(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットカテーテル装置用カートリッジであって、
フィンガ及びスライダブロックの１つと、チャネルと、ステアリングワイヤと、構成部品と、を備えており、
前記カートリッジは、ロボットカテーテル装置の操作基部に対して取り外し可能に接続されるように構成されており、
前記ステアリングワイヤは、前記構成部品に結合され、前記フィンガ及びスライダブロックの1つが予め決められた方向に直線的に駆動されるとき、前記構成部品の動きを制御するように構成されており、
前記フィンガ及びスライダブロックの1つは、前記ステアリングワイヤに接続されているとともに、前記操作基部の長手方向軸に沿って直線的に動くように前記チャネルに摺動自在に配置されており、前記フィンガ及びスライダブロックの1つが係合可能な前記操作基部の第２の要素によって近位方向にのみ押圧作動されるように構成されている、
ロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジは、カテーテルカートリッジであり、前記構成部品はカテーテルである、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項３】
前記カートリッジは、シースカートリッジであり、前記構成部品はシースである、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項４】
前記カテーテルカートリッジと前記操作基部とを取り外し可能に接続するために、前記操作基部及び前記カテーテルカートリッジの一方に少なくとも1つの凹部をさらに備え、
前記少なくとも1つの凹部は、前記操作基部及び前記カートリッジの他の一方にある少なくとも１つの相補的な位置決め戻り止めと係合するために構成されており、
前記少なくとも1つの凹部及び前記少なくとも1つの相補的な位置決め戻り止めは、前記操作基部に対して前記カートリッジを配列するように構成されている、請求項２に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項５】
前記カテーテルカートリッジ及び前記操作基部とを取り外し可能に接続するために、前記操作基部及び前記カテーテルカートリッジの一方に少なくとも1つの凹部をさらに備え、
前記少なくとも1つの凹部は、前記操作基部及び前記カテーテルカートリッジの他の一方における少なくとも１つの相補的な係止戻り止めと係合するように構成されており、
前記少なくとも1つの凹部及び前記少なくとも１つの相補的な係止戻り止めとは、前記操作基部に前記カテーテルカートリッジを取り外し可能に係合するように構成されている、請求項２に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項６】
前記カートリッジは、カテーテルカートリッジであり、前記構成部品は、前記カテーテルカートリッジに接続されたカテーテルであり、
前記カテーテルカートリッジは、さらに、前記カテーテルの動きを制御するために、前記カテーテルの外周に沿って概ね前記カテーテルの遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤをさらに含んでいる、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項７】
前記フィンガ及びスライダブロックの1つは、前記ステアリングワイヤを前記ステアリングワイヤの全長に沿って概ね直線的に引っ張るために、直線的に駆動することができる、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項８】
前記フィンガ及びスライダブロックの1つは、直線的な駆動性によって、それらの駆動中には、如何なるバックラッシュ又は不連続性も概ねなくされる、請求項７に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項９】
前記操作基部と前記カテーテルカートリッジとを取り外し可能に接続するために、前記操作基部及び前記カテーテルカートリッジの一方に少なくとも1つの第１の係合可能な部材を備え、
前記少なくとも1つの第１の係合可能な部材は、前記操作基部及び前記カテーテルカートリッジの他の一方にある少なくとも一つの相補的な係合可能な部材と結合するように構成されているとともに、
前記少なくとも1つの第１の係合可能な部材及び前記少なくとも1つの相補的な係合可能な部材は、前記カテーテルカートリッジの前記操作基部に対する配列及び前記カテーテルカートリッジの前記操作基部との取り外し可能な係合の一方のために構成されている、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記シースカートリッジと前記操作基部とを取り外し可能に接続するために、前記操作基部と前記シースカートリッジの一方に少なくとも1つの第１の係合可能な部材を備え、
前記少なくとも1つの第１の係合可能な部材は、前記操作基部と前記シースカートリッジとの他の一方にある少なくとも一つの相補的な係合可能な部材と結合するように構成されているとともに、
前記少なくとも1つの第１の係合可能な部材及び前記少なくとも一つの相補的な係合部材は、前記シースカートリッジを前記操作基部に対する配列及び前記シースカートリッジを前記操作基部に取り外し可能な係合の一方のために構成されている、請求項３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１１】
前記構成部品は、外科的に挿入可能な装置である、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１２】
前記カートリッジは、前記カートリッジを取り外し可能に接続するために前記操作基部に磁気的に接続することができる、請求項１に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１３】
ロボットカテーテル装置用カートリッジであって、
フィンガ及びスライダブロックの１つである第１の要素と、チャネルと、ステアリングワイヤと、構成部品と、を備えており、
前記カートリッジは、ロボットカテーテル装置の操作基部に対して取り外し可能に接続されるように構成されとともに、前記操作基部の長手方向軸に沿って直接的に動くように構成されており、
前記ステアリングワイヤは、前記構成部品に結合され、前記第１の要素が予め決められた方向に直線的に駆動されるとき、前記構成部品の動きを制御するように構成されており、
前記第１の要素は、前記ステアリングワイヤに接続されているとともに、前記操作基部の長手方向軸に沿って直線的に動くように前記チャネルに摺動自在に配置されており、前記第１の要素が係合可能な前記操作基部の第２の要素によって近位方向にのみ押圧作動されるように構成されている、
ロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１４】
前記カートリッジは、以下の（ａ）及び（ｂ）のいずれかである、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
（ａ）カテーテルカートリッジであり、前記構成部品は、前記カテーテルカートリッジに接続されているカテーテルである
（ｂ）シースカートリッジであり、前記構成部品は、前記シースカートリッジに接続されているシースである
【請求項１５】
前記操作基部及び前記カートリッジの一方に、少なくとも1つの凹部を、備えており、
前記少なくとも1つの凹部は、前記操作基部及び前記カートリッジの他の一方における少なくとも１つの相補的な位置決め戻り止めと係合するように構成されており、
前記少なくとも1つの凹部及び前記少なくとも1つの相補的な位置決め戻り止めは、前記操作基部に対して前記カートリッジを配列するように構成されている、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１６】
前記操作基部及び前記カートリッジの一方に、少なくとも1つの凹部を、備えており、
前記少なくとも1つの凹部は、前記操作基部及び前記カートリッジの他の一方における少なくとも１つの相補的な位置決め戻り止めと係合するように構成されており、
前記少なくとも1つの凹部及び前記少なくとも1つの相補的な位置決め戻り止めは、前記操作基部に対して前記カートリッジを取り外し可能に係合するために構成されている、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１７】
前記カートリッジは、カテーテルカートリッジであり、前記構成部品は、前記カテーテルカートリッジに接続されているカテーテルであり、
前記カテーテルカートリッジは、さらに、前記カテーテルの動きを制御するために前記カテーテルの外周に沿って前記カテーテルの概ね遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤをさらに含んでいる、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１８】
前記第１の要素はフィンガを含み、前記第２の要素はスライダブロックを含む、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項１９】
前記第１の要素はフィンガを含み、前記第２の要素はピンを含む、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項２０】
前記第１の要素及び第２の要素のうちの少なくとも一方は、前記第１の要素及び第２の要素のうちの他方との予め決められた係合を容易にするためのセルフセンタリングノッチを含んでいる、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【請求項２１】
前記構成部品は、外科的に挿入可能な装置である、請求項１３に記載のロボットカテーテル装置用カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年３月２７日出願の米国仮特許出願第６１／０４０，１４３号（第１４３号出願）と２００８年９月２４日出願の第６１／０９９，９０４号（第９０４号出願）に対する優先権を主張する。本出願は、更に、現在係属中の２００８年１２月３１日出願の米国特許出願第１２／３４７，８３５号（第８３５号出願）の優先権を主張する。当該第１４３号出願、第９０４号出願、及び第８３５号出願はいずれも、本明細書中に完全に記載されているかのように、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、カテーテル及び関連構成部品の自動制御のためのロボットカテーテルシステム及び方法に関する。特に、本発明は、例えば診断、治療、マッピング及びアブレーション処置のために、カテーテルと関連構成部品を操作するためのロボットカテーテルシステムと共に使用することができる取り外し可能なロボットカテーテル装置用カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気生理学的カテーテルは、例えば、異所性心房頻脈、心房性細動、及び心房性粗動を含む心房性不整脈などの状態を補正するためにさまざまな診断及び／又は治療用医療処置で使用される。不整脈は、不規則な心拍、同期房室収縮の喪失及び様々な病気や更に死につながる場合さえある血流のうっ血を含む様々な危険状態を引き起こす可能性がある。
【０００４】
典型的には処置中に、カテーテルは、例えば心臓までの患者の脈管の中を通っている状態で操作され、マッピング、アブレーション、診断又は他の治療に使用することができる１つ又はそれ以上の電極を運んでいる。目的部位での治療は、高周波（ＲＦ）アブレーション、冷凍アブレーション、レーザー、薬品、高密度焦点式超音波などを含んでいる場合がある。アブレーションカテーテルは、その様なアブレーションエネルギーを心臓組織に付与し、心臓組織で損傷を作り出す。この損傷は、望ましくない電気経路を分断し、その結果不整脈を引き起こす迷走電気信号を制限又は防止する。容易に理解されるように、その様な治療は、治療部位までの、及び治療部位での操作時にカテーテルの正確な制御を必要とし、この様な制御は、例外なく使用者の技能水準に応じている。
【０００５】
本発明者らは、使用者の技能水準に起因する処置のばらつきを最小限に抑える及び／又はなくす、例えば診断、治療、マッピング及びアブレーション処置用の、カテーテル及びその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法の必要性を而して認識した。本発明者らは、使用者が指定する処置を患者の部位で又は遠隔地から実行するためのシステム及び方法の必要性も更に認識した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カテーテル及びその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法を提供することが望まれる。特に、使用者の技能水準に起因する処置のばらつきを最小限に抑える及び／又はこれをなくし、また随意的に患者の現場で又は遠隔地からこの処置を実行しながら、スタッフを患者から離れた場所に移すことで蛍光透視法からの放射線被曝を最小限に抑える及び／又はなくす、例えば診断、治療、マッピング、及びアブレーション処置用の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
カテーテル及びその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法は、バックラッシュと、「スロップ」と、コンピュータの制御を難しくさせる可能性のある、カテーテル及びシースの制御における他の不連続性と、をなくすロボットカテーテル装置用カートリッジを含んでいてもよい。本明細書で検討されるシステム及び方法は、概略的には、カテーテル先端を制御するためにワイヤの半径変化に基づいて作動する回転方式とは対照的に、駆動手段とカテーテル先端の間に線形機構を含んでおり、而して制御機能全体を強化するものである。
【０００８】
カテーテルとその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法は、概して、チャネルの中に配設され、ステアリングワイヤと係合しているフィンガ又はスライダブロックを含むロボットカテーテル装置用カートリッジを含んでいてもよい。ステアリングワイヤは、フィンガ又はスライダブロックが、予め決められた方向に直線的に駆動される時に、そこに係合されているステアリングワイヤを有している構成部品の動きを制御することができる。
【０００９】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、カテーテルカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているカテーテルであってもよい。或いは、カートリッジは、シースカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているシースであってもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、カテーテルカートリッジを取り外し可能に接続するための、カテーテル操作基部の１つ又はそれ以上の凹部、又はカテーテル操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのカテーテルカートリッジ、又はカテーテルカートリッジをカテーテル操作基部に対して相対的に配列するためのカテーテルカートリッジ、を含んでいてもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、カテーテルカートリッジを取り外し可能に接続するための、カテーテル操作基部の１つ又はそれ以上の凹部、又はカテーテル操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのカテーテルカートリッジ、又はカテーテルカートリッジをカテーテル操作基部に取り外し可能に係止するためのカテーテルカートリッジ、を含んでいてもよい。
【００１０】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、シースカートリッジを取り外し可能に接続するための、シース操作基部、又はシース操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのシースカートリッジ、又はシースカートリッジをシース操作基部に対して相対的に配列するためのシースカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、シースカートリッジを取り外し可能に接続するための、シース操作基部、又はシース操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのシースカートリッジ、又はシースカートリッジをシース操作基部に取り外し可能に係止するためのシースカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。
【００１１】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、カテーテルカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているカテーテルであってもよく、またカテーテルの動きを制御するために、カテーテルの外周に沿って概ねカテーテルの遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤを含んでいてもよい。一実施形態では、カートリッジは、シースカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているシースであってもよく、またシースの動きを制御するためにシースの外周に沿って概ねシースの遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤを含んでいてもよい。一実施形態では、フィンガ又はスライダブロックは、ステアリングワイヤをステアリングワイヤの全長に沿って概ね線形に引っ張るために、線形に駆動することができてもよい。フィンガ又はスライダブロックの線形駆動性によって、それらの駆動中には、如何なるバックラッシュ又は不連続性も概ねなくすことができる。
【００１２】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、カテーテルカートリッジを取り外し可能に接続するための、カテーテル操作基部、又はカテーテル操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係合可能な部材と結合するためのカテーテルカートリッジ、又はカテーテルカートリッジをカテーテル操作基部に配列する又はカテーテル操作基部に取り外し可能に係止するためのカテーテルカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の第１の係合可能な部材を含んでいてもよい。一実施形態では、カートリッジは、シースカートリッジを取り外し可能に接続するための、シース操作基部、又はシース操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係合可能な部材と係合するためのシースカートリッジ、又はシースカートリッジをシース操作基部に配列する又はシース操作部に取り外し可能に係止するためのシースカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の第１の係合可能な部材を含んでいてもよい。一実施形態では、構成部品は、外科的に挿入可能な装置であってもよい。
【００１３】
一実施形態では、カテーテルとその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法は、カートリッジと作動的に係合されていて、且つ操作基部の第２の要素と作動的に係合可能な第１の要素を含むロボットカテーテル装置用カートリッジを含んでいてもよい。第１及び第２の要素の１つ又はそれ以上は、カートリッジ及び／又は操作基部と摺動自在に係合することができてもよい。操作基部は、カートリッジを取り外し可能に接続してもよい。第１又は第２の要素は、第１又は第２の要素が、予め決められた方向に線形駆動される時に、そこに係合されたステアリングワイヤを有している構成部品の動きを制御するために、ステアリングワイヤと係合されてもよい。
【００１４】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、カテーテルカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているカテーテルであってもよく、もしくはカートリッジは、シースカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているシースであってもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に対して相対的に配列するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に取り外し可能に係止するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。
【００１５】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、カテーテルカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているカテーテルであってもよく、またカテーテルの動きを制御するためにカテーテルの外周に沿って概ねカテーテルの遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤを含んでいてもよい。一実施形態では、カートリッジは、シースカートリッジであってもよく、構成部品は、そこに接続されているシースであってもよく、またシースの動きを制御するために、シースの外周に沿って概ねシースの遠位端部に接続されている少なくとも２つのステアリングワイヤを含んでいてもよい。一実施形態では、第１又は第２の要素の一方は、フィンガであってもよく、第１の要素又は第２の要素の他方は、スライダブロックであってもよい。一実施形態では、第１の要素又は第２の要素の一方は、フィンガであってもよく、第１の要素又は第２の要素の他方は、ピンであってもよい。一実施形態では、第１の要素又は第２の要素の一方は、チャネルの中に摺動自在に配設されてもよい。一実施形態では、第１の要素又は第２の要素の１つ又はそれ以上は、第１の要素又は第２の要素の他方との予め決められた係合を容易にし、摩擦を最小限に抑え、より大きな制御性を実現するためにセルフセンタリングノッチを含んでいてもよい。一実施形態では、構成部品は、外科的に挿入可能な装置であってもよい。カートリッジは、一実施形態では、カートリッジを取り外し可能に接続するために操作基部に磁気的に接続することができてもよい。
【００１６】
一実施形態では、カテーテルとその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法は、概して、チャネルの中に配設され、操作基部のスライダブロック及び／又はフィンガと係合することができる、フィンガ及び／又はスライダブロックを含むロボットカテーテル装置用カートリッジを含んでいてもよい。操作基部は、カートリッジを取り外し可能に接続してもよい。フィンガ及び／又はスライダブロックは、カートリッジを操作するために、予め決められた方向に線形駆動可能であってもよい。
【００１７】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カートリッジは、そこに接続されたカテーテルを有しているカテーテルカートリッジ、そこに接続されたシースを有しているシースカートリッジ、又はそこに接続された経中隔針を有している経中隔カートリッジであってもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のもう一方にある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に対して相対的に配列するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のもう一方にある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に取り外し可能に係止するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。
【００１８】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、カートリッジと作動的に係合されていて、且つ操作基部の第２の要素と作動的に係合可能な第１の要素を含んでいてもよい。第１の要素及び第２の要素の１つ又はそれ以上は、カートリッジ及び操作基部の１つ又はそれ以上と摺動自在に係合することができてもよい。操作基部は、カートリッジを取り外し可能に接続してもよい。第１の要素及び第２の要素の１つ又はそれ以上は、カートリッジを作動するために、予め決められた方向に線形駆動可能であってもよい。一実施形態では、カートリッジは、そこに接続されたカテーテルを有しているカテーテルカートリッジ、そこに接続されたシースを有しているシースカートリッジ、又はそこに接続された経中隔針を有している経中隔カートリッジ、であってもよい。
【００１９】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のもう一方にある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に対して相対的に配列するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、操作基部、又は操作基部のもう一方にある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのカートリッジ、又はカートリッジを操作基部に取り外し可能に係止するためのカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。第１の要素及び第２の要素の一方は、フィンガであって、第１の要素及び第２の要素の他方は、スライダブロックであってもよい。或いは、第１の要素及び第２の要素の一方は、フィンガであって、第１及び第２の要素の他方は、ピンであってもよい。一実施形態では、第１及び第２の要素の１つは、チャネルの中に摺動自在に配設されてもよい。一実施形態では、第１の要素及び第２の要素の一方は、第１の要素又は第２の要素の他方との予め決められた係合を容易にし、摩擦を最小限に抑え、より大きな制御性を実現するためにセルフセンタリングノッチを含んでいてもよい。
【００２０】
一実施形態では、カテーテルとその関連構成部品の精密且つ動的な自動制御のためのシステム及び方法は、カテーテルカートリッジと作動的に係合され、且つカテーテル操作基部の第２のカテーテル要素と作動的に係合可能な第１のカテーテル要素を含んでいるロボットカテーテル装置用カートリッジを含んでいてもよい。第１のカテーテル要素及び第２のカテーテル要素の１つ又はそれ以上は、カテーテルカートリッジとカテーテル操作基部の１つ又はそれ以上と摺動自在に係合することができてもよい。カテーテル操作基部は、カテーテルカートリッジを取り外し可能に接続してもよい。第１のカテーテル要素及び第２のカテーテル要素の１つ又はそれ以上は、カテーテルカートリッジを操作するために予め決められた方向に線形駆動可能であってもよい。第１のシース要素は、シースカートリッジと作動的に係合されていて、且つシース操作基部の第２のシース要素と作動的に係合可能であってもよい。第１のシース要素及び第２のシース要素の１つ又はそれ以上は、シースカートリッジとシース操作基部の１つ又はそれ以上と摺動自在に係合することができてもよい。シース操作基部は、シースカートリッジを取り外し可能に接続してもよい。第１のシース要素及び第２のシース要素の１つ又はそれ以上は、シースカートリッジを操作するために、予め決められた方向に線形駆動可能であってもよい。
【００２１】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、カテーテル操作基部、又はカテーテル操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのカテーテルカートリッジ、又はカテーテルカートリッジをカテーテル操作基部に対して相対的に配列するためのカテーテルカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。別の実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、シース操作基部、又はシース操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な位置決め戻り止めと係合するためのシースカートリッジ、又はシースカートリッジをシース操作基部に対して配列するためのシースカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。
【００２２】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、カテーテル操作基部、又はカテーテル操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止めと係合するためのカテーテルカートリッジ、又はカテーテルカートリッジをカテーテル操作基部に取り外し可能に係止するためのカテーテルカートリッジ、のうちの１つに、１つ又はそれ以上の凹部を含んでいてもよい。シース操作基部又はシースカートリッジにある１つ又はそれ以上の凹部は、シースカートリッジをシース操作基部に取り外し可能に係止するために、シース操作基部のその他の１つにある１つ又はそれ以上の相補的な係止戻り止め又はシースカートリッジと係合してもよい。
【００２３】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、ロボットカテーテル装置用カートリッジは、フィンガである第１のカテーテル要素又は第２のカテーテル要素と、スライダブロックである第１のカテーテル要素又は第２のカテーテル要素の他方と、を含んでいてもよい。或いは、第１のシース要素又は第２のシース要素は、フィンガであってもよく、第１のシース要素又は第２のシース要素の他方は、スライダブロックであってもよい。一実施形態では、第１のカテーテル要素又は第２のカテーテル要素は、フィンガであってもよく、第１のカテーテル要素又は第２のカテーテル要素の他方は、ピン（又は伸縮自在管装置）であってもよい。或いは、第１又は第２のシース要素は、フィンガであってもよく、第１のシース要素又は第２のシース要素の他方は、ピン（又は伸縮自在管装置）であってもよい。
【００２４】
上記に説明したロボットカテーテル装置用カートリッジに関して、一実施形態では、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジは、そこに取り付けられているカートリッジとシースをそれぞれ含んでいて、更に当該カテーテルは、カテーテルの座屈を防ぐためにカテーテルカートリッジとシースカートリッジの間に補強部分を含んでいてもよい。一実施形態では、摺動自在に係合可能なカテーテル要素及びシース要素の１つ又はそれ以上は、チャネルの中に摺動自在に配置されてもよい。一実施形態では、第１及び第２のカテーテル要素と第１のシース要素及び第２のシース要素のうちの１つ又はそれ以上は、第１のカテーテル要素及び第２のカテーテル要素と第１のシース要素及び第２のシース要素のうちのその他の１つとの予め決められた係合を容易にし、摩擦を最小限に抑え、より大きな制御性を実現するために、セルフセンタリングノッチを含んでいてもよい。カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジは、一実施形態では、そこに取り付けられているカテーテル及びシースをそれぞれ含んでいてもよく、カテーテル要素及びシース要素の線形駆動性は、カテーテル要素及びシース要素の駆動中に、如何なるバックラッシュ又は不連続性も概ねなくしている。一実施形態では、カテーテルカートリッジ又はシースカートリッジは、それぞれのカートリッジをそれぞれのカテーテル又はシース操作基部から取り外すためのリリースレバーを含んでいてもよい。
【００２５】
本発明についての前述及び他の態様、特徴、詳細、有用性、及び利点は、以下の説明及び特許請求の範囲を読み、添付図面を検討することで明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】様々なシステム構成部品の例示的なレイアウトを図示している、ロボットカテーテルシステムの等角投影線図である。
【図２】ロボットカテーテルマニピュレータ支持構造の第１の実施形態の等角投影線図であり、概ねの水平位置から幾らか角度がついたロボットカテーテルマニピュレータを図示している。
【図３ａ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第１の実施形態の、拡大等角投影図である。
【図３ｂ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第１の実施形態の拡大等角投影図である。
【図３ｃ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第１の実施形態の拡大上面図である。
【図３ｄ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第１の実施形態の拡大正面図である。
【図３ｅ】図３ａのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの拡大等角投影図であり、一部の構成部品は明瞭性のために取り除かれている。
【図４ａ】図３ａのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ用駆動装置の拡大等角投影図である。
【図４ｂ】図３ａのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ用駆動装置の拡大等角投影図である。
【図４ｃ】図３ａのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ用駆動装置の拡大正面図である。
【図４ｄ】図３ａのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ用駆動装置の拡大側面図である。
【図５ａ】操作基部の第１の実施形態の拡大等角投影図であり、図３ａには、当該操作基部の例示的な使用法が図示されている。
【図５ｂ】操作基部の第１の実施形態の拡大等角投影図であり、図３ａには、当該操作基部の例示的な使用法が図示されている。
【図５ｃ】図５ａの操作基部の拡大等角投影図であり、一部の構成部品が明瞭性のために取り除かれている。
【図６ａ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第１の実施形態の拡大等角投影図であり、図３ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図６ｂ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第１の実施形態の拡大等角投影図であり、図３ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図６ｃ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第１の実施形態の拡大側面図であり、図３ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図６ｄ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第１の実施形態の拡大上面図であり、図３ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図６ｅ】図６ｄの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図である。
【図７ａ】図６ａのロボットカテーテル装置用カートリッジに対して相補的なロボットシース装置用カートリッジの拡大等角投影図であり、図３ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図７ｂ】図６ａのロボットカテーテル装置用カートリッジに対して相補的なロボットシース装置用カートリッジの拡大等角投影図であり、図３ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図７ｃ】図６ａのロボットカテーテル装置用カートリッジに対して相補的なロボットシース装置用カートリッジの拡大左側面図であり、図３ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図７ｄ】図７ｆの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図である。
【図７ｅ】図６ａのロボットカテーテル装置用カートリッジに対して相補的なロボットシース装置用カートリッジの拡大上面図であり、図３ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図７ｆ】図６ａのロボットカテーテル装置用カートリッジに対して相補的なロボットシース装置用カートリッジの拡大正面図であり、図３ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図８ａ】オーバーライドアセンブリの拡大等角投影図である。
【図８ｂ】オーバーライドアセンブリの拡大等角投影図である。
【図９ａ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第２の実施形態の拡大等角投影図である。
【図９ｂ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第２の実施形態の拡大左側面図である。
【図９ｃ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第２の実施形態の拡大上面図である。
【図９ｄ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第２の実施形態の拡大正面図である。
【図１０ａ】操作基部の第２の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１０ｂ】操作基部の第２の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１０ｃ】操作基部の第２の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１０ｄ】操作基部の第２の実施形態の拡大上面図である。
【図１０ｅ】操作基部の第２の実施形態の拡大左側面図である。
【図１０ｆ】図１０ｄの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図である。
【図１０ｇ】図１０ｄの線Ｂ−Ｂに概ね沿うＢ−Ｂ断面図である。
【図１１ａ】ロボットシース装置カートリッジの第２の実施形態の拡大等角投影図であり、一部の構成部品を取り外している。図９ａには、当該ロボットシース装置カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１１ｂ】ロボットシース装置カートリッジの第２の実施形態の拡大等角投影図であり、一部の構成部品を取り外している。図９ａには、当該ロボットシース装置カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１１ｃ】ロボットシース装置カートリッジの第２の実施形態の拡大底面図であり、図９ａには、当該ロボットシース装置カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１１ｄ】ロボットシース装置カートリッジの第２の実施形態の正面図であり、図９ａには、当該ロボットシース装置カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１１ｅ】図１１ｃの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図Ａ−Ａである。
【図１２ａ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｂ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｃ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｄ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大左側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｅ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大右側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｆ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大正面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｇ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大上面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｈ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の拡大背面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｉ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第３の実施形態の背面図に対応する左側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１２ｊ】図１２ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大左側面図である。
【図１２ｋ】図１２ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大右側面図である。
【図１２ｌ】図１２ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大正面図である。
【図１２ｍ】図１２ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大上面図である。
【図１３ａ】操作基部の第３の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１３ｂ】操作基部の第３の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１３ｃ】操作基部の第３の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１３ｄ】操作基部の第３の実施形態の拡大上面図である。
【図１３ｅ】操作基部の第３の実施形態の拡大左側面図である。
【図１３ｆ】図１３ｄの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図である。
【図１３ｇ】図１３ｄの線Ｂ−Ｂに概ね沿うＢ−Ｂ断面図である。
【図１４ａ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、図１２ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１４ｂ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、図１２ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１４ｃ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第３の実施形態の拡大断面図であり、図１２ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１４ｄ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第３の実施形態の拡大底面図であり、図１２ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１４ｅ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第３の実施形態の拡大等角投影図であり、図１２ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１５ａ】ロボット経中隔装置用カートリッジの拡大等角投影図である。
【図１５ｂ】ロボット経中隔装置用カートリッジの断面図である。
【図１５ｃ】ロボット経中隔装置用カートリッジの拡大等角投影図である。
【図１５ｄ】ロボット経中隔装置用カートリッジの拡大底面図である。
【図１６ａ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｂ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｃ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｄ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大左側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｅ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大右側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｆ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大正面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｇ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の拡大上面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｈ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の背面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｉ】ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリの第４の実施形態の背面図に対応する左側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｊ】図１６ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大左側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｋ】図１６ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大右側面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｌ】図１６ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大正面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１６ｍ】図１６ａのロボットカテーテルマニピュレータの拡大上面図であり、ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジを備えている当該マニピュレータアセンブリの使用法を図示している。
【図１７ａ】操作基部の第４の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１７ｂ】操作基部の第４の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１７ｃ】操作基部の第４の実施形態の拡大等角投影図である。
【図１７ｄ】操作基部の第４の実施形態の拡大上面図である。
【図１７ｅ】操作基部の第４の実施形態の拡大左側面図である。
【図１７ｆ】図１７ｄの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図である。
【図１７ｇ】図１７ｄの線Ｂ−Ｂに概ね沿うＢ−Ｂ断面図である。
【図１８ａ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、図１６ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１８ｂ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、図１６ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１８ｃ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大左側面図であり、図１６ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１８ｄ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大底面図であり、図１６ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１８ｅ】ロボットカテーテル装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大正面図であり、図１６ａには、当該ロボットカテーテル装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ａ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｂ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｃ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大等角投影図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｄ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大上面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｅ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大正面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｆ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大底面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｇ】ロボットシース装置用カートリッジの第４の実施形態の拡大左側面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｈ】図１９ｆの線Ａ−Ａに概ね沿うＡ−Ａ断面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【図１９ｉ】図１９ｆの線Ｂ−Ｂに概ね沿うＢ−Ｂ断面図であり、図１６ａには、当該ロボットシース装置用カートリッジの例示的な使用法が図示されている。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
同一の構成部品を様々な図で識別するのに類似の参照番号を使用している図をこれから参照してゆくが、ロボットカテーテルシステム１０（本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム（Robotic Catheter System）」で詳細に説明されている）の実施形態は、「システム」とも呼ばれていて、カテーテルシステム用のパワーステアリングと例えられてもよい。このシステムは、例えば心腔又は別の体腔でカテーテル及びシースの位置及び向きを操作するのに使用されてもよい。図１で示し更に下記に詳細に説明するように、ロボットカテーテルシステム１０は、一般的には、例えば電気生理学者（ＥＰ）などの使用者が、情報のやり取りを行う、例えばジョイスティック及び関連制御装置（本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム入力装置（Robotic Catheter System Input Device）」及び「触覚フィードバックを含んでいるロボットカテーテルシステム（Robotic  Catheter System Including Haptic Feedback）」で詳細に説明されている）などの人間入力装置及び制御システム（「入力制御システム」と呼ばれる）１００と、入力装置における使用者の動きを、カテーテル先端部の結果的にもたらされる動きに変換する電子制御システム２００（本願と同一出願人による同時係属中の出願「動的応答機能付きロボットカテーテルシステム（Robotic Catheter System with Dynamic Response）」で詳細に説明されている）と、カテーテル先端部に関する実時間又は実時間に近い位置情報を使用者に提供する視覚化システム１２と、を組み込んでいる。このシステムは、ＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸシステム１４及び／又は光学力変換器を使用している閉ループフィードバックと、ロボットカテーテル装置用カートリッジ４００（下記に説明され、本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ（Robotic Catheter Rotatable Device Cartridge）」で詳細に説明されている）を操作するためのロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３００（本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ（Robotic Catheter Manipulator Assembly）」で詳細に説明されている）と、マニピュレータ支持構造物１１００(本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム（Robotic Catheter System）」、で詳細に説明されている）と、を更に含んでいてもよい。このシステムは、使用者に従来の手動システムによって提供されるものと同じようなタイプの制御を提供しながらも、再現性のある精密且つ動的な動きを可能にしている。上記で特定している、及び本出願で論じられる他の共同出願及び同時係属出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。
【００２８】
ロボットカテーテルシステム１０の一実施形態は、自動カテーテル機構を含んでいてもよい。ＥＰなどの使用者は、心臓の解剖学的構造の表示されたコンピュータモデル上で（経路を形成する可能性のある）位置を特定することができる。システムは、その様なデジタル処理で選択された点を患者の実際の／身体的な解剖学的構造の中の位置に関連付けるように構成されることができ、確定された位置までのカテーテルの動きを命令及び制御することが可能になっている。適所になれば、使用者又はシステムの何れかは、それから、更に予め決められたアルゴリズムに従う場合もある、所望の処置又は治療を実行することができる。このシステムは、閉ループ位置制御と共に最適化経路計画ルーチンを使用することにより完全なロボット制御を可能にすることができる。更に、システムは、曲面を超えてカテーテルを引っ張る又は傾斜角度で接触するなど、或る種の「最善の方法の実施」を自動化することができる。
【００２９】
図１を参照しながら、次に入力制御システム１００を簡潔に説明する。
【００３０】
本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム入力装置（Robotic Catheter System Input Device）」 の入力制御システム１００によって、概して、使用者は、カテーテル及びシースの両方の動き及び前進を制御することができるようになる。これらに制限するわけではないが、概して、旧来の装置付きのカテーテルハンドル制御装置、特大サイズのカテーテルモデル、装置付きの使用者装着式手袋、及び旧来のジョイスティックを含んでいる数種類のジョイスティックを採用してもよい。実施形態では、制限するわけではないが、例えば、ジョイスティックは、中心位置から離れるいくらかの動きによって、実際のカテーテル先端部の動きが増幅されるように、ばね式でセンタリングしてもよく、又はジョイスティックは、絶対的に作動してもよい。更に、使用者に接触している時の感覚を提供するために、触覚フィードバックが、組み込まれていてもよい。
【００３１】
図１を参照しながら、次に電子制御システム２００を簡潔に説明する。
【００３２】
共同所有及び同時係属出願本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム入力装置（Robotic Catheter System Input Device）」及び「動的応答機能付きロボットカテーテルシステム（Robotic Catheter System with Dynamic Response）」で詳細に検討されているように、例えばシステムの正確さや有効性を改善するために、多数の追加的な特徴をシステムの実施形態に含めてもよいることができる。その様な特徴として、写実的な心室の幾何学形状又はモデルを作り出し、不整脈を特定するために活性化タイミングと電圧データを表示し、正確なカテーテルの動きを誘導する、ためのＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸシステム１４、及び／又は光学力変換器を使用している閉ループフィードバックと、システム反応時間を短縮するために「受動的な」ステアリングワイヤの能動的緊張と、先端部が、前後するアイロン掛け状の動きに従っている間の累積的なアブレーション、及び／又は反応性／抵抗性インピーダンス監視と、を含んでいてもよい。
【００３３】
図１を参照しながら、次に視覚化システム１２を簡潔に説明する。
【００３４】
本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルシステム（Robotic Catheter System）」で更に詳細に検討されているように、視覚化システム１２は、使用者に、カテーテル先端部に関する実時間又は実時間に近い位置情報を提供することができる。或る例示的な実施形態では、システム１２は、心室幾何学形状又はモデルを表示し、不整脈を特定するために活性化タイミングと電圧データを表示し、カテーテルの動きの誘導を容易にさせるためにＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸ監視装置１６を含んでいてもよい。実時間Ｘ線画像を表示する又はカテーテルの動きに関して医師を支援するために、蛍光透視法監視装置１８を設けてもよい。追加的な、例示的なディスプレイは、ＩＣＥ及びＥＰ  Ｐｒｕｋａディスプレイ２０、２２をそれぞれ含んでいてもよい。
【００３５】
図１を参照しながら、次にＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸシステム１４を簡潔に説明する。
【００３６】
ＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸシステム１４（参考文献としてその全体をここに援用している米国特許第７，２６３，３９７号「心臓におけるカテーテルナビゲーションと配置とマッピングのための方法及び装置（Method and Apparatus for Catheter Navigation and Location and Mapping in the Heart）」で詳細に説明されている）は、写実的な心室幾何学又はモデルを作り出し、不整脈を特定するために活性化タイミングと電圧データを表示し、正確なカテーテルの動きを誘導するために設けられてもよい。ＥｎＳｉｔｅ  ＮａｖＸシステム１４は、カテーテルから電気的データを収集し、カテーテルの動きを追跡又はナビゲートするためにこの情報を使用し、心室の三次元（３Ｄ）モデルを構築することができる。
【００３７】
図１から図３ｅ及び図６ａから図７ｆを参照しながら、次にロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３００とロボットカテーテル装置用カートリッジ４００のカテーテル及びシースの構成を詳細に説明する。
【００３８】
図１、図２、図３ａから図３ｅ、図９ａから図９ｄ、図１２ａから図１２ｍ及び図１６ａから図１６ｍで概略的に示し、更に下記に詳細に説明するように、ロボットカテーテルシステム１０は、１つ又はそれ以上のロボットカテーテル装置用カートリッジ４００の動き又は作動のための機械的な制御装置としての機能を果たす、１つ又はそれ以上のロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３００を含んでいてもよい（図１、図２、図６ａから図７ｆ、図１１ａから図１１ｅ、図１４ａから図１４ｅ及び図１８ａから図１９ｉを参照のこと。下記に詳細に、また本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ（Robotic Catheter Rotatable Device Cartridge）」で説明されている）。
【００３９】
図１及び図３ａから図３ｅで概略的に示し、下文及び本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ（Robotic Catheter Manipulator Assembly）」でより詳細に検討しているように、マニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態は、カテーテルマニピュレータ機構３０４及びシースマニピュレータ機構３０６の両方をそれぞれ含んでいてもよい。この配置では、カテーテルマニピュレータ機構３０４及びシースマニピュレータ機構３０６は、カテーテルが、同軸配列のシースの中を通り抜けることができるように、一直線上に配列されてもよい。それぞれの機構３０４、３０６は、更に、下記に詳細に検討するように、独立した前進／引っ込み（方向Ｄ１及びＤ２として概略的に示される）及び独立した４線式ステアリング制御（例えば、４つのシース制御ワイヤと４つのカテーテル制御ワイヤを備えている全部で８つのステアリングワイヤ）が可能であってもよい。
【００４０】
ロボットカテーテルシステム１０の構成では、図１及び図３ａから図３ｅで示すように、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４の第１の実施形態の相対的な移動と、２つのカートリッジ４０２と４０４の間にあるカテーテル４０６の一部分に関連する相対的な動きが存在している。多数の実施形態に関して、近位シース開口部４０８の水密嵌め合いが存在する場合があり、これは、時折、カテーテルの前進に対する抵抗を引き起こす可能性がある。カテーテル４０６の円柱座屈に関する潜在的な問題を無くす／減らすことを支援するために、例えば固体金属ロッド又は繊維補強合成物などの、或る長さの堅剛な材料が、カテーテル４０６の近位部分の内側に組み込まれていてもよい。その様な材料は、カテーテルの曲げ剛性を局部的に増し、強化された座屈支持を提供することができる。而してカテーテル４０６の全長が、シース４１０の中へ伸張する時に、シースカートリッジ４０４から近位方向に伸張するカテーテルの全長は、相対的な平行移動中に座屈することがないように、カテーテル４０６は、近位部分で補強されてもよい。
【００４１】
下記において検討されるマニピュレータ及びカートリッジアセンブリ関しては、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジを上述の様式で使用する時には、同様に補強された近位部分を設けてもよい。
【００４２】
図１から図７ｆを参照しながら、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００４３】
図１から図７ｆで概略的に示すように、１つ又はそれ以上のロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３００を含んでいるロボットカテーテルシステム１０は、例えばカテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４（図３ａから図３ｅ参照のこと）の第１の実施形態を操作するためにカテーテル操作機構及びシース操作機構３０４、３０６の両方を含んでいるロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態を含んでいる。マニピュレータアセンブリ３０２は、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４用の相互接続した／相互連動する操作基部３０８、３１０を含んでいてもよく、更に、下記において検討するように、電気的な「ハンドシェイク」機能性を含んでいてもよい。それぞれの連動する操作基部３０８、３１０は、カテーテル／シースの長手方向（それぞれＤ１、Ｄ２）に動くことが可能であってもよい。一実施形態においては、Ｄ１及びＤ２は、それぞれ約８リニアインチ（２０．３２センチメートル）の移動を表わしている。図３ａ、図３ｃ、及び図３ｅで示すように、それぞれの連動基部は、高精度の駆動機構３１２、３１４によって移動されることができる。その様な駆動は、例えばこれに限定するわけではなく、モーター駆動の親スクリュー又はボールスクリュー（或いはベルト駆動、回転リング線形駆動、又は圧電モーター駆動）を含んでいてもよい。
【００４４】
図３ｅ、図５ａから図５ｃ、図６ｄ及び図７ｅで示すように、それぞれのカートリッジ４０２、４０４に関して、関連付けられる操作基部３０８、３１０は、独立して選定ステアリングワイヤ４２０、４２２、４２４、４２６に張力を掛けるべくステアリングワイヤピン４１２、４１４、４１６、４１８に接触して相互作用するために、上方に伸張又は突出している複数のフィンガ３１６、３１８、３２０、３２２を（例えば、ステアリングワイヤ毎に１つ）含んでいてもよい。図３ｅ及び図６ｄで示すように、ピン４１４、４１８は、伸張したフィンガ３１８、３２２と係合するために、それぞれピン４１２、４１６より長くなっている。それぞれのフィンガは、モーター駆動のボールスクリュー３２４（図４ａから図４ｄ参照のこと）の様な精密駆動機構によって独立して作動されるように構成することができ、対応するステアリングワイヤの張力を測定するために力センサーを装備していてもよい。（フィンガ制御とカートリッジ平行移動制御の両方のための）それぞれのモーター駆動のボールスクリューは、システムの各要素の相対位置及び／又は絶対位置を測定するためのエンコーダを更に含んでいてもよい。カテーテル用の高精密駆動機構３１２及びシース用の高精密駆動機構３１４及び関連付けられた操作基部３０８、３１０を安全な位置まで個別に誘導するために、ホームセンサー３５８、３６２、３６４が、設けられてもよい。
【００４５】
図４ａから図４ｄに示すように、モーター駆動のボールスクリュー３２４は、モーター３２６、親スクリュー３２８、連結器３３０、軸受取り付け部３３２、歪みゲージ３３４、ラジアル軸受３３６、及び軸受３３８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。図５ａから図５ｃに示すように、それぞれの軸受取り付け部３３２と連結器３３０は、操作基部３０８、３１０の台枠３４０に嵌め込まれ、対応するフィンガ３１６、３１８、３２０又は３２２は、対応するステアリングワイヤ張力を測定するために、歪みゲージ３３４に隣接して取り付けられてもよい（図４ｂ参照のこと）。
【００４６】
図５ａから図５ｃに示すように、操作基部３０８、３１０は、それぞれがフィンガ３１６、３１８、３２０及び３２２に連結されているモーター３４２、３４４、３４６及び３４８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。モーターのＰＣ基板３５０と歪みゲージＰＣ基板３５２を、図示するように台枠３４０に取り付けてもよく、それぞれの操作基部３０８、３１０を軌道３５６上で摺動させるために、軸受３５４を設けてもよい。
【００４７】
マニピュレータアセンブリ３０２は、カテーテルのアプローチ角と、カテーテルを患者から伸張させなければいけない距離と、の両方を最小限に抑えるために、垂直構成に配設されてもよく（図１参照のこと）、又は概ね水平位置から幾らか角度を成していてもよい（図２参照のこと）。図１の垂直構成では、カートリッジが、ほぼ水平方向に且つ患者の中へ進入する点と実質的に一直線になって移動するように（例えば図１で概略的に図示するように）、連動するカートリッジが下方の極限に配置された状態で、マニピュレータヘッドの背面を垂直に向けることで、アプローチ角とカテーテル伸張距離は、最小限に抑えることができる。その様な実施形態では、マニピュレータヘッドの背面を垂直方向に向けた状態では、マニピュレータヘッド構造体の配置によって、カテーテル／シースの近位制御機器は、実体的な構造物に干渉されること無く患者の体に近接して保持されることが可能になる。
【００４８】
図１から図３ｅ及び図５ａから図７ｆを参照しながら、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４の第１の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００４９】
上記において簡潔に検討したように、ロボットカテーテルシステム１０は、１つ又はそれ以上のカートリッジ４００を含んでいてもよく、マニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態は、少なくとも２つのカートリッジ４０２、４０４を含んでいて、それぞれのカートリッジは、カテーテル４０６又はシース４１０のどちらかの遠位方向の動きを制御するようにそれぞれ設計されてもよい。カテーテルカートリッジ４０２では、カテーテル４０６は、実質的にカートリッジ４０２に接続又は取り付けられてもよく、そのため、カートリッジ４０２の前進は、相応して、カテーテル４０６を前進させ、カートリッジの引っ込みは、カテーテルを引っ込ませることになっている。更に、図６ａから図６ｅ及び図７ａから図７ｆで示し、また上記において簡潔に検討したように、一実施形態では、それぞれのカートリッジ４０２、４０４は、複数のステアリングワイヤピン（例えばピン４１２、４１４、４１６、４１８など）を含んでいてもよく、各ピンは、各ステアリングワイヤに独立した張力を掛けることを可能にする様式で堅固に（そして独立して）複数のカテーテルステアリングワイヤ４２０、４２２、４２４、４２６の１つに接続又は取り付けられている。特定の一実施形態では、ピン４１２、４１４、４１６、４１８は、下方に引く、左に引く、右に引く、及び上方に引く方向でそれぞれステアリングワイヤを引くように動かすことができてもよい。カートリッジは、アセンブリ全体で予め決められた位置に容易に（例えばスナップ式に）配置することができる使い捨て品目として設けられてもよい。一実施形態では、下記に詳細に検討するように、各カートリッジは、システムが、適切にカートリッジを識別できる（例えば型式及び／又は適切な配置／位置付けによって）ようにさせる電気的な「ハンドシェイク」装置又は構成部品を含んでいてもよい。シースカートリッジ４０４（図７ａから図７ｆ）は、カテーテルカートリッジ４０２（図６ａから図６ｅ）と同様に設計されてもよいが、一般的には、シース開口部４０８を通るカテーテル４０６の通路を提供するように構成されている。マニピュレータアセンブリ３０２は、複数の（１０又はそれ以上の数の）独立した駆動機構（例えばモーター駆動のボールスクリュー３２４）を含んでいてもよい。
【００５０】
幾つかの実施形態では、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４は、実質的に同様に設計することができ、その意味において、どちらか一方に対する論及は両方に関連していると言える。例えば、図６ａから図７ｆで示すように、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４の設計は、上部カートリッジハウジング部分４２８及び下部カートリッジハウジング部分４３０を含んでいてもよい。システムは、概して、特定の材料の選択又は形成方法に制限されているわけではない。しかしながら、一実施形態では、上部カートリッジ部分４２８及び下部のカートリッジ部分４３０は、ポリカーボネート材料を使用して射出成形で加工されてもよい。上記において検討したように、各ステアリングワイヤピン４１２、４１４、４１６、４１８は、個別のカテーテルステアリングワイヤ４２０、４２２、４２４、４２６に接続されてもよく、例えばＤｅｌｒｉｎ  ＡＦなどのテフロン（登録商標）に類似する材料で作られてもよい。カートリッジブロック４３２と接する時には、その様なテフロン（登録商標）に類似するピンは、低い静的及び動的摩擦係数を維持するので、追加的な潤滑油を注入する必要がない。
【００５１】
図６ａから図７ｆに示すように、カテーテルカートリッジ４０２及びシースカートリッジ４０４は、それぞれが相互接続するカテーテル操作基部及びシース操作基部３０８、３１０の上に固定又は係止されるように構成されてもよい。カートリッジ４０２、４０４を基部３０８、３１０と連結するために、カートリッジの１つ又はそれ以上の係止／位置決めピン（例えば図６ｃ、図６ｅ、図７ｃ及び図７ｆの参照番号４３４）は、基部の１つ又はそれ以上の嵌め合い凹部（例えば図５ｃの参照番号３６０）と係合してもよい。一実施形態では、その様な凹部３６０は、例えばばね戻り止め又は他の係止手段などの干渉ロック部分を含んでいてもよい。一実施形態では、その様な他の係止手段は、カートリッジを取り外すために使用者による積極的／肯定的実行を必要とする物理的干渉部分を含んでいてもよい。図示している実施形態では、カートリッジ４０２、４０４は、基部３０８、３１０にスナップ式で取り付けられ、カートリッジを取り外すのに十分な力をかけることで基部から取り外すことができる。カテーテルカートリッジ４０２（及びシースカートリッジ４０４）は、カテーテル機器用の電気的接続部４３６を更に含んでいてもよい。
【００５２】
一実施形態では、使用者（例えばＥＰ）は、最初に、手動で、カテーテル４０６及びシース４１０を（カテーテル４０６が、シース４１０に挿入された状態で）患者の脈管構造の中に配置する。装置を心臓に関して凡その位置に配置すると、次に使用者は、例えばカートリッジの係止／位置決めピン４３４を基部３０８の嵌め合い凹部３６０に挿入して、カテーテルカートリッジを連結／連動基部３０８の予め決められた位置に嵌め込む又は接続する（例えば「スナップ式に取り付ける」）。カートリッジを基部に連結する時には、複数のフィンガ３１６、３１８、３２０、３２２のそれぞれは、上記において検討したようにステアリングワイヤピン４１２、４１４、４１６、４１８と個別に係合する。各フィンガは、各個別のステアリングワイヤピンを、相応して、押し進めるために近位方向に作動するように設計されている。（注記：図６ｂの実施形態は、ピン４１６の位置の様な、フィンガ３２２によって完全に引き込まれた位置まで動かされる前の、完全に伸張された位置のピン４１８を示している）
【００５３】
各ステアリングワイヤピンと対応するステアリングワイヤとの間が十分に堅固に連結された状態で、近位方向にステアリングワイヤピンを押し進めると、取り付けられたステアリングワイヤには張力が掛かり、而してカテーテル４０６とシース４１０の遠位端部を横方向に偏向させる。例えば、上記において検討したように、押しピン４１２、４１４、４１６、４１８は、ステアリングワイヤ４２０、４２２、４２４、４２６を下向き、左向き、右向き及び上向きの引張り方向にそれぞれ引いてもよい。更に、その様な実施形態では、各フィンガとそれに関連付けられたステアリングワイヤピンとの間には堅固な接続が存在しないので、マニピュレータアセンブリ３０２は、前方向へステアリングワイヤを引くことはできない。即ち、各ステアリングワイヤピンが作動される時には、ステアリングワイヤに張力を掛けることしかできない。
【００５４】
図８ａ及び図８ｂを参照しながら、オーバーライドアセンブリ４５０を詳細に説明してゆく。
【００５５】
ピン４１２、４１４、４１６、４１８を手動で動かすための補助的な手段として、オーバーライドアセンブリ４５０をマニピュレータアセンブリ３０２と共に働くように設けてもよい。オーバーライドアセンブリは、カテーテルカートリッジ４０２又はシースカートリッジ４０４のピン４１２、４１４、４１６、４１８とそれぞれ係合するフィンガ４５２、４５４、４５６、４５８を含んでいてもよい。各フィンガ４５２、４５４、４５６、４５８は、個別のフィンガを操作するための手動ハンドル４６０を含んでいてもよい。而して使用時には、使用者は、カートリッジの係止／位置決めピン４３４を嵌め合い凹部４６２の中へ挿入することで、カートリッジ４０２、４０４をオーバーライドアセンブリ４５０に取り付けることができる。カートリッジをオーバーライドアセンブリ４５０にスナップ式に取り付ければ、使用者は、適切なハンドル４６０を手動で引くことで、ピン４１２、４１４、４１６、４１８を、更にひいてはステアリングワイヤ４２０、４２２、４２４、４２６を手動で動かすことができる。
【００５６】
図１、図２及び図９ａから図１１ｅを参照しながら、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ５００の第２の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００５７】
図１、図２及び図９ａから図１１ｅで概略的に示すように、１つ又はそれ以上のカテーテルマニピュレータアセンブリ３００を含んでいるロボットカテーテルシステム１０は、例えばカテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４（図１１ａから図１１ｅ参照のこと）の第２の実施形態を操作するためのカテーテル操作機構５０４及びシース操作機構５０６の両方を含んでいるロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ５００の第２の実施形態を含んでいる。マニピュレータアセンブリ５００は、カテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４用の相互接続した／相互連動する操作基部５０８、５１０を含んでいてもよく、更に、下記において検討するように、電気的な「ハンドシェイク」機能性を含んでいてもよい。それぞれの連動する操作基部５０８、５１０は、カテーテル／シースの長手方向（それぞれＤ１、Ｄ２）に動くことが可能であってもよい。一実施形態では、Ｄ１及びＤ２は、それぞれ約８リニアインチ（２０．３２センチメートル）の平行移動を表わしている。（図３ａ、図３ｃ、及び図３ｅでのマニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態に類似する）図９ａで示すように、それぞれの連動基部は、高精度の駆動機構５１２、５１４によって平行移動されることができる。その様な駆動は、例えばこれに限定するわけではなく、モーター駆動の親スクリュー又はボールスクリュー（或いはベルト駆動、ゴムリング線形駆動、又は圧電モーター駆動）を含んでいてもよい。
【００５８】
図９ａから図１１ｅで示すように、それぞれのカートリッジ６０２、６０４に関して、関連付けられる操作基部５０８、５１０は、独立して選定ステアリングワイヤ６２０、６２２、６２４、６２６に張力を掛けるべくステアリングワイヤスライダブロック６１２、６１４、６１６、６１８に接触して相互作用するために、上方に伸張又は突出している複数のフィンガ５１６、５１８、５２０及び５２２を（例えば、ステアリングワイヤ毎に１つ）含んでいてもよい。それぞれのフィンガは、モーター駆動のボールスクリュー５２４（図４ａから図４ｄと、ボールスクリュー３２４の詳細説明に関する上記の説明を参照のこと）の様な精密駆動によって独立して作動されるように構成することができ、対応するステアリングワイヤの張力を測定するために力センサーを装備していてもよい。（フィンガ制御とカートリッジ平行移動制御の両方のための）それぞれのモーター駆動のボールスクリューは、システムの各要素の相対位置及び／又は絶対位置を測定するためのエンコーダを更に含んでいてもよい。
【００５９】
上記において検討したように、図４ａから図４ｄに示すように、モーター駆動のボールスクリュー３２４は、モーター３２６、親スクリュー３２８、連結器３３０、軸受取り付け部３３２、歪みゲージ３３４、ラジアル軸受３３６、及び軸受３３８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。図１０ａから図１０ｇに示すように、それぞれの軸受取り付け部３３２と連結器３３０は、操作基部５０８、５１０の台枠５４０に嵌め込まれ、対応するフィンガ５１６、５１８、５２０又は５２２は、対応するステアリングワイヤ張力を測定するために歪みゲージ３３４に隣接して取り付けられてもよい（図４ａから図４ｄ参照のこと）。
【００６０】
図１０ａから図１０ｇに示すように、操作基部５０８、５１０は、それぞれがフィンガ５１６、５１８、５２０及び５２２に連結されているモーター５４２、５４４、５４６及び５４８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。それぞれの操作基部５０８、５１０を軌道５５６上で摺動させるために、軸受５５４を設けてもよい。それぞれの操作基部を安全な位置まで誘導するために、複数の誘導センサー（例えばホームセンサー）５５８を設けてもよい。
【００６１】
マニピュレータアセンブリ３０２と同様に、マニピュレータアセンブリ５００は、カテーテルのアプローチ角と、カテーテルを患者から伸張させなければいけない距離と、の両方を最小限に抑えるために、垂直構成に配設されてもよく（図１参照のこと）、又は概ね水平位置から幾らか角度を成していてもよい（図２参照のこと）。図１の垂直構成では、カートリッジが、ほぼ水平方向に且つ患者の中へ進入する点と実質的に一直線になって移動するように（例えば図１で概略的に図示するように）、連動するカートリッジが下方の極限に配置された状態で、マニピュレータヘッドの背面を垂直に向けることで、アプローチ角とカテーテル伸張距離は、最小限に抑えることができる。その様な実施形態では、マニピュレータヘッドの背面を垂直方向に向けた状態では、マニピュレータヘッド構造体の配置によって、カテーテル／シースの近位制御機器は、実体的な構造物に干渉されること無く患者の体に近接して保持されることが可能になる。一実施形態では、個別のカートリッジをマニピュレータの下端部（例えば下側側面）に配置することができるように、カテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４のそれぞれを平行移動させることができる高精度な駆動機構５１２、５１４を、アセンブリの中間部から上端部にかけて配置してもよい。近接した距離を保つことで、カテーテル／シースの進入角度を最小限に抑え、マニピュレータ制御装置を挿入場所により近接して配置することができる。
【００６２】
図１、図２及び図９ａから図１１ｅを参照しながら、カテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４の第２の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００６３】
上記において簡潔に検討したように、ロボットカテーテルシステム１０は、１つ又はそれ以上のカートリッジ４００を含んでいてもよく、マニピュレータアセンブリ５００の第２の実施形態は、少なくとも２つのカートリッジ６０２、６０４を含んでいて、それぞれのカートリッジは、カテーテル又はシースのどちらかの遠位方向の動きを制御するようにそれぞれ設計されてもよい。カテーテルカートリッジ６０２では、カテーテル６０６は、実質的にカートリッジ６０２に接続又は取り付けられてもよく、そのため、カートリッジ６０２の前進は、相応して、カテーテル６０６を前進させ、カートリッジの引っ込みは、カテーテルを引っ込ませることになっている。更に、図１１ａから図１１ｅで示し、また上記において検討したように、一実施形態では、それぞれのカートリッジ６０２、６０４は、スライダブロック（例えば６１２、６１４、６１６、６１８など）を含んでいてもよく、各スライダブロックは、各ステアリングワイヤに独立した張力を掛けることを可能にする様式で堅固に（そして独立して）複数のカテーテルステアリングワイヤ（例えば６２０、６２２、６２４、６２６）の１つに接続又は取り付けられている。各スライダブロック６１２、６１４、６１６、６１８は、個別のロッド６３６、６３８、６４０、６４２上に摺動自在に配設されてもよい。カートリッジは、アセンブリ全体の予め決められた位置に容易に（例えばスナップ式に）配置することができる使い捨て品目として設けられてもよい。一実施形態では、下記に詳細に検討するように、各カートリッジは、システムが、適切にカートリッジを識別できる（例えば型式及び／又は適切な配置／位置付けによって）ようにさせる電気的な「ハンドシェイク」装置又は構成部品を含んでいてもよい。シースカートリッジ６０４は、カテーテルカートリッジ６０２と同様に設計されてもよいが、概して、カテーテル６０６の通路を提供するように構成されている。マニピュレータアセンブリ５００は、複数の（１０又はそれ以上の数の）独立した駆動機構（例えばモーター駆動のボールスクリュー５２４）を含んでいてもよい。
【００６４】
幾つかの実施形態では、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジは、実質的に同様に設計することができ、その意味において、どちらか一方に対する論及は両方に関連していると言える。例えば、図１１ａから図１１ｅで示すように、カテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４の設計は、上部カートリッジ部分６２８及び下部のカートリッジ部分６３０と、独立したスライダブロック６１２、６１４、６１６、６１８と、を含んでいてもよい。システムは、概して、特定の材料の選択又は形成方法に制限されているわけではない。しかしながら、一実施形態では、上部カートリッジ部分６２８及び下部カートリッジ部分６３０は、ポリカーボネート材料を使用して射出成形で加工されてもよい。各スライダブロック６１２、６１４、６１６、６１８は、個別のカテーテルステアリングワイヤ６２０、６２２、６２４、６２６に接続されてもよく、例えばＤｅｌｒｉｎ  ＡＦなどのテフロン（登録商標）に類似する材料で作られてもよい。ロッド６３６、６３８、６４０、６４２と接する時には、その様なテフロン（登録商標）に類似するスライダブロックは、低い静的及び動的摩擦係数を維持するので、追加的な潤滑油を注入する必要がない。
【００６５】
図１１ａから図１１ｅに示すように、カテーテルカートリッジ６０２及びシースカートリッジ６０４は、それぞれが相互接続するカテーテル操作基部及びシース操作基部５０８、５１０の上に固定又は係止されるように構成されてもよい。カートリッジ６０２（及び６０４）を基部５０８（及び５１０）と連結するために、カートリッジの１つ又はそれ以上の係止ピン（例えば図１１ｃ及び図１１ｅの６３２）は、基部の１つ又はそれ以上の嵌め合い凹部５６０と係合してもよい（図１０ａを参照のこと）。或る実施形態では、その様な凹部５６０は、例えばばね戻り止め又は他の係止手段などの干渉ロック部分を含んでいてもよい。一実施形態では、その様な他の係止手段は、カートリッジを取り外すために使用者による積極的／肯定的な実行を必要とする物理的干渉部分を含んでいてもよい。その様な作用は、リリースレバー５６２の作動を含む又は必要としてもよい。更に、図１１ｃ及び図１１ｅで示すように、カートリッジ６０２（及び６０４）は、基部の嵌め合い穴（例えば図１０ａの５６４）に受動的に嵌まるように構成されている１つ又はそれ以上の位置決めピン６３４を含んでいてもよい。
【００６６】
一実施形態では、使用者（例えばＥＰ）は、最初に、手動で、カテーテル６０６及びシース６１０を（カテーテル６０６が、シース６１０に挿入された状態で）患者の脈管構造の中に配置する。装置を心臓に関して凡その位置に配置すると、次に使用者は、例えばカートリッジの係止／位置決めピン６３２、６３４を基部５０８の嵌め合い凹部５６０、５６４に挿入して、カテーテルカートリッジをマニピュレータアセンブリ５００の連結／連動基部５０８の予め決められた位置に嵌め込む又は接続する（例えば「スナップ式に取り付ける」）。カートリッジを基部に連結する時には、複数のフィンガ５１６、５１８、５２０、５２２のそれぞれは、スライダブロック６１２、６１４、６１６、６１８の遠位端部と下部カートリッジ部分６３０と、の間に形成される凹部に嵌まる。その様な凹部は、例として、図１１ｃに示している。
【００６７】
各フィンガは、近位方向に作動し、相応して、それぞれの個別のスライダブロックを押し進めるように設計されてもよい。スライダブロックは、最初に接触される時に、幾何学的な自己の中心に向けてフィンガを押圧するように構成することが可能である。その様なセンタリングの特徴は、スライダブロックの接触面によって実現し易くすることができる。例えば、図１１ｃに示すように、スライダブロックは、係合面（例えば前方に向いている部分の半円筒形の凹部の形をしている）を含んでいてもよい。この表面は、対応するフィンガの適合する丸い部分と結合する又は連絡するように構成されてもよい。
【００６８】
各スライダブロックと対応するステアリングワイヤとの間が十分に堅固に連結された状態で、近位方向にスライダブロックを押し進めると、取り付けられたステアリングワイヤには張力が掛かり、而してカテーテル６０６とシース６１０の遠位端部を横方向に偏向させる。更に、その様な実施形態では、各フィンガとそれに関連付けられたスライダブロックとの間には堅固な接続が存在しないので、マニピュレータアセンブリ５００は、前方向へステアリングワイヤを引くことはできない。即ち、各ブロックが作動される時には、ステアリングワイヤに張力を掛けることしかできない。
【００６９】
図１、図２及び図１２ａから図１４ｅを参照しながら、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ７００の第３の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００７０】
図１、図２及び図１２ａから図１４ｅで概略的に示すように、１つ又はそれ以上のカテーテルマニピュレータアセンブリ３００を含んでいるロボットカテーテルシステム１０は、例えばカテーテルカートリッジ８０２及びシースカートリッジ８０４（図１４ａから図１４ｅ参照のこと）の第３の実施形態を操作するためのカテーテル操作機構７０４及びシース操作機構７０６の両方を含んでいるロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ７００の第３の実施形態を含んでいる。マニピュレータアセンブリ７００は、カテーテルカートリッジ８０２及びシースカートリッジ８０４用の相互接続した／相互連動する操作基部７０８、７１０を含んでいてもよく、更に、下記において検討するように、電気的な「ハンドシェイク」機能性を含んでいてもよい。それぞれの連動する操作基部７０８、７１０は、カテーテル／シースの長手方向（それぞれＤ１、Ｄ２）に動くことが可能であってもよい。一実施形態では、Ｄ１及びＤ２は、それぞれ約８リニアインチ（２０．３２センチメートル）の平行移動を表わしている。（図３ａ、図３ｃ、及び図３ｅでのマニピュレータアセンブリ３０２の第１の実施形態に類似する）図１２ａで示すように、それぞれの連動基部は、高精度の駆動機構７１２、７１４によって平行移動されることができる。その様な駆動は、例えばこれに限定するわけではなく、モーター駆動の親スクリュー又はボールスクリュー（或いはベルト駆動、回転リング線形駆動、又は圧電モーター駆動）を含んでいてもよい。
【００７１】
図１２ａから図１２ｉ及び図１３ａから図１３ｇで示すように、それぞれのカートリッジ８０２、８０４に関して、関連付けられる操作基部７０８、７１０は、独立して選定ステアリングワイヤ８２０、８２２、８２４、８２６に張力を掛けるべく（スライダブロック８１２、８１４、８１６、８１８の様な）ステアリングワイヤスライダブロックに接触して相互作用するために、上方に伸張又は突出している複数のフィンガ７１６、７１８、７２０及び７２２を（例えば、ステアリングワイヤ毎に１つ）含んでいてもよい。それぞれのフィンガは、モーター駆動のボールスクリュー７２４（図４ａから図４ｄと、ボールスクリュー３２４の詳細説明に関する上記の説明を参照のこと）の様な精密駆動によって独立して作動されるように構成することができ、対応するステアリングワイヤの張力を測定するために力センサーを装備していてもよい。（フィンガ制御とカートリッジ平行移動制御の両方のための）それぞれのモーター駆動のボールスクリューは、システムの各要素の相対位置及び／又は絶対位置を測定するためのエンコーダを更に含んでいてもよい。
【００７２】
上記において検討したように、図４ａから図４ｄに示すように、モーター駆動のボールスクリュー７２４（及びボールスクリュー３２４）は、モーター３２６、親スクリュー３２８、連結器３３０、軸受取り付け部３３２、歪みゲージ３３４、ラジアル軸受３３６、及び軸受３３８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。図１３ａに示すように、それぞれの軸受３３２と連結器３３０は、基部７０８、７１０の(台枠３４０と類似した)台枠７４０に嵌め込まれ、対応するフィンガ７１６、７１８、７２０又は７２２は、対応するステアリングワイヤ張力を測定するために歪みゲージ３３４に隣接して取り付けられてもよい（図４ａから図４ｄ参照のこと）。
【００７３】
図１３ａから図１３ｇに示すように、基部７０８、７１０は、それぞれがフィンガ７１６、７１８、７２０及び７２２に連結されているモーター７４２、７４４、７４６及び７４８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。モーターＰＣ基板（図示せず）と歪みゲージＰＣ基板（図示せず）を基部３０８、３１０と同じ様式で台枠７４０に取り付けてもよく、基部５０８、５１０を軌道５５６上で摺動させるために、軸受７５４を設けてもよい。それぞれの操作基部を安全な位置まで誘導するために、複数の誘導センサー（例えばホームセンサー）７５８を設けてもよい。
【００７４】
マニピュレータアセンブリ３０２と同様に、マニピュレータアセンブリ７００は、カテーテルのアプローチ角と、カテーテルが患者から伸張させなければいけない距離と、の両方を最小限に抑えるために、垂直構成に配設されてもよく（図１参照のこと）、又は概ね水平位置から幾らか角度を成していてもよい（図２参照のこと）。図１の垂直構成では、カートリッジが、ほぼ水平方向に且つ患者の中へ進入する点と実質的に一直線になって移動するように（例えば図１で概略的に図示するように）、連動するカートリッジが下方の極限に配置された状態で、マニピュレータヘッドの背面を垂直に向けることで、アプローチ角とカテーテル伸張距離は、最小限に抑えることができる。その様な実施形態では、マニピュレータヘッドの背面を垂直方向に向けた状態では、マニピュレータヘッド構造体の配置によって、カテーテル／シースの近位制御機器は、実体的な構造物に干渉されること無く患者の体に近接して保持されることが可能になる。一実施形態では、個別のカートリッジをマニピュレータの下側部分に向けて配置することができるように、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジ８０２、８０４のそれぞれを平行移動させるための高精度な駆動機構７１２、７１４を、マニピュレータ基部７０８、７１０より概ね下方に配置してもよい。近接した距離を保つことで、カテーテル／シースの進入角度を最小限に抑え、マニピュレータ制御装置を挿入場所により近接して配置することができる。
【００７５】
図１、図２及び図１２ａから図１２ｍ、特に図１２ｊから図１２ｍに示すように、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ７００の第３の実施形態は、本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ（Robotic Catheter Rotatable Device Cartridge）」、で詳細に説明されているロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ８９０と共に使用することが可能であってもよい。図１２ｍで示すように、マニピュレータ基部７０８は、本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型駆動機構（Robotic Catheter Rotatable Drive Mechanism）」、で詳細に説明されているロボットカテーテル回転型駆動ヘッド８９２とロボットカテーテル回転型駆動機構８９４に置き換えてもよい。
【００７６】
図１、図２及び図１４ａから図１４ｅを参照しながら、カテーテルカートリッジ８０２及びシースカートリッジ８０４の第３の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００７７】
上記において簡潔に検討したように、ロボットカテーテルシステム１０は、１つ又はそれ以上のカートリッジ４００を含んでいてもよく、マニピュレータアセンブリ７００の第３の実施形態は、少なくとも２つのカートリッジ８０２、８０４を含んでいて、それぞれのカートリッジは、カテーテル又はシースのどちらかの遠位方向の動きを制御するようにそれぞれ設計されてもよい。カテーテルカートリッジ８０２では、カテーテル８０６は、実質的にカートリッジ８０２に接続又は取り付けられてもよく、そのため、カートリッジ８０２の前進は、相応して、カテーテル８０６を前進させ、カートリッジの引っ込みは、カテーテルを引っ込ませることになっている。更に、図１４ａから図１４ｅで示し、また上記において検討したように、一実施形態では、それぞれのカートリッジ８０２、８０４は、スライダブロック（例えば８１２、８１４、８１６、８１８など）を含んでいてもよく、各スライダブロックは、各ステアリングワイヤに独立した張力を掛けることを可能にする様式で堅固に（そして独立して）複数のカテーテルステアリングワイヤ（例えば８２０、８２２、８２４、８２６）の１つに接続又は取り付けられている。カートリッジは、アセンブリ全体で予め決められた位置に容易に（例えばスナップ式に）配置することができる使い捨て品目として設けられてもよい。一実施形態では、下記に詳細に検討するように、各カートリッジは、システムが、適切にカートリッジを同定できる（例えば型式及び／又は適切な配置／位置付けによって）ようにさせる電気的な「ハンドシェイク」装置又は構成部品を含んでいてもよい。シースカートリッジ８０４は、カテーテルカートリッジ８０２と同様に設計されてもよいが、概して、カテーテル８０６の通路を提供するように構成されている。アセンブリ７００は、複数の（１０又はそれ以上の数の）独立した駆動機構（例えばモーター駆動のボールスクリュー７２４）を含んでいてもよい。
【００７８】
幾つかの実施形態では、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジは、実質的に同様に設計することができ、その意味において、どちらか一方に対する論及は両方に関連していると言える。例えば、図１４ａから図１４ｅで示すように、カテーテル／シースカートリッジの設計は、上部カートリッジ部分８２８及び下部カートリッジ部分８３０と、独立したスライダブロック８１２、８１４、８１６、８１８と、を含んでいてもよい。システムは、概して、特定の材料の選択又は形成方法に制限されているわけではない。しかしながら、一実施形態では、上部カートリッジ部分８２８及び下部カートリッジ部分８３０は、ポリカーボネート材料を使用して射出成形で加工されてもよい。各スライダブロック８１２、８１４、８１６、８１８は、個別のカテーテルステアリングワイヤ８２０、８２２、８２４、８２６に接続されてもよく、例えばＤｅｌｒｉｎ  ＡＦなどのテフロン（登録商標）に類似する材料で作られてもよい。カートリッジハウジング部分８２８、８３０と接する時には、その様なテフロン（登録商標）に類似するスライダブロックは、低い静的及び動的摩擦係数を維持するので、追加的な潤滑油を注入する必要がない。
【００７９】
図１２ａから図１４ｅに示し、上記において検討したように、カテーテルカートリッジ８０２及びシースカートリッジ８０４は、それぞれが相互接続するカテーテル操作基部７０８及びシース操作基部７１０の上に固定又は係止されるように構成されてもよい。カートリッジ８０２（及び８０４）を基部７０８（及び７１０）と連結するために、カートリッジの１つ又はそれ以上の係止ピン（例えば図１４ａ、図１４ｄ及び図１４ｅの８３２）は、基部の１つ又はそれ以上の嵌め合い凹部７６０と係合してもよい（図１３ａ参照のこと）。一実施形態では、その様な凹部７６０は、例えばばね戻り止め又は他の係止手段などの干渉ロック部分を含んでいてもよい。一実施形態では、その様な他の係止手段は、カートリッジを取り外すために使用者による積極的／肯定的実行を必要とする物理的干渉部分を含んでいてもよい。その様な作用は、リリースレバー７６２の作動を含む又は必要としてもよい。更に、図１４ｃ、図１４ｄ及び図１４ｅで示すように、カートリッジ８０２（及び８０４）は、基部の嵌め合い穴（例えば図１３ａの７６４）に受動的に嵌まるように構成されている１つ又はそれ以上の位置決めピン８３４を含んでいてもよい。
【００８０】
一実施形態では、使用者（例えばＥＰ）は、最初に、手動で、カテーテル８０６及びシース８１０を（カテーテル８０６が、シース８１０に挿入された状態で）患者の脈管構造の中に配置する。装置を心臓に関して凡その位置に配置すると、次に使用者は、例えばカートリッジの係止／位置決めピン８３２、８３４をそれぞれの基部７０８、７１０の嵌め合い穴７６０、７６４に挿入して、カテーテルカートリッジをマニピュレータアセンブリ７００の連結／連動基部７０８、７１０の予め決められた位置に嵌め込む又は接続する（例えば「スナップ式に取り付ける」）。カートリッジを基部に連結する時には、複数のフィンガ７１６、７１８、７２０又は７２２のそれぞれは、スライダブロック８１２、８１４、８１６、８１８の遠位端部と、下部カートリッジ部分６３０と、の間に形成される凹部に嵌まる。その様な凹部は、例として、図１４ｃ及び図１４ｅに示している。
【００８１】
各フィンガは、近位方向に作動し、相応して、それぞれの個別のスライダブロックを押し進めるように設計されてもよい。スライダブロックは、最初に接触される時に、幾何学的な自己の中心に向けてフィンガを押圧するように構成されることが可能である。その様なセンタリング特徴は、スライダブロックの接触面によって実現し易くすることができる。例えば、図１４ｄ及び１４ｅに示すように、スライダブロックは、係合面（例えば前方に向いている部分の半円筒形の凹部の形をしている）を含んでいてもよい。この表面は、対応するフィンガの適合する丸い部分と結合する又は連絡するように構成されてもよい。
【００８２】
各スライダブロックと対応するステアリングワイヤとの間が十分に堅固に連結された状態で、近位方向にスライダブロックを押し進めると、取り付けられたステアリングワイヤには張力が掛かり、而してカテーテル８０６とシース８１０の遠位端部を横方向に偏向させる。更に、その様な実施形態では、各フィンガとそれに関連付けられたスライダブロックとの間には堅固な接続が存在しないので、マニピュレータアセンブリ７００は、前方向へステアリングワイヤを引くことはできない。即ち、各ブロックが作動される時には、ステアリングワイヤに張力を掛けることしかできない。更に、各スライダブロックの押圧作動は、ブロックの底面付近で発生するので、モーメントは、ブロックに掛かる。その様なモーメントは、移動中にブロックを拘束する可能性を高めることができるので、ブロックの長さは、ブロックとカートリッジハウジングの間の接触力を減らす又は最小化するように最適化することができる。
【００８３】
本開示で説明している操作基部とカートリッジ（下部で検討する実施形態を含む）の概ね線形の構造は、制御要素上の統合的な力センサーを可能にしており、而して能動的に張力を掛けることを容易にし、且つ「番犬」システムが、カテーテルに過度に圧力をかける可能性のある動きを制限することができるようになっている。更に、図示するように、カートリッジは、操作基板の位置に関わらず、如何なる時でも、妨害されずにマニピュレータアセンブリに設置する又はそこから取り外すことが可能である。概して、張力の掛かっていない側からカートリッジに接近する、本開示で検討される制御フィンガの形状のおかげで、これは、容易に可能であり、更に、操作基板の定位置は、カートリッジスライダブロックの作動領域の外側に設計されてもよい。
【００８４】
図１、図２、図１２ａから図１２ｉ及び図１５ａから図１５ｄを参照しながら、経中隔拡張器８７０の一実施形態を詳細に説明してゆく。
【００８５】
ロボットカテーテルシステム１０は、現在電気生理学者が利用することのできる様々な伝統的なカテーテル器具で動作するように設計することが可能である。カテーテル操作基部７０８と連動するように構成されている器具の実例は、経中隔針／拡張器である。図１５ａから図１５ｄに示すように、経中隔拡張器カートリッジ８７０の設計は、経中隔針８７４を作動させるために遠位方向に押し進められる、双方向に作動するスライダブロック８７２を含んでいてもよい。一実施形態では、このシステムは、周囲のシースを卵円窩付近で適切な位置及び角度にナビゲートすることができる。その後、経中隔拡張器カートリッジ８７０を支持している後方のキャリッジは、遠位方向に平行移動し、器具をシース開口部より先に伸張させることができる。スライダブロック８７２が作動すると、針８７４は、拡張器８７６の中の引っ込み状態から伸張し、中隔を穿刺することができる。その後、後方のキャリッジは更に前進し、拡張器８７６が穿刺部位を拡張することになる。
【００８６】
一実施形態では、スライダブロックを作動するために、マニピュレータのフィンガ（例えば図１３ａでは７１８、７２０として示される）は、遠位方向に作動し、スライダブロック８７２を遠位方向に動かすことができる。カートリッジ８７０は、連結基部と接続された後、適所に係止され、それから、フィンガは、スライダブロック８７２の凹部８７８、８８０に嵌まるように構成されている。その様な実施形態では、マニピュレータフィンガ７１８、７２０が、スライダ８７２（及び取り付けられた針８７４）を遠位方向に動かすと、針８７４を、伸張／作動することが可能である。更に、スライダ８７２が、近位方向に動かされると、針を拡張器８７６の中へ引き込むことができる。その様な実施形態では、スライダは、針を伸張する及び引き込むために、遠位方向、近位方向の両方に、それぞれ「能動的に」動かすことができる。
【００８７】
別の実施形態では、マニピュレータのフィンガ７１８、７２０は、（カテーテルステアリングワイヤの作動と同じように）スライダブロック８７２を近位方向に押し進めることで針８７４を作動させることができる。この後方運動は、一方で、滑車機構（図示せず）によって逆行することが可能であり、その結果、針８７４を拡張器８７６より先に伸張させる。この設計は、より複雑なカートリッジを必要とするが、マニピュレータの操作は、他のステアリングワイヤ制御装置と変わらないようになっている（例えば後方運動を介した作動）。
【００８８】
図１、図２及び図１６ａから図１９ｉを参照しながら、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ９００の第４の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００８９】
図１、図２及び図１６ａから図１６ｉ及び１７ａから１９ｉで概略的に示すように、１つ又はそれ以上のカテーテルマニピュレータアセンブリ３００を含んでいるロボットカテーテルシステム１０は、例えばカテーテルカートリッジ１００２及びシースカートリッジ１００４の第４の実施形態を操作するためのカテーテル操作機構９０４及びシース操作機構９０６の両方を含んでいるロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ９００の第４の実施形態を含んでいる。マニピュレータアセンブリ９００は、カテーテルカートリッジ１００２及びシースカートリッジ１００４用の相互接続した／相互連動する操作基部９０８、９１０を含んでいてもよく、更に、下記において検討するように、電気的な「ハンドシェイク」機能性を含んでいてもよい。それぞれの連動する操作基部９０８、９１０は、カテーテル／シースの長手方向（それぞれＤ１、Ｄ２）に動くことが可能であってもよい。一実施形態では、Ｄ１及びＤ２は、それぞれ約８リニアインチ（２０．３２センチメートル）の平行移動を表わしている。（マニピュレータアセンブリ３０２、５００、７００の第１から第３の実施形態に類似する）図１６ａで示すように、それぞれの連動基部は、高精度の駆動機構９１２、９１４によって平行移動されることができる。その様な駆動は、例えばこれに限定するわけではなく、モーター駆動の親スクリュー又はボールスクリュー（或いはベルト駆動、ゴムリング線形駆動、又は圧電モーター駆動）を含んでいてもよい。
【００９０】
図１６ａから図１６ｉ及び図１７ａから図１９ｉで示すように、それぞれのカートリッジ１００２、１００４に関して、関連付けられる操作基部９０８、９１０は、独立して選定ステアリングワイヤ１０２０、１０２２、１０２４、１０２６に張力を掛けるべく基部プレート９２３の表面まで伸張し、ステアリングワイヤフィンガ１０１２、１０１４、１０１６、１０１８と接触する複数のスライダブロック９１６、９１８、９２０及び９２２を（例えば、ステアリングワイヤ毎に１つ）含んでいてもよい。それぞれのフィンガは、モーター駆動のボールスクリュー９２４（図４ａから図４ｄと、ボールスクリュー３２４の詳細説明に関する上記の説明を参照のこと）の様な精密駆動によって独立して作動されるように構成することができ、対応するステアリングワイヤの張力を測定するために力センサーを装備していてもよい。（フィンガ制御とカートリッジ平行移動制御の両方のための）それぞれのモーター駆動のボールスクリューは、システムの各要素の相対位置及び／又は絶対位置を測定するためのエンコーダを更に含んでいてもよい。
【００９１】
上記において検討したように、図４ａから図４ｄに示すように、モーター駆動のボールスクリュー９２４（及びボールスクリュー３２４）は、モーター３２６、親スクリュー３２８、連結器３３０、軸受取り付け部３３２、歪みゲージ３３４、ラジアル軸受３３６、及び軸受３３８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。図１７ａに示すように、それぞれの軸受３３２と連結器３３０は、基部９０８、９１０の(台枠３４０と類似した)台枠９４０に嵌め込まれ、対応するスライダブロック９１６、９１８、９２０又は９２２は、対応するステアリングワイヤ張力を測定するために歪みゲージ３３４に隣接して取り付けられてもよい（図４ａから図４ｄ参照のこと）。
【００９２】
図１７ａから図１７ｇに示すように、基部９０８、９１０は、それぞれがスライダブロック９１６、９１８、９２０及び９２２に連結されているモーター９４２、９４４、９４６及び９４８などの典型的な構成部品を含んでいてもよい。モーターＰＣ基板（図示せず）と歪みゲージＰＣ基板（図示せず）を基部３０８、３１０（図５ａから図５ｃ参照のこと）と同じ様式で台枠９４０に取り付けてもよく、基部９０８、９１０を軌道９５６上で摺動させるために、軸受９５４を設けてもよい。それぞれの操作基部を安全な位置まで誘導するために、複数の誘導センサー（例えばホームセンサー）７５８を設けてもよい。
【００９３】
マニピュレータアセンブリ３０２と同様に、マニピュレータアセンブリ９００は、カテーテルのアプローチ角と、カテーテルが患者から伸張させなければいけない距離と、の両方を最小限に抑えるために、垂直構成に配設されてもよく（図１参照のこと）、又は概ね水平位置から幾らか角度を成していてもよい（図２参照のこと）。図１の垂直構成では、カートリッジが、ほぼ水平方向に且つ患者の中へ進入する点と実質的に一直線になって移動するように（例えば図１で概略的に図示するように）、連動するカートリッジが下方の極限に配置された状態で、マニピュレータヘッドの背面を垂直に向けることで、アプローチ角とカテーテル伸張距離は、最小限に抑えることができる。その様な実施形態では、マニピュレータヘッドの背面を垂直方向に向けた状態では、マニピュレータヘッド構造体の配置によって、カテーテル／シースの近位制御機器は、実体的な構造物に干渉されること無く患者の体に近接して保持されることが可能になる。一実施形態では、個別のカートリッジをマニピュレータの下側部分に向けて配置することができるように、カテーテルカートリッジ１００２及びシースカートリッジ１００４のそれぞれを平行移動させるための高精度な駆動機構９１２、９１４を、マニピュレータ基部９０８、９１０より概ね下方に配置してもよい。近接した距離を保つことで、カテーテル／シースの進入角度を最小限に抑え、マニピュレータ制御装置を挿入場所により近接して配置することができる。更に、図１６ｂに示すように、全ての電子機器は、アセンブリ９００を概ね自給式にするために、マニピュレータアセンブリ９００の背面に配設されてもよいので、電源及び通信用ワイヤだけをそこに接続すればよいようになっている。
【００９４】
図１、図２及び図１６ａから図１６ｍ、特に図１６ｊから図１６ｍに示すように、ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ９００の第４の実施形態は、本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ（Robotic Catheter Rotatable Device Cartridge）」、で詳細に説明されているロボットカテーテル回転型装置用カートリッジ１０９０と共に使用することが可能であってもよい。図１６ｍで示すように、マニピュレータ基部９０８は、本願と同一出願人による同時係属中の出願「ロボットカテーテル回転型駆動機構（Robotic Catheter Rotatable Drive Mechanism）」で詳細に説明されているロボットカテーテル回転型駆動ヘッド１０９２とロボットカテーテル回転型駆動機構１０９４に置き換えてもよい。
【００９５】
図１、２及び１６ａから１９ｉを参照しながら、カテーテルカートリッジ１００２及びシースカートリッジ１００４の第４の実施形態を詳細に説明してゆく。
【００９６】
上記において簡潔に検討したように、ロボットカテーテルシステム１０は、１つ又はそれ以上のカートリッジ４００を含んでいてもよく、マニピュレータアセンブリ９００の第４の実施形態は、少なくとも２つのカートリッジ１００２、１００４を含んでいて、それぞれのカートリッジは、カテーテル又はシースのどちらかの遠位方向の動きを制御するようにそれぞれ設計されてもよい。カテーテルカートリッジ１００２では、カテーテル１００６は、実質的にカートリッジ１００２に接続又は取り付けられてもよく、そのためカートリッジ１００２の前進は、相応して、カテーテル１００６を前進させ、カートリッジの引き込みは、カテーテルを引き込むことになっている。更に、図１８ａから１９ｉで示し、また上記において検討したように、一実施形態では、それぞれのカートリッジ１００２、１００４は、ステアリングワイヤフィンガ１０１２、１０１４、１０１６、１０１８を含んでいてもよく、各スライダブロックは、各ステアリングワイヤに独立した張力を掛けることを可能にする様式で堅固に（そして独立して）複数のカテーテルステアリングワイヤ（例えば１０２０、１０２２、１０２４、１０２６）の１つに接続又は取り付けられている。カートリッジは、アセンブリ全体の予め決められた位置に容易に（例えばスナップ式に）配置することができる使い捨て品目として設けられてもよい。一実施形態では、下記に詳細に検討するように、各カートリッジは、システムが、適切にカートリッジを識別できる（例えば型式及び／又は適切な配置／位置付けによって）ようにさせる電気的な「ハンドシェイク」装置又は構成部品を含んでいてもよい。シースカートリッジ１００４は、カテーテルカートリッジ１００２と同様に設計されてもよいが、概して、カテーテル１００６の通路を提供するように構成されている。マニピュレータアセンブリ９０２は、複数の（１０又はそれ以上の数の）独立した駆動機構（例えばモーター駆動のボールスクリュー９２４）を含んでいてもよい。
【００９７】
幾つかの実施形態では、カテーテルカートリッジ及びシースカートリッジは、実質的に同様に設計することができ、その意味において、どちらか一方に対する論及は両方に関連していると言える。例えば、図１８ａから図１９ｉで示すように、カテーテル／シースのカートリッジの設計は、上部カートリッジ部分１０２８及び下部カートリッジ部分１０３０と、独立したステアリングワイヤフィンガ１０１２、１０１４、１０１６、１０１８と、を含んでいてもよい。システムは、概して、特定の材料の選択又は形成方法に制限されているわけではない。しかしながら、一実施形態では、上部カートリッジ部分１０２８及び下部カートリッジ部分１０３０は、ポリカーボネート材料を使用して射出成形で加工されてもよい。各ステアリングワイヤフィンガ１０１２、１０１４、１０１６、１０１８は、各スライダ１０１９を介して個別のカテーテルステアリングワイヤ１０２０、１０２２、１０２４、１０２６に接続されてもよく、例えばＤｅｌｒｉｎ  ＡＦなどのテフロン（登録商標）に類似する材料で作られてもよい。カートリッジハウジング部分１０２８、１０３０と接する時には、その様なテフロン（登録商標）に類似するスライダ１０１９及びステアリングワイヤフィンガは、低い静的及び動的摩擦係数を維持するので、追加的な潤滑油を注入する必要がない。
【００９８】
図１８ａから図１９ｉに示し、カテーテルカートリッジ１００２及びシースカートリッジ１００４は、それぞれが相互接続するカテーテル操作基部９０８及びシース操作基部９１０の上に固定又は係止されるように構成されてもよい。カートリッジ１００２（及び１００４）を基部９０８（及び９１０）と連結するために、カートリッジの１つ又はそれ以上の係止ピン（例えば図１８ｅ、図１９ｈの１０３２）は、基部の１つ又はそれ以上の嵌め合い凹部９６０と係合してもよい（図１７ａ参照のこと）。一実施形態では、その様な凹部９６０は、例えばばね戻り止め又は他の係止手段などの干渉ロック部分を含んでいてもよい。一実施形態では、その様な他の係止手段は、カートリッジを取り外すために使用者による積極的／肯定的実行を必要とする物理的干渉を含んでいてもよい。その様な作用は、リリースレバー９６２の作動を含む又は必要としてもよい。更に、図１８ｅ及び図１９ｈで示すように、カートリッジ１００２（及び１００４）は、基部の嵌め合い穴（例えば図１７ａの９６４）に受動的に嵌まるように構成されている１つ又はそれ以上の位置決めピン１０３４を含んでいてもよい。
【００９９】
一実施形態では、使用者（ＥＰなど）は、最初に、手動で、カテーテル１００６及びシース１０１０を（カテーテル１００６が、シース１０１０に挿入された状態で）患者の脈管構造の中に配置する。装置を心臓に関して凡その位置に配置すると、次に使用者は、例えばカートリッジの係止／位置決めピン１０３２、１０３４をそれぞれの操作基部９０８、９１０の嵌め合い穴９６０、９６４に挿入して、カテーテルカートリッジをマニピュレータの連結／連動基部の予め決められた位置に嵌め込む又は接続する（例えば「スナップ式に取り付ける」）。カートリッジを基部に連結する時には、複数のステアリングワイヤフィンガ１０１２、１０１４、１０１６、１０１８のそれぞれは、スライダブロック９１６、９１８、９２０、９２２の遠位端部に形成される凹部に嵌まる。その様な凹部は、例として図１７ｂに示している。
【０１００】
各スライダブロックは、近位方向に作動し、相応して、それぞれの個別のフィンガを押し進めるように設計されてもよい。フィンガは、最初に接触される時に、幾何学的な自己の中心に向けてスライダブロックを押圧するように構成されることが可能である。その様なセンタリング特徴は、スライダブロックの接触面によって実現し易くなっていてもよい。例えば、図１７ｂに示すように、スライダブロックは、係合面（例えば前方に向いている部分の半円筒形の凹部の形をしている）を含んでいてもよい。この表面は、対応するフィンガの適合する丸い部分と結合する又は連絡するように構成されてもよい。
【０１０１】
各フィンガと対応するステアリングワイヤとの間が十分に堅固に連結された状態で、近位方向にフィンガを押し進めると、取り付けられたステアリングワイヤには張力が掛かり、而してカテーテル１００６とシース１０１０の遠位端部を横方向に偏向させる。更に、その様な実施形態では、各フィンガとそれに関連付けられたスライダブロックとの間には堅固な接続が存在しないので、マニピュレータアセンブリ９００は、前方向へステアリングワイヤを引くことはできない。即ち、各フィンガが作動される時には、ステアリングワイヤに張力を掛けることしかできない。更に、各スライダブロックの押圧作動は、ブロックの底面付近で発生するので、モーメントは、ブロックに掛かる。その様なモーメントは、移動中にブロックを拘束する可能性を高める場合があるので、ブロックの長さは、ブロックと基部プレート９２３の間の接触力を減らす又は最小化するように最適化することができる。
【０１０２】
操作基部とカテーテルカートリッジ及びシースカートリッジとの間の前述の電気的なハンドシェイクを簡潔に説明してゆく。
【０１０３】
上記において検討したように、ロボットカテーテルシステム１０は、様々な処置に、また様々な器具及び／又はカテーテルと接続して使用するのに、有用である。その様な器具及び／又はカテーテルは、スパイラルカテーテル、アブレーションカテーテル、マッピングカテーテル、バルーンカテーテル、針／拡張器具、切削器具、焼灼器具、及び／又は把持器具を、これらに制限するわけではなく含んでいてもよい。システムは、使用するために取り付けられているカテーテル／器具カートリッジの特質及び／又は型式、及び／又は位置又は接続に関する情報を識別する手段を更に含んでいてもよい。システムは、更に、作成日付、通し番号、滅菌日付、先使用などのカートリッジについての追加的な情報に自動的にアクセス／取得してもよい。
【０１０４】
更に、システムの幾つかの実施形態は、幾つかのデータ／信号送信手段に加えて、使い捨てカートリッジに付属しているメモリを利用して、接続されるカートリッジの型式又は特性を「読み取る」又は検出する能力を含んでいてもよい。一例として、各カートリッジは、マニピュレータヘッドが電気的に接続することができるチップ（例えばＥＥＰＲＯＭチップ）を含んでいてもよい。その様なチップは、例として、製造工程の間にプログラムすることが可能であり、製造元、モデル、通し番号、生産作成日付、及び／又はカートリッジ又は器具に関連付けられる他の特有的な特徴などの様々なデータを電子的に保存してすることができる。更に、チップは、以前の使用についての表示、カテーテル個別の較正データ、及び／又は特定の装置の安全又は性能に関する何らかの他の情報など、他の価値ある情報を含むことが可能である。
【０１０５】
一実施形態では、カートリッジをマニピュレータヘッド（例えば３００）と相互接続すると、光学又は磁気センサーなどの検出手段は、最初にカートリッジの存在を検出する。存在が検出されると、マニピュレータは、チップに電圧を印加し、データ／信号検索を起動する。その後、それらの検索されたデータ／信号は、様々な特徴及び／又は表示を制御又は変更するために、システムによって利用されることが可能である。実施形態では、設計の融通性の理由で、チップ（例えばＥＥＰＲＯＭチップ）を使用するものもあるが、別の実施形態では、チップの代わりに又は追加的に、データ保存／転送を円滑化するために採用されるＲＦＩＤの様な無線送信装置を含んでいるものもある。
【０１０６】
本発明の幾つかの実施形態をある程度の特殊性と共に上記において説明してきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱すること無く、開示される実施形態に多くの変更を加えることができるであろう。全ての方向に関する指示は（例えば上部、下部、上向き、下向き、左、右、左向き、右向き、最上部、底部、より上方に、より下方に、垂直の、水平の、時計回り、反時計回り）、読者の本発明についての理解を助けるべく、識別する目的で使用されているに過ぎず、特に本発明の位置、方向又は使用に関して制限を与えるものではない。結合に関する指示は（例えば取り付けられる、連結される、接続されるなど）、広義に解釈されるべきであり、要素の接続部と、要素の間の相対的な機構部分と、の間の中間部材を含んでいる場合がある。その様に、結合に関する指示は、２つの要素が直接的に接続されている及び互いに固定した関係にあることを必ずしも推定しているものではない。上記の説明に含まれる又は添付図面に示される全ての内容は、制限的なものとしてではなく、単に例示的なものとして解釈されるべきである。添付の特許請求の範囲で定義されている本発明から逸脱すること無く、細部又は構造に変更を加えることができる。
【図１】
0006025328.tif 000002
【図２】
0006025328.tif 000003
【図３ａ】
0006025328.tif 000004
【図３ｂ】
0006025328.tif 000005
【図３ｃ】
0006025328.tif 000006
【図３ｄ】
0006025328.tif 000007
【図３ｅ】
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【図４ａ】
0006025328.tif 000009
【図４ｂ】
0006025328.tif 000010
【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
0006025328.tif 000013
【図５ｂ】
0006025328.tif 000014
【図５ｃ】
0006025328.tif 000015
【図６ａ】
0006025328.tif 000016
【図６ｂ】
0006025328.tif 000017
【図６ｃ】
0006025328.tif 000018
【図６ｄ】
0006025328.tif 000019
【図６ｅ】
0006025328.tif 000020
【図７ａ】
0006025328.tif 000021
【図７ｂ】
0006025328.tif 000022
【図７ｃ】
0006025328.tif 000023
【図７ｄ】
0006025328.tif 000024
【図７ｅ】
0006025328.tif 000025
【図７ｆ】
0006025328.tif 000026
【図８ａ】
0006025328.tif 000027
【図８ｂ】
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【図９ａ】
0006025328.tif 000029
【図９ｂ】
0006025328.tif 000030
【図９ｃ】
0006025328.tif 000031
【図９ｄ】
0006025328.tif 000032
【図１０ａ】
0006025328.tif 000033
【図１０ｂ】
0006025328.tif 000034
【図１０ｃ】
0006025328.tif 000035
【図１０ｄ】
0006025328.tif 000036
【図１０ｅ】
0006025328.tif 000037
【図１０ｆ】
0006025328.tif 000038
【図１０ｇ】
0006025328.tif 000039
【図１１ａ】
0006025328.tif 000040
【図１１ｂ】
0006025328.tif 000041
【図１１ｃ】
0006025328.tif 000042
【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
0006025328.tif 000044
【図１２ａ】
0006025328.tif 000045
【図１２ｂ】
0006025328.tif 000046
【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
0006025328.tif 000048
【図１２ｅ】
0006025328.tif 000049
【図１２ｆ】
0006025328.tif 000050
【図１２ｇ】
0006025328.tif 000051
【図１２ｈ】
0006025328.tif 000052
【図１２ｉ】
0006025328.tif 000053
【図１２ｊ】
0006025328.tif 000054
【図１２ｋ】
0006025328.tif 000055
【図１２ｌ】
0006025328.tif 000056
【図１２ｍ】
0006025328.tif 000057
【図１３ａ】
0006025328.tif 000058
【図１３ｂ】
0006025328.tif 000059
【図１３ｃ】
0006025328.tif 000060
【図１３ｄ】
0006025328.tif 000061
【図１３ｅ】
0006025328.tif 000062
【図１３ｆ】
0006025328.tif 000063
【図１３ｇ】
0006025328.tif 000064
【図１４ａ】
0006025328.tif 000065
【図１４ｂ】
0006025328.tif 000066
【図１４ｃ】
0006025328.tif 000067
【図１４ｄ】
0006025328.tif 000068
【図１４ｅ】
0006025328.tif 000069
【図１５ａ】
0006025328.tif 000070
【図１５ｂ】
0006025328.tif 000071
【図１５ｃ】
0006025328.tif 000072
【図１５ｄ】
0006025328.tif 000073
【図１６ａ】
0006025328.tif 000074
【図１６ｂ】
0006025328.tif 000075
【図１６ｃ】
0006025328.tif 000076
【図１６ｄ】
0006025328.tif 000077
【図１６ｅ】
0006025328.tif 000078
【図１６ｆ】
0006025328.tif 000079
【図１６ｇ】
0006025328.tif 000080
【図１６ｈ】
0006025328.tif 000081
【図１６ｉ】
0006025328.tif 000082
【図１６ｊ】
0006025328.tif 000083
【図１６ｋ】
0006025328.tif 000084
【図１６ｌ】
0006025328.tif 000085
【図１６ｍ】
0006025328.tif 000086
【図１７ａ】
0006025328.tif 000087
【図１７ｂ】
0006025328.tif 000088
【図１７ｃ】
0006025328.tif 000089
【図１７ｄ】
0006025328.tif 000090
【図１７ｅ】
0006025328.tif 000091
【図１７ｆ】
0006025328.tif 000092
【図１７ｇ】
0006025328.tif 000093
【図１８ａ】
0006025328.tif 000094
【図１８ｂ】
0006025328.tif 000095
【図１８ｃ】
0006025328.tif 000096
【図１８ｄ】
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【図１８ｅ】
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【図１９ａ】
0006025328.tif 000099
【図１９ｂ】
0006025328.tif 000100
【図１９ｃ】
0006025328.tif 000101
【図１９ｄ】
0006025328.tif 000102
【図１９ｅ】
0006025328.tif 000103
【図１９ｆ】
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【図１９ｇ】
0006025328.tif 000105
【図１９ｈ】
0006025328.tif 000106
【図１９ｉ】
0006025328.tif 000107