專利名稱：用于指示導管撓曲的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及導管探針，具體地講涉及操作者對探針的操縱。
背景技術(shù)：
諸如導管的探針能夠在對患者進行的醫(yī)療手術(shù)期間被插入到患者體內(nèi)。這些探針可用于多種目的，諸如對患者的內(nèi)部檢查，或者對患者器官的消融。將探針插入患者通常是一種精細的手術(shù)，需要小心地進行。以引用方式并入本專利申請的文獻將視為本專利申請的整體部分，但不包括在這些并入的文獻中以與本說明書中明確或隱含地給出的定義相沖突的方式定義的任何術(shù)語，
而只應考慮本說明書中的定義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供裝置，包括探針，該探針具有近端和能夠在第一方向和第二方向上撓曲的遠端；以及探針操縱器，該探針操縱器耦合到探針近端并包括第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件，這些元件能夠由探針使用者操作以使遠端分別在第一方向和第二方向上撓曲并且能夠通過觸覺彼此區(qū)分。通常，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一形狀和第二形狀，其中第一形狀和第二形狀彼此不同。在一個本發(fā)明所公開的實施例中，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一全等形狀和第二全等形狀，其中第一形狀和第二形狀取向不同。在另一個本發(fā)明所公開的實施例中，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有能夠通過觸覺彼此區(qū)分的相應表面。在又一個本發(fā)明所公開的實施例中，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性。在一個可供選擇的實施例中，該裝置包括被構(gòu)造成響應遠端在第一方向和第二方向上的撓曲而顯示相應不同圖形符號的屏幕。通常，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性，并且其中相應的圖形符號包括相應的可視特性。屏幕可被構(gòu)造成響應遠端處于非撓曲狀態(tài)而顯示另一圖形符號。在另一個可供選擇的實施例中，第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件通過2重旋轉(zhuǎn)對稱性而相關(guān)聯(lián)。還根據(jù)本發(fā)明的實施例提供了一種方法，包括構(gòu)造探針，該探針具有近端和能夠在第一方向和第二方向上撓曲的遠端；以及將探針操縱器連接到探針近端，該操縱器包括第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件，這些元件能夠由探針使用者操作以使遠端分別在第一方向和第二方向上撓曲并且能夠通過觸覺彼此區(qū)分。
通過以下與附圖結(jié)合在一起的本發(fā)明實施例的詳細說明，將更全面地理解本發(fā)明。


圖I為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于指示探針撓曲方向的系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的示出系統(tǒng)探針操縱器的內(nèi)部元件的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的示出系統(tǒng)探針的內(nèi)部元件的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的示出組裝狀態(tài)下的探針操縱器的示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的示出組裝狀態(tài)下并從圖4取向旋轉(zhuǎn)的操縱器的示意
圖；以及圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖形符號的顯示的示意圖。
具體實施例方式鍵本發(fā)明的實施例提供一種有助于探針操縱的系統(tǒng)，該探針具有能夠在兩個方向上撓曲的遠端。通常這兩個方向彼此相對，以使得例如遠端可被向左或向右撓曲。探針操縱器耦合到探針近端，并且操縱器被構(gòu)造成具有兩個控制元件。一個控制元件的操作使遠端在一個方向上撓曲；另一個控制元件的操作使遠端在另一個方向上撓曲。通常，使用操縱器將探針插入患者體內(nèi)的操作者可能需要在插入期間或插入后扭轉(zhuǎn)操縱器，例如以將遠端定位在所需的位置。這種扭轉(zhuǎn)可能造成操作者混淆哪種控制元件引起哪種類型的撓曲，因為操作者可能通常依賴于視覺提示(諸如控制元件的位置)來選擇要操作的元件。本發(fā)明的實施例通過形成觸覺上可彼此區(qū)分的控制元件來避免這種混淆，以使得操作者能夠基于觸覺或感覺而非基于視覺提示選擇所需的控制元件。系統(tǒng)描述現(xiàn)在參考圖1，其為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于指示探針撓曲方向的系統(tǒng)20的示意圖。系統(tǒng)20包括導管探針22，該導管探針在醫(yī)療手術(shù)期間被插入到患者24的體內(nèi)。手術(shù)由操作者26 (通常為醫(yī)療專業(yè)人員)進行。以舉例的方式，在本說明書中假定的手術(shù)包括將探針的遠端28插入患者的心臟30中。然而，應當理解，本發(fā)明的實施例并不限于這樣的手術(shù)，而是可以用于需要或利用對探針的撓曲方向的了解的任何手術(shù)。探針22通常包括遠端28中的跟蹤元件，這些跟蹤元件使得系統(tǒng)20能夠跟蹤遠端的定位和取向。例如，可以利用遠端中的線圈測量該定位和取向，該線圈檢測由患者24體外的磁場發(fā)射器產(chǎn)生的磁場的水平。這種測量遠端的取向和定位的技術(shù)用于由加利福尼亞州戴蒙德巴(Diamond Bar,CA)的Biosense Webster制造的Carto系統(tǒng)探針。用于跟蹤遠端的定位和取向的其他技術(shù)(諸如通過使用遠端電極與患者24皮膚上的一個或多個電極之間的阻抗測量值)是本領(lǐng)域已知的。假定系統(tǒng)20使用這些技術(shù)中的一種或多種來測量遠端28的定位和取向。為了簡化和清楚起見，在圖中未示出用來跟蹤定位和取向的遠端內(nèi)的跟蹤元件。來自跟蹤元件的信號由系統(tǒng)控制器32進行處理，該系統(tǒng)控制器包括與存儲器36通信的處理單元34。信號經(jīng)由線纜38進行傳輸，該線纜將探針22的跟蹤元件以及探針的其他元件(諸如結(jié)合在遠端中的電極)連接到控制器。在操作者26的全面控制下，控制器使用存儲在存儲器36中的軟件分析來自跟蹤元件的信號，以及執(zhí)行與系統(tǒng)20的操作相關(guān)的其他功能?？刂破?2所進行的操作的結(jié)果在屏幕39上呈現(xiàn)給操作者，屏幕39通常為操作者顯示圖形用戶界面和/或心臟30的圖像。軟件可以電子形式通過網(wǎng)絡下載到控制器32，例如，作為另外一種選擇或除此之外，軟件可以被提供和/或存儲在非臨時性有形介質(zhì)(諸如磁性、光學或電子存儲器)上。探針22被構(gòu)造成使得當將探針插入患者24時操作者26能夠以兩個方向之一撓曲探針的遠端28。這種可雙向撓曲的探針及其操作在均授予Selkee的美國專利申請2005/0277875和2008/0255540中有所描述，這些專利申請以引用方式并入本文中。Biosense Webster也制造了一種名為EZ Steer雙向?qū)Ч艿目呻p向撓曲的探針系統(tǒng)。為了清楚起見，在本說明書中假定探針22通常按照美國專利申請2008/0255540中所述的探針進行構(gòu)造。探針22包括探針操縱器40，其以機械方式耦合到探針的近端。操作者26握住操縱器并使用它控制探針進出患者以及使探針撓曲?！D2為根據(jù)本發(fā)明的實施例示出操縱器40的內(nèi)部元件的示意圖，而圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例示出探針22的內(nèi)部元件的示意圖。對于以下結(jié)合圖2和3的描述，假定將一組右手正交xyz軸連接到操縱器40，假定探針22從操縱器沿y軸正方向延伸，并且假定探針和操縱器大致位于由軸限定的χ-y平面內(nèi)。應當理解，本文應用上述xyz軸的描述僅用于闡釋目的，而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠使該闡釋適應探針和操縱器的其他取向。圖2中的圖解42、44和46示出當探針22分別向左撓曲、未撓曲和向右撓曲時的探針操縱器。圖3中的圖解48、50和52分別示出向左撓曲、未撓曲和向右撓曲時的遠端28。撓曲在χ-y平面內(nèi)進行，并且假定相對于y軸進行測量。如圖3所示，探針22包括通過相應的錨58、60被錨定到遠端28的拉線54和拉線56。線54和56受探針22內(nèi)相應的基本平行的內(nèi)腔62、64約束，線能夠在內(nèi)腔內(nèi)滑動。內(nèi)腔62和64通常相對于探針22的中心軸66大致等距且對稱地設(shè)置，并且該軸和內(nèi)腔位于x-y平面內(nèi)并可被視為限定x-y平面。如圖2所示，線54和56延伸至連接到操縱器40的轉(zhuǎn)向組件68。轉(zhuǎn)向組件包括杠桿70，它能夠繞平行于z軸的軸72旋轉(zhuǎn)。杠桿70包括兩個滑輪74、76，線54和56分別繞滑輪74、76經(jīng)過。在經(jīng)過其相應的滑輪后，線54和56穿越相應的阻擋件78、80，然后在其末端82、84連接到彈簧86和88。在以圖解44和50示出的未撓曲狀態(tài)下，探針22內(nèi)線54和56的長度(即從操縱器40的遠端90延伸出來的長度)大致相等，以使得遠端28不偏離y軸。在未撓曲狀態(tài)下，末端82和84緊靠其相應的阻擋件78和80。如圖解42和48所示，遠端28已向左撓曲。左撓曲通過杠桿70從系統(tǒng)的未撓曲狀態(tài)逆時針旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)導致探針22內(nèi)線54的長度(即從末端90至末端28的長度)比未撓曲狀態(tài)下短，因為末端82保持與阻擋件78接觸。逆時針旋轉(zhuǎn)導致滑輪76朝遠端90移動，從而使探針22內(nèi)線56的長度比未撓曲狀態(tài)下長。(滑輪76的移動也使彈簧88收縮線56，從而使得末端84從其阻擋件80移開。)探針22內(nèi)線54的長度縮短和線56的長度延長的組合導致遠端28向左撓曲。
圖解46和52示出向右撓曲的遠端28，這由杠桿70從系統(tǒng)的未撓曲狀態(tài)順時針旋轉(zhuǎn)引起。杠桿旋轉(zhuǎn)導致在探針22內(nèi)線54的長度延長和線56的長度縮短。兩種長度變化的組合導致遠端28向右撓曲。圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例示出組裝狀態(tài)下的操縱器40的示意圖。在組裝狀態(tài)下，操縱器的內(nèi)部元件通常被封閉在殼體92中，使得元件不會暴露在外。另外，將控件94固定地連接到杠桿70，使得軸72為控件和杠桿所共用。控件94位于殼體92上方。操作者26抓住殼體92,并通過推(或拉)控件94的末端觸覺控制元件96或98旋轉(zhuǎn)杠桿70。圖解91示出未撓曲狀態(tài)下的遠端28，而圖解93和95示出撓曲狀態(tài)下的遠端。因此，如圖解93所示，使控件94繞軸72沿箭頭97所示方向旋轉(zhuǎn)將使遠端28向左撓曲。如圖解95所示，使控件94繞軸72沿箭頭99所示方向旋轉(zhuǎn)將使遠端向右撓曲。從操作者的視角向下看操縱器，即操作者位于紙平面上方，則按此視圖中箭頭97所示方向(即逆時針)旋轉(zhuǎn)控件94將使遠端向左撓曲。相似地，按此視圖中箭頭99所示方向(即順時針)旋轉(zhuǎn)控件94將使遠端向右撓曲。
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圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例示出組裝狀態(tài)下并從圖4的取向旋轉(zhuǎn)的操縱器40的示意圖。通常，當操作者26通過操縱器40操作探針22時，操作者可旋轉(zhuǎn)操縱器，例如繞y軸旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)通常不會引起探針22的相應旋轉(zhuǎn)，而是產(chǎn)生探針的扭轉(zhuǎn)。圖解111、113和115分別對應于圖解91、93和95(圖4)，并且示出繞y軸旋轉(zhuǎn)大約180°的操縱器。在這種情況下，控件94位于殼體92下方。如圖解115所示，在此視圖中箭頭99現(xiàn)在表明控件94需要逆時針旋轉(zhuǎn)，以使遠端向右撓曲。相似地，如圖解113所示，在此視圖中箭頭97現(xiàn)在表明控件94需要順時針旋轉(zhuǎn)，以使遠端向左撓曲。比較圖4和圖5中示出的情況，顯而易見的是，操縱器40的旋轉(zhuǎn)可能會使操作者在控件94的左右元件的旋轉(zhuǎn)所導致的遠端的撓曲方向方面產(chǎn)生混淆。本發(fā)明的實施例通過使控制元件能夠在觸覺上彼此區(qū)分來消除這種混淆。換句話講，操作者26能夠通過觸摸元件并通過從觸覺上感知元件的不同來區(qū)分元件。因而操作者能夠僅通過觸摸識別每個元件。以舉例的方式，假定元件96具有嵌入元件邊緣的凹槽100和從元件邊緣突出的隆起102。如圖4和圖5中的圖解所示，元件96中的凹槽100具有比隆起102更大的y值。同樣以舉例的方式，假定元件98具有嵌入元件邊緣的凹槽104和從元件邊緣突出的隆起106。如圖解中所示，元件98中的凹槽104具有比隆起106更小的y值。兩個控制元件中凹槽和隆起的不同布置方式在操作者26感覺或觸摸元件時為操作者提供不同的觸覺反饋。通常，元件96和98通過布置使元件的形狀不同而實現(xiàn)觸覺上的區(qū)分，如上述例子中所述以及圖4和圖5中所示。又如，一個觸覺控制元件可具有光滑的連續(xù)彎曲邊緣，且無銳角，而另一個觸覺控制元件可具有不連續(xù)的光滑彎曲邊緣，且具有至少一個銳角。使操作者26能夠基于觸摸或感覺區(qū)分兩個元件的元件形狀上的其他差別對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。此類差別包括但不限于元件具有全等形狀但是取向不同，以使得操作者26在觸摸元件時能感知到該不同取向。在一些實施例中，兩個元件間的觸覺差別可包括使元件的表面不同。例如,元件96的表面可形成為光滑表面，而元件98的表面可為粗糙的。在這種情況下，兩個元件的形狀和取向可以相同，并且兩個元件間的觸覺差別可通過選擇使表面的一個或多個特性(諸如表面的粗糙度、彈性和/或?qū)嵝?不同而實現(xiàn)，以使得操作者能夠在觸摸表面時察覺到該差別。在一些實施例中，兩個元件的形狀和表面可不同。在一些實施例中，與形成能夠在觸覺上區(qū)分的元件96和98 —樣，元件被構(gòu)造成使得它們能夠在視覺上區(qū)分。例如，元件96可使其表面至少部分呈藍色，而元件98可使其表面至少部分呈黃色。在一些實施例中，元件間的視覺差別可通過選擇使元件的可視特性而非顏色不同(諸如使一個元件透明而另一個元件不透明)來實現(xiàn)。在一些實施例中，兩個元件間的觸覺差別被構(gòu)造成通過2重旋轉(zhuǎn)對稱性而相關(guān)聯(lián)。這種構(gòu)造在圖4和圖5中示出，它們示出控件94具有繞軸72的2重旋轉(zhuǎn)對稱性。具有這種2重對稱性，每個控制元件內(nèi)的觸覺差別關(guān)系可用作遠端撓曲的“全局”指令。例如，如圖中所示，隆起和凹槽間的觸覺差別關(guān)系意味著采取“將隆起朝凹槽旋轉(zhuǎn)”的指示將使遠端28向右撓曲，而無論操縱器如何取向。就方便記憶而言可將這種全局指令提供給操作者。例如，如果凹槽100和104被稱為小坑，并且如果隆起102和106被稱為小包，那么助
記指示“將小包(隆起)朝小坑(凹槽)旋轉(zhuǎn)以向右撓曲頂端”無論操縱器的取向如何并且無論考慮哪個控制元件都適用。圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖形符號的示意圖。通常，將心臟30內(nèi)遠端28的位置和取向使用相應的圖像28'和30'顯示在屏幕39上。另外，可將代表遠端狀態(tài)(即它為撓曲的還是未撓曲的)的圖形符號顯示在屏幕上，以便幫助操作者操縱探針及其末端。圖形符號為操作者提供對操作者使用操縱器40所產(chǎn)生的末端28的撓曲或未撓曲狀態(tài)的視覺確認。圖解120、122和124示出在遠端分別向左撓曲、未撓曲和向右撓曲的情況下顯示在屏幕39上的符號126、128和130。具有符號126的圖解120對應于圖解113和93 ;具有符號128的圖解122對應于圖解111和91 ;以及具有符號130的圖解124對應于圖解115和95 (圖4和圖5)。就控件94的觸覺控制元件具有可視特性的實施例而言，可將相應的可視特性應用于符號126、128和130。例如，如果元件96的至少部分呈藍色，則符號130可呈藍色；并且如果元件98的至少部分呈黃色，則符號126可呈黃色。作為另外一種選擇或除此之外，應用到符號126、128和130的相應可視特性可包括其他應用于上述符號的視覺性質(zhì)，諸如不同類型的陰影，如圖6中示例性示出。上文的描述已假定探針操縱器具有一個用于使探針撓曲的控件，該控件具有單獨的可形成為單個集成控件的一部分的觸覺控制元件。應當理解，這是探針操縱器的一個例子，并且其他操縱器可具有彼此分離以及不形成為單個集成控件的一部分的觸覺控制元件。也應當理解，根據(jù)本發(fā)明實施例的探針操縱器無需具有上文示例性示出的大致平面形式，而是可以包括其他幾何形式，諸如軌跡球或操縱桿。所有此類操縱器均包括本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此應意識到，上述實施例均以舉例方式舉出，并且本發(fā)明不受上文特別顯示和描述的內(nèi)容限制。相反，本發(fā)明的范圍包括上述各種特征的組合和亞組合以及它們的變型形式和修改形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀上面的描述時將會想到所述變型形式和修改形式，并且所述變型形式和修改形式在現(xiàn)有技術(shù)中未公開。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括 探針，所述探針包括近端和能夠在第一方向和第二方向上撓曲的遠端；以及 探針操縱器，所述探針操縱器耦合到所述探針的所述近端并包括第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件，所述第一觸覺控制元件和第二 觸覺控制元件能夠由所述探針的使用者操作以使所述遠端分別在所述第一方向和第二方向上撓曲，并且所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件能夠通過觸覺彼此區(qū)分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一形狀和第二形狀，其中所述第一形狀和第二形狀彼此不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一全等形狀和第二全等形狀，其中所述第一形狀和第二形狀取向不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有能夠通過觸覺彼此區(qū)分的相應表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還包括被構(gòu)造成響應所述遠端在所述第一方向和所述第二方向上的撓曲而顯示相應不同圖形符號的屏幕。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性，并且其中所述相應的圖形符號包括所述相應的可視特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述屏幕被構(gòu)造成響應所述遠端處于未撓曲狀態(tài)而顯示另一個圖形符號。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件通過2重旋轉(zhuǎn)對稱性而相關(guān)聯(lián)。
10.一種方法，包括 構(gòu)造探針，所述探針包括近端和能夠在第一方向和第二方向上撓曲的遠端；以及 將探針操縱器耦合到所述探針的所述近端，所述操縱器包括第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件，所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件能夠由所述探針的使用者操作以使所述遠端分別在所述第一方向和第二方向上撓曲，并且所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件能夠通過觸覺彼此區(qū)分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一形狀和第二形狀，其中所述第一形狀和第二形狀彼此不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有相應的第一全等形狀和第二全等形狀，其中所述第一形狀和第二形狀取向不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件具有能夠通過觸覺彼此區(qū)分的相應表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，并且其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括響應所述遠端在所述第一方向和所述第二方向上的撓曲而顯示相應的不同圖形符號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件被構(gòu)造成具有相應的彼此不同的可視特性，并且其中所述相應的圖形符號包括所述相應的可視特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括響應所述遠端處于未撓曲狀態(tài)而顯示另一個圖形符號。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件通過2重旋轉(zhuǎn)對稱性而相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于指示導管撓曲的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種裝置，所述裝置由探針組成，所述探針具有近端和能夠在第一方向和第二方向上撓曲的遠端。所述裝置包括探針操縱器，所述探針操縱器耦合到所述探針的所述近端并具有第一觸覺控制元件和第二觸覺控制元件。所述元件能夠由所述探針的使用者操作，以使所述遠端分別在所述第一方向和第二方向上撓曲，并且所述元件能夠通過觸覺彼此區(qū)分。
文檔編號A61M25/00GK102872519SQ20121024458
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者D.M.路德溫 申請人:韋伯斯特生物官能(以色列)有限公司