導管機器人模組保持在合理的複雜度及成本。

然而，本發明主要聚焦在為存在於該二對可移動墊之間的特定的更簡單的同步任務提供特定的技術解決方案，其一直維持至少一墊對的可移動墊夾取在可撓伸長醫療元件上，將有助於改善過程並實現對移動的可撓伸長醫療元件的相當快速、流暢及安全的控制。

本發明的主要技術貢獻涉及：對於該些墊對中的至少一個，第一平移循環中的向前平移的行程延長的附加變化，及/或對於該二對可移動墊中的至少一個，第二旋轉中循環的向前平移的行程延長及/或持續時間的變化，以始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在可撓伸長醫療元件上。

在一較佳實施例中，為了更改善對移動的可撓伸長醫療元件的快速、流暢及安全的控制，本發明的補充技術貢獻涉及：該二對可移動墊的至少一個在第一平移循環中向後平移階段的持續時間的變化，進而控制及維持該二對可移動墊之間的反相。

此目的係以一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件（10）的導管機器人模組實現，該導管機器人模組包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：在至少一個模式中，組合地，該可撓伸長醫療元件的該平移由該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對反相地工作，且該可撓伸長醫療元件的該旋轉係被該些墊對的該些可移動墊的至少其中一者執行，至少管理該平移及該旋轉之間的同步衝突：透過改變該些墊對的至少其中一者在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，及/或透過改變該些墊對的至少其中一者在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器亦被實現使：在執行該可撓伸長醫療元件的該平移的一或幾個或所有的模式中：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對以一反相工作，該反相被控制為至少：對於該些墊對中的至少一個透過在該第一平移循環中變化該向後平移的一持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

此目的可以一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，像是手的手指將該可撓伸長醫療元件向前拉，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，像是手的手指使該可撓伸長醫療元件在其之間滾動，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：在至少一個模式中，組合地，該可撓伸長醫療元件的該平移由該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對反相地工作，且該可撓伸長醫療元件的該旋轉係被該些墊對的該些可移動墊的至少其中一者執行，至少管理該平移及該旋轉之間的同步衝突：透過改變該些墊對的至少其中一者在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，及/或透過改變該些墊對的至少其中一者在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

此目的亦透過一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：至少管理以反相工作的該些可移動墊的該些墊以反相交替地執行的該平移及該旋轉之間的同步衝突：對於該些墊對的至少其中一者，透過改變在該第一平移循環及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該平移期間及該旋轉期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器亦被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對以一反相工作，該反相被控制為至少：對於該些墊對中的至少一個透過在該第一平移循環中變化該向後平移的一持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

此目的透過一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，像是手的手指將該可撓伸長醫療元件向前拉，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，像是手的手指使該可撓伸長醫療元件在其之間滾動，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：至少管理以反相工作的該些可移動墊的該些墊以反相交替地執行的該平移及該旋轉之間的同步衝突：對於該些墊對的至少其中一者，透過改變在該第一平移循環及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該平移期間及該旋轉期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

該可撓伸長醫療元件的該旋轉可僅由該些墊對的可移動墊的其中一者執行。

較佳地，該可撓伸長醫療元件的該旋轉係由該些墊對的可移動墊交替地執行。因此，可撓伸長醫療元件的全域移動（global move）可以變得更加流暢及快速，但以額外的複雜性為代價，第二對的可移動墊執行可撓伸長元件的旋轉的能力。

在這個情況下，該可撓伸長醫療元件的該旋轉較佳地由該些墊對的可移動墊交替地執行，該些墊對皆以反相工作，該反相至少透過對該些墊對的至少一者改變在該第二旋轉循環中的該向後平移的持續時間而被控制，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

在該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的可移動墊交替地執行的情況中，此目的仍是以一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，管理該平移與該旋轉之間的同步衝突，至少：透過改變該些墊對的至少其中一者在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，及/或透過改變該些墊對的至少其中一者在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器亦被實現使：該反相被控制，至少：對於該些墊對的至少一者，透過在該第一平移循環及該第二平移週期中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

在該可撓伸長醫療元件的該旋轉由該些墊對的可移動墊交替地執行的狀況中，此目的可透過一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，像是手的手指將該可撓伸長醫療元件向前拉，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，像是手的手指使該可撓伸長醫療元件在其之間滾動，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，管理該平移及該旋轉之間的同步衝突，至少：對於該些墊對，透過改變在該第一平移循環中及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器亦被實現使：該反相至少被控制為：對於該些墊對的至少一者，透過在該第一平移循環及該第二平移週期中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

在該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的可移動墊交替地執行的情況中，此目的仍是以一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，管理該平移及該旋轉之間的同步衝突，至少透過：對於該些墊對，透過改變在該第一平移循環中及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該平移期間及該旋轉期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器亦被實現使：該反相被控制為至少：對於該些墊對的至少一者，透過在該第一平移循環及該第二平移週期中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

在該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的可移動墊交替地執行的情況中，此目的仍可以一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件的導管機器人模組實現，包含：一外殼，兩墊對的多個可移動墊：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，像是手的手指將該可撓伸長醫療元件向前拉，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，像是手的手指使該可撓伸長醫療元件在其之間滾動，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，至少管理該平移與該旋轉之間的同步衝突：對於該些墊對，透過在該第一平移循環及/或該第二平移週期中改變該向前平移的持續時間及/或行程延長，以一直維持該些墊對的至少其中一者的可移動墊夾取在該可撓伸長醫療元件上。

較佳的實施例包括以下特徵中的一或多個的部分組合或完全組合，這些特徵可以是單獨的或一起的。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器被實現使該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，其中該些墊對以一反相工作，該反相被控制為主要地或僅對於該些墊對的至少一者透過在該第一平移循環中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

因此，此主要參數的變化，對於該些墊對的至少一者透過在該第一平移循環中的該向後平移的持續時間，用於控制及維持該些墊對之間的該反相可以是足夠的。

較佳地，該些墊對的該些可移動墊的該驅動器被實現使該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該平移及該旋轉之間的同步衝突被主要地或僅管理為對於該些墊對的至少其中一者，透過改變在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，以在該第一週期中該可撓伸長醫療元件的整個的該平移期間以及在該第二週期中該可撓伸長醫療元件的整個的該旋轉期間，始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。

因此，此主要參數的變化，對於該些墊對的至少其中一者在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，用於始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上可以是足夠的。

較佳地，該向前平移的持續時間始終長於該向後平移的持續時間。

因此，該導管機器人模組是更有效率的，因大多時間是用於在目標方向移動該可撓伸長醫療元件，而非為了下一次拉動此可撓伸長醫療元件，以相反方向將該些墊對的可移動墊拉回。

較佳地，對於該些墊對的其中一者在該第一平移循環中該向前平移的該變化的行程延長係透過延長一預定標準向前平移行程範圍而執行，達到在從該預定標準向前平移行程範圍到一預定最大向前平移行程範圍的範圍的一值。

因此，這是一種在鬆開之前提供延遲的簡單而有效的方式，透過提供額外的行程，使得在返回到標準路徑之前在該二對可移動墊之間同步移動的擾動被最小化。

較佳地，該預定最大向前平移行程範圍係包含在該預定標準向前平移行程範圍的110%及150%之間，較佳在該預定標準向前平移行程範圍的120%及140%之間。

因此，之間有一個很好的折衷：在大多數情況下只需要標準行程的全域效率，及在可能需要顯著額外行程的少數情況下的高安全性。

較佳地，該預定最大向前平移行程範圍被分為兩相等部分，分別在該預定標準向前平移行程範圍的兩端。

因此，可以有效管理使用者選擇的正目標速度值及負目標速度值。

較佳地，在由該些墊對的其中一者的該些可移動墊夾持的該可撓伸長醫療元件與由該些墊對的另一者的該些可移動墊夾持的該可撓伸長醫療元件之間存在一些臨時重疊，該臨時重疊較佳持續該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續時間的10％到95％之間。

因此，透過增加兩墊對可移動夾具同時夾取的時間，提高了安全性。

較佳地，在該向前平移行程延長的後半段期間，該可撓伸長醫療元件的鬆開是與該向前平移行程延長的一部分同時執行，該部分的範圍較佳是從該向前平移行程延長的完整延長的5%到20%。

因此，在下一個可撓伸長醫療元件拉動之前，可撓伸長醫療元件夾取及拉回可移動墊對的流暢性得到改善。

較佳地，在該向前平移行程延長的前半部期間，該可撓伸長醫療元件係與該向前平移行程延長的一部分同時執行，該部分的範圍較佳是從該向前平移行程延長的完整延長的5%到20%。

因此，可撓伸長醫療元件的夾取及拉回的流暢性得到改善。

較佳地，該可撓伸長醫療元件的夾取在該向後平移行程延長的結束後及在下一個該向前平移行程延長的起始之後開始。

因此，可撓伸長醫療元件的夾取及拉回的流暢性得到改善。

較佳地，對於該些墊對的其中一者在該第一平移循環中該向後平移的該變化期間係透過降低或延長相對於一標準向後平移期間的期間（並因此還有速度）而執行，以控制及維持該些墊對之間的該反相。

因此，這是一種提供重新同步的簡單而有效的方法，透過提供額外的持續時間範圍來增加或減少標準持續時間，以這樣的方式，在返回到標準路徑之前的擾動在該二對可移動墊之間同步移動被最小化。

較佳地，為控制及維持該些墊對之間的該反相，在該些墊對的其中一者的該第一平移循環中的該向後平移的該改變持續時間對於該些墊對的其中一者係透過相對於一標準向後平移持續時間降低或或延長小於所需的持續時間而執行，以獲得最佳反相控制和及維持，以將穩定性提高至以返回反相目標的更多週期為代價，應用了介於0與1之間的校正衰減的一因子α。

因此，透過以小於整個且完整的反相控制所需的量降低或延長持續時間，即使這種穩定性未從上次的不穩定中立即恢復，也可以獲得穩定性的增益。

較佳地，校正衰減的該因子α包含在0.3與0.7之間，且較佳約為0.5。

因此，可以優化穩定水準及在最後一次不穩定後恢復穩定的速度之間的折衷。

較佳地，該標準向後平移持續時間係對於平移及/或旋轉的一使用命令速度目標值（或多個使用命令速度目標值）的一遞減函數，較佳為兩個速度目標值中的最小值，當適用時，變為一選定的使用者命令速度目標值。

因此，校正標準工作偏差的速度係更好地適應使用者要求的平移及旋轉速度。

較佳地，該遞減函數呈現一中央彎曲部，該中央彎曲部呈現朝向頂部的一凹部且位於兩個水平部之間。

因此，該二水平部允許流暢及校正的校正工作。確實，上部水平部分避免了過長的鬆開週期，其中過長的鬆開週期會增加夾取衝突的發生次數。確實，下部水平部分避免了對速度受限的致動器（actuator）響應時間的過多要求。

較佳地，該中央彎曲部與該選定的使用者命令速度目標值成反比，而該些水平部相對於該選定的使用者命令速度目標值係恆定的。

較佳地，該使用者設定縱向平移方向可被該使用者持續地改變，及/或該使用者設定旋轉方向可被該使用者持續地改變。

因此，該導管機器人模組更加有彈性近而對於使用者而言更為有用。

較佳地，該可撓伸長醫療元件對該些墊的該些墊對的一第一者的縱向的該平移係透過使用由一第一有限狀態機控制的幾個步驟執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊的該些墊對的該第一者的繞著縱軸相對於該外殼的該旋轉係透過使用由一第二有限狀態機控制的幾個步驟執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊的該些墊對一第二者的縱向的該平移係透過使用由一第三有限狀態機控制的幾個步驟執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊的該些墊對的該第二者的繞著縱軸相對於該外殼的該旋轉係透過使用由一第四有限狀態機控制的幾個步驟執行。

因此，複雜性和效率之間的折衷得到改善。

較佳地，每一該些有限狀態機判斷該向前平移與該向後平移之間的一平移週期以逐步從該向前平移到該向後平移：開始該平移週期，該平移週期的持續時間，該平移週期的結束。

因此，移動可撓伸長醫療元件的全域過程更加流暢。

較佳地，每一該些有限狀態機以一週期周期性地改變，其中該週期小於5ms，較佳包含在0.5ms與2ms之間，更佳約為1ms。

因此，移動可撓伸長醫療元件的全域過程亦有更佳的反應性，而不會損失其流暢性。

本發明的其他特徵及優點將從以下參照下文列出的附圖對作為非限制性的示例給出的本發明實施例的描述中顯現。

本發明涉及導管機器人模組，其實現用於協調機器人模組中的致動器（actuator）的運動的過程，該機器人模組被設計為移動導引線（guidewire）或任何可撓伸長醫療元件。其旨在作為機器人的一部份，該機器人操控多個可撓伸長醫療元件（導引線、氣球或隻架導管、導引導管等），用於各個領域的血管介入（vascular intervention）（心臟病學介入、神經放射學介入、末梢血管介入等…）。這樣的導管機器人模組在WO2015189531中有更詳細的描述，該文獻透過引用併入本文。

本發明的實施例涉及控制機器人平台的運動的過程，該機器人平台設計用於操控在血管領域中的至少一可撓伸長醫療元件，該機器人平台含有：一控制單元允許一使用者以連續的方式設定該至少一可撓伸長醫療元件的平移及/或旋轉速度設定點，一機器人，其可與該控制單元溝通以連續地即時接收該平移及/或旋轉速度設定點，且其含有至少一機器人模組，該機器人模組含有：至少兩對手指操控該至少一可撓伸長醫療元件：每隻手指能夠沿x、y及z軸移動，每對的手指沿每個軸具有聯動的運動： X軸（控制平移）：相同的運動， Y軸（控制夾取）：在斷續（disjointed）範圍中反向運動，較低範圍的手指的最大位置與較高範圍的手指的最小位置之間的距離大約等於可撓伸長醫療元件的直徑， Z軸（控制旋轉）：在相同範圍中反向運動，即當一隻手指在最大位置時，另一手指在最小位置，反之亦然，以依據由使用者設定的平移及/或旋轉速度設定點平移及/或旋轉地移動該可撓伸長醫療元件，馬達，馬達與至少兩對手指之間的機械介面，無菌（sterile）介面設置於至少兩對手指與該至少一可撓伸長醫療元件之間，控制馬達的電器及嵌入式軟體，四個有限狀態機（finite state machine，FSM）以透過馬達的控制及由於機械介面的動作傳輸（transmission），控制至少兩對手指的動作：第一FSM沿x及y軸控制第一對手指的動作（可撓伸長醫療元件的平移），第二FSM沿z及y軸控制第一對手指的動作（可撓伸長醫療元件的旋轉），第三FSM沿x及y軸控制第二對手指的動作（可撓伸長醫療元件的平移），第四FSM沿z及y軸控制第二對手指的動作（可撓伸長醫療元件的旋轉），每個FSM：具有至少以下四個階段： 1. 夾取階段：夾取可撓伸長醫療元件， 2. 活動（active）階段：依據使用者定義的平移及/或旋轉速度設定點，以平移（第一及第三FSM）或旋轉（第二或第四FSM）移動可撓伸長醫療元件， 3. 鬆開階段：鬆開可撓伸長醫療元件， 4. 轉向階段：保持鬆開狀態的同時，回到（或接近）階段1的初始位置，具有「邊距機制（margin mechanism）」，在階段1啟動，使用「標準」移動範圍及「延伸」移動範圍，其中一對手指正常地使用「標準」範圍，但在「延伸」範圍繼續，以避免另一手暫時地未夾取可撓伸長醫療元件，進而確保該二對手指的至少一者一直夾取，具有「轉向持續時間適應機制」，在階段4期間啟動，基於該「轉向階段」的持續時間的適應，以確保該對手指沿著x軸（對於第一及第三FSM）或z軸（對於第二及第四FSM）的動作係與另一對的動作相同且維持反相，使該二對之間有最佳化的合作，因第一及第二FSM皆控制第一對手指沿著y軸的動作及第三及第四FSM皆控制第二對手指沿著y軸的動作造成的潛在的衝突係透過以下方式解決：若一個FSM請求夾取而另一個請求鬆開，則鬆開。

圖1示意性地示出根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的兩個可移動墊的每一者。

機器人模組係由4個墊11、12、13及14組成，其中的每一者能夠在三個方向（x、y、z）上移動。有第墊對15的墊11及12及第二墊對16的墊13及14。墊11到14先夾取可撓伸長醫療元件10，而接著平移及/或旋轉此可撓伸長醫療元件10。

圖2示意性地示出由根據本發明的導管機器人模組的例子再現的行醫人員的手的動作。

這些墊11到14等同於四隻手指21、22、23及24，操控如圖2中所示的管子10。與左手25的手指21及22以及右手26的手指23及24一樣，管子被平移及旋轉。

圖3示意性地示出從行醫人員的手與根據本發明的導管機器人模組的例子的該些墊對的可移動墊之間的對應關係。

如圖2中所示，有分別兩墊對15及16的墊11及12以及13及14。這兩墊對15及16將會被稱為「左手」15及「右手」16。更一般而言，「手」是指一墊對的墊。

圖4示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中屬於一墊對的可移動墊的兩個墊的運動的不同階段。

平移動作係透過墊在x及y方向的組合運動而取得。圖4繪示在一隻手上的此動作，表示一墊對的墊。以下步驟係重複執行：階段a：墊41及42的夾取，透過y軸運動，階段b：墊43及44的平移，透過x軸運動，階段c：墊45及46的鬆開，透過y軸運動，階段d：墊47及48回到初始位置或「轉向」，透過x軸運動。

圖5示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖形狀的示例，該曲線圖給出了作為時間函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的目標位置，可撓伸長醫療元件沿縱軸x移動。

在「活動」階段51期間，以墊11及12為例，及/或墊13及14（視情況而定）夾取，且這些墊沿著x軸的速度例如使用操縱桿（joystick）對應於所需的可撓伸長醫療元件的速度，其中速度是由使用者從控制單元定義。這對應於圖4的階段b。

在「轉向」階段52期間，墊11及12鬆開，且其沿著x軸以反方向前進，以回到其初始位置且為下一活動階段51做好準備。這對應於圖4的階段c、d及a。

於此，對有兩階段的循環進行說明，活動及轉向階段。為了清楚起見，此為簡化的循環。因為一循環實際上會被分為兩個以上的階段，故這將於以下再被細分。

在此例子中，我方呈現了具線性路徑的轉向階段52。在實務上，沒有實體系統可遵循這樣的路徑，因為突然的速度變化將意味著無限（infinite）的加速度。

圖6示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖的形狀之間的對應示例，該曲線圖給出了沿縱軸x的一墊對的可移動墊的目標位置作為時間的函數，可撓伸長醫療元件沿縱軸x移動，及示出曲線圖的形狀，給出沿作為時間函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的實際位置。

圖6示出活動階段63及轉向階段62的墊11及12的實際位置，其中活動階段63及轉向階段62皆由圓頭（rounded）接合處64連接。這要與理論上的三角路徑61進行比較。

圖7示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖形狀的示例，該曲線圖給出了作為時間的函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的更真實的目標位置，可撓伸長醫療元件沿此縱軸x移動。

為了清楚起見，將以致動器的目標路徑說明本發明的實施例，其中所述路徑為三角曲線。其他實施例是可能的，且可能更好，其中轉向階段具有更為「圓頭」的形狀，如圖7中所示。圖7示出轉向階段72接續於活動階段71，皆由圓頭部分74連在一起。這樣的曲線將讓致動器有較少的工作需求，以及讓機構（mechanics）有較少的壓力。

圖8示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中在一墊對的可移動墊的兩個可移動墊之間的可撓伸長醫療元件的作為時間的函數的夾持曲線的演變。

為了實現旨在沿x軸平移可撓伸長醫療元件的墊11及12的動作，墊亦需沿著y軸移動以夾取及鬆開可撓伸長醫療元件。這些沿著兩個不同軸向的運動需同步，如圖8中所示，以產生期望的墊11及12的動作。在圖8上，可見一隻手的該二墊的動作（第一墊1及第二墊2），墊對15的墊11及12，或墊對16的墊13及14。在一循環中，有依次的以下階段：活動階段81、鬆開階段82、轉向階段83、夾取階段84及下個循環的再次的活動階段81。

該二墊11及12在夾取階段84期間變得更靠近。因為可撓伸長醫療元件在它們之間而使它們不會接觸到彼此：它們最接近的距離對應於可撓伸長醫療元件直徑，在圖8上標記為「裝置直徑」。

墊對15的循環包括以下階段：活動階段85平移可撓伸長醫療元件，其中墊11及12皆夾取在此可撓伸長醫療元件周圍，接著在鬆開階段86中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件，接著在轉向階段87中墊11及12回到它們的初始位置，接著在夾取階段88中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件，及接著到下個循環再次回到活動階段85。

圖9示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，在水平面內，一墊對的可移動墊的兩個墊的移動。

墊對15的墊11及12的循環包括以下階段：在活動階段91中，平移可撓伸長醫療元件，其中墊11及12皆夾取在此可撓伸長醫療元件10周圍，接著在鬆開階段92中墊11及12皆釋放此可撓伸長醫療元件，接著在轉向階段93中墊11及12回到它們的初始位置，接著在夾取階段94中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段91。

圖8示出在轉向階段87後的再次夾取在階段83之後以小的延遲開始。此為期望的效果，以考慮到如圖6上所解釋的致動器的響應時間。這導致在墊路徑的左側的「尖凸（appendix）」95，圖9上所示。

在鬆開期間該二墊11及12沿著y軸之間的最大距離被刻意放大以提高可讀性。實務上，鬆開距離應被最小化以降低功耗及提高性能。

圖10示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，在一墊對的可移動墊的兩個墊之間的可撓伸長醫療元件的轉動的不同階段。

旋轉係基於與平移相同的原則，除了動作係使用右旋轉（right rotation）RR及左旋轉（left rotation）LR致動器而非右平移（right translation）RT及左平移（left translation）LT。可撓伸長醫療元件在一隻手的該二墊之間滾動，如圖10中所示。

旋轉循環從圖10的左側到右側具以下階段圖10：首先，墊對15的墊11及12夾取可撓伸長醫療元件10，接著，墊對15的墊11及12反向平移以使可撓伸長醫療元件10在它們之間旋轉，像是手指使管子或香菸在它們之間滾動，接著，墊對15的墊11及12鬆開可撓伸長醫療元件10，接著，墊對15的墊11及12相對於可撓伸長醫療元件10回到它們的初始位置，接著，墊對15的墊11及12夾取可撓伸長醫療元件10，進而開始新的旋轉循環。

由於平移及旋轉運動彼此獨立，可以將它們結合以同時平移及旋轉可撓伸長醫療元件10。平移沿著x軸使用致動器，並致動器同時沿著z軸致能旋轉。

每隻手因此有兩個墊，墊對15（左手）的墊11及12，及墊對16（右手）的墊13及14，它們的每一者具有3個自由度（degree of freedom）。乍看之下，這似乎使每隻手有6個自由度，總共有12個自由度。

然而，一些運動有連接，因此降低了自由度的總數量：在x軸上，同隻手的墊11及12皆有同樣的運動，在z軸上，同隻手的墊11及12皆有相反運動：為了在墊11與12之間滾動可撓伸長醫療元件10，一者向上同時另一者向下，進而使可撓伸長醫療元件10在墊11與12之間滾動，在y軸上，同隻手的墊11及12皆有相反運動：為了夾取，它們必需更靠近彼此，及，為了鬆開，它們必需遠離彼此。

由於在每個軸上該二墊之間有耦合，這將個自由度的數量降到為6。

透過使用以下的簡稱，致動器將如表1中所述命名。表1

簡稱	意思	軸	*用於可撓伸長醫療元件的平移*	*用於可撓伸長醫療元件的旋轉*
RT	右平移	X	v
RR	右旋轉	Z		v
RC	右夾取	Y	v	v
LT	左平移	X	v
LR	左旋轉	Z		v
LC	左夾取	Y	v	v

此表1有6條線，對應於上列的6個自由度。每條線因而代表一隻手（對應於墊對15或對應於墊對16）的該二墊11及12（或13及14）沿一個軸的動作。

由於同隻手的該二墊11及12的動作之間有固定的連接，故已不再需要示出兩隻手的墊的動作，如圖8，而示出每隻手的一個墊的動作即被視為是足夠的。

圖11示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的平移。

在墊對16的墊13及14的循環中，有依次的以下階段：活動階段101、鬆開階段102、轉向階段103、夾取階段104及下個循環再次進入活動階段101。

在墊對15的墊11及12的循環中，有依次的以下階段：活動階段111、鬆開階段112、轉向階段113、夾取階段114及下個循環再次進入活動階段111。

相對於可撓伸長元件10的平移動作，墊對16的墊13及14的此循環可視為包括以下階段：在活動階段105平移可撓伸長醫療元件10，其中墊13及14夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段106，其中墊13及14釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段107，其中墊11及12回到其初始位置，接著在夾取階段108，其中墊13及14靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段105。

相對於可撓伸長元件10的平移動作，墊對15的墊11及12的此循環可視為包括以下階段：活動階段115平移可撓伸長醫療元件10，其中墊11及12夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著鬆開階段116，其中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件10，接著轉向階段117，其中墊11及12回到其初始位置，接著夾取階段118，其中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段115。

考慮圖5，可看見手15可以僅在活動階段111期間移動可撓伸長醫療元件10，即當該二墊11及12夾取時。為了取得可撓伸長醫療元件10的連續動作，墊的墊對15及16皆需協作。當一個墊對15處於轉向階段113時，另一墊對16應處於活動階段101，因而確保可撓伸長醫療元件10在任何時間被至少一墊對的墊夾取及移動。

圖11繪示這樣的平移的協作。其示出兩隻手15及16（RT及LT）的平移，結合兩隻手15及16的夾取/鬆開。為了得到最佳協作，一隻手的曲線應接近精確的反相。

如在圖11的底部的色條所示，有一隻手15或16夾取的週期，分別為週期109或119，及兩隻手15及16夾取的週期110。這些亦被稱為「重疊週期」110的後者週期110對於確保可撓伸長醫療元件的動作是相當甚至完全流暢的是非常有用的。

圖12示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的緩慢旋轉。

對於墊對16的墊13及14有一系列的循環，每個包括依次的接續於活動階段121的轉向階段122。

對於墊對15的墊11及12有一系列的循環，每個包括依次的接續於活動階段123的轉向階段124。

相對於可撓伸長元件10的旋轉動作，墊對16的墊13及14的此循環可視為包括以下階段：在活動階段105旋轉可撓伸長醫療元件10，其中墊13及14夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段106，其中墊13及14釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段107，其中墊13及14回到其初始位置，接著在夾取階段108，其中墊13及14靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段105。

相對於可撓伸長元件10的旋轉動作，墊對15的墊11及12的此循環可視為包括以下階段：在活動階段115旋轉可撓伸長醫療元件10，其中墊11及12夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段116，其中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段117，其中墊11及12回到其初始位置，接著在夾取階段118，其中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段115。

如前所述，透過沿著x及z軸的運動，同一墊對的墊（墊對15的墊11及12或墊對16的墊13及14）同時操控可撓伸長醫療元件的旋轉及平移。

此外，可以看到的是，平移及旋轉速度為使用者定義的，且可以設定為完全彼此獨立。

當考慮到在可撓伸長醫療元件10的同時且連續的平移及旋轉期間，墊11及12、或13及14的動作原則的結果以及各種軸向，意味著以下的規則：鬆開需在墊11及12、或13及14沿著x（平移）或z（旋轉）軸達最大位置時執行，需避免兩隻手15及16的鬆開，因為這會停止可撓伸長醫療元件10的運動。此外，兩隻手15及16的鬆開可能會導致不期望且因而不安全的可撓伸長醫療元件10的運動，

問題是在於這些點之間的潛在收縮（contraction）。當考慮圖12上的慢速旋轉及圖13上的快速平移時，對於墊對16的墊13及14，具有連續活動階段131及轉向階段132的循環，以及對於墊對15的墊11及12，具有連續的活動階段133及轉向階段134的循環，可以看出這一點。

圖13示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的快速平移。

相對於可撓伸長元件10的平移動作，墊對16的墊13及14的此循環可視為包括以下階段：在活動階段105平移可撓伸長醫療元件10，其中墊13及14夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段106，其中墊13及14釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段107，其中墊13及14回到其初始位置，接著在夾取階段108，其中墊13及14靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段105。

相對於可撓伸長元件10的平移動作，墊對15的墊11及12的此循環可視為包括以下階段：在活動階段115平移可撓伸長醫療元件10，其中墊11及12夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段116，其中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段117，其中墊11及12回到其初始位置，接著在夾取階段118，其中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段115。

現在，如果結合這兩種運動會發生什麼事？沿著x及z軸的運動為獨立的且不會彼此干擾。然而，沿著y軸（夾取）的運動具有不同狀態。確實，夾取運動連結至平移及旋轉，因為當鬆開手15時，這隻手15的平移及旋轉被中斷。因此，當平移（例如）已達其最大位置且請求鬆開運動時，這對於旋轉有副作用，這時候可能不需要鬆開。

圖14示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，其中一墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。

相對於可撓伸長元件10的旋轉動作，墊對16的墊13及14的此循環可視為包括以下階段：在活動階段145旋轉可撓伸長醫療元件10，其中墊13及14夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段146，其中墊13及14釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段147，其中墊13及14回到其初始位置，接著在夾取階段148，其中墊13及14靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段145。

然而，在第一種方法中，為了允許平移及旋轉進行其個別的轉向階段107及147，若平移或旋轉需要的話會執行鬆開。

為此，在圖14中，在僅有旋轉的情況下一個夾取曲線（RC）與在僅有平移的情況下相同的曲線結合。對於結合的旋轉及平移，這兩條曲線將會被結合。由於，在此情況中，被鬆開的位置為最低，該組合將包括計算兩條曲線的最小值。

此結合的結果為圖14的最低曲線，其中有夾取位置141及鬆開位置143，及有夾取144及鬆開142。

若旋轉及平移要求在區域140中鬆開，則以鬆開為準。若旋轉及平移要求在區域149中夾取，則以夾取為準。

圖15示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，另一墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。

相對於可撓伸長元件10的平移動作，墊對15的墊11及12的此循環可視為包括以下階段：在活動階段115平移可撓伸長醫療元件10，其中墊11及12夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段116，其中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段117，其中墊13及14回到其初始位置，接著在夾取階段118，其中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段105。

相對於可撓伸長元件10的旋轉動作，墊對15的墊11及12的此循環可視為包括以下階段：在活動階段155旋轉可撓伸長醫療元件10，其中墊11及12夾取此可撓伸長醫療元件10的周圍，接著在鬆開階段156，其中墊11及12釋放此可撓伸長醫療元件10，接著在轉向階段157，其中墊11及12回到其初始位置，接著在夾取階段158，其中墊11及12靠近彼此直到接觸及維持此可撓伸長醫療元件10，及接著到下個循環再次回到活動階段155。

此結合的結果為圖14的最低曲線，其具有夾取位置151及鬆開位置153，及具有夾取154及鬆開152。

如果現在抽取出圖14中在結合的平移及旋轉的情況下的夾取的RC曲線，以及圖15中在結合的平移及旋轉的情況下的夾取的LC曲線，這會導向圖16。

圖16示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。

在此圖16中，已標記當左手15及右手16皆鬆開（RC及LC低）時的時間160的週期。這會是個問題，因為這對應於墊對15及16皆被同時鬆開，而這是要避免的，由於這些週期160導致失去對可撓伸長醫療元件10的控制及導致沒有動作可以被傳遞至可撓伸長醫療元件10的閒置週期160，不論是平移動作或旋轉運動。

在組合平移及旋轉期間，僅考慮使用者速度設定點，墊的沿著x及z軸的路徑無法獨立行事而不帶來不便。但是，相反的，平移（沿著x軸）必需考慮到旋轉（沿著z軸）上發生的事，反之亦然。

圖17示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的突然變化，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

一隻手的墊的對的平移應與另一隻手（RT及LT）的墊反相。這同樣適用於旋轉（RR及LR）。

即使在使用者速度設定點改變的情況下，這也應該保持不變。

對於此問題的一個明顯簡單的解決方案可為如下：在轉向階段期間的速度應與活動階段的速度成比例變化，此後者的速度是由使用者判斷。如圖17所示，對於平移（RT及LT）的該二隻手16及15的墊的協調動作。

對於墊對16的墊13及14，活動階段171後接著為轉向階段172。

對於墊對15的墊11及12，活動階段173後接著為轉向階段174。

在曲線的中間，在時間170，使用者改變速度設定點，從較緩慢的值178改成較快的值179。斜率（slope）175從較平滑的斜率176到較陡的斜率177有對應的變化，並且循環的週期變得更短。

使用與活動階段速度成比例的轉向速度會導向手16與15的同步，該同步在使用者速度設定點更改後保持。

然而，這方法會有兩個問題。

第一個問題為關聯於較慢的速度。如先前所述，當轉向階段172或174中的速度與活動階段171或173中的速度成比例時（其中，例如為與較快的平移速度組合的較慢的旋轉速度），會產生夾取衝突，且因此，簡言之，其無法有效地工作。

第二個問題為關聯於較快的速度。在這個情況中，致動器會被限制，因為非常高的致動器速度及加速度意味著有更多散熱的較大的致動器。為了將尺寸及冷卻措施保持在合理範圍內，需要為轉向階段172或174設置最大速度限制。

這兩個問題可以合併為一個陳述：將轉向速度設定為與活動速度成比例的值是很困難的且甚至可能為無法達成，至少並非沒有很大的不便。

圖18示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的變化以及具有固定的轉向持續時間的去同步問題的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

一種暫定的解決方法可為使用恆定的轉向速度。這可以設置得盡可能高，以盡量減少夾取衝突。圖17的曲線會接著變成圖18的曲線。

然而，這導致失去了雙手之間的同步：在一開始時，手16及15同步（t1 = t2），但在使用者速度設定點改變後，兩隻手16及15之間的同步便喪失（t’1 ≠ t’2）。

因此，需要一種機制來控制及保持兩隻手16及15之間的同步。

圖19示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，可撓伸長醫療元件隨時間變化的平移的演變圖，具有第一邊距。

在循環中，活動階段191後接著為轉向階段192。移動範圍沿x軸的延伸（可撓伸長醫療元件10的平移的方向）通常為標準範圍195，但在一些情況中其可以在增加了邊距的最大範圍196內移動，其分為兩半的邊距，上半邊距193及下半邊距194，加在標準範圍195的每一端。

沿z軸延伸移動範圍有類似的邊距，該軸用於賦予可撓伸長醫療元件10旋轉。

為了避免任何的夾取衝突，沿著x及z軸的移動範圍被分為標準範圍195及最大範圍196，這兩者之間的差異為邊距。考慮一次運動的曲線，例如RT。在此例子中，使用了標準範圍195：

圖20示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第一邊距以及正的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

這為平移提供了邊距。當達到標準範圍195的最大值時，如果另一隻手夾住，則轉向可以正常地開始。但若另一手鬆開，則可以使用最大範圍196與標準範圍195之間的上半邊距193以給另一隻手時間完成其轉向階段，如圖20上所示。

在此圖20中，可以看到這樣「特殊的」循環，其中墊更沿著x軸移動以讓另一隻手有時間進行其轉向。接著轉向完成，其有兩個要點：轉向階段的移動範圍一直是一樣的，表示其振幅與標準範圍195的振幅相同，轉向階段的持續時間定義為維持手16與15之間的同步，如以下所解釋的內容。

因此，手的同步維持在這，因為一旦「特殊的」循環完成，RT訊號就回到其原始路徑。

因此，這可以解決夾取衝突而不干擾手的同步控制，現在在下文解釋。

必需確定邊距以避免當墊達最大範圍196的最大位置時，夾取衝突仍無法被解決的情況。這取決於系統參數：最大平移速度、最大旋轉速度、最小及最大轉向速度（用於平移及旋轉）等。

在圖8中，可以看到的是，鬆開需在墊達其最大位置之前開始。夾取/鬆開致動器的響應時間需要此小的延遲。因此，開始轉向的決定亦需有同樣的延遲。

圖21示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第一邊距以及負的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

圖20繪示了正的（positive）使用者速度設定點的情況。邊距被分成下半邊距194及上半邊距193。在這個狀況中，僅使用上半邊距193。在使用負的（negative）速度設定點的情況中，使用下半邊距194，如圖21所示。

圖22示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第二邊距以及正的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

總結而言，相較於理想的開始時間，系統對於轉向階段的開始時間有容許誤差，允許其上有延遲。

在另一實施例中，我們也可以允許系統預先開始轉向階段。當考慮到一隻手的運動時，沿著x（平移）及z（旋轉）軸的運動通常未被同步，如圖12及13的例子所示，因此導向潛在較長的鬆開週期，如圖15所示，其反過來可能造成夾取衝突，如圖16所示。能夠預期轉向會有助於限制鬆開週期。舉例而言，若z運動開始其轉向，且因此觸發手的鬆開，並且同時x運動被夾住但「夠」接近其範圍的尾端，即其亦會開始轉向的點，對於x運動而言利用手鬆開這一事實來開始自己的轉向可能會是更明智的，進而降低手鬆開的整體時間。

這示出於圖22，其中加入了最小範圍229的概念。因此，在最小範圍229與標準範圍225之間，規則可變成若手已經鬆開（因其他運動，即為了z的x，或為了x的z），則開始轉向。標準範圍225與最大範圍226之間的行為維持與前述的一樣。在圖22中，最小範圍229等於標準範圍225減去第一邊距（上半邊距223與下半邊距224之和），及最大範圍226等於標準範圍225加上第二邊距（上半邊距227與下半邊距228之和）。圖22上的第一邊距及第二邊距相等，但它們亦可彼此相異。

圖23示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具同步及去同步移動的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

墊對16的墊13及14遵循活動階段231及轉向階段232的循環。

墊對15的墊11及12遵循活動階段233及轉向階段234的循環。

每一墊對16及15彼此同步，及它們的路徑交錯235為週期性的且發生在一半的移動延伸處，或墊對16及15不彼此同步，及它們的路徑交錯236非為週期性的且不發生在一半的移動延伸處。

適應手16與15之間的同步可與鎖相迴路（phase lock loop，PLL）控制機制相比，旨在控制來自主臺訊號（master signal）的相位的副臺訊號（slave signal）的相位。簡言之，用於副臺訊號的演算法可或多或少地相當於以下幾點：「若你延遲了，就加速，若你提前了，就減速」。

在活動階段231或233期間墊沿著x（平移）及z（旋轉）軸的速度不能被選擇，因為他們是由使用者速度設定強制的。然而，轉向速度可被選擇。轉向階段的移動範圍必需維持恆定，如上所示，使轉向持續時間被改變以控制墊對16與15之間的同步。

因此，當需要時，「加速」或「減速」將會基於轉向持續時間的調整。

每次手16或15開始轉向階段，其作為需將自身與另一手15或16同步的從屬，其中所述另一手15或16為主控。所以，這裡主從方案不同，因為每隻手16或15交替地作為主控及從屬。

以下將說明此轉向持續時間的計算。

首先，當觀察到同步（路徑交錯235）對上非同步訊號（路徑交錯236）時，可以看到的是在第一同步狀況中，曲線交錯一直都是在相同的值（路徑交錯235），而非同步曲線交錯交替地在較高或較低的高度（路徑交錯236）。

圖24示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第一步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

當從非同步狀態（路徑交錯236）開始時，如圖24所示，可以看到的是LT曲線已達其最大值，且無夾取衝突，故轉向階段即可開始。現在需計算t _U-turn 。不同的值會產生不同路徑，如以虛線237或238或239所呈現。

圖25示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第二步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

首先，可以使用外插法推斷下一個循環中RT曲線應該是什麼樣子：虛線251為剩餘的活動階段，及接著虛線252為轉向階段，在中間行程延長處與LT曲線應有路徑交錯255。

圖26示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第三步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

對此，下個循環的 t _U-turn 值亦被外插，其稱為 t _{ideal U-turn} 。 t _{ideal U-turn} 的計算將於下詳細說明。

LT曲線的下個活動階段可以虛線253繪示，因為斜率是已知的，由於其取決於使用者速度設定點，且因為這會允許16及15之間的重新同步，其必需透過LT曲線與RT曲線的重新同步跨過應有路徑交錯255。

圖27示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第四步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

連接既存的線段233及253將會給予轉向階段254的路徑，且由此t _U-turn 的值可以被直接取得（投影到轉向階段254的行程延長的時間軸上）。

圖28示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的變化以及具有期望的轉向持續時間的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

為了計算下一個 t _{ideal U-turn} ，使用了僅取決於使用者平移及旋轉速度設定點的任意函數。換言之，在不需重新同步該二手16及15的情況下，是t _U-turn 值會被取得。此函數可被以任意的方式選擇。實施例的一個例子可以是圖28所示的例子。

在此例子中，使用者速度設定點越快， t _{ideal U-turn} 越短。確實，對於高速，進行快速轉向是需要的。

在彎曲部分280中， t _{ideal U-turn} 與使用者速度設定點成反比。這表示轉向速度會與使用者速度設定點成比例。

該二水平部分281及282個具有特定功能。在較低的使用者速度設定點值，較低的水平部分282避免演算法使用過高的 t _{ideal U-turn} 值，其會導致很長的單隻手鬆開且因此難以掌控夾取衝突的週期。在曲線的另一側，有鑒於較高的水平部分281，需最小的 t _{ideal U-turn} 值，因為致動器的速度受到限制且若 t _{ideal U-turn} 太小的話無法跟上（至少無法輕易跟上）所需路徑。

其他曲線是可能的，但它們必須作為使用者速度設定點的函數衰減。

圖29示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具管理夾取衝突的步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

避免在最後RT週期的況狀中有夾取衝突，因此使用的幅度大於標準範圍，使用外插的RT曲線（虛線292）的路徑交錯236的位置需被計算，即在無衝突的情況下RT曲線會是什麼情況。

圖30示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具管理夾取衝突的另一步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

在當前LC循環有衝突的情況下，亦需要相似的外插法。所以，為避免在最後LT循環具有夾取衝突，因此使用的幅度大於標準範圍，使用外插的LT曲線（虛線302）的路徑交錯的位置需被計算，即在無衝突的情況下LT曲線會是什麼情況。

現在已計算出 t _U-turn 後，需應用最小值及最大值。確實，以上詳述的計算步驟不會避免過小或過高的值，其可能與上述的內容有同樣的缺點，以證明圖28上的水平部分281及282。在一較佳實施例中，選擇小於圖28上代表的函數的最小值的最小值，而最大值大於其函數最大值。

若所選的最小及最大值已達臨界值（limit），可以看到計算結果 t _U-turn 值接著不會立即提供同步，因為在這個情況中，需要幾個循環才能趕上。

使用了術語「使用者速度設定點」但未說明它是否是平移或旋轉。實際上，其結合了兩者。在組合平移及旋轉的情況中，對於平移及旋轉，使用圖28（或這種函數的任何其他實施例）的函數計算 t _U-turn 值，產生兩個 t _U-turn 值： t _{U-turn_T} 及 t _{U-turn_R} 。

該二值的最小者為：使用了 t _U-turn = min（ t _{U-turn_T} , t _{U-turn_R} ）。

這是因為相同的鬆開運動用於平移及旋轉。緩慢的活動階段可與快速的轉向階段結合，但相反的話是錯誤的，因為會造成相對長的鬆開週期及造成更高的夾取衝突的可能性。在轉向階段較活動階段長的極端情況中，這會要成有永久夾取衝突的風險。

整個同步流程可大約統整為如下。左手15在右手16同步，接著右手16在左手15同步等，此流程被無限期地重複且可能會導致一些的不穩定性，該二手16及15互相「打架」。因此，會有可能永遠無法完整獲得同步的風險，且可能在「提前」與「延遲」之間擺盪。為了克服此問題，在一較佳實施例中，僅只能應用一小部分校正。根據以上詳細說明的方法計算 t _U-turn 值 t _{calculated U-turn} 。接著，校正因子為： t _correction ₌ t _{calculated U-turn–}t _{ideal U-turn} 。校正的應用部分則表示使用此公式： t _U-turn = t _{ideal U-turn} + α. t _correction ，其中α為任意因子：0 ＜ α ≤ 1。任何的α值都是可能的。較低的值給予較佳的穩定性，較高的值需較少的循環以再次得到同步。在一較佳實施例中，選擇α = ½。此計算係要應用在最後一個步驟之前，其中所述最後一個步驟中 t _U-turn 被限制在最小與最大值之間。

為了清楚起見，已在很多圖式中假設的是，使用者速度設定點為恆定的。於實務上，這可能不會是實際情況，因使用者能夠頻繁地改變被操控的可撓伸長醫療元件的平移及旋轉速度。此外，人機界面（Human-Man Interface）允許使用者以連續的方式改變那些速度。

圖31示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的漸進變化，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。

對於墊對16的墊13及14，活動階段311後接著為轉向階段312。在曲線的中間，在週期318期間，使用者逐步地將速度設定點從較緩慢值317變為較快速值319。活動階段313的斜率有對應的逐步變化，過往的循環代表有較平緩斜率的活動階段311及轉向階段312，而為了的循環將代表有更陡峭斜率的活動階段315及轉向階段316，循環的週期變得更短。

圖32示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖，其中在轉向期間使用者速度設定點發生變化。

對於墊對16的墊13及14，活動階段231後接著為轉向階段232。

對於墊對15的墊11及12，活動階段233後接著為轉向階段234。

在曲線中間，在時間328，使用者突然將速度設定點從較緩慢值327變為較快速值329。

轉向階段234的斜率有對應的突然變化，過往的循環代表：對於墊對16，活動階段231及轉向階段232具有陡峭斜率，而未來循環將代表活動階段321及轉向階段322具有平緩斜率，循環的週期變得更長，對於墊對15，活動階段233及轉向階段234具有陡峭斜率，而未來循環將代表活動階段323及轉向階段324具有平緩斜率，循環的週期變得更長，如透過同步新的路徑交錯325可以看到，墊對16及15皆變成重同步化，而在它們被解同步之前透過被解同步的舊的路徑交錯236可以看到。

在圖31，使用者速度設定點變化被應用至曲線，若此變化是在活動階段311期間發生，則曲線的斜率只需進行對應的修改。

若此變化發生在轉向階段312期間，則可以使用相同的計算步驟（如已在圖25、26及27中示出），除了外插曲線將需考慮到新的設定點。這繪示在圖32中，為平移速度設定點的減少的狀況。

用於解決反相控制及同步衝突的雙重問題的該二機制已於上說明。

那兩種機制應用於每一墊對的墊，墊對16的墊13及14，或墊對15的墊11及12，及應用於每一種類型的運動，即產生可撓伸長醫療元件10的平移及旋轉。

這表示那兩種機制同時應用於四種運動，包括：用於可撓伸長醫療元件10的平移的第一墊對15的墊11及12的動作，用於可撓伸長醫療元件10的旋轉的第一墊對15的墊11及12的動作，用於可撓伸長醫療元件10的平移的第二墊對16的墊13及14的動作，用於可撓伸長醫療元件10的旋轉的第二墊對16的墊13及14的動作。

這是基於四個有限狀態機（Finite States Machine，FSM）。每個FSM需：當夾取時（即在活動階段期間），確保墊有線性的動作及傳遞正確的速度至可撓伸長醫療元件10（即使用者設定點速度），使用如圖19到22所述的「邊距機制」選擇何時結束活動階段即開始轉向階段。使用如上所述的「轉向持續時間適應機制」判斷初始轉向期間，及進而轉向速度。透過更新（refreshing）轉向速度計算，使用相同的如上所述的「轉向持續時間適應機制」，在轉向階段期間即時地適應轉向速度。

下表2列出這四個FSM的特徵：表2

FSM名稱	*FSM _RT*	*FSM _RR*	*FSM _LT*	*FSM _LR*
對的墊	右	右	左	左
可撓伸長醫療元件的動作	平移	旋轉	平移	旋轉
狀態變數	State _RT	State _RR	State _LT	State _LR
狀態期間	T _RT	T _RR	T _LT	T _LR
位置	x _R	z _R	x _L	z _L
夾取	y _R	y _L

每個FSM的狀態似乎是由看似為「3 ½」的變量定義的。實際上，這些變量確實是：狀態；直到此，我們已在第一近似（first approximation）中描述兩種狀態「活動」及「轉向」。如下所述，整個循環內確實有更多的狀態，自進入當前狀態以來的持續時間；取決於實施例，可使用或可不使用此變數。一個墊沿著x或z軸的位置，取決於FSM控制哪個動作，一個墊沿著y軸的位置，其控制夾取狀態（夾取/鬆開）。此為「半變數（half variable）」，因為是在兩個FSM之間共享。舉例而言，左手（y _L）15的夾取狀態係關聯於兩個FSM _LT及FSM _LR。這共享的變數為鬆開一墊對的墊鬆開了沿著x及z軸的動作的結果，即停止了可撓伸長醫療元件10的平移及旋轉。為了避免兩個FSM之間對於y有異議（disagreement），優先順序為鬆開指令優先於夾取指令。

每個FSM改變每個Δt。Δt係根據期望的系統反應性及致動器特性而選擇。在一較佳實施例中，Δt = 1 ms。

V _T被稱為使用者平移速度設定點，及V _R被稱為使用者旋轉速度設定點（在V _R中，「R」表示「旋轉」。在x _R、y _R及z _R中，「R」表示「右」）。

圖33示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，四個有限狀態機的時間變化。

四個FSM 331、332、333及334的時間演化在圖33中說明。

在有限狀態機（FSM）331中，旨在右平移，即墊對16的墊13及14的平移：在時間t的輸入為（從上到下）：使用者平移速度設定點V _T(t)，使用者旋轉速度設定點V _R(t)，墊對16的墊13及14的平移的狀態類型State _RT(t)，墊對16的墊13及14的平移的該狀態的持續時間T _RT(t)，墊對16的墊13及14的x位置X _R(t)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t)，在時間t+ Δt的輸出為（從上到下）：墊對16的墊13及14的平移的狀態類型State _RT(t+Δt)，右平移的該狀態的持續時間T _RT(t+Δt)，墊對16的墊13及14的x位置X _R(t+Δt)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t+Δt)。

在有限狀態機（FSM）332中，旨在右旋轉，即墊對16的墊13及14的旋轉：在時間t的輸入為（從上到下）：使用者平移速度設定點V _T(t)，使用者旋轉速度設定點V _R(t)，墊對16的墊13及14的旋轉狀態類型State _RR(t)，墊對16的墊13及14的旋轉的該狀態的持續時間T _RR(t)，墊對16的墊13及14的z位置Z _R(t)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t)，在時間t+ Δt的輸出為（從上到下）：墊對16的墊13及14的旋轉的狀態類型State _RR(t+Δt)，墊對16的墊13及14的旋轉的該狀態的持續時間T _RR(t+Δt)，墊對16的墊13及14的z位置Z _R(t+Δt)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t+Δt)。

在有限狀態機（FSM）333中，旨在左平移，即墊對15的墊11及12的平移：在時間t的輸入為（從上到下）：使用者平移速度設定點V _T(t)，使用者旋轉速度設定點V _R(t)，墊對15的墊11及12的平移的狀態類型State _LT(t)，墊對15的墊11及12的平移的該狀態的持續時間T _LT(t)，墊對15的墊11及12的x位置X _L(t)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t)，在時間t+ Δt的輸出為（從上到下）：墊對15的墊11及12的平移的狀態類型State _LT(t+Δt)，右平移的該狀態的持續時間T _LT(t+Δt)，墊對15的墊11及12的x位置X _L(t+Δt)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t+Δt)。

在有限狀態機（FSM）334中，旨在左旋轉，即墊對15的墊11及12的旋轉：在時間t的輸入為（從上到下）：使用者平移速度設定點V _T(t)，使用者旋轉速度設定點V _R(t)，墊對15的墊11及12的旋轉的狀態類型State _LR(t)，墊對15的墊11及12的旋轉的該狀態的持續時間T _LR(t)，墊對15的墊11及12的z位置Z _L(t)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t)，墊對16的墊13及14的夾取Y _R(t)，在時間t+ Δt的輸出為（從上到下）：墊對15的墊11及12的旋轉的狀態類型State _LR(t+Δt)，墊對15的墊11及12的旋轉的該狀態的持續時間T _LR(t+Δt)，墊對15的墊11及12的z位置Z _L(t+Δt)，墊對15的墊11及12的夾取Y _L(t+Δt)。

圖34示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，四個有限狀態機的一個循環的12個狀態。

現在將描述FSM _RT331的所有狀態（即State _RT的可能數值）。本領域具有通常知識者將容易地為其他3個FSM 332、333及334進行轉置。

總共有12個狀態。這12個狀態被分為兩組：狀態1到6對應於正（positive）使用者設定點平移速度及狀態7到12對應於負（negative）使用者設定點平移速度：狀態341 UP_LINEAR：此為活動階段。狀態342 UP_FROZEN：墊的動作，且可撓伸長醫療元件因而停止。狀態343 UP_UNCLAMP：根據使用者速度設定點繼續沿著x軸傳遞線性動作，同時沿著y軸發送「鬆開」指令給墊。狀態344 UP_DOWN：此為轉向階段。狀態345 UP_WAIT_CLAMP：在此狀態期間，對的墊沿著x軸的速度應等於使用者平移速度設定點，如在1 - UP_LINEAR階段中。狀態346 UP_CLAMP：在此狀態期間，墊被重新夾取並同時將墊沿著x軸的速度維持為等於使用者平移速度設定點。狀態347 DOWN_LINEAR：此為活動階段。狀態348 DOWN _FROZEN：墊的動作，且可撓伸長醫療元件因而停止。狀態349 DOWN _UNCLAMP：根據使用者速度設定點繼續沿著x軸傳遞線性動作，同時沿著y軸發送「鬆開」指令給墊。狀態350 DOWN_UP：此為轉向階段。狀態351 DOWN _WAIT_CLAMP：在此狀態期間，對的墊沿著x軸的目標速度應等於使用者平移速度設定點，如在7 - DOWN_LINEAR階段中。狀態352 DOWN _CLAMP：在此狀態期間，墊被重新夾取並同時將墊沿著x軸的速度維持為等於使用者平移速度設定點。

圖35示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，綜觀地呈現四個有限狀態機331、332、333及334的一個循環。

在負值的情況中，狀態347相當於狀態341等。因此，對狀態341到346的詳細解釋與對狀態347到352的解釋類似。

狀態341到352為：

狀態341 UP_LINEAR：此為活動階段。對的墊沿著x軸的目標速度等於使用者平移速度設定點。邊距機制為啟動的。若現在切換至此階段，此機制將下個階段343（UP_UNCLAMP）的最終位置使用為輸入資料。我們將這稱為position _final403。若position _final403已達標準範圍的最大值，則切換至UP_UNCLAMP狀態343（若另一隻（左）手夾取）。若另一隻手未夾取，停留在UP_LINEAR狀態341中直到position _final達最大範圍的最大值。若另一隻手在此處400仍是鬆開，則切換至UP_FROZEN狀態342。這為緊急措施的狀況，以防邊距不足以解決夾取衝突：設計良好的系統永遠不應該進入此狀態且應是直接進入UP_UNCLAMP狀態343。

墊在UP_LINEAR階段341期間應被正常地夾取。然而，由於夾取狀態是在平移與旋轉之間共享，FSM _RR可能已決定鬆開400墊。在此鬆開時間的期間，墊沿著x軸的動作（平移）將正常繼續，儘管其顯然不會對可撓伸長醫療元件有任何影響：基於其他對的墊的貢獻，接著將獲得平移。

若在此階段期間使用者平移速度設定變成負值401，則切換至DOWN_LINEAR 347。狀態342 UP_FROZEN：墊的動作，且可撓伸長醫療元件因而停止。一旦另一隻手再次夾取400，切換至 UP_UNCLAMP 343。

在此降級模式（degraded mode）中，期望的動作無法被傳遞至可撓伸長醫療元件。然而，我們仍然將其夾取，以至少確保由系統掌控可撓伸長醫療元件且無法在病患身體內自由移動，其中在病患身體內自由移動會造成危險。

若在此階段期間使用者平移速度設定變成負值401，則切換至階段DOWN_LINEAR 347。並無切換至DOWN_FROZEN 348，因為在這狀況中情況是不同的：位置靠近最大值而位置需被減少（diminished）。因此，無需鬆開且不再有衝突。狀態343 UP_UNCLAMP：根據使用者速度設定點繼續沿著x軸傳遞線性動作，同時沿著y軸發送「鬆開」指令給墊。若墊已經因FSM _RR而鬆開，則不用做任何事。在一較佳實施例中，UP_UNCLAMP持續時間是固定的。這使得在UP_LINEAR狀態341期間計算position _final是可能的。在另一較佳實施例中，UP_UNCLAMP移動範圍是固定的。那兩個實施例是很有趣的，但只要在UP_LINEAR狀態341（更早的時間）期間可以進行計算，就可以實施其他實施例。

當UP_UNCLAMP狀態343完成410，切換至UP_DOWN 344。

若使用者平移速度設定在此階段401變成負值，則切換至階段DOWN_CLAMP 352。狀態344 UP_DOWN：此為轉向階段。墊需在此階段期間鬆開。「轉向持續時間適應機制」在此階段期間是啟動的，以判斷其持續時間。此機制必須是啟動的，以一直更新持續時間，其中持續時間可根據使用者速度設定點而變化。

當UP_DOWN狀態346完成420（計算的剩餘持續時間為零或為負值）則切換至UP_WAIT_CLAMP 345。

若使用者平移速度設定在此階段401變成負值，則切換至DOWN_UP 350。狀態345 UP_WAIT_CLAMP：在此狀態期間，對的墊沿著x軸的速度應等於使用者平移速度設定點，如在341 UP_LINEAR階段中。然而，由於致動器及機構（mechanics），系統有響應時間以從UP_DOWN 344切換至UP_LINEAR 341速度。因此，在此階段期間，致動器接收控制訊號以取得UP_LINEAR速度的線性動作，但墊尚未達該速度。因此在此階段重新夾取還為時過早：墊需維持鬆開。

在一較佳實施例中，UP_WAIT_CLAMP持續時間是固定的。在另一較佳實施例中，UP_WAIT_CLAMP移動範圍是固定的。在第三較佳實施例中，持續時間是可變的，及當墊的實際速度夠接近期望速度時，可退出該狀態在一較佳實施例中，「足夠」可定義為百分比差異的絕對值低於預設閾值。

當狀態完成430，根據上述標準之一，切換至UP_CLAMP 346。

若使用者平移速度設定在此階段401變成負值，則切換至DOWN_UNCLAMP 349。狀態346 UP_CLAMP：在此狀態期間，墊被重新夾取並同時將墊沿著x軸的速度維持為等於使用者平移速度設定點。

在一較佳實施例中，UP_CLAMP持續時間是固定的。在另一較佳實施例中，UP_CLAMP移動範圍是固定的。在第三較佳實施例中，持續時間是可變的，及當墊沿著y軸的位置達預設值時，可退出該狀態。在第四較佳實施例中，持續時間是可變的，及當沿著y軸施加至墊的推力已達預設值時，可退出該狀態。

當狀態完成410，根據上述標準之一，切換至 UP_LINEAR 341。

若使用者平移速度設定在此階段401變成負值，則切換至DOWN_UNCLAMP 349。狀態347 DOWN_LINEAR：此為活動階段。對的墊沿著x軸的目標速度等於使用者平移速度設定點。邊距機制是啟動的。若現在切換至此階段，此機制將下個階段349（DOWN_UNCLAMP）的最終位置使用為輸入資料。我們將這稱為position _final404。若position _final404已達標準範圍的最小值，則切換至DOWN_UNCLAMP狀態349（若另一隻（左）手夾取）。若另一隻手未夾取，停留在DOWN_LINEAR狀態347中直到position _final達最大範圍的最小值。若另一隻手在此處400仍是被鬆開，則切換至DOWN_FROZEN狀態348。這為緊急措施的狀況，以防邊距不足以解決夾取衝突：設計良好的系統永遠不應該進入此狀態且應是直接進入DOWN_UNCLAMP狀態349。

墊在DOWN_LINEAR階段347期間應被正常地夾取。然而，由於夾取狀態是在平移與旋轉之間共享，FSM _RR可能已決定鬆開400墊。在此鬆開時間的期間，墊沿著x軸的動作（平移）將正常繼續，儘管其顯然不會對可撓伸長醫療元件有任何影響：基於其他對的墊的貢獻，接著將獲得平移。

若在此階段期間使用者平移速度設定變成正值402，則切換至UP_LINEAR 341。狀態348 DOWN_FROZEN：墊的動作，且可撓伸長醫療元件因而停止。一旦另一隻手再次夾取400，切換至DOWN_UNCLAMP 349。

在此降級模式中，期望的動作無法被傳遞至可撓伸長醫療元件。然而，我們仍然將其夾取，以至少確保由系統掌控可撓伸長醫療元件且無法在病患身體內自由移動，其中在病患身體內自由移動會造成危險。

若在此階段期間使用者平移速度設定變成正值402，則切換至階段UP_LINEAR 341。並無切換至UP_FROZEN 342，因為在這狀況中情況是不同的：位置靠近最值而位置需被增加（increased）。因此，無需鬆開且不再有衝突。狀態349 DOWN_UNCLAMP：根據使用者速度設定點繼續沿著x軸傳遞線性動作，同時沿著y軸發送「鬆開」指令給墊。若墊已經因FSM _RR而鬆開，則不用做任何事。在一較佳實施例中，DOWN_UNCLAMP持續時間是固定的。這使得在DOWN_LINEAR狀態347期間計算是可能的。在另一較佳實施例中，DOWN_UNCLAMP移動範圍是固定的。那兩個實施例是很有趣的，但只要在DOWN_LINEAR狀態347（更早的時間）期間可以進行計算，就可以實施其他實施例。

當DOWN_UNCLAMP狀態349完成410，切換至DOWN _UP 350。

若使用者平移速度設定在此階段402期間變成正值，則切換至階段UP_CLAMP 356。狀態350 DOWN _UP：此為轉向階段。墊需在此階段期間被鬆開。「轉向持續時間適應機制」在此階段期間是啟動的，以判斷其持續時間。此機制必須是啟動的，以一直更新持續時間，其中持續時間可根據使用者速度設定點而變化。

當DOWN_UP狀態350完成420（計算的剩餘持續時間為零或為負值）則切換至DOWN_WAIT_CLAMP 351。

若使用者平移速度設定在此階段402期間變成正值，則切換至UP_ DOWN 344。狀態351 DOWN_WAIT_CLAMP：在此狀態期間，對的墊沿著x軸的目標速度應等於使用者平移速度設定點，如在347 DOWN_LINEAR階段中。然而，由於致動器及機構，系統有響應時間以從DOWN _UP 350切換至DOWN _LINEAR 347速度。因此，在此階段期間，致動器接收控制訊號以取得的線性動作DOWN_LINEAR速度，但墊尚未達該速度。因此在此階段重新夾取還為時過早：墊需維持鬆開。

在一較佳實施例中，DOWN_WAIT_CLAMP持續時間是固定的。在另一較佳實施例中，DOWN_WAIT_CLAMP移動範圍是固定的。在第三較佳實施例中，持續時間是可變的，及當墊的實際速度夠接近期望速度時，可退出該狀態。在一較佳實施例中，「足夠」可定義為百分比差異的絕對值低於預設閾值。

當狀態完成430，根據上述標準之一，切換至DOWN_CLAMP 352。

若使用者平移速度設定在此階段402期間變成正值，則切換至UP_UNCLAMP 343。狀態352 DOWN_CLAMP：在此狀態期間，墊被重新夾取並同時將墊沿著x軸的速度維持為等於使用者平移速度設定點。

在一較佳實施例中，DOWN_CLAMP持續時間是固定的。在另一較佳實施例中，DOWN_CLAMP移動範圍是固定的。在第三較佳實施例中，持續時間是可變的，及當墊沿著y軸的位置達預設值時，可退出該狀態。在第四較佳實施例中，持續時間是可變的，及當沿著y軸施加至墊的推力已達預設值時，可退出該狀態。

當狀態完成410，根據上述標準之一，切換至DOWN_LINEAR 347。

若使用者平移速度設定在此階段402期間變成正值，則切換至UP_UNCLAMP 343。

額外的狀態是需要的，其未示出於圖35，其為初始化狀態。在一較佳實施例中，它將初始化其所有變數並分支（branch）到UP_LINEAR狀態341。在一較佳實施例中，左手15沿著x軸的位置在標準範圍的¼，同時右手16的位置在標準範圍的¾。同樣適用於z軸。關於y軸，兩隻手夾取。

當平移速度設定點（V _T）改變時，從UP_到DOWN_狀態有一個跳躍（jump），反之亦然。若值變為0，然而，狀態不會改變。當V _T=0時，狀態機停在原處，除了UP_DOWN及DOWN_UP狀態，其持續直到結束。

已經參考較佳實施例描述了本發明。然而，許多變化在本發明的範圍內是可能的。

10:管子/可撓伸長醫療元件 11~14,41~48:墊 15,16:墊對/手 21,22,23,24:手指 25:左手 26:右手 51,63,71,81,85,91,101,105,111,115,121,123,145,155,171,173,191,231,233,311,315,321,323:活動階段 61:三角路徑 62,72,83,87,72,93,103,107,113,117,122,124,147,157,172,174,192,232,234,312,316,322,324:轉向階段 64:圓頭接合處 73,74:圓頭部分 82,92,102,112,116,146,156:鬆開階段 84,94,104,114,118,148,158:夾取階段 95:尖凸 109,110,119,318:週期 140,149:區域 141,151:夾取位置 142,152:鬆開 143,153:鬆開位置 144,154:夾取 160:週期 170,328:時間 175~177:斜率 178:較緩慢的值 179:較快的值 193,223,227:上半邊距 194,224,228:下半邊距 195,225:標準範圍 196,226:最大範圍 229:最小範圍 235,236,255,325:路徑交錯 237~239,251~253,292:虛線 280:彎曲部分 281,282:水平部分 317,327:較緩慢值 319,329:較快速值 331,332,333,334:有限狀態機 341~352:狀態 400~404,410,420,430:步驟 t_U-turn ,t_{ideal U-turn} ,t_{U-turn_T} ,t_{U-turn_R} :值 V_T(t):使用者平移速度設定點 V_R(t):使用者旋轉速度設定點 State_RT(t),State_RT(t+Δt),State_RR(t),State_RR(t+Δt),State_LT(t),State_LT(t+Δt),State_LR(t),State_LR(t+Δt):狀態類型 T_RT(t),T_RT(t+Δt),T_RR(t),T_RR(t+Δt),T_LT(t),T_LT(t+Δt),T_LR(t),T_LR(t+Δt):持續時間 X_R(t),X_R(t+Δt),X_L(t),X_L(t+Δt):x位置 Y_R(t),Y_L(t),Y_R(t+Δt),Y_L(t+Δt):夾取 Z_R(t),Z_R(t+Δt),Z_L(t),Z_L(t+Δt):z位置

圖1示意性地示出根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的兩個可移動墊的每一者。圖2示意性地示出由根據本發明的導管機器人模組的例子再現的行醫人員的手的動作。圖3示意性地示出從行醫人員的手與根據本發明的導管機器人模組的例子的該些墊對的可移動墊之間的對應關係。圖4示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中屬於一墊對的可移動墊的兩個墊的運動的不同階段。圖5示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖形狀的示例，該曲線圖給出了作為時間函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的目標位置，可撓伸長醫療元件沿縱軸x移動。圖6示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖的形狀之間的對應示例，該曲線圖給出了沿縱軸x的一墊對的可移動墊的目標位置作為時間的函數，可撓伸長醫療元件沿縱軸x移動，及示出曲線圖的形狀，給出沿作為時間函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的實際位置。圖7示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中曲線圖形狀的示例，該曲線圖給出了作為時間的函數的沿縱軸x的一墊對的可移動墊的更真實的目標位置，可撓伸長醫療元件沿此縱軸x移動。圖8示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中在一墊對的可移動墊的兩個可移動墊之間的可撓伸長醫療元件的作為時間的函數的夾持曲線的演變。圖9示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，在水平面內，一墊對的可移動墊的兩個墊的移動。圖10示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，在一墊對的可移動墊的兩個墊之間的可撓伸長醫療元件的轉動的不同階段。圖11示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的平移。圖12示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的緩慢旋轉。圖13示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的快速平移。圖14示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，其中一墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。圖15示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，另一墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。圖16示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，兩墊對的可移動墊的夾持狀態隨時間變化的曲線圖，用於可撓伸長醫療元件的組合平移及旋轉。圖17示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點（setpoint）的突然變化，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖18示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的變化以及具有固定的轉向（U-turn）持續時間的去同步問題的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖19示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，可撓伸長醫療元件隨時間變化的平移的演變圖，具有第一邊距（margin）。圖20示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第一邊距以及正的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖21示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第一邊距以及負的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖22示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，使用第二邊距以及正的使用者設定點的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖23示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具同步及去同步移動的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖24示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第一步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖25示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第二步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖26示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第三步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖27示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具校正去同步的第四步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖28示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的變化以及具有期望的轉向持續時間的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖29示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具管理夾取衝突的步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖30示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，具管理夾取衝突的另一步驟的可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖31示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，隨著使用者速度設定點的漸進變化，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖。圖32示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，可撓伸長醫療元件的平移隨時間變化的曲線圖，其中在轉向（U-turn）期間使用者速度設定點發生變化。圖33示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，四個有限狀態機的時間變化。圖34示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，四個有限狀態機的一個循環的12個狀態。圖35示意性地示出在根據本發明的導管機器人模組的例子中，綜觀（synoptic）地呈現四個有限狀態機的一個循環。

191:活動階段

192:轉向階段

193:上半邊距

194:下半邊距

195:標準範圍

196:最大範圍

Claims

一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件（10）的導管機器人模組，包含：一外殼，兩墊對（15、16）的多個可移動墊（11、12、13、14）：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：在至少一個模式中，組合地，該可撓伸長醫療元件的該平移由該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對反相地工作，且該可撓伸長醫療元件的該旋轉係被該些墊對的該些可移動墊的至少一者執行，至少管理該平移及該旋轉之間的同步衝突：透過改變該些墊對的至少一者在該第一平移循環中該向前平移的行程延長，及/或透過改變該些墊對的至少一者在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。
如請求項1所述的導管機器人模組，其中：該些墊對的該些可移動墊的該驅動器被實現使：在執行該可撓伸長醫療元件的該平移的一或幾個或所有的模式中：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對以一反相工作，該反相被控制為至少：對於該些墊對中的至少一個透過在該第一平移循環中變化所述向後平移的一持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件（10）的導管機器人模組，包含：一外殼，兩墊對（15、16）的多個可移動墊（11、12、13、14）：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：當組合時，至少管理以一反相工作的該些可移動墊的該些墊以反相交替地執行的該平移及該旋轉之間的同步衝突：對於該些墊對的至少一者，透過改變在該第一平移循環及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該平移期間及該旋轉期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。
如請求項3所述的導管機器人模組，其中：該些墊對的該些可移動墊的該驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對以該反相工作，該反相被控制為至少：對於該些墊對中的至少一個透過在該第一平移循環中變化所述向後平移的一持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
如請求項1至4中之一者所述的導管機器人模組，其中該可撓伸長醫療元件（10）的該旋轉被以該些墊對（15、16）的該些可移動墊（11、12、13、14）交替地執行。
如請求項5所述的導管機器人模組，其中：該可撓伸長醫療元件（10）的該旋轉被以該些墊對（15、16）的該些可移動墊（11、12、13、14）交替地執行，該些墊對以一反相工作，該反相工作被控制為至少：透過對該些墊對的至少一者改變在該第二旋轉循環中的該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件（10）的導管機器人模組，包含：一外殼，兩墊對（15、16）的多個可移動墊（11、12、13、14）：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於一使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同方向縱向同步地向前平移該些墊，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於該使用者設定縱向平移方向，沿相對於該外殼的相同反方向縱向同步地向後平移該些墊，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環：將該可撓伸長醫療元件夾在該些墊之間，相對於對應於一設定旋轉方向的一橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向橫向地對該些墊執行一相對向前平移，鬆開該可撓伸長醫療元件，相對於對應於該設定旋轉方向的該橫向平移方向，沿相對於該外殼的相反方向的反向橫向地對該些墊執行一相對後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，至少管理該平移及該旋轉之間的同步衝突，對於該些墊對，透過改變在該第一平移循環中及/或在該第二旋轉循環中該向前平移的行程延長及/或持續時間，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。
如請求項7所述的導管機器人模組，其中：該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該反相被控制為至少：對於該些墊對的至少一者，透過在該第一平移循環及該第二平移週期中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
一種用於平移及旋轉可撓伸長醫療元件（10）的導管機器人模組，包含：一外殼，兩墊對（15、16）的多個可移動墊（11、12、13、14）：同一墊對的該些墊至少部分地面向彼此，每一墊對的該些可移動墊適於單獨地或組合地：以一第一平移循環，相對於該外殼縱向地對該可撓伸長醫療元件執行一平移，其中該第一平移循環取決於一使用者設定縱向平移方向夾取、向前平移、鬆開及向後平移，以一第二旋轉循環，相對於該外殼繞著一縱軸對該可撓伸長醫療元件執行一旋轉，其中該第二旋轉循環取決於一設定旋轉方向夾取、在相反方向執行該些墊的一墊對向前平移、鬆開及在相反方向執行該些墊的一相對向後平移，該些墊對的該些可移動墊的一驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該些墊對皆以一反相工作，該可撓伸長醫療元件的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該平移與該旋轉之間的同步衝突被管理為至少：對於該些墊對，透過在該第一平移循環及/或該第二平移週期中改變一行程延長及/或該向前平移的持續時間，以在該平移的期間以及在該旋轉的期間，始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。
如請求項9所述的導管機器人模組，其中：該些墊對的該些可移動墊的該驅動器被實現使：該反相被控制為至少：對於該些墊對的至少一者，透過在該第一平移循環中及該第二旋轉循環中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中：該些可移動墊（11、12、13、14）的該些墊對（15、16）被實現使：該可撓伸長醫療元件（10）的該平移被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，其中該些墊對以一反相工作，該反相被控制為主要地或僅：對於該些墊對的至少一者透過在該第一平移循環中改變該向後平移的持續時間，以控制及維持該些墊對之間的該反相。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中：該些可移動墊（11、12、13、14）的該些墊對（15、16）的該驅動器被實現使：該可撓伸長醫療元件（10）的該旋轉被該些墊對的該些可移動墊交替地執行，該平移及該旋轉之間的同步衝突被主要地或僅管理：在該些墊對的至少一者的該第一平移循環中，透過改變該向前平移的行程延長，以在該第一平移循環中該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續期間以及在該第二旋轉循環中該可撓伸長醫療元件的該旋轉的整個持續期間始終保持至少一墊對的該些可移動墊夾在該可撓伸長醫療元件上。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中該向前平移的持續時間始終比該向後平移的持續時間長。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中該些墊對的其中一者的在該第一平移循環中該向前平移的該變換行程延長係透過延長一預定標準向前平移行程範圍執行，達到從該預定標準向前平移行程範圍到一預定最大向前平移行程範圍的一值。
如請求項14所述的導管機器人模組，其中該預定最大向前平移行程範圍係包含在該預定標準向前平移行程範圍的110%與150%之間，或在該預定標準向前平移行程範圍的120%與140%之間。
如請求項15所述的導管機器人模組，其中該預定最大向前平移行程範圍在該預定標準向前平移行程範圍的兩端被分別分為兩相等部分。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中在由該些墊對的其中一者的該些可移動墊夾持的該可撓伸長醫療元件（10）與由該些墊對的另一者的該些可移動墊夾持的該可撓伸長醫療元件之間存在一些臨時重疊，或該臨時重疊持續該可撓伸長醫療元件的該平移的整個持續時間的10％到95％之間。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中該可撓伸長醫療元件（10）的鬆開係與該向前平移行程延長的一部份在該向前平移行程延長的後半被同時執行，其中或該部份為該向前平移行程延長的全部範圍的5%至20%。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中該可撓伸長醫療元件（10）的夾取係與該向前平移行程延長的一部份在該向前平移行程延長的前半被同時執行，其中或該部份為該向前平移行程延長的全部範圍的5%至20%。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中該可撓伸長醫療元件（10）的夾取在該向後平移行程延長的結束後即在下一個該向前平移行程延長的起始後開始。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中為控制及維持該些墊對（15、16）之間的該反相，在該些墊對（15、16）的其中一者的該第一平移循環中的該向後平移的該改變持續時間對於該些墊對（15、16）的其中一者係透過相對於一標準向後平移持續時間降低或延長持續時間執行。
如請求項21所述的導管機器人模組，其中為控制及維持該些墊對（15、16）之間的該反相，在該些墊對（15、16）的其中一者的該第一平移循環中的該向後平移的該改變持續時間對於該些墊對（15、16）的其中一者係透過相對於一標準向後平移持續時間降低或延長小於所需的持續時間而執行，應用了介於 0 與1之間的校正衰減的一因子α，以獲得最佳反相控制和及維持，以將穩定性提高至以返回反相目標的更多周期為代價。
如請求項22所述的導管機器人模組，其中校正衰減的該因子α包含在0.3與0.7之間，或約為0.5。
如請求項21所述的導管機器人模組，其中該標準向後平移持續時間係對於平移及/或旋轉的一使用命令速度目標值的一遞減函數，或為兩個速度目標值中的最小值，當適用時，變為一選定的使用者命令速度目標值。
如請求項24所述的導管機器人模組，其中該遞減函數呈現一中央彎曲部（280），該中央彎曲部（280）呈現朝向頂部的一凹部且位於兩個水平部（281、282）之間。
如請求項25所述的導管機器人模組，其中該中央彎曲部（280）與該選定的使用者命令速度目標值成反比，而該些水平部（281、282）相對於該選定的使用者命令速度目標值係恆定的。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中：該使用者設定縱向平移方向被該使用者持續地改變，及/或該使用者設定旋轉方向被該使用者持續地改變。
如請求項1到4及7到10中任一項所述的導管機器人模組，其中：該可撓伸長醫療元件（10）對該些墊（13、14）的該些墊對的一第一者（16）的縱向的該平移係由一第一有限狀態機（331）執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊（13、14）的該些墊對的該第一者（16）的繞著縱軸相對於該外殼的該旋轉係由一第二有限狀態機（332）執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊（11、12）的該些墊對一第二者（15）的縱向的該平移係由一第三有限狀態機（333）執行，該可撓伸長醫療元件對該些墊（11、12）的該些墊對的該第二者（15）的繞著縱軸相對於該外殼的該旋轉係由一第四有限狀態機（334）執行。
如請求項28所述的導管機器人模組，其中：每一該些有限狀態機判斷該向前平移與該向後平移之間的一平移時段以逐步從該向前平移到該向後平移：開始該平移時段，該平移時段的持續時間，該平移時段的結束。
如請求項29所述的導管機器人模組，其中每一該些有限狀態機以一時段（Δt）周期性地改變，其中該時段（Δt）小於5ms，或包含在0.5ms與2ms之間，或約為1ms。