用于指示导管挠曲的系统的制作方法

本发明整体涉及导管探针，具体地讲涉及操作者对探针的操纵。

背景技术：

诸如导管的探针能够在对患者进行的医疗手术期间被插入到患者体内。这些探针可用于多种目的，诸如对患者的内部检查，或者对患者器官的消融。

将探针插入患者通常是一种精细的手术，需要小心地进行。

以引用方式并入本专利申请的文献将视为本专利申请的整体部分，但不包括在这些并入的文献中以与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突的方式定义的任何术语，而只应考虑本说明书中的定义。

技术实现要素：

本发明的实施例提供装置，包括：

探针，该探针具有近端和能够在第一方向和第二方向上挠曲的远端；以及

探针操纵器，该探针操纵器耦合到探针近端并包括第一触觉控制元件和第二触觉控制元件，这些元件能够由探针使用者操作以使远端分别在第一方向和第二方向上挠曲并且能够通过触觉彼此区分。

通常，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件具有相应的第一形状和第二形状，其中第一形状和第二形状彼此不同。

在一个本发明所公开的实施例中，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件具有相应的第一全等形状和第二全等形状，其中第一形状和第二形状取向不同。

在另一个本发明所公开的实施例中，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件具有能够通过触觉彼此区分的相应表面。

在又一个本发明所公开的实施例中，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件被构造成具有相应的彼此不同的可视特性。

在一个可供选择的实施例中，该装置包括被构造成响应远端在第一方向和第二方向上的挠曲而显示相应不同图形符号的屏幕。通常，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件被构造成具有相应的彼此不同的可视特性，并且其中相应的图形符号包括相应的可视特性。屏幕可被构造成响应远端处于非挠曲状态而显示另一图形符号。

在另一个可供选择的实施例中，第一触觉控制元件和第二触觉控制元件通过2重旋转对称性而相关联。

还根据本发明的实施例提供了一种方法，包括：

构造探针，该探针具有近端和能够在第一方向和第二方向上挠曲的远端；以及

将探针操纵器连接到探针近端，该操纵器包括第一触觉控制元件和第二触觉控制元件，这些元件能够由探针使用者操作以使远端分别在第一方向和第二方向上挠曲并且能够通过触觉彼此区分。

通过以下与附图结合在一起的本发明实施例的详细说明，将更全面地理解本发明。

附图说明

图1为根据本发明实施例的用于指示探针挠曲方向的系统的示意图；

图2为根据本发明实施例的示出系统探针操纵器的内部元件的示意图；

图3为根据本发明实施例的示出系统探针的内部元件的示意图；

图4为根据本发明实施例的示出组装状态下的探针操纵器的示意图；

图5为根据本发明实施例的示出组装状态下并从图4取向旋转的操纵器的示意图；以及

图6为根据本发明实施例的图形符号的显示的示意图。

具体实施方式

概述

本发明的实施例提供一种有助于探针操纵的系统，该探针具有能够在两个方向上挠曲的远端。通常这两个方向彼此相对，以使得例如远端可被向左或向右挠曲。探针操纵器耦合到探针近端，并且操纵器被构造成具有两个控制元件。一个控制元件的操作使远端在一个方向上挠曲；另一个控制元件的操作使远端在另一个方向上挠曲。

通常，使用操纵器将探针插入患者体内的操作者可能需要在插入期间或插入后扭转操纵器，例如以将远端定位在所需的位置。这种扭转可能造成操作者混淆哪种控制元件引起哪种类型的挠曲，因为操作者可能通常依赖于视觉提示(诸如控制元件的位置)来选择要操作的元件。

本发明的实施例通过形成触觉上可彼此区分的控制元件来避免这种混淆，以使得操作者能够基于触觉或感觉而非基于视觉提示选择所需的控制元件。

系统描述

现在参考图1，其为根据本发明实施例的用于指示探针挠曲方向的系统20的示意图。系统20包括导管探针22，该导管探针在医疗手术期间被插入到患者24的体内。手术由操作者26(通常为医疗专业人员)进行。以举例的方式，在本说明书中假定的手术包括将探针的远端28插入患者的心脏30中。然而，应当理解，本发明的实施例并不限于这样的手术，而是可以用于需要或利用对探针的挠曲方向的了解的任何手术。

探针22通常包括远端28中的跟踪元件，这些跟踪元件使得系统20能够跟踪远端的定位和取向。例如，可以利用远端中的线圈测量该定位和取向，该线圈检测由患者24体外的磁场发射器产生的磁场的水平。这种测量远端的取向和定位的技术用于由加利福尼亚州戴蒙德巴(diamondbar,ca)的biosensewebster制造的carto系统探针。用于跟踪远端的定位和取向的其他技术(诸如通过使用远端电极与患者24皮肤上的一个或多个电极之间的阻抗测量值)是本领域已知的。假定系统20使用这些技术中的一种或多种来测量远端28的定位和取向。为了简化和清楚起见，在图中未示出用来跟踪定位和取向的远端内的跟踪元件。

来自跟踪元件的信号由系统控制器32进行处理，该系统控制器包括与存储器36通信的处理单元34。信号经由线缆38进行传输，该线缆将探针22的跟踪元件以及探针的其他元件(诸如结合在远端中的电极)连接到控制器。在操作者26的全面控制下，控制器使用存储在存储器36中的软件分析来自跟踪元件的信号，以及执行与系统20的操作相关的其他功能。控制器32所进行的操作的结果在屏幕39上呈现给操作者，屏幕39通常为操作者显示图形用户界面和/或心脏30的图像。软件可以电子形式通过网络下载到控制器32，例如，作为另外一种选择或除此之外，软件可以被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁性、光学或电子存储器)上。

探针22被构造成使得当将探针插入患者24时操作者26能够以两个方向之一挠曲探针的远端28。这种可双向挠曲的探针及其操作在均授予selkee的美国专利申请2005/0277875和2008/0255540中有所描述，这些专利申请以引用方式并入本文中。biosensewebster也制造了一种名为ezsteer双向导管的可双向挠曲的探针系统。为了清楚起见，在本说明书中假定探针22通常按照美国专利申请2008/0255540中所述的探针进行构造。

探针22包括探针操纵器40，其以机械方式耦合到探针的近端。操作者26握住操纵器并使用它控制探针进出患者以及使探针挠曲。

图2为根据本发明的实施例示出操纵器40的内部元件的示意图，而图3为根据本发明的实施例示出探针22的内部元件的示意图。对于以下结合图2和3的描述，假定将一组右手正交xyz轴连接到操纵器40，假定探针22从操纵器沿y轴正方向延伸，并且假定探针和操纵器大致位于由轴限定的x-y平面内。应当理解，本文应用上述xyz轴的描述仅用于阐释目的，而本领域的普通技术人员将能够使该阐释适应探针和操纵器的其他取向。

图2中的图解42、44和46示出当探针22分别向左挠曲、未挠曲和向右挠曲时的探针操纵器。图3中的图解48、50和52分别示出向左挠曲、未挠曲和向右挠曲时的远端28。挠曲在x-y平面内进行，并且假定相对于y轴进行测量。如图3所示，探针22包括通过相应的锚58、60被锚定到远端28的拉线54和拉线56。线54和56受探针22内相应的基本平行的内腔62、64约束，线能够在内腔内滑动。内腔62和64通常相对于探针22的中心轴66大致等距且对称地设置，并且该轴和内腔位于x-y平面内并可被视为限定x-y平面。

如图2所示，线54和56延伸至连接到操纵器40的转向组件68。转向组件包括杠杆70，它能够绕平行于z轴的轴72旋转。杠杆70包括两个滑轮74、76，线54和56分别绕滑轮74、76经过。在经过其相应的滑轮后，线54和56穿越相应的阻挡件78、80，然后在其末端82、84连接到弹簧86和88。

在以图解44和50示出的未挠曲状态下，探针22内线54和56的长度(即从操纵器40的远端90延伸出来的长度)大致相等，以使得远端28不偏离y轴。在未挠曲状态下，末端82和84紧靠其相应的阻挡件78和80。

如图解42和48所示，远端28已向左挠曲。左挠曲通过杠杆70从系统的未挠曲状态逆时针旋转而实现。旋转导致探针22内线54的长度(即从末端90至末端28的长度)比未挠曲状态下短，因为末端82保持与阻挡件78接触。逆时针旋转导致滑轮76朝远端90移动，从而使探针22内线56的长度比未挠曲状态下长。(滑轮76的移动也使弹簧88收缩线56，从而使得末端84从其阻挡件80移开。)探针22内线54的长度缩短和线56的长度延长的组合导致远端28向左挠曲。

图解46和52示出向右挠曲的远端28，这由杠杆70从系统的未挠曲状态顺时针旋转引起。杠杆旋转导致在探针22内线54的长度延长和线56的长度缩短。两种长度变化的组合导致远端28向右挠曲。

图4为根据本发明实施例示出组装状态下的操纵器40的示意图。在组装状态下，操纵器的内部元件通常被封闭在壳体92中，使得元件不会暴露在外。另外，将控件94固定地连接到杠杆70，使得轴72为控件和杠杆所共用。控件94位于壳体92上方。操作者26抓住壳体92，并通过推(或拉)控件94的末端触觉控制元件96或98旋转杠杆70。

图解91示出未挠曲状态下的远端28，而图解93和95示出挠曲状态下的远端。因此，如图解93所示，使控件94绕轴72沿箭头97所示方向旋转将使远端28向左挠曲。如图解95所示，使控件94绕轴72沿箭头99所示方向旋转将使远端向右挠曲。从操作者的视角向下看操纵器，即操作者位于纸平面上方，则按此视图中箭头97所示方向(即逆时针)旋转控件94将使远端向左挠曲。相似地，按此视图中箭头99所示方向(即顺时针)旋转控件94将使远端向右挠曲。

图5为根据本发明的实施例示出组装状态下并从图4的取向旋转的操纵器40的示意图。通常，当操作者26通过操纵器40操作探针22时，操作者可旋转操纵器，例如绕y轴旋转。这种旋转通常不会引起探针22的相应旋转，而是产生探针的扭转。图解111、113和115分别对应于图解91、93和95(图4)，并且示出绕y轴旋转大约180°的操纵器。在这种情况下，控件94位于壳体92下方。

如图解115所示，在此视图中箭头99现在表明控件94需要逆时针旋转，以使远端向右挠曲。相似地，如图解113所示，在此视图中箭头97现在表明控件94需要顺时针旋转，以使远端向左挠曲。比较图4和图5中示出的情况，显而易见的是，操纵器40的旋转可能会使操作者在控件94的左右元件的旋转所导致的远端的挠曲方向方面产生混淆。

本发明的实施例通过使控制元件能够在触觉上彼此区分来消除这种混淆。换句话讲，操作者26能够通过触摸元件并通过从触觉上感知元件的不同来区分元件。因而操作者能够仅通过触摸识别每个元件。以举例的方式，假定元件96具有嵌入元件边缘的凹槽100和从元件边缘突出的隆起102。如图4和图5中的图解所示，元件96中的凹槽100具有比隆起102更大的y值。同样以举例的方式，假定元件98具有嵌入元件边缘的凹槽104和从元件边缘突出的隆起106。如图解中所示，元件98中的凹槽104具有比隆起106更小的y值。两个控制元件中凹槽和隆起的不同布置方式在操作者26感觉或触摸元件时为操作者提供不同的触觉反馈。

通常，元件96和98通过布置使元件的形状不同而实现触觉上的区分，如上述例子中所述以及图4和图5中所示。又如，一个触觉控制元件可具有光滑的连续弯曲边缘，且无锐角，而另一个触觉控制元件可具有不连续的光滑弯曲边缘，且具有至少一个锐角。使操作者26能够基于触摸或感觉区分两个元件的元件形状上的其他差别对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此类差别包括但不限于元件具有全等形状但是取向不同，以使得操作者26在触摸元件时能感知到该不同取向。

在一些实施例中，两个元件间的触觉差别可包括使元件的表面不同。例如，元件96的表面可形成为光滑表面，而元件98的表面可为粗糙的。在这种情况下，两个元件的形状和取向可以相同，并且两个元件间的触觉差别可通过选择使表面的一个或多个特性(诸如表面的粗糙度、弹性和/或导热性)不同而实现，以使得操作者能够在触摸表面时察觉到该差别。在一些实施例中，两个元件的形状和表面可不同。

在一些实施例中，与形成能够在触觉上区分的元件96和98一样，元件被构造成使得它们能够在视觉上区分。例如，元件96可使其表面至少部分呈蓝色，而元件98可使其表面至少部分呈黄色。在一些实施例中，元件间的视觉差别可通过选择使元件的可视特性而非颜色不同(诸如使一个元件透明而另一个元件不透明)来实现。

在一些实施例中，两个元件间的触觉差别被构造成通过2重旋转对称性而相关联。这种构造在图4和图5中示出，它们示出控件94具有绕轴72的2重旋转对称性。具有这种2重对称性，每个控制元件内的触觉差别关系可用作远端挠曲的“全局”指令。例如，如图中所示，隆起和凹槽间的触觉差别关系意味着：采取“将隆起朝凹槽旋转”的指示将使远端28向右挠曲，而无论操纵器如何取向。就方便记忆而言可将这种全局指令提供给操作者。例如，如果凹槽100和104被称为小坑，并且如果隆起102和106被称为小包，那么助记指示“将小包(隆起)朝小坑(凹槽)旋转以向右挠曲顶端”无论操纵器的取向如何并且无论考虑哪个控制元件都适用。

图6为根据本发明实施例的图形符号的示意图。通常，将心脏30内远端28的位置和取向使用相应的图像28'和30'显示在屏幕39上。另外，可将代表远端状态(即它为挠曲的还是未挠曲的)的图形符号显示在屏幕上，以便帮助操作者操纵探针及其末端。图形符号为操作者提供对操作者使用操纵器40所产生的末端28的挠曲或未挠曲状态的视觉确认。图解120、122和124示出在远端分别向左挠曲、未挠曲和向右挠曲的情况下显示在屏幕39上的符号126、128和130。具有符号126的图解120对应于图解113和93；具有符号128的图解122对应于图解111和91；以及具有符号130的图解124对应于图解115和95(图4和图5)。

就控件94的触觉控制元件具有可视特性的实施例而言，可将相应的可视特性应用于符号126、128和130。例如，如果元件96的至少部分呈蓝色，则符号130可呈蓝色；并且如果元件98的至少部分呈黄色，则符号126可呈黄色。作为另外一种选择或除此之外，应用到符号126、128和130的相应可视特性可包括其他应用于上述符号的视觉性质，诸如不同类型的阴影，如图6中示例性示出。

上文的描述已假定探针操纵器具有一个用于使探针挠曲的控件，该控件具有单独的可形成为单个集成控件的一部分的触觉控制元件。应当理解，这是探针操纵器的一个例子，并且其他操纵器可具有彼此分离以及不形成为单个集成控件的一部分的触觉控制元件。也应当理解，根据本发明实施例的探针操纵器无需具有上文示例性示出的大致平面形式，而是可以包括其他几何形式，诸如轨迹球或操纵杆。所有此类操纵器均包括本发明的范围内。

因此应意识到，上述实施例均以举例方式举出，并且本发明不受上文特别显示和描述的内容限制。相反，本发明的范围包括上述各种特征的组合和亚组合以及它们的变型形式和修改形式，本领域技术人员在阅读上面的描述时将会想到所述变型形式和修改形式，并且所述变型形式和修改形式在现有技术中未公开。