(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットカテーテルシステムに使用するカセットであって、
筐体と、
前記筐体に支持され、ガイドワイヤに対して軸方向運動を与えるように構成された軸駆動アッセンブリと、
前記筐体に取り外し可能に連結され、且つ前記ガイドワイヤに対して回転運動を与えるように構成された回転駆動アッセンブリと、
前記筐体に取り外し可能に連結されたジャーナルであって、前記回転駆動アッセンブリが前記ジャーナルに対して回転可能なように前記回転駆動アッセンブリに連結されたジャーナルと、
前記ガイドワイヤを患者から外すことなく前記ジャーナルを前記筐体から分離することができ且つ前記回転駆動アッセンブリを前記筐体から取り外すことができるように、前記ジャーナルを解放可能に係合する機械的解放構造体と
を備え、
前記回転駆動アッセンブリは、前記回転駆動アッセンブリを前記軸駆動アッセンブリから離間するように移動させることにより、前記筐体からの分離に続いて前記ガイドワイヤの近位端上方に取り外し可能である、カセット。
【請求項２】
前記機械的解放構造体は、第１位置と第２位置の間で移動可能であり、さらに前記機械的解放構造体は、前記回転駆動アッセンブリを前記筐体から分離することを可能にするために前記第２位置に移動される、請求項１に記載のカセット。
【請求項３】
前記回転駆動アッセンブリは、前記ガイドワイヤと解放可能に係合し且つ前記ガイドワイヤの長手方向軸線の周りに前記ガイドワイヤを回転させる回転駆動機構を含む、請求項１に記載のカセット。
【請求項４】
前記機械的解放構造体は、前記ジャーナルを前記筐体に連結するために前記ジャーナルのスロットに解放可能に係合する突起を含む、請求項３に記載のカセット。
【請求項５】
前記筐体はベースプレート部を含み、さらに前記ジャーナルは第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分は前記第２部分に対して概ね垂直に配置され、前記回転駆動アッセンブリが前記筐体に連結されたとき、前記第１部分は前記筐体のベースプレート部に接触し、前記スロットは第１部分に配置される、請求項４に記載のカセット。
【請求項６】
ベース部に連結するように構成されたロボットカテーテルシステムに使用するカセットであって、
ベースプレート部を有する筐体と、
前記筐体に支持され、ガイドワイヤと解放可能に係合し且つ前記ガイドワイヤの長手方向軸に沿って前記ガイドワイヤを駆動する第１軸駆動機構と、
前記筐体に支持され、作動カテーテルと解放可能に係合し且つ前記作動カテーテルの長手方向軸に沿って前記作動カテーテルを駆動する第２軸駆動機構と、
前記筐体に支持され、長手方向軸線の周りに前記ガイドワイヤを回転させる回転駆動機構であって、前記筐体に取り外し可能に連結された回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に連結され且つ前記筐体に取り外し可能に連結されたジャーナルであって、第１部分と、第２部分と、前記第１部分に配置されたスロットとを含み、前記第１部分は前記第２部分に対して概ね垂直に配置され、前記回転駆動機構が前記筐体に連結されたとき、前記第１部分は前記筐体のベースプレート部に接触し且つ前記筐体のベースプレート部に対して概ね平行であるジャーナルと、
前記ベースプレート部から延び、前記ジャーナルを前記筐体に連結するように前記ジャーナルのスロットに解放可能に係合する突起と、
ボタンであって、前記ボタンが押されたとき前記突起を前記スロットから離脱させ、前記ジャーナルを前記筐体から分離することを可能にし、前記ジャーナルが前記筐体から分離された後、前記回転駆動機構を前記ガイドワイヤの近位端上方に移動することを可能にするボタンと
を備えるカセット。
【請求項７】
ロボットカテーテルシステムカセットであって
ベース部に取り付けられるように構成されたカセットを備え、前記カセットは、
筐体と、
前記筐体に取り外し可能に連結され、カテーテル装置に運動を与えるように構成された回転駆動アッセンブリであって、前記カテーテル装置と解放可能に係合し且つ前記カテーテル装置の長手方向軸線の周りに前記カテーテル装置を回転させる回転駆動機構を含む回転駆動アッセンブリと、
前記カテーテル装置を患者から取り外すことなく前記回転駆動アッセンブリを前記筐体から分離し且つ取り外すことを可能にする解放構造体であって、前記回転駆動アッセンブリは、前記筐体から取り外すことに続いて前記カテーテル装置の近位端上方に取り外し可能である解放構造体と、
前記筐体に取り外し可能に連結されたジャーナルであって、前記回転駆動アッセンブリが前記ジャーナルに対して回転可能なように前記回転駆動アッセンブリに連結されたジャーナルと
を備えるロボットカテーテルシステムカセット。
【請求項８】
前記解放構造体は、前記回転駆動アッセンブリを前記筐体に連結するために前記ジャーナルと係合する、請求項７に記載のロボットカテーテルシステムカセット。
【請求項９】
前記解放構造体は、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、さらに前記解放構造体は、前記回転駆動アッセンブリを前記筐体から分離することを可能にするために前記第２位置に移動される、請求項８に記載のロボットカテーテルシステムカセット。
【請求項１０】
前記筐体は突起を有するベースプレート部を含み、前記突起は、前記回転駆動アッセンブリを前記筐体に連結するために前記ジャーナルのスロットに係合し、さらに前記解放構造体はボタンを含み、前記ボタンは、前記ボタンを押したときに前記突起を前記スロットから離脱させる、請求項７に記載のロボットカテーテルシステムカセット。
【請求項１１】
前記ジャーナルは第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分は前記第２部分に対して概ね垂直に配置され、前記回転駆動アッセンブリが前記筐体に連結されたとき、前記第１部分は前記筐体のベースプレート部に接触し、前記スロットは前記第１部分に配置される、請求項１０に記載のロボットカテーテルシステムカセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００８年５月６日に出願された米国仮特許出願第６１／０５０，９３３号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本願に組み入れられる。
【０００２】
本発明は、一般的に、診療行為を実施するためのロボットカテーテルシステムの分野に関する。繰り返し閉塞する心臓動脈の疾患を有する患者を治療するために使用される診療行為の一例は、経皮的冠動脈インターベンション（percutaneous coronary intervention；PCI）である。
【０００３】
開示された本発明を適用して診療行為を実施するに先立ち、一般的には診断処置が行われる。ＰＣＩ処置の前に実施される代表的な診断処置には、多くの工程が含まれる場合がある。大腿動脈で開始された０．０３８ガイドワイヤは、大動脈弓の頂点を越えて移動される。診断用カテーテルを、０．０３８ガイドワイヤの上を前進させ、その後、０．０３８ガイドワイヤを取り除く。これにより診断用カテーテル（diagnostic catheter; DC）を予め形成された形状に戻すことができ、さらに右側か左側の大動脈口に到達させることが可能になる。ＤＣを介して造影剤を注入し、心臓をＸ線撮影し、病巣の存在および場所を特定する。Ｙコネクタを、患者の体外にあるＤＣの端部に固定してもよい。Ｙコネクタは、造影剤や薬剤を投入する手段である。ＹコネクタのＹコネクタ脚部および自由開口端には逆止め弁が備わっている。そして、０．０３８ガイドを、大動脈弓の頂点を越えて移動されたＤＣ内に再挿入し、この診断用カテーテルを取り除く。診断終了後、ＰＣＩ処置で使用するために０．０３８ガイドワイヤをその場に残しておいてもよい。
【発明の概要】
【０００４】
発明の一実施形態において、カテーテル駆動カセットは、ベース部と取り外し可能に連結されて構成される。前記カセットは、長手方向軸に沿ってガイドワイヤを駆動するように構成された第１の軸駆動機構と、長手方向軸に沿って作動カテーテルを駆動するように構成される第２の軸駆動機構と、長手方向軸を中心にガイドワイヤを回転するように構成される第１の回転駆動機構とを備える。
【０００５】
本発明の他の実施形態は、ロボットカテーテルシステムとともに使用されるベース部を連結するためのカセットに関する。前記カセットは、筐体と、前記筐体に支持され、ガイドワイヤと解放可能に係合し、前記ガイドワイヤの長手方向軸に沿って前記ガイドワイヤを駆動するように構成された第１の軸駆動機構と、前記筐体に支持され、作動カテーテルと解放可能に係合し、前記作動カテーテルの長手方向軸に沿って前記作動カテーテルを駆動する第２の軸駆動機構とを備える。前記カセットはまた、前記筐体に支持され、前記ガイドワイヤの長手方向軸を中心として前記ガイドワイヤを回転するように構成した回転駆動機構を備える。前記回転駆動機構は、ガイドワイヤと解放可能に係合する係合構造体を備え、前記係合構造体は、ガイドワイヤが前記第１の駆動機構により軸方向に移動するとともにガイドワイヤの長手方向軸を中心としてガイドワイヤが回転するのに十分な力を加えるように構成されている。前記第１の軸駆動機構と、前記第２の軸駆動機構と、前記回転駆動機構とは、作動カテーテルを駆動しガイドワイヤを回転するために、ガイドワイヤを駆動するためのエネルギーを供給する少なくとも一つのアクチュエータと作動可能に連結するように構成されている。
【０００６】
発明の他の実施例は、ユーザインターフェースと、モータ制御部と、少なくとも一つのモータと連結するモータカプラーを有するカセットベース部と、を備えるロボット血管カテーテルシステムに関する。カセットが、前記カセットベース部に取り外し可能に装着されているとともに、前モータカプラーに作動可能に連結している。第１の軸駆動機構を備える前記カセットは、ガイドワイヤと解放可能に係合し、ガイドカテーテルを介して前記ガイドワイヤの長手方向軸に沿って前記ガイドワイヤを駆動するように構成されている。第２の軸駆動機構を更に備える前記カセットは、作動カテーテルと解放可能に係合し、ガイドカテーテルを介して前記作動カテーテルの長手方向軸に沿って前記作動カテーテルを駆動するように構成されている。第１の回転駆動機構を更に備える前記カセットは、前記ガイドワイヤと解放可能に係合し、前記ガイドワイヤの長手方向軸を中心として前記ガイドワイヤを回転するように構成されている。前記第１の回転駆動機構は、前記ガイドワイヤと解放可能に係合するように構成された第１のグリップ表面とおよび第２のグリップ表面とを有する。前記第１のグリップ表面と前記第２のグリップ表面とは、前記ガイドワイヤが前記第１の軸駆動機構により前記ガイドワイヤの長手方向軸に沿って独立して移動できるとともに前記回転駆動機構の回転に際しガイドワイヤを回転するのに十分な力をガイドワイヤに加えるように構成されている。
【０００７】
更なる実施例は、モータ駆動ベース部に連結して構成されているカテーテル駆動カセットに関する。前記カセットは、筐体と、前記筐体に支持され、ガイドワイヤと解放可能に係合し、前記ガイドワイヤの長手方向軸に沿って前記ガイドワイヤを駆動するように構成されている第１の軸駆動機構とを備える。第２の軸駆動機構は、前記筐体に支持され、作動カテーテルと解放可能に係合し、前記作動カテーテルの長手方向軸に沿って前記作動カテーテルを駆動するように構成されている。第１の回転駆動機構は、前記ガイドワイヤの長手方向軸を中心として前記ガイドワイヤを回転するように構成されている。前記第１の回転駆動機構は、前記ガイドワイヤと解放可能に係合するように構成された回転構造体を備える。前記回転構造体は、ガイドワイヤが前記第１の軸駆動機構により軸方向に移動するとともに、前記回転構造体が回転する際にガイドワイヤの長手方向軸を中心としてガイドワイヤが回転するのに十分な力を加えるように構成されている。第１および第２の軸駆動機構並びに回転駆動機構は、カセットの外部にあるドライブと接続可能である。
【０００８】
その他の実施例として、カセットをモータ駆動ベース部に連結することを含むロボット血管カテーテルシステムの作動方法がある。ガイドカテーテルは、ガイドカテーテルサポートに固定されている。ガイドワイヤは、前記ガイドカテーテル内に前進する。作動カテーテルは、前記ガイドワイヤを越えて前記ガイドカテーテル内に前進する。前記ガイドワイヤは、前記カセット内の第１の軸駆動機構内および前記カセット内の回転駆動機構内に設置される。前記回転駆動機構は、少なくとも一対の係合面を備える。前記ガイドワイヤは、前記少なくとも一対の係合面によって解放可能に係合されている。前記作動カテーテルは、前記カセット内の第２の軸駆動機構内に設置される。前記ガイドワイヤおよび前記作動カテーテルは、ガイドワイヤの長手方向軸に沿ってガイドワイヤを駆動し、前記作動カテーテルの長手方向軸に沿って前記作動カテーテルを駆動することで、患者内に配置される。前記ガイドワイヤは、その長手方向軸を中心として回転され、ガイドワイヤと作動カテーテルを適切に配置する。前記ガイドワイヤの回転は、ガイドワイヤの軸方向移動とは独立して実施される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ロボット血管カテーテルシステムの斜視図である。
【００１０】
【図２】図２は、ベッドサイドシステムの斜視図である。
【００１１】
【図２ａ】図２ａは、図２においてカセット蓋が開位置にあるベッドシステムである。
【００１２】
【図３】図３は、モータ駆動ベース部からカセットが取り除かれたベッドシステムの斜視図である。
【００１３】
【図３Ａ】図３Ａは、モータ駆動ベース部から取り除かれたカセットの底部を示す斜視図である。
【００１４】
【図４】図４は、心臓の説明図である。
【００１５】
【図５】図５は、心臓内部におけるガイドカテーテル、ガイドワイヤ、バルーンカテーテルを示す説明図である。
【００１６】
【図６】図６は、カセットの平面図である。
【００１７】
【図７】図７は、Ｙコネクタが固定されたときの図６の７−７線に沿うカセットの断面図である。
【００１８】
【図８】図８は、Ｙコネクタが解放されたときの、図７に示すカセットの断面図である。
【００１９】
【図９】図９は、回転駆動および軸駆動システムを示したカセット要部の斜視図である。
【００２０】
【図１０】図１０は、軸駆動システムの断面図である。
【００２１】
【図１１】図１１は、図６の１１−１１線においておおよそ切り出された回転駆動システムの断面図である。
【００２２】
【図１２】図１２は、カセットシステムの別の実施形態を示す説明図である。
【００２３】
【図１３】図１３は、図３に示すガイドカテーテル支持部を備えるカセット要部の斜視図である。
【００２４】
【図１４】図１４は、回転アッセンブリの１実施形態を備えるカセット要部の斜視図である。
【００２５】
【図１５】図１５は、モータ駆動ベース部に取り付けられる前のカセットの別の実施形態を示すベッドシステムの斜視図である。
【００２６】
【図１６】図１６は、図１５のカセットが引き続きモータ駆動ベース部に取り付けられた状態を示すベッドサイドシステムの斜視図である。
【００２７】
【図１７】図１７は、「装着中」状態にあるカセットの斜視図である。
【００２８】
【図１８】図１８は、「装着済」あるいは「使用状態」にあるカセットの斜視図である。
【００２９】
【図１９】図１９は、カセットの軸駆動アッセンブリの分解斜視図である。
【００３０】
【図２０】図２０は、ベースプレート部が取り外された状態を示すカセットの底面斜視図である。
【００３１】
【図２１】図２１は、「非係合」位置にある軸駆動アッセンブリを示す平面図である。
【００３２】
【図２２】図２２は、「係合」位置にある軸駆動アッセンブリを示す平面図である。
【００３３】
【図２３Ａ】図２３Ａは、シャーシの下方に鎖線で描かれた係合構造を示すカセットの回転駆動機構の平面斜視図である。
【００３４】
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、鎖線で示されたシャーシを備える回転駆動アッセンブリの平面斜視図である。
【００３５】
【図２４】図２４は、「係合」位置にある回転駆動アッセンブリの平面図である。
【００３６】
【図２５】図２５は、「非係合」位置にある回転駆動アッセンブリの平面図である。
【００３７】
【図２６】図２６は、図１８の２６−２６線に沿う回転駆動アッセンブリの断面図である。
【００３８】
【図２７】図２７は、図１８の２７−２７線に沿う軸駆動アッセンブリの断面図である。
【００３９】
【図２８Ａ】図２８Ａは、カセットのベースプレート部に連結された回転駆動アッセンブリの斜視図である。
【００４０】
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、解放ボタンを押してカセットのベースプレート部から回転駆動アッセンブリを取り外したことを示す斜視図である。
【００４１】
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、ガイドワイヤを所定位置に残してカセットのベースプレート部から回転駆動アッセンブリを取り除いたことを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１において、ロボット血管カテーテルシステム１０は、経皮的冠動脈インターベンション（「ＰＣＩ」）などの診療行為を行うために使用される。以下の説明では、ＰＣＩの実施を前提としている。なお、当業者であれば、記載されたシステムがＰＣＩを実施するような構成となっている一方で、僅かな変更を施すことにより多くの診療行為を実施可能であることを理解する。より複雑な診察に際して、２つ以上のロボット血管カテーテルシステム１０を使用してもよい。
【００４３】
ロボット血管カテーテルシステム１０は、ベッドサイドシステム１２とワークステーション１４とを備える。ベッドサイドシステム１２は、モータ制御部、連結アーム１８、アームサポート２０、モータ駆動ベース部、カセット２４，ガイドカテーテルサポート２６からなる。ベッドサイドシステム１２は、ワークステーション１４に接続しており、ワークステーション１４へのユーザ入力により生成された信号をベッドサイドシステム１２に送信することができ、ベッドサイドシステム１２の様々な機能を制御できる。ベッドシステム１２は、ワークステーション１４に対してフィードバック信号を供給してもよい。ベッドサイドシステム１２のワークステーション１４への接続は、無線通信手段（図示せず）、ケーブルコネクター（図示せず）の他、ワークステーション１４へのユーザ入力により生成される信号をベッドサイドシステム１２に送信することが可能な手段のいずれを介して行ってもよい。ガイドカテーテルサポートは、カセットの一部とすることもでき、またカセットに装着可能な独立した部品であってもよい。
【００４４】
ワークステーション１４は遠隔設置可能であり、ロボット血管カテーテルシステム１０のユーザは、放射領域以外の例えば処置室や別の制御室などにおいて処置を実施することが可能である。ワークステーション１４を遠隔設置する場合の１番目の利点として、重い鉛の服を着用する必要が無くなることである。これにより、脊髄損傷や作業者の身体に対する一般的な負荷を含む、整形外科的な職業上の危険性を軽減することができる。ワークステーション１４を遠隔設置する場合の２番目の利点として、放射線への被曝に関連する危険性を軽減できることである。ワークステーション１４を遠隔設置する場合の３番目の利点としては、不稼働時において処置室の外でユーザは複数の作業を実施することが可能になる。
【００４５】
ベッドサイドシステム１２は、患者３０に対してベッドサイドシステム１２を固定することで、患者のベッド２８の標準的なテーブル側バー（図示せず）に連結してもよい。ベッドサイドシステム１２および対応するカセット２４の前方部とは、処置をする際の患者３０の頭部に近い端部のことである。ベッドサイドシステム１２の後方部とは、前方部と反対側の端部のことである。ベッドや患者近傍へのベッドシステムの連結は、ベッドサイドシステム１２を標準的なテーブル側バーにボルト固定するか、あるいは患者３０および／またはベッドに対してベッドサイドシステム１２を十分に固定できる他の固定手段を使用するなど、当該技術分野における既知の方法を使用して行ってもよい。理想的には、ベッドサイドシステム１２は、迅速にかつ容易に設置できる方法で固定する。ベッドサイドシステム１２は、数多くの処置を行う期間中、標準的なテーブル側バーに恒久的に連結してもよく、１つの実施の形態において、カセット２４は、患者毎におよび／またはＰＣＩ処置毎に交換する。しかし、ベッド毎に移動することを考慮して、ベッドサイドシステム１２は、ベッドに取り外し可能に連結してもよい。
【００４６】
カセット２４は、１回限りの使用として、つまり使い捨てとして設計されており、それぞれの使用後は交換する必要がある。カセット２４は、モータ駆動ベース部２２から取り外される際に壊れるようなもろい構成部品（図示せず）を具備してもよく、これによりカセット２４が１回を超えての使用されることが無いようにする。１回限りの使用を確実に実施するためにその他の機械的な手段を使用してもよい。例えば、別のＰＣＩ処置に当該カセットが使用されないようにカセットの一部が移動もしくは扱われるようにしてもよい。また、カセット２４は、ＲＦＩＤ（無線固体識別）システム（図示せず）を使用して、カセットが使用された時期を特定するようにしてもよい。カセットには、ＲＦＩＤタグの他、特定のカセットを他のカセットと識別するカセットの種類、特徴、固有識別子などの固有の記述情報を提供する手段が備えられてもよい。また、カセット２４が必ず１回だけの使用となるような他の構成部品やシステムを使用してもよい。カセット２４が１回だけ使用されるように設計することで、数多くの利点が生まれる。この利点には、例えば、ロボット血管カテーテルシステム１０の構成要素の無菌状態を維持することや、患者から患者への感染が伝染することを防止することが含まれるが、これに限定されるものではない。このＲＦＩＤシステムは、最初に確実に取り付けることができなかった場合に、所定の短期間カセットを取り外すことができるようにしてもよい。このシステムでは、ＲＦＩＤ信号から得られる固有識別により固有のカセットを認識することができ、同じカセットを、当該カセットが元の位置に戻され、別の患者に使用するのではないことを示唆するような非常に短い期間に、再度設置することが可能になる。また、カセットを滅菌・再利用可能な材料で形成してもよく、体液に接触する構成要素を交換するようにしてもよい。
【００４７】
図２は、ロボット血管カテーテルシステム１０の好ましい実施形態を示している。連結アーム１８は、アームサポート２０に連結しているとともにアームサポート２０から外方向に突き出ている。モータ駆動ベース部２２は、連結アーム１８に連結している。カセット２４は、モータ駆動ベース部２２の頂上部に連結している。
【００４８】
連結アーム１８は、患者３０に対して無限位置に固定されるように構成されている。好ましい実施形態において、連結アーム１８は第１の関節３２と第２の関節３４とを備える。第１の関節３２は、連結アーム１８を垂直軸および/または水平軸を中心に回転することができる。第２の関節３４は、連結アーム１８を上下に回転させるまたは水平軸を中心に回転させることができる。連結アーム１８は、患者に対して適切に位置決めするためにカセット２４をいかなる方向にも位置決めすることができるように、複数の自由度を有してもよい。ユーザが連結アーム１８を調整した後、連結アーム１８は、連結アーム固定機構により所定の位置に固定され、処置の間の不要な動作を防止される。連結アーム固定機構は、ソレノイドを使用する他、連結アーム１８を患者３０に対してモータ駆動ベース部２２およびカセット２４に沿って固定可能な機構を使用して機械的に固定・固定解除されてもよい。
【００４９】
図３には、カセット２４をモータ駆動ベース部２２に取り付ける前の図２に示すベッドサイドシステム１２が示されている。モータ駆動ベース部２２は、筐体３８と複数のキャプスタン４０を備える。キャプスタン４０は、垂直方向に延在し、モータ駆動ベース部２２およびカセット２４を連結する際にカセット２４を直線状に並べ易くする。カセット２４は、筐体４２と、筐体４２に回転可能に取り付けられたカバー４４と、モータ駆動ベース部２２およびカセット２４を連結する際にカセット２４を直線状に並べ易くするためのモータ駆動ベース部２２上に形成されたキャプスタン４０に対応する複数のキャプスタンソケット４６とを備える。１つの実施の形態において、キャプスタン４０はおおよそ上方向に延在し、カセット２４の底面に位置するキャプスタンソケット４６内に挿入し受けられる。これにより、カセット２４は、モータ駆動ベース部２２の上でおおよそ下向きに設置される。モータ駆動ベース部２２とカセット２４とは、動作位置において水平面に対して角度を有し、ガイドカテーテルおよびガイドワイヤ、作動カテーテルを患者対して斜め下方向に方向付けすることを意図している。キャプスタン４０およびキャプスタンソケット４６は、モータカプラーの１つの実施の形態であり、モータをカセット内の軸および回転駆動機構に連結する。キャプスタン４０およびキャプスタンソケット４６がギヤを備えるようにして、回転力をモータ駆動ベース２２内のモータからカセット内の軸および回転駆動機構に伝達するようにしてもよい。キャプスタンおよびキャプスタンソケットによって、カセットは下側に位置するモータ駆動ベース部上に設置できるが、モータを駆動機構に連結することが可能な他のモータカプラーによって設置できるようにしてもよい。１つの実施の形態において、モータはモータ駆動ベース部２２内に位置する。しかし、モータ駆動ベース部２２を使用して、モータ駆動ベース部から離れた位置でモータ駆動ベース部に動作可能に連結するモータからの力を、ケーブルや他の機械的連結部などの機械的リンケージによって伝達してもよい。また、機械的連結部によってモータをキャプスタンソケットに直接接続し、モータ駆動ベース部２２によってカセット２４を支持し、カセットキャプスタンソケットをモータに対して連結することも検討されうる。
【００５０】
図２に示すように、カセット２４内部のガイドワイヤやカテーテル器材の装着や取り外しを容易にするために、カバー４４を開くことでカセット２４内部の機械にアクセスできるようにしてもよい。カバー４４は、以下に詳しく記載するように伝達機構内にガイドワイヤを確実に設置できるように壁部材を備えてもよい。カバー４４は、ヒンジやその他の回転を可能にする部材で固定されてもよい。また、カバー４４は、上下配置で固定してもよい。カバー４４の開閉動作によって、伝達機構からガイドワイヤやその他のカテーテル器材が取り外されるようにしてもよい。
【００５１】
カセット２４をモータ駆動ベース部２２に連結する前に、減菌したプラスチックカバー（図示せず）で連結アーム１８とモータ駆動ベース部２２を覆う。この滅菌したプラスチックカバーは、モータ駆動ベース部２２上のキャプスタン４０に対応する事前に開けられた穴を有する。この滅菌したプラスチックカバーは、ロボット血管カテーテルシステム１０の滅菌済の構成要素をモータ駆動ベース部２２や連結アーム１８、アームサポート２０などの未滅菌の構成要素から遮断する。カセット２４は、使用前に滅菌する。カセット２４がモータ駆動ベース部２２に連結して使用されると、そのカセットは廃棄され、別の滅菌済の１回利用のカセットと交換される。
【００５２】
図６から９において、カセット２４は、ガイドワイヤ５０をその長手方向軸に沿って駆動するための第１の軸駆動機構４８と、作動カテーテル５４をその長手方向軸に沿って駆動するための第２の軸駆動機構５２と、ガイドワイヤ５０をその長手方向軸に沿って独立して移動可能でかつガイドワイヤを回転する第１の回転駆動機構５６とを更に備える。作動カテーテル５４は、バルーンまたは送達カテーテル上のステント、バルーンを備えるステント、その他の治療または診断用カテーテル装置として実現してもよい；これらの実施の形態を集合的に作動カテーテル５４とする。１つの実施の形態において、第１の軸駆動機構４８および第１の回転駆動機構５６は実質的にカセット２４の長手方向軸６０に沿って直列に配置する。１つの実施の形態において、第２の軸駆動機構５２は、第１の軸駆動機構４８に対して角度をつけて配置する。
【００５３】
ガイドワイヤ５０および作動カテーテル２４のカセット２４内に設けられた駆動機構への装填は、カセット２４とモータ駆動ベース部２２とを連結した後でかつ処置のためにロボット血管カテーテルシステム１０を使用する前でなければならない。カセット２４を装填する際に、ユーザはカバー４４を開ける。カバー４４を開ける際には、係合−離脱機構が作動し、駆動機構を自動的にクイックアクセスするための調整がなされる。カセット２４のカバーが開位置にある時には、駆動機構は、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を装填するための場所に位置している。カバー４４を閉じる際には、係合−離脱機構が作動し、駆動機構を自動的に調整し、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を解放可能に係合する。また、カバー４４が開位置にある時に、ガイドワイヤ５０を係合および／または離脱するようにしてもよい。カセット２４がカバー閉位置にある時、駆動機構は、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を駆動するのに十分な圧力を与える。好適な実施形態において、カバー４は、明るく半透明な材料からなり、カバーがカバー閉位置であっても駆動機構を見ることができる。また、当業者であれば、他の種々の材料も好適であることが分かる。カバーを開けても、開けなくても、機械的スイッチまたは電気機械的装置により駆動機構を離脱することができる。駆動機構が離脱することで、軸駆動機構のピンチローラ表面と回転駆動機構の係合面とがそれぞれ離間し、ガイドワイヤと作動カテーテルが容易に取り外しまたは挿入することができる。少なくとも１つのピンチローラは、ピンチローラ表面をそれぞれ物理的に離間する少なくとも１つの離脱機構によって支持されている。同様に、回転駆動機構の係合表面は、離脱機構と作動可能に接続しており、回転駆動機構の係合表面がお互いに物理的に離間する。ピンチローラ表面がそれぞれ離間位置にあるとき、ピンチローラは離脱状態にある。
【００５４】
カセット２４はまた、装着時にカセットをセルフテストするシステム（図示せず）を備えてもよい。カセット装着のセルフテストをするシステムは、ワークステーション１４において作業者によって作動させてもよい。また、カバー４４を閉じた際にカセットのセルフテストを自動的にこのシステムが開始するようにして、それぞれの駆動機構をテストしてもよい。モータからワークステーション１４に対するフィードバックによって、ベース部にカセットが適切に装着されていることを確認することができる。各モータがカセットに適切に装着されていることをテストすることに加え、各伝達機構を作動させ、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルを所定の距離または所定の回転量だけ動かし、実際の移動距離または回転量をセンサによって計測するようにしてもよい。移動量が所定のパラメータと一致する場合は、作動中および動作可能な状態にあることをシステムは示す。ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの検出移動量が、所定のパラメータと一致しなかったら、システムはエラーメッセージを示す。
【００５５】
カセットは、人間工学を考慮して設計されており、作業者は、ハンドル６４によってカセットおよびカセットベース部を容易に操作、移動させ、患者に対して本システムを位置させることができる。カバー４４は、カバー表面内側またはカセット筐体部に設けられるとともに交換中または２つ以上のワイヤを操作する際にガイドワイヤ５０を保持するラッチ２１０を備えてもよい。カテーテルシステム１０は、作動カテーテル５４を膨張させるシステムと、造影剤を注入するシステムとを備えていてもよい。つまり、ワークステーション１４は、造影剤を注入するポンプを遠隔制御する制御機構を備えていてもよい。
【００５６】
図９には、カバー４４および筐体４２が無い状態のカセット２４が示されている。カセット２４は、第１の軸駆動機構４８および第１の回転駆動機構５６を支持するベースプレート部７０を備えている。軸駆動機構４８および回転駆動機構５６は、ベースプレート部７０の長手方向軸に沿って連続的にまたは順次に配列および固定されている。第１の軸駆動機構４８は、カセット２４の後端側で第１の回転駆動機構５６の後ろに近い場所に配置されているように示されている。なお、第１の回転駆動機構５６は、第１の軸駆動機構４８の後ろに配置してもよい。回転駆動機構５６を患者に近い位置に配置することで、軸駆動機構４８内のローラからの圧力および／または摩擦が、患者から離れたところに位置するようになるため、ガイドワイヤの回転制御を向上することができると考えられている。
【００５７】
図９および図１０において、第１の軸駆動機構４８は、軸方向にガイドワイヤ５０を駆動するために、それぞれ協働する第１のローラ７２と第２のローラ７４とを備える。第１のローラ７２は、第２のローラ７４方向にスプリング付勢されており、ローラ７２、７４が回転する際にガイドワイヤ５０を十分に移動させることができる力が付与されている。スプリング力を調整して、システムを確実にかつ適切に作動することができるようにしてもよい。スプリング力は、ガイドワイヤ５０をその軸を中心として回転できるように設定されている。一実施形態において、第１のローラ７２は第１の係合表面を備えており、第２のローラ７４は第２の係合表面を備えている。ガイドワイヤ５０は、第１のローラ７２の第１の係合表面と、第２のローラ７４の第２の係合表面との間に取り外し可能に設置されている。ソレノイドを使用して、第１のローラと第２のローラをそれぞれ近接、離間させ、第１のローラ７２と第２のローラ７４との間でガイドワイヤを捕捉、解放するようにしてもよい。ソレノイドを使用して、１つのローラを他のローラに向けて支持するホルダーを移動させるようにしてもよい。ホルダーのスプリングを使用して、１つのローラを他のローラに付勢し、少なくとも１つのローラを回転させる際に、ガイドワイヤをその長手方向軸に沿って効果的に移動できるだけの十分な力をガイドワイヤ５０に与えるようにしてもよい。
【００５８】
第２のローラ７４は、ベルト７８を介して駆動ギヤまたはローラ７６によって駆動する。ベルト７８には、テンション部材８０を介して十分な張力を付与する。しかし、第２のローラは、モータ駆動ベース部２２内のキャプスタン４０の１つから直接駆動してもよい。
【００５９】
別の実施形態では、ローラ７２、７４対には、ローラとアンビル、またはローラと任意のグリップ表面を備えており、このグリップ表面とローラとの間の圧力は、ガイドワイヤ５０をその長手方向軸に沿って駆動するのに充分なものである。
【００６０】
図６および９、１１において、第１の回転駆動機構５６は、第１の回転駆動機構支持ブロック９２と、第２の回転駆動機構支持ブロック９４と、回転駆動機構９６とを備えている。回転駆動機構９６は、プレート部１００と、４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８と、４対のローラ回転軸１１８、１２０、１２２、１２４上で支持された４対のローラ留め具１１０、１１２、１１４、１１６と、回転駆動機構コームと、長手方向軸１２８と、各支持ブロック９２、９４内の孔を貫通し、その孔に支持されている１対の円筒状突起部１３０とを備えている。１対の円筒状突起部１３０、１３２は、回転駆動機構９６と実質的に同心円上にあり、回転駆動機構９６の長手方向軸１２８に沿って回転駆動機構９６のどちらかの端から外方向に延在している。第１の回転駆動機構支持ブロック９２および第２の回転駆動機構支持ブロック９４は、ベースプレート部７０の長手方向軸１２８に対して横断しており、それぞれのブロック間に回転駆動機構９６を十分に収容できる距離だけ、ベースプレート部７０の長手方向軸に沿って離間している。回転駆動機構９６は、ベースプレート部７０をまたいで第１の回転駆動機構支持ブロック９２および第２の回転駆動機構支持ブロック９４間に、１対の円筒状突起部１３０、１３２によってつり下げられ、固定されている。この円筒状突起部１３０、１３２はまた、ガイドワイヤ５０が延在する通路の役割を果たす。図１４において、回転駆動機構９６のそれぞれの要素は、支持ブロック９２、９４間において回転する回転アッセンブリ２０６上で支持されている。
【００６１】
各支持ブロック９２、９４は、回転駆動機構９６の長手方向軸１２８から半径方向外側に実質的に延在するガイドワイヤスリット８４を備えている。４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８は、それぞれ回転駆動機構９６の長手方向軸に沿って接触している。４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８および４対のローラ留め具１１０、１１２、１１４、１１６は、４対の回転軸１１８、１２０、１２２、１２４にまたがって位置しており、４対のローラ留め具１１０、１１２、１１４、１１６が４対の回転軸１１８、１２０、１２２、１２４に沿って、４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８を固定している。回転駆動機構は、４対のローラを備えるように説明したが、１対または２対、３対のローラを使用してもよいし、５対以上のローラを使用してもよい。図１４において、要素２０８は、回転アッセンブリが装着位置および非装着位置にあるときに、ガイドワイヤ５０が貫通する通路を示している。回転アッセンブリが装着位置および非装着位置にあるとき、要素２０８で示される通路は、図９に示す支持ブロック９２、９４内においてガイドワイヤスリット８４と一列に配置されている。
【００６２】
カセット２４のカバー４４が閉位置にあるとき、回転駆動機構ロケータを、回転駆動機構９６の長手方向軸に向かって下方にガイドワイヤ５０を位置決めする際の補助として使用し、ガイドワイヤ５０を４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８の間に配置、保持しやすいようにしてもよい。ガイドワイヤ５０を、第１の回転駆動機構５６内で４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８間に解放可能に係合させる。ロボット血管カテーテルシステム１０が処置中に使用されるとき、４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８の係合表面内の各ローラは、お互いの方向に移動し、ガイドワイヤ５０の長手方向軸に沿って軸駆動機構４８によりガイドワイヤ５０を独立して移動可能な状態に維持しつつ、回転駆動機構９６が回転する際にガイドワイヤ５０を回転させるのに十分な圧力を加える。ガイドワイヤ５０は、回転駆動機構９６が回転する際の４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８間の摩擦力によりガイドワイヤ５０に与えられたトルクによって、回転する。ローラ対１０２〜１０８内の各ローラは、その垂直軸を中心に回転自由に設けられており、ガイドワイヤ５０を軸移動可能にしている。各ローラ対間の圧力は、回転駆動機構全体が回転するときに、その間に位置するガイドワイヤ５０に対して回転を与えるのに十分な圧力となっている。回転駆動機構内にガイドワイヤを装填、取り外しする際に、ガイドワイヤ５０を容易に挿入、取り外しできるように、ローラをお互いに離間するようにしてもよい。カバー４４が開位置にあるときに、１つのローラ対を、他のローラ対から離間させるようにして、カバー４４が閉位置にあるときに、他のローラ対に向かって再度移動するようにしてもよい。ローラ間において、回転駆動機構に対してガイドワイヤ５０を容易に挿入、取り外しできるように、垂直パス９８を、ガイドワイヤスリット８４に対して１直線状に並べなければならない。カバー４４を開いたときは、垂直パス９８がガイドワイヤスリット８４と直線状に並べられ、ガイドワイヤ５０を回転駆動機構に対して容易に挿入および／または取外しできる装填/取外位置まで、回転駆動機構を回転する。別の実施形態では、ローラをお互いに離間させずに、ローラ間に対してガイドワイヤ５０を手動で挿入、取外しできるようにしてもよい。ローラ自身に可撓性を設けて手動で挿入するようにしてもよいし、スプリング付勢されたローラのうちの１つを、ローラ対中の別のローラから離間させて、ガイドワイヤ５０を挿入できるようにしてもよい。
【００６３】
４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８に関する別の実施形態として、４対以上のローラがある。４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８は、ローラとアンビルとの対となっている。各ローラがアンビルと一対となり、ガイドワイヤ５０の長手方向軸に沿ってガイドワイヤ５０を独立して移動可能な状態に維持しつつ、回転駆動機構９６が回転する際にガイドワイヤ５０を回転させるのに十分な圧力を加える。同様に、４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８を、複数のローラと任意のグリップ表面とから構成し、ガイドワイヤ５０の長手方向軸に沿ってガイドワイヤ５０を独立して移動可能な状態に維持しつつ、回転駆動機構９６が回転する際にガイドワイヤ５０を回転させるのに十分な圧力を加えるようにしてもよい。別の実施形態において、回転駆動機構は、２つの係合表面を備えてもよく、この２つの係合表面は、ガイドワイヤの長手方向軸の軸方向に、回転してもよいし、回転しないでもよい。
【００６４】
カセット２４のカバー４４が開カバー位置にあるとき、第１の軸駆動機構４８および第１の回転駆動機構５６が、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を装填しやすいように配置してもよい。挿入、回転位置において、支持ブロック９２、９４内のガイドワイヤスリット８４および回転駆動機構９６のガイドワイヤパス９８を実質的に直線上に配置する。同様に、第１の軸駆動機構４８のローラ対７２、７４および第１の回転駆動機構５６の４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８を実質的に直線上に配置する。これにより、ガイドワイヤ５０を、第１の軸駆動機構４８および第１の回転駆動機構５６を貫通させて、延在させることができる。上記したように、軸駆動機構および回転駆動機構内の各ローラ対を離間させて、カバー４４が開位置にあるときに、ガイドワイヤ５０を容易に挿入、取り外しするようにしてもよい。
【００６５】
図６において、第２の軸駆動機構５２は、ローラ対１３６と作動カテーテルチャンネル１３８とを備えている。ローラ対１３６は、作動カテーテルチャンネル１３８内において、作動カテーテル５４と解放可能に係合している。カセット２４が開位置にあるとき、第２の軸駆動機構５２は、ローラ対１３６間の作動カテーテル５４を装填しやすいように、配置する。カセット２４のカバー４４が閉じているとき、作動カテーテル５４を装填し、ローラ対１３６間に解放可能に係合させる。第２の軸駆動機構５２の別の実施形態としては、ローラ対１３６が、ローラとアンビル、またはローラと任意のグリップ表面とからなり、グリップ表面とローラとの間の圧力が、作動カテーテル５４をその長手方向軸に沿って駆動するのに十分な圧力である実施形態が挙げられる。その他の軸駆動機構を検討し、使用してもよい。
【００６６】
図１において、ワークステーション１４は、ユーザインターフェース１４２を備える。ユーザインターフェース１４２により、ユーザは、第１の軸駆動機構４８を経由してガイドワイヤ５０を軸方向運動するように制御するコマンドと、第２の軸駆動機構５２を経由して作動カテーテル５４を軸方向運動するように制御するコマンドと、第１の回転駆動機構５６を経由してガイドワイヤ５０を回転運動するように制御するコマンドとを入力することができる。ロボット血管カテーテルシステム１０の別の実施形態においては、ユーザは、ワークステーション１４からガイドカテーテル１４４を軸制御および／または回転制御することもできる。
【００６７】
好適な実施形態において、ユーザインターフェース１４２は、第１のスクリーン１４６および第２のスクリーン１４８を備える。第１のスクリーン１４６および第２のスクリーン１４８は、ロボット血管カテーテルシステム１０に関してユーザにとって有益であると思われる情報および画像を提示するように構成されている。ユーザインターフェース１４２は更に、様々な速度制御を有する一対のジョイスティック１５２を有するタッチスクリーン１５０と、１ｍｍ用第１のジョグボタン１５４と、５ｍｍジョグ用第２のジョグボタンとを備える。第１のジョグボタン１５４および第２のジョグボタン１５６は、連続ジョグ機能を有する。ジョグボタンを押下することで、所定の距離だけガイドワイヤ５０が前進する。ジョグボタンを、ガイドワイヤ５０および／または作動カテーテル５４を移動するために使用してもよい。回転ジョグボタンは、所定角度だけ回転するように設定してもよく、選択した角度だけ回転するように設定してもよい。別のボタンを、ガイドワイヤ５０の速度を加速させるために、または可変速度制御が増加反応するように倍率器として機能させるために、使用してもよい。例えば、通常動作において、ジョイスティックを所定の距離だけ動作させると、ガイドワイヤは設定速度で動作するが、加速するボタンを押下することで、設定速度を倍増させてガイドワイヤを動作する。
【００６８】
別の実施形態において、ユーザインターフェース１４２は様々な構成としてもよい。例えば、タッチスクリーン１５０は、Ｘ線や他の撮像データと統合してもよい。実際に、造影剤注入制御やバルーン膨張制御、画像処理制御、血行力学データ等のような種々なデータや制御を単一スクリーン上で統合してもよい。別のジョイスティックの構成としては、全ての駆動機構を制御する２つのジョイスティックではなく、駆動機構毎に個別のジョイスティックを設けるようにしてもよい。
【００６９】
ロボット血管カテーテルシステム１０は更に、数多くの安全上の特徴および機能（図示せず）を備えていてもよい。例えば、ロボット血管カテーテルシステム１０は、処置中にユーザが手動で動作することができるような機構を備えていてもよい。作業者が、回転駆動機構を手動で位置決めしてガイドワイヤ５０を取り外す場合、回転駆動機構を装填／取り外す位置まで移動して、回転駆動機構の係合表面を分離し、回転駆動機構支持部内のスリットに合わせるようにすることが考えられる。また、ワークステーション１４には、ユーザが音声作動制御をして、緊急停止動作に切り替える機能を有するシステムを備えていてもよい。ロボット血管カテーテルシステム１０は、ガイドワイヤ５０上に設置する際の力を所定の値以下に抑えることもできる。この所定値を超える力をモータが印加しようとしたら、車輪をモータから離脱するようにクラッチを作動させる。例えば、任意の駆動機構が動かなくなり、回転不能となったら、動かなくなった駆動機構やモータ自身を損傷せずにモータが回転できるようにクラッチ機構が作動する。
【００７０】
別の可能な特徴としては、滑り検出機構がある。このような機構によって、ガイドワイヤ５０または作動カテーテル５４およびローラや、第１の軸駆動機構４８のローラ対７２、７４、第１の回転駆動機構５６の４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８の所望の動作と実際の動作とを連続的に確認することができる。この機構により、所定の閾値を超えた場合、警告を発することができる。この閾値は、処理期間中一定としてもよいし、心臓内部におけるシステム部品の場所によって変えてもよい。一実施形態において、補助エコーダ（図示せず）を使用して、処理中の軸動作および回転動作に関するガイドワイヤ５０の正確な位置および軸動作に関する作動カテーテル５４の正確な位置を得るようにしてもよい。ローラ対７２、７４および４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８を、複数のアイドラーローラ１５８近傍に配置してもよい。このアイドラーローラ１５８は、ロボット血管カテーテルシステム１０の動作を確認し、ローラの移動とモータの動作とを比較する。なお、これらの特徴および機能は、代表例を示したものであり、全てものを表していると解釈されない。
【００７１】
図３、７、８、１３の好適な実施形態において、カセット２４は更に、ロッド１６４として示すガイドカテーテル支持アームとガイドカテーテル１４４とに取り付けられたＹコネクタ１６０を固定する連結機構１６２を備える。連結機構１６２は、解放可能にＹコネクタ１６０に固定されている。Ｙコネクタ１６０は、ガイドカテーテル１４４に接続している。Ｙコネクタ１６０は更に、ＰＣＩ処置中に患者に薬剤を投与するための手段として機能する。一実施形態において、ロボット血管カテーテルシステム１０によって、ユーザは、Ｙコネクタ１６０を介した薬剤投与の遠隔操作を実施することができる。ガイドカテーテル１４４は、その長手方向軸を中心に、Ｙコネクタ１６０とは独立して回転することができるようにしてもよい。第１の脚部は、ガイドカテーテル１４４に取り付けられている。第２の脚部は、ガイドカテーテルの長手方向軸から離れるように角度が付けられており、造影剤や薬剤を投与することができる。一方向バルブが、体液が第２の脚部から流出することを防いでいる。第３の脚部は、ガイドカテーテルから離れるように延在しており、Ｙコネクタにより作動カテーテルおよびガイドワイヤを挿入可能にしている。第３の脚部は、作動カテーテルおよびガイドワイヤの挿入、取り外しを可能にし、体液が第３の脚部から流出することを防ぐ一方向バルブを備えている。
【００７２】
ロッド１６４は、カセット２４の前端に沿った位置でカセット２４に連結しており、その他端でガイドカテーテルサポート２６を支持している。ロッド１６４は、調整可能であり、カセット２４に対して近接離間することができ、またカセット２４とは独立して移動することができ、既知の方法を利用してガイドカテーテル２４の位置決めを容易にする。別の実施形態において、ロッド１６４は、ガイドカテーテルサポート２６およびガイドカテーテル１４４を支持可能な任意数の構成を備えていてもよい。例えば、ガイドロッド１６４は、テレスコーピング部を備えていてもよい。
【００７３】
スプリング装填クランプとして示すガイドカテーテルサポート２６によって、ガイドカテーテル１４４は支持される。処置中、ガイドカテーテルサポート２６は、カセット２４の前端と患者３０との間に配置される。この位置において、ガイドカテーテルサポート２６は、ガイドカテーテル１４４とその内容物の好ましくない動きを抑え、高精度な処置を実施可能にする。
【００７４】
図６において、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４がロボット血管カテーテルシステム１０内に装填されると、カセット２４のカバー４４は閉じられ、ガイドワイヤ５０は、筐体４２内の開口部を通ってカセット２４の後端から延伸することとなる。ガイドワイヤ５０は、カセット２４の前端に向けて移動し、第１の軸駆動機構４８および第１の回転駆動機構５６を通り、集合領域１６６で作動カテーテル５４と集合する。作動カテーテル５４は、筐体４２の側面内のスロット１６８を通って、カセット２４に入る。集合領域１６６でガイドワイヤ５０と集合する前に、作動カテーテル５４は、まず第２の軸駆動機構５２を通過する。作動カテーテル５４は、ワイヤ部分に対して空洞となっており、集合領域１６６でガイドワイヤ５０は挿入する。そのワイヤ部分内のガイドワイヤ５０を伴った作動カテーテル５４は、開口部１７２を通ってカセット２４の前端から出る。カセット２４は、作動カテーテルの長手方向軸とガイドワイヤの長手方向軸とが同軸にない第１の点から、作動カテーテルの長手方向軸とガイドワイヤの長手方向軸とが同軸にある第２の点に向かう所定の通路に沿って、作動カテーテルを導くチャンネルを備えていてもよい。この通路は、筐体内に設けられ、溝や少なくとも通路の一部を形成する他の物理的手段を備えていてもよい。
【００７５】
さらに図６において、Ｙコネクタ１６０は、ガイドカテーテル１４４の近位端に接続している。ガイドカテーテル１４４は、中心孔を有する。ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４は、Ｙコネクタ１６０を通ってガイドカテーテル１４４の中心孔１７４に入り、開口部１７２を通ってカセット２４から出る。好適な実施形態において、ガイドカテーテル１４４は、Ｙコネクタ１６０から、ガイドカテーテルが解放可能に固定されているガイドカテーテルサポート２６に向かうロッド１６４に対して実質的に平行に延在する。ガイドカテーテルサポート２６は、ガイドカテーテル１４４を直線状に維持するように機能し、ガイドカテーテル１４４の中心孔１７４において、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４の移動を容易にする。
【００７６】
Ｙコネクタ１６０は、図７および８の実施形態においてはスプリング付勢クランプとして示す連結機構１６２によって、カセット２４と解放可能に固定されている。クランプ機構１６２は、フレーム１７６と、ハンドル１７８と、少なくとも１つのスプリング１８０とを備える。フレーム１７６は、Ｙコネクタ１６０が固定される受け部１８２を備えている。ハンドル１７８は、レバーアーム１８４および捕捉部１８６を備える。捕捉部１８６は、レバーアーム１８４が押下されていないときに、フレーム１７６の受け部１８２に対してＹコネクタ１６０を固定するのに十分な圧力を加える。ハンドル１７８は、回転部１８８を中心に回転する。スプリング１８０は、回転部１８８から離れた場所でレバーアーム１８４に対して上方向の力を加え、ハンドル１７８の捕捉部１８６をフレーム１７６の受け部１８２に対して付勢する。図８において、レバーアーム１８４が押下されたとき、スプリング１８０もまた圧縮される。ハンドル１７８の捕捉部１８６は、回転部１８８を中心に回転し、Ｙコネクタ１６０および受け部１８２から離間し、Ｙコネクタ１６０を解放する。図７において、ハンドル１７８が解放されるとき、レバーアーム１８４に対して上方向に力が加えられ、レバーアーム１８４は回転部１８８を中心に回転する。捕捉部１８６は、受け部１８２およびＹコネクタ１６０に向けて移動し、Ｙコネクタ１６０を解放可能に固定する。
【００７７】
実施例の処置は、（図４に示す）心臓１９０内部に診断用ガイドワイヤ（図示せず）を残した状態において、診断処置完了後に開始される。心臓１９０には、大動脈１９２および大動脈弓１９４が備えられている。ロボット血管カテーテルシステム１０を使用する前に、ガイドカテーテル１４４を、診断用ガイドワイヤ上を大動脈１９２まで移動し、診断用ガイドワイヤを取り除き、ガイドカテーテル１４４を、病巣の位置に応じて、右冠状動脈に対して開口する右側開口部１９６または弓状もしくは左前下降枝に対して開口する左側開口部１９８のどちらかの内部に配置する。ガイドカテーテル１４４の形状は、挿入する孔に応じて変化する。上記したように、ベッドサイドシステム１２は、多くの場合、患者のベッド２８に対して既に固定されている。
【００７８】
明確にするために、ガイドカテーテル５０および作動カテーテル５４を前進させる工程と、ベッドサイドシステム１２を装着する工程をそれぞれ順番に説明する。当業者であれば、工程の説明は、本方法から大きく逸脱しない範囲内において、交換可能であることを認識する。
【００７９】
ガイドカテーテル１４４は、Ｙコネクタ１６０に取り付けられている。Ｙコネクタ挿入装置（図示せず）をＹコネクタ１６０内に配置する。ガイドワイヤ５０を、Ｙコネクタ挿入装置を介してガイドカテーテル１４４内に前進させ、その後取り外す。作動カテーテル５４は、ガイドワイヤ５０に装着する。作動カテーテル５４を、ガイドワイヤ５０の自由端付近に到達するまで、ガイドワイヤ５０上をガイドカテーテル１４４内で前進させる。
【００８０】
カセット２４を、滅菌したプラスチックカバー上でモータ駆動ベース部２２に連結する。連結アーム１８を患者３０に対して固定し、カセット２４のカバー４４を開き、係合−離脱機構を作動させ、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を装着するために駆動機構を位置決めする。ガイドワイヤ５０を、第１回転駆動機構５６の４対のローラ１０２、１０４、１０６、１０８間のガイドワイヤパス９８内に配置し、ガイドワイヤスリット８４および第一の軸駆動機構４８のローラ対７２、７４内に配置する。ガイドワイヤ５０の後端は、開口部４２の後部を通り外側に延伸しており、ガイドワイヤ保持部や支持部を備え、患者内で使用しないガイドワイヤ部分を収納する。作動カテーテル５４を、第２の軸駆動機構５２のローラ対１３６間の作動カテーテルチャンネル１３８内に設置する。ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４を位置決めした後、カセット２４のカバー４４を閉じ、係合−離脱機構を再度作動させる。ロボット血管カテーテルシステム１０を装着し、各駆動機構をガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４に解放可能に係合する。
【００８１】
ハンドル１７８を押下し、Ｙコネクタ１６０をフレーム１７６とハンドル１７８との間に配置し、カセット２４に対してＹコネクタ１６０を解放可能に固定する。
【００８２】
ユーザは、ワークステーション１４で制御操作する。ワークステーション１４の前記好適な実施形態において、タッチスクリーン１５０やジョイスティック対１５２、第１のジョグボタン１５４、第２のジョグボタン１５６を操作し、ガイドワイヤ５０および作動カテーテル５４の運動を方向付けする。図５に示すように、ガイドワイヤ５０そしてその次に作動カテーテル５４を、典型的には、ガイドワイヤ５０が病巣２００を横切るまで移動させる。ガイドワイヤ５０が病巣２００を横切ったら、第１のジョグボタン１５４、第２のジョグボタン１５６あるいはその組み合わせにより位置を微調整することで作動カテーテル５４も横切るように駆動する。
【００８３】
図１２において、別の軸駆動２１２部材を使用してもよい。例えば、ピンチローラを、２つのベルト機構と置き換えてもよい。
【００８４】
図１３において、カセット２４は、ガイドカテーテルサポート２０２を備えてもよい。Ｙコネクタ連結機構は、ガイドカテーテルサポート２０２に支持されている。別の実施形態において、ガイドカテーテルがその長手方向軸に沿う方向に移動するように、ガイドカテーテルサポート２０２は、前後方向に移動可能なスレッド２０４を備えてもよい。カセット２４はまた、ガイドカテーテルをその長手方向軸を中心に回転するように、スレッド２０４を回転させる駆動機構と、ガイドカテーテルをガイドワイヤの長手方向軸に沿って移動するように、スレッド２０４を前後方向に移動させる駆動機構とを備えてもよい。スレッド２０４を移動させる前記駆動機構は、モータ駆動ベース部２２内に配置し、スレッド２０４をカセット２４に対して移動させてもよく、これによりスレッド２０４は、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルと独立して移動することができる。
【００８５】
図１５から２８Ｃでは、ロボットカテーテルシステムに使用するカセットの別の実施形態を示す。前述の実施形態と同様に、カセット３００は、ガイドワイヤ３０１および作動カテーテル３０３を備えてもよく、これによりユーザはカセット３００を使用して、カテーテル処置を実施することができる。この実施形態において、ベッドサイドシステム１２は、モータ駆動ベース部３０２に装着するように構成されたカセット３００を備える。図１５は、モータ駆動ベース部３０２に装着する前のカセット３００を示す底部斜視図である。モータ駆動ベース部３０２は、第１のキャプスタン３０４と第２のキャプスタン３０６、第３のキャプスタン３０８を備えており、カセット３００は、第１のキャプスタンソケット３１０、第２のキャプスタンソケット３１２、第３のキャプスタンソケット３１４を備える。カセット３００は筐体部３１６を備えており、筐体部３１６はベースプレート部３１８を備えている。
【００８６】
各キャプスタンソケットは、モータ駆動ベース部３０２のキャプスタンの１つを受けるように構成されている。実施形態において、ベースプレート部３１８は、各キャプスタンソケット３１０、３１２、３１４に対して位置決めされた孔または開口部を備えており、各キャプスタンとそれに対応するキャプスタンソケットとが係合可能である。キャプスタンとキャプスタンソケットとを係合することによって、モータ駆動ベース部３０２内に設けられた１つまたはそれ以上のアクチュエータ（例えばモータ）によって生成されたエネルギー（例えば回転動作）を、カセット３００内の各駆動機構（以下に説明）に伝達することができる。一実施形態においては、単一のアクチュエータによって、各駆動機構にエネルギーが供給される。別の実施形態においては、キャプスタン３０４を駆動するアクチュエータと、キャプスタン３０６を駆動するアクチュエータと、キャプスタン３０８を駆動するアクチュエータとを備える。キャプスタンとキャプスタンソケットとを配置することにより、これら３つ全てのキャプスタンソケットが適切なキャプスタンに対して配列される場合にのみ、ユーザは、カセット３００をベースプレート部３０２に対して容易に配置することができるようになる。
【００８７】
一実施形態において、キャプスタン３０４、３０６、３０８を駆動するモータは、モータ駆動ベース部３０２内に配置される。別の実施形態において、キャプスタン３０４、３０６、３０８を駆動するモータを、適切な伝達装置（例えばシャフトやケーブルなど）を介してカセット３００に対して接続されているベース部３０２外に設けてもよい。更に別の実施形態において、カセット３００は、カセット３００の筐体内部に配置されたモータを備える。別の実施形態において、カセット３００は、キャプスタン３０４、３０６、３０８を備えずに、カセット外部に設けられたアクチュエータからのエネルギー（例えば回転運動）を、各カセット駆動機構に伝達する別の機構を備えてもよい。例えば、回転動作を、交互もしくは回転磁石またはモータ駆動ベース部３０２内に設けられた磁界を介してカセット３００の駆動機構に伝達してもよい。
【００８８】
実施形態において、カセットはまた、カセット３００から離れた位置においてガイドカテーテル３１７を支持するガイドカテーテルサポート３１１を備える。図示するように、ガイドカテーテルサポート３１１は、ロッド３１３によりカセット３００に取り付けられている。ロッド３１３およびガイドカテーテルサポート３１１は、座屈せずにガイドカテーテル３１７を支持できるだけの強度を備えている。ガイドカテーテルサポート３１１は、患者とカセットとの間のカセットから離れた位置でガイドカテーテル３１７を支持し、カセットと患者との間においてガイドカテーテル３１７部が座屈や屈曲することを防止する。
【００８９】
図１６において、カセット３００は、モータ駆動ベース部３０２に対して装着するように示されている。図１６に示すように、カセット３００は、筐体３１６に取り付けることができる外部カセットカバー３２０を備えている。筐体３１６に取り付ける際には、外部カセットカバー３２０を、カセット３００の各駆動機構上に配置し、これら各駆動機構を覆うようにする。カセット３００の各駆動アッセンブリを覆うことで、外部カセットカバー３２０は、使用中にカセット３００の各駆動機構に偶発的に接触することを防ぐ役割を果たす。
【００９０】
図１７においては、外部カセットカバー３２０が取り外された、「装填中」位置のカセット３００の構成を示している。カセット３００は、Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２と、軸駆動アッセンブリ３２４と、回転駆動アッセンブリ３２６とを備えている。一般に、カセット３００の多くの部分が、上記装填中の構成に含まれており、ユーザが、カセット３００中にガイドワイヤおよび／または作動カテーテルを装填または設置することができる。また、図示した実施形態例において、Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２は、軸駆動アッセンブリ３２４の前に設けられており、軸駆動アッセンブリ３２４は、カセット３００内の回転駆動アッセンブリ３２６の前に設けられている。
【００９１】
Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２は、シャーシ３２８およびＹコネクタ拘束部３３０を備える。ベースプレート部３１８は、Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２を支持するサポートアーム３３２を備える。シャーシ３２８は、ピン接続部３３４を介してサポートアーム３３２の全部と連結している。
【００９２】
中央溝または凹部３３６は、シャーシ３２８の長さにわたって延在している。Ｙコネクタ３３８が、シャーシ３２８の中央溝３３６内に配置されている。Ｙコネクタ３３８は、第１の脚３４０と、第２の脚３４２と、第３の脚３４４とを備える。第１の脚３４０は、Ｙコネクタの中央管腔が、ガイドカテーテルの第２の脚３４２は、Ｙコネクタ３３８の長手方向軸に対して離間するよう傾けられている。Ｙコネクタ３３８の第２の脚３４２によって、造影剤や薬剤をガイドカテーテルの管腔内に投与することができる。一方向バルブによって、第２の脚３４２から体液が流れ出ることを防ぐ。第３の脚３４４は、軸駆動アッセンブリ３２４に向かって、ガイドカテーテルから延在している。使用中は、ガイドワイヤ３０１および作動カテーテル３０３を、開口部３４６を介してＹコネクタ３３８の第３の脚部３４４に挿入し、ガイドカテーテルの管腔内にＹコネクタ３３８を介して前進させるようにしてもよい。第３の脚はまた、作動カテーテルおよびガイドワイヤを挿入、取り外しすることができるが、第３の脚３４４から体液が流れることを防ぐ一方向バルブを備えている。中央管腔と流体連通するようにガイドカテーテルに取り付けられて構成されている。
【００９３】
シャーシ３２８は、ピン接続部３３４によって規定される軸を中心に回転可能であり、シャーシ３２８を図１７に示す「装填中」位置に配置することができる。装填中位置において、シャーシ３２８は、サポートアーム３３２に対して傾斜線３１５で示される約４５°の角度で配置される。シャーシ３２８は、「装填中」位置に移動することで、第３の脚３４４の開口部３４６に対して容易にアクセスできるようになり、ユーザはガイドワイヤ３０１および作動カテーテル３０３をＹコネクタ３３８内に挿入することができる。
【００９４】
Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２は、Ｙコネクタ拘束部３３０を備える。Ｙコネクタ拘束部３３０は、Ｙコネクタ３３８に解放可能に係合するよう構成されている。図１７に示す係合済位置において、Ｙコネクタ拘束部３３０の係合アーム３４８は、Ｙコネクタ３３８に係合もしくは中央溝３３６内にＹコネクタ３３８を押圧し、Ｙコネクタ３３８を確実に保持する。Ｙコネクタ拘束部３３０は、離脱位置に移動し、Ｙコネクタ３３８をシャーシ３２８から解放するようにしてもよい。
【００９５】
カセット３００はまた、軸駆動アッセンブリ３２４を備える。軸駆動アッセンブリ３２４は、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０として示される第１の軸駆動機構と、作動カテーテル軸駆動機構３５２として示される第２の軸駆動機構とを備える。軸駆動アッセンブリ３２４はまた、トップデッキ３５４と，カバー３５６と、ラッチまたはハンドル３５８とを備える。
【００９６】
一般に、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０は、ガイドワイヤ３０１をその長手方向軸に沿って解放可能に係合および駆動（例えば、運動）するように構成されている。このようにして、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０によって、ガイドワイヤ３０１を前進または後退させる。作動カテーテル軸駆動機構３５２は、作動カテーテル３０３をその長手方向軸に沿って解放可能に係合および駆動（例えば、運動）するように構成されている。このようにして、作動カテーテル軸駆動機構３５２によって、作動カテーテル３０３を前進または後退させる。
【００９７】
トップデッキ３５４は、ベースプレート部３１８の中央部３６０に装着されている。トップデッキ３５４は、ガイドワイヤチャンネル３６４および作動カテーテルチャンネル３６６を備える。ガイドワイヤチャンネル３６４は、トップデッキ３５４の頂上面に対しておおよそ垂直に配置され、トップデッキ３５４の長さが長手方向軸に延在するように構成する。作動カテーテルチャンネル３６６は、トップデッキ３５４の頂上面に対しておおよそ垂直に配置され、ガイドワイヤチャンネル３６４に対して角度を付けて配置される。複数のタブ３６８が、デッキ３５４の頂上面からガイドワイヤチャンネル３６４に沿って垂直に延在する。
【００９８】
図１７において、カバー３５６は、開位置として示されている。ハンドル３５８は、カセット３００の長手方向軸に対しておおよそ平行となる位置に移動し、カバー３５６が開位置に移動可能となる。カバー３５６は、ヒンジ３７０を介してトップデッキ３５４に装着されている。カセット３００は、カバー３５６が閉位置にあるとき、ガイドワイヤの動きが拘束されるように機能する拘束構造を備えている。図示するように、拘束構造は、カバー３５６の下部表面から延在する複数のタブ３７２を備える。タブ３７２は、カバー３５６が閉位置にあるときに、タブ３６８間のガイドワイヤチャンネル３６４の位置内にタブ３７２が配置され、垂直方向において（すなわちトップデッキ３５４の頂上面に対して垂直方向のガイドワイヤ３０１の動き）ガイドワイヤ３０１の動きをタブ３７２が拘束するように、配置される。
【００９９】
カバー３５６が開位置にあるとき、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２が露出し、ユーザがカセット３３０にガイドワイヤおよび作動カテーテルを装填できるようになる。カバー３５６が開位置にあるとき、ガイドワイヤチャンネル３６４内にガイドワイヤを設置することで、軸駆動アッセンブリ３２４内にガイドワイヤ３０１を装填する。タブ３６８によって、ユーザがガイドワイヤをガイドワイヤチャンネル３６４に対して位置決めしやすくなり、ガイドワイヤ３０１の設置が容易になる。また、作動カテーテル３０３は、作動カテーテルチャンネル３６６内に作動カテーテルを配置することで、軸駆動アッセンブリ３２４内に装填する。以下に詳しく説明するように、ガイドワイヤおよび作動カテーテルをそれぞれガイドワイヤチャンネル３６４内および作動カテーテルチャンネル３６６内に配置したら、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２の係合面は、ガイドワイヤおよび作動カテーテルのそれぞれに係合する。
【０１００】
ベースプレート部３１８のトップデッキ３５４および中央部３６０は、凹部３７４を区画形成する。作動カテーテルチャンネル３６６は、凹部３７４内に形成された開口部３７６を備える。凹部３７４によって、開口部３７６はＹコネクタ３３８および入口切開部に近づき、Ｙコネクタ３３８や入口切開部からさらに離れる位置に開口部３７６が設けられている場合に比べて、作動カテーテル３０３が、患者の血管系内に更に前進可能になる。図１６から分かるように、作動カテーテル３０３は、その近位端に、開口部３７６を貫通するには大きい寸法のハブ３０５を備える。よって、開口部３７６がＹコネクタ３３８や入口切開部に近づけば、それだけ作動カテーテル３０３は、患者の血管系に前進することができる。
【０１０１】
カセット３００はまた、回転駆動アッセンブリ３２６を備える。回転駆動アッセンブリ３２６は、ガイドワイヤ回転駆動機構３８０として示される回転駆動機構と、カバー３８４と、ジャーナル３８８とを備える。ガイドワイヤ回転駆動機構３８０は、シャーシ３８２および係合構造体３８６を備える。回転駆動アッセンブリ３２６は、ガイドワイヤ３０１をその長手方向軸周りに回転させるように構成されている。ガイドワイヤ３０１と解放可能に係合するように構成されており、係合構造体３８６はまた、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０によりガイドワイヤ３０１が軸移動可能な状態で、その長手方向軸周りにガイドワイヤ３０１が回転可能なように、ガイドワイヤ３０１に対して十分な力を与えられるように構成されている。
【０１０２】
示された実施形態において、回転駆動アッセンブリ３２６が筐体３１６内において回転可能なように、回転駆動アッセンブリ３２６は、筐体３１６内で支持されている。係合構造体３８６は、回転駆動アッセンブリ３２６が回転することで、回転駆動アッセンブリ３２６の回転に伴い、ガイドワイヤ３０１がその長手方向軸周りに回転可能なように、ガイドワイヤ３０１に十分な力を与える。
【０１０３】
シャーシ３８２はガイドワイヤチャンネル３９０を備える。ガイドワイヤチャンネル３９０は、シャーシ３８２の頂上面に対しておおよそ垂直に配置され、長手軸方向にシャーシ３８２の長さが延在するように構成されている。複数のタブ３９２が、シャーシ３８２の頂上面からガイドワイヤチャンネル３９０に沿って垂直方向に延在する。図１７において、カバー３８４は開位置として示されている。カバー３８４は、ヒンジ３９４を介してシャーシ３８２に装着されている。カセット３００は、カバー３８４が閉位置にあるときガイドワイヤの動きを拘束する機能を果たす拘束構造体を備える。図に示すように、拘束構造体は、カバー３８４の下部表面から延在する複数のタブ３９６を備える。シャーシ３８２の頂上面は、カバー３８４が閉位置にあるときにタブ３９６を受けるように構成された複数の凹部３９８を備える。タブ３９６は、カバー３８４が閉じているとき、ガイドワイヤチャンネル３９０上にタブ３９６を配置し、ガイドワイヤ３０１がガイドワイヤチャンネル３９０から脱落しないようにタブ３９６が防ぐように（すなわち、シャーシ３８２の頂上面に垂直な方向におけるガイドワイヤの動きを拘束する）、配置されている。また、ガイドワイヤチャンネル３９０の側壁面および車輪５２２、５２４の係合表面によって、ガイドワイヤ３０１の長手方向軸に垂直な他の方向へのガイドワイヤ３０１の動きを防止あるいは拘束する。よって、タブ３９２およびガイドワイヤチャンネル３９０は、回転駆動アッセンブリ３２６の回転中、ガイドワイヤ３０１をチャンネル３９０内に維持される。
【０１０４】
カバー３８４が開位置にあるとき、ガイドワイヤチャンネル３９０は露出し、ユーザは、カセット３００にガイドワイヤを装填することができる。カバー３８４が開位置にあると、ガイドワイヤをガイドワイヤチャンネル３９０内に配置することにより、ガイドワイヤ３０１は、回転駆動アッセンブリ３２６内に装填される。タブ３９２によって、ガイドワイヤをガイドワイヤチャンネル３９０に対してユーザが位置決めしやすくなり、ガイドワイヤ３０１を設置しやすくする。以下に詳しく説明するように、ガイドワイヤ３０１をガイドワイヤチャンネル３９０内に配置すると、係合構造体３８６の係合表面が、ガイドワイヤに係合する。一実施形態において、ユーザが、カバー３８４を開くように制御部（例えばワークステーション１４に設けられた制御部）を操作した場合、ガイドワイヤチャンネル３９０は、おおよそ上方向を向き、ガイドワイヤ３０１を容易に装填・取り外しすることができるよう、回転駆動アッセンブリ３２６は自動的に回転する。
【０１０５】
一実施形態において、カセット３００は、カセット３００の種々の構成要素が取り外しおよび／または他の構成要素と交換することができるよう、モジュラーカセットで構成されている。実施形態例において、ユーザは、ベッドサイドシステム１２を使用してガイドワイヤを制御し、作動カテーテルを手動で制御したい場合がある。このような実施形態において、ユーザは、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および回転駆動アッセンブリ３２６のみをカセット３００の筐体３１６内に配置することができる。他の実施形態例において、ユーザは、ベッドサイドシステム１２を使用して作動カテーテルを制御し、ガイドワイヤを手動で制御したい場合がある。このような実施形態において、ユーザは、作動カテーテル駆動機構３５２のみをカセット３００の筐体３１６内に配置することができる。また別の実施形態において、カセット３００は、処置中に使用可能な任意の追加カテーテル装置用駆動機構を装着するための、追加のスペースを備えてもよい。例えば、ユーザは、カセット３００に駆動機構を連結し、血管内超音波カテーテルの移動および／または制御を操作することもできる。
【０１０６】
図１８において、カセット３００は、「装着済」または「使用中」位置として示されている。この「装着済」位置において、Ｙコネクタサポートアッセンブリ３２２は、Ｙコネクタ３３８が、軸駆動アッセンブリ３２４のガイドワイヤチャンネル３６４に対して位置決めされるように、下方向に回転する。この軸方向の位置決めにより、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２の操作を介して、ガイドワイヤ３０１および作動カテーテル３０３をＹコネクタ３３８内に移動するおよび／またはＹコネクタ３３８内から移動することが可能になる。カバー３５６は、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２の両方の上に重なる閉位置として示されている。図示されたように、カバー３５６はまた、ガイドワイヤチャンネル３６４および作動カテーテルチャンネル３６６を覆う。これにより、カバー３５６は、使用中に軸駆動アッセンブリ３２４の種々の構成要素が干渉することを防ぐ役割を果たす。
【０１０７】
カバー３５６が閉位置に移動した後、ハンドル３５８の一部がカバー３５６を覆うような配置となるように、ハンドル３５８をおおよそ９０°回転させる。以下に詳しく説明するように、ハンドル３５８を図１８の閉位置まで回転させることで、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０の係合表面および作動カテーテル軸駆動機構３５２の係合表面が共に移動し、ガイドワイヤ、作動カテーテルに係合する。
【０１０８】
また、カセット３００が「装着済」位置に移動するとき、カバー３８４は、図１８に示すように、閉位置に移動し、回転駆動機構３８０およびガイドワイヤチャンネル３９０の上に位置する。カバー３５６と同様に、カバー３８４は、使用中、回転駆動アッセンブリ３２６の種々の構成要素が干渉するのを防止する機能を果たす。一実施形態において、ユーザは、カセット３００の種々の構成要素を「装填中」位置と「装填済」位置との間で移動させるように制御部（例えばワークステーション１４に設けられた制御部）を操作する。また、カセット３００の構成を、ユーザが、カセット３００の種々の構成要素を「装填中」位置と「装填済」位置の間で、手動で移動できるように構成してもよい。
【０１０９】
図１８の「装着済」または「使用中」の構成において、Ｙコネクタ３３８の長手方向軸（および内部管腔）は、軸駆動アッセンブリのガイドワイヤチャンネル３６４と回転駆動アッセンブリ３２６のガイドワイヤチャンネ３９０と直線上に位置決めされる。この位置決めにより、ガイドワイヤの軸方向運動中にガイドワイヤが前進後退する、カセット３００の後部からＹコネクタ３３８を通りガイドカテーテルに入る通路が得られる。種々の実施形態において、トップデッキ３５４やシャーシ３８２、カバー３５６、カバー３８４などのカセット３００の構成要素は、透明または半透明なプラスチックからなる。
【０１１０】
図１９に、軸駆動アッセンブリ３２４の上面から見た分解斜視図を示す。図１９は概して、軸駆動アッセンブリ３２４の構成要素を示す。ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２は、ベースプレート部３１８の上に配置され、トップデッキ３５４は、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０と作動カテーテル軸駆動機構３５２との上で、ベースプレート部３１８の中央部３６０に固定される。よって、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２は、軸駆動アッセンブリ３２４を組立てる際に、トップデッキ３５４およびベースプレート部３１８の中央部３６０によって区画されるチャンバー内におおよそ収められる。トップデッキ３５４は、複数の孔３６２を備えており、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２の種々の部分を受ける。
【０１１１】
軸駆動アッセンブリ３５０は、駆動要素４００と、第１のローラアッセンブリ４０２と、第２のローラアッセンブリ４０４と、エンコーダアッセンブリ４０６として示されるガイドワイヤ軸方向運動センサアッセンブリとを備える。第１のローラアッセンブリ４０２および第２のローラアッセンブリ４０４は、共に筐体内４１６に装着されている。駆動要素４００は、ドライブシャフト４０８と、ドライブホイール４１０と、ベアリング４１２と、スクリュー４１４とを備える。ドライブシャフト４０８は、ドライブシャフト４０８およびドライブホイール４１０が第２のキャプスタン３０６の回転に応じて回転するように、モータ駆動ベース部３０２の第２のキャプスタン３０６と係合する。第１の回転アッセンブリ４０２は、アイドラーホイールまたはローラ４１８と、ホイールハウジング４２０と、ベアリング４２２と、スプリング４２４とを備える。
【０１１２】
ドライブホイール４１０は外表面または係合表面４２６を備え、ローラ４１８は外表面または係合表面４２８を備える。一般に、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０が「使用中」または「係合済」位置（図２２に示す）にあるとき、ガイドワイヤ３０１は、ドライブホイール４１０の係合表面４２６およびローラ４１８の係合表面４２８がガイドワイヤと係合可能なように、ドライブホイール４１０とローラ４１８との間に位置する。本実施形態において、係合表面４２６および係合表面４２８は、係合表面対を形成する。係合表面４２６と係合表面４２８によってガイドワイヤ３０１に与えられる力は、ドライブホイール４１０が、第２のキャプスタン３０６の回転によって起こるドライブシャフト４０８の回転に応じた軸方向運動を、ガイドワイヤ３０１に対して与えることができるような力である。この軸方向運動により、ユーザは、ワークステーション１４に設置された制御部を操作することで、ガイドワイヤを前進および／または後退させることができる。ローラ４１８は、ホイールハウジング４２０内に回転可能に装着されており、ガイドワイヤ３０１を駆動するためにドライブホイール４１０が回転するのに伴い、自由に回転することができる。スプリング４２４は、ホイールハウジング４２０に力を与えるために付勢されており、これにより、ドライブホイール４１０に対してローラ４１８がガイドワイヤと係合する。スプリング４２４は、「係合済」位置にある係合表面４２６および係合表面４２８が、ガイドワイヤ３０１に対して適切な量の力を与えるように、選択および／または回転、調整される。他の実施形態において、追加の駆動要素を適宜加えて、ガイドワイヤに対して軸方向運動を与えるようにしてもよい。
【０１１３】
第２のローラアッセンブリ４０４は、アイドラーホイールまたはローラ４３０と、ホイールハウジング４３２と、ベアリング４３４と、スプリング４３６とを備える。エンコーダアッセンブリ４０６は、シャフト４３８と、磁気カップリング４４０と、アイドラーホイールまたはローラ４４２と、ベアリング４４４と、スクリュー４４６とを備えている。ローラ４３０は、外表面または係合表面４４８を備えており、ローラ４４２は、外表面または係合表面４５０を備えている。
【０１１４】
「係合済」位置において、ガイドワイヤ３０１は、ローラ４３０の係合表面４４８およびローラ４４２の係合表面４５０がガイドワイヤと係合可能なように、ローラ４３０とローラ４４３との間に配置される。この実施形態において、係合表面４４８と係合表面４５０は、係合表面対を形成する。係合表面４４８および係合表面４５０がガイドワイヤ３０１に与える力は、ドライブホイール４１０が、ローラ４３０および４４２を通過させてガイドワイヤ３０１を引っ張ることができるような力とする。このように、非能動またはアイドルローラ４３０と４４２対とによって、ガイドワイヤ３０１が支持され、カセット３００の長手方向軸に沿った直線上にガイドワイヤ３０１が維持される。
【０１１５】
ローラ４３０は、ホイールハウジング４３２内に回転可能に装着されており、ローラ４４２は、シャフト４３８に回転可能に装着されている。両方のローラ４３０および４４２ともに、ドライブホイール４１０がガイドワイヤ３０１に軸方向運動を与える際に回転自在にとなるように、装着されている。スプリング４３６は、ホイールハウジング４３２に力を与えるために付勢されており、これにより、ローラ４４２に対してローラ４３０がガイドワイヤ３０１と係合する。スプリング４３６の選択および／または回転、調整は、「係合済」位置にある係合表面４４８および係合表面４５０が、ガイドワイヤ３０１に対して適切な量の力を与え、ガイドワイヤがドライブホイール４１０により軸移動可能な状態で、ガイドワイヤを支持するようになされる。他の実施形態において、非能動またはアイドルローラ対を適宜追加して、ガイドワイヤに対して適切な指示や位置決めをしてもよい。一実施形態において、スプリング４２４およびスプリング４３６は、ホイール４３０および４４２によってガイドワイヤ３０１に付与される力が、ホイール４１０および４１８によってガイドワイヤ３０１に付与される力と実質的に同じになるように、選択または調整される。
【０１１６】
エンコーダアッセンブリ４０６は、モータ駆動ベース部３０２内に設けられた磁気エンコーダを係合する磁気カップリング４４０を備える。磁気エンコーダは、ガイドワイヤの軸方向移動のパラメータ（例えば、速度、位置、加速度など）を測定するように構成されている。ローラ４４２が回転すると、シャフト４３８は回転し、磁気カップリング４４０を回転させる。磁気カップリング４４０が回転することで、モータ駆動ベース部３０２内の磁気エンコーダが回転する。ローラ４４２の回転は、ガイドワイヤ３０１の軸方向移動に関連しているため、モータ駆動ベース部３０２内の磁気エンコーダにより、処置中のガイドワイヤ３０１による軸方向移動量を測定することができる。この情報は、種々の目的に利用できる。例えば、ワークステーション１４においてユーザにこの情報を表示する、患者の血管系内のガイドワイヤ位置を計算または推定することに使用する、ガイドワイヤを前進させる際のトラブルを示すアラートまたは警報のトリガーとする、などが挙げられる。
【０１１７】
図１９に示すように、第１のローラアッセンブリ４０２および第２のローラアッセンブリ４０４は共に、筐体４１６内に装着されている。筐体４１６は、第１のローラアッセンブリ４０２および第２のローラアッセンブリ４０４を共に支持する。以下に詳しく説明するように、第１のローラアッセンブリ４０２および第２のローラアッセンブリ４０４は、軸駆動アッセンブリ３２４が「装填中」位置に配置されるときに、それぞれドライブホイール４１０およびローラ４４２から離れる方向に移動する。これにより、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０の対向する係合表面対の間にガイドワイヤ３０１を容易に設置することができる。この筐体４１６によって、軸駆動アッセンブリ３２４が「装填」位置にある時に、第１のローラアッセンブリ４０２および第２のローラアッセンブリ４０４が一緒になって（例えば同調）、それぞれドライブホイール４１０およびローラ４４２から離間するように移動することが可能になる。
【０１１８】
軸駆動アッセンブリ３２４はまた、作動カテーテル軸駆動機構３５２を備える。作動カテーテル軸駆動機構３５２は、駆動要素４５２および作動カテーテルエンコーダアッセンブリ４５４として示されている作動カテーテル軸運動センサアッセンブリを備える。駆動要素４５２は、ドライブシャフト４５６と、ドライブホイール４５８と、ベアリング４６０と、スクリュー４６２とを備える。ドライブシャフト４５６は、ドライブシャフト４５６およびドライブホイール４５８が、第１のキャプスタン３０４の回転に応じて回転するように、モータ駆動ベース部３０２の第１のキャプスタン３０４と係合するように、構成されている。エンコーダアッセンブリ４５４は、シャフト４６４と、ローラ４６６と、エンコーダリンケージ４６８と、スプリング４７０と、軸カップリング４８０とを備える。
【０１１９】
ドライブホイール４５８は外表面または係合表面４７２を備えており、ローラ４６６は外表面または係合表面４７４を備えている。作動カテーテル軸駆動機構３５２が「係合済」位置にあるとき、作動カテーテルは、係合表面４７２および係合表面４７４が作動カテーテル３０３を係合可能なように、ドライブホイール４５８およびローラ４６６との間に配置されている。この実施形態において、係合表面４７２および４７４は、係合表面対を形成する。係合表面４７２および係合表面４７４が作動カテーテル３０３に与える力は、ドライブホイール４５８が、第１のキャプスタン３０４の回転によって起こるドライブシャフト４５６の回転に応じて作動カテーテルに対して軸方向運動を与えることができるような力である。この軸方向運動により、ユーザは、ワークステーション１４に設置された制御部を操作することで、作動カテーテルを前進および／または後退させることができる。ローラ４６６は、シャフト４６４に回転可能に装着されており、作動カテーテルを駆動するためにドライブホイール４５８が回転するのに伴い、自由に回転することができる。
【０１２０】
スプリング４７０は、リンケージ４６８の第１の端に連結されている。リンケージ４６８の第２の端は、トップデッキ３５４の内面から延在するポスト４７８を回転自在に連結する孔４７６を備えている。スプリング４７０は、「係合済」位置にある係合表面４７２および係合表面４７４が、作動カテーテル３０３に対して適切な量の力を与え、ドライブホイール４５８が作動カテーテルを軸方向に移動させることができるように、選択および／または回転、調整される。
【０１２１】
エンコーダアッセンブリ４５４は、モータ駆動ベース部３０２内に配置された磁気エンコーダと係合する磁気カップリング４８０を備える。磁気カップリング４８０は、作動カテーテルの軸方向移動に関する特性（速度、位置、加速度など）を測定するように構成されている。ローラ４６６が回転すると、シャフト４６４が回転し、磁気カップリング４８０を回転させる。磁気カップリング４８０の回転により、モータ駆動ベース部３０２内の磁気エンコーダが回転する。ローラ４６６の回転は、作動カテーテル３０３の軸方向移動に関連しているため、モータ駆動ベース部３０２内の磁気エンコーダにより、処置中の作動カテーテルによる軸方向移動の量を測定することができる。この情報は、種々の目的に利用できる。例えば、ワークステーション１４においてユーザにこの情報を表示する、患者の血管系内の作動カテーテル位置を計算または推定することに使用する、作動カテーテルを前進させる際のトラブルを示すアラートまたは警報のトリガーとするなどが挙げられる。
【０１２２】
以下に詳しく説明するように、軸駆動アッセンブリ３２４が「装填中」位置にあるとき、ローラ４６６は、ドライブホイール４５８から離間するように移動する。これにより、作動カテーテルを作動カテーテル駆動機構３５２の対向する係合表面対に容易に配置可能となる。
【０１２３】
一実施形態において、カセット３００および／またはモータ駆動ベース部３０２は、作動カテーテル３０３の操作中はガイドワイヤ３０１の位置を固定し、ガイドワイヤ３０１の操作中は作動カテーテル３０３を固定するように構成されたロッキング機構を備えている。一実施形態において、このロッキング機構は、作動カテーテルが前進中は係合表面によってガイドワイヤに付与する力を増加し、ガイドワイヤが前進中は係合表面によって作動カテーテルに付与する力を増加するように機能する。
【０１２４】
図１９および図２０において、トップデッキ３５４は、複数の円筒状スリーブ、第１のスリーブ４８２、第２のスリーブ４８４、第３のスリーブ４８６を備え、それぞれのスリーブは、トップデッキ３５４の内表面または下部表面から延在している。トップデッキ３５４はまた、複数の円筒状カラー、第１のカラー４８８、第２のカラー４９０、第３のカラー４９２をそなえ、それぞれのカラーは、トップデッキ３５４の上部表面から延在している。カラー４８８は、スリーブ４８２と軸方向に一直線となっている。カラー４９０は、スリーブ４８４と軸方向に一直線となっている。カラー４９２は、スリーブ４８６と軸方向に一直線となっている。それぞれのカラー４８８、４９０、４９２は、孔３６２を形成している。図示した実施形態において、スリーブ４８２とカラー４８８は、作動カテーテル駆動要素４５２を受けるように構成されており、スリーブ４８４とカラー４９０は、ガイドワイヤ駆動要素４００を受けるように構成されており、スリーブ４８６とカラー４９２は、ガイドワイヤエンコーダアッセンブリ４０６を受けるように構成されている。トップデッキ３５４が軸駆動アッセンブリ３２４上に装着された後は、孔３６２からスクリュー４１４、４４６、４６２へアクセスできる。
【０１２５】
トップデッキ３５４は、ガイドワイヤチャンネル３６４と直線上に位置し、その後端に設けられたカラー４９４を備える。カラー４９４は、回転駆動アッセンブリ３２６のシャーシ３８２から延在するフロントシャフト５１２を受けるように構成されている。カラー４９４は、フロントシャフト５１２（および連続する回転駆動アッセンブリ３２６の残りの部分）を軸駆動アッセンブリ３２４に対してガイドワイヤチャンネル３９０の長手方向軸を中心に回転可能に構成されている。一実施形態において、回転駆動アッセンブリ３２６は、カセット３００の筐体３１６に対して回転せず、軸駆動アッセンブリ３２４は筐体３１６に対して回転しない。別の実施形態において、回転駆動アッセンブリ３２６および軸駆動アッセンブリ３２４は、カセット３００の筐体３１６に対して回転する。
【０１２６】
図２０は、カセット３００の底部斜視図であり、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０および作動カテーテル軸駆動機構３５２上に装着されているトップデッキ３５４を示している。図２０は、スリーブ４８２、４８４、４８６内で受けた作動カテーテル駆動要素４５２、ガイドワイヤ駆動要素４００、ガイドワイヤエンコーダアッセンブリ４０６を示している。支持構造体４９６は、トップデッキ３５４の下部表面から延在している。スプリング４７０は、支持構造体４９６の一端で連結しており、これにより、スプリング４７０は、リンケージ４６８と支持構造体４９６との間で伸縮可能となっている。
【０１２７】
図示するように、ドライブシャフト４０８の下端には、キー溝４９８が備えられており、ドライブシャフト４５６には、キー溝５００が備えられている。キー溝５００は、第１のキャプスタンソケット３１０の１つの実施形態であり、キー溝４９８は、第２のキャプスタンソケット３１２の１つの実施形態である。キー溝５００は、第１のキャプスタン３０４などのキャプスタンを受けるように構成されており、キー溝４９８は、第２のキャプスタン３０６などのキャプスタンを受けるように構成されている。第１のキャプスタン３０４および第２のキャプスタン３０６には、キーが施されており、キー溝５００、４９８内で嵌合し、キャプスタン回転時にはシャフト４５６、４０８と係合、回転する。
【０１２８】
図示するように、ガイドワイヤエンコーダアッセンブリ４０６の磁気カップリング４４０は、磁石５０４の円形列を備えている。作動カテーテルエンコーダアッセンブリ４５４の磁気カップリング４８０は、磁石５０６の円形列を備えている。軸カップリング４４０、４８０は、モータ駆動ベース部３０２内に設けられた磁気エンコーダと係合する。モータ駆動ベース部３０２の磁気エンコーダは、適切な電子機器に連結されており、ローラ４４２、４６６の回転を検知、測定し、測定した回転に基づいてガイドワイヤ３０１および作動カテーテル３０３の軸方向運動を計算する。この実施形態では、磁気エンコーダを使用してガイドワイヤおよび作動カテーテルの軸方向運動を検知しているが、他のセンサを使用してもよい。一実施形態においては、ガイドワイヤの軸方向移動は、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの表面が通り過ぎることを読み取って、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの動きを検知する光学センサで検知してもよい。このような実施形態においては、光学センサは、ＬＥＤ光源と、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの表面で反射した光を検出する検出部（例えば、相補型金属酸化膜半導体や他の光検出電気回路など）とを備えており、検出部で検出した光を解析して（例えば、デジタル信号処理によって）、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの動きを特定する。別の実施形態においては、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの表面に、ガイドワイヤの軸方向移動を特定するための検知用表示を備えてもよい。他の実施形態において、他のセンサ（例えば、リゾルバ、シンクロ、ポテンショメータなど）を使用して、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの動きを検出してもよい。
【０１２９】
カセット３００はまた、一連の磁石５０８をガイドワイヤチャンネル３６４の下に有する。少なくとも１つの実施形態において、ガイドワイヤは磁性材料からなるので、磁石５０８は、ガイドワイヤと相互に作用可能である。本実施形態において、磁石５０８により生じた磁気引力によって、ガイドワイヤ３０１はガイドワイヤチャンネル３６４内に引き寄せられ、ユーザは、装填時にガイドワイヤ３０１を容易に配置することができる。ガイドワイヤが前進後退する際に、磁石５０８により生じた磁気引力によって、ガイドワイヤ３０１はガイドワイヤチャンネル３６４内に保持されることとなる。また、磁石５０８によって、ガイドワイヤ３０１を容易に直線上に（すなわち、ガイドワイヤチャンネル３６４の長手方向軸に平行に）保つことができ、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０による軸方向移動を補助する。
【０１３０】
図２１は、「装着中」位置にある軸駆動アッセンブリ３２４の上面図を示しており、軸駆動アッセンブリ３２４に備えられたハンドル３５８（鎖線で示す）は、ガイドワイヤチャンネル３６４とおおよそ平行となるように、回転する。図２２は、「装填済」または「使用中」位置にある軸駆動アッセンブリ３２４の上面図を示しており、ハンドル３５８は、ガイドワイヤチャンネル３６４とおおよそ垂直となるように、回転する。一般に、ハンドル３５８が図２２に示す位置から図２１に示す位置まで移動する際に、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０と作動カテーテル軸駆動機構３５２の両方の係合表面は、それぞれ離間する方向に移動し、駆動機構内のホイール対間の距離は遠くなる。これにより、各駆動機構のホイール間の距離は十分なものとなり、ユーザは、ホイール間のチャンネルに、ガイドワイヤ３０１と作動カテーテル３０３とを配置できる。一般に、ハンドル３５８が図２１に示す位置から図２２に示す位置まで移動すると、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０と作動カテーテル軸駆動機構３５２の両方の係合面は、それぞれお互いの方向に移動し、各駆動機構の係合表面は、それぞれガイドワイヤ３１０や作動カテーテルと係合する。
【０１３１】
図示する実施形態において、ハンドル３５８は、シャフト３５７に連結する。シャフト３５７はカム部３５９を備え、筐体４１６はカム表面４１７を備える。ハンドル３５８を図２１に示す位置から図２２に示す位置まで回転させると、シャフト３５７のカム部３５９はカム表面４１７に沿って移動し、それにより筐体４１６はガイドワイヤ３０１の方向に移動する。この動きにより、ガイドワイヤ３０１は、ドライブホイール４１０とローラ４１８間およびローラ４３０とローラ４４２間に傾倒されることとなる。ハンドル３５８を図２２の位置まで移動すると、スプリング４２４と４３６は適切な張力に圧縮され、ドライブホイール４１０によってガイドワイヤ３０１をその長手方向軸に沿って移動させることが可能になる。
【０１３２】
また、筐体４１６は、リンケージ４６８に連結するタブ４１９を備える。これにより、リンケージ４６８は、筐体４１６が図２１に示す位置に移動する際にポスト４７８を中心に回転する。この動きにより、ローラ４６６は、作動カテーテルドライブホイール４５８から離れる方向に移動する。筐体４１６が、図２２に示す位置に移動する際に、ローラ４６６およびドライブホイール４５８の係合表面が作動カテーテル３０３に係合するように、ローラ４６６はカテーテルドライブホイール４５８に向かって移動する。一実施形態において、カセット３００は、ワークステーション１４に配置された制御部を操作することで、ユーザが軸駆動アッセンブリ３２４を「使用中」位置と「装填中」位置との間で移動可能とするように構成する。カセット３００は、ユーザが軸駆動アッセンブリ３２４を「使用中」位置と「装填中」位置との間を手動で移動させるように構成してもよい
【０１３３】
図２３Ａおよび２３Ｂは、回転駆動アッセンブリ３２６の斜視図であり、開位置にあるカバー３８４を示している。回転駆動アッセンブリ３２６は、回転駆動機構３８０と、シャーシ３８２と、係合構造体３８６と、離脱アッセンブリ５１０とを備える。シャーシ３８２は、係合構造体３８６上に取り付けられ、回転駆動アッセンブリ３２６の種々の構成要素を取り付けるための部材である。シャーシ３８２は、フロントシャフト５１２およびリアシャフト５１４を備える。前述したように、フロントシャフト５１２は、トップデッキ３５４のカラー４９４内で回転可能に受けられており、リアシャフト５１４は、回転駆動機構３８０をジャーナル３８８に対して回転可能なように、カラー５１６内で回転可能に受けられている。図示するように、カラー５１６は、ジャーナル３８８を貫通して延在し、回転駆動機構３８０の回転に伴ってリアシャフト５１４がカラー５１６内で回転するように、ジャーナル３８８によって支持されている。カラー５１６は、凹部またはジャーナル３８８内に形成されたスロット内に配置される。別の実施形態において、リアシャフト５１４は、回転駆動機構３８０の回転に伴ってリアシャフト５１４がジャーナル３８８の凹部内またはスロット内で回転するように、ジャーナル３８８と直接接触してもよい。ガイドワイヤチャンネル３９０は、シャーシ３８２の長さ方向に延在し、フロントシャフト５１２およびリアシャフト５１４を貫通している。
【０１３４】
回転駆動機構３８０は、ドライブギヤ５２０と係合する回転ベベルギア５１８を備えている。ベベルギア５１８は、ベベルギア５１８の回転によりシャーシ３８２が回転するように、シャーシ３８２のフロントシャフト５１２に剛接合されている。ドライブギヤ５２０は、モータ駆動ベース部３０２内に配置された回転アクチュエータに連結されており、ベベルギア５１８と係合している。モータ駆動ベース部３０２内の回転アクチュエータが回転することにより、ドライブギヤ５２０が回転し、これにより、ベベルギア５１８が回転し、さらには回転駆動機構３８０を回転させる。回転駆動機構３８０は、フロントシャフト５１２とトップデッキ３５４との間とリアシャフト５１４とジャーナル３８８との間とを回転可能に接続することで、ガイドワイヤチャンネル３９０の長手方向軸を中心に回転可能となる。ベベルギア５１８はさらに、ガイドワイヤチャンネル３９０の軸方向と直線上に配置されたスロット５１９を備える。スロット５１９により、ユーザは、ベベルギア５１８を通さずに、ガイドワイヤ３０１を垂直に落下させることで、ガイドワイヤ３０１をガイドワイヤチャンネル３９０内に配置することができる。一実施形態において、回転駆動アッセンブリ３２６は、ガイドワイヤおよび／または他の回転駆動アッセンブリ３２６の構造体の回転の特性（例えば、速度、位置、加速度など）を測定するように構成された、１つあるいはそれ以上のセンサを備えている。ガイドワイヤの回転を測定するセンサは、ガイドワイヤおよび／または作動カテーテルの軸方向運動を測定するセンサに関連して説明した磁気エンコーダおよび／または光学センサを備えていてもよい。しかし、任意の好適なセンサ（例えばレゾルバ、シンクロ、ポテンショメータなど）を使用して、ガイドワイヤの回転を検出してもよい。
【０１３５】
図２３Ｂに、実施形態例による係合構造体３８６を示す。図中に示すように、係合構造体３８６は、４対のアイドラーホイールまたはローラを備えている。ローラの各対は、固定ホイール５２２および係合ホイール５２４からなる。固定ホイール５２２は、固定ポスト５３０を介してシャーシ３８２に回転可能に連結されている。各係合ホイール５２４は、係合ホイールアッセンブリの一部を構成している。各係合ホイールアッセンブリ５２３は、ピボットヨーク５３２とスプリング５３６を備える。各係合ホイールは、マウンティングポスト５３８を介してピボットヨーク５３２に装着されている。各ピボットヨーク５３２は、固定ポスト５３４を介してシャーシ３８２に回転可能に連結されている。
【０１３６】
各固定ホイール５２２は外表面または係合表面５２６を備えており、各係合ホイール５２４は外表面または係合表面５２８を備えている。概して、図２３Ｂは、「使用中」または「装填済」位置にある係合構造体３８６を示している。「装填済」位置において、ガイドワイヤ３０１は、係合表面５２６および５２８がガイドワイヤ３０１と係合するように、固定ホイール５２２と係合ホイール５２４との間に設けられている。本実施形態において、各ローラ対の係合表面５２６と係合表面５２８は、係合表面の対を形成する。係合表面５２６および５２８によってガイドワイヤ３０１に加えられる力は、回転駆動アッセンブリ３２６の回転に伴いガイドワイヤをその長手方向軸を中心に回転させるのに十分な力とする。また、係合表面５２６および５２８に対してガイドワイヤ３０１に加えられる力は、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０によってガイドワイヤが軸方向移動するのに十分な力とする。
【０１３７】
スプリング５３６は、ピボットヨーク５３２に力を加えるように付勢されており、これにより、各係合ホイール５２４が対向する固定ホイール５２２と係合する。ピボットヨーク５３２をおおよそＬ字型とすることで、スプリング５３６がガイドワイヤ３０１の長手方向軸に合わせて配置可能となり、係合ホイール５２４、固定ホイール５２２、ガイドワイヤが係合することとなる。これにより、スプリング５３６がガイドワイヤの長手方向軸に対して垂直となるように配置された場合に比べて、回転駆動アッセンブリ３２６の横方向の寸法が小さくなる。スプリング５３６は、「係合済」位置にある係合表面５２６および係合表面５２８が、ガイドワイヤに対して適切な量の力を与えるように、選択および／または回転、調整される。
【０１３８】
カセット３００はまた、一連の磁石５４０をガイドワイヤチャンネル３９０の下に備える。少なくともいくつかの実施形態において、ガイドワイヤは磁性材料からなるので、磁石５４０は、ガイドワイヤと相互に作用可能である。本実施形態において、磁石５４０により生じた磁気引力によって、ガイドワイヤ３０１はガイドワイヤチャンネル３９０内に引き寄せられ、ユーザは、装填時にガイドワイヤ３０１を容易に配置することができる。また、ガイドワイヤが前進後退する際に、磁石５４０により生じた磁気引力によって、ガイドワイヤ３０１はガイドワイヤチャンネル３９０内に保持されることとなる。さらに、磁石５４０によって、ガイドワイヤ３０１を容易に直線上に（すなわち、ガイドワイヤチャンネル３９０の長手方向軸に平行に）保つことができ、ガイドワイヤ軸駆動機構３５０による軸方向移動を補助する。
【０１３９】
回転駆動アッセンブリはまた、離脱アッセンブリ５１０を備える。離脱アッセンブリ５１０は、段付きカラー５４２、ベースプレート部５４４、スプリング５４６を備える。段付きカラー５４２はベースプレート部５４４に連結し、スプリング５４６は少なくともシャーシ３８２の一端およびベースプレート部５４４の他端と連結する。段付きカラー５４２は、ガイドワイヤチャンネル３９０と軸直線上に配置されたスロット５４８を備える。スロット５１９と同様に、スロット５４８を設けることにより、ユーザは、段付きカラー５４２を通さずに、ガイドワイヤ３０１を垂直に落下させることで、ガイドワイヤ３０１をガイドワイヤチャンネル３９０内に配置することができる。ベースプレート部５４４は、そのベースプレート部５４４によって形成された面とおおよそ垂直に延在する複数の係合アーム５５０を備える。
【０１４０】
概して、離脱アッセンブリ５１０によって、係合ホイール５２４は固定ホイール５２２から離れるように移動可能となる。図２４および２５において、図２５は、「装填中」位置にある回転駆動アッセンブリ３２６の上面図を示しており、図２４は、「装填済」または「使用中」位置にある回転駆動アッセンブリ３２６の上面図を示している。係合ホイール５２４をガイドワイヤ３０１から離脱させるには、軸方向に作用する力（図２５に矢印で示す）を段付きカラー５４２に加える。これにより、ベースプレート部５４４は、矢印で示す方向であるカセット３００前方向に移動する。ベースプレート部５４４が前方向に移動することで、スプリング５４６が圧縮され、係合アーム５５０がピボットヨーク５３２と接触する。係合アーム５５０とピボットヨーク５３２との接触により、スプリング５３６が圧縮され、ピボットヨーク５３２は、固定ポスト５３４を中心に回転する。ピボットヨーク５３２が回転すると、係合ホイール５２４が固定ホイール５２２から離れるように移動する。図２５に示すように、これにより、係合ホイール５２４と固定ホイール５２２との間に十分なスペースが生じ、ユーザは、ガイドワイヤ３０１をガイドワイヤチャンネル３９０内に設置できる。
【０１４１】
軸方向の力が段付きカラー５４２から取り除かれると、係合ホイール５２４は、図２５内の位置から図２４に示す「係合済」位置に移動する。軸方向の力が取り除かれると、スプリング５４６およびスプリング５３６は伸張し、係合アーム５５０はピボットヨーク５３２から離脱する。ピボットヨーク５３２は、固定ポスト５３４を中心に反時計回りに回転し、係合ホイール５２４をガイドワイヤチャンネル３９０方向に戻し、これにより、固定ホイール５２２の係合表面５２６および係合ホイール５２４の係合表面５２８がガイドワイヤ３０１と係合する。
【０１４２】
一実施形態において、ユーザは、ワークステーション１４に設けられた制御部を操作して、回転駆動アッセンブリ３２６を「使用中」位置と「装填中」位置との間で移動させる。本実施形態において、回転駆動アッセンブリ３２６は、ガイドワイヤチャンネル３９０がおおよそ上方向を向き、ガイドワイヤを容易に装填や取り外すことができるように、自動的に回転する。図示する実施形態において、シャーシ３８２は、段付きカラー５４２に対して回転する。本実施形態おいて、回転駆動アッセンブリ３２６が「装填中」位置にある場合、係合構造体３８６の係合表面とガイドワイヤチャンネル３９０の係合表面によって形成される通路は、段付きカラー５４２のスロット５４８と一直線上に並ぶ。モータ駆動ベース部３０２はまた、ユーザがワークステーション１４に設けられた制御部を操作することで段付きカラー５４２に対して軸方向の力を加える構造体（例えば２つのロッドなど）を備えていてもよい。この構造体は、段付きカラー５４２に軸方向の力を加え、係合構造体３８６をガイドワイヤから離脱させる。次に、カバー３８４が閉位置から開位置に移動し、ユーザがガイドワイヤチャンネル３９０にアクセスできるようにし、ガイドワイヤを取り外すか、装着する。一実施形態において、カセット３００および／またはモータ駆動ベース部３０２は、モータや、ユーザがワークステーション１４に設けられた制御部を操作することに応じてカセット３００のカバーを開くその他のアクチュエータを備える。
【０１４３】
図２６は、図１８中において対応する断面線で示す回転駆動アッセンブリ３２６の断面の図である。図２６は、ガイドワイヤチャンネル３９０内にあるガイドワイヤ３０１を示している。図２６に示すように、カバー３８４が閉位置にあるとき、タブ３９６はガイドワイヤチャンネル３９０上に配置される。図２６に示すように、タブ３９６によって、ベースプレート部５４４で形成される面に垂直な方向の（この拘束方向は、図２６で示す配置において上下方向）ガイドワイヤ３０１の動作を制限するため、ガイドワイヤ３０１は、ガイドワイヤチャンネル３９０内に保持されることとなる。ガイドワイヤ３０１は、その一面において固定ホイール５２２の係合表面５２６と係合し、その他面において係合ホイール５２４の係合表面５２８と係合する。
【０１４４】
図２７は、図１８中において対応する断面線で示す軸駆動アッセンブリ３２４の断面の図である。図２７は、チャンネル３６４内にあるガイドワイヤ３０１を示している。ガイドワイヤ３０１は、その一面において駆動ホイール４１０の係合表面４２６と係合し、その他面においてローラ４１８の係合表面４２８と係合する。
【０１４５】
ある状況下において、回転駆動アッセンブリ３２６をカセット３００から取り外すことが望ましい場合がある。図２８Ａから図２８Ｃにおいて、カセット３００は、回転駆動アッセンブリ３２６（図２８Ａ〜図２８Ｃの鎖線で概略を示す）をカセット３００から取り外すことが可能なように構成されている。このような一実施形態において、カセット３００はジャーナル３８８を備え、回転駆動機構３８０はジャーナル３８８と回転可能に連結されている。この実施形態において、ジャーナル３８８は、ガイドワイヤを患者から外すことなくおよび／またはカセット３００をベース部３０２から取り外すことなく、ジャーナル３８８と回転駆動機構３８０の両方が筐体３１６から取り外せるように、筐体３１６と解放可能に連結されている。このような一実施形態において、筐体３１６からジャーナル３８８を解放することに続いて、ユーザは、ジャーナル３８８および回転駆動機構３８０の両方をガイドワイヤの近位端上で取り外すこと（例えば、引く、ずらすなど）ができる。
【０１４６】
一実施形態において、ジャーナル３８８はスロット５５２を備え、ベースプレート部３１８は解放ボタン５５４を備える。解放ボタン５５４は傾斜路５５６と連結しており、傾斜路５５６はくさび形状端５５８を備えている。図２８Ａで示すように、くさび形状端５５８は、スロット５５２を通過し、ジャーナル３８８をベースプレート部３１８と連結している。下方向の力が解放ボタン５５４に加わると、くさび形状端５５８は、スロット５５２から離脱し、回転駆動アッセンブリ３２６およびジャーナル３８８をベースプレート部３１８から分離できるようにする。
【０１４７】
次に、回転駆動アッセンブリ３２６はガイドワイヤ３０１から離脱する。以下に説明するように、図２４および図２５において、段付きカラー５４２に軸方向の力を加えると、係合構造体３８６はガイドワイヤから離脱する。係合構造体３８６がガイドワイヤ３０１から離脱すると、ガイドワイヤがガイドワイヤチャンネル３９０内で自由にずれる状態で、回転駆動アッセンブリ３２６は、ガイドワイヤの近位端上方に移動することが可能になる。例えばベッドシステム１２が受電できなくなり、回転駆動ベース部３０２が回転駆動アッセンブリを「装填中」位置に配置できなくなった場合、回転駆動アッセンブリ３２６をカセット３００から取り外すことが必要になる。この場合、回転駆動アッセンブリ３２６を取り外すことによって、ユーザは、患者からガイドワイヤおよび作動カテーテルを手動で取り除く、または手動で処置を終了することが可能になる。
【０１４８】
一実施形態において、カセット３００は、１回のみの使用あるいは使い捨てのカセットであり、カテーテル処置に対してカセットを１回を超えて使用することが機能的に不可能なように作用する使用制限要素を備えている。一実施形態において、使用制限要素は、カセット３００が一度取り除かれた後に、モータ駆動ベース部３０２のキャプスタンに再び装着されることを防止する、容易に破損する部材であり、１つあるいはそれ以上のキャプスタンソケット内に設けられている。別の実施形態において、使用制限要素は、カセット３００が以前に使用されたかどうかを示す、ＲＦＩＤ受信機と通信するＲＦＩＤタグである。別の実施形態において、使用制限要素は、使用前にスキャンしなければならない、カセット３００と関連付いたバーコードを備えている。スキャンされたバーコードが既に使用済のカセットに関連付いている場合、カセットの再使用は妨げられる。
【０１４９】
さらに、本発明の種々の側面を有する変形例や代わりの実施形態は、本明細書に関する分野の当業者であれば明らかなことである。従って、本明細書は、実例として考えられるべきであり、本願を実施する一般的な方法を当業者に教示する目的でなされたものである。上記した任意の実施形態例の任意の特徴、要素、構成要素は、単体で使用することもできるし、上記した他の任意の実施形態の任意の特徴、要素、構成要素と組み合わせて使用することもできる。本明細書で示し説明した本願の形態は、現在における好適な実施形態として捉えるべきであることが理解できる。本願の明細書で得られる利点を有する当業者にとって明らかなように、要素や材料は、本明細書内で示し、説明したものと置き換えることができ、部品や処理を入れ替えてもよく、本発明の任意の特徴を独立して使用することもできる。以下の請求の範囲で述べる発明の要点や範囲から逸脱しない範囲で、本明細書内で説明した要素に対して変更を加えることもできる。
【図１】
0006004545.tif 000002
【図２】
0006004545.tif 000003
【図２ａ】
0006004545.tif 000004
【図３】
0006004545.tif 000005
【図３Ａ】
0006004545.tif 000006
【図４】
0006004545.tif 000007
【図５】
0006004545.tif 000008
【図６】
0006004545.tif 000009
【図７】
0006004545.tif 000010
【図８】
0006004545.tif 000011
【図９】
0006004545.tif 000012
【図１０】
0006004545.tif 000013
【図１１】
0006004545.tif 000014
【図１２】
0006004545.tif 000015
【図１３】
0006004545.tif 000016
【図１４】
0006004545.tif 000017
【図１５】
0006004545.tif 000018
【図１６】
0006004545.tif 000019
【図１７】
0006004545.tif 000020
【図１８】
0006004545.tif 000021
【図１９】
0006004545.tif 000022
【図２０】
0006004545.tif 000023
【図２１】
0006004545.tif 000024
【図２２】
0006004545.tif 000025
【図２３Ａ】
0006004545.tif 000026
【図２３Ｂ】
0006004545.tif 000027
【図２４】
0006004545.tif 000028
【図２５】
0006004545.tif 000029
【図２６】
0006004545.tif 000030
【図２７】
0006004545.tif 000031
【図２８Ａ】
0006004545.tif 000032
【図２８Ｂ】
0006004545.tif 000033
【図２８Ｃ】
0006004545.tif 000034