(57)【要約】  ステアリングシステム３０は、駆動ホイール１、３の間に配置された管状物体５をステアリングする２つの半径方向に反対に配置された駆動ホイール１、３を有する。駆動ホイール１、３は、各々、ホイール回転軸４０、４２を持ち、各々、ホイール回転軸４０、４２のまわりに分散された複数のローラ７を含む。ローラ７は、回転可能に構成され、各ローラは、ローラ回転軸４４と、ローラ回転軸４４に対応する方向においてアーチ型にくぼんだ外側駆動面５８とを持つ。ローラ回転軸４４は、ホイール回転軸４０、４２に対して斜めに向けられ、各駆動ホイール１、３のローラ７は、管状物体５に対するステアリング表面を一緒に形成する。前記ステアリングシステムは、前記物体が前記ローラとの接触を失う危険なしで管状物体の回転を続行することを可能にする。ステアリングシステム３０は、カテーテル５を有するカテーテルシステムに組み込まれることができる。
2013510629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの半径方向に反対に配置された駆動ホイールを有するステアリングシステムにおいて、前記駆動ホイールが、前記駆動ホイールの間に配置された管状物体をステアリングし、前記駆動ホイールが、各々、ホイール回転軸を持ち、各々、前記ホイール回転軸の周りに分散された複数のローラを含み、前記ローラが、回転可能に構成され、各ローラが、ローラ回転軸と、前記ローラ回転軸に対応する方向においてアーチ型にくぼんだ外側駆動面とを持ち、前記ローラ回転軸が、前記ホイール回転軸に対して斜めに向けられ、各駆動ホイールのローラが、前記管状物体に対するステアリング表面を一緒に形成する、ステアリングシステム。
【請求項２】
前記ローラ回転軸が、前記ホイール回転軸に対して１０ないし８０度、好ましくは３０ないし６０度の角度を形成する、請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記ローラ回転軸が、前記ホイール回転軸に対して実質的に４５度の角度を形成する、請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項４】
前記駆動ホイールは、前記管状物体を駆動するように前記駆動ホイールが互いに近い第１の位置と、前記管状物体をプラグイン及び／又はアウトするように前記駆動ホイールが互いから離れている第２の位置との間で移動可能である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のステアリングシステム。
【請求項５】
前記ステアリングシステムが、前記駆動ホイールを駆動するモータ装置を有する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のステアリングシステム。
【請求項６】
各駆動ホイールが、前記回転軸の周りに延在する２つのホイールフランジを含み、前記ローラが、前記２つのホイールフランジの間に取り付けられる、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のステアリングシステム。
【請求項７】
前記ホイール回転軸が、実質的に平行に配置される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のステアリングシステム。
【請求項８】
前記ステアリングシステムが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記駆動ホイールを移動する駆動ホイール制御装置を有する、請求項７に記載のステアリングシステム。
【請求項９】
カテーテルと、
請求項１ないし８のいずれか一項に記載のステアリングシステムと、
を有するカテーテルシステムにおいて、
前記カテーテルが前記管状物体を構成する、カテーテルシステム。
【請求項１０】
前記カテーテルが、先端を有し、前記カテーテルシステムが、前記先端を操作する駆動ユニットを有する、請求項９に記載のカテーテルシステム。
【請求項１１】
前記カテーテルシステムが、前記ステアリングシステムのモータ装置２１をステアリングするモータステアリング装置を有する、請求項９又は１０のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項１２】
前記カテーテルシステムが、体内の前記先端の位置及び／又は向きを決定する追跡手段と、前記追跡手段により決定された前記先端の位置及び／又は向きを表示するディスプレイを有する、請求項９、１０又は１１のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項１３】
前記ステアリングシステムの前記ホイールが使い捨てユニットとして構成される、請求項９ないし１２のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動ホイールの間に配置された管状物体をステアリングする２つの半径方向に反対に配置された駆動ホイールを有するステアリングシステムに関する。
【０００２】
本発明は、このようなステアリングシステムを有するカテーテルシステムにも関する。
【背景技術】
【０００３】
このようなステアリングシステム、すなわちカテーテルシステムの一実施例は、特許出願US2004/0254566A1に開示されている。既知のシステムは、互いに平行にかつカテーテルに直行して配置された２つのローラを有する装置を含み、前記カテーテルは、これらのローラの間につかまれる（gripped）。前記ローラの少なくとも１つは、回転可能に駆動されることができ、前記ローラの少なくとも１つは、間に入れられたカテーテルの摩擦締め付けを提供するように他方に対して弾性的に押し付けられる。時計回り又は反時計回り方向におけるローラの回転の結果として、前記カテーテルは、長手方向にそれぞれ前方に又は後方に移動する。また、前記２つのローラの少なくとも１つは、軸方向の両方において軸方向に移動されることができ、この軸方向移動の結果として、前記ローラの間につかまれる前記カテーテルが、自らの軸に対してそれぞれ右方向又は左方向に回転される。前記カテーテルと係合されるローラの単一の対の使用は、前記カテーテルの長手方向に前方及び後方の移動、並びに場合により前記長手方向の移動と同時の右方向又は左方向の回転の両方を生成する。
【０００４】
既知の装置において、前記カテーテルの回転は、前記ローラの軸方向の軸に沿った前記カテーテルの移動に関連付けられる。その欠点は、前記カテーテルの回転数が前記ローラの軸方向のサイズにより制限されることである。特に、前記カテーテルが連続的に回転される場合、前記カテーテルは、前記ローラの軸に沿った再配置の結果として特定の瞬間において前記ローラとの接触を失い、前記ローラによりつかまれなくなる。一度これが起こると、前記カテーテルの移動は、もはやローラにより制御されることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、管状物体がローラとの接触を失う危険のない管状物体の連続的な回転を可能にするよりよいステアリングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１において規定される本発明によるステアリングシステムで達成される。前記ステアリングシステムは、２つの半径方向に反対に配置された駆動ホイールを有し、前記駆動ホイールは、前記駆動ホイールの間に配置された管状物体、例えばカテーテルをステアリングする。用語"管状物体をステアリングする"が、前記管状物体を配向する及び／又は伝搬することを含むことに注意する。前記駆動ホイールは、各々、ホイール回転軸を持ち、各々、前記ホイール回転軸の周りに分散された複数のローラを含む。前記ローラは、回転可能に構成される。各ローラは、ローラ回転軸と、ローラ回転軸に対応する方向にアーチ型にくぼんだ（concavely vaulted）外側駆動面とを持つ。前記ローラ回転軸は、ホイール回転軸に対して斜めに方向づけられる。各駆動ホイールのローラは、前記管状物体に対するステアリング表面を一緒に形成する。このようなステアリングシステムにおいて、前記管状物体の回転は、前記ローラ回転軸に沿った前記管状物体の移動を生じない。前記駆動ホイール及び前記ローラのこのような構成は、前記管状物体が、前記ローラ回転軸に対応する方向においてアーチ型にくぼんだ前記ローラの外側駆動面によって前記回転の量にかかわらず前記ホイールの前記ローラによりつかまれたままである。結果として、本発明によるステアリングシステムは、上述の従来技術の装置の上記の問題を所有しない。
【０００７】
本発明によるステアリングシステムの一実施例は、前記ステアリングシステムが前記駆動ホイールを駆動するモータ装置を有するという特徴を持つ。
【０００８】
本発明によるステアリングシステムを使用して前記管状物体をステアリングすることは、以下に記載されるように機能する。前記モータが、第１のホイールとして更に言及される前記駆動ホイールの１つを反時計回りにステアリングし、第２のホイールとして更に言及される他方の駆動ホイールを時計回りにステアリングする場合に、前記管状物体は、第１の軸方向に移動される。前記モータが前記第１のホイールを時計回りにかつ前記第２のホイールを時計回りにステアリングする場合に、前記管状物体は、第１の回転方向において回転される。前記モータが前記第１のホイールを反時計回りに、前記第２のホイールを反時計回りにステアリングする場合に、前記管状物体は、前記第１の回転方向の反対の第２の回転方向において回転される。
【０００９】
本発明によるステアリングシステムの実際的な実施例は、各駆動ホイールが、前記回転軸の周りに延在する２つのホイールフランジを含むという特徴を持つ。
【００１０】
本発明によるステアリングシステムの実際的な実施例は、前記ホイール回転軸が、互いに対して実質的に平行に配置されるという特徴を持つ。
【００１１】
本発明によるステアリングシステムの実際的な実施例は、前記ローラ回転軸が、前記ホイール回転軸に対して１０ないし８０度の角度を形成するという特徴を持つ。好ましくは３０ないし６０度の角度が、前記ローラによる前記管状物体の良好なグリップを可能にする。
【００１２】
本発明によるステアリングシステムの好適な実施例は、前記ローラ回転軸が、前記ホイール回転軸に対して実質的に４５度の角度を形成するという特徴を持つ。このような角度は、前記ローラによる前記管状物体の最良のグリップを提供する。
【００１３】
本発明によるステアリングシステムの一実施例は、前記管状物体を駆動するように前記駆動ホイールが互いに近い第１の位置と、前記管状物体をプラグイン及び／又はアウトするように前記駆動ホイールが互いに離れている第２の位置との間で前記駆動ホイールが移動可能であるという特徴を持つ。
【００１４】
このような特徴は、前記ステアリングシステムのユーザが前記管状物体を前記システムから取り外し、前記管状物体を手動でステアリングし続ける可能性を提供する。
【００１５】
本発明によるステアリングシステムの一実施例は、前記ステアリングシステムが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記駆動ホイールを移動する駆動ホイール制御装置を有するという特徴を持つ。
【００１６】
本発明によるステアリングシステムは、人間又は動物の体内におけるカテーテル又はガイドワイヤステアリング、非侵襲手術又は調査ツールステアリング及び超音波プローブステアリングのような、様々な応用において使用されることができる。
【００１７】
本発明の目的は、カテーテルシステムを提供することでもある。本発明によるカテーテルシステムは、カテーテルと、本発明によるステアリングシステムとを有する。前記カテーテルは、前記管状物体を構成し、前記ステアリングシステムは、前記カテーテルをステアリングするように構成される。
【００１８】
本発明によるカテーテルシステムの一実施例は、前記カテーテルが先端を有し、前記カテーテルシステムが、前記先端を操作する駆動ユニットを有するという特徴を持つ。前記駆動ユニットは、当技術分野において既知である如何なる駆動ユニットであってもよく、一度前記先端が体内の所要の位置まで駆動されると、体、特に人間又は動物の体に対して所望の動作を実行するために前記カテーテルシステムのユーザにより使用されることができる。
【００１９】
本発明によるカテーテルシステムの一実施例は、前記カテーテルシステムが、前記ステアリングシステムの前記モータ装置をステアリングするモータステアリング装置を有するという特徴を持つ。
【００２０】
前記モータステアリング装置は、前記ステアリングシステムをステアリングする適切なソフトウェアを備えた当技術分野において既知であるマイクロプロセッサユニットであってもよい。前記マイクロプロセッサユニットは、コマンドボタンを持つ制御テーブルを介して前記ユーザにより制御されることができる。適切なボタンを押すことにより、前記ユーザは、２つの軸方向の１つに前記管状物体を平行移動する及び／又は２つの回転方向の１つにおいて前記管状物体を回転させることを選択することができる。したがって、使用中に、前記モータ装置は、前記マイクロプロセッサからステアリングコマンドを受信し、前記管状物体の選択された平行移動及び／又は回転が達成されるように前記ステアリングシステムのホイールをステアリングする。
【００２１】
本発明によるカテーテルシステムの一実施例は、前記カテーテルシステムが、体内において前記先端の位置及び／又は向きを決定する追跡手段と、前記追跡手段により決定された前記先端の位置及び／又は向きを表示するディスプレイとを有するという特徴を持つ。
【００２２】
動作中に、前記カテーテルシステムのユーザは、前記先端の位置及び／又は向きを観察し、所要の動作によって前記駆動ユニットにより前記カテーテルの先端を操作する。
【００２３】
本発明によるカテーテルシステムの一実施例は、前記ステアリングシステムの前記ホイールが使い捨てユニットとして構成され、前記駆動モータが再使用可能なアセンブリを形成するという特徴を持つ。
【００２４】
以下、本発明及び更なる態様が、以下の図を使用して、例を用いて記載され、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるステアリングシステムの例示的な実施例を概略的に示す。
【図２】本発明によるカテーテルシステムの第１の例示的な実施例及び前記カテーテルシステム内のステアリングシステムの位置を概略的に示す。
【図３】本発明によるカテーテルシステムの第１の例示的な実施例、前記カテーテルシステム内のステアリングシステムの位置及び患者に関する前記ステアリングシステムの可能な位置を概略的に示す。
【図４】カテーテルの先端の位置を示すディスプレイが示される本発明によるカテーテルシステムの第２の例示的な実施例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
好適な実施例の以下の記載において、前記記載の一部を形成する添付の図面が参照される。本発明が実施されうる特定の実施例は、説明によって以下の記載に示される。他の実施例が使用されてもよく、構造の変更が、本発明の範囲から逸脱することなしに行われうると理解されるべきである。同じ参照符号が複数の実施例において同じ又は同様の部分を示すのに使用されることに注意する。
【００２７】
図１に示される本発明の第１の実施例は、斜視図で描かれている。ステアリングシステム３０は、駆動ホイール１、３の間に配置された管状物体５をステアリングする２つの半径方向に反対に配置された駆動ホイール１、３を有する。駆動ホイール１、３は、各々、ホイール回転軸４０、４２を持ち、各々、ホイール回転軸４０、４２の周りに分散された複数のローラ７を含む。この実施例において、各ホイール１は、１２のローラを持つ。ローラ７は、回転可能に構成され、各ローラは、ローラ回転軸４４及び外側駆動面５８を持つ。前記外側駆動面は、ローラ回転軸４４に対応する方向においてアーチ型にくぼんでいる。ローラ回転軸４４は、ホイール回転軸４０、４２に対して斜めに向けられる。各駆動ホイール１、３のローラ７は、管状物体５に対するステアリング表面を一緒に形成する。各駆動ホイール１、３は、回転軸４０、４２の周りに垂直に延在する２つのホイールフランジ５０、５２を含む。ローラ７は、２つのホイールフランジ５０、５２の間に取り付けられ、生やされる。
【００２８】
前記システムは、駆動ホイール１、３を駆動する電気モータ装置２１を更に有する。前記システムは、２つの電気モータ２１を有することもでき、これら２つのモータの各々は、２つのホイール１、３の１つをステアリングする。
【００２９】
本発明によるステアリングシステム３０を使用する管状物体５のステアリングは、以下のように機能する。管状物体５のステアリングは、管状物体５と両方のホイール１、３のローラ７との間の摩擦の結果である。管状物体５の軸方向移動Ｚ−又はＺ＋は、ホイール１、３を互いに対して異なる方向にステアリングすることにより達成される。具体的には、モータ２１が第１のホイール１を反時計回りｃｃｗにステアリングし、第２のホイール３を時計回りｃｗにステアリングする場合に、管状物体５は、第１の軸方向Ｚ−に移動され、モータ２１が第１のホイール１を時計回りｃｗにステアリングし、第２のホイール３を反時計回りｃｃｗにステアリングする場合に、管状物体５は、第２の軸方向Ｚ＋に移動される。管状物体５の回転、反時計回りθｃｃｗ又は時計回りθｃｗは、ホイール１、３を互いに対して同じ方向にステアリングすることにより達成される。具体的には、モータ２１が第１のホイールを時計回りｃｗに、第２のホイール３を時計回りｃｗにステアリングする場合に、管状物体５は、第１の回転方向、反時計回りθｃｃｗに回転され、モータ２１が第１のホイール１を反時計回りｃｃｗに、第２のホイール３を反時計回りｃｃｗにステアリングする場合に、管状物体５は、第１の回転方向θｃｃｗとは反対の第２の回転方向、時計回りθｃｗに回転される。
【００３０】
ローラ７により管状物体５をつかむ強度は、ローラ回転軸がホイール回転軸と形成する角度に依存する。前記ステアリングシステムは、１０ないし８０度の如何なる角度とも機能するように適合される。実質的に４５度の角度は、ローラ７による管状物体５の最良のグリップを提供し、結果として最良のステアリング結果を提供する。
【００３１】
図２及び３は、本発明によるカテーテルシステムの例示的実施例を概略的に示す。前記カテーテルシステム内のステアリングシステム３０は、人間の患者又は動物の体１３の近くに配置される。カテーテル５は、前記管状物体を構成する。ステアリングシステム３０は、駆動ホイール１、３が、カテーテル５を駆動するように前記駆動ホイールが互いに近い第１の位置と、カテーテル５をプラグイン及び／又はアウトするように前記駆動ホイールが互いから離れている第２の位置との間で移動可能である。このような特徴は、前記ステアリングシステムのユーザがステアリングシステム３０からカテーテル５を取り外し、前記管状物体を手動でステアリングし続ける可能性を提供する。このような実施は、安全措置として必要とされうる。本発明によるステアリングシステムは、前記ステアリングシステムが、前記第１の位置と前記第２の位置との間で駆動ホイール１、３を移動する駆動ホイール制御装置６０を有する。前記駆動ホイール制御装置は、モータ又は当技術分野において既知である他の適切な装置であることができる。
【００３２】
可能な実施は、動作中にカテーテル５と、したがって患者の体１３と接触するローラ７を持つホイールが使い捨てユニットを形成し、駆動モータ２１が洗浄能力を助けるように再使用可能なアセンブリを形成するようなものであることができる。これは、各新しい患者に対して、新しいカテーテル及び新しいホイール１、３が使用されることを意味する。
【００３３】
カテーテル５は、先端６２を有し、前記カテーテルシステムは、先端６２を操作する駆動ユニット１１を有する。前記カテーテルシステムのユーザは、カテーテル５及び先端６２を体１３内の所要の位置に移動するのにステアリングシステム３０を使用する。この目的で、前記カテーテルシステムは、ステアリングシステム３０のモータ装置２１をステアリングするモータステアリング装置９を有する。前記ユーザは、体１３に対して前記先端による所望の動作を実行するために先端６２を操作するのに駆動ユニット１１を使用する。前記体は、特に、人間の体、例えば患者、又は動物の体であることができる。
【００３４】
図４は、本発明によるカテーテルシステムの例示的な実施例を概略的に示し、前記カテーテルの先端の位置を示すディスプレイ３２が図示される。前記カテーテルシステムのユーザは、ステアリングシステム３０により前記先端を体１３内の所望の位置に持っていくために先端６２の位置を知る必要がある。一度先端６２が前記所望の位置に配置されると、前記ユーザは、駆動ユニット１１を使用して前記先端を操作することにより体１３に対して所望の動作を実行するために先端６２の向きを知る必要がある。この目的で、前記カテーテルシステムは、体１３内の先端６２の位置及び／又は向きを決定する追跡手段と、前記追跡手段により決定された先端６２の位置及び／又は向きを表示するディスプレイ３２とを有する。
【００３５】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。
【００３６】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討により、請求された発明を実施する際に当業者に理解され、達成されることができる。請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"１つの"は複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。このような特徴の可能な組み合わせは、本発明の一部である。請求項内の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００３７】
１、３：駆動ホイール
５：管状物体／カテーテル
７：ローラ
９：モータステアリング装置
１１：駆動ユニット
１３：患者
２１：モータ装置
３０：ステアリングシステム
３２：ディスプレイ
４０、４２：ホイール回転軸
４４：ローラ回転軸
５０、５２：ホイールフランジ
５２：ホイールの第２のベース
５４：ローラの第１の端部
５６：ローラの第２の端部
５８：外側駆動面
６０：駆動ホイール制御装置
６２：先端
【図１】
2013510629.tif 000003
【図２】
2013510629.tif 000004
【図３】
2013510629.tif 000005
【図４】
2013510629.tif 000006
【国際調査報告】
2013510629.tif 000007
2013510629.tif 000008