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CN119948506A - 用于多导管机器人手术的系统 - Google Patents

用于多导管机器人手术的系统 Download PDF

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CN119948506A
CN119948506A CN202380068032.2A CN202380068032A CN119948506A CN 119948506 A CN119948506 A CN 119948506A CN 202380068032 A CN202380068032 A CN 202380068032A CN 119948506 A CN119948506 A CN 119948506A
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CN
China
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catheter
hub
access
drive
guidewire
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Application number
CN202380068032.2A
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English (en)
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杨奕
克雷格·马尔
迈克尔·路那
利利普·劳
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Inpretif Care
Original Assignee
Inpretif Care
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Publication date
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Priority claimed from US17/959,924 external-priority patent/US20240033017A1/en
Priority claimed from US17/959,894 external-priority patent/US12419703B2/en
Priority claimed from US17/960,014 external-priority patent/US12446979B2/en
Priority claimed from US18/073,291 external-priority patent/US12447317B2/en
Priority claimed from US18/060,935 external-priority patent/US12440289B2/en
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Abstract

用于进行神经血管手术的系统,其包括介入装置组件,所述介入装置组件拥有具有导丝毂的导丝、具有进入导管毂的进入导管,以及具有引导导管毂的引导导管。所述系统包括第一毂适配器、第二毂适配器、第三毂适配器和支撑台,其中第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器中的每一个由支撑台可移动地承载。第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器被配置成沿着支撑台移动以驱动介入装置组件,直到介入装置组件被定位以实现主动脉上血管进入。

Description

用于多导管机器人手术的系统
相关申请的交叉引用
根据37CFR 1.57,在与本申请一起提交的申请数据表中确定了国外和国内优先权要求的任何和所有申请都在此通过引用并入。本申请是以下申请的国际申请并要求其优先权:2022年12月1日提交的标题为“METHOD OF PRIMING AN INTERVENTIONAL DEVICEASSEMBLY”的美国申请号18/060,935、2022年12月1日提交的标题为“METHOD OF PRIMINGCONCENTRICALLY STACKED INTERVENTIONAL DEVICES”的美国申请号18/073,291、2022年10月4日提交的标题为“METHOD OF ROBOTICALLY DRIVING AMULTI CATHETER ASSEMBLYABOVE THE AORTIC ARCH”的美国申请号17/959,924、2022年10月4日提交的标题为“ROBOTIC DRIVE SYSTEM FOR ACHIEVING SUPRA-AORTIC ACCESS”的美国申请号17/959,894、2022年10月4日提交的标题为“METHOD OF PERFORMING A MULTI CATHETER ROBOTICNEUROVASCULAR PROCEDURE”的美国申请号17/960,014,以及2022年8月1日提交的标题为“METHOD OF SUPRA-AORTIC ACCESS FOR ANEUROVASCULAR PROCEDURE”的美国申请号17/816,669。2022年12月1日提交的标题为“METHOD OF PRIMING AN INTERVENTIONAL DEVICEASSEMBLY”的美国申请号18/060,935是2022年10月4日提交的标题为“METHOD OFROBOTICALLY DRIVING A MULTI CATHETER ASSEMBLY ABOVE THE AORTIC ARCH”的美国申请号17/959,924、2022年10月4日提交的标题为“ROBOTIC DRIVE SYSTEM FOR ACHIEVINGSUPRA-AORTIC ACCESS”的美国申请号17/959,894,以及2022年10月4日提交的标题为“METHOD OF PERFORMING A MULTI CATHETER ROBOTIC NEUROVASCULAR PROCEDURE”的美国申请号17/960,014的部分延续案申请。美国申请号18/073,291是2022年10月4日提交的标题为“METHOD OF ROBOTICALLY DRIVING A MULTI CATHETER ASSEMBLY ABOVE THE AORTICARCH”的美国申请号17/959,924、2022年10月4日提交的标题为“ROBOTIC DRIVE SYSTEMFOR ACHIEVING SUPRA-AORTIC ACCESS”的美国申请号17/959,894,以及2022年10月4日提交的标题为“METHOD OF PERFORMING AMULTI CATHETER ROBOTIC NEUROVASCULARPROCEDURE”的美国申请号17/960,014的部分延续案申请。美国申请号17/959,924是2022年8月1日提交的标题为“METHOD OF SUPRA-AORTIC ACCESS FOR A NEUROVASCULARPROCEDURE”的美国申请号17/816,669的部分延续案申请。美国申请号17/959,894是2022年8月1日提交的标题为“METHOD OF SUPRA-AORTIC ACCESS FOR ANEUROVASCULARPROCEDURE”的美国申请号17/816,669的部分延续案申请。美国申请号17/960,014是2022年8月1日提交的标题为“METHOD OF SUPRA-AORTIC ACCESS FOR ANEUROVASCULARPROCEDURE”的美国申请号17/816,669的部分延续案申请。前文申请中每个的全部内容通过引用并入本文用于所有目的并形成本说明书的一部分。
技术领域
本申请涉及神经血管手术,并且更具体地,涉及用于神经血管部位进入的导管组件和机器人控制系统。
背景技术
各种神经血管手术可以经由经血管进入完成,包括血栓切除术、诊断性血管造影术、栓塞线圈部署和支架放置。然而,神经血管护理的递送受到多种挑战的限制或延迟。例如,没有足够的受过训练的介入治疗医生和医疗中心来满足当前对神经介入的需求。神经介入是困难的,对外科医生的灵巧性提出了复杂的条件和要求。外科医生必须用两只手对3个至4个同轴导管进行精确控制,同时管理透视系统和患者位置。长的、弯曲的解剖结构需要精细、准确的操作。由于同心轴和患者血管系统之间的摩擦相互作用而引起的能量存储和释放,可能发生不经意的导管运动。实现到达神经血管系统所必需的主动脉上进入是有挑战性的,特别是对于III型弓来说。当实现主动脉上进入后,使系统适应于神经血管治疗是耗时的,并且需要去除导丝和进入导管并将手术导管(以及可能的一个或多个额外的导管)添加到堆叠中。
因此,仍然需要主动脉上进入和神经血管部位进入系统,所述系统解决一些或所有这些挑战并增加神经血管手术的可用性。优选地,系统额外地能够通过主动脉上进入向更远端驱动装置,以在颅内血管中完成手术。
发明内容
根据本公开的一方面,提供了主动脉上进入机器人控制系统。系统包括:导丝毂(guidewire hub),其被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置中的每个;引导导管毂,其被配置成在轴向方向调节引导导管;以及进入导管毂,其被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置中的每个。进入导管毂还可以侧向偏转进入导管的远端偏转区域。导丝毂可以额外被配置成侧向偏转导丝的远端部分。
还可以提供手术导管毂,其被配置成操纵手术导管。在导丝、进入导管和引导导管的机器人放置使得引导导管实现主动脉上进入之后,导丝和进入导管可以向近端撤回,并且手术导管被推进通过并超过引导导管(有或没有导丝支撑(所述导丝的直径可以小于用于达到主动脉上进入的导丝和/或比用于达到主动脉上进入的导丝更柔韧)),以到达更远端的神经血管治疗部位。手术导管可以是抽吸导管;栓塞部署导管;支架部署导管;血流分流器部署导管,进入导管;诊断性血管造影导管;引导导管,成像导管,生理感测/测量导管,输注或注入导管,消融导管,RF消融导管或导丝,球囊导管或用于输送支架取回器、球囊导管或支架取回器的微导管。
控制系统还可以包括在导丝毂、进入导管毂和引导导管毂中的每个上的从动磁体,所述从动磁体被配置成与对应的驱动磁体配合,使得从动磁体响应于对应的驱动磁体的移动而移动。驱动磁体可以各自独立地由支撑台承载而轴向地移动。驱动磁体可以位于无菌区域的外部,通过屏障与从动磁体分离,并且从动磁体可以在无菌区域内。屏障可以包括由薄的聚合物膜或任何非铁磁材料的膜制成的托盘。
控制系统还可以包括控制台,所述控制台可以连接到支撑台或者可以远离支撑台定位。每个从动磁体和对应的毂的位置可响应于在控制台上或与控制台不相关联的特定控制器上的导丝驱动控制件、进入导管驱动控制件或手术导管驱动控制件的手动操作而移动。
控制系统还可以包括用于控制驱动磁体的位置的处理器。处理器可以与控制台处于有线通信,或与控制台处于无线通信。从动磁体可以被配置成保持与对应的驱动磁体接合,直到施加至少约300克的轴向断裂力。
还提供了机器人操作地驱动的介入装置。装置包括具有近端端部和远端端部的长型柔性主体。近端端部上提供了毂。毂的第一表面上提供了至少一个可旋转的滚轮;并且毂的第一表面上提供了至少一个磁体。滚轮可以比磁体更远离第一表面延伸。毂还可以配备有至少一个第二滚轮。
导丝毂、进入导管毂和手术导管毂中的任一个还可以配备有旋转驱动器,用于使对应的介入装置相对于毂旋转。毂还可以配备有轴向驱动机构,以向远端推进或向近端缩回轴向延伸通过介入装置的控制元件,以调节介入装置的特性,例如形状或柔性。在一些实施方案中,至少一个控制元件可以是可轴向移动的管状体或纤维、带状物或丝,例如延伸穿过介入装置到达例如远端偏转区域的丝。在一些实施方案中,任何数量的控制元件可以以类似的方式推进、缩回或以其它方式移动。
还提供了用于控制介入装置的移动的控制系统。在一种配置中,控制系统包括:导丝控制件,其被配置成控制导丝的轴向行进和旋转;进入导管控制件,其被配置成控制进入导管的轴向和旋转运动;以及引导导管控制件,其被配置成控制引导导管的轴向移动和/或旋转。
控制系统还可以包括偏转控制件,所述偏转控制件被配置成控制进入导管或手术导管的偏转,并且可以被配置成用于与机器人导管驱动系统进行有线或无线通信。
控制系统可以被配置成以各种模式独立地控制三个或更多个毂。例如,两个或更多个毂可以有选择地组合在一起,使得它们同时驱动相应的装置并具有相同的运动。可选择地,控制系统可以被配置成同时驱动相应的装置,但是具有不同的运动。
控制系统还可以包括用于操作控制系统的医生界面。医生界面可以由具有机器人介入装置驱动系统的支撑台承载。可选择地,用于操作控制系统的医生界面可以在便携式、手持装置或台式计算机上承载,并且可以位于与患者相同的房间、与患者相同的设施,或位于远程设施中。
控制系统还可以包括具有至少一个显示器的图形用户界面,用于指示至少一个装置参数的状态,和/或指示至少一个患者参数的状态。
还提供了用于将介入装置运输到机器人手术部位的无菌包装组件。包装组件可以包括基座和配置成封闭无菌体积的无菌屏障。可以在无菌体积内提供至少一个介入装置,装置包括毂和长型柔性主体。毂可以包括至少一个磁体和至少一个被配置成在基座上滚动的滚轮。
在一个实施方式中,无菌屏障可拆卸地附接到基座以限定无菌屏障和基座之间的封闭体积。在另一实施方式中,无菌屏障为用于封闭无菌体积的管状封闭物的形式。管状封闭物可以围绕基座和至少一个介入装置,且它们都在无菌体积内。
毂可以在包装内定向,使得滚轮和磁体面向基座。可选择地,基座可以是具有长型中心轴线的托盘的形式。托盘的上部无菌区域侧可以具有用于支撑并允许一个或多个毂滑动移动的长型支撑表面。可以提供至少一个并任选地两个长型托盘,平行于中心轴线延伸。可以在托盘中提供至少一个毂和介入装置,并且具有无菌毂和介入装置的无菌托盘可以位于由无菌屏障限定的无菌体积中。
基座可以被配置成位于邻近患者的支撑台上,其中基座的上表面在无菌区域内,并且基座的下表面在无菌区域的外部。
任何本文所公开的毂还可以包括用于通信和/或动力传输的流体注入口和/或无线RF收发器。毂可以包括视觉指示器,用于指示凝块的存在。在一些实施方案中,毂还可以包括有线电通信和电源端口。视觉指示器可以包括具有透明窗口的凝块腔室。可以在凝块腔室中设置过滤器。
任何本文所公开的毂还可以包括用于检测目的参数(例如凝块的存在)的传感器。在一些情况下,传感器可以位于柔性主体上。传感器可以包括压力传感器或光学传感器。在一些实施方案中,传感器可以包括力传感器、定位传感器、温度传感器和/或氧传感器中的一个或多个。在一些实施方案中,传感器可以包括光纤布拉格光栅传感器。例如,光纤布拉格光栅传感器(例如,光纤)可以局部地检测应变,这可以便于所施加的力的检测和/或确定。装置还可以包括多个传感器。多个传感器可以各自包括本文所公开的任何类型的传感器中的一个或多个。在一些实施方案中,多个(例如,3个或更多个)传感器(例如,光纤布拉格光栅传感器)可以分布在边界周围,以便于形状的检测和/或确定。在一些情况下,装置的位置可以通过使用一个或多个传感器来检测和/或确定位置来确定。例如,一个或多个光学编码器可以位于一个或多个驱动线性运动的发动机中或其附近,使得光学编码器可以确定位置。
还提供了进行神经血管手术的方法,其中第一阶段包括机器人操作地实现主动脉上进入,并且第二阶段包括经由主动脉上进入手动地或机器人操作地进行神经血管手术。方法包括以下步骤:提供具有进入导管毂的进入导管;将进入导管毂连接到由支撑台可移动承载的毂适配器;响应于毂适配器沿着工作台的移动驱动进入导管,直到进入导管被定位以实现主动脉上进入。然后可以将进入导管和进入导管毂与毂适配器分离;并且具有手术导管的手术导管毂随后可以连接到毂适配器。
方法可以额外包括推进手术导管毂以将手术导管的远端端部定位在神经血管治疗部位。驱动进入导管的步骤可以包括通过引导导管向远端驱动进入导管。驱动进入导管的步骤可以包括侧向偏转进入导管的远端区域以实现主动脉上进入的步骤。在一些实施方案中,驱动进入导管的步骤还可以包括旋转进入导管。
还提供了进行神经血管手术的方法,包括提供包括导丝、进入导管和引导导管的进入组件的步骤。进入组件可以可释放地连接到机器人驱动系统。进入组件可以由机器人驱动系统驱动以实现到达期望的点的进入,例如实现主动脉上的进入。然后可以将导丝和进入导管从进入组件分离,将引导导管留在适当的位置。可以提供手术组件,其至少包括导丝和第一手术导管。手术组件可以可释放地连接到机器人驱动系统;并且可以使用手术组件来完成神经血管手术。还可以提供第二手术导管,用于延伸通过第一手术导管到达治疗部位。
连接进入组件的步骤可以包括磁性地连接导丝、进入导管和引导导管中的每个上的毂,以分离对应的连接器,所述连接器承载独立地可移动地由驱动台承载的对应的驱动磁体。手术外科组件可以包括导丝、第一导管和第二导管。导丝和第一导管可以同心地位于第二导管内。手术外科组件可以作为组合件通过引导导管的长度的至少一部分推进,并且手术可以包括神经血管血栓切除术。
还提供了进行神经血管手术的方法。方法包括以下步骤:提供包括进入导管、引导导管和手术导管的多导管组件,将组件连接到机器人驱动系统,驱动组件以实现主动脉上进入,将组件的子集驱动到神经血管部位,其中子集包括引导导管和手术导管,近端移除进入导管,以及使用手术导管进行神经血管手术。
神经血管手术可以包括神经血管血栓切除术。组件还可以包括导丝,其中导丝、进入导管、导丝导管和手术导管中的每个都被配置成由相应的毂调节。将组件连接到机器人驱动系统可以包括将导丝的第一毂磁性地连接到第一驱动磁体、将进入导管的第二毂磁性地连接到第二驱动磁体、将引导导管的第三毂磁性地连接到第三驱动磁体,以及将手术导管的第四毂磁性地连接到第四驱动磁体。第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体中的每个可以独立地由驱动台可移动地承载。手术导管可以是抽吸导管。手术导管可以是栓塞部署导管。手术导管可以是支架部署导管。手术导管可以是分流器部署导管。手术导管可以是诊断性血管造影导管。手术导管可以是支架取回器导管。手术导管可以是凝块取回器。手术导管可以是球囊导管。手术导管可以是便于经皮瓣膜修复或替换的导管。手术导管可以是消融导管。
还提供了进行神经血管手术的方法。方法包括以下步骤:提供包括导丝、进入导管、引导导管和手术导管的组件,上述组件同轴地可移动地组装成单一多导管组件,将组件连接到驱动系统,驱动组件以实现主动脉上进入,将组件的子集驱动到颅内部位,其中子集包括导丝、引导导管和手术导管,以及使用组件的子集进行神经血管手术。
导丝、进入导管、引导导管和手术导管中的每个都可以被配置成由相应的毂调节。将组件连接到驱动系统可以包括将导丝的第一毂磁性地连接到第一驱动磁体、将进入导管的第二毂磁性地连接到第二驱动磁体、将导导管的第三毂磁性地连接到第三驱动磁体,以及将手术导管的第四毂磁性地连接到第四驱动磁体。驱动系统可以是机器人驱动系统,并且第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体可以各自独立地由与机器人驱动系统相关联的驱动台可移动地承载。第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体中的每个可以独立地由驱动台可移动地承载。
还提供了进行神经血管手术的方法。方法包括提供组件,所述组件包括具有导丝毂的导丝、具有进入导管毂的进入导管和具有引导导管毂的引导导管。方法还包括将导丝毂连接到第一毂适配器、将进入导管毂连接到第二毂适配器,以及将引导导管毂连接到第三毂适配器,其中第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器中的每个可移动地由支撑台承载。方法还包括响应于第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器中的每个沿着支撑台的移动来驱动组件,直到组件被定位以实现主动脉上血管通路。
方法可以包括沿着支撑台驱动组件的子集直到组件的子集被定位以在神经血管治疗部位进行神经血管手术的步骤,其中组件的子集包括导丝、引导导管和手术导管。神经血管手术可以包括血栓切除术。将导丝毂连接到第一毂适配器可以包括将导丝毂磁性地连接到第一驱动磁体。将进入导管毂连接到第二毂适配器可以包括将进入导管毂磁性地连接到第二驱动磁体。将引导导管毂连接到第三毂适配器可以包括将引导导管毂磁性地连接到第三驱动磁体。第一驱动磁体、第二驱动磁体和第三驱动磁体可以独立地由支撑台可移动地承载。第一驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第一从动磁体。第二驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第二从动磁体。第三驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第三从动磁体。将导丝毂连接到第一毂适配器可以包括将导丝毂机械地连接到第一驱动器。将进入导管毂连接到第二毂适配器可以包括将进入导管毂机械地连接到第二驱动器。将引导导管毂连接到第三毂适配器可以包括将引导导管毂机械地连接到第三驱动器。在实现主动脉上进入之后,导丝和引导导管可以作为组合件沿着进入导管的长度的至少一部分推进。导丝毂可以被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置。组件还可以包括具有手术导管毂的手术导管。手术导管毂可以被配置成调节手术导管的轴向位置和旋转位置。手术导管毂还可以被配置成侧向偏转手术导管的远端偏转区域。导丝毂可以被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置。手术导管毂可以被配置成调节手术导管的轴向位置和旋转位置。引导导管毂可以被配置成调节引导导管的轴向位置。进入导管毂可以被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置。手术导管毂还可以被配置成侧向偏转手术导管的远端偏转区域。进入导管毂还可以被配置成侧向偏转进入导管的远端偏转区域。引导导管毂可以被配置成调节引导导管的轴向位置。进入导管毂可以被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置。进入导管毂还可以被配置成侧向偏转进入导管的远端偏转区域。
还提供了用于实现主动脉上进入和神经血管治疗部位进入的驱动系统。系统包括:导丝毂,其被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置;手术导管毂,其被配置成调节手术导管的轴向位置和旋转位置;引导导管毂,其被配置成调节引导导管的轴向位置;以及进入导管毂,其被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置。
手术导管毂还可以被配置成侧向偏转手术导管的远端偏转区域。导丝毂可以被配置成通过将导丝毂磁性地连接到第一驱动磁体而连接到导丝毂适配器。进入导管毂可以被配置成通过将进入导管毂磁性地连接到第二驱动磁体而连接到进入导管毂适配器。引导导管毂可以被配置成通过将引导导管毂磁性地连接到第三驱动磁体而连接到引导导管毂适配器。手术导管毂可以被配置成通过将手术导管毂磁性地连接到第四驱动磁体而连接到手术导管毂适配器。第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体可以独立地由驱动台可移动地承载。系统可以包括在导丝毂上的第一从动磁体,所述第一从动磁体被配置成与第一驱动磁体配合,使得第一从动磁体响应于第一驱动磁体的移动而移动。第一驱动磁体可以被配置成在无菌区域的外部移动,同时通过无菌区域屏障与第一从动磁体分离,而第一从动磁体在无菌区域内。第一驱动磁体的位置可响应于与驱动台电连通的控制台上的手术驱动控制的操作而移动。系统可以包括在进入导管毂上的第二从动磁体,所述第二从动磁体被配置成与第二驱动磁体配合,使得第二从动磁体被配置成响应于第二驱动磁体的移动而移动,其中第二驱动磁体被配置成在无菌区域的外部移动,同时通过屏障与第二从动磁体分离,而第二从动磁体在无菌区域内。系统可以包括在引导导管毂上的第三从动磁体,所述第三从动磁体被配置成与第三驱动磁体配合,使得第三从动磁体被配置成响应于第三驱动磁体的移动而移动,其中第三驱动磁体被配置成在无菌区域的外部移动,同时通过屏障与第三从动磁体分离,而第三从动磁体在无菌区域内。系统可以包括在手术导管毂上的第四从动磁体,所述第四从动磁体被配置成与第四驱动磁体配合,使得第四从动磁体被配置成响应于第四驱动磁体的移动而移动,其中第四驱动磁体被配置成在无菌区域的外部移动,同时通过屏障与第四从动磁体分离,而第四从动磁体在无菌区域内。手术导管可以是抽吸导管。手术导管可以是栓塞部署导管。手术导管可以是支架部署导管。手术导管可以是分流器部署导管。手术导管可以是诊断性血管造影导管。手术导管可以是支架取回器导管。手术导管可以是球囊导管。手术导管可以是便于经皮瓣膜修复或替换的导管。手术导管可以是消融导管。手术导管毂可以被配置成调节手术导管的旋转位置。进入导管毂可以被配置成侧向偏转进入导管的远端偏转区域。
还提供了实现主动脉上进入和神经血管治疗部位进入的方法。方法包括提供驱动系统的步骤,所述驱动系统包括:导丝毂,其被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置;手术导管毂,其被配置成调节手术导管的轴向位置和旋转位置;引导导管毂,其被配置成调节引导导管的轴向位置;以及进入导管毂,其被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置,进入导管还被配置成侧向偏转进入导管的远端偏转区域,并且移动导丝毂、手术导管毂、引导导管毂和进入导管毂中的至少一个,以驱动导丝、手术导管、引导导管和进入导管毂中的至少一个的移动。方法还可以包括控制手术导管毂以侧向偏转手术导管的远端偏转区域。
还提供了实现主动脉上进入的方法。方法包括以下步骤:提供包括导丝、进入导管和引导导管的组件,上述组件被同轴地可移动地组装成单一多导管组件,将组件连接到驱动系统,将组件驱动到主动脉弓,以及推进进入导管以实现主动脉上进入至从主动脉弓分出的分支血管。
方法还可以包括将组件的子集驱动到颅内部位,并使用组件的子集进行神经血管手术。子集可以包括导丝、引导导管和手术导管。手术导管可以是抽吸导管。手术导管可以是栓塞部署导管。手术导管可以是支架部署导管。手术导管可以是分流器部署导管。手术导管可以是诊断性血管造影导管。手术导管可以是支架取回器导管。手术导管可以是凝块取回器。手术导管可以是球囊导管。手术导管可以是便于经皮瓣膜修复或替换的导管。手术导管可以是消融导管。颅内手术可以包括颅内血栓切除术。神经血管手术可以包括神经血管血栓切除术。导丝、进入导管和引导导管中的至少一个可以包括被配置成连接到机器人驱动系统的毂。将组件连接到驱动系统可以包括将引导导管毂磁性地连接到驱动系统。将组件连接到驱动系统可以包括将引导导管毂机械地连接到驱动系统。驱动系统可以是机器人驱动系统,并且至少第一驱动磁体、第二驱动磁体和第三驱动磁体各自独立地由与机器人驱动系统相关联的驱动台可移动地承载。
还提供了预充介入装置组件的方法。方法包括提供介入装置组件,介入装置组件包括连接到第一毂的第一介入装置和连接到以同心堆叠布置的第二毂的第二介入装置,第二介入装置位于第一介入装置的管腔内。方法包括:将介入装置组件连接到驱动系统,同时以同心堆叠布置;相对于第二毂轴向地推进第一介入装置和第一毂,以减小第二介入装置在第一介入装置的管腔内的插入深度,同时将第二介入装置的远端端部保持在第一介入装置的管腔内;以及在减小第二介入装置在第一介入装置的管腔内的插入深度之后,用流体冲洗第一介入装置。
驱动系统可以是机器人驱动系统。相对于第二毂轴向推进第一介入装置和第一毂可以包括相对于连接到第二毂的第二机器人驱动器轴向移动连接到第一毂的第一机器人驱动器。相对于第二毂轴向推进第一介入装置和第一毂可以包括响应于控制信号而相对于第二毂轴向推进第一介入装置和第一毂。第一介入装置可以是第一导管,第二介入装置可以是第二导管。第一导管可以是引导导管,第一毂可以是引导导管毂,第二导管可以是手术导管,第二毂可以是手术导管毂。介入装置组件可以包括连接到以同心堆叠布置的进入导管毂的进入导管,进入导管位于手术导管的管腔内。方法可以包括:在用流体冲洗引导导管之后,将引导导管返回到相对于手术导管的初始位置;相对于进入导管毂轴向地推进引导导管、引导导管毂、手术导管和手术导管毂,以减小进入导管在手术导管的管腔内的插入深度,同时将进入导管的远端端部保持在手术导管的管腔内,并且基本上保持引导导管和手术导管之间的相对位置;以及在减小进入导管在手术导管的管腔内的插入深度之后,用流体冲洗手术导管。介入装置组件可以包括连接到以同心导管堆叠布置的导丝毂的导丝,导丝位于进入导管的管腔内。方法可以包括:在用流体冲洗手术导管之后,将引导导管和手术导管返回到相对于进入导管的初始位置;将引导导管、引导导管毂、手术导管、手术导管毂、进入导管和进入导管毂相对于导丝毂轴向推进,以减小导丝在进入导管的管腔内的插入深度,同时将导丝的远端端部保持在进入导管的管腔内,并且基本上保持引导导管、手术导管和进入导管之间的相对位置;以及在导丝插入进入导管的管腔内的深度减小之后,用流体冲洗进入导管。方法可以包括用流体冲洗第二导管,其中同时进行冲洗第一导管和冲洗第二导管的步骤。流体可以是盐水、造影剂或盐水和造影剂的组合。第一介入装置可以是导管,第二介入装置可以是导丝。方法可以包括在减小第二介入装置在第一介入装置的管腔内的插入深度之后,使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个往复移动,同时用流体冲洗第一介入装置。
还提供了预充多导管组件的方法。方法包括:提供多导管组件,多导管组件包括同心堆叠的配置的导丝、进入导管、手术导管和引导导管;将多导管组件连接到驱动系统;相对于导丝、进入导管和手术导管向远端移动引导导管;用流体冲洗引导导管;以及朝向导丝、进入导管和手术导管向近端移动引导导管。
驱动系统可以是机器人驱动系统。方法可以包括相对于导丝和进入导管向远端移动手术导管和引导导管、用流体冲洗手术导管,以及朝向导丝和进入导管向近端移动手术导管和引导导管。方法可以包括相对于导丝向远端移动进入导管、手术导管和引导导管,用流体冲洗进入导管,以及朝向导丝向近端移动进入导管、手术导管和引导导管。流体可以是盐水、造影剂或盐水和造影剂的组合。导丝可以连接到导丝毂。进入导管可以连接到进入导管毂。手术导管可以连接到手术导管毂。引导导管可以连接到引导导管毂。在同心堆叠的配置中,手术导管位于引导导管的管腔内,进入导管位于手术导管的管腔内,并且导丝位于进入导管的管腔内。方法可以包括在用流体冲洗引导导管的同时,使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动。
还提供了预充介入装置组件的方法。方法包括提供介入装置组件,介入装置组件包括第一介入装置和第二介入装置,第二介入装置位于第一介入装置内,并且在用流体冲洗第一介入装置和第二介入装置之间的管腔以从管腔去除微泡的同时,使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动。
使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动可以包括响应于控制信号使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动可以包括使连接到第一介入装置的第一机器人驱动器和连接到第二介入装置的第二机器人驱动器中的至少一个相对于第一机器人驱动器和第二机器人驱动器中的另一个进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个轴向地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动还可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个旋转地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个轴向地进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个在约10mm至约250mm的行程长度上轴向地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个轴向地进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个在约25mm至约125mm的行程长度上轴向地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个轴向地进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个在超过大于20mm的行程长度上轴向地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个轴向地进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个以不超过约5Hz的往复频率轴向地进行往复移动。往复频率可以不超过约1Hz。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动可以包括使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个旋转地进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个可以包括使第一介入装置和第二介入装置相对于彼此进行往复移动。使第一介入装置和第二介入装置中的至少一个相对于第一介入装置和第二介入装置中的另一个进行往复移动可以由机器人驱动台进行。第一介入装置可以是第一导管,第二介入装置可以是第二导管。第一介入装置可以是导管,第二介入装置可以是导丝。
还提供了预充多导管组件的方法。方法包括:提供多导管组件,多导管组件包括以同心导管堆叠布置的导丝、进入导管、手术导管和引导导管,其中导丝位于进入导管的管腔内、进入导管位于手术导管的管腔内、手术导管位于引导导管的管腔内,以及用盐水冲洗引导导管,同时使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动。
用盐水冲洗引导导管,同时使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动,可以包括响应于控制信号使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动。用盐水冲洗引导导管,同时使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动,可以包括使连接到引导导管的第一机器人驱动器和连接到手术导管的第二机器人驱动器中的至少一个相对于第一机器人驱动器和第二机器人驱动器中的另一个进行往复移动。用盐水冲洗引导导管,同时使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动,可以包括轴向地进行往复移动、旋转地进行往复移动,或使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个既轴向地进行往复移动又旋转地进行往复移动。方法可以包括用盐水冲洗手术导管,同时使手术导管和进入导管中的至少一个相对于手术导管和进入导管中的另一个进行往复移动。用盐水冲洗手术导管,同时使手术导管和进入导管中的至少一个相对于手术导管和进入导管中的另一个进行往复移动,可以包括轴向地进行往复移动、旋转地进行往复移动,或使手术导管和进入导管中的至少一个相对于手术导管和进入导管中的另一个既轴向地进行往复移动又旋转地进行往复移动。方法可以包括用盐水冲洗进入导管,同时使进入导管和导丝中的至少一个相对于进入导管和导丝中的另一个进行往复移动。用盐水冲洗进入导管,同时使进入导管和导丝中的至少一个往复移动可以包括轴向地进行往复移动、旋转地进行往复移动,或使进入导管和导丝中的至少一个相对于进入导管和导丝中的另一个既轴向地进行往复移动又旋转地进行往复移动。用盐水冲洗引导导管同时使引导导管和手术导管中的至少一个相对于引导导管和手术导管中的另一个进行往复移动的步骤、用盐水冲洗手术导管同时使手术导管和进入导管中的至少一个相对于手术导管和进入导管中的另一个进行往复移动的步骤,以及用盐水冲洗进入导管同时使进入导管和导丝中的至少一个相对于进入导管和导丝中的另一个进行往复移动的步骤可以同时进行。
还提供了用于进行神经血管手术的系统。系统包括介入装置组件,所述介入装置组件包括具有导丝毂的导丝、具有进入导管毂的进入导管和具有引导导管毂的引导导管。系统包括:第一毂适配器,其中导丝毂被配置成连接到第一毂适配器;第二毂适配器,其中进入导管毂被配置成连接到第二毂适配器;第三毂适配器,其中引导导管毂被配置成连接到第三毂适配器;以及支撑台,其中第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器中的每个可移动地由支撑台承载,其中第一毂适配器、第二毂适配器和第三毂适配器被配置成沿着支撑台移动以驱动介入装置组件,直到介入装置组件被定位以实现主动脉上血管进入。
介入装置组件可以包括具有手术导管毂的手术导管。系统可以包括第四毂适配器,其中手术导管毂被配置成连接到第四毂适配器。第一毂适配器、第三毂适配器和第四毂适配器可以被配置成沿着支撑台移动以将导丝、引导导管和手术导管驱动到在神经血管治疗部位进行神经血管手术的位置。神经血管手术可以是血栓切除术。导丝毂可以被配置成通过将导丝毂磁性地连接到第一驱动磁体而连接到第一毂适配器。进入导管毂可以被配置成通过将进入导管毂磁性地连接到第二驱动磁体而连接到第二毂适配器。引导导管毂可以被配置成通过将引导导管毂磁性地连接到第三驱动磁体而连接到第三毂适配器。第一驱动磁体、第二驱动磁体和第三驱动磁体可以独立地由支撑台可移动地承载。第一驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第一从动磁体。第二驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第二从动磁体。第三驱动磁体可以穿过无菌区域屏障连接到第三从动磁体。导丝和引导导管可以被配置成在实现主动脉上进入之后作为组合件沿着进入导管的长度的至少一部分推进。导丝毂可以被配置成调节导丝的轴向位置和旋转位置。介入装置组件可以包括具有手术导管毂的手术导管。手术导管毂可以被配置成调节手术导管的轴向位置。引导导管毂可以被配置成调节引导导管的轴向位置。进入导管毂可以被配置成调节进入导管的轴向位置和旋转位置。手术导管毂可以被配置成调节手术导管的旋转位置。手术导管毂可以被配置成侧向偏转手术导管的远端偏转区域。进入导管毂可以被配置成侧向偏转进入导管的远端偏转区域。第一毂适配器、第二毂适配器、第三毂适配器和/或第四毂适配器可以由控制系统驱动。第一毂适配器、第二毂适配器、第三毂适配器和/或第四毂适配器可以使用控制系统响应于用户输入而被驱动。
附图说明
图1是根据本公开的具有成像系统、患者支撑台和机器人驱动系统的介入设置的示意性透视图。
图2是显示具有两个自由度的导丝、具有3个自由度的进入导管和具有一个自由度的引导导管之间的同心关系的纵向横截面。
图3A是通过无菌屏障与支撑台分离的介入装置毂的分解示意图。
图3B至图3F显示了运输托盘形式的可选择的无菌屏障,其具有用于承载介入装置的一个或多个存储通道。
图3G至图3K显示了具有凸出的驱动表面的可选择的无菌屏障的实施方案。
图3L和图3M描绘了可以与图3G至图3K的无菌屏障一起使用的毂的示例。
图4是贯穿具有驱动磁体的毂适配器的示意性立面横截面,所述驱动磁体通过无菌屏障与介入装置毂和从动磁体分离。
图5A和图5B示意性地示出了三介入装置和四介入装置组件。
图6是支撑台的透视图。
图7是支撑台的发动机驱动端的特写视图。
图8是贯穿发动机和皮带驱动组件的立面横截面。
图9是支撑台的滑轮端的特写视图。
图10是贯穿滑轮的立面横截面。
图11是贯穿例如图5A和图5B中所示的那些导管的远端部分的立面横截面。
图12A和图12B示意性地示出了集成到导管的侧壁中的力传感器。
图13A和图13B示意性地示出了用于测量在毂和对应的滑车之间的磁性连接的弹性力的传感器。
图14示意性地示出了与本公开的导管一起使用的双编码器扭矩传感器。
图15示出了可以集成到毂中和/或连接到抽吸线的凝块捕获和可视化装置。
图16A至图16C示出了用于操纵由相应的毂驱动的介入装置的示例性控制机构。
图17示出了用于主动脉上进入和神经介入手术的介入装置组件的侧立面视示意图。
图18A至图18E描绘了引入导管组件的步骤的示例顺序,所述导管组件被配置成实现主动脉上进入和神经血管部位进入。
图19示意性地示出了驱动机构和从动机构之间的机械联接的实施方案。
图20A至图20C描绘了在堆叠的配置中预充导管组件的步骤的示例顺序。
图21A至图21B描绘了在堆叠的配置中预充导管组件的步骤的示例顺序。
图22描绘了用于图21A至图21B中所描绘的预充过程的示例测试系统。
图23A显示了导管组件的示例。
图23B显示了在预充程序之后的导管组件的示例。
图23C显示了在包括相邻导管之间的相对移动的预充程序之后的导管组件的示例。
图23D至图23F示出了图23A至图23C的示例导管组件。
图24描绘了控制系统的示意图。
具体实施方式
在某些实施方案中,提供了系统,所述系统用于将引导导管从股动脉或桡动脉推进进入到在主动脉弓顶部的大血管之一的口中,从而实现主动脉上进入。然后,外科医生可以经由机器人操作地放置的引导导管接管介入装置并将其推进到脑血管系统中。
在一些实施方式中,系统可以额外被配置成机器人操作地达成颅内血管进入并进行抽吸血栓切除术或其它神经血管手术。
驱动台可以位于患者上方或一侧,并且被配置成轴向推进、缩回以及在一些情况下旋转和/或侧向偏转两个或三个或更多个不同(例如,同心或并排定向的)的血管内装置。毂可沿着驱动台的表面沿着路径移动,以根据需要推进或缩回介入装置。每个毂还可以含有按期望旋转或偏转装置的机构,并且连接到传统地附接到导管毂的类型的流体输送管(未示出)。每个毂可以经由硬连线连接、RF无线连接或两者的组合与电子控制系统处于电通信。
每个毂可独立地在由驱动台承载的无菌区域屏障膜的表面移动。每个毂可释放地磁性地连接到无菌区域屏障的台侧上的独特的驱动滑车。驱动系统在屏障的表面近端或远端方向独立地移动每个毂,以在患者的血管系统内向近端或远端移动对应的介入装置。
驱动台上与毂磁性地连接以提供线性运动致动的滑车是通用的。导管/导丝的功能是基于毂和轴设计中所包含的内容来提供的。这允许灵活地将系统配置成使用同一驱动台上的多种多样的介入装置来进行广泛范围的手术。此外,本文所公开的介入装置和方法可以容易地适于与多种多样的其它驱动系统(例如,多种多样的机器人外科手术驱动系统中的任一种)一起使用。
图1是具有用于支撑患者14的患者支撑台12的介入装置10的示意性透视图。成像系统16可以与根据本公开的机器人介入装置驱动系统18一起被提供。
驱动系统18可以包括用于支撑例如导丝毂26、进入导管毂28和引导导管毂30的支撑台20。在本文的上下文中,术语“进入”导管可以是具有管腔的任何导管,所述管腔具有至少一个面向远端或面向侧向的远端开口,所述导管可以用于抽吸血栓、提供通道用于额外的装置穿过其或沿着其推进,或注入盐水或造影剂或治疗剂。
根据期望的临床手术,可以提供更多或更少的介入装置毂。例如,在某些实施方案中,可以仅使用用于驱动导丝和进入导管(以诊断性血管造影导管的形式)的导丝毂26和进入导管毂28来进行诊断性血管造影手术。多个介入装置22在支撑台20和(在所示的示例中的)患者14身上的股骨进入点24之间延伸。根据期望的手术,可以通过经皮或切开进入多种动脉或静脉中的任一种来实现进入,例如股动脉或桡动脉。尽管本文主要在神经血管进入和手术的情况下公开,但是机器人驱动系统和相关的介入装置可以容易地被配置成用于各种各样在外周和冠状动脉和静脉血管系统、胃肠系统、淋巴系统、脑脊液腔或空间(例如椎管、心室和蛛网膜下隙)、肺气道、经由经输尿管或尿道或输卵管导航到达的治疗部位,或身体中的其它中空器官或结构(例如,在心脏内或结构性心脏应用中,例如瓣膜修复或替换,或在任何腔内手术中)中的额外的医疗介入。
显示器23(例如用于观察透视图像、导管数据(例如,光纤布拉格光栅光纤传感器数据或其它力或形状感测数据)或其它患者数据)可以由支撑台20和/或患者支撑件12承载。可选择地,包括显示器23的医生输入/输出界面可以远离患者,例如在放射屏蔽后面、在与患者不同的房间中,或者在与患者不同的设施中。
在所示的示例中,导丝毂26由支撑台20承载,并且可沿着台移动,以将导丝推进到患者14中并从患者14中出来。进入导管毂28也由支撑台20承载,并且可沿着台移动,以将进入导管推进到患者14中并从患者14中出来。进入导管毂还可以被配置成响应于旋转控制的操作而旋转进入导管,并且还可以被配置成响应于偏转控制的操作而侧向偏转进入导管的可偏转部分。
图2是示意性地显示具有两个自由度(轴向和旋转)的导丝27、具有三个自由度(轴向、旋转和侧向偏转)的进入导管29和具有一个自由度(轴向)的引导导管31之间的运动关系的纵向横截面。
参考图3A,支撑台20包括在下文中更详细描述的驱动机构,以独立地驱动导丝毂26、进入导管毂28和引导导管毂30。抗屈曲特征件34可以设置在近端抗屈曲区域中,用于抵抗跨越支撑台20和股动脉进入点24之间的距离的介入装置的部分的屈曲。抗屈曲特征件34可以包括多个同心的可伸缩地轴向地延伸的并可折叠的管,介入装置延伸穿过所述管。
可选择地,一个或多个装置轴的近端区段可以被配置成具有增强的刚度,以减小压缩时的屈曲。例如,近端加固的段可以从毂向远端延伸至至少约5厘米或10厘米的距离,但通常不超过约120厘米或100厘米,以将装置支撑在毂和患者身上的进入点24之间。加固可以通过使用金属或聚合物管或将至少一个或两个或更多个轴向延伸的元件嵌入装置轴的壁中来实现,例如长型丝或带状物。在一些实施方式中,延伸元件可以是中空的,并防止毂的输入和输出处的磨损、屈曲或损坏。在一些实施方案中,中空的延伸元件可以是附接到毂的中空的且柔性的覆盖层。中空的延伸元件(例如,中空的且柔性的覆盖层)在穿过毂时可以覆盖装置轴的一部分。在中空的延伸元件是覆盖层的一些实施方案中,涂层可以附接到毂的一部分,使得将导管装置穿过毂26、28或30也将导管装置穿过覆盖层。在一些实施方式中,抗屈曲装置可以安装在装置轴上或围绕装置轴,以避免毂之间或毂与插入点之间的未对准或插入角度误差。抗屈曲装置可以是激光切割的海波管、弹簧、伸缩管、具有张力的对开管等。
在一些实施方式中,可以沿着导管长度放置多个偏转传感器以识别屈曲。识别屈曲可以通过感测毂向远端推进而导管或介入装置的远端尖端没有移动来进行。在一些实施方式中,屈曲可以通过感测导管轴之间已经发生能量负载(例如,由于摩擦)来检测。
可选择地,薄的管状加强结构可以嵌入装置壁或延续在装置壁的外侧,例如管状聚合物挤压件或一段海波管。可选择地,可以将可移除的加强心轴放置在装置的近端区段中的管腔内,并且在毂朝向患者进入位置向远端推进之后从近端移除,以防止近端轴在毂的远端推进期间的屈曲。可选择地,一个或多个装置轴的近端区段可以被配置成管状海波管,其可以被机械加工(例如,用激光),使得其机械性能沿其长度变化。该近端区段可以由不锈钢、镍钛诺和/或钴铬合金形成,任选地与可以提供润滑性和液压密封的聚合物组分组合。在一些实施方案中,该近端区段可以由聚合物形成,例如聚醚醚酮(PEEK)。可选择地,可以在抗屈曲区域增加介入装置的壁厚或直径。
在某些实施方案中,具有高级刚度(例如,轴向和扭转)的装置轴可以提供从装置轴的近端到装置轴的远端的改进的运动传递。例如,装置轴可以更响应于在近端处施加的运动。这样的实施方案对于在没有触觉反馈给用户的情况下的机器人驱动可能是有优势的。
在一些实施方案中,柔性覆盖层可以施加到装置轴和/或毂,以在第二装置轴穿过装置轴和/或毂与第二装置轴时减小装置轴和/或毂与第二装置轴之间的摩擦力。
介入装置毂可以通过无菌屏障32与支撑台20分开。无菌屏障32可以包括薄塑料膜,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯乙二醇共聚物(PETG)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或苯乙烯。这允许支撑台20和相关联的驱动系统位于无菌屏障32的非无菌(下)侧。导丝毂26、进入导管毂28、引导导管毂30和相关联的介入装置都在无菌屏障32的无菌(上)侧。无菌屏障优选地是防水的,并且还可以用作在介入装置的包装中使用的托盘,这将在下文另外讨论。介入装置可以单独提供或作为同轴预组装的套件提供,所述套件在托盘中并被包装在无菌包装中被运输和储存。
图3B至图3F示意性地示出了的可选择的无菌屏障以及运输托盘,所述可选择的无菌屏障在介入手术期间放置在支撑台上的呈双功能无菌屏障形式,所述运输托盘具有用于承载无菌介入装置的一个或多个存储通道。无菌屏障也可用作无菌工作表面,用于在手术期间导管或其它装置的准备。
参考图3B和图3C,示出了呈预成形托盘形式的无菌屏障32,用于将长型支撑台20安上。在使用中,长型支撑台20将位于无菌屏障32的下方。无菌屏障32在近端端部100和远端端部102之间延伸,并包括用于支撑介入装置毂的上支撑表面104。在一个实施方式中,在线性驱动配置中,支撑表面104具有大于预期的介入装置的长度的轴向长度。
支撑表面104的长度将通常为至少约100厘米,并且在约100厘米至约2.7米的范围内。在被配置成沿着弧形路径推进驱动连接器的系统中可以使用较短的长度。在一些实施方案中,可以使用两个或更多个支撑表面来代替单一支撑表面104。两个或更多个支撑表面可以具有100厘米至约2.7米的组合长度。线性驱动台的宽度优选不超过约30厘米至约80厘米。
至少可以提供第一通道106,其轴向延伸支撑台20的长度的至少一部分。在所示的实施方式中,第一通道106在支撑台20的整个长度延伸。优选地,第一通道106具有足够的长度以容纳介入装置,并且具有足够的宽度和深度以容纳相应的毂(例如,通过提供侧向支撑以防止当力施加于毂时毂的移出)。第一通道106被限定在底板108、外侧壁110和内侧壁111内,形成面朝上的凹形。任选地,可以提供第二通道112。第二通道112可以位于上支撑表面104的与第一通道106相同侧或相反侧。可以提供两个或三个或更多个额外的凹部(例如额外的通道或孔),以容纳在介入手术期间有用的额外的医疗装置或补给,以及收集流体并用作导管和相关装置的洗涤盆。
参考图3D,引导导管毂30被显示位于上支撑表面104上,并磁性地连接到容纳驱动磁体的对应的连接器,所述连接器位于无菌屏障32的下方。进入导管毂28和进入导管29,以及导丝毂26和导丝27被示出位于第一通道106内,例如在通过引导导管31引入之前或者在从引导导管31去除之后。
介入装置可以位于通道106内并封闭在无菌屏障内用于运输。在临床位置,可以去除无菌屏障的上面板,或者可以打开管状无菌屏障包装并从支撑台20和无菌屏障组件32轴向去除管状无菌屏障包装,暴露无菌屏障托盘的无菌顶侧和任何包括的介入装置。介入装置可以单独地承载在通道中,或者预组装成进入组件或手术组件,这将在下文中额外详细讨论。
图3D至图3F示出了在适当位置具有无菌屏障的支撑台,并且在图3E中,介入装置被配置在进入组件中,用于在进入组件连接到无菌屏障下方的对应的滑车之后的主动脉进入。进入组件可以预组装,其中导丝完全推进通过进入导管,而所述进入导管又完全推进通过引导导管。在进入导管或其它导管是预成形的(即,预弯曲的或不是直的)实施方案中,导丝和/或外导管可以被定位成使得相对硬的部分不与预成形的导管的弯曲的更硬的部分重叠,例如,以避免预成形的导管的蠕变或拉直和/或将弯曲引入到其它直的导管中。该进入组件可以被提升出通道106并被定位在支撑表面104上,用于连接到相应的驱动磁体并引入到患者体内。引导导管毂30是最远端的毂。进入导管毂28位于引导导管毂的近端,使得进入导管29可以通过引导导管向远端延伸。导丝毂26位于最近端,以便允许导丝27推进通过进入导管29和引导导管31。
图3F示出了在通过用于实现主动脉上进入的引导导管31引入手术组件之后的手术组件。在该实施方式中,引导导管31保持在介入装置的最远端。第一手术导管120和对应的毂122被示出延伸通过引导导管31。任选的第二手术导管124和相应的毂126被示出延伸通过第一手术导管120。导丝27在第二手术导管124的快速交换版本中延伸通过第二手术导管124的至少一部分,或在丝上的实施方式中延伸通过第二手术导管124的整个长度。
如结合图17更详细地讨论的,可以利用多导管堆叠来实现进入和血管内手术,而不需要更换导管。这可以在手动的或机器人操作地驱动的手术中完成。在一个示例中,引导导管31可以包括具有至少约0.08英寸的内径的导管,并且在一个实施方式中,约0.088英寸的内径。第一手术导管120可以包括具有约0.065英寸至约0.075英寸的导管,并且在一个实施方式中,导管120具有约0.071英寸的内径。第二手术导管124可以是具有允许推进通过第一手术导管120的OD尺寸的进入导管。第二手术导管可以是可操纵的,其具有被配置成侧向偏转导管的远端端部的偏转控制件2908。第二手术(进入)导管还可以具有管腔,所述管腔的尺寸允许适当尺寸的导丝保持在第二手术导管内部,同时通过第二手术导管进行造影注入。
在某些实施方案中,导管31可以是具有至少约0.075英寸或至少约0.080英寸的直径的“大口径”进入导管或引导导管。导管120可以是具有约0.060至约0.075英寸的直径的抽吸导管。导管124可以是具有可偏转远端尖端的可操纵导管,其具有约0.025英寸至大约0.050英寸的直径。导丝27可以具有约0.014至约0.020英寸的直径。在一个示例中,导管31可以具有约0.088英寸的直径、导管120可以具有约0.071英寸的直径、导管124可以具有约0.035英寸的直径,并且导丝27可具有约0.018英寸的直径。
在一个商业实施中,预组装的进入组件(引导导管、进入导管和导丝)可以承载在无菌屏障托盘上的第一通道内,并且预组装的手术组件(一个或两个手术导管和一个导丝)可以承载在无菌屏障托盘上的相同或不同的第二通道内。还可以提供一个或两个或更多个额外的导管或介入工具,这取决于介入手术期间的潜在需求。
图3G至图3K示出了具有凸出的驱动表面(例如,凸出的、起拱道路样的驱动表面)的可选择的无菌屏障的实施方案。图3G是无菌屏障232的横截面视图。无菌屏障232包括凸出的上支撑表面204。流体通道205和207位于支撑表面204的侧向并位于支撑表面204的下方,用于从支撑表面204自动清除或排出流体(例如,在介入手术期间)。流体通道205和207可在无菌屏障的长度的至少一部分轴向延伸。
图3I、图3J和图3K分别示出了无菌屏障232的近端端部的截面透视图、横截面视图和顶部截面视图。如图3I至图3K所示,无菌屏障232可以包括与流体通道205和207连通的槽240。槽240可以接纳来自通道205和207的流体(例如,在介入手术期间)。槽240可以至少部分地位于流体通道205和207的下方,使得通道205和207内的流体流入槽240中。在某些实施方案中,流体通道205和207可以相对于水平面呈一定角度(例如,可以从通道的离槽240最远的端部下降到槽240),使得通道205和207内的流体被引导到槽240。例如,通道205和207的深度可以从通道的离槽240最远的端部到槽240而增加。可选择地,在介入手术的一部分或全程期间,无菌屏障232和/或支撑台可以相对于水平面呈一定角度定位,使得通道205和207离槽240最远的端部定位成高于槽240。例如,无菌屏障232和/或支撑台可以呈一定角度地构造或布置,使得无菌屏障232和/或支撑台的与槽240相对的端部定位成高于槽240。可选择地或额外地,驱动机构可以暂时倾斜无菌屏障232和/或支撑台,使得无菌屏障232和/或支撑台的与槽240相对的端部定位成高于槽240(例如,通过提升无菌屏障和/或支撑台的与槽240相对的端部,或在槽240的位置降低无菌屏障232和/或支撑台的端部),使得通道205和207内的流体流入槽240中。
槽240可以包括排出孔242。槽240可以根据需要形状、尺寸和/或其他方式配置,使得槽240内的流体排空到排出孔242。排出孔242可以包括管道、倒钩配件和/或开关阀,用于从槽240去除流体。如图3I至图3K所示,槽240可以位于无菌屏障232的近端端部。在可选择的实施方案中,槽240可以位于无菌屏障232的远端端部。在一些实施方案中,无菌屏障232可以包括在近端端部处的第一槽240和在远端端部处的第二槽240。在一些实施方案中,槽240也可以用作洗涤盆。
第一通道206可以轴向延伸无菌屏障232的长度的至少一部分。通道206可以具有足够的长度以容纳介入装置,并且具有足够的宽度和深度以容纳对应的毂(例如,通过提供支撑以防止当力施加于毂时毂的移出)。任选地,可以提供第二通道212。第二通道212可以位于上支撑表面204的与第一通道206相同侧或相反侧。图3G示出了位于支撑表面204的在通道206相反侧上的通道212。图3H是示出无菌屏障232的可选择的实施方案的横截面视图,其中通道212与通道206在支撑表面204的相同侧上。
如图3G和图3H所示,通道206和212可以具有大致三角形、楔形或其它角度的横截面,以便将毂容纳在相对于水平面的角度。相对于水平面以一定角度容纳毂可以允许较小宽度的无菌屏障232。
可以提供两个或三个或更多个额外的凹部(例如额外的通道或孔),以容纳在介入手术期间可能有用的额外的医疗装置或补给,以及收集流体并用作导管和相关装置的洗涤盆。
在一些实施方案中,无菌屏障232可以包括一个或多个结构肋236。无菌屏障232还可以包括一个或多个框架支撑突起部228和238。
在图3G所示的无菌屏障232的实施方案中,宽度x1可以为14in、约14in、12in至16in、10in至18in,或任何其它合适的宽度。在图3H所示的无菌屏障232的实施方案中,宽度x1可以为15英in、约15in、13in至17in、11in至19in,或任何其它合适的宽度。支撑表面204的高度y1可以为0.125in、约0.125in、0.1in至0.15in,或任何其它合适的高度。在一些实施方案中,支撑表面204可以从无菌屏障232的顶部表面233凹进。支撑表面204的底部和顶部表面233之间的高度y2可以为0.5in、约0.5in、0.25in至0.75in,或任何其它合适的高度。从通道205的侧向边缘到通道207的侧向边缘的宽度x2可以为5in、约5in、4in至6in,或任何其它合适的宽度。支撑表面204的宽度x3可以为4in、约4in、3in至5in,或任何其它合适的宽度。通道206和/或通道212的高度y3可以为1.5in、约1.5in、1in至2in,或任何其它合适的高度。通道206和/或通道212的宽度x4可以为3in、约3in、2in至4in,或任何其它合适的宽度。通道206和/或通道212可以由90°、约90°、80°至100°的弧角α,或任何其它合适的角度,以及0.125in、约0.125in,0.1in至0.15in的曲率半径,或任何其它合适的曲率半径来限定。在某些实施方案中,90°或约90°的弧角α可以用于容纳具有矩形或大致矩形横截面的毂。支撑表面204可以由13in、约13in、11in至15in的曲率半径,或任何其它合适的曲率半径来限定。通道205和/或通道207可以由0.25in、约0.25in、0.15in至0.35in的曲率半径,或任何其它合适的曲率半径来限定。
图3L和图3M描绘了可以与如图3G至图3K所示的无菌屏障232一起使用的毂250的示例尺寸。毂250可以是本文所述的任何毂。在某些实施方案中,毂250可以具有3.75in、约3.75in、3.25in至4.25in的宽度w1,或任何其它合适的宽度。毂250可以具有1.5in、约1.5in、1.25in至1.75in的高度h1,或任何其它合适的高度。可选择地,毂250可以具有2in、约2in、1.75in至2.25in的高度h2,或者任何其它合适的高度。在一些实施方案中,毂250可以具有2.5in、约2.5in、2in至3in的长度L1,或任何其它合适的长度。可选择地,毂250可以具有4in、约4in、3.5in至4.75in的长度L2,或任何其它合适的长度。
在一些实施方案中,支撑台的顶部表面可以包括大致对应于无菌屏障232的表面特征的表面特征。例如,支撑台可以包括凸起的表面和/或一个或多个凹部,所述凸起的表面被配置成对应于支撑表面204的形状、大小和位置,所述凹部被配置成对应于通道205和207的形状、大小和位置。
在可选择的实施方案中,平面支撑表面(例如,无菌屏障32的支撑表面104)可以与水平面呈一定角度定位,以便于流体的排出。在一些实施方案中,在介入手术的一部分或全程期间,无菌屏障和/或支撑台可以相对于水平面呈一定角度定位,以便于流体的排出。例如,无菌屏障和/或支撑台可以被构造或布置成呈一定角度的布置(例如,使得平面支撑表面的一个侧向侧高于平面支撑表面的另一侧向侧、近端端部高于远端端部,或远端端部高于近端端部定位),以便于流体的排出。可选择地或额外地,驱动机构可以暂时倾斜无菌屏障和/或支撑台(例如,使得平面支撑表面的一个侧向侧高于平面支撑表面的另一侧向侧、近端端部高于远端端部,或远端端部高于近端端部定位),以便于流体的排出。例如,驱动机构可以升高或降低无菌屏障和/或支撑台的一个侧向侧、无菌屏障和/或支撑台的近端端部,和/或无菌屏障和/或支撑台的远端端部。
在某些实施方案中,支撑表面(例如,无菌屏障32的支撑表面104)可以以垂直配置定位,而不是例如图3A至图3F所示的水平配置。例如,支撑表面104可以与水平面呈约90度(或任何其它合适的角度)定位(例如,相对于图3A至图3F所示的实施方案,围绕支撑表面104的长轴旋转90度)。垂直配置还可以提供更容易的医生与驱动系统18的相互作用。垂直配置还可以提供更靠近患者行进的导管的下轴,而不增加驱动系统18的间隔高度。
在一些实施方案中,驱动系统18可以在介入手术的一部分或全程期间与水平面呈一定角度定位,以便于流体的排出。例如,驱动系统18可以配置或布置成呈一定角度的布置(例如,使得平面支撑表面的一个侧向侧高于平面支撑表面的另一侧向侧、近端端部高于远端端部,或远端端部高于近端端部定位),以便于流体的排出。可选择地或额外地,驱动机构可以暂时倾斜驱动系统18(例如,使得驱动系统18的一个侧向侧高于驱动系统18的另一侧向侧、近端端部高于远端端部,或远端端部高于近端端部定位),以便于流体的排出。例如,驱动机构可以升高或降低系统18的一个侧向侧、驱动系统18的近端端部和/或驱动系统18的远端端部。在一些实施方案中,驱动系统18可以呈一定角度,使得其在远离轴点24的角度延伸(例如,使得近端端部高于远端端部),例如,以为患者的脚预留间隙。
参考图4,毂36可以代表先前所述的任何毂。毂36包括在近端端部40和远端端部42之间延伸的壳体38。介入装置44,其可以是在本文所公开的任何介入装置,从毂36向远端延伸并进入患者14(未示出)。毂适配器48或滑车作为梭子通过响应于操作者指令或控制器操作而沿轨道向近端或远端推进。毂适配器48包括至少一个被配置成与毂36所承载的从动磁体69连接的驱动磁体67。这通过无菌屏障在驱动磁体67和从动磁体69之间提供了磁性连接,使得毂36响应于毂适配器48在无菌区域的外部的移动而在无菌屏障32的顶部上移动。毂适配器的移动由支撑台承载的驱动系统驱动,并在下文中额外详细描述。毂适配器可以作为与之连接的介入装置的机器人驱动器。
为了减小系统中的摩擦,毂36可以配备有至少第一滚轮53和第二滚轮55,它们可以是轮子或可旋转的球或鼓的形式。滚轮将无菌屏障与从动磁体69的表面隔开至少约0.02厘米(约0.008英寸),并且通常不超过约0.08厘米(约0.03英寸)。在一些实施方式中,空隙在约0.03厘米(约0.010英寸)至约0.041厘米(约0.016英寸)的范围内。驱动磁体67和从动磁体69之间的空隙通常不超过约0.38厘米(大约0.15英寸),并且在一些实施方式中不超过约0.254厘米(大约0.10英寸),例如在约0.216厘米(大约0.085英寸)至约0.229厘米(大约0.090英寸)的范围内。毂适配器48可以类似地配备有至少第一毂适配器滚轮59和第二毂适配器滚轮63,它们可以与相应的第一滚轮53和第二滚轮55相对定位,如图4所示。
参考图6,示意性地示出了低轮廓线性驱动支撑台20的一个示例。支撑台20包括在近端端部52和远端端部54之间延伸的长型框架51。提供至少一个支撑台支撑件56以相对于患者(未示出)稳定支撑台20。支撑件56可以包括一个或多个腿,或者优选地包括关节臂,所述关节臂被配置成允许框架51在患者上方或附近移动和定位。
图7所示的线性驱动台20的一个示例包括三个不同的驱动器。然而,根据期望的临床性能,可以包括两个驱动器或四个或更多个驱动器(例如,多达八个驱动器)。第一驱动滑轮58与第一驱动带60接合。第一滑车支架61固定到第一驱动带60,使得第一驱动带轮58的旋转导致第一驱动带60旋转通过长型闭环路径。根据驱动滑轮58的旋转方向,第一滑车支架61可以沿支撑台20的纵向轴线在近端或远端方向推进。在所示的实施方式中,驱动滑轮58配备有表面结构,例如多个驱动滑轮齿62,用于与第一驱动带60上的互补齿接合。
第二驱动滑轮64可以与第二驱动带66接合,所述第二驱动带66被配置成沿支撑台20上的轴向路径轴向移动第二滑车支架68。第三驱动滑轮70可以被配置成驱动第三驱动带72,以使第三滑车支架73沿支撑台20轴向推进。每个滑车支架可以配备有先前所讨论的但未在图7中示出的驱动磁体组件,以形成用于磁性地连接到介入装置的毂内的对应的从动磁体的连接器,如已经讨论的。
图8示意性地显示了驱动系统的详细视图。驱动支撑件74可以由框架51承载,用于支撑驱动组件。第二驱动滑轮64在立面横截面中显示为经由可旋转轴76由发动机75旋转驱动。可旋转轴76可以经由第一轴承78、轴连接80和第二轴承79由支撑件74可旋转地承载。发动机75可以通过连接到驱动支撑件74和/或框架51的发动机支架82来稳定。用于第一驱动带60和第三驱动带72的带驱动组件可以类似地构造,并且本文不再另外详细描述。在一些实施方案中,本文所述的驱动系统可以是可折叠的齿条和小齿轮驱动台系统。在这样的实施方案中,发动机75可以附接到滑车并和滑车一起移动。
参考图9和图10,第一第二和第三驱动带中的每个围绕对应的第一惰轮84、第二惰轮86和第三惰轮88延伸。每个惰轮可以配备有对应的张力支架90,所述张力支架90被配置成在近端或远端方向调节惰轮,以便调节相应的带的张力。因此,每个张力支架90配备有张力调节件92,例如可旋转的螺钉。
如图10所示,例如,第二惰轮86可以由可旋转轴94承载,所述可旋转轴94通过第一轴承96和第二轴承98相对于安装支架可旋转地固定。
任何导管(例如,图5A、图5B或图11所示的)通常包括在近端端部和远端功能端之间延伸的长型管状主体。管状体的长度和直径取决于期望的应用。例如,约90厘米至约195厘米或更长的长度通常用于股骨进入经皮经腔冠状动脉应用。颅内或其它应用可能根据血管进入部位需要不同的导管轴长度。
本文所公开的任何导管都可以配备有倾斜的远端尖端。参考图11,远端导管尖端1150包括管状主体1152,所述管状主体1152包括推进区段1154、标记带1156和近端区段1158。内部管状内衬1160可以延伸贯穿远端导管尖端1150的整个长度,并且可以包括浸渍涂布的或挤压的PTFE或其它润滑材料。
加固元件1162(例如编织物和/或弹簧线圈)被嵌入到外护套1164中,所述外护套1164可以延伸导管的整个长度。
推进区段1154在远端终止于倾斜面1166,以提供前侧壁部分1168,所述前侧壁部分1168具有在标记带1156的远端端部130和远端尖端1172之间测量的长度。在一些实施方案中,整个远端尖端可以具有避免尖端在动脉分叉区域中卡住的形状。推进区段1154的后侧壁部分1174在所示实施方案中具有大约等于前侧壁部分1168的轴向长度的轴向长度,所述前侧壁部分1168的轴向长度是从前侧壁部分1168在导管周围大约180度测量的。前侧壁部分1168的轴向长度可以为约0.1毫米至约5毫米,并且通常为约1毫米至3毫米。后侧壁部分1174可以等于前侧壁部分1168的轴向长度或至少比前侧壁部分1168的轴向长度短约0.1毫米或0.5毫米或1毫米或2毫米或更短,这取决于期望的性能。
倾斜面1166与导管的纵向轴线以约45度至约80度的角度A倾斜。对于某些实施方式,角度与导管纵轴呈约55度至约65度。在一个实施方式中,角度A为约60度。小于90度的角度A的一个结果是远端端口的区域的长轴的伸长,这增加了端口的表面积并且可以增强凝块抽吸或滞留。与圆形端口的表面积(角度A为90度)相比,倾斜端口的面积通常为至少约105%,并且不超过约130%,在一些实施方式中,为约110%至约125%,并且在一个示例中,为对应的圆形端口(角度A为90度)的面积的约115%。
在所示的实施方案中,推进区段的轴向长度围绕导管的圆周保持恒定,使得倾斜面1166大致平行于标记带1156的远端表面1176。标记带1156具有大致横向于导管的纵向轴线的近端表面,从而产生具有直角梯形配置的标记带1156的内部立面图。短侧壁1178与后侧壁部分1174旋转对对齐,并具有约0.2毫米至约4毫米的轴向长度,并且通常为约0.5毫米至约2毫米。相对的长侧壁1180与前侧壁部分1168旋转对齐。标记带1156的长侧壁1180通常比短侧壁1178长至少约10%或20%,并且可以比短侧壁1178长至少约50%或70%或90%或更长,这取决于期望的性能。通常,长侧壁1180将具有至少约0.5毫米或1毫米且小于约5毫米或4毫米的长度。
标记带可以是连续的环形结构,或可以贯穿其整个长度具有至少一个和任选地两个或三个或更多个轴向延伸的狭缝。狭缝可以位于短侧壁1178或长侧壁1180上或位于两者之间,这取决于期望的弯曲特性。标记带可以包括各种不透射线的材料中的任一种,例如铂/铱合金,并且其壁厚优选不超过约0.003英寸,并且在一个实施方式中为约0.001英寸。
当使用多个导管时,标记带的透视外观对于每个导管大小或类型可以是独特的或不同的,使得标记带可以通过软件算法彼此区分开。当将多个导管一起使用时,例如在如本文所述的多导管组件或堆叠中,区分多个导管的标记带可能是有利的。在一些实施方案中,导管的标记带可以被配置成使得软件算法能够检测导管尖端的运动。
组装的导管的标记带区域可以具有相对高的弯曲刚度和高的压碎强度,例如比近端区段18小至少约50%或至少约100%,但通常比近端区段1158小不超过约200%。高压碎强度可以为相邻的推进区段1154,并且特别是为前侧壁部分1168提供径向支撑,以便于远端尖端1172在经腔推进期间作为无损伤缓冲器的功能,并防止真空下的塌陷。近端区段1158优选地具有比标记带区域更低的弯曲刚度,并且推进区段1154优选地具有比近端区段1158甚至更低的弯曲刚度和压碎强度。
推进区段1154可以包括外管状护套1164和任选的内衬层1160的远端延伸部,而没有标记带1156远端的其它内部支撑结构。外护套1164可以包括挤出的聚氨酯,例如推进区段1154可以具有不超过约50%的弯曲刚度和径向压碎刚度,并且在一些实施方式中不超过近端区段1158的对应值的约25%或15%或5%或更少。
导管还可以包括轴向张力元件或支撑件,例如带状物或一个或多个丝状物或纤维,用于增加张力阻力和/或影响远端区域中的弯曲特性。张力支撑件可以包括一个或多个轴向延伸的单股或多股丝状物。一个或多个张力元件1182可以轴向放置在导管壁内靠近导管的远端端部。一个或多个张力元件1182可以用作张力支撑件,并阻止导管壁在张紧状态下的尖端脱离或延长(例如,当导管通过扭结的外导管或曲折或变窄的血管系统向近端缩回时)。
一个或多个张力元件1182中的至少一个可以沿导管壁的长度从导管远端端部的大约1.0厘米内向导管远端端部的小于约10厘米、向导管远端端部的小于约20厘米、向导管远端端部的小于约30厘米、向导管远端端部的小于约40厘米,或向导管远端端部的小于约50厘米向近端延伸。
一个或多个张力元件1182可以具有大于或等于约40厘米、大于或等于约30厘米、大于或等于约20厘米、大于或等于约10厘米,或大于或等于约5厘米的长度。
一个或多个张力元件1182中的至少一个可以延伸导管长度的至少大约最远50厘米,延伸导管长度的至少大约最远40厘米,延伸导管长度的至少大约最远30厘米或20厘米或10厘米。
在一些实施方式中,张力元件沿线圈24的长度从导管的远端端部向近端延伸,并在远端线圈和近端编织物之间的过渡处的约5厘米或2厘米或更小的两侧向近端终止。张力元件可以在过渡处终止而不与编织物重叠。
一个或多个张力元件1182可以被放置在内衬层1160附近或被径向地放置在内衬层1160的外部。一个或多个张力元件1182可以被放置在编织物和/或线圈的附近或被径向地放置在编织物和/或线圈的内部。一个或多个张力元件1182可以被承载在内衬层1160和螺旋线圈之间,并且可以在添加下一个外部相邻层(例如线圈)之前通过粘合剂被固定到内衬层或其它下层表面。优选地,张力元件1182例如通过粘合剂或通过机械干涉固定到标记带1156。在一个实施方式中,张力元件1182在标记带的第一(例如,内部)表面上向远端延伸超过标记带,然后缠绕标记带的远端端部,并沿第二(例如,外部)表面在近端倾斜或圆周方向中的一个或两个方向延伸,以完全缠绕标记带。
当一个以上的张力元件1182或丝状物束在导管壁中被周向地间隔开时,张力元件1182可以以径向对称的方式被放置。例如,两个张力元件1182之间相对于导管的径向中心的角度可以为约180度。可选择地,根据期望的临床性能(例如,柔性、可跟踪性),张力元件1182可以以径向非对称的方式被放置。任意两个张力元件1182之间相对于导管的径向中心的角度可以小于约180度、小于或等于约165度、小于或等于约135度、小于或等于约120度、小于或等于约90度、小于或等于约45度,或小于或等于约15度。
一个或多个张力元件1182可包含例如以下的材料:
或它们的任何组合。一个或多个张力元件1182中的至少一个可以包括单一纤维或多纤维束,并且纤维或束可以具有圆形或矩形(例如,带状物)横截面。术语纤维或丝状物不表达成分,并且它们可以包括各种高拉伸强度聚合物、金属或合金中的任一种,这取决于设计考虑,例如期望的拉伸破坏极限和壁厚。以径向方向测量的一个或多个张力元件1182的横截面尺寸可以不超过导管10的横截面尺寸的约2%、5%、8%、15%或20%。
以径向方向测量的一个或多个张力元件1182的横截面尺寸可以不超过约0.03毫米(约0.001英寸)、不超过约0.0508毫米(约0.002英寸)、不超过约0.1毫米(约0.004英寸)、不超过约0.15毫米(约0.006英寸)、不超过约0.2毫米(约0.008英寸),或约0.38毫米(约0.015英寸)。
一个或多个张力元件1182可以在于张力下失效(例如,标记带脱离)之前将导管的远端区域的拉伸强度增加到至少约1磅、至少约2磅、至少约3磅、至少约4磅、至少约5磅、至少约6磅、至少约7磅、至少约8磅,或至少约10磅或更多。
根据期望的数据,可以在导管、毂、滑车或工作台中的任一个上提供各种传感器中的任一个。例如,在一些实施方式中,可能需要测量例如沿着力感测区域施加到导管的轴向张力或压缩力。导管的远端端部将被制造成具有如图11所示的类似结构,并具有螺旋线圈远端部分。但是,不同于使用镍钛诺丝的单一螺旋线圈,第一导体140和第二导体142缠绕成互相缠绕的螺旋线圈,并例如通过管状主体的塑料/树脂相互电绝缘。参见图12A。每个线圈通过唯一的电导体(例如丝的导电线路或近端延伸部)与近端毂电通信。
这种双电隔离螺旋线圈的结构产生电容器。这大致等同于两块镍钛诺板,在它们之间有一个塑料层,如图12B所示。电容与丝之间的距离成反比。唯一会改变的变量将是d,即板之间的距离。如果轴向压缩力被施加到导管,则丝(例如,导体140和导体142)将移动得更靠近地在一起,从而增加电容。如果轴向拉伸力被施加,丝将更为分开,减小电容。该电容可以在导管的近端端部处测量,从而给出螺旋电容器处的力的测量。尽管被称为电容器,但是该传感器测量两个丝的线圈之间的电相互作用。由于所施加的轴向力,可能存在可测量的电感变化或其它结果变化。
至少第一螺旋电容器可以具有每个丝的至少一个或五个或十个或更多个完整的旋转圈数。电容器可以位于导管主体的最远端5厘米或10厘米或20厘米内,以感测在远端端部处经受的力。可以在导管主体的最近端5厘米或10厘米或20厘米内提供至少一个第二电容器,以感测在导管的近端端部处经受的力。
还可能期望使用磁性连接的天然弹性(顺应性)来测量跨越毂和对应的滑车之间的磁性连接的弹性力,以测量施加到毂的力。毂和滑车之间的磁性连接产生弹簧。当力被施加于毂时,毂将相对于滑车移动少量。参见图13A。在机器人学中,这被称为串联弹性致动器。该特性可以用于测量从滑车施加到毂的力。为了测量力,确定毂和滑车之间的相对距离(图13A所示的dx),并表征两个组件之间的一些有效弹簧常数k。参见图13B。
可以以多种不同的方式测量相对距离。用于测量毂和滑车之间的相对距离的一种方法是磁性传感器(例如,毂和滑车之间的霍尔效应传感器)。磁体被安装到毂或滑车,并且对应的磁性传感器被安装在另一装置(滑车或毂)上。磁性传感器可以是霍尔效应传感器、磁阻传感器或其它类型的磁场传感器。通常,可以使用多个传感器来增加测量的可靠性。这减少了噪声并减少了来自外部磁场的干扰。
也可以使用其它非接触式距离传感器。这些传感器包括光学传感器、电感传感器和电容传感器。光学传感器将优选地以避免血液或其它流体在毂滑车之间的界面中积聚的方式来配置。在一些实施方式中,例如,无线(即,感应)电源可以用于在驱动滑车和毂之间的无菌屏障上转换移动和/或传输信息。
毂和滑车之间的磁性连接具有剪切或轴向断裂阈值,所述阈值可以为约300克或1000克或更大。处理器可以被配置成将施加到导管的轴向力与预设的轴向触发力进行比较,如果所述预设的轴向触发力被施加到导管,其被感知为对患者产生风险。如果达到触发力,则处理器可以被配置成产生对医生的响应(例如视觉,听觉或触觉反馈),和/或干预和关闭导管的进一步推进直到完成复位。可以提供超控功能,从而在医生认为增加力是合理的情况下,医生可以选择以高于触发力的力继续推进导管。
力和/或扭矩感测光纤(例如,光纤布拉格光栅(FBG)传感器)可以被内置到导管侧壁中,以测量在沿着导管的轴的不同位置处的力和/或扭矩,或可选择地可以被集成到导丝中。纤维测量轴向应变,其可以被转换成轴向力或扭矩(当螺旋缠绕时)。至少第一FBG传感器可以被集成到导管或导丝上的远端感测区域、近端感测区域和/或中间感测区域中,以测量传感器附近的力和/或扭矩。
还可能期望理解导管或导丝在经血管放置期间和/或之后的三维配置。形状感测光纤,例如FBG光纤的阵列,用于感测导管和导丝的形状。通过使用彼此相距已知距离的多个力感测纤维,可以确定沿着导管/导丝的长度的形状。
电阻应变计可以被集成到导管或导丝的主体中以测量力或扭矩。例如在装置的远端尖端和/或近端端部处。
施加到导管或导丝轴上的力和/或扭矩的测量可以用于确定高于安全阈值的施加力和/或扭矩。当施加的力和/或扭矩超过安全阈值时,可以向用户提供警告。施加的力和/或扭矩测量也可以用于提供与更好的导管操作和控制相关的反馈。施加的力和/或扭矩测量还可以与处理后的透视成像信息一起使用,以确定或表征远端尖端运动。
毂(和对应的导管)沿桌子长度的绝对位置可以以各种方式确定。例如,非接触式磁性传感器可以被配置成通过无菌屏障直接测量毂的位置。同样类型的传感器也可以配置成测量滑车的位置。每个毂可以具有至少一个附接到其上的磁体。机器人工作台将具有经过工作台的整个长度的对应的磁性传感器的线性阵列。处理器可以被配置成确定磁体沿着线性传感器阵列的长度的位置,并向医生显示轴向位置信息。
可选择地,可以使用非接触式感应传感器通过无菌屏障直接测量毂的位置来完成上述目的。每个毂或滑车可以在其中配备有感应“目标”。机器人工作台可以在工作台的整个工作长度上配备有感应感测阵列。作为另一选择,可以使用绝对线性编码器来直接测量毂或滑车的线性位置。编码器可以使用各种不同技术中的任一种,包括光学、磁、感应和电容方法。
在一个实施方式中,无源(无电连接)目标线圈可以由每个毂承载。线性印刷电路板(PCB)可以在工作台的整个工作长度(例如,至少约1.5米至约1.9米)运行,所述线性印刷电路板被配置成查验询问器信号,所述询问器信号激发来自所述无源线圈的返回信号。PCB被配置成识别返回信号及其位置。
滑车的轴向位置可以使用多圈旋转编码器来确定,以测量滑轮的旋转位置,所述旋转位置直接与滑车的线性位置相关。可选择地,可以通过记录命令步进电机测量滑轮的旋转位置的步骤的数量来完成滑车位置的直接测量,所述旋转位置与滑车的线性位置直接相关。
导管和导丝在解剖结构内的位置也可以通过用机器视觉处理透视图像来确定,例如用于确定远端尖端位置、远端尖端取向和/或导丝形状。将远端尖端位置或移动或其缺乏与毂处的命令或实际近端导管或导丝移动进行比较,可以用于检测相对运动的损失,这可以指示装置轴屈曲、脱垂、扭结或类似结果(例如,沿着身体内部的(例如,在主动脉中)或在毂之间的身体外部的装置轴长度。可以实时地进行处理以提供高达30赫兹的位置/取向数据,尽管这种技术只能在打开透视成像时提供数据。在一些实施方案中,机器视觉算法可以用于产生和建议最佳导管操作以接近或到达解剖学界标,类似于驾驶员辅助。机器视觉算法可以利用数据来根据透视检查所呈现的解剖结构自动驱动导管。
可以使用双编码器扭矩传感器来确定施加到导管或导丝轴的近端扭矩。参考图14,第一编码器144和第二编码器146可以沿轴148轴向被轴向间隔开,用于测量柔性导管/管的长度上的角度差。由于导管/管具有已知的抗扭刚度,因此角度差被插值为扭矩。当扭矩被施加到轴时,轴的轻微柔性部分将扭曲。由编码器(dθ)测量的角度之间的差告诉我们扭矩。T=k*dθ,其中k是抗扭刚度。
确认流体线中没有气泡也可以使用气泡传感器来完成,特别是在医生远离患者的情况下。这可以使用非接触式超声传感器来完成,所述非接触式超声传感器测量通过流体管道的侧壁的反射超声的强度和多普勒频移,以检测气泡并测量流体流速或流体水平。超声波或光学传感器可以位于毂内的进入流体流动路径附近,或者位于通向毂的供应线中。为了检测在输注线(由超声或光学透射材料形成)中气泡的存在,传感器可以包括在流动路径的第一侧上的信号源和在流动路径的第二侧上的接收器,以通过测量通过管的液体的传输,从而检测气泡。可选择地,由于气泡的相对高的回声性,可以从流动路径的与源相同的一侧检测反射的超声信号。
优选地,在检测到在线中的气泡时会自动激活气泡去除系统。处理器可以被配置成在检测到气泡时激活位于气泡检测器下游的流动路径中的阀。阀将一列流体从流动路径转移到患者并进入储存器。当在流动路径中不再检测到气泡时,并且在检测器和阀之间的流动路径中的流体体积已经通过阀之后,可以激活阀以通过流动路径将流体源与患者重新连接。在其它实施方案中,气泡去除系统可以包括在气泡检测器上游的泵和控制系统,用于去除在线中的气泡。处理器可以被配置成在检测到气泡时激活泵,以使流体流动反向,并在重新建立无气泡正向流动之前将气泡清除到废物储存器中。
此外,对于医生来说,期望能够在无菌区域内的一个位置观察抽吸的凝块,并且优选地,为了流体管理的目的,尽可能地靠近患者。这可以通过提供安装在毂上的凝块取回装置来完成,或者通过提供安装在泵的方向的远离毂的抽吸线中凝块取回装置的来完成。参考图15,凝块取回装置370的一个示例可以包括主体380,所述主体380封闭与第一端口310和第二端口320连通的腔室381。
在一些实施方案中,主体380包括具有顶部部分382和底部部分384的壳体。主体380可以包括位于腔室381中顶部部分382和底部部分384之间的过滤器330。在一些示例中,第一端口310被配置成连接到第一管340的第一端,所述第一管340流体地连接到抽吸导管的近端端部。
在配置成从毂下游连接的实施方案中,第一管340包括位于第一管340的第二端处的连接件342,所述连接件342被配置成与毂上对应的连接件接合或配合,或被配置成与和毂连通的对应的连接件接合或配合。第一端口310直接与过滤器的上游(例如,顶侧)上的腔室连通,第二端口320直接与过滤器的下游(例如,底侧)上的腔室连通,以便于捕获在过滤器的上游侧上的材料的直接可视化。
在配置用于远程操作的实施方式中,可以提供多种传感器中的任一种来检测通过抽吸线和/或困在过滤器中的凝块,例如光学传感器、压力传感器、流速传感器、超声传感器或本领域已知的其它传感器。
在一些实施方案中,第二端口320被配置成连接到第二管350的第一端,所述第二管350与抽吸源(例如,泵)流体连接。在一些实施方案中,第二管350包括位于第二管350的第二端处的连接件352,所述连接件352被配置成与泵上的对应的连接件接合或配合。
在一些示例中,系统300可以包括开关阀360,例如夹具360。夹具360可以位于过滤器330和患者之间,例如在第一管340上,以允许用户接合夹具并通过将患者与凝块取出装置370隔离来提供流动控制。关闭阀360并操作远程真空泵(未示出)使得与真空泵和腔室381相关联的罐达到相同的低压。由于腔室381和导管的远端端部之间的管腔的短距离和小的线体积,在打开阀360之后在导管的远端端部会处迅速经历尖锐的负压尖峰。额外的细节公开于2022年3月1日授予Buck等人的标题为“Aspiration System with AcceleratedResponse”的美国专利号11,259,821中,其全部内容在此明确地通过引用并入本文。在一些实施方案中,真空可以对凝块循环以回收凝块。真空可以自动地和机器人操作地控制以去除凝块。
主体380可以具有通过管状侧壁与底部表面间隔开的顶部表面。在所示的实施方式中,顶部和底部表面基本上是圆形的,并且由圆柱形侧壁间隔开。顶部表面可以具有比侧壁的轴向长度(横向于顶部表面和底部表面)至少大约三倍,或五倍或更多的直径,以产生大致盘形的壳体。优选地,顶部壁的至少一部分是光学透明的,以改善当凝块被捕获在凝块回收装置370中后的凝块可视化。额外的细节可以在美国专利申请号63/256,743中找到,其全部内容在此通过引用并入本文。
在一些示例中,主体380可以包括冲洗端口(未示出),所述冲洗端口被配置成允许将例如空气、盐水或其它流体的光学透明介质注入到腔室381中,以清除窗口和过滤器之间的光学路径,从而改善当凝块被困在过滤器330中后的凝块可视化。
前文代表了驱动台以及相关联的组件和导管的某些特定实施方式。可以制造各种各样不同的驱动台结构,用于支撑并轴向推进和缩回两个或三个或四个或更多个驱动磁体组件,以机器人操作地驱动介入装置、流体元件和用于将电信号和流体传递到导管毂的电脐带元件,如本领域技术人员鉴于本文公开内容将理解的。额外的细节可以在美国专利申请号17/527,393中找到,其全部内容在此通过引用并入本文。
虽然前文描述了机器人操作地驱动的介入装置和手动驱动的介入装置,但是装置可以是手动驱动的、机器人操作地驱动的,或者手动和机器人操作地驱动的介入装置的组合,如本领域技术人员鉴于本文公开内容将理解的。
图16A至图16C示出了用于操纵由相应毂驱动(或以其它方式与相应毂相关联)的介入装置的示例控制机构2200。例如,可以使用安装在控制机构2200中的至少一个控制件来操纵和/或以其它方式移动每个毂。每个控制件可以适于在介入手术期间移动独特的毂相关联的介入装置。
如图16A所示,控制机构2200包括第一控制件2202、第二控制件2204、第三控制件2206和第四控制件2208。根据预期的介入装置配置,可以提供更多或更少的控制件。每个控制件2202至2208被可移动地承载在轴2210上,所述轴2210连接到远端支架2212和近端支架2214。控制件2202至2208可以在轴2210上向远端推进或向近端缩回,如箭头2218和箭头2216所指示。此外,每个控制件2202至2208也可以围绕轴2210旋转,如箭头2220所指示。每个控制件移动可以触发在支撑台上的对应的滑车中的响应移动,这又可以驱动对应的毂的移动,如已经讨论的那样。
控制机构2200可以位于患者支撑台上或其附近,所述患者支撑台具有一组毂和导管/介入装置。在一些实施方式中,控制机构2200可以远离支撑台定位,例如在辐射屏蔽后面或在远程医疗实施方式中的不同房间或不同地理位置中。
每个控制件2202至2208可以对应于毂和/或毂与介入装置的组合并驱动其运动。例如,控制件2202可以被配置成驱动毂30(图3F)以移动介入装置,例如对应于毂30的0.088英寸的引导导管。类似地,控制件2204可以被配置成驱动毂28(122)以移动介入装置,例如0.071英寸的手术导管。控制件2206可以被配置成驱动毂126以移动介入装置,例如可操纵的进入导管。控制件2208可以被配置成驱动毂26以轴向和旋转地移动介入装置,例如导丝。
图16B示出了手动操纵控制机构2200上的控制件2202的示例。在操作中,如果用户2230沿轴2210轴向且向远端移动控制件2202,如箭头2232所示,则对应的连接的毂和/或介入装置可以以相同的方向响应地移动相同的或成比例的量。如果用户2230围绕轴2210旋转控制件2202并向近端推进控制件,如箭头2234所示,则对应的连接的介入装置将相应地旋转地并向近端移动相同或成比例的量。如果用户2230围绕轴2210旋转地移动控制件2202,如箭头2236或箭头2238所示,则对应的连接的毂将以相同的方向和/或以相同的或成比例的量旋转地驱动相应的介入装置。
可以限定其它轴和自由度,以使控制件2202能够进行可以被转换为毂和/或介入装置的移动的移动。例如,控制机构可以配备有一个或多个偏转控制件,所述偏转控制件被配置成在对应的介入装置上的偏转区域中启动侧向偏转。
控制件的轴向运动可以被配置成在1:1的基础上或者在非1:1的缩放的基础上移动连接的毂。例如,如果用户2230沿着轴2210向远端推进控制件2022约5毫米,则对应的毂可以相应地在远端方向移动5毫米。
如果用户2230使控制件2022绕其旋转轴旋转5度,则连接的毂将使对应的介入装置在1:1的基础上或在非1:1的缩放的基础上旋转。可以选择缩放的量以减少或增加毂和/或介入装置根据控制件移动而移动的距离和旋转的量。
在一些实施方式中,可以使用比例因子来确定本文所述的缩放的量。比例因子可以应用于平移和旋转移动中的一个或两个。在一些实施方式中,选择第一比例因子用于平移移动,并且选择不同于第一比例因子的第二比例因子用于旋转移动。对于控制件的给定的近端或远端操作,轴向缩放因子可以以比远端导管移动更快的速度驱动近端导管移动。
旋转比例因子可以是1:1,而轴向比例因子可以使毂移动比控制件的移动更大的距离,使得毂行进相对于控制件行进为至少约2:1或5:1或10:1或更大,这取决于控制组件的期望的轴向长度。
控制机构2200可以被配置成使临床医生能够调整用于手术的不同部分的比例因子。例如,手术导管和进入导管通过引导导管并直到选择的口的远端推进可能以“快速”模式理想地完成。但是更远端的进入神经血管系统的行进可能通过速度控制的致动以相对慢的模式理想地完成。
在另一实施方式中,一个或多个控制件可以被配置成逐渐驱动对应的毂和相关联的导管的推进或缩回速度。例如,远端控制件2202可以驱动引导导管。控制件2202的轻微的远端移动可以以较慢的速度向远端推进引导导管,同时以较大的距离向远端推进控制件2202增加了引导导管的远端行进的速率。
轴向地或轴向地并旋转地控制对应的毂的速度可以提高手术的整体速度。例如,从股骨进入点到主动脉弓的各种装置的推进可以以比更靠近治疗部位的远端导航更快的速率理想地完成。而且,各种装置,特别是导丝、进入导管和手术导管的近端缩回可以以比远端推进相对更高的速度理想地实现。
图16C示出了手动操作控制机构2200上的控制件以移动毂和/或其它介入装置的另一示例。在一些实施方式中,两个或更多个控制件2202至2208可以组合地移动以触发一个或多个毂和/或相关介入装置的移动。在所描绘的示例中,用户2230组合地(例如,顺序地、同时地)移动控制件2204和控制件2206,以便将0.088引导导管和0.071抽吸导管作为组合件同时移动。控制件2204的示例移动可以包括在箭头2250所示的方向的轴向近端移动。顺序地或同时地,用户2230可以在箭头2254和2256所示的任一方向轴向移动控制件2206,同时也可以在箭头2258和2260所示的任一方向旋转地移动控制件2206。
在一些实施方式中,每个控制机构和/或额外的控制件(未示出)可以是颜色编码的、形状编码的、触觉编码的或其它编码方式,以向用户2230指示哪个颜色被配置成移动哪个毂或介入装置。在一些实施方式中,控制件颜色编码也可以被应用于毂和/或介入装置,使得用户可以在视觉上将特定毂/装置与特定控制件相匹配。
在一些实施方式中,可以使用控制件2202至2208执行除平移移动和旋转移动之外的其它控制操作。例如,控制件2202至2208可以被配置成驱动对应的介入装置的形状变化和/或刚度变化。控制件2202至2208可以在不同的操作模式之间切换。例如,控制件2202至2208可以在由加速度和速度驱动的移动与反映实际线性位移或旋转的移动之间切换。
在一些实施方式中,控制机构2200可以配备有可视显示器或其它控制件的相对位置的指示器,所述控制件的相对位置可以对应于介入装置的相对位置。这样的显示器可以描绘任何或所有移动方向、指令、进行的移动的百分比,和/或毂和/或导管指示器,以指示哪个装置由特定的控制件控制。在一些实施方式中,显示器可以描绘由特定毂或介入组件检测或观察的导管或其它测量所遇到的施加的力或阻力。
在一些实施方式中,控制机构2200可以包括触觉组件以向操作控制件的用户提供触觉反馈。例如,如果控制件2202触发导管的移动并且导管在尖端处检测到大的力,则控制件2202可以产生触觉反馈以向用户指示停止或逆转进行的移动。在一些实施方式中,可以在控制件处产生触觉反馈,以向用户指示使用控制件减慢或加速移动。在一些实施方式中,触觉可以对可能先于突然旋转的大的扭转应变累积提供反馈,或可以对可能成为导管屈曲前奏的大的轴向力累积提供反馈。
本文所述的系统可以将实际透视图像位置与来自控制器的输入位移进行比较。可以捕获患者的静态透视图像,其中患者的血管系统相对于骨界标或一个或多个植入的软组织基准标志被指示。然后,实时透视图像可以被显示为覆盖层,通过基准标志的配准与静态图像对齐。通过视觉观察实时移动与静态图像的一致性,辅助以检测到的力数据,可以帮助确认相关联的导管或导丝的正确导航。本文所述的系统还可以显示导管或导丝的输入近端机械平移与所导致的远端尖端输出运动或其缺乏的比较。远端尖端处的相对运动的损失可以指示在身体内部或外部的轴屈曲、脱垂、扭结或类似结果。当轴屈曲、脱垂、扭结或类似结果出现在当前透视视图之外时,这样的比较可能是有益的。
图17示出了用于组合的主动脉上进入和/或神经血管部位进入和手术(例如,抽吸)的多导管介入装置组件2900的侧立面示意图,如本文所述。多导管组件2900可以被配置成用于手动或机器人手术。
介入装置组件2900包括插入或进入导管2902、手术导管2904和引导导管2906。其它组件可能包括但不限于一个或多个导丝(例如,任选的导丝2907)、一个或多个导丝导管、进入鞘和/或一个或多个其它手术导管和/或相关联的导管(控制件)毂。在一些实施方案中,组件2900还可以被配置有任选的偏转控制件2908,用于控制组件2900的一个或多个导管的偏转。
在操作中,可以使用多导管组件2900而不必更换毂组件。例如,在先前所公开的两阶段手术中,用于实现主动脉上进入的第一阶段包括将进入导管、引导导管和导丝安装到支撑台上。在达成主动脉上进入时,通常将进入导管和导丝从导引导管去除。然后,在将新的导丝毂和手术导管毂附接到支撑台上的对应的驱动滑车之后,第二导管组件通过导丝导管被引入。
图17的单一多导管组件2900被配置成在不必移除毂和导管并且不增加额外的组件和/或毂的情况下操作。因此,组件2900的多组件进入和手术配置可以利用制造成用作进入导丝和导航导丝的导丝2907,以允许足够的进入和支持,以及导航到特定的远端治疗部位。在被配置成用于机器人实施方式的非限制性示例中,导管组件可以包括导丝毂(例如,位于驱动台上并位于导管2902右边的导丝毂2909或导丝毂26)、插入或进入导管毂2910、手术导管毂2912、引导导管毂2914和对应的导管。在某些实施方案中,一个或多个毂可以包括止血阀(例如,旋转止血阀)或与其连接,以适应介入装置通过其中的引入。关于止血阀的额外的细节包括在2022年8月2日提交的标题为“Multi Catheter System With IntegratedFluidics Management”的美国专利申请序列号17/879,614中,其在此通过引用以其整体并入本文。
当完成主动脉弓上方的进入,插入或进入导管2902(与插入导管毂2910相关联)可以被停放在颈动脉口附近,并且导管组件的其余部分或子集可以被更远端地导向特定部位(例如,凝块部位、外科手术部位、手术部位等)。
在一些实施方案中,也可以在部位添加和使用其它较小的手术导管。如本文的导管组件2900所用的,在组件2900的机器人配置中,导管2906可以用作引导导管。导管2904可以用作手术(例如,抽吸)导管。在一些实施方案中,代替导管2904或除了导管2904之外,导管2906除了起到引导导管的作用之外,还可以起到进行抽吸的作用。进入导管2902可以具有远端偏转区域,并可以用于进入期望的口。本领域的技术人员将从图18A至图18E中理解,多导管堆叠的手动操作或机器人操作在本文中是可以预期的。
在一些实施方案中,导管组件2900(或本文所述的其它组合导管组件)可以作为组合件被驱动到某个位置。然而,每个导管(或导丝)组件可以彼此独立地被操作和驱动到相同或不同的位置。
在非限制性示例中,导管组件2900可以用于诊断性血管造影手术。在一些实施方案中,组件2900可以仅包括用于进行诊断性血管造影手术的导丝2907和进入导管2902(以诊断性血管造影导管的形式),或在手术期间可以仅使用导丝2907和进入导管2902。可选择地,引导导管2906和手术导管2904可以向近端缩回以暴露进入导管2902的远端端部(例如,进入导管的远端端部的几厘米),以进行诊断性血管造影术。
如图17所示,引导导管2906、手术导管2904、进入导管2902和导丝2907可以同心地布置。在某些实施方案中,引导导管2906可以是具有至少约0.075英寸或至少约0.080英寸直径的“大口径”引导导管或进入导管。手术导管2904可以是具有约0.060英寸至约0.075英寸直径的抽吸导管。进入导管2902可以是具有可偏转远端尖端的可操纵导管,其具有约0.025英寸至约0.050英寸的直径。导丝2907可以具有约0.014英寸至约0.020英寸的直径。在一个示例中,引导导管2906可以具有约0.088英寸的直径,手术导管2904可以具有约0.071英寸的直径,进入导管2902可以具有约0.035英寸的直径,并且导丝2907可以具有约0.018英寸的直径。
图18A至图18E描绘了引入多导管组件的步骤的示例性顺序,所述多导管组件被配置成手动地或机器人操作地实现进入直接到达凝块。图18A至图18E可以使用图17的介入装置组件来描述。导管的其它组合可以代替介入装置组件,正如本领域技术人员鉴于本文公开内容所理解的那样。
参考图18A,三导管介入装置组件2900被显示为被驱动通过导引鞘3002,向上通过髂动脉3004并进入降主动脉。接着,进入导管2902、手术导管2904(例如,0.071英寸)和引导导管2906(例如,0.088英寸)被跟踪到主动脉弓3006,如图18B所示。在此,引导导管2906的远端端部可以停放在主动脉弓3006以下,并且手术导管2904、进入导管2902(位于手术导管2904内,并且在图18B中不可见)和导丝2907可以被驱动到口中(例如,同时或分别)。在一些实施方案中,进入导管2902被推出手术导管2904和引导导管2906,以首先接合口。在进入导管2902的远端端部定位在期望的口内之后,导丝2907可以向远端推进到口内以确保进入。在进入导管2902和导丝2907位于期望的口内之后,手术导管2904和/或导丝2906可以被推进到口中(并且在一些实施方案中,超过口),同时使用进入导管2902和/或导丝2907的支撑来操纵通过主动脉并进入口中。在图18B所示的实施方案中,手术导管2904已经被推进到口中,而引导导管2906已经保持停放在主动脉弓3006以下。
参考图18C,导丝2907可以被向远端推进,并且导丝2907的不透射线性可以用于在透视成像下确认已经达成通过期望的口的进入。导丝2907接合头臂动脉3014的起源。然后,导丝2907被向上推进到颈内动脉3016的岩段3018。
参考图18D,引导导管2906和手术导管2904(位于引导导管2906内,并且在图18D中不可见)在导丝2907上和插入或进入导管2902(位于手术导管2904内,并且在图18D中不可见)上被推进,而进入导管2902保持在口处用于支撑。导丝2907可以被进一步推进通过岩段3018到达凝块3020的部位,例如M1段。
参考图18E,引导导管2906和手术导管2904(位于引导导管2906内,并且在图18E中不可见)被推进(例如,同时或顺序地)以将手术导管2904的远端尖端定位在手术部位,例如在凝块3020的表面上。去除导丝2907和进入导管2902(位于手术导管2904内,并且在图18E中不可见),并且通过手术导管2904开始抽吸凝块3020。即,导丝2907和进入导管2902被向近端缩回,以允许通过手术导管2904进行抽吸。在抽吸凝块之后,手术导管2904和引导导管2906可以被去除(例如,同时或顺序地)。例如,在一些实施方案中,可以在去除引导导管2906之前去除手术导管2904。
导管组件2900可以用于进行神经血管手术,如图18A至图18E所示。例如,神经血管手术可以是神经血管血栓切除术。手术的步骤可以包括提供组件,所述组件至少包括导丝、进入导管、引导导管和手术导管。例如,导管组件2900包括导丝2907、进入(例如,插入)导管2902、引导导管2906和至少一个手术导管2904。手术导管2904可以包括抽吸导管、栓塞部署导管、支架部署导管、分流器部署导管、诊断性血管造影导管、支架取回导管、凝块取回导管、球囊导管、便于经皮瓣膜修复或替换的导管、消融导管,和/或RF消融导管或导丝。
神经血管手术还可以包括以下步骤:将组件连接到非机器人或机器人驱动系统,以及驱动组件以实现主动脉上进入。步骤还可以包括将组件的子集驱动到神经血管部位,并使用组件的子集进行神经血管手术。组件的子集可以包括导丝、引导导管和手术导管。
导丝2907、进入导管2902、引导导管2906和手术导管2904中的每个被配置成由相应的毂调节。例如,导丝2907可以包括(或连接到)安装在本文所述的托盘组件中的一个上的毂。类似地,进入导管2902可以连接到导管毂2910。引导导管2906可以连接到引导导管毂2914。手术导管2904可以连接到手术导管毂2912。
通常,组件的连接可以包括将导丝2907上的第一毂2909磁性地连接到第一驱动磁体、将进入导管2902上的第二毂2910磁性地连接到第二驱动磁体、将手术导管2904上的第三毂2912磁性地连接到第三驱动磁体,以及将引导导管2906上的第四毂2914磁性地连接到第四驱动磁体。通常,第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体各自独立地由驱动台可移动地承载,如通过本文所述的托盘组件和控制件所描述的。在一些实施方案中,第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体通过无菌屏障(例如,无菌和流体屏障)被连接(例如,连接到它们相应的导管毂),并且独立地由具有多个从动磁体的驱动台可移动地承载。在一些实施方案中,两个或更多个驱动磁体可以被栓在一起或以其它方式连接在一起,以作为一个组合件响应于来自被栓在驱动磁体中的一个或以其它方式连接到驱动磁体中的一个的单一控制器的命令而移动。
在一些实施方式中,进行神经血管手术的步骤可以包括响应于毂适配器中的每个沿着支撑台的移动来驱动组件,直到组件被定位以实现主动脉上血管进入。毂适配器可以包括例如连接器/滑车,所述连接器/滑车作为梭子通过响应于操作者指令而沿轨道被向近端或远端推进。本文所述的毂适配器可以各自包括至少一个驱动磁体,所述驱动磁体被配置成与由相应的毂承载的从动磁体连接。这通过无菌屏障在驱动磁体和从动磁体之间提供了磁性连接,使得相应的毂响应于毂适配器在无菌区域外部的移动而移动进入无菌屏障的顶部(如图4中详细描述的)。毂适配器的移动被由支撑台承载的驱动系统驱动,在所述支撑台上安装有导丝毂2909、引导导管毂2914、手术导管毂2912和进入导管毂2910。
步骤还可以包括响应于毂适配器中的每个沿着支撑台的移动来驱动组件的子集,直到组件的子集被定位成在神经血管治疗部位进行神经血管手术。组件的子集可以包括导丝2907、引导导管2906和手术导管2904。
在一些实施方案中,导丝2907、引导导管2906和手术导管2904作为组合件通过(相对于导丝2907)并越过(相对于引导导管2906和手术导管2904)在实现主动脉上进入之后的进入(例如,插入)导管2902的长度的至少一部分。
在一些实施方案中,导管组件2900可以是用于实现主动脉上进入和神经血管治疗部位进入的机器人控制系统的一部分,如图18A至图18E所示。在一些实施方案中,导管组件2900可以是用于实现主动脉上进入和神经血管治疗部位进入的手动控制系统的一部分。在一些实施方案中,导管组件2900可以是用于实现主动脉上进入和神经血管治疗部位进入的混合控制系统(具有手动和机器人组件)的一部分。例如,在这样的混合系统中,主动脉上进入可以是机器人操作地驱动的,而神经血管部位进入和栓子切除术或其它手术可以是手动的。可选择地,在这样的混合系统中,主动脉上进入可以是手动的,而神经血管部位进入可以是机器人操作地实现的。此外,在这样的混合系统中,导丝、进入导管、引导导管或手术导管中的任一个或多个可以被机器人操作地驱动或手动地操作。
示例机器人控制系统可以至少包括导丝毂(例如,导丝毂2909),所述导丝毂被配置成调节导丝2907的轴向位置和旋转位置中的每个。机器人控制系统还可以包括进入导管毂2910,所述进入导管毂2910被配置成调节进入导管2902的轴向和旋转移动。机器人控制系统还可以包括引导导管毂2914,所述引导导管毂2914被配置成控制引导导管2906的轴向移动。机器人控制系统还可以包括手术导管毂2912,所述手术导管毂2912被配置成调节手术导管2904的轴向位置和旋转位置。
在一些实施方案中,手术导管毂2912还被配置成侧向偏转手术导管2904的远端偏转区域。
在一些实施方案中,导丝毂2909被配置成通过将导丝毂磁性地连接到第一驱动磁体而连接到导丝毂适配器。进入导管毂2910被配置成通过将进入导管毂2910磁性地连接到第二驱动磁体而连接到进入导管毂适配器。手术导管毂2912被配置成通过将手术导管毂2912磁性地连接到第三驱动磁体而连接到手术导管毂适配器。引导导管毂2914被配置成通过将引导导管毂2914磁性地连接到第四驱动磁体而连接到引导导管毂适配器。在一些实施方案中,第一驱动磁体、第二驱动磁体、第三驱动磁体和第四驱动磁体独立地由驱动台可移动地承载。
在一些实施方案中,机器人控制系统包括导丝毂2909上的第一从动磁体。第一从动磁体可以被配置成与第一驱动磁体配合,使得第一从动磁体被配置成响应于第一驱动磁体的移动而移动。在一些实施方案中,第一驱动磁体被配置成在第一从动磁体在无菌区域内时通过屏障移动到与第一从动磁体分离的无菌区域的外部。在一些实施方案中,第一从动磁体的位置可响应于与驱动台相关联的控制台上的手术驱动控制件的操作而移动。上文参考图4详细描述了驱动磁体和从动磁体的相互作用。
在一些实施方案中,机器人控制系统包括在进入导管毂2910上的第二从动磁体。第二从动磁体可以被配置成与第二驱动磁体配合,使得第二从动磁体被配置成响应于第二驱动磁体的移动而移动。在一些实施方案中,第二驱动磁体被配置成在第二从动磁体在无菌区域内时通过屏障移动到与第二从动磁体分离的无菌区域的外部。
在一些实施方案中,机器人控制系统包括在手术导管毂2912上的第三从动磁体。第三从动磁体可以被配置成与第三驱动磁体配合,使得第三从动磁体被配置成响应于第三驱动磁体的移动而移动。在一些实施方案中,第三驱动磁体被配置成在第三从动磁体在无菌区域内时通过屏障移动到与第三从动磁体分离的无菌区域的外部。
在一些实施方案中,机器人控制系统包括在引导导管毂2914上的第四从动磁体。第四从动磁体可以被配置成与第四驱动磁体配合,使得第四从动磁体被配置成响应于第四驱动磁体的移动而移动。在一些实施方案中,第四驱动磁体被配置成在第四从动磁体在无菌区域内时通过屏障移动到与第四从动磁体分离的无菌区域的外部。在一些实施方案中,可以有四个以上的从动磁体和对应的导管毂,用于控制额外的导管。
在一些实施方案中,本文所述的装置(例如,毂、毂适配器、介入装置和/或托盘)可以在机器人操作地驱动的手术中使用。例如,在机器人操作地驱动的手术中,一个或多个介入装置可以被驱动通过血管系统并到达手术部位。机器人操作地驱动这样的装置可以包括接合由用户输入控制的机电组件。在一些实施方式中,用户可以在与一个或多个毂和毂适配器交接的控制系统处提供输入。
在一些实施方案中,本文所述的毂、毂适配器、介入装置和托盘可以在非机器人(例如,手动地驱动)手术期间使用。手动地驱动这样的装置可以包括手动地与毂接合以影响介入装置的移动。
在一些实施方案中,本文所述的装置可以用于实施在颅内部位进行颅内手术的方法。进行颅内手术的方法可以包括与本文所述的进行神经血管手术相同的任何步骤。方法可以机器人操作地进行、手动地进行,或两者的混合的组合。
虽然前文描述了毂与驱动磁体的磁性连接,但是在其它实施方案中,任何介入装置和/或毂可以机械地连接到驱动系统。本文所述的任何方法可包括将一个或多个介入装置(例如,导丝2907、进入导管2902、手术导管2904和/或引导导管2906)和/或一个或多个毂(例如,导丝毂2909、进入导管毂2910、手术导管毂2912和/或引导导管毂2914)与一个或多个驱动机构机械地连接的步骤。
图19示出了驱动机构1650和从动机构1652之间的机械连接机构1654。驱动机构1650和从动机构1652可以分别具有与驱动磁体67和从动磁体69相同或相似的任何特征或功能,除非在本文另外描述。驱动机构1650可以是毂适配器(例如,毂适配器48)的一部分或连接到毂适配器(例如,毂适配器48)。从动机构1652可以是毂(例如,毂36、导丝毂2909、进入导管毂2910、手术导管毂2912或引导导管毂2914)的一部分或连接到毂。在一些情况下,机械连接机构1654可以包括横向延伸通过无菌屏障1632中的密封件的结构支撑件(例如,支撑杆或支撑支柱)。当驱动机构1650和从动机构1652如本文所述的被推进和/或缩回时,密封件可以允许结构支撑件沿着无菌屏障1632的长度被推进,同时仍然保持与结构支撑件的密封以保持无菌区域。例如,密封件可以包括沿着无菌屏障1632的舌状物和凹槽闭合机构,所述机构被配置成在结构支撑件的任一侧上闭合,同时允许结构支撑件通过无菌屏障1632,并且当结构支撑件沿着无菌屏障1632的长度被推进时保持密封件抵靠结构支撑件。
在一些实施方案中,结构支撑件可以延伸通过柔性材料的两个相邻适配边缘之间的长型自闭合密封件(例如,形状类似于鸭嘴阀),所述柔性材料沿着轴延伸。当结构支撑件沿着轴在适配边缘之间推进时,适配边缘可以允许结构支撑件推进,然后当结构支撑件沿着轴经过任何给定点时,可以被偏向回到彼此密封接合。
在一些实施方案中,驱动机构可以是花键驱动轴(例如,非无菌花键驱动轴)。机械连接1654可以包括在用作无菌屏障1632的板内的滑轮和被配置成连接到从动机构1652的无菌花键轴。从动机构1652可以是从无菌屏障接收无菌花键轴的无菌滑轮。在一些实施方案中,一个或多个花键驱动轴可以接合并转动板中用作无菌屏障的对应的滑轮。每个毂可以具有无菌滑轮,所述无菌滑轮被配置成接收来自无菌阻挡板的无菌花键轴。花键驱动轴的旋转可以使无菌屏障板中的滑轮转动,所述无菌屏障板又可以经由无菌花键轴使毂中的无菌滑轮转动。
本领域的技术人员将理解,可以修改本文所述的任何实施方案以结合机械连接机构,例如,如图19所示。
本文所述的介入装置可以单独提供,或至少一些介入装置可以以预组装(例如,嵌套或堆叠)的配置提供。例如,介入装置可以以介入装置组件的形式(例如介入装置组件2900)以同心嵌套或堆叠配置提供。如果单独提供,则每个导管(并且在一些实施方案中,每个对应的导管毂)可以被解包装并预充以从其内管腔去除空气,例如,通过冲洗导管(并且在一些实施方案中,冲洗对应的导管毂)以通过用流体(例如盐水、造影剂或盐水和造影剂的混合物)置换空气来去除空气。在预充之后,可以手动地将介入装置组装成堆叠的配置,使得它们准备好被引入到身体内用于外科手术,例如,经由导引鞘。
将装置组装成堆叠配置可以包括按大小顺序将介入装置单独插入到彼此中。例如,可以将具有第二大直径的介入装置插入到具有最大直径的介入装置的管腔中。然后可以将具有第三大直径的介入装置插入到具有第二大直径的介入装置中,等等。
例如,通过图17,可以通过首先将导管2904的远端端部插入通过毂2914并进入导管2906来进行组装。导管2904可以被推进通过导管2906,直到导管2904的远端尖端与导管2906的远端尖端齐平或延伸超过导管2906的远端尖端,和/或直到导管2904不能再插入。然后,导管2902的远端端部可以被插入通过毂2912并进入到导管2904中。导管2902可以被推进通过导管2904,直到导管2902的远端尖端与导管2904的远端尖端齐平或延伸超过导管2904的远端尖端,和/或直到导管2902不能再插入。然后,导丝2907的远端端部可以被插入通过毂2910并进入到导管2902中。导丝2907可以被推进通过导管2902,直到导丝2907的远端尖端与导管2902的远端尖端齐平或延伸超过导管2902的远端尖端,和/或直到导丝2907不能再插入。
其中两个或更多个介入装置在组装(例如,嵌套或堆叠)配置中作为单一组合件包装在一起的实施方案可以在使用之前提供有效的解包装和准备,并且在机器人控制系统内提供有效的组装。介入装置可以在包装之前预安装到它们相应的毂。在某些实施方案中,两个或三个或更多个介入装置可以以完全嵌套(即,完全轴向插入)的配置或几乎完全嵌套的配置包装。在完全嵌套的配置中,每个介入装置尽可能远地插入相邻的远端毂和介入装置中。这样的完全嵌套的配置可以使介入装置组件的总长度最小化,并且使容纳介入装置组件所需的包装的大小最小化。
在一些实施方案中,介入装置还可以在包装之前被灭菌,同时处于组装配置中,例如,使用环氧乙烷气体。在一些实施方案中,在用环氧乙烷气体灭菌之前,介入装置可以在组装配置中被包装。对于嵌套的或堆叠的配置的介入装置,可以在相邻介入装置之间的空间(例如,嵌套在第二介入装置内的第一介入装置的外径和第二介入装置的内径之间的环形管腔)中提供环氧乙烷气体用于灭菌。在一些实施方案中,介入装置组件可以被包装在热成型的托盘中并且用HDPE(例如,)盖密封。可以通过在非无菌区域中由用户去除(例如,打开或剥离)盖来解包装介入装置组件。然后,无菌区域中的用户可以移开介入装置组件,并将其放置在例如机器人驱动台的无菌工作表面上,如本文所述。
将介入装置以组装配置和灭菌状态包装可以减少与单独的介入装置的解包装和组装相关联的时间,并且便于有效地连接到机器人驱动系统。每个介入装置和毂的组合还可以包装有用于连接到流体源和/或真空源的流体学连接件。在一些实施方案中,连接到毂的每个毂或止血阀可以包括流体学连接件。
在解包装介入装置组件之后(例如,在将介入装置组件定位在机器人驱动台上之后),可以在装置同心地嵌套或堆叠的同时进行预充。这优选地在每个流体管腔中完成,例如,在导管2906和导管2904之间的环形管腔,以及在同心堆叠中的每个额外的同心介入装置之间。在某些实施方案中,流体管腔可以包括在远端毂和近端介入装置之间的管腔,例如,在毂2914和导管2904之间的管腔。在某些实施方案中,可以在装置仍然处于无菌包装中时进行预充。
流体学连接件可以连接到流体学系统,用于将盐水和造影剂输送到导管以及提供抽吸。在一些实施方案中,流体学连接件可以被传递到无菌区域的外部,用于连接到流体学系统。当连接后,流体学系统可以进行一系列预充以用流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)冲洗介入装置组件的每个导管。一系列预充还可以包括用流体冲洗每个对应的导管毂。流体可以在预充之前由流体学系统除空气或除气体。在一些实施方案中,流体学系统的真空源还可以用于在用流体冲洗的同时从每个导管抽空空气。在某些实施方案中,导管的尖端可以在预充期间被放置到流体(例如盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)的容器中,使得当施加真空源时,容器中的流体而不是空气通过导管的尖端被抽吸。在其它实施方案中,导管的尖端可以被封闭(例如,使用塞子),使得当施加真空源时,空气不会从导管的尖端被抽吸。在某些实施方案中,预充过程可以是自动的,使得用户可以提供单一命令,并且每个导管(并且在一些实施方案中,每个对应的导管毂)可以被顺序地或同时地预充(例如,如通过图20A至图20C所描述的)。
有关流体学系统的额外的细节描述于2022年8月2日提交的标题为“MultiCatheter System With Integrated Fluidics Management”的美国专利申请序列号17/879,614中,其在此明确地以其整体并入本文。
当用于流动的横截面管腔面积减小时,例如,当第二介入装置(例如,导管或导丝)在第一介入装置的管腔内延伸时,管腔内的流体阻力可以更大。例如,由于第二介入装置在第一介入装置内轴向插入的深度,流体阻力的量可以受到横截面的长度变窄的影响。部分地延伸通过第一介入装置的管腔的第二介入装置将提供更小的横截面的长度变窄,并且因此可能导致与如果第二介入装置完全延伸通过第一介入装置的管腔的情况相比,在第一导管的管腔内的流体阻力较低。因此,可以通过至少部分地减小第二介入装置轴向插入(即,轴向重叠)管腔中的深度来降低流体阻力,所述管腔是流体通过其被注入的管腔(例如,第二介入装置进入其同心相邻的管腔中的长度)。
在一些实施方案中,在第一介入装置内的第二介入装置的某些插入深度上(例如,当第二介入装置处于或接近第一介入装置内的最大插入深度时),装置之间的流体通道(例如,第一介入装置和第二介入装置之间的环形腔)的大小可以导致在预充过程期间高于期望的流体阻力的量。在一些实施方案中,可以减小第二介入装置在第一介入装置内的插入深度,以减小预充导管所需的压力并减小内部干扰。
在一些实施方案中,介入装置组件中的导管可以与其它介入装置分离,用于预充,以减小预充导管所需的压力并减小内部干扰。通过使介入装置在导管的管腔内向近端缩回,待预充的导管可以与导管的管腔内的介入装置分离。例如,待预充的导管的管腔内的介入装置可以从待预充的导管尽可能远地向近端缩回,同时仍然保持嵌套的或堆叠的关系(例如,至少约2cm或5cm或更多的轴向重叠),以便最小化预充导管所需的压力并最小化内部干扰。换句话说,导管可以与更近端的介入装置分离,用于预充,同时相邻近端介入装置的远端尖端仍然位于导管的管腔内。将相邻近端介入装置的至少一些远端尖端保持在导管的管腔内可以允许在预充之后更容易地重新插入和推进近端介入装置。
在一些实施方案中,轴向重叠可以为约2cm至约20cm、约2cm至10cm、约2cm至5cm、约5cm至20cm、约5cm至10cm,或任何其它合适的范围。在一些实施方案中,轴向重叠可以为至少约2cm、至少约5cm、至少约10cm、至少约20cm、不超过2cm、不超过5cm、不超过10cm、不超过20cm、约2cm、约5cm、约10cm、约20cm或任何其它合适的量。
在一些实施方案中,机器人驱动台可以被编程成尽可能多地从待预充的导管向近端缩回内部介入装置,同时仍然保持嵌套的或堆叠的关系。在其它实施方案中,机器人驱动台可以被编程成将内部装置与待预充的导管分离到足以优化无阻塞管腔的长度并导致低于阈值的流体阻力的量的距离。在待预充的导管与其它介入装置分离之后,可以通过用流体(例如盐水、造影剂或盐水和造影剂的混合物)冲洗导管来预充导管。
在导管被预充后,它可以返回到初始位置,并且介入装置组件的下一个导管可以在其管腔内与其它介入装置分离以进行预充。可以对介入装置组件的每个导管重复该顺序。在其它实施方案中,在导管被预充之后,它可以被推进到就绪或驱动位置以开始插入患者体内。虽然前文描述了通过内介入装置的缩回来将待预充的导管分离,但是外导管也可以通过使外导管相对于内介入装置轴向地向远端推进而与内介入装置分离。通过图20A至图20C,描述了预充过程的一个示例。
图20A描绘了组装成同心堆叠且轴向压缩的配置的介入装置组件2900。如图20A所示,介入装置可以彼此完全嵌套。这可以是在装置组件2900解包装并被放置到机器人驱动台上之后的配置。一系列预充可以通过使导管2906和毂2914相对于导管2904、毂2912、导管2902、毂2910、导丝2907和毂2909轴向地向远端推进而开始,例如,尽可能远地推进,同时将导管2904的远端尖端保持在导管2906的管腔内,如图20B所示,或者推进到将导致用于预充的期望量的流体阻力的距离。在一些实施方案中,导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被推进。然后,导管2906可以通过使用流体学系统引入预充流体而被预充。在一些实施方案中,预充流体响应于来自控制系统的控制信号而被引入。预充导管2906可包括预充毂2914。例如,在某些实施方案中,毂2914或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来自流体学系统的预充流体。在预充之后,导管2906可以被返回到其初始位置(例如,完全轴向压缩的配置),如图20A所示。在一些实施方案中,导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被返回到其初始位置。
在导管2906被预充并返回到其初始位置之后,导管2904和毂2912可以相对于导管2902、毂2910、导丝2907和毂2909被轴向地向远端推进(也轴向地向远端推进导管2906和毂2914,而不改变或最小程度地改变它们相对于导管2904的相对位置),例如,尽可能远地被推进,同时将导管2902的远端尖端保持在导管2904的管腔内,如图20C所示,或者被推进到将导致用于预充的期望量的流体阻力的距离。在一些实施方案中,导管2904和导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被推进。然后,导管2904可以通过使用流体学系统引入预充流体而被预充。在一些实施方案中,预充流体响应于来自控制系统的控制信号而被引入。预充导管2904可以包括预充毂2912。例如,在某些实施方案中,毂2912或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来自流体学系统的预充流体。在预充之后,导管2904和导管2906可以被返回到它们的初始位置(例如,完全轴向压缩的配置),如图20A所示。在一些实施方案中,导管2904和导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被返回到它们的初始位置。
在导管2904被预充并返回到其初始位置之后,导管2902和毂2910可以相对于导丝2907和毂2909被轴向地向远端推进(也轴向地向远端推进导管2906、毂2914、导管2904和毂2912,而不改变或最小地改变它们相对于导管2902的相对位置),例如,尽可能远地被推进,同时将导丝2907的远端尖端保持在导管2902的管腔内,或者被推进到将导致用于预充的期望量的流体阻力的距离。在一些实施方案中,导管2902、导管2904和导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被推进。然后,导管2902可以通过使用流体学系统引入预充流体而被预充。在一些实施方案中,预充流体响应于来自控制系统的控制信号而被引入。预充导管2902可以包括预充毂2910。例如,在某些实施方案中,毂2910或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来流体学体系统的预充流体。在预充之后,导管2902和导管2904和2906可以被返回到图20A所示的它们的初始位置(例如,完全轴向压缩的配置)。在一些实施方案中,导管2902、导管2904和导管2906响应于来自控制系统的控制信号而被返回到它们的初始位置。
在一些实施方案中,通过图20A至图20C所描述的预充程序可以响应于来自控制系统的单个控制信号而进行。在其它实施方案中,预充程序的各种步骤可以响应于独特的控制信号而进行。在一些实施方案中,每个独特的介入装置的预充可以响应于独特的控制信号而进行。
在可选择的实施方案中,导管中的每个可以同时向远端彼此分离,用于预充。例如,导管2902可以从导丝2907向远端分离,同时将导丝2907的远端尖端保持在导管2902的管腔内,导管2904可以从导管2902向远端分离,同时将导管2902的远端尖端保持在导管2904的管腔内,并且导管2906可以从导管2904向远端分离,同时将导管2904的远端尖端保持在导管2906的管腔内。然而,如通过图20A至图20C所描述的,实施方案中一次只有一组相邻的毂被分离,可以在任何特定的时间提供较小的组件总长度,这可以允许与较小的机器人驱动系统一起使用。尽管将外导管与它们的内介入装置的分离被描述为相对于它们的内介入装置轴向地向远端推进导管,但是分离可以包括从外导管向近端缩回内介入装置。
在可选择的实施方案中,导管2902、导管2904和导管2906中的一个或多个可以被推进到预备或驱动位置,以在预充之后(例如,在预充随后的导管之前)开始插入到患者体内。在这样的实施方案中,导管可以推进到预备位置或驱动位置,而不会在预充之后返回到它们的初始位置。
如上所述,在一些实施方案中,导管2902、2904和2906可以在冲洗导管之前组装成图17所示的同心堆叠定向,以通过用流体(例如盐水造影剂或盐水和造影剂的混合物)置换空气来去除空气。这优选地在每个流体管腔中完成,例如,在导管2906和导管2904之间的环形管腔,以及在同心堆叠中的额外的同心介入装置中的每个之间。在压力下输注流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)可以置换基本上所有的空气,但可能保留一些小气泡,所述小气泡粘附到外导管(例如,引导导管2906)的内壁、内导管的外壁(例如,手术导管2904),或两者。
当流体在压力下被引入到环形管腔的近端端部中时(例如,引入到外导管的毂或连接到其上的止血阀中),内导管可以相对于外导管移动,以破坏微泡和相邻壁之间的保持力,并允许气泡被带到下游并通过腔的远端开口被排出或经由抽吸被移除。导管可以相对于彼此轴向地、旋转地或轴向并旋转地移动。在某些实施方案中,导管可以相对于彼此轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动。在一些实施方案中,导管可以往复地、轴向地、旋转地或往复轴向并旋转地移动。在其它实施方案中,导管可以连续地旋转或以恒定的方向旋转。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如在约1mm至约250mm、约10mm至约250mm、约5mm至约125mm、约25mm至约125mm、约10mm至约50mm、约15mm至约30mm、约5mm至约30mm、约15mm至约25mm、约20mm至约40mm,或任何其它合适的范围的行程长度上轴向地往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻导管或导丝往复移动,例如在至少5mm、至少10mm、至少15mm、至少20mm、至少25mm、至少30mm、至少50mm、不超过10mm、不超过20mm、不超过25mm、不超过30mm、不超过50mm、不超过125mm、不超过150mm、约5mm、约10mm、约15mm、约20mm、约25mm、约30mm、约50mm的行程长度上,或在任何其它合适的行程长度上轴向地往复移动。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如以约0.5Hz至约1Hz、约1Hz至约5Hz、约1Hz至约10Hz、约1Hz至约25Hz、约5Hz至约10Hz、约10Hz至约25Hz的往复频率或任何其它合适的频率范围轴向地往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻导管或导丝往复移动,例如以至少0.5Hz、至少1Hz、至少2Hz、至少5Hz、至少10Hz、至少25Hz、不超过0.5Hz、不超过1Hz、不超过2Hz、不超过5Hz、不超过10Hz、不超过25Hz、约0.5Hz、约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约25Hz的往复频率或任何其它合适的频率轴向地往复移动。
在一个实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如在约0.5英寸至约10英寸的行程长度上轴向地往复移动,或在不超过约5个循环/秒或两个循环/秒或更少的往复频率下在约1英寸至约5英寸的行程长度上轴向地往复移动。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如以约5度至约180度、约5度至约360度、约15度至约180度、约15度至约150度、约15度至约120度、约15度至约90度、约15度至约60度、约15度至约30度、约30度至约180度、约30度至约150度、约30度至约120度、约30度至约90度、约30度至约60度、约60度至约180度、约60度至约150度、约60度至约120度、约60度至约90度、约90度至约180度、约90度至约150度、约90度至约120度、约120度至约180度、约120度至约150度、约150度至约180度或任何其它合适的范围的旋转角度/行程旋转地往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如以至少5度、至少15度、至少30度、至少60度、至少90度、至少120度、至少150度、至少180度、至少360度、不超过5度、不超过15度、不超过30度、不超过60度、不超过90度、不超过120度、不超过150度、不超过180度、不超过360度、约5度、约15度、约30度、约60度、约90度、约120度、约150度、约180度、约360度,或任何其它合适的角度的旋转角度/行程旋转地往复移动。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如以约0.5Hz至约1Hz、约1Hz至约5Hz、约1Hz至约10Hz、约1Hz至约25Hz、约5Hz至约10Hz、约10Hz至约25Hz的往复频率,或任何其它合适的频率范围旋转地往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,例如以至少0.5Hz、至少1Hz、至少2Hz、至少5Hz、至少10Hz、至少25Hz、不超过0.5Hz、不超过1Hz、不超过2Hz、不超过5Hz、不超过10Hz、不超过25Hz、约0.5Hz、约1Hz、约2Hz、约5Hz、约10Hz、约25Hz的往复频率,或任何其它合适的频率旋转地往复移动。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,用于1次至200次、1次至100次、1次至50次、1次至25次、1次至15次、1次至10次、1次至5次、5次至25次、5次至15次、5次至10次或任何其它合适的范围内的往复次数的往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝往复移动,用于至少1次往复、至少2次往复、至少5次往复、至少10次往复、至少15次往复、至少25次往复、至少50次往复、不超过5次往复、不超过10次往复、不超过15次往复、不超过25次往复、不超过50次往复、不超过100次往复、不超过200次往复、约1次往复、约2次往复、约5次往复、约10次往复、约25次往复、约50次往复、约100次往复、约200次往复,或任何其它合适的数目的往复移动。一次往复移动可以包括从第一位置到第二位置的移动(轴向地或旋转地),接着从第二位置返回到第一位置。
在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝在约1秒至约60秒、约1秒至约45秒、约1秒至约30秒、约1秒至约20秒、约1秒至约15秒、约1秒至约10秒、约5秒至约45秒、约5秒至约30秒、约5秒至约20秒、约5秒至约15秒、从约5秒至约10秒、约10秒至约30秒、约10秒至约20秒,或任何其它合适的范围的时间长度上往复移动。在一些实施方式中,第一导管相对于相邻的导管或导丝在至少1秒、至少5秒、至少10秒、至少15秒、至少20秒、至少30秒、至少45秒、至少60秒、不超过5秒、不超过10秒、不超过15秒、不超过20秒、不超过30秒、不超过45秒、不超过60秒、约5秒、约10秒、约15秒、约20秒、约30秒、约45秒、约60秒的时间长度,或任何其它合适的时间长度上往复移动。
相邻的导管的往复移动以破坏微泡可以通过手动地抓住对应的导管毂并且手动地相对于彼此轴向地或旋转地移动导管同时输送加压流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)来完成。可选择地,例如在机器人操作地驱动的系统中,处理器可以被配置成机器人操作地驱动两个相邻的导管毂中的至少一个(例如,毂2914和毂2912中的至少一个),以实现相邻的导管之间的相对移动,从而破坏和排出微气泡,例如响应于冲洗控制的用户激活。例如,在某些实施方案中,两个相邻的介入装置可以响应于来自控制系统的控制信号而被相对于彼此移动。在某些实施方案中,加压流体的输送可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
相邻的导管的往复移动可以产生去除气泡的剪切力。例如,与静态表面相比,相邻的导管的内表面和外表面的相对移动可以在预充期间增加相邻的导管之间的流体剪切速率。在一些实施方案中,可以通过增加由流体学系统提供的溶液(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)的流速来增加剪切力。在某些实施方案中,控制相邻的导管之间的流速和相对移动以去除气泡。
在一些实施方案中,在每个导管由流体学系统预充之后,可以使用超声气泡检测器来确认导管基本上没有气泡。例如,超声芯片(例如安装在邻近导管接收管腔的毂内)可以沿着导管的长度延伸,以确认系统中没有气泡剩余。
通过图21A至图21B描述了包括相邻的导管的往复移动的预充过程的示例。
图21A描绘了组装成同心堆叠配置的介入装置组件2900。如图21A所示,介入装置可以彼此完全嵌套。这可以是在装置组件2900解包装并被放置到机器人驱动台上之后的配置。可选择地,装置组件2900的单独的介入装置可以在驱动台上组装成装置组件2900。
一系列预充可以由预充导管2906开始。在一些实施方案中,导管2906可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入导管2906的管腔中,同时产生导管2906和/或毂2914相对于导管2904的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动来预充。预充导管2906可以包括预充毂2914。例如,在某些实施方案中,毂2914或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来自流体学系统的预充流体。在某些实施方案中,导管2906和/或毂2914可以沿着导管2906的纵轴(例如,在图21A的位置和图21B的位置之间)来回轴向地搅动。导管2906和/或毂2914的轴向和/或旋转往复运动可以手动地或通过机器人驱动台来进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2906的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入到导管2906的管腔内同时产生导管2904和/或毂2912相对于导管2906的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。导管2904和/或毂2912的轴向和/或旋转往复移动可以手动地或通过机器人驱动台而进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2906的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入到导管2906的管腔中,同时产生导管2906(和/或毂2914)和导管2904(和/或毂2912)两者相对于彼此的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,在预充导管2906之后,导管2906可以被返回到如图21A所示的初始位置。在其它实施方案中,在预充导管2906之后,导管2906可以被推进到预备或驱动位置以开始插入患者体内。
在一些实施方案中,在导管2906被预充后,导管2904可以被预充。预充导管2904可以包括预充毂2912。例如,在某些实施方案中,毂2912或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来自流体学系统的预充流体。在一些实施方案中,导管2904可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入导管2904的管腔中,同时产生导管2904和/或毂2912相对于导管2902的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而被预充。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2904的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入到导管2904的管腔中,同时产生导管2902和/或毂2910相对于导管2904的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。导管2902和/或毂2910的轴向和/或旋转往复移动可以手动地或通过机器人驱动台进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2904的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入到导管2904的管腔中,同时产生导管2904(和/或毂2912)和导管2902(和/或毂2910)两者相对于彼此的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,在预充导管2904之后,导管2904可以被返回到如图21A所示的初始位置。在一些实施方案中,在预充导管2904之后,导管2904可以被推进到预备或驱动位置以开始插入患者体内。
在一些实施方案中,在导管2904被预充后,导管2902可以被预充。预充导管2902可以包括预充毂2910。例如,在某些实施方案中,毂2910或与其连接的止血阀可以包括流体学连接件以接收来自流体学系统的预充流体。在一些实施方案中,导管2902可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入导管2902的管腔中,同时产生导管2902和/或毂2910相对于导丝2907的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而被预充。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2902的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入导管2902的管腔中,同时产生导丝2907和/或毂2909相对于导管2902的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。导丝2907和/或毂2909的轴向和/或旋转往复移动可以手动地或通过机器人驱动台进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,导管2902的预充可以通过在压力下将流体(例如,盐水、造影剂,或盐水和造影剂的混合物)引入到导管2902的管腔中,同时产生导管2902(和/或毂2910)和导丝2907(和/或毂2909)两者相对于彼此的轴向地、旋转地或轴向并旋转地往复移动而进行。往复移动可以响应于来自控制系统的控制信号而被产生。在压力下引入流体可以响应于来自控制系统的控制信号而进行。
在一些实施方案中,在预充导管2902之后,导管2902可以被返回到如图21A所示的初始位置。在其它实施方案中,在预充导管2902之后,导管2902可以被推进到预备或驱动位置以开始插入患者体内。
在一些实施方案中,通过图21A和图21B所描述预充程序可以响应于来自控制系统的单一控制信号而进行。在其它实施方案中,预充程序的各种步骤可以响应于独特的控制信号而进行。在一些实施方案中,独特的介入装置的预充可以响应于独特的控制信号而进行。
在本文通过图21A和图21B所描述的一系列预充中,导管按顺序依次被预充,从导管2906开始,接着是导管2904,然后是导管2902。然而,可以设想,导管可以以任何顺序被预充。导管可以如上文通过图21A和图21B所描述的那样被串联预充。可选择地,两个或更多个导管或每个导管可以被并行预充。
在某些实施方案中,预充导管可以包括减小第二介入装置轴向插入(即,轴向重叠)到第一介入装置的管腔中的深度,流体通过所述管腔被注入(例如,第二介入装置的长度进入其同心相邻的管腔中),如通过图20A至图20C所描述的,并且还在预充期间在第一介入装置和第二介入装置之间轴向地、旋转地或轴向并旋转地产生相对往复移动,如通过图21A和图21B所描述的。
在一些实施方式中,导管的预充可以包括振动导管的至少一部分和/或其相关联的毂(当包括相关联的毂时)。例如,可以通过集成到导管的毂中的电动机,或者通过单独的电动机或当预充时放置在导管上的振动源来引起振动。在一些实施方式中,其上放置有导管和/或其相关联的毂的支撑台的至少一部分可以在任何一个或多个导管的预充期间振动,以帮助去除空气和/或空气的微泡。这样的振动可以由电动机进行。
实施例
在下文的实施例中更详细地公开了额外的实施方案,所述实施方案不是为了以任何方式限制权利要求的范围。
图22是用于检测同心堆叠的导管之间的气泡去除的测试系统的图。测试系统包括位于以同心堆叠的外导管2106的管腔内部的内导管2108。外导管2106连接到旋转止血阀2104。止血阀2104连接到注射器2102,使得使用注射器注入的流体将流动通过内导管2108和外导管2016之间的管腔。在测试系统中,内导管2108具有约0.071英寸的直径。外导管2106具有约0.088英寸的直径。外导管2106是透明的,以允许在管腔内观察气泡。外导管2108的远端端部允许小体积的流体离开外导管。图23A是显示在注入流体之前导管2106和导管2108以同心堆叠的照片。图23D是其图示。
实施例1
在第一实施例中,注射器2102用于通过止血阀2104以约150psi的恒定压力注入水,而不移动导管2106或导管2108。图23B是显示注入水之后的导管2106和导管2108的照片。图23E是其图示。如图23B所示,在导管2106和导管2108之间的管腔内存在气泡。
实施例2
在第二实施例中,注射器2102用于通过止血阀2104以约150psi的恒定压力注入水。在开始注水之后不久,进行内导管2108的轴向往复移动约10秒。往复移动以约1Hz(或更低)的频率和约20mm(或更多)的行程长度进行。图23C是显示导管2106和导管2108在轴向往复移动之后的照片。图23F是其图示。如图23C所示,导管2106和导管2108之间的管腔基本上没有气泡。
实施例3
在第三实施例中,在测试系统2100中使用直径约0.071英寸的外导管和直径约0.035英寸的内导管,而不是通过实施例1和实施例2所描述的外导管2106和内导管2108。注射器2102用于通过连接到外导管的止血阀2104以约150psi的恒定压力注入水。在开始注入水之后不久,进行内导管的轴向往复移动约10秒。往复移动以约1Hz(或更低)的频率和约20mm(或更多)的行程长度进行。在轴向往复移动之后,通过目视检查发现外导管和内导管之间的管腔基本上没有气泡。
控制系统
图24示出了控制系统4000的示例的示意图,所述控制系统4000可以用于电子地控制本文所述的系统和组件和/或进行本文所述的方法。控制系统4000可以被配置成响应于由操作者(例如医生)命令输入而自动调节各种发动机、毂适配器、毂、介入装置、流体学组件(例如,阀、泵等),和/或本文所述的任何其它组件。响应于操作者的命令输入,控制系统4000可以使得一系列响应事件自动发生。
在某些实施方案中,控制系统4000可以包括一个或多个处理器4002。一个或多个处理器4002可以被配置成响应于操作者的命令输入,自动调整本文所述的各种系统组件,例如,使用控制系统4000的一个或多个控制件4004。在图24中显示了单一控制件4004。然而,可以提供任何适当数量的控制件,以对应于本文所述的系统的各种功能。例如,在某些实施方案中,每个介入装置可以具有其自己的独特的控制件4004或可以控制介入装置的各种功能(例如,轴向移动、旋转移动、流体供应(例如,盐水、造影剂等)、抽吸等)的一组控制件4004。
在某些实施方案中,一个或多个控制件4004可以控制一个或多个介入装置的预充功能。例如,可以操作一个或多个控制件4004以使得介入装置进行预充程序,例如,如通过图20A至图20C所描述的。例如,可以操作一个或多个控制件4004以使得一个或多个介入装置相对于一个或多个其它介入装置轴向移动(例如,通过使得对应的毂和/或毂适配器轴向移动)。可以操作一个或多个控制件4004以使得流体被引入介入装置的管腔中,从而预充介入装置。
在某些实施方案中,可以操作一个或多个控制件4004以使介入装置进行预充程序,例如,如通过图21A至图21B所描述的。例如,可以操作一个或多个控制件4004以使得一个或多个介入装置相对于一个或多个其它介入装置往复移动(例如,轴向和/或旋转往复移动)(例如,通过使得对应的毂和/或毂适配器往复移动)。可以操作一个或多个控制件4004以使得流体被引入介入装置的管腔宏,从而预充介入装置(例如,在相对往复移动期间)。
处理器4002可以从一个或多个控制件4004接收信号,并且作为响应,在本文所述的系统的组件中启动对应的动作。例如,处理器4002可以被配置成产生输出信号,所述输出信号使得响应动作由本文所述的组件进行。
虽然前文描述了机器人操作地驱动的介入装置和手动地驱动的介入装置,但是这些装置可以是手动地驱动的、机器人操作地驱动的,或者手动地和机器人操作地驱动的介入装置的任意组合,如本领域技术人员鉴于本文本公开内容将理解的。
前文描述了机器人控制系统的一个具体实施方式。可以制造各种各样不同的机器人控制系统结构,用于支撑并轴向地推进和缩回两个或三个或四个或更多个组件以机器人操作地驱动介入装置,如本领域技术人员鉴于本文公开内容将理解的。
虽然前文描述了由驱动台驱动的介入装置,但是可以使用其它合适的机器人驱动系统或机构来驱动介入装置,如本领域的技术人员鉴于本文公开内容将理解的。
本文主要在神经血管进入或手术(例如,神经血栓切除术)的情况下描述了各种系统和方法。然而,本文所公开的导管、系统(例如,驱动系统)和方法可以容易地适用于遍及身体的各种各样的其它诊断和治疗应用中的任一种,特别包括血管内手术,例如在外周血管系统(例如,深静脉血栓形成)、中心血管系统(肺栓塞)和冠状血管系统中,以及在身体中的其它中空器官或管状结构中的手术。

Claims (33)

1.用于进行神经血管手术的系统,其包括:
介入装置组件,其包括:
导丝,其具有导丝毂,
进入导管,其具有进入导管毂,和
引导导管,其具有引导导管毂;
第一毂适配器,其中所述导丝毂被配置成连接到所述第一毂适配器;
第二毂适配器,其中所述进入导管毂被配置成连接到所述第二毂适配器;
第三毂适配器,其中所述引导导管毂被配置成连接到所述第三毂适配器;和
支撑台,所述第一毂适配器、所述第二毂适配器和所述第三毂适配器中的每一个由所述支撑台可移动地承载;
其中所述第一毂适配器、所述第二毂适配器和所述第三毂适配器被配置成沿着所述支撑台移动以驱动所述介入装置组件,直到所述介入装置组件被定位以实现主动脉上血管进入。
2.根据权利要求1所述的系统,其还包括:
手术导管,其具有手术导管毂;和
第四毂适配器,其中所述手术导管毂被配置成连接到所述第四毂适配器;
其中所述第一毂适配器、所述第三毂适配器和所述第四毂适配器被配置成沿着所述支撑台移动以驱动所述导丝、所述引导导管和所述手术导管到达在神经血管治疗部位进行神经血管手术的位置。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述神经血管手术包括血栓切除术。
4.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述导丝毂被配置成通过将所述导丝毂磁性地连接到第一驱动磁体而连接到所述第一毂适配器;
所述进入导管毂被配置成通过将所述进入导管毂磁性地连接到第二驱动磁体而连接到所述第二毂适配器;并且
所述引导导管毂被配置成通过将所述引导导管毂磁性地连接到第三驱动磁体而连接到所述第三毂适配器。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述第一驱动磁体、所述第二驱动磁体和所述第三驱动磁体独立地由所述支撑台可移动地承载。
6.根据权利要求4所述的系统,其中所述第一驱动磁体跨过无菌场屏障连接到第一从动磁体。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述第二驱动磁体跨过所述无菌场屏障连接到第二从动磁体。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述第三驱动磁体跨过所述无菌场屏障连接到第三从动磁体。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述导丝和所述引导导管被配置成在实现主动脉上进入之后作为组合件沿着所述进入导管的长度的至少一部分推进。
10.根据权利要求1所述的系统,其中所述导丝毂被配置成调节所述导丝的轴向位置和旋转位置。
11.根据权利要求1所述的系统,其中所述介入装置组件还包括具有手术导管毂的手术导管。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述手术导管毂被配置成调节所述手术导管的轴向位置。
13.根据权利要求11所述的系统,其中:
所述导丝毂被配置成调节所述导丝的轴向位置和旋转位置;
所述手术导管毂被配置成调节所述手术导管的轴向位置;
所述引导导管毂被配置成调节所述引导导管的轴向位置;并且
所述进入导管毂被配置成调节所述进入导管的轴向位置和旋转位置。
14.根据权利要求1所述的系统,其中所述引导导管毂被配置成调节所述引导导管的轴向位置。
15.根据权利要求1所述的系统,其中所述进入导管毂被配置成调节所述进入导管的轴向位置和旋转位置。
16.进行神经血管手术的方法,其包括以下步骤:
提供多导管组件,所述多导管组件包括:进入导管、引导导管和手术导管;
将所述组件连接到机器人驱动系统;
驱动所述组件以实现主动脉上进入;
将所述组件的子集驱动至神经血管部位,其中所述子集包括所述引导导管和所述手术导管;
近端移除所述进入导管;和
使用所述手术导管进行神经血管手术。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述神经血管手术包括神经血管血栓切除术。
18.根据权利要求16所述的方法,其中所述组件还包括导丝,其中所述导丝、所述进入导管、所述引导导管和所述手术导管中的每一个被配置成由相应的毂调节。
19.根据权利要求18所述的方法,其中将所述组件连接到所述机器人驱动系统包括将所述导丝的第一毂磁性地连接到第一驱动磁体、将所述进入导管的第二毂磁性地连接到第二驱动磁体、将所述引导导管的第三毂磁性地连接到第三驱动磁体,以及将所述手术导管的第四毂磁性地连接到第四驱动磁体。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述第一驱动磁体、所述第二驱动磁体、所述第三驱动磁体和所述第四驱动磁体各自独立地由驱动台可移动地承载。
21.进行神经血管手术的方法,其包括以下步骤:
提供组件,所述组件包括:同轴地可移动地组装成单一多导管组件的导丝、进入导管、引导导管和手术导管;
将所述组件连接到驱动系统;
驱动所述组件以实现主动脉上进入;
将所述组件的子集驱动至颅内部位,其中所述子集包括所述导丝、所述引导导管和所述手术导管;以及
使用所述组件的子集进行神经血管手术。
22.根据权利要求21所述的方法,其中所述导丝、所述进入导管、所述引导导管和所述手术导管中的每一个被配置成由相应的毂调节。
23.根据权利要求21所述的方法,其中将所述组件连接到所述驱动系统包括将所述导丝的第一毂磁性地连接到第一驱动磁体、将所述进入导管的第二毂磁性地连接到第二驱动磁体、将所述引导导管的第三毂磁性地连接到第三驱动磁体,以及将所述手术导管的第四毂磁性地连接到第四驱动磁体。
24.根据权利要求23所述的方法,其中:
所述驱动系统是机器人驱动系统,并且
所述第一驱动磁体、所述第二驱动磁体、所述第三驱动磁体和所述第四驱动磁体各自独立地由与所述机器人驱动系统相关联的驱动台可移动地承载。
25.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一驱动磁体、所述第二驱动磁体、所述第三驱动磁体和所述第四驱动磁体各自独立地由驱动台可移动地承载。
26.实现主动脉上进入的方法,其包括以下步骤:
提供组件,所述组件包括:同轴地可移动地组装成单一多导管组件的导丝、进入导管和引导导管;
将所述组件连接到驱动系统;
将所述组件驱动至主动脉弓;和
推进所述进入导管以实现对从主动脉弓分出的分支血管的主动脉上进入。
27.根据权利要求26所述的方法,其还包括将所述组件的子集驱动至颅内部位,并使用所述组件的子集进行神经血管手术。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述子集包括所述导丝、所述引导导管和手术导管。
29.根据权利要求27所述的方法,其中所述神经血管手术包括神经血管血栓切除术。
30.根据权利要求26所述的方法,其中所述导丝、所述进入导管和所述引导导管中的至少一个包括被配置成连接到机器人驱动系统的毂。
31.根据权利要求30所述的方法,其中将所述组件连接到所述驱动系统包括将引导导管毂磁性地连接到所述驱动系统。
32.根据权利要求30所述的方法,其中将所述组件连接到所述驱动系统包括将引导导管毂机械地连接到所述驱动系统。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述驱动系统是机器人驱动系统,并且至少第一驱动磁体、第二驱动磁体和第三驱动磁体各自独立地由与所述机器人驱动系统相关联的驱动台可移动地承载。
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