JP5773884B2 - ロボットカテーテルシステム入力装置 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２００８年１２月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／１４１，９７１号明細書の利益及びそれに対する優先権を主張する。本願は、各々が２００８年１２月３１日に出願された、且つ各々が２００８年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／０４０，１４３号明細書に対する優先権を主張する米国特許出願第１２／３４７，４４２号明細書；同第１２／３４７，８１１号明細書；同第１２／３４７，８２６号明細書；同第１２／３４７，８３５号明細書；及び同第１２／３４７，８４２号明細書、並びに次には双方が２００８年９月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／０９９，９０４号明細書に対する優先権を主張する２００８年１２月３１日に出願された米国特許出願第１２／３４７，８２６号明細書及び２００９年７月２２日に出願された米国特許出願第１２／５０７，１７５号明細書の利益及びそれに対する優先権を主張する。上述の仮特許出願及び特許出願の各々の全開示は、それぞれ全体として本明細書に示されたかのように、本明細書によって参照により援用される。

（技術分野）
本開示は、ロボットカテーテルシステムに関し、より詳細には、心室などの処置範囲内でのカテーテル及びシースの動きを制御するための改良された入力装置に関する。本開示に係る入力装置は、他の手動の、コンピューターベースの医療システム、並びに訓練用シミュレーションシステムなどのハイブリッド型の手動及びコンピューターベースシステムと共に使用することができる。

電気生理学的カテーテルが使用される手技は増え続けている。例えば、カテーテルは、いくつか例を挙げれば、診断、治療、マッピング及びアブレーション手技に使用されている。典型的には、カテーテルは患者の血管系を通じて目的の部位、例えば患者の心臓内の部位まで操作され、及びマッピング、アブレーション、診断、又は他の処置に用いられ得る１つ又は複数の電極を備える。

処置範囲に至り、その中でカテーテルを操作する従来の技法は、典型的には医師によるカテーテルに接続されたハンドルの操作を含む。ハンドルは、概して、カテーテルの偏向を制御するための、ガイドワイヤに直接接続される機構を含む。概して、シースの偏向を制御するため第２のハンドルが提供される。カテーテル又はシースを回転及び前進させるには、概して電気生理学専門医（ＥＰ）などの医師が関連するハンドルを物理的に回転及び前進させる必要がある。

近年、ミネソタ州 リトル カナダ（Ｌｉｔｔｌｅ Ｃａｎａｄａ，Ｍｉｎｎ．）のセント・ジュード・メディカル・インコーポレーテッド（ＳＪＭ）により商品化されているＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（商標）システム及びＳＪＭによる市販化前の磁気ベースのＭｅｄｉｇｕｉｄｅシステム又はジョンソン・エンド・ジョンソンの系列会社のバイオセンスウェブスター社により商品化されているＣａｒｔｏシステムなどの視覚化／マッピングシステムと協働して機能するカテーテルシステムが開発されている。しかしながら、従来のシステムは、概してＥＰによるカテーテル及びシースシステムの手動制御をなお伴い、関連する視覚化システムは、典型的にはそれに応答する形でカテーテルの動きをモニタする。

ユーザ入力を受け取り、そのユーザ入力を表す信号を、カテーテルシステム（ロボットカテーテルシステムであってもよい）に提供するためのシステムが提供される。ロボットカテーテルシステム（「システム」とも称される）の実施形態は、例えば、心腔又は別の身体部分においてシース及びカテーテルの位置及び向きを操作することに使用されてもよい。システムは、ユーザと対話するように構成された人間による入力装置（例えばジョイスティック）と、入力装置におけるユーザの動作を、それにより生じるカテーテル先端の動きに変換する電子制御システムと、カテーテル先端に関するリアルタイム又は近リアルタイム位置情報をユーザに提供する視覚化装置とを組み込んでいてもよい。システムは、従来の手動システムによって提供されるものと同種の制御をユーザに提供してもよく、再現性のある正確且つダイナミックな動きが可能であってもよい。従って入力システムは、電気生理学専門医などのユーザに、ユーザが既に理解し習熟している１つ又は複数の装置を模倣した入力装置を提供してもよい。これには、例えば、１つ又は複数の模倣される装置の形状、適合性、機能（ｆｏｒｍ，ｆｉｔ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、又は形状、適合性、機能のうちの１つ若しくは全てを改変、又はカスタマイズした形態が含まれる。加えて、かかる装置は、物理的に拡大又は縮小することができ、そしてその機能は、１つ又は複数の模倣される装置に対して様々な類似度で機能するように適合させることができる。例えば、遠位先端のスイープする動作又はカールした構成を実現するための旋回速度又は動作減衰機能を、所与のＥＰの好み及び／又は所与の手技に合わせて変更することができる。訓練シナリオにおいて、ＥＰ指導者は、ＥＰ指導者の好みのパフォーマンス特性を模倣した装置を実習生に使わせることができる。本開示は、プラグ・アンド・プレイ機能を備えた各種医療装置会社の各種ハンドル部品の使用を説明し、図示し、及び特許請求する。すなわち、システムに連結されたソケット及びハンドルに連結されたプラグなどの機械的に協働する構造により、あたかもハンドルがシャフト又はカテーテルに直接機械的に連結されているかのように、ハンドルの種々の手動入力及び応答を、シャフト又はカテーテルのロボット駆動に変換することができる。変換は、直接変換であっても、又はＥＰの好みを組み込む修正を含む変換であってもよい（例えば、機械的駆動比若しくは付与される力を修正することができ、又はカテーテル若しくはシャフトの物理的許容値の超過を認めない電子的閾値を設定することができる）。変換は、公知の制御スキーム（例えば、１つ又は複数のＰＩＤ制御器、１つ又は複数のニューラルネットワーク、プログラマブル論理回路）により実施することができ、そして、元の、現在模倣されているハンドルの識別情報を、手動で、又は電子的にシステムに提供することができる。一形態では、識別情報は、短距離テレメトリにより無線で、又は、ハンドル上に配置され、システムによって読み取られるＥＥＰＲＯＭなどのチップを介して、提供することができる。識別情報はまた、スイッチ、トグル、又はＧＵＩ駆動メニューにより手動で確認することもできる。一実施形態では、特に訓練環境において様々な範囲のパフォーマンス又は応答を経験することができるように、装置のパフォーマンスをユーザが動的に修正することができる。第１のハンドルの挿入及び除去は、押しボタンなどのばね付勢部材により達成することができる。公知の装置とプラグ部分との組み合わせである移行部品が、偏向のための取り付けられたプルワイヤを介して、及びアブレーション電極へのエネルギー送給の起動又は停止、ＥＧＭベクトルへの、又はそれらの間での切り換え、流体送達（例えば、潅注流体又は他の物質の送達）等のための細長い導電体を介してソケットに連結される。

ある実施形態では、入力装置は第１のハンドルと第２のハンドルとを含む。第１のハンドルと第２のハンドルとは、シャフトに沿って同軸状に整列してもよい。ハンドルは、カテーテル及びシースの動きを制御するように構成されていてもよい手動アクチュエータのセレクタスイッチ、ダイヤル又はボタン、例えばスライダスイッチ又はサムホイールなどを含んでいてもよい。ハンドルはシャフトに沿って長手方向に変位可能であってもよく、シャフトが長手方向に変位する結果、関連するカテーテル／シースの長手方向の変位がもたらされるように構成されていてもよい。

一実施形態では、入力装置は、シース及びカテーテルを、共に、又は独立に制御するように構成された単一のハンドルを含んでいてもよい。実施形態において、入力装置は、３ポジションスイッチなどのセレクタ機構を含んでいてもよく、それを介してユーザは、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方を選択的に制御してもよい。

一実施形態では、入力装置は、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方のいずれが制御のために選択されているかに関してユーザに指示を提供するように構成された１つ又は複数のインジケータを含んでいてもよい。例えば、入力装置は、カテーテルが制御のために選択されていることを指示するＬＥＤインジケータ（例えば、白色ＬＥＤ）と、シースが制御のために選択されていることを指示する別のＬＥＤ（例えば、青色ＬＥＤ）とを含んでいてもよい。

一実施形態では、入力装置は、ユーザ入力がユーザ入力を指示する信号を送る前に起動されなければならない装置制御スイッチを含んでいてもよい。例えば、入力装置と通信するシステムは、装置制御スイッチが起動されているときにのみ、ユーザ入力装置からの入力を受け取るように構成されていてもよい。

本開示に係るシステムは、ユーザ入力制御部から入力を受け取り、そのユーザ入力を、カテーテルシステムの対応する動作を生じさせるように構成されたロボットカテーテルシステムに伝送するように構成することができる。

一実施形態に係るロボットカテーテルシステムの等角表現である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の図である。 一実施形態に係る入力システムを概して示す。 さらなる一実施形態に係る入力装置の等角図である。 さらなる一実施形態に係る入力装置を備えた制御器の等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの側面図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの側面図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの側面図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの側面図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置用ハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 図８Ａ−図８Ｂの入力装置のハンドルの等角図である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 一実施形態に係る入力装置の側面図である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 一実施形態に係る入力装置の等角図である。 図１１Ａの入力装置のハンドルの等角図である。

ここで、様々な図面において同様の参照符号が同様の構成要素を特定して用いられる図面を参照して、「システム」とも称されるロボットカテーテルシステム１０（本明細書によって全体として参照により本明細書に援用される「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ」と題される同時係属中の出願に詳細に説明される）の実施形態を示す。システム１０は、例えば、心腔内又は別の体腔内などの処置範囲においてカテーテル及びシースの位置及び向きを操作することに使用されてもよい。概して図１に示されるとおり、システム１０は入力制御システム１００を含んでもよい。入力制御システム１００は、電気生理学専門医（ＥＰ）などのユーザが対話してもよいジョイスティックなどの入力装置及び関連制御部（以下にさらに説明される）を含んでいてもよい。入力制御システム１００は、入力装置におけるユーザの動作を、それにより生じるカテーテル先端の動きに変換する電子制御システム２００に連結されていてもよい。視覚化システム１２が、カテーテル先端に関するリアルタイム又は近リアルタイム位置情報をユーザに提供してもよい。システム１０は、閉ループフィードバックシステム１４、例えば、ＳＪＭ社のＥｎＳｉｔｅ ＮａｖＸ（商標）インピーダンスベースシステム又はＭｅｄｉＧｕｉｄｅシステム（又はバイオセンスウェブスター社のＣａｒｔｏシステム）（このうちの後者２つは、磁気的な位置決定システムである）、及び／又は前述のいずれかと同等の光学力トランスデューサをさらに含んでいてもよい。システム１０は、加えて、ロボットカテーテル装置カートリッジ４００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と、マニピュレータ支持構造１１００とを含んでいてもよい。システム１０は、従来の手動システムによって提供される制御と同様の制御をユーザに提供しながら、再現性があり、正確且つダイナミックな動きを可能とする。一実施形態では、システム１０に関連して既に説明された特定の要素が省略されてもよく、又は組み合わされてもよい。例えば、電子制御システム２００はスタンドアロン型ユニットとして示されるが、マニピュレータ支持構造１１００などの別の装置に組み込まれてもよいことが理解される。

入力制御システム１００により、ユーザはカテーテル及びシースの双方の動き及び前進を制御することが可能となってもよい。概して、数種の入力装置が用いられていてもよい。本教示の主題となる入力装置は、従来のカテーテル制御部に概して類似する１つ又は複数のジョイスティックを含んでもよい機器搭載型カテーテルハンドル制御部を含む。１つ又は複数のジョイスティックに加えて又は代えて、１つ又は複数のジョイスティックと、多機能ハンドルなどの従来のカテーテル制御部との組み合わせを、手技中又は訓練セッション中に、単独で、又は組み合わせて使用することができる。実施形態において、限定されないが、例えば、入力装置は、中心位置からの任意の動きによって実際のカテーテル先端が漸進的に動くようなセルフセンタリング式であってもよい。或いは、入力装置は絶対的な基準で機能してもよい。また、接触に随伴する物理的指示（例えば、接触が起こったときにそれを示すもの）をユーザに提供するように、入力装置又は入力制御システム１００に接続する触覚フィードバックが用いられてもよい。限定されないが、触覚フィードバックとしては、例として、電極温度に関する指示をユーザに提供する入力装置のハンドルの昇温又は降温、例えば組織との接触を示すハンドルの振動、及び入力装置の動きに対する抵抗の提供を挙げることができる。接触を示すことに加え、触覚フィードバックはまた、装置の物理的限界を表すために用いられてもよい。例えば、触覚フィードバックは、カテーテル又はシースが可能な並進の末端に到達したり、最大限度の偏向に達したりしたことを示すため、又は関連する医療装置の別の物理的特性を示すために提供されてもよい。一実施形態では、ハンドルの振動、又は動きに対する抵抗の提供は、ハンドルと連結された１つ又は複数のモータを使用して実現されていてもよい。

システム１０では、例えばシステムの精度及び／又は有効性を向上させるため、多くのさらなる機能が含まれていてもよい。かかる機能としては、視覚化システム１２を用いた、又は対応する磁気的な位置決定システムを利用した（例えば、心室の幾何構造又はモデルを作成するための）フィードバックの提供、不整脈を特定するための起動タイミング及び電圧データの表示、及び正確なカテーテルの動きの案内、及び／又は光学力トランスデューサを挙げることができる。さらなる機能としては、システム応答時間を短縮するための「受動的」操縦ワイヤの能動的張力調整；電極先端が前後のアイロン掛け運動に従う間の蓄積的アブレーション；及び／又は反応性／抵抗性インピーダンス監視を挙げることができる。

システム１０は、カテーテル先端に関するリアルタイム又は近リアルタイム位置情報をユーザに提供し得る視覚化システム１２を含んでいてもよい。例示的な一実施形態において、システム１２は、心室の幾何構造又はモデルを表示し、不整脈を特定するために起動タイミング及び電圧データを表示し、そして、カテーテルの動き及びカテーテル又はシャフト用の制御機器（例えば、比較的従来型の又は公知のハンドルの形状、適合性、機能又は修正された機能（ｆｏｒｍ，ｆｉｔ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓａｍｅ）の動作上の特性の表示を修正すると同様に、カテーテルの動きの案内を促進するためのモニタ１６を含んでいてもよい。リアルタイムＸ線像を表示して医師がカテーテルを動かすのを補助するための蛍光透視モニタ１８が提供されてもよい。さらなる例示的なディスプレイとしては、心内エコー（「ＩＣＥ」）２０及びＥＰ Ｐｒｕｋａディスプレイ２２を挙げることができる。

図１を参照して、システム１４を簡単に説明する。

システム１４（「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｅａｒｔ」と題される米国特許第７，２６３，３９７号明細書に詳細に説明される）が、現実的な心室の幾何構造又はモデルを作成し、不整脈を特定するため起動タイミング及び電圧データを表示し、及び正確なカテーテルの動きを案内するために提供されてもよい。システム１４は、カテーテルから電気的データを収集してもよく、その情報を使用してカテーテルの動きを追跡又は誘導し、室腔の三次元（３−Ｄ）モデルを構築してもよい。

概して図１に示されるとおり、ロボットカテーテルシステム１０は、例えばカテーテル及びシースカートリッジを操作するための、１つ又は複数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。マニピュレータアセンブリ３００は、カテーテル及びシースカートリッジ用の相互接続式／インターロック式操作ベースを含んでいてもよい。各インターロック式ベースは、カテーテル／シースの長手方向（それぞれＤ_１、Ｄ_２）に動くことが可能であってもよい。一実施形態では、Ｄ_１及びＤ_２は、各々、最高８リニアインチ又はそれ以上の並進を表していてもよい。各インターロック式ベースは、高精度の駆動機構によって並進が行われてもよい。かかる駆動機構としては、限定されないが、例えば、モータ駆動式リードねじ又はボールねじを挙げることができる。

ロボットカテーテルマニピュレータアセンブリ３００は、ロボットカテーテル回転可能装置カートリッジと共に使用可能であってもよい。マニピュレータベースは、ロボットカテーテル回転可能駆動ヘッド及びロボットカテーテル回転可能駆動機構に替えられてもよい。

上記で簡単に考察したとおり、ロボットカテーテルシステム１０は、少なくとも２つのカートリッジを含むマニピュレータ３００に、１つ又は複数のカートリッジ４００を含んでいてもよく、その各々のカートリッジが、カテーテル又はシースのいずれかの遠位の動きを制御するように構成されていてもよい。カテーテルカートリッジに関しては、カテーテルはカートリッジに実質的に接続又は固着されており、従って、カートリッジが前進すると対応してカテーテルが前進するとともに、カートリッジが後退するとカテーテルは後退してもよい。各カートリッジは、例えば、各操縦ワイヤの独立した張力調整が可能な方法で複数のカテーテル操縦ワイヤのうちの１本に強固かつ独立に連結されたスライダブロックを含みんでいてもよい。カートリッジは、アセンブリ全体において所定位置に容易に位置決め（例えば、スナップ嵌め）可能な使い捨て物品として提供されてもよい。一実施形態では、カートリッジは、システム１０がカートリッジを（例えば、タイプ及び／又は正しい配置／位置決めにより）正しく識別できるようにするための電気的「ハンドシェーク」装置又は部品を含んでいてもよい。シースカートリッジはカテーテルカートリッジと同様に設計されていてもよいが、カテーテルの通路を提供するように構成されていてもよい。アセンブリは、複数の（例えば、１０個又はそれ以上の）独立した駆動機構（例えばモータ駆動式ボールねじ）を含んでもよい。

ロボットカテーテルシステム１０は、様々な手技に有用であるとともに、様々な用具及び／又はカテーテルと接続されていてもよい。限定されないが、かかる用具及び／又はカテーテルとしては、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、経中隔カテーテル、ニードル／拡張器用具、切断用具、焼灼用具、及び／又は把持用具を挙げることができる。システム１０は、加えて、使用のために導入されるカテーテル／用具カートリッジの性質及び／又はタイプ、及び／又は位置若しくは接続に関連する情報を識別する手段を含んでいてもよい。また、システム１０が、カートリッジに関する追加の情報、限定されないが、例えば、その製造日、シリアル番号、滅菌日、前回の使用等に自動的にアクセスし／それを取得することが望ましいこともある。

図２は、入力装置１０１の実施形態を示す。入力装置１０１は、ユーザがカテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方を選択的に制御できるように構成されていてもよい。入力装置１０１は、スプライン１０６を介して制御ボックス１０４に接続された少なくとも１つのハンドル１０２［図２に数字１０２を追加］を含んでもよい。以下にさらに詳細に説明するとおり、制御ボックス１０４は、ハンドル１０２を操作するユーザからのユーザ入力などのハンドル１０２からの入力を受け取るように構成されていてもよい。制御ボックス１０４は、ユーザ入力を電気信号などの出力に変換してもよく、それをロボットカテーテルシステム１０が用いて、例えばシース及び／又はカテーテルを制御してもよい。制御ボックス１０４は１つ又は複数のスイッチ１０８を含んでもよい。スイッチ１０８は、１つ又は複数の作動パラメータ、プリセット機能、又は他の機能：ホームなどのプリセット位置、又は中心位置への復帰；カテーテル又はシースの張力解除；直前の動きの取り消し、アブレーションエネルギーの起動／停止等の機能の選択を可能にするように構成されてもよい。ハンドル１０２は、制御ボックス１０４に対する相対的な動作を行うように構成されていてもよい。一実施形態では、ハンドル１０２の制御ボックス１０４に対する相対的な動作は、従来のカテーテルハンドルの動作と同様であってもよい。例えば、ハンドル１０２は、方向Ｒに回転し、且つ矢印Ｄの方向に横に変位可能又は並進可能であるように構成されていてもよい。これに関して、上記の発明の概要のセクションで説明したとおり、ハンドル１０２は、制御ボックス１０４に対して内側のソケット（図示せず）と、スプライン（又はソケット）１０６とハンドル１０２のソケットとの間に介在して連結される移行部品とを含むことができる。或いは、移行部品は、ハンドル１０２とスプライン（又はソケット）１０６との間に介在して配置することもできる。ハンドル１０２は、以下で図３を参照してさらに説明するとおり、スイッチ１１０、１１２などの１つ又は複数のスイッチを含んでいてもよい。制御ボックス１０４は、ハンドル１０２の動作を検出し、それに応答して１つ又は複数の電気信号又は制御信号を生成するように構成されていてもよい。１つ又は複数の制御信号はロボットカテーテルシステム１０に送られ、従って、従来のカテーテルシステムと同じように、ハンドル１０２を操作する結果としてカテーテル及び／又はシースを動かすことができる。上記は、特定のＥＰの好みに応じて、多様な新規の又は従来のハンドル構成を、容易に取り外したり、取り換えたりすることができる点で、ハンドル１０２と制御ボックス１０４との組み合わせに対して（及び全体としてのシステム１０に対して）一定のモジュール性を提供する。この開示に係る真正の「フライ・バイ・ワイヤ」の一実施形態において、ハンドル１０２の回転は電子的に検出され、制御ボックス１０４に中継することができる（例えば、ハンドルの回転部分及び隣接する固定構造に連結された、又はそれらの間に配置された、回転ポテンショメータ、ラジアル光学エンコーダ又はホール効果センサなどの公知の構成要素を使用して）。同様に既に指摘したとおり、ハンドルは、制御システム１０４に係合し、それによりシステムがエミュレートするハンドルを識別する１つ又は複数の電子チップ又は特性電気タブ若しくはトレースを含むことができる。さらに指摘したとおり、所与のハンドルの特性は、特定のＥＰの好み、訓練セッションに合わせて、又はこれまで同じように較正されていたハンドルを変えるため修正することができる。かかる修正は、自動的に、又は手動で（例えば、チップから、又は１回限りの及び動的変更を含むＧＵＩ入力、キーボード、マウス若しくはスイッチを介して）与えられる入力によってもたらされ得る。

図３Ａは、一実施形態に係るハンドル１０２の等角図である。ハンドル１０２は、上部分１１８ａと下部分１１８ｂとを含むハウジング１１８を含む。ハンドル１０２はまた、スライダスイッチ１１０も含む。スライダスイッチ１１０は、中心位置から概して矢印Ｄの方向に選択的に変位可能であるように構成されていてもよい。他の実施形態において（図示せず）、スライダスイッチ１１０は、ハンドルに対して回転可能なデフレクションダイヤル、サムホイール、トグルスイッチ、又は任意の他の適当なスイッチなどの別のスイッチに替えられてもよい。一実施形態では、スライダスイッチ１１０は、カテーテル及び／又はシースの先端の所望の偏向を表す入力を提供するように構成されていてもよい。

ハンドル１０２はまた、３ポジションスイッチであってもよいスイッチ１１２を含んでいてもよい。スイッチ１１２は、所望の制御スキームを表す入力を提供するように構成されていてもよい。例えば、スイッチ１１２は、ハンドル１０２を操作した結果、対応してカテーテルが操作される第１の位置を有していてもよい。スイッチ１１２は、ハンドル１０２を操作した結果、対応してシースが操作される第２の位置を有していてもよい。スイッチ１１２はまた、ハンドル１０２を操作した結果、対応してカテーテル及びシースの双方が操作される第３の位置も有していてもよい。カテーテル及びシースの各々の選択的な制御、又は個別の制御は、カテーテル及びシースの遠位先端の複合的な動き及び屈曲が可能となり得る点で有益である。組み合わされた制御は、カテーテル及びシースを、例えば共通の方向に、又は共通の平面に沿って動かすことが望ましい場合に有益であり得る。

例示される実施形態において、上部分１１８ａは一対の開口を画定し、そこを通じてライト１１６が見える。ライト１１６は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。第１のライト１１６ａは、ハンドル１０２がシースを制御する位置にスイッチ１１２が置かれると点灯するように構成されていてもよい。第２のライト１１６ｂは、ハンドル１０２がカテーテルを制御する位置にスイッチ１１２が置かれると点灯するように構成されていてもよい。ハンドル１０２がシース及びカテーテルの双方を制御する位置にスイッチ１１２が置かれると、双方のライト１１６ａ、１１６ｂが点灯するように構成されていてもよい。ライト１１６ａ、１１６ｂは同じ色であってもよく、又は異なる色であってもよい。異なる色のライトは、制御のために選択された装置の対照的な指示をユーザに提供するのに有用であり得る。

ハンドル１０２は、ボタン１１４などの、スライダスイッチ１１０に埋設され得る別のスイッチを含んでいてもよい。ボタン１１４は、作動中、制御ボックス１０４に１つ又は複数の入力を提供するように構成されていてもよい。一実施形態では、ボタン１１４は、デッドマンスイッチなどの装置制御スイッチとして働くように構成されていてもよい。例えば、かかる実施形態では、ボタン１１４が押されない限り、ハンドル１０２を操作しても関連するカテーテル又はシースは操作されない。別の実施形態において、ボタン１１４は、関連するアブレーション電極用の「オン」信号を提供するなど、別の機能を実行するように構成されていてもよい。ハンドル１０２はまた、１つ又は複数の他のスイッチ（図示せず）を含んでいてもよいことが理解される。装置制御スイッチ、又はデッドマンスイッチはまた、被覆されると、関連するカテーテル又はシースを操作しようとするユーザの意図が示される光学リレー又は容量性スイッチによるなど、別の形で実現されてもよい。

図３Ｂは、ハンドル１０２の一実施形態の部分分解図である。図３Ｂは、下部分１１８ｂに取り付けられたスイッチ１１０、１１２、並びにライト１１６ａ及び１１６ｂを示している。また、制御ロッド１３０の変位を補助するように構成され得る軸受ハウジング１２０も示している（図４Ｃについてさらに詳細に説明するとおり）。

図３Ｃはハンドル１０２の一実施形態の上面図であり、スイッチ１１０、１１２、並びにライト１１６ａ及び１１６ｂを示している。図３Ｄは、図３Ｃの線３Ｄ−３Ｄに沿った断面図であり、スイッチ１１０、並びに軸受ハウジング１２０をさらに示している。軸受ハウジング１２０は、制御ロッドが挿通し得る開口を画定していてもよい（図４Ｃについてさらに詳細に説明するとおり）。

図４Ａは、図２の入力装置１０１の等角図であり、制御ボックス１０４のカバーは除いてある。図４Ａは、概して、スプライン１０６により制御ボックス１０４と連結されたハンドル１０２を示している。図４Ａに示される他の要素を、以下で図４Ｂ及び図４Ｃについてさらに詳細に説明する。

図４Ｂは、図４Ａの入力装置１０１の上面図を示し、スイッチ１０８は除いてある。例示される実施形態において、入力装置１０１は、ハウジング１１８に連結されたスイッチ１１０、１１２、及びライト１１６ａ、１１６ｂを含む図３Ａ−図３Ｄに示されるハンドル１０２などのハンドルを含む。ハンドル１０２は、スプライン１０６を介してハウジング１０４に連結される。一実施形態では、ハンドル１０２を操作すると、スプライン１０６の同様の操作が生じるように、スプライン１０６はハンドル１０２に固定的に連結されていてもよい。例えば、ハンドル１０２を制御ボックス１０４に対して回転させると、スプライン１０６が回転し、その回転が制御ボックス１０４に伝達されてもよい。同様に、ハンドル１０２を制御ボックス１０４に対して並進させると（すなわち、矢印Ｄの方向に、横に前進又は後退させると）、スプライン１０６も同様に並進し、それによりその並進が制御ボックス１０４に伝達されてもよい。別の実施形態において（図示せず）、スプライン１０６は固定的であってもよく、ハンドル１０２がスプライン１０６に対して回転及び並進するように構成されていてもよい。かかる実施形態において、ハンドル１０２は回転センサ及び並進センサを含んでいてもよく、回転センサは、ハンドル１０２のスプライン１０６に対する回転を計測するように構成することができ、そして、並進センサは、ハンドルのスプライン１０６に対する並進を計測するように構成することができる。

制御ボックス１０４は、概して、ハンドル１０２から入力を受け取り、それらの入力を電気信号、又は出力として出力するように構成された多数の機構を含む。従って、制御ボックス１０４は、概して、回転機構１２２、偏向機構１２４、及び並進機構１２６を含む。回転機構１２２は、ハンドル１０２の回転する動きを検出及び／又は計測するように構成される。偏向機構１２４は、スライダスイッチ１１０の動きを検出及び／又は計測するように構成される。並進機構１２６は、ハンドル１０２の並進する動きを検出及び／又は計測するように構成される。制御ボックス１０４はまた、インタフェース機構１２８を含んでもよく、インタフェース機構１２８は、１つ又は複数の電気信号を伝送及び／又は受信し、及び／又は、回転機構１２２、偏向機構１２４、及び並進機構１２６の１つ又は複数に電力を供給するように構成されていてもよい。別の実施形態において（図示せず）、スライダスイッチ１１０は、ハンドル１０２に対して回転するように構成された偏向ダイヤル（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｄｉａｌ）に替えることもできる。ロータリーポテンショメータ、又は他の回転センサが、ダイヤルの回転を検出し、回転を表す信号を伝送してもよい。

ここで図４Ａ−図４Ｆを参照して、入力装置１０１をさらに詳細に説明する。図４Ｃに示されるとおり、スプライン１０６は、その中に開口を画定する中空であってもよい。スイッチ制御ロッド（又は単に「制御ロッド」）１３０がスライダスイッチ１１０に連結されていてもよく、それによりスライダスイッチ１１０の動作が制御ボックス１０４に伝えられる。制御ロッド１３０は、中空ロッドであっても、又は中実ロッドであってもよく、スプライン１０６の内径、及び軸受ハウジング１２０に緊密に適合し、制御ロッド１３０をスプライン１０６内で動かすことが可能であるように構成されていてもよい。軸受ハウジング１２０は、その中に配置された１つ又は複数のリニア軸受を含んでいてもよく、それにより軸受ハウジング１２０内での制御ロッド１３０の変位が促進される。

図４Ｄに示されるとおりの回転機構１２２は、ハンドル１０２の、例えば矢印Ｒによって示される方向の回転する動きを検出及び／又は計測するように構成されていてもよい。回転機構１２２は、概して、モータ１３２と、スプライン１０６に連結された回転ポテンショメータ１３６とを含む。モータ１３２は回転ポテンショメータ１３６に連結されていてもよい。回転ポテンショメータ１３６はハブ１３７に接続され、ハブ１３７が、ベルト１３４を使用してスプライン１０６に接続されていてもよい。スプライン１０６は、スプライン１０６が回転することにより対応する回転ポテンショメータ１３６の回転がベルト１３４の回転を介して生じるように構成されてもよい。一実施形態では、スプライン１０６、ハブ１３７及び回転ポテンショメータ１３６は、スプライン１０６を、スプライン１０６及び回転ポテンショメータ１３６の回転とは独立して、回転ポテンショメータ１３６に対して横に（例えば、矢印Ｄの方向に）変位させ得るように構成されていてもよい。すなわち、スプライン１０６は、回転ポテンショメータ１３６にいかなる実質的な影響も及ぼすことなく矢印Ｄに沿って並進してもよい。別の実施形態において（図示せず）、回転ポテンショメータ１３６は、スプライン１０６の横向きの変位と一致する形で横向きに変位するように構成されていてもよい。

モータ１３２は、スプライン１０６の回転に応答して回転するように構成されていてもよい。モータ１３２の回転は、いかなる介在歯車装置又は動力若しくは速度の低減もなしに、直接駆動方式で駆動されてもよい。すなわち、モータ１３２の回転は、スプライン１０６の回転の直接的な結果としてもたらされてもよい。或いは、モータ１３２の回転は、ベルト１３４、回転ポテンショメータ１３６（又はラジアル光学エンコーダ又はホール効果センサなど）、及び／又はハブ１３７を介するなど、間接的であってもよい。この実施形態の一形態において、ハブ１３７は、スプライン１０６を受け入れ、且つさらには、いくつかの新規又は公知のハンドル１０２のいずれか一つに特異的に適合する変換部品１３７’に連結される「万能ソケット」を含むことができる。回転ポテンショメータ１３６又は他の回転エンコーダは、回転時、例えば制御器（図示せず）又はインタフェース機構１２８などの電子インタフェースに信号を送るように構成されていてもよい。制御器、又はインタフェース機構１２８は回転ポテンショメータ１３６から信号を受け取ってもよく、及び１つ又は複数の回転特性を決定してもよい。例えば、制御器が受け取ったカウント数、又はポテンショメータの電圧変化に基づき回転角が決定されてもよく、計算された位置の時間微分を計算することにより回転速度を決定してもよい。

一実施形態では、モータ１３２は、スプライン１０６の回転する動きを生じさせるように構成されていてもよい。例えば、システムはセルフセンタリング機能を含んでもよく、ここでスプライン１０６、及びハンドル１０２は、トーションばねに接続されているかのようにホームポジションに復帰してもよい。モータ１３２は、インタフェース機構１２８などの制御器から、モータ１３２によりスプライン１０６をホームポジションに復帰させ得る信号を受け取るように構成されていてもよい。

図４Ｅに示されるとおり、偏向機構１２４は、概して、スライダスイッチ１１０などのスイッチの、矢印Ｄに従うような方向の直線変位を検出及び／又は計測するように構成される。既述のとおり、スライダスイッチ１１０は制御ロッド１３０に連結されていてもよく、制御ロッド１３０がスプライン１０６内に画定された開口を通じてスライダスイッチ１１０の横向きの動きを制御ボックス１０４に伝えてもよい。一実施形態では、制御ロッド１３０は、遠位端でリニアポテンショメータ１３８Ａに連結されていてもよい。リニアポテンショメータ１３８Ａは、制御ロッド１３０の直線変位を検出及び／又は計測するように構成されていてもよく、従ってスライダスイッチ１１０の直線変位を検出及び／又は計測し得る。リニアポテンショメータ１３８Ａは制御器（図示せず）に電気的に接続されていてもよく、及び／又はインタフェース機構１２８などのインタフェースに接続されていてもよい。リニアポテンショメータ１３８Ａは、制御ロッド１３０の直線的な動きに応答して出力信号を提供するように構成されていてもよく、その出力信号をインタフェース機構１２８などの制御器が使用してもよい。受信信号を使用して、変位の速度、方向、力、及び大きさのうちの１つ又は複数が決定されてもよい。

図４Ｆに示されるとおり、並進機構１２６は、概して、ハンドル１０２の、矢印Ｄに従うなどする方向の直線変位を検出及び／又は計測するように構成される。一実施形態では、ハンドル１０２はスプライン１０６の近位端に連結されていてもよい。スプライン１０６は、遠位端でリニアポテンショメータ１３８Ｂに連結されていてもよい。リニアポテンショメータ１３８Ｂは、スプライン１０６の直線変位を検出及び／又は計測するように構成されていてもよく、従ってハンドル１０２の直線変位を検出及び／又は計測してもよい。リニアポテンショメータ１３８Ｂは制御器（図示せず）に電気的に接続されていてもよく、及び／又はインタフェース機構１２８などのインタフェースに接続されていてもよい。リニアポテンショメータ１３８Ｂは、ハンドル１０２の直線的な動きに応答して出力信号を提供するように構成されてもよく、その出力信号をインタフェース機構１２８などの制御器が受け取ってもよい。受信信号を使用して、変位の速度、方向、力、及び大きさのうちの１つ又は複数が決定されてもよい。

偏向機構１２４及び並進機構１２６は、それぞれのベース１４０、１４２に取り付けられてもよい。一実施形態では、偏向ベース１４０は、以下にさらに説明するとおり、並進ベース１４２と相互作用するように構成されていてもよい。図４Ｅに示されるとおり、偏向ベース１４０の一実施形態は偏向レール１４４を含んでいてもよく、それに沿って偏向本体１４６が横に並進してもよい。偏向本体１４６は、制御ロッド１３０に、及びリニアポテンショメータ１３８Ａのプランジャに連結されていてもよい。偏向本体１４６はまた、ベルト１５０Ａに固定的に連結されるように構成されるベルトクランプ１４８Ａに連結されていてもよい。制御ロッド１３０が変位すると、偏向本体１４６もまた変位してもよく、それによりリニアポテンショメータ１３８Ａのプランジャがリニアポテンショメータ１３８Ａの外側シリンダの中に押し込まれてもよい。以下にさらに説明するとおり、制御ロッド１３０の遠位への変位、及び偏向機構１２４の変位本体１４６の対応する変位により、ベルト１５０Ａの回転が生じてもよい。

一実施形態では、図４Ｆに示されるとおり、並進ベース１４２は、ハンドル１０２の並進に応答して並進レール１５４に沿って並進するように構成された並進本体１５２を含んでいてもよい。並進レール１５４は、例えば制御ボックス１０４の下側内面に固定されていてもよい。並進本体１５２は、スプライン１０６を支持するように構成された近位ライザ１５６を含んでいてもよい。ライザ１５４はスプライン１０６を直接、又は例えば回転可能なハブ１５８を使用して支持してもよい。回転可能なハブ１５８により、ライザ１５６に大きいトルクを付与することなくハンドル１０２の回転、及び関連するスプライン１０６の回転を起こすことが可能となってもよい。ライザ１５６はまた、リニアポテンショメータ１３８Ｂのプランジャに連結されていてもよい。ハンドル１０２が、矢印Ｄに従うように並進すると、スプライン１０６が同様に並進してもよく、それによりハブ１５８に横向きの力が付与されてもよい。ハブ１５８に対する力によりライザ１５６が横に動かされ、リニアポテンショメータ１３８Ｂのプランジャがリニアポテンショメータ１３８Ｂのシリンダの中に押し込まれてもよい。ライザ１５４が並進すると、並進本体１５２がレール１５４に沿って横に動いてもよい。並進本体１５２はまた、ベルト１５０Ｂに連結されたベルトクランプ１４８Ｂ（図示せず）を含んでいてもよい。並進本体１５２が動くと、それによってベルト１５０Ｂが動かされてもよい。

例えば図４Ａ及び図４Ｃに示されるとおり、偏向機構１２４は並進機構１２６に取り付けられていてもよい。一実施形態では、並進本体１５２が、そこに画定された溝１６０を含んでいてもよい。偏向レール１４４が溝１６０に連結されるように構成されていてもよい。かかる一実施形態において、リニアポテンショメータ１３８Ａは、遠位端で並進本体１５２に連結されていてもよい。偏向機構１２４は、矢印Ｄの方向に沿った変位のような並進機構１２６の直線変位が偏向機構１２４に影響しないように構成されていてもよい。すなわち、偏向機構１２４は、偏向機構１２４の正味の変化をもたらすことなく全体として横に動いてもよい。従って、ハンドル１０２を並進させる能力を損なうことなく偏向が維持されてもよい。

ベルト１５０Ａ、１５０Ｂの各々は、偏向機構１２４及び並進機構１２６をそれぞれのモータ１６２Ａ、１６２Ｂに連結するように構成されていてもよい。モータ１６２Ａ、１６２Ｂは、関連する制御器と連結されていてもよく、及び／又はインタフェース機構１２８に接続されていてもよい。モータ１６２Ａ、１６２Ｂは、誘導機構１２４又は並進機構１２６によるなどしてモータに生じた動きを表す信号を伝送してもよい。それに加えて又は代えて、モータ１６２Ａ及び１６２Ｂは、それぞれの機構１２４、１２６の動きを生じさせるように構成されていてもよい。例えば、システムはセルフセンタリング機能を装備していてもよい。モータ１６２Ａは、インタフェース機構１２８などのインタフェースから信号を受け取り、偏向機構１２４に動きを生じさせて偏向機構１２４を初期状態又は中心となる状態に復帰させるように構成されていてもよい。「中心となる状態」とは、偏向スライダスイッチ１１０の可能な動きのなかでの幾何学的中心を指していてもよい。「中心となる状態」は、それに加えて又は代えて、手技の前に、又はその最中にプログラム可能なプリセット状態を指していてもよい。同様に、モータ１６２Ｂは、位置信号を受け取り、並進機構１２６、及び関連するスプライン１０６を中心となる状態に復帰させるように構成されていてもよい。

図５は、例示的入力システム１００を概して示している。入力システム１００は、入力装置１０１から制御信号を受け取り、入力制御システム１００に関連する情報を１つ又は複数のディスプレイ１０３に表示するように構成されたコンピューティングシステム１０２を含む。ディスプレイ１０３は、患者の健康状態、機器の状態、カテーテルの位置、アブレーション関連情報、又はカテーテル手技に関連する任意の他の情報に関する視覚的指示を提供するように構成されていてもよい。コンピューティングシステム１０２は、入力装置１０１から信号を受け取り、それらの信号を処理するように構成されていてもよい。例えば、コンピューティングシステム１０２は、患者体内でのカテーテルの所望の動作を示す信号を受け取ってもよく、それらの信号をフォーマットし、信号をマニピュレータシステム３００などのマニピュレータシステムに伝送してもよい。マニピュレータシステムは信号を受け取り、カテーテルの対応する動作を生じさせてもよい。関連するカテーテル又はシースの状態、位置、及び動きが、電気生理学専門医などのユーザに対してディスプレイ１０３上に表示されてもよい。入力装置１０１の動きと、関連するカテーテル及び／又はシースとの間の関係は、部分的に、コンピューティングシステム１０２に関連する１つ又は複数の制御パラメータ又は設定により影響を受けてもよい。制御パラメータ又は設定は、ＥＰなどのユーザにより、コンピューティング装置１０２に関連するソフトウェアの操作を介して、入力（例えば入力１０８）などの１つ又は複数の入力を介して、又は様々な他の従来の制御手段を用いて、提供されてもよい。制御パラメータ又は設定は、限定されないが、関連するカテーテル又はシースが所与のユーザ入力に応答して変位する大きさ又は速度に影響してもよいスケーリング値を含んでいてもよい。例えば、スケーリング値を２とすると、結果としてカテーテル又はシースは、１のスケーリング値に関してカテーテル又はシースが動くであろう距離の２倍の距離を動いてもよい。

図６Ａは、さらなる一実施形態に係る入力装置１０１’の等角図である。例示される実施形態において、入力装置１０１’は第１のハンドル１０２ａと第２のハンドル１０２ｂとを含む。第１のスプライン１０６ａがハンドル１０２ｂの近位端を通じて延在しており、ハンドル１０２ａと連結されていることが示されている。第２のスプライン１０６ｂがハンドル１０２ｂの遠位端に、及び制御ボックス１０４’と連結されている。ハンドル１１０ａ及び１１０ｂの各々は、スライダスイッチ１１２ａ、１１２ｂを含む。

一実施形態では、ハンドル１０２ａがカテーテルを制御するように構成されていてもよく、及びハンドル１０２ｂがシースを制御するように構成されていてもよい。かかる一実施形態において、ハンドル１０２ａ、１０２ｂは独立して動くように構成されていてもよい。スライダスイッチ１１０ａが関連するカテーテルの偏向を制御するように構成されていてもよく、及びスライダスイッチ１１０ｂが関連するシースの偏向を制御するように構成されていてもよい。

図６Ｂは、図６Ａの入力装置１０１’の等角図であり、制御ボックス１０４’内に格納される機構をさらに示す。入力装置１０１’は、概して、第１の回転機構１２２ａと、第１の偏向機構１２４ａと、第１の並進機構１２６ａと、並びに第２の回転機構１２２ｂと、第２の偏向機構１２４ｂと、第２の並進機構１２６ｂとを含む。この機構の働きは、既に前述の図面についてさらに詳細に説明した働きと同様であってもよい。機構１２２ａ、１２４ａ、及び１２６ａは第１のハンドル１０２ａと連結され、それぞれハンドル１０２ａの回転、偏向、及び並進を検出するとともに、それを表す信号を関連する制御器に送るように構成される。同様に第２のハンドル１０２ｂと連結されるとおりの機構１２２ｂ、１２４ｂ、及び１２６ｂは、それぞれハンドル１０２ｂの回転、偏向、及び並進を検出し、それを表す信号を関連する制御器に送るように構成される。

一実施形態では、ハンドル１０２、１０２ａ、１０２ｂなどのハンドルは、着脱可能及び交換可能であるように構成されていてもよい。例えば、第１のユーザは、偏向を制御するためスライダスイッチ１１０を有するハンドル１０２を好むであろう。第２のユーザは、偏向を制御するためダイヤルスイッチ（図示せず）を有するハンドル１０２を好むであろう。ハンドル１０２は、容易に取り外され、様々な入力提供方法を含むハンドルと交換されるように構成されていてもよい。先述のとおり、ハンドル１０２、１０２ａ、１０２ｂなどのいずれについても、その入力からの機械的な応答は、ハンドルそれ自体が様々であるのと同じく、様々であり得る。

図７Ａ−図７Ｂは、入力装置１０１と共に使用されるハンドル１０２のさらなる一実施形態を示す。ハンドル１０２は、例えばカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向を制御するように構成されたトリガスイッチ１１０を含む。スイッチ１１２により、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することが可能である。回転入力１１３を使用してカテーテル及び／又はシースの回転を制御してもよい。下側ハウジング１１８ｂは、より快適な把持性をもたらすように軟質であってもよい。カテーテル及び／又はシースの並進は、ハンドル１０２をスプライン１０６に沿って、概して矢印Ｄの方向に押したり、又は引いたりすることにより制御されてもよい。ライト１１６ａ、１１６ｂを使用してスイッチ１１２の位置を指示してもよく、それにより制御のために選択された１つ又は複数の医療器具の指示が提供されてもよい。

図７Ｃ−図７Ｄは、入力装置１０１と共に使用されるハンドル１０２の別の実施形態を示す。ハンドル１０２は、矢印Ｄの方向に変位可能なロータリスイッチ１１０を含む。スイッチ１１０を矢印Ｄの方向に変位させると、例えばカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向が制御されてもよい。スイッチ１１０は、スイッチ１１０を回転させるとカテーテル及び／又はシースの回転が制御され得るように構成されていてもよい。ロータリスイッチ１１２により、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することが可能である。下側ハウジング１１８ｂは、より快適な把持性をもたらすように軟質であってもよい。カテーテル及び／又はシースの並進は、ハンドル１０２をスプライン１０６に沿って、概して矢印Ｄの方向に押したり、又は引いたりすることにより制御されてもよい。環状のライト１１６が提供されてもよく、及びスイッチ１１２の位置を示してもよく、それにより制御のために選択された１つ又は複数の医療器具の指示が提供されてもよい。

図７Ｅ−図７Ｆは、入力装置１０１と共に使用されるハンドル１０２のさらなる実施形態を示す。ハンドル１０２は、ハンドル１０２を上下に、概して矢印Ｘの方向に動かすと、関連するカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向が制御され得るように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することを可能にし得るスイッチ１１２を含んでいてもよい。回転入力１１３を使用してカテーテル及び／又はシースの回転を制御してもよい。下側ハウジング１１８ｂは、より快適な把持性をもたらすように軟質であってもよい。カテーテル及び／又はシースの並進は、ハンドル１０２をスプライン１０６に沿って、概して矢印Ｄの方向に押したり、又は引いたりすることにより制御されてもよい。ライト１１６ａ、１１６ｂを使用してスイッチ１１２の位置を指示してもよく、それにより制御のために選択された１つ又は複数の医療器具の指示が提供されてもよい。

図７Ｇ−図７Ｉは、入力装置１０１と共に使用されるハンドル１０２のさらに別の実施形態を示す。ハンドル１０２は、ハンドル１０２を上下に、概して矢印Ｘ（図７Ｇ）の方向に動かすと、関連するカテーテル及び／又はシースの遠位端の並進が制御され得るように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、ハンドル１０２をいずれか一方の側に、概して矢印Ｙ（図７Ｈ）の方向に動かすと、関連するカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向が制御され得るようにさらに構成されていてもよい。ハンドル１０２は、ハンドル１０２を例えば矢印Ｒ（図７Ｉ）の方向に回転させると、関連するカテーテル及び／又はシースの回転が制御され得るようにさらに構成されていてもよい。ハンドル１０２は、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することを可能にし得るセレクタスイッチ１１２を含んでいてもよい。

図８Ａは、スプライン１０６を介して制御ボックス１０４に連結されてもよいハンドル１０２を含む入力装置１０１を示す。ハンドル１０２は、関連するカテーテル及び／又はシースの偏向を制御するように構成されていてもよいスイッチ１１０を含んでいてもよい。ハンドル１０２はまた、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することを可能にし得るように構成されていてもよいトグルスイッチ１１２を含んでいてもよい。ロータリスイッチ１１３は、スイッチ１１３を矢印Ｒの方向に回転させることによるなどして関連するカテーテル及び／又はシースの回転を制御し得るように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、関連するカテーテル及び／又はシースの並進を制御するように構成されていてもよい並進スイッチ１１５をさらに含んでいてもよい。ハンドル１０２のハウジング１１８は、快適性を向上させるため、シリコーングリップなどのテクスチャ付きグリップを含んでいてもよい。制御ボックス１０４は、デッドマンスイッチとして機能するように構成されていてもよいスイッチ１１４を含んでいてもよい。制御ボックス１０４はまた、１つ又は複数のディスプレイ及びインジケータを含んでいてもよい。例えば、アクリルディスプレイを使用して機能を表示してもよい。１つ又は複数のライト１１６が提供されてもよく、及びスイッチ１１２の位置を指示してもよく、それにより制御のために選択された１つ又は複数の医療器具の指示が提供されてもよい。

図８Ｂは、図８Ａの入力装置と同様の入力装置１０１の別の実施形態を示す。図８Ｃは、図８Ｂの入力装置１０１のハンドル１０２の拡大図である。ハンドル１０２は、スプライン１０６を介して制御ボックス１０４に連結されていてもよい。スプライン１０６は剛性であってもよく、又は可撓性であってもよい。スプライン１０６は、ハンドル１０２と制御ボックス１０４との間で１つ又は複数の電気信号を伝送するように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、関連するカテーテル及び／又はシースの偏向を制御するように構成されていてもよいトリガスイッチ１１０を含んでいてもよい。トリガスイッチ１１０が動き得る量は調整可能であってもよい。ハンドル１０２はまた、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することを可能にするように構成されていてもよいトグルスイッチ１１２を含んでもよい。ロータリスイッチ１１３は、スイッチ１１３を矢印Ｒの方向に回転させることによるなどして関連するカテーテル及び／又はシースの回転を制御するように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、関連するカテーテル及び／又はシースの並進を制御するように構成されていてもよい並進スイッチ１１５をさらに含んでいてもよい。ハンドル１０２のハウジング１１８は、快適性を向上させるため、シリコーングリップなどのテクスチャ付きグリップを含んでいてもよい。制御ボックス１０４はまた、１つ又は複数のディスプレイ及びインジケータを含んでいてもよい。例えば、ディスプレイを使用して機能を表示してもよい。１つ又は複数のライト１１６が提供されてもよく、及びスイッチ１１２の位置を指示してもよく、それにより制御のために選択された１つ又は複数の医療器具の指示が提供されてもよい。制御ボックス１０４は、台、装置、又は他の取り付け場所に選択的に配設するように構成されていてもよい保持ラック１１９をさらに含んでもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、スプライン１０６を介して制御ボックス１０４に連結されたハンドル１０２を含む入力装置１０１の別の実施形態を示す。ハンドル１０２は、スイッチ１１０を回転させるとカテーテル及び／又はシースの回転が制御され得るように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、スイッチ１１０を回転させると、例えばカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向が制御され得るように構成されていてもよいロータリスイッチ１１０を含んでいてもよく、又はそれと連結されていてもよい。トグルスイッチ１１２により、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することが可能であってもよい。ハンドル１０２は、デッドマンスイッチ１１４として機能するように構成されていてもよいスイッチ１１４をさらに含んでいてもよい。図９Ａ及び図９Ｂには図示されないが、ソケット及びプラグの組み合わせ並びに先述のとおりのそのあらゆる機能性及び多用途性を、システム１０１に、制御ボックス１０４内に及び／又はハンドル１０２に連結される構造と共に組み込むことができる。

制御ボックス１０４は、回転結合器１２３を介してベース１２１に連結されてもよい。回転結合器１２３は、支持表面（又はベース１２１）に対する制御ボックス１０４の角度を変更することができるように、選択的に調整可能であってもよい。ベース１２１は、例えば、カテーテル及び／又はシースを後退させたり、又はアブレーションカテーテルからアブレーションエネルギーを取り除いたりするように構成されていてもよい非常停止ボタン１２５を含んでいてもよい。ベース１２１は、ユーザによって選択的に割り当てられてもよい１つ又は複数のスイッチ１２７をさらに含んでいてもよい。

図１０は、入力装置用のハンドル１０２を示す。ハンドル１０２は、例えばユーザの手に適合するように付形されていてもよい。ハンドル１０２は、右手又は左手のいずれかに適合するように設計されていてもよい。入力は、トラックボール１２９及び１つ又は複数の割り当て可能なボタン１３１を使用して入力制御システム１００に提供されてもよい。ボタン１３１は、カテーテル及びシースの１つ又は複数を制御のために選択するように構成されていてもよい。加えて、ボタン１３１は、ユーザがトラックボール１２９を使用して制御され得る機能を選択できるように構成されていてもよい。例えば、ボタン１３１ａは、ボタン１３１ａを選択することによってトラックボール１２９にカテーテル又はシースの遠位端の偏向を制御させるように構成されていてもよい。ボタン１３１ｂは、ボタン１３１ｂを選択することによりトラックボール１２９がカテーテル又はシースの並進を制御することができるように構成されていてもよい。ハンドル１０２は、例えば、機械、台、又は別の医療装置にハンドル１０２を取り付け可能にする１つ又は複数の取り付け穴を含んでいてもよい。

図１１Ａは、一実施形態に係る入力装置１０１の側面等角図である。図１１Ｂは、入力装置１０１と共に使用されるように構成されていてもよいハンドル１０２の等角図である。入力装置１０１は、Ｎｏｖｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．により商品化されているＦａｌｃｏｎ制御器などの空間的な入力装置であってもよい。ハンドル１０２は、複数の制御アーム１３３を介して制御ボックス１０４に連結されていてもよい。制御アーム１３３は、ハンドル１０２が動くための枢動点を提供するいくつかのセクション１３５ａ〜１３５ｄを含んでいてもよい。図１１Ａは２本の制御アーム１３３を示すが、入力装置１０１は任意の数の制御アーム１３３を含んでいてもよいことが理解されるべきである。一実施形態では、入力装置１０１は３本の制御アーム１３３を含む。セクション１３５の１つ又は複数が、そこにモータ、センサ、又は制御器１４１を含んでいてもよい。ハンドル１０２は、１つ又は複数の取り付け点を含んでいてもよい基部１３９において、制御アーム１３３に連結されていてもよい。ハンドル１０２は、関連するカテーテル及び／又はシースの遠位端の偏向を制御するように構成することのできるロータリスイッチ１１０を含んでいてもよい。トグルスイッチ１１２により、カテーテル及びシースの一方又は双方を制御のために選択することが可能となってもよい。ハンドル１０２は、デッドマンスイッチ１１４として機能するように構成されていてもよいスイッチ１１４をさらに含んでいてもよい。

入力装置１０１は、制御アーム１３３の１本又は複数を選択的にロック可能であり得るように構成されていてもよい。例えば、入力装置１４１は、モータ１４１の１つ又は複数を選択的に動力供給し、又はロックして、ハンドルの動作１０２を制限してもよい。一実施形態では、これにより入力装置１０１は、ハンドル１０２の動作をｘ−ｙ平面などのある平面内に制限しながら、ハンドル１０２を並進させたり、Ｚ軸などのある軸の周りに回転させたりすることが可能となってもよい。別の実施形態において、入力装置１０１は、Ｚ軸などのある軸に従う回転はロックしながら、それ以外は制限のないハンドル１０２の動きを可能にするように構成されていてもよい。

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。例えば、実施形態ではポテンショメータを使用しているが、追加の実施形態が、特に限定されないが、絶対位置エンコーダ、相対位置エンコーダ、光学エンコーダ、直線エンコーダ、直線アクチュエータ、直線可変差動トランスを含む、他のタイプのセンサおよびエンコーダを含み得ることが理解される。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。
以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
（項目１）
医療器具を含むロボット医療システム用の入力装置であって、
前記入力装置は、
中心軸の周りに回転可能であり、且つ前記中心軸に沿って長手方向に変位可能であるように構成されたハンドルと、
前記ハンドル又はその周りに配置され、且つ医療器具の遠位端の偏向平面内での偏向を選択的に制御するように構成された偏向制御要素と、を備えており、
前記ハンドルを長手方向に変位させると、前記医療器具の対応する長手方向の動きが生じ、又は結果としてもたらされ、
前記ハンドルを回転させると、前記偏向平面の対応する回転が生じ、又は結果としてもたらされ、
前記ハンドルの長手方向変位及び回転が電子的に検出又は検知される、入力装置。
（項目２）
前記医療器具が、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方を備えており、
前記入力装置が、前記カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの選択的な制御を可能にするように構成された選択スイッチを備えている、項目１に記載の入力装置。
（項目３）
前記ハンドルが、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方のいずれを制御するように構成されているかを示すための１つ又は複数のインジケータをさらに備えている、項目１に記載の入力装置。
（項目４）
変位した後に初期位置又は中心となる位置に復帰するように構成される、項目１に記載の入力装置。
（項目５）
前記ハンドルに作動可能に接続又は連結され、且つ前記ハンドルの変位を計測するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに備えている、項目１に記載の入力装置。
（項目６）
前記ハンドルの回転に応答する第１のセンサと、前記ハンドルの長手方向の変位に応答する第２のセンサと、スイッチの変位に応答する第３のセンサとを備えている、項目５に記載の入力装置。
（項目７）
前記少なくとも１つのセンサは、前記センサの起動時又は変位時に制御システムに信号を提供するように構成されている、項目５に記載の入力装置。
（項目８）
前記制御システムは、医療器具の対応する変位を生じさせ、又は結果としてもたらすように構成されている、項目７に記載の入力装置。
（項目９）
前記医療器具の変位の速度は、前記少なくとも１つのセンサの変位の大きさに比例する、項目８に記載の入力装置。
（項目１０）
前記少なくとも１つのセンサは、ポテンショメータ又はエンコーダである、項目５に記載の入力装置。
（項目１１）
前記少なくとも１つのセンサは、モータ及びエンコーダである、項目５に記載の入力装置。
（項目１２）
前記ハンドルを変位後に初期位置又は中心となる位置に復帰させるように構成された少なくとも１つのサーボモータをさらに備えている、項目５に記載の入力装置。
（項目１３）
前記少なくとも１つのサーボモータは、直接駆動構成で前記ハンドルに連結される、項目１２に記載の入力装置。
（項目１４）
医療器具の意図的でない制御を防止するように構成されたデッドマンスイッチをさらに備えている、項目１に記載の入力装置。
（項目１５）
前記デッドマンスイッチは、前記ハンドルの少なくとも一部分と接触している手の一部の存在又は不在を検出するように構成された光学的スイッチ又は容量性スイッチである、項目１４に記載の入力装置。
（項目１６）
前記ハンドルが選択的に着脱可能であってもよい、項目１に記載の入力装置。
（項目１７）
第１のタイプの偏向制御要素を有する第１のハンドルが、選択的に取り外され、第２のタイプの偏向制御要素を有する第２のハンドルと交換されてもよい、項目１６に記載の入力装置。
（項目１８）
ユーザに触覚フィードバックを提供するようにさらに構成されている、項目１に記載の入力装置。
（項目１９）
前記入力装置が、前記ハンドルを介してユーザに昇温、降温、振動又は力のうちの少なくとも１つを提供するように構成されている、項目１８に記載の入力装置。
（項目２０）
触覚フィードバックが、処置範囲内の組織とのカテーテル又はシースの遠位の接触を示す、項目１８に記載の入力装置。
（項目２１）
触覚フィードバックが、前記入力装置又は関連するカテーテル若しくはシースの物理的特性を示す、項目１８に記載の入力装置。
（項目２２）
ジョイスティック入力装置と、制御システムとを備えている、カテーテル入力装置であって、
前記制御システムは、前記ジョイスティック入力装置の動きに応答して制御信号を受け取り、且つ対応する動作関連コマンドをカテーテルに送るように構成されており、
前記ジョイスティック入力装置は、前記ジョイスティック入力装置を第１の軸に沿って変位させた結果、カテーテル及びシースの少なくとも一方の対応する前進又は後退がもたらされ、且つ、前記ジョイスティック入力装置を第２の軸に沿って変位させた結果、カテーテル及びシースの少なくとも一方の遠位端の偏向平面に沿った対応する偏向がもたらされるように構成されている、入力装置。
（項目２３）
少なくとも１つの回転入力装置をさらに備えており、
前記回転入力装置を起動した結果、前記偏向平面の対応する回転がもたらされる、項目２２に記載の入力装置。
（項目２４）
前記偏向平面を回転させた結果、カテーテル及びシースの少なくとも一方の遠位端の対応する回転がもたらされる、項目２３に記載の入力装置。
（項目２５）
前記回転入力装置は、ポテンショメータ、モータ、及びエンコーダのうちの少なくとも１つである、項目２２に記載の入力装置。
（項目２６）
前記ジョイスティック入力装置を動かすと変位し、且つ前記ジョイスティック入力装置の動きを示す制御信号を前記制御システムに提供するように構成された複数の精密センサをさらに備えている、項目２２に記載の入力装置。
（項目２７）
前記複数の精密センサが少なくとも１つのポテンショメータを含んでいる、項目２６に記載の入力装置。
（項目２８）
前記複数の精密センサが少なくとも１つのモータ及びエンコーダを含んでいる、項目２６に記載の入力装置。
（項目２９）
前記ジョイスティック入力装置を変位後に初期位置又はニュートラル位置に復帰させるように構成された少なくとも１つのセンタリング機構をさらに備えている、項目２２に記載の入力装置。
（項目３０）
前記センタリング機構が、前記ジョイスティック入力装置を変位後に初期位置又はニュートラル位置に復帰させるように構成された少なくとも１つの精密モータを含む、項目２９に記載の入力装置。
（項目３１）
第１のタイプの偏向制御要素を有する前記第１のハンドルが、手動で回転させることが可能な機能を備えており、第２のタイプの偏向制御要素を有する第２のハンドルが枢動可能部材を有している、項目１７に記載の入力装置。
（項目３２）
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの一方に連結された手動起動式解除機構をさらに備えている、項目３１に記載の入力装置。
（項目３３）
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの一方に連結されたメモリ構造をさらに備えており、
前記メモリ構造は、前記ハンドルの働きに関連する記憶情報を含んでいる、項目１７に記載の入力装置。
（項目３４）
前記記憶情報は、予め設定された操作者の好みの設定及び訓練モード設定の少なくとも一方により選択的に修正可能である、項目３３に記載の入力装置。

Claims (29)

1. 医療器具および電子制御システムを含むロボット医療システム用の入力装置であって、
   前記入力装置は、
   前記電子制御システムに連結されるように構成されたハンドルであって、前記電子制御システムは前記ハンドルの動作をそれにより生じる前記医療器具の動きに変換するように構成され、前記ハンドルは、長手方向軸を規定する円筒状長手方向部分を有し、前記ハンドルは、さらに、前記長手方向軸の周りに回転可能であり、且つ前記長手方向軸に沿って長手方向に変位可能であるように構成され、前記円筒状長手方向部分が使用者によって把持されるようになっている、ハンドルと、
   前記ハンドル又はその周りに配置され、且つ医療器具の遠位端の偏向平面内での偏向を選択的に制御するように構成された偏向制御要素と、を備えており、
   前記ハンドルを長手方向に変位させると、前記医療器具の対応する長手方向の動きが生じ、又は結果としてもたらされ、
   前記ハンドルを回転させると、前記偏向平面の対応する回転が生じ、又は結果としてもたらされる、入力装置。
2. 前記ハンドルに作動可能に接続又は連結され、且つ前記ハンドルの変位を計測するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに備えている、請求項１に記載の入力装置。
3. 前記少なくとも１つのセンサは、前記センサの起動時又は変位時に制御システムに信号を提供するように構成されている、請求項２に記載の入力装置。
4. 前記信号は、前記医療器具の所望の動作を示す、請求項３に記載の入力装置。
5. 前記医療器具の所望の動作の速度は、前記少なくとも１つのセンサの変位の大きさに比例する、請求項４に記載の入力装置。
6. 前記ハンドルの回転に応答する第１のセンサと、前記ハンドルの長手方向の変位に応答する第２のセンサと、スイッチの変位に応答する第３のセンサとを備えている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 前記スイッチは、ハンドル上に含まれている、請求項６に記載の入力装置。
8. 前記ハンドルを連結させる制御ボックスをさらに含む、請求項２〜７のいずれか一項に記載の入力装置。
9. 前記制御ボックスは、少なくとも１つのセンサを含む、請求項８に記載の入力装置。
10. 前記制御ボックスは、前記ハンドルの動作に応答して１以上の電子信号を発生し、前記１以上の電子信号を電子制御ユニットに送信するように構成されている、請求項８または９に記載の入力装置。
11. 前記ハンドルは、前記制御ボックスから選択的に着脱可能である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の入力装置。
12. 前記医療器具が、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方を備えており、
    前記入力装置が、前記カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの選択的な制御を可能にするように構成された選択スイッチを備えている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の入力装置。
13. 前記ハンドルが、カテーテル、シース、又はカテーテル及びシースの双方のいずれを制御するように構成されているかを示すための１つ又は複数のインジケータをさらに備えている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の入力装置。
14. 変位した後に初期位置又は中心となる位置に復帰するように構成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の入力装置。
15. 前記少なくとも１つのセンサは、ポテンショメータ又はエンコーダである、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の入力装置。
16. 前記少なくとも１つのセンサは、モータ及びエンコーダである、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の入力装置。
17. 前記ハンドルを変位後に初期位置又は中心となる位置に復帰させるように構成された少なくとも１つのサーボモータをさらに備えている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の入力装置。
18. 前記少なくとも１つのサーボモータは、直接駆動構成で前記ハンドルに連結される、請求項１７に記載の入力装置。
19. 医療器具の意図的でない制御を防止するように構成されたデッドマンスイッチをさらに備えている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の入力装置。
20. 前記デッドマンスイッチは、前記ハンドルの少なくとも一部分と接触している手の一部の存在又は不在を検出するように構成された光学的スイッチ又は容量性スイッチである、請求項１９に記載の入力装置。
21. 前記入力装置は、ユーザに触覚フィードバックを提供するようにさらに構成されている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の入力装置。
22. 前記入力装置が、前記ハンドルを介してユーザに昇温、降温、振動及び力のうちの少なくとも１つを提供するように構成されている、請求項２１に記載の入力装置。
23. 触覚フィードバックが、処置範囲内の組織とのカテーテル又はシースの遠位の接触を示す、請求項２１に記載の入力装置。
24. 触覚フィードバックが、前記入力装置又は関連するカテーテル若しくはシースの物理的特性を示す、請求項２１に記載の入力装置。
25. 第１のタイプの偏向制御要素を有する第１のハンドルが、選択的に取り外され、第２のタイプの偏向制御要素を有する第２のハンドルと交換されてもよい、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の入力装置。
26. 前記第１のハンドルが、手動で回転させることが可能な機能を備えており、第２のハンドルが枢動可能部材を有している、請求項２５に記載の入力装置。
27. 前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの一方に連結された手動起動式解除機構をさらに備えている、請求項２５または２６に記載の入力装置。
28. 前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの一方に連結されたメモリ構造をさらに備えており、
    前記メモリ構造は、前記ハンドルの働きに関連する記憶情報を含んでいる、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の入力装置。
29. 前記記憶情報は、予め設定された操作者の好みの設定及び訓練モード設定の少なくとも一方により選択的に修正可能である、請求項２８に記載の入力装置。

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