(57)【要約】  制御可能な物品用のコネクタアセンブリについてここで述べる。コネクタアセンブリは、制御可能な物品を操作するのに使用される力伝達要素を備えた、１またはそれ以上の力生成器から、力を伝達するために用いられる力伝達要素と噛み合う。加えて、コネクタアセンブリは組織を提供し、これにより、通常は迅速な１つの動きを有する、複数の要素を接続するプロセスを簡略化する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
連節器機と力生成器とを接続する接続アセンブリであって、
第２部分に取り外せるように接続された第１部分を有する接続アセンブリと、
少なくとも１つのガイドウエイと、少なくとも１つのガイドウエイに対して移動可能な運搬アセンブリと、運搬アセンブリに取り付けられ力生成器に接続された力伝達要素とを含む第１部分と、
少なくとも１つのガイドウエイと、少なくとも１つのガイドウエイに対して移動可能な運搬アセンブリと、運搬アセンブリに取り付けられ連節器機に接続された力伝達要素とを含む第２部分とを含む接続アセンブリ。
【請求項２】
第１部分が第１動作を用いて第２部分に接続され、第１部分の運搬アセンブリが第２動作を用いて第２部分の運搬アセンブリと噛み合った請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項３】
第１部分が第２部分に接続された場合、第１部分の少なくとも１つのガイドウエイに対する第１部分の運搬アセンブリの動きが、連節器機を動かす請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項４】
第１部分が第２部分に接続された場合、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項５】
第１部分の運搬アセンブリが、フックを用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項６】
第１部分の運搬アセンブリが、歯車を用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項７】
第１部分の運搬アセンブリが、噛み合い面と相補性の噛み合い面とを用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項８】
形状記憶合金要素が活動した場合に、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項９】
第１部分の運搬アセンブリが、ピンとスロットを用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項１０】
第１部分の運搬アセンブリが、機械コネクタを用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項１１】
第１部分の運搬アセンブリが、磁場を用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項１２】
第１部分の運搬アセンブリが、吸着を用いて第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされた請求項４にかかる接続アセンブリ。
【請求項１３】
力生成器が、回転エネルギを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１４】
力生成器が、モーターを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１５】
力生成器が、ポンプを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１６】
第１部分での力伝達要素への力の適用が、第１部分の少なくとも１つのガイドウエイに対して第１部分の運搬アセンブリを動かす請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１７】
第１部分での力伝達要素への力の適用が、連節器機を動かす請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１８】
連節器機が、医療器機である請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項１９】
医療器機が、分割された内視鏡である請求項１８にかかる接続アセンブリ。
【請求項２０】
第２部分の力伝達要素が、分割された内視鏡の少なくとも１つのセグメントに接続された請求項１９にかかる接続アセンブリ。
【請求項２１】
更に、接続アセンブリの操作状態を表示するセンサを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２２】
接続アセンブリが、迅速取り外しメカニズムを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２３】
接続アセンブリが、第１部分から第２部分に力を伝達するために適用された機械インターフェイスを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２４】
ガイドウエイが、運搬アセンブリが動く制限された範囲を規定する請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２５】
ガイドウエイが、運搬アセンブリの動きを制限するストップを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２６】
ガイドウエイが、突出部を含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２７】
突出部が、運搬アセンブリを保持するために取り付けられた請求項２６にかかる接続アセンブリ。
【請求項２８】
ガイドウエイが、リセスを含む請求項１にかかる接続アセンブリ。
【請求項２９】
リセスが、運搬アセンブリを保持するために取り付けられた請求項２８にかかる接続アセンブリ。
【請求項３０】
器機の動きを制御するためのシステムであって、
第２部分に取り外せるように接続された第１部分を有し、第１部分が第１力伝達要素に接続された運搬アセンブリを含み、第２部分が第２力伝達要素に接続された運搬アセンブリを含む接続アセンブリと、
第１力伝達要素に接続されたアクチュエータと、
第２力伝達要素に接続された器機と、
器機の動きを制御するために入力に応答する制御システムと、を含む器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３１】
アクチュエータの操作を調整することにより、制御システムが器機の動きを制御する請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３２】
第１部分が第２部分に接続された場合に、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリに噛み合わされる請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３３】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと機械的に噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３４】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと磁気的に噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３５】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと気体の作用で噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３６】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと液体の作用で噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３７】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、噛み合う歯の組を用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３８】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、噛み合う歯車の組を用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項３９】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、平歯車を用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４０】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、ウォーム歯車を用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４１】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、形状記憶合金要素の動きにより噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４２】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、少なくとも１つのフック用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４３】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、糸を付けた部材を用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４４】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、スロットとピンとの噛み合わせにより噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４５】
第１部分の運搬アセンブリが、第２部分の運搬アセンブリと、スプラインとラックとを用いて噛み合った請求項３２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４６】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、ケーブルである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４７】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、ピストンである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４８】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、液体を含む請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項４９】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、ボーデンケーブルである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５０】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、ワイヤである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５１】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、ロッドである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５２】
第１力伝達要素または第２力伝達要素が、コントロールロッドである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５３】
第１力伝達要素および第２力伝達要素が、ケーブルである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５４】
アクチュエータが、モーターである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５５】
アクチュエータが、ポンプである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５６】
アクチュエータが、真空ポンプである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５７】
アクチュエータが、気体式のポンプである請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５８】
アクチュエータが、形状記憶合金を含む請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項５９】
アクチュエータが、電気活性ポリマーを含む請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６０】
第１部分が第２部分から外れた場合、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリから外れる請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６１】
連節器機が、医療器機である請求項３０にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６２】
医療器機が、内視鏡である請求項６１にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６３】
医療器機が、カテーテルである請求項６１にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６４】
医療器機が、分割された内視鏡である請求項６１にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６５】
第１部分が第２部分に接続された場合、第１力伝達要素の動きが分割された内視鏡のセグメントを動かす請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６６】
制御システムがアクチュエータを駆動させる命令を出し、これにより分割された内視鏡のセグメントを所望の形に動かす請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６７】
制御システムがアクチュエータを駆動させる命令を出し、これにより分割された内視鏡のセグメントを入力に対応して動かす請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６８】
入力が、使用者によって与えられる請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項６９】
入力が、外科計画プログラムによって与えられる請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項７０】
入力が、更に、外科計画プログラムからの入力を含む請求項６８にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項７１】
入力が、分割された内視鏡が動く所望の経路の画像に基づく請求項６２にかかる器機の動きを制御するためにシステム。
【請求項７２】
分割された医療器機を動かすために、力または位置コントローラを接続するコネクタであって、
第２コネクタハウジングに取り外せるように接続された第１コネクタハンジングを有するコネクタと、
複数のガイドウエイとそれぞれのガイドウエイに載置された少なくとも１つの運搬アセンブリとを有し、運搬アセンブリはアクチュエータまたは力生成器に接続するように適用された、第１コネクタハウジングと、
複数のガイドウエイとそれぞれのガイドウエイに載置された少なくとも１つの運搬アセンブリとを有し、力または位置伝達要素はそれぞれの運搬アセンブリに取り付けられ、分割された医療器機と接続するように適用された第２コネクタハウジングと、を含むコネクタ。
【請求項７３】
第１コネクタハウジングの運搬アセンブリが力生成器に接続されるように適用され、アクチュエータが力または位置伝達要素を用いた請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項７４】
第２コントローラハンジングの運搬アセンブリに取り付けられた力または位置伝達要素が、分割された医療器機の近位セグメントを通り、分割された医療器機の遠位セグメントに取り付けられる請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項７５】
第１コネクタハウジングの運搬アセンブリへの力の適用が、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリを動かす請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項７６】
第１コネクタハウジングの運搬アセンブリへの力の適用が、分割した医療器機のセグメントを動かす請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項７７】
第２コネクタハウジングの運搬アセンブリが、ガイドウエイに沿って動く請求項７５にかかるコネクタ。
【請求項７８】
少なくとも１つの第１コネクタハウジングと第２コネクタハウジングが、緩和領域を含む請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項７９】
緩和領域が第１コネクタハウジングにあり、緩和領域の部分が第１コネクタハウジングのガイドウエイに対して直線でない配置にある請求項７８にかかるコネクタ。
【請求項８０】
緩和領域が第２コネクタハウジングにあり、緩和領域の部分が第２コネクタハウジングのガイドウエイに対して直線でない配置にある請求項７８にかかるコネクタ。
【請求項８１】
緩和領域が、第１コネクタハウジングのガイドウエイに角度を持って配置された第１コネクタハウジングに接続された力伝達要素を含む請求項７３にかかるコネクタ。
【請求項８２】
緩和領域が、第２コネクタハウジングのガイドウエイに角度を持って配置された第２コネクタハウジングに接続された力伝達要素を含む請求項７８にかかるコネクタ。
【請求項８３】
更に、コネクタの操作特性を検出するセンサを含む請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項８４】
コネクタで検出される操作特性が、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリと第２コネクタハウジングの運搬アセンブリの噛み合いである請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項８５】
コネクタで検出される操作特性が、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリからの、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリの取り外しである請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項８６】
コネクタで検出される操作特性が、力伝達要素の張力である請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項８７】
コネクタで検出される操作特性が、力伝達要素にかかるトルクである請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項８８】
コネクタで検出される操作特性が、力伝達要素上の力の動きである請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項８９】
コネクタで検出される操作特性が、運搬アセンブリ上の力の動きである請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項９０】
コネクタで検出される操作特性が、運搬アセンブリの移動する範囲である請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項９１】
コネクタで検出される操作特性が、運搬アセンブリの位置である請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項９２】
コネクタで検出される操作特性が、摩擦損失の表示である請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項９３】
コネクタで検出される操作特性が、構成要素の摩耗に関する請求項８３にかかるコネクタ。
【請求項９４】
更に、コネクタに接続された分割された医療器機についての情報を提供する表示器を含む請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項９５】
情報が、分割された医療器機で行われたメンテナンスからの時間に関する請求項９４にかかるコネクタ。
【請求項９６】
情報が、分割された医療器機の物理的なパラメータに関する請求項９４にかかるコネクタ。
【請求項９７】
表示器により提供された情報が、分割された医療器機が動かされる方法を変更する請求項９４にかかるコネクタ。
【請求項９８】
分割された医療器機が、内視鏡である請求項７２にかかるコネクタ。
【請求項９９】
更に、器機の位置を表す出力を有する、接続アセンブリに接続されたセンサ、を含む請求項３０にかかるシステム。
【請求項１００】
出力が、器機を制御するために、制御システムにより使用される請求項９９にかかるシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本発明は、２００２年８月２７日出願の米国特許出願１０／２２９，５７７、「腱駆動の内視鏡および挿入方法」の部分継続出願である。当該米国特許出願１０／２２９，５７７は、２００１年２月２０日に出願された米国特許出願０９／７９０／２０４、「操作可能な内視鏡およびその改良された挿入方法」に基づき優先権の利益を主張する。当該米国特許出願０９／７９０，２０４は、２０００年４月３日に出願された同一名称の米国仮特許出願６０／１９４，１４０に基づき優先権の利益を主張する。これらの出願は、全体として、参照されることにより本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般には、連節器機とともに使用されるコネクタアセンブリに関する。特に、器機を動かすための連節器機に力を伝えるコネクタおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
連節器機の使用で直面する１つの課題は、器機の接続用構成部分を動かすために形成される力と、それらの連節構成部分との、効率の良い信頼性のある接続である。複数の独立した連節器機とともに使用される単体の力生成器を有することが望まれる。この場合、異なった独立した連節器機の間で、容易に切り替えられることが望まれる。例えば、１の連節器機が洗浄またはメンテナンスされている間、力生成器は多の連節機器に接続され、力生成器の使用要素を増加させる。
【０００４】
連節器機の移動や制御の程度が増加すると、器機を操作するのに必要な連節構成部品の数、種類、および大きさも増加する。連節構成部品の種類や大きさが増加すると、それらの連節構成部品を動かす力伝達要素の数も増加する。そのように、力伝達器／構成部品の連節インターフェイスでの複雑さを低減するために、力伝達要素を有機的に配置するためのコネクタが必要となる。
【０００５】
連節器機は、例えば産業用ロボット応用や医学応用を含む多様な商用設備に使用される。連節医療器機の一例は、内視鏡である。内視鏡は患者の体内を見るための医療器機である。内視鏡は、多くの異なった診断や干渉手続に使用される。例えば、結腸内視術、気管支鏡術、胸内視術、腹腔鏡術、およびビデオ内視術で使用される。体の離れた部分により効果的にアクセスすることや、経路に沿った他の領域を避けながら体の１の領域にアクセスすることは、連節内視鏡や、連節外科器機全体を複雑にする。
【０００６】
連節内視鏡の挿入は、更に、結腸が曲がった経路や巻いた経路であるという事実により複雑になる。連節構成部品のマニピュレーションによる結腸内視鏡の慎重な操作は、しばしば、結腸を通って結腸内視鏡を進めることを必要とする。しかしながら、結腸内視鏡が結腸中に挿入された場合、選択された経路に沿って結腸内視鏡を進めることは難しくなる。結腸の各曲がり角で、結腸内視鏡は、結腸の粘膜表面に擦れ、結腸内視鏡の連節構成部品中の摩擦やたるみが変化する。このように、結腸内視鏡を進めたり結腸から引き抜く場合、連節構成部品の摩擦やたるみの変化の補正が必要となる。
【０００７】
このように、連節器機を動かす力を生成する力生成器やアクチュエータを備えた連節器機を動かし制御するのに必要な、複数の要素を接続するプロセスを組織化したり単純化したりするコネクタアセンブリの存在が必要である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一の形態は、制御可能な物品を動かすシステムである。システムは力生成器と、力生成器に接続された第１端部と第１接続要素を有する第２端部とを有する第１力伝達要素と、制御可能な物品に接続された第１端部と第２接続要素を有する第２端部とを有する第２力伝達要素と、第１接続要素と第２接続要素とを取り外せるように噛み合わせるコネクタと、を含む。本発明の一の形態では、コネクタは、取り外せるように、機械カプラを用いた第１接続要素と第２接続要素とに噛み合う。
【０００９】
本発明の一の形態は、機械的な力を生じる力生成器である。本発明の他の形態は、動水力を形成する力生成器である。本発明の他の形態は、回転力を形成する力生成器である。本発明の他の形態では、力生成器からの回転力が、コネクタ中の長手方向の動きに変えられる。本発明の他の形態では、力生成器が気体の力を形成する。
【００１０】
本発明の他の形態は、第２部分に取り外せるように接続された第１部分を有するコネクタを提供する。それぞれのガイドウエイは運搬アセンブリを有し、運搬アセンブリのそれぞれは力生成器に接続される。第１部分は、また、それぞれのガイドウエイが運搬アセンブリを有する複数のガイドウエイを有する。第２部分のそれぞれの運搬アセンブリは、１またはそれ以上の第２部分の運搬アセンブリを動かすことにより連節された物品に接続される。
【００１１】
本発明の一の形態では、第１および／または第２部分の複数のガイドウエイが平行である。本発明の他の形態では、第１部分の複数のガイドウエイのそれぞれが、第２部分の複数のガイドウエイのそれぞれと平行になっている。他の形態では、第１部分の複数のガイドウエイの少なくとも１つが、第２部分の複数のガイドウエイの少なくとも１つと、整列している。
【００１２】
本発明の一の形態では、力生成器で形成された力が、物品に接続される。
【００１３】
本発明の他の形態では、第１部分の少なくとも１つの運搬アセンブリが、第２部分の少なくとも１つの運搬アセンブリと噛み合う。一の形態では、噛み合う形態と相補型に噛み合う形態は、第１接続部分と第２接続部分との間の相対的な動きにより噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが噛み合う形態を有し、第２部分の運搬アセンブリが、第１部分の運搬アセンブリの噛み合う形態と相補型に噛み合う形態を有する、一の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状は、歯を含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状は歯車を含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状は形状記憶合金を含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状はフックを含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状は糸部材を含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状はスロットとピンを含む。他の形態では、噛み合い形状および相補型噛み合い形状はスプラインとラックを含む。
【００１４】
他の形態では、第１部分が第２部分に接続された場合に力生成器で形成された力が物品に伝達される。他の形態では、第１部分は、てこを用いた第２部分に接続される。他の形態では、液体で移動する第１部分と第２部分の一方または双方により、第１部分が第２部分に接続される。他の形態では、気体で移動する第１部分と第２部分の一方または双方により、第１部分が第２部分に接続される。他の形態では、主ネジ、モーター駆動の主ネジ、およびそれらの組み合わせを用いて第１部分と第２部分の一方または双方を動かすことにより、第１部分が第２部分に接続される。
【００１５】
一の特別な具体例では、力生成器はモーターである。モーターは主ネジアセンブリに接続され、モーターが回転した場合にトルクを主ネジに伝える。主ネジ上の変形させたナットは回転運動しないようになっており、主ネジが回転した場合ナットは主ネジの軸に沿って移動する。モーターからのトルクはこれにより直線運動に伝えられる。この特別な具体例では、力伝達要素は、一端でナットに接続され、他端で運搬アセンブリに接続されたケーブルである。ナットの直線運動はケーブルに力を伝える。この具体例では、６４個の主ネジアセンブリがモジュールに配置され、組織化およびメンテナンスを容易にする。モジュールは、ここに記載するように、コネクタの第１部分を収容するシャーシ中に支持される。
【００１６】
一の形態では、物品は内視鏡である。他の形態では、物品は制御面である。他の形態では、物品はロボットである。他の形態では、物品は外科器機である。
【００１７】
一の形態では、運搬アセンブリは最初の状態に対してバイアスされる。他の形態では、バイアス要素は、複数の運搬アセンブリの１つのそれぞれに接続されている。他の形態では、第１コネクタ部分と第２コネクタ部分が噛み合う前に、運搬アセンブリは整列する。他の形態では、第１コネクタ部分と第２コネクタ部分が噛み合う前に、バイアス要素が運搬アセンブリを整列させる。
【００１８】
本発明の他の形態では、物品を動かすために力を伝達するコネクタが提供される。コネクタは、複数のガイドウエイとそれぞれのガイドウエイ上に配置された運搬アセンブリとを有する第１コネクタハウジングを有する。力伝達要素が、それぞれの運搬アセンブリに取り付けられる。力伝達要素は、力生成器に接続するために適用される。第２コネクタハウジングは、複数のガイドウエイとそれぞれのガイドウエイに配置された運搬アセンブリとを含む。力伝達要素が、それぞれの運搬アセンブリに取り付けられる。一の形態では、物品は外科器機である。他の形態では、物品は内視鏡である。
【００１９】
一の形態では、第１コネクタハウジングと第２コネクタハウジングの少なくとも１つは、緩和領域を含む。他の形態では、緩和領域は、第１コネクタハウジングのガイドウエイに対して角度を持って配置された第１コネクタハウジングの力伝達要素を含む。他の形態では、緩和領域は、第２コネクタハウジングのガイドウエイに対して角度を持って配置された第２コネクタハウジングの力伝達要素を含む。
【００２０】
他の形態では、コネクタは、コネクタの操作特性を検出するセンサを含む。一の形態では、コネクタの操作特性は、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリと第２コネクタハウジングの運搬アセンブリとの噛み合わせである。他の形態では、コネクタの操作特性は、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリと第２コネクタハウジングの運搬アセンブリとの切り離しである。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素の張力、または運搬アセンブリのそれぞれまたはいくつかの位置である。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素上に働くトルクである。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素上での力の動きである。他の形態では、コネクタの操作特性は、特定の物品を提供する時間である。他の形態ではコネクタの操作特性は、運搬アセンブリが移動する範囲である。他の形態ではコネクタの操作特性は、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリと第２コネクタハウジングの運搬アセンブリとの噛み合わせである。
【００２１】
本発明の一の形態は、連節器機を力生成器に接続するための接続アセンブリである。接続アセンブリは、第２部分に取り外せるように接続された第１部分を有する。第１部分は、少なくともガイドウエイと、少なくとも１つのアセンブリに対して動く運搬アセンブリとを含む。力伝達要素は運搬アセンブリに取り付けられ、力生成器に接続される。第２部分は、少なくとも１つのガイドウエイと、少なくとも１つのアセンブリに対して動く運搬アセンブリとを含む。力伝達要素は運搬アセンブリに取り付けられ、連節器機に接続される。他の形態では、第１部分が第２部分に接続された場合に、第１部分の運搬アセンブリは第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、第１の動きを用いて第１部分が第２部分に接続され、そして、第２の動きを用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリに噛み合う。他の形態では、第１部分が第２部分に接続された場合、第１部分の少なくとも１つのガイドウエイに対する第１部分の運搬アセンブリの動きが、連節器機を動かす。
【００２２】
他の形態では、フックを用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、歯車を用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、噛み合い面と相補型の噛み合い面を用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、形状記憶合金が活性化した場合に、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、ピンとスロットを用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、機械的コネクタを用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、電場を用いて、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。
【００２３】
他の形態では、力生成器が、回転エネルギを生成する。他の形態では、力生成器はモーターを含む。他の形態では、力生成器はポンプを含む。他の形態では、第１部分の力伝達要素への力の適用が、第１部分の少なくとも１つのガイドウエイに対して第１部分の運搬アセンブリを動かす。他の形態では、第１部分の力伝達要素への力の適用が、連節器機を動かす。他の形態では、連節要素は医療器機である。他の形態では、医療器機が分割された内視鏡である。他の形態では、第２部分の力伝達要素が、少なくとも１つの分割されたセグメントに接続されている。
【００２４】
他の形態では、接続アセンブリが、接続アセンブリの操作状態を表示するセンサを含む。一の形態では、接続アセンブリが、迅速取り外しメカニズムを含む。他の形態では、接続アセンブリが、第１部分から第２部分に力を伝達するために取り付けられた機械インターフェイスを含む。他の形態では、ガイドウエイが運搬アセンブリのための移動の制限された範囲を規定する。他の形態では、ガイドウエイは、運搬アセンブリの移動を制限するストップを含む。他の形態では、ガイドウエイは、突出部を含む。他の形態では、突出部は運搬アセンブリを保持するために取り付けられる。他の形態では、ガイドウエイはリセスを含む。他の形態では、リセスは運搬アセンブリを保持するために取り付けられる。
【００２５】
本発明の他の形態では、連節器機の動作制御のための水ステムを提供する。システムは、第２部分に取り外せるように接続された第１部分を有する接続アセンブリを含む。第１部分は、第１力伝達要素に接続された運搬アセンブリを含む。第２部分は、第２力伝達要素に接続された運搬アセンブリを含む。アクチュエータは、第１力伝達要素に接続される。連節器機は、第２力伝達要素に接続される。制御システムは、連節器機の動作を制御するための入力に対応する。
【００２６】
一の形態では、制御システムは、アクチュエータの操作を調整することにより、連節器機の動きを制御する。他の形態では、第１部分が第２部分に接続された場合に、第１部分の運搬アセンブリが第２部分の運搬アセンブリと噛み合う。他の形態では、第１部分運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、機械的に噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、磁気的に噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、気体の力で噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、吸着または真空を用いて噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、液体の力で噛み合う。
【００２７】
本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、噛み合う歯の組を用いて噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、噛み合う歯車の歯を用いて噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、平歯車を用いて噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、形状記憶合金要素を活性化することにより噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、少なくとも１つのフック用いて噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、糸部材を用いて噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、スロットとピンを噛み合わせることにより、噛み合う。本発明の他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、スプライントラックを用いて噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、ラック、ピニオン、平歯車、ウォームギア、又はそれらの組み合わせを用いて噛み合う。他の形態では、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリと、電磁石および／または永久磁石または他の磁力を用いて噛み合う。
【００２８】
本発明の一の形態では、第１力伝達要素または第２力伝達要素がケーブルである。本発明の他の形態では、第１力伝達要素または第２力伝達要素がピストンである。本発明の他の形態では、第１力伝達要素または第２力伝達要素がピストンである。本発明の他の形態では、第１力伝達要素または第２力伝達要素がボウデンケーブルである。
【００２９】
本発明の一の形態では、アクチュエータはモーターである。本発明の一の形態では、アクチュエータはポンプである。本発明の他の形態では、アクチュエータは真空ポンプである。本発明の一の形態では、アクチュエータは気体ポンプである。
【００３０】
本発明の他の具体例では、第１部分が第２部分から離れた場合に、第１部分の運搬アセンブリが、第２部分運搬アセンブリから取り外される。
【００３１】
本発明の一の具体例では、連節器機の動きを制御するシステムが提供され、連節器機は医療器機である。本発明の他の形態では、医療器機が分割された内視鏡である。本発明の他の形態では、第１部分が第２部部に接続され、第１力伝達要素の動きが分割された内視鏡のセグメントを動かす。本発明の他の形態では、制御システムはアクチュエータを操作する命令を形成し、これにより入力に応答して分割された内視鏡のセグメントを動かす。
【００３２】
本発明の一の形態では、入力が使用者により提供される。本発明の他の形態では、入力は外科設計プログラムにより提供される。本発明の他の形態では、入力は、分割された内視鏡が移動する所望の経路の画像により提供される。
【００３３】
本発明の他の形態では、第２コネクタハンジングに取り外せるように接続された第１コネクタハウジングを有するコネクタを有する分割された医療器機を動かすために、力を伝えるコネクタを提供する。第１コネクタハウジングは複数のガイドウエイを有し、運搬アセンブリがそれぞれのガイドウエイの上に載置される。運搬アセンブリが、力生成器に接続できるように適用される。第２コネクタハウジングは複数のガイドウエイを有し、運搬アセンブリがそれぞれのガイドウエイの上に載置される。力伝達要素はそれぞれの運搬アセンブリに取り付けられ、分割された医療器機に接続するために適用される。本発明の一の形態では、第１コネクタハンジングの運搬アセンブリが、力伝達要素を用いて、力生成器に接続するように適用される。一の形態では、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリに取り付けられた力伝達要素は、分割された医療器機の近位セグメントを通って、分割された医療器機の遠位セグメントに取り付けられる。本発明の他の形態では、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリに力を適用することにより、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリを動かす。他の形態では、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリに力を適用することにより、分割された医療器機のセグメントを動かす。一の形態では、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリが、ガイドウエイに沿って動く。他の形態では、第１コネクタハンジングと第２コネクタハウジングの少なくとも１つが、緩和領域を含む。他の形態では、緩和領域は第１コネクタハウジングにあり、緩和領域の一部は第１コネクタハウジングのガイドウエイと直線でない位置にある。他の形態では、緩和領域は第２コネクタハンジングにあり、緩和領域の一部は第２コネクタハウジングのガイドウエイと直線でない位置にある。他の形態では、緩和領域は、第１コネクタハウジングのガイドウエイと角度を持って配置された第１コネクタハウジングに接続された、力伝達要素を含む。他の形態では、緩和領域が、第２コネクタハウジングのガイドウエイと角度を持って配置された第２コネクタハウジングの力伝達要素を含む。
【００３４】
本発明の他の形態では、コネクタの操作特性を検出するセンサを有するコネクタを提供する。一の形態では、コネクタの操作特性は、第１コネクタハウジングの運搬アセンブリと、第２コネクタハウジングの運搬アセンブリとの噛み合いである。他の形態では、コネクタの操作特性が、第１コネクタハンジングの運搬アセンブリと、第２コネクタハンジングの運搬アセンブリとの取り外しである。他の形態では、コネクタの操作特性は、例えば摩擦損失、消耗、構成部分の退化等のような、コネクタの操作状態または動作に関連する。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素の張力である。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素の上で働くトルクである。他の形態では、コネクタの操作特性は、力伝達要素の上で働く力である。他の形態では、コネクタの操作特性は、運搬アセンブリの上で働く力である。他の形態では、コネクタの操作特性は、運搬アセンブリの動く範囲である。他の形態では、コネクタは、コネクタに接続された分割された医療器機についての情報を提供する表示器を含む。一の形態では、情報は、分割された医療器機でメンテナンスが行われてからの時間に関する。他の形態では、情報は、分割された医療器機の物理的なパラメータに関する。他の形態では、表示器で与えられる情報は、医療器機が動かされる方法で変更される。他の形態では、分割された医療器機が内視鏡である。
【００３５】
図１は、制御可能な物品１１００を動かすシステム１０００の概略図を示す。ユーザインプットデバイス１１４０とシステムコントローラ１１４５の一方又は双方に制御されて、力生成器は、制御可能な物品１１００を動かすのに使用される力を生成する。力生成器によって生成された力は、接続要素１１３５を用いる制御可能な物品とコネクタアセンブリ１１２０に伝達される。制御可能な物品は、連節器機でも良い。
【００３６】
コネクタアセンブリ１１２０は、力生成器１１１０により生成され、制御可能な物品１１００に適用された力の伝達を完了する。コネクタアセンブリ１１２０の２つの位置１１２５、１１３０は、外れるように接続される。コネクタ部１１２５は第１のコネクタ部または力生成器側コネクタである。コネクタ１１３０は、第２のコネクタ部または制御可能な物品側コネクタである。コネクタ部１１２５、１１３０が接続状態にある時、力伝達要素１１３５は接続され、力生成器１１１０で生成された力が、制御可能な物品１１００に与えられる。コネクタ部１１２５、１１３０が接続されない場合、コネクタ部１１３０、力伝達要素１１３５、および制御可能な物品１１００が、コネクタ部１１２５、力伝達要素１１３５、および力生成器１１１０またはアクチュエータ１１１５から、いくつかの具体例では単体の結合されたユニットとして離れる。
【００３７】
コネクタアセンブリ１１２０は、本発明の１の特徴を示す。２つの部分１１２５、１１３０を瞬時に接続したりはずれたりできることは、多くの制御可能な物品に対して、単体の力伝達部分が使用できるようになる。近年、例えば内視鏡のような連節器機は、一般に、内視鏡の端部に限定された制御をするために４つのケーブルのみを有する。本発明は、連節器機の存在により、少しの力伝達要素を有する内視鏡を、速く直ちに力生成器に接続するために、特に使用することができる。更に、本発明のコネクタの具体例では、高度に操作制御性の良い物品に使用される多数の力伝達要素の、小型で組織化された効率的な結合を提供する。制御可能な物品上で用いられる制御の程度が増加すると、その制御に使用するのに必要な力伝達要素の数も増加する。力伝達要素の数が増加すると、力伝達要素の小型で組織化された効率的な結合を提供する本願発明の具体例により表されたような、コネクタの解決が必要となる。
【００３８】
本発明の簡略化された接続／非接続の形態の１の特徴は、アクチュエータから容易に分離できる制御可能な物品、力生成器、又は洗浄、消毒またはメンテナンスのためのコントローラを有することが望まれる。本発明のコネクタの迅速に離される特徴は、容易に外され、置き換え、又は交換できる制御可能な物品を達成するための効率的な方法を可能にする。この方法では、単体のコントローラやアクチュエータシステムが、複数の制御可能な器機の連節に使用されても良い。１つの器機が外された後、他の器機が迅速で容易に接続され、使用される。
【００３９】
本発明のコネクタの他の特徴は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素の近位端部が、アクチュエータに接続される対応する力伝達要素の、予想される取り付け点を備えることができることである。複数の力伝達要素は、束、アレイ、又はラックにまとめ上げられても良い。そのようなまとまりは、連節器機の力伝達要素に、アクチュエータの力伝達要素の間の公知の取り付け点を提供する。加えて、以下の例から分かるように、多数の力伝達要素が、特徴的な嵌合器機で使用される。本発明のコネクタの具体例は、使用者に、１の動作で、アクチュエータに接続された全ての力伝達要素を、制御可能な物品に接続された要素に接続するための、拡張性のある解決を提供する。更に、本発明の幾つかの具体例の１動作接続の特徴は、安全で無い状況が発生した場合に、重要な安全な特徴を与え、アクチュエータ又は力生成器は、連節器機から迅速に離れる。
【００４０】
以下で述べるように、この構成は、例えば腱を緩める能動的または受動的な制御のような、他の長所を制御可能な物品に与えることができる。更に、各腱（tendon）の近位端部は取り付けや操作ができるように修正されても良い。例えば、腱の端部は、特別な形状のさややケースで覆われても良い。
【００４１】
加えて、コネクタ１１２０は、制御可能な物品の適当な操作や連節を助ける、センサおよび／または安全な特徴を含んでも良い。続く検討では、第１および第２のコネクタ部１１２５、１１３０の具体例と同様に、コネクタは、コネクタ１１２０の具体例にもあてはまる。１つのセンサまたは特徴は、噛み合う要素（即ち、以下に述べる運搬アセンブリ１２０）又は力伝達要素１１３５自身の伝達や動作を表示したり検出したりしても良い。他のセンサ又は特徴は、噛み合う要素（即ち、以下に述べる運搬アセンブリ１２０）又は力伝達要素１１３５自身の量を測定し又は定量する。他のセンサはコネクタ部１１２５、１１３０の双方、又は独立した個々の要素（即ち、運搬アセンブリ１２０）のそれぞれの適当な噛み合わせを表示するのに使用されても良い。他のセンサ又は表示器は、特別な構成部品の、限界停止または移動長を含む信号を形成するために使用される。他のセンサは、コネクタ１１２０中での構成要素の故障を検出するのに使用しても良い。
【００４２】
図１に戻ると、システムは力生成器１１１０を含む。力生成器は、制御可能な物品１１００を動かすのに十分な力を与え又は発生するのに使用される従来の発生器でも構わない。力生成器は、例えば、機械的力、水力学的力、回転力、又は空気圧力のような力を与える。力生成器は、また形状記憶合金（ＳＭＡ）及び／又は電気活性ポリマ（ＥＡＰ）を使用しても良い。選択的に、図１の具体例に示すように、力生成器１１１０は、それ自身がアクチュエータか、又は各力伝達要素１１３５用に独立して制御可能な力生成器として働く複数のアクチュエータ１１１５を含むものであっても良い。代わりに、独立したアクチュエータ１１１５は駆動のために接続され、全数の一部でかつ１より多い要素１１３５を制御しても良い。例えば独立のアクチュエータは、駆動のために、２、３、４、又はそれ以上の独立した力伝達要素に接続されても良い。複数の第１の力伝達要素１１３５は、力生成器１１１０、１１１５に接続される第１端部を有し、第２端部は、コネクタ部１１２５中に第１接続要素を有する第２端部を有するように記載されている。多くの記載された接続要素の具体例の詳細は、以下に詳しく述べる。
【００４３】
制御可能な物品１１１０は、コネクタ部１１３０に、複数の力伝達要素１１３５により接続される。制御可能な物品は、複数の商業的、産業的、又は医学的装置でも良い。それらの力伝達要素は、制御可能な物品中の、制御可能な要素、モジュール、又は構成要素に接続された第１端部を有する。制御可能な物品は、例えば、複数の連節するリンケージを有するロボットの手伝いでも良い。この例では、コネクタ１１３０に取り付けられた力伝達要素１１３５が、連節リンケージに力を伝達するために接続される。他の具体例では、制御可能な物品は、セグメントに分かれた連節器機であっても良い。この場合、コネクタ１１３０に取り付けられた力伝達要素１１３５は、器機が噛み合うために、独立したセグメントに力が伝達されるように接続されても良い。コネクタ１１２０中の力伝達要素１１３５の端部は、コネクタ部１１２５、１１３０が接続された場合に、互いに噛み合うように取り付けられる。幾つかの具体例では、第１および第２の要素が機械的に接続される。接続形状の他の型も可能であり、以下に詳細に述べる。
【００４４】
制御可能な物品１１００は、少なくとも１つのセグメント又はモジュールを含み、好適には多くのセグメント又はモジュールを含む。これらは、制御可能な物品１１００から所定の距離に配置されたコンピュータおよび／または電気式コントローラ（コントローラ）１１４０を介して接続可能である。それぞれのセグメントは、力生成器１１１０またはアクチュエータ１１１５に接続された力伝達要素１１３５、腱、機械的リンケージ、または要素を有し、セグメントまたはモジュールの制御された動作を可能とする。（力伝達要素１１３５の特別な例である）腱を動かすアクチュエータは、腱に力を与えることができるメカニズムの多くの異なった型を含んでも良い。例えば、電気機械的モータ、空気圧式および液圧式シリンダ、空気圧式および液圧式モータ、ソレノイド、形状記憶合金ワイヤ、電気活性ポリマー駆動装置、電気回転アクチュエータ、又は他の装置、または公知の方法である。もし形状記憶合金ワイヤが使用された場合、コントローラ内の腱の近位端部に取り付けられた束形状であることが好ましい。セグメントの連節は、例えば電流や熱のようなエネルギを、それぞれの束に与えることにより完了する。これにより、腱の動きに続く、ワイヤの束の直線状の移動を起こさせる。コントローラ中でのアクチュエータの直線状の伝達は、制御可能な物品の所望の動きに合わせて形成され、制御可能な物品の適用に依存して変えてもよい。商業的な適用は、フィートのオーダで測定される大きな移動を連接する制御可能な物品を含む。医療への適用のような他の応用では、制御可能な物品は、比較的短い距離でより正確な動きを制御できる形状であることがわかる。例えば、所望のセグメントの移動や接続に依存して効果的な接続を達成するための、±１インチのような、数インチ又はそれ以下の範囲内の短い距離である。これにより、セグメントの移動や結合の所望の程度に依存して、効果的な接続が可能となる。
【００４５】
本発明の具体例では、力伝達器はモータである。モータは主ねじアセンブリに接続され、モータが回転した場合に、主ねじにトルクを伝達する。主ねじ上の変形したナットは、回転運動を妨げるように固定され、主ねじが回転した場合に、ナットは主ねじの軸に沿って移動する。モータからのトルクは、これにより直線運動に伝達される。この特別な具体例では。力伝達要素は、１の端部のナットと、他の端部の運搬アセンブリ１２０とに接続されたケーブルである。ナットの直線運動は、ケーブル上の力に伝達される。そのように、主ねじの動きは１のコネクタ中の運搬アセンブリの直線運動に伝達され、これにより、制御可能な物品に接続された他のコネクタアセンブリ中の他の運搬アセンブリに伝達される。１の特別な具体例では、６４の主ねじアセンブリが、容易に結合しメンテナンスできるようにモジュールになっている、モジュールは、上述のコネクタの第１部分を載置するシャーシに支持されている。多かれ少なかれ主ねじアセンブリは、応用に応じて使用される。
【００４６】
図２は、本発明の１の具体例にかかるコネクタアセンブリ１１０の斜視図である。コネクタアセンブリ１１０は、第１コネクタ部１１２（ハンジング１０９中にあるが図示せず）と第２コネクタ部１１４を含む。第１コネクタ部１１２はハウジング１０９の中にある。第２コネクタアセンブリ１１４は、それぞれが運搬アセンブリ１２０を含む、複数のガイドウエイ１１８を含む。それぞれの運搬アセンブリは、１または１以上の噛み合い機構１２２を含む。第２コネクタ部１１４の中の噛み合い機構１２２は、第１コネクタ部１１２の運搬アセンブリ１２０の上の噛み合い機構１２２で噛み合うように取り付けられる（図３参照）。運搬アセンブリの一端は、力伝達要素またはケーブル１３０に接続される。図示された具体例では、ケーブルはボーデンケーブル（Bowden cable）である。ケーブルは弛緩領域１１６を通って走る。弛緩領域１１６は、制御可能な物品の移動中に形成されるケーブルのたるみのための空間を与える。この後、ケーブルは所望のように、制御可能な物品に接続される。
【００４７】
ハウジング１０９は、コネクタアセンブリ１１０を支持する構造上のベースを提供する。この具体例では、第１コネクタ部１１２（図示せず）が、ハウジング１０９の中で固定される。第１コネクタ部とその運搬アセンブリは、力伝達要素１３０を介してアクチュエータ１０５に接続されている。４つのアクチュエータ１０５を図示したが、より多くのアクチュエータが使用されて、対応する数の運搬アセンブリの駆動に使用されても良い。ハウジング１０９はまた、第２コネクタ部１１４を受ける形状の開口１０７を備えてもよい。選択的に、開口部１０７の１または双方、または第２コネクタ部１１４の部分は、接続に先だって正しい配置を確実にする形状でも良い。第２コネクタ部１１４が開口部１０７の中に配置された場合、第１および第２コネクタ部１１２、１１４は、適当な迅速開放メカニズムを使用して噛み合わされる。例えば、移動するレバー、当業者に知られた他の噛み合わせ装置が使用される。第１および第２コネクタ部１１２、１１４が噛み合った場合、アクチュエータ１０５により生成された力は、制御可能な物品に伝達される。１の具体例では、第１コネクタ部と第２コネクタ部の間の相対運動が、第１コネクタ部を第２コネクタ部に接続するために使用される。１の具体例では、第１コネクタ部と第２コネクタ部の間の略垂直な移動が、第１コネクタ部と第２コネクタ部とを噛み合わせるために使用される。他の具体例では、第１コネクタ部と第２コネクタ部との間の接続力が、第１と第２のコネクタ部の中で、独立した接続要素（品和知、運搬アセンブリ１２０）の移動方向に対して略直交するように働く。
【００４８】
図２のコネクタ１１０の具体例と、本発明の他の具体例は、多くの安全機構を提供する。例えば、ロックされた状態で、第１および第２のコネクタ部の運搬アセンブリを共に持ってきて保持するのに使用される力は、能動的に噛み合い、滑らないようにそれらを固定する程度にセットする。コネクタ部を保持する力は、力伝達経路中で、例えば力伝達要素のような構成要素にダメージを与えるしきい値力より低い力で分離するように設定される。代わりに、運搬アセンブリが、安全を加えるために力伝達要素に取り付けられ、これによりアクチュエータが制御を失った場合、それぞれの運搬アセンブリが、力伝達要素から分離されても良い。
【００４９】
図３は、アクチュエータ１０５に接続された第１接続部１１２の具体例である。第１接続部１１２は、上述の第２接続部１１４と類似した構造を有する。このように、第１接続部１１２は、複数のガイドウエイ１１８と運搬アセンブリ１２０とを含む。制御可能な物品に接続する代わりに、第１接続部１１２の運搬アセンブリ１２０が、アクチュエータ１０５に適当に接続される。
【００５０】
図４は、第２接続部１１４の具体例の斜視図を示す。第２接続部１１４は、ガイドウエイ１１８中に運搬アセンブリ１２０を含み配置する。力伝達要素を、運搬アセンブリに接続することにより、高度に制御された連節器機と制御可能な物品に必要とされる複数の力伝達要素に、この構造が適用される。図示した具体例では、第２コネクタ部は、上面１１４Ａの３２のガイドウエイと、下面１１４Ｂの３２のガイドウエイとを有する、６４のガイドウエイを提供する（下面１１４Ｂのガイドウエイ１１８の端が見える）。図４の具体例は、本発明にかかるコンパクトな特性のコネクタを示す。高度に効率的に空間を使用するため、本発明のコネクタは連節力を空間中の６４の分離されたケーブルに与える。かかる空間は、３２のケーブルの幅または全ケーブル数の２分の１の幅より若干大きい。代わりに、コネクタの幅は、力伝達要素の数の２分の１バイされた単体の運搬アセンブリの幅より若干大きい。
【００５１】
２つまたは１つの側面を有するコネクタ部の双方が可能であることは評価されるべきである。例えば、２つの側面を有する第２コネクタ部は、２つの、１つだけの側面のコネクタ部と接続できる（即ち、１つの、１つだけの側面のコネクタが、第２コネクタの上面と噛み合い、他方が下面と噛み合う。例えば図２０Ｂ参照）。多くの異なったコネクタの形状や形態が可能である。例えば、他の代わりの形状では、２つの両面第２コネクタ１１４が、１つの両面第１コネクタ部１１２と、両面第２コネクタ１１４と第１の片面第１コネクタとの間で噛み合い、他の第２コネクタ部１１４の下の第２の片面第１コネクタと噛み合う。これらの代わりのそれぞれでは、ハウジング１０９中の機械的な動きが、使用される数によらず、多くのコネクタ部の間で、好ましい整列と迅速な切断を提供する。
【００５２】
コネクタとハウジング１０９は、使用される力やエネルギを伝達するのに十分な強度を有する適当な材料から形成される。適当な材料は、金属、プラスチック、押し出し、射出モールド部品、鍛造品、および／または射出モールド部品を含む。加えて、軸受け表面は、適当な低摩擦被覆で覆われ、例えば運搬アセンブルとガイドウエイとの間のコネクタ内での摩擦損失を低減する。コネクタアセンブリ内の１又はそれ以上の表面は、必要に応じて被覆される。例えば適当な被覆剤は、テフロン（登録商標）、ＰＴＦＥ、および他の低摩擦被覆材料を含む。加えて、軸受け表面は、多くの被覆を含み、又はボールベアリング、リニアベアリング等のような、他のベアリング構造や表面を有しても良い。
【００５３】
コネクタアセンブリ部１１４は、引っ張り部材のアレイおよび／または制御可能な物品を制御するのに使用されるケーブル１２１を形成する、複数のガイドウエイを有する。ガイドウエイ１１８は、図示したようにハウジング１１４中に組み込まれたＵ字型のチャネルでも良く、又は別々に作製されてハウジング１１４に取り付けられても構わない。図８Ａから８Ｄを用いて以下で詳細に説明するように、ガイドウエイ１１８の具体例は、互いに整列したトラック又はレールを含んでも良い。いくつかの具体例では、それぞれのレールはガイドウエイ１１８の長手方向に沿って延びた突起を形成し、矩形形状のレールが形成されている。レールまたはトラックは、例えば、矩形、凹状、凸状、円、または曲線のような形状でよい。相補性の形状が運搬アセンブリの噛み合う表面に、ガイドウエイのために形成される。レールの数は、制御可能装置死しようする引っ張り部材の数に対応し、またじゃ追加の引っ張り部材を収容するために提供される。幾つかの具体例ではレールは互いに平行であり、他の変形ではレールの形状や整列も変形する。
【００５４】
図３、４に示すように、ケーブル運搬アセンブリ１２０は、少なくとも引っ張り部材および／またはケーブル１２１の１つに接続される。１または多くのアセンブリ１２０が、ガイドウエイ１１８を横切るように形成されても良い。それら図示された例のように、それぞれの運搬アセンブリ１２０は、引っ張り部材又は力伝達要素から延びたケーブル１２１に固定されても良い。図３に良好に見られるように、ケーブル１２１は、ケーブルストップ１１７、コイルチューブ１１１を通り、アクチュエータ１０５に適当に固定される。図３の具体例に示すように、ケーブル１２１はアクチュエータ１０５の周りに巻かれる。ケーブルストップ１１７は、フレームストップ１１９とガイドウエイ１１８の端部との間の隙間に固定される。コイルチューブ１１１の端部はアクチュエータフレームまたはサポート１１５と、ケーブルストップ１１７との間に固定される。従来のボウデンケーブルアレンジと同じように、上述の固定形状は、コイルチューブ１１１を圧縮状態で保持し、一方ケーブル１２１は引っ張られてアクチュエータ１０５から力を伝達する。図４に良好に描かれたように、運搬アセンブリ１２０は、移動１２６で示された方向にガイドウエイ１１８中で動く。運搬アセンブリ１２０は力伝達要素（即ち、１３０、１３０．１、１３０．２）に取り付けられ、制御可能な物品１１００は移動１２６を伝達し、これによって制御可能な物品１１００を動かす。使用される運搬アセンブリ１２０の数は、制御可能な物品の連節に使用される引っ張り部材の数に応じて変化する。
【００５５】
ガイドウエイ１１８は、ケーブル運搬アセンブリ１２０の伝達移動の、移動の制限された範囲を与えるように形成される。例えば、ガイドウエイ１１８はガイドウエイ１１８の一端に規定されるフレームストップ１１９を有し、運搬アセンブリ１２０は覆われてレールに整列するように固定される。フレームストップ１１９はガイドウエイの不連続な部分として規定され、運搬アセンブリ１２０が、この不連続の中に配置される。図４では、不連続はガイドウエイ１１８の一端であるが、代わりに、ガイドウエイ１１８の沿った他の場所の他端に配置されても構わない。代わりに、フレームストップ１１９は、クリップ、クランプ、接着剤、機械留め具、または運搬アセンブリ１２０の更なる動きを止めるように固定する、当業者に知られた他の方法であっても良い。
【００５６】
第２コネクタ部１１４の図示されや具体例では、第２コネクタ部１１４は、ケーブル通路又は弛緩領域１１６を含む。弛緩領域１１６は、十分に広い領域で、以下に更に詳しく述べるように、通路１１６の中で回るおよび／または曲がる腱および／またはケーブル中の撓みを含むことができる。通路１１６は、制御可能な物品の境界１１３とガイドウエイ１１８とが互いに角度、図示したように約９０°または０°と１８０°の間の角度を有するように曲げられる。弛緩領域角は、運搬アセンブリの移動方向を表す線即ち移動１２６の線と、境界１１３を通って連節器機に向かった方向の線との間で測定される角である。弛緩領域の大きさや正確な形状は、もし含まれるのであれば、特定の応用で使用される力伝達要素の数、大きさ、弾力性に依存する。弛緩領域は、形状や湾曲に広い変形を有し、制御可能な物品の移動や操作中に一時的に生じるケーブル長の超過や撓みを収容する。
【００５７】
図４の図示された具体例では、力伝達要素１３０、１３０．１および１３０．２は、ボウデンケーブル（即ち、弾性ハウジングまたはコイル１１１中のケーブル１２１）である。制御可能な物品がケーブルの動きにより操作されるので、ケーブルのためのケーブルハンジングは長手方向、近くおよび／または遠くに移動する。弛緩領域１１６は、コネクタアセンブリ中の複数の引っ張り要素を収容する形状や大きさである。弛緩領域１１６は、例えば、延びた形状のケーブル１３０、１３０．１、および１３０．２に空間を与えるのに十分な大きさの区画であり、ケーブルがコネクタ１１０中で撓むことができるようにする。力伝達要素１３０中での、低度の延びから様々な程度までの延び、力伝達要素１３０．１、１３０．２が高い程度に延びているのが示されている。弛緩領域１１６が使用され、図示したように、コネクタアセンブリと弛緩領域との間の関係が角度を有する必要が無いが、その代わりに同一線上の配置が必要となる。
【００５８】
図５Ａおよび５Ｂは、コネクタ部１１４、１１２の運搬アセンブリ１２０の間で噛み合う１つの方法を示す。２つのコネクタ部が一緒になった場合、両面第１コネクタ部１１２の片面に形成された運搬アセンブリ１２０は、両面第２コネクタ部１１４の片面に配置された運搬アセンブリ１２０と噛み合うように配置される（図５Ａ）。運搬アセンブリ１２０の特徴１２２の間の可能な噛み合わせは、図５Ｂに記載され、運搬アセンブリは矢印の方向に移動する。図５Ｂに示すように、双方のコネクタ１１２、１１４は１の表面で互いに合わさり、互いに多方向への動き（即ち、例えば横または回転運動）を通じてコネクタが噛み合い、他方が動いて噛み合う場合に一方は固定されたまま残り、そして噛み合った場合にコネクタが１又はそれ以上の面（即ち、図２０Ａおよび２０Ｂ）で噛み合うようになる。
【００５９】
コネクタ部１１２、１１４が噛み合った場合の１つの潜在的な問題は、噛み合いに先立った運搬アセンブリの適当な整列である。多くの機械的な整列の特徴と技術は、運搬アセンブリをゼロに、又は第１および第２コネクタ部の間で噛み合うに先立つように整列させるのに使用されても良い。図６は、整列要素１２３を運搬アセンブリに隣接して配置することにより、運搬アセンブリ整列が行われる場合を示す。この場合、それぞれの運搬アセンブリは、ガイドウエイ１１８中の同じ場所に配置される。図示された具体例では、整列要素はバネのようなバイアス要素である。代わりに、小さな整列特徴がそれぞれのガイドウエイに設けられ、運搬アセンブリの一時的な噛み合わせを行っても良い。噛み合い後にコネクタに与えられる力の最初の適用は、制御可能な物品と連節する準備で、整列特徴の外に運搬アセンブリを移動させるのに使用される。１の具体例では、各コネクタ部１１２、１１４は、運搬アセンブリを整列位置に移動させる整列特徴を含む。整列位置は、一のコネクタ部のガイドウエイ中の運搬アセンブリの位置であり、他のコネクタ部上に同様に配置された運搬アセンブリと噛み合う位置でもある。
【００６０】
図７Ａおよび７Ｂは、２つの代わりの運搬アセンブリの具体例１２０’および１２０’’の、詳細な斜視図を示す。運搬アセンブリ１２０’および１２０’’は、ガイドウエイ１１８中で形成され、その中に配置されたレールや他の特徴に沿って対応するように適合し、滑るように形成されたラック１３０を提供する。図示された具体例では、ラック１３０はＵ字型又は略矩形のチャネル１３２を有する。
【００６１】
図７Ａは、チャネル１３２を有するラックの具体例である。力伝達ケーブル１４４の一端は波形１３８であり、そうでなければ、接着され、半田づけ等されてラック１３０に固定される。ケーブル１４４はストップ１４６を超えて延びて、コイルチューブ１４２内を通る。ケーブル１４４はストップ１４６を超えて延びて、例えば力生成器や連節器機の連節セグメントに接続された他端に延びても良い。コイルチューブ１４２は、選択的にアセンブリストップ１４６を超えて延び、ケーブル１４４とストップ１４６との間の境界にサポートを提供し、よじれからケーブル１４４を保護するのを助ける。一端ラック１３０が適当な形状の（即ち、チャネル１３２を噛むための相補的な形状のレールや特徴を有する）ガイドウエイ１１８中に配置されたら、ストップ１４６はアセンブリストップ１１９中に保持され、コネクタアセンブリの第１部分１１２又は第２部分１１４に接続される。
【００６２】
図７Ｂは、テレスコープチューブ１４０、１３６を用いた具体例を示す。内部チューブ１３６は、テレスコープチューブ１４０の内部で、滑るような配置で延びる。内部チューブ１３６は、波形形状１３８でチャネル１３２内に取り付けられても良い。また、代わりに、接着剤、半田または公知の固定技術でテレスコープチューブ１４０の一端に取り付けられても良い。テレスコープチューブ１４０の一端は、ストップ１４６で終端し、フレームストップ１１９の中又は隣接して配置される。ケーブル１４４はアセンブリストップ１４６から延びて、力生成器または連節器機の位置に延びて接続されても良い。代わりに、ケーブル１４２は部分的にアセンブリストップ１４６を超えて、ケーブル１４４とストップ１４６との間の境界にサポートを提供し、ケーブル１４４がよじれるのを防止したり、力の伝達を従来通りに補助しても良い。選択的に、ケーブル１４４の一端は、内部チューブ１３６の遠位端部に固定されてもよく、またはケーブル１４４は内部チューブ１３６を通って配置され、内部チューブ１３６の近位端部に向かって延びて、波形形状１３８を用いてラック１３０に直接取り付けられても良い。運搬アセンブリ１２０’’が移動する操作中、ラック１３０がガイドウエイ１１８中のレールに載り、一方、内部チューブ１３６は静止したアセンブリストップ１４６に対してテレスコープチューブ１４０を通って滑る。ラック１３０の遠位および／または近位への移動は、同じくケーブル１４４を押してラック１３０に対して移動させ、これにより、連節器機セグメント、又はケーブル１４４に取り付けられた部分に、直接または間接的に長手方向に動かされる。
【００６３】
図７Ｂには示されるように、境界位置１３４はラック１３０の少なくとも１つの外面にあり、電気モータ、形状記憶合金アクチュエータ、水圧又は空気圧アクチュエータ等のアクチュエータとの噛み合った境界を固定する。境界位置１３４は、図のように、直列配置されたギア型リッジに形成され、アクチュエータに取り付けられた対応部材に向かって噛み合い表面を提供する。代わりに、境界部分１３４は、受けクランプ又は開口された境界を有し、噛み合わせ、または公知の噛み合い面の形状を提供しても良い。
【００６４】
図７Ａと７Ｂの具体例には、矩形または略Ｕ字型のチャネル１３２を示すが、チャネルや対応したレールの他の形状も可能である。その上でラックが移動する滑るチャネルは、対応した形状に作製される。他のレールやチャネルの形状の例は、図８Ａ〜８Ｄに示される。
【００６５】
図８Ａ〜８Ｄは、他のガイドウエイと運搬アセンブリの配置を示す。示された運搬アセンブリ／ガイドウエイの配置は、第１および第２コネクタアセンブリ１１２、１１４の一方または双方に適用される。図８Ａは、図３、４、および５Ａのように配置されたアセンブリ１２０やガイドウエイ１１８を示す。運搬アセンブリ１２０の形状は、ガイドウエイ１１８により収納される形状である。
【００６６】
図８Ｂは、図７Ａおよび７Ｂで述べられた運搬アセンブリ１２０’又は１２０’’の形態に形成されたガイドウエイ１１８の具体例である。ガイドウエイ１１８は、チャネル１３２と滑る配置となる特徴またはレール１１８’を含む。図８Ｃは、ガイドウエイ１１８が持ち上げられた形状１１８’’で、運搬アセンブリ１２０．１中の相補型形状のチャネル１３２’と噛み合うように取り付けられた代わり具体例を示す。図８Ｄは、運搬アセンブリ１２０．２が、リセス形状のガイドウエイ１１８’’’中にそれに沿って滑るように取り付けられた形状の特徴を含む他の代わりの具体例を示す。全ての変形において、運搬アセンブリの具体例とガイドウエイ具体例の相補型表面の配置と形状が示され、ここに示される例に限定するものを意図するものでは無い。更に、運搬アセンブリとガイドウエイとの境界に使用される特別な形状は、当業者の理解により変形しうる。
【００６７】
図９Ａおよび９Ｂは、アクチュエータ又は力生成器の組み合わせから連節器機を取り付けたり外したりするための、迅速取り外しメカニズムの２つの変形例を示す。図９Ａに、この迅速取り外しメカニズムの１の変形を示す。力伝達要素の近位端部は、アンビリカス（unbilicus）９０に束ねられ、独立した要素はコネクタインタフェイス９２中の組織化されたアレイに保持される窪んだコネクタ１０２中で終端する。明確のために単体の力伝達要素９３が（点線で）、コネクタ１０２中に示される。それぞれのコネクタ１０２が、対応するピン１００と組み合う力伝達要素９３を有することが明らかである。コネクタインタフェイス９２は、アクチュエータ１０４を保持する構造上の、例えばコントローラボックスの一部のような、相補型の受けインタフェイス９６と噛み合う。アクチュエータは、窪んだコネクタと連結し、腱にアクチュエータから力を伝えるピン１００を突出させる。このように、例えば、アクチュエータは、ピン１００に対して、対応する窪んだ受け１０２に圧力を与えるようにする。窪んだ受けは、ピンの押し込みを、提携した力伝達要素に与えられる引っ張りまたは圧縮力に変換する。これは、例えば力の方向を逆転させることにより達成できる。全てのピンが対応する受けと連結さうることにより、内視鏡やアクチュエータからコネクタの登録を維持することが望まれる。アクチュエータ上の受けオリエンテーションメイト９８の中に嵌る、コネクタのオリエンテーションノッチ９４が、双方のインタフェイスを整列するのに使用されても良い。代わりに、ピンや容器の配置が、オリエンテーション特徴を有しても良い。
【００６８】
この特徴は、ピンやレセプタクルに限定されるものではない。アクチュエータから力伝達要素に力を伝える如何なる便利なメカニズムでも、実質的に機能するからである。図９Ｂは、力伝達要素を動かすための、ネイルヘッド形状を有するアクチュエータから、連節器機を脱着するための迅速取り外しメカニズムの他の変形を示す。力伝達要素は、平坦な、ネイルヘッド１０６に似た外部突出中で終端される。ネイルヘッド１０６のアレイは、アンビリオス９０の端部のコネクタインタフェイス９２から突出し、アクチュエータメカニズム１０４のインタフェイス９６の窪んだ孔と噛み合う（図９Ｃ）。このように、アクチュエータの窪んだ孔１０８は、独立してアクチュエータにより圧縮され、独立した力伝達要素を引っ張る。迅速取り外しメカニズムは、同じアクチュエータセットおよび／またはコントローラユニットとは異なった、制御可能な器機にも使用できるように設計される。
【００６９】
図１０は、相補型のカギ型接続形状１００５、１０１０の具体例を示す。接続された場合、カギ型接続１００５、１０１０が噛み合い、力伝達経路を形成する。これらの形状は、例えば、根織るヘッド１０６（図９Ｂ、９Ｃ）に似た接続ピンに使用される。これらの形状は、コネクタに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、カギ１０１０はアクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。カギ１００５は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。カギ１００５、１０１０の間を相対的に移動させることにより、相補型傾斜部１０１５が相対的に滑り、カギが噛み合う。加えて、代わりの具体例では、それらの形状は、運搬アセンブリやガイドウエイの中に組み込まれる。
【００７０】
図１１は、相補型のオス、メス噛み合わせペアの具体例を示す。メス受け１１８０中の空洞１１８２は、矢じり形状１１７６を受ける形状となっている。オス部材１１７５は、メス受け１１８０と接触するように移動し、噛み合いタブ１１８４が矢じり型形状１１７６が空洞１１８２中に入ることを許容する。一端矢じり１１７６が噛み合わせタブ１１８４を通った場合、噛み合わせタブ１１８４は鏃１１７６の後で閉じて、空洞１１８２中に固定する。オス／メス接続形状は、アクチュエータに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、オス形状１１７５は、アクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。メス形状１１８０は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。これにより、力伝達要素が、相対的な移動により接続され、矢じり形状１１７６と噛み合う。加えて、代わりの具体例では、これらの形状が、図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分のように、運搬アセンブリまたはガイドウエイに組み込まれる。
【００７１】
図１２は、相補型噛み合わせ要素１２０５、１２２０の具体例を示す。ＳＭＡ噛み合い要素１２０５は、形状記憶合金（ＳＭＡ）や記憶材料から形成される。これらは、エネルギが与えられた場合、（マルテンサイトからオーステナイトに、可逆的に）形状を変化させる。噛み合わない状態１２１０は、点線で表される。一端エネルギが与えられたら、要素は湾曲してフック１２１５を形成する。ＳＭＡ噛み合わせ要素１２０５がフック１２１５を形成し、フック状の噛み合い要素１２２０と噛み合うので、２つの噛み合い要素の間で噛み合いが完成する。相補型噛み合い要素１２０５、１２２０は、アクチュエータに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、ＳＭＡ噛み合い要素１２０５は、アクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。フック１２１５は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。これにより、ＳＭＡ要素１２０５をフック１２２０に噛み合わせることにより、力伝達要素が接続される。加えて、代わりの具体例では、相補型の形状１２０５、１２２０が、図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分のように、運搬アセンブリまたはガイドウエイに組み込まれる。
【００７２】
図１３は、窪んだ噛み合わせペアの具体例を示す。オス要素１３００は、突起形状１３０５を有する。窪んだ要素１３１０は、突起形状１３０５を受ける大きさのスロット１３１５を含む。オス要素１３００が矢印で示された方向に動くと、突起形状１３０５はスロット１３１５中に入って保持される。この点で、オス要素１３００は窪んだ要素１３１０と噛み合う。相補性の噛み合い要素１３００、１３１０はアクチュエータに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、オス要素１３００は、アクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。窪んだ要素１３１０は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。これにより、噛み合い形状１３０５をスロット１３１５に噛み合わせることにより、力伝達要素が接続される。加えて、代わりの具体例では、オス要素１３００とスロット要素１３１０が、図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分のように、運搬アセンブリまたはガイドウエイに組み込まれる。他の具体例では、図１３に示した具体例と類似して、ウインドウラッチ型コネクタが使用され、力伝達要素の接続に使用される。ウインドウラッチの操作と類似した動きで、アーチ状のメス部材と噛み合って、アーチ状のオス部材は回転することができる。
【００７３】
図１４Ａおよび１４Ｂは、オス１４００とスロット１４１０の噛み合わせ要素を示す。オス噛み合わせ要素１４００は、引っ込んだ位置（図１４Ａ）と延びた又は噛み合った位置（図１４Ｂ）との間で動くことができる複数の形状１４０５を含む。スロット要素１４１０は、形状１４０５が延びた位置（図１４Ｂ）にある場合に、形状１４０５を保持する大きさおよび形状の空洞１４１５を含む。形状１４０５を、引き込んだ位置に戻すと、オス要素１４００が空洞１４１５から引き出される。オス１４００とスロット１４１０噛み合い要素は、アクチュエータに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、オス要素１４００は、アクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。スロット要素１４１０は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。これにより、力伝達要素が、形状１４０５を空洞１４１５に噛み合わせることにより接続される。加えて、代わりの具体例では、オス要素１４００とスロット要素１４１０が、図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分のように、運搬アセンブリまたはガイドウエイに組み込まれても良い。
【００７４】
図１５は、ネジ式オス部材１５００と、対応するネジ式メス受け１５１０を含む相補型噛み合いペアを示す。ネジ式オス部材１４５００は、ネジ１５０５を含む。対応するネジ式メス受け１５１０は、内部ネジ表面（図示せず）を含み、オス部材１５０上のネジ１５０５と噛み合う。図では、メス受け１５１０の周囲を包みまたはそうでなければ接続されるドライバ１５２０の具体例を示す。操作において、ドライバ１５２０はメス受け１５１０を回転させ、ネジ１５０５と噛み合い、オス部材１５００と共にメス受け１５１０中に固定する。メス部材１２１０が静止したオス部材１５００の周りで回転する一方で、ドライバ１５２０はオス部材１５００を回転させる形状であり、ネジ１５０５を静止したメス受け１５１０内に運ぶ。３つのペア１５００、１５１０は、検討のためだけに描かれた物である。ペア１５００、１５１０で表される噛み合いの原理は、多くのペアに対しても適用できる。オスのネジ１５００とメスのネジ１５１０の噛み合い要素は、アクチュエータに接続された力伝達要素を、制御可能な物品に接続された力伝達要素に、容易に接続できる形状である。例えば、オスの線状要素１５００は、アクチュエータに接続される力伝達要素に取り付けられる。メスの線状要素１５１０は、制御可能な物品に取り付けられた力伝達要素に取り付けられる。これにより、力伝達要素が、ネジ１５０５を、メスのネジ式形状１５１０の内部形状に入れて、１の具体例では、メスのネジ式要素１５２０のドライバ１５２０により回転する。加えて、代わりの具体例では、ネジ式オス要素１５００とネジ式メス要素１５１０が、図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分のように、運搬アセンブリまたはガイドウエイに組み込まれても良い。
【００７５】
図１６は、ウオームギア形状の運搬アセンブリ１６２０とネジ式ドライバ１６００とを使用する、代わりの噛み合わせおよび力伝達カップリングを示す。運搬アセンブリ１６２０は、上述の運搬アセンブリ１２０と類似の形状および機能を有する。運搬アセンブリ１６２０は、少なくとも、噛み合い形状１６２２が、駆動部材１６００の回転に応じて、ネジ１６０５と噛み合って、ネジ１６０５から力が伝わるような形状、大きさである点で異なっている。ガイドウエイ１１８は、緩和するように変形され、第１および第２コネクタ部１１２、１１４が噛み合った場合、ドライブ部材１６００と運搬アセンブリ１６２０の噛み合わせを確実にする。１つの具体例では、アクチュエータ又は力生成器によりドライブ１６００が回転する。ネジ１６０５は形状１６２２と噛み合い、ドライバ１６００が回転した場合に、運搬アセンブリ１６２０がドライバ１６００に対して移動する。
【００７６】
図１７は、代わりの歯車駆動または半平歯車駆動形状を示す。この代わりの噛み合わせと力伝達とのカップリングは、運搬アセンブリ１７２０と平歯車ドライバ１７００とを使用する。運搬アセンブリ１７２０は、上述の運搬アセンブリと類似した形状および機能を有する。運搬アセンブリ１７２０は、少なくとも、噛み合い形状１７２２が、平歯車ドライブ１７００の回転に応じて、平歯車噛み合い要素と噛み合って、力が伝わるような形状、大きさである点で異なっている。図示した具体例の形態では、平歯車ドライブ１７００は、アクチュエータに接続され、運搬アセンブリ１７２０は制御可能な物品に接続される。図示した方向に回転することにより、平歯車ドライブ１７０００が、単に運搬アセンブリ１７２０と噛み合って使用される。これにより、運搬アセンブリ１７２０に接続された平歯車ドライバ１７００は、上述のようにガイドウエイに沿って伝達し、これにより、制御可能な物品と連節する。代わりの具体例では平歯車ドライバ１７００が大きく、たぶん完全な歯車であっても、運搬アセンブリ１７２０と接続して伝達する代わりに、歯車ドライブ１７００が運搬アセンブリ１７２０と噛み合って、相対的に回転する。この代わりの具体例における歯車ドライブ１７００の回転は、運搬アセンブリ１７２０の移動と制御可能な物品の連節となる。このそれぞれの具体例では、ガイドウエイ１１８は、第１と第２のコネクタ部１１２、１１４が噛み合った場合に、歯車ドライブ１７００と運搬アセンブリ１７２０を収容し、噛み合わせを確実にするように変形しても良い。１の具体例では、アクチュエータ又は力生成器が、歯車ドライバ１７００を移転させる。噛み合わせ要素１７０５は形状１７２２と噛み合い、歯車ドライバ１７００が回転した場合に運搬アセンブリ１６２０が歯車ドライバ１７００に対して移動する。
【００７７】
図１８は、他の歯車駆動形状を示す。この代わりの噛み合わせと力伝達のカップリングは、運搬アセンブリ１８２０と歯車ドライバ１８００とを使用する。力の伝達は、蝶番ポイント１８７０により支点で蝶番となる棒に一端を押す方法で、棒の他端が動くのと同様に行われる（図１８Ｂ）。図１８Ａに戻ると、運搬アセンブリ１８２０は上述の運搬アセンブリ１２０と類似の形状と機能を有する。運搬アセンブリ１８２０は、少なくとも、噛み合わせ形状１８２２が、歯車ドライブ１８００の回転に応じて、歯車の歯１８０５と噛み合うような形状、大きさである点で異なっている。図示した具体例の形態では、運搬アセンブリ１８２０はアクチュエータに接続され、他の運搬アセンブリ１８２０は制御可能な物品に接続される。アクチュエータまたは力生成器は、次に歯車１８００を回転させるために歯１８０５と噛み合う運搬アセンブリを動かす。歯車１８００の回転は、歯１８０５を他の運搬アセンブリ１８２０と噛み合わせ、この結果、運搬アセンブリを移動させ、制御可能な物品を移動させる。他の代わりの具体例では、歯車ドライブ１８００が代わりにドライバとして使用され、双方の運搬アセンブリ１８２０を移動させる。この代わりの具体例における歯車ドライブ１８００の回転は、運搬アセンブリ１８２０の移動と制御可能な物品の連節となる。このそれぞれの具体例では、第１と第２のコネクタ部１１２、１１４とガイドウエイ１１８は、第１および第２のコネクタ部１１２、１１４が噛み合った場合に、歯車ドライブ１８００と運搬アセンブリ１８２０を収容し、噛み合わせを確実にするように変形される
【００７８】
図１９は、力伝達要素に対するアクチュエータの、代わりの噛み合わせ方法を示す。力伝達要素１９１５は、止金（catch）１９１０を有する。アクチュエータ１９００は、リンケージ１９０５に接続され、旋回する。操作では、止金１９１０と噛み合うように、図のようにリンケージ１９０５がアクチュエータを動かす。一旦、アクチュエータ１９００が止金１９１０と接続された場合、アクチュエータで形成された力が、力伝達要素１９１５を移動させる。加えて、他の具体例では、リンケージ１９０５、アクチュエータ１９００、および止金１９１０要素が、運搬アセンブリ、ガイドウエイ、又は図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分として組み込まれても良い。
【００７９】
図２０Ａおよび２０Ｂは、本発明のコネクタの具体例と噛み合う噛み合いシステムの一の具体例を示す。Ｌ字型のフレーム２０１０は、上部プレート２０２０のためのガイド２０１５を含む。アクチュエータ２０００は、上部プレート２０２０に接続され、ガイド２０２５により上下に移動させる。この具体例では、上部プレート２０２０の移動は、第１と第２のコネクタ部１１２、１１４が噛み合った動きである。上部プレートは、第１コネクタ部１１８を含む下部表面２０２５を有する。Ｌ字型フレームの上面２０３０は、また、第１コネクタに１１８を含み。両面コネクタ部１１４が、プレートの間に配置される（図２０Ｂ）。両面第２コネクタ部１１４は、プレートの間に配置され（図２０Ｂ）、アクチュエータ２０００は上部プレート２０２０を宗甫のコネクタアセンブリの運搬アセンブリとい噛み合うように動かす。接続部では、力生成器から制御可能な物品への接続が完成する。１つの両面第２コネクタ部１１４が噛み合った場合、この具体例では、１又はそれ以上の片面第２コネクタ１１４、又は２またはそれ以上の両面第２コネクタ部１１４が、片面または両面第１コネクタ部１１２を必要な場合に含むことにより、変形可能である。
【００８０】
図２１は、一組の力伝達要素２１１０を示す。力伝達要素２１１０は、先の示した力伝達要素に、多くの点で類似している。力伝達要素２１１０は、端部が真空または吸引力により要素２１１０を取り付けられる形状である点で、先に記載した形態とは異なっている。加えて、他の具体例では、真空又は吸着端部２１１５が、運搬アセンブリ、ガイドウエイ、又は図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分として組み込まれても良い。
【００８１】
図２２Ａおよび２２Ｂに、代わりの接続と力伝達配置を示す。アクチュエータ２２００は、力伝達要素２２１０の端部２２１５を受けて吸着するリセス２２０５を有する。力伝達要素２２１０の他の部分は、制御可能な物品に接続されている。端部２２１５がリセス２２０５中に配置された場合、力伝達要素はまた固定されたローラ２２２０に対して固定される。力伝達要素の移動は、アクチュエータ２２００回転によって完了し、アクチュエータ２２００の周りでローラ２２２０に向かって力伝達要素２２１０を撓ませる。一の具体例では、コネクタ部のガイドウエイは、それぞれアクチュエータ２２００を含むことができる。他のコネクタ部は、端部２２１５を含む力伝達要素２２１０を含むことができる。この具体例では、コネクタ部の結合が、端部２２１５に押し付け、リセス２２０５と噛み合わせ、これにより、力伝達経路を形成する。加えて、他の具体例では、アクチュエータ２２００、リセス２２０５、および端部２２１５は、運搬アセンブリ、ガイドウエイ、又は図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分として組み込まれても良い。
【００８２】
図３２は、力生成器として圧力源２３００を使用する変形されたコネクタアセンブリの具体例を示す。陽圧または陰圧を与える圧力源は、ピストン２２０１を含む変形された圧力封止ガイドウエイ２３１８に接続される。ピストン２２０５はガイドウエイ２３１８の内部を封止し、滑るような関係にある。ピストン２２０５はまた、バイアス要素２２１０と力伝達要素２２１５に接続される。力伝達要素は、また、制御可能な物品にも接続される。操作において、圧力源２２００により形成された圧力変化が、ピストン２２０５を移動させる。ピストン２２０５の移動は、力伝達要素２２１５を移動させ、制御可能な物品を移動させる。
【００８３】
図２４は、力伝達要素に接続され駆動するために使用されるローラアクチュエータセットの他の具体例を示す。ローラアクチュエータセットは、ローラアクチュエータ２４００と一組の固定されたローラ２４０５、２４１０を含む。ローラアクチュエータ２４００は、図示された方向に移動することができる。力伝達要素２４１５に向かった動きは、要素２４１５と噛み合わせる。要素がブロック２４２０に固定されるため、更に動くアクチュエータ２４００は、ローラ１４０２、２４１０の間で要素を撓ませ、要素２４１５を動かす。他の具体例では、ローラアクチュエータ２４００と一組のローラ２４０５、２４１０のセットの他の操作が、上述のアクチュエータとローラに対向して使用される。この具体例では、１つのアクチュエータとローラペアが第１の方向に力伝達要素を動かし、一方他のアクチュエータは遊んだ状態である。反対方向に１の要素を動かすことにより、１つの要素が遊んでいる間に他のアクチュエータが要素をたわませるように連節する。加えて、他の具体例では、アクチュエータ２４００、（１又はそれ以上の操作セットの）ローラ２４０５、２４１０は、運搬アセンブリ、ガイドウエイ、又は図９Ａ〜９Ｃの具体例の部分として組み込まれても良い。
【００８４】
図３１Ａ、３１Ｂおよび３１Ｃは、鋸歯オス部材３１００と、対応する形状の鋸歯メス受け３１２０を含む相補型噛み合わせペアを示す。鋸歯オス部材３１００は、独立した鋸歯３１０５を含む。対応する形状の鋸歯メス受け３１２２は、オス部材３１００上の鋸歯３１０５と噛み合う形状になっている。図３１Ａは、噛み合っていない形状の部材３１００、３１２０を示す。部材３１００、３１２０の間の長手方向の移動は、部材を噛み合った位置に配置する（図３１Ｂ）。この形態では、力、位置、および横方向の移動が、部材３１００、３１２０の間で運ばれる。噛み合わない部材が、図３１Ｃに示されている。他方に対して部材を回転させることで、部材を噛み合和無い状態にする。図示した具体例では、メス部材３１２０は、メス歯３１２２がオス鋸歯３１０５との噛み合わせからはずれるように動く方向に回転する。他の代わりの具体例では、異なった鋸歯形状が使用され、他の形状は長手方向に噛み合い回転して噛み合いから外すのに適した形状である。加えて、噛み合い部材３１００、３１２０を外すためにオス部材３１００を回転させても良い。
【００８５】
上記接続の具体例のいずれかはセンサを含むように変形され、本発明のコネクタの具体例に、機能を加えても良い。センサは、コネクタ１１２、１１４の一方または双方に配置され、又はここに記載される接続、取り外しメカニズムにいずれかに配置されても構わない。一般に入手できるセンサの広い種類のいずれかが使用され、以下のような機能を達成する。例えば、リードスイッチ、電気光スイッチ、抵抗スイッチ、接触スイッチ、光表示器、歪計、応力計、測定表示器等である。加えた機能の例は、ケーブル、または運搬アセンブリの移動、位置、または噛み合わせの検出に限定するものではない。噛み合わせに関しては、センサは、運搬アセンブリまたはコネクタの適当なまたは適当でない噛み合い、またはいずれの構成が、はずれるか、あまたははずれようとしているかを表すのに使用される。センサは、構成の動きやミスを検出するのに使用される。例えば、センサは、いつケーブルがたるみ、ケーブル故障の表示としていつそれが引っ張られるべきかを検出する。もし運搬アセンブリが給仕位置でロックされた場合、センサは、制御可能な物品の妨害および／または、力伝達経路のいずれかで妨害や異常の発生を示す。
【００８６】
加えて、センサからの出力や信号は、制御システムに集積される。例えば、コントローラの中のセンサが、運搬アセンブリの移動を、移動可能な物品の位置の表示として測定するのに用いられる。センサは、コネクタアセンブリの一部に接続され、装置の位置を示す出力を有する。更に、装置の上のエンコーダに代えて、またはこれに加えて、制御システムがセンサの出力を使用するために取り付けられ、装置の位置、形状、動き等を制御および／またはモニタしても良い。
【００８７】
制御可能な物品が操作できる内視鏡のような特別な具体例では、内視鏡の先端と、内視鏡の異なったセグメントや位置は、運搬アセンブリとそれらのセグメントの制御に使用されるケーブルの位置を使用して制御される。他の具体例では、センサは、運搬アセンブリの移動長の限界スイッチとして使用しても良い。この具体例では、運搬アセンブリの移動長は、システムまたは制御可能な物品の物理的または操作上の限界に対応する。このように、運搬アセンブリが限界スイッチに他強いた場合、制御システムは、例えば電源を切る、アラームを鳴らす、又はそうでなければ限界スイッチセンサが到達したとの表示を提供するような適当な応答を行う。加えて、センサは、接続されるように提供された特別な制御可能な物品を特定するのに使用される。特定された情報は、特別な接続可能な物品についての、蓄積されたメンテナンス又は駆動情報を呼び出すのに使用されても良い。例えばもし、特別な組成が消耗し始めたり、又はもし特別なケーブルが適当な動きのための更なる力が必要とされた場合、物品のそのような多様性が、制御システムで生成された制御信号により提供され考慮される。同様に、制御システムは記憶能力を有し、装置が使用された時間や物品に会ったまたは会わない標準動作が記憶される。他の例では、制御可能な物品に取り付けられたコネクタがセンサ、他の読み取り可能な特徴、マーク、又は他の特定する特徴を含み、または使用者が連続番号を入力し、またはコネクタが、システムに組み込まれたバーコードリーダによりよまれるバーコードを有する。システムはコネクタの特定された特徴を自動的に読み、蓄積されたメンテナンス、パーフォーマンス、および／または物品についてのサービス情報によって制御信号を調整しても良い。
【００８８】
本発明のコネクタの具体例は、位置の特定を可能とし、その位置、および／またはケーブルまたは運搬アセンブリまたはコネクタ内の他の構成要素を用いて、多くのセグメントや制御可能な物品のモジュールを制御する。例えば、位置、形状、および／または操作可能な内視鏡の先端の動きまたはその位置が、ケーブル、運搬アセンブリ、又は先端の制御に使用される他の構成要素を用いて制御される。より多くのケーブル、運搬アセンブリ、また構成要素の、コネクタの動きの量が、先端の動きの量、程度、または型に関係する。そのような、コネクタ動作中のモニタやコントロールにより先端や他の部分、または制御可能な物品のモジュールが制御される。加えて、コネクタ内のケーブルの直線状の動きが使用され、器機先端の位置や動きを含むセグメント位置を示すのに使用される。動きを検出するセンサは、一または双方のコネクタ部１１２、１１４（または、図２０Ｂやここで示すような他のコネクタアセンブリ）に配置される。
【００８９】
加えて、コネクタに組み込まれたセンサは、ケーブル、器機中での摩擦力によりケーブルの損傷または変化の操作状況を測定または検出するのに使用されても良い。例えば、コネクタ中のセンサは、例えば器機中でのケーブルの損傷や摩擦の増加、器機の特定のケールや部分の増加を検出しても良い。例えば、所定期間の摩擦損失を検出する測定は、器機のメンテナンスやサービスが必要との表示として使用できる。代わりに、早急な摩擦の増加の検出は、力伝達経路での機械的なつまり、器機の故障、または器機が障害に出くわしたことを示す。信号表示は、多くの方法、例えば警告表示、安全シャットオフ、または「必要なサービス」の表示として使用できる。
【００９０】
図２５は、制御された物品が腱駆動内視鏡２５１０の具体例を示す。内視鏡２５１０は、手動または選択的に操作できる遠位端部２５１６、自動制御部分２５２０、および弾性があり能動的に制御可能な近位端部２５１４を備えた細長いボディを有する。これらは、選択的に、デバイスから省略しても良い。操作可能な遠位端部２５１６は、手により（即ち、連節セグメントに取り付けられた従来の内視鏡コントロールの機械力を用いて）、またはアクチュエータからの機械的補助により連節する。加えて、他の具体例では、（ジョイスティック２５４４または他の入力デバイスを介して）使用者が操作コマンドをコントローラに入力し、操作コマンドが内視鏡セグメントの動作に伝達される。
【００９１】
自動制御部分２５２０は分割され、それぞれのセグメントは操作動作の全範囲を通して曲げることができる。遠位端部２５１６はまた、制御可能なセグメントでも良い。分割された内視鏡の組み立てや操作についての、より詳細な説明は、２００２年８月２７日出願の米国特許出願１０／２２９，５７７に記載されており、その全体が参照することにより本件に組み込まれる。
【００９２】
選択的に操作される遠位端部２５１６は、選択的に操作または曲げられ、即ち図示するように、全ての方向２５１８に１８０°曲げることができる。ファイバ光イメージ束２５３４と、一またはそれ以上の照明ファイバ２５３２が、近位端部２５１４から遠位端部２５１６まで、ボディ２５１２を通って延びても良い。代わりに、内視鏡２５１０は、内視鏡ボディ２５１２の遠位端部２５１６に配置された、ＣＣＤやＣＭＯＳカメラのような小型ビデオ内視鏡を有するように形成されても良い。ビデオカメラからの画像は、伝達ケーブルまたは無線伝達によりビデオモニタに伝えられ、画像は、リアルタイムでみることができ、および／または、例えば磁気テープのような録画媒体アナログ録画媒体、コンパクトディスクやデジタルテープのようなデジタル録画媒体に録画される。ＬＥＤまたは他の光源が、内視鏡に遠位端部で光るように使用される。
【００９３】
内視鏡のボディ２５１２は、１又はそれ以上のアクセスルーメン２５２８を有し、これは、光源、吹きつけまたは灌水、空気および水チャネル、および真空チャネルを提供する。一般に、内視鏡２５１０ボディ２５１２は、高度に弾性を有し、ねじれや曲がり無しに小さな直径の円として曲げることができ、多くのチャネルを無傷で保持することができる。結腸内視鏡として使用される形状では、内視鏡２５１０のボディ２５１２は一般には長さが１８５ｃｍで、直径が約１３−１９ｍｍである。内視鏡２５１０は、他の医療応用または産業応用のために他の様々な大きさや形状とすることができる・
【００９４】
制御可能な部分２５２０は、少なくとも１つのセグメントからでき、好適には複数のセグメント２５２２からでき、内視鏡２５１０から遠くに配置したコンピュータおよび／または電気コントローラを介して制御される。セグメント２５２２のそれぞれまたは少なくとも多数は、力生成器に機械的に接続された力伝達要素または腱を有し、空間内でセグメント２５２２の制御された動きを可能とする。腱を駆動するアクチュエータは、腱に力を与えることができる多くの異なったタイプのメカニズムを含む。例えば、電気機械的モニタ、気体および液体シリンダ、液体および気体モータ、ソレノイド、形状記憶合金ワイヤ、又は公知の他の装置や方法である。形状記憶合金ワイヤが使用された場合、コントローラ中のそれぞれの腱の近位端部に取り付けられた多くのワイヤの束を形成することが好ましい。セグメント連節は、例えば電流や熱のようなエネルギを与えることにより達成でき、ワイヤ束中での直線運動をおこさせ、続いて腱を動かす。コントローラ内でのアクチュエータの直線運動は、比較的短い距離で行われる。例えば、数インチやそれより小さい±１インチである。これにより、所望の程度のセグメントの動きと連節に応じて、効果的な連節が達成できる。
【００９５】
受動的な近位端部２５１４が選択的に使用されても、内視鏡の挿入可能な部分の長さが制御可能なセグメント２５２２を含むのは好ましい。この近位端部２５４１は、好適には無数の形状に対応する弾性のあるチューブ部材からなり、従来の内視鏡のチューブを形成するのに使用される熱硬化性ポリマのような様々な材料から形成される。
【００９６】
それぞれのセグメント２５２２は、内部を走る少なくとも１つのルーメンを形成し、ワイヤ、光ファイバ、空気および／または水のチャネル、様々な内視鏡ツール、または様々なデバイスやワイヤがその中を通るアクセスチャネルを提供する。ポリマ被覆またはさや２５３０は、また、制御可能な部分２５２０や操作可能な遠位端部２５１６を含む内視鏡２５１２のボディを超えて延びる。このさや２５３０は好ましくは、制御可能なセグメント２５２２、操作可能な遠位端部２５１６、および近位端部の弾性チューブ２５１４の間でまっすぐな移動を提供する。
【００９７】
ハンドル２５２４は、内視鏡に近位端部に取り付けられても良い。ハンドル２５２４は、直接見るために、ファイバ光画像バンドル２５３４に接続された接眼レンズを含んでも良い。ハンドル２５２４は、そうでなければ、ビデオモニタ、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラのようなカメラ、又は記録デバイス２５５０に接続するためのケーブルを有しても良い。ハンドル２５２４は、照明ファイバに接続されまたは続く照明ケーブル２５３８で、照明源２５３６に接続されても良い。代わりに、それらの接続の幾つかまたは全てがコントローラ２５４０に形成される。ルアロック固定２５２６は、ハンドル２５２４上に配置され、多くの器機のチャネルに接続される。
【００９８】
ハンドル２５２４は、コレクタケーブル２５４２により動作コントローラ２５４０に接続される。操作コントローラ２５４４は、第２のケーブル２５４６もより動作コントローラ２５４０に接続されても良く、選択的にハンドル２５２４に直接接続されても良い。代わりに、ハンドルは、直接ハンドルに組み込まれた操作制御メカニズムを有しても良い。例えば、ジョイスティック形状、ダイヤル、滑車、またはホイール等のような従来のディスクコントローラである。操作コントローラ２５４４は、使用者に、所望の方向２５１８に、ボディ２５１２の選択的に操作可能なダイヤル部分２５１６を選択的に操作しまたは曲げることを許容する。操作コントローラ２５４４は、図示したようなジョイスティック、又は他の操作コントロールメカニズム、例えば従来の内視鏡のようなデュアルダイアルや回転ノブ、トラックボール、タッチパッド、マウス、またはセンサグローブでも良い。動作コントローラ２５４０は、ボディ２５１２の、分割して自動制御された近位部分２５２０の動きを制御する。このコントローラ２５４０は、マイクロコンピュータ上で実行される動作制御プログラムや応用特有の動作コントローラを用いて実行しても良い。
【００９９】
腱に力を与えるアクチュエータは、図示したように、動作コントローラユニット２５４０に含まれ、または分離して配置され、制御ケーブルで接続されても良い。操作可能な遠位端部２５１６を制御する腱や制御可能なセグメント２５２２は、内視鏡のボディ２５１２の長さに沿って延び、アクチュエータに接続される。図２５は、腱がハンドル２５２４中を通り、迅速取り外しコネクタ２５５４を介して動作コントローラ２５４０に直接接続された形態を示す。この具体例では、迅速取り外しコネクタ２５５４が、上述のコネクタや噛み合わせアセンブリのいずれかからなる。この変形では、アクチュエータがコントローラ２５４０と接続されている限り、腱は独立してアクチュエータに接続されても、腱は制御ケーブル２５４２の一部である。
【０１００】
軸上の動作変換器（または、深さ表示装置または基準と呼ばれる）２５４８は、軸方向の動き、即ち、内視鏡ボディ２５１２が進んだり引っ込んだりした場合の変化を測定するために提供される。深さ表示装置２５４８は、多くの可能な形態として作製可能である。例えば、図２５の軸上の動作変換器２５４８は、内視鏡２５１０のボディ２５１２を囲むリング２５４８として形成される。軸上の動作変換器２５４８は、好適には、例えば手術テーブルや患者ボディ上の内視鏡２５１０の挿入点のような、基準の固定された点に取り付けられる。深さ標準装置２５４８とその異なった例は、セグメント連節やケーブル操作と同様に、２００２年８月２７日出願の米国特許出願１０／２２９，５７７に詳細に記載されており、参照することにより、その全体が本願に組み込まれる。
【０１０１】
図２６は、セグメントを曲げる単体の腱の部分概略図である。明確化のために、他の腱やセグメントを含む完全な内視鏡の他の部分は、図２６から省略した。腱に加えられる張力は、セグメント全体をとって伝えられ結果的に曲がる。ボウデンケーブル２６１０は、セグメント２６０１のベース２６２２に取り付けられたスリーブ２６１４を有し、近位アクチュエータケーブル２６０３に固定される。腱ケーブル２６１２はアクチュエータ２６０５と遠位セグメント端部２６３０に接続される。張力を腱２６１２に与えることにより、意図したセグメント２６０１のみが曲がり、より近位のセグメントは影響されない。図に示すように、この変形では、モータが腱ケーブル２６１２を引っ張ると、腱２６１２はアクチュエータ２６０５により引っ張られて配置される。
【０１０２】
図２７Ａから図２７Ｃは、曲がった経路を通る腱駆動の内視鏡の変形を示す。経路７０１は、図２７Ａに示される。この経路は、例えば、結腸の部分を示す。図２７Ａでは、ドライブ７０４の遠位端部が、示された曲がりに進む。図２７Ｂは、遠位端部７０５が（点線部分から実線部分に）操作され、適当なカーブや曲がり７０６を仮定する。この操作は、使用者、即ち医師により行われ、または経路の壁をおおよそ決定する検知法を用いて、または装置のみにより形成された経路の画像、または装置外の画像モダリティーにより形成された画像との組み合わせで形成された経路の画像を用いて行われる。上述のように操作端部の曲げは腱を引っ張ることにより、又は適当に曲がるような腱の組み合わせにより行われる。
【０１０３】
図２７Ｃで、再度デバイスが前進する。前進するに従って、選択されたカーブが、内視鏡の長手方向を近位に伝搬し、内視鏡の曲がり７０６が、経路７０１に対して同じ位置に残る。これは、壁との過剰な接触を防止し、内視鏡が曲がった壁に沿ってより容易に動くようにする。内視鏡は、動作コントローラと連続して接続され、動作コントローラは、経路内での内視鏡の位置、即ち挿入深さを検出する。同様に選択された曲がりやカーブは、内視鏡の経路を決定する。深さは、例えば先に述べた軸上を動く変換器２５４８により決定され、またはより直接的な側定技術で決定される。そうでなければ、それぞれのセグメントの形状は、腱に与えられる張力により決定され、または腱ケーブルの動きの直接続亭のような直接測定で決定される。動作コントローラは、ボディ中の所定の位置、深さにおけるセグメントの選択された形状を伝搬する。例えば、デバイスが遠方に動いた場合、より遠位のセグメントの側面の長さに、より近位のセグメントの側面の長さを等しくセットすることで行われる。コントローラは、内視鏡のボディを自動的に操作するためにこの情報を使用することができ、例えば分析に使用するために内視鏡の経路の視覚的マップを作製するのに使用される。
【０１０４】
動作コントローラのみの、腱の置き換えに加えて、本発明のコネクタ自身、および共に動作するコネクタは、腱が引っ張ったり圧縮したりするのを調整することができる。例えば、動作コントローラが、特に引っ張りまたは圧縮下に無い、腱の中の「たるみ」を制御する。活性でない腱のたるみの許容は、より遠位のセグメントに必要とされる力の量を低減する。上述の変形例のように、内視鏡の遠位端部のアンビリカスは、独立した腱のたるみを許容する。
【０１０５】
曲げや前進プロセスは、ステップでまたは連続した方法で行われる。もしステップ状の場合、例えば、腱がセグメントの長さにより進められた場合、次の近位セグメント７０６が先のセグメントまたは遠位操作可能な部分と同じ形状に曲げられる。より連続したプロセスが、腱が進むに従ってセグメントが増大して曲げられることで行われる。これは、例えばセグメントが操作されたカーブより小さな場会、コンピュータ制御により行われる。
【０１０６】
操作可能な遠位部分を含む制御可能なセグメントは、同じ内視鏡においても、例えば異なった直径や長さのような、異なった寸法を有するように選択される。空間、弾性、曲げる方法を考慮するために、異なった直径のセグメントが望まれる。例えば、内視鏡中のセグメントが多いほど、ボディキャビティ内でそれがより操作される。しかしながら、より多くのセグメントが、より多くの腱にセグメントの制御を必要とする。
【０１０７】
図２８は、異なった直径のセグメント８００を有する、腱駆動の内視鏡の形態を示す。例えば、８０２と８０１のように、より遠位のセグメントが、近位セグメントより小さな直径を有する。一般的な内視鏡の直径は、例えば２０ｍｍから１２．５ｍｍまで減少する。図２８に示される内視鏡は、直径が遠位ほどステップ状に減少する、入れ子状である。このデザインは、例えば内部ボディ構造が次第に狭くなる。このデザインは、近位アクチュエータに向かって進んだ場合に、より遠位のセグメントから腱がバイパスする空間を助ける。なぜなら、より近いセグメントが、より大きな直径だからである。図２８は、４つの異なった大きさのセグメントを示す。しかしながら、実際はいくつの異なった大きさのセグメントを用いても構わない。更に、この形態ではセグメントはステップ状に表されているが、外表面は緩やかに傾斜して、遠位端部に向かって直径が減少した平坦な外表面を有してもよい。
【０１０８】
図２９は、異なった長さのセグメントを有する腱駆動内視鏡の他の形態を示す。異なった長さのセグメントを使用することにより、同じ長さの連節可能な内視鏡を形成するのに、より小数のセグメント９００が必要となる。図２９に示すように、例えば９０２、９０３のセグメントのように、より近位のセグメント９０１ほど、より遠位より次第に長くなる。例えば、セグメントの長さは、近位セグメントの２０ｃｍから、最も遠位のセグメントの６ｃｍまで減少する。長さは、セグメントからセグメントへ、一定の率で次第に減少しても良い。代わり、長さは、所望の連節に合わせて、幾何学的に、対数的に、または自由に、減少しても良い。実施に、これにより、曲げやターンが近位に伝わるほど、より遠くのセグメントによりカーブの「平均化」がなされる。これを達成するために、動作コントローラは、異なった大きさのセグメントがそれに応じて収容される形態となる。代わりに、応用に応じて、内視鏡は、異なった長さや厚みのセグメントの組み合わせからなっても良い。
【０１０９】
セグメントと連節する腱は、アクチュエータに機械的に接続される。しかしながら、例えば、クリーニングや消毒のために、内視鏡の挿入可能な遠位部分がアクチュエータやコントローラからはずれることも望まれる。この応用で記載したコネクタの具体例のような、内視鏡の近位端部とアクチュエータとの間の迅速取り外しメカニズムが、容易に取り外せ、置き換えられ、または交換できる内視鏡を効果的に達成できる。例えば、腱の近位端部は、アクチュエータに応じて予想される取り付けを許容するように形成される。例えば、コネクタ部分１１２、１１４の具体例や、図９Ａや９Ｂで述べたコネクタの使用によってである。加えて、コネクタは、腱に対して、束、アレイ、またはラックになる方法を提供する。この構成は、また、腱のたるみの能動的または受動的な制御を許容するような、他の特徴を内視鏡に与える。更に、それぞれの腱の近位端部は、アタッチメントやマニピュレーションとして変形させても良い。例えば、遠位端部が特別な形状のさややケースの形状に保たれ、上述のコネクタや噛み合いの具体例のいずれかに使用されても良い。
【０１１０】
図３１Ａは、２または３の腱を使用して、制御可能なセグメントと連節することが可能な、操作可能な遠位部分を含む、結果のセグメント連節を示す。図３０Ａは、例として、３つの腱で駆動する本発明の制御可能なセグメントの動作可能な範囲の一例を示す。緩和して直立した位置のセグメント３００１は、実際に、ｘ−ｙ面に対してどの方向にも曲げることができる。例として示された図は、曲げられて、その最初の位置３００１に対して所定の角度となるセグメント３００２を示す。角度αおよびβは、セグメントにより可能な曲げを示す。角度βは、ｘ−ｙ面上の角度である。一方αはｘ−ｚ面内での動きを示す角度である。１の変形例では、内視鏡の制御可能なセグメントが、β角で全３６０°、α角で９０°まで曲げることができる。９０°より大きな角度は、内視鏡のループを形成する。図３１Ａにおいて、示されたセグメントは、角度αに沿って約４５°曲げられている。セグメントの自由な動きは、一部は、他の中で、連節方法、セグメントの大きさ、それが形成される材料、および形成される方法により決定される。それらの要素のいくつかをここに記載する。
【０１１１】
操作可能な遠位端部は、内視鏡や制御可能なセグメントと同様に、曲げることができるが、好ましくは、圧縮したり引き延ばしたりしないことが好ましい。このように、図３１Ａでは、緩和されたセグメント３００１の中心線３００４は、曲げられた後のセグメント３００２の中心線３００６と、おおよそ同じ長さである。
【０１１２】
図３０Ｂから３０Ｅは、本発明の内視鏡で使用される制御可能なセグメントを動かすための、３つの腱の使用を示す。この例で示される腱は、ボウデン型ケーブル３０１０であり、ハウジングやスリーブ３０１４で同軸に囲まれ、その中で自由に動く内部ケーブル３０１２を有する。ボウデンケーブルは、引っ張りまたは圧縮力を与えるのに使用され、即ち、ボウデンケーブルは、押されたり引っ張られたりして、内視鏡と連節し、内視鏡に沿った位置で要求される力を与えるために遠隔操作することができる腱ケーブルをセグメント３０２０の遠位端部で取り付け、腱ハウジング３０１４をセグメント３０２２の近位端部に取り付けることにより、腱からの力は、セグメントを横切ってまたは通って働く。図３０Ｂは、３０２０で表される腱ケーブル用の３つの取り付けサイトの上面図を示す。
【０１１３】
操作可能な遠位端部を含む一の変形例では、３つの腱がそれぞれのセグメントを動かすために使用されるが、４またはそれ以上の腱を用いても良い。３つの腱は、セグメントや内視鏡が長手方向の軸の周囲で回転することなく、セグメントと全ての方向に対して信頼性のある連節を行う。３つのケーブル腱３０１２は、セグメント端部に近いセグメント３０２０の遠位端部に、等間隔で取り付けられるのが好ましい。図３０Ｂにおいて、腱は、２時、６時、１０時の位置に取り付けられている。それぞれのセグメントを制御する腱はアクチュエータに向かって近位方向に突出するため、場所の関係で少ない腱を用いるのが好ましい。このように、２つの腱が、セグメントの制御に使用できる。１またはそれ以上のバイアス要素、例えばバネ、を含み、セグメントが３次元に連節するのを助けることが望まれる。他の形態では、２次元での動きを制御し、またセグメントを長手方向の軸の周囲で回転させることにより、３次元空間でセグメントを連節させるのに２つの腱が使用される。
【０１１４】
図３０Ｂは、３次元の腱が取り付けられた緩和状態のセグメントを示す。腱スリーブ３０１４は、対応するケーブルの取り付け位置の直接下部の、セグメント３０２２の近位端部に取り付けられて示される。図３０Ｃ、３０Ｄ、および３０Ｅは、それぞれの制御腱３０１０が別々に曲げられたこのセグメントを示す。
【０１１５】
図３０Ｃに示すように、第１腱３０３０を引っ張って、引っ張り力を加えることにより、第１腱３０３０の方向に曲がる。即ち、曲げられていないセグメントの上面から見た場合（図３０Ａ）、第１腱が６時の位置に取り付けられえた場合、この腱を引っ張ることにより、セグメントを６時の位置に向かって曲げることができる。同様に、図３Ｄでは、２時の位置に着けられた第２腱３０３２のみに引っ張り力を加えることにより、セグメントを２時の方向に曲げることができる。最後に、１０時方向の腱を引っ張ることにより、セグメントを１０時方向に曲げることができる。全ての場合、曲げが続く。より大きな力が加われば、より多く曲がる（図３Ａのｘ−ｚ面の角度）。独立した腱または２つの腱の組を引っ張ることにより、いずれの方向に対してもセグメントを曲げることができる。このように、１２時方向のセグメントを曲げるには、第２腱３０３２と第３腱３０３４の双方が、同じ力で引っ張られる。代わりに、６時の位置の第１腱３０３０が、単独でまたは第２腱３０３２および第３腱３０３０４の引っ張りと一緒に押されることで、同じ形状が得られる。
【０１１６】
全ての形態において、腱および／またはバイアス要素の周囲の位置が示され、ここに示された具体例に限定することを意図するものではない。むしろ、それらは、当業者に理解されるような所望の効果に応じて変形される。
【０１１７】
２００２年８月２７日に出願され、その全体が引用されることにより本願に組み込まれる米国特許出願１０／２２９，５７７に詳しく述べられているように、操作可能な内視鏡や結腸内視鏡は、複数の独立した引っ張りや制御部材を用いても良い。しかしながら、比較的多数の引っ張り部材が、内視鏡が経路を通るように操作するために使用された場合、それぞれの引っ張り部材の組織や操作は、ここに記載された方法や装置の具体例により最適化される。
【０１１８】
内視鏡コネクタおよびアセンブリは結腸内視鏡としての用途について記載したが、本発明のコネクタや噛み合わせアセンブリは、複数の医療および産業上の応用で、広い種類の制御可能な物品の効果的な制御用として形成される。加えて、ボディチャネルを通ってまたはボディ内で操作するためのカテーテル、カニューレ、外科器機、内腔間器機、および／または上述の原理を用いた導入さやを用いた形状でも良い。それらは、例えば、内部へのアクセスが困難なような、機械パイプのような曲がった領域中の検査および調査のような産業上の応用にも使用できる。
【０１１９】
他の形態では、動作制御アセンブリが、選択された経路に従って自動制御された近位端部の制御のために用いられても良く、もし必要ならば、コントローラの電気メモリ中の３次元モデルを用いて所望の位置に戻るために用いられても良い。上述の具体例は、第１および第２コネクタ部分の機械的接続や力伝達について述べたが、本発明のコネクタの代わりの具体例は、エネルギ、位置、又は電気的、水圧、気圧等を含むがこれらに限定されない力伝達の他の形態に適合させるために変形され適応されても良い。上述のアセンブリや本発明を実施するための方法の変形、および当業者にとって自明である本発明の形態の変形は、請求の範囲に含まれことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】制御可能な物品を連節するためのシステムの概略図を示す。
【図２】コネクタアセンブリの１の具体例の斜視図である。
【図３】運搬台アセンブリの１の変形の詳細な斜視図を示す。
【図４】緩和領域を有するコネクタ部分の変形である。
【図５Ａ−５Ｂ】第１コネクタ部分と第２コネクタ部分との間の噛み合い方法を示す。
【図６】位置決め要素を有する運搬アセンブリを示す。
【図７Ａ−７Ｂ】代わりの運搬アセンブリの具体例を示す。
【図８Ａ−８Ｄ】代わりの運搬アセンブリとガイドウエイの具体例を示す。
【図９Ａ】腱を動かすためのピンに依存するアクチュエータに、腱駆動内視鏡を取り付けたり取り外したりするための、迅速取り外しメカニズムの変形を示す。
【図９Ｂ−９Ｃ】腱を動かすために釘頭形状に依存するアクチュエータに、腱駆動内視鏡を取り付けたり取り外したりするための、迅速取り外しメカニズムの変形を示す。
【図１０−２４】代わりの噛み合わせと力伝達の具体例を示す。
【図２５】制御可能な物品が分解された内視鏡である。
【図２６】セグメントを曲げる単体の腱の、部分的な概略図を示す。
【図２７Ａ−２７Ｃ】経路を横切る内視鏡を示す。
【図２８−２９】代わりの内視鏡の具体例を示す。
【図３０Ａ−３０Ｅ】本発明の内視鏡に使用される、制御可能なセグメントを動かす３つの腱の使用を示す。
【図３１Ａ−３１Ｃ】鋸歯状オス部材と、対応する形状の鋸歯状メス受けを含む相補型噛み合わせペアを示す。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３０Ｄ】
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【図３０Ｅ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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