用于引导导线的系统和方法与流程

本申请是2015年12月4日提出的第201580065787.2号中国专利申请的分案申请。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2015年11月19日递交的美国实用新型申请14/946,117和2014年12月5日递交的、题为“用于引导导线的系统和方法”的美国临时申请号62/087,890的权益。

背景技术：

本发明总地涉及用于实施治疗程序的导管系统领域，具体涉及用于引导导线的导管治疗(procedure)系统和方法。

血管疾病，特别是心血管疾病，可用不同方式治疗。手术，例如心脏搭桥手术，是治疗心血管疾病的一种方法。但是，在某些情况下，血管疾病可采用基于导管的介入治疗(诸如血管成形术)进行治疗。通常认为基于导管的介入治疗比一些其他类型治疗低创。如果患者显示出指示心血管疾病的症状，可拍摄患者心脏的图像以辅助诊断患者疾病并且确定合适的治疗过程。对于某些疾病类型，例如动脉硬化，患者心脏的图像可显示阻塞一个或更多冠状动脉的病灶。诊断程序之后，可对患者进行基于导管的介入治疗。一种类型的介入治疗期间，导线被插入到患者身体内的血管中。导线随后被推进到期望的位置，最常见的是在一根心脏血管内或血管系统的其他位置。导管随后沿着导线滑行并且穿过患者的动脉系统而移动，直到导管到达病灶的位置。在某些治疗中，导管配备有当被部署在病灶位置时允许穿过被病灶影响的冠状动脉部分的血流量增加的球囊或支架。除了心血管疾病，其他疾病(例如高血压等)可利用导管插入法治疗。

对于手动插入导线，医师在导线的近端上施加转矩和轴向推力，以在远端影响末端方向和轴向前进。已经研发出机器人导管系统，它可用来辅助医师实施诸如经皮冠状动脉介入治疗(pci)之类的导管插入法。例如，为了拓宽阻塞动脉，医师使用机器人系统来准确地操纵冠状导线和球囊/支架器件。为了实施pci，必须通过冠状解剖引导导线的远端穿过目标病灶。在利用荧光检查法观察冠状解剖时，医师操控导线的近端以将远端引入朝向病灶的合适血管并且避免其进入支血管。由于荧光检查法的限制、可视化较差、缺少深度知觉以及解剖和导线的兼容性，旋转导线的近端和准确地将其远端导向期望的位置会很困难。

希望提供可减少引导穿过结点所需的次数，由此减少整个过程时间的用于引导导线的系统和方法。

技术实现要素：

根据实施例，用于在导管治疗期间引导导线的方法包括：利用导管治疗系统推进导线穿过通道(path)，至少基于兴趣区域的至少一个图像确定导线是否位于期望的通道中，如果导线没有位于期望的通道中，则利用导管治疗系统旋转导线，其中导线被旋转预定量，利用导管治疗系统缩回导线，重复利用导管治疗系统推进导线和旋转以及缩回导线的步骤，直到导线位于期望的通道中，以及利用导管治疗系统推进导线到期望的位置。

根据另一个实施例，在导管治疗期间用于引导导线的方法包括：接收定义预定通道的一组参数，利用导管治疗系统自动推进导线穿过预定通道，至少基于兴趣区域的至少一个图像确定导线是否位于预定通道中，如果导线没有位于预定通道中，则利用导管治疗系统旋转导线，其中导线被旋转预定量，利用导管治疗系统缩回导线，重复利用导管治疗系统推进导线和缩回以及旋转导线的步骤，直到导线位于预定通道中，以及利用导管治疗系统推进导线到期望的位置。

根据另一个实施例，导管治疗系统包括具有导线、耦合至导线的导线前进/缩回致动器和耦合至导线的导线旋转致动器的床边系统以及耦合至床边系统的工作站，其包括用户界面、至少一个显示器以及耦合至床边系统、用户界面和至少一个显示器的控制器，控制器被编程为利用导线前进/缩回致动器推进导线穿过通道，至少基于兴趣区域的至少一个图像确定导线是否位于期望的通道中，如果导线没有位于期望的通道中，则利用导线旋转致动器旋转导线，其中导线被旋转预定量，利用导线前进/缩回致动器缩回导线，重复利用导线前进/缩回致动器和导线旋转致动器推进导线和缩回以及旋转导线的步骤，直到导线位于期望的通道中，以及利用导线前进/缩回致动器推进导线到期望的位置。

根据另一个实施例，导管治疗系统包括具有导线、耦合至导线的导线前进/缩回致动器和耦合至导线的导线旋转致动器的床边系统以及耦合于床边系统的工作站，其包括用户界面、至少一个显示器和耦合至床边系统、用户界面和至少一个显示器的控制器，控制器被编程为利用用户界面接收定义预定通道的一组参数，利用导线前进/缩回致动器推进导线穿过预定通道，至少基于兴趣区域的至少一个图像确定导线是否位于预定通道中，如果导线没有位于预定通道中，则利用导线旋转致动器旋转导线，其中导线被旋转预定量，利用导线前进/缩回致动器缩回导线，重复利用导线前进/缩回致动器和导线旋转致动器推进导线与同时缩回和旋转导线的步骤，直到导线位于预定通道中，以及利用导线前进/缩回致动器推进导线到期望的位置。

附图说明

结合附图，本申请可从下述详细描述得到更完全的理解，其中相似的参考数字指的是相似元件，其中：

图1是根据示例性实施例的导管治疗系统的透视图；

图2是根据示例性实施例的导管治疗系统的框图；

图3是根据示例性实施例的、描述多种致动机构的导管治疗系统的框图；

图4是根据示例性实施例的、用于控制机器人导管系统的控制器的框图；

图5是根据示例性实施例的运动指令模块的框图；

图6图解了根据实施例的、用于引导导线的方法；以及

图7a-7c图解了根据实施例的对导线的示例性引导。

优选实施例的详细描述

在参考详细图解示例性实施例的附图之前，应理解的是，本申请不限制于说明书中阐述的或附图图解的细节或方法。还应理解的是，术语仅是为了描述的目的并且不应视为限制性的。

参见图1，示出了导管治疗系统10。导管治疗系统10可用于实施基于导管的医疗程序(例如经皮介入治疗)。经皮介入治疗可包括诊断导管插入程序，在此期间一个或多个导管被用于辅助患者疾病的诊断。例如，在基于导管的诊断程序的一个实施例中，对比剂通过导管注入到一个或多个冠状动脉并且拍摄患者心脏的图像。经皮介入治疗还可包括基于导管的治疗过程(例如球囊成形术、支架植入、周围血管疾病的治疗等)，在此期间导管用于治疗疾病。但是，应注意的是，所属领域的技术人员会认识到的是，基于将要实施的治疗类型来选择某些特定经皮介入设备或部件(例如导线类型、导管类型等)。只需做微型调整，以适应治疗中将要使用的特定经皮设备，导管治疗系统10就能够实施任意数量的基于导管的医疗程序。特别地，虽然本文描述的导管治疗系统10的实施例主要关于冠心病的诊断和/或治疗进行解释，但是导管治疗系统10可用于诊断和/或治疗任意类型的适于通过基于导管的治疗的诊断和/或治疗的疾病或病症。例如，导管治疗系统10可用于治疗高血压，其利用射频发射导管来使得使肾衰弱的某些神经失活，从而控制高血压。

导管治疗系统10包括实验单元11和工作站14。导管治疗系统10包括机器人导管系统，示出为床边系统12，位于和患者21相邻的实验单元11内。通常，床边系统12可配备合适的经皮设备(例如，导线、引导导管、工作导管、导管球囊、支架、诊断导管等)或其他部件(例如对比剂、药物等)，以允许用户实施基于导管的医疗程序。机器人导管系统，诸如床边系统12，可以为被配置为允许用户经由机器人系统通过操作不同控制装置(诸如位于工作站14处的控制装置)来实施基于导管的医疗程序的任意系统。床边系统12可包括任意数量的部件和/或部件的组合，以向床边系统12提供本文描述的功能。床边系统12的不同实施例在2009年5月4日递交的pct国际申请号pct/us2009/042720里详细描述，其全部内容通过引用并入本文。

在一个实施例中，可配备床边系统12以实施基于导管的诊断程序。在此实施例中，床边系统12可配备一种或更多种导管以将对比剂输送到冠状动脉。在一个实施例中，床边系统12可配备被塑形为将对比剂输送到心脏左侧的冠状动脉的第一导管、被塑形为将对比剂输送到心脏右侧的冠状动脉的第二导管和被塑形为将对比剂输送到心室的第三导管。

在另一个实施例中，可配备床边系统12以实施基于导管的治疗程序。在此实施例中，床边系统12可配备引导导管、导线和工作导管(例如球囊导管、支架输送导管、消融导管等)。在一个实施例中，床边系统12可配备包括二级管腔(治疗过程中穿过导线)的工作导管。在另一个实施例中，床边系统12可配备包括中心管腔(治疗过程中穿过导线)的越线(over-the-wire)工作导管。在另一个实施例中，床边系统12可配备血管内超声(ivus)导管。在另一个实施例中，床边系统12的任意经皮设备可配备指示身体内部件位置的位置传感器。

床边系统12和工作站14通信，允许由用户输入和/或工作站14的控制系统生成的信号被发送到床边系统12，以控制床边系统12的不同功能。床边系统12还可向工作站14提供反馈信号(例如操作条件、警示信号、错误代码等)。床边系统12可经由通信链路38连接至工作站14，所述通信链路38可为无线连接、电缆连接器或能允许工作站14和床边系统12之间进行通信的任何其他装置。

工作站14包括用户界面30。用户界面30包括控制装置16。控制装置16允许用户控制床边系统12，以实施基于导管的医疗程序。例如，控制装置16可被配置为使床边系统12利用不同的经皮设备(床边系统12可配备)实施不同任务(例如，推进、缩回或旋转导线，推进、缩回或旋转工作导管，推进、缩回或旋转引导导管，对位于导管上的球囊充气或放气、放置和/或部署支架、将对比剂注入到导管、将药物注入到导管，或使床边系统12实施可作为基于导管的医疗程序一部分的任意其他功能)。在一些实施例中，一个或更多个经皮介入设备可为可操纵的并且控制装置16可被配置为允许用户操纵一个或更多个可操纵的经皮设备。在一个这样的实施例中，床边系统12可配备可操纵的引导导管并且控制装置16还可被配置为允许位于远程工作站14处的用户控制可操纵的引导导管远端的弯曲。包括可操纵的引导导管的导管系统10的进一步实施例在2010年3月17日递交的pct国际申请号pct/us2010/27666中公开，其全部内容通过引用并入本文。

在一个实施例中，控制装置16包括触摸屏18、专用引导导管控制装置29、专用导线控制装置23和专用工作导管控制装置25。在这个实施例中，导线控制装置23是被配置为推进、缩回或旋转导线的操纵杆，工作导管控制装置25是被配置为推进、缩回或旋转工作导管的操纵杆，以及引导导管控制装置29是被配置为推进、缩回和旋转引导导管的操纵杆。另外，触摸屏18可显示经由床边系统12控制一个或更多个经皮设备运动的或如下所讨论的从用户接收不同输入的一个或多个图标(例如图标162、164和166)。控制装置16还可包括被配置为对球囊和/或支架充气或放气的球囊或支架控制装置。每个控制装置可包括希望用于控制控制装置所专用于的特定部件的一个或更多个按钮、操纵杆、触摸屏等。如下面更多详细讨论的，导管治疗系统10包括命令床边系统12如何响应于用户对控制装置16的操作以使得经皮设备以特定方式运动的经皮设备运动算法模块或运动指令模块114。

控制装置16可包括紧停按钮31和倍增按钮33。当按下紧停按钮31时，触发继电器以切断床边系统12的供电。倍增按钮33用作增加或减少相关部件响应于操作引导导管控制装置29、导线控制装置23和工作导管控制装置25而移动的速度。例如，如果对导线控制装置23的操作以1毫米/秒的速度推进导线，按下倍增按钮33可使得对导线控制装置23的操作以2毫米/秒的速度推进导线。倍增按钮33可为允许倍增效果被打开或关闭的触发器(toggle)。在另一个实施例中，倍增按钮33必须被用户压下，以在运行控制装置16期间增加部件的速度。

用户界面30可包括第一监视器26和第二监视器28。第一监视器26和第二监视器28可被配置为向位于工作站14处的用户显示信息或患者具体数据。例如，第一监视器26和第二监视器28可被配置为显示图像数据(例如x射线图像、mri图像、ct图像、超声图像等)、血液动力数据(例如血压、心率等)和患者记录信息(例如病史、年龄、体重等)。另外，第一监视器26和第二监视器28可被配置为显示治疗具体信息(例如治疗持续时间、导管或导线位置、药物用量或输送的对比剂等)。在一个实施例中，用户可利用用户输入设备或控制装置(例如鼠标)和不同图标或显示在监视器26和28上的信息交互或对其进行选择。监视器26和监视器28可被配置为显示关于可操纵的引导导管远端的位置和/或弯曲的信息。进一步地，监视器26和监视器28可被配置为显示信息以提供与下述讨论的控制器40的不同模块相关联的功能。在另一个实施例中，用户界面30包括大小足以显示一个或更多个显示器组件和/或如下讨论的触摸屏组件的单个屏幕。

导管治疗系统10还包括位于实验单元11内的成像系统32。成像系统32可以是可与基于导管的医疗程序(例如非数字化x-射线、数字化x-射线、ct、mri、超声等)结合使用的任意医学成像系统。在示例性的实施例中，成像系统32是和工作站14通信的数字化x-射线成像设备。如图1所示，为了获得相对于患者21不同角度位置(例如矢状面、尾侧面、头尾侧面等)的图像，成像系统32可包括允许成像系统32部分或完全围绕患者21旋转的c-臂。

成像系统32被配置为在特定治疗期间拍摄患者21的合适区域的x-射线图像。例如，成像系统32可被配置为拍摄心脏的一个或更多个x-射线图像以诊断心脏病情。成像系统32还可被配置为在基于导管的医疗程序期间拍摄一个或更多个x-射线图像(例如实时图像)，以辅助工作站14的用户在治疗期间将导线、引导导管、工作导管、支架等合适地定位。一个图像或更多个图像可显示在第一监视器26和/或第二监视器28上。

此外，工作站14的用户能够控制成像系统32相对于患者的角度位置，以获得患者心脏的不同视图并在第一监视器26和/或第二监视器28上显示。在治疗的不同部分显示不同视图可辅助工作站14的用户适当地在患者心脏的3d几何结构内移动和定位经皮设备。例如，在治疗期间显示合适的视图可允许用户从合适的角度观察患者的血管系统，以保证可操纵引导导管的远端以合适方式弯曲，从而保证导管如预期的运动。此外，在治疗的不同部分显示不同视图可辅助用户选择运动指令模块114(如下讨论)的合适指令集。在示例性的实施例中，成像系统32可以是过去、当前或将来的任意3d成像模式，例如基于x-射线计算机断层扫描(ct)成像设备、核磁共振成像设备和3d超声成像设备等。在这个实施例中，在治疗期间显示的患者心脏的图像可为3d图像。此外，控制装置16还可被配置为允许位于工作站14处的用户控制成像系统32的不同功能(例如图像捕获、放大、视准、c臂定位等)。

参见图2，示出了根据示例性实施例的导管治疗系统10的框图。导管治疗系统10可包括控制系统，示出为控制器40。如图2所示，控制器40可为工作站14的一部分。控制器40与一个或更多个床边系统12、控制装置16、监视器26和28、成像系统32和患者传感器35(例如，心电图(“ecg”)设备、脑电图(“eeg”)设备、血压监测器、温度监测器、心率监测器、呼吸监测器等)通信。此外，控制器40可与医院数据管理系统或医院网络34、一个或更多个额外的输出设备36(例如打印机、硬盘驱动器、cd/dvd写入器等)和医院库存管理系统37通信。

导管治疗系统10的不同组件之间的通信可经由通信链路38完成。通信链路38可为专用的有线或无线连接。通信链路38还可表示通过网络的通信。导管治疗系统10可被连接至或被配置为包括任意未明确示出的其他系统和/或设备。例如，导管治疗系统10可包括ivus系统、图像处理引擎、数据存储和存档系统、自动球囊和/或支架充气系统、对比剂和/或药物注入系统、药物跟踪和/或记录系统、用户日记、加密系统、限制访问或使用导管治疗系统10的系统、过去、当前或将来的机器人导管系统等。包括充气系统和/或对比剂注入系统的导管治疗系统10的进一步实施例在2009年12月10日递交的pct国际申请号pct/us2009/67540中公开，其全部内容通过引用并入本文。

参见图3，示出了根据示例性实施例的导管治疗系统10的实施例的框图。导管治疗系统10可包括响应于用户对控制装置16的操作而移动相关经皮设备的多个致动机构。在示出的实施例中，导管治疗系统10包括导线致动机构50，工作导管致动机构52和引导导管致动机构54。在其他实施例中，导管治疗系统10可包括用于对血管成形术或支架输送球囊充气的致动机构和用于输送对比剂的致动机构。在示出的实施例中，导线致动机构50和工作导管致动机构52并入耦合至床边系统12的基座的盒子56。床边系统12和盒子56的另外实施例在2009年5月4日递交的pct国际申请号pct/us2009/042720中详细描述，其全部内容通过引用并入本文。导管治疗系统10的进一步实施例在2010年3月17日递交的pct国际申请号pct/us2010/27666以及2009年12月10日递交的pct国际申请号pct/us2009/67540中详细描述，两者的全部内容通过引用并入本文。

导线致动机构50耦合至导线58，这样导线致动机构50能够使得导线58前进、缩回和旋转。工作导管致动机构52耦合至工作导管60，这样工作导管致动机构52能够使得工作导管60前进、缩回和旋转。连接器62将引导导管64耦合至引导导管致动机构54，这样引导导管致动机构54能够使得引导导管64前进、缩回和旋转。在不同实施例中，导线致动机构50、工作导管致动机构52和引导导管致动机构的每个可包括适合于接合各自的经皮设备的接合结构(例如一对或更多对压轮)，这样致动机构能够赋予经皮设备轴向运动和/或旋转运动。

y-连接器66经由连接器68耦合至引导导管致动机构54。在不同实施例中，连接器68可以是与y-连接器66和引导导管致动机构54两者分离的部件。在其他实施例中，连接器68可以是y-连接器66的一部分(例如，与y-连接器66一体)或致动机构54的一部分。在示出的实施例中，y-连接器66也连接至盒子56。

在一个实施例中，y-连接器66包括第一支脚、第二支脚和第三支脚。y-连接器的第一支脚连接至引导导管64的内管腔或与其连通。第二支脚成角度地偏离引导导管64的纵轴。第二支脚为将液体(例如，对比剂、药物等)注入到引导导管64的管腔提供了端口。y-连接器66的第三支脚耦合至盒子56并且接收导线58和工作导管60两者。因此，通过这种布置，导线58和工作导管60通过y-连接器66插入到引导导管64的内管腔。

导线致动机构50包括旋转致动器70和前进/缩回致动器72。旋转致动器70被配置为使得导线58围绕其纵轴旋转。前进/缩回致动器72被配置为在患者21体内推进和/或缩回导线58(即沿着导线纵轴推进和/或缩回)。工作导管致动机构52包括旋转致动器74和前进/缩回致动器76。旋转致动器74被配置为使得工作导管60围绕其纵轴旋转。前进/缩回致动器76被配置为在患者21体内推进和/或缩回工作导管60(即沿着工作导管的纵轴推进和/或缩回)。引导导管致动机构54包括旋转致动器78、前进/缩回致动器80和弯曲致动器82。旋转致动器78被配置为使得引导导管64围绕其纵轴旋转。前进/缩回致动器80被配置为在患者21体内推进和/或缩回引导导管64(即沿着引导导管的纵轴推进和/或缩回)。在一些实施例中，引导导管64可包括允许用户使得引导导管64的远端弯曲的一个或更多个弯曲控制元件。在这样的实施例中，弯曲致动器82响应于用户对控制装置16的操作使得引导导管64的远端弯曲。

如图3的框图所示，位于工作站14处的控制装置16和控制器40可通信地耦合至床边系统12的不同部分，以允许用户和/或控制系统控制导线58、工作导管60和引导导管64以及床边系统12配备的任意其他经皮设备的移动。在示出的实施例中，控制装置16和控制器40耦合至引导导管致动机构54，以允许用户移动引导导管64。此外，控制装置16和控制器40耦合至盒子56，以允许用户经由导线致动机构50控制导线58和经由工作导管致动机构52控制工作导管60。由工作站14处的控制装置和控制器生成的控制信号116被传送至床边系统12以控制本文讨论的经皮设备的移动。

参见图4，示出了根据示例性实施例的控制器40的框图。控制器40通常可以是适合于向导管治疗系统10提供本文描述的不同功能的电子控制单元。例如，控制器40可以是嵌入式系统、专用电路、采用本文描述的功能进行编程的通用系统等。控制器40包括处理电路90、存储器92、通信模块或子系统94、通信接口96、程序控制模块或子系统98、模拟模块或子系统100、辅助控制模块或子系统102、模式选择模块或子系统104、库存模块或子系统106、gui模块或子系统108、数据存储模块或子系统110和记录模块或子系统112。

处理电路90可以是被配置为提供模块或子系统组件94、98-114的功能的通用处理器、专用处理器(asic)、包含一个或更多个处理组件的电路、一组分布式处理组件、一组被配置用于处理的分布式计算机等。存储器92(例如存储器单元、存储器设备、存储装置等)可以是用于存储用于完成和/或促进本公开描述的不同过程的数据和/或计算机代码的一个或更多个设备。存储器92可包括易失性存储器和/或非易失性存储器。存储器92可包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件和/或用于支持本公开描述的不同活动的任意其他类型的信息结构。

根据示例性实施例，过去、当前或将来的任意分布式的和/或本地的存储器设备可用于本公开的系统和方法。根据示例性实施例，存储器92可通信地连接至处理电路90以及模块组件94、98-114(例如经由电路或任意其他有线、无线或网络连接)并且包括用于执行本文描述的一个或更多个过程的计算机代码。单个存储器单元可包括各种各样的个体存储器设备、芯片、硬盘和/或其他存储结构或系统。

模块或子系统组件94、98-114可以是用于执行每个模块各自的功能的计算机代码(例如，目标代码、程序代码、编译代码、脚本代码、可执行代码或它们的任意组合)、硬件、软件或它们的任意组合。模块组件94、98-114可存储于存储器92或被配置为与处理单元90或另一个合适处理系统通信的一个或更多个本地的、分布式的和/或远程的存储器单元。

通信接口96包括用于经由通信链路38将控制器40可通信地耦合至导管治疗系统10的其他部件的一个或更多个部件。通信接口96可包括一个或更多个插孔或用于将通信链路38物理耦合至控制器40、模数转换器、数模转换器、信号处理电路和/或其他合适部件的其他硬件。通信接口96可包括被配置为经由无线连接将控制器40与导管治疗系统10的其他部件相连接的硬件。通信模块94被配置为支持控制器40的通信活动(例如引导连接、经由标准协议或专用协议的通信等)。

数据存储模块110被配置为支持由控制器40存储和检索信息。在一个实施例中，数据存储模块110是用于存储患者具体数据(包括图像数据)的数据库。在另一实施例中，数据存储模块110可位于医院网络34上。数据存储模块110和/或通信模块94还可被配置为从医院网络34输入和/或输出患者具体数据用于由控制器40使用。

控制器40还包括被配置为在基于导管的医疗程序期间支持床边系统12的控制的程序控制模块98。程序控制模块98允许用户通过操作控制装置16来操作床边系统12。为了提供这种控制，程序控制模块98与经皮设备运动算法或运动指令模块114通信。运动指令模块114包括指示床边系统12响应于用户对控制装置16的操作如何操作以产生床边系统12配备的一个或更多个经皮设备(例如导线、工作导管、引导导管等)的运动的一个或更多个运动算法或指令集(例如指令集库)。在多个实施例中，程序控制模块98被配置为基于用户对控制装置16的操作和基于运动指令模块114提供的一个或更多个活动的运动指令集而生成一个或更多个控制信号116。由程序控制模块98生成的控制信号从控制器40被传送到合适的致动器或床边系统12的致动器。控制信号根据用户对控制装置16的操作和运动指令模块114的活动指令集来控制合适的致动器，以引起经皮设备的运动。以这种方式，经皮设备的运动可从工作站14得到控制。程序控制模块98还可使得适合特定程序的数据显示在监视器26和28上。程序控制模块98还可使得各种图标(例如图标162、164、166等)显示在触摸屏18上，用户可与触摸屏18交互以控制床边系统12的使用。

参见图5，根据示例性实施例描述了运动指令模块114。在一个实施例中，运动指令模块114被配置为允许用户经由床边系统12具体控制经皮设备的每个运动。在此实施例中，运动指令模块114包括用户控制指令集180(其包括设备运动指令)，以使床边系统12响应于控制装置16接收的特定输入而以预定义的、设定的方式(例如以设定的速度、在设定的方向等)移动(例如前进、缩回、旋转等)经皮设备。

例如，可配置运动指令模块114的用户控制指令集180，这样当导线控制装置23被驱动时，床边系统12使得导线以设定的速度前进、缩回或旋转。因此，在此实施例中，运动指令模块114被配置为允许用户基于用户和控制装置16的交互而控制经皮设备运动的速度和方向。因此，对于某些程序，当用户希望通过操控控制装置16直接控制经皮设备的每个运动时，用户可选择或激活用户控制指令集180。

在一个特定实施例中，床边系统12引起(cause)的经皮设备的移动速度与控制装置的位移量成比例。例如，当控制装置23、25和29为操纵杆控制装置时，可配置用户控制指令集180，这样床边系统12引起的经皮设备的移动速度与操纵杆从静止位置的位移程度成比例。进一步地，在此实施例中，床边系统12引起的经皮设备移动(例如，前进或缩回)的方向是基于操纵杆从静止位置的位移方向。

如上所述，控制装置16可包括倍增图标33。运动指令模块114可包括当倍增图标33没有被激活时为激活或有效的(operative)第一指令集和当倍增图标33被激活时为有效的第二指令集。在这个实施例中，第二指集令被配置为使得经皮设备被床边系统12相比其在第一指令集的控制下移动得更快。因此，当用户按下倍增图标33时，运动指令模块114的第二指令集被激活，使得经皮设备的运动速度增加，这是由控制装置16的特定操作而产生的。例如，如果当控制装置16被完全驱动(例如，操纵杆控制装置的全位移)时运动指令模块114的第一指令集命令工作导管的前进速度为1毫米/秒，则当控制装置16被完全驱动时，运动指令模块114的第二指令集可使得工作导管的前进速度为2毫米/秒。

在不同的实施例中，运动指令模块114可包括多个指令集，以促进经由床边系统12执行经皮设备的某些运动，而无需用户必须以一系列复杂移动手动操纵控制装置16，从而生成特定类型的经皮设备的运动。在这些实施例中，用户可选择或激活定义运动简况的特定运动指令集，并且当控制装置16被用户操纵时，经皮设备根据运动简况而运动。因此，运动指令模块114可允许与激活的指令集相关联的经皮设备的特定运动在每次治疗中一致地执行。需要执行特定治疗的运动简况可取决于以下因素，诸如治疗的疾病类型(例如慢性闭塞病变(cto)、部分闭塞等)、治疗疾病的位置(例如冠状动脉、周围动脉等)、治疗部位的几何结构、使用的经皮设备的特定类型(例如，样式(make)、型号、大小等)等。

在一个实施例中，运动指令模块114可包括轴向阶跃(step)移动简况指令集182，它被配置为当用户操作控制装置16时使得床边系统12以一系列小的轴向阶跃或脉冲移动经皮设备，从而使得经皮设备前进。这样的实施例中，运动指令模块114的轴向阶跃移动简况指令集182可指定阶跃距离(例如，阶跃的距离参数，如2mm、4mm、8mm、1mm、l.5mm、2mm等)、阶跃期间(即设备移动阶跃距离所用的时长，如0.05秒、0.1秒、0.3秒、0.5秒、1秒等)和静止期间(即阶跃之间的时长，如0.05秒、0.1秒、0.3秒、0.5秒、1秒等)。这样脉冲的运动可用于允许经皮设备横穿cto。在这个实施例中，在由阶跃距离、阶跃期间和静止期间定义的一系列脉冲轴向阶跃中发生经皮设备沿着其纵轴前进。

在另一个实施例中，运动指令模块114的轴向阶跃移动简况指令集182可包括移动简况，它被配置为当用户操作控制装置16引起经皮设备的净前进时，利用轴向推进脉冲使得床边系统12散布一个或更多个缩回脉冲(即在前进方向的相反方向移动设备的脉冲)。在一个实施例中，运动指令模块114可被配置为使得床边系统12以一组前进脉冲移动经皮设备，其后是一个或更多个缩回脉冲，然后是第二组前进脉冲等，同时用户操作控制器16使得经皮设备前进。为了利用这样的移动简况保证净前进进程，指令集保证每组前进脉冲期间行进的距离大于缩回脉冲期间行进的距离。缩回脉冲可允许经皮设备在进一步前进之前从结构(例如病灶、血管壁等)脱离。在不同实施例中，运动指令模块114可被配置为引起床边系统12配备的任意经皮设备(包括导线、工作导管和引导导管)的脉冲运动。

在另一个实施例中，运动指令模块114可包括自动旋转移动简况指令集184，它被配置为当经皮设备响应于用户对控制装置16的操作而被推进和/或缩回以使得经皮设备前进/缩回时，使得床边系统12以设定速度旋转经皮设备。在这样的实施例中，运动指令模块114的自动旋转移动简况指令集184可指定当经皮设备被推进或缩回时经皮设备经受的旋转量(即旋转速度)。旋转速度可根据每单位行进的轴向距离的旋转度数(例如，每行进2mm旋转360度等)而指定或可根据每单位时间轴向行进的旋转度数(例如，每5秒轴向行进旋转360度)而指定。此实施例允许用户利用经皮设备执行钻探或探听动作，而无需手动操作控制装置16，以引起轴向运动和旋转。在多个实施例中，运动指令模块114可包括引起床边系统12配备的任意设备(包括导线、工作导管和引导导管)的这种运动的指令。

在多个实施例中，控制器40被配置为允许用户设置或选择一个或更多个与特定移动简况相关联的参数。例如，用户可为上述讨论的移动简况输入或选择想要的阶跃距离、阶跃期间、静止期间、旋转速度等。在这些实施例中，控制装置16可包括允许用户输入与移动简况相关联的参数的至少一个用户输入设备或控制装置(例如，触摸屏图标162、164、166，键盘等)。

在一个实施例中，控制装置16的一个或更多个输入设备可以是与运动指令模块114的运动指令集之一相关联的专用用户输入设备，这样相关用户输入设备的操作本身引起床边系统12根据移动简况移动经皮设备。在一个实施例中，程序控制模块98可被配置为在触摸屏18上显示与移动指令集(例如，简况182和184)相关联的一个或更多个图标(例如，图标162、164、166等)。当用户操作或触摸与运动指令集相关联的触摸屏图标之一时，控制床边系统12根据与触摸屏图标相关联的指令集移动经皮设备。在一个实施例中，控制装置16的某些用户输入设备(例如，一个或更多个操纵杆)可允许用户完全或特定控制经皮设备的运动，并且对专用触摸屏图标的操纵使得床边系统根据关联轴向阶跃移动简况或旋转移动简况推进经皮设备。

在一个实施例中，床边系统12可配备可操纵引导导管64，它可响应于用户对控制装置16的操纵经由弯曲致动器82通过弯曲远尖端而进行操纵。在此实施例中，可操纵引导导管64的远尖端可被弯曲为特定形状或角度以合适地放置引导导管64从而执行特定治疗，并且移动指令模块114可包括定义移动简况并且被配置为使得床边系统12将引导导管64的远尖端移动到期望位置的一个或更多个指令集。在一个实施例中，程序控制模块98可被配置为在触摸屏18上显示数个图标(例如图标162、164或166)，每个图标指示不同弯曲角度或弯曲形状(例如，30度弯曲按钮、40度弯曲按钮、贾金斯左4弯曲按钮、贾金斯右4弯曲按钮等)并且当用户按下特定角度弯曲或弯曲形状的按钮时，执行与所选择的图标相关联的运动指令模块114的指令集，使得引导导管64的远尖端移动到与所选择的图标相关联的弯曲角度或弯曲形状。

在另一个实施例中，运动指令模块114可包括特定于可利用床边系统12执行的不同类型的基于导管的治疗的指令集。例如，运动指令模块114可包括如果床边系统12用于实施诊断插管程序就会执行的一个指令集(示出为诊断程序指令集186)和如果床边系统12用于实施治疗导管程序就会执行的另一指令集(示出为治疗程序指令集188)。在此实施例中，控制装置16可包括允许用户选择导管治疗系统10是否将要用于诊断或治疗程序的至少一个用户输入设备(例如，触摸屏图标162、164、166)。在这个实施例中，控制装置16的用户输入设备(例如，触摸屏图标162、164、166)可与诊断程序相关联，并且另一个用户输入设备可与治疗程序相关联，并且由用户选择或操作相关联的用户输入设备激活诊断程序指令集186或治疗程序指令集188。

此外，诊断程序指令集186或治疗程序指令集188可包括用于利用床边系统12执行的不同类型的诊断或治疗程序的不同指令子集。在一个这样的实施例中，控制装置16的用户输入设备(例如，触摸屏图标162、164、166)可与特定类型的治疗程序相关联，并且对相关联的用户输入设备的选择或操作激活与要执行的特定类型的治疗程序相关的治疗程序指令集188的合适指令集。例如，治疗程序指令集188可包括关联于支架放置程序的第一指令集、关联于血管成形术程序的第二指令集和关联于消融程序的第三指令集等。因此，在此实施例中，用户会选择要经由相关联的用户输入设备执行的治疗程序的类型，并且会激活用于所选类型的治疗程序的治疗程序指令集188的指令子集。

在其他实施例中，运动指令模块114可包括特定于和床边系统12一起使用的不同类型的经皮设备的指令集，示出为设备特定指令集190。例如，设备特定指令集190可包括用于和床边系统12一起使用的经皮设备的每个不同类型、样式(make)和/或型号的指令集。在这样的实施例中，用于特定类型、样式或型号的经皮设备的指令集可说明设备的性质(例如重量、直径、表面摩擦、刚性等)，以保证经皮设备如床边系统12所期望的移动。此外，用于特定经皮设备的指令集可基于被床边系统12控制的设备类型(例如，导线、引导导管、工作导管、血管成形术球囊、支架、消融导管、成像导管等)。

一些经皮设备被设计为在治疗病症期间以特定方式移动或控制。设备特定指令集190可包括使得床边系统12以和其设计一致的方式移动这样的经皮设备的一个或更多个指令集。例如，在一个实施例中，设备特定指令集190可包括一个或更多个指令集，以允许床边系统12控制具体设计为穿过慢性完全闭塞(例如，由桥点医疗公司(bridgepointmedical)制造的crossbosscto导管)的设备。在此实施例中，运动指令模块114包括允许床边设备12以其指定速度旋转crossbosscto导管的指令集。

在另一个示例性实施例中，设备特定指令集190可包括一个或更多个指令集，以允许床边系统12控制阿迪安公司(ardian,inc.)制造的用于治疗高血压的symplicity导管。symplicity导管发射低功率射频能量，从而使得肾动脉内的某肾神经失活，以治疗高血压。在此实施例中，运动指令模块114包括指令集，以使得symplicity导管缩回某距离、旋转某量并且在旋转和缩回后发射射频能量脉冲。在此实施例中，确定缩回距离和旋转量以将symplicity导管定位在适合位置，从而使得适当数量的肾神经失活，以治疗高血压。

控制器40还包括模拟模块或子系统100、辅助模块或子系统102、模式选择模块或子系统104、库存模块或子系统106、gui模块或子系统108、数据存储模块或子系统110和记录模块或子系统112。通常，模拟模块100被配置为基于存储的血管图像数据并且也基于用户对控制装置16的操作来运行模拟的插管程序。通常，辅助模块102被配置为在实际和/或模拟的插管程序期间向位于工作站14处的用户提供信息，以辅助用户实施程序。控制器40的特定实施例，包括模拟模块100和辅助模块102的特定实施例，这在2009年8月28日递交的pct国际申请号pct/us2009/055318中详细描述，其全部内容通过引用并入本文。控制器40的其他特定实施例，包括gui模块108的特定实施例，在2009年8月28日递交的pct国际申请号pct/us2009/055320中描述，其全部内容通过引用并入本文。

运动指令模块114已经被描述为包括以上讨论的不同示例性实施例中的各种指令集。但是，应理解的是，运动指令模块114可包括如上讨论的一个或更多个指令集的任意组合。在运动指令模块114包括不止一个指令集的任意实施例中，控制器40可被配置为自动选择或基于所接收到的用户输入选择要为特定程序激活的一个或更多个合适的指令集。

在多个实施例中，控制器40可被配置为允许控制装置16的用户选择为特定程序激活运动指令模块114的哪个或哪些指令集。在一个这样的实施例中，控制装置16的一个或更多个用户输入设备(例如，触摸屏162、164、166、按钮、开关等)可关联于特定移动指令集，并且选择或操作相关用户输入设备激活与想要的运动参数或移动简况相关的运动指令模块114的指令集。随后，采用经由对关联用户输入设备的操作而激活的指令集之一，经皮设备根据激活的运动指令集随着用户操纵控制装置16(例如，操纵杆)而移动。

在一个实施例中，程序控制模块98可显示关联于用户可从中选择的运动指令模块114的一个或更多个可用指令集。例如，可用指令集列表(例如，脉冲轴向运动指令集、螺旋运动指令集、用于不同经皮设备的指令集等)可显示在显示设备上。在此实施例中，然后用户可从列表中选择需要的指令集，以利用诸如鼠标或触摸屏之类的设备激活该指令集。当运动指令模块114的指令集被激活后，控制信号116和产生的经皮设备的移动基于用户对控制装置16的操纵和基于被激活的指令集。在一个实施例中，控制器40被配置为显示与运动指令模块114的每个运动指令集相关联的单独触摸屏图标。在另一个实施例中，每个可用的指令集可显示为允许用户经由诸如鼠标的输入设备选择需要的指令集的列表(例如，下拉菜单)。

在其他实施例中，可配置控制器40，这样运动指令模块114的一个或更多个运动指令集可被一次激活。在此实施例中，用户可经由关联用户输入设备激活运动指令模块114的一个或更多个指令集的任意组合。在一个实施例中，用户可从可用指令集列表中选择多于一个的指令集。例如，用户可同时激活轴向阶跃移动简况和旋转移动简况两者，这样对控制装置16的操作使得床边系统12移动经皮设备进行旋转和脉冲轴向前进两者。作为另一个示例，用户可为用户经由床边系统12正在控制的设备选择设备特定指令集190的一个指令集，并且可为某运动类型(例如，脉冲运动、螺旋运动等)选择另一个指令集。在另一个实施例中，用户还可选择关联于正在执行的程序类型(例如诊断、治疗等)的附加指令集。如下更详细描述的，在其他实施例中，运动指令模块114的可用运动指令集的子集(例如，简况182和184)可被用户可选择，并且运动指令模块114的可用运动指令集的另一个子集可由控制器40自动选择。一旦运动指令模块114的一个或更多个指令集被激活，会基于用户对控制装置16的操纵和基于一个或更多个被激活的指令集操作床边系统12。

在一些实施例中，程序控制模块98可被配置为基于由控制器40可用的或接收的数据自动选择或激活运动指令模块114的一个或更多个可用指令集。在一个实施例中，自动激活的指令集与控制中的经皮设备的特征相关联。在不同实施例中，经皮设备的特征可包括经皮设备的类型、样式、模式和物理性质。在一个这样的实施例中，用户可指示程序使用的经皮设备的类型，并且程序控制模块98可自动激活关联于经皮设备的特定类型的指令集。用户可通过任何合适的方法指示经皮设备的类型，例如，输入名称、型号或其他经由键盘识别的经皮设备的信息，从列表中选择特定经皮设备，采用与控制器40通信的条形码阅读器()扫描与经皮设备关联的条形码。在另一个实施例中，导管治疗系统10可包括读取rfid标签(包含与已经载入床边系统12的经皮设备相关联的标识信息)的rfid阅读器。由rfid阅读器读取的标识信息或数据随后可被传送至程序控制模块98，并且程序控制模块98可基于由rfid阅读器读取的标识信息从运动指令模块114中选择合适的指令集。

在一个实施例中，辅助模块102可被配置为向用户(例如，经由监视器26和/或28上的显示器等)提供信息，以辅助选择用于特定程序的运动指令模块114的合适指令集。在一个实施例中，辅助模块102可向用户显示关于应为特定程序激活哪个指令集的建议。在一个实施例中，由辅助模块102生成的建议可基于诊断或治疗程序期间所获取的对患者图像数据的分析。在一个实施例中，辅助模块102可被配置为评估病灶(例如，动脉硬化等)的一个或更多个性质(例如，密度、钙化程度等)，并且可建议适合于利用经皮设备穿过病灶的运动指令集。例如，如果特定病灶被标识为具有高度钙化，则辅助模块102可选择适合于允许经皮设备穿过病灶的指令集，例如，具有相对低的脉冲时长的脉冲运动指令集。

如上所述，导管治疗系统10可用于执行基于导管的医疗程序。通常，基于导管的医疗程序包含在患者动脉系统内的需要位置上放置导线(例如，放置在目标病灶处或其后面的导线远端)。控制器40可用于操作床边系统12，以推进导线穿过患者的动脉系统，直到导线的远端位于需要的位置处。图6图解了根据实施例的引导导线的方法。在块302，开始导线引导过程。在示例性的程序中，导线可插入患者的切口，例如股动脉中。在块304中，操作床边系统12以推进导线穿过动脉系统。在一个实施例中，用户通过操纵控制装置16来操作床边系统12。例如，控制器40基于用户输入生成控制信号并且控制床边系统12(例如，导线前进/缩回致动器72)以沿着通道推进导线穿过冠状动脉解剖(coronaryanatomy)。通道可基于用户提供的输入穿过离散长度阶跃。在另一个实施例中，用户可向例如目标病灶提供定义预定通道的一组参数。在此实施例中，控制器40被配置为沿着预定通道自动推进导线。例如，控制器40的运动指令模块114可包括导线引导模块192(在图5中示出)，它被配置为控制床边系统12沿着预定通道推进导线。

在块306，确定导线是否穿过合适通道前进。图7a图解了通向心脏病灶的示例性通道。在图7a中，导线402穿过引导导管404进入心脏406的动脉412。通向目标病灶408的通道可例如穿过冠状动脉解剖中的一个或更多个结合点414。导线402，尤其是导线402的远端410，需要被推进穿过合适的血管以到达期望的位置，例如目标病灶408。在一个实施例中，成像系统32可用于提供示出通向目标病灶的通道的兴趣区域的荧光透视图像。图像可被显示(例如在监视器26和28上)并用于确定导线是否穿过正确通道(或血管)以到达期望的位置。在一个实施例中，用户可观察显示器上的图像以确定导线的位置。在另一个实施例中，控制器40可被配置为处理图像以确定导线的位置。

参考图7a，导线的远端410在结合点后面的侧分支418内，并不在正确通道的正确分支416内。回到图6，在块306处，如果导线没有沿着正确通道前进(例如，导线没有追踪到结合点处的正确血管或分支416，而是在侧分支418中)，则用户可提供输入以操作床边系统12缩回导线。在另一个实施例中，控制器40可被配置为当确定导线没有沿着正确通道前进时而自动缩回导线。在该实施例中，导线引导模块192可被配置为自动缩回导线。在块308，控制器40(例如，导线引导模块192)被配置为控制床边系统12，以响应于缩回导线的控制信号而旋转或缩回导线。在一个实施例中，旋转并且随后缩回导线。在另一个实施例中，可缩回然后旋转导线。在另一个实施例中，同时旋转和缩回导线。因此，导线旋转的同时被缩回。在一个实施例中，导线的近端被旋转预定量(例如，利用导线旋转致动器)。在另一个实施例中，导线可首先在第一方向旋转第一数量，随后在相反方向旋转第二数量。图7b示出了导线402被缩回到结合点414之前的点。在一个实施例中，导线402被缩回一距离，将导线的远端410放置在结合点414之前。如上所述，导线旋转的同时被缩回。在另一个实施例中，如果需要多次缩回导线以将远端410放置在结合点414之前，则导线可仅采用导线的第一次缩回而缩回。

在图6的块310中，操作床边系统12以推进导线。图7c示出了导线402被推进到结合点414后面并且进入期望的通道到达目标病灶408。在一个实施例中，用户通过操纵控制装置16来操作床边系统12。在另一个实施例中，控制器40(例如，导线引导模块192)被配置为沿着预定通道自动推进导线。在图6的块306中，如果导线仍旧没有沿着正确通道前进，则重复步骤306到310直到导线位于正确的通道。在一个实施例中，控制器40(例如导线引导模块193)被配置为自动重复步骤306到310的循环，直到用户提供指示导线处于正确通道的输入。在一个实施例中，导线的旋转量针对导线的每次缩回(即每个循环)而改变。在块312，确定导线是否位于期望的位置(例如，在目标病灶处)。如果导线没有位于合适的位置处，则过程返回到块304并且推进导线。如果导线位于期望的位置处，则导管治疗的下一步可从块314开始。例如，可放置工作导管并且执行治疗程序。

根据上述方法用于引导导线的计算机可执行指令可以计算机可读介质的形式存储。计算机可读介质包括以用于存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质。计算机可读介质包括但不限定于随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存或其他存储器技术、紧致盘rom(cd-rom)、数字通用盘(dvd)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备或可用于存储需要指令并且可被系统10访问的任意其他介质，包括因特网或其他计算机网络形式的访问。

本发明的多个方面的进一步变型和可选实施例可通过本说明对所属领域的技术人员显而易见。因此，本说明将仅被解释为示例性的。不同示例性实施例中示出的结构和布置仅为示例性的。虽然当前申请叙述了所附权利要求中的特征的特定组合，但是本发明的不同实施例涉及本文描述的任意特征的任意组合，不论当前是否声明了这样的组合，在本申请或将来申请中是否声明了特征的任意这样组合。上述的任意示例性实施例的任意特征、元件或组件可单独使用或与上述任意其他实施例的任意特征、元件或组件组合使用。虽然仅少量的实施例在本公开中详细描述，但可进行许多变型(例如，尺寸、规模、结构、形状和各种元件的比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、方向等的变化)，而实质上不偏离本文描述的主题的新颖性教导和优势。一体成型的一些元件可由多个零件或元件构成，元件的位置可颠倒或以其他方式变化，并且分立元件的性质或数量或位置可更改或变化。任意过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或次序可根据可选实施例而变化或重新排序。也可对设计、操作条件和不同示例性实施例的布置进行其他替换、变型、变化和省略而不脱离本发明的范围。