(57)【要約】【課題】知覚能力及び移動能力に優れた小型のロボットデバイスを提供すること。【解決手段】身体キャビティ内に配設され、身体キャビティ内のオリフィス又は開口を通して配設される支持コンポーネントを使用して位置決めされる、ロボットデバイスを含む種々のロボット医療デバイスが開示される。ロボットデバイスは、デバイス本体に結合されるアームを有するとともに、最小プロファイルを有し、それにより、こうした小さなプロファイルが無い他のデバイスと比較して、より小さな切開を通して容易に挿入され得る。【選択図】図１９Ｂ
2020054861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットデバイスであって、
（ａ）切開を通して患者の身体キャビティ内に少なくとも部分的に位置決めされるように構成されるデバイス本体を備え、前記デバイス本体は、
（ｉ）第１のモータ及び第２のモータを備えるモータハウジング、
（ｉｉ）ギアハウジングを備え、前記ギアハウジングは、
（Ａ）前記ギアハウジングの遠位端に位置決めされる第１のギアであって、前記第１のモータに動作可能に結合される、前記第１のギア、及び、
（Ｂ）前記ギアハウジングの遠位端に位置決めされる第２のギアであって、前記第２のモータに動作可能に結合される、前記第２のギアを備え、
（ｂ）前記第１のギアに動作可能に結合される第１のアームであって、前記第１のアームが真直ぐな構成で延在するとき、前記デバイス本体の縦断面内に位置決めされる、前記第１のアームと、
（ｃ）前記第２のギアに動作可能に結合される第２のアームであって、前記第２のアームが真直ぐな構成で延在するとき、前記デバイス本体の前記縦断面内に位置決めされる、前記第２のアームとを備える、ロボットデバイス。
【請求項２】
前記ギアハウジングは、前記ギアハウジングの前記遠位端に配設される、第１、第２、及び第３のハウジング突出部を備え、前記第１のギアは前記第１のハウジング突出部と前記第２のハウジング突出部との間に配設され、前記第２のギアは前記第２のハウジング突出部と前記第３のハウジング突出部との間に配設される、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項３】
前記第１のアームは、第１の肩継手において前記第１のギアに動作可能に結合され、前記第１の肩継手は前記デバイス本体の前記縦断面内に位置決めされる、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項４】
前記第２のアームは、第２の肩継手において前記第２のギアに動作可能に結合され、前記第２の肩継手は前記デバイス本体の前記縦断面内に位置決めされる、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項５】
前記第１のギアは、前記デバイス本体の長さに平行な第１の軸の周りに回転するように構成される、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項６】
前記第２のギアは、前記デバイス本体の長さに平行な第２の軸の周りに回転するように構成される、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項７】
前記第１のアームは、第１の上アーム及び第１の前アームを備え、前記第１の上アーム及び前記第１の前アームは、前記第１のアームが前記真直ぐな構成で延在するとき同一直線上になる、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項８】
前記第２のアームは、第２の上アーム及び第２の前アームを備え、前記第２の上アーム及び前記第２の前アームは、前記第２のアームが前記真直ぐな構成で延在するとき同一直線上になる、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項９】
前記デバイス本体は支持ロッドに動作可能に結合される、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２のアームはそれぞれ、少なくとも一方のローカル制御ボードに動作可能に結合される少なくとも１つのアームモータを備える、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項１１】
前記第１のギアは歯の無い部分を備え、前記第２のギアは歯の無い部分を備える、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項１２】
前記デバイス本体並びに前記第１及び前記第２のアームに動作可能に結合される弾性バンドを更に備え、前記弾性バンドは、前記第１及び前記第２のアームを前記真直ぐな構成に向けて付勢するように構成される、請求項１１に記載のロボットデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ローカル制御ロボット手術デバイスに関する。
【０００２】
本明細書で開示される実施形態は、ロボット医療デバイス及び／又はインビボ医療デバイス並びに関連するコンポーネントを含む種々の医療デバイス及び関連するコンポーネントに関する。或る実施形態は、ロボットデバイスであって、身体キャビティ内に配設され、身体キャビティ内のオリフィス又は開口を通して配設される支持コンポーネントを使用して位置決めされる、ロボットデバイスを含む種々のロボット医療デバイスを含む。
【背景技術】
【０００３】
侵襲的外科手技は、種々の医療状態に対処するために必須である。可能であるとき、腹腔鏡検査等の最小侵襲的手技が好ましい。
しかし、腹腔鏡検査等の知られている最小侵襲的技術は、一部には、１）アクセスポートを通して挿入される硬質ツールを使用することに起因する移動制限、及び、２）制限された視覚フィードバックのせいで、範囲及び複雑さが制限される。ダビンチ（ｄａ  Ｖｉｎｃｉ）（登録商標）手術システム（カルフォルニア州、サニーベール（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，  ＣＡ）にあるＩｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能）等の知られているロボットシステムは、同様に、アクセスポートによって制限されると共に、非常に大きく、非常に高価で、ほとんどの病院で利用可能でないという更なる欠点を有し、また、知覚能力及び移動能力が制限される。
【０００４】
改良型の手術方法、システム、及びデバイスについて当技術分野での必要性が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書において、ロボットデバイスであって、患者のキャビティ内に配設され、キャビティ内のオリフィス又は開口を通して配設される支持又は位置決めコンポーネントを使用して位置決めされるように構成される、ロボットデバイスを含むロボット手術デバイスに関する種々の実施形態が論じられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例１では、ロボットデバイスは、デバイス本体と第１のアームと第２のアームとを備える。デバイス本体は、モータハウジング及びギアハウジングを有する。モータハウジングは第１のモータ及び第２のモータを備える。ギアハウジングは、ギアハウジングの遠位端に位置決めされる第１のギアであって、第１のモータに動作可能に結合される、第１のギア、及び、ギアハウジングの遠位端に位置決めされる第２のギアであって、第２のモータに動作可能に結合される、第２のギアを有する。第１のアームは、第１のギアに動作可能に結合され、第１のアームが真直ぐな構成で延在するとき、実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。第２のアームは、第２のギアに動作可能に結合され、第２のアームが真直ぐな構成で延在するとき、実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。
【０００７】
例２は、例１によるロボットデバイスに関し、ギアハウジングは、ギアハウジングの遠位端に配設される、第１、第２、及び第３のハウジング突出部を備え、第１のギアは第１のハウジング突出部と第２のハウジング突出部との間に配設され、第２のギアは第２のハウジング突出部と前第３のハウジング突出部との間に配設される。
【０００８】
例３では、ロボットデバイスは、デバイス本体と第１のアームと第２のアームとを備える。デバイス本体は、第１のギア及び第２のギアを有する。第１のギアは、デバイス本体の遠位端に位置決めされ、デバイス本体の長さに平行な第１の軸の周りに回転するように構成される。第２のギアは、デバイス本体の遠位端に位置決めされ、デバイス本体の長さに平行な第２の軸の周りに回転するように構成される。第１のアームは、第１の肩継手において第１のギアに動作可能に結合され、第１の肩継手は実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。第２のアームは、第２の肩継手において第２のギアに動作可能に結合され、第２の肩継手は実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。
【０００９】
例４では、ロボットデバイスは、デバイス本体と第１のアームと第２のアームとを備える。デバイス本体は、モータハウジング及びギアハウジングを有する。モータハウジングは、第１のモータ及び第２のモータを有する。ギアハウジングは、第１のギア及び第２のギアを有する。第１のギアは、ギアハウジングの遠位端に位置決めされ、第１のモータに動作可能に結合され、デバイス本体の長さに平行な第１の軸の周りに回転するように位置決めされる。第２のギアは、ギアハウジングの遠位端に位置決めされ、第２のモータに動作可能に結合され、デバイス本体の長さに平行な第２の軸の周りに回転するように位置決めされる。第１のアームは、第１のギアに動作可能に結合され、第１の上アーム及び第１の前アームを有する。第１のアームは、第１の上アーム及び第１の前アームが同一直線上になるように第１のアームが真直ぐな構成で延在するとき、実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。第２のアームは、第２のギアに動作可能に結合され、第２の上アーム及び第２の前アームを有する。第２のアームは、第２の上アーム及び第２の前アームが同一直線上になるように第２のアームが真直ぐな構成で延在するとき、実質的にデバイス本体の縦断面内に位置決めされる。
【００１０】
複数の実施形態が開示されるが、本発明の更に他の実施形態が、本発明の例証的な実施形態を示し述べる以下の詳細な説明から当業者に明らかになる。認識されるように、本発明は、全てが本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の明らかな態様における変更が可能である。したがって、図面及び詳細な説明は、制限的でなく、本質的に例証的であると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】一実施形態によるロボット医療デバイスの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａのロボット医療デバイスの斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ａのロボット医療デバイスの斜視図である。
【図２】図１Ａのロボット医療デバイスの斜視図である。
【図３Ａ】一実施形態によるロボットデバイスのデバイス本体の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａのデバイス本体の異なる斜視図である。
【図４Ａ】図３Ａのデバイス本体の異なる斜視図である。
【図４Ｂ】図３Ａのデバイス本体の側面図である。
【図５Ａ】図３Ａのデバイス本体の異なる斜視図である。
【図５Ｂ】図３Ａのデバイス本体の異なる斜視図である。
【図６Ａ】図３Ａのデバイス本体の内部コンポーネントの幾つかの斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａのデバイス本体の内部コンポーネントの異なる斜視図である。
【図７】図３Ａのデバイス本体の断面図である。
【図８Ａ】一実施形態によるギアハウジングの斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａのギアハウジングの異なる斜視図である。
【図９Ａ】図８Ａのギアハウジングの部品の異なる斜視図である。
【図９Ｂ】図８Ａのギアハウジングの部品の異なる斜視図である。
【図１０Ａ】一実施形態による上アームの斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの上アームの異なる斜視図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの上アームの異なる斜視切欠き図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａの上アームの側面切欠き図である。
【図１１Ｃ】図１０Ａの上アームの断面図である。
【図１２Ａ】一実施形態による上アームの一部分の側面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの上アームの部分の断面図である。
【図１３Ａ】一実施形態による上アームの一部分の側面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの上アームの部分の斜視図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａの上アームの部分の断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａの上アームの部分の断面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ａの上アームの部分の異なる斜視図である。
【図１４Ａ】一実施形態による上アームの一部分の斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの上アームの部分の側面図である。
【図１５Ａ】一実施形態による上アームの一部分の側面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの上アームの部分の斜視図である。
【図１６Ａ】一実施形態による上アームの一部分の側面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａの上アームの部分の斜視図である。
【図１７Ａ】一実施形態による上アームの一部分の側面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａの上アームの部分の別の側面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ａの上アームの部分の別の側面図である。
【図１８Ａ】一実施形態による前アームの斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図１９Ａ】一実施形態による前アームの一部分の斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２０Ａ】一実施形態による前アームの一部分の斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの前アームの断面図である。
【図２１Ａ】一実施形態による前アームの一部分の斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２１Ｃ】図２１Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２２Ａ】一実施形態による前アームの斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２３Ａ】一実施形態による前アームの断面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの前アームの拡大断面図である。
【図２４Ａ】一実施形態による前アームの一部分の斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａの前アームの部分の異なる斜視図である。
【図２４Ｃ】図２４Ａの前アームの部分の異なる斜視図である。
【図２５】一実施形態による前アームの分解図である。
【図２６Ａ】一実施形態による前アームの断面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ａの前アームの拡大断面図である。
【図２７Ａ】一実施形態による前アームの斜視図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２７Ｃ】図２７Ａの前アームの異なる斜視図である。
【図２８Ａ】一実施形態による前アームの一部分の斜視図である。
【図２８Ｂ】図２８Ａの前アームの部分の異なる斜視図である。
【図２８Ｃ】図２８Ａの前アームの部分の異なる斜視図である。
【図２８Ｄ】図２８Ａの前アームの部分の異なる斜視図である。
【図２９Ａ】一実施形態による前アームの一部分の側面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ａの前アームの部分の斜視図である。
【図３０】一実施形態によるロボット医療デバイスの斜視図である。
【図３１Ａ】図３０の医療デバイスの上面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ａのデバイスの一部分の拡大上面図である。
【図３１Ｃ】図３１Ｂのデバイスの部分の側面図である。
【図３１Ｄ】別の実施形態による医療デバイスの一部分の側面図である。
【図３２Ａ】一実施形態による医療デバイスの継手（ｊｏｉｎｔ）の斜視図である。
【図３２Ｂ】図３２Ａの継手からのギアの斜視図である。
【図３３】図３０の医療デバイスの斜視図である。
【図３４】一実施形態による前アームの分解図である。
【図３５】一実施形態による前アームの分解図である。
【図３６】一実施形態による前アームの分解図である。
【図３７】一実施形態による前アームの分解図である。
【図３８Ａ】図３７の前アームの一部分の拡大斜視図である。
【図３８Ｂ】図３７の前アームの一部分の拡大斜視図である。
【図３９Ａ】図３７の前アームの一部分の拡大斜視図である。
【図３９Ｂ】図３７の前アームの一部分の拡大斜視図である。
【図４０Ａ】一実施形態によるアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４０Ｂ−１】一実施形態による、使用中のアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４０Ｂ−２】使用中の図４０Ｂ−１のアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４０Ｂ−３】使用中の図４０Ｂ−１のアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４０Ｂ−４】使用中の図４０Ｂ−１のアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４１Ａ】一実施形態によるアクセス及び挿入デバイスの側面図である。
【図４１Ｂ】図４１Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４２Ａ】一実施形態によるアクセス及び挿入デバイスの一部分の分解図である。
【図４２Ｂ】図４２Ａのアクセス及び挿入デバイスの部分の斜視図である。
【図４３】図４２Ａのアクセス及び挿入デバイスの一部分の側面図である。
【図４４Ａ】一実施形態による、使用中のアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４４Ｂ】使用中の図４４Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４４Ｃ】使用中の図４４Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４４Ｄ】使用中の図４４Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４４Ｅ】使用中の図４４Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４４Ｆ】使用中の図４４Ａのアクセス及び挿入デバイスの斜視図である。
【図４５Ａ】一実施形態によるアクセス及び挿入デバイスの一部分の側面図である。
【図４５Ｂ】図４５Ａのアクセス及び挿入デバイスの部分の断面図である。
【図４５Ｃ】図４５Ａのアクセス及び挿入デバイスの部分の側面図である。
【図４５Ｄ】図４５Ａのアクセス及び挿入デバイスの部分の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に開示される種々のシステム及びデバイスは、医療手技及びシステムにおいて使用するためのデバイスに関する。より具体的には、種々の実施形態は、ロボットデバイス並びに関連する方法及びシステムを含む種々の医療デバイスに関する。
【００１３】
本明細書に開示されるロボットデバイス並びに関連する方法及びシステムの種々の実施形態が、任意の他の知られている医療デバイス、システム、及び方法に組込まれ得る、又は、それらと共に使用され得ることが理解される。例えば、本明細書に開示される種々の実施形態は、それら全てが参照によりその全体を本明細書に組込まれる、同時係属中の米国出願第１１／７６６，６８３号（２００７年６月２１日に出願され、「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、第１１／７６６，７２０号（２００７年６月２１日に出願され、「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、第１１／９６６，７４１号（２００７年１２月２８日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ」という名称の）、第６１／０３０，５８８号（２００８年２月２２日に出願された）、第１２／１７１，４１３号（２００８年７月１１日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｆ  Ａｃｔｕａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の）、第１２／１９２，６６３号（２００８年８月１５日に出願され、「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｎｆｌａｔｉｏｎ、Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ、ａｎｄ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、第１２／１９２，７７９号（２００８年８月１５日に出願され、「Ｍｏｄｕｌａｒ  ａｎｄ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、第１２／３２４，３６４号（２００８年１１月２６日に出願され、「Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の）、第６１／６４０，８７９号（２０１２年５月１日に出願された）、第１３／４９３，７２５号（２０１２年６月１１日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｒｅｌａｔｉｎｇ  ｔｏ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」という名称の）、第１３／５４６，８３１号（２０１２年７月１１日に出願され、「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、第６１／６８０，８０９号（２０１２年８月８日に出願された）、第１３／５７３，８４９号（２０１２年１０月９日に出願され、「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）、及び第１３／７３８，７０６号（２０１３年１月１０日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄｓ、Ｓｙｓｔｅｍｓ、ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ａｎｄ  Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ」という名称の）、並びに、米国特許第７，４９２，１１６号（２���０７年１０月３１日に出願され、「Ｒｏｂｏｔ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という名称の）、第７，７７２，７９６号（２００７年４月３日に出願され、「Ｒｏｂｏｔ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という名称の）、及び第８，１７９，０７３号（２０１１年５月１５日に発行され、「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｗｉｔｈ  Ａｇｅｎｔ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の）に開示される、医療デバイス及びシステムの任意のものに組込まれ得る、又は、それらと共に使用され得る。
【００１４】
先に挙げた出願において開示される或るデバイス及びシステムの実装態様は、本明細書に開示されるものと同様の支持コンポーネントと組合せて患者の身体キャビティ内に位置決めされ得る。「インビボデバイス（ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｄｅｖｉｃｅ）」は、本明細書で使用されるとき、患者の身体キャビティ内に位置決めされている間に、少なくとも部分的にユーザによって、位置決めされ得る、操作され得る、又は制御され得る任意のデバイスを意味し、身体キャビティの開口又はオリフィスを通して配設されるロッド又は他のこうしたコンポーネント等の支持コンポーネントに結合される任意のデバイスを含み、患者の身体キャビティの壁に実質的に当たって又は隣接して位置決めされる任意のデバイスを同様に含み、内部で作動される（外部動力源を持たない）任意のこうしたデバイスを更に含み、外科手技中に腹腔鏡下で又は内視鏡下で使用され得る任意のデバイスを更に含む。本明細書で使用されるとき、用語「ロボット（ｒｏｂｏｔ）」又は「ロボットデバイス（ｒｏｂｏｔ  ｄｅｖｉｃｅ）」は、自動的に又はコマンドに応答してタスクを実施し得る任意のデバイスを指すものとする。
【００１５】
或る実施形態は、キャビティの十分なガス注入を維持しながら、キャビティ内への本発明の挿入を実現する。更なる実施形態は、挿入プロセス中に、外科医又は外科ユーザと本発明との物理的接触を最小にする。他の実装態様は、患者及び本発明について挿入プロセスの安全性を高める。例えば、幾つかの実施形態は、患者のキャビティ内に本発明が挿入されるときの本発明の可視化を実現して、システム／デバイスと患者との間に損傷を与える接触が起こらないことを保証する。更に、或る実施形態は、切開サイズ／長さの最小化を可能にする。更なる実装態様は、アクセス／挿入手技及び／又は手技のために必要とされるステップの複雑さを減少させる。他の実施形態は、ハンドリング及び使用の容易さを高めるため、最小プロファイル、最小サイズを有するか又は機能及び外観が全体的に最小であるデバイスに関する。
【００１６】
本明細書の或る実施形態は、患者キャビティ−ガス注入される腹部キャビティ等−に挿入されるように構成されるロボットデバイス（本明細書で「プラットフォーム（ｐｌａｔｆｏｒｍ）」とも呼ばれる）並びに関連するシステム及び方法に関する。幾つかの実施形態では、システムは、手技中のデバイスの直接的可視化を含む。他の実施形態は、患者のキャビティ内で上記ロボットデバイスを位置決めされるために使用され得る種々のアクセス又は挿入デバイスに関する。
【００１７】
ロボットデバイス８の一実施形態は図１Ａ〜１Ｃ及び図２に示される。この実施形態は、図１Ａ及び図２に示すように、デバイス本体１０、左アーム２０、及び右アーム３０を有する。左及び右アーム２０、３０は共に、それぞれ、２つのセグメント、すなわち、上アーム（又は、「第１のリンク（ｆｉｒｓｔ  ｌｉｎｋ）」）及び前アーム（又は、「第２のリンク（ｓｅｃｏｎｄ  ｌｉｎｋ））からなる。そのため、図１Ｂに最もよく見られるように、左アーム２０は上アーム２０Ａ及び前アーム２０Ｂを有し、右アーム３０は上アーム３０Ａ及び前アーム３０Ｂを有する。図１Ｂ及び図２に示すように、デバイス主本体１０は、幾つかの実施形態では、挿入ロッド４０に結合され得る。
【００１８】
図１Ｃに最もよく示されるように、右アーム３０内の種々の継手は、種々の自由度を提供する。より具体的には、右肩（上アーム３０Ａがそこでデバイス本体１０に結合される継手）は、２つの自由度、すなわち、肩ピッチΘ１及び肩ヨーΘ２を提供する。エルボー継手（前アーム３０Ｂがそこで上アーム３０Ａに結合される継手）は、エルボーヨーΘ３を提供し、前アーム３０Ｂの遠位端上のエンドエフェクタは、エンドエフェクタロールΘ４を提供する。
【００１９】
図１Ａ〜１Ｃ及び図２に示すように、デバイス８は、減少したプロファイル及び／又は断面を有するように構成される。すなわち、（上アーム２０Ａ、３０Ａが本体１０に結合される）肩継手は、本体１０の縦断面内に位置決めされ、それにより、肩継手及び上アーム２０Ａ、３０Ａの近位端は、その断面を超えて延在しないか又はそれを超えない。更に、上アーム２０Ａ、３０Ａ及び前アーム２０Ｂ、３０Ｂが同じ軸に沿って延在する（エルボーが屈曲しない）ように、アーム２０、３０が真直ぐな構成で位置決めされるとき、アーム２０、３０のいずれの部分も、本体１０の縦断面を超えて延在しない。この最小断面は、切開内へのデバイス８の挿入を大幅に簡略化する。この用途のため、「縦断面（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）」は、本体１０の縦軸に沿って見ているように、本体１０の遠位端又は近位端において見るときに観察される本体１０の断面である。
【００２０】
デバイス本体１０の種々の実施形態は図３Ａ〜９Ｂに示される。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、デバイス本体１０は、少なくとも１つのモータ（以下で述べる）、及び、デバイスの種々のコンポーネント及び／又は動作を制御するように構成されるマスター制御ボード（図示せず）又は他のプロセッサを含むように構成される。デバイス本体１０は、モータハウジング５０に結合されたギアハウジング６２を同様に有する。更に、図３Ａ及び図５Ａにおいて最もよく見られるように、ハウジング５０は、ハウジング５０に結合可能であり、ハウジング５０の内部部分内に位置決めされる少なくとも１つのモータに対するアクセスを提供するように構成されるハウジングカバー５２を有する。
【００２１】
一実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジングカバー５２は、ハウジング５０の近位端を覆うハウジングカバー５２の部分内に画定される開口５３を有する。開口５３は、挿入ロッド５４（「位置決めロッド（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｒｏｄ）」又は「位置決めコンポーネント（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」とも呼ばれる）を受取るように構成される。一実装態様によれば、ねじ５６又は他の締結コンポーネントは、図示するようにロッド５４をカバー５２に結合するために使用される。一実装態様によれば、挿入ロッド５４は、挿入中にデバイス８を進めるために使用される。他の実装態様では、挿入ロッド５４は、手技中に患者のキャビティ内でデバイス８を位置決めするために同様に使用され得る。或る実施形態によれば、ロッド５４は、ロッド５４内に画定された１つ又は複数の内腔内に配設される通信及び電力ワイヤ（本明細書で「ケーブル（ｃａｂｌｅ）」又は「接続コンポーネント（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」とも呼ばれる）を有することになり、通信及び電力ワイヤは、デバイス８を外部コントローラ（図示せず）に動作可能に結合することになる。例えば、外部コントローラは、パーソナルコンピュータ、ジョイスティックに似たコントローラ、又は、ユーザがデバイス８を動作させることを可能にする任意の他の知られているコトローラであり得る。デバイス８が少なくとも１つのカメラを有する更なる実施形態では、接続コンポーネントは、１つ又は複数のカメラ及び／又は照明ワイヤを同様に含み得る。
【００２２】
図４Ａ及び図４Ｂに最もよく示すように、モータハウジング５０は、ギアハウジング６２に結合され、それにより、モータアセンブリ６０Ａ、６０Ｂのそれぞれの一部分がモータハウジング５０内に位置決めされ、一部分がギアハウジング６２内に位置決めされる。一実施形態では、モータハウジング５０は、ねじ４４、４６によってギアハウジング６２に結合され、ねじ４４、４６は、モータハウジング５０内の穴を通して位置決めされ、ギアハウジング６２内の穴の中にねじ込み式に結合される。
【００２３】
図５Ａ及び図５Ｂに最もよく示すように、一実施形態では、ハウジングカバー５２は、ねじ４８によってモータハウジング５０に取外し可能に結合される。ねじ４８は、ハウジング５０内で画定される穴を通して位置決めされ、ハウジングカバー５２内の穴の中にねじ込み式に結合される。代替的に、ボルト或いはスナップフィット又は摩擦フィット機構等の任意の知られている結合機構が、カバー５２をハウジング５０に取外し可能に結合するために使用され得る。
【００２４】
先に論じ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂに示すように、デバイス本体１０は、２つのモータアセンブリ６０Ａ、６０Ｂを含む。２つのモータアセンブリ６０Ａ、６０Ｂは、以下で更に詳細に述べるように、左及び右アーム２０、３０の移動を作動させる。更に、本体１０は、マスター制御ボード（図示せず）及びステレオカメラ（図示せず）を同様に含み得る。一実施形態では、マスター制御ボードはモータ６０Ａ、６０Ｂを制御する。
【００２５】
一実施形態によれば、２つのモータアセンブリ６０Ａ、６０Ｂのそれぞれは、３段ギアヘッドを有するドライブトレイン用のアクチュエータである。すなわち、左モータアセンブリ６０Ａは左アーム２０に結合したドライブトレイン用のアクチュエータであり、一方、右モータアセンブリ６０Ｂは右アーム３０に結合したドライブトレイン用のアクチュエータである。以下の説明は右モータ６０Ｂ及びそのドライブトレインに的を絞ることになるが、左モータアセンブリ６０Ａ及びそのドライブトレインが、同様のコンポーネントを有し、同様な方式で動作することになることが理解される。
【００２６】
一実装態様では、図６Ａ、図６Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、及び図９Ｂに最もよく示すように、３段ギアヘッドの第１段は、モータアセンブリ６０Ｂのモータ６０Ｂ−１に取付けられたギアヘッド６０Ｂ−２である。第２段は、図９Ａに最もよく示すように、モータギア６８及びドリブンギア９６で構成されるスパーギアセットである。モータギア６８及びドリブンギア９６は、ギアハウジング６２内で互いに回転可能に結合される。一実施形態では、モータギア６８及びドリブンギア９６はスパーギアである。代替的に、両者は任意の知られているギアである。モータギア６８は、「第１のギア（ｆｉｒｓｔ  ｇｅａｒ）」、「ドライブギア（ｄｒｉｖｅ  ｇｅａｒ）」、又は「ドライブ用ギア（ｄｒｉｖｉｎｇ  ｇｅａｒ）」として同様に知られている。ドリブンギア９６は、「第２のギア（ｓｅｃｏｎｄ  ｇｅａｒ）」又は「結合ギア（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｇｅａｒ）」として同様に知られている。第３段は、ハウジングベベルギア９２及びリンクベベルギア１０２で構成されるベベルギアセットである。ハウジングベベルギア９２及びリンクベベルギア１０２は、図９Ａに最もよく示すように互いに回転可能に結合される。これらのコンポーネント及びギアセットは、以下で詳細に論じられることになる。ハウジングベベルギア９２は、「第３のギア（ｔｈｉｒｄ  ｇｅａｒ）」、「ハウジングギア（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｇｅａｒ）」、「第２のドライブギア（ｓｅｃｏｎｄ  ｄｒｉｖｅ  ｇｅａｒ）」、又は「第１の肩ギア（ｆｉｒｓｔ  ｓｈｏｕｌｄｅｒ  ｇｅａｒ）」として同様に知られている。リンクベベルギア１０２は、「第４のギア（ｆｏｕｒｔｈ  ｇｅａｒ）」、「リンクギア（ｌｉｎｋ  ｇｅａｒ）」、又は「第２の肩ギア（ｓｅｃｏｎｄ  ｓｈｏｕｌｄｅｒ  ｇｅａｒ）」として同様に知られている。
【００２７】
図６Ａ、図６Ｂ、及び図７に最もよく示すように、右と左の両方のモータアセンブリ６０Ａ、６０Ｂは、その遠位端においてギアハウジング６２に入るように位置決めされる。右モータアセンブリ６０Ｂはモータ６０Ｂ−１及びギアヘッド６０Ｂ−２を有する。この実施形態では、ギアヘッド６０Ｂ−２は、第１段ギアヘッドであり、モータ６０Ｂ−１に動作可能に結合される。モータアセンブリ６０Ｂは、アセンブリ６０Ｂの遠位端で動作可能に結合したモータシャフト６７を有する。一実施形態では、モータシャフト６７は、シャフト６７をスパーギア６８に幾何学的に結合させる「Ｄ」構成を生成する平坦表面６７Ａを有する。右モータアセンブリ６０Ｂは、図６Ｂに最もよく示すようにギアハウジング６２の右モータギア開口６９内に位置決めされる。一実施形態では、モータアセンブリ６０Ｂは、アセンブリ６０Ｂが右モータギア開口６９内に幾何学的に結合されることを可能にする構成又は構造を有する。更に、図７に最もよく示すように、ギアハウジング６２は、モータギア開口６９内でモータアセンブリ６０Ｂを保持するために使用され得るクランプ７０を有する。すなわち、ねじ山付きねじ６６又は他の結合機構は、クランプ７０内に位置決めされ、クランプ７０にねじ込まれ、それにより、クランプ７０をアセンブリ６０Ｂに当てて押付け、それにより、アセンブリ６０Ｂを所定場所に保持する。代替的に、アセンブリ６０Ａ、６０Ｂは、接着剤或いは任意の他の知られている結合又は固定機構又は方法によってハウジング６２に固定され得る。
【００２８】
図８Ａ及び図８Ｂに最もよく示すように、ギアハウジング６２は、軸受ハウジング６４に結合される。一実施形態では、軸受ハウジング６４は、３つのハウジング突出部６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃからなる。図９Ａ及び図９Ｂと組合せて図８Ｂに最もよく示すように、右ドリブンスパーギアアセンブリ９６は、軸受ハウジング６４に回転可能に結合される。より具体的には、右ドリブンスパーギアアセンブリ９６は、図９Ａに示すように軸受９４、９８によって軸受ハウジング内に回転可能に保持される。軸受９４、９８は、軸受ハウジング６４及びギアハウジング６２内に位置決めされ、それらによって支持される。
【００２９】
図９Ａ及び図９Ｂと組合せて図８Ａ及び図８Ｂに最もよく示すように、スパーギアアセンブリ９６は、ベベルギア９２を駆動するようにハウジングベベルギア９２に動作可能に結合される。より具体的には、スパーギア９６は、ベベルギア９２の近位部分の上に位置決めされ、近位部分は、スパーギア９６及びベベルギア９２が互いに対して回転しないように、スパーギア９６をベベルギア９２に回転可能に結合させる平坦部分又は他の構成を有する。更に、ベベルギア９２は、第１のハウジング突出部６４Ａと第２のハウジング突出部６４Ｂとの間に位置決めされ、軸受９４、９８によって支持される。図９Ａに最もよく示すように、軸受９４、９８及びスパーギア９６は、ねじ１００によってギア９２に固定され、ねじ１００は、ベベルギア９２にねじ込み式に結合される。更に、ベベルギア９２は、第１及び第２の突出部６４Ａ、６４Ｂに回転可能に結合される。スパーギア９６及びベベルギア９２は、ねじ８０、８２によってハウジング６２及びハウジング６４に回転可能に結合され（図８Ａに最もよく示す）、ねじ８０、８２は、ハウジング６２、６４が互いに結合するようにハウジング６２、６４にねじ込み式に結合される。
【００３０】
先に述べたように、ベベルギア９２は、リンク１０２に回転可能に結合され、リンク１０２は、以下で更に詳細に述べるようにデバイス８の右アーム３０に動作可能に結合される。そのため、リンク１０２は、デバイス本体１０を右アーム３０に結合し、それにより、モータ６０Ｂの作動が、右アーム３０の或る部分又はコンポーネントの作動をもたらす。リンク１０２は、軸受９０Ａ、９０Ｂによって支持され、軸受９０Ａ、９０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに最もよく示すようにハウジング６４に結合される。
【００３１】
一実装態様では、右上アーム３０Ａはデバイス本体１０に結合される。そして或る実施形態では、右上アーム３０Ａは、より具体的には、先に論じたリンク１０２に結合される。図１０Ａ及び図１０Ｂに最もよく示すように、上アーム３０Ａは、リンク１０２においてデバイス本体１０に結合される。上アーム３０Ａは、少なくとも１つのモータを保持（ｈｏｌｄ）するように構成されるモータハウジング１２８及びハウジング１２８に結合されたハウジングカバー１２４を有する。ハウジングカバー１２４は、ねじ１２６によってモータハウジング１２８に結合され、ねじ１２６は、図示するようにモータハウジング１２８にねじ込み式に結合される。代替的に、任意の機械的結合機構が使用され得る。モータハウジング１２８は、モータハウジング１２８の両端でスパーギアハウジング１２０に動作可能に結合され、それにより、モータハウジング１２８に結合された２つのスパーギアハウジング１２０が存在する。
【００３２】
図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃに最もよく示すように、ハウジング１２８は、２つのモータ及びギアヘッドアセンブリ１４２、１４３と、以下で更に詳細に述べることになるローカル制御ボード１３２を含む。２つのアセンブリ１４２、１４３は、ねじ１３０によってはハウジング１２８に固定され、ねじ１３０は、図１０Ｂに最もよく示すようにモータハウジング１２８にねじ込み式に結合される。
【００３３】
図１１Ａに最もよく示すように、ローカル制御ボード１３２は、モータハウジング１２８及びハウジングカバー１２４に動作可能に結合され、ハウジング１２８内の２つのモータアセンブリ１４２、１４３を制御する。ボード１３２は、同様に、軟質電気リボンケーブル（ＦＦＣ又はＦＰＣ）１３４、１３６によってハウジング１２８内のモータアセンブリ１４２、１４３の両方に動作可能に結合される。ボード１３２は、軟質電気リボンケーブル１３４によって、デバイス本体１０内に位置するマスター制御ボード（図示せず）からの通信情報（例えば、コマンド及び要求等）を受信する。更に、ボード１３２は、軟質電気リボンケーブル１３６によって、マスターボードからの通信情報（コマンド及び要求等）を、この実施形態では右前アーム３０Ｂである次のデバイスコンポーネントに同様に、送信、伝達、又は中継する。
【００３４】
一実装態様によれば、本明細書で開示するローカルボードのそれぞれは、デバイス８内で順番に共に「デイジーチェーン接続される（ｄａｉｓｙ  ｃｈａｉｎｅｄ）」か、又は配線される。この文脈では、「デイジーチェーン（ｄａｉｓｙ  ｃｈａｉｎ）」は、当技術分野で理解されるその標準的な定義を有することを意図される。ローカルボードは、ケーブル１３４、１３６等の軟質リボンケーブルを使用して共にデイジーチェーン接続され、それにより、ケーブルは、電力、アナログ信号、及びデジタルデータを送信し得る。デイジーチェーン構成の使用は、電気的バスを生成し、必要とされるワイヤの数を減少させ得る。
【００３５】
一実施形態では、２つのモータアセンブリ１４２、１４３は、図１Ｃに最もよく示すように、右アーム３０の肩ヨー及びエルボーピッチを左右する。先に論じたデバイス本体１０内のモータアセンブリの説明と同様に、図１１Ｂ及び図１１Ｃに最もよく示す上アーム３０Ａ内の２つのモータアセンブリ１４２、１４３は、実質的に同様であるため、右モータアセンブリ１４２が本明細書で詳細に論じられる。図１２Ａ及び図１２Ｂに最もよく示すように、モータドライブトレインは３段ギアヘッドを有する。第１段は、モータアセンブリ１４２内のモータ１４２Ａに取付けられたギアヘッド１４２Ｂであり（図１１Ｃに最もよく示す）、第２段は、モータスパーギア１３８及びドリブンスパーギア１５６で構成されるスパーギアセットであり、第３段は、ベベルギア１５２及びドリブンベベルギア１７０で構成されるベベルギアセットである。これらのコンポーネントの全ては、以下で更に詳細に述べられる。
【００３６】
図１３Ａに最もよく示すように、モータアセンブリ１４２は、スパーギア１３８に動作可能に結合されるドライブシャフト１４４を有する。一実施形態では、ドライブシャフト１４４は、スパーギア１３８をシャフト１４４に回転可能に結合するのに役立つ（ｈｅｌｐ）Ｄ形シャフトをもたらす平坦部分１４４Ａを有する。更なる実装態様では、スパーギア１３８は、例えばＪＢウェルド等の接合材料を使用してシャフト１４４に更に結合され得る。代替的に、スパーギア１３８は、任意の既知の機構を使用する任意の既知の方式でシャフト１４４に結合され得る。
【００３７】
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１３Ｄ、及び図１３Ｅに最もよく示すように、モータアセンブリ１４２は、スパーギアハウジング１２０内で画定される内腔１４５内に位置決めされる。一実施形態によれば、アセンブリ１４２は、クランプアセンブリ１４６を使用して内腔１４５内に結合され得るか又はその他の方法で保持され得る（図１３Ｃ及び図１３Ｄに最もよく示す）。すなわち、モータアセンブリ１４２が内腔１４５内に位置決めされると、ねじ１４０が穴に入るように押付けられ、それにより、クランプアセンブリ１４６をモータアセンブリ１４２に当てて押付け、それにより、アセンブリ１４２を内腔１４５内に摩擦的に保持し得る。代替的に、アセンブリ１４２は、接着剤或いは任意の他の知られている結合又は固定機構又は方法によってハウジング１２０に固定され得る。
【００３８】
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１４Ａ、及び図１４Ｂに最もよく示すように、第２段のスパーギアセットは、モータスパーギア１３８及びドリブンスパーギア１５６で構成される。２つのギア１３８、１５６は、図示するスパーギアハウジング１２０内で互いに回転可能に結合される。更に、ドライブベベルギア１５２は、軸受１５４、１５８がドリブンスパーギア１５６の両側に位置決めされた状態で、ドリブンスパーギア１５６に動作可能に結合され、それにより、スパー／ベベルアセンブリ１５０を生成する。スパーギア１５６は、スパーギア１５６もベベルギア１５２も互いに対して回転できないようにベベルギア１５２に回転可能に結合される。一実施形態では、２つのギア１５６、１５２は、Ｄ形幾何学的特徴部を使用して回転可能に結合される。スパーギア１５６は、ねじ１６０を通して予荷重を印加される支持軸受１５４、１５８によって並進的に拘束される。完全に組立てられたアセンブリ１５０は、モータハウジング１２０内の内腔１５１内に位置決めされ得る。
【００３９】
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、図１７Ｂ、及び図１７Ｃに最もよく示すように、第３段のベベルギアセットは、ドライブベベルギア１５２及びリンクベベルギア１７０で構成される。先に論じたように、ドライブベベルギア１５２は、スパー／ベベルアセンブリ１５０の一部であり、したがって、スパーギア１５６に動作可能に結合され、スパーギア１５６によって駆動される。
【００４０】
モータアセンブリ１４２及びモータアセンブリ１４２に結合した関連コンポーネントに的を絞ること（及び、アセンブリ１４２及び関連コンポーネントに関する説明がモータアセンブリ１４３に同様に適用されること）は、しばらくの間、置いておいて、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃに最もよく示すように、上アーム３０Ａの対向端に位置決めされる２つのリンクベベルギア１７０Ａ、１７０Ｂが存在することが理解される。リンクベベルギア１７０Ａは、上アーム３０Ａをデバイス本体１０に動作可能に結合し、一方、リンクベベルギア１７０Ｂは、上アーム３０Ａを前アーム３０Ｂに動作可能に結合する。
【００４１】
図１５Ａ〜１７Ｃに戻ると、軸受１７２、１７４は、リンクベベルギア１７０を支持する。図１６Ａ及び図１６Ｂに最もよく示すように、軸受１７２、１７４は、２つのハウジング突出部１７６Ａ、１７６Ｂで構成される軸受ハウジング１７６によって支持される。軸受ハウジング１７６は、軸受１７２、１７４に予荷重力を適用し得る。図１７Ａ〜１７Ｃに最もよく示すように、ハウジング突出部１７６Ａ、１７６Ｂは、ねじ１８０、１８２によってモータハウジング１２０に固定され、ねじ１８０、１８２は、モータハウジング１２０を通して、ハウジング突出部１７６Ａ、１７６Ｂに入るようにねじ込み式に結合される。
【００４２】
先に論じたように、上アーム３０Ａに関する先の説明が上アーム２０Ａにも適用されることが理解される。すなわち、或る実施形態では、上アーム３０Ａ及び上アーム２０Ａは実質的に同じである。
【００４３】
図１８Ａ〜２１Ｃは、上アーム３０Ａに結合され得る把持器前アームコンポーネント２００（もちろん、先に論じ示した前アーム３０Ｂであり得る）の一実装態様を示す。より具体的には、前アーム３０Ｂは、先に論じたようにリンクベベルギア１７０Ｂに結合されるように構成されるアーム２００の近位端において画定された開口２１８を有する。この前アーム２００は、以下で更に詳細に論じる把持器エンドエフェクタ（本明細書で「操作エンドエフェクタ（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  ｅｎｄ  ｅｆｆｅｃｔｏｒ）」とも呼ばれる）２５６を有する。
【００４４】
図１８Ａ及び図１８Ｂに最もよく示すように、この実施形態では、把持器前アーム２００は、ギアハウジング２１２に結合されたモータハウジング２０２を有する。２つのハウジング２０２、２１２は、２つのモータアセンブリ２０６、２０８を含み、２つのモータアセンブリ２０６、２０８は、以下で更に詳細に述べるように、把持器エンドエフェクタ２５６の回転及び把持器２５６の開口／閉鎖を作動させる。モータハウジング２０２は、同様に、ローカル制御ボード２１０を含み、また、モータハウジング２０２の内部に対するアクセスを提供する開口２０５を取外し可能に覆うように構成されるハウジングカバー（「キャップ（ｃａｐ）」とも呼ばれる）２０４を有する。カバー２０４は、ねじ２１６によってハウジング２０２に結合され得る。更に、ねじ２１６は、開口２１８内にねじ込み式に位置決めされ、したがって、先に論じたようにリンクベベルギア１７０にねじ込み式に結合され、それにより、前アーム２００を上アーム３０Ａに回転可能に結合し得る。モータハウジング２０２及びカバー２０４は、ねじ２１４によってギアハウジング２１２に結合され、ねじ２１４は、ハウジング２０２及びカバー２０４内の開口を通り、ギアハウジング２１２に入るようにねじ込み式に結合される。一実装態様では、ローカル制御ボード２１０は、上述した上アーム内のローカル制御ボード１３２と同じか又は同様であり得る。ボード２１０は、上述したように上アーム３０Ａ内で軟質電気リボンケーブル１３６によってローカル制御ボード１３２に結合される。
【００４５】
図１９Ａ〜２０Ｂに最もよく示すように、２つのモータアセンブリ２０６、２０８は、クランプ２２２、２３０によってギアハウジング２１２に結合される。より具体的には、モータアセンブリ２０６は、図１９Ａ及び図１９Ｂに最もよく示すようにクランプ２２２によってハウジング２１２に結合され、一方、モータアセンブリ２０８は、図２０Ａ及び図２０Ｂに最もよく示すようにクランプ２３０によってハウジングに結合される。代替的に、アセンブリ２０６、２０８は、接着剤或いは任意の他の知られている結合又は固定機構又は方法によってハウジング２１２に固定され得る。
【００４６】
図１９Ａ及び図１９Ｂに最もよく示すように、クランプ２２２は、ねじ２２４によってギアハウジング２１２に結合され、ねじ２２４は、クランプ２２２内の穴を通してギアハウジング２１２に入るようにねじ込み式に位置決めされる。一実施形態によれば、クランプ２２２は、ねじ２２４によってハウジング２１２に当たってクランプ２２２を押付けることによって加えられる摩擦力によってモータアセンブリ２０６を固定する。図１９Ｂに最もよく示すように、モータアセンブリ２０６は、２つの部品、すなわち、モータ２０６Ｂ及びギアヘッド２０６Ａを含む。一実装態様によれば、ギアヘッド２０６Ａは、モータ２０６Ｂに動作可能に結合される。ドライブギア（「スパーギア（ｓｐｕｒ  ｇｅａｒ）」でもある）２２０は、モータアセンブリ２０６から延在するシャフト２０７に動作可能に結合される。一実施形態では、シャフト２０７は、「Ｄ形（Ｄ  ｓｈａｐｅｄ）」幾何形状をもたらす平坦部分を有し、ギア２２０は、その幾何形状に嵌合する穴を有し、それにより、シャフト２０７及びギア２２０は、両者が結合されると、互いに対して回転しないことを保証する。更なる代替法では、ギア２２０は、同様に、ＪＢウェルド又は任意の他の接着材料によってシャフト２０７に接着的に結合される。代替的に、ギア２２０及びシャフト２０７は、任意の知られている結合機構又は構成を使用する任意の知られている方式で結合され得る。
【００４７】
図２０Ａ及び図２０Ｂに最もよく示すように、クランプ２３０は、ねじ２３２によってハウジング２１２に向かって押付けられ、それにより、モータアセンブリ２０８の摩擦保持を生成する。したがって、クランプ２３０は、ハウジング２１２内でアセンブリ２０８を保持し得る。
【００４８】
図２１Ｃに最もよく示すように、モータアセンブリ２０８は、２つの部品、すなわち、モータ２０８Ａ及びモータ２０８Ａに結合されたギアヘッド２０８Ｂを有する。ドライブギア（「スパーギア（ｓｐｕｒ  ｇｅａｒ）」でもある）２６４は、モータアセンブリ２０８から延在するシャフト２０９に動作可能に結合される。一実施形態では、シャフト２０９は、「Ｄ形」幾何形状をもたらす平坦部分を有し、ギア２６４は、その幾何形状に嵌合する穴を有し、それにより、シャフト２０９及びギア２６４は、両者が結合されると、互いに対して回転しないことを保証する。更なる代替法では、ギア２６４は、同様に、ＪＢウェルド又は任意の他の接着材料によってシャフト２０９に接着的に結合される。代替的に、ギア２６４及びシャフト２０９は、任意の知られている結合機構又は構成を使用する任意の知られている方式で結合され得る。
【００４９】
図２１Ａに最もよく示すように、ドライブスパーギア２６４は、ギアハウジング２１２内でドリブンスパーギア２５０に結合され、ドライブスパーギア２６４（したがって、ドリブンスパーギア２５０）の作動は、把持器エンドエフェクタ２５６を回転させる。更に、図１９Ｂ及び図２１Ｂに最もよく示すように、ドライブスパーギア２２０は、ギアハウジング２１２内でドリブンスパーギア２４８に結合され、ドライブスパーギア２２０（したがって、ドライブスパーギア２４８）の作動は、把持器エンドエフェクタ２５６を、その開口位置と閉鎖位置との間で移動させる。
【００５０】
引き続き図２１Ａに関して、ギアハウジング２１２は、軸受カバー（「キャップ」とも呼ばれる）２４０を有し、軸受カバー２４０は、ねじ２４２によってギアハウジング２１２に取付けられ、ねじ２４２は、カバー２４０内の穴を通して、ギアハウジング２１２に入るようにねじ込み式に結合される。ねじ２４２は、軸受２４４、２４６、２６０、２５２に予荷重力を加えるように同様に構成され得る。図２１Ｂに示すように、軸受２４４、２４６、２６０、２５２はギアハウジング２１２内で保持される。軸受２４４、２４６は、エンドエフェクタ作動スパーギアのセット２２０、２４８のドリブンスパーギア２４８を支持する。
【００５１】
引き続き図２１Ｂに関して、スパーギア２４８は、ねじ山が内部に形成されている内腔を有し、したがって、把持器ドライブピン２５４であって、その近位端をスパーギア２４８の内腔内で位置決めされる、把持器ドライブピン２５４にねじ込み式に結合され得る。スパーギア２４８が回転するにつれて、ドライブピン２５４上のねじ山に結合したスパーギア２４８の内腔内のねじ山によって、ドライブピン２５４が併進し、それにより、把持器リンク２５６を開口位置と閉鎖位置との間で移動させる。この特定の実施形態では、ドライブピン２５４の併進は、リンク２６２Ａ、２６２Ｂ及び把持器リンク２５６Ａ、２５６Ｂで構成される４バーリンク機構を通して伝達される。代替的に、把持器２５６のこの作動は、ピン及びスロット又はウォームギアドライブトレイン等の任意の他の知られている機構を通して達成され得る。ピン２６６は、４バーリンク機構２６２Ａ、２６２Ｂ、２５６Ａ、２５６Ｂをスパーギア２５０に固定する。ピン２６６は、スパーギア２５０にねじ込み式に結合される。
【００５２】
軸受２６０、２５２は、ドリブンスパーギア２５０を支持する。ドリブンスパーギア２５０は、スパーギア２５０が回転すると、把持器２５６が回転するように把持器２５６に結合される。同様に把持器２５６をその開口位置と閉鎖位置との間で移動するよう作動させることなく、把持器２５６を回転させるため、スパーギア２４８は、スパーギア２５０と同じ方向でかつ同じ速度で回転しなければならない。すなわち、上述したように、ドライブピン２５４は、スパーギア２５０が回転する（それにより、エンドエフェクタを回転させる）と、ドライブピン２５４もまた回転するように、スパーギア２５０に回転可能に結合される（その他の点では、ピン２５４の並進が可能でない）。したがって、スパーギア２４８が、同様にスパーギア２５０と同じ方向でかつ同じ速度で回転しない場合、ドライブピン２５４は並進し、それにより、把持器２５６を開口又は閉鎖させる。結果として、開口又は閉鎖することなく把持器２５６を回転させるため、スパーギア２５０及び２４８は共に回転しなければならない。スペーサ２５８は、軸受２４６と２６０との間に間隔を設け、また、アセンブリ内の各軸受を通して予荷重力を同様に伝達し得る。
【００５３】
図２２Ａ〜２４Ｃは、上アーム３０Ａに結合され得る焼灼術前アームコンポーネント３００（もちろん、先に論じられ示された前アーム３０Ｂであり得る）に関する代替の実施形態を示す。より具体的には、図２２Ａに最もよく示すように、前アーム３００は、先に論じたようにリンクベベルギア１７０Ｂに結合されるように構成されるアーム３００の近位端において画定された開口３０６を有する。一実装態様では、ねじ３０８は、リンクベベルギア１７０Ｂをモータハウジング３０２Ａに固定するか又はねじ込み式に結合する。この前アーム３００は、以下で更に詳細に論じる単極電気焼灼術デバイスであり得る焼灼術エンドエフェクタ３３２を有する。
【００５４】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、前アーム３００は、ギアハウジング３０４に結合されるモータハウジング３０２で構成される。モータアセンブリ３２０は、モータハウジング３０２及びギアハウジング３０４内に位置決めされる。モータハウジング３０２は、実際には、ハウジング３０２を構成するために互いに結合される、２つのハウジングコンポーネント第１のモータハウジングコンポーネント３０２Ａ及び第２のモータハウジングコンポーネント３０２Ｂで構成される。第１のコンポーネント３０２Ａ及び第２のコンポーネント３０２Ｂは、少なくとも部分的にねじ３１０によって互いに固定され、ねじ３１０は、両方のコンポーネント３０２Ａ、３０２Ｂ内の穴を通して挿入され、両者にねじ込み式に結合される。モータハウジング３０２は、ねじ３１２によってギアハウジング３０４に固定され、ねじ３１２は、モータハウジング３０２内の穴を通してギアハウジング３０４に入るように位置決めされる。
【００５５】
図２３Ａ〜２４Ｃに最もよく示すように、２つの部品、すなわち、モータ３２０Ｂ及びモータ３２０Ｂに動作可能に結合されるギアヘッド３２０Ａで構成される。ドライブギア（「スパーギア」でもある）３２４は、モータアセンブリ３２０から延在するシャフト３２２に動作可能に結合される。一実施形態では、シャフト３２２は、「Ｄ形」幾何形状をもたらす平坦部分を有し、ギア３２４は、その幾何形状に嵌合する穴を有し、それにより、シャフト３２２及びギア３２４は、両者が結合されると、互いに対して回転しないことを保証する。更なる代替法では、ギア３２４は、同様に、ＪＢウェルド又は任意の他の接着材料によってシャフト３２２に接着的に結合される。代替的に、ギア３２４及びシャフト３２２は、任意の知られている結合機構又は構成を使用する任意の知られている方式で結合され得る。
【００５６】
図２４Ｂに最もよく示すように、ギアハウジング３０４は、ねじ３２８によってギアハウジング３０４の遠位部分に結合されるハウジングカバー（「ハウジングキャップ（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｃａｐ）」とも呼ばれる）３２６を有し、ねじ３２８は、カバー３２６内の穴を通して、ギアハウジング３０４に入るようにねじ込み式に結合される。ハウジングカバー３２６及びねじ３２８は、幾つかの実施形態では、ハウジング３０４の内部に位置決めされる軸受３４０、３４２に予荷重力を加え得る（図２４Ｃに最もよく示す）。図２３Ａ及び図２３Ｂに最もよく示すように、ドライブスパーギア３２４は、ギアハウジング３０４内でドリブンスパーギア３３６に動作可能に結合される。図２４Ｃに示すように、ドリブンスパーギア３３６は、焼灼術エンドエフェクタ３３２に動作可能に結合され、軸受３４０、３４２によって支持される。軸受３４０、３４２は、ナット３３８によってドリブンスパーギア３３６に併進的に固定され、ナット３３８は、スパーギア３３６にねじ込み式に結合される。ナット３３８は、軸受３４０、３４２に予荷重を加えない。一実施形態では、スペーサ３４４が、軸受け間隔を提供するために含まれる。単極電気焼灼術エンドエフェクタ３３２は、エンドエフェクタ３３２の近位端でスパーギア３３６にねじ込み式に結合される。
【００５７】
使用時、モータハウジング３０２に固定されるスリップリング（描かれず）を通してエンドエフェクタ３３２の近位先端３３４からエンドエフェクタ３３２の遠位部分まで電気が伝達される。一実施形態では、スリップリングは、図２２Ｂに示すようにモータハウジング３０２内に形成される構成３１４に固定される。エンドエフェクタ３３２の遠位端は、組織を焼灼するために使用される。
【００５８】
本明細書に述べる実施形態では、焼灼術前アーム３００は、２段ギアヘッドを有する１つのモータアセンブリ３２０だけを有する。第１段はモータ３２０Ｂに結合したギアヘッド３２０Ａであり、第２段は、ドライブスパーギア３２４及びドリブンスパーギア３３６で構成されるスパーギアセットである。
【００５９】
一実装態様によれば、焼灼術前アームコンポーネント３００は、ローカル制御ボードを含まない。代わりに、コンポーネント３００は、上アーム内のローカルコントロール（図１１Ａのローカル制御ボード１３２等）に接続する、モータに動作可能に結合される軟質電気リボンケーブル（図示せず）を有し得る。一実施形態では、上アーム内のローカル制御ボード（例えば、ボード１３２等）は、更なるモータを容易にする１つ又は複数の余分なコンポーネントを有し得る。焼灼術前アームコンポーネント３００内の単一モータ（図示せず）は、エンドエフェクタ３３２の回転を作動させ得る。
【００６０】
図２５〜２９Ｂは、上アーム３０Ａに結合され得る焼灼術前アームコンポーネント４００（もちろん、先に論じられ示された前アーム３０Ｂであり得る）の更に別の代替の実施形態を示す。この前アーム４００は、前アーム４００、そして最終的に前アーム４００が結合されるロボットデバイスの全体の断面を最小にし、それにより、外科的視覚化と挿入の両方を補助する、「インライン（ｉｎｌｉｎｅ）」構成を有する焼灼術エンドエフェクタ４０２を有する。以下で更に詳細に述べるように、一実施形態によれば、インライン構成は、前アーム４００のサイズがほぼ半分だけ減少することを可能にするダイレクトドライブ構成を有する。
【００６１】
図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ、及び図２８Ａに最もよく示すように、一実装態様によれば、焼灼術エンドエフェクタ４０２は、取外し可能な焼灼術先端４０２である。エンドエフェクタ４０２は、ドライブロッド４０４においてアーム４００に取外し可能に結合される。より具体的には、この実施形態では、エンドエフェクタ４０２は、その近位端に、内部にねじ山が形成されている内腔を有し、それにより、ドライブロッド４０４の遠位部分上のねじ山４０４Ａが、エンドエフェクタ４０２内の内腔にねじ込まれ得る。エンドエフェクタ４０２とドライブロッド４０４の結合は、エンドエフェクタ４０２とドライブロッド４０４との間の電気接続をもたらす。
【００６２】
図２６Ｂに最もよく示すように、第１のスリップリング４２６は、単極焼灼術発生器（エンドエフェクタ４０２用の電力源、図示しない）をモータカプラ４１０に電気結合する。より具体的には、第１のスリップリング４２６は、発生器（図示せず）に結合されるワイヤ４２９に結合され、それにより、リング４２６を発生器に電気結合する。更に、スリップリング４２６は、リング４２６が本体４３０に対して回転しないように、本体部分４３０Ａ、４３０Ｂ（図２５に最もよく示され、また、以下で更に詳細に論じられる）に固定される。対照的に、スリップリング４２６は、モータカプラ４１０に回転可能に結合され、それにより、リング４２６及びカプラ４１０が、電気結合され、互いに対して回転し得る。モータカプラ４１０は、ドライブロッド４０４にねじ込み式でかつ電気的に結合される。焼灼術エンドエフェクタ４０２は、電気焼灼術インタフェース（本明細書で「ピン（ｐｉｎ）」とも呼ばれる）４１２に結合される。このピン４１２は、図２６Ｂにおいて４２８として特定されるエリア内に全体的に位置決めされる第２のスリップリングによってドライブロッド４０４に結合され、それにより、最終的に、エンドエフェクタ４０２と第１のスリップリング４２６との間の電気接続をもたらす。一実施形態では、第２のスリップリング４２８は、ドライブロッド４０４に固定されるか又はドライブロッド４０４の一部である。代替的に、スリップリング４２８は、別個のコンポーネントである。モータカプラ４１０を通した第１のスリップリング４２６とエンドエフェクタ４０２との電気接続は、焼灼に必要であるエンドエフェクタ４０２に対する電気エネルギーの伝達を可能にする。これは、以下で更に説明される。一実施形態によれば、エンドエフェクタ４０２とドライブロッド４０４との結合は、エンドエフェクタ４０２の変形と共に、２つのコンポーネントのねじ込み式結合の摩擦によって維持され、それが、その結合に加えられる力の量を減少させる。一実装態様によれば、エンドエフェクタ４０２は、その遠位端にＯリングを有し、Ｏリングは、生物学的物質の流入を阻止する、ドライブロッド４０４の結合部におけるシールを生成するのに役立つ。
【００６３】
代替的に、エンドエフェクタ４０２は、取外し可能でない可能性がある。代わりに、エンドエフェクタ４０２は、ドライブロッド内に一体化されることができ、それにより、取外し可能なねじ込み式接続についての必要性がなくされる。こうした実施形態では、第２のスリップリング４２８は、硬質電気接続によって置換され得る。
【００６４】
図２５、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃ、及び図２８Ｄに最もよく示すように、２つの軸受４０８Ａ、４０８Ｂは、ドライブロッド４０４の近位部分の上に位置決めされ、エンドエフェクタ４０２に対する支持を提供するのに役立つ。ドライブロッド４０４の肩４０６は、ドライブロッド４０４に対して軸受４０８Ａ、４０８Ｂの位置を維持するのに役立つ。更に、モータカプラ４１０は、ドライブロッド４０４の近位端上のねじ山４０４Ｂにねじ込み式に結合され、したがって、ドライブロッド４０４上の所定の場所に軸受４０８Ａ、４０８Ｂを保持するのに同様に役立つ。先に論じた電気接続は、３つ全てのコンポーネント、すなわち、モータカプラ４１０、ドライブロッド４０４、及びエンドエフェクタ４０２を通して延在する。一実施形態によれば、先に述べたように、エンドエフェクタ４０２の近位部分から延在するピン４１２（図２５及び図２６Ａに最もよく示す）は、３つのコンポーネントの電気接続を可能にする。３つのコンポーネントのこの構成は、１つのエンドエフェクタ４０２の容易な取外し、及び、別のエンドエフェクタ４０２との置換を可能にし、別のエンドエフェクタ４０２は、ドライブロッド４０４に対する新しいエンドエフェクタ４０２の簡単なねじ込み式結合によって電気接続が再び確立されるように位置決めされる。
【００６５】
代替的に、軸受４０８Ａ、４０８Ｂは、他の支持コンポーネントによって置換され得る。一例はブッシングであると思われる。
引き続き図２５、図２８Ｃ、及び図２８Ｄに関して、モータカプラ４１０は、ドライブロッド４０４を通してモータアセンブリ４１４をエンドエフェクタ４０２に結合する。より具体的には、モータカプラ４１０は、カプラ４１０がシャフト４１６の上に位置決めされるように、モータシャフト４１６に結合される。一実施形態では、モータ４１６は、「Ｄ形」構成を生成する平坦部分４１６Ａを有し、モータカプラ４１０は、シャフト４１６及びカプラ４１０が、結合されると、互いに対して回転しないようにシャフト４１６に嵌合する、対応する「Ｄ形」構成を有する。
【００６６】
一実施形態によれば、図２８Ｃ及び図２８Ｄに最もよく示すように、モータカプラ４１０は、異なる径を有する２つの部分、すなわち、大きな部分４１０Ａ及び小さな部分４１０Ｂを有する。小さな部分４１０Ｂは、必要な電気接続を生成する、先に論じた第１のスリップリング４２６を受取るサイズに作られる。すなわち、先に論じたように、モータカプラ４１０の小さな部分４１０Ｂの上に位置決めされると、スリップリング４２６は、モータカプラ４１０に一定のクランプ力を提供することができ、一定のクランプ力は、回転中にモータカプラ４１０とモータシャフト４１６との間に電気接続を維持する。このタイプの接続（スリップリング）は、いずれのワイヤもねじることなく、無限の回転を可能にする。モータカプラ４１０とドライブロッド４０４との結合に関して、結合は、幾つかの実装態様では、接着剤によって強化されるか又は更に固定される。例えば、接着剤は、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）又は医療デバイスコンポーネントにおいて使用するための任意の他の知られている接着剤であり得る。
【００６７】
図２９Ａ及び図２９Ｂに最もよく示すように、前アーム４００の近位端は、結合コンポーネント４２０であって、前アームがそれに関して組込まれる手術システムの残りに前アーム４００を結合することを可能にする、結合コンポーネント４２０を有する。例えば、先に示され論じられたデバイス１０では、結合コンポーネント４２０は上アーム３０Ａに結合されることになる。結合コンポーネント４２０は、２つのねじ４２４によって前アーム４００の近位部分に結合され、２つのねじ４２４は、図示するように前アーム４００の穴を通して結合コンポーネント４２０の一部分に入るように位置決めされる。
【００６８】
結合コンポーネント４２０は、手術システムの適切なコンポーネントに結合する、コンポーネント４２０内に画定された開口４２２（図２９Ｂに最もよく示す）を有する。この実施形態では、開口４２２は、長方形状の開口４２２であるが、前アーム４００が結合されるシステムに応じて開口４２２が任意のタイプの結合コンポーネント又は機構の任意の構成であり得ることが理解される。
【００６９】
代替的に、結合コンポーネント４２０は、前アーム４００がデバイスの上アームの一体部分である実施形態において、又は、前アームが存在しない任意の実施形態においてなくされ得る。
【００７０】
図２５及び図２６Ａに戻ると、前アーム４００の本体４３０は、２つの本体部分（「シェル（ｓｈｅｌｌ）」とも呼ばれる）４３０Ａ、４３０Ｂで構成される。２つの部分４３０Ａ、４３０Ｂは、ねじ４３２及び上述したねじ４２４によって共に結合される。一実施形態によれば、２つの本体部分４３０Ａ、４３０Ｂのそれぞれは、図２６Ａに最もよく示す内部特徴部を有し、その内部特徴部は、モータアセンブリ４１４、軸受４０８Ａ、４０８Ｂ、及び、本体４３０の内部で互いに対して所定の位置にある他の内部コンポーネントを保持するのに役立つ。一実装態様では、任意の余分のワイヤの包含（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）を可能にするため、本体４３０内に設けられた空間が存在する。本体４３０を流体的にシールするのを補助するため、部分４３０Ａ、４３０Ｂの外側部分に更なるコンポーネント又は機構が含まれ得ることが理解される。例えば、一実施形態では、部分４３０Ａ、４３０Ｂのインタフェースは、２つの部分４３０Ａ、４３０Ｂの結合部において流体シールを提供する嵌合リップ及び溝構成を有し得る。
【００７１】
ロボットデバイス５００の別の実施形態は図３０〜３９Ｂに示される。この実施形態は、図３０に示すように、デバイス本体５１０、左アーム５２０、及び右アーム５３０を有する。左及び右アーム５２０、５３０は共に、それぞれ２セグメント、すなわち上アーム（又は「第１のリンク（ｆｉｒｓｔ  ｌｉｎｋ）」）及び前アーム（又は「第２のリンク（ｓｅｃｏｎｄ  ｌｉｎｋ）」）である。そのため、左アーム５２０は上アーム５２０Ａ及び前アーム５２０Ｂを有し、右アーム５３０は上アーム５３０Ａ及び前アーム５３０Ｂを有する。
【００７２】
この実施形態では、ロボットデバイス５００は、先に述べられ、図１Ａ〜２に示されたデバイスの実施形態と、幾つかの点で同様である。しかし、目下のデバイス５００は、以下で詳細に述べる、その「クラッチに似た（ｃｌｕｔｃｈ−ｌｉｋｅ）」継手構成のため独特である。デバイス又はプラットフォームを普通のオリフィスを通してＮＯＴＥＳ手技内に挿入するため、デバイス５００は、普通のオリフィスの普通の湾曲をナビゲートするために非常に軟質性がある必要がある。このデバイス５００内の各継手におけるクラッチに似た継手構成は、必要な軟質性をデバイス５００に提供する。一実施形態によれば、このデバイス５００は、先の実施形態に関して上述したシステムと同様の制御システムによってローカルに制御されることになる。
【００７３】
クラッチに似た構成は、一実施形態によれば、図３２Ａ及び図３２Ｂに最もよく示される。これらの図に見られ得るように、全体的な継手の設計は、上述した実施形態の継手の設計とかなり似ている。しかし、この実施形態では、ドライブベベルギア５６０は、歯を全く持たないギア５６０の部分５６２を有する。歯の無い部分５６２は、クラッチに似た構成を生成する。すなわち、歯の無い部分５６２が、歯が全く係合しないようにドリブンギア５６４に接触するか又はそれに隣接するように、ドライブベベルギア５６０が位置決めされると、全体的な継手５６６は、自由に移動し、したがって、挿入中に役立ち得る軟質性を有する。
【００７４】
図３１Ａ、図３１Ｂ、及び図３１Ｃに最もよく示すように、この実施形態は、１つ又は複数のゴムバンドに似たコンポーネント（本明細書で「エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）」又は「弾性バンド（ｅｌａｓｔｉｃ  ｂａｎｄ）」とも呼ばれる）５５０を同様に有することができ、ゴムバンドに似たコンポーネント５５０は、各継手を安定した状態に維持し、したがって、挿入中にロボットデバイス５２０をできる限りコンパクトに維持するよう各アームを位置決めされた状態に維持するために使用され得る。更なる実施形態では、バンド（複数可）５５０は、ベベルギアの係合のための正しい位置にアームを同様に維持し得る。より具体的には、デバイス本体５１０及び２つの上アーム５２０Ａ、５３０Ａは、弾性バンド（複数可）５５０を受取るように構成される、図３１Ｂに示す各コンポーネントの上部部分上に形成されたチャネル５５２を有する。或る実施形態では、例えば図３１Ｂに示す場所等の戦略的な場所に位置決めされたボルト５５４が同様に存在し、ボルト５５４に対して、弾性バンド（複数可）５５０が取付けられ得る。一実装態様では、１つの（又は複数の）弾性バンド５５０は、アーム５２０Ａ、５３０Ａを共に図３１Ｂの矢印で示すように付勢し、一方、両方のアームを図３１Ｃの矢印で示す上向きに同様に押付ける力をアーム５２０Ａ、５３０Ａに加える。
【００７５】
１つの代替の実施形態では、このクラッチに似た構成は、アーム５２０、５３０の位置決めが喪失される（すなわち、継手の位置がわからない）場合に、ホーミングのために同様に使用され得る。そのシナリオでは、ドライブベベルギアのそれぞれは、係合しないように位置決めされることができ、それにより、デバイス５００の継手位置が知られる。この実施形態では、更なる冗長な位置センサは全く必要とされないことになる。
【００７６】
他のタイプの安定化デバイス又は機構が、弾性バンド５５０の代わりに同様に使用され得ることが理解される。例えば、１つの代替の実施形態では、互いに対向して位置決めされ、同じでかつ反対の回転力をもたらす２つのねじりバネが使用され得る。代替的に、例えば、任意の市販の又は特別注文のクラッチを含む他の知られているクラッチに似たデバイス又は機構が使用され得る。更なる代替法では、軟質性リンクが、中実ベベルギア（歯が抜けていない）と組合せて使用され得る。こうした実施形態では、軟質性リンクの軟質性は、熱的に（熱可塑性）、電気的に（形状記憶合金）、又は機械的に（摩擦に基づく）活性化され得る。図３１Ｄは、機械的に活性されるリンク５５６の１つの例示的な実施形態を示す。リンク５５６は、小さな力Ｆがケーブル５５８に加えられると軟質になり、それにより、リンク５５６内のボール５５７とソケット５５９との間の摩擦を減少させ、したがって、リンク５５６の軟質性を生成する。対照的に、大きな力Ｆがケーブル５５８に加えられるとボール５５７とソケット５５９との間で摩擦が増加し、リンク５５６はより硬質になる。
【００７７】
図３３は、２つのアーム５２０、５３０の種々の継手の種々の自由度を示す。この実施形態では、左アーム５２０は４自由度を有し、一方、右アーム５３０は５自由度を有する。より具体的には、右アーム５３０の近位端から遠位端まで移動しながら、右アーム５３０は、肩ピッチ（Θ１）、肩ヨー（Θ２）、エルボーロール（Θ３）、エルボーヨー（Θ４）、及びエンドエフェクタロール（Θ５）を有する。対照的に、左アーム５２０は、肩ピッチ、肩ヨー、エルボーヨー、及びエンドエフェクタロールを有するが、エルボーロールを持たない。代替的に、任意の他の知られている運動学的構成もまた使用され得る。各アームについての複数の自由度は、より精密な動作についてのより器用なアームをもたらす。
【００７８】
図３４は、右アーム５３０の上アーム５３０Ａと前アーム５３０Ｂとの間の継手（「エルボー継手（ｅｌｂｏｗ  ｊｏｉｎｔ）」）を構成する重要なコンポーネントを示す。上アーム５３０Ａは、モータ、エンコーダ、及びギアヘッドを含むモータアセンブリ６００を有する。モータアセンブリ６００の遠位端は、ギアハウジング６０２内に位置決めされ、ギアハウジング６０２に結合される。一実施形態では、モータアセンブリ６００は、「Ｄ形」構成を生成する、アセンブリ６００の外側部分に沿う平坦部分を有し、その平坦部分は、ギアハウジング６０２内の内腔のＤ形構成に一致し、それにより、アセンブリ６００及びハウジング６０２は、アセンブリ６００が内腔内に位置決めされると、互いに対して回転できない。更なる実装態様では、アセンブリ６００及びハウジング６０２を更に固定するため、接着剤もまた使用され得る。
【００７９】
モータアセンブリ６００は、アセンブリ６００の遠位端から延在するモータシャフト６００Ａを有する。シャフト６００Ａは、スパーギア６０４がシャフト６００Ａの上に位置決めされるようにモータスパーギア６０４に結合され得る。一実施形態では、シャフト６００Ａは、「Ｄ形」構成をもたらす平坦部分を有し、その平坦部分は、スパーギア６０４内の内腔の「Ｄ形」構成に一致し、それにより、スパーギア６０４がシャフト６００Ａの上に位置決めされると、どのコンポーネントも他のコンポーネントに対して回転できない。モータスパーギア６０４は、２つのギアがギアハウジング６０２内で適切に位置きめされると、ドリブンスパーギア６０６に結合又は嵌合し、それにより、モータスパーギア６０４の回転がドリブンスパーギア６０６を回転させる。
【００８０】
ドリブンスパーギア６０６は、出力リンク６０８に結合され、それにより、モータアセンブリ６００の作動が出力リンク６０８を回転させる。より具体的には、ドリブンギア６０６は、出力リンク６０８の近位端の上に位置決めされる。一実施形態では、出力リンク６０８の近位端の一部分は、先の他のコンポーネントに関して述べた「Ｄ形」構成をもたらす平坦部分を有し、それにより、出力リンク６０８及びスパーギア６０６が、互いに対して回転可能でないように結合されることをもたらす。ねじ６１０は、出力リンク６０８にねじ込み式に結合され、出力リンク６０８を同様に併進的に固定しながら、軸受６１２、６１４と共に、スパーギア６０６を出力リンク６０８上に固定する。軸受６１２、６１４は、出力リンク６０８を拘束し支持し、ギアハウジング６０２内で保持され得る。コンポーネントは、ハウジングカバー６１６の助けを借りてギアハウジング６０２内に保持され、ハウジングカバー６１６は、ねじ６１８の助けを借りてハウジング６０２に固定され、ねじ６１８は、ギアハウジングカバー６１６を通して予荷重力を加える。一実施形態によれば、ねじ６２０は、上述したように、上アーム５３０Ａと前アーム５３０Ｂとの間で弾性バンドを固定するのに役立つ。
【００８１】
図３５は、右アーム５３０の前アーム５３０Ｂ及びエンドエフェクタ６３０を示す。この実施形態では、エンドエフェクタ６３０は、単極電気焼灼術デバイス６３０の別の実装態様である。前アーム５３０Ｂは、モータアセンブリ（図示せず）を保持するように構成され、ハウジング６３２内で固定されるスリップリング６３８を同様に含むモータハウジング６３２を有する。モータアセンブリ及び関連するドライブトレインが、上述した上アーム内の同じコンポーネントと実質的に同様であることが理解される。
【００８２】
モータスパーギア６３４は、モータハウジング６３２内でドリブンスパーギア６３６に動作可能に結合される。ドリブンギア６３６は、軸受６４０及びブッシング６４２によって支持され拘束され、ブッシング６４２は、ドリブンギア６３６の並進を防止する。ドリブンギア６３６は、ギア６３６の遠位部分上のねじ山（ｔｈｒｅａｄ）によって、取外し可能なエンドエフェクタ６３０にねじ込み式に結合される。エンドエフェクタ６３０は、スリップリング６３８に電気的に結合される。
【００８３】
更に、一実施形態によれば、前アーム５３０Ｂは、外部流体（例えば、体液等）が前アーム５３０Ｂの内部部分に入ることを防止されるように流体的にシールされる。前アーム５３０Ｂを流体的にシールするのに役立つ１つのコンポーネントは、ガスケット６４４であり、ガスケット６４４は、ハウジング６３２とハウジングカバー６４６との間に位置決めされ、それにより、ハウジングカバー６４６をハウジング６３２に固定するねじ６４８が、ガスケット６４４をブッシング６４２に同様に固定する。一実施形態では、ガスケット６４４は、軟質のウレタン又はシリコンで作られる。代替的に、ガスケット６４４は、ハウジング６３２を流体的にシールするのに役立ち得る任意の材料で作られる。
【００８４】
図３６〜３９Ｂは、左アーム５２０の前アーム５２０Ｂ及びエンドエフェクタ６５０を示す。この実施形態では、エンドエフェクタ６５０は、把持器コンポーネント（「組織操作コンポーネント（ｔｉｓｓｕｅ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」又は「組織操作器（ｔｉｓｓｕｅ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ）」）６５０の別の実装態様である。図３６及び図３７に最もよく示すように、前アーム５３０Ｂは、２つのモータアセンブリ、すなわち、回転モータアセンブリ６５２及び把持器モータアセンブリ６５４を有する。図３６に最もよく示すように、回転モータアセンブリ６５２は、前アーム５２０Ｂを回転させ得る。図３７に最もよく示すように、把持器モータアセンブリ６５４は、把持器６５０を、開口位置と閉鎖位置との間で移動させ得る。
【００８５】
図３６に戻ると、一実施形態では、回転モータアセンブリ６５２は、モータ、エンコーダ、及び一体型ギアヘッドを有する。更に、アセンブリ６５２は、モータスパーギア６５８に結合するモータシャフト６５６を有する。一実装態様によれば、シャフト６５６は、スパーギア６５８内で画定される「Ｄ形」内腔に嵌合する「Ｄ形」構成を有するシャフト６５６をもたらす平坦部分６５６Ａを有する。したがって、シャフト６５６及びギア６５８は、いずれのコンポーネントも他のコンポーネントに対して回転できないように結合される。モータアセンブリ６５２の一部分及びモータスパーギア６５８は、近位ギアハウジング６６０内に位置決めされ、近位ギアハウジング６６０は、モータスパーギア６５８及びドリブンスパーギア６６２が、ハウジング６６０内に位置決めされると互いに対して回転可能に結合されるように、ドリブンスパーギア６６２を同様に収容する。一実施形態では、モータアセンブリ６５２は、ハウジング６６０に結合され、或る実装態様では、アセンブリ６５２は、ハウジング６６０に幾何学的に及び／又は接着的に固定される。モータアセンブリ６５２の作動は、モータスパーギア６５８の回転を引起し、それが、ドリブンスパーギア６６２の回転を引起す。
【００８６】
ドリブンスパーギア６６２は、上アーム５２０Ａに結合される出力リンク６６４に動作可能に結合され、したがって、上アーム５２０Ａと前アーム５２０Ｂとの間の継手の一部である。図３６に示すように、ドリブンスパーギア６６２及び２つの軸受６６６、６６８は、出力リンク６６４上に位置決めされ、それにより、軸受６６６、６６８は、近位ギアハウジング６６０内で支持され、出力リンク６６４に対する或る程度の支持及び拘束を提供する。ねじ６７０は、出力リンク６６４に結合され、リンク６６４を同様に並進的に拘束しながら、ギア６６２及び軸受６６６、６６８をリンク６６４に固定するのに役立つ。一実施形態では、出力リンク６６４は、「Ｄ形」構成を生成する平坦部分６６４Ａを有し、平坦部分６６４Ａは、ドリブンスパーギア６６２内で画定されるＤ形内腔に嵌合し、それにより、ギア６６２及びリンク６６４は、ギア６６２がリンク６６４上に位置決めされると、互いに対して回転できない。
【００８７】
ハウジング６６０は、ギア６５８、６６２を収容するハウジング６６０内の開口の上に位置決めされるハウジングカバー６７２を同様に有する。カバー６７２は、ねじ６７４によって所定の場所に固定され、それにより、軸受６６６、６６８に予荷重力を加える。ハウジングは、更なるねじ６７６を同様に有し、更なるねじ６７６は、上述したようにアームを安定化するため、上アーム５２０Ａ及び前アーム５２０Ｂの両方に結合される弾性バンドを固定するか又はその他の方法で拘束するために使用され得る。
【００８８】
一実装態様では、ハウジング６６０は、液体がハウジング６６０の任意の内部部分に全くアクセスできないように流体的にシールされるように構成される。
図３７に戻って、一実施形態では、把持器モータアセンブリ６５４は、モータ、エンコーダ、及び一体型ギアヘッドを有する。更に、アセンブリ６５４は、モータスパーギア６８２に結合するモータシャフト６８０を有する。一実装態様によれば、シャフト６８０は、スパーギア６８２内で画定される「Ｄ形」内腔に嵌合する「Ｄ形」構成を有するシャフト６８０をもたらす平坦部分６８０Ａを有する。したがって、シャフト６８０及びギア６８２は、いずれのコンポーネントも他のコンポーネントに対して回転できないように結合される。モータアセンブリ６５４の一部分及びモータスパーギア６８２は、遠位ギアハウジング６８４内に位置決めされ、遠位ギアハウジング６８４は、モータスパーギア６８２及びドリブンスパーギア６８６が、ハウジング６８４内に位置決めされると互いに対して回転可能に結合されるように、ドリブンスパーギア６８６を同様に収容する。一実施形態では、モータアセンブリ６５４は、ハウジング６８４に結合され、或る実装態様では、アセンブリ６５４は、ハウジング６８４に幾何学的に及び／又は接着的に固定される。モータアセンブリ６５４の作動は、以下で詳細に述べるように、把持器６５０を、その開口位置と閉鎖位置との間で移動させる。
【００８９】
ドリブンスパーギア６８６は、把持器６５０に結合されるプッシュ／プルメート６８８に動作可能に結合される。より具体的には、ドリブンスパーギア６８６及び２つの軸受６９０、６９２は、プッシュ／プルメート６８８から延在するねじ山付きロッド６９４上に位置決めされ、それにより、軸受６９０、６９２は、遠位ギアハウジング６８４内で支持され、ドリブンギア６８６に或る程度の支持及び拘束を提供する。ギア６８６は、ロッド６９４にねじ込み式に結合される。ハウジングカバー７０２は、ギアハウジング６８４内の開口を覆うように構成され、それにより、ねじ７０４、７０８によって軸受６９０、６９２に予荷重力を加え、ねじ７０４、７０８は、カバー７０２を通して、ハウジング６８４に入るようにねじ込み式に結合される。ハウジング６８４は、プッシュ／プルメート６８８に対して流体的にシールするガスケット又はシール７１０を同様に有し、それにより、どんな流体もハウジング６８４の内部に入ることを防止する。一実施形態では、シール７１０は、軟質のウレタン又はシリコン或いは流体シールを生成するときに使用するための任意の他の知られている材料で作られる。
【００９０】
ドリブンスパーギア６８６が回転すると、プッシュ／プルメート６８８は、把持器ハウジング６９６に回転可能に拘束されるため並進する。より具体的には、図３８Ａ及び図３８Ｂに最もよく示すように、プッシュ／プルメート６８８は、前アーム５２０Ｂの縦軸に対して９０°で、プッシュ／プルメート６８８から離れるように延在する突出部６８９を有する。したがって、突出部６８９は、プッシュ／プルメート６８８がハウジング６９６に対して回転できないようにハウジング６９６内で位置決めされる。
【００９１】
一実施形態では、図３７、図３８Ａ、及び図３９Ａに最もよく示すように、把持器６５０は、ボール及びソケット結合によってプッシュ／プルメート６８８に取外し可能に結合され、ボール６９８は置換可能な把持器６５０の近位端に位置決めされる。この結合によって、プッシュ／プルメート６８８の並進運動は、把持器６５０の顎部に伝達され、それにより、顎部が開口位置と閉鎖位置との間で移動する。把持器６５０は、把持器ハウジング６９６に幾何学的に拘束される把持器メート７００に幾何学的にかつ接着的に拘束される。
【００９２】
図３８Ａ、図３９Ａ、及び図３９Ｂに最もよく示すように、把持器６５０及び把持器メート７００は、上述したように、把持器ハウジング６９６の遠位端及びプッシュ／プルメート６８８に取外し可能に嵌合可能であるように構成される。したがって、把持器６５０は、使用のために容易に結合され、また、同様に容易に、取外され、別のエンドエフェクタと置換され得る。一実装態様によれば、把持器エンドエフェクタ６５０は、限定はしないが、他の歯付き把持器、双極電気焼灼術デバイス、クリップアプライヤー、せん断機、超音波シーラ、及び同様なもの等の、他の知られている操作デバイスと置換され得る。把持器６５０（又は他のエンドエフェクタ）が、把持器ハウジング６９６及びプッシュ／プルメート６８８に結合され、それにより、ボール６９８がプッシュ／プルメート６８８のソケット内に位置決めされると、エンドエフェクタ６５０は、図３９Ｂに示すように、弾性バンド７１２によってハウジング６９６に固定され得る。代替的に、任意の他のタイプのバンド又は保持デバイス又は機構が使用され得る。
【００９３】
本明細書に開示される種々のインビボロボットデバイス及び他のこうしたデバイスは、例えば腹膜腔等の患者の内部のキャビティの内部に挿入され位置決めされることを意図される。種々の方法及びデバイスが、キャビティ内へのデバイスの挿入を達成するために使用され得る。図４０Ａ〜４５は、こうした挿入デバイスの種々の実施形態を示す。
【００９４】
図４０Ａ、図４１Ａ、及び図４１Ｂは、挿入チャンバ８０４を画定する挿入チューブ８０２、挿入ポート８０６、及び近位チューブカバー８０８を有する挿入デバイス８００を示す。図４０Ａに示すように、使用時、ロボットデバイス８１０（例えば、先に論じたデバイスの実施形態の任意の実施形態等）は、挿入チャンバ８０４の内部に位置決めされ、近位チューブカバー８０８を通して位置決めされる挿入ロッド８１２に結合され得る。デバイス８００は、ターゲットキャビティにアクセスする、患者内の切開に接して位置きめされることができ、それにより、挿入ロッド８０６が、その切開に接して又は切開内に位置決めされる。デバイス８００が正しく位置決めされると、ユーザは、挿入ロッド８１２を使用して、デバイス８１０をチャンバ８０４から出してポート８０６を通り患者のキャビティに入るように押しやり得る。
【００９５】
代替的に、（図４０Ｂ−１、図４０Ｂ−２、図４０Ｂ−３、及び図４０Ｂ−４を含む）図４０Ｂに最もよく示すように、ロボットデバイス８１０は、挿入チューブ８０２の内部に位置決めされ、チューブ８０２の外側部分に沿って位置決めされるハンドル８２４に磁気的に結合され得る（図４０Ｂ−１に示す）。幾つかの実装態様によれば、ハンドル８２４が使用されて、ロボットデバイス８１０を腹部キャビティ内に導入し、デバイス８１０を磁気結合によって腹部壁に固定し得る。より具体的には、チャンバ８０４と患者のキャビティとの間に開口が確立されると、ハンドル８２４は、チューブ８０２の外側表面に沿って遠位に押しやられ、それにより、図４０Ｂ−２に最もよく示すように、デバイス８１０がチューブ８０２の遠位端から出て押しやられるように、デバイス８１０を、磁気力によって遠位方向に同様に押しやり得る。ハンドル８２４は、その後、チューブ８０２の端部に押しやられることができ、それにより、図４０Ｂ−３に最もよく示すように、デバイス８１０のアームが、チャンバ８０４を完全に出る、また更に、図４０Ｂ−４に最もよく示すように、デバイス８１０全体がチャンバ８０４を出て、ハンドル８２４を使用してキャビティ内に位置決めされる（ハンドル８２４は患者の身体の外に位置決めされる）。この挿入法は、オリフィス又は挿入チューブ８０２が、外科手技の継続時間の間、開口したままになることを可能にし得る。オリフィス又は挿入チューブ８０２は、例えば試料除去等のために他の手術デバイスによって使用され得る。更に、磁気結合は、ロボットデバイス８１０が、異なるプラットフォーム配向で、腹部キャビティの大きなエリアにアクセスすることを可能にし得る。一実施形態によれば、ロボットデバイス８１０に通信及び電力テザーを渡すことができるチャネルが、オリフィス又は挿入チューブ８０２内に作られ得る。
【００９６】
一実施形態によれば、挿入チューブ８０２は、単一の硬質及び／又は軟質管状構造からなる。代替的に、チューブ８０２は、管状構成に限定されず、患者のキャビティに挿入するためのロボットデバイスを含み得る任意の知られている形状を有し得る。例えば、一実施形態では、チューブ８０２の断面は、長方形又は長円形形状を有し得る。
【００９７】
更なる代替法では、挿入チューブ８０２は軟質であり得る。こうした実施形態では、挿入ポート８０６が切開部位に固定されるか又はその他の方法でそれに結合されると、軟質チューブ８０２（ロボットデバイスが内部に収容されている）は、ポート８０６に結合され得る。その時点で、腹部キャビティは、ガス注入され、軟質チューブ８０２は、空気で一杯のバルーンのように、ガス注入の結果として半硬質になる。ロボットデバイスが、その後、挿入され、一実施形態では、軟質チューブ８０２は、挿入ロッドとデバイスとの結合の同時の時点で圧潰され、チューブ８０２の外側サイズを減少させる。体積の変化に対処するため、圧力逃がし弁が必要とされることになる。
【００９８】
図４２Ａ及び図４２Ｂは、近位チューブカバー８０８の一実施形態を示す。この実施形態では、カバー８０８は、挿入チューブ８０２に結合されるチューブメート８５０を有する。一実施形態では、チューブメート８５０は、チューブ８０２に幾何学的に及び／又は接着的に固定される。チューブメート８５０は、その対向する端部においてハウジング８５２に結合される。この実施形態では、チューブメート８５０及びハウジング８５２は、ねじ８５４によって結合される。代替的に、任意の知られている結合機構又は方法が使用され得る。一実装態様では、ガスケット８５６が、チューブメート８５０とハウジング８５２との間に位置決めされる。ブッシング８６４が、ハウジング８５２内に位置決めされ、それに固定される。一実装態様によれば、ブッシング８６４は、上述した挿入ロッド８１２に嵌合することができ、それにより、ロッド８１２は、滑らかな直線運動で縦に移動できる。ハウジング８５２は、ねじ８６０によってシールキャップ８５８に結合され、ガスケット８６２及びシール８６６は、ハウジング８５２とキャップ８５８との間に位置決めされる。一実施形態では、シール８６６は、挿入ロッド８１２とシール８６６との間に動的シールを生成して、ロッド８１２が手技中に前後に移動するときに、腹部キャビティのガス注入の喪失を防止する。
【００９９】
図４３は、挿入ポート８０６の一実装態様を示す。図示するように、ポート８０６は、挿入円錐８８０及びチューブメート８８２を含む。チューブメート８８２は、挿入チューブ８０２に結合される。チューブメート８８２は、チューブ８０２に幾何学的に及び／又は接着的に固定され得る。対向する端部において、チューブメート８８２は、ねじ８８４によって挿入円錐８８０に結合される。更に、ガスケット８８６が、チューブメート８８２と挿入円錐８８０との間に位置決めされる。
【０１００】
挿入円錐８８０が円錐幾何形状に限定されないことが理解される。すなわち、挿入円錐８８０は、同様に、そのコンポーネントが依然としてポートとして働く限り、管状構成又は任意の他の知られている構成を有し得る。
【０１０１】
或る代替の実施形態では、本明細書に開示されるか又は企図されるロボットデバイスの任意のロボットデバイス（例えば、ロボットデバイス８、８１０を含む）は、挿入ロッド（例えば、上述した挿入ロッド４０、８１２等）又は磁石を進めることによって腹部キャビティに手動で挿入され得る。代替的に、任意のこうしたロボットデバイス（ロボットデバイス８、８１０等）は、ロボットアームの使用によって、腹部キャビティにロボット制御で挿入され得る。こうした実施形態では、挿入手技は、外科医によって又は自動的に実施され得る。デバイス８、８１０等のロボットデバイスが、高い器用さ及び操作可能性を有する「スイートスポット（ｓｗｅｅｔ  ｓｐｏｔ）」又はロボット作業領域体積を有することが理解される。ロボットアームの使用は、この作業領域体積を、その体積が腹部キャビティ全体を含むように拡張し得る。別の実装態様によれば、「ソフト境界（ｓｏｆｔ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）」が、作業領域境界又は限界と、作業領域の「スイートスポット」との間に生成され得る。すなわち、デバイスがソフト境界を横切る場合、システムが外部ロボットアームを作動させて、ロボットデバイスを作業領域の「スイートスポット」に戻るように自動的に及び／又は自律的に大まかに位置決めするようにトリガーされるセンサ又は他の機構を有する。こうした再位置決めは、同様に、外科医の監督下で、手動で又はロボット制御によって行われ得る。自律的で大まかな位置決めは、ベッドサイドの補助及びロボットデバイスの位置決めに関連する外科医と補助者との間で一般に起こるヒューマンエラーをなくし得る。
【０１０２】
挿入デバイス８００の種々の実施形態はカメラ（本明細書で「可視化デバイス（ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）」とも呼ばれる）を有し得る。本明細書に開示されるカメラの実施形態は、ユーザが、患者のキャビティ内への挿入中及び使用中のデバイスを観察することを可能にする。
【０１０３】
図４０Ａに戻ると、一実施形態では、カメラ８１４は、挿入ポート８０６内に収容される。一実施形態によれば、カメラ８１４は、３ＭＭ  ＣＭＯＳカメラ８１４である。カメラ８１４によって達成される視円錐（ユーザがそのエリアをディスプレイ上で見ることができるようにカメラ８１４によって取込まれるエリア）８２０が示される。一実施形態では、カメラ８１４は、接続コンポーネント８１６に結合され、接続コンポーネント８１６は、カメラ８１４をモニタ８１８又は他のタイプのディスプレイに結合する。光源は、この実施形態では、挿入ポート８０６の遠位端上に位置決めされるＬＥＤ光源８２２によって提供される。代替的に、カメラによって観察するため手術空間を照明するための、医療デバイスと共に使用され得る任意の知られている光源が使用され得る。
【０１０４】
図４４Ａ〜４４Ｆは、挿入デバイス８００の或る実施形態と共に使用するためのカメラ８９０の別の実施形態を示す。カメラ８９０は、カメラ８９０に結合される光源８９２を有する。この実施形態では、カメラ８９０は、４つのバー（又は「リンク（ｌｉｎｋ）」）８９６Ａ、８９６Ｂ、８９６Ｃ、８９６Ｄで構成される４バーリンク機構８９６によってデバイス８００に結合される。すなわち、４つのバー８９６Ａ、８９６Ｂ、８９６Ｃ、８９６Ｄは、ユーザによって操作されて、図に示すように、カメラ８９０を円錐８８０から出るように移動させ、挿入中及び使用中にロボットデバイスを観察するためにカメラ８９０を位置決めし得る。視円錐８９４は、一実施形態では、カメラ８９０によって取込まれるエリアの略図を提供する。この構成は、大きなカメラ（例えば、高品位カメラ等）が、デバイスの挿入前に（デバイスが円錐８８０内に又は円錐８８０を通して位置決めされないときに）挿入円錐８８０内に収容され、その後、使用中に円錐８８０から出るように移動させることを可能にする。すなわち、ポート８０６が切開部位に取付けられ、キャビティがガス注入されると、カメラ８９０は、４バーリンク機構８９６によって展開され得る。こうして円錐８８０内へカメラを位置決めし、円錐から出るようカメラを移動させることは、ロボットデバイスが挿入中に常に視覚化の下にあることを可能にする。
【０１０５】
更なる代替法では、カメラを展開するため、任意の他の知られている作動デバイス又は機構が使用され得る。１つのこうした更なる例は、プリフォーム形状記憶合金又は同様なものである。
【０１０６】
一実施形態では、カメラ８９０はＵＳＢウェブカメラである。
図４５Ａ〜４５Ｄは、更に別のカメラの実装態様を示す。この実施形態では、カメラ９００は、挿入円錐８８０の外側部分に結合されるリンク機構９０２に結合される。より具体的には、リンク機構９０２は、２つのリンク９０２Ａ、９０２Ｂで構成され、カメラ９００は、リンク９０２Ｂに結合される。リンク９０２Ａは挿入円錐８８０に旋回可能に結合され、リンク９０２Ｂはリンク９０２Ａに旋回可能に結合される。図４５Ｂ、図４５Ｃ、及び図４５Ｄに示す非展開構成では、リンク９０２Ａ、９０２Ｂは、カメラ９００及びリンク９０２Ａ、９０２Ｂが円錐８８０の一部分を形成するように構成される。図４５Ａに示す展開構成では、リンク９０２Ａ、９０２Ｂは、カメラ９００が手術エリアの画像を取込む位置にあるように伸長される。光源（図示せず）は、リンク９０２Ｂ又はリンク９０２Ａ（或いは両方）に結合されて、観察エリアを照明し得る。
【０１０７】
先に開示したカメラの実施形態の任意の実施形態が、ズームレンズパッケージ、又は、リニアアクチュエータによる視円錐の軸に平行な機械的並進を有し得ることが理解される。
【０１０８】
本発明が、好ましい実施形態に関して述べられたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更が行われ得ることを当業者は認識するであろう。
【図１Ａ】
2020054861.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2020054861.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2020054861.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2020054861.tif 000013
【図６Ｂ】
2020054861.tif 000014
【図７】
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【図８Ａ】
2020054861.tif 000016
【図８Ｂ】
2020054861.tif 000017
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
2020054861.tif 000020
【図１０Ｂ】
2020054861.tif 000021
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４Ａ】
2020054861.tif 000032
【図１４Ｂ】
2020054861.tif 000033
【図１５Ａ】
2020054861.tif 000034
【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
2020054861.tif 000036
【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
2020054861.tif 000038
【図１７Ｂ】
2020054861.tif 000039
【図１７Ｃ】
2020054861.tif 000040
【図１８Ａ】
2020054861.tif 000041
【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
2020054861.tif 000043
【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
2020054861.tif 000045
【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
2020054861.tif 000050
【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
2020054861.tif 000058
【図２６Ｂ】
2020054861.tif 000059
【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
2020054861.tif 000062
【図２８Ａ】
2020054861.tif 000063
【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
2020054861.tif 000065
【図２８Ｄ】
2020054861.tif 000066
【図２９Ａ】
2020054861.tif 000067
【図２９Ｂ】
2020054861.tif 000068
【図３０】
2020054861.tif 000069
【図３１Ａ】
2020054861.tif 000070
【図３１Ｂ】
2020054861.tif 000071
【図３１Ｃ】
2020054861.tif 000072
【図３１Ｄ】
2020054861.tif 000073
【図３２Ａ】
2020054861.tif 000074
【図３２Ｂ】
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【図３３】
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【図３４】
2020054861.tif 000077
【図３５】
2020054861.tif 000078
【図３６】
2020054861.tif 000079
【図３７】
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【図３８Ａ】
2020054861.tif 000081
【図３８Ｂ】
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【図３９Ａ】
2020054861.tif 000083
【図３９Ｂ】
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【図４０Ａ】
2020054861.tif 000085
【図４０Ｂ−１】
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【図４０Ｂ−２】
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【図４０Ｂ−３】
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【図４０Ｂ−４】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
2020054861.tif 000091
【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３】
2020054861.tif 000094
【図４４Ａ】
2020054861.tif 000095
【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４４Ｄ】
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【図４４Ｅ】
2020054861.tif 000099
【図４４Ｆ】
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【図４５Ａ】
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【図４５Ｂ】
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【図４５Ｃ】
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【図４５Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月22日(2020.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットデバイスであって、
（ａ）チューブを通して患者の身体キャビティ内に少なくとも部分的に位置決めされるように構成される細長い構成要素を備え、前記細長い構成要素は、
（ｉ）前記細長い構成要素の遠位端に位置する第１のギアを有する第１の肩継手、及び
（ｉｉ）前記細長い構成要素の遠位端に位置する第２のギアを有する第２の肩継手を備え、
前記細長い構成要素と前記第１及び第２の肩継手とは、前記チューブを通して位置決め可能であり、
（ｂ）前記第１のギアに動作可能に結合される第１のアームを備え、前記第１のアームは、
（ｉ）前記第１のアーム内に配置される少なくとも一つの第１のアームモータ、及び
（ｉｉ）前記第１のアームに動作可能に結合されるとともに、前記少なくとも一つの第１のアームモータに作動可能に結合される第１のエンドエフェクタを備え、
（ｃ）前記第２のギアに動作可能に結合される第２のアームを備え、前記第２のアームは、
（ｉ）前記第２のアーム内に配置される少なくとも一つの第２のアームモータ、及び
（ｉｉ）前記第２のアームに動作可能に結合されるとともに、前記少なくとも一つの第２のアームモータに作動可能に結合される第２のエンドエフェクタを備える、ロボットデバイス。
【請求項２】
前記第１のアームは、前記第１のアームが真直ぐな構成で延在するとき、前記チューブを通して位置決め可能であり、前記第２のアームは、前記第２のアームが真直ぐな構成で延在するとき、前記チューブを通して位置決め可能である、請求項１に記載のロボットデバイス。
【請求項３】
前記第１のギアは、前記細長い構成要素の長さに平行な第１の軸の周りに回転するように構成され、前記第２のギアは、前記細長い構成要素の長さに平行な第２の軸の周りに回転するように構成される、請求項１又は２に記載のロボットデバイス。
【請求項４】
前記第１のアームは、第１の上アーム、及び前記第１の上アームに動作可能に結合される第１の前アームを備え、前記第２のアームは、第２の上アーム、及び前記第２の上アームに動作可能に結合される第２の前アームを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットデバイス。
【請求項５】
前記第１の上アーム及び前記第１の前アームは、前記第１のアームが真直ぐな構成で延在するとき同一直線上に位置し、前記第２の上アーム及び前記第２の前アームは、前記第２のアームが真直ぐな構成で延在するとき同一直線上に位置する、請求項４に記載のロボットデバイス。
【請求項６】
前記第１の前アームは、第１の前アームモータハウジングと第１の前アームローカル制御ボードとを有する、請求項４又は５に記載のロボットデバイス。
【請求項７】
前記第２の前アームは、第２の前アームモータハウジングと第２の前アームローカル制御ボードとを有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載のロボットデバイス。