專利名稱：用于導(dǎo)管的機器人驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及侵入式醫(yī)療器械，具體地講是涉及用于控制和操縱診斷或治療目 的的侵入式探針的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已知有多種類型的用于導(dǎo)管的機器人操縱機構(gòu)。例如，美國專利申請 2005/0203382描述了被設(shè)計為由使用者手動操作的用于操縱導(dǎo)管的機器人，該專利申請的 公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。導(dǎo)管具有使用者可操作的控制柄部或拇指控制器，機器 人通過大體模仿外科醫(yī)生手的動作握住并操縱導(dǎo)管。又如，PCT國際專利申請WO 99/45994描述了包括推進裝置的遠程控制導(dǎo)管插入 系統(tǒng)，其中推進裝置以可控的方式將柔性細長探針插入患者體內(nèi)，該專利申請的公開內(nèi)容 以引用方式并入本文中。與推進裝置連通的控制臺包括使用者控制器，其可由遠離患者的 使用者通過系統(tǒng)進行操作，以控制推進裝置將探針插入體內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
下文所述的本發(fā)明實施例提供了用于侵入式醫(yī)療裝置(如導(dǎo)管)的機器人驅(qū)動 器，其能夠?qū)ρb置在患者體內(nèi)的運動進行多方面的精確控制。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了用于控制具有柄部的可操縱侵入式探針的設(shè) 備。該設(shè)備包括平臺和夾具，夾具安裝在平臺上并且被構(gòu)造為接納柄部。夾具包括至少第 一齒輪和第二齒輪，第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞探針的軸線旋轉(zhuǎn)柄部，第二齒輪被設(shè)置 并成型為操作柄部上的控制器以使探針尖端偏轉(zhuǎn)。驅(qū)動模塊包括一個或多個馬達。傳動裝 置連接到驅(qū)動模塊和夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少第一和第二齒輪，并且沿著平行于軸線的 方向平移平臺，從而使探針前進和縮回。在本發(fā)明所公開的實施例中，第二齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)第一控制輪以使探針 尖端在相對于軸的第一方向上偏轉(zhuǎn)，夾具包括第三齒輪，第三齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)柄 部上的第二控制輪以使探針尖端在垂直于第一方向的第二方向上偏轉(zhuǎn)。第一齒輪和第二齒輪可以被構(gòu)造為環(huán)繞柄部。在一些實施例中，傳動裝置包括至少第一和第二可伸縮的驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模 塊被分別連接以在平臺的位置范圍內(nèi)驅(qū)動第一和第二齒輪?？缮炜s的驅(qū)動模塊通常各自包 括驅(qū)動軸和從動軸，固定連接的驅(qū)動軸由各自的馬達旋轉(zhuǎn)，從動軸固定連接到夾具以便沿 著平行于軸線的方向與平臺一起移動，同時可滑動地接合驅(qū)動軸以便被驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實施例還提供了侵入式醫(yī)療系統(tǒng)，其包括具有軸線和插入受試者體 內(nèi)的遠側(cè)尖端的可操縱的侵入式探針，并且包括柄部和柄部上的至少一個用于控制遠側(cè)尖 端偏轉(zhuǎn)的控制器。機器人驅(qū)動器包括平臺和夾具，夾具安裝在平臺上并且被構(gòu)造為接納柄 部，并且夾具包括至少第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞探針的軸線旋 轉(zhuǎn)柄部，第二齒輪被設(shè)置并成型為操作至少一個控制器。驅(qū)動模塊包括一個或多個馬達。傳動裝置連接到驅(qū)動模塊和夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少第一和第二齒輪，并且沿著平行于軸 線的方向平移平臺，從而使探針前進和縮回。連接了控制單元以控制驅(qū)動模塊，從而將探針 移入體內(nèi)。在本發(fā)明所公開的實施例中，探針包括被構(gòu)造為插入受試者心臟的導(dǎo)管。在一些實施例中，系統(tǒng)包括用于確定探針在體內(nèi)位置坐標的位置感測子系統(tǒng)，其 中控制單元被構(gòu)造為通過響應(yīng)位置坐標來控制驅(qū)動模塊。位置感測子系統(tǒng)通常包括位于探 針遠側(cè)尖端的位置換能器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了用于控制具有柄部的可操縱的侵入式探針的方 法。該方法包括將柄部插入夾具，其中夾具安裝在平臺上并且包括至少第一齒輪和第二齒 輪，第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞探針的軸線旋轉(zhuǎn)柄部，第二齒輪被設(shè)置并成型為操作柄 部上的控制器以使探針的尖端偏轉(zhuǎn)。傳動裝置連接到包括一個或多個馬達的驅(qū)動模塊以及 夾具上，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少第一和第二齒輪，并且沿著平行于軸線的方向平移平臺，從而 使探針前進和縮回。通過以下結(jié)合附圖的實施例的詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有機器人驅(qū)動器的導(dǎo)管插入系統(tǒng)的示意性圖解；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的保持在機器人驅(qū)動器中的導(dǎo)管的示意性圖解；圖3A和3B分別為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于導(dǎo)管的機器人驅(qū)動器的示意性側(cè)視圖 和俯視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于夾持機器人驅(qū)動器中導(dǎo)管的夾具的示意性側(cè)視 圖；圖5A為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于控制導(dǎo)管的一組齒輪的示意性圖解；圖5B為根據(jù)本發(fā)明實施例的包括與圖5A中齒輪接合的旋轉(zhuǎn)式控制器的導(dǎo)管柄部 的示意性側(cè)視圖；以及圖6A和6B分別為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于驅(qū)動導(dǎo)管的傳動裝置的驅(qū)動子組件和 從動子組件的示意性圖解。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例提供了機器人驅(qū)動器，其可進行通常由導(dǎo)管或其他可操縱探針的 人類操作者執(zhí)行的全部四種類型的運動1.進/出(向前/向后，使導(dǎo)管尖端進一步進入目標器官或使其向外縮回)；2.繞導(dǎo)管軸線旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)；3.使導(dǎo)管尖端右左偏轉(zhuǎn)；4.使導(dǎo)管尖端上下偏轉(zhuǎn)。(對于一些應(yīng)用而言，一個方向的偏轉(zhuǎn)就足夠了，因為導(dǎo)管可以繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以 對齊所需方向上的偏轉(zhuǎn)。因此，第二方向上的偏轉(zhuǎn)可以視為附加的可選特征。)導(dǎo)管可以為設(shè)計用于供人類操作者手動控制的標準型導(dǎo)管，其柄部上具有一個或 多個用于控制右左和上下偏轉(zhuǎn)的控制器。在以下圖示的實施例中，柄部上的控制器具有可旋轉(zhuǎn)的控制輪，機器人夾具可將這些控制輪中的每一個抓在齒輪中，并且將柄部抓在另一 個齒輪中。作為另外一種選擇，夾具上的齒輪可以被構(gòu)造為可驅(qū)動其他類型的控制器，例如 線性控制器。每個齒輪通過可伸縮的傳動軸組件由各自的馬達驅(qū)動(從組件長度的意義上講， “可伸縮的”是指操作過程中長度可以變化)?？梢苑謩e或同時驅(qū)動各齒輪，以便進行以上 列出的后三種運動，從而使導(dǎo)管尖端具有任何所需的取向。機動化的線性驅(qū)動器在平臺上 前后移動整個夾具，使得導(dǎo)管沿其軸線進出運動。圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的具有機器人驅(qū)動器26的導(dǎo)管插入系統(tǒng)20的示意性圖 解。在所示實施例中，導(dǎo)管22插入體腔24中，例如受試者的心室。插圖中放大示出的導(dǎo)管 遠側(cè)尖端通常具有用于診斷和/或治療目的的功能元件28。例如，元件28可以具有用于電 感應(yīng)和/或消融組織的電極，或用于心內(nèi)成像的超聲換能器?？梢韵挛乃龇绞津?qū)動的其 他類型功能元件和侵入式探針對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見，并且視為包含在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。在圖示實施例中，導(dǎo)管22還具有在其遠側(cè)尖端內(nèi)的位置換能器30，其用于確定 尖端的位置坐標。例如，換能器30可以具有磁場傳感器，用于檢測由磁場換能器32在體 外已知位置處產(chǎn)生的磁場。此類磁性位置感測系統(tǒng)在例如美國專利5，391，199中有所描 述，并且可用于心內(nèi)跟蹤系統(tǒng),例如CART0 (由Biosense Webster Inc.，Diamond Bar, California生產(chǎn))，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。作為另外一種選擇，換能 器30可以產(chǎn)生由換能器32感測的磁場。作為另外一種選擇或除此之外，換能器30可以具 有本領(lǐng)域已知的任何其他合適類型的位置換能器，例如用于基于阻抗的位置感測目的的電 極、超聲換能器、或用于在人體的二維或三維圖像中確定導(dǎo)管尖端位置的基準標記。位置感測模塊34與換能器30和32連通，以便確定導(dǎo)管尖端在受試者體內(nèi)的位置 坐標?？刂茊卧?6使用坐標來控制驅(qū)動器26，以便將導(dǎo)管22引導(dǎo)至所需的體內(nèi)位置。在 這方面，控制單元36可以按照預(yù)定的程序指令自行操作。作為另外一種選擇或除此之外， 控制單元可以在顯示器38上顯示通常并置于腔體24的示意圖或圖像上的導(dǎo)管位置，以便 人類操作者(未示出)能夠控制導(dǎo)管。控制單元36通常具有一般用途的計算機處理器，可 通過軟件編程執(zhí)行所需功能。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的保持在機器人驅(qū)動器26中的導(dǎo)管22的示意性圖 解。導(dǎo)管22具有被設(shè)計為可由人類操作者握住并操縱的柄部40。在常規(guī)用途中，操作者將 導(dǎo)管的遠端經(jīng)由皮膚插入血管，然后沿著其縱向軸線經(jīng)由血管將導(dǎo)管推進到腔體24中。操 作者使用柄部40(下圖5B中示出)上的兩個控制輪使導(dǎo)管遠端在相對于導(dǎo)管軸線分別相 互垂直的方向上偏轉(zhuǎn)。操作者前后移動柄部使導(dǎo)管前進和縮回，也可以繞軸線旋轉(zhuǎn)柄部來 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)管。近端42將導(dǎo)管連接到控制單元36，但為了簡潔清楚，圖2中省略了該連接。然而，在本發(fā)明的實施例中，驅(qū)動器26可代替人類操作者執(zhí)行這些操作。夾具44 可握住柄部40。夾具包括用于繞軸線旋轉(zhuǎn)柄部的一個齒輪(或齒輪組)和用于旋轉(zhuǎn)柄部 (如以下圖4和圖5A所示)上的控制輪的其他齒輪。夾具44安裝在平臺46上，平臺能夠 相對于基座47平移，以使導(dǎo)管沿著其軸線前進和縮回。驅(qū)動模塊48由傳動裝置50連接到 夾具44，以旋轉(zhuǎn)齒輪和沿著基座47平移平臺46。在以下圖中更詳細地示出了夾具和驅(qū)動 模塊的組件。
圖3A和3B分別為根據(jù)本發(fā)明實施例的機器人驅(qū)動器26的示意性側(cè)視圖和俯視 圖。驅(qū)動模塊48包括四個由控制單元36 (圖1)控制的電動馬達52，例如微型步進或伺服 馬達。在該實施例中，較低位置處的馬達(如圖3A所示)由線性驅(qū)動器58連接，用于使軸 60前進和縮回。當該軸前進或縮回時，可相對于基座47移動平臺46，從而使夾具44和導(dǎo) 管22前進和縮回。這樣，導(dǎo)管22便在受試者體內(nèi)前進和縮回。三個較高位置處的馬達52連接到可伸縮的驅(qū)動模塊，其中每個驅(qū)動模塊都具有 驅(qū)動軸54和從動軸56。固定連接的驅(qū)動軸由各自的馬達旋轉(zhuǎn)，從動軸則固定連接到夾具 44，以便在可滑動地接合驅(qū)動軸時與平臺46—起移動。這種可伸縮的結(jié)構(gòu)(在圖6A和圖 6B中更詳細地示出)能夠使驅(qū)動軸54在平臺縱向位置的較大范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)從動軸56。如上文所述，夾具44可握住導(dǎo)管22的柄部40，而導(dǎo)管本身則通過軸環(huán)62伸出。 柄部插入夾具之后，用蓋子64將柄部封閉并且固定在合適的位置。柄部被齒輪(如后圖所 示)環(huán)繞，由軸68上的齒輪66驅(qū)動。這些軸分別作為從動軸56的延續(xù)部分連接并旋轉(zhuǎn)。 在圖示實施例中，每個軸68具有一對齒輪66或更多齒輪。圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的夾具44的示意性側(cè)視圖。該圖示出了齒輪70、72和 74，這些齒輪環(huán)繞導(dǎo)管柄部(該圖未示出)并且能夠在夾具44內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。齒輪70、72和 74中的每一個均由各自軸68上的齒輪66中的一者旋轉(zhuǎn)。每個齒輪66的縱向位置可確定 它將旋轉(zhuǎn)齒輪70、72和74中的哪一個?，F(xiàn)在參見圖5A和5B，其更詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的夾具44的操作方式。 圖5A為由齒輪70、72和74組成的齒輪組80的示意性圖解。圖5B為導(dǎo)管柄部40的示意 性側(cè)視圖，其包括由齒輪70和72接合的控制輪82和84。旋轉(zhuǎn)這些控制輪中的每一個可使 導(dǎo)管22在相應(yīng)的方向上偏轉(zhuǎn)。(可以一起旋轉(zhuǎn)兩個控制輪，以實現(xiàn)對角偏轉(zhuǎn)。)準備進行驅(qū)動器26的操作時，齒輪70、72和74滑過柄部40，以使得齒輪70環(huán)繞 并抓住控制輪82，同時齒輪72環(huán)繞并抓住控制輪84。齒輪74握住柄部40，在該例中，該齒 輪的內(nèi)部形狀為正方形，以便在柄部上保持牢固的握持。齒輪70、72和74在驅(qū)動齒輪66 的控制下獨立地旋轉(zhuǎn)，以便能夠使驅(qū)動器26向任何所需方向旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管22。圖6A和6B分別為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于驅(qū)動導(dǎo)管的傳動裝置的驅(qū)動子組件和 從動子組件的示意性圖解。圖6A所示的驅(qū)動子組件包括驅(qū)動軸54和線性驅(qū)動器58，它們 固定地連接到驅(qū)動模塊48的各自馬達52上。軸54具有不規(guī)則(非環(huán)形對稱)的橫截面 形狀。驅(qū)動模塊48安裝在基座47上，基座47包括用于接納平臺46的軌道90。圖6B所示的從動子組件安裝在平臺46上，從而可相對于驅(qū)動子組件縱向平移。子 組件通過連接子組件92彼此連接，其中連接子組件92包括連接到各自從動軸56上的螺母 94。螺母94的形狀與驅(qū)動軸54的外形相匹配，因此當平臺46在軌道90上前后移動時，驅(qū) 動軸可穿過螺母可伸縮地滑進滑出。然而，驅(qū)動軸54的旋轉(zhuǎn)將驅(qū)動從動軸56的同時旋轉(zhuǎn)， 而不論軸的相對縱向位置如何。因此，當導(dǎo)管22前進到體內(nèi)和從體內(nèi)縮回時，驅(qū)動器26可 始終保持對導(dǎo)管方向的控制?？墒褂蒙衔乃鲱愋偷尿?qū)動機構(gòu)同時驅(qū)動兩個導(dǎo)管進行操作。例如，一個導(dǎo)管可 以用于治療目的，如消融治療，另一個導(dǎo)管則用于獲取治療導(dǎo)管的超聲圖象。此類應(yīng)用在美 國專利申請2007/0106147中有所描述，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。超聲導(dǎo)管由機 器人控制，以確保導(dǎo)管指向合適的目標，如治療導(dǎo)管。位置感測系統(tǒng)使用導(dǎo)管中的磁性位置換能器確定導(dǎo)管應(yīng)指向的方向，并且測量與該方向的任何偏差。然后它用機器人驅(qū)動機構(gòu) 自動修正導(dǎo)管位置和方向，從而將治療導(dǎo)管保持在其視野內(nèi)。盡管為了清楚地說明，上述實施例具體涉及導(dǎo)管22，但本發(fā)明的原理可以同樣適 用于其他類型的可操縱的侵入式探針，例如內(nèi)窺鏡。圖中所示的驅(qū)動器26的組件的具體形 狀和構(gòu)型適合導(dǎo)管的具體形狀和性質(zhì)。根據(jù)以上描述，用于獲得與導(dǎo)管22或其他類型侵入 式探針有關(guān)的相似功能的替代構(gòu)型對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見，并且視為包含在本 發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當理解，上述實施例是以舉例的方式進行闡述，并且本發(fā)明不受上文特別 所示及所述內(nèi)容的局限。并且，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和子組合以及本領(lǐng) 域技術(shù)人員在閱讀上述說明書時可能想到的并且現(xiàn)有技術(shù)中未公開的變型形式和修改形 式。
權(quán)利要求
1.用于控制具有柄部的可操縱的侵入式探針的設(shè)備，所述設(shè)備包括平臺；夾具，所述夾具安裝在所述平臺上并且被構(gòu)造為可接納所述柄部，所述夾具包括至少 第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞所述探針的軸線旋轉(zhuǎn)所述柄部， 所述第二齒輪被設(shè)置并成型為操作所述柄部上的控制器以使所述探針的尖端偏轉(zhuǎn)；驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊包括一個或多個馬達；以及傳動裝置，所述傳動裝置連接到所述驅(qū)動模塊和所述夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少所述 第一和第二齒輪，并且沿著平行于所述軸線的方向平移所述平臺，從而使所述探針前進和 縮回。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)第一控制輪以 使所述探針的所述尖端在相對于所述軸線的第一方向上偏轉(zhuǎn)，并且其中所述夾具包括第三 齒輪，所述第三齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)所述柄部上的第二控制輪以使所述探針的所述尖 端在垂直于所述第一方向的第二方向上偏轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一和第二齒輪被構(gòu)造為環(huán)繞所述柄部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述傳動裝置包括至少第一和第二可伸縮的驅(qū)動 模塊，所述驅(qū)動模塊被分別連接以在所述平臺的位置范圍內(nèi)驅(qū)動所述第一和第二齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中每個所述可伸縮的驅(qū)動模塊包括驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸固定連接，由各自的馬達旋轉(zhuǎn)；以及從動軸，所述從動軸固定連接到所述夾具以便沿著平行于所述軸線的方向與所述平臺 一起移動，同時可滑動地接合所述驅(qū)動軸以便被所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括控制單元，所述控制單元包括用于確定所述探 針在受試者體內(nèi)的位置坐標的位置感測模塊，并且所述控制單元連接為控制所述驅(qū)動模 塊，以便通過響應(yīng)所述位置坐標來在所述體內(nèi)移動所述探針。
7.一種侵入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括可操縱的侵入式探針，所述探針具有軸線和用于插入受試者體內(nèi)的遠側(cè)尖端，并具包 括柄部和所述柄部上的至少一個用于控制所述遠側(cè)尖端偏轉(zhuǎn)的控制器；機器人驅(qū)動器，所述驅(qū)動器包括平臺；夾具，所述夾具安裝在所述平臺上并且被構(gòu)造為接納所述柄部，并且所述夾具包括至 少第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞所述探針的軸線旋轉(zhuǎn)所述柄 部，所述第二齒輪被設(shè)置并成型為操作至少一個控制器；驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊包括一個或多個馬達；以及傳動裝置，所述傳動裝置連接到所述驅(qū)動模塊和所述夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少所述 第一和第二齒輪，并且沿著平行于所述軸線的方向平移所述平臺，從而使所述探針前進和 縮回；以及控制單元，所述控制單元連接為控制所述驅(qū)動模塊，以便在所述體內(nèi)移動所述探針。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述探針包括被構(gòu)造為插入所述受試者心臟的導(dǎo)管。
9.據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，包括用于確定所述探針在所述體內(nèi)位置坐標的位置感測子系統(tǒng)，其中所述控制單元被構(gòu)造為通過響應(yīng)所述位置坐標來控制所述驅(qū)動模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述位置感測子系統(tǒng)包括位于所述探針的所述 遠側(cè)尖端上的位置換能器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第二齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)第一控制輪 以使所述探針的所述尖端在相對于所述軸線的第一方向上偏轉(zhuǎn)，并且其中所述夾具包括第 三齒輪，所述第三齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)所述柄部上的第二控制輪以使所述探針的所述 尖端在垂直于所述第一方向的第二方向上偏轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述第一和第二齒輪被構(gòu)造為環(huán)繞所述柄部。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述傳動裝置包括至少第一和第二可伸縮的驅(qū) 動模塊，所述驅(qū)動模塊被分別連接以在所述平臺的位置范圍內(nèi)驅(qū)動所述第一和第二齒輪。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個所述可伸縮的驅(qū)動模塊包括驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸固定連接，由各自的馬達旋轉(zhuǎn)；以及從動軸，所述從動軸固定連接到所述夾具以便沿著平行于所述軸線的方向與所述平臺 一起移動，同時可滑動地接合所述驅(qū)動軸以便被所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。
15.一種用于控制具有柄部的可操縱的侵入式探針的方法，所述方法包括將所述柄部插入夾具，所述夾具安裝在平臺上并且包括至少第一齒輪和第二齒輪，所 述第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞所述探針的軸線旋轉(zhuǎn)所述柄部，所述第二齒輪被設(shè)置并成 型為操作所述柄部上的控制器以使所述探針的尖端偏轉(zhuǎn)；以及將傳動裝置連接到包括一個或多個馬達的驅(qū)動模塊和所述夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少 所述第一和第二齒輪，并且沿著平行于所述軸線的方向平移所述平臺，從而使所述探針前 進和縮回。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述探針包括導(dǎo)管，并且其中所述方法包括將 所述導(dǎo)管插入受試者的心臟，以及操作所述驅(qū)動模塊以便在所述心臟內(nèi)操縱所述導(dǎo)管。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括用位置感測子系統(tǒng)確定所述探針在所述體內(nèi)的 位置坐標，然后通過響應(yīng)所述位置坐標來控制所述驅(qū)動模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述位置感測子系統(tǒng)包括在所述探針的所述遠 側(cè)尖端上的位置換能器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第二齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)第一控制輪 以使所述探針的所述尖端在相對于所述軸線的第一方向上偏轉(zhuǎn)，并且其中所述夾具包括第 三齒輪，所述第三齒輪被設(shè)置并成型為旋轉(zhuǎn)所述柄部上的第二控制輪以使所述探針的所述 尖端在垂直于所述第一方向的第二方向上偏轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一和第二齒輪環(huán)繞所述柄部。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述傳動裝置包括至少第一和第二可伸縮的驅(qū) 動模塊，所述驅(qū)動模塊被分別連接以在所述平臺的位置范圍內(nèi)驅(qū)動所述第一和第二齒輪。
22.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中每個所述可伸縮的驅(qū)動模塊包括驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸固定連接，由各自的馬達旋轉(zhuǎn)；以及從動軸，所述從動軸固定連接到所述夾具以便沿著平行于所述軸線的方向與所述平臺 一起移動，同時可滑動地接合所述驅(qū)動軸以便被所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于導(dǎo)管的機器人驅(qū)動器，具體描述了用于控制具有柄部的可操縱的侵入式探針的設(shè)備。所述設(shè)備包括平臺和夾具，所述夾具安裝在所述平臺上并且被構(gòu)造為接納所述柄部。所述夾具包括至少第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪被設(shè)置并成型為圍繞所述探針的軸線旋轉(zhuǎn)所述柄部，所述第二齒輪被設(shè)置并成型為操作所述柄部上的控制器以使所述探針的尖端偏轉(zhuǎn)。驅(qū)動模塊包括一個或多個馬達。傳動裝置連接到所述驅(qū)動模塊和所述夾具，以便可控地旋轉(zhuǎn)至少所述第一和第二齒輪，并且沿著平行于所述軸線的方向平移所述平臺，從而使所述探針前進和縮回。
文檔編號A61M25/082GK101991901SQ20101025419
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者A·C·阿爾特曼, A·戈瓦里, C·T·比克勒, Y·埃弗拉思 申請人:韋伯斯特生物官能公司