远程操纵器装置制作方法

B·L·基德, N·卡斯特莱因

2012年5月16日

2010年5月25日

2009年5月25日

斯蒂雷奥泰克西斯股份有限公司

A61M25/00GK102458551SQ201080029559

操纵器 远程 装置

1.一种用于操作导管的系统，所述导管具有适于在身体中导航的远端和具有手柄的近端，所述手柄带有作用于装置的远端上的可平移控制器和可旋转控制器，所述系统包括支撑件，其用于接收和接合所述导管的手柄；平移机构，所述平移机构用于前移和收缩所述支撑件从而前移和收缩其手柄被接收在所述支撑件中的导管；旋转机构，所述旋转机构用于旋转所述支撑件从而旋转其手柄被接收在所述支撑件中的导管；平移操作器，所述平移操作器用于接合其手柄被接收在所述支撑件中的导管的所述可平移控制器，并且操作所述可平移控制器以作用于所述装置的远端；和旋转操作器，所述旋转操作器用于接合其手柄被接收在所述支撑件中的导管的所述可旋转控制器，并且操作所述可旋转控制器以作用在所述装置的远端上2.根据权利要求1的系统，其中所述旋转机构和旋转操作器以协作的方式操作，从而不操作可旋转控制器来旋转所述导管3.根据权利要求1的系统，其中所述旋转机构包括用于接收导管的手柄的可旋转夹具4.根据权利要求3的系统，其中所述旋转操作器包括用于接收导管的旋转控制器的可旋转夹具5.一种与这样的导管相结合的远程操纵所述导管的系统，所述导管具有适于在身体中被导航的远端和具有手柄的近端，所述手柄带有作用于所述装置的远端上的可平移控制器和可旋转控制器，所述系统包括支撑件，所述支撑件用于接收和接合所述导管的所述手柄； 平移机构，所述平移机构用于前移和收缩所述支撑件从而前移和收缩导管； 旋转机构，所述旋转机构用于旋转所述支撑件从而旋转所述导管； 平移操作器，所述平移操作器用于接合所述导管的可平移控制器并且操作所述平移控制器以作用于所述装置的远端；和旋转操作器，所述旋转操作器用于接合所述导管的可旋转控制器并且操作所述可旋转操作器以作用于所述装置的远端6.一种用于远程操作这样的类型的细长的医疗装置的系统，所述类型的细长的医疗装置具有适于被引入病人的远端和在近端具有用于操纵医疗装置的可旋转控制器和可平移控制器的手柄，所述系统包括装置驱动器，所述装置驱动器能邻近病人定位；装置界面，所述装置界面可释放地安装于装置驱动器上，所述装置界面包括用于可释放地接合医疗装置的手柄的第一部分的第一夹具和用于可释放地接合医疗装置的手柄的第二部分的第二夹具；和控制器，所述控制器用于选择性地操作所述装置驱动器以便相对于所述病人前移和收缩所述装置驱动器从而前移和收缩医疗装置的在所述病人中的远端；选择性地操作所述装置驱动器以引起所述第一夹具和所述第二夹具旋转医疗装置的手柄的所述第一部分和所述第二部分从而旋转医疗装置的在所述病人中的远端；选择性地操作所述装置驱动器以相对于所述第一夹具移动所述第二夹具从而引起所述手柄的第一部分与所述手柄的第二部分之间的相对平移，由此操作所述手柄上的所述可平移控制器；并且选择性地操作所述装置驱动器以便引起所述第一夹具和所述第二夹具中的至少一个夹具旋转可释放地接合在所述至少一个夹具中的所述医疗装置的部分，从而引起所述手柄的第一部分和所述手柄的第二部分之间的相对旋转，由此操作所述手柄上的所述可旋转控制器7.根据权利要求6的系统，其中所述第一夹具和所述第二夹具中的每一个都包括具有凹入的凹槽的基部；具有凹入的凹槽的被铰接的盖，所述盖在开口位置和闭合位置之间能枢转地操作，在所述开口位置中医疗装置的所述手柄的一部分能被插入和移出夹具， 在所述闭合位置中所述基部中的所述凹入的凹槽和所述盖相协作以产生中心开口，所述中心开口用于接收和保持插入其中的医疗装置的所述手柄的所述部分；和用于可释放地将所述盖固定于盖的闭合位置的闩锁8.根据权利要求7的系统，其中每个夹具还包括配接环，所述配接环可旋转地安装于所述盖和所述基部之间的所述中心开口中，并且包括适于封装所述医疗装置的所述手柄的一部分的第一铰接连接部和第二铰接连接部9.根据权利要求8的系统，其中所述配接环包括齿圈，并且所述基部包括的齿轮传动装置，所述的齿轮传动装置接合在所述配接环上的所述齿圈并且能与所述装置驱动器接合，以在所述夹具内转动所述配接环10.根据权利要求6的系统，其中所述装置界面包括托板；第一夹具，其安装在所述托板上处于固定位置；第二夹具，其可滑动地安装在所述托板上11.根据权利要求10的系统，其中所述第一夹具和所述第二夹具具有延伸穿过所述托板的部分，以适于接合所述装置驱动器的部分12.一种用于远程操作这样的类型的细长的医疗装置的系统，所述类型的细长的医疗装置具有适于被引入病人的远端和在近端具有用于操纵医疗装置的可旋转控制器和可平移控制器的手柄，所述系统包括装置驱动器，所述装置驱动器能邻近病人定位；装置界面，所述装置界面可释放地安装于所述装置驱动器上，所述装置界面包括托板， 所述托板具有用于可释放地接合所述医疗装置的所述手柄的在可旋转配接环中的第一部分的第一夹具和可滑动地安装在所述托板上的第二夹具，所述第二夹具用于可释放地接合所述医疗装置的所述手柄的在可旋转配接环中的第二部分；每个夹具包括延伸穿过所述托板并且接合所述装置驱动器的部分，和能与所述装置驱动器接合以旋转所述配接环的齿轮传动装置；和控制器，所述控制器选择性地操作所述装置驱动器以相对于病人前移和收缩所述装置驱动器从而前移和收缩所述医疗装置的在病人中的远端；选择性地操作所述装置驱动器以引起所述第一夹具和所述第二夹具旋转所述医疗装置的所述手柄的第一部分和第二部分从而旋转所述医疗装置的在所述病人中的远端；选择性地操作所述装置驱动器以相对于所述第一夹具移动所述第二夹具从而引起所述手柄的第一部分和所述手柄的第二部分之间的相对平移，由此操作所述手柄上的可平移控制器；并且选择性地操作所述装置驱动器从而引起所述第一夹具和所述第二夹具中的至少一个夹具旋转可释放地接合于所述至少一个夹具中的所述医疗装置的部分，从而引起所述手柄的第一部分和所述手柄的第二部分之间的相对旋转，由此操作所述手柄上的所述可旋转控制器13.根据权利要求12的系统，其中所述装置驱动器包括基部；主体；用于相对于所述基部平移所述主体的平移机构；安装在所述装置驱动器上的、用于接合所述第一夹具的一部分以操作所述齿轮传动装置从而旋转所述第一夹具的配接环的传动装置；接合所述第二夹具的一部分以用于相对于所述第一夹具平移所述第二夹具的平移机构；和安装在所述装置驱动器上的、用于接合所述第二夹具的一部分以操作所述齿轮传动装置从而旋转所述第二夹具的配接环的传动装置14.一种装置驱动器，其安装并操作装置界面以远程操纵接合在所述装置界面中的细长的医疗装置，这种类型的医疗装置具有适于引入病人的远端和在近端带有用于操纵所述医疗装置的可旋转控制器和可平移控制器的手柄，所述装置驱动器包括基部；和主体，所述主体可滑动地安装于所述基部上；在所述主体中用于相对于所述基部平移所述主体的平移机构；接收并选择性地旋转所述装置界面的第一部分的一部分的座，接收和选择性地平移所述装置界面的第二部分的一部分的座；以及，接收和选择性地旋转所述装置界面的第二部分的一部分的座15.一种装置界面，所述装置界面用于安装在装置驱动器上以接合并操作这种类型的装置驱动器，该装置驱动器具有适于引入病人的远端和在近端带有用于操纵所述医疗装置的可旋转控制器和可平移控制器的手柄，所述装置界面包括托板；安装于所述托板上的第一夹具，所述第一夹具包括基部，铰链盖；和开口配接环，所述开口配接环可旋转地安装于所述基部和盖中，适于接收所述医疗装置的手柄的第一部分， 和用于旋转所述开口配接环的齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有适于接合装置驱动器上的座的突起的花键，所述装置界面被安装在所述装置驱动器上，使得所述装置驱动器能旋转所述第一夹具的开口配接环；和可滑动地安装于所述托板上的第二夹具，所述第二夹具包括基部，铰链盖；和开口配接环，所述开口配接环可旋转地安装在所述基部和盖中，适于接收所述医疗装置的手柄的第二部分，和用于旋转所述开口配接环的齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有适于接合装置驱动器上的座的突起的花键，所述装置界面被安装在所述装置驱动器上，使得所述装置驱动器能旋转所述第二夹具的开口配接环，所述第二夹具具有悬垂部分，所述悬垂部分适于接合在所述装置驱动器上的平移机构，所述装置界面被安装在所述装置驱动器上，使得所述装置驱动器能相对于所述第一夹具平移所述第二夹具16.一种用于操作这种类型的医疗装置的方法，这种类型的医疗装置具有适于被引入病人的远端和在近端具有用于操纵所述装置的可旋转控制器和可平移控制器的手柄，所述方法包括将所述医疗装置的手柄的第一部分接合于可释放可旋转地安装于第一夹具中的配接环中；将所述医疗装置的手柄的第二部分接合于可释放可旋转地安装于第一夹具中的配接环中；并且选择性地一起移动所述第一夹具和所述第二夹具以前移和收缩所述医疗装置的在所述病人中的远端；选择性地旋转所述第一夹具和所述第二夹具的配接环从而旋转所述医疗装置的在所述病人中的远端；选择性地相对于所述第一夹具移动所述第二夹具以引起所述手柄的第一部分和所述手柄的第二部分之间的相对平移，由此操作所述手柄上的可平移控制器；并且选择性地差动旋转所述第一夹具和所述第二夹具的配接环，由此操作所述手柄上的可旋转控制器

这部分内容提供了这里公开的内容(不必是现有技术)的背景信息本发明涉及使医疗装置的操作自动化

现将参考附图更充分地描述典型实施例根据本发明的原理而构造的远程操纵器装置的优选实施例在图1-5中通常表示为50远程操纵器50适于接合并且操作医疗装置医疗装置能是，例如，包括细长的护套和电生理学线的这种类型的电生理学导管，细长的护套在其近端具有手柄，电生理学线延伸穿过护套并且伸出远端，形成回路手柄优选具有用于操纵线的远端的控制器，例如用于弯曲远端的可平移的控制器，和用于扩张和收缩回路的可旋转控制器尽管该优选实施例对电生理学导管进行描述，但是本发明不限于电生理学导管，并且适用于任何具有细长部和(能被操纵到位并且操作医疗装置的细长部的远端的)在近端的手柄的医疗装置如在图1-5中所示出的，远程操纵器50包括用于安装和操作装置界面54(在图 1-5中未被示出)的装置驱动器52，它在该优选实施例中既能被替换也能是一次性的装置驱动器52被安装于铰接臂56的远端上，铰接臂56的近端被安装于托架60上的支柱58 上控制器62 (其能被安装至托架60)通过多个柔性驱动线缆64被连接至装置驱动器52 以便操作装置驱动器52平台66 (其可被附连至病床)(在图1-5中未被示出)能安装托架60和/或控制器62如在图6-11中所示出的，铰接臂56包括近端和远端部70和72近端部70在其近端具有轴环74，一用于将近端部70安装在支柱58上近端部70能上下平移，和围绕支柱58旋转锁定螺钉76允许轴环相对于支柱58被可释放地锁定，因而允许近端部70相对于支柱58被可释放地锁定近端部70的远端被枢转地连接至远端部72的近端锁(未被示出)能设置成可释放地相对于彼此锁定近端和远端部70和72第一肘节元件78枢转地安装于远端部72的远端，以围绕通常垂直于远端部的纵轴线的第一轴线枢转第二肘节元件80枢转地安装于第一肘节元件，以围绕通常垂直于第一轴线的第二轴线枢转地旋转 安装板82可旋转地安装于第二肘节元件80以围绕垂直于第一轴线的第三轴线旋转围绕第一和第二轴线枢转的肘节和围绕第三轴线旋转的安装板能被选择性地可释放地锁定，以便以希望的配置将铰接臂与装置驱动器52 —起可释放地固定在希望的位置还是如在图6-11中所示出的，托架60具有在其上的手环90和92具有增大的锥形头部的销94和96从托架60的前面突出在托架60的底部存在半圆形切口 98还是如在图6-11中所示出的，平台66包括基板100，和通常直角三角形的框架 102，框架102包括从基板100延伸的支腿104、106和在支腿104、106之间延伸的支腿108 通常L形的支架110从框架102的支腿104伸缩夹板112和114用螺栓120和122安装在基板100中的狭槽116和118中，螺栓120和122具有允许夹板紧密地抵靠(通常在病床上可见的)侧轨的滚花头相似地，夹板124利用螺栓128安装在L形托架110的端部中的狭槽126中，螺栓128具有允许夹板紧密地抵靠病床的侧轨的滚花头基板100的顶边具有用于接合托架上的销94和96的半圆形槽130和132，并且基板的背面具有用于接合托架60中的半圆形切口 98的突起销134托架60上的螺栓136能被紧固以接合基板100 上的狭槽138从而固定托架和基板100控制器62能附连至托架60并且安装在平台66上如在图12中所示出的，控制器包括具有4个驱动件的外壳140 用于操作装置驱动器52上的第一夹具驱动器的驱动件 142 ；用于操作装置驱动器上的第二夹具平移驱动器的驱动件144 ；用于操作装置驱动器上的第二夹具驱动器的驱动件146 ；和用于操作装置驱动器上的平移驱动器(其用来平移装置)的驱动件148，如将在下面更详细地描述的柔性驱动线缆64将控制器中的各驱动件与装置驱动器52中的相应的驱动器相连接如在图13-21中所示出的，装置驱动器52包括具有底座162的基部160，以用于将装置驱动器附连至铰链臂56的端部上的安装板82基部160的与底座162相对的侧上的手环164能被提供用于抓紧装置驱动器52以将其重新定位通常V形的支架166从基部 160的前面突起，支架的端部向上弯曲并且具有安装于其上以用于安装护套的固定件168， 如在下面更详细地描述的装置驱动器52还包括安装于基部160上的主体170，以相对于基部向前和向后平移主体170的顶表面具有平台172，以用于将装置界面54安装在其上如下所述， 装置界面54具有一个或者更多个夹具174(在图13-21中未被示出)，以用于接合和操作细长的医疗装置的手柄平台172具有用于接合装置界面54上的夹具174的第一对安装座176和178，和用于接收和接合夹具的驱动轴从而操作夹具的驱动件的座180在该优选实施例中，平台172还具有用于接合装置界面54上的第二夹具174的第二对安装座182和 184，和用于接收和接合第二夹具的驱动轴从而操作第二夹具的驱动件的座186第二对座 182、184和驱动件的座186被布置于狭槽中使得它们能相对于第一组座176、178平移，以容纳在装置界面54上的夹具174之间的相对运动，如下面将要更详细地描述的在平台172 上存在电接触垫194，以用于与装置界面54上的对应的电接触垫196进行电接触如在图18中所详细示出的，主体170包括上外壳元件和下外壳元件200、202平台172形成于上外壳元件200的顶部中，并且包括升高了的平台区域204，平台区域204具有用于座176、178、182和184以及接触垫194的开口如在图19中所示出的，在下外壳元件202中，柔性驱动线缆64A的远端将驱动件142连接至的传动装置206，以用于转动座180 来操作坐落于平台172上的装置界面54上的第一夹具174线缆64B的远端将驱动件144 连接至螺旋驱动的平移机构208，以用于相对于第一对座176、178平移第二对座182、184 线缆64C的远端将驱动件146连接至传动装置210，以用于转动座186来操作装置界面54上的第二夹具174最后，柔性驱动线缆64D将驱动件148连接至螺旋平移机构212 (图21)， 以用于相对于基部160移动主体170如在图22-26中所示出的，装置界面54包括托板220，托板220适于安装在(形成装置驱动器52上的平台172的)升高的平台204上托板220具有通常矩形形状，但是优选具有防止托板不正确地安装于装置驱动器52上的曲线侧或者其他特征在托板220的两端存在手柄222和224，以有助于处理托板一个或者更多个夹具174被安装于托板220 上在该优选实施例中，存在两个夹具第一夹具174A，其相对于托板220被固定地安装；和第二夹具174B，其相对于托板220被可滑动地安装如在下面更详细地描述的，每个夹具都具有两个悬垂的销2 和228，和悬垂的驱动花键230托板220具有一对孔232、234， 以用于接收夹具174A的销2 和228 ；和用于接收驱动花键230的孔236两个安装孔238 和240允许夹具174A利用螺钉242和垫圈244被固定至托板托板220也具有用于接收夹具174B的销2 和228的一对狭槽M6J48，和用于接收驱动花键230的狭槽250两个安装狭槽252和2M允许夹具174B利用螺钉242和垫圈244被固定至托板狭槽M6、 248,250和252、2M允许夹具在托板220上平移接触板192被固定于托板的底部上，以用于与装置驱动器52上的接触垫194进行电接触如在图27-36中所示出的，每个夹具174都包括承载销2沈、2观和驱动花键幻0 的基部沈0基部260具有半圆形凹口沈2通常弧形的盖264具有在其中的半环形凹槽沈6，盖264在一端被铰接至基部沈0，以在打开位置和关闭位置之间枢转，其中基部沈0中的半圆形凹口 262和盖沈4中的半圆形凹槽266形成贯穿夹具的通常环形开口沈8偏心闩锁270可释放地将盖沈4的另一端固定至基部沈0以将盖保持在其关闭结构中如在图32中最佳地示出的，涡轮280被安装于花键230的端部以与花键一起旋转涡轮接合链齿轮观2，使得当花键230转动时链齿轮转动开口配接环290包括第一和第二通常半圆形的半分体292和四4，并且在一侧具有铰接部分四6，以在打开位置和关闭位置之间枢转，其中半分体292和294形成环半分体 292和294的另一端被可释放地连接，例如用卡扣闩锁298形成具有中心开口 300的环开口配接环四0能被固定成围绕传统手动操作的医疗装置的手柄的一部分开口配接环四0 具有相关的齿圈302并且被适配以配合在夹具174B的内部，齿圈302与链齿轮282接合 各个半分体292和四4的内部能被特别地适配以接收特定的医疗装置的手柄，或者各种插入件(例如图36中所示出的插入件304和306)能用于适配标准化的半分体以便容纳不同的医疗装置操作虽然将相对于环形EP导管描述优选实施例的操作，但本发明不受这样的限制并且远程操纵器的实施例能被用于操作能通过手柄的操作而被控制的广泛的医疗装置医疗装置具有带致动器环的手柄致动器环相对于手柄其余部分的旋转引起环形导管在远端弯曲致动器环相对于手柄其余部分的平移引起环在远端尺寸增加或者减小系统首先安装在病床上如在图37中所示出的，平台66被放置成跨过床的表面， 并且被固定至典型病床的侧部上常见的导轨基板100上的夹板112和114通过紧固螺栓 120和122而被固定于在床的一侧上的导轨相似地，在床的相对侧，L形托架110上的夹板1 通过紧固螺栓1 而被固定至导轨一旦平台66被固定于病床上，则托架60被安装于平台66上如在图38中所示出的，在托架60上的销94和96配合在支撑板100中的半圆形切口 130和132内，并且板100上的销134接合托架60中的半圆形切口 98托架 60和支撑板通过紧固螺栓136而被固定于托架上从而接合基板中的狭槽138装置驱动器52随后通过围绕支柱58枢转铰链臂56而被定位在合适的位置，并且用螺栓76将其固定部分70和72能被移动并且驱动器装置52能围绕第一、第二和第三轴线枢转从而将驱动器装置带到合适的位置以执行操作采取细长的塑料袋形式的手术单(未被示出)能被安装于装置驱动器52和铰链臂56上方手术单优选具有通常对应于平台204的尺寸和形状，并且与平台204对齐的可穿透的窗口可替换的一次性的装置界面M (其能设置在消毒包装中)从其消毒包装中取出并且安装在装置驱动器52的平台204上，各夹具174的销2 和2 和花键230穿透手术单以连接至驱动器装置中的座可替代地，手术单中的窗口能是框架开口，托板220能与框架密封，并且销2 和228，和花键230能接合其对应的座而没有来自手术单的干扰细长的医疗装置随后准备好被使用并且安装在远程操纵系统中的准备如在图39 中所示出的，医疗装置的远端被引入在伸缩导管支撑件302的近端中的开口 300伸缩导管支撑件302包括至少两个相对伸缩的管304和306，锁308用于将管304和306锁定就位以设置支撑件的长度支撑件302的远端接合导入器护套夹310允许导管支撑件302的近端接合安装件168如在图40A至40C中所示出的，夹具174A和174B被打开，并且医疗装置的手柄被放置在夹具中，医疗装置的致动器环与夹具174A对齐，并且手柄的其余部分与夹具174B对齐夹具174A和174B的盖264被关闭，并且闩锁270被接合一旦医疗装置被接合于远程操纵系统中，则医疗装置的远端能被引入体内并且用远程操纵系统50操纵当希望使导管前进时，驱动件148被致动，这引起平移机构212使装置驱动器52 的主体170相对于基部160前进，这使得安装于主体上的导管前进当希望缩回导管时，驱动件148被致动，这引起平移机构212相对于基部160缩回装置驱动器的主体170当希望旋转导管的远端时，驱动件142和146被操纵从而操作传动装置206和310，这引起夹具 174A和174B两者的花键230都转动，由此转动开口配接环的齿圈302并且因而，转动接合于其上的整个装置当希望操作装置手柄上的致动器环时，通过下面的方式能引起环和手柄的其余部分的相对平移，即，通过操作驱动件144来便操作平移机构208来引起接合手柄的夹具174B相对于接合致动器环的夹具174A移动，由此引起致动器环和手柄之间的相对运动通过下面的方式能引起致动器环和手柄的其余部分的相对旋转，即，操作驱动件142 来操作传动装置206以操作夹具174A的花键230，进而相对于手柄的其余部分旋转致动器环，或者通过操作驱动件210来操作传动装置210以操作夹具174B的花键230，进而相对于致动器环旋转手柄的其余部分，或者操作驱动件142和146并且以不同的速率和/或以不同的方向以便引起接合在夹具174A中的致动器环与接合在174B中的手柄的其余部分之间的相对旋转驱动件142、144、146和148能通过合适的界面受到医师的直接控制，或者驱动器能在医师的监督和指导下受到微处理器的控制在紧急情况下，夹具174A和174B通过操作闩锁270能被容易地打开从而释放盖并且自由地拉出医疗装置开口配接环能容易地从装置去除使得装置能被手动使用远程操纵器的实施例能适用于广泛的医疗装置以便允许装置在身体内在医师的远程控制下，或者在由医师监督的计算机控制下被定位和操作本发明的实施例的前述描述以图示和描述为目的而被提供它不试图是排他性的或者限制本发明特定实施例的单独的部件或者特征通常不限制具体的实施例，但在可应用的情况下，是能互换的并且能被用于选择的实施例中，即便没有具体地示出或者描述本发明还能以许多方式变化这样的变化不认为是偏离本发明，并且所有这样的修改都被试图包括在本发明的范围之内