(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-01
(45)【発行日】2023-09-11
(54)【発明の名称】患者テーブルにロボットシステムを固定する支持具
(51)【国際特許分類】
A61B 90/50 20160101AFI20230904BHJP
【ＦＩ】
A61B90/50
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022117646
(22)【出願日】2022-07-25
(65)【公開番号】P2023020988
(43)【公開日】2023-02-09
【審査請求日】2022-10-18
(31)【優先権主張番号】63/203,794
(32)【優先日】2021-07-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/813,154
(32)【優先日】2022-07-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510292504
【氏名又は名称】コリンダス、インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】エリック クレム
(72)【発明者】
【氏名】ナタリー フェラーリ
(72)【発明者】
【氏名】カイル マッキニー
【審査官】槻木澤 昌司
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第１１０１３５７４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６９１０９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５２８７５７５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ９０／５０－９０／５７
Ａ６１Ｂ ３４／００－３４／３７
Ａ６１Ｇ ７／０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者支持面と、該患者支持面の両脇に配置された第１のレール及び第２のレールとを有する患者テーブルに機構を取り付けるための支持具であって、前記機構を支持するためのベースと、
前記ベースの下に設けられ、前記第１のレールと係合可能な第１の係合部と、
前記第１の係合部から離れて位置し、前記第２のレールと係合可能な第２の係合部と、
前記患者支持面を画定する患者テーブル平面に平行なテーブル横断方向に当該支持具を移動させる力を少なくとも提供するように操作可能な単一係合機構と、を含み、
前記単一係合機構は、前記移動させる力を提供するように操作されたときに、前記第１の係合部及び前記第２の係合部を、装着状態から、前記第１のレールと前記第２のレールとに前記ベースを固定する固定状態へ遷移させる、支持具。
【請求項2】
前記固定状態において、前記第１の係合部は前記第１のレールの下部に当接するように構成され、前記第２の係合部は前記第２のレールの下部に当接するように構成される、請求項１に記載の支持具。
【請求項3】
前記ベースは、前記患者支持面に接触する第１のパッドを含む、請求項２に記載の支持具。
【請求項4】
前記第１のパッドは、前記患者支持面にパッド力を加える付勢部材によって付勢される、請求項３に記載の支持具。
【請求項5】
前記パッド力が実質的に一定である、請求項４に記載の支持具。
【請求項6】
前記単一係合機構は、前記テーブル横断方向において、及び前記患者支持面と直交する上下方向において、前記ベースを固定する、請求項１に記載の支持具。
【請求項7】
前記単一係合機構は、前記ベースを前記テーブル横断方向に移動させる第１のカム面を有するカム機構を含む、請求項６に記載の支持具。
【請求項8】
前記カム機構は、前記ベースを前記上下方向に移動させる第２のカム面を含む、請求項７に記載の支持具。
【請求項9】
前記機構として医療デバイスシステムが当該支持具に取り付けられ、この医療デバイスシステムは、前記第１のレール及び前記第２のレールにシステム力を加える質量中心を有し、
前記パッド力と前記システム力は、前記第１のレール、前記第２のレール、及び前記患者支持面に既定されている制限力を超えない、請求項４に記載の支持具。
【請求項10】
前記医療デバイスシステムの前記質量中心は、該医療デバイスシステムの能動動作中に所定の領域内において移動し、前記既定の制限力を超えない、請求項９に記載の支持具。
【請求項11】
前記第１のパッドは、前記第２のレールよりも前記第１のレールに近い所で前記患者支持面に接触する、請求項１０に記載の支持具。
【請求項12】
前記第１のパッドは、前記第１のレールと前記第２のレールと間の中間で前記患者支持面に接触する、請求項１０に記載の支持具。
【請求項13】
前記患者テーブルがテーブルマーカーを有し、前記ベースがベースマーカーを有し、前記固定状態において前記ベースマーカーが前記テーブルマーカーと位置合わせされる、請求項１に記載の支持具。
【請求項14】
前記単一係合機構は、一方向へ部材を操作することによって、当該支持具を前記テーブル横断方向と前記上下方向とに移動させる力を提供するように作動する、請求項６に記載の支持具。
【請求項15】
アームが前記ベースに組み付けられていて、該ベースは、前記患者テーブルの上に前記患者支持面へ下降させるように構成され、取り外し可能にしてある、請求項１に記載の支持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０２１年７月３０日出願の米国仮出願６３／２０３，７９４「SUPPORT FOR SECURING A ROBOTIC SYSTEM TO A PATIENT TABLE」の利益を主張する。この関連出願は全体的にここに援用される。
本願は、２０２１年７月３０日出願の米国仮出願６３／２０３，７９４「SUPPORT FOR SECURING A ROBOTIC SYSTEM TO A PATIENT TABLE」の利益を主張する。この関連出願は全体的にここに援用される。
【0002】
本発明は、広く言えばロボット制御医療処置システムの分野に関係し、具体的には、ロボットシステムを患者テーブルに固定する支持具に関する。
【背景技術】
【0003】
カテーテル等の細長い医療デバイス（ＥＭＤ）は、神経インターベンション手術としても知られる神経血管インターベンション（ＮＶＩ）、経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）、及び末梢血管インターベンション（ＰＶＩ）を含む様々な脈管系の疾患の診断及び治療のための低侵襲医療処置に使用される。これらの処置は、典型的には、脈管系を通してガイドワイヤをナビゲートし、このガイドワイヤを利用してカテーテルを前進させ治療を行うことを伴う。カテーテル式処置は、標準的な経皮技術を使用してイントロデューサシースにより、動脈や静脈などの適切な血管へアクセスすることによって始まる。続いて、イントロデューサシースを通して、シース又はガイドカテーテルを、診断ガイドワイヤにより、ＮＶＩの場合の内頸動脈、ＰＣＩの場合の冠動脈口、又はＰＶＩの場合の浅大腿動脈など、一次位置へ前進させる。そして、脈管構造に適したガイドワイヤを、シース又はガイドカテーテルを通して、脈管構造内の標的箇所までナビゲートする。曲がりくねった解剖学的構造などの特定の状況では、ガイドワイヤのナビゲーションを支援するために、支持カテーテル又はマイクロカテーテルがガイドワイヤを通し挿入される。使用者（医師、操作者）は、造影剤注入でシネを得るために撮像システム（例えば、蛍光透視鏡）を使用し、ガイドワイヤ又はカテーテルを病変などの標的箇所までナビゲートするためのロードマップとして使用する固定フレームを選択することができる。造影画像は、医師がガイドワイヤ又はカテーテルを送り込んでいる間にも得られ、それにより医師は、デバイスが標的箇所への適切な経路に沿って移動していることを検証することができる。Ｘ線透視法を使用して解剖学的構造を観察しながら、医師は、ガイドワイヤ又はカテーテルの近位端（手元側）を操作して、遠位先端を病変又は標的解剖学的箇所に向かって適切な血管に誘導し、側枝への進入を回避する。
【0004】
例えばＮＶＩ、ＰＣＩ、及びＰＶＩなどのカテーテル式処置を実施する際に医師を補助するべく使用されるロボット制御カテーテルベース処置システムが開発されている。ＮＶＩ処置の例には、動脈瘤のコイル塞栓形成、動静脈奇形の液体塞栓形成、及び急性虚血性脳卒中の状況における大血管閉塞の機械的血栓除去が含まれる。ＮＶＩ処置において、医師は、ロボットシステムを使用して、神経血管ガイドワイヤ及びマイクロカテーテルの操作を制御することによって標的の病変にアクセスし、治療を施して正常な血流を回復させる。標的へのアクセスはシース又はガイドカテーテルによって可能にされるが、より遠位の（到達までの距離が長い）領域に関しては、又は、マイクロカテーテル及びガイドワイヤに適切な支持を提供するためには、中間カテーテルも利用し得る。ガイドワイヤの遠位先端は、病変のタイプと治療に応じて、病変の中か病変の先へナビゲートされる。動脈瘤の治療に関しては、マイクロカテーテルを病変の中へ進め、ガイドワイヤを除去し、いくつかの塞栓コイルをマイクロカテーテルを通して動脈瘤内に配置し、動脈瘤内への血流を遮断するために使用する。動静脈奇形の治療に関しては、液体塞栓剤を、マイクロカテーテルを介して奇形に注入する。血管閉塞を治療するための機械的血栓除去は、吸引及び／又はステント回収器の使用のいずれかによって達成することができる。血餅の場所に応じ、吸引カテーテルを通して又はより細い動脈用のマイクロカテーテルを通して、吸引が行われる。吸引カテーテルを病変部に置いた後、陰圧を加えてカテーテルを通し血餅を除去する。あるいは、血餅は、マイクロカテーテルを通してステント回収器を配置することによって除去することができる。血餅をステント回収器に絡め取った後、該ステント回収器及びマイクロカテーテル（又は中間カテーテル）をガイドカテーテル内に後退させることによって血餅を回収する。
【0005】
ＰＣＩにおいて、医師は、ロボットシステムを使用して、冠状動脈ガイドワイヤを操作することによって病変にアクセスし、治療を施して正常な血流を回復させる。アクセスは、冠状動脈口にガイドカテーテルを着座させることによって可能になる。ガイドワイヤの遠位先端が病変の先へナビゲートされ、複雑な解剖学的構造のために、マイクロカテーテルが、ガイドワイヤの適切な支持を提供するために使用され得る。血流は、病変にステント又はバルーンを送り込んで展開することによって回復させる。病変は、ステント留置の前に準備を必要とする場合があり、病変の事前拡張のためにバルーンが送り込まれるか、又は、例えばレーザ又は回転式アテローム切除カテーテルとガイドワイヤを通したバルーンを使用してアテローム切除術が実施される。撮像カテーテルや冠血流予備量比（fractional flow reserve：ＦＦＲ）測定を使用することによって適切な治療を決定するために、診断撮像及び生理学的測定が実行され得る。
【0006】
ＰＶＩにおいて、医師は、ロボットシステムを用いて治療を行い、ＮＶＩと同様の技術で血流を回復させる。ガイドワイヤの遠位先端が病変の先へナビゲートされ、マイクロカテーテルが複雑な解剖学的構造に対してガイドワイヤに適切な支持を提供するために使用され得る。血流は、ステント又はバルーンを病変に届けて展開することによって回復させる。ＰＣＩと同様に、病変の準備及び画像診断も使用することができる。
【0007】
カテーテル又はガイドワイヤの遠位端における支持が、例えば、曲がりくねった又は石灰化した脈管系をナビゲートするため、遠位の（到達までの距離が長い）解剖学的箇所に到達するため、又は、硬い病変を横断するため、に必要とされるとき、オーバーザワイヤ（ＯＴＷ）カテーテル又は同軸システムが使用される。ＯＴＷカテーテルは、カテーテルの全長に延在する、ガイドワイヤ用の管腔を有する。これにより、ガイドワイヤが全長に沿って支持されるので、比較的安定したシステムが提供される。しかしながら、このシステムは、ラピッドエクスチェンジカテーテルと比較して、摩擦が大きく、全長が長いなど、いくつかの不利点を有する（次のとおり）。通常、留置ガイドワイヤの位置を維持しながらＯＴＷカテーテルを除去又は交換するために、ガイドワイヤの露出長さ（患者の外側の）は、ＯＴＷカテーテルよりも長くなければならない。通常、３００ｃｍの長さのガイドワイヤがこの目的のために十分とされ、交換長ガイドワイヤと呼ばれることが多い。このガイドワイヤの長さに起因して、ＯＴＷカテーテルを除去又は交換するために、２人の操作者が必要とされる。このことは、三軸システムとして当技術分野で知られている三重同軸カテーテルが使用される場合（四重同軸カテーテルも使用されることが知られている）、さらに困難になる。にもかかわらず、その安定性のために、ＯＴＷシステムはＮＶＩ及びＰＶＩ処置において頻繁に使用される。一方、ＰＣＩ処置では、ラピッドエクスチェンジ（又はモノレール）カテーテルを使用することが多い。ラピッドエクスチェンジカテーテル中のガイドワイヤ管腔は、モノレール又はラピッドエクスチェンジ（ＲＸ）セクションと呼ばれるカテーテルの遠位セクションのみに延びている。ＲＸシステムでは、使用者は、（デバイスが縦列構成で操作されるＯＴＷシステムとは対照的に）相互平行にインターベンションデバイスを操作し、ガイドワイヤの露出長さは、カテーテルのＲＸセクションよりもわずかに長くするだけでよい。ラピッドエクスチェンジ長のガイドワイヤは、典型的には、１８０～２００ｃｍの長さである。より短いガイドワイヤ及びモノレールが提供されて、ＲＸカテーテルは、一人の操作者で交換可能である。しかしながら、ＲＸカテーテルは、より遠位の（遠くで）支持が必要な場合に不適切であることが多い。
【発明の概要】
【0008】
一態様によれば、患者支持面と第１のレール及び第２のレールとを有する患者テーブルに、支持具が所定の機構を取り付ける。この支持具はベースを含み、ベースは、第１の係合部と第２の係合部と単一係合機構とを有する。単一係合機構は、第１の係合部及び第２の係合部を、装着状態から、ベースを第１のレールと第２のレールとに固定する固定状態へ遷移させる。
【0009】
一態様において、固定状態で、第１の係合部は、第１のレールの下部に当接するように構成され、第２の係合部は、第２のレールの下部に当接するように構成される。
【0010】
一態様において、ベースは、患者支持面に接触する第１のパッドを含む。
【0011】
一態様において、第１のパッドは、患者支持面にパッドから力（パッド力）を加える付勢部材によって付勢される。
【0012】
一態様において、パッド力は実質的に一定である。
【0013】
一態様において、単一係合機構は、患者支持面を画定する患者テーブル平面と平行なテーブル横断（又は交差）方向において、そして患者支持面と直交する上下方向において、ベースを固定する。
【0014】
一態様において、単一係合機構は、ベースをテーブル横断方向に移動させる第１のカム面を有するカム機構を含む。
【0015】
一態様において、カム機構は、ベースを上下方向に移動させる第２のカム面を含む。
【0016】
一態様において、医療デバイスシステムが支持具に取り付けられ、この医療デバイスシステムは、第１のレール及び第２のレールにシステムから力（システム力）を加える質量中心を有する。この場合、パッド力とシステム力は、第１のレール、第２のレール及び患者支持面に既定されている制限力を超えない。
【0017】
一態様において、医療デバイスシステムの質量中心は、医療デバイスシステムの能動動作中に所定の領域内において移動し、既定の制限力を超えない。
【0018】
一態様において、第１のパッドは、第２のレールよりも第１のレールに近い所で患者支持面に接触する。
【0019】
一態様において、第１のパッドは、第１のレールと第２のレールと間の中間で患者支持面に接触する。
【0020】
一態様において、患者テーブルがテーブルマーカーを含み、ベースがベースマーカーを含み、固定状態においてベースマーカーはテーブルマーカーと位置合わせされる。
【0021】
一態様において、単一係合機構は、一方向へ部材を動かすことによって作動する。
【0022】
一態様において、アームがベースに組み付けられていて、ベースは、患者テーブルの上に患者支持面へ下降させるように構成され、取り外し可能にしてある。
【0023】
一態様によると、患者支持面と第１のレール及び第２のレールとを有する患者テーブルに、支持具が所定の機構を取り付ける。支持具は、第１のレールと第２のレールとの間の中間に配置されたパッドを含むベースを備える。パッドは、付勢部材によって第１の方向へ付勢され、患者テーブルの患者支持面に接触するように構成される。第１の係合部が第１のレールに当接するように構成され、第２の係合部が第２のレールに当接するように構成される。パッドは、パッドが患者支持面と接触しているときに、患者支持面にパッドから力（パッド力）を加える。
【0024】
一態様において、ストップ部材がベースに接続され、ストップ部材は、パッドが第１の方向へ動くことができる距離を制限し、パッドが患者支持面と接触していないときに付勢部材を予荷重状態に維持する。
【0025】
一態様において、パッドが患者支持面に接触してパッドがストップ部材から離れる第２の方向へ動いたとき、付勢部材の力が全面的に患者支持面へ加えられる。
【0026】
一態様によると、支持具に取り付けられるように構成された医療デバイスシステムである。医療デバイスシステムは、第１のレール及び第２のレールにシステムから力（システム力）を加える質量中心を有する。上記のパッド力及びシステム力は、第１のレール、第２のレール及び患者支持面に既定されている制限力を超えない。支持具及び医療デバイスシステムからかかる力は、第１のレールと、第２のレールと、患者支持面とに分散される。
【0027】
一態様によると、支持具に取り付けられるように構成された医療デバイスシステムである。医療デバイスシステムは、第１のレール及び第２のレールにシステムから力（システム力）を加える質量中心を有する。上記のパッド力及びシステム力は、第１のレール、第２のレール及び患者支持面に既定されている制限力を超えない。
【図面の簡単な説明】
【0028】
本発明は、図面を参照した以下の詳細な説明からより深く理解される。図中、同じ参照番号は同様の部分を示す。
【図1】一実施形態に係るカテーテルベース処置システムを例示する斜視図。
【図2】一実施形態に係るカテーテルベース処置システムを例示する概略ブロック図。
【図4】一実施形態に係る、ロボット制御駆動装置用の位置決めシステムを例示する斜視図。
【図8】係合機構及びベースプレートの分解図。
【図11A】患者テーブルへの装着途中の支持具を示す図。
【図11B】患者テーブルの上に降ろされた直後の支持具を示す側面図。
【図11C】テーブル横断方向において操作した支持具を示す側面図。
【図11D】上下方向において操作した支持具を示す側面図。
【図15】患者テーブルに固定されたロボットシステムの上面図。
【図16】ロボットシステム及びＣアームの部分拡大図。
【図17】支持部及びロボット制御機構から患者テーブルにかかる力を斜視で示す概略説明図。
【図18】支持具及びロボット制御機構から患者テーブルにかかる力を概略的に説明する端面図。
【図19】係合機構の一部を示す斜視図。
【図20A】患者テーブルの上に降ろされた直後の支持具を示す図。
【図20B】テーブル横断方向において操作されている支持具を示す図。
【図20C】上下方向において操作されている支持具を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【0029】
図１は、一実施形態に係るカテーテルベース処置システム１０の斜視図である。カテーテルベース処置システム１０は、カテーテル式医療処置、例えば、経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）（例えば、ＳＴＥＭＩを治療するため）、神経血管インターベンション処置（ＮＶＩ）（例えば、緊急大血管閉塞（ＥＬＶＯ）を治療するため）、末梢血管インターベンション処置（ＰＶＩ）（例えば、重症下肢虚血（ＣＬＩ）等のため）などの経皮的インターベンション処置、を実施するために使用される。カテーテル式医療処置は、１つ以上のカテーテル又は他の細長い医療デバイス（ＥＭＤ）が患者の病変の診断を補助するために使用される診断カテーテル式処置を含み得る。例えば、カテーテル式診断処置の一例で、造影剤が、カテーテルを通して１つ以上の動脈に注入され、患者の脈管系の画像が撮影される。カテーテル式医療処置は、カテーテル式治療処置も含み（例えば、血管形成術、ステント留置、末梢血管疾患の治療、血餅除去、動脈静脈奇形治療、動脈瘤の治療など）、この処置においては、カテーテル（又は他のＥＭＤ）が病変を治療するために使用される。治療処置は、例えば、血管内超音波（ＩＶＵＳ）、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）、冠血流予備量比（ＦＦＲ）などの補助装置５４（図２に示される）を含めることによって強化され得る。なお、当業者にとって、特定の専用経皮的インターベンション装置又はコンポーネント（例えば、ガイドワイヤのタイプ、カテーテルのタイプなど）が、実施される処置のタイプに基づいて選択され得るということは、当然のことである。カテーテルベース処置システム１０は、わずかな調整で、処置に使用される特定の経皮的インターベンション装置に適応し、様々なカテーテル式医療処置を実行することができる。
【0030】
カテーテルベース処置システム１０は、数ある要素の中でも特に、ベッドサイドユニット２０及び制御ステーション（図示せず）を含む。ベッドサイドユニット２０は、患者１２の脇に配置されたロボット制御駆動装置２４及び位置決めシステム２２を含む。患者１２は患者テーブル１８に寝かされている。位置決めシステム２２は、ロボット制御駆動装置２４の位置決めと支持に使用される。位置決めシステム２２は、例えば、ロボットアーム、多関節アーム、ホルダ等であり得る。位置決めシステム２２は、一端で、例えば、患者テーブル１８（図１に示されるように）、ベース、又はカートに取り付けられる。位置決めシステム２２の他端には、ロボット制御駆動装置２４が取り付けられる。位置決めシステム２２は、患者１２が患者テーブル１８に載ることができるように、（ロボット制御駆動装置２４と共に）退避させる（脇に退ける）ことができる。患者１２が患者テーブル１８に寝かされると、位置決めシステム２２を使用して、処置を行う患者１２に対してロボット制御駆動装置２４を位置決めする（据える）ことができる。一実施形態において、患者テーブル１８は、床及び／又は地面に固定された台座１７により支持されて動作する。患者テーブル１８は、台座１７に対して多自由度、例えばロール、ピッチ、ヨー、で動くことができる。ベッドサイドユニット２０は、（図２に示される）制御装置及びディスプレイ４６も含み得る。例えば、制御装置及びディスプレイ４６は、ロボット制御駆動装置２４のハウジングに配置することができる。
【0031】
一般に、ロボット制御駆動装置２４は、適切な経皮的インターベンションデバイス及び付属機器４８（図２に示される）（例えば、ガイドワイヤ、バルーンカテーテルを含む各種のカテーテル、ステント配置システム、ステント回収器、塞栓コイル、液体塞栓、吸引ポンプ、造影剤を注入するデバイス、薬剤、止血弁アダプタ、シリンジ、ストップコック、膨張デバイスなど）を装備し、使用者が、制御ステーションにある制御機器及び入力機器などの様々な制御装置を操作してロボットシステムを介しカテーテル式医療処置を行えるようにする。ベッドサイドユニット２０、具体的にはロボット制御駆動装置２４は、いくつかの及び／又は組み合わせたコンポーネントを含み、ここに説明する機能をベッドサイドユニット２０に提供する。ロボット制御駆動装置２４は、レール（又は直線部材）に取り付けられた複数のデバイスモジュール３２ａ～３２ｄを含む。デバイスモジュール３２ａ～３２ｄの各々は、カテーテルやガイドワイヤなどのＥＭＤを駆動するために使用される。例えば、ロボット制御駆動装置２４は、患者１２の動脈内の診断カテーテルの中へ及びガイドカテーテルの中へガイドワイヤを機械的に送り込むために使用される。ＥＭＤなどの１つ以上のデバイスが、例えばイントロデューサシースを介して、挿入点１６から患者１２の体内（例えば血管）に入る。
【0032】
ベッドサイドユニット２０は、制御ステーション（図示せず）と通信しており、制御ステーションで使用者入力により生成される信号がベッドサイドユニット２０へ無線又は有線で送信され、ベッドサイドユニット２０の各機能が制御される。後述するように、制御ステーションは、制御コンピューティングシステム３４（図２に示す）を含むか、又は、制御コンピューティングシステム３４を介してベッドサイドユニット２０と接続される。ベッドサイドユニット２０は、フィードバック信号（例えば、負荷、速度、動作条件、警告信号、エラーコードなど）を制御ステーションか制御コンピューティングシステム３４（図２に示す）又はその両方に提供することもできる。制御コンピューティングシステム３４とカテーテルベース処置システム１０の各コンポーネントとの間の通信は、無線接続、有線接続、又はコンポーネント間の通信を可能にする各種の手段である通信リンクを介して提供される。制御ステーション又は他の同様の制御システムは、ローカルサイト（例えば図２に示されるローカル制御ステーション３８）又はリモートサイト（例えば図２に示されるリモート制御ステーション及びコンピューティングシステム４２）のいずれかに配置される。カテーテルベース処置システム１０は、ローカルサイトの制御ステーションかリモートサイトの制御ステーション、又は同時にローカル制御ステーションとリモート制御ステーションの両方によって、操作される。ローカルサイトにおいて、使用者及び制御ステーションは、患者１２及びベッドサイドユニット２０と同じ部屋又は隣の部屋に配置される。ここで使うローカルサイトは、ベッドサイドユニット２０と患者１２又は対象（動物や死体など）の場所であり、リモートサイトは、ベッドサイドユニット２０を遠隔制御するために使用される制御ステーションと使用者の場所である。リモートサイトの制御ステーション（及び制御コンピューティングシステム）と、ローカルサイトのベッドサイドユニット２０及び／又は制御コンピューティングシステムは、例えばインターネットを通して、通信システム及びサービス３６（図２に示される）の使用により通信することができる。一実施形態において、リモートサイトとローカル（患者）サイトとは互いに離れており、例えば、同じ建物内の別の部屋、同じ都市内の別の建物、別の都市、又は、リモートサイトからローカルサイトのベッドサイドユニット２０及び／又は患者１２に物理的にアクセスできない別々の場所にある。
【0033】
制御ステーションは、一般に、カテーテルベース処置システム１０の様々なコンポーネントやシステムを操作するためのユーザ入力を受信するように構成された１つ以上の入力モジュール２８を含む。図示の実施形態の場合、制御ステーションは、使用者がベッドサイドユニット２０を制御してカテーテル式医療処置を実行することを可能にする。例えば、入力モジュール２８は、ロボット制御駆動装置２４と連動する経皮的インターベンションデバイス（例えばＥＭＤ）を使用してベッドサイドユニット２０に各種のタスクを実行させるように構成される（例えば、ガイドワイヤを前進、後退、又は回転させる、カテーテルを前進、後退、又は回転させる、カテーテルに設けたバルーンを膨張又は収縮させる、ステントを位置決めし及び／又は展開する、ステント回収器を位置決めし及び／又は展開する、コイルを位置決めし及び／又は展開する、カテーテルに造影剤を注入する、カテーテルに液体塞栓を注入する、カテーテルに薬剤又は生理食塩水を注入する、カテーテルで吸引する、あるいは、カテーテル式医療処置の一部として実行され得る各種の他の機能を実行する）。ロボット制御駆動装置２４は、経皮的インターベンションデバイスを含むベッドサイドユニット２０のコンポーネントを動作させる（例えば軸方向及び回転方向の動作）ための各種駆動機構を含む。
【0034】
一実施形態において、入力モジュール２８は、１つ以上のタッチスクリーン、ジョイスティック、スクロールホイール、及び／又はボタンを含む。入力モジュール２８に加えて、制御ステーション２６には、フットスイッチ及び音声コマンド用マイクロフォンなどのユーザ制御装置４４（図２に示す）を追加で使用してもよい。入力モジュール２８は、例えばガイドワイヤ及び１つ以上のカテーテル又はマイクロカテーテルなどの各種コンポーネント及び経皮的インターベンションデバイスを前進させ、後退させ、又は回転させるように構成される。ボタンには、例えば、緊急停止ボタン、倍率ボタン、機器選択ボタン、及び自動化動作ボタンを用意することができる。緊急停止ボタンが押されると、ベッドサイドユニット２０に対し、動力（例えば電力）が遮断されるか切り離される。速度制御モードにあるとき、倍率ボタンは、入力モジュール２８の操作に応答して関連するコンポーネントが動作する速度を、増減するように機能する。位置制御モードにあるときには、倍率ボタンは、入力距離と出力指令距離との間のマッピングを変更する。機器選択ボタンは、ロボット制御駆動装置２４に装填された経皮的インターベンションデバイスのうちのどれを入力モジュール２８によって制御するかを使用者が選択できるようにする。自動化動作ボタンは、使用者１１から直接コマンドを受けずにカテーテルベース処置システム１０が経皮的インターベンションデバイスで実行することができるアルゴリズム動作を可能にするために使用される。一実施形態において、入力モジュール２８は、タッチスクリーン（ディスプレイの一部であってもよく、そうでなくてもよい）に表示される１つ以上の制御手段又はアイコン（図示せず）を含み、これらが選択されると、カテーテルベース処置システム１０のコンポーネントが操作される。入力モジュール２８は、バルーンを膨張又は収縮させ及び／又はステントを展開するように構成されたバルーン又はステント制御手段も含み得る。入力モジュール２８の各々は、１つ以上のボタン、スクロールホイール、ジョイスティック、タッチスクリーンなどを含み、これらは、専用制御すべき特定の１つ又は複数のコンポーネントを制御するために使用することができる。さらに、１つ以上のタッチスクリーンに、入力モジュール２８の各部分やカテーテルベース処置システム１０の各コンポーネントに関連する１つ以上のアイコン（図示せず）を表示することができる。
【0035】
カテーテルベース処置システム１０は、撮像システム１４も含む。撮像システム１４は、カテーテル式医療処置（例えば、非デジタルＸ線、デジタルＸ線、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波など）と併せて使用され得る各種の医療撮像システムである。一例をあげると、撮像システム１４は、制御ステーションと通信するデジタルＸ線撮像装置である。一実施形態において、撮像システム１４は、患者１２の周りを撮像システム１４が部分的に又は完全に回転することができるようにＣアーム（図１に示される）を含み、これにより撮像システム１４は、患者１２に対して様々な角度位置（例えば、sagittal view（矢状）、caudal view（尾側）、anterior-posterior view（前後）など）で画像を取得できる。一実施形態において、撮像システム１４は、イメージインテンシファイアとしても知られるＸ線源１３及び検出器１５を有するＣアームを含んだ、透視システムである。
【0036】
撮像システム１４は、処置に際し患者１２の適切な領域のＸ線画像を撮るように構成することができる。例えば、撮像システム１４は、神経血管の状態を診断するために頭部の１つ以上のＸ線画像を取得するように構成され得る。撮像システム１４は、カテーテル式医療処置において１つ以上のＸ線画像（例えばリアルタイム画像）を撮ることで制御ステーション２６の使用者１１を支援し、処置においてガイドワイヤ、ガイドカテーテル、マイクロカテーテル、ステント回収器、コイル、ステント、バルーンなどを適切に位置決めできるようにする。画像はディスプレイ３０に表示できる。例えば、画像は、使用者がガイドカテーテル又はガイドワイヤを適切な位置へ正確に移動させられるように、ディスプレイに表示される。
【0037】
方向を明確にするために、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸をもつ直交座標系が導入される。正のＸ軸は、長手方向（軸方向）の遠位方向に、すなわち近位端から遠位端へ向かう方向に、言い換えれば近位から遠位の方向に、配向される。Ｙ軸とＺ軸はＸ軸に対する横断面にあり、正のＺ軸は上向き、つまり重力の反対方向に向いており、Ｙ軸は右手の法則によって必然的に決まる。
【0038】
図２は、一実施形態に係るカテーテルベース処置システム１０のブロック図である。カテーテルベース処置システム１０は、制御コンピューティングシステム３４を含む。制御コンピューティングシステム３４は、物理的に、例えば制御ステーションの一部であってもよい。制御コンピューティングシステム３４は、概して、ここに説明する様々な機能をカテーテルベース処置システム１０に提供するように適合させた電子制御ユニットであってもよい。例えば、制御コンピューティングシステム３４は、組み込みシステム、専用回路、ここに説明する機能をプログラムした汎用システムなどであり得る。制御コンピューティングシステム３４は、ベッドサイドユニット２０、通信システム及びサービス３６（例えばインターネット、ファイアウォール、クラウドサービス、セッションマネージャ、病院ネットワークなど）、ローカル制御ステーション３８、追加の通信システム４０（例えばテレプレゼンスシステム）、リモート制御ステーション及びコンピューティングシステム４２、そして、患者センサ５６（例えば心電図（ＥＣＧ）装置、脳波（ＥＥＧ）装置、血圧モニタ、温度モニタ、心拍数モニタ、呼吸モニタなど）と、通信する。制御コンピューティングシステム３４は、撮像システム１４、患者テーブル１８、追加の医療システム５０、造影剤注入システム５２、及び補助装置５４（例えばＩＶＵＳ、ＯＣＴ、ＦＦＲなど）とも通信する。ベッドサイドユニット２０は、ロボット制御駆動装置２４及び位置決めシステム２２を含み、追加の制御装置及びディスプレイ４６を含んでもよい。上述のように、追加の制御装置及びディスプレイ４６は、ロボット制御駆動装置２４のハウジングに配置することができる。インターベンションデバイス及び付属機器４８（例えばガイドワイヤ、カテーテルなど）は、ベッドサイドユニット２０と連動する。一実施形態において、インターベンションデバイス及び付属機器４８には特殊装置（例えばＩＶＵＳカテーテル、ＯＣＴカテーテル、ＦＦＲワイヤ、造影用診断カテーテルなど）が含まれ、これらはそれぞれの補助装置５４、すなわちＩＶＵＳシステム、ＯＣＴシステム、及びＦＦＲシステムなどと連動する。
【0039】
一実施形態において、制御コンピューティングシステム３４は、（例えばローカル制御ステーション３８やリモート制御ステーション４２といった制御ステーションの）入力モジュール２８と使用者の相互作用に基づいて、及び／又は、カテーテルベース処置システム１０を使用して医療処置を実行できるようにする制御コンピューティングシステム３４の利用可能な情報に基づいて、制御信号を発生するように構成される。ローカル制御ステーション３８は、１つ以上のディスプレイ３０、１つ以上の入力モジュール２８、及び追加のユーザ制御装置４４を含む。リモート制御ステーション及びコンピューティングシステム４２は、ローカル制御ステーション３８と同様のコンポーネントを含むことができる。リモート制御ステーション及びコンピューティングシステム４２とローカル制御ステーション３８とは、それらに必要な機能に従って違う構成で組むことができる。追加のユーザ制御装置４４は、例えば、１つ以上のフット入力制御手段を含む。フット入力制御手段は、Ｘ線のオン／オフ及び各記憶画像のスクロールなどの撮像システム１４の機能を使用者が選択できるようにすべく構成される。一実施形態において、フット入力装置が、入力モジュール２８に含まれるスクロールホイールにどのデバイスをマッピングするか使用者が選択できるようにすべく構成される。追加の通信システム４０（例えばオーディオ会議、ビデオ会議、テレプレゼンスなど）は、患者、医療スタッフ（例えばアンギオスイートスタッフ）、及び／又はベッドサイド近くにある機器と使用者との連携を補助するべく、採用される。
【0040】
カテーテルベース処置システム１０は、明示していない他の各種のシステム及び／又はデバイスを含むように接続又は構成され得る。例えば、カテーテルベース処置システム１０は、画像処理エンジン、データストレージ及びアーカイブシステム、自動バルーン及び／又はステント膨張システム、薬剤注入システム、薬剤追跡及び／又はロギングシステム、ユーザログ、暗号化システム、カテーテルベース処置システム１０のアクセス又は使用を制限するシステムなどを含むことができる。
【0041】
上述のように、制御コンピューティングシステム３４は、ロボット制御駆動装置２４及び位置決めシステム２２を含み且つ追加の制御装置及びディスプレイ４６を含み得るベッドサイドユニット２０と通信し、そして、ベッドサイドユニット２０に制御信号を提供して、経皮的インターベンションデバイス（例えばガイドワイヤ、カテーテルなど）を駆動するために使用されるモータ及び駆動機構の動作を制御する。種々の駆動機構がロボット制御駆動装置２４の一部として設けられる。
【0042】
図３を参照すると、図１に例示するカテーテルベースの処置システム１０の側面図が、明確にするために特定の構成要素（例えば患者、Ｃアーム）を除去して、示されている。図１を参照して上述したように、患者テーブル１８は台座１７に支持され、ロボット制御駆動装置２４は、位置決めシステム２２を用いて患者テーブルに取り付けられる。位置決めシステム２２は、患者テーブル１８と相対的なロボット制御駆動装置２４の操作を可能にする。この点に関して、位置決めシステム２２は、患者テーブル１８に固定され、図４を参照して以下に説明するように、操作を可能にする様々な関節及びリンク／アームを含む。
【0043】
図４は、一実施形態に係る、ロボット制御駆動装置のための位置決めシステム２２を例示する斜視図である。位置決めシステム２２は、位置決めシステム２２を患者テーブル１８に固定するための固定装置６０を含む。固定装置６０は、第１の係合部材を第１の長手方向レールと係合させると共に第２の係合部材を第２の長手方向レールと係合させて位置決めシステムを患者テーブル（ベッド）に取り外し可能に固定する、係合機構を含む。
【0044】
位置決めシステム２２は様々なセグメント及びジョイントを含み、これらが連結して、ロボット制御駆動装置２４の位置（配置／状態）を、例えば患者に対して、望むとおりに決めることができるようにする。位置決めシステム２２は、固定装置６０に連結された第１の回転ジョイント７０を含む。第１の回転ジョイント７０は、第１のアーム７２（リンク）の回転軸の周りの回動を可能にする。図示の例において、固定装置６０は、実質的に水平な面（例えば患者テーブル１８の平面）内にあり、回転軸は、実質的に垂直であって第１の回転ジョイント７０の中央を通って延びている。第１の回転ジョイント７０は、第１の回転ジョイント７０の回転を使用者が制御できるようにする構造を、含むことができる。
【0045】
図示の例において、第１のアーム７２は、第１の回転ジョイント７０に連結された第１の端部をもち、実質的に水平である。第１のアーム７２の第２の端部は、第２の回転ジョイント７４に連結されている。さらに、第２の回転ジョイント７４には、第２のアーム７６の第１の端部も連結される。すなわち第２の回転ジョイント７４は、第１のアーム７２に対する第２のアーム７６の回動を可能にする。第１の回転ジョイント７０と同様に、第２の回転ジョイント７４は、第２の回転ジョイント７４の中央を通る実質的に垂直の軸の周りに回転可能である。加えて第２の回転ジョイント７４は、第２の回転ジョイント７４の回転を使用者が制御できるようにする構造を、含むことができる。
【0046】
図示の例において、第２のアーム７６の第２の端部は、第３の回転ジョイント７８に連結されている。第３の回転ジョイント７８は、位置決めシステム２２に対しロボット制御駆動装置２４を取り付けるためのポスト８０を含む。すなわち第３の回転ジョイント７８は、第２のアーム７６に対するロボット制御駆動装置２４の回動を可能にする。第３の回転ジョイント７８は、第３の回転ジョイント７８の中央を通る実質的に垂直の軸の周りに回転可能である。加えて第３の回転ジョイント７８は、第３の回転ジョイント７８の回転を使用者が制御できるようにする構造を、含むことができる。
【0047】
一実施形態において、第２のアーム７６は、第２の回転ジョイント７４に対する第３の回転ジョイント７８の制限された上下方向の動作を可能にする４アームリンク機構を含む。この４アームリンク機構は、第３の回転ジョイント７８及びポスト８０の実質的に垂直の向きを維持しながら、第３の回転ジョイント７８の上下方向の移動を可能にする。
【0048】
図４及び図５を参照すると、一実施形態における固定装置６０は、患者支持面１０２と第１のレール１０４と反対側の第２のレール１０６とを有する患者テーブル１８に、ロボット制御駆動装置２４などの所定の機構を取り付けるための支持具１００を含む。支持具１００はベース１０８を含む。一実施形態において、ベース１０８は、ロボット制御駆動装置２４などの機構を支持するために、ベースに組み付けられた関節アーム１１０を含む。支持具１００は、第１の係合部１１２及び第２の係合部１１４を含む。係合機構１１６は、装着状態から、ベース１０８を第１のレール１０４及び反対側の第２のレール１０６に固定する固定状態へ、第１の係合部１１２を動作させると共に第２の係合部１１４を動作させる操作を行える。
【0049】
図１及び図１１Ａを参照すると、患者テーブル１８は、第１の長手方向端部１１８及び反対側の第２の長手方向端部１２０を有する患者支持面１０２を含む。一実装形態において、使用時の向きは、患者の頭部が、第１の長手方向端部１１８よりも第２の長手方向端部１２０に近く、そして患者の足が、反対側の第２の長手方向端部１２０よりも第１の長手方向端部１１８に近い。患者が患者テーブル１８に仰向けで寝ているとき、患者の左側が第１の長手方向側部１２２の方にあり、患者の右側が第２の長手方向側部１２４の方にある。第１のレール１０４は、第１の長手方向側部１２２の側縁から、第２の長手方向側部１２４から遠退く方へ突出している。第２のレール１０６は、第２の長手方向側部１２４の側縁から、第１の長手方向側部１２２から遠退く方へ突出している。
【0050】
使用時の向きの一例において、患者支持面１０２は、重力の方向が患者支持面によって画定される平面に対し交差するように、水平である。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸について言えば、患者支持面１０２はＸ－Ｙ平面に平行である。患者支持面によって画定される平面に交差する方向を、ここでは垂直（上下）方向と呼び、重力の方向にある垂直方向に沿った動きを下降と呼ぶ。言い換えれば、ここで言う垂直方向はＺ軸に沿った方向を指す。使用位置にある患者テーブルにおいて重力の方向とは反対に向いている患者テーブル１８の表面を上面と呼び、使用位置にある患者テーブルにおいて重力の方向へ向いている表面を下面と呼ぶ。
【0051】
図１１Ａを参照すると、第１のレール１０４は、第１のレール上面１２６と第１のレール下面１２８とを含み、第１のレール上面１２６の方が第１のレール下面１２８よりも患者テーブルの患者支持面１０２に近い。同様に、反対側の第２のレール１０６は、第２のレール上面１３０とその反対側の第２のレール下面１３２とを含み、第２のレール上面１３０の方が第２のレール下面１３２よりも患者テーブルの患者支持面１０２に近い。第１のレール１０４は、第１のレール上面１２６と第１のレール下面１２８との間に延在する外縁面１３４を含む。外縁面１３４は、第２のレール１０６に対し反対の方向を向いている。第２のレール１０６は、外縁面１３６を含む。
【0052】
図５を参照すると、ベース１０８は、第２の係合部１１４を支持する横断アーム１３８を含む。横断アーム１３８は、ベース１０８の本体１４０から延びるように摺動可能である。横断アーム１３８は、異なるベッド横断寸法を有する患者ベッド（患者テーブル）を収容できるように、本体１４０に対して調節することができる。第１の係合部１１２は、第１の係合部ハウジング１１７を本体１４０に接続するアジャスタ２０６によって上下方向（Ｚ軸）に調節することができる。テーブル横断方向は、第１のレール１０４の外縁面１３４から第２のレール１０６の外縁面１３６へ直交して延びる方向である。第２の係合部１１４は、横断アーム１３８の上下延伸部１４４に配置されるタブ１４２を含む。横断アーム１３８は、患者支持面１０２によって画定される平面にほぼ平行に延びる第１の伸縮部１３９を含む。テーブル横断向はＹ軸に沿っている。正のＹ軸方向又はテーブル横断方向が第１のレール１０４から第２のレール１０６へ向かう方向である。一実施形態において、横断アーム１３８の第１の伸縮部１３９が、ベース１０８の本体１４０から延出し伸縮自在である。上下延伸部１４４は、第２のレール１０６に対面する係合面１４６を含む。上下延伸部１４４は、患者支持面１０２から下方へ延在する。タブ１４２の位置は、第２のレール１０６と患者支持面１０２との間の様々な高さに適応するように、Ｚ軸方向に調節することができる。同様に、上述のとおり、係合機構１１６は、アジャスタ２０６を介してＺ軸方向に調節可能であり、第１のレール１０４と患者支持面１０２との間の様々な高さに対応する。
【0053】
一実施形態において、支持具１００は、長手方向軸に沿った所定の位置で患者テーブル１８上に配置される。テーブルマーカーや他のテーブルの印などのマーカーが、患者テーブル１８の長手方向軸に沿った特定の位置に付けられる。支持具１００は、ロボット制御機構が予め決められた動作範囲内で動くことができるように、テーブルの印と位置合わせされる印を有する。ここに説明する患者テーブル１８における支持具１００の位置合わせは、ロボット制御駆動装置２４と撮像システム１４との間の干渉を回避するのに役立つ。加えて、患者テーブル１８に対する支持具１００の位置合わせは、届かないことがないようにロボット制御駆動装置２４を患者に対して位置決めするために有用である。一実施形態において、テーブルマーカーは、第１のレール１０４に恒久的にクランプされるものとでき、そしてテーブルマーカーは、Ｘ軸の方向に第１のレール１０４に沿って長手方向の二箇所に位置する２つの部分を含むものとし、このテーブルマーカーの２つの部分の間に係合機構１１６が位置するようにしてもよい。
【0054】
支持具１００は、予定された長手方向の位置で患者テーブル１８の上に直接降ろされる。この支持具１００は、患者テーブル１８の遠位端で取り付けてから第１のレール１０４及び第２のレール１０６に沿って予定の長手方向位置まで摺動させる必要がない。同様に、ここに説明する一実装形態において支持具１００の取り外しは、第１の係合部１１２及び第２の係合部１１４をリリースし、支持具を患者テーブル１８から持ち上げることによって達成され、長手方向軸に沿って支持具を摺動させる必要はない。このように、支持具１００は、第１の長手方向端部１１８と反対側の第２の長手方向端部１２０との間の患者テーブル１８の長手方向軸上の予定の位置で、使用位置に降ろされる。同様に、支持具１００は、第１の長手方向端部１１８又は反対側の第２の長手方向端部１２０のどちらかに向けて先ず始めに支持具１００を摺動させる必要がなく、患者テーブル１８から支持具１００を持ち上げることによって患者テーブル１８から迅速に取り外すことができる。このことは、必要なときに迅速に患者テーブル１８から取り外すことを可能にする。
【0055】
図１１Ａを参照すると、支持具１００は、予定された長手方向の位置で患者テーブル１８の上に概ね下に向けて降ろされる。一実施形態において、支持具１００は、患者支持面１０２によって画定される平面に対し横断アーム１３８を概ね平行としつつ、患者テーブル１８の上に降ろされる。別の実施形態においては、支持具１００が、第１のレール上面１２６を軸に、横断アーム１３８の一部が患者支持面１０２に接触するまで回動させられ、第１の係合部１１２の支えタブ、支え部又はレッジ１１９が第１のレール上面１２６に寄り掛かる（載る）。患者支持面１０２と交差する方向に平行なベクトルに沿って支持具１００を降ろす方式、また、始めに支持具１００のレッジ１１９を第１のレール上面１２６に接触させてから横断アームを患者支持面１０２に降ろして支持具１００を降ろす方式、の両方とも、支持具１００を最初の装着状態にする。一実施形態において、使用者は、先ず、第２の係合部１１４の側の支持具１００の部位を、第２のレール１０６の近傍の患者テーブル１８の領域に降ろしてから、第１の係合部１１２を第１のレール１０４に向けて降ろす。
【0056】
図１１Ｂ及び図１２を参照すると、支持具１００が患者支持面１０２の上に降ろされた第１の状態において、第１の係合部１１２と第２の係合部１１４は、それぞれ、第１のレール１０４と第２のレール１０６から離れている。別の言い方をすれば、第１のレール１０４の外縁面１３４と第２のレール１０６の外縁面１３６との間の距離が、第１の係合部１１２と第２の係合部１１４との間のテーブル横断方向の間隔よりも小さい。
【0057】
図１１Ｃ及び図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、第２の状態において、支持具１００は、係合機構１１６によってテーブル横断方向に動作し、第１のレール１０４の外縁面１３４及び第２のレール１０６の外縁面１３６に係合機構１１６が接触する。図１３Ｂを参照すると、第３の状態において、支持具１００は、第１のレール１０４から第２のレール１０６へ向かうテーブル横断方向にさらに動作し、第１の係合部１１２が第１のレール下面１２８に接触し始める。
【0058】
図１１Ｄ及び図１４を参照すると、完全な固定状態において、第１の係合部１１２は、第１のレール１０４の第１のレール下面１２８と外縁面１３４とに当接し、第２の係合部１１４は、反対側の第２のレール１０６の第２のレール下面１３２と外縁面１３６とに当接する。完全な固定状態において、ベース１０８は患者支持面１０２に接触する。本体１４０の下面にある第１のパッド１５０が患者支持面１０２に当接する。一実施形態において、完全な固定状態でレッジ１１９は、第１のレール１０４の第１のレール上面１２６に接触しない。別の言い方をすると、一実施形態において、完全な固定状態で支持具１００は、第２のレール上面１３０と第１のレール上面１２６とに接触しない。ただし、使用中のピッチングモーメントに応じて、第１のレール上面１２６と支え部１１９の部分１２１とは接触し得る。一実施形態において、設計に応じ、第１のレール上面１２６と支え部１１９の部分１２１との間には、０．０～０．２ｍｍの間のクリアランスを設ける。ただし、所定の動作で部分１２１は、第１のレール１０４の少なくともある程度の長手方向領域で第１のレール上面１２６に接触する。なお、第１のレール上面１２６と部分１２１との間の間隙は、第１の係合部ハウジング１１７に対し支え部１１９を移動させることによって調節することができる。一実装形態において、支え部１１９は、留め具を用いて第１の係合部ハウジング１１７に取り付けられ、支え部１１９と第１の係合部ハウジング１１７との間に少なくとも１つのシム（ワッシャ）を追加したり除去したりすることで、支え部１１９と第１のレール上面１２６との間の間隙を変更することができる。一実施形態において、第１のパッド１５０に加えて、支持具１００から下に出ている第２のパッド１５２が患者支持面１０２に当接する。支持具１００によって加えられる力の場所によっては、支持具１００の一部が第１のレール上面１２６に接触し得る。力の場所によっては、第２のパッド１５２が患者支持面１０２に接触しないこともあり、２つあるカムアセンブリのうちの１つのみがＺ軸方向において第１のレール１０４に接触する。支持具１００からかかる力の場所に関して、第１のパッド１５０と第２のパッド１５２の両方及び／又はカムアセンブリの両方が、それぞれ、患者支持面１０２と第１のレール１０４に接触する。
【0059】
患者テーブルは、患者テーブルの右側及び左側に、長手方向に延びる第１及び第２のレールを含む。この左右のレールに、複数の装置が支持される。第１のレール及び第２のレールは、第１のレール及び／又は第２のレールに加えられる力が、患者支持面に対して装置を確実に位置決めするその能力に打ち勝つまで、ある程度の質量を支えることができる。レールは多くの場合重量でランク付けされるが、レールに固定される装置の力の場所によってはレールに望ましくないトルクがかかることがある。装置がかなりの質量をもつ場合、第１のレール１０４及び／又は第２のレール１０６を曲げる及び／又はトルクを加え得る。ここでさらに説明するように、第１のパッド１５０は、患者支持面１０２にパッドから力（パッド力）を加えるべく付勢部材によって付勢される。一実施形態において、該パッド力は、アーム及びロボット制御駆動装置の動作中、実質的に一定である。パッド力は、支持具１００及びロボット制御駆動装置２４から患者テーブル１８に加えられる力に対抗するように作用する。一実装形態において、バネ１８０は予圧され、パッドがハードストップ部材１５１から離れると直ぐにバネ１８０の力が全面的に印加される。
【0060】
図５、図８、図９、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、係合機構１１６は単一係合機構であり、第１の係合部１１２及び第２の係合部１１４を、装着状態から、ベース１０８を第１のレール１０４及び第２のレール１０６に固定する固定状態へ動作させる。一実施形態において、係合機構１１６は、ベース１０８をテーブル横断（Ｙ軸）方向及び上下（Ｚ軸）方向において固定する。別の言い方をすれば、単一係合機構１１６は、患者支持面１０２を画定する患者テーブル平面に平行なテーブル横断方向及び患者支持面１０２と交差する上下方向においてベース１０８を固定する。
【0061】
係合機構１１６は、ラックギア１６２を介してハンドル１５８によって操作される第１のカムアセンブリ１５６を有する機構を含む。ハンドル１５８は、ボタン、ダイヤル、ギア、ハンドル、又は同様のデバイスなど、当技術分野で既知の各種アクチュエータとすることができる。第１のカムアセンブリ１５６は、テーブル横断（Ｙ軸）方向にベース１０８を動かすように作動する第１のカム面１６０と、上下（Ｚ軸）方向にベース１０８を動かすように作動する第２のカム面１６４とを含む。一実施形態において、係合機構１１６は、第１のカムアセンブリ１５６に類似した第２のカムアセンブリ１６６を含み、この第２のカムアセンブリ１６６は、ラックギア１６２を介して第１のカムアセンブリ１５６とリンクされて回転する。ラックアンドピニオン装置はオプションの１つであり、他のリンク装置を使用することもできる。ハンドル１５８は、第１のカムアセンブリ１５６及び第２のカムアセンブリ１６６が第１のレール１０４から離れて接触していない第１の位置から、第１のカムアセンブリ１５６及び第２のカムアセンブリ１６６が第１のレール１０４と直に接する第２の位置へ、操作される。一実装形態において、ハンドル１５８は第１の位置から第２の位置へ１８０度動作するが、ただし、その回動量は、９０度など他の動作量でもよい。なお、ハンドルの回転角度をカムの回転角度と等しくする必要はない。一実施形態において、カムの回転角度はハンドルの回転角度よりも大きい。図１３Ａ、図１３Ｂ、及び図１４を参照すると、ハンドル１５８は、第１の係合部１１２及び第２の係合部１１４を第１のレール１０４及び第２のレール１０６と係合させるために、係合方向１５９へ操作される。
【0062】
ピボット軸１６８の周りのハンドル１５８の作動は、ラックギア１６２及びピニオン１７０を介して第１のカムアセンブリ１５６と第２のカムアセンブリ１６６とを回転させる。ハンドル１５８は、第１の位置で第１のストッパ１７２に当たり、第２の位置で第２のストッパ１７４に当たる。ハンドル１５８がハンドルの第１の位置から第２の位置へ操作されると、第１のカム面１６０の第１の領域１７６が第１のレール１０４の外縁面１３４に接触し、これにより支持具１００が、第２のレール１０６から第１のレール１０４へ向かうテーブル横断方向に移動させられる。この結果、第２の係合部１１４の係合面１４６が第２のレール１０６の外縁面１３６と当接し、タブ１４２も接触する。タブ１４２は、支持具１００が第２のレール１０６から第１のレール１０４へ向かうテーブル横断方向へ移動するにつれて反対側の第２のレール下面１３２に係合する、傾斜面１４３を有する。
【0063】
ハンドル１５８をハンドルの第１の位置から第２の位置まで操作すると、第２のカム面１６４の第１の傾斜領域１７８が第１のレール１０４の第１のレール下面１２８に接触し、そして、第２のカム面１６４の第２の領域１７９を徐々に係合させることにより、支持具１００が負のＺ軸に沿って下方へ移動する。ハンドルがハンドルの第２の位置へ操作されると、支持具１００は、患者テーブル１８に固定される。一実装形態において、ハンドル１５８は、１つの動作で、支持具１００を患者テーブル１８にテーブル横断（Ｙ軸）方向と上下（Ｚ軸）方向の両方において固定する。支持具１００を患者テーブル１８からリリースする場合は、ハンドル１５８をハンドルの第２の位置から第１の位置へ操作すればよい。なお、一実施形態において、第１のカム面１６０は、第２のカム面１６４が第１のレール１０４に接触する前に第１のレール１０４と接触する。
【0064】
１つのハンドル１５８の操作で、第１の係合部１１２及び第２の係合部１１４を第１のレール１０４及び第２のレール１０６と係合させると共に第１のパッド１５０を患者支持面１０２と係合させるように操作できる。ピボット軸１６８を軸とした１つの方向において動作する１つのアクチュエータ１５８の使用により、係合機構１１６は、支持具１００を患者テーブル１８に係止しそしてリリースするよう動作可能である。
【0065】
図１１Ｃ及び図１１Ｄを参照すると、ハンドル１５８がハンドルの第１の位置から、ハンドルの第１の位置と第２の位置との間の位置へ操作されるにつれて、支持具１００は先ずテーブル横断方向（－Ｙ軸方向）に移動させられ、次に第２のカム面１６４が第１のレール下面１２８と係合することにより支持具１００は下方（－Ｚ軸）に移動させられる。
【0066】
図６及び図７を参照すると、第１のパッド１５０は、支持具１００が固定状態にあるときに患者支持面１０２にパッド力が加えられるように、付勢部材１８０で付勢される。一実施形態において、第１のパッド１５０は、パッドアーム１８２によりベース１０８に軸支される。付勢部材１８０は圧縮バネとすることができ、一実施形態において、支持具１００が患者テーブル１８に固定されているときに、たわみの範囲で実質的に一定のバネ力を有する２つの圧縮バネを含む。第１のパッド１５０は、付勢部材１８０から離してパッドアーム１８２に配置される。パッド力は、上下方向の力、ピッチ力、ロール力に対する抵抗力を提供する。一実施形態において、第１のパッド１５０は、第１のレール１０４に近い所で患者支持面１０２に当接する。支持具１００が患者支持面１０２と接触していない予荷重（予圧）状態において付勢部材１８０は、第１のパッド１５０の上面１８９と自由面（当接面）との中間にベース１０５の下面１８６があるように、第１のパッド１５０を下面１８６から離れる下方へベース１０８から離れるように付勢する。支持具１００が装着状態から固定状態にされると、パッド力が第１のパッド１５０から患者支持面１０２に加えられる。一実施形態において、パッドアーム１８２に負荷がかかったときにバネが底値とならないように、付勢されたパッドのサスペンションには十分な行程がある。パッドアーム１８２に対して、患者支持面１０２に向かうパッド１５０の移動を制限するハードストップ部材１５１が設けられる。付勢されたパッドのサスペンションにおけるこのストップ部材１５１は、支持具１００を設置する度に装着に大きなエネルギーを人が使う必要がないように、バネ定数を低くすることに貢献する。一実施形態において、付勢部材１８０は、ロボット制御駆動装置２４及び支持具１００の重量の７５％を印加する。すなわち、ロボット制御駆動装置２４及び支持具１００の重量が５０ｋｇである場合、付勢部材１８０は、その５０ｋｇによって加えられる力の７５％に対抗する力を提供する。
【0067】
第２のパッド１５２は、第１のパッド１５０より遠い所でベース１０８に配置され、第１のレール１０４よりも第２のレール１０６に近い所で患者支持面１０２に当接する。第２のパッド１５２は、支持具及びロボット制御駆動装置の質量中心の場所により決まるローリングモーメントに対応する。
【0068】
図１５を参照すると、一実施形態において、ロボット制御駆動装置２４の遠位端１９４は、位置決めシステム２２の動作によって、テーブル横断（Ｙ軸）方向及びテーブル長手（Ｘ軸）方向においてゾーン１８８の範囲内で移動可能である。一実施形態において、位置決めシステム２２の動作は、ロボット制御駆動装置２４の遠位端１９４がゾーン１８８の中に留まるように制限される。一実施形態において、ロボット制御駆動装置２４の遠位端移動は、位置決めシステム２２の関節アーム部分の動作を制限することによって制限される。ベース及び連結したアームを含む支持具１００の対応する質量中心は、質量中心ゾーン１９０として図１５に示されている。一実施形態において、支持具１００及びロボット制御駆動装置２４の質量中心は、第２のレール１０６から離れる方向へ、第１のレール１０４から横方向に変位させることができる。別の言い方をすれば、ロボット制御駆動装置２４の遠位端がＸ－Ｙ平面内のゾーン１８８の中にあるときの一状態における質量中心は、患者テーブル１８から外れ得る。支持具１００及びロボット制御駆動装置２４の質量によって加えられる力は、患者支持面１０２、第１のレール１０４、及び第２のレール１０６に対し上下方向の力を加える。
【0069】
付勢部材１８０の付勢力は、パッド力に重なる支持具１００及びロボット制御駆動装置２４からの力が、第１のレール１０４、第２のレール１０６、及び患者支持面１０２にかかる力の予め決められた制限を超えないように選択される。別の言い方をすれば、第１のレール１０４及び第２のレール１０６に加えられる力が、ロボット制御駆動装置２４及び支持具１００の重量からの力の予め決められた制限（直交、ピッチ、及び／又はロール）を超えるかもしれない場合、パッド力は、レール及び患者支持表面の予め決められた力の制限を超えないように、加えられる力を相殺する。なお、ロボット制御駆動装置２４及び支持具１００によって第１のレール１０４に加えられる力は、関節アームの向きに依存する。ここに説明するように、ロボット制御駆動装置２４及び支持具１００の質量中心は、処置中、質量中心ゾーン（又は限定された区域）１９０にある。質量中心ゾーン１９０の中にある質量中心の場所の全て対して、パッド力は、予め決められた力の制限を超えないことを確実にする。なお、質量中心ゾーン１９０は、図示の範囲より広いこともあるし、支持具１００を患者テーブルに装着するときや支持具１００にドレーピングを適用するときに支持具１００の場所に及ぶこともある。図１７及び図１８を参照すると、患者テーブル１８の一部の概略図において、患者支持面１０２、第１のレール１０４、及び第２のレール１０６に作用する力Ｆ１～Ｆ７の場所が示されている。留意すべきは、第１のレール１０４に力が作用する場所が長手Ｘ軸方向に離間して存在していることであり、特に、第１のカムアセンブリ１５６及び第２のカムアセンブリ１６６が第１のレール１０４に接触する場所、並びに、各カムアセンブリのレッジが第１のレール１０４に接触する２つの場所である。一実施形態において、各レッジは、長手軸に沿って、第１のカムアセンブリ１５６及び第２のカムアセンブリ１６６とほぼ同じ場所に配置される。一方、第２のレール１０６に加えられる力は、タブ１４２が第２のレール１０６に接触する場所となる。
【0070】
重ねられたロボット駆動及び支持具の質量中心の場所に従い、力は、レッジ１１９を介して第１のレール上面１２６に伝達され得る。一実施形態において、レッジ１１９は、第１のレール上面１２６に隣接して近くに配置されるが、接触はしない。しかしながら、ロボット制御駆動装置及び支持具の質量中心は、レッジ１１９が第１のレール上面１２６に接触して力を第１のレール上面１２６に伝達する可能性のある位置にくる場合もある。
【0071】
図１及び図１６を参照すると、撮像システム１４は、Ｘ線源１３及び検出器１５を含み、これらの両方がＣアームに支持される。一実施形態において、支持具１００は、ロボット制御駆動装置２４の遠位端１９４が検出器１５に接触しないよう離れて位置するように、印１９２の所で患者テーブルに配置される。一実装形態において、センサが撮像システムに対するロボット制御駆動装置の位置を追跡し、ロボット制御駆動装置２４と撮像システム１４との間に衝突が起ころうとしているときに使用者に警告を与える。別の言い方をすれば、ロボット制御駆動装置２４が撮像システム１４から所定の距離内にあるときの音響信号の形態又はディスプレイでの警告である。一実施形態において、ロボット制御駆動装置２４の遠位端１９４は、テーパ部分の高さ１９８がロボット制御駆動装置２４のテーパなし部分の高さ２００よりも低くなるようにした、テーパ付き輪郭を有する。一実施形態において、ゾーン１８８の範囲内におけるロボット制御駆動装置２４の遠位端１９４の動作は、上下（Ｚ軸）方向においてクリアランス２０２を、テーブル長手方向においてクリアランス２０４を、提供することになる。
【0072】
図１９～図２１Ｃを参照すると、この実施形態に係る支持具２１０は係合機構２１２を含み、係合機構２１２は第１のパドル２１４及び第２のパドル２１６を、第１のレール１０４の外縁面１３４に向けて動作させまた離れる方へリリースする。係合機構２１２は、第１のレール１０４のレール下面１２８に接触しまたリリース可能である第１のローラカム２１８及び第２のローラカム２２０を含む。係合機構２１２及び係合機構１１６は、両方とも、それぞれ支持具２１０及び支持具１００にテーブル横断方向及び上下方向の動作をさせることができるが、ここに説明するように係合機構２１２は、摺動カム面１６４の代わりに、第１のローラカム２１８及び第２のローラカム２２０を含んでいる。第１のローラカム２１８及び第２のローラカム２２０は、これら第１のローラカム２１８及び第２のローラカム２２０が第１のレール１０４と係合するとき、その長手方向軸の周りに回転する。
【0073】
係合機構２１２は、第１のリンク機構２２６によって第１のパドル２１４及び第１のローラカム２１８を作動させるハンドル２２４を含む。ハンドル２２４は、第２のリンク機構２２８によって第２のパドル２１６及び第２のローラカム２２０を作動させる。第１のリンク機構２２６は、第１の部材２３４に軸支された第１のリンク機構部材２４４を含む。第２のリンク機構２２８は、ハンドル２２４に接続されて動作するリンク機構部材２４６と、第２のリンク機構２４８とを含む。第３のリンク機構２５０が、第２のリンク機構２４８及び第１の部材２３４と同様の第２の部材に軸支される。第２のリンク機構２２８は、第２のパドル２１６における方向転換のために第１のリンク機構２２６よりも多い２つ以上のリンク機構部材を含み、第２のローラカム２２０が、ここに説明するように第１のレール１０４と係合する。
【0074】
図２０Ａ及び図２１Ａを参照すると、ハンドル２２４は、第１の非係合位置にある。この第１の非係合位置では、第１のパドル２１４、第１のローラカム２１８、第２のパドル２１６、及び第２のローラカム２２０が第１の状態にある。使用者がハンドル２２４を軸の周りに時計回りで操作すると、第１のリンク機構２２６の動作により、第１のパドル２１４が第１のパドルポストを軸にして第１の方向２５２に操作されて回動し、第１の場所において第１のレール１０４の外縁面１３４と当接する。同時に、第２のリンク機構２２８の動作により、第２のパドル２１６が第２のパドルポストを軸にして第１の方向２５２に対向する第２の方向２５４に操作されて回動し、第１の場所から離れた第２の場所で第１のレール１０４の外縁面１３４と当接する。一実施形態において、第１の方向２５２が時計回りであり、第２の方向２５４が反時計回りである。別の言い方をすれば、第１のパドル２１４及び第２のパドル２１６は、ハンドル２２４が非係合位置から係合位置へ操作されると、第１のレール１０４の長手方向軸に関して互いに反対方向に動作する。同様に、第１のローラカム２１８及び第２のローラカム２２０も、ハンドル２２４が非係合位置から係合位置へ操作されると、第１のレール１０４の長手方向軸に関して互いに反対方向に動作する。この反対の動きにより、ハンドル２２４が非係合位置から係合位置へ操作されるときに、支持具２１０が第１のレール１０４の長手軸の方向において不用意に移動することが抑制される。
【0075】
図１９を参照すると、第１のリンク機構２２６は、軸線２３６を有するポスト（カムシャフト）２４０の周りを回転する第１の部材２３４を含む。第１の部材２３４は、第１（第２）のローラカム２１８（２２０）を回転可能に支持するように固定された延長部を含む。また、第１の部材２３４は、軸線２３６に平行な軸線を有するポストを含み、このポストの周りに第１のガイドローラ２４２が回転する。第１のガイドローラ２４２は、第１のパドル２１４の側面２１４ａと当接する。第１のパドル２１４の側面２１４ａは、異なる輪郭、第１の輪郭２１４ｂ、第２の輪郭２１４ｃ、及び第３の輪郭２１４ｄをもった複数の領域を含む。加えて、これら各輪郭の間に遷移領域が存在する。非係合位置において、第１のガイドローラ２４２は第１の輪郭２１４ｂに当接する。第１のパドル２１４は、第１のパドルポスト２１３を軸にしてパドルをローラ２４２へ向け付勢するバネなどの付勢部材によって、第１のガイドローラ２４２へ向け付勢されている。ハンドル２２４が使用者によって非係合位置から係合位置の方へ操作されると、第１のガイドローラ２４２は、第１の輪郭２１４ｂから第２の輪郭２１４ｃに向かって、第１の輪郭２１４ｂと第２の輪郭２１４ｃとの間の遷移領域を移動し、これに従い第１のパドル２１４が、第１のレール１０４に向かって移動する。ハンドル２２４が完全に係合位置まで操作されると、第１のガイドローラ２４２は、第２の輪郭２１４ｃから第３の輪郭２１４ｄに移動する。第２の輪郭２１４ｃは、カムの動作に関係なくパドルを同じ位置に維持する。これにより、水平方向には動かさない一方で垂直方向の移動を許容することができる。第３の輪郭２１４ｄは、第１のパドル２１４と第１のガイドローラ２４２との間の力によって第１のガイドローラ２４２がパドルポストの方へ戻ることのないように構成された留置輪郭である。別の言い方をすれば、第３の輪郭２１４ｄにおいて、カムシャフトに正味のトルクはない。
【0076】
図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃ、図２１Ａ、図２１Ｂ、及び図２１Ｃを参照すると、ハンドル２２４が非係合位置から係合位置へ完全に操作されると、第１のローラカム２１８は、第１のローラカム２１８が第１のレール下面１２８に接触していない位置から、第１のローラカム２１８が第１のレール下面１２８に接触している位置まで移動する。第１のローラカム２１８は、第１の切頭円錐状部２１８ａと第２の円錐状部２１８ｂとを含み、ハンドル２２４の非係合位置から係合位置への操作に伴い、第１のローラカム２１８の第１の切頭円錐状部２１８ａが始めに第１のレール下面１２８と接触する。第１のローラカム２１８は、第１のローラカム２１８が第１のレール下面１２８に接触すると、第１のローラカム２１８長手軸の周りに回転する。完全な係合位置において、第１のローラカム２１８の第２の円錐状部２１８ｂが第１のレール下面１２８に接触し、これにより支持具２１０が患者支持面１０２に固定される。
【0077】
支持具２１０は、第１の実質平面部分２３２ａと、第１の実質平面部分２３２ａと第３の平面部分２３２ｃとの間に延在する第２の傾斜面部分２３２ｂとを有する係合部２３２を、含む。使用者が患者支持面１０２の上に支持具２１０を配置したとき、第１の実質平面部分２３２ａが第１のレール１０４の第１のレール上面１２６に載る。第１のパドル２１４がハンドル２２４の操作に従って第１のレール１０４に向かって動くと、第１のレール上面１２６は、第１の実質平面部分２３２ａから第２の傾斜面部分２３２ｂへ移動し、そして、ハンドル２２４が完全に係合位置となったとき最終的に第３の平面部分２３２ｃに移動する。
【0078】
支持具１００と同様に、支持具２１０は、横断アームと、第２のレール１０６に係合する第２の係合部とを含む。第２の係合部は、反対側の第２のレール下面１３２をタブ２３０の上側平面２３０ｂに案内する上側傾斜面２３０ａを有するタブ２３０、を含む。支持具２１０が患者支持面１０２の上に装着されているときに、支持具２１０の重心により、特定の状況において、反対側の第２のレール下面１３２の外縁部がタブ２３０に当たることがある。
【0079】
以上、実施形態を例示してこれを基に説明してきたが、当業者であれば、ここに記載した主題の思想及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細を変更できることは当然である。例えば、例示した様々な実施形態は、１つ以上の利益を提供する１つ以上の機能／特徴を含むものとして説明されているが、説明された機能／特徴は、例示した実施形態において又は他の代替的な実施形態において、互いに交換され得るか、又は、相互に組み合わされ得ることが想定される。ここに開示した技術は比較的複雑であるため、当該技術のすべての変更が予見可能であるとは限らない。ここに開示した事項は、可能な限り広いことが意図されていることが明らかである。例えば、特に断らない限り、１つの特定の要素を述べた記載は、同様の特定の要素も複数包含する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
