(57)【要約】【課題】ハンドヘルド外科手術器具を提供すること。【解決手段】ハンドヘルド外科手術器具は、ハンドルハウジング、ハンドルハウジング内に配設された第１のモータ、ハンドルハウジングから遠位に延在するシャフト部分、第１のモータに動作可能に連結され、かつシャフト部分内に配設された関節接合シャフト、および関節接合シャフトに関連付けられた位置センサを含む。関節接合シャフトは、エンドエフェクタを関節接合させるためにシャフト部分内で軸方向に動くように構成され、位置センサは、関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドヘルド外科手術器具であって、
ハンドルハウジングと、
前記ハンドルハウジング内に配設された第１のモータと、
前記ハンドルハウジングから遠位に延在するシャフト部分と、
前記第１のモータに動作可能に連結され、かつ前記シャフト部分内に配設されている関節接合シャフトであって、前記関節接合シャフトが、エンドエフェクタを関節接合させるために前記シャフト部分内で軸方向に動くように構成されている、関節接合シャフトと、
前記関節接合シャフトに関連付けられた位置センサであって、前記位置センサが、前記関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている、位置センサと、を備える、ハンドヘルド外科手術器具。
【請求項２】
前記関節接合シャフトと前記位置センサとの間に動作可能に連結されたラックをさらに備え、前記ラックが、前記位置センサを動かすように、前記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して並進する、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項３】
前記ラックが弓形であり、前記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して弓形の経路に沿って並進する、請求項２に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項４】
前記ラックの並進が前記回転可能歯車を回転させるように、前記位置センサが、前記ラックとインターフェースする回転可能歯車を有する、請求項２に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項５】
前記位置センサが、回転ポテンショメータである、請求項４に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項６】
前記関節接合シャフトに固定された関節接合ブロックと前記ラックとをさらに備え、前記関節接合ブロックが、前記関節接合シャフトの前記軸方向の動きを前記ラックに伝達する、請求項２に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項７】
前記第１のモータに動作可能に連結され、かつ前記第１のモータの作動に応答して回転可能である駆動ナットをさらに備え、前記駆動ナットの回転が、前記関節接合シャフトの前記軸方向の動きをもたらすように、前記駆動ナットが前記関節接合シャフトの近位端部分の周りに配設され、かつそれに螺合されている、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項８】
前記位置センサが、ポテンショメータ、容量センサ、磁気抵抗センサ、渦電流センサ、ホール効果センサ、および光学的センサからなるグループから選択される、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項９】
前記ハンドルハウジングに枢動可能に連結され、かつ前記第１のモータに動作可能に連結された関節接合スイッチをさらに備え、前記関節接合スイッチの作動が、前記第１のモータを作動させる、請求項１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１０】
前記関節接合スイッチの上の場所で前記ハンドル部分に枢動可能に連結された発射スイッチをさらに備え、前記発射スイッチが、前記エンドエフェクタのクランピングまたは発射を作動させるように構成されている、請求項９に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１１】
前記発射スイッチの近位であって前記関節接合スイッチの上の場所で前記ハンドルハウジングに回転式に連結された回転スイッチをさらに備え、前記回転スイッチが、前記エンドエフェクタの回転を作動させるように構成されている、請求項１０に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１２】
前記発射スイッチに動作可能に連結されている第２のモータと、
前記回転スイッチに動作可能に連結されている第３のモータと、をさらに備える、請求項１１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１３】
前記ハンドルハウジング内に配設されたプリント回路基板をさらに備え、前記関節接合スイッチ、前記発射スイッチ、および前記回転スイッチが、前記プリント回路基板と電気的に連通している、請求項１１に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１４】
前記プリント回路基板にキー止めされた枢軸部材をさらに備え、前記回転スイッチが、前記枢軸部材に回転式に連結されている、請求項１３に記載のハンドヘルド外科手術器具。
【請求項１５】
ハンドヘルド外科手術器具のハンドルアセンブリであって、
ハンドルハウジングと、
前記ハンドルハウジング内に配設されている第１のモータと、
前記関節接合スイッチの作動が前記第１のモータを作動させるように、前記ハンドルハウジングに枢動可能に連結され、かつ前記第１のモータに動作可能に連結された関節接合スイッチと、
前記第１のモータに動作可能に連結され、かつ前記関節接合スイッチの作動に応答して軸方向に動くように構成されている関節接合シャフトと、
前記関節接合シャフトに関連付けられた位置センサであって、前記位置センサが、前記関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている、位置センサと、を備える、ハンドルアセンブリ。
【請求項１６】
前記関節接合シャフトと前記位置センサとの間に動作可能に連結されたラックをさらに備え、前記ラックが、前記位置センサを動かすように、前記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して並進する、請求項１５に記載のハンドルアセンブリ。
【請求項１７】
前記ラックが弓形であり、前記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して弓形の経路に沿って並進する、請求項１６に記載のハンドルアセンブリ。
【請求項１８】
前記ラックの並進が前記回転可能歯車を回転させるように、前記位置センサが、前記ラックとインターフェースする回転可能歯車を有する、請求項１６に記載のハンドルアセンブリ。
【請求項１９】
前記位置センサが、回転ポテンショメータである、請求項１８に記載のハンドルアセンブリ。
【請求項２０】
前記関節接合シャフトに固定された関節接合ブロックと前記ラックとをさらに備え、前記関節接合ブロックが、前記関節接合シャフトの前記軸方向の動きを前記ラックに伝達する、請求項１６に記載のハンドルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年７月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／６９５，８８３号の利益および優先権を主張し、この開示全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は外科手術器具に関する。より具体的には、本開示は、例えば、エンドエフェクタなどの外科手術アタッチメントの他の様々な機能を関節接合させ、回転させ、そして作動させるハンドヘルド電気機械外科手術器具に関する。
【背景技術】
【０００３】
多数のハンドルアセンブリ製造業者が、電気機械外科手術器具を動作および／または操作するための専有の駆動システムを有する製品ラインを開発してきた。多くの場合、電気機械外科手術器具は、再使用可能なハンドルアセンブリ、および使い捨てローディングユニットおよび／または、例えば、使用前にハンドルアセンブリに選択的に接続され、その後、廃棄したり、場合によっては再使用のために滅菌したりするために使用後にハンドルアセンブリから切り離される外科手術エンドエフェクタなどの１回使用のローディングユニットを含む。
【０００４】
ハンドルアセンブリは、外科手術エンドエフェクタの１つ以上の機能を作動させるために使用される様々なスイッチを含む。スイッチは、動作させるのに直感的であり、人間工学的設計であり、かつハンドヘルド電気機械外科手術器具の様々な独立した機能を作動させることができることが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様において、ハンドヘルド外科手術器具が提供され、そしてこれは、ハンドルハウジング、ハンドルハウジング内に配設された第１のモータ、ハンドルハウジングから遠位に延在するシャフト部分、関節接合シャフト、および関節接合シャフトに関連付けられた位置センサを含む。関節接合シャフトは、第１のモータに動作可能に連結され、かつシャフト部分内に配設されている。関節接合シャフトは、エンドエフェクタを関節接合させるためにシャフト部分内で軸方向に動くように構成され、位置センサは、関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている。
【０００６】
諸態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、関節接合シャフトと位置センサとの間に動作可能に連結されたラックをさらに含み得る。ラックは、関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して並進して位置センサを動かし得る。
【０００７】
他の態様では、ラックは弓形であってもよく、関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して弓形の経路に沿って並進してもよい。
【０００８】
いくつかの態様では、位置センサは、ラックとインターフェースする回転可能歯車を有し得、それにより、ラックの並進が回転可能歯車を回転させる。
【０００９】
諸態様では、位置センサは回転ポテンショメータであってもよい。
【００１０】
他の態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、関節接合シャフトに固定された関節接合ブロックとラックとをさらに含み得る。関節接合ブロックは、関節接合シャフトの軸方向の動きをラックに伝達し得る。
【００１１】
いくつかの態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、第１のモータに動作可能に連結され、かつ第１のモータの作動に応答して回転可能である駆動ナットをさらに含み得る。駆動ナットは、関節接合シャフトの近位端部分の周りに配設され、それに螺合可能に連結され得、それにより、駆動ナットの回転は、関節接合シャフトの軸方向の動きをもたらす。
【００１２】
諸態様では、位置センサは、ポテンショメータ、容量センサ、磁気抵抗センサ、渦電流センサ、ホール効果センサ、または光学センサであり得る。
【００１３】
他の態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、ハンドルハウジングに枢動可能に連結され、かつ第１のモータに動作可能に連結された関節接合スイッチをさらに含み得る。関節接合スイッチの作動は、第１のモータを作動させ得る。
【００１４】
いくつかの態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、関節接合スイッチの上の場所でハンドル部分に枢動可能に連結された発射スイッチをさらに含み得る。発射スイッチは、エンドエフェクタのクランピングまたは発射を作動させるように構成され得る。
【００１５】
諸態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、発射スイッチの近位であって関節接合スイッチの上の場所でハンドルハウジングに回転式に連結された回転スイッチをさらに含み得る。回転スイッチは、エンドエフェクタの回転を作動させるように構成され得る。
【００１６】
他の態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、発射スイッチに動作可能に連結された第２のモータと、回転スイッチに動作可能に連結された第３のモータとをさらに含み得る。
【００１７】
いくつかの態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、ハンドルハウジング内に配設されたプリント回路基板をさらに含み得る。関節接合スイッチ、発射スイッチ、および回転スイッチは、プリント回路基板と電気的に連通し得る。
【００１８】
諸態様では、ハンドヘルド外科手術器具は、プリント回路基板にキー止めされた枢軸部材をさらに含み得る。回転スイッチは、枢軸部材に回転式に連結され得る。
【００１９】
本開示のさらなる態様では、ハンドヘルド外科手術器具のハンドルアセンブリが提供され、そしてこれは、ハンドルハウジング、ハンドルハウジング内に配設された第１のモータ、ハンドルハウジングに枢動可能に連結された関節接合スイッチ、第１のモータに動作可能に連結された関節接合シャフト、および関節接合シャフトに関連付けられた位置センサを含む。関節接合スイッチは、第１のモータに動作可能に連結され、それにより、関節接合スイッチの作動が第１のモータを作動させる。関節接合シャフトは、関節接合スイッチの作動に応答して軸方向に動くように構成され、位置センサは、関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成される。
【００２０】
本明細書で使用される場合、平行したおよび垂直なという用語は、真の平行および真の垂直から最大で約＋または−１０度まで、略平行および略垂直である相対的な構成を含むものと理解される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ハンドヘルド外科手術器具であって、
ハンドルハウジングと、
上記ハンドルハウジング内に配設された第１のモータと、
上記ハンドルハウジングから遠位に延在するシャフト部分と、
上記第１のモータに動作可能に連結され、かつ上記シャフト部分内に配設されている関節接合シャフトであって、上記関節接合シャフトが、エンドエフェクタを関節接合させるために上記シャフト部分内で軸方向に動くように構成されている、関節接合シャフトと、
上記関節接合シャフトに関連付けられた位置センサであって、上記位置センサが、上記関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている、位置センサと、を備える、ハンドヘルド外科手術器具。
（項目２）
上記関節接合シャフトと上記位置センサとの間に動作可能に連結されたラックをさらに備え、上記ラックが、上記位置センサを動かすように、上記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して並進する、上記項目に記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目３）
上記ラックが弓形であり、上記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して弓形の経路に沿って並進する、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目４）
上記ラックの並進が上記回転可能歯車を回転させるように、上記位置センサが、上記ラックとインターフェースする回転可能歯車を有する、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目５）
上記位置センサが、回転ポテンショメータである、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目６）
上記関節接合シャフトに固定された関節接合ブロックと上記ラックとをさらに備え、上記関節接合ブロックが、上記関節接合シャフトの上記軸方向の動きを上記ラックに伝達する、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目７）
上記第１のモータに動作可能に連結され、かつ上記第１のモータの作動に応答して回転可能である駆動ナットをさらに備え、上記駆動ナットの回転が、上記関節接合シャフトの上記軸方向の動きをもたらすように、上記駆動ナットが上記関節接合シャフトの近位端部分の周りに配設され、かつそれに螺合されている、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目８）
上記位置センサが、ポテンショメータ、容量センサ、磁気抵抗センサ、渦電流センサ、ホール効果センサ、および光学的センサからなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目９）
上記ハンドルハウジングに枢動可能に連結され、かつ上記第１のモータに動作可能に連結された関節接合スイッチをさらに備え、上記関節接合スイッチの作動が、上記第１のモータを作動させる、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１０）
上記関節接合スイッチの上の場所で上記ハンドル部分に枢動可能に連結された発射スイッチをさらに備え、上記発射スイッチが、上記エンドエフェクタのクランピングまたは発射を作動させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１１）
上記発射スイッチの近位であって上記関節接合スイッチの上の場所で上記ハンドルハウジングに回転式に連結された回転スイッチをさらに備え、上記回転スイッチが、上記エンドエフェクタの回転を作動させるように構成されている、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１２）
上記発射スイッチに動作可能に連結されている第２のモータと、
上記回転スイッチに動作可能に連結されている第３のモータと、をさらに備える、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１３）
上記ハンドルハウジング内に配設されたプリント回路基板をさらに備え、上記関節接合スイッチ、上記発射スイッチ、および上記回転スイッチが、上記プリント回路基板と電気的に連通している、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１４）
上記プリント回路基板にキー止めされた枢軸部材をさらに備え、上記回転スイッチが、上記枢軸部材に回転式に連結されている、上記項目のいずれかに記載のハンドヘルド外科手術器具。
（項目１５）
ハンドヘルド外科手術器具のハンドルアセンブリであって、
ハンドルハウジングと、
上記ハンドルハウジング内に配設されている第１のモータと、
上記関節接合スイッチの作動が上記第１のモータを作動させるように、上記ハンドルハウジングに枢動可能に連結され、かつ上記第１のモータに動作可能に連結された関節接合スイッチと、
上記第１のモータに動作可能に連結され、かつ上記関節接合スイッチの作動に応答して軸方向に動くように構成されている関節接合シャフトと、
上記関節接合シャフトに関連付けられた位置センサであって、上記位置センサが、上記関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている、位置センサと、を備える、ハンドルアセンブリ。
（項目１６）
上記関節接合シャフトと上記位置センサとの間に動作可能に連結されたラックをさらに備え、上記ラックが、上記位置センサを動かすように、上記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して並進する、上記項目のいずれかに記載のハンドルアセンブリ。
（項目１７）
上記ラックが弓形であり、上記関節接合シャフトの軸方向の動きに応答して弓形の経路に沿って並進する、上記項目のいずれかに記載のハンドルアセンブリ。
（項目１８）
上記ラックの並進が上記回転可能歯車を回転させるように、上記位置センサが、上記ラックとインターフェースする回転可能歯車を有する、上記項目のいずれかに記載のハンドルアセンブリ。
（項目１９）
上記位置センサが、回転ポテンショメータである、上記項目のいずれかに記載のハンドルアセンブリ。
（項目２０）
上記関節接合シャフトに固定された関節接合ブロックと上記ラックとをさらに備え、上記関節接合ブロックが、上記関節接合シャフトの上記軸方向の動きを上記ラックに伝達する、上記項目のいずれかに記載のハンドルアセンブリ。
（摘要）
ハンドヘルド外科手術器具は、ハンドルハウジング、ハンドルハウジング内に配設された第１のモータ、ハンドルハウジングから遠位に延在するシャフト部分、第１のモータに動作可能に連結され、かつシャフト部分内に配設された関節接合シャフト、および関節接合シャフトに関連付けられた位置センサを含む。関節接合シャフトは、エンドエフェクタを関節接合させるためにシャフト部分内で軸方向に動くように構成され、位置センサは、関節接合シャフトの関節接合位置を決定するように構成されている。
【００２１】
添付の図面を参照しながら本開示の実施形態を本明細書に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示の実施形態による、ハンドルアセンブリと、ハンドルアセンブリに連結されたシャフト部分と、シャフト部分から分離された外科手術エンドエフェクタとを含む、ハンドヘルド電気機械外科手術器具の斜視図である。
【図２】ハンドルハウジング半体を取り外した、図１の外科手術器具の側面図である。
【図３】部品を分離した、図２に示す外科手術器具の側面斜視図である。
【図４】図１の外科手術器具のハンドルアセンブリの内部構成要素の側面斜視図である。
【図５】図４に示すハンドルアセンブリの内部構成要素の代替側面斜視図である。
【図６】図５に示すハンドルアセンブリの内部構成要素の拡大斜視側面図である。
【図７】ハンドルハウジング半体を取り外した、図１の外科手術器具の拡大側面図である。
【図８】互いに分離して示されている、図７のハンドルアセンブリの回転スイッチ、プリント回路基板、および枢軸部材の側面斜視図である。
【図９】互いに組み立てられて示されている、図８の回転スイッチ、プリント回路基板、および枢軸部材の側面斜視図である。
【図１０】図１のハンドヘルド電気機械手術器具の外科手術エンドエフェクタの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
ハンドルアセンブリおよびそれらスイッチを含む本開示の外科手術器具の実施形態が、図面を参照して詳細に説明されており、図面において、同様の参照番号は、いくつかの図の各々において同一または対応する要素を指示する。本明細書で使用されるとき、用語「遠位」は、ユーザからより遠い、外科手術器具のその部分またはその構成要素を指し、一方、用語「近位」は、ユーザにより近い、外科手術器具のその部分またはその構成要素を指す。
【００２４】
以下に詳細に説明するように、エンドエフェクタの様々な機能を作動させるための複数のスイッチを有するハンドヘルド外科手術器具のハンドルアセンブリが提供されている。スイッチのうちの１つは、関節接合シャフトに動作可能に連結された関節接合スイッチである。関節接合シャフトは、関節接合スイッチの作動に応答して、取り付けられたエンドエフェクタの関節接合をもたらすために軸方向に動くように構成されている。ハンドルアセンブリは、関節接合シャフトの軸方向位置に基づいてエンドエフェクタの関節接合の向きを監視するための関節接合シャフトに関連付けられた位置センサを含む。さらに提供されるのは、外科手術器具の使用を臨床医にとってより直感的にするように配置されたスイッチを有する人間工学的ハンドルハウジングである。開示された外科手術器具の他の特徴および利点は、以下にさらに詳述される。
【００２５】
図１および図２を参照して、本開示の実施形態による、外科手術器具は、概して１０として指示されており、複数の異なる外科用エンドエフェクタ、例えば、図１および図１０の外科手術エンドエフェクタ２００、をそれに選択的に連結するように構成された、電動ハンドヘルド電気機械外科手術器具の形態をしている。エンドエフェクタ２００は、電動ハンドヘルド電気機械外科手術器具１０による作動および操作のために構成されている。
【００２６】
ハンドヘルド電気機械外科手術器具１０は、ハンドルアセンブリ１００と、例えば、エンドエフェクタ２００（図１０）のような、外科手術アタッチメントとの選択的接続のために構成されたハンドルアセンブリ１００から遠位に延在するシャフト部分１０２とを含む。ハンドルアセンブリ１００は、エンドエフェクタ２００の様々な機能を作動させるように構成および適合された発射スイッチ１６２を有する。加えて、ハンドルアセンブリ１００は、本明細書でより詳細に説明されるように、エンドエフェクタ２００の関節接合を作動させ（例えば、シャフト部分１０２と同軸の位置とシャフト部分１０２と整列していない複数の位置との間の水平面に沿ってエンドエフェクタ２００を動かす）、エンドエフェクタ２００を回転させる（例えば、シャフト部分１０２によって画定される中心長手方向軸「Ｘ」の周りでエンドエフェクタ２００を回転させる）ようにそれぞれ構成された関節接合スイッチ１６０と回転スイッチ１６４とを有する。
【００２７】
ハンドルアセンブリ１００は、本体１０６と本体１０６から下方に垂直に延在するハンドル部分１０８とからなるハンドルハウジング１０４を含む。ハンドルハウジング１０４の本体１０６は、その中に位置する複数のモータ、例えば、第１のモータＭ１、第２のモータＭ２、および第３のモータＭ３を有する。ハンドルハウジング１０４は、複数のモータＭ１〜Ｍ３に連結されたモータコントローラプリント回路基板１１２をさらに含む。第１のモータＭ１、第２のモータＭ２、および第３のモータＭ３は各々、ハンドルアセンブリ１００のプリント回路基板１１２およびバッテリパック１１４に電気的に接続または無線接続されている。各モータＭ１〜Ｍ３は、それぞれのモータコントローラまたはプロセッサ（明示的には示されていない）によって制御される。それぞれのモータＭ１〜Ｍ３によるモータシャフトの回転は、エンドエフェクタ２００（図１０）の様々な動作を実行するために、ハンドルアセンブリ１００のシャフトおよび／または歯車構成要素を駆動するように機能する。例えば、第１のモータＭ１は、シャフト部分１０２に対してエンドエフェクタ２００を関節接合させるように構成され、第２のモータＭ２は、エンドエフェクタ２００の顎部材２０６、２０８（図１０）を互いに対して動かすように、および／またはエンドエフェクタ２００からステープルを発射するように構成され、第３のモータＭ３は、シャフト部分１０２によって画定される長手方向軸「Ｘ」の周りでエンドエフェクタ２００を回転させるように構成される。
【００２８】
図２〜図７を参照して、ハンドルアセンブリ１００は、エンドエフェクタ２００（図１０）の関節接合をもたらすように構成された関節接合アセンブリ１２０を含む。関節接合アセンブリ１２０は、第１のモータＭ１に動作可能に連結された駆動ナット１２２と、駆動ナット１２２に動作可能に連結された関節接合シャフト１２４とを有する。駆動ナット１２２は、ハンドルハウジング１０４の本体１０６内に軸方向に抑止されかつ回転可能に支持されている。駆動ナット１２２は、歯車付き外面１２６とねじ山付き内面（明示的には示されていない）とを有する。駆動ナット１２２の歯車付き外面１２６は、第１のモータＭ１の駆動シャフトに固定された平歯車１２８とインターフェースし、それにより、第１のモータＭ１の作動による平歯車１２８の回転は、駆動ナット１２２を回転させる。駆動ナット１２２は、関節接合シャフト１２４の近位端部分１２４ａの周りに配設され、駆動ナット１２２のねじ山付き内面が、関節接合シャフト１２４の近位端部分１２４ａのねじ山付き外面１３０に螺合される。このように、駆動ナット１２２の回転は、駆動ナット１２２の回転方向に依存して、近位方向または遠位方向のいずれかに関節接合シャフト１２４の軸方向の動きを駆動する。
【００２９】
関節接合シャフト１２４は、シャフト部分１０２によって画定される中心長手方向軸「Ｘ」から横方向にオフセットしており、ハンドルハウジング１０４内から遠位に延在し、シャフト部分１０２を通っている。関節接合シャフト１２４は、エンドエフェクタ２００（図１０）の関節接合リンク２０３の近位端とインターフェースするように構成されたフック状の特徴部１３２を画定する遠位端部分１２４ｂを有し、エンドエフェクタ２００の近位本体部分２０２に対してエンドエフェクタ２００の用具アセンブリ２０４の関節接合を駆動する。実施形態では、関節接合シャフト１２４の遠位端部分１２４ｂは、２０１５年５月６日に出願された米国特許出願公開第２０１６／０３２４５１４号に示され記載されているような、ラックとピニオン接続などの、エンドエフェクタ２００の関節接合をもたらすためのエンドエフェクタ２００との任意の適切な連結構成を有してもよく、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
図５〜図７に最もよく示されるように、ハンドルアセンブリ１００は、シャフト部分１０２に対するエンドエフェクタ２００（図１０）の関節接合位置を感知するように構成された関節接合監視システム１４０をさらに含む。例えば、関節接合監視システム１４０は、エンドエフェクタ２００によって画定される長手方向軸とシャフト部分１０２によって画定される長手方向軸「Ｘ」との間の角度を絶えず決定し得る。関節接合監視システム１４０は、関節接合ブロックまたはスライド１４２、ラック１４４、および位置センサ１４６を含む。
【００３１】
関節接合監視システム１４０の関節接合ブロック１４２は、関節接合シャフト１２４の近位端部分１２４ａと軸方向に固定され、それによって、関節接合ブロック１４２は、関節接合シャフト１２４と共に線形に並進する。関節接合監視システム１４０のラック１４４は、可撓性であって、弓形の形状を有し得る。実施形態では、ラック１４４は、例えば、線形などの任意の適切な形状を想定してもよい。ラック１４４は、ハンドルハウジング１０４と共に形成された一対のガイド１４８の間にスライド可能に配設されて、弓形経路に沿ったラック１４４の並進を可能にする。ラック１４４は、関節接合ブロック１４２に確保された遠位端部分１５０を有し、それにより、関節接合ブロック１４２の線形運動は、弓形経路に沿ったラック１４４の並進を駆動する。ラック１４４の歯車の歯は、関節接合シャフト１２４が軸方向に動くときに位置センサ１４６の平歯車１５２を回転させるように位置センサ１４６の平歯車１５２とインターフェースする。
【００３２】
位置センサ１４６は回転ポテンショメータとして例示されているが、位置センサ１４６は、例えば、容量センサ、磁気抵抗センサ、渦電流センサ、ホール効果センサ、光学センサなどのような任意の適切な回転または線形位置センサであってもよいことが企図されている。位置センサ１４６は、ハンドルハウジング１０４内に固定されており、ラック１４４に連結されている。ラック１４４の動きに応答して、位置センサ１４６の平歯車１５２が回転すると、ワイパ接点（図示せず）のような、位置センサ１４６内の感知される要素が、抵抗トラック（図示せず）のような、位置センサ１４６内の感知要素に対して動き、これにより、ワイパ接点と抵抗トラックとの間の電圧が監視される。位置センサ１４６によって決定される電圧は、シャフト部分１０２に対するエンドエフェクタ２００（図１０）の関節接合角度に比例し、このため、外科手術器具１０に、常時エンドエフェクタ２００の関節接合位置を検出するための手段を提供する。
【００３３】
動作において、シャフト部分１０２に対してエンドエフェクタ２００を関節接合させるために、ハンドルアセンブリ１００の関節接合スイッチ１６０は、左または右のいずれかの方向に作動されて、対応する方向にエンドエフェクタ２００を関節接合させる。例えば、関節接合スイッチ１６０を左に動かすと、プリント回路基板１１２は第１のモータＭ１に信号を送信してそのモータシャフトおよび取り付けられた平歯車１２８を時計方向に回転させ得、それにより、関節接合アセンブリ１２０の駆動ナット１２２を反時計方向に回転させる。駆動ナット１２２は、関節接合シャフト１２４に螺合されているので、駆動ナット１２２の反時計回りの回転は、シャフト部分１０２に対しておよびその内部で関節接合シャフト１２４の近位への移動を駆動し、エンドエフェクタ２００を左に関節接合させる。エンドエフェクタ２００の右方向への関節接合は、関節接合スイッチ１６０を右方向に動かすことによって達成され得、これは上述した一連のイベントを発動するが、方向は逆である。
【００３４】
エンドエフェクタ２００の関節接合をもたらすことに加えて、関節接合シャフト１２４の近位への移動は、関節接合監視システム１４０の関節接合ブロック１４２を後退させる。関節接合ブロック１４２が近位に動くと、ラック１４４はその弓形経路に沿って並進して位置センサ１４６の平歯車１５２を回転させる。平歯車１５２の回転量がエンドエフェクタ２００の関節接合量と釣り合っているため、位置センサ１４６は、エンドエフェクタが関節接合した量を正確に決定し、臨床医、外科手術器具１０、および／または関連するロボットシステムにエンドエフェクタ２００の関節接合位置を与える。
【００３５】
図７〜図９を参照して、ここで、ハンドルアセンブリ１００のスイッチ１６０、１６２、１６４を詳細に説明する。関節接合スイッチ１６０は、上述の機械的連結によって、最終的に対応する方向にエンドエフェクタ２００（図１０）の関節接合をもたらすために、ハンドルハウジング１０４のハンドル部分１０８に対して左右方向に旋回可能である。関節接合スイッチ１６０は、プリント回路基板１１２の対向する側にまたがる分岐した近位端１６６を有する。関節接合スイッチ１６０の分岐した近位端１６６は、プリント回路基板１１２の第１の接触スイッチ１６８ａに当接する第１の指と、プリント回路基板１１２の第２の接触スイッチ（明示せず）に当接する第２の指とを有する。このように、関節接合スイッチ１６０を左方向に旋回させると、第１の接触スイッチ１６８ａを作動させ、それが第１のモータＭ１を作動させてエンドエフェクタ２００を左方向に関節接合させ、関節接合スイッチ１６０を右方向に旋回させると、第２の接触スイッチを作動させ、それが第１のモータＭ１を作動させてエンドエフェクタ２００を右方向に関節接合させる。
【００３６】
発射スイッチ１６２は、ハンドルハウジング１０４のハンドル部分１０８に枢動可能に連結されたトグルバーとして構成され得る。発射スイッチ１６２は、シャフト部分１０２の長手方向軸「Ｘ」に対して垂直に延在し、枢動軸の両側に配設された第１の端部１６２ａおよび第２の端部１６２ｂを有する。第１の端部１６２ａはプリント回路基板１１２の第３の接触スイッチ１６８ｂに当接し、第２の端部１６２ｂはプリント回路基板１１２の第４の接触スイッチ１６８ｃに当接する。このようにして、発射スイッチ１６２の第１の端部１６２ａに近位方向の力を加えると、発射スイッチ１６２を第１の方向に枢動させて第３の接触スイッチ１６８ｂを作動させ、発射スイッチ１６２の第２の端部１６２ｂに近位方向の力を加えると、発射スイッチ１６２を第２の方向に枢動させて第４の接触スイッチ１６８ｃを作動させる。第３の接触スイッチ１６８ｂの作動は、第２のモータＭ１を作動させて外科手術器具１０の発射ロッド１０５を前進させる。発射ロッド１０５は、エンドエフェクタ２００の駆動アセンブリ２０９（図１０のナイフロッド２１１および作動そり２１３を含む）に連結されているので、発射ロッド１０５の前進はエンドエフェクタの駆動アセンブリ２０９を前進させ、これは、エンドエフェクタ２００の顎部材２０６、２０８を閉じ、エンドエフェクタ２００を発射する。第４接触スイッチ１６８ｃの作動は、第２モータＭ１を作動させて発射ロッド１０５を後退させ、それによってエンドエフェクタ２００の駆動アセンブリ２０９のナイフロッド２１１は後退してエンドエフェクタ２００の顎部材２０６、２０８を開く。
【００３７】
回転スイッチ１６４は、発射スイッチ１６２の近位側（例えば、後方）および関節接合スイッチ１６０の上方に配設され、エンドエフェクタ２００の回転軸と平行な枢動軸を中心に回転するように構成されている。回転スイッチ１６４は、プリント回路基板１１２をまたいで、ハンドルハウジング１０４のハンドル部分１０８の第１の側面に露出した第１の側面アーム１６４ａと、ハンドルハウジング１０４のハンドル部分１０８の第２の側面に露出した第２の側面アーム１６４ｂとを有する。回転スイッチ１６４の第１および第２の側面アーム１６４ａ、１６４ｂは、臨床医の指による作動のために位置決めおよび構成されたそれぞれのタブ１７０ａ、１７０ｂを有する。
【００３８】
例えば、ピボットピンなどの枢軸部材１７２が、プリント回路基板１１２にキー止めされている。回転スイッチ１６４の側面アーム１６４ａ、１６４ｂは各々、その中に枢軸部材１７２を収容する円筒形通路を一緒に画定する丸い凹部を画定する。回転スイッチ１６４の側面アーム１６４ａ、１６４ｂは、枢軸部材１７２に対してかつその周りで回転スイッチ１６４の回転を可能にするように、プリント回路基板１１２のそれぞれの対向する側から離間している。回転スイッチの第１の側面アーム１６４ａは、プリント回路基板１１２の第５の接触スイッチ（明示せず）に当接し、回転スイッチ１６４の第２の側面アーム１６４ｂは、プリント回路基板１１２の第６の接触スイッチ１６８ｄに当接する。
【００３９】
回転スイッチ１６４の第１の側面アーム１６４ａに上向きの力または回転スイッチ１６４の第２の側面アーム１６４ｂに下向きの力を加えると、回転スイッチ１６４を枢軸部材１７２の周りに第１の方向に回転させて第６の接触スイッチ１６８ｄを作動させ、回転スイッチ１６４の第２の側面アーム１６４ｂに上向きの力または回転スイッチ１６４の第１の側面アーム１６４ａに下向きの力を加えると、回転スイッチ１６４を枢軸部材１７２の周りに第２の方向に回転させて第５の接触スイッチを作動させる。第６の接触スイッチ１６８ｄの作動は、第３のモータＭ３を作動させて、順に、平歯車１７４、シャフト部分１０２、および取り付けられたエンドエフェクタ２００を、シャフト部分１０２の長手方向軸「Ｘ」の周りに第１の方向に回転させ、第５の接点スイッチの作動は、第３のモータＭ３を作動させて、順に、平歯車１７４、シャフト部分１０２、および取り付けられたエンドエフェクタ２００を、シャフト部分１０２の長手方向軸「Ｘ」の周りに第２の方向に回転させる。
【００４０】
理解できるように、シャフト部分１０２の回転はまた、関節接合シャフト１２４を駆動ナット１２２に対して回転させ、それによって、エンドエフェクタ２００の関節接合を不注意に駆動し得る。これを打ち消すために、プロセッサは、回転スイッチ１６４が作動されると同時に第１のモータＭ１を作動させるように構成され得る。このようにして、第１のモータＭ１は、関節接合アセンブリ１２０の駆動ナット１２２をシャフト部分１０２と同じ回転方向に回転させて、関節接合シャフト１２４と駆動ナット１２２との間の相対回転を防止する。第１のモータＭ１によって、駆動ナット１２２がシャフト部分１０２の長手方向軸「Ｘ」の周りで関節接合シャフト１２４と共に回転することを確実にすることによって、エンドエフェクタ２００の意図しない関節接合を回避し得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ハンドルアセンブリ１００のスイッチ１６０、１６２、１６４は、様々な外科手術エンドエフェクタによって執り行われる様々な機能を作動させるように割り当てられ得る。スイッチ１６０、１６２、１６４は、例えば、スイッチ、ロッカ、フラップ、ラッチ、レバー、ダイヤル、ボタン、またはタッチスクリーンなど、様々に構成され得ることが企図されている。
【００４２】
図５〜図９を参照して、ハンドルアセンブリ１００は、ハンドルハウジング１０４の本体１０６を通って横方向に延在する細長いバーとして構成された安全スイッチ１８０をさらに含み得る。安全スイッチ１８０は、臨床医が、発射不可位置と発射可能位置との間で安全スイッチ１８０をスライドさせることを可能にするために、ハンドルハウジング１０４の外面から露出する対向端部１８２（図７）、１８４（図５）を有する。発射不可位置では、安全スイッチ１８０が、プリント回路基板１１２上の接触スイッチ１８６を接触または係脱し、それによってプロセッサは、発射スイッチ１６２の作動にもかかわらず、第２のモータＭ２の作動を防止するように合図される。発射可能位置では、安全スイッチ１８０が、接触スイッチ１８６を接触または係脱し、それによってプロセッサは、発射スイッチ１６２を作動すると第２のモータＭ２の作動を可能にするように合図される。発射可能位置にあるときに安全スイッチ１８０が点灯され、安全装置がオフであり、外科手術器具１０が発射の準備ができている視覚表示を臨床医に与え得ることが企図されている。
【００４３】
図１および図１０に図示するように、エンドエフェクタ２００は、外科手術器具１０のシャフト部分１０２の遠位端に連結されるように構成されている。エンドエフェクタ２００は、近位本体部分２０２および用具アセンブリ２０４を含む。近位本体部分２０２は、ハンドル部分１０２の遠位端に解放可能に取り付けられ、用具アセンブリ２０４は、エンドエフェクタ２００の近位本体部分２０２の遠位端に枢動可能に取り付けられる。近位本体部分２０２は、上述のように、関節接合リンク２０３の長手方向の並進を介してシャフト部分１０２の遠位端に対して関節接合するように構成されている。用具アセンブリ２０４は、アンビルアセンブリ２０６およびカートリッジアセンブリ２０８を含む。カートリッジアセンブリ２０８は、アンビルアセンブリ２０６に関して枢動可能であり、トロカールのカニューレを通して挿入するために開放または非クランプ位置と閉鎖またはクランプ位置との間で可動である。
【００４４】
図１および図１０に図示されるように、外科手術エンドエフェクタ２００の構造および動作の詳細な説明については、２００９年８月３１日に出願された、「外科手術ステープル留めデバイスのための用具アセンブリ」と題する、米国特許第７，８１９，８９６号を参照することができ、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４５】
本明細書に記載の構成要素のいずれも、強度、耐久性、耐摩耗性、重量、耐腐食性、製造の容易さ、製造コストなどを考慮して、金属、プラスチック、樹脂、複合材料などのいずれかから製造され得る。
【００４６】
スイッチアセンブリを含む本開示の外科手術器具の実施形態に対して種々の改変がなされ得ることが理解されるであろう。したがって、上の説明は、限定するものではなく、単に実施形態の例証として解釈されるべきである。当業者であれば、本開示の範囲および趣旨内での他の改変を想定するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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