权利要求

遥控导管插入系统相关申请的交叉引用本专利申请案是基于尚未授权、且已转让的名称为"远程杉L器人电生理学的系统和方法"（申请日2005年7月11日，申请号US60/698,271)的美国临时专利申请 案，该临时申请案的全部内容以引用的方式并入本文。技术领域本发明涉及病人体内医疗器件的定位。本发明特别涉及使用一种遥控系统在病 人体内定位医疗器件，诸如导管（catheters)。或者，本发明也可用于定位和置放心 脏起搏器（pacemaker)和/或心脏复律除颤器导线（defibrillator leads)。背景技术介入（invasive)性治疗措施，诸如介入性电生理学治疗，是非常复杂的，且目 前需要使用射线（例如荧«视法（fluoroscopy))来观察如导管等器件的位置，并 在现场帮助确定所述器件在病人身体（例如心脏或循环系统）内的4立置。为了便于 导管的置放，某些领域（其中包括电生理学领域）已经开发了多极、具一定形状的 可操纵导管。此外，还开发出了三维非荧光透视定位系统，以帮助辨别导管的空间位置，并纪录其^:置以及心脏的电活动情况。即使随着上述导管和定位系统的出现，这些医疗措施仍然会使得病人、手术员 和其他工作人员受到高累计量的辐射，这可能会对受照射人员带来长期的不利影响。 对于病人来讲，这种直接照射治疗，可能只有一或两次；然而，对于大工作量的手 术员或工作人员来说，这种直接和间接受到方妇中性照射的情况会持续在长期的多次手术中。为了保护手斜n工作人员不受辐射，人们采用了屏蔽措施，包括穿戴带有铅的背心、长外衣、目艮镜、裙子等。然而这些铅衣服，特别是铅背心，相当沉重， 穿在身上非常不舒服，而且穿戴它们会弓l起颈部和腰脊柱损伤。这种铅屏蔽的一种替代方法是使用"仿"铅材料，即采用类似铅的物质来作为 屏障。但是，甚至这种比较轻的屏蔽服装也会使脊柱持续受力，造成不舒服，并会 随着时间的推移对颈部、背部和/或骶椎脊柱造成伤害。鉴于人们X寸暴露于辐射的担心和铅防护措施的缺陷，已经研制开发了一些技术 和系统使得医师或技师可以远距离控制导管的插入和移动。目前市场上已有的导管，诸如球囊扩张血管重建术用导管（balloon dilatation angioplasty catheters),这种导管 一般有至少六个移动范围。而已知的导管遥控系统都要求4吏用可与某个具体系统相 兼容的专业导管，这种导管比市场上可购买到的现货供应的导管要贵。另外，已知 的遥控导管插入系统的控制功能不是直观的，不同于医学校通常所教授的医疗手段。 为此，要求手术员学会使用一种新的仪器和新的移动控制功能来插入导管。这样，就需要有一种可以遥控的导管插入系统，这种系统应能使用市场上已有 的导管并能利用所述导管的已知特性。这就使得使用者可以通过一种控制输入装置 来使用这种器件，这种控制输入装置使得使用者感到很舒服，而且也熟悉如何操作。发明内容本发明的目的之一是提供一种可在病人体内置放医疗器件的设备和方法。本发明的另一 目的是提供一种通过i吏用遥控机器人系统在病人体内定位医疗器 件一诸如导管的仪器和方法。本发明的再一 目的是提供一种在病人体内遥控定位医疗器件的带有控制手柄的 系统，所述系统包括：用于在病人体内定位医疗器件的机器人装置；用于控制机器人装置的遥控机构；其中，机器人装置又包括模块手柄控制器，用于容置控制手柄。 本发明的再一 目的是提供一种使用所述系统将细细长医疗器件插入病人体内并 实施任一种诊断和/或治疗的方法。本发明的所有上述目的和其它目的将通过如下叙述进纟于揭示。根据本发明，提供了一种用于遥控丰几器人装置以在人类或动物患者体内插入并 定位医疗器件，如导管的系统和方法。该装置可以使用具有直接和/或远程监视能力 的标准荧光透视（带X射线）/电影造影（cineangiography) /和/或三维标测非透视 成像设备来显像。本发明的某些实施例允许手术员，例如医生或其他医疗人员，在 远离患者真实位置的地方，使用包?SI控站和控制器在内的遥控机构来控制将机器 人装置在患者体内插入、放置并定位医疗器件，如导管。该导管可被送入体内的非ii血管部分，以便发现目标并记录、诊断和/或递送治疗或疗法。导管送入器可由不带 转子的伸缩杆传动。系统可集成带有远程监视器的成像设备，并且可藉由医疗器件 的远程显像在体内定位医疗器件。然后可使用上述系统来定位该装置。在本发明的一实施例中，进入静脉或动脉血管，或进入非血管是直接由手术员 完成，医疗器件，如导管被插入到导管护套中，然后将其送入、推进并导弓倒适当 的位置。在本发明的另一实施例中，也可实现血管进入。在这些实施例中，进行医 学治疗的手术员能在远离患者的地方，如在屏蔽控制室中，在患者体内推进，移除， 程形，导引以及偏转标准的电生理学导管，例如消融导管，避免了暴露在通常与这 些治疗有关的潜在的有害辐射之下。以这种方式，本发明可以使医生或其他医疗人 员不必在进行医学治疗中穿防护服，因为这些防护服可能并不舒适，且效率低下， 并且会导致穿着者受伤。在本发明的另一实施例中，是控制机器人装置在患者体内定位医疗器件的系统 和方法。医疗器件是细长具有控制手柄的医疗器件，这样的例子包括导管，导引钢 丝，导引器护套或导管，以及导引护套或导管。特殊的导管包括，但不限于消融导 管，标测导管，球囊扩张导管，灌注导管，起搏器和/或除颤器导线等。该实施例包 含机器人装置，其能在患者体内定位医疗器件，还包含遥控机构或系统，其能控制 机器人装置来定位医疗器件。遥控机构较佳地包含：（1)遥控站和（2)与遥控站相 连的控制器。机器人装置较佳地具有用于容置医疗器件的控制手柄的手柄控制器。 遥控机构可包含遥控站和机器人装置控制器，其中，手术员，例如医生或其他医疗 人员可使用遥控站来控制机器人装置。遥控站包含适当的控制旋钮、杆、开关、按 钮、滑块或其他控制器，例如操纵杆。当由手工操作时，现代的导管装置能够在六个移动范围内移动。例如，导管无 疑能向前和向后移动，以便使导管的较长部分能被插入对象或从中移除。导管也可 柳顷时针及逆时针旋转。此外，很多导管的末端或尖端能在多个方向上偏转，被称 为"可操纵的"。遥控机构也可包含一个或多个魁t器、接收器或收发器，以在遥控站和机器人 装置控制器之间进行通信，可采用任何有线和/或无线的传输机制，包括拨号，电缆， 或宽带调制解调器因特网传输。手术员可从一远离患者位置的地方控制机器人装置， 包括，但不限于屏蔽控制室。机器人装置可包含一个或多个传感器，以将导管动作 和导管在患者体内所处环境的相关信息递送至遥控站。在本发明的另一实施例中，机器人装置可设定为允许手术员在患者体内插入医 疗器件，并且在患者体内定位医疗器件。医疗器件可以是导管，机器人装置可以是^ 导管控第蝶置，其设定为允许手术员使用遥控装置来在患者体内进行以下的-•-个或 多个操作：插入导管，推进并送入导管，导引导管，旋转导管，放置导管，成形导 管，或偏转导管。导管或其他医疗器件可在患者体内的多个部分和系统中插入和定 位，例如在患者的心脏或循环系统中。在本发明的另一实施例中，细长医疗器件可以是导管，如电生理学导管和域介 入导管。导管或其他医疗器件可用于心脏病治疗，血管病治疗，放射性治疗，肠胃 病治疗，或肾病治疗，或者上述中两种或多种治疗的组合，并且它也可被用于这些治疗，包括递送生物制品，如干细胞，生长因子等。导管也可用于标测（mapping), 导管消融（catheter ablation),支架植入术（stenting)，血管成形术（angioplasty), 房颤消融（atrial fibrillation ablation),室性心动过速消融（ventricular tachycardia ablation)禾n/或其他复杂的导管消融（例如多重房性心动过速（multiple atrial tachycardias)等），或药物递送，或这些治疗中两种或多种的组合。在本发明的另一实施例中，机器人装置包含导管送入器和手柄控制组件。在本 发明的进一步实施例中，控制装置可包含导管送入器，卡箍模型，手柄控制组件和/ 或导管控制组件。送入器系统可包含外箱体组件，其中外箱体组件可包含外环和一 个或多个齿轮，送入器系统还包含卡箍组件，其中卡箍组件可包含一个或多个卡箍 支架，卡箍，或带子。该装置可设计为避免在外环上出现硬连线。例如，可以使用 触点来使电机通电以及偏转尖端。手柄组件可包含手柄外箱体组件，该手柄外箱体 组件包含外环和一个或多个齿轮。控制装置还可进一步包含用于牢固支撑所述医疗 器件的装置，用于旋转所述医疗器件的装置，以及用于以下中一个或多个的装置： 在患者体内成形，偏转，导引，放置，或定位医疗器件。在本发明的另一实施例中，遥控站可包含操纵杆。在本发明的进一步实施例中， 电脑导航系统可以与带有传感器反馈的相同或等同的导管导弓l器系统一同使用，来 将发生在体内真实的移动时的电阻，尖端压力和导管动作传递给远程导管导弓|器系 缴模型。带有传统的护套和导管的人类模型，再加上传感器，能够用作控制器来将 信息传递给手柄控制装置和送入系统。这个装备能够允许手术员以标准方式插入导 管及操作导管，远程地在人体内递送并操作介入导管。遥控机构可以有选择地包含这样的设备或模型，使导管可以导入其中或在其中操作导管，就像插入人体的那个导管一样。导管和模型控制器能将信息向后和向前 发送至导管柄控制装置和导管送入器系统，以便传递操作，对真实的介入系统执行 远程操作。模型中的传感器和记录器（遥控机构）将介入导管真实的触觉递送给导 管模型遥控器中的导管。在一个实施例中，该设备或模型模拟人体解剖插入导管。 该模型包含导管护套；导管和手柄和齿轮；以及传感器，电阻和晶体管。在本发明的另一个实施例中，当集成了成像设备（例如3D标测）时，遥控器是一台电脑， 其中，导管的平移（translation),动作（movement) /操作（manipulations)者P能被 安全的重复步骤来远程执行（可能借助人工介入和/或输入的能力而自动执行)，从 而安全地到达导管展开（deployment)的目标点。在本发明的另一实施例中，操纵位于操作导管手柄上的手柄，旋钮和/或开关作 为远程控制，该远程控制被转换为类〗以导管的精确的移动和感觉，该导管是插入人 体内并由机器人操作的导管。在本发明的另一实施例中，机器人装置包含：手柄控制器，有效地容置医疗器件的控制手柄，该医疗器件具有至少三个移动 范围以及末端;第一电机，连接到手柄控制器，并能轴向移动医疗器件； 第二电机，连接到手柄控制器，并能旋转医疗器件的末端； 第三电机，连接到手柄控制器，并能偏转医疗器件的末端；以及 控制单元，连接到第一，第二和第三电机。在本发明的进一步实施例中，第一电机与外螺纹传动螺杆相连，手柄控制器与 内螺纹传动支架相连，并且传动螺杆与传动支架啮合。手柄控制器与伸縮杆相连以 便当导管被插入手柄控制器时，使导管的护套被插入伸缩杆中，并且伸縮杆与导管 送入器相连。导管送入器包含位于其末端的夹钳或连接件，导管送入器固定在标准 导管护套的近端外箱体上，以将导管送入患者体内而不起褶皱。在本发明的另一实施例中，可有多于或少于三个的电机。此外，可以有一后台 单元来控制第二医疗器件，如导管，探针（skylette)，或导引钢丝。例如，第一组 件系统可以控制可操纵护套，第二后台系统或控制器可控制可操纵导管。因此，可 以有多个控制器来获得额外的机动性。在本发明的进一步实施例中，传感器设置在靠近第一电机处，传感器能有效地 检测第一电机的动作。在本发明的另一实施例中，手柄控制器进一步包含稳定杆，其能有效地容置导 管的挠性部分。在本发明的进一步实施例中，稳定杆能有效地以卡扣方式与导管的挠性部分相配合。力传感^l皮置入稳定杆中以记录向前移动导管受到的压力。如果内箱体发生摇摆，这将是非常有用的，从而使得所有的转4t力都被传递至稳定杆。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器可拆卸地安装在旋转组件上。 在本发明的进一步实施例中，手柄控制器包含一圆筒，第二电机与驱动轮相连，驱动轮与圆筒相连。在本发明的进一步实施例中，旋转组件包含驱动轮和从动轮。 在本发明的进一步实施例中，旋转组件进一歩包含支撑轮。 在本发明的进一步实施例中，支撑轮是有槽的。 在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含一滑环。 在本发明的进一步实施例中，传感器设置于靠近第二电机处，传感器能有效地检测第二电机的动作。在本发明的进一步实施例中，导管包含旋钮，其能有效地控制末端的偏转；并且第三电机与旋钮相连。在本发明的进一步实施例中，第三电机通过至少一个齿轮与旋钮相连。 在本发明的进一步实施例中，第三电禾几通过第一，第二和第三齿轮与旋钮相连，第三齿轮包含齿轮延伸部，该延伸部为放置旋钮限定了开口 。在本发明的进一步实施例中，传感器设置在靠近第三电机处，传感器能有效地检测第三电机的动作。在本发明的进一步实施例中，导管包含旋钮，其能有效地控制末端的偏转；并且第三电机与旋钮相连。在本发明的进一步实施例中，第三电l几通过至少一个齿轮与旋钮相连。 在本发明的另一实施例中，第三电机通过第一，第二和第三齿轮与旋钮相连，第三齿轮包含齿轮延伸部，该延伸部为旋f丑限定了开口。在本发明的进一步实施例中，控制单7M过线路与第一，第二和第三电机相连。 在本发明的进一步实施例中，控制单元与第一，第二和第三电机无线相连。 在本发明的进一步实施例中，控制单元包含第一，第二，第三电机各自独立的控制单元。在本发明的进一步实施例中，是一种使用遥控导管移动装置的方法，该方法包 将第一导管插入第一手柄；将第一手柄插入装置； 操作该装置；移除第一导管和第一手柄；将第二导管插入第二手柄中，第二导管具有与第一导管截然不同的结构；将第二手柄插入装置； 操作该装置。在本发明所述方法的进一步实施例中，手柄被插入旋转组件。 在本发明的进一步实施例中，旋转组件包含驱动轮，从动轮和支撑轮。 在本发明的进一步实施例中，第一导管插入第一手柄中包含将第一导管插入稳 定杆。在本发明的进一步实施例中，第一导管插入第一手柄中包含将第一导管与电机 相连，该电机能有效地将偏转传递至第一导管的尖端。在本发明的进一步实施例中，第一导管插入第一手柄中包含将第一导管与第--手柄夹紧。在本发明的进一步实施例中，在用于遥控在患者体内定位医疗器件的系统中， 该系统包含机器人装置，其能够在患者体内定位医疗器件。机器人装置包含手柄控 制器，其能有效地操纵医疗器件上的任何控制器；传动器，其能有效地向前向后移 动医疗器件；以及导管送入器，其能有效地在体内递送医疗器件。该装置进一步包 含遥控机构，其能有效地控制机器人装置。医疗器件可以是导管，导引钢丝（guidewire)，导引器护套（introducer sheath)， 或者导引导管（guide catheter),或者起搏器或除颤器导线。手柄控制器可以是标准 组件，其每个组件都^iS用于某一类型的导管或其他医疗器件。手柄控制器可设置 为特殊导管的形状。手柄控制器可设置为控制导管的特征，以便改变它的形状，轮 廓，并且偏转导管。导管送入器可包含伸縮单元。伸縮单元可以是消过毒的或一次 性使用的。导管可以是感测，起搏和/或进行除颤的导线。导管可以放置的位置包括 右心房，右心室，左心房，左心室，心脏的心内膜，心脏的心外膜等。在本发明的进一步实施例中，遥控丰几构包含遥控站机器人装置控制器，手术员使用遥控站来控制机器人装置。在本发明的进一歩实施例中，遥控机构包含一个或多个发射器，接收器和/或收 发器，以在遥控站和+几器人装置控制器之间进行通信。在本发明的进一步实施例中，机器人装置由位于远离患者位置，如屏蔽控制室 的遥控站控制。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器是标准组件。在本发明的进一步实施例中，标准的手柄控制器被特别设计为控制特殊类型或 标准的医疗器件。在本发明的进一步实施例中，标准的手柄控帝'j器被特别设计为控制特定的导管 手柄及其控制器。在本发明的进一步实施例中，标准的手柄控制器被特别设计为控制递送，定位，放置起博器和域除颤器导线。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器能够适用于多种不同的医疗器件。 在本发明的进一步实施例中,机器人装置的手柄控制器与导管的控制手柄啮合。 在本发明的进一步实施例中，手柄控制器使用导管控制手柄的标准特征来在患者体内插入导管，导引导管，旋转导管，放置导管，成形导管，或偏转导管，或上述中两种或多种的组合。在本发明的进一步实施例中，导管用于标测和导管消融。在本发明的进一步实施例中，导管用于支架植入术，血管成形术，或药物递送 或上述两种或多种的组合。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含一导管送入系统。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含：卡箍（clamp);手柄组件；以及导管控制组件。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含：外箱体组件，其中外箱体组件包含外环和一个或多个齿轮；以及卡箍组件，有效地将医疗器件的控制手柄夹紧至U手柄控制器上，其中卡箍组件包含一个或多个卡箍托架，卡箍，或带子。在本发明的进一步实施例中，手柄组件包含手柄外箱体组件，该手柄外箱体组件包含外环和一个或多个齿轮。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含：用于牢固支撑所述导管的装置； 用于旋转所述导管的装置；以及用于在患者体内成形，偏转，导弓i，放置，或定位导管，或者上述中两种或多 种的组合的装置。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一步包含一个或多个传感器，用于 就导管动作以及在患者体内导管的环境而与遥控装置通信。 在本发明的进一步实施例中，信息被传送到远程站。在本发明的进一步实施例中，遥控机构包含有关在患者体内手工导入或操作导 管的信息，并且控制机构能够向前和向后发送信息给导管柄控制装置和导管送入系 统，从而将远程执行的操作传递给真实的介入系统。在本发明的进一步实施例中，遥控器包含-一电脑，使导管动作和操作能够由安全的重复步骤（safe iterative steps)，程执行，从而安全地到达导管展开的目标点。 在本发明的进一步实施例中，重复步骤在人工监督下执行。 在本发明的进一步实施例中，导管控制手柄上的手柄，旋钮，开关，或控制器被手柄控制器所操纵，以模拟在患者体内插入的及进行手工操作的同一导管的精确动作及触觉。在本发明的进一步实施例中，系统被牢固的固定在基座或支架上，从而以.-种 稳定，可预测，安全的方式来对患者递送医疗器件。在本发明的进一步实施例中，系统通过锁轮安装在天花板，桌子，墙壁，地板， 三脚架，或手推车上。在本发明的进一步实施例中，医疗器件是起搏器和/或除颤器导线。在本发明的进一步实施例中，机器人装置能够推进和移除导线，并ii7或者顺时 针和逆时针旋转导线。在本发明的进一步实施例中，系统也包含用于为在冠状静脉窦（coronary sinus vein)或其分支中起搏或电击而固定和/或展开导线的装置，例如，复率器 (cardioverting)或除颤器（defibrillation )。在本发明的进一步实施例中，被展开的是能够对左心房或左心室应用低压和/ 或高压治疗的导线。在本发明的进一步实施例中，医疗器件是导弓i钢丝或探针。在本发明的进一步实施例中，机器人装置能够推进及移除导弓l钢丝或探针，并，或者顺时针和逆时针旋转导弓l钢丝或探针。在本发明的进一步实施例中，电生理学导管是标测和/或消融导管。 在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行房颤消融。在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行室性心动过速（ventriculr tachycardia)消融。在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行心房扑动（atrial flutter)消融。 在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行房性心动过速（atrial tachycardia)消融。在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行大静脉电隔离（pulmonary vein isolation)。在本发明的进一步实施例中，系统能够用于进行简单或复杂消融。 在本发明的进一步实施例中，系统能够用于为旁道介导的心动过速（accessoiy pathway mediated tachycardias)进《亍复^f^消融。在本发明的进一步实施例中，系统具有限制器来限制医疗器件的推进或后退。在本发明的进一步实施例中，机器人装置包含：手柄控制器，有效地容置导管的控制手柄，该导管具有至少三个移动范围以及 末端；第一电机，连接到手柄控制器，并且至少有效地向前^/或向后移动导管；第二电机，连接到手柄控制器，并且至少有效地旋转导管；第三电机，连接到手柄控制器，并且至少有效地至少在第一方向上偏转末端；以及控制单元，连接到第一，第二和第三电机。在本发明的进一步实施例中，第一电机连接到外螺纹传动螺杆；手柄控制器连 接到内螺纹传动螺杆；传动螺杆与传动支架啮合。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器与伸縮杆相连，以便当导管控制手柄 插入手柄控制器时，使导管的末端插入并且穿过伸縮杆。在本发明的进一步实施例中，伸縮杆从手柄控制器延伸至导管送入器。在本发明的进一步实施例中，伸縮杆是一可折叠的管子，其内径能够很容易的 递送，例如导管或导线的医疗器件而不起褶皱。在本发明的进一步实施例中，伸縮杆由互锁的圆筒构成，使得与手柄控制器最接近的圆筒大于离手柄控制器最远的圆筒。在本发明的进一步实施例中，伸缩杆是消过毒的。 在本发明的进一步实施例中，伸—缩杆是一次性使用的。 在本发明的进一步实施例中，伸縮杆是可消毒的。在本发明的进一步实施例中，伸縮木干与导管送入器连接，导管送入器包含一夹 钳，有效地防止护套起褶皱。在本发明的进一步实施例中， 一特殊设计的夹钳能够牢固地将控制器末端固定 在导管护套上，以保持一短的固定距离，以及防止在远程操作导管时导管起褶皱。在本发明的进一歩实施例中，夹子是消过毒的。在本发明的进一步实施例中，夹子是一次性使用的。在本发明的进一步实施例中，夹子是可消毒的。在本发明的进一步实施例中，系统进一步包含靠近第一电机设置的传感器，该效地检测第一电机的动作。 在本发明的进一步实施例中，手柄控制器进一歩包含稳定杆，其能有效地容置传感器能够有X导管的挠性部分。.在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中 感器能有效地检测导管的动作。在本发明的进一步实施例中 有效地限制第一电机。在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中 连，该驱动轮与该圆筒相连。在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中在本发明的进一步实施例中 传感器能有效地检测第二电机的动作。在本发明的进一步实施例中，导管包含至4稳定杆能有效地以卡扣方式与挠性部分相配合。 系统进一步包含靠近稳定杆设置的传感器，该传系统进一步包含与传感器相连的限制器，其旨^]多手柄控制器可拆卸地安装在旋转组件上。 手柄控制器包含圆筒，并且第二电机与驱动轮相旋转组件包含驱动轮和从动轮。 旋转组件进一步包含支^掌轮。 支撑轮是有槽的。 手柄控制器进一步包含滑环。系统进一步包含靠近第二电机设置的传感器，该-个能有效地控制末端偏转的控制构件，并且第三电机与至少一个控制构件相连。在本发明的进一步实施例中，每个控制构件是开关，旋钮，杆，滑块，齿轮， 或按钮。在本发明的进一步实施例中，第三电机通过至少一个齿轮与至少一个控制构件 相连。在本发明的进一步实施例中，第三电机通过第一，第二和第三齿轮与至少一个 控制构件相连，第三齿轮包含齿轮延伸部，该延伸部限定了放置至少一个控制构件 的开口。在本发明的进一步实施例中，靠近第三电机设置有传感器，该传感器能有效地 检测第三电机的动作。在本发明的进一步实施例中，导管包含至少一个能有效地控制末端偏转的控制 构件，并且第三电机与至少一个控制构件相连。在本发明的进一步实施例中，第三电机通过至少一个齿轮与至少一个控制构件 相连。在本发明的进一步实施例中，第三电机通过第一，第二和第三齿轮与至少一个 控制构件相连，第三齿轮包含齿轮延伸部，该延伸部为旋钮限定了开口。在本发明的进一步实施例中，控制单7til过线路与第一，第二和第三电机相连。 在本发明的进一步实施例中，控制单元与第一，第二和第三电机无线相连。 在本发明的进一步实施例中，控制单元包含第一，第二，第三电机各自独立的 控制器。在本发明的另一实施例中，机器人装置设置为使延伸至医疗器件的管线在医疗 器件旋转时不会发生缠结。在本发明的另一实施例中，该系统中的旋转连接器与医疗器4牛的近端相连。在本发明的另一实施例中，医疗器件是一市售的可操纵导管，导入器护套，起 搏器或除颤器导线，导引钢丝，或探针。在本发明的另一实施例中，是一种使用遥控机器人导管装置的方法，该方法包含：将第一导管的控制手柄插入第一手柄控制器； 将第一手柄控制器插入机器人装置； 操作该装置；移除第一导管和第一手柄控制器；将第二导管的控制手柄，i入第二手柄控制器，第二导管具有与第一导管截然不同的结构；将第二手柄控制器插入机器人装置；并且操作该装置。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器被插入旋转组件。在本发明的进一步实施例中，旋转组件包含驱动轮，从动轮和支撑轮。在本发明的进一步实施例中，第一导管的控制手柄插入第一手柄控制器中包含 将第一控制手柄插入稳定杆。在本发明的进一步实施例中，第一导管控制手柄插入第一手柄控制器中包含将 第一导管与电机连接，该电机能有效地将偏转传送至第一导管的末端。在本发明的进一步实施例中，第一导管控制手柄插入第一手柄控制器中包含将 第一导管控制手柄与第一手柄控制器夹紧。在本发明的进一步实施例中，医疗器件是市售的可操纵导管，导入器护套，起 搏器或除颤器导线，导引钢丝，或探针。在本发明的进一步实施例中，在结合了图象技术，用于标测、跟踪，或用医疗 器件传送疗法的改进方法中，其中，改进之处包括使用本发明的远程定位控制系统 来定位医疗器件。在本发明的进一步实施例中，在通过向患者体内插入标测和消融导管来进行标 测和导管消融的改进方法中，改进之处包括使用本发明的远程定位控制系统来定位 导管。在本发明的进一步实施例中，起搏器和/或除颤器导线被放入，展开和/或被旋入。在本发明的进一步实施例中，起搏器和/或除颤器导线被远程递送至右心房，左心房，右心室，左心室。在本发明的进一步实施例中，导线被从心外膜，心内膜，或通过冠状静脉窦递送。在本发明的进一步实施例中，是一种用于遥控在患者体内定位医疗器件的系统，该系统包含：机器人装置，用于在患者体内定位医疗器件；手柄控制器，能有效地操作医疗器件上的任何控制器； 传动器，能有效地向前向后移动医疗器件；以及导管送入器，能有效地在体内递送医疗器件；以及遥控机构，能有效地控制机器人装置。 在本发明的进一步实施例中，手柄控制器是标准组件，每个组件都适用于一种 特殊类型的医疗装备。在本发明的进一步实施例中，手柄控制器适用于多种医疗器件。 在本发明的进一步实施例中，是一种用于遥控在患者体内定^立细长具有一近端的医疗器件的系统,该系统包含：机器人装置，用于在患者体内定l立医疗器件；以及遥控机构，用于控制机器人装置，其中机器人装置包含手柄控制器，用于容置医疗器件的近端。在本发明的进一步实施例中，是一种用于遥控在患者体内定位医疗器件的系统，该系统包含： '机器人装置，用于在患者体内定位医疗器件；机器人装置包含： 至少两个控制器；控制大医疗器件的远端控制器；控制小医疗器件的近端控制器，该小医疗器件穿过大医疗器件，其中控制器能有效地操纵医疗器件上的任何控制器和/或该医疗器件本身；至少两个传动器，能够有效地在远端医疗器件中向前或向后移动近端医疗器件，也能相对于近端医疗器件而独立地向前推进远端医疗器件； 导管送入器，能有效地在体内递送医疗器件； 遥控机构，能有效地控制机器人装置。在本发明的另一实施例中，伸縮杆由互锁的圆筒构成，以便当圆筒靠近手柄控 制器时，它们逐渐变小。在本发明的另一实施例中，伸縮杆由互锁的圆筒构成，以便当圆筒靠近手柄控 制器时，它们逐渐变大。附图说明23此处所给出的并作为本申请组成部分的如下附图只用于说明目的，本发明的范 围并不仅限于此。图1为根据本发明实施例使用的导管的俯视图；图2为根据本发明实施例的遥控导管插入系统的主视图；图3为根据本发明实施例的遥控导管插入系统的正视图；图4为根据本发明实施例的传动支架的侧向剖视图；图5为根据本发明实施例的手柄控制器的透视图；图6为根据本发明实施例的手柄控制器的俯视透视图；图7为根据本发明实施例的手柄控制器的俯视图；图8为根据本发明实施例的手柄控制器的侧向透视图；图9为根据本发明实施例的手柄控制器的侧向透视图；图10为根据本发明实施例的遥控导管插入系统的侧向透视图；图11为根据本发明实施例的稳定杆的侧视图；图12为根据本发明实施例的伸縮杆的俯视透视图；图13为根据本发明实施例的遥控导管插入系统的侧向透视图；图14为根据本发明实施例的控制器的俯视图；图15为根据本发明实施例的系统设置的主视图；具体实施方式本发明可以通过参考附图得到更好的理解。在图1中，导管142为示意图，本 发明实施例可以使用该导管。导管142包括使用者可以抓握的手柄部分172。手柄 部分172又包括近端174和抓握部分176。插Aifi端174的可以是导线190或者是 可以向导管142提供电力、冷却液、热量等的管子。抓握部分176包括调整盘178， 其用于调整旋钮180松紧程度。手柄172的端部是挠性末端186，后者又与末端延 伸的导管护套或管状构件182相连。正如现有技术中人们所知，导管护套182可通过各种已知方法和装置插入病人 体内。导管护套182的端部在末端188处。末端188可以包括，例如，电极以提供 电剌激、冷却液、热量等。在物理结构上，导管护套182连接到手柄172上，这样，手柄沿箭头192或194 方向向前或向后的移动就可以使导管护套182以及末端188同样移动。如箭头196和198所示，顺时针或逆时针转动手柄172可以使导管护套182相应转动。按箭头 200或202方向转动旋钮180可以使得末端188向其中一个方向偏转，如图中188a 和188b所示方向。这样，当手动使用时，市场上可获得的导管可以在六个移动范围 内工作：按箭头192和194所示方向的前后移动，沿箭头196和198所示方向的旋 转以及如188a和188b所示位置的偏转。已知的遥控导管插入装置不能按本发明所 述装置那样在所有这些移动范围内使用。附图所示实施例主要涉及本发明在可操纵导管上的应用。然而，本发明的机器 人式控制系统同样也可适用于其它挠性医疗器件，诸如导线，导引护套，导向导管 或任何类似医疗器件。参看图2和图3，示出了遥控导管插入系统100，该系统可以按照本发明实施例 使用。插入系统100包括支撑电机外壳104的底座102，手柄控制器120和导管输 送器124。电机外壳104内装有电机105，该电机通过经由接线箱106和端子连接器 108的导线126来接收电能和控制信号。导线126也可以经由端子连接器108送入 手柄控制器120中。下面将详细介绍导线126如何向电机105和手柄控制器120提 供电源和控制信号。手柄控制器120通过金属传动螺杆112可移动地被支撑在底座102上。手柄控 制器120通过传动支架118连接到传动螺杆112上。传动支架118带有内螺纹，传 动支架118的内螺纹与传动螺杆112的外螺纹相啮合。这样，当传动螺杆112转动 时，由于传动支架118的内螺纹和传动螺杆112的外螺纹相啮合，传动支架118就 横向移动（如图所示，从左到右，从右到左或沿192和194方向移动）。制动器UO 和114限制了传动支架U8的移动范围，进而也就限制了手柄控制器120的移动。图4清楚地显示，传动支架118包括支撑底座130，该底座连接到悬臂式顶部 支架128和带有内螺纹的构件132上。顶部支架128连接到手柄控制器120的支撑 底座114上。如图中虚线所示，传动螺杆112穿过支撑底座130的孔并与带有内螺 纹的构件132的螺纹相啮合。再回到图2到图4，这样，传动螺杆112的转动使内 螺纹构件132向后或向前移动（即按192或194方向向左或向右移动）。这--动作也 传给了支撑底座130、顶部支架128并进而传给了手柄控制器120。可在电机105、 传动螺杆112、传动支架118或手柄控制器120附近设置传感器，以监观彈柄控制 器120的移动情况。手柄控制器120的结构在图5、图6和图7中给出了更为详细的介绍。手柄控制器120包括箱体134 (图5所示的敞开位置）和支l掌底座114。转动组件152、电 机148和端子连接器146安装在支撑底座114上。与端子连接器108—样，端子连 接器146可以便导线126与电机148的连接。图中所示的可拆卸的手柄136连接到 转动组件152上。导管142 (图1)设置在手柄136内。本发明的一个非常重要的特性就是可以使用市售导管。由于手柄136可以从转 动组件152上拆下，所以可以针对不同类型的导管142而使用不同的手柄。在图1 所示示例中，4柳了商标为BLAZERIIXP™心脏消融导管（cardiac ablation catheter)(可从位于麻省内蒂克城镇的波士顿科学公司（Boston Scientific Corporation, Natick， MA)获得)，其带有相应的手柄136。很显然，也可以使用其它手柄和导管。例如， 可以与相应的手柄136 —起使用的还有商标为SAFIRE™双向消融导管(bi-directkmal ablation catheter)(可从位于明尼苏达州圣保罗巿的圣犹达医疗用品 公司（St. Jude Medical, St Paul, MN)获得）。同样，也可以使用RF MARINER®, RF CONTRACTOR®, RF CONDUCTR®的消融导管（ablation catheter)(可从位于明尼 苏达州明尼阿波利斯巿的美敦力公司（Medtronic,Inc.,Minneapolis,,)获得）。可 以使用紧固机构140将导管142连接到手柄136上。转动组件152包括传动轮164、从动轮150、支撑轮162和带槽支撑轮139。电 机148驱动传动轮164，带动手柄136转动。从动轮150支撑手柄136并为其转动 提^^了方便。手柄136包括空心圆筒160，其圆周部分与传动轮164、从动轮150 和支撑轮162相啮合。圆筒体160的径向边缘与带槽的支撑轮139相啮合。使用时， 导管142插入圆筒体160的空心部分，并使用紧固机构140安装到手柄136上，紧 固机构140包括卡箍底座154和卡箍156。卡箍156用螺丝158固定到卡箍底座154 上。如图7所示，电机148起动后，轴166开始转动，带动传动轮164转动。传动 轮164的转动带动由支撑轮162和从动轮150支撑的圆筒体160旋转。导管142设 置在圆筒体160内，并通过紧固机构140而保持在圆筒体内。这样，通过起动电机 148，手柄136可以顺时针和逆时针转动。手柄136的端部处可以使用滑环连接器(slip connector)(图未示)，这样导管142的导线190可自由转动。传感器（图未示）可 以设置在电机148和转动组件152的任何部件的附近，以监测手柄136的转动情况。图8和图9示出了控制导管端部偏转的一种结构。手柄控制器120的一部分能 够实现导管142 (图1)末端的偏转。电机209设置在支撑底座144的下方，带动传动齿轮210转动。传动齿轮210与第一从动齿轮208相啮合。第一从动齿轮具有伸 长端，后者又与第二从动齿轮206相啮合。第二从动齿轮206具有向上延伸的齿轮 延伸部204。齿轮延伸部204上形成一个开口，用于放置导管142的握把176的旋 钮180。由于齿轮延伸部204所形成的开口，齿轮206的转动就可以带动齿轮延伸 部204旋转，后者进而带动旋钮180转动。因此，电机209旋转时，带动传动齿轮 210、第一从动齿轮208、第二从动齿轮206、齿轮延伸部204和旋钮180转动。这 一动作使得导管142的末端188偏转（如图l所示)。可以在电机209或齿轮206、 208或210其中任何一个齿轮的附近设置传感器（图中未示)，从而测量所述齿轮的 转动，并进而测量或预测末端188上的偏转情况。导管142在三个位置插入到手柄136内。旋钮180插入到如上所述的齿轮延伸 部204限定的空间内。正如参考图6时戶万讨论的，导管172的近端174通过使用卡 箍156的紧固机构140安装到手柄136上。此外，导管172的近端186采用卡扣装 入稳定杆内，如图5、图8、图10和图11所示。如果导管142还有附加的移动范围， 诸如美敦力公司的消融导管中的偏转点，则可以安装另一台电机，以驱动手柄上的 相应控制机构。参考图10和图11 ，稳定杆212包括底部214和顶部216，顶部形成开口 218。 开口 218设计为足够大，可以正好以卡扣方式装配导管142的挠性导管护套182。 如图IO所示示例，稳定杆212安装到手柄136的内侧，有效地稳定了安装在其内的 导管142。此外，稳定杆212也可以用于吸收传递给导管142的多余的向前或向后 移动量。例如，如果导管142被过猛或过快地推动向前时，稳定杆212的开口218 将会沿挠性部分186的圆周滑动。同样，在稳定杆212内可以安装传感器（图中很 难清楚地看到)，从而测量传递给导管172的向前或向后力的移动情况。在电机上可 以连接限制器，用于根据传感器的测量记录来限制向前或向后的移动量。导管护套182的挠性很强。这种挠性意味着如果导管护套182受力过大，导管 护套182就会起褶铍，而不会向前进入病人体内。遥控导管插入系统100具有各种 机械装置，以避免这种褶皱的出现。参阅图12，在挠性导管护套182插入至诉急定杆 212内后，导管护套182就被插入到导板138内。导管护套182又进一步插入到伸 縮杆（telescopingrod) 220内。当手柄控制器120 (图2)沿方向192和194向前和 向后移动时，导管护套182向内移动到伸縮杆220内。此外，由于伸縮杆220通过 紧固机构222固定到手柄控制器120的支撑底座144的端部，手柄控制器120的移动就会使伸縮杆220产生伸縮动作。也就是说，伸缩杆220是根据手柄控制器120 的前/后移动来縮回或伸展的。在导管172每次使用后，可将伸縮杆220与紧固机构 222脱开，对伸縮杆进行处理或消毒。伸縮杆220可以是一种可折叠管，采用较小 尺寸的互锁的圆筒（或锥体)，其内部直径应非常适合导管、导线或医疗器件的通行， 不会出现大的阻力，非常像一个可收縮的杯状物或天线。根据本发明的实施例，控 制器可以将几乎整个导管、导线和/或医疗器件送入病人体内。为了进一步协助送入导管护套182，同时避免起褶皱，使用了导管输送器124。 参见图10、图12和图13，伸縮杆220的端部与导管输送器124相连，并包括箱体 226和卡钳部分224。正如前面所述，导管护套182从内部插入到伸縮杆220内。导 管护套182经卡钳224从导管护套124处伸出。卡钳224是外部装置，其将导管输 送器124的外部直接连接到导入护套（introducer sheath)(图中未示）上，以与导管 护套182保持固定的精确距离（即非常靠近)，并进一步防止导管护套182起皱褶。 如果需要，导入护套124可以固定至咔钳224的端部，这样导管护套182就从导管 输送器124中退出，立即进入导弓l器内。导管输送器124通过托架228安装到系统 100底座102上。再参看图l，如上所述，可以在六个移动范围内对导管142进行操纵：沿方向192和194向前和向后移动，沿196和198方向顺时针和逆时针方向旋转，以及末 端向位置188a和188b偏转。在系统100中，沿方向192和194向前和向后的移动 是通过启动电机105以及通过传动螺杆112与传动支架118间的啮合来控制的，这 从图2和图3中可以非常清楚地看到。通过启动电机148可进行顺时针和逆时针转 动196和198，带动传动轮164和圆筒体160，如图7所示。通过启动电机209和通 过齿轮210， 208和206间的啮合，可以实现末端188向位置188a和188b偏转，如 图8所示。这样，三台电机，每台在两个方向运转，就可以提供对六个移动范围的 控制。也可以增加电机，以便提供导管的其它移动动作，但这也在本发明的范围内。 图14示出了一种可根据本发明的实施例使用的遥控站240。该遥控站240具有 主开关242，可向与遥控站240相连的每台电机供电。正向/反向转盘244连接到电 机105 (图2)上，这样，操作转盘244就可以向电机提供电源和控制信号，并带动 导管142向前和向后移动。正向/反向电源开关250可选择性地向转盘244提供电源。 转盘246连接到电机148 (见图7)上，操作转盘246就可以向电机提供电源和控制 信号，带动导管142转动。旋转电源开关248可选择性地向转盘246提供电源。偏转转盘254连接到电动机209 (见图8)上。操作转盘2M会向电机209提供电源和 控制信号，并使导管142的末端188偏转。偏转电源开关252可选择性地向偏转转 盘254供电。这样，导管142的所有移动范围就可以通过使用遥控站2恥进行控制。 如果导管带有供电、供热或冷却用的导线，这种导线也可以连接到控制站240。这些转盘可以用于产生对应于电机地各种速度的开关信号或模拟信号。现在参看图15，遥控站240的位置设置可以与系统100的其余设备分开。例如， 技师或医生操作系统100可以通过使用遥控站240来远距离控制导管142。遥控站 240甚至可以设置在与系统其它设备分开的另一房间内。技师可以能够看到提供有 关治疗程序（诸如荧光透视）信息的屏幕256，与此同时，可以操纵控制站240。控 制站240与系统100的连接方式可以有多种方式，包括导线和/或无线连接。此处所 述的系统可以同时或与其它标测和/或观测系统使用，但都在本发明的范围内。其它 类似系统包括CARTO® (可从位于加利福尼亚州钻石吧市的Biosense Webstei'， Inc公 司获得)或者EnSiteTM (可从位于明尼苏达外l圣保罗市的Endocardial Solutions Inc.公司)的标测系统或传统红外或超声波观测系统等。为此，通过利用传统的市场上可以获得的导管，就可以实现一个更合适的、并 不十分昂贵的遥控导管插入系统。由于使用了标准导管，而且导管是插入到物体内 的唯一仪器，可以不需要政府另外批准。由于使用模块式的手柄，各种尺寸、形状 和库隨商的导管都可以结合到系统中。伸縮杆的使用意味着，系统更容易进行消毒， 因为可以很容易地将伸缩杆设计成一次'性的。此外，也可以不使用将导管送入病人 体内的电机，从而可以改善导管的稳定性、同步性和控制功能。技师可以很容易地 适应控制器的使用，因为控制装置和屏幕都是很熟悉的，是技师可以看到的。上述系统由于提供了许多特性所以比较安全。例如，将导管向前和向后移动的 电机最终所施加的力比人手所施加的力要小，因此不必太担心穿?L这种力可以通 过各种传感器感测到，从而确保了不会通过诸如稳定杆而施加过大的力。同样，传 感器可以用于探观,时针与逆时针移动量以及齿轮的移动量，方便了导管末端的偏 转。使用所有这些传感器的数据有助于确保一个安全的系统。此外，某些限制范围、 断开值等都可以提供一定程度的安全性，甚至超过了手动实施治疗的安全程度。很显然，也可以使用任何其它类型的导管，例如诊断用导管或血管造影导管， 或包括了各种类型的泵、探针导丝、导丝或气囊的导管。即使在断电的情况下，导 管的位置仍可以保持。例如，所有六个移动范围都不依赖持续电源。向前或向后移动量，转动和偏转都不依赖、持续供电。例如，可以设定一个牛寺定的偏转，然后偏转 电机可以关断，同时应用转动电机。同样，在某个特定偏转角度上可以进行持续射频消融治疗（radiofrequency ablation treatment),同时可以遥控拉回导管，形成--个 线性消融。某些类型的治疗包括微波、超声波、射频、冷冻消融、化学消融、生物 制品给药等。传统的非荧光透视三维标测可以用于跟踪导管的移动和消融的应用。尽管已有技术控制器要求使用者学会一种新的控制方案，但本发明只需要使用 者已经熟知的控制方案，而且一般都是学校里所学到的控制技术。使用荧光透视法和/或三维标观係统可以观糧并纪录导管的位置。通过计算机程 序和反馈系统，机器人装置可以按照手术员的要求自动或半自动地操纵导管标测和 置放。来自导管系统的反馈信息的软件程序可以在精确的目标位置处操纵和实施导 管消融，无需手术员遥控移动导管。所述导管系统具有相应的故障自动保险功能。 手术员可以监测自动和针对性的操作，并在与原来计划的针对性标测/消融程序出现 偏差时，关断系统。例如，软件程序可以通过传感器来分析每个电机和/或齿轮的动 作，以将导管置于物体内的特定位置。举例来说，技师可以首先执行一个治疗程序， 而与此同时，软件则分析每个电机的动作。此后，可以用该软件作为控制站的补充， 从而如机器人一样地控制导管至U—个具体位置和域执行一个具体的治疗禾Mf，。这种 功能在需要重复多次的某些治疗禾辨的情况下，是特别有用的。此外，计算机软件 可以操作导管反复地多次向一个三维目标移动，最终集中在该目标上。软件程序可 以从所述动作中了解情况，并返回到某些位置，执行一系列机动动作（可以在计算 机上制定的或确定的动作），诸如通过应用消融术包围肺静脉，实5则市静脉隔离。另 夕卜，可以建^H尖瓣环峡部（cavotricuspid isthmus)线，心房扑动（atrial flutter) 进行消融。最后，建立疤痕标测点，并自动或半自动地形成消融线，防止出现折返 型室性心动过速（reentrant ventricular tachycardia)的情况。所述系统可以设置在任何地方，包括安装在一例如一天花板的横梁上，安装在 台子上，或物体的一侧或入口处等。这些系统可以安装并牢牢地固定到插入部位， 以便能够将插入力进行转换，而不需要向后移动。此外，也可增加后端模块»控操纵，诸如，向前/向后、转动、偏转、药物/ 造影剂的传递、气囊充气、能量/疗法传递、或者支架（stent) /器件的置放。尽管上面已经介绍了最佳实施例，但本发明仅受到所述权利要求范围的限制。所属技术领域的人都知道，本发明的方法和系统具有多种用途，可以采用多种方式实施，为此，并不限于前面所述和随后介绍的示例性实施例。此外，前面所述 和随后介绍的实施例各个部分的功能都可以采用不同的方式实施。另外，人们都知 道，实施例中的步骤可以按照任何誠的顺序进行，可以结合成少数几个步骤，也 可以分割成更多的步骤。因而，正如所属技术领域的人们所了解的那样，本发明的 范围覆盖了传统上人们已知的和将来开发的各种不同方案和对这里所述系统各个部 分的改装。31