用于定位医疗器械的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月5日提交的美国临时申请62/741,800和2019年3月15日提交的美国临时申请62/819,139的权益，其通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于控制医疗器械的系统和方法。

背景技术

微创医疗技术意图减少医疗程序期间损伤的组织量，从而减少患者恢复时间、不适和有害副作用。这种微创技术可以通过患者解剖结构的自然孔口或通过一个或多个外科手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，操作者(例如，医师)可以插入微创医疗器械(包括外科手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)以到达目标组织位置。一种这样的微创技术是使用能够被插入到解剖通路内并且朝向患者解剖结构内的感兴趣区域被导向的柔性和/或可转向细长设备，诸如柔性导管。这种细长设备由操作者的控制包含若干自由度的，至少包括细长设备相对于患者解剖结构的插入和缩回、以及设备的转向的管理。需要用于器械控制的通用系统和方法来解决这些和其他挑战。

发明内容

随附于说明书的权利要求最好地概括了本发明的一些实施例。

与一些实施例一致，一种医疗器械系统包含器械操纵器，所述器械操纵器被配置为控制医疗器械相对于基部的方位(position)。所述器械操纵器包含器械托架，所述器械托架包含被配置为接合所述医疗器械的医疗器械连接器。所述器械托架被配置为沿着线性轴线平移以相对于所述基部推进或缩回所述医疗器械。所述医疗器械系统还包含插入台架，所述插入台架沿着所述线性轴线与所述器械托架可滑动地接合。所述插入台架具有驱动组件，所述驱动组件包含驱动带和被配置为驱动所述驱动带的驱动马达。所述基部被固定地耦接到所述驱动带。所述医疗器械系统还包含连接元件，所述连接元件具有被固定地耦接到所述驱动带的远端和被固定到所述器械托架的近端。

与一些实施例一致，一种医疗器械系统包含器械操纵器和支撑结构，所述器械操纵器被配置为控制医疗器械相对于患者解剖结构的姿态，所述支撑结构被配置为控制所述器械操纵器的姿态。所述医疗器械系统还包含控制系统，所述控制系统包括处理器，所述处理器被配置为：接收用于确定所述医疗器械的长度的形状的数据；比较所述医疗器械的所述长度的所述形状与阈值值；确定所述医疗器械的所述长度的所述形状是否超过所述阈值值；以及基于所述确定提供用于调整所述器械操纵器的方位的指令。

应理解，以上大致描述和以下详细描述二者本质上是图示性和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解而非限制本公开的范围。就此而言，根据下面的详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员将是明显的。

附图说明

图1是根据一些实施例的远程操作医疗系统的简化示意图。

图2图示了根据本公开的实施例的医疗系统的各种方面。图2A图示了根据本公开的实施例的包括被耦接到支撑结构的器械操纵器的操纵器组件。图2B图示了根据本公开的实施例的处于收起构造的系统推车。

图3A和图3B图示了根据本公开的实施例的器械操纵器的各种方面。

图4A和图4B图示了根据本公开的实施例的器械接口。

图5A-图5C图示了根据本公开的实施例的器械操纵器的各种方面。

图6A-图6J图示了提供用于设置根据本公开的一些实施例的医疗系统的引导的视觉表示的示例。

图7A-图7H图示了提供用于拆除根据本公开的一些实施例的医疗系统的引导的视觉表示的示例。

图8A和图8B图示了根据一些实施例的显示系统的各种方面。

图8C-图8E图示了根据一些实施例的齿轮铰链组件的各种方面。

图9A和图9B图示了根据一些实施例的当显示系统处于闭合构造时的平衡(counterbalance)系统的各种方面。

图9C是根据一些实施例的在显示系统的监测器的各种旋转方位处的施加的力矩和平衡力矩的图形图示。

图10图示了根据一些实施例的当显示系统处于部分打开构造时的平衡系统的各种方面。

图11图示了根据一些实施例的当显示系统处于打开构造时的平衡系统的各种方面。

图12图示了根据一些实施例的平衡组件的近端的侧视图。

图13A-图13D图示了根据一些实施例的平衡组件的远端的各种方面。

图14图示了根据一些实施例的系统推车的制动器组件的各种方面。

图15A图示了根据一些实施例的处于非制动构造的制动器组件的各种方面。

图15B图示了根据一些实施例的处于制动构造的制动器组件的各种方面。

图16图示了根据一些实施例的具有传感器组件的制动器组件的各种方面。

图17A图示了根据一些实施例的当制动器组件处于非制动构造时的具有传感器组件的制动器组件的各种方面。

图17B图示了根据一些实施例的当制动器组件处于制动构造时的具有传感器组件的制动器组件的各种方面。

通过参考下面的详细描述，可以最好地理解本公开的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识一个或多个附图中示出的相同元件，其中本文的图示是出于说明本公开的实施例的目的而不是出于限制本公开的实施例的目的。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了描述与本公开一致的一些实施例的特定细节。阐述了很多特定细节，以便提供对实施例的充分理解。然而，对本领域技术人员明显的是，可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文中公开的特定实施例旨在是图示性的而不是限制性的。本领域技术人员可以实现尽管此处未具体描述但是在本公开的范围和精神内的其他元件。此外，为了避免不必要的重复，结合一个实施例示出并描述的一个或多个特征可以被并入到其他实施例内，除非另外具体描述或如果一个或多个特征将会使实施例不能工作。

在一些实例中，公知的方法、程序、部件和电路未被详细描述，从而不会不必要地使实施例的多个方面模糊不清。

本公开从各种器械和器械部分在三维空间中的状态方面对其进行描述。如本文所用，术语“方位”指代对象或对象的一部分在三维空间中的位置(location)(例如，沿笛卡尔X、Y和Z坐标的三个平移自由度)。如本文所用，术语“取向”指代对象或对象的一部分的旋转布置(三个旋转自由度——例如，滚转、俯仰和偏航)。如本文所用，术语“姿态”指代对象或对象的一部分在至少一个平移自由度上的方位和该对象或对象的一些部分在至少一个旋转自由度(多达六个自由度)上的取向。如本文所用，术语“形状”指代沿着对象测量的一组姿态、方位或取向。

图1是根据一些实施例的远程操作医疗系统100的简化示意图。在一些实施例中，远程操作医疗系统100可以适合于在例如外科手术程序、诊断程序、治疗程序或活检程序中使用。虽然本文提供了关于此类程序的一些实施例，但对医疗器械或外科手术器械以及医疗方法或外科手术方法的任何提及都是非限制性的。本文描述的系统、器械和方法可以用于动物、人类尸体、动物尸体、部分人体或动物解剖结构、非手术诊断，以及用于工业系统和一般机器人系统或远程操作系统。

如图1所示，远程操作医疗系统100通常包括用于操作医疗器械104以对患者P执行各种程序的操纵器组件102。操纵器组件102可以是远程操作组件、非远程操作组件，或具有可以被机动和/或远程操作的选择运动自由度并且具有可以非机动和/或非远程操作的选择运动自由度的混合远程操作和非远程操作组件。操纵器组件102能够被安装到操作台T或主支撑114(例如推车、台架、第二手术台等)。主组件106允许操作者(例如，如图1所示的外科医生、临床医生或医师)查看介入部位并控制操纵器组件102。

主组件106可以位于操作者控制台处，所述操作者控制台通常与操作台T位于相同的房间中，诸如在患者P位于其上的外科手术台的一侧。然而，应当理解，操作者O可以与患者P位于不同的房间或完全不同的建筑中。主组件106一般包括用于控制操纵器组件102的一个或多个控制设备。所述控制设备可以包括任意数量的各种输入设备，诸如操纵杆、跟踪球、数据手套、触发枪、手动操作控制器、语音识别设备、身体动作或存在传感器和/或类似设备。为了为操作者O提供直接控制器械104的强烈感觉，控制设备可以被提供有与关联的医疗器械104相同的自由度。以此方式，控制设备为操作者O提供控制设备与医疗器械104为一体的远程呈现/临场感(telepresence)或感知。

在一些实施例中，控制设备可以比关联的医疗器械104具有更多或更少的自由度，并且仍向操作者O提供远程呈现/临场感。在一些实施例中，控制设备可以可选地是手动输入设备，其以六个自由度运动并且还可以包括用于致动器械(例如，用于闭合抓取钳口、施加电势至电极、递送药物治疗和/或诸如此类)的可致动手柄。

操纵器组件102支持医疗器械104并且可以包括一个或多个非伺服控制连杆(例如，可以手动定位并锁定在适当方位的一个或多个连杆，通常称为装配结构)和/或一个或多个伺服控制连杆(例如，可以响应于来自控制系统的命令而被控制的一个或多个动力连杆)的运动结构，以及操纵器。操纵器组件102可以可选地包括响应于来自控制系统(例如，控制系统112)的命令而驱动医疗器械104上的输入的多个致动器或马达。致动器可以可选地包括驱动系统，当驱动系统被耦接到医疗器械104时，驱动系统可以将医疗器械104推进到自然孔口中或外科手术创建的解剖孔口中。其他驱动系统可以以多个自由度移动医疗器械104的远端，多个自由度可以包括三个线性运动(例如，沿X、Y、Z笛卡尔轴线的线性运动)的自由度和三个旋转运动(例如，绕X、Y、Z笛卡尔轴线旋转)的自由度。另外，致动器可以用于致动医疗器械104的可铰接末端执行器以用于在活检设备和/或类似物的钳口中抓握组织。诸如旋转变压器、编码器、电位计和其他机构的致动器方位传感器可以向医疗系统100提供描述马达轴的旋转和取向的传感器数据。该方位传感器数据可以用于确定由致动器操纵的对象的运动。

远程操作医疗系统100可以包括传感器系统108，该传感器系统108具有用于接收关于操纵器组件102的器械的信息的一个或多个子系统。这些子系统可以包括：方位/位置传感器系统(例如，电磁(EM)传感器系统)；用于确定沿着可以组成医疗器械104的柔性主体的远端和/或一个或多个节段的方位、取向、速度、速率、姿态和/或形状的形状传感器系统；和/或用于从医疗器械104的远端采集图像的可视化系统。

远程操作医疗系统100还包括显示系统110，用于显示使用来自成像技术和/或实时图像(诸如计算机断层摄影术(CT)、磁共振成像(MRI)、荧光镜检查、温度记录法、超声、光学相干断层摄影术(OCT)、热成像、阻抗成像、激光成像、纳米管X射线成像、内窥镜图像等)的图像数据术前或术中记录的、由传感器系统108的子系统生成的外科手术部位和医疗器械104的图像或表示。术前或术中图像数据可以被呈现为二维、三维或四维(包括例如基于时间或基于速度的信息)图像，和/或被呈现为来自从术前或术中图像数据集创建的模型的图像。显示系统110和主组件106可以被取向，使得操作者O能够以远程呈现/临场感的感知来控制医疗器械104和主组件106。

远程操作医疗系统100还可以包括控制系统112。控制系统112包括至少一个存储器和至少一个计算机处理器(未示出)，用于实现医疗器械104、主组件106、传感器系统108和显示系统110之间的控制。控制系统112还包括用于实现根据本文公开的各方面描述的方法的一些或全部的程序化指令(例如，存储这些指令的非临时性机器可读介质)，包括用于向显示系统110提供信息的指令。虽然控制系统112在图1的简化示意图中被示出为单个方框，但是该系统可以包括两个或更多个数据处理电路，其中处理的一部分可选地在操纵器组件102上或附近被执行，处理的另一部分在主组件106处被执行，等等。控制系统112的处理器可以执行指令，包含对应于在本文中公开并且在下面更详细地描述的处理的指令。任何各种各样的集中式或分布式数据处理体系结构可以被利用。类似地，程序化指令可以被实现为若干独立的程序或子程序，或者它们可以被集成到本文所描述的远程操作系统的若干其他方面中。在一个实施例中，控制系统112支持无线通信协议，诸如蓝牙、IrDA(红外数据通信)、HomeRF(家用射频)、IEEE802.11、DECT(数字加强式无线通信)和无线遥测。

在一些实施例中，控制系统112可以从医疗器械104接收力和/或扭矩反馈。响应于该反馈，控制系统112可以向主组件106传输信号。在一些示例中，控制系统112可以传输指示操纵器组件102的一个或多个致动器移动医疗器械104的信号。医疗器械104可以经由患者P的身体中的开口延伸到患者P的身体内的内部外科手术部位。可以使用任何合适的常规的和/或专用的致动器。在一些示例中，一个或多个致动器可以与操纵器组件102分开，或者与操纵器组件102集成在一起。在一些实施例中，一个或多个致动器和操纵器组件102被提供作为邻近患者P和操作台T定位的远程操作推车的一部分。

控制系统112可以可选地进一步包括虚拟可视化系统，以便当在图像引导的外科手术程序期间控制医疗器械104时为操作者O提供导航帮助。使用虚拟可视化系统的虚拟导航可以基于对获取的解剖通路的术前或术中数据集的参考。

在虚拟导航程序期间，传感器系统108可以被用来计算医疗器械104相对于患者P的解剖结构的近似位置。该位置能够被用来产生患者P的解剖结构的宏观层面(外部)跟踪图像和患者P的解剖结构的虚拟内部图像。该系统可以实现一个或多个电磁(EM)传感器、光纤传感器和/或其他传感器，以配准并显示医疗器具和术前记录的外科手术图像，诸如来自虚拟可视化系统的那些。例如，PCT公布WO2016/191298(2016年12月1日公布)(公开“Systems and Methods of Registration for Image Guided Surgery”)公开了这样的一种系统，其通过引用以其整体并入本文。用于监测光纤在三维中的形状和相对方位的各种系统和方法被描述在以下文献中：在美国专利申请号11/180,289(2005年7月12日提交)(公开“Fiber optic position and shape sensing device and method relatingthereto”)；美国专利申请号12/047,056(2004年7月16日提交)(公开“Fiber-optic shapeand relative position sensing”)；以及美国专利号6,289,187(1998年6月17日提交)(公开“Optical fibre bend sensor”)，这些申请全部通过引用以其整体并入本文。

远程操作医疗系统100可以进一步包括可选的操作和支持系统(未示出)诸如照明系统、转向控制系统、冲洗系统，和/或抽吸系统。在一些实施例中，远程操作医疗系统100可以包括多于一个操纵器组件和/或多于一个主组件。远程操作操纵器组件的精确数量将会取决于外科手术程序和手术室内的空间约束以及其他因素。主组件106可以被共同定位(collocated)，或它们可以被定位在分开的位置中。多个主组件允许多于一个操作者以各种组合控制一个或多个远程操作操纵器组件。

在一些实施例中，操纵器组件102、控制系统112、传感器系统108和显示系统110都可以由支撑结构114支撑，或可以被集成到支撑结构114内。可替代地，一个或多个部件(例如，操纵器组件102、控制系统112、传感器系统108和/或显示系统110)可以被安装到操作台T或被集成到主组件106内。

作为远程操作医疗系统100的示例，图2图示了根据本公开的实施例的医疗系统200。医疗系统200能够包括主控制220和系统推车214，系统推车214支撑操纵器组件202和显示系统216。操纵器组件能够被配置为支撑并定位细长设备，诸如细长设备222。在PCT/US18/43041(2018年7月20日提交)(公开“Flexible elongate device systems andmethods”)中描述了各种细长设备，其通过引用以其整体并入本文。

系统推车214被安装到一组轮子218以允许系统推车214定位在相对于操作台(例如，操作台T)和患者(例如，患者P)的期望位置处。系统推车214还支撑显示系统216，显示系统216包括监测器支撑臂210和显示监测器216a、216b。监测器支撑臂210包括提供显示监测器216a和216b沿垂直和横向方向、以及旋转地围绕垂直轴线相对于系统推车214的可调定位以将任一监测器216a、216b定位在从操作者的视角的期望观察角度处的多个连杆和接头。显示系统216可以提供监测器216a围绕水平轴线的多达360度旋转(例如0-180度旋转)，允许监测器216a被定位在期望的观察角度处或倚着监测器216b被折叠并收起在溃缩构造中以便存储(参见图2B)。在PCT/US18/12995(2018年1月9日提交)(公开“Systems andmethods for using a robotic medical system”)中描述与系统推车和监测器有关的各种系统和方法，其通过引用以其整体并入本文。系统推车214可以包括硬件(例如，(一个或多个)处理器、固件)和/或软件以执行用于关于柔性细长设备执行形状感测的功能。

图2的医疗系统200还包括根据一个实施例的主控制220，在上面关于主组件106讨论了主控制220的一些方面。主控制220可以包括用于操作者(例如，操作者O，图1)使用以便交互地控制操纵器组件202的操作(例如，由器械操纵器206执行的功能)的各种输入控制。在一些实施例中，主控制220包括滚轮和跟踪球。在示例实施方式中，滚轮可以被向前或向后滚动以便控制医疗器械(例如，细长设备222)相对于患者解剖结构的推进或缩回，并且跟踪球可以被操作者沿各种方向滚动以便转向细长设备222的远端部分和/或远侧顶端的方位，例如以控制弯曲或铰接。在PCT/US18/44419(2018年7月30日提交)(涉及“Systems andmethods for safe operation of a device”)和美国专利公布号16/049,640(2018年7月30日提交)(公开“Systems and methods for steerable elongate device”)中描述了与运动控制台有关的各种系统和方法，其通过引用以其整体并入本文。

图2A图示了操纵器组件202，操纵器组件202包括器械操纵器206，器械操纵器206被耦接到支撑结构204。支撑结构204包括多个被耦接连杆，其可以通过围绕接头回转并且垂直地延伸或缩回以及在方向和取向上的其他可能的改变来定位以便将器械操纵器206放置在最佳的位置和取向处。支撑结构204的连杆可以包括非伺服控制连杆(例如，其可以被手动地定位并锁定就位)和/或一个或多个伺服控制连杆(例如，可以响应于来自控制系统的命令而被控制的动力连杆)。在一些实施例中，支撑结构204的连杆可以使用电路和控制(包括马达)来定位，以避免手动干预。在一些实施例中，连杆可以被锁定就位或被解锁以被与开关、按钮或其他类型的输入设备交互的操作者手动地操纵，如将会在下面更详细地描述的。

如图2A中示出的，根据各种实施例的器械操纵器206被配置为耦接到细长设备222。支撑结构提供调整以将器械操纵器206定位在最佳的方位和取向处，和/或定位细长设备222以相对于患者解剖结构或其他医疗设备最佳地定位细长设备222。例如，支撑结构204可以提供围绕轴线E的旋转E1、沿着轴线E的延伸/缩回E2、围绕轴线D的旋转D1、和围绕轴线C的旋转C1、以及围绕轴线B的旋转B1，以将器械操纵器206定位在相对于操作台T、医疗设备和/或患者P的期望方位中。在一些实施例中，最佳的位置和取向能够包括器械操纵器206相对于患者解剖结构的对准，例如，以便细长设备222的最佳定位从而最小化被定位在患者解剖结构(例如解剖开口、患者脉管系统、患者腔内通路等)或在被耦接到患者解剖结构的医疗设备(例如套管、套管针、气管内插管(ETT)、喉部食道罩(LMA)等)内的细长设备22的摩擦。在其他实施例中，器械操纵器206的最佳位置和取向能够另外地或可替代地包括当使用具有细长设备222的各种医疗工具(诸如针、抓紧器、解剖刀、夹持器、消融探头、可视化探头等等)时通过提供足够的操作者工作空间和/或到细长设备222的人类工程学接近而优化操作者(例如操作者O)人类工程学。

器械操纵器206能够被进一步配置为提供沿着轴线A的远程操作机器人控制或其他形式的电子控制的平移或手动平移A1，以提供细长设备222相对于患者解剖结构的插入和缩回。

每个调整(例如，A1、B1、C1、D1、E1和E2)能够通过机器人控制或通过由操作者的手动干预来致动。例如，在一个实施例中，每个旋转或线性调整可以使用制动器被维持在固定构造中，使得一个或多个按钮和开关的按压释放一个或多个对应制动器，从而允许操作者手动地定位器械操纵器。另外地或可替代地，一个或多个调整可以通过一个或多个致动器(例如，马达)来控制，使得操作者可以使用按钮或开关来致动马达，从而以将操纵器组件202定位在期望构造中的期望方式改变支撑结构204和/或器械操纵器206，以提供器械操纵器206的最佳方位和取向。

在一个示例中，再次参考图2A，手柄输入设备324能够被手动地致动，以便解锁支撑结构204以实现自由移动和被耦接连杆的调整以允许调整C1、D1、E1和/或E2。在另一示例中，输入按钮326解锁线性调整A1以便由操作者手动平移移动，而非由机器人控制。器械操纵器206可以被配置为使得，当输入按钮326被按压时，操作者可以沿着对应于插入或缩回医疗器械(例如，细长设备222)的线性轴线A调整器械操纵器206。在一些实施例中，出于安全性目的，器械操纵器206仅可以在沿着线性轴线A的一个方向(诸如缩回)上是可手动移动的，而在沿着线性轴线A的对应于医疗器械的插入的方向上不是可手动移动的，以便防止操作者意外地或不期望地相对于患者解剖结构推进医疗器械，这会导致对患者的伤害。

在另一示例中，旋转运动B1的机器人控制能够通过按压开关330来致动，如图所示，开关330是翘板开关，开关330可以在一个横向侧或另一横向侧上被按压。按压翘板开关的第一侧开始器械操纵器206沿围绕轴线B的第一旋转方向的动力旋转，并且按压翘板开关的另一侧开始器械操纵器206沿围绕轴线B的另一个方向的动力旋转。在另一示例中，当被按压时，按钮332释放将器械操纵器206保持在当前构造中的制动器，并且允许操作者手动地围绕轴线B旋转器械操纵器206的取向。

在一些实施例中，器械操纵器206上的按钮或开关可以被用来改变被示出在监测器216a、216b和/或主控制220的上的触摸屏上的视觉指示物、标记和/或图像的显示。例如，再次参考图2A，致动(例如，按压)输入按钮328能够引起标记被放置在被显示在监测器216a和/或监测器216b上的患者解剖结构的被绘制模型中。标记可以对应于患者内的程序(例如，活检)已经在其处被执行的区域，或要不然指示患者解剖结构内的医疗器械已经在哪里的实际位置。在一些实施例中，可以在配准的术前或即时图像或模型的情况下动态地引用视觉导航标记。在PCT公布WO2016/191298(2016年12月1日公布)(公开“Systems andMethods of Registration for Image Guided Surgery”)和在美国专利申请号13/107,562(2011年5月13日提交)(公开“Medical System Providing Dynamic Registration ofa Model of an Anatomic Structure for Image-Guided Surgery”)中提供了用于配准的系统和方法，其通过引用以其整体并入本文。

图2B图示了处于收起构造的系统推车214。如图所示，监测器支撑臂210被垂直地缩回，并且显示监测器216a倚着显示监测器216b被折叠并收起在溃缩构造中。操纵器组件202已经通过沿着轴线A以伸缩方式平移器械操纵器206的部分而被置于收起构造，例如如将会关于图3A和图3B的实施例进一步详细地描述的。图2中示出的细长设备222和器械操纵器206构造的各种其他可拆卸附件已经被移除。支撑结构204的多个被耦接连杆已经相对于彼此被调整就位以将操纵器组件202置于收起布置。

图3A和图3B图示了器械操纵器306的示例，器械操纵器306能够基本上类似于器械操纵器206。器械操纵器306包括基部304、插入台架302，和器械托架308，细长设备组件310被耦接到器械托架308。器械操纵器306通过相对于基部304并且沿着线性轴线A以伸缩方式移动器械托架308和插入台架302而提供细长设备组件310相对于患者解剖结构的插入和缩回。基部304包括轴部分304a和主要部分304b。如将会在下面更详细地描述的，轴部分304a可移除地耦接到设备连接器318，设备连接器318接收细长设备310a。插入台架302被耦接到基部304的主要部分304b，并且沿着主要部分304b平移。器械托架308被耦接到插入台架302，并且沿着插入台架302平移。如图所示，插入台架302和器械托架308具有相应的保护性覆盖物和/或外壳，并且当器械操纵器306沿着轴线A被移动时，相应的覆盖物和/或外壳至少部分地彼此重叠，由此实现伸缩效果，以促进密封和最佳的可滑动配合。

细长设备组件310能够包括细长设备310a和控制组件310b。器械托架308在器械托架308的器械接口314处耦接到控制组件310b。参考图4A和图4B讨论了根据一些实施例的器械接口314的进一步细节。器械操纵器306还耦接到探头组件316，探头组件316包括探头316b和探头连接器316a。探头组件316可以通过控制组件310b上的连接器312插入到细长设备310a的工作腔内，并且可以行进通过细长设备310a。探头316b可以包括观察镜组件，所述观察镜组件记录介入部位(其可以是外科手术部位、内部外科手术部位、程序部位等)的即时或实时图像，并且通过一个或多个显示器(例如，图1中的显示系统110的一个或多个显示器)向操作者(例如，操作者O，图1)提供图像。器械托架308可以包括为探头316b提供内窥镜能力的电子和光学部件。在一些实施例中，探头组件316可以从器械操纵器306和细长设备控制组件310b上拆下来，并且从细长设备组件310移除。可替代器械(诸如活检针、消融工具和其他柔性器械)可以通过细长设备310工作腔被耦接到器械操纵器306和/或细长设备组件310。

设备连接器318能够包括操纵器接口、远端和近端，所述操纵器接口能够被可移除地耦接到基部304的远端部分304c，所述远端能够被可移除地耦接到患者医疗设备320，所述近端能够接收细长设备310a。患者医疗设备320(诸如气管内插管、喉罩气道、套管等)能够被固定到患者解剖结构以便于各种医疗设备插入到患者解剖结构内。例如，患者医疗设备320可以是被插入到患者P的嘴和气管内以帮助为患者P提供机械通气并且提供用于细长设备310a在患者P的肺部内被导航以便于成像、活检和/或处置的气管内插管。在PCT/US2018/017085(2018年2月6提交)(公开“Systems and methods for couplingcomponents of a medical system”)中描述了与设备连接器有关的各种系统和方法，其通过引用以其整体并入本文。在一些实施例中，细长设备310a行进通过细长设备引导件322，细长设备引导件322是在器械托架308的移动期间支撑细长设备310a的长度的可选择性溃缩和延伸的设备。在PCT/US2017/041160(2017年7月7日提交)(公开“Guide apparatus fordelivery of an elongate device and methods of use”)中描述了与导管引导件(诸如细长设备引导件)有关的各种系统和方法，其通过引用以其整体并入本文。

在一些实施例中，形状感测可以结合如根据上面描述的实施例的操纵器组件旋转用来确保器械操纵器被定位在对于最小化细长设备上的插入力(其可以是摩擦力)是最佳的倾斜角度处。例如，能够执行确定以基于细长设备的被感测形状和操纵器组件的倾斜角度评价细长设备的形状是否被取向为使得它处于或正在接近可能具有负面影响(诸如产生气管内插管(例如，气管内插管320)中的过度摩擦)或可能引起设备连接器(例如，设备连接器318)的分离的有问题构造。形状感测可以根据需要以任何其他合适的方式被使用。

具有存储器和一个或多个可编程处理器的控制系统(例如，控制系统112，图1)可以被实施为接收来自形状感测系统的指示沿着细长设备的长度的形状的形状感测数据，并且接收对应于器械操纵器的倾斜角度的数据，以便进行如上面描述的细长设备的形状是否处于或正在接近有问题构造的确定。细长设备的形状和/或器械操纵器的相对取向可以通过比较对应数据与阈值水平或值来处理。控制系统也可以被配置为响应于确定而输出视觉指示物，诸如有颜色的光(例如，红色或绿色)、数值、弯曲的视觉表示或例如对应于是否存在有问题的相对取向的另一类型的视觉指示。视觉指示物可以被显示在显示系统(例如，显示系统110，图1)上。视觉指示物可以基于细长设备的形状和/或器械操纵器的相对取向与阈值水平或值的比较来提供用于旋转器械操纵器的引导。控制系统112还可以被配置为基于细长设备的形状和/或器械操纵器的相对取向与阈值水平或值的比较来提供用于自动调整(例如，旋转)器械操纵器的指令。在一些实施例中，用于调整器械操纵器的方位的指令包括用于自动调整支撑结构(例如，支撑结构114)的指令。在美国专利申请号11/180,289(2005年7月12日提交)(公开“Fiber optic position and shape sensing device andmethod relating thereto”)、美国专利申请号12/047,056(2004年7月16日提交)(公开“Fiber-optic shape and relative position sensing”)和美国专利号6,289,187(1998年6月17日提交)(公开“Optical fibre bend sensor”)中描述了用于监测光纤的形状和相对方位的各种系统和方法，其全部通过引用以其整体并入本文。

现在参考如图4A中示出的一个实施例，器械接口400(其可以基本上类似于器械接口314)包括一组旋转输入盘402a、402b、402c、402d，其与控制组件(诸如控制组件310b)的对应拉线绞盘(未示出)配合，所述拉线绞盘可以驱动被配置为转向细长设备的远端部分的拉线。在一些实施例中，拉线可以沿着细长设备的整个长度行进到细长设备的远端部分或远侧顶端。在美国专利申请号62/671,758(公开“Control Mechanism of a CatheterControl System”)中提供了关于用于控制细长设备的控制系统的控制机构的更多细节，其通过引用以其整体并入本文。

如图所示，器械接口400包括百叶窗式(shuttered)形状光纤连接器404。形状光纤连接器404与配合组件上的形状光纤连接相连接。如图4B中示出的，在一些实施例中，百叶窗式形状光纤连接器404可以被配置为浮动接口以由于多轴方面的宽容而实现光纤的容易连接。因此，当光纤正被插入到器械接口400的形状光纤连接器404内并且被连接到器械接口400的形状光纤连接器404时，不需要操作者在光纤被移动就位时完美地对准光纤的末端，由此向操作者提供一定灵活性。另外，浮动接口防止安装期间的不对准对光纤造成损坏，并且允许光纤与形状光纤连接器404进行适当的且完整的连接。以这种方式，器械接口400上的形状光纤连接器404可以是自对准的。这可以允许形状光纤连接器404与与配合组件上的形状光纤连接相连接而无需由操作者O、外科医生和/或其他人员的任何调整和/或另外的干预。在一些实施例中，形状光纤连接器404能够沿x-和y-方向(例如，x-y界面)浮动。形状光纤连接器404也可以能够在俯仰运动方面浮动和/或枢转。因此，形状光纤连接器404可以在三个自由度上是可调的。在图4B中示出了促进浮动接口的一些部件的细节。如图所示，弹簧安装的控制406接合并为光纤408选定路线。弹簧安装的控制406被配置为沿多个方向和轴(例如，x-和y-方向和/或俯仰运动)平移。

图5A、图5B和图5C图示了根据本公开的实施例的器械操纵器506的示例。器械操纵器506可以基本上类似于图2和图2A的器械操纵器206和图3A和图3B的器械操纵器306，其中为了清楚起见隐藏了部件(例如外壳、覆盖物、线缆等)。图5A是器械操纵器506的右侧等距视图，图5B是器械操纵器506的左侧等距视图，并且图5C是器械操纵器506的被耦接到基部504的主要部分504b的远端部分的插入台架502的俯视图。

如图所示，插入台架502与器械托架508可滑动地接合，并且沿着线性轴线A(插入和缩回方向)与器械托架508对准。插入台架502也与器械操纵器506的基部的主要部分504b可滑动地接合。插入台架502和器械托架508被配置为相对于基部504的主要部分504b以伸缩方式线性地移动。在一些实施例中，插入台架502包括线性轴承，所述线性轴承被可滑动地耦接到被固定到器械托架508的线性滑动导轨部分，以便促进插入台架502相对于器械托架508的高效平移移动，并且支撑器械托架508并保持插入台架502和器械托架508沿着同一线性轴线A被对准。另外，插入台架502也可以包括线性滑动导轨部分，所述线性滑动导轨部分被可滑动地耦接到被固定到基部504的主要部分504b的线性轴承，以便促进插入台架502相对于基部504的主要部分504b的高效平移移动。

插入台架502包括插入组件，所述插入组件包括驱动带540、惰滑轮和具有驱动轴(未示出)的驱动马达534，所述驱动轴被固定地耦接到驱动滑轮536。驱动滑轮536和惰滑轮538通过驱动带540被可旋转地耦接，驱动带540缠绕在驱动滑轮536和惰滑轮538上。如图5C中示出的，驱动滑轮536和惰滑轮538均具有邻近相应外圆周的齿536a、538a，以便牢固地抓紧驱动带540的带齿的对应部分。驱动马达534沿第一旋转方向或第二旋转方向对驱动滑轮536进行致动，以便分别沿第一或第二方向对驱动带540进行驱动。第一方向可以对应于相对于患者解剖结构推进细长设备522(例如，具有可转向的、可弯曲的远端部分的柔性导管)，并且第二方向可以对应于相对于患者解剖结构缩回细长设备522。

在一个实施例中，如图5C中详细地示出的，驱动带540包括具有两个夹持件542a、542b的非连续带，每个夹持件被耦接到非连续带的不同末端。非连续带能够缠绕在驱动滑轮536和惰滑轮538上，并且形成通过将夹持件542a连接到夹持件542b以形成夹持件组件542而形成连续环。夹持件组件542能够包括张紧螺栓542c，张紧螺栓542c横向地行进通过两个夹持件542a、542b，并且能够被拧紧或松开以便减小或增加夹持件542a、542b的分开以由此维持驱动带540上的期望张力。

夹持件542a和542b能够被固定到连接元件544的近端部分544a，连接元件544沿着器械托架508的长度延伸以在连接元件544的远端部分544b处耦接到器械托架508。连接元件544的远端部分544b能够在沿着器械托架508的长度的任一点处被固定到器械托架508。在一个实施例中，连接元件544的远端部分544b能够被固定在器械托架508的远侧部分508b附近，如图5A中示出的。因此，当驱动带540通过驱动马达534的旋转被致动时，连接元件544随着驱动带540行进以基于驱动马达534的旋转方向而沿线性插入或缩回方向平移器械托架508。连接元件544可随着驱动带540移动被限定在插入台架502的第一末端部分502a与插入台架502的第二末端部分502b之间的距离。

连接元件544具有可以根据器械托架508沿着线性轴线A的长度和器械托架508被选择为相对于插入台架502行进的距离而选择的预定长度。因此，器械托架508可相对于插入台架502移动的距离可以通过连接元件544的长度、以及被耦接到连接元件544的夹持件组件542能够在插入台架502的第一末端部分502a与第二末端部分502b之间行进的距离来限定。夹持件组件542相对于插入台架502被配置，使得夹持件组件542(和/或耦接的连接元件544)不围绕驱动滑轮536或惰滑轮538行进。例如，滑轮536、538可以被定尺寸并成形为使得夹持件542a、542b中的一个或多个仅沿着被限定在插入台架502的第一末端部分502a与插入台架502的第二末端部分502b之间的距离行进而不行进超过滑轮536、538中的任一个。另外，末端部分502a、502b可以被成形或以其他方式被配置为阻挡夹持件542a、542b中的一个或多个的经过。在其他实施例中，硬止挡可以被放置在插入台架502沿着驱动带540的路径的任何位置处，以防止夹持件组件542(和/或耦接的连接元件544)的进一步行进。

夹持件组件542和连接元件544沿着线性轴线A与驱动带540以及器械托架508和基部504的主要部分504b的相应取向线性地对准。在一些实施例中，例如如能够在图5A中看见的，连接元件544可以被设置为使得它在一个侧面上沿着器械托架508的长度行进，并且被耦接到器械托架508的远端部分508b，以便连接元件544和夹持件组件542从插入台架502部件(诸如驱动马达534、线缆滑轮546和/或插入台架502的其他部件或部分)可以延伸到由器械托架508外壳限定的器械托架508的内部空间内的区域位移。

器械托架508通过连接元件544而非例如通过将器械托架508直接连接到驱动带540或夹持件组件542被耦接到插入台架502，这允许器械托架508相对于插入台架502移动而无需被限定在插入台架502外壳中的狭槽或其他开口。狭槽或其他此类开口会不利地允许插入台架502或器械托架508更易遭受流体的泄露或污染。经常地，医疗布帘被用来覆盖这种类型的开口以便降低泄露或污染的可能性。布帘必须被经常地清洁或定期地更换，并且许多不提供足够的密封。因此，由本公开的这些实施例的设计提供的一个优点是它帮助维持可清洁且可消毒的程序环境，并且允许器械操纵器506部件的更容易的清洁。

参考图5B和图5C，示出了被固定到基部504的主要部分504b的安装板548。安装板548也被固定到驱动带540。因此，当驱动带540通过驱动马达534旋转被致动时，驱动带540的一部分被固定到安装板548，安装板548被固定到基部504，从而引起插入台架502沿着主要部分504b平移。插入台架502能够沿着轴线A移动的距离(例如，线性行进的量)由驱动带540能够相对于固定的安装板548移动的距离限定。安装板548到基部504的主要部分504b的具体安装位置和固定防止安装板548围绕驱动滑轮536或惰滑轮538行进。

图5C图示了一个实施例中的器械托架508和插入台架502的伸缩线性运动的示例。驱动马达534的旋转B致动驱动带540的平移C(或驱动带540围绕惰滑轮538的旋转)。然而，由于驱动带540通过安装板548被固定到基部504，因此驱动带540的旋转迫使插入台架502平移D。如图5A中图示的，夹持件组件542被固定到器械托架508和驱动带540两者。因此，当驱动带540旋转C时，夹持件组件542随着驱动带540平移C，并且器械托架508被迫线性地平移E。因此，除了由与器械托架508、插入台架502和基部504相互有关的具体部件构造提供的其他优点和益处之外，仅需要单个驱动马达和单个驱动带来控制器械托架508和插入台架502两者的移动。因此不需要外来的驱动马达或其他形式的致动。另外的优点是器械托架508的线性平移E的长度可以是插入台架502的线性平移D的长度的两倍。另外，器械托架508的线性平移E可以与插入台架502的线性平移D的两倍一样快地发生。另一优点是收起器械托架508和插入台架502所需的空间量由于器械托架508和插入台架502的伸缩运动而被减小。

回来参考图5B，被安装到器械托架508的力传感器550能够被提供为耦接到连接元件544。因此，力传感器550能够被配置为测量当细长设备522被插入在患者解剖结构内时细长设备522所经历的插入力。力传感器550能够是应变计、压电传感器、压力传感器和/或任何其他负荷传感器。

插入台架502的线缆滑轮546可以被配置为接收并为多个操作线缆(未示出)(诸如功率线缆、通信线缆和/或光纤线缆)选定路线。线缆滑轮546可以被配置有单独的通道或凹槽以在插入台架502处物理地分开线缆从而防止缠结。线缆路线选定被设计为使得线缆从基部504b出来围绕插入台架502上的线缆滑轮546行进，并且终止在器械托架508中。这是有利的，因为组件中的这三个几何点的相对运动允许线缆的长度被保存。因此，线缆不可能脱轨并且被损坏。足够的张力应当被维持在所有线缆上，以便防止它们聚集在一起或散开，同时还防止线缆上的过度张紧并且允许每个线缆彼此自由旋转。在一些实施例中，线缆滑轮546可以包括滚柱轴承以帮助张力调节。在另外的实施例中，线缆滑轮组件可以包括多个独立的滑轮，每个滑轮具有一个凹槽。在此类实施例中，多个独立的滑轮被同心地组装在低摩擦中央轮毂上以允许每个线缆相对于每个其他线缆移动。这降低了对于每个线缆上的相等张力的要求。

在一些实施例中，器械托架508与插入台架502之间的线缆连接可以沿着插入台架502本身行进，并且被捕获并隐藏。包括光纤的线缆能够围绕线缆滑轮546行进并且然后进入器械托架508。具有急弯或半径的转弯可以引起光纤的破损，因此这种选择性路线选定能够防止光纤收缩或急弯。

图6A-图6J图示了根据本公开的一些实施例的向用户(诸如操作者或另一个体)提供设置医疗系统(也被称为“设置”)的引导的视觉表示的示例。图7A-图7H图示了根据本公开的一些实施例的向用户提供用于拆除医疗系统(也被称为“拆卸”)的引导的视觉表示的示例。

视觉表示可以通过实施图1的显示系统110的方面而被图形地显示，例如，这可以包括在当用户设置或拆除医疗系统时可被他/她访问并观察的显示监测器(例如，图2的显示监测器216a和/或216b)、主控制台(例如主控制220)上的显示器和/或计算机显示器上显示视觉表示。图6A-图6J和图7A-图7H中的每一个中示出的视觉表示一般具有共同的布局。要根据所提供的文本引导被执行例如以完成设置或拆卸过程的对应部分的一般步骤被显示在视觉表示(例如，“执行系统测试”，图6A)的一个区段(左侧窗口，如图所示)中，所述视觉表示包括要被执行的一系列步骤。

图6A-图6J和图7A-图7H中的每一个的视觉表示在另一区段(右侧窗口，如图所示)中示出了医疗系统或医疗系统的选定相关部件的示意图，并且与示意图中的其他元件相比，可以以视觉上突出的方式示出系统的积极参与相关步骤的某些元件。例如，在图6D的视觉表示中，当要被执行的当前步骤是附接视觉探头(参见“附接视觉探头”)时，与视觉探头相关联的元件在示意图中与其他所描绘的周围元件相比在视觉上被突出。

在一些实施例中，用于引导用户通过设置和/或拆卸过程的视觉表示的协调可以使用硬件、固件、软件或其组合来实施，其与一个或多个计算机处理器交互或以其他方式由一个或多个计算机处理器执行，所述一个或多个计算机处理器可以包括控制系统(诸如图1中的控制系统112)的处理器。控制系统可以包括至少一个存储器和用于执行被编程指令的至少一个计算机处理器，并且可以被耦接到显示系统，诸如如关于图1示出并描述的显示系统110。传感器系统(诸如传感器系统108)可以被实施为为(一个或多个)引导过程的各个步骤感测和/或以其他方式提供对应于系统和/或相关部件的状态的反馈或其他信息，使得例如，可以自动确定部件分别已经被附接或拆卸。在一些实施例中，如上面描述的控制系统和/或传感器可以被实施在控制和/或协调自动化系统检查和初始化步骤中。在图6A-图6J的引导设置和图7A-图7H的引导拆卸的以下描述中，可以关于其他图中的其他类似元件的示例参考图6A-图6J和图7A-图7H中的被编号元件。

现在具体参考图6A-图6J，这些视觉表示向用户(诸如操作者或另一个体)提供用于设置根据本公开的一些实施例的医疗系统的逐步引导。图6A视觉地表示用于执行对于医疗系统600的初始系统测试的引导，医疗系统600包括与图2、图2A、图2B、图3A和图3B的实施例中示出的那些相同或类似的部件中的一些。如图6A中示出的，对于初始自动化系统测试(“执行系统测试”)，例如为了确保医疗系统600的元件在系统600要被用于程序(诸如患者上的医疗程序)中之前处于适当的操作顺序，首先，臂606(例如，操纵器组件202，图2)应当被定位为使得围绕臂606产生用于臂移动的间隙。接下来，为了开始系统测试，能够推动控制器620(例如控制台，诸如关于图2示出并描述的主控制220)的触摸屏上的按钮。如图6A中指示的下一步骤，用户等待臂移动结束(例如，完成自动化初始化和对于适当操作条件的检查)。

如图6B中示出的，用于设置的下一引导步骤是附接附件(“附接附件”)。首先，处于缩回状态的导管引导件622被附接到托架608(例如，在图3A中导管引导件322被连接到托架308)。在导管引导件622已经被附接之后，如图6C中指示的，导管610被附接(例如，图3A中的细长设备组件310和对应描述中的附接讨论)。一旦导管610被附接，导管610的自动化自测试就被执行，例如以测试导管的远端部分和/或远侧顶端的铰接操作。接下来，如图6D中示出的，视觉探头616被附接(例如，探头组件316，图3A)，这包括将视觉探头适配器拧到视觉探头上(例如，参见图3A中的探头组件316)，将视觉探头616附接到臂606(参见臂606的托架608的近端处的附接)，并且将视觉探头616插入通过导管610。参考图3A的实施例描述了视觉探头、附接和视觉探头通过导管的示例(其中探头组件316的探头316b可以通过连接器316a被插入到细长设备310a的工作腔内，并且可以行进通过细长设备310a)。在如图6D的视觉表示中指示的附接视觉探头616的步骤之后，然后如图6E中指示的，用于附接附件(“附接附件”)的步骤中的每一个已经结束。每个完成的列出的步骤左侧的画圈的检查标记被视觉地指示。而且，如图所示，附接的视觉探头616被视觉地突出。

图6F是提供用于将患者计划加载到控制器620(例如，主控制220，图2)内的引导的视觉表示。如图所示，加载患者计划(“加载计划”)包括将USB驱动器插入到控制器620内的步骤。该步骤可以包括为控制器620提供存储针对一个或多个患者的患者特定数据的非临时性数据存储设备或其他存储器设备，所述患者特定数据例如可以包括针对(一个或多个)特定患者的具体健康相关数据，和/或可以包括关于要对(一个或多个)的特定患者执行(一个或多个)什么程序、患者解剖结构的术前图像、患者解剖结构的被绘制图像、到解剖目标的规划路径、器械的细节、设置的信息，和/或涉及用于执行(一个或多个)程序的医疗系统的具体操作的其他信息。目前在图6F中的“加载计划”的步骤是用于控制器620的用户从触摸屏621上示出的多个患者表示选择患者，其方式是通过与触摸屏621交互(例如，在具体位置处按压触摸屏621)来选择患者。

如图6G中示出的，用于设置的下一引导步骤是将臂606对接到医疗设备(诸如被耦接到患者P的气管内插管(ETT))(“对接到患者”)。如图6G的视觉表示中示出的，第一步骤是将臂606对接到设备连接器618(例如，参见基部304的远端部分304c被耦接到设备连接器318，如关于图3A和图3B示出并描述的)。如图6H中示出的，“对接到患者”的下一步骤是将导管610放置到气管内插管624内。如图所示，导管610的一部分在示意图中在右侧被视觉地突出。参考讨论设备连接器318和患者医疗设备320(诸如具有细长设备310a(诸如被插入到患者医疗设备320内并且在患者医疗设备320内行进的导管)的气管内插管)的图3A描述了将导管放置到气管内插管内的示例。气管内插管624被示为被插入到患者P的嘴中。图6H的视觉表示中列出的在“将导管放置到气管内插管内”正下方的下一步骤是延伸导管引导件622。延伸的导管引导件的示例通过图3A进行示出并且参考图3A进行描述，其中细长设备310a(诸如导管)行进通过延伸的“细长设备引导件”322。在图6I的视觉表示中详细地示出了被延伸到适当方位内的导管引导件322。随着延伸导管引导件的步骤完成，然后引导设置的“对接到患者”步骤完成，并且如通过列出的项目(参见左侧的列出的项目)附近的检查标记指示的，医疗系统的设置完成，这通过图6J的视觉表示中的检查标记和“设置完成”消息被视觉地指示。

图7A-图7H图示了根据本公开的一些实施例的在医疗程序完成之后向用户(诸如操作者或其他个体)提供拆除医疗系统的逐步引导的视觉表示。根据通过图7A-图7H图示的步骤拆除的医疗系统对应于根据通过图6A-图6J图示的步骤设置的医疗系统600，并且图7A-图7H中的与图6A-图6J中的附图标记相同的附图标记指的是(一个或多个)相同的对应元件。可替代地，通过图7A-图7H图示的步骤中的一个或多个可以在不脱离本公开的范围的情况下被应用于类似医疗系统的相似部件。

在一些实施例中，导管610在医疗程序期间被导航通过患者解剖结构，从而将导管610的远侧顶端定位在解剖目标处。在程序完成之后，导管能够从解剖结构缩回。根据本公开的一个实施例的用于拆卸(“从患者脱离”)的第一引导步骤是将导管远侧顶端(例如，参见图7C中的导管610)从患者P的患者解剖结构缩回到气管内插管624内，如图7A的视觉表示中指出并示出的。如图7B的视觉表示中示出的，下一步骤是缩回导管引导件622(在示意图中被视觉地突出)，并且从气管内插管624移除导管610。如通过图7C的视觉表示指示的，下一步骤是从臂606脱离设备连接器618(被视觉地突出)。一旦从臂606脱离设备连接器618的步骤完成，那么三个列出的用于“从患者脱离”的步骤就完成。在从患者脱离之后，如图7D、图7E和图7F的视觉表示中指示的，拆卸过程的下一引导步骤是移除附件(“移除附件”)，其包括列出的以下步骤(如图所示，以列出的顺序)：移除视觉探头616，如图7D中示出的，其中视觉探头616被视觉地突出；移除导管610，如图7E中示出的，其中导管610和控制组件610a(例如，控制组件310b，图3A)被视觉地突出；并且移除导管引导件622，如图7F中示出的，其中导管引导件622处于缩回形式，被视觉地突出。

在用于“移除附件”的步骤完成之后，用于拆卸的下一引导步骤是用于清洁系统(“清洁系统”，在图7G中被视觉地表示)。清洁系统的第一步骤是移除并擦拭控制器620(例如，主控制220，图2)的滚轮623和跟踪球625(两者在图7G的示意图中被视觉地突出)。如在上面关于图2中的主控制220讨论的，在一些实施例中，滚轮(图7G中的623)可以被向前或向后滚动，以便控制医疗器械(诸如导管)相对于患者解剖结构的推进或缩回，并且跟踪球(图7G中的625)可以被操作者沿各种方向滚动，以便转向细长设备(诸如导管)的远端部分和/或远侧顶端的方位。用于清洁系统的下一引导步骤是擦拭(例如，用清洁布和/或清洁剂擦)控制器620的其余部分和表面(例如，触摸屏)，并且清洁臂(“擦拭臂”)(例如，参见图7A中的臂606)。

在“清洁系统”步骤完成之后，引导拆卸的下一步骤是图7H中指示的“存储系统”步骤，其包括溃缩臂606，从而将臂606定位在推车614(例如，系统推车214，图2)上面，并且然后关闭系统。在图2B中示出处于存储构造的系统的示例，并且在图2B的讨论中提供了用于将系统置于存储构造的对应描述。

参考图2，显示系统216包括监测器支撑臂210和显示监测器216a、216b。如图2中示出的，显示监测器216a、216b可以被布置处于打开构造或部分打开构造，其中两个监测器的显示屏对用户是可见的。监测器216a可以被称为上监测器和/或第一构件，并且监测器216b可以被称为下监测器和/或第二构件。在完全打开构造中，监测器216a、216b可以以相距彼此的大约180度被取向。在部分打开构造中，监测器216a、216b可以被取向在相距彼此的0和180度之间，或在延伸位置中，可以被取向在相距彼此的180和360之间。另外，监测器216a、216b的相对运动范围可以在相距彼此的0和360度之间。图8A示出了根据一些实施例的处于溃缩或闭合构造的显示系统216。在该实施例中，监测器216a、216b通过铰链机构217被耦接在一起。每个监测器216a、216b分别包括外壳215a、215b。如图8A和图8B中示出的，外壳215a和215b可以分别包括后面板219a和219b。在闭合构造中，监测器216a、216b一般邻近彼此，并且一般处于平行对准。为了清楚起见，图9A和图9B以切开的方式图示了外壳215a和215b，隐藏了后面板219b。图示了被安装到外壳215b的内面对表面的显示屏221。显示屏(图9A和图9B中未示出)能够另外地被安装到外壳215a的内面对表面，使得在闭合构造中，监测器216a、216b的显示屏221可以面对彼此。在一些可替代实施例中，显示屏221能够被安装在外壳215a和215b的外表面上，使得显示屏221可以背对彼此。在另外的可替代实施例中，任何数量的显示屏221(例如，从1至4个显示屏)能够在外壳215a和/或外壳215b的内和/或外表面上被安装在外壳215a和/或外壳215b上。

显示系统216还包括铰链盖230。铰链盖230覆盖并保护铰链机构217的一个或多个部件。铰链盖230也可以容纳线缆(例如，机械线缆、电气线缆等)，并且帮助为线缆选定路线以保护线缆免受过多弯曲应力。另外，铰链盖230可以容纳显示系统216的其他部件，诸如监测器传感器、倾斜传感器等。监测器216b被耦接到监测器支撑臂210，并且因此，当监测器支撑臂210移动(例如，平移、旋转等)时，可以随着监测器支撑臂210移动。类似地，监测器216a被耦接到监测器216b并且因此，当监测器216b移动(例如，平移、旋转等)时，可以随着监测器216a移动。在一些示例中，监测器216a经由铰链机构217相对于监测器216b旋转，这允许监测器216a被定位在期望的观察角度处，或倚着监测器216b被折叠并收起在溃缩构造中以便存储。监测器216a、216b可以经由铰链机构217旋转以将监测器定位在闭合构造、部分打开构造或完全打开构造中。在监测器216a、216b处于打开构造(不论是完全打开还是部分打开)的实施例中，监测器216a与监测器216b间隔开和/或被定位在监测器216b上方(参见图10、图11)。

在一些实施例中，监测器216a的重量可以朝向闭合构造偏置显示系统216。如下面描述的，系统可以被提供为施加抵消监测器216a的重量以允许监测器被移动到并维持在打开或部分打开构造中的力(例如扭矩)。这样的系统可以包括摩擦齿轮铰链组件和/或平衡系统。

图8B示出了显示系统216的闭合构造，其中铰链盖230被移除。在该实施例中，铰链机构217包括两个齿轮铰链组件240。如图8B中示出的，每个齿轮铰链组件240被连接到两个监测器216a、216b。当显示系统216处于打开或部分打开构造时(例如，当监测器216a围绕铰链机构217相对于监测器216b被枢转成打开或部分打开构造时)，齿轮铰链组件240可以提供促进系统静止的摩擦力，由齿轮铰链组件提供的摩擦力帮助防止小的意外移动(例如，碰撞监测器216a、216b中的一个或两个，触摸监测器216a、216b中的一个或两个等)引起监测器216a相对于监测器216b的取向变化。因此，在一些实施例中，一旦监测器216a、216b的取向被设置，监测器相对于彼此的取向直到采取改变取向的一些肯定动作才会改变。在可替代实施例中，铰链机构217可以包括单个齿轮铰链组件240或多于两个齿轮铰链组件。

图8C图示了根据一些实施例的齿轮铰链组件240的透视图。图8D图示了根据一些实施例的齿轮铰链组件240的侧视图。图8E图示了根据一些实施例的齿轮铰链组件240的切开透视图。齿轮铰链组件240包括齿轮块241、上齿轮242和下齿轮243。齿轮块241也可以被称为外壳。上齿轮242和下齿轮243处于大致平行对准，并且被接合使得当监测器216a、216b相对于彼此被旋转时齿轮中的至少一个相对于另一个旋转。上齿轮242可以被容纳在上监测器216a中，并且下齿轮243可以被容纳在下监测器216b中。齿轮242、243中的每一个通过保持构件244被耦接到齿轮块241。一组弹簧247在齿轮242、243中的每一个内延伸。为了便于解释，将会参考齿轮铰链组件240的下齿轮243和对应部件进行以下讨论。应理解，所述讨论类似地适用于齿轮铰链组件240的上齿轮242和对应部件。被容纳在齿轮243内的该组弹簧247(也被称为偏置构件)接合被定位在齿轮块241与齿轮243之间的弹簧板246。弹簧板246(其可以被称为第二摩擦构件)与齿轮243和保持构件244(例如，保持环、夹子、螺钉等等)同轴地布置。摩擦板245(其可以被称为第一摩擦构件)在齿轮块241与弹簧板246之间延伸。摩擦板245与齿轮243、弹簧板246和保持构件244同轴地布置。在一些实施例中，弹簧板246与齿轮243一起被旋转地锁定。在此类实施例中，弹簧板246和齿轮243一起旋转。在一些示例中，弹簧板246和齿轮243可以经由机械连接、粘合剂连接等被旋转地锁定。在其他实施例中，摩擦板245与齿轮243一起被旋转地锁定。在此类实施例中，摩擦板245和齿轮243一起旋转。在一些示例中，摩擦板245和齿轮243可以经由机械连接、粘合剂连接等被旋转地锁定。在一些示例中，摩擦板245与弹簧板246一起被旋转地锁定。在此类示例中，摩擦板245和弹簧板246一起旋转。在一些实施例中，摩擦板245和弹簧板246可以经由机械连接、粘合剂连接等被旋转地锁定。在另外的实施例中，摩擦板245可以与弹簧板246和齿轮243两者一起被旋转地锁定。在若干实施例中，摩擦板245是可轴向移动的，使得弹簧247能够扩展以允许可以随着时间发生的摩擦板245的任何磨损。

多个弹簧247提供倚着弹簧板246的力。力可以被均匀地分布在弹簧板246周围，或力可以被不均匀地分布在弹簧板246周围，这取决于弹簧247在下齿轮243内的布置。在一些实施例中，多个弹簧247中的每个弹簧被耦接到对应的螺钉。每个螺钉可以被个体地调整以调整每个弹簧倚着弹簧板246提供的力。来自弹簧247的力从弹簧板246被转移到摩擦板245。力然后从摩擦板245被转移到齿轮块241。因而产生的摩擦板245与齿轮块241之间的摩擦力提供了帮助保持监测器216a、216b处于打开或部分打开构造的被动的恒定摩擦。在一些实施例中，每个齿轮铰链组件240具有对每个个体齿轮铰链组件240唯一的特定摩擦。被齿轮铰链组件240施加于显示系统216的摩擦的水平可以被调整以适合操作者的偏好和/或以施加足够量的摩擦从而考虑监测器216a、216b的规格(尺寸、重量等)。在一些实施例中，可以在齿轮铰链组件240被耦接到监测器216a、216b之前在制造过程期间进行这些调整。在其他实施例中，可以在齿轮铰链组件240被耦接到监测器216a、216b之后进行调整。

在一些实施例中，摩擦力可以通过改变弹簧247的系数(rate)来调整，这取决于监测器216a、216b的尺寸和重量。在一些实施例中，多个弹簧247以圆形形成物方式被布置在下齿轮243内。在一些实施例中，个体弹簧可以围绕下齿轮243沿圆周方向被等距离地间隔开。在其他示例中，个体弹簧可以围绕下齿轮243沿圆周方向被随机地间隔开或以非等距离型式间隔开。在其他实例中，仅一个弹簧可以被包括在下齿轮243中。在此类实例中，一个弹簧可以与下齿轮243同心，使得弹簧围绕下齿轮243沿圆周方向跨越360度。

在若干示例中，摩擦板245可以由高摩擦材料制作。在一些实施例中，齿轮块241也可以由高摩擦材料制作。在另外的实施例中，弹簧板246可以由低摩擦材料制作。在可替代实施例中，摩擦板245和弹簧板246两者可以由高摩擦材料制作。

在一些实施例中，监测器216a的重量可以如此大以致于在齿轮铰链组件240中维持监测器处于打开或部分打开构造所需的摩擦力将会如此大以致于用户不能容易地克服摩擦力来调整监测器相对于彼此的取向。为了当显示系统216处于部分打开或打开构造时防止监测器216a围绕铰链机构217旋转并且仍然允许监测器216a被容易地可旋转地调整，显示系统可以包括如图9A和图9B中示出的平衡系统250。利用平衡系统250，显示系统216可以被优化以实现齿轮铰链组件240中的足够高的恒定摩擦，从而维持监测器216a、216b处于打开或部分打开构造，同时还允许用户在没有困难的情况下调整监测器216a、216b相对于彼此的取向。如在下面更详细地讨论的，齿轮铰链组件240中的与由平衡系统提供的平衡力(其可以是平衡扭矩)耦接的摩擦被用来实现显示系统216中的维持选定的监测器取向同时允许用户容易克服摩擦以调整取向的力(例如，扭矩)。在该实施例中，齿轮铰链组件240可以充当显示系统216中的恒定制动器(诸如被动制动器)。

在可替代实施例中，平衡系统250在对于任何摩擦力的需要之前将平衡力施加于显示系统216。在一些实施例中，由平衡系统250提供的平衡力(例如，平衡扭矩)可以类似于但不等于当监测器216a、216b相对于彼此被旋转时存在于显示系统216中的监测器力(例如，扭矩)。因此，平衡力与监测器力之间的差异可能存在。在若干实施例中，为了补偿力之间的这种差异，摩擦力(诸如齿轮铰链组件240中的摩擦力)被施加于显示系统216。摩擦力可以大于平衡力与监测器力之间的差异。如上面讨论的，齿轮铰链组件240中的摩擦力可以被调整以依据平衡力与监测器力之间的差异向显示系统216提供期望的摩擦力。例如，如果平衡力与监测器力之间的差异是相对大的，那么摩擦力将会是相对大的。在另一示例中，如果平衡力与监测器力之间的差异是相对小的，那么摩擦力将会是相对小的。摩擦力可以被调整到任何期望的量，使得监测器力基本上等于平衡力和摩擦力的组合。

图9A和图9B示出了当显示系统216处于闭合构造时的平衡系统249和平衡系统250。在图9A和图9B中，后面板219b被切开。在若干实施例中，平衡系统249、250(其也可以被称为平衡组件)被容纳在外壳215b内。在图9A和图9B中示出的实施例中，显示系统216包括监测器216b中的两个平衡系统249、250。在可替代实施例中，监测器216b可以仅包括一个平衡系统250。在其他实施例中，监测器216b可以包括多于两个平衡系统250。在另外的可替代实施例中，平衡系统249、250中的一个或多个可以被包括在监测器216a内。因此，一个或多个平衡系统249、250可以被包括在监测器216a、216b中的一个或两个中。在一些实施例中，显示系统216仅包括一个监测器，例如，监测器216a。在此类实施例中，枢转点在铰链217附近(如图10中图示的)，并且监测器216a围绕沿着监测器216a的底部水平边缘的水平轴线旋转。在其他实施例中，枢转点能够在沿着监测器216a的表面的不同位置处，使得监测器216a能够围绕在监测器216a的中心处的水平轴线、沿着顶部水平边缘的水平轴线或在监测器216a的底部水平边缘与顶部水平边缘之间的任何水平轴线旋转。在其他实施例中，旋转轴线在相距水平的一角度处。一个或多个平衡系统249、250可以被包括在监测器216a内，并且一个或多个平衡系统249、250的位置基于监测器216a的枢转点的位置对应地可变。可替代地，一个或多个平衡系统249、250可以被包括在支撑臂210内或在系统推车214的另一部件内。随后的描述将会描述平衡系统250，但是相同的描述适用于平衡系统249。

平衡系统250包括诸如弹簧251的偏置构件、弹簧终止件252(其也可以是终止构件)、线缆253、预负荷调整组件254、扇形滑轮255、滑轮256和铰链连接器257。在平衡系统250中，弹簧251包括近侧部分258和远侧部分259。近侧部分258被耦接到块体260，并且远侧部分259被耦接到弹簧终止件252。近侧部分258可以利用机械连接、粘合剂连接或任何其他合适的连接被耦接到块体260。块体260可以是刚性的，并且可以被固定地或一体地耦接到监测器外壳215b，诸如后面板219b。一对导轨223可以从块体260延伸，并且一般可以在弹簧251旁边延伸。导轨223可以被固定到后面板219b或与后面板219b一体形成。

弹簧251的远侧部分259可以被耦接到弹簧终止件252。在若干实施例中，弹簧终止件252可沿大致平行于弹簧251的纵向轴线L的方向L1或L2移动。当监测器216a的取向相对于监测器216b被调整时，线缆253通过铰链连接器257被移动，并且弹簧251被对应地压缩或伸展。当弹簧251被压缩或伸展时，弹簧251的远侧部分259和弹簧终止件252在监测器216b内沿着轴线L上(朝向铰链机构217)下(远离铰链机构217)移动。弹簧终止件252由于线缆253的移动而上下移动，线缆253的移动上下拉动弹簧终止件252。

线缆253的第一端被耦接到弹簧终止件252。线缆253从弹簧终止件252延伸通过弹簧251，使得弹簧251环绕线缆253。线缆253进一步跨扇形滑轮255延伸，扇形滑轮255可以被固定地安装到外壳215b，诸如后面板219b。在一些实施例中，扇形滑轮255可以被耦接到，或可以被定位在块体260上。线缆253进一步围绕滑轮256延伸，滑轮256可以被可旋转地或固定地耦接到外壳215b。线缆253进一步跨铰链连接器257成环，并且围绕滑轮256延伸回来、跨扇形滑轮255并通过弹簧251。线缆253的第二端被耦接到弹簧终止件252。铰链连接器257被耦接到监测器216a，例如，到外壳215a。

当监测器216a从打开或部分打开构造被移动到闭合构造时，铰链连接器257随着监测器216a相对于监测器216b并远离滑轮256旋转。在若干实施例中，当铰链连接器257远离滑轮256旋转时，铰链连接器257沿远离滑轮256的方向拉动线缆253。当线缆253被铰链连接器257拉动时，线缆253围绕滑轮256行进。在若干实施例中，当线缆253围绕滑轮256行进时，滑轮256旋转。滑轮256的旋转减少线缆253与滑轮256之间的任何摩擦力。当监测器216a、216b在闭合构造与完全打开构造之间转变时，摩擦力的这种减少允许平衡系统250平滑地施加平衡力。

图9C是根据一些实施例的在监测器216a的各种旋转方位处的施加的力矩和平衡力矩的图形图示。在一些示例中，当监测器216a、216b从闭合构造转变为打开构造(其可以是部分打开或完全打开构造)时，监测器216a远离监测器216b旋转，从而当监测器216a被旋转时将不同程度的扭矩施加在铰链机构217处。在一些实施例中，根据监测器216a的重量被施加在旋转点(例如，铰链机构217)处的扭矩能够随着力矩从0度的旋转角度增加至90度的旋转角度而被绘制为半正弦波，其中最大力矩在大约90度处。当监测器216a从90度被进一步旋转至180度时，力矩继续遵循正弦波，从而从最大力矩减小至最小力矩(例如，0牛-米)。因此，需要由平衡系统(例如，平衡系统250)提供的平衡扭矩遵循施加的监测器扭矩的基本上类似的正弦曲线曲线图。在图9C的实施例中，曲线图290将监测器216a的各种旋转方位处的施加的力矩图示为实线曲线292。曲线图290进一步将监测器216a的各种旋转方位处的所需的平衡力矩图示为虚线曲线294。

因此，在若干实施例中，当监测器216a首先开始从闭合构造远离监测器216b旋转时，由平衡系统250提供的所需的平衡力(例如，平衡扭矩)是一般低的。当监测器216a继续远离监测器216b旋转时，所需的平衡力增加。在一些示例中，当监测器216a已经远离监测器216b旋转90度时，所需的平衡力达到最大量。当监测器216a继续远离监测器216b旋转(例如，多于90度的旋转)时，所需的平衡力开始从最大量减小。当监测器216a从监测器216b旋转180度时，监测器216a、216b可以处于完全打开构造，并且所需的平衡力是一般低的。因此，所需的平衡力从当监测器216a、216b处于闭合构造时的一般低的力转变到当监测器216a已经相对于监测器216b旋转90度时的最大力，并且然后转变回到当监测器216a、216b处于完全打开构造时的一般低的力。在若干实施例中，上面讨论的所需的平衡力的转变以当监测器216a、216b从完全打开构造被旋转到闭合构造时的相同的方式应用。

在一些实施例中，平衡系统250的几何和正弦曲线性质导致监测器216a以当监测器越靠近打开或闭合构造时偏置越大的方式朝向打开或闭合构造偏置。在一些示例中，如图9C中图示的，当更靠近完全闭合(例如，0度)构造和完全打开(例如，180度)构造时，平衡系统250能够被配置为提供稍微更大的平衡扭矩。因此，当处于接近完全闭合构造的构造时，平衡系统250朝向完全闭合构造偏置监测器216a。此外，当处于几乎完全打开构造时，平衡系统250朝向完全打开构造偏置监测器216a。当操作者正在试图打开监测器216a时，这为操作者提供帮助，并且当操作者正在试图闭合监测器216a时，为操作者提供帮助。监测器216a也朝向完全闭合构造被偏置，当监测器216a被意外地置于几乎完全闭合构造时，这防止监测器216a的不期望运动，并且当监测器216a被置于几乎完全打开构造时，防止监测器216a的下垂。在其他示例中，当监测器216a接近完全闭合构造时，平衡扭矩可以小于监测器扭矩。在此类示例中，显示系统216与平衡系统250之间的净扭矩可以朝向完全闭合构造偏置监测器216a。在其他示例中，当监测器216a接近完全打开构造时，平衡扭矩可以高于监测器扭矩。在此类示例中，显示系统216与平衡系统250之间的净扭矩可以朝向完全打开构造偏置监测器216a。

在另一实施例中，监测器216a能够被旋转超过180度，并且在360度或基本上接近360度处被定位在镜像的完全闭合构造中。监测器216a的被施加扭矩和所需的平衡扭矩能够被绘制为与图9C中图示的曲线类似的半正弦波曲线，其中最大扭矩发生在270度的旋转方位处，并且最小被施加/所需扭矩发生在180和360度处。

在若干实施例中，为了施加平衡力，被耦接到铰链连接器257的线缆253被铰链连接器257拉动，并且因此沿朝向弹簧251的近侧部分258的方向L1拉动弹簧终止件252，这压缩弹簧251。当线缆253沿方向L1被拉动时，压缩力通过弹簧终止件252被施加于弹簧251。当弹簧251被压缩时，它沿方向L2产生相反力，从而在线缆253中产生张力。由压缩的弹簧251的反作用力生成的线缆253中的拉伸力至少部分地抵消来自监测器216a的重量的力，以允许软闭合或以其他方式防止监测器216a围绕铰链机构217快速地旋转并掉到监测器216b上。当显示系统216处于闭合构造时，弹簧251处于最大压缩状态，具有比当显示系统216处于打开或部分打开构造时的更大压缩。在最大压缩状态下，弹簧251可以或可以不被完全压缩。

图10图示了处于部分打开构造的显示系统216，并且图11图示了处于完全打开构造的显示系统216。在图10和图11两者中，显示屏221被切开使得平衡系统249、250是可见的。当显示系统216从闭合构造被移动成部分打开构造时，铰链连接器257随着监测器216a相对于监测器216b并朝向滑轮256旋转。被耦接到铰链连接器257的线缆253由铰链连接器257承载，并且因此通过沿着轴线L在方向L2上移动弹簧终止而开始释放被置于弹簧终止件252上的张力。当线缆253的移动引起弹簧终止件252沿着轴线L在方向L2上移动时，朝向解压缩或松弛状态偏置的弹簧251开始解压缩。当弹簧终止件252沿方向L2移动时，弹簧251开始解压缩。因此，当监测器216a围绕铰链机构217旋转时，当显示系统216移动成打开或部分打开构造时，弹簧251提供帮助克服铰链机构217中的摩擦力和来自监测器216a的重量的力(其也可以是扭矩)的力(其也可以是扭矩)。如上面讨论的，在若干实施例中，平衡系统250提供监测器216a、216b上的偏置力，使得当显示系统216从闭合构造被移动到打开或部分打开构造时，监测器216a、216b被偏置为打开并移动到打开或部分打开构造。在可替代实施例中，平衡系统250提供监测器216a、216b上的偏置力，使得当显示系统216从完全打开构造被移动到部分打开或闭合构造时，监测器216a、216b被偏置为闭合并移动到部分打开或闭合构造。

当显示系统216处于部分打开构造时，弹簧251处于比当显示系统216处于闭合构造时更不压缩并且比当显示系统216处于完全打开构造时更压缩的部分压缩状态。当显示系统216处于完全打开构造时，弹簧251处于最小压缩状态，其是比当显示系统216处于闭合构造或部分打开构造时更不压缩状态。在一些实施例中，弹簧251可以在当显示系统216处于完全打开构造时的最小压缩状态下被完全解压缩或松弛。可替代地，例如由于弹簧251中的预张力，弹簧251可以在当显示系统216处于完全打开构造时的最小压缩状态下维持一定量的压缩。

如图11中示出的，平衡系统250可以被定位在由后面板219b和导轨223界定的通道271内。通道271可以进一步由与根据一些实施例的被示为覆盖平衡系统249的盖板269类似的盖板界定。界定通道271的后面板219b、导轨223和盖板的表面是通道表面270。在该实施例中，通道271可以形成矩形棱柱。在一些实施例中，通道271可以由圆柱形表面形成。通道271可以是容纳平衡系统250的任何其他合适的形状。

图12图示了根据一些实施例的当监测器216a、216b处于完全打开构造时的平衡系统250的近侧部分273的侧视图。扇形滑轮255被定位为使得扇形滑轮255的前边缘267从滑轮256的前边缘268偏移距离D。当线缆253也与弹簧251的纵向轴线基本上对准时，该偏移距离D允许线缆253相切于滑轮256。滑轮256也可以相对于外壳215b旋转以帮助减少张紧的线缆253上的摩擦，这能够增加线缆253的寿命。在一些实施例中，铰链连接器257包括主体部分282、盖283和将盖283耦接到主体部分282的至少一个紧固构件284(例如，螺钉)。在显示系统216的组装期间，线缆253被定位在主体部分282中的环形通道285内，并且通过盖283和紧固构件284被保持在适当位置中。

如上面描述的，显示系统216可以具有由齿轮铰链组件240中的摩擦贡献的静态力和由来自弹簧251的力贡献在线缆253上的动态力。如上面讨论的，由平衡系统250提供的力可以是平衡扭矩。因此，动态力可以是动态扭矩。静态和动态力可以被优化以平衡监测器216a的重量。由弹簧251贡献的动态力可以基于弹簧251的系数和/或弹簧251中的预张力(例如，预负荷)来选择。在一些实施例中，弹簧251中的预张力由线缆253来抵抗。图13A-图D图示了平衡系统250的远侧部分276，包括线缆安装件266、弹簧终止件252和预负荷调整组件254。线缆安装件266包括主体部分277、盖278和将盖278耦接到主体部分277的至少一个紧固构件279(诸如螺钉)。如图13C中示出的，线缆253的末端部分265a、265b包括终止构件288。终止构件288可以被附接到末端部分265a、265b(例如，通过压接或焊接)，或可以与末端部分265a、265b一体形成。终止构件288可以被定尺寸为配合在主体部分277中的凹陷289内。当盖278通过紧固构件279被附接到主体部分277时，终止构件288可以被捕获在主体部分277与盖278之间，以当线缆253遭受拉伸负荷时防止终止构件288相对于主体部分277的移动。在可替代实施例中，线缆253可以利用其他类型的紧固件(包括机械紧固件、焊接、粘合剂等)被附接到线缆安装件266。在一些实施例中，线缆253可以延伸通过线缆安装件266的主体部分277。在一些实施例中，线缆安装件266可以是大致圆柱形形状。这样的形状可以允许线缆安装件266在弹簧251内更容易地行进。在可替代实施例中，线缆安装件266可以是矩形形状、圆锥形形状或任何其他合适的形状。在可替代实施例中，线缆253的末端部分265a、265b可以被直接耦接到弹簧终止件252或被直接耦接到预负荷调整组件254。

如图13B的实施例中示出的，每个螺钉279的后面280在与线缆安装件266的主体部分277的外表面281相同的平面中终止。这种对准可以允许线缆安装件266在弹簧251内更容易地行进。在可替代实施例中，每个螺钉279的后面280在与主体部分277的外表面281在其中终止的平面不同的平面中终止。作为一个示例，每个螺钉279的后面280可以在比主体部分277的外表面281在其中终止的平面更靠近盖278的平面中终止。作为另一示例，每个螺钉279的后面280可以在比主体部分277的外表面281在其中终止的平面更远离盖278的平面中终止。

螺纹杆262(其可以被称为细长构件)被耦接到线缆安装件266的主体部分277，并且从线缆安装件266的主体部分277沿与线缆253相反的方向延伸。弹簧终止件252被安装到螺纹杆262。例如，弹簧终止件252可以被螺纹地耦接到螺纹杆262，使得弹簧终止件252的方位可以通过沿着螺纹杆262被向上或向下旋转而被调整。弹簧终止件252可以被调整从而改变弹簧251中的预张力，以考虑弹簧和/或线缆的长度的公差，以及允许对弹簧251的系数的调整。弹簧终止件252包括螺旋凹槽261。螺旋凹槽261可以被定尺寸并成形为接收弹簧251，如图13D中示出的。弹簧251可以依据弹簧251的期望系数在螺旋凹槽261内的任何旋转方位处被耦接到弹簧终止件252，以优化来自弹簧的动态力。例如，取决于监测器216a的尺寸和重量，弹簧251的期望系数可以是不同的。另外，在一些实施例中，一旦弹簧251被耦接到弹簧终止件252，弹簧终止件252就可以被旋转以进一步调整弹簧251的系数。可以进行这样的调整以精调弹簧251的系数，当现货(stock)弹簧的规格例如与针对弹簧251正在其中使用的具体平衡系统250的期望规格不匹配时，这会是必要的。在一些实施例中，弹簧251的远侧部分259可以利用机械连接、粘合剂连接或任何其他合适的连接被耦接到弹簧终止件252。在一些实施例中，一个平衡系统(例如，平衡系统250)可以适合用于一个弹簧(例如，弹簧251)，并且另一平衡系统可以适合用于另一弹簧，这取决于平衡组件的部件。

弹簧终止件252包括多个辊子274。在一些实施例中，弹簧终止件252包括两个、三个、四个或多于四个辊子274。辊子274可以围绕弹簧终止件252的圆周被等距离地间隔开。作为一个示例，弹簧终止件252可以包括均围绕弹簧终止件252的圆周被间隔开120度的三个辊子274。作为另一示例，弹簧终止件252可以包括均围绕弹簧终止件252的圆周被间隔开180度的两个辊子274。在一些示例中，平衡系统250可以被定位在通道271内，并且弹簧终止件252的辊子274可以接触通道表面270，并且当监测器216a相对于监测器216b被旋转以打开或闭合显示系统216时，随着弹簧终止件252上下移动而沿着通道表面270滚动。与通道表面270接触的辊子274可以减少摩擦，并且整体上允许弹簧终止件252和平衡系统250的更流畅的移动。当平衡系统250的部件改变方位时，辊子274也可以防止弹簧终止件252和/或平衡系统250的其他部件直接接触通道表面270。这保护平衡系统250的部件和通道表面270免受不必要的磨损。在一些实施例中，当弹簧251上下移动时，弹簧251可以在通道271内屈曲。因此，弹簧251可以接触通道表面270。在此类实施例中，当弹簧251接触通道表面270时，辊子274减少弹簧251与通道表面270之间的摩擦。

弹簧251上的预张力也可以对由弹簧251提供的动态力作出贡献。图13A-图13D图示了预负荷调整组件254，其包括螺纹杆262的远侧部分和耦接构件(诸如螺纹螺母263)。螺纹螺母263被定尺寸并成形为与螺纹杆262螺纹地耦接，并且螺纹螺母263可相对于螺纹杆262旋转。预负荷调整组件254可以被用来调整弹簧251上的张力(其与被提供给线缆253的拉伸负荷基本上相同)，以考虑例如监测器216a、216b的不同尺寸和重量。在该实施例中，螺纹螺母263可以相对于螺纹杆262被旋转，以沿方向L1或L2移动螺母从而调整弹簧251的预负荷。取决于旋转的方向，这样的旋转可以根据需要而施加或从弹簧251移除张力。可以进行这样的调整以精调弹簧251的预负荷，当现货弹簧的规格例如与针对具体平衡系统250的期望规格不匹配时，这会是必要的。另外，可以进行调整以考虑弹簧251和/或线缆253的长度的公差，以及通过弹簧终止件252的旋转进行对弹簧251的系数的调整。在一些实施例中，可以进行对弹簧251的调整以精调线缆253中的力。

图13D图示了平衡系统250的远侧部分272的前视图。如上面讨论的，线缆安装件266和线缆253被弹簧251环绕。当监测器216a、216b相对于彼此旋转时，这允许线缆253和线缆安装件266在弹簧251内上下行进。平衡系统250的这种紧凑构造能够帮助节省监测器216b内的空间，这可以帮助降低生产成本并且可以帮助减小上监测器216a和下监测器216b的整体尺寸和重量。另外，在可能需要更长弹簧的实施例中，弹簧251和线缆253可以以任何角度被定位在外壳215b内以帮助减小上监测器216a和下监测器216b的尺寸。例如，弹簧251和线缆253可以相对于外壳215b的壁以一角度被定位。弹簧251和线缆253也可以被水平地定位在外壳215b内。在一些实施例中，弹簧251可以是拉伸弹簧。这可以根据需要而允许弹簧251的长度被增加。

参考图2，系统推车214被安装在一组轮子218(也被称为轮子组件)上。推车214可以具有推车214可以是相对于操作台(例如，操作台T)和患者(例如，患者P)可移动到期望位置的非制动构造。在非制动构造中，轮子218可以是围绕平行于地面的轴线B可旋转的和/或围绕垂直于地面的轴线C可枢转的，从而允许推车214的平移和旋转移动。推车214也可以具有轮子218并且因此推车214被锁定使得旋转和枢转运动被限制并且推车214保持处于静止方位的制动构造。图14图示了推车214的推车基部700。推车基部700被耦接到轮子组件218，并且包括前端702和后端704。在该实施例中，推车基部700包括外壳701、两个踏板710a、710b和对应于每个轮子组件218的制动器组件720a-720d。制动器组件720b和720d对应于踏板710b，并且位于推车基部700的后端704处。制动器组件720a和720c对应于踏板710a，并且位于推车基部700的前端702处。如图14中所见，每个轮子组件218可以是围绕它自己的平行于地面的轴线B可旋转的，和/或可以是围绕它自己的垂直于地面的轴线C可枢转的，从而允许推车214的平移和旋转移动。

图15A图示了在推车基部700的后端704处的对应于轮子组件218中的一个的制动器组件720b。虽然以下讨论参考对应于单个轮子组件218的单个制动器组件720b，但是应理解该讨论可以适用于可以存在于推车基部700中的其他制动器组件。如图15A中示出的，制动器组件720b处于非制动构造。因此，推车214可以是相对于操作台T和患者可移动到期望位置的。在非制动构造中，踏板710b未被压下。

如图15A的实施例中示出的，制动器组件720b可以包括被机械地耦接到踏板710b踏板连接器722。在一些实施例中，踏板连接器722与踏板710b一体形成。在其他实施例中，踏板连接器722被可移除地耦接到踏板710b。制动器组件720b可以进一步包括稳定构件724，稳定构件724被刚性地耦接到推车基部外壳701或与推车基部外壳701一体形成。如图15A中示出的，制动器组件可以进一步包括沿着纵向轴线L延伸的轴726。在该实施例中，轴726延伸通过踏板连接器722中的通路723和稳定构件724中的通路(未示出)。轴726可以被固定地耦接到踏板连接器722，使得当踏板连接器围绕轴726的纵向轴线L枢转时，轴726也围绕其纵向轴线L旋转。轴726延伸通过稳定构件724并且相对于稳定构件724旋转，但是通过稳定构件724相对于基部外壳701保持被平移地固定。

在该实施例中，制动器组件720b进一步包括耦接构件728，耦接构件728在一端处被固定地耦接到轴726并且在另一端处被可旋转地耦接到同步轴730，同步轴730延伸到推车基部700的前端702处的制动器组件720a。制动器组件720b进一步包括轴732，轴732在在一端处被固定地耦接到耦接构件728并且在另一端处被可旋转地耦接到轮子组件218。轴732可以与轴726一体形成，或可以通过耦接构件728被连接到轴726，使得轴726围绕纵向轴线L的旋转运动引起轴732围绕纵向轴线L的旋转运动。

为了将制动器组件720b从非制动构造转变到制动构造，操作者压下踏板710a、710b中的一个(例如，踩在踏板710a、710b中的一个上)。将会参考踏板710b进行以下讨论。应理解，该讨论也适用于踏板710a。当踏板710b被压下时，踏板710b沿向下方向移动。在该实施例中，当踏板710b被压下时，踏板连接器722围绕纵向轴线L枢转，从而引起轴726的旋转。轴726的旋转引起耦接构件728和轴732围绕纵向轴线L旋转。在该实施例中，轴732的旋转接合轮子组件218内的制动机构，从而引起轮子组件218被制动，由此防止轮子组件218围绕轴线B(例如，轮子旋转)和/或轴线C(例如，轮子回转)的旋转。耦接构件728的旋转也引起同步轴730的平移运动，从而引起推车基部700的前端702处的连接的制动器组件720b处的对应制动动作。图15B示出了处于制动构造的制动器组件720b，其中轮子组件218被锁定以防止围绕轴线B和/或C的旋转。因此，推车214保持处于静止方位。

在一些实施例中，踏板710a、710b被机械地同步。因为踏板710a、710b被耦接到制动器组件720a-720d，因此推车214的所有制动器组件720a-720d也被机械地同步。因此，压下踏板710a或710b中的一个引起所有制动器组件720a-720d被接合，这引起轮子组件218被制动，由此防止所有轮子组件218的移动。在该实施例中，当踏板710b未被压下时，踏板710a也未被压下，因为踏板710a、710b被机械地同步。因此，当一个踏板(向上或向下)移动时，另一个踏板以与第一踏板相同的方式对应地向上或向下移动。踏板710a、710b之间的这种机械同步允许推车214的操作者通过仅踩在一个踏板上而压下两个踏板710a、710b(并且由此接合制动器组件720a-720b)。在一些示例中，同步轴730提供踏板710a、710b之间的机械同步。在一些实施例中，如图14中示出的，同步轴730的一端被可旋转地耦接到对应于推车基部700的后端704处的轮子组件218的制动器组件720b的耦接构件728，并且同步轴730的另一端被可旋转地耦接到对应于推车基部700的前端702处的轮子组件218的制动器组件720a的耦接构件728。虽然在图14中同步轴730被示为被耦接到制动器组件720a和720b，但是同步轴730可以可替代地被耦接到制动器组件720c和720d。

在一些实施例中，当踏板710b被压下时，踏板710b的压下接合制动器组件720b和制动器组件720d。如上面讨论的，踏板710b的压下导致每个制动器组件720b、720d的耦接构件728围绕纵向轴线L枢转。当制动器组件720b的耦接构件728围绕纵向轴线L枢转时，耦接构件728引起同步轴730沿方向D移动(参见图14)。方向D可以大致垂直于纵向轴线L。当同步轴730沿方向D移动时，制动器组件720a的耦接构件728沿方向D对应于地移动，因为制动器组件720a的耦接构件728被可旋转地耦接到同步轴730。另外，制动器组件720a的耦接构件728围绕纵向轴线L枢转。耦接构件728的旋转引起制动器组件720a的轴732旋转，这引起对应于推车204的前端702处的制动器组件720a的轮子组件218被制动。另外，耦接构件728的旋转引起制动器组件720a的轴726围绕它自己的纵向轴线L旋转。轴726的旋转导致制动器组件720a的踏板连接器722的枢转，这然后导致踏板710a被压下。踏板710a的压下接合可能没有被直接耦接到同步轴730的制动器组件720c。因此，一个踏板的压下可以引起推车基部700的所有制动器组件720a-720d被接合。以这种方式，制动器组件720a-720d被同步，使得所有制动器组件720a-720d可以随着单个踏板按压而在相同的时间被接合。

在一些实施例中，当例如踏板710b被压下时，踏板710b可以被锁定在压下方位中直至踏板710b被再次致动。该进一步致动可以包括另外的踏板按压，或它可以包括向上拉动踏板。在可替代实施例中，例如踏板710b必须被主动地压下以维持制动器组件720的接合。例如，操作者必须不断保持踏板710b处于压下状态以确保制动器组件720保持被接合。

在其他实施例中，推车基部700可以包括单个踏板。在另外的可替代实施例中，推车基部700可以包括对应于推车基部700的前端702处的两个轮子组件218中的单个轮子组件的一个制动器组件720和对应于推车基部700的后端704处的两个轮子组件218中的单个轮子组件的一个制动器组件720。在其他实施例中，推车基部700可以在推车基部700的前端702轮子上包括制动器组件，并且在后端704轮子上不包括制动器组件。在其他示例中，推车基部700可以在推车基部700的后端704轮子上包括制动器组件，并且在前端702轮子上不包括制动器组件。另外，在一些可替代实施例中，在非制动构造中，踏板710b被压下。

图16示出了对应于推车基部700的前端702处的轮子组件218的制动器组件720a。制动器组件720a可以包括在上面关于图15A-图15B讨论的制动器组件720b的所有部件。图16的实施例中示出的制动器组件720a还包括传感器组件740。在一些实施例中，传感器组件740包括激活构件750和制动器传感器760。在一些实施例中，制动器传感器760包括控制系统762、触发器764和杠杆766。

激活构件750包括近侧部分752和远侧部分754。近侧部分752可以被固定地耦接到踏板连接器722。因此，当踏板710a被压下并且踏板连接器722旋转时，激活构件750也旋转。在一些实施例中，激活构件750的近侧部分752可以与踏板连接器722一体形成。在其他实施例中，激活构件750的近侧部分752可以被可移除地耦接到踏板连接器722。激活构件750的远侧部分754可以接触制动器传感器760。在图16中示出的实施例中，制动器组件720a包括传感器组件740。在可替代实施例中，制动器组件720a-720d中的任何一个或多个可以包括传感器组件740。

图17A是图16中示出的制动器组件720a和传感器组件740的侧视图。如图17A的实施例中示出的，激活构件750的远侧部分754包括上部分756和下部分758。上部分756和下部分758可以通过唇部759被连接。在轴726的纵向轴线L是圆的中心点的实施例中，如图17A中示出的，激活构件750的远侧部分754的上部分756可以包括指示纵向轴线L与上部分756之间的距离的长度(例如，半径R1)。激活构件750的远侧部分754的下部分758可以包括指示纵向轴线L与下部分758之间的距离的长度(例如，半径R2)。如图17A的实施例中所见，半径R2大于半径R1。因此，下部分758比上部分756更远离纵向轴线L。当激活构件750旋转时(当踏板710a或710b被压下时，这可以发生)，激活构件750的远侧部分754的上部分756和下部分758均可以与制动器传感器760相互作用。

如图17A中示出的，在非制动构造中，杠杆766与激活构件750的远侧部分754的上部分756接触。当踏板710a被压下时，激活构件750旋转。在旋转期间，杠杆766保持与上部分756接触直至唇部759接触杠杆766。当激活构件750继续旋转时，杠杆766在唇部759上面行进并且与远侧部分754的下部分758接触。图17B示出了处于制动构造的推车214，所述制动构造与杠杆766接触下部分758一致。如图17B的实施例中所见，当杠杆766与下部分758接触时，杠杆766朝向触发器764移动，由此压下触发器764。触发器764的这种压下是下部分758的半径R2大于上部分756的半径R1的结果。当触发器764被压下时，控制系统762然后接收推车214被制动的信号。控制系统762然后可以将该信号传输到控制系统112以通知控制系统112推车214被制动。在控制系统112确认推车214被制动之后，一个或多个操作者(例如，外科医生、临床医生、护士等)可以继续要对患者P执行的医疗程序。

参考具有半径R1并且当推车处于非制动构造时与杠杆766接触的上部分756进行上面关于图17A-图17B的讨论。在可替代实施例中，上部分756可以包括半径R2，并且下部分758可以包括半径R1。在此类可替代实施例中，当触发器764被压下时(例如，当杠杆766与上部分756接触时)，控制系统762可以确定推车214处于非制动构造。随着激活构件750在踏板710a被压下时旋转，杠杆766保持与上部分756接触直至杠杆766沿着唇部759向下行进并且与包括半径R1的下部分758接触。当杠杆766从上部分756沿着唇部向下行进到下部分758时，触发器764从压下状态移动到非压下状态。当触发器764处于非压下状态时，控制系统762可以确定推车214处于制动构造。控制系统762然后可以将指示推车214被制动的信号传输给控制系统112。

虽然已经在附图中描述和示出本发明的某些图示性实施例，但是应该理解，这些实施例仅仅是对本发明的说明而非限制，并且由于本领域普通技术人员可以想到各种其他修改，本发明的实施例不限于所示出和描述的特定的构造和布置。

本文中描述的主题的各个方面在以下编号的示例中进行阐述。

示例1：一种系统包含铰接组件，所述铰接组件包括通过铰链被耦接到第二构件的第一构件；以及平衡组件，当所述第一构件相对于所述第二构件围绕所述铰链旋转时，所述平衡组件平衡所述第一构件的重量，所述平衡组件包含：弹簧，所述弹簧在所述第二构件内延伸；终止构件，所述终止构件被耦接到所述弹簧，所述终止构件被配置为控制所述弹簧的系数；线缆，所述线缆被耦接到所述终止构件和所述铰链；以及预负荷调整组件，所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆，并且被配置为控制所述弹簧的预负荷。

示例2：根据示例1所述的系统，其中所述终止构件包括螺旋凹槽，并且其中所述弹簧在所述螺旋凹槽内的构造确定所述弹簧的所述系数。

示例3：根据示例1所述的系统，其中所述预负荷调整组件包含：细长构件，所述细长构件延伸通过所述终止构件；以及耦接构件，所述耦接构件被配置为接收相对于所述细长构件的旋转输入以控制所述弹簧的所述预负荷。

示例4：根据示例3所述的系统，其中所述平衡组件进一步包含线缆安装件，其中所述线缆经由所述线缆安装件被耦接到所述终止构件。

示例5：根据示例4所述的系统，其中所述细长构件被耦接到所述线缆安装件。

示例6：根据示例1所述的系统，其中所述平衡组件进一步包含被定位在所述线缆与所述终止构件之间的线缆安装件，所述线缆安装件包括近侧部分和远侧部分。

示例7：根据示例6所述的系统，其中所述线缆被耦接到所述线缆安装件的所述近侧部分，并且所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆安装件的所述远侧部分。

示例8：根据示例1所述的系统，其中所述铰链包含齿轮铰链组件。

示例9：根据示例8所述的系统，其中所述齿轮铰链组件包含：外壳；第一齿轮，所述第一齿轮被安装在所述第一构件中；以及第二齿轮，所述第二齿轮被安装在所述第二构件中，其中所述第一齿轮被耦接到所述第二齿轮。

示例10：根据示例9所述的系统，其中所述齿轮铰链组件进一步包含：第一摩擦构件，所述第一摩擦构件被配置为接触所述外壳；第二摩擦构件，所述第二摩擦构件被耦接到所述第一摩擦构件；以及多个偏置构件，其中所述多个偏置构件朝向所述第一摩擦构件偏置所述第二摩擦构件以给予所述第一摩擦构件与所述外壳之间的摩擦力。

示例11：根据示例10所述的系统，其中所述摩擦力被配置为促进所述第一构件和所述第二构件的操纵。

示例12：根据示例10所述的系统，其中所述摩擦力被配置为补偿由所述平衡组件提供的平衡力与由所述第一构件的所述重量提供的力之间的差异。

示例13：一种在第一构件相对于第二构件围绕铰链旋转时平衡所述第一构件的重量的平衡系统，所述平衡系统包含：弹簧，所述弹簧在所述第二构件内延伸；终止构件，所述终止构件被耦接到所述弹簧，所述终止构件被配置为控制所述弹簧的系数；线缆，所述线缆被耦接到所述终止构件和所述铰链；以及预负荷调整组件，所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆，并且被配置为控制所述弹簧的预负荷。

示例14：根据示例13所述的平衡系统，其中所述终止构件包括螺旋凹槽，并且其中所述弹簧在所述螺旋凹槽内的构造确定所述弹簧的所述系数。

示例15：根据示例13所述的平衡系统，其中所述预负荷调整组件包含：细长构件，所述细长构件延伸通过所述终止构件；以及耦接构件，所述耦接构件被配置为接收相对于所述细长构件的旋转输入以控制所述弹簧的所述预负荷。

示例16：根据示例15所述的平衡系统，其中所述平衡系统进一步包含线缆安装件，其中所述线缆经由所述线缆安装件被耦接到所述终止构件。

示例17：根据示例16所述的平衡系统，其中所述细长构件被耦接到所述线缆安装件。

示例18：根据示例13所述的平衡系统，其中所述平衡系统进一步包含被定位在所述线缆与所述终止构件之间的线缆安装件，所述线缆安装件包括近侧部分和远侧部分。

示例19：根据示例18所述的平衡系统，其中所述线缆被耦接到所述线缆安装件的所述近侧部分，并且所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆安装件的所述远侧部分。

示例20：根据示例13所述的平衡系统，其中所述铰链包含齿轮铰链组件。

示例21：根据示例20所述的平衡系统，其中所述齿轮铰链组件包含：外壳；第一齿轮，所述第一齿轮被安装在所述第一构件中；以及第二齿轮，所述第二齿轮被安装在所述第二构件中，其中所述第一齿轮被耦接到所述第二齿轮。

示例22：根据示例21所述的平衡系统，其中所述齿轮铰链组件进一步包含：第一摩擦构件，所述第一摩擦构件被配置为接触所述外壳；第二摩擦构件，所述第二摩擦构件被耦接到所述第一摩擦构件；以及多个偏置构件，其中所述多个偏置构件朝向所述第一摩擦构件偏置所述第二摩擦构件以给予所述第一摩擦构件与所述外壳之间的摩擦力。

示例23：根据示例22所述的平衡系统，其中所述摩擦力被配置为促进所述第一构件和所述第二构件的操纵。

示例24：一种医疗系统包含器械操纵器，所述器械操纵器被配置为控制医疗器械相对于患者解剖结构的姿态；支撑结构，所述支撑结构被配置为控制所述器械操纵器的姿态；铰接组件，所述铰接组件包括通过铰链被耦接到第二构件的第一构件；以及平衡组件，当所述第一构件相对于所述第二构件围绕所述铰链旋转时，所述平衡组件平衡所述第一构件的重量，所述平衡组件包含：弹簧；终止构件，所述终止构件被耦接到所述弹簧，并且被配置为控制所述弹簧的系数；线缆，所述线缆被耦接到所述终止构件；以及预负荷调整组件，所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆，并且被配置为控制所述弹簧的预负荷。

示例25：根据示例24所述的系统，其中：所述弹簧在所述第二构件内延伸；以及所述线缆被耦接到所述铰链。

示例26：根据示例24所述的系统，其中所述终止构件包括螺旋凹槽，并且其中所述弹簧在所述螺旋凹槽内的构造确定所述弹簧的所述系数。

示例27：根据示例24所述的系统，其中所述预负荷调整组件包含：细长构件，所述细长构件延伸通过所述终止构件；以及耦接构件，所述耦接构件被配置为接收相对于所述细长构件的旋转输入以控制所述弹簧的所述预负荷。

示例28：根据示例27所述的系统，其中所述平衡组件进一步包含线缆安装件，其中所述线缆经由所述线缆安装件被耦接到所述终止构件。

示例29：根据示例28所述的系统，其中所述细长构件被耦接到所述线缆安装件。

示例30：根据示例24所述的系统，其中所述平衡组件进一步包含被定位在所述线缆与所述终止构件之间的线缆安装件，所述线缆安装件包括近侧部分和远侧部分。

示例31：根据示例30所述的系统，其中所述线缆被耦接到所述线缆安装件的所述近侧部分，并且所述预负荷调整组件被耦接到所述线缆安装件的所述远侧部分。

示例32：根据示例24所述的系统，其中所述铰链包含齿轮铰链组件。

示例33：根据示例32所述的系统，其中所述齿轮铰链组件包含：外壳；第一齿轮，所述第一齿轮被安装在所述第一构件中；以及第二齿轮，所述第二齿轮被安装在所述第二构件中，其中所述第一齿轮被耦接到所述第二齿轮。

示例34：根据示例33所述的系统，其中所述齿轮铰链组件进一步包含：第一摩擦构件，所述第一摩擦构件被配置为接触所述外壳；第二摩擦构件，所述第二摩擦构件被耦接到所述第一摩擦构件；以及多个偏置构件，其中所述多个偏置构件朝向所述第一摩擦构件偏置所述第二摩擦构件以给予所述第一摩擦构件与所述外壳之间的摩擦力。

示例35：根据示例34所述的系统，其中所述摩擦力被配置为促进所述第一构件和所述第二构件的操纵。

示例36：一种用于控制被耦接到托架的医疗器械的方位的方法，所述方法包含：沿着沿着基部的线性轴线平移插入台架；以及同时使用驱动带沿着所述线性轴线平移所述托架以提供所述托架和插入台架的伸缩，所述驱动带被固定到所述基部并且与滑轮接合，所述滑轮被耦接到所述插入台架，并且所述托架使用连接元件被固定到所述驱动带，其中驱动所述驱动带沿着所述线性轴线移动所述托架以推进或缩回所述医疗器械。

示例37：根据示例36所述的方法，进一步包含接收来自输入设备的输入，其中所述输入设备位于所述托架、所述插入台架或所述基部中的至少一个上。

示例38：根据示例37所述的方法，其中所述驱动带由驱动马达驱动，并且所述驱动马达基于所述输入被致动。

示例39：根据示例37所述的方法，其中所述输入提供所述托架的手动平移，其中所述手动平移驱动所述驱动带。

示例40：根据示例36-38中任一个所述的方法，其中所述医疗器械包含柔性细长设备，并且所述方法进一步包含通过多个致动器驱动多个拉线来转向所述柔性细长设备。

示例41：根据示例40所述的方法，包含通过所述拉线中的至少一些来操纵所述柔性细长设备的远端部分的方位。

示例42：根据示例36-38中任一个所述的方法，其中所述方法进一步包含围绕沿着支撑结构的臂部分的长度限定的旋转轴线旋转器械操纵器，其中所述器械操纵器包含所述托架、所述插入台架和所述基部。

示例43：根据示例42所述的方法，进一步包含：当所述医疗器械的所述远端部分被定位为与患者的解剖开口相邻时，接收用于确定所述医疗器械的远端部分的形状的数据；比较所述医疗器械的所述远端部分的被确定形状与阈值形状值；以及基于所述比较旋转所述器械操纵器。

示例44：根据示例43所述的方法，其中所述医疗器械的所述远端部分被定位在医疗插入设备内，其中所述插入设备被配置为帮助将所述医疗器械插入到所述患者的所述解剖开口内。

示例45：根据示例43所述的方法，进一步包含，基于所述比较显示提供用于旋转所述器械操纵器的引导的视觉指示物。

示例46：根据示例43所述的方法，进一步包含基于所述比较自动旋转所述器械操纵器。

示例47：一种用于控制支撑医疗器械的器械操纵器的姿态的方法，所述方法包含：接收用于确定所述医疗器械的长度的形状的数据；比较所述医疗器械的所述长度的所述形状与阈值值；确定所述医疗器械的所述长度的所述形状是否超过所述阈值值；以及基于所述确定调整所述器械操纵器的方位。

示例48：根据示例47所述的方法，进一步包含提供在所述器械操纵器的所述方位的所述调整期间引导用户以在所述阈值值内改变所述医疗器械的所述长度的所述形状的指示物。

示例49：根据示例48所述的方法，其中调整所述器械操纵器的所述方位包括调整所述器械操纵器的取向。

示例50：根据示例48所述的方法，其中所述指示物是视觉指示物或听觉指示物中的至少一个。

示例51：根据示例47所述的方法，其中所述阈值值是最大弯曲值。

示例52：根据示例47所述的方法，其中所述器械操纵器的所述姿态的所述调整包含改变承载所述器械操纵器的支撑结构的构造，其中所述支撑结构包括多个连杆和至少一个接头。

示例53：根据示例52所述的方法，进一步包含接收来自输入设备的输入以提供所述至少一个接头的旋转以便改变所述支撑结构的所述构造。

示例54：根据示例53所述的方法，进一步包含基于所述输入解锁所述至少一个接头以允许所述支撑结构被手动地定位。

示例55：根据示例53所述的方法，进一步包含基于所述输入使用马达驱动所述至少一个接头以允许所述支撑结构被定位。

示例56：根据示例47所述的方法，其中当所述医疗器械的所述长度被定位在被耦接到患者的解剖开口的医疗设备内时，接收用于确定所述医疗器械的所述长度的所述形状的所述数据。