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技術 細長可撓性医療機器を案内するロボット化モジュール

出願人 ロボキャス
発明者 ドゥブッフ,セバスチャンフルニエ,ブルーノマリニエ,ジェイクスワリ,イネスベンクトゥ,フィリップドゥストルベク,ファビアン
出願日 2015年6月12日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2016-572660
公開日 2017年9月14日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2017-526397
状態 特許登録済
技術分野 マニプレータ 内視鏡 媒体導出入付与装置 手術・診断のための補助具
主要キーワード 両作動部材 剛性接続 作動モジュール 作動配置 長手方向軸周り 垂直並進 速度段階 水平並進
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課題・解決手段

細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールは、作動配置状態または自由配置状態の一対(33)の作動部材(24、24’)を備える。一対(33)の作動部材(24、24’)は、第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。制御部材(18、11)は、作動配置状態の場合に作動部材(24、24’)を第1の位置から第2の位置まで動かし、自由配置状態の場合には第2の位置から第1の位置まで動かすように、繰り返し周期的に作用する。

概要

背景

カテーテルまたはガイド患者手動で挿入することは、比較的慣用と認められた外科的行為である。ただし、この行為は、X線を用いてモニタリングするため、この行為を行う外科医は、多くの患者にこのような手術を行うことにより、かなりの放射線を浴びることになる。

外科医に対するリスクを低減するため、このような挿入をロボットで行う試みがなされている。このようなロボット化は、カテーテルの把持が難しいために複雑である。カテーテルは、保存液に浸漬して、無菌を保つ必要がある。さらに、カテーテルの並進および回転移動を交互および/または同時に制御できるのが望ましい。信頼性がこのようなロボット化システム決定基準である。

近年、米国特許第7,927,310号は、カテーテルの並進および回転の両者を管理する作動システムを提案している。カテーテルは、基部に対して回転作動されるように回転プレート上に保持されている。プレート自体は、並進作動の機構具備する。さらに、スタンドに固定された遠隔モータおよび移動をカテーテルに伝達するシステムが用いられる。具体的に、モータは、電源利用可能な空間、および無菌性の理由から、埋め込まれていないのが好ましい。

概要

細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールは、作動配置状態または自由配置状態の一対(33)の作動部材(24、24’)を備える。一対(33)の作動部材(24、24’)は、第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。制御部材(18、11)は、作動配置状態の場合に作動部材(24、24’)を第1の位置から第2の位置まで動かし、自由配置状態の場合には第2の位置から第1の位置まで動かすように、繰り返し周期的に作用する。e

目的

本発明は、細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールであって、
基部と、
作動面をそれぞれ有する一対の作動部材であって、当該一対の作動部材における作動部材の作動面が、作動対象の細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態と、当該一対の作動部材における作動部材の作動面が細長可撓性医療機器と係合しない自由配置状態とに交互に設定されるのに適し、当該一対の作動部材が、第1の位置と第2の位置との間で自由度に従って基部に対して移動可能に搭載された、一対の作動部材と、
作動配置状態において、一対の作動部材における作動部材の基部に対する第1の位置から第2の位置までの移動を行って、それにより基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることと、自由配置状態において、基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることなく一対の作動部材における作動部材の基部に対する第2の位置から第1の位置までの移動を行うことを繰り返し周期的に制御するのに適した制御部材と、
を備えた、ロボット化モジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールであって、基部(132)と、作動面(34、34’)をそれぞれ有する一対(33)の作動部材(24、24’)であって、当該一対(33)の作動部材(24、24’)における作動部材(24、24’)の前記作動面(34、34’)が、作動対象の前記細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態と、当該一対(33)の作動部材(24、24’)における作動部材(24、24’)の前記作動面(34、34’)が前記細長可撓性医療機器と係合しない自由配置状態とに交互に設定されるのに適し、当該一対(33)の作動部材(24、24’)が、第1の位置と第2の位置との間で自由度に従って前記基部(132)に対して移動可能に搭載された、一対(33)の作動部材(24、24’)と、前記作動配置状態において、前記一対(33)の作動部材(24、24’)における作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第1の位置から前記第2の位置までの移動を行って、それにより前記基部(132)に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることと、前記自由配置状態において、前記基部に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることなく前記一対(33)の作動部材(24、24’)における作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第2の位置から前記第1の位置までの移動を行うこととを繰り返し周期的に制御するのに適した制御部材(18、11)と、を備えた、ロボット化モジュール。

請求項2

前記作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第1の位置から前記第2の位置までの前記移動が、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)と平行な方向に沿った前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Z)に沿った反対方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Z)に沿った同じ方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Y)に沿った同じ方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、の組み合わせを含む、請求項1に記載のロボット化モジュール。

請求項3

前記組み合わせの1項、2項、または3項が、ゼロである、請求項2に記載のロボット化モジュール。

請求項4

前記第1の位置と前記第2の位置との間の前記自由度が、第1の自由度であり、前記一対(33)の作動部材(24、24’)が、前記第1の自由度と異なる前記第1の位置と第3の位置との間で第2の自由度にも従って、前記基部(132)に対して移動可能に搭載されており、前記制御部材(18、11)が、前記作動配置状態において、前記作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第1の位置から前記第3の位置までの移動を行って、それにより前記基部(132)に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることと、前記自由配置状態において、前記基部(132)に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることなく前記作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第3の位置から前記第1の位置までの移動を行うこととを繰り返し周期的に制御するのに適した、請求項1に記載のロボット化モジュール。

請求項5

前記作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第1の位置から前記第2の位置までの前記移動および前記作動部材(24、24’)の前記基部(132)に対する前記第1の位置から前記第3の位置までの前記移動が、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)と平行な方向に沿った前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Z)に沿った反対方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Z)に沿った同じ方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Y)に沿った同じ方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の並進と、による2つの異なる組み合わせを含む、請求項4に記載のロボット化モジュール。

請求項6

前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)に直交する方向(Z)に沿った反対方向の前記基部(132)に対する前記作動部材(24、24’)の前記並進が、前記細長可撓性医療機器の局所長手方向(X)周りに前記細長可撓性医療機器を前記作動面(34、34’)上で転がし得るのに適した、請求項3〜5のいずれか一項に記載のロボット化作動モジュール

請求項7

前記一対(33)の作動部材(24、24’)が、前記基部(132)に対する当該作動部材(24、24’)の相対移動による前記自由配置状態から前記作動配置状態への設定に適した、請求項1〜6の一項に記載のロボット化作動モジュール。

請求項8

前記第1の位置および前記第2の位置が、第1の自由度を規定しており、前記一対の作動部材が、前記自由配置状態から前記作動配置状態までの第3の自由度にも従って、前記基部に対して移動可能に搭載された、請求項7に記載のロボット化作動モジュール。

請求項9

前記基部(132)が、第1の基部であり、前記一対(33)の作動部材(24、24’)が、第1の一対の作動部材であり、前記ロボット化作動モジュールが、第2の基部(132’)と、作動面(34’’、34’’’)をそれぞれ有する第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)であって、当該第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)の当該作動部材(24’’、24’’’)の前記作動面(34’’、34’’’)が、作動対象の前記細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態と当該第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)における作動部材(24’’、24’’’)の前記作動面(34’’、34’’’)が前記細長可撓性医療機器と係合しない自由配置状態とに交互に設定されるのに適し、当該第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)が、第1の位置と第2の位置との間で自由度に従って、前記第2の基部(132’)に対して移動可能に搭載された、第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)と、をさらに備え、前記制御部材(18、11)が、前記作動配置状態において、前記第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)における作動部材(24’’、24’’’)の前記基部(132’)に対する前記第1の位置から前記第2の位置までの移動を行って、それにより前記第2の基部(132’)に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることと、前記自由配置状態において、前記第2の基部(132’)に対して前記細長可撓性医療機器を作動させることなく前記第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)の前記作動部材(24’’、24’’’)の前記第2の基部(132’)に対する前記第2の位置から前記第1の位置までの移動を行うこととを繰り返し周期的に制御するのにさらに適した、請求項1〜8のいずれか一項に記載のロボット化作動モジュール。

請求項10

前記第1の基部(132)および前記第2の基部(132’)が、剛性接続または共通である、請求項9に記載のロボット化作動モジュール。

請求項11

前記制御部材(18、11)が、前記第1の一対および前記第2の一対の作動部材の移動を同期して制御するのに適した、請求項9または10に記載のロボット化作動モジュール。

請求項12

前記制御部材(18、11)が、前記第1の一対および前記第2の一対の作動部材を同時に前記作動配置状態に設定するのに適した、請求項11に記載のロボット化作動モジュール。

請求項13

前記制御部材(18、11)が、前記第1の一対および前記第2の一対の作動部材を同時に前記自由配置状態に設定するのに適した、請求項11または12に記載のロボット化作動モジュール。

請求項14

前記制御部材(18、11)が、前記第1の一対および前記第2の一対の作動部材を同時に、ある場合には前記作動配置状態に、その他の場合には前記自由配置状態に設定するのに適した、請求項11または12に記載のロボット化作動モジュール。

請求項15

前記第2の一対(33’)の作動部材(24’’、24’’’)が、請求項2〜8のいずれか一項に記載の特徴を有する、請求項9〜14のいずれかに記載のロボット化作動モジュール。

請求項16

前記制御部材(11)が、オフセットしたことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載のロボット化作動モジュール。

請求項17

請求項1〜16のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、可動要素(15’、15’’)を作動させる部材(24、24’)の基部ブロック(640)と、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)との3つの界面(612、622、632)をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向(Y、X、Z)に沿って前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)をそれぞれ制御する3つのアクチュエータ(610、620、630)と、を備えた移動伝達チェーンを備え、前記3つの界面(612、622、632)の中間表面領域の交線が、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)の中央領域に位置付けられたことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項18

請求項17に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記3つの界面(612、622、632)が、実質的に平面であり、前記3つの界面(612、622、632)が、互いに直交しており、前記3つの界面(612、622、632)が、互いに連動したことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項19

請求項1〜16のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、可動要素(15’、15’’)を作動させる部材(24、24’)の基部ブロック(640)と、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)との3つの界面(612、622、632)をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向(Y、X、Z)に沿って前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)をそれぞれ制御する3つのアクチュエータ(610、620、630)と、を備えた移動伝達チェーンを備え、前記3つの界面(612、622、632)が、実質的に平面であり、前記3つの界面(612、622、632)が、互いに直交しており、前記3つの界面(612、622、632)が、互いに連動したことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項20

前記3つの並進方向(Y、X、Z)が、互いに直交したことを特徴とする、請求項17〜19のいずれか一項に記載の移動伝達チェーン。

請求項21

請求項17〜20のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記3つの界面(612、622、632)が、前記3つのアクチュエータ(610、620、630)の推力をそれぞれ伝達する加圧プレート(612、622、632)であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項22

前記第1のプレート(612)が、前記第2のプレート(622)および前記第3のプレート(632)がそれぞれ横切る2つの相互に直交する開口(613、614)を備えており、前記第2のプレート(622)が、前記第3のプレート(632)が横切る開口(623)を備え、前記第2のプレート(622)の前記開口が、前記第1のプレート(612)の前記2つの開口(613、614)に直交しており、前記第1のプレート(612)および前記第2のプレート(622)のいずれも、前記第3のプレート(632)を横切らないことを特徴とする、請求項20に記載の移動伝達チェーン。

請求項23

請求項22に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記開口(613、614、623)がそれぞれ、横切る前記プレート(622、632、632)の隙間を与え、この隙間が、前記開口(613、614、623)を横切る前記プレート(622、632、632)の前記アクチュエータ(620、630、630)のストロークに対応するとともに、前記開口(613、614、623)を横切る前記プレート(622、632、632)の厚さよりも大きいことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項24

請求項21〜23のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、各プレート(612、622、632)が、その他2つのプレートの交線から成る線と平行な方向(X、Y、Z)に沿って並進移動可能であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項25

請求項21〜24のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、各プレート(612、622、632)が、前記アクチュエータ(610、620、630)の推力軸(Y、X、Z)に関する2つの対称バー(611、621、631)、好ましくは前記アクチュエータ(610、620、630)の推力軸(Y、X、Z)に関する4つの対称バー(611、621、631)により前記アクチュエータ(610、620、630)に接続されたことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項26

請求項17〜25のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)が、前記界面(612、622、632)のうちの1つの動きによって、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)の同じ動きが自動的に作動するように、前記界面(612、622、632)それぞれに固定されたことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項27

請求項17〜26のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)が、前記3つの界面(612、622、632)が内部に位置付けられた立方体(640)であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項28

請求項27に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(640)が、前記界面(612、622、632)周りに組み立てられた8つの小さな立方体(641)のアセンブリの結果としての立方体(640)であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項29

請求項28および請求項21〜25のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、各プレート(612、622、632)が、一方側の4つの小さな立方体(641)と他方側の4つの小さな立方体(641)との間に留めされたことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項30

請求項17〜29のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記中央領域が、前記作動部材の前記基部ブロック(640)の重心であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項31

請求項17〜30のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記移動伝達チェーンが、前記作動部材(24、24’)により作動される可動要素を備えたことを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項32

請求項31に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、前記可動要素(15’、15’’)が、カテーテル(15’)またはカテーテルガイド(15’’)であり、前記作動部材(24、24’)が、締め付け部材(24、24’)、カテーテル(15’)、またはカテーテルガイド(15’’)であることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項33

少なくとも、一対の作動部材を制御するアクチュエータ(711、741)と、前記一対の作動部材の当該2つの作動部材間の距離を実質的に一定に保って、細長可撓性医療機器が前記一対の作動部材の当該2つの作動部材間に配置されている場合に、前記機器自体を回転させつつ、前記アクチュエータ(711、741)の動きを前記一対の作動部材に伝達して、前記一対の作動部材の当該2つの作動部材を反対方向に並進させる中間部と、をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜32のいずれか一項に記載のロボット化作動モジュール。

請求項34

前記中間部が、第1の方向(H)に沿った前記アクチュエータ(711、741)の並進を前記第1の方向(H)に直交する第2の方向(V)に沿った前記2つの作動部材の反対方向の2つの並進に変換するロッカーであることを特徴とする、請求項33に記載のロボット化作動モジュール。

請求項35

前記ロッカーが、前記アクチュエータに接続され、反対方向に傾斜した2つの長穴(701、702)を有するプレート(700)を備えており、前記作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つのつまみ(703、704)が摺動するとともに、前記長穴(701、702)の傾斜が、前記第2の方向(V)よりも前記第1の方向(H)に近いことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項36

前記ロッカーが、前記アクチュエータに接続され、反対方向に傾斜した2つの長穴(701、702)を有するプレート(700)を備えており、前記作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つのローラー(707、708、709、710)が摺動するとともに、前記長穴(701、702)の傾斜が、前記第2の方向(V)よりも前記第1の方向(H)に近いことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項37

前記ロッカーが、前記アクチュエータ(711)に接続され、反対方向に傾斜した2つの斜行レール(714、715)を有するプレート(716)を備えており、前記作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つの摺動部(714’、715’)が摺動するとともに、前記レール(714、715)の傾斜が、前記第2の方向(V)よりも前記第1の方向(H)に近いことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項38

前記2つのレール(714、715)が、前記第1の方向(H)および前記第2の方向(V)により形成された平面と平行な同じ平面にあることを特徴とする、請求項37に記載のロボット化作動モジュール。

請求項39

前記2つのレール(723、724)が、前記第1の方向(H)および前記第2の方向(V)により形成された平面と垂直な2つの異なる平面にあることを特徴とする、請求項37に記載のロボット化作動モジュール。

請求項40

前記ロッカーが、軸(740)周りに枢動するとともに、前記アクチュエータに接続され、同じ方向に傾斜した3つの長穴(734、735、736)を有するプレート(730)を備えており、前記アクチュエータおよび前記作動部材にそれぞれ接続された少なくとも3つのつまみ(737、738、739)または3つのローラーが摺動するとともに、前記長穴(734、735、736)の傾斜が、前記第2の方向(V)よりも前記第1の方向(H)に近く、前記長穴のうちの2つ(735、736)が、前記枢軸(740)に関して対称に配置されるとともに前記2つの作動部材にそれぞれ接続された前記つまみ(738、739)または前記ローラーを受容し、前記第3の長穴(734)が、前記2つの長穴(735、736)よりも前記枢軸(740)から遠くに配置され、前記作動部材に接続されるとともに、前記アクチュエータに接続された前記つまみ(737)または前記ローラーを受容したことを特徴とする、請求項33に記載のロボット化作動モジュール。

請求項41

前記ロッカーが、前記アクチュエータ(741)に接続され、2つの接続ロッド(743、744)およびL字状クランクシャフト(748、749)のシステムを有するプレート(751)を備えており、前記2つのL字状クランクシャフト(748、749)が、反対方向に配向しており、前記クランクシャフト(748、749)のLの小さな部分が実質的に第1の方向(H)に沿い、前記クランクシャフト(748、749)のLの大きな部分が実質的に前記第2の方向(V)に沿ったことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項42

前記ロッカーが、一方側が前記アクチュエータに接続され、他方側が接続ロッド(753)の第1の端部(762)に接続されたプレート(752)を備えており、前記接続ロッド(753)の第2の端部(763)が、中心(755)で枢動するバー(754)の第1の端部に位置付けられた第1の長穴(758)において中心(760)で摺動する第1のロッド(756)の第1の端部(763)に接続されるとともに、前記接続ロッド(753)の第2の端部が、第2の長穴(759)を有しており、第2のロッド(757)の中心(761)が摺動するとともに、前記長穴(758、759)が前記バー(754)と平行であり、前記2つのロッド(756、757)の第2の端部(764、765)が前記作動部材にそれぞれ接続されたことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項43

前記ロッカーが、前記アクチュエータに接続され、前記第1の方向(H)に沿った第1のラック(771)と、前記作動部材にそれぞれ接続されるとともに前記第2の方向(V)に沿い、歯付き部分が互いに向き合った2つの第2のラック(772、773)と、前記第1のラック(771)と前記2つの第2のラック(772、773)との間にそれぞれ位置付けられた2つのギアシステムと、を有するプレート(770)を備えており、前記ギアシステムがそれぞれ、前記第1のラック(771)と係合した大きなギア(776、777)および前記第2のラック(772、773)の一方と係合した小さなギア(774、775)を備えたことを特徴とする、請求項34に記載のロボット化作動モジュール。

請求項44

容器(14)と、前記容器(14)に少なくとも一部が含まれた細長可撓性医療機器(15、15’、15’’)と、前記容器(14)に取り付けられ、前記容器(14)の外側に前記細長可撓性医療機器(15、15’、15’’)を作動させるのに適した請求項1〜43のいずれか一項に記載のロボット化作動モジュール(16)とを備えた、動脈造影ロボット

請求項45

請求項1〜43のいずれか一項に記載のロボット化モジュールの一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)を制御することによって、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法であり、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を並進(T)移動させる第1の動作モードと、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を回転させる第2の動作モードと、を含む、ロボット化方法において、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項46

前記第3の動作モードにおいて、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が、マンマシンインターフェースの制御の変動に従って、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に自動回転させることを特徴とする、請求項45に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項47

前記第3の動作モードにおいて、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が、マンマシンインターフェースの制御の変動に従って、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に自動回転させ、前記交互回転頻度が、前記並進の速度に比例したことを特徴とする、請求項46に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項48

請求項1〜43のいずれか一項に記載のロボット化モジュールの一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)を制御することによって、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法であり、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)がマンマシンインターフェースの制御の変動に従って前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を並進(T)移動させる第1の動作モードと、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)がマンマシンインターフェースの制御の変動に従って前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を回転させる第2の動作モードと、を含む、ロボット化方法において、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)がマンマシンインターフェースの制御の変動に従って、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項49

請求項1〜43のいずれか一項に記載のロボット化モジュールの一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)を制御することによって、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法であり、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を自動的に並進(T)移動させる第1の動作モードと、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を自動的に回転させる第2の動作モードと、を含む、ロボット化方法において、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を自動的かつ同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項50

前記第3の動作モードにおいて、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を一方向および他方向に交互に回転させ、前記交互回転の頻度と前記並進の速度との間の比が、当該方法のユーザにより調整可能であることを特徴とする、請求項45〜49のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項51

前記第3の動作モードにおいて、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)の並進(T)搬送が、前記第1の動作モードよりも遅い一方、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体の交互回転(R)が、第2の動作モードにおける前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体の回転(R)よりも速いことを特徴とする、請求項45〜50のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項52

前記ガイド(15’’)が、湾曲端部(15’’a)を有するワイヤであり、前記湾曲端部(15’’a)が、前記第3の動作モードにおいてワイヤ軸周りに回転しつつ、前記ワイヤと平行な方向に沿って進行することを特徴とする、請求項45〜51のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項53

前記ガイド(15’’)の前記湾曲端部(15’’a)が、当該湾曲端部(15’’a)の長さに対応する距離だけ進行しつつ、回転(R)の方向が少なくとも2回、好ましくは回転(R)の方向が少なくとも4回、より好ましくは回転(R)の方向が少なくとも10回変化することを特徴とする、請求項52に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項54

前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)が、5mmの長さに対応する距離だけ進行しつつ、回転(R)の方向が少なくとも2回、好ましくは回転(R)の方向が少なくとも4回、より好ましくは回転(R)の方向が少なくとも10回変化することを特徴とする、請求項45〜53のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項55

前記第3の動作モードにおいて、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)の回転(R)の方向の変化の頻度が、少なくとも1Hz、好ましくは少なくとも3Hz、より好ましくは少なくとも10Hzであることを特徴とする、請求項43〜54のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項56

前記第3の動作モードにおいて、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)の並進(T)の速度が、高々10mm/s、好ましくは高々3mm/s、より好ましくは高々1mm/sであることを特徴とする、請求項45〜55のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項57

前記第3の動作モードが、人体血流系における特定の分岐領域の通過に用いられることを特徴とする、請求項45〜56のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項58

前記第3の動作モードが、人体の血流系における特定の病変領域の通過に用いられることを特徴とする、請求項45〜57のいずれか一項に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項59

請求項1〜43のいずれか一項に記載のロボット化モジュールの一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)を制御することによって、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法であり、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を並進(T)移動させる第1の動作モードと、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を回転させる第2の動作モードと、を含む、ロボット化方法において、前記一組の作動部材(24、24’、24’’、24’’’)が前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)を同時に並進(T)移動させるとともに、前記ガイド(15’’)および/または前記カテーテル(15’)自体を常に同じ方向に回転させた後、この回転を停止する第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項60

前記第3の動作モードにおいて、前記回転が、前記停止よりも短時間だけ持続することを特徴とする、請求項59に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項61

前記第3の動作モードにおいて、前記回転が、0.05s〜0.2s、好ましくは約0.1sだけ持続し、前記停止が、0.3s〜1s、好ましくは約0.5sだけ持続し、前記並進の速度が、1mm/s〜5mm/s、好ましくは約3mm/sに等しいことを特徴とする、請求項60に記載のカテーテル(15’)もしくはガイド(15’’)またはカテーテル(15’)およびガイド(15’’)を作動させるロボット化方法。

請求項62

請求項1〜16のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、細長可撓性医療機器(15’、15’’)を作動させる部材(24、24’)の基部ブロック(60または640)と、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(60または640)との2つの界面(61、62、63、612、622、632)をそれぞれ介して、2つの相互に異なる並進方向(Y、X、Z)に沿って前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(60または640)をそれぞれ制御する2つのアクチュエータ(26x、26y、26zまたは610、620、630)と、を備えた移動伝達チェーンを備え、前記2つの界面(61、62、63、612、622、632)がそれぞれ、その他の界面(61、62、63、612、622、632)と関連付けられた方向(Y、X、Z)において、前記アクチュエータ(26x、26y、26zまたは610、620、630)に対する前記基部ブロック(60または640)の自由移動を可能にすることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項63

請求項1〜16のいずれか一項に記載の細長可撓性医療機器の形態の可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、細長可撓性医療機器(15’、15’’)を作動させる部材(24、24’)の基部ブロック(60または640)と、前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(60または640)との3つの界面(61、62、63、612、622、632)をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向(Y、X、Z)に沿って前記作動部材(24、24’)の前記基部ブロック(60または640)をそれぞれ制御する3つのアクチュエータ(26x、26y、26zまたは610、620、630)と、を備えた移動伝達チェーンを備え、前記3つの界面(61、62、63、612、622、632)がそれぞれ、その他2つの界面(61、62、63、612、622、632)とそれぞれ関連付けられた2つの方向(Y、X、Z)において、前記アクチュエータ(26x、26y、26zまたは610、620、630)に対する前記基部ブロック(60または640)の自由移動を可能にすることを特徴とする、ロボット化モジュール。

請求項64

前記2つまたは3つの並進方向(Y、X、Z)が、互いに直交したことを特徴とする、請求項62または63に記載のロボット化モジュール。

請求項65

前記2つまたは3つの界面(61、62、63、612、622、632)のうちの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、さらに好ましくは3つが、前記基部ブロック(60または640)の内側に位置付けられたことを特徴とする、請求項62〜64のいずれか一項に記載のロボット化モジュール。

請求項66

前記基部ブロック(60または640)が、立方体形状であることを特徴とする、請求項62〜65のいずれか一項に記載のロボット化モジュール。

請求項67

前記界面(61、62、63、612、622、632)の材料が、十分に低い摩擦を有することにより、前記自由移動が完全に流体的であることを特徴とする、請求項62〜66のいずれか一項に記載のロボット化モジュール。

技術分野

0001

本発明は、細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールに関する。

背景技術

0002

カテーテルまたはガイド患者手動で挿入することは、比較的慣用と認められた外科的行為である。ただし、この行為は、X線を用いてモニタリングするため、この行為を行う外科医は、多くの患者にこのような手術を行うことにより、かなりの放射線を浴びることになる。

0003

外科医に対するリスクを低減するため、このような挿入をロボットで行う試みがなされている。このようなロボット化は、カテーテルの把持が難しいために複雑である。カテーテルは、保存液に浸漬して、無菌を保つ必要がある。さらに、カテーテルの並進および回転移動を交互および/または同時に制御できるのが望ましい。信頼性がこのようなロボット化システム決定基準である。

0004

近年、米国特許第7,927,310号は、カテーテルの並進および回転の両者を管理する作動システムを提案している。カテーテルは、基部に対して回転作動されるように回転プレート上に保持されている。プレート自体は、並進作動の機構具備する。さらに、スタンドに固定された遠隔モータおよび移動をカテーテルに伝達するシステムが用いられる。具体的に、モータは、電源利用可能な空間、および無菌性の理由から、埋め込まれていないのが好ましい。

発明が解決しようとする課題

0005

上記構成は十分であるものの、特に信頼性の向上を目的として、この種の機構を簡素化することが依然として望ましい。

課題を解決するための手段

0006

この目的のため、本発明は、細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールであって、
基部と、
作動面をそれぞれ有する一対の作動部材であって、当該一対の作動部材における作動部材の作動面が、作動対象の細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態と、当該一対の作動部材における作動部材の作動面が細長可撓性医療機器と係合しない自由配置状態とに交互に設定されるのに適し、当該一対の作動部材が、第1の位置と第2の位置との間で自由度に従って基部に対して移動可能に搭載された、一対の作動部材と、
作動配置状態において、一対の作動部材における作動部材の基部に対する第1の位置から第2の位置までの移動を行って、それにより基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることと、自由配置状態において、基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることなく一対の作動部材における作動部材の基部に対する第2の位置から第1の位置までの移動を行うことを繰り返し周期的に制御するのに適した制御部材と、
を備えた、ロボット化モジュールを提供する。

0007

制御部材は、遠隔であるのが好ましい。このため、単一の制御部材が制御室位置付けられ、手術室に位置付けられた制御部材が任意選択であるために省略可能な場合があってもよい。

0008

これらの規定により、長くて複雑な経路上であっても、ロボットの規模での単純な基本的移動を繰り返すことにより、細長可撓性医療機器を作動させることができる。これにより、ロボットは、カテーテルが追従することになる経路とは無関係に動作し得る。

0009

また、本発明の好適な実施形態においては、任意選択により、以下の規定のうちの任意の1つまたは複数を採用可能である。
作動部材の基部に対する第1の位置から第2の位置までの移動は、
細長可撓性医療機器の局所長手方向と平行な方向に沿った基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った反対方向の基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った同じ方向の基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った同じ方向の基部に対する作動部材の並進と、
の組み合わせを含む。
上記組み合わせの1項、2項、または3項は、ゼロである。
第1の位置と第2の位置との間の自由度は、第1の自由度であり、一対の作動部材は、第1の自由度と異なる第1の位置と第3の位置との間で第2の自由度にも従って、基部に対して移動可能に搭載されている。
制御部材は、作動配置状態において、作動部材の基部(132)に対する第1の位置から第3の位置までの移動を行って、それにより基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることと、自由配置状態において、基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることなく作動部材の基部に対する第3の位置から第1の位置までの移動を行うこととを繰り返し周期的に制御するのに適している。
作動部材の基部に対する第1の位置から第2の位置までの移動および作動部材の基部に対する第1の位置から第3の位置までの移動は、
細長可撓性医療機器の局所長手方向と平行な方向に沿った基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った反対方向の基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った同じ方向の基部に対する作動部材の並進と、
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った同じ方向の基部に対する作動部材の並進と、
による2つの異なる組み合わせを含む。
細長可撓性医療機器の局所長手方向に直交する方向に沿った反対方向の基部に対する作動部材の並進は、細長可撓性医療機器の局所長手方向周りに細長可撓性医療機器を作動面上で転がし得るのに適している。
一対の作動部材は、基部に対する当該作動部材の相対移動による自由配置状態から作動配置状態への設定に適している。
第1の位置および第2の位置は、第1の自由度を規定しており、一対の作動部材は、自由配置状態から作動配置状態までの第3の自由度にも従って、基部に対して移動可能に搭載されている。
基部が第1の基部であり、一対の作動部材が第1の一対の作動部材であり、このロボット化モジュールは、
第2の基部と、
作動面をそれぞれ有する第2の一対の作動部材であり、当該第2の一対の作動部材の当該作動部材の作動面が、作動対象の細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態および当該第2の一対の作動部材の当該作動部材の作動面が細長可撓性医療機器と係合しない自由配置状態に交互に設定されるのに適するとともに、第1の位置と第2の位置との間である自由度に従って、第2の基部に対して移動可能に搭載された、第2の一対の作動部材と、
をさらに備え、
制御部材が、作動配置状態において、第2の一対の作動部材の当該作動部材の基部に対する第1の位置から第2の位置までの移動を行って、第2の基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることと、自由配置状態において、第2の基部に対して細長可撓性医療機器を作動させることなく第2の一対の作動部材の当該作動部材の第2の基部に対する第2の位置から第1の位置までの移動を行うこととを繰り返し周期的に制御するのにさらに適している。
第1の基部および第2の基部は、剛性接続または共通である。
制御部材は、第1の一対および第2の一対の作動部材の移動を同期して制御するのに適している。
制御部材は、第1の一対および第2の一対の作動部材を同時に作動配置状態に設定するのに適している。
制御部材は、第1の一対および第2の一対の作動部材を同時に自由配置状態に設定するのに適している。
制御部材は、第1の一対および第2の一対の作動部材を同時に、ある場合には作動配置状態に、その他の場合には自由配置状態に設定するのに適している。
第2の一対の作動部材は、上記特性のいくつかを示す。

0010

別の態様において、本発明は、コンテナと、コンテナに少なくとも一部が含まれた細長可撓性医療機器と、コンテナに取り付けられ、コンテナの外側に細長可撓性医療機器を作動させるように構成されたロボット化作動モジュールとを有する、動脈造影ロボットに関する。

0011

さらに、米国特許第7,927,310号は、カテーテルの並進および回転の両者を管理する作動システムを提案している。カテーテルは、基部に対して回転作動されるように回転プレート上に保持されている。プレート自体は、並進作動の機構を具備する。さらに、スタンドに固定された遠隔モータおよび移動をカテーテルに伝達するシステムが用いられる。具体的に、モータは、電源、利用可能な空間、および無菌性の理由から、埋め込まれていないのが好ましい。

0012

したがって、上記構成は、カテーテルおよびカテーテルガイドが前方に並進可能な第1の動作モードを提案している。

0013

また、上記構成は、カテーテルおよびカテーテルガイド自体が同じ方向に回転可能な第2の動作モードを提案している。これは、時計回りまたは反時計回りとなるように選択された回転方向の場合に可能である。

0014

ただし、たとえば静脈または動脈分岐、実際のところは病変等、人体血液循環系の特定の通路においては、血管壁との接触または血管壁への引っ掛かりおよび損傷のリスク、実際のところは分岐での血管の誤りのリスクがあるため、カテーテルひいては事前のカテーテルガイドの通過が困難となる可能性がある。

0015

上記困難を軽減するため、本発明の一実施形態は、障害なく繊細な領域を通過できるようにカテーテルガイドの低速の並進が高速交互回転と関連付けられた第3の動作モードを追加することを提案している。高速の交互回転と関連付けられたこのような低速の並進は、ガイドのみ、カテーテルのみ、またはガイドおよびカテーテルの両者に適用可能である。ガイドおよびカテーテルの両者が作動されている場合であっても、この第3の動作モードをガイドのみまたはカテーテルのみに適用することができる。本発明のこの態様は、別個に請求することも可能である。

0016

この目的のため、本発明は、一組の作動部材を制御することによって、カテーテルもしくはガイドまたはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法であり、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテルを並進移動させる第1の動作モードと、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテル自体を回転させる第2の動作モードと、
を含む、ロボット化方法において、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテルを同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテルもしくはガイドまたはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法を提供する。

0017

また、この目的のため、本発明は、カテーテルまたはガイド、実際のところはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化モジュールであって、制御により上記いずれかの請求項に記載の方法を実行可能なように構造化および配置された一組の作動部材を備えた、ロボット化モジュールを提供する。

0018

また、この目的のため、本発明は、カテーテルまたはガイド、実際のところはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化モジュールであり、制御により、
第1の動作モードにおいて、ガイドおよび/またはカテーテルを並進移動でき、
第2の動作モードにおいて、ガイドおよび/またはカテーテルを並進移動できる、
ように構造化および配置された一組の作動部材を備えた、ロボット化モジュールにおいて、
一組の作動部材が、制御により、
第3の動作モードにおいて、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に回転させつつ、同時に前方に並進させ得るように構造化および配置されたことを特徴とする、ロボット化モジュールを提供する。

0019

また、本発明の好適な実施形態においては、任意選択により、以下の規定のうちの任意の1つまたは複数を採用可能である。

0020

第3の動作モードにおいて、一組の作動部材は、マンマシンインターフェースの制御の変動に従って、ガイドおよび/またはカテーテルを同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に自動回転させるのが好ましい。これにより、実施者にとってより人間工学的となり、また、カテーテルガイドの進歩に良い効果を与える一方、患者の血管壁に引っ掛かる危険が回避される。

0021

第3の動作モードにおいて、一組の作動部材は、マンマシンインターフェースの制御の変動に従って、ガイドおよび/またはカテーテルを同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に自動回転させ、交互回転の頻度が並進の速度に比例しているのが好ましい。

0022

実施者が最大限の自由を確保している好適な第1の実施形態においては、一組の作動部材を制御することによって、カテーテルまたはガイド、実際のところはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法であり、
一組の作動部材がマンマシンインターフェースの制御の変動に従ってガイドおよび/またはカテーテルを並進移動させる第1の動作モードと、
一組の作動部材がマンマシンインターフェースの制御の変動に従ってガイドおよび/またはカテーテル自体を回転させる第2の動作モードと、
を含む、ロボット化方法において、
一組の作動部材がマンマシンインターフェースの制御の変動に従って、ガイドおよび/またはカテーテルを同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテルもしくはガイドまたはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法が提供される。

0023

実施者の使いやすさが最適化された好適な第2の実施形態においては、一組の作動部材を制御することによって、カテーテルまたはガイド、実際のところはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法であり、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテルを自動的に並進移動させる第1の動作モードと、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテル自体を自動的に回転させる第2の動作モードと、
を含む、ロボット化方法において、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテルを自動的かつ同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に回転させる第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテルもしくはガイドまたはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法が提供される。

0024

第3の動作モードにおいて、一組の作動部材は、ガイドおよび/またはカテーテルを同時に並進移動させるとともに、ガイドおよび/またはカテーテル自体を一方向および他方向に交互に回転させ、交互回転の頻度と並進の速度との間の比が、この方法のユーザにより調整可能であるのが好ましい。これにより、ユーザの希望および熟練度に応じて、交互回転の頻度と並進の速度との間の比を適応可能である一方、任意選択により、ユーザが適当と判断した並進速度での困難に応じて、ユーザが自身のペース前進可能である。

0025

第3の動作モードにおいては、ガイドおよび/またはカテーテルの前方への並進が第1の動作モードよりも遅い一方、ガイドおよび/またはカテーテル自体の交互回転が第2の動作モードにおけるガイドおよび/またはカテーテル自体の回転よりも速いのが好ましい。このため、並進の低速化を交互回転の高頻度化と合わせることにより、カテーテルのガイドが進行するミリメートル当たり追加エネルギー消費に相当する代償を払っても、繊細領域の通過がより効果的となる。

0026

ガイドは、湾曲先端を有するワイヤであり、湾曲先端は、第3の動作モードにおいてワイヤ軸周りに回転しつつ、ワイヤと平行な方向に沿って前進するのが好ましい。このため、ワイヤの湾曲先端は、適当な配向によって、カテーテルのガイドを正しい方向に案内するのに役立つ。

0027

ガイドの湾曲先端は、当該湾曲先端の長さに対応する距離にわたって前進する間、回転の方向が少なくとも2回、好ましくは回転の方向が少なくとも4回、より好ましくは回転の方向が少なくとも10回変化するのが好ましい。このため、並進の低速化を交互回転の高頻度化と合わせることにより、カテーテルのガイドが進行するミリメートル当たりの追加エネルギーの消費に相当する代償を払っても、繊細領域の通過がより効果的となる。

0028

ガイドおよび/またはカテーテルは、5ミリメートル(mm)の長さに対応する距離にわたって前進する間、回転の方向が少なくとも2回、好ましくは回転の方向が少なくとも4回、より好ましくは回転の方向が少なくとも10回変化するのが好ましい。このため、並進の低速化を交互回転の高頻度化と合わせることにより、カテーテルのガイドが進行するミリメートル当たりの追加エネルギーの消費に相当する代償を払っても、繊細領域の通過がより効果的となる。

0029

第3の動作モードにおいて、ガイドおよび/またはカテーテルの回転の方向の変化の頻度は、少なくとも1ヘルツ(Hz)、好ましくは少なくとも3Hz、より好ましくは少なくとも10Hzであるのが好ましい。

0030

第3の動作モードにおいて、ガイドおよび/またはカテーテルの並進の速度は、高々10ミリメートル毎秒(mm/s)、好ましくは高々3mm/s、より好ましくは高々1mm/sであるのが好ましい。

0031

第3の実施形態は、人体の血液循環系における特定の分岐領域の通過に用いられるのが好ましい。具体的に、この第3の動作モードは、人体の血液循環系の繊細または困難な領域の通過に特に有効である。

0032

第3の実施形態は、人体の血液循環系における特定の病変領域の通過に用いられるのが好ましい。具体的に、この第3の動作モードは、人体の血液循環系の繊細または困難な領域の通過に特に有効である。

0033

本発明の別の態様においては引き続き、ガイドおよび/またはカテーテルの繊細領域の通過に役立つことを目的に、一組の作動部材を制御することによって、カテーテルまたはガイド、実際のところはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法であり、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテルを並進移動させる第1の動作モードと、
一組の作動部材がガイドおよび/またはカテーテル自体を回転させる第2の動作モードと、
を含む、ロボット化方法において、
一組の作動部材が第1に、ガイドおよび/またはカテーテルを前方に並進させるように同時に作用するとともに、第2に、ガイドおよび/またはカテーテル自体を常に同じ方向に交互回転させた後、この回転を停止する第3の動作モードをさらに含むことを特徴とする、カテーテルもしくはガイドまたはカテーテルおよびガイドを作動させるロボット化方法が提供される。

0034

第3の動作モードにおいて、前記回転は、前記停止よりも短時間だけ持続するのが好ましい。

0035

好ましくは、第3の動作モードにおいて、前記回転は、0.05秒(s)〜0.2s、好ましくはおよそ0.1sの範囲の時間にわたって持続し、前記停止は、0.3s〜1s、好ましくはおよそ0.5sの範囲の時間にわたって持続し、前記並進の速度は、1mm/s〜5mm/sの範囲にあり、好ましくはおよそ3mm/sである。

0036

カテーテルという医療分野であれ他の分野であれ、従来技術のロボット化モジュールにおいて、動きを作動部材に伝達するアクチュエータは、各アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の各界面を介して、当該動きを伝達する。

0037

ただし、上記従来技術のロボット化モジュールにおいて、界面は、作動部材の基部ブロックの外側または作動部材の基部ブロックの周辺領域に位置付けられている。

0038

そして、上記アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の界面を実現する構造は、比較的単純である。

0039

それにも関わらず、本発明の一実施形態では、上記のような状況下でのアクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の動きの伝達における信頼性の問題を見出した。

0040

具体的に、本発明の上記実施形態では、界面の位置決めの偏心特性による力の伝達の不均衡がこの信頼性の問題を招来していることが明らかである。

0041

さらに、各アクチュエータが耐え得るのは、それ自体の方向の力のみであり、1つまたは複数の他のアクチュエータを1つまたは複数の他の方向に搬送する必要はないが、既存のシステムでは生じる可能性があるため、体積および重量が大幅に減る。

0042

このため、本発明の上記実施形態は、作動部材の基部ブロックの中央領域、好ましくは作動部材の基部ブロックの重心に交線が位置付けられるように界面を配置することを提案しており、これにより力が均衡した状態で伝達され、アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間で動きが確実に伝達される。本発明のこの態様は、別個に請求することも可能である。

0043

上記は、界面を作動部材の基部ブロックの内側に位置付ける必要があることを示唆しており、構造が相対的により複雑となるが、アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の動きの伝達の質の観点では、大幅に信頼性が向上する。

0044

作動部材の基部ブロックは、当該作動部材に固定され、当該作動部材に対して静止している。

0045

この目的のため、本発明の上記実施形態においては、
可動要素を作動させる部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの3つの界面をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する3つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンにおいて、
3つの界面の中間表面領域の交線が、作動部材の基部ブロックの中央領域に位置付けられたことを特徴とする、移動伝達チェーンが提供される。

0046

この目的のため、本発明の上記実施形態においては、
可動要素を作動させる部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの3つの界面をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する3つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンにおいて、
3つの界面が、実質的に平面であり、
3つの界面が、互いに直交しており、
3つの界面が、互いに連動したことを特徴とする、移動伝達チェーンが提供される。

0047

また、本発明の上記実施形態の好適な実施態様においては、任意選択により、以下の規定のうちの任意の1つまたは複数を採用可能である。

0048

3つの並進方向は、互いに直交しているのが好ましい。

0049

3つの界面は、実質的に平面であり、これら3つの界面が互いに直交しており、これら3つの界面が互いに連動しているのが好ましい。このため、3つの界面は、作動部材の基部ブロックの中央領域において、比較的単純かつ真に効果的に集中可能である。

0050

3つの界面は、3つのアクチュエータの推力をそれぞれ伝達する加圧プレートであるのが好ましい。これら平面形状のプレートによれば、比較的小さな全体サイズにわたって、アクチュエータからの推力を効果的に伝達することができる。

0051

第1のプレートは、第2のプレートおよび第3のプレートがそれぞれ通過する2つの相互に直交する開口を備えており、第2のプレートは、第3のプレートが通過する開口を備え、第2のプレートの当該開口が第1のプレートの2つの開口に直交する一方、第1のプレートおよび第2のプレートのいずれも、第3のプレートを通過しないのが好ましい。このようにプレートを互いに連動させることは、構造的に比較的単純である一方、効果は保たれる。

0052

開口はそれぞれ、通過するプレートに移動の隙間を与え、この隙間が、前記開口を通過するプレートのアクチュエータのストロークに対応するとともに、前記開口を通過するプレートの厚さよりも大きいのが好ましい。具体的に、アクチュエータのうちの1つが動いた場合、作動部材の基部ブロックは、静止したままのアクチュエータに対応する2つの方向のいずれでもなく、移動したアクチュエータに対応する方向にのみ動く必要がある。この目的のため、これら隙間の存在によって、さまざまなアクチュエータそれぞれによる力の伝達を互いに独立させることができる。

0053

各プレートは、その他2つのプレートの交線で構成された線と平行な方向に並進移動可能であるのが好ましい。このため、アクチュエータ間で対になって直交する力の伝達は、容易に維持される。

0054

各プレートは、前記アクチュエータの第1の軸に関して対称な2つのバー、好ましくは前記アクチュエータの推力軸に関して対称な4つのバーによりアクチュエータに接続されているのが好ましい。このため、アクチュエータによる力の伝達は、対応するプレート全体で十分に分散される。

0055

作動部材の基部ブロックは、界面のいずれか1つの動きによって、作動部材の基部ブロックの同じ動きが自動的に生じるように、界面それぞれに静止様態で固定されているのが好ましい。このため、界面と作動部材の基部ブロックとの間の力の伝達は、より直接的となる。

0056

作動部材の基部ブロックは、3つの界面が内部に位置付けられた立方体であるのが好ましい。このため、作動部材の基部ブロックの全体的な体積が比較的小さいにも関わらず、界面は、作動部材の基部ブロックの内側に完全に含まれる。結果として、全体が小型化される。

0057

作動部材の基部ブロックは、界面周りに組み立てられた8つの小さな立方体を一体的に組み立てた結果としての立方体であるのが好ましい。これら8つの小さな立方体は、作動部材の基部ブロックを構成する立方体の最小数の副部分を表しており、3つ一組の相互に連動した界面周りに立方体を組み立て可能である。

0058

各プレートは、一方側の4つの小さな立方体と他方側の4つの小さな立方体との間に保持されているのが好ましい。このため、作動部材の基部ブロックは、完全に対称で均衡している。

0059

中央領域は、作動部材の基部ブロックの重心であるのが好ましい。このため、アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の力の伝達は、作動部材の基部ブロックに対して界面が十分に集中した特性を示すことから、十分に均衡している。

0060

移動伝達チェーンは、作動部材により作動される可動要素を備えるのが好ましい。

0061

使用する材料は、互いに連動した界面が容易に摺動できるように、低摩擦あるいは極低摩擦の材料であるのが好ましい。

0062

好適かつ包括的な用途において、可動要素は、カテーテルまたはカテーテルガイドであり、作動部材は、カテーテルまたはカテーテルガイドに締め付ける部材である。

0063

実施形態群において、アクチュエータの動きは、中間部によって、対応する一対の作動部材に伝達される。アクチュエータは、一対の作動部材を制御する。中間部は、一対の作動部材の当該2つの作動部材間の距離を実質的に一定に保って、細長可撓性医療機器が一対の作動部材の当該2つの作動部材間に配置されている場合に、前記機器自体を回転させつつ、アクチュエータの動きを一対の作動部材に伝達して、一対の作動部材の当該2つの作動部材を反対方向に並進させる。この中間部が存在することにより、アクチュエータの大きな振幅の動きによって作動部材の制限された振幅の動きが生じる限りは、高い精度がもたらされる。本発明のこの態様は、別個に請求することも可能である。

0064

中間部は、第1の方向に沿ったアクチュエータの並進を第1の方向に直交する第2の方向に沿った2つの作動部材の反対方向の2つの並進に変換するロッカーであるのが好ましい。この方向の変化によって、伝達される動きの振幅を容易に抑えることができる。

0065

第1の実施形態において、ロッカーは、アクチュエータに接続され、反対方向に傾斜した2つの長穴を有するプレートを備えており、作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つのつまみが摺動するとともに、長穴の傾斜が、第2の方向よりも第1の方向に近い。この第1の実施形態は、構造的に単純なことが利点である。

0066

第2の実施形態において、ロッカーは、アクチュエータに接続され、反対方向に傾斜した2つの長穴を有するプレートを備えており、作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つのローラーが摺動するとともに、長穴の傾斜が、第2の方向よりも第1の方向に近い。この第2の実施形態は、つまみの代わりにローラーを用いることで、摩耗が少なく寿命が長いことが利点である。

0067

第3の実施形態において、ロッカーは、アクチュエータに接続され、反対方向に傾斜した2つの斜行レールを有するプレートを備えており、作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つの摺動部が摺動するとともに、レールの傾斜が、第2の方向よりも第1の方向に近い。この第3の実施形態は、レールと摺動部との間の接触面積が大きくて、より堅牢であることが利点である。

0068

第3の実施形態の第1の変形例において、2つのレールは、第1の方向および第2の方向により形成された平面と平行な同じ平面にある。全体サイズは、より小さくなる。

0069

第3の実施形態の第2の変形例において、2つのレールは、第1の方向および第2の方向により形成された平面と垂直な2つの異なる平面にある。レール上の摺動部の重量は、レールの表面全体に作用して片持ちとはならないため、堅牢性がさらに高くなる。

0070

第4の実施形態において、ロッカーは、軸周り枢動するとともに、アクチュエータに接続され、同じ方向に傾斜した長穴を有するプレートを備えており、アクチュエータおよび作動部材にそれぞれ接続された少なくとも3つのつまみまたは3つのローラーが摺動するとともに、長穴の傾斜が、第2の方向よりも第1の方向に近く、長穴のうちの2つが、枢軸に関して対称に配置されるとともに2つの作動部材にそれぞれ接続されたつまみまたはローラーを受容し、第3の長穴が、2つの長穴よりも枢軸から遠くに配置され、作動部材に接続されるとともに、アクチュエータに接続されたつまみまたはローラーを受容する。

0071

第5の実施形態において、ロッカーは、アクチュエータに接続され、2つの接続ロッドおよびL字状クランクシャフトのシステムを有するプレートを備えており、2つのL字状クランクシャフトが、反対方向に配向しており、クランクシャフトのLの小さな部分が実質的に第1の方向に沿い、クランクシャフトのLの大きな部分が実質的に第2の方向に沿っている。

0072

第6の実施形態において、ロッカーは、一方側がアクチュエータに接続され、他方側が接続ロッドの第1の端部に接続されたプレートを備えており、接続ロッドの第2の端部が、中心で枢動するバーの第1の端部に位置付けられた第1の長穴において中心で摺動する第1のロッドの第1の端部に接続されるとともに、接続ロッドの第2の端部が、第2の長穴を有しており、第2のロッドの中心が摺動するとともに、長穴がバーと平行であり、2つのロッドの第2の端部が作動部材にそれぞれ接続されている。

0073

第7の実施形態において、ロッカーは、アクチュエータに接続され、第1の方向に沿った第1のラックと、作動部材にそれぞれ接続されるとともに第2の方向に沿い、歯付き部分が互いに向き合った2つの第2のラックと、第1のラックと2つの第2のラックとの間にそれぞれ位置付けられた2つのギアシステムと、を有するプレートを備えており、ギアシステムがそれぞれ、第1のラックと係合した大きなギアおよび第2のラックの一方と係合した小さなギアを備える。この第4の実施形態は、構造的に単純なことが利点である。この第7の実施形態は、サイズが抑えられていることが利点である。

0074

本発明の別の態様においては、アクチュエータから作動部材の基部ブロックへの力の伝達によって当該アクチュエータの方向でのその他のアクチュエータの動きが妨げられないようにする。この態様は、別個に請求可能である。また、この態様は、本明細書全体に記載の本発明のその他任意の態様と組み合わせて請求することも可能である。

0075

細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールにおいて、
細長可撓性医療機器を作動させる作動部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの2つの界面をそれぞれ介して、2つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する2つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンを備え、
2つの界面がそれぞれ、その他の界面と関連付けられた方向において、基部ブロックのアクチュエータに対する自由な動きを可能にすることを特徴とする、ロボット化モジュールが提供されるのが好ましい。

0076

また、細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールにおいて、
細長可撓性医療機器を作動させる作動部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの3つの界面をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する3つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンを備え、
3つの界面がそれぞれ、その他2つの界面とそれぞれ関連付けられた2つの方向において、基部ブロックのアクチュエータに対する自由な動きを可能にすることを特徴とする、ロボット化モジュールが提供されるのが好ましい。

0077

各アクチュエータが耐え得るのは、それ自体の方向の力のみであり、1つまたは複数の他のアクチュエータを1つまたは複数の他の方向に搬送する必要はないが、既存のシステムでは生じる可能性があるため、体積および重量が大幅に減る。

0078

作動部材の基部ブロックは、当該作動部材に固定され、当該作動部材に対して静止している。

0079

たとえば、方向X用のアクチュエータの界面が方向Xに力を伝達する場合、基部ブロックは、方向YおよびZのアクチュエータに対して自由に、方向Xに動くため、方向YおよびZのこれらアクチュエータを阻害も妨害もしない。

0080

たとえば、方向Y用のアクチュエータの界面が方向Yに力を伝達する場合、基部ブロックは、方向XおよびZのアクチュエータに対して自由に、方向Yに動くため、方向XおよびZのこれらアクチュエータを阻害も妨害もしない。

0081

たとえば、方向Z用のアクチュエータの界面が方向Zに力を伝達する場合、基部ブロックは、方向YおよびXのアクチュエータに対して自由に、方向Zに動くため、方向YおよびXのこれらアクチュエータを阻害も妨害もしない。

0082

2つまたは3つの並進方向は、互いに直交しているのが好ましい。

0083

好ましくは、2つまたは3つの界面のうちの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、さらに好ましくは3つすべてが、基部ブロックの内側に位置付けられている。これによって、アクチュエータから基部ブロックへの力の伝達のセンタリングを改善可能であるとともに、ロボット化モジュールの精度および信頼性を向上可能である。

0084

基部ブロックは、立方体の形態であるのが好ましい。

0085

界面の材料は、十分に低い摩擦を有することにより、前記自由移動が完全に流体的であるのが好ましい。

0086

この態様は、細長可撓性医療機器と別個かつ独立に、すなわち、その他任意の種類の可動要素に関して、等しく十分に請求することも可能である。

0087

したがって、可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、
可動要素を作動させる部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの2つの界面をそれぞれ介して、2つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する2つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンを備え、
2つの界面がそれぞれ、その他の界面と関連付けられた方向において、基部ブロックのアクチュエータに対する自由な動きを可能にする、ロボット化モジュールが提供される。

0088

また、可動要素を作動させるロボット化モジュールにおいて、
可動要素を作動させる部材の基部ブロックと、
作動部材の基部ブロックとの3つの界面をそれぞれ介して、3つの相互に異なる並進方向に沿って作動部材の基部ブロックをそれぞれ制御する3つのアクチュエータと、
を備えた移動伝達チェーンを備え、
3つの界面がそれぞれ、その他2つの界面とそれぞれ関連付けられた2つの方向において、基部ブロックのアクチュエータに対する自由な動きを可能にする、ロボット化モジュールが提供される。

0089

作動部材の基部ブロックは、当該作動部材に固定され、当該作動部材に対して静止している。

0090

2つまたは3つの並進方向は、互いに直交しているのが好ましい。

0091

好ましくは、2つまたは3つの界面のうちの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つ、さらに好ましくは3つすべてが、基部ブロックの内側に位置付けられている。

0092

基部ブロックは、立方体の形態であるのが好ましい。

0093

界面の材料は、十分に低い摩擦を有することにより、前記自由移動が完全に流体的であるのが好ましい。

0094

本発明の他の特性および利点については、添付の図面を参照しつつ、非限定的な一例として与えられる一実施形態に関する以下の説明から明らかである。

図面の簡単な説明

0095

ロボット動脈造影設備の概略側面図である。
図1aの一部の平面図である。
図1aおよび図1bの設備で用いられるロボットの概略平面図である。
作動対象の部材の移動モードを示した図である。
作動対象の部材の移動モードを示した図である。
作動対象の部材の移動モードを示した図である。
作動部材の作動の運動学的な簡略図である。
作動部材の作動の運動学的な簡略図である。
自由配置状態の作動モジュールの一部の概略斜視図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの回転作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの回転作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの回転作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの回転作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの回転作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
一実施形態におけるカテーテルの並進作動の周期を示した簡略図である。
クランクシャフトモードを示した簡略図である。
作動対象の部材の移動モードを示した別の図である。
作動対象の部材の移動モードを示した別の図である。
作動対象の部材の移動モードを示した別の図である。
アクチュエータシステムの一実施形態の斜視図である。
図14aの詳細図である。
一実施形態における並進作動の一例の運動学的な図である。
例示的なアクチュエータのXZ平面における平面図である。
図16aのアクチュエータ例のXZ平面と交差する平面における断面を示した図である。
図16aのアクチュエータ例のXZ平面と交差する平面における断面を示した図である。
次元アクチュエータシステムの平面図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
一実施形態における細長可撓性医療機器の「クランクシャフト」モードの作動周期の一部を示した簡略図である。
3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態の斜視図である。
3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態の別の斜視図である。
3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態のさらに別の斜視図であり、上図に類似するが、本図はアセンブリを組み立てた非分解図である。
3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体のさらに別の実施形態の斜視図である。
3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体のさらに別の実施形態の別の斜視図である。
第1にアクチュエータと第2に作動部材の基部ブロックとの間の界面の交線および連動の一実施形態の斜視図である。
作動部材の基部ブロックの一実施形態の斜視図である。
第1に界面と第2に作動部材の基部ブロックとの間のアセンブリの一実施形態の斜視図である。
第1に界面と第2に作動部材の基部ブロックとの間のアセンブリの一実施形態の別の斜視図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。
アクチュエータから当該アクチュエータにより制御される一対の作動部材に動きを伝達する中間部を示した図である。

実施例

0096

それぞれの図面において、同じ参照符号は、同一または同様の要素を示すのに用いている。

0097

図1aは、動脈造影設備1を示した図である。動脈造影設備1は、手術室2および制御室3という2つの異なる場所に細分されている。制御室3は、X線を通さない壁4だけで分離された状態で手術室2に近くてもよいし、離れていてもよい。手術室2および制御室3の機器は、無線またはネットワーク等により機能的に相互接続されている。

0098

手術室2には、患者6を載せる手術台5を有する。また、手術室2には、患者の両側に配設され、場合により患者に対して移動可能な放射源8および検出器9を備えた医用撮像機器7、特に、X線撮像機器を有していてもよい。

0099

動脈造影設備1は、手術室2に位置付けられたロボット10を具備する。

0100

動脈造影設備1は、制御室3に配置された制御ステーション11を有する。制御ステーション11は、ロボット10を遠隔制御するように構成されている。また、動脈造影設備1は、制御室3に位置付けられ、撮像機器7と連通して遠隔制御する当該撮像機器7の1つまたは複数のリモコン12を具備していてもよい。また、動脈造影設備1は、制御室3に位置付けられ、撮像機器7と連通することにより、当該撮像機器7により取得された画像を制御室3において実時間で表示するスクリーン13を具備していてもよい。

0101

ロボット10は、患者の身体に挿入する細長可撓性医療機器15を含むように構成されたコンテナ14を具備していてもよい。一例として、細長可撓性医療機器15は、たとえば患者のアクセス開口を与えるDesiletカテーテル導入器を介して、患者の体管、特に、患者の動脈または静脈に挿入するとともに、当該体管に沿って動かす機器であってもよい。細長可撓性医療機器は、特にカテーテルであってもよい。一変形例において、細長可撓性医療機器は、カテーテルガイドであってもよい。ガイドは一般的に、断面の直径がカテーテルより小さく、患者に近い部分あるいは長さ全体において中空であるため、カテーテルの内側、特に、患者の身体の内側で移動可能である。また、ガイドは、以下により詳しく説明する通り、湾曲端部を含んでいてもよい。

0102

ロボット10は、細長可撓性医療機器15を作動させる作動モジュール16を有していてもよい。作動モジュール16は、制御ステーション11からの制御により、以下に詳しく説明する通り、少なくとも1自由度で細長可撓性医療機器を患者に対して作動させることができる。作動モジュールは、制御ステーション11とのインターフェースを提供する通信ユニット17を具備していてもよい。ロボット10は、必要に応じて、手術室2内から必要な時にロボットを制御する現場制御ユニット18を備えていてもよい。

0103

また、制御室3において利用可能な制御および応答はすべて、たとえば撮像機器のコントローラ19および撮像機器7により取得された画像を閲覧するためのスクリーン20をその場で操作するため、手術室2においても利用可能であってもよいことに留意するものとする。

0104

中空の細長可撓性医療機器15は、当該細長可撓性医療機器の内側での撮像を容易化する造影剤注入可能なカップリング56に結合されていてもよい。動脈造影設備は、カップリング56に結合され、制御室3内に位置付けられたコントローラ58により制御可能な造影剤注入器57を具備していてもよい。また、手術室2には、造影剤注入器を制御するコントローラ59がその場に存在していてもよい。

0105

純粋な例示として、図2には、カテーテル15’を受容するコンテナ14をより詳しく示している。コンテナ14は、保存に適した媒体にカテーテル15’を保持するのに役立つ。作動モジュール16は、カテーテル15’を作動させるように構成されている。この例において、コンテナ14は、ガイド15’’も受容するものとする。コンテナ14は、保存に適した媒体にガイド15’’を保持するのに役立つ。作動モジュール16’は、ガイド15’’を作動させるように構成されている。作動モジュール16および16’は、用途に応じて同一であってもよいし、異なっていてもよい。これらは、必要に応じて、以下に説明する実施形態のうちの1つに係るものであってもよい。上記例において、ガイド15’’は、図示のように、後端15’bにおいてカテーテル15’に挿入されていてもよく、カテーテルの前端15’aから突き出ていてもよい。

0106

以下、参照符号15は、ガイド15’’、カテーテル15’、またはより一般的に、患者の身体に挿入する細長可撓性医療機器を表すのに使用する。一例として、インターベンショナルカテーテルを表していてもよい。このようなインターベンショナルカテーテルは、カテーテルよりも直径が小さいことで、患者内で内部に同軸案内されるようになっていてもよく、また、中空であることにより、患者内でガイド上に案内されるようになっていてもよい。

0107

図3aは、本システムにより想定し得るさまざまな自由度を示している。図示のように、ガイド15’’は、その前端15’’aが長手方向主軸に対してわずかに湾曲しており、カテーテル15’の前端15’aから延出している。カテーテル15’は、
長手方向軸に沿った並進、
長手方向軸周りの回転、
という2つの異なる動きをするようになっていてもよい。

0108

これらの動きは、いずれの方向にも生じ得る。カテーテル15’は、必要に応じて、上記2つの単一の動きの組み合わせであってもよい。

0109

カテーテル15’は、必要に応じて、異なる組み合わせを用いることにより、上記2つの単一の動きを組み合わせた2つの動きをするようになっていてもよい。

0110

カテーテルに関する上記説明は、ガイドにも同様に当てはまる

0111

特定の状況において、カテーテル自体には、ガイドと同じ原理上のナビゲーションまたは特定の曲率を示す解剖学的領域における位置決めの容易化を可能とする湾曲端部が設けられている。

0112

図3bは、患者の動脈21を示しており、本幹22ならびに本幹から延びた2つの枝管23aおよび23bを有する。図3Bは、点線で示された退避位置と実線で示された前進位置との間の細長可撓性医療機器15(具体的には、ガイド15’’)の並進移動を示している。図3cには、同じ動脈において、点線で示され、細長可撓性医療機器が枝管23aに向かって並進移動しようとしている第1の位置と、実線で示され、細長可撓性医療機器が枝管23bに向かって並進移動しようとしている第2の位置との間の細長可撓性医療機器15の回転が見られる。

0113

細長可撓性医療機器は、作動部材による上記移動のうちの1つまたは複数を用いて作動されるようになっていてもよい。これらの作動部材は、対として配置されていてもよい。

0114

図11図13は、第1および第2の動作モードに対応する並進移動および回転移動を示している。

0115

ここで、図3d〜図3fを参照して、第3の動作モードを説明する。

0116

カテーテルガイド15’’およびその湾曲端部15’’aは、ガイド15’’に沿って並進移動Tを行うと同時に、カテーテルガイド15’’aの軸周りに交互回転Rを行うことになる。

0117

これら3つの図3d、図3e、および図3fは、交互回転Rにおいて、湾曲端部15’’aが異なる角度配向位置にあることを示している。

0118

並進Tの速度が比較的遅いのに対して、交互回転Rの頻度は、比較的高い。低速の並進を同時高速の交互回転と組み合わせた種類のこの第3の動作モードによれば、カテーテルガイド15’’は、人体の血液循環の繊細または困難な領域を容易に通過することができる。短い並進ストロークでの高速回転の特性として、障害も患者の血管壁に引っ掛かるリスクもなく、繊細領域を通過可能である。

0119

一実施形態においては、所与の作動部材がアクチュエータにより作動し得る。

0120

図4を参照して、単一の方向Zに沿って作動される作動部材24を説明する。作動部材24は、軸Zに垂直な作動面25を具備する。アクチュエータ26は、方向Zにおいて作動面25に作用する端部27aを備えた作動ロッド27を有する。作動部材24は、作動ロッド27と接触したまま方向Yに沿って自由に移動可能である。作動ロッド27の端部27aは、作動面25に対して方向Yに摺動する。一例として、作動部材24に固定されたレール29上で方向Yに摺動可能に搭載されたキャリッジ28に作動ロッド27が固定されるものとする。

0121

上記のような条件において、作動部材24の作動面25が方向Yに動いた場合は、キャリッジ28に動きが生じず、結果としてアクチュエータ26にも動きが生じない。アクチュエータの端部27aが方向Zに沿って(図4の)下方に動いた場合は、方向Zに沿って下方に、作動部材24の動きが生じる。方向Yにおける作動部材24に対するキャリッジ28の進行範囲は、その各場所において、作動ロッドの端部27aが作動部材24の作動面25と係合した状態を維持するように制限されるのが好ましい。

0122

図4下方移動の場合は、アクチュエータ26がその静止基準に対して長ければ十分である。上方移動の場合は、短ければ十分である。

0123

図5に見られるように、上記機構は、作動部材24がXY平面全体を自由に動けるとともに、Z方向にのみ作動できるように、繰り返し可能である。したがって、図4に示す機構は、図5に示す機構の第1の段階に対応しており、第2の段階においては、作動部材を方向Zに駆動可能であるが、方向Xには不可能である。この目的のため、作動部材24に対して軸Xに沿ったレール29’沿いに移動可能であるとともに、レール29にリンクされた中間面協働するリンクロッド27’を搬送するキャリッジ28’を採用可能である。

0124

上記のような条件において、
方向Zに沿ってアクチュエータ26を短くすると、作動部材24が方向Zに沿って上方に移動し、
方向Zに沿ってアクチュエータ26を長くすると、作動部材24が方向Zに沿って下方に移動可能となり、
作動部材24を方向Xに沿って動かしても、その他の動きは一切生じず、
作動部材24を方向Yに沿って動かすと、キャリッジ28’がキャリッジ28に対して、方向Yに沿って移動する。

0125

図5に示す作動システム55によれば、作動部材24は、キャリッジ28および28’が関連するレールを離れない限り、単一の方向Zに作動可能である。

0126

作動システム55は、たとえば電磁または圧電アクチュエータに基づいていてもよい。

0127

同様の作動システム55’が作動部材24を単一の方向Xに沿って作動させるものとする。この目的のため、図5に示すシステムを軸Y周りに90°回転させれば十分であり、これにより、システムのレール29’は、軸Xに垂直な作動部材24の作動面31に固定される。

0128

同様の作動システムが作動部材24を単一の方向Yに沿って作動させるものとする。この目的のため、図5に示すシステムを軸X周りに90°回転させれば十分であり、これにより、システムのレール29’は、軸Yに垂直な作動部材24の作動面32に固定される。

0129

別の実施形態において、2つのキャリッジの原理は、たとえば2つの部分203aおよび203bによって互いに保持固定された2つのプレート202aおよび202b間に挟まれた円筒形状の界面部201で構成されたアセンブリ200(図16参照)で置き換えられており、プレート202aおよび202bの2つの内側面204aおよび204b間の距離は、界面部201の厚さと実質的に等しい。アクチュエータ26のシャフト27を通すため、プレート202aには、たとえば実質的に矩形または正方形状の開口205が形成されている。そして、軸Zに沿ったアクチュエータ26の作用により、プレート202bに固定された作動部材24の作動面25は、軸Zに沿って相応に移動する。同時に、アセンブリ200が軸XおよびYに沿って自由に動き、アクチュエータ26がこれら2つの軸に対して静止したままであってもよい。この界面部201とアセンブリ200との間の相対摺動を可能にするため、界面部201は、表面204aおよび204b上において、可能な限り小さな摩擦で摺動可能である必要がある。この目的のため、摩擦係数が非常に小さな材料を使用することができる。非限定的な一例としては、界面部201がアルミニウムで構成され、部分202aおよび202bがポリテトラフルオロエチレンPTFE)を含むプラスチック材料で構成されていてもよい。

0130

1つの軸周りだけではなく、2つの軸XおよびZ周りにも作動部材24を作動させるため、2つのアクチュエータ26xおよび26zを同時に使用し(図17参照)、アクチュエータ26aは方向Zに沿って、アクチュエータ26xは方向Xに沿って設定する。アクチュエータ26zの作動軸は、ロッド27aを介して、界面部201に接続されている。アクチュエータ26xの作動軸は、ロッド27a’を介して、界面部201’に接続されている。アクチュエータのシャフト27bおよび27b’は、システムの基部に対して静止している。界面部201は、アセンブリ200によって保持されている。界面部201’は、アセンブリ200’によって保持されている。また、プレート204が両者200および200’を一体的に固定している。作動部材24は、アセンブリ200とプレート204との間の接触面の反対の面でプレート204に取り付けられている。

0131

上記のような状況において、アクチュエータ26zがその作用軸Zに沿って動くと、これに対応して、作動面が同じ軸Zに沿って動く。同時に、アセンブリ200’は、界面部201’に対して摺動するが、この界面部201’は静止状態を維持する。これに対応して、アクチュエータ26xがその軸Xに沿って動くと、作動部材24が軸Xに沿って相応に動くが、界面部201は静止状態を維持する。最後に、アクチュエータ26zおよび26xが同時に動くと、作動部材が方向XおよびZに沿った組み合わせの動きをする。

0132

2つの軸に沿った動きに関する上記原理は、プレート204を立方体204’で置き換えるとともに、3つのアセンブリにより保持された3つのアクチュエータ26x、26y、および26zを設定することによって、3次元空間の3つの次元に外挿可能であり、これら3つのアセンブリが立方体204の3つの隣接面に取り付けられ、作動部材24は、その他3つの面のうちのいずれか1つに載置される。各シャフトによってシステムの基部に固定された3つのアクチュエータにより、関連する各方向に沿った各シャフト27の如何なる動きも、作動面24に伝達され、逐次的であれ同時的であれ、これらの動きが再現される。このため、作動部材は、3次元空間の3つの窓により規定された任意の(X、Y、Z)位置を占有可能であるとともに、任意の軌跡に追従可能であるが、その表面は一定の配向を維持する。その移動範囲は、アクチュエータ26x、26y、および26zの最大ストローク、開口の寸法、ならびに界面部の寸法によって同時に規定される。したがって、細長可撓性医療機器は、その位置に依らず、緊急時におけるロボット化モジュールからの取り出しが常に可能である。

0133

以下、図14aおよび図14bを参照して、実用上の一実施形態を説明する

0134

このため、3次元空間の独立した3つの方向に沿って作動指を作動させる作動システムを説明する。

0135

図6には、第1の実施形態における作動モジュール131が見られる。この作動モジュール131は、長手方向Xに延びた細長可撓性医療機器15を作動するように構成されている。作動モジュール131における長手方向Xは、その端部の細長可撓性医療機器15の方向Xと必ずしも同じではないが、作動モジュール131における長手方向X沿い/周りの細長可撓性医療機器15の並進および/または回転移動の結果、当該細長可撓性医療機器15はそれぞれ、その端部の長手方向沿い/周りに並進および/または回転することに留意するものとする。

0136

作動モジュール131は、基部132と、基部132に対して移動可能に搭載された少なくとも1つの作動部材24とを有する。一例として、作動部材24は、図5を参照して説明した通り、基部132に対して移動可能に搭載されている。

0137

図示の例において、作動モジュール131は、第2の作動部材24’をさらに備える。以下において第1の作動部材とも称する作動部材24および第2の作動部材24’は、併せて一対33の作動部材を構成している。一対33の作動部材は、一体的に協働して基部132に対する細長可撓性医療機器15の動きを生成する2つの作動部材を含む。上記例において、第2の作動部材24’は、基部132に対して移動可能に搭載されている。一例として、第2の作動部材24’は、図5を参照して説明した通り、基部132に対して移動可能に搭載されている。

0138

第1の作動部材24および第2の作動部材24’は、対になって同時に動く。たとえば、第1および第2の作動部材24および24’は、互いに独立するものの、同期したそれぞれの制御信号によって個別に制御されるようになっていてもよい。一変形例においては、制御システム間の機械的または電子的リンクを介して、共通の制御信号が第1および第2の作動部材24および24’の両者に配布されるものとする。

0139

各作動部材24、24’はそれぞれ、作動面34、34’を有する。細長可撓性医療機器15は、同じ対の作動部材24および24’の作動面34および34’間に配置されている。着想を明瞭化するため、作動面34および34’は、方向Yにおいて互いに離隔している。

0140

一対の作動部材24、24’は、一対33の作動部材の当該作動部材24、24’の作動面34、34’が細長可撓性医療機器15と係合しない図6に示す自由配置状態に設定されるようになっていてもよい。

0141

一対33の作動部材は、一対の作動部材の当該作動部材の作動面34および34’が作動対象の細長可撓性医療機器15と係合する駆動構成に設定可能である。この構成において、作動部材により細長可撓性医療機器に印加される力は、一例として、数ニュートン(たとえば、5N〜30N)のオーダであってもよい。一例として、上記制御手段は、一対の作動部材を自由配置状態に戻すように構成されることにより、たとえば電源故障の場合に、安全機能を提供可能であってもよい。

0142

一対33の作動部材を自由配置状態および作動配置状態に交互に設定するため、2つの作動部材24および24’の互いの相対的な動きを制御することができる。一例として、この動きは、作動部材24の一方の基部に対する動きであってもよく、他方は静止状態を維持する。一変形例において、作動部材24および24’はいずれも、基部に対して互いに近づくように移動可能である。

0143

この例においては、方向Yに沿って移動するものとする。

0144

上記実施形態において、2つの作動部材24および24’は、1自由度で基部に対して移動可能である。この自由度は、自由位置と作動位置との間の作動部材の交互設定を可能にする自由度とは異なる。特に、作動部材24および24’は、その作動配置状態においては、1自由度で基部に対して移動可能であるものとする。このため、作動配置状態における1自由度での作動部材の動きにより、細長可撓性医療機器の基部132に対する動きが生じる。

0145

以下、図7a図7eを参照して、一例をより詳しく説明する。この例では、長手方向Xの細長可撓性医療機器の並進移動の生成について説明する。

0146

図7aに示す開始位置は、上記図6の位置に対応する。まず、図7aに示す自由配置状態を離れて、作動配置状態(図7b)に入る。この例においては、方向Yに沿って反対方向に移動する両作動部材によってこれが実現される。この動きの振幅は、作動対象の細長可撓性医療機器15によって決まり得る。カテーテルよりも直径が小さいガイドの場合は、同じ開始位置から、カテーテルよりも大きな振幅の動きが必要となり得る。

0147

作動配置状態においては、第1の方向に、長手方向Xに沿って同じ方向に作動部材の動きが同時に生じ、これにより、細長可撓性医療機器15の同じ動きが生じる(図7c)。

0148

一例として、図7cに示す作動配置状態から自由配置状態(図7d)に移るため、2つの作動部材は、作動配置状態から自由配置状態への作動部材の遷移に用いられる方向と反対の方向に、方向Yに沿って反対方向に移動する。

0149

任意選択により、自由配置状態においては、第1の方向と反対の第2の方向に、長手方向Xに沿って同じ方向に作動部材の動きが同時に生じるが、これによって細長可撓性医療機器15の動きは生じない(図7e)。これにより開始構成に戻る。

0150

上記工程は、制御された状態で周期的に繰り返すことにより、長手方向Xに沿って第1の方向に、(たとえば、数メートルのオーダの)長ストロークにわたって細長可撓性医療機器を並進可能である。

0151

第2すなわち反対方向の長手方向Xにおける長ストロークにわたる細長可撓性医療機器の動きは、上記と反対の一連の動作によって得られるようになっていてもよい。

0152

周期の頻度は、調整および制御可能であってもよい。特に、細長可撓性医療機器の患者への挿入に際しては、低い頻度であるものとする。実際のところは、複数の低頻度ベルによって、具体的には困難な環境における低速のナビゲーションを可能とする。たとえば、引き抜き、実際のところは緊急引き抜きの場合に、高い頻度が与えられるようになっていてもよい。また、各周期の動きの振幅が調整可能であってもよい。

0153

並進の場合は、0.1mm/s〜200mm/sの範囲の速度を想定可能である。

0154

図8a図8eを参照して、一例をより詳しく説明する。この例では、長手方向X周りの細長可撓性医療機器の回転移動の生成について説明する。

0155

図8aに示す開始位置は、上記図6の位置に対応する。まず、システムは、図8aに示す自由配置状態から作動配置状態(図8b)に移る。この例においては、方向Yに沿って反対方向に移動する2つの作動部材の動きによってこれが実現される。これは、図7aおよび図7bを参照して上述したのと同じである。

0156

作動配置状態においては、Y方向と異なり、長手方向Xに対して直交するZ方向に沿って反対方向に作動部材の動きが同時に生じ、これにより、長手方向X周りの細長可撓性医療機器15の回転移動が生じる(図8c)。特に、細長可撓性医療機器は、好ましくは滑らずに、作動部材24および24’の作動面34および34’上を転がる。一変形例においては、作動部材の一方のみを動かし、他方は静止状態に維持することも可能である。

0157

システムは、図8cに示す作動配置状態から自由配置状態(図8d)に移る。たとえば、これは、作動配置状態から自由配置状態への作動部材の遷移の方向と反対の方向に、方向Yに沿って反対方向に2つの作動部材を移動させることにより実現されるようになっていてもよい。

0158

任意選択により、自由配置状態においては、図8cを参照して説明した動きと反対のZ方向に沿って作動部材の動きが同時に生じるが、これによって細長可撓性医療機器15の動きは生じない(図8e)。これにより開始構成に戻る。

0159

上記工程は、制御された状態で周期的に繰り返すことにより、第1の回転方向の長手方向X周りに、(たとえば、360°を数回)長ストロークにわたって細長可撓性医療機器を回転可能である。

0160

第1の方向と反対の第2の回転方向の長手方向X周りの長ストロークにわたる細長可撓性医療機器の動きは、上記と反対の一連の動作によって得られるようになっていてもよい。

0161

上記説明において、患者の身体内における可撓性医療機器の自由端の回転の程度は、撮像によりモニタリングされるようになっていてもよい。それにも関わらず、一変形例または上記の追加として、可撓性医療機器の上流すなわち作動モジュールに印加された回転の振幅をモニタリングしようとすることも可能である。これは、作動部材24および24‘を通過する場合の細長可撓性医療機器の直径を把握することに依拠する。具体的に、作動部材の所与の動きの場合の細長可撓性医療機器の回転角は、細長可撓性医療機器の直径と作動部材のストロークとの間の比によって決まる。この直径は、予め規定され、制御ステーション11に格納されていてもよい。制御ステーション11には前もって、使用するカテーテルの種類を通知すれば十分であり、当該種類によって直径が規定される。一変形例においては、細長可撓性医療機器の直径をその場で検出することも可能である。各作動部材の自由配置状態が基準位置を構成する場合は、たとえば各作動部材と関連付けられたアクチュエータにコーディングシステムを使用、作動部材をその自由配置状態から作動配置状態に移動可能とすることによって、作動配置状態の作動部材の位置を見出すことができる。

0162

作動配置状態の2つの作動部材の位置を把握するとともに、自由配置状態の作動面34および34’間の間隔を把握することによって、作動配置状態の2つの作動面間の間隔ひいては細長可撓性医療機器の直径を把握することができる。

0163

また、このように把握したことを用いて、細長可撓性医療機器を引き抜く動きの最後を検出するようにしてもよい。具体的に、細長可撓性医療機器が引き抜かれる間に経時的に検出された直径の急激な変化を制御ステーション11が検出した場合、これは、細長可撓性医療機器が患者あるいはモジュールから完全に引き抜かれたことを意味する可能性が高い。このように検出された直径は、ゼロであってもよいし、一例として、ガイドがその後に2つの作動部材間で延びる場合は、当該ガイドの直径であってもよい。

0164

また、作動配置状態の細長可撓性医療機器の締め付けを制御することも可能である。

0165

具体的に、作動配置状態において、アクチュエータに印加される電流は、細長可撓性医療機器に印加される締め付け力に比例する。したがって、この電流を把握することにより、カテーテルに適用される締め付けを決定することができる。実際、制御ステーション11においては、さまざまな電流設定点がアクチュエータに対して与えられていてもよく、許容範囲の広範な締め付けを占めており、その外側では、細長可撓性医療機器の係合が外れるリスクあるいは過度機械的応力を印加する作動部材による細長可撓性医療機器の損傷のリスクがある。

0166

細長可撓性医療機器の締め付けは、上述の回転移動のみならず、カテーテルに適用される任意の動きに関して制御下にあってもよい。

0167

細長可撓性医療機器の直径は、説明中の周期的に繰り返される制御信号以外にカテーテルを動かす方法に関して決定することも可能である。

0168

したがって、説明中の周期的に繰り返される制御信号と関係なく、別の発明は、細長可撓性医療機器を作動させるロボット化モジュールであって、
基部132と、
作動面34、34’をそれぞれ有する一対33の作動部材24、24’であり、少なくとも1つのアクチュエータ26によって、当該一対33の作動部材24、24’の当該作動部材24、24’の作動面34、34’が、作動対象の細長可撓性医療機器と係合し、その両側に配置される作動配置状態に設定されるのに適するとともに、第1の位置と第2の位置との間である自由度に従って、基部132に対して移動可能に搭載された、一対33の作動部材24、24’と、
アクチュエータ26に関する代表的信号に応答して、作動配置状態の一対33の作動部材24、24’の当該作動部材24、24’の基部132に対する第1の位置から第2の位置までの移動を(たとえば、周期的に繰り返し)制御することにより、基部132に対して細長可撓性医療機器を作動させるのに適した制御部材18、11と、を備えたロボット化モジュールに関することが明らかである。

0169

特に、アクチュエータに関する代表的信号は、作動面34、34’間の間隔を決定するのに役立ち、制御部材18、11は、この間隔により決定された一対33の作動部材24、24’の当該作動部材24、24’の基部132に対する移動を制御することにより、基部132に対して、細長可撓性医療機器を制御された振幅で回転作動させる。

0170

特に、アクチュエータに関する代表的信号によれば、許容範囲の締め付け力にわたって細長可撓性医療機器に印加される締め付け力を制御することができる。

0171

上記両実施形態においては、順次的な動きを説明しているが、ある方向の作動部材の動きが終了となってから別の動きが始まるまで待ちが生じる。

0172

それにも関わらず、上記3つの作動システム55、55’、および55’’を独立して利用することにより、さまざまな自由度の作動部材の作動を独立化できることを前提として、2自由度で作動部材を同時に動かすことができる。たとえば、図8cの位置から図8eの位置までの作動部材の動きには、第1の純粋な分離段階と第2の純粋な初期位置への戻り段階との中間の段階を含むことも可能であり、この段階においては、これら2つの動きが組み合わされる。図8dの位置と図8bの位置との間においても、純粋な初期位置への戻り段階と純粋な一体移動段階との間に同様の中間段階を想定可能である。これらの延長線上に、細長可撓性医療機器の干渉移動が生じるリスクがないことを前提として、純粋な初期位置への戻り段階、純粋な分離段階、および純粋な一体移動段階は、省略可能である。

0173

さらに、図7a図7eを参照して細長可撓性医療機器の独立した純粋な並進移動を説明するとともに、図8a図8eを参照して純粋な回転移動を説明したが、その代替として、これら2つの動きを組み合わせることも可能である。係合構成においては、作動部材の適当な動きを組み合わせて並進および回転を同時に生成できれば十分である。

0174

上記例では、一対の作動部材のみを有する。

0175

一変形例においては、複数対の作動部材が存在可能であるものとする。たとえば、説明を目的として、2つの一対の作動部材を設けることも可能である。第1の一対の作動部材と同様の実施態様において、第2の一対33’の作動部材24’’および24’’’は、第1の一対と同様であってもよく、特に、作動面34’’および34’’’を有していてもよく、遠隔の制御ステーション11、実際のところはその場の制御ユニット18から作動されるようになっていてもよい。第1の一対33および第2の一対33’の作動部材は、細長可撓性医療機器の長手方向軸Xに沿って互いにオフセットされていてもよい。第1の例において、二対33および33’は、その自由配置状態において同一平面上に配置されていてもよい。すなわち、両対に共通の基部132に対向して設けられていてもよい。一変形例において、各対の基部132および132’は、独立していることも、実際のところは同一平面上とならないことも可能である。

0176

二対の作動は、同期していてもよい。たとえば、二対の作動は、二対の同時かつ同一の動きを生じ得る。

0177

一変形例において、二対は、同期して作動することにより、同相オフセット移動を生じ得る。すなわち、第1の一対33を作動配置状態とする一方、別の対を自由配置状態としてもよく、その逆であってもよい。たとえば、少なくとも一対が常に作動配置状態であってもよい。所与の各瞬間において、これには、第1の一対または第2の一対を対応させるようにしてもよいし、実際のところは同時に両対を対応させるようにしてもよい。このような構成によれば、細長可撓性医療機器の保持を改善可能である。特に、患者の解剖学的領域への擦り付けによって細長可撓性医療機器が動く場合は、その動きに対する局所的な抵抗打ち勝つように十分保持し得ることが必要である。これは、たとえば溶液中での保持により細長可撓性医療機器が滑りやすい場合に、一層困難となる。

0178

例示として、並進作動モードの一例を図9a図9fに示す。これらの図において、経時的に静止している基準は、「+」記号で示している。図9a図9eに示す第1の一対の動きについては、図7a図7eを参照して説明済みである。図9fは、図9bと同じ位置を示しており、動きが周期的である。

0179

図9b図9fは、一周期の第2の一対33’の動きを示している。これらの動きは、第1の一対の動きと位相がずれている。第2の一対に関して図9dに示す位置は、第1の一対に関して図9bに示す位置に対応しており、以下同様である。

0180

特に図9eに示すように、二対は、衝突しないように離隔しており、第2の一対が細長可撓性医療機器の前方に移動し、第1の一対が反対方向に移動することになる。

0181

例示として、図9aは、両対が細長可撓性医療機器からある距離に位置付けられた初期状態と考えられる状態を示している。システムが動作状態となった場合は、第1の一対が動作した後、第2の一対が位相シフトして動作する。

0182

この実施態様は、並進移動以外の動きにも当てはまる。この実施態様は、3つ以上の対にも当てはまる。このような状況においては、必要に応じて、すべての対が互いに位相シフトしていてもよいし、特定の対が互いに同相であってもよい。

0183

図15は、二対33および33’の同期の具体例を示している。第1の一対33を参照して以下の周期を説明するが、対33’については、これの逆位相であることが了解されるものとする。

0184

工程0:加速によって目標速度に到達する。

0185

工程1:到達した速度を一定レベルに維持して、締め付け命令を与えることにより、工程2の最初に有効な締め付けを実現する。一方、第2の一対33’は、締め付けが作動された状態で最大速度のままである。

0186

工程2:締め付けを適用し、速度を一定に保つ。

0187

工程3:締め付けを継続し、速度を一定に保つ。この時、第2の一対33’は、締め付け解除命令を受けて、(システム全体の機械的および電子的な応答時間と関連付けられた)特定の遅延の後、工程4の最初に有効となる。全体として、工程2の最初に始まり、工程4の最初に終了する両対による同時作動の期間が存在していたものと考えられる。

0188

工程3:締め付けおよび一定速度を継続する。

0189

工程4:締め付けおよび一定速度を継続する。この段階において、第2の一対33’は、元の位置に戻り、その元の位置で静止して待機する。この待機時間は、並進および回転の速度設定点関数および総周期時間の関数として可変である。

0190

工程5:締め付けおよび一定速度を継続する。第2の一対33’は、その周期の最初に到達する。すなわち、第1の一対33の工程0に相当する。

0191

工程6:締め付けおよび一定速度を継続する。第2の一対33’は、加速を終えて、一定速度段階の最初に到達する(第1の一対33の工程1に相当する)。

0192

工程7:締め付けおよび一定速度を継続する。締め付けは、第2の一対33’に関して有効となる。

0193

工程8:一定速度を維持しつつ、締め付け解除命令を出す。締め付け解除命令が有効となる前には、必然的に特定の遅延が存在するため、その遅延の間は一定速度を継続する必要がある。

0194

工程9:締め付け解除が有効になったものと考えられ、次の周期に備えて初期位置に戻る命令を与える。この対は、戻りが完了したら、次の周期の最初まで、初期位置で待機する。

0195

少なくとも2つの一対の作動部材を用いることによって細長可撓性医療機器の直径が検出された場合は、2つの一対の作動が異なる直径を決定するのに役立つのであれば、細長可撓性医療機器を引き抜く工程の最後に到達していることを検出可能である。これは、上流の対がその作動部材間の細長可撓性医療機器の存在を検出中である一方、下流の対がもはや検出していない(ガイドのみを検出しているか、あるいは何も検出していない)場合に生じる。このような検出により、ガイドを作動させる必要がなければ、下流の作動部材の動作を停止させることができる。さらに、上記とは別に、このような検出によれば、細長可撓性医療機器の完全な引き抜きを必要に応じて停止させることにより、手動のインターベンションなく細長可撓性医療機器を再び患者に挿入して、作動モジュールで細長可撓性医療機器を再度係合させることができる。

0196

上記実施形態において、作動部材は、細長可撓性医療機器の大略正中面に関して対称的に配置されている。

0197

それにも関わらず、一変形例において、作動部材は、基部132に対して移動するように搭載して、細長可撓性医療機器をその中立長手方向軸X’に対して局所的に側方シフトすることも可能である。中立長手方向軸X’は、作動手段24による作用なく、細長可撓性医療機器が必然的に占有する長手方向軸として規定される。このような側方シフトは、中立長手方向軸の係合構成に対して、直交方向(軸Y、軸Z、またはこれら両軸の組み合わせ)に沿った同じ方向の係合構成の作動部材24および24’の同時移動を生成することによって可能である。

0198

必要に応じて、複数の作動部材を使用する場合は、中立長手方向軸に対する異なる側方オフセットにより、これらが係合構成で配置されるようになっていてもよい。そして、「クランクシャフト」型の作動を実現することができる。

0199

図18aは、図10の構成に対応する平面図であって、図10に示す第1の一対の作動部材24および24’の平面に存在する。この平面の細長可撓性医療機器15は、実線で描いている。第2の一対の作動部材の平面における細長可撓性医療機器の位置は、破線で描いている。作動配置状態の第2の一対の作動部材に対しても、同じ実線または破線の体系を適用して説明を続ける(図18a図18m)。

0200

図18a図18mは、このモードの実行方法を示している。図10のように、2つの一対の作動部材は、一方を他方の背後に示している。背後に位置付けられた対(24’’、24’’’)は、破線で描いている。細長可撓性医療機器は、2つの断面の形態で二重に示しており、第1の対(前景)における一方の断面304を実線で描き、第2の一対の作動部材(背景)における他方の断面を破線で描いている。一例として、
18a:初期位置である。
18b:第1の対が右方にシフトしている。
18c:第1の対(24、24’)の重心は、図18aの細長可撓性医療機器により規定された軸周りの円弧を描いている。同時に、両対が方向Zに並進移動しており、同じ対の各作動部材が他方の作動部材と反対の方向に動いている。これにより、第1の対(24、24’)の各要素について、追従経路は、直線経路および円形経路ベクトル和であることが分かる。結果として、2つの上昇曲線が得られるが、作動部材24の曲線300の曲率半径は、作動部材24’の曲線301よりも小さい。これは、作動部材24の経路が、略上方への細長可撓性医療機器の経路302に一致する円弧と下方への作動24’’の経路303に一致する下方直線経路との合計であるという事実と関連付けられている。
18d:細長可撓性医療機器が直線に沿って再び案内されるように、第1の対が元の位置に戻る。
18e:第1の対の締め付けを解除するが、第2の対は締め付けたままとする。
18f:第1の対の両作動部材を方向Zに沿って反対方向に動かすことにより、細長可撓性医療機器に関して初期位置と対称の最終Z位置を得る。
18g:第1の対を締め付ける。
18h:第2の対の締め付けを解除する一方、第1の対は締め付けたままとする。
18i:第1の対に関する図18fと同様に、第2の対を方向Zに動かす。
18j:第2の対を締め付ける。
18k:第1の一対のアクチュエータを図18c最終位置に戻す。
18l:図18cと同様であるが、異なる円弧で動かす(ここに示すように、完全な円を構成する一連の円弧を使用する代わりに、同じ円弧を使用することも依然として可能であることに留意するものとする)。
18m:第1の対を図18dの位置に戻す。

0201

上記実施態様は、2自由度の組み合わせによる単一の対の2つの作動部材の動きを組み合わせた非限定的な実施態様の概略表現であって、2つの異なる自由度での同じ対の2つの作動部材の逐次的な動きを実現するとともに、独立した2つの一対の作動部材の実施態様を組み合わせたものである。

0202

以下、図14aおよび図14bを参照して、このようなシステムの実用上の一実施形態を説明する。本実施形態は、作動システムの具体的な一実施形態を例示しているに過ぎない。

0203

図14aには、4つの作動システムに共通の固定基部132を含む。各作動システムは、各立方体60、60’、60’’、60’’’に固定された各作動部材(図示せず)の動きを制御する。立方体60、60’、60’’、60’’’はそれぞれ、図9aの作動部材24、24’、24’’、24’’’に対応しており、実質的に同じ配向である。

0204

結果として、1つの立方体の動作のみを説明する。一例として、立方体60’’を参照する。立方体60’’は、3つのアクチュエータ26x、26y、および26z(見えていないが、アクチュエータ26xおよび26yと全く同様であり、基部132の下に位置付けられている)と関連付けられている。立方体60’’は、アクチュエータ26yを用いて方向Yに動かす一方、特定の移動範囲にわたり、アクチュエータ26yに対して方向XおよびZの両者に移動可能である。

0205

図14bに見られるように、アクチュエータ26yは、一端が大径のディスク61に固定されている。このディスク61は、立方体60’’とこれに固定されたプレート63との間に設けられたスロット62に配置されている。特に、ディスクの一方の表面61aが立方体60’’と接触し、反対の表面61bがプレート63と接触するように、スロット62およびディスク61の厚さが対応している。

0206

アーム64は、プレート63に形成された窓65を通過している。窓65は、ディスク61が窓65を通ってスロット62から出ることのない形状である。また、窓65は、立方体がアクチュエータ26yに対して方向YおよびZに移動可能な範囲を規定している。

0207

その他のアクチュエータについても、それぞれの配向にて同様の構成を示している。

0208

結果として、アクチュエータ26yが延びている間は、ディスク61が立方体60’’を方向Yに押してその方向に動かす。アクチュエータ26yが退避すると、ディスク61が方向Yでプレート63上に引っ込んで、これに固定された立方体60’’がその方向に動く。これらの動きは、アクチュエータ26xおよび26zと関連付けられたプレートの窓により許可された移動範囲にわたって許可されている。

0209

別のアクチュエータ、たとえばアクチュエータ26xが同様に、立方体60’’を方向Xに動かす場合、この動きは、方向Xの窓65の寸法により許可された限界内で可能である(この例においてアクチュエータ26zと関連付けられたプレートも同様である)。

0210

図19は、3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態の斜視図である。

0211

この場合も、立方体60は、それぞれ方向X、Y、およびZに沿って作用する同じ3つのアクチュエータ26x、26y、および26zを有する。3つのアクチュエータ26x、26y、および26zの動作はそれぞれ、両矢印によって表される。アクチュエータ26yおよび26zと立方体60との間の界面の2つは、上記実施形態と同様に、立方体60の外面に配置されている。界面の1つであるアクチュエータ26xと立方体60との間の界面は、同様の原理で動作するが、これとは対照的に、立方体60の内側に配置されることで、これらの界面および立方体60により構成されたアセンブリをより小型化可能である。この界面には、このように立方体60の内側に配置され、立方体60の内側壁66’に対向したプレート63’を含む。アクチュエータ界面を含まない立方体60の面のうちの1つには、接触端片650が固定されている。この端片650は、図6を参照して説明した支持対象の作動部材24に静止様態で固定されていてもよい。

0212

図20は、3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態の別の斜視図である。

0213

より詳細に、アクチュエータ、具体的にはアクチュエータ26yの外側界面のうちの1つに関して、シューを構成するディスク60およびアーム64が見られ、アーム64がプレート63の窓65を通過している。ディスク61は、スロット62において、上記実施形態と同様に動く。アセンブリは、分解図として示している。

0214

アクチュエータ26xのプレート63’との内側界面も同様に動作するが、プレート63’の平面におけるディスク61の動きは、スロット62’において、立方体60の内側壁66’とプレート63’との間に生じる。たとえば、上述の通り、立方体60の内側壁66’および/またはプレート63’の表面に垂直なディスク61の推力によって、立方体60は、軸Xのみに沿って移動する。

0215

図21は、3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体の別の実施形態のさらに別の斜視図である。この図は、上記図に類似するが、アセンブリを分解図としてではなく、組み立てた状態で示している。

0216

図22は、3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体のさらに別の実施形態の斜視図である。

0217

立方体60の動作は上記実施形態と同様であるが、構造が異なる。具体的には、ディスク61が十字体67により置き換えられている。この加圧シュー十字形67は、力を立方体60全体により良く分散させるとともに、妨害を制限するのに役立つ。環状つまみ69は、十字体67をその4つの枝部の端部において、立方体60の内側に向かって延ばしている。立方体60の外側壁と十字体67との間には、十字体67の枝部間に枝部が配置された別の十字体68が位置付けられている。一例としては、アクチュエータが十字体67の中心を押し、これが4つの環状つまみ69を介して立方体60を押すことで、立方体60の面全体に推力を分散させる。

0218

図23は、3つのアクチュエータの動きを作動部材に伝達する立方体のさらに別の実施形態の別の斜視図である。これは、立方体60を別の面から見た図である。また、立方体60は、図6を参照して説明した作動部材24に対して同様に固定および締結された接触端片650を支えている。本実施形態においても同様に、一変形例において、アクチュエータ界面のうちの1つは、上記実施形態のように、立方体60の内側に配置されていてもよい。

0219

図24は、アクチュエータと作動部材の基部ブロックとの間の界面の交線および連動の一実施形態の斜視図である。

0220

3つのアクチュエータ610、620、および630は、3つの相互に直交する方向X、Y、およびZに力を及ぼす。

0221

アクチュエータ610は、当該アクチュエータ610と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成する第1の加圧プレート612の4つの隅部を押す4つのバー611を介して方向Yに力を及ぼす。第1のプレート612は、第2のプレート622が通過する第1の開口613を有しており、この第2のプレートは、アクチュエータ620と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成している。この第1の開口613は、方向Xの隙間を含むことにより、第1のプレート612を動かさずに、方向Xのアクチュエータ620および関連する第2のプレート622のストロークに対応する。第1のプレート612は、アクチュエータ630と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成する第3のプレート632が通過する第2の開口614を有する。この第2の開口614は、方向Zの隙間を有することにより、第1のプレート612を動かさずに、方向Zのアクチュエータ630および関連する第3のプレート632のストロークに対応する。

0222

アクチュエータ620は、当該アクチュエータ620と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成する第2の加圧プレート622の4つの隅部を押す4つのバー621を介して方向Xに力を及ぼす。第2のプレート622は、アクチュエータ630と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成する第3のプレート632が通過する第3の開口623を有する。この第3の開口623は、方向Zの隙間を有することにより、第2のプレート622を動かさずに、方向Zのアクチュエータ630および関連する第3のプレート632のストロークに対応する。

0223

アクチュエータ630は、当該アクチュエータ630と作動部材の基部ブロックとの間の界面を構成する第2の加圧プレート632の4つの隅部を押す4つのバー631を介して方向Zに力を及ぼす。第3のプレート632には、開口が一切ない。

0224

図25は、作動部材の基部ブロックの一実施形態の斜視図である。

0225

作動部材の基部ブロックは、立方体640を備えており、これは、図14aの立方体60、60’、60’’、または60’’’のいずれかとすることも可能である。この立方体640は、その8つの頂点において一体的に組み立てられた8つの小さな立方体641を含む。実際のところ、小さな立方体641は、3つの面だけを占有する小さな立方体の一部に過ぎない。小さな立方体641の面の一部には円形開口643があり、小さな立方体641の他の面には長穴開口642がある。円形開口643は、長穴開口642と同様に、さまざまなプレート612、622、および632のバー611、621、および631を受容するためのものである。

0226

図26は、界面と作動部材の基部ブロックとの組み立ての様態を示した一実施形態の斜視図である。

0227

さまざまなプレート612、622、および632のバー611、621、および631は、程度の差こそあれ、さまざまな開口642および643において貫通することにより、プレート612、622、および632が立方体640を方向Y、X、およびZにそれぞれ移動可能である。プレート612、622、および632は、立方体640を一体的に構成する小さな立方体641を押したり引いたりする。

0228

図27は、界面と作動部材の基部ブロックとを一体的に組み立てる一実施形態の別の斜視図である。

0229

この視点において、小さな立方体641には開口が一切なく、接触端片650のみが存在する。この端片650は、図6を参照して説明した作動部材24を固定および静止様態で支えることができる。

0230

以下の図28図35には、アクチュエータにより制御される一対の作動部材に当該アクチュエータの動きを伝達する中間部が見られる。図示の中間部は、一対の作動部材の当該2つの作動部材間の間隔を実質的に一定に保って、細長可撓性医療機器が一対の作動部材の当該2つの作動部材間に配置されている場合に、前記機器自体を回転させつつ、アクチュエータの動きを一対の作動部材に伝達して、一対の作動部材の当該2つの作動部材を反対方向に並進移動させる。中間部は、第1の方向のアクチュエータの並進を第1の方向に直交する第2の方向の2つの作動部材の反対方向の2つの並進に大略変換するロッカーである。これらすべての図においては、両矢印Hが両方向(往復)の水平並進を表す一方、両矢印Vが両方向(往復)の垂直並進を表す。水平および垂直方向は、図の向きに関連しており、アクチュエータおよび作動部材の実際の方向とは何の関係もない。

0231

図28において、ロッカーは、アクチュエータに接続されプレート700を備えることで、反対方向に傾斜した2つの長穴701および702を提供しており、ロッド705および706を介して作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つのつまみ703および704が摺動するとともに、長穴701および702の傾斜が、垂直方向よりも水平方向に近い。図中の向きに関して、左側のアクチュエータがプレート700を右方に押すと、ロッド705が上昇する一方でロッド706が下降し、アクチュエータがプレート700を左方に押すと、ロッド706が上昇する一方でロッド705が下降する。

0232

図29において、ロッカーは、アクチュエータに接続されプレート700を備え、反対方向に傾斜した2つの長穴701および702を提供しており、ロッド705および706を介して作動部材にそれぞれ接続された第1の一対のローラー707および708ならびに第2の一対のローラー709および710という少なくとも2つ一対のローラーが摺動するとともに、長穴701および702の傾斜が、垂直方向よりも水平方向に近い。図中の向きに関して、左側のアクチュエータがプレート700を右方に押すと、ロッド705が上昇する一方でロッド706が下降し、アクチュエータがプレート700を左方に押すと、ロッド706が上昇する一方でロッド705が下降する。

0233

図30において、ロッカーは、アクチュエータ711に接続されプレート716を備え、反対方向に傾斜した2つの斜行レール714および715を提供しており、作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つの摺動部714’および715’が摺動するとともに、レール714および715の傾斜が、垂直方向よりも水平方向に近い。2つのレール714および715は、水平方向および垂直方向により形成された平面と平行な同じ平面にある。図中の向きに関して、左側のアクチュエータ711がプレート716を右方に押すと、基部ブロック718に取り付けられたレール717中を摺動するため、ロッド712が上昇する一方でロッド713が下降する。ロッド712および713はそれぞれ、ガイド719および720によって垂直に案内される。アクチュエータ711がプレート716を左方に押すと、ロッド713が上昇する一方でロッド712が下降する。

0234

図31において、ロッカーは、アクチュエータ711に接続されプレート716を備え、反対方向に傾斜した2つの斜行レール723および724を提供しており、作動部材にそれぞれ接続された少なくとも2つの摺動部725および726が摺動するとともに、レール723および724の傾斜が、垂直方向よりも水平方向に近い。2つのレール723および724は、水平方向および垂直方向により形成された平面と垂直な2つの異なる平面にある。図中の向きに関して、左側のアクチュエータ711がプレート716を右方に押すと、基部ブロック718に取り付けられたレール717中を摺動するため、ロッド721が上昇する一方でロッド722が下降する。ロッド721および722はそれぞれ、ガイド719および720によって垂直に案内される。アクチュエータ711がプレート716を左方に押すと、ロッド722が上昇する一方でロッド721が下降する。ロッド721および722はそれぞれ、基本的に、2つの相互に直交する部分により構成されている。

0235

図32において、ロッカーは、軸740周りに枢動するように搭載されるとともに、アクチュエータに接続されたプレート730を備え、すべて同じ方向に傾斜した3つの斜行レール734、735、および736を提供しており、アクチュエータおよび作動部材にそれぞれ接続された少なくとも3つのつまみ737、738、および739が摺動するとともに、長穴734、735、および736の傾斜が、垂直方向よりも水平方向に近く、長穴のうちの2つ735および736が、枢軸740に関して対称に配置されるとともに2つの作動部材にそれぞれ接続されたつまみ738および739を受容し、第3の長穴734が、2つの長穴738および739よりも枢軸740から遠くに配置され、作動部材に接続されるとともに、アクチュエータに接続されたつまみ737を受容する。アクチュエータのロッド731が下降すると、第1の作動部材のロッド732が下降する一方、第2の作動部材のロッド733が上昇する。アクチュエータのロッド731が上昇すると、第1の作動部材のロッド732が上昇する一方、第2の作動部材のロッド733が下降する。

0236

図33において、ロッカーは、アクチュエータ741に接続されたプレート751を備え、2つの接続ロッドおよびクランクシャフトシステム743および748ならびに744および749を提供しており、クランクシャフト748および749がL字状で反対方向に配向しており、各クランクシャフト748および749のL字の小さな部分が実質的に水平方向に延び、クランクシャフト748および749のL字の大きな部分が実質的に垂直方向に延びている。接続ロッド743および744はそれぞれ、2つの作動部材に接続されている。図中の向きに関して、左側のアクチュエータ741が接続ロッド742を押すと、それ自体がバー750を作動させることにより、L字状のクランクシャフト748および749がそれぞれのL字の屈曲揺動し、プレート751に取り付けられたレール746において接続ロッド743が上昇する一方、プレート751に取り付けられたレール747において接続ロッド744が下降する。逆に、左側のアクチュエータ741が接続ロッド742を引くと、それ自体がストリップ750を作動させることにより、L字状のクランクシャフト748および749がそれぞれのL字の屈曲で揺動し、プレート751に取り付けられたレール746において接続ロッド743が下降する一方、プレート751に取り付けられたレール747において接続ロッド744が上昇する。

0237

図34において、ロッカーは、一方側がアクチュエータに接続され、他方側が接続ロッド753の第1の端部762に接続されたプレート752を備えており、接続ロッドの第2の端部763が、中心755で枢動するバー754の第1の端部に位置付けられた第1の長穴758において中心760で摺動する第1のロッド756の第1の端部763に接続されるとともに、接続ロッドの第2の端部が、第2の長穴759を提供しており、第2のロッド757の中心761が摺動するとともに、長穴758および759がバー754と平行であり、2つのロッド756および757の第2の端部764および765が作動部材にそれぞれ接続されている。図中の向きに関して、左側のアクチュエータがプレート752を押すと、接続ロッド753によって第1のロッド756が上昇することにより、バー754がその枢軸755周りで時計回りに揺動するため、第2のロッド757が下降する。逆に、左側のアクチュエータがプレート752を引くと、接続ロッド753によって第1のロッド756が下降することにより、バー754がその枢軸755周りで反時計回りに揺動するため、第2のロッド757が上昇する。

0238

図35において、ロッカーは、アクチュエータに接続されたプレート770を備え、水平方向の第1のラック771と、作動部材にそれぞれ接続されるとともに垂直方向に延び、歯付き部分が互いに向き合った2つの第2のラック772および773と、第1のラック771と2つの第2のラック772および773との間にそれぞれ位置付けられた2つのギアシステムと、を提供しており、ギアシステムがそれぞれ、第1のラック771と係合した大きなギア776または777および第2のラック772および773の一方と係合した小さなギア774または775を備える。大きなギア776および小さなギア774は、同じ軸778上にある。また、大きなギア777および小さなギア775は、同じ軸779上にある。図中の向きに関して、左側のアクチュエータがプレート770を押すと、これが第1のラック771を右方に押すため、大きなギア776および777が時計回りに回転することにより、2つの小さなギア774および775も時計回りに回転して、第2のラック772が上昇するとともに第2のラック773が下降し、結果として、ロッド780の上方移動およびロッド781の下方移動が作動される。2つのロッド780および781は、作動部材にそれぞれ接続されている。逆に、左側のアクチュエータがプレート770を引くと、これが第1のラック771を左方に引くため、大きなギア776および777が反時計回りに回転することにより、小さなギア774および775も反時計回りに回転して、第2のラック772が下降するとともに第2のラック773が上昇し、結果として、ロッド780が下降するとともにロッド781が上昇する。

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