(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具マニピュレータと、
マニピュレータコントローラとを含む、
遠隔操作システムであって、
前記器具マニピュレータは、第１のキャリッジ駆動体と、第２のキャリッジ駆動体とを含み、各キャリッジ駆動体は、独立した回転的な動きをもたらすように構成され、各キャリッジ駆動体は、第１の係合構成を含み、前記器具マニピュレータは、器具を支持するように構成され、該器具は、前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記回転的な動きをそれぞれ受けるように構成される第１及び第２の器具駆動体を含み、各器具駆動体は、第２の係合構成を含み、前記第１及び第２の器具駆動体は、回転的に連結され、
前記マニピュレータコントローラは、前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成が前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の回転を制御し、前記第１のキャリッジ駆動体の前記回転と逆に前記第２のキャリッジ駆動体の動きを制御する、
遠隔操作システム。
【請求項２】
前記マニピュレータコントローラは、
前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成が前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記第１のキャリッジ駆動体を回転させ、前記第２のキャリッジ駆動体を保持することによって、
前記第１のキャリッジ駆動体の前記回転と逆に前記第２のキャリッジ駆動体の動きを制御する、
請求項１に記載の遠隔操作システム。
【請求項３】
前記マニピュレータコントローラは、
前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成が前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記第１及び第２の器具駆動体の一方が対応する第１のキャリッジ駆動体又は第２のキャリッジ駆動体の回転と反対方向に回転するよう、前記第１のキャリッジ駆動体及び前記第２のキャリッジ駆動体を回転させることによって、
前記第１のキャリッジ駆動体の前記回転と逆に前記第２のキャリッジ駆動体の動きを制御する、
請求項１に記載の遠隔操作システム。
【請求項４】
前記第１のキャリッジ駆動体及び前記第２のキャリッジ駆動体は、バネの力に抗して軸方向に動いて、前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の各々のキャリッジ駆動体の前記回転的な動きを対応する第１及び第２の器具駆動体に摩擦的に連結する、請求項１、２又は３に記載の遠隔操作システム。
【請求項５】
前記マニピュレータコントローラは、前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の軸方向の動きを検出することによって、前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成との前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成の能動的な係合を更に検出する、請求項４に記載の遠隔操作システム。
【請求項６】
前記第１のキャリッジ駆動体に連結される第１の電気モータと、前記第２のキャリッジ駆動体に連結される第２の電気モータとを更に含み、前記マニピュレータコントローラは、前記第１及び第２の電気モータの電気特性の変化を検出することによって、前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成との前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成の能動的な係合を更に検出する、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の遠隔操作システム。
【請求項７】
前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成は、ポケットを含み、前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成は、ボスを含み、或いは、
前記第１及び第２のキャリッジ駆動体の前記第１の係合構成は、ボスを含み、前記第１及び第２の器具駆動体の前記第２の係合構成は、ポケットを含む、
請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の遠隔操作システム。
【請求項８】
前記器具の前記第１及び第２の器具駆動体は、歯車によって回転的に連結される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の遠隔操作システム。
【請求項９】
前記器具は、無限に回転させられ得る器具シャフトを更に含み、前記器具の前記第１及び第２の器具駆動体は、前記器具シャフトに回転的に連結されることによって、互いに回転的に連結される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の遠隔操作システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の器具駆動体は、歯車によって直接的に前記器具シャフトに回転的に連結される、請求項９に記載の遠隔操作システム。
【請求項１１】
器具を器具マニピュレータと連結する方法であって、
少なくとも２つのキャリッジ駆動体の各々のキャリッジ駆動体の回転的な動きを前記器具の対応する器具駆動体に摩擦的に連結するステップであって、前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体の各々のキャリッジ駆動体は、第１の係合構成に連結され、前記対応する器具駆動体の各々の器具駆動体は、第２の係合構成を含む、ステップと、
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される第１の係合構成が前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合しない間に、
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体のうちの第１のキャリッジ駆動体を回転させるステップと、
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体のうちの第２のキャリッジ駆動体の動きを制御するステップであって、前記動きは、前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成が前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記第１のキャリッジ駆動体の前記回転と逆である、ステップとを含む、
方法。
【請求項１２】
前記第２のキャリッジ駆動体の前記動きは、前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成が前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記対応する器具駆動体の一方を前記第１のキャリッジ駆動体の前記回転と反対方向に回転させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のキャリッジ駆動体の前記動きは、前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成が前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成と能動的に係合するまで、前記第２のキャリッジ駆動体を静止的に保持する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体の各々を、前記第２の係合構成の少なくとも１つを含む対応する器具無菌アダプタ連結器に能動的に連結するステップと、
前記対応する器具無菌アダプタ連結器と前記対応する器具駆動体との間の摩擦力によって、前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体の各々のキャリッジ駆動体の前記回転的な動きを前記対応する器具駆動体に摩擦的に連結するステップとを更に含む、
請求項１１乃至１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体の軸方向の動きを検出することによって、前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成との前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成の能動的な係合を検出するステップを更に含む、請求項１１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第２のキャリッジ駆動体の前記動きを制御するステップは、
前記第１のキャリッジ駆動体を回転させ、電気モータと静止的であるよう前記第２のキャリッジ駆動体の前記動きを制御するステップを含み、
当該方法は、
前記電気モータの電気特性の変化を検出することによって、前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成との前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成の能動的な係合を検出するステップを更に含む、
請求項１１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成は、ポケットであり、前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成は、ボスであり、或いは、
前記少なくとも２つのキャリッジ駆動体に連結される前記第１の係合構成は、ボスであり、前記対応する器具駆動体の前記第２の係合構成は、ポケットである、
請求項１１乃至１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
この出願は、以下の先に出願された出願の優先権の権利を主張する。
米国  ６１／９５４，４９７  ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国  ６１／９５４，５０２  ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国  ６１／９５４，５５７  ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国  ６１／９５４，５７１  ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国  ６１／９５４，５９５  ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国  ６２／０１９，３１８  ２０１４年６月３０日（30-06-2014）
米国  ６２／１０３，９９１  ２０１５年１月１５日（15-01-2015）
米国  ６２／１０４，３０６  ２０１５年１月１６日（16-01-2015）
これらの出願の各々を、許容される最大の程度まで、ここに参照として特に援用する。
【０００２】
本発明の実施態様は、機械的な連結器の分野に関し、より具体的には、手術器具を遠隔操作アクチュエータと連結させる無菌障壁を提供する連結器に関する。
【背景技術】
【０００３】
診断的又は外科的な処置の間に損傷させられることがある無関係な組織(extraneous  tissue)の量を減少させ、それにより、患者の回復時間、不快感、及び有害な副作用を減少させるために、最小侵襲的な医療技法が用いられている。従来的な形態の最小侵襲的な手術は、内視鏡検査を含む。より一般的な形態の内視鏡検査の１つは、腹腔鏡検査であり、腹腔鏡検査は、腹腔内の最小侵襲的な検査又は手術である。従来的な腹腔鏡手術では、患者の腹腔にガスが通気され、カニューレスリーブが患者の腹部の筋系にある小さな（約１／２インチ（約１．２７センチメートル））の切開部に通されて、腹腔鏡手術器具を封止された仕方で通し得る進入ポートを提供する。
【０００４】
腹腔鏡手術器具は、一般的には、手術野及び手術ツールのようなエンドエフェクタを有する手術器具を見るための腹腔鏡を含む。典型的な手術ツールは、例えば、クランプ(clamps)、グラスパ(graspers)、鋏(scissors)、ステープル(staples)、及び針ホルダ(needle  holders)を含む。手術器具は、例えば、操作者がエンドエフェクタを手術部位に導入し且つ患者の体の外側から手術部位に対するエンドエフェクタの動きを制御するのを可能にするために、各手術器具のエンドエフェクタが約１２インチ（約３０．４８センチメートル）の長さの延長チューブによってそのハンドルから分離される点を除き、従来的な（観血）手術において用いられるものと類似する。
【０００５】
エンドエフェクタの改良された制御をもたらすために、遠隔操作アクチュエータで手術器具を制御することが望ましいことがある。外科医は、遠隔操作アクチュエータに接続される器具を間接的に操作するためにコンソールにある制御装置を作動させることがある。手術器具を別個に殺菌し、遂行されるべき外科処置のための必要とされる器具として使用のために選択し得るよう、手術器具は遠隔操作アクチュエータに取り外し可能に連結される。一連の手術の間に手術器具を交換してよい。
【０００６】
遠隔操作手術器具を用いて手術を執り行うことは新たな挑戦を生む。１つの挑戦は、患者に隣接する領域を無菌状態に維持する必要である。しかしながら、典型的には、手術器具を制御するのに必要なモータ、センサ、エンコーダ、及び電気接続部を、従来的な方法、例えば、蒸気、熱及び圧力、又は化学物質を用いて殺菌し得ない。何故ならば、それらは殺菌プロセス中に損傷させられ或いは破壊されるからである。
【０００７】
遠隔手術システムの他の挑戦は、外科医が典型的には処置中に幾つかの異なる手術器具を利用することである。多数の異なる手術器具が、典型的には、手術中に同じトロカールスリーブを通じて導入されて、必要とされる切開部の数を制限する。よって、処置中に用いられる手術器具の数よりも少ないことが多い、利用可能な限定的な数の器具マニピュレータがある。従って、手術器具は、手術中に何度も同じ器具ホルダに取り付けられることがあり、同じ器具ホルダから取り外されることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
遠隔操作アクチュエータの汚染を防止し且つ無菌障壁を通じて遠隔操作アクチュエータ駆動体から手術器具に動きを移転する機械的な連結器の素早く確実な係合を可能にしながら、手術器具を遠隔操作アクチュエータ駆動体と係合させるより容易でより効果的な方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
遠隔操作手術システムが、各々が独立した回転的な動きをもたらす、第１のキャリッジ駆動体と第２のキャリッジ駆動体とを含む、器具マニピュレータを有する。各キャリッジ駆動体は、第１の係合構成を含む。手術器具が、各々が２つのキャリッジ駆動体の一方から回転的な動きを受ける２つの器具駆動体を含む。各器具駆動体は、第１の係合構成と係合してキャリッジ駆動体を器具駆動体に能動的に連結する、第２の係合構成を含む。器具駆動体は、互いに回転的に連結される。マニピュレータコントローラが、２つのキャリッジ駆動体の回転を制御し、第１の係合構成が第２の係合構成と能動的に係合するまで、第１のキャリッジ駆動体の回転と逆の動きを第２のキャリッジ駆動体に付与する。手術器具は、無限に回転し得る器具シャフトを含んでよい。器具駆動体は、器具シャフトに回転的に連結されてよい。
【００１０】
本発明の他の構成及び利点は、添付の図面から並びに以下に続く詳細な記述から明らかであろう。
【００１１】
本発明は、本発明の実施態様を非限定的に一例として例示するために用いられる後続の記述及び添付の図面を参照することによって、最良に理解されることがある。図面において、同等の参照番号は類似の要素を示す。
【００１２】
本発明は、本発明の実施態様を非限定的に一例として例示するために用いられる後続の記述及び添付の図面を参照することによって、最良に理解されることがある。図面において、同等の参照番号は類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】遠隔手術システムの患者側部分１００を示す図である。
【００１４】
【図２】遠隔操作アクチュエータと共に用いる手術器具の側面図である。
【００１５】
【図３Ａ】手術器具、手術器具マニピュレータのキャリッジ、及び器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）の連結の例示的な実施態様の例示である。
【００１６】
【図３Ｂ】図３Ａの連結器システムの例示的な実施態様の例示である。
【００１７】
【図４】キャリッジに連結された組立状態のＩＳＡの例示的な実施態様の例示である。
【００１８】
【図５】ＩＳＡ連結器の例示的な実施態様の例示である。
【００１９】
【図６】手術器具の部分の下面の例示的な実施態様の例示である。
【００２０】
【図７】明瞭性のために幾つかの構成部品が取り除かれた、図６に示す手術器具の下面の例示的な実施態様の例示である。
【００２１】
【図８】手術器具及びＩＳＡの連結器システムの例示的な実施態様の例示である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の記述には、数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、本発明の実施態様は、これらの具体的な詳細がなくても実施されてよいことが理解されよう。他の場合には、この記述の理解を曖昧にしないために、周知の回路、構造、及び技法を詳細に示さない。
【００２３】
以下の記述では、本発明の幾つかの実施態様を例示する添付の図面を参照する。他の実施態様が利用されてよく、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに、機械的、組成的、構造的、電気的、及び動作的な変更が行われてよい。以下の詳細な記述は、限定的な意味において理解されてならず、本発明の実施態様の範囲は、発効する特許の請求項によってのみ定められる。
【００２４】
用語
ここにおいて用いる用語法は、特定の実施態様を記載する目的のためだけであり、本発明を限定することを意図しない。「下」(“beneath”)、「下方」(“below”)、「下方」(“lower”)、「上方」(“above”)、「上方」(“upper”)、及び同等物のような、空間的に相対的な用語は、図面中に例示するような１つの要素又は構造に対する他の要素の又は構造の関係を記載する記述の容易さのために、ここにおいて用いられることがある。空間的に相対的な用語は、図面中に描写される向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる向きを包含することを意図する。例えば、図面中のデバイスが反転させられるならば、他の要素又は構成の「下」(“beneath”)又は「下方」(“below”)にあるものとして記載される要素は、他の要素又は構成の上方(“above”)に向けられる。よって、例示的な用語「下方」(“below”)は、上方及び下方の向きの両方を包含し得る。デバイスをその他の向きにしてよく（例えば、９０度回転させ或いは他の向きにしてよく）、ここで用いる空間的に相対的な記述子(descriptors)は、相応して解釈される。
【００２５】
ここにおいて用いるとき、文脈がその他のことを示さない限り、単数形の形態である「a」、「an」、及び「the」は、複数形の形態も含むことが意図される。「含む」(“comprises”)及び／又は「含む」(“comprising”)という用語は、述べられている構成、ステップ、動作、要素、及び／又は構成部品（コンポーネント）の存在を特定するが、１つ又はそれよりも多くの他の構成、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又はそれらの群（グループ）の存在又は追加を排除しないことが更に理解されるであろう。
【００２６】
「物体」(“object”)という用語は、構成部品(“component”)又は構成部品の群（グループ）を概ね指す。例えば、物体は、明細書又は請求項内のディスクのポケット又はボスのいずれかを指してよい。明細書及び請求項を通じて、「物体」、「構成部品」、「部分」(“portion”)、「部品」(“part”)、及び「部品」(“piece”)という用語は、置換可能に用いられる。
【００２７】
「器具」(“instrument”)及び「手術器具」(“surgical  instrument”)という用語は、ここでは、患者の体の中に挿入されるように構成され且つ外科処置又は診断処置を実施するために用いられる医療デバイスを記載するために用いられる。器具は、エンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、鉗子(forceps)、持針器(needle  driver)、剪断器(shears)、バイポーラ焼灼器(bipolar  cauterizer)、組織安定器(tissue  stabilizer)又は開創器(retractor)、クリップアプライヤ(clip  applier)、吻合デバイス(anastomosis  device)、撮像デバイス(imaging  device)(例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、及び同等物のような、１つ又はそれよりも多くの手術タスクと関連付けられる手術ツールであってよい。本発明の実施態様と共に用いられる幾つかの器具は、手術ツールの位置及び向きを器具のシャフトに対する１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度を伴って操縦し得るよう、手術ツール用の関節作動する支持体（「リスト」と呼ぶこともある）を更に提供する。更に、多くの手術エンドエフェクタは、開放し或いは閉塞するジョー、ある経路に沿って並進するナイフのような、機能的な機械的な自由度を含む。手術器具は、恒久的であってよい或いは手術システムによって更新可能であってよい（例えば器具の内側の半導体メモリに）格納される情報を含んでもよい。従って、システムは、器具と１つ又はそれよりも多くのシステム構成部品との間の一方向の又は双方向の情報通信をもたらすことがある。
【００２８】
「ポケット」(“pocket”)という用語は、突起がポケットを係合し得るように構成される作業空間の凹部(recess)として広く解釈されてよい。そのような連結プロセスは、適切な形状及び大きさの突起がポケット内に挿入されるときに起こる。
【００２９】
「ボス」(“boss”)という用語は、作業空間にある拡張又は突出構成として広く解釈されてよい。ボスは如何なる形状又は大きさとして構成されてもよい。ボスの１つの使用は、ポケット内へのボスの挿入を通じたポケットとの連結プロセスに関与することである。明細書を通じて、「ボス」及び「突起」(“protrusion”)という用語は、置換可能に用いられる。
【００３０】
「係合構成」(“engagement  feature”)という用語は、「ポケット」又は「ボス」又は２以上の物体を連結するために用いるあらゆる部品(piece)として広く解釈されてよい。
【００３１】
「能動的に連結（される）」(“positively  coupled”)という用語は、２以上の物体が、それらの物体の間に相対的な動きがないように、能動的に連結される物体が互いに協働するのを可能にする方法において接続される、あらゆる事象として、広く解釈されてよい。能動的に連結されることは、直接的な接続（例えば、直接的な物理的又は電気的接続）を必要としないが、２以上の物体を能動的に連結するために多数の物体又は構成部品が用いられてよいことを記さなければならない。例えば、物体Ａ及びＢは、物体Ｃの使用を通じて能動的に連結されてよい。他の例として、物体Ｄ及び物体Ｅは、物体Ｄ、突起が、物体Ｅの凹部、ポケット内に受け入れられるときに、能動的に連結されてよい。明細書及び請求項を通じて、「連結（する）」(“couple”)、「接続（する）」(“connect”)、又は「係合（する）」(“engage”)という用語は、置換可能に用いられる。
【００３２】
「連結器」(“coupler”)という用語は、第２の構成部品を第３の構成部品に連結する第１の構成部品として概ね解釈されてよい。
【００３３】
「回転式レセプタクル」(“rotary  receptacle”)という用語は、入力のための受入地点として解釈されてよい。例えば、回転式レセプタクルは、モータからの入力を受けて、モータを静止的なままにさせる或いは特定の方向に回転させる、構成部品であってよい。「回転式入力」(“rotary  input”)という用語は、モータからのそのような入力を指すことがある。
【００３４】
加えて、「取り外し可能に連結（される）」(“detachably  coupled”)という用語は、恒久的でない２以上の物体の間の連結事象を意味するよう解釈されてよい。これは、取り外し可能に連結される物体が、それらがもはや共に動作しないように切り離され(decoupled)且つ分離され(separated)てよいことを意味する。
【００３５】
最後に、ここにおいて用いるとき、「又は」(“or”)及び「及び／又は」(“and/or”)という用語は、内包的であるとして或いは１つ若しくは任意の組み合わせを意味するものとして解釈されるべきである。従って、「Ａ、Ｂ、又はＣ」又は「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、「Ａ、Ｂ、Ｃ；Ａ及び；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；Ａ、Ｂ、及びＣのうちのいずれか」を意味する。この定義に対する例外は、要素、機能、ステップ、又は行為の組み合わせが、何らかの方法において本質的に相互に排他的であるときにのみ起こる。
【００３６】
機能的な遠隔操作手術システムの概要
図１は、本発明の実施態様に従った、遠隔操作手術システムの例示的な患者側部分１００の図である。患者側部分１００は、支持アセンブリ１１０と、各支持アセンブリの端にある１つ又はそれよりも多くの手術器具マニピュレータ１１２とを含む。支持アセンブリ１１０は、手術のために患者に対して手術器具マニピュレータ（複数の手術器具マニピュレータ）１１２を位置付けるために用いられる、１つ又はそれよりも多くの電力供給されない係止可能なセットアップ関節を任意的に含む。描写されるように、患者側部分１００は、フロアの上に位置する。他の実施態様において、患者側部分は、壁に、天井に、患者の体１２２も支持する手術台１２６に、或いは他の手術室機器に取り付けられてよい。更に、患者側部分１００は、４つの手術器具マニピュレータ１１２を含むものとして示されているが、より多い又はより少ない手術器具マニピュレータ１１２が用いられてよい。一層更には、患者側部分１００は、図示のような単一のアセンブリで構成されてよく、或いは、患者側部分１００は、各々が様々な可能な方法において任意的に取り付けられる、２つ又はそれよりも多くの別個のアセンブリを含んでよい。
【００３７】
各手術器具マニピュレータ１１２は、患者の体１２２中の手術部位で作動する、１つ又はそれよりも多くの手術器具１２０を支持する。各手術器具マニピュレータ１１２は、関連する手術器具が１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度（例えば、全部で６つのデカルト自由度、５つ以下のデカルト自由度など）で動くのを可能にする、様々な形態において提供されてよい。典型的には、機械的な又は制御的な制約は、各手術器具マニピュレータ１１２が、患者に対して静止的なままである手術器具の運動の中心の周りで、その関連する手術器具を動かすのを制限し、この運動の中心は、典型的には、手術器具が体に入る位置にあるように配置される。
【００３８】
機能的な遠隔操作手術システムは、一般的には、操作者が患者の体１２２の外側から手術部位を見るのを可能にするビジョンシステム部分（図示せず）を含む。ビジョンシステムは、典型的には、ビデオ画像キャプチャ機能１２８（「カメラ器具」）と、キャプチャ画像を表示する１つ又はそれよりも多くのビデオディスプレイとを有する、手術器具を含む。幾つかの手術システム構成において、カメラ器具１２８は、画像をカメラ器具１２８の遠位端から患者の体１２２の外側の１つ又はそれよりも多くの撮像センサ（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）に移転する光学(optics)を含む。代替的に、撮像センサ（複数の撮像センサ）は、カメラ器具１２８の遠位端に位置付けられてよく、センサ（複数のセンサ）によって生成される信号は、処理及びビデオディスプレイでの表示のために、リード線に沿って或いは無線式に送信されてよい。例示的なビデオディスプレイは、Intuitive  Surgical,  Inc.,  Sunnyvale,  Californiaによって商品化されている手術システム中の外科医コンソール上の立体視ディスプレイである。
【００３９】
機能的な遠隔操作手術システムは、手術器具が患者の内側にある間に手術器具１２０の動きを制御するための制御システム部分（図示せず）を更に含む。制御システム部分は、手術システム内の単一の場所にあってよく、或いは、制御システム部分は、手術システム内の２つ又はそれよりも多くの場所に分散させられてよい（例えば、制御システム部分構成部品は、システムの患者側部分内に、専用システム制御コンソール内に、或いは別個の機器ラック内にあってよい）。遠隔操作マスタ／スレーブ制御は、所望の制御の程度、制御される手術器具の大きさ、及び他の要因に依存して、様々な方法において行われてよい。幾つかの実施態様において、制御システム部分は、ジョイスティック、外骨格グローブ、電動及び重力補償マニピュレータ、又は同等物のような、１つ又はそれよりも多くの手動操作入力装置を含む。これらの入力デバイスは、遠隔操作モータを制御し、次に、遠隔操作モータは、手術器具の動きを制御する。
【００４０】
遠隔操作モータによって生成される力は、ドライブトレーン機構を介して伝達され、ドライブトレーン機構は、遠隔操作モータからの力を手術器具１２０に伝達する。幾つかの遠隔手術の実施態様において、（複数の）マニピュレータを制御する入力装置は、患者が配置される部屋の内側又は外側のいずれかで、患者から離れた場所に設けられてよい。次に、入力装置からの入力は、制御システム部分に送信される。遠隔操縦、遠隔操作、及びテレプレゼンス手術に熟知した人々は、Intuitive  Surgical,  Inc.によって商品化されているda  Vinci（登録商標）Surgical  System及びComputer  Motion,  Inc.によって元来製造されているZeus（登録商標）Surgical  System並びにそのようなシステムの様々な例示的な構成部品のような、そのようなシステム及びそれらの構成部品について知っている。
【００４１】
図示のように、手術器具１２０及び任意的な入力ガイド１２４（例えば、患者の腹部内のカニューレ）の両方が、手術器具１２０が入力ガイド１２４を通じて挿入された状態で、マニピュレータ１１２の遠位端に取り外し可能に連結される。マニピュレータ１１２内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かす。マニピュレータ１１２は、器具キャリッジ１３０を更に含む。手術器具１２０は、器具キャリッジ１３０に取り外し可能に接続される。器具キャリッジ１３０内に収容される遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０が手術器具のエンドエフェクタの様々な動きに変換する、多数のコントローラ動作をもたらす。よって、器具キャリッジ１３０内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かすよりもむしろ、手術器具１２０の１つ又はそれよりも多くの構成部品のみを動かす。器具全体又は器具の構成部品のいずれかを制御する入力は、外科医によって制御システム部分に提供される入力（「マスタ」命令）が手術器具による対応する作用（「スレーブ」応答）に変換されるような入力である。
【００４２】
図２は、手術器具１２０の例示的な実施態様の側面図であり、手術器具１２０は、細長いチューブ２１０によって連結される、遠位部分２５０及び近位制御機構２４０を含む。手術器具１２０の遠位部分２５０は、図示の鉗子２５４、持針器、焼灼装置、切断ツール、撮像装置（例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、又は様々なツール及び撮像装置の組み合わせを含む組み合わせ装置のような、様々な手術ツールのいずれかを提供してよい。図示の実施態様において、手術ツール２５４は、手術ツールの向きが器具チューブ２１０に対して操作されるのを可能にする「リスト」２５２（手関節）によって、細長いチューブ２１０に連結される。
【００４３】
本発明と共に用いられる手術器具は、複数のロッド及び／又はフレキシブルケーブルを用いてそれらのエンドエフェクタ（手術ツール）を制御してよい。チューブの形態であってよいロッドは、ケーブルと組み合わせられて、要求に応じてフレキシブル区画をもたらすケーブルを用いてエンドエフェクタの「プッシュ／プル」(“push/pull”)制御をもたらしてよい。手術器具１２０のための典型的な細長いチューブ２１０は小さく、おそらく５〜８センチメートルの直径、おおよそ大きな鍾乳管の直径である。手術器具１２０内の機構の小さなスケール(scale)は、より大きなスケールで構成される類似の機構において見出されるものと異なる、これらの機構の構造に関する特異な機械的な状態及び問題を生む。何故ならば、材料の力及び強さは、機構の大きさと同じ比率で増大(scale)しないからである。ケーブルは細長いチューブ２１０内に適合しなければならず、それらがリスト関節２５２(wrist  joint)を通じて進むときに曲がり得なければならない。
【００４４】
機能的な遠隔操作手術システムを用いながら無菌手術領域を提供するために、障壁(barrier)が非無菌システムと無菌手術野との間に配置されるのが好ましい。従って、器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）のような無菌構成部品が、手術器具１２０と遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０との間に配置される。手術器具１２０と手術器具マニピュレータ１３０との間の器具無菌アダプタの配置は、手術器具１２０及び手術器具マニピュレータ１３０のための無菌連結地点を保証する利益を含む。これは手術クール中の手術器具マニピュレータ１３０からの手術器具の取外し及び他の手術器具との交換を可能にする。
【００４５】
図３Ａは、手術器具１２０の近位制御機構２４０、遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０のキャリッジ１３０、及び連結状態にある器具無菌アダプタ３００（ＩＳＡ）の、例示的な実施態様の部分を示している。
【００４６】
図３Ｂは、図３Ａの連結器システムの分解図を示している。１つの実施態様において、連結プロセスの第１の段階は、キャリッジ３１０とのＩＳＡ３００の連結を含む。キャリッジ３１０にあるキャリッジ駆動体３２０(carriage  drivers)が回転させられて、駆動体にある係合構成３２５をＩＳＡ連結器３３０にある相補的な構成（図示せず）と噛み合うようにさせる。キャリッジ駆動体３２０は、それぞれ、マニピュレータコントローラ３４０から制御信号を受信する電気モータによって回転させられてよい。マニピュレータコントローラ３４０は、各キャリッジ駆動体３２０が残余のキャリッジ駆動体から独立して制御されるのを可能にする制御信号をもたらしてよい。手術器具１２０はＩＳＡ３００と連結させられる。ＩＳＡ連結器３３０は、キャリッジ駆動体３２０によって回転させられ、対応する器具駆動体（図示せず）と係合する。
【００４７】
手術器具１２０がＩＳＡ３００を通じて手術器具マニピュレータ１３０と適切に係合するのを保証することは重要である。キャリッジ駆動体３２０は、ＩＳＡ連結器３３０と能動的に連結する必要がある。次いで、ＩＳＡ連結器３３０は、器具駆動体と能動的に連結する必要がある。
【００４８】
図４は、キャリッジ３１０に連結された組立状態のＩＳＡ３００の例示的な実施態様の例示である。ＩＳＡ３００は、複数のＩＳＡカプラ３３０を含む。図４の実施態様は、５つのＩＳＡ連結器３３０を含むＩＳＡ３００を例示している。ＩＳＡ連結器３３０の数は５つに限定されず、５つよりも多くても少なくてもよい。次に、ＩＳＡ連結器３３０は、キャリッジ駆動体３２０（図示せず）及びキャリッジ内に収容されるモータ（図示せず）に連結される。ＩＳＡ連結器がキャリッジ駆動体に連結され且つ係合されると、ＩＳＡはキャリッジの表面と等しい手術器具を連結する無菌表面を提示する。
【００４９】
図５は、ＩＳＡ連結器３３０の例示的な実施態様を示している。ＩＳＡ連結器３３０は、２つのＩＳＡ係合構成５００を含む。係合構成の数は可変であることを記さなければならない。
【００５０】
器具係合
図６は、手術器具１２０の部分の下面の例示的な実施態様である。その実施態様において、手術器具１２０は、複数の器具駆動体６１０Ａ−６１０Ｅと、器具シャフト連結器６２０と、底プレート６５０とを含むように示されている。器具シャフト連結器６２０は、図１に見られる細長いチューブ２１０と係合する。その実施態様では、５つの器具駆動体６１０Ａ−６１０Ｅが示されている。しかしながら、器具駆動体の数は５つに限定されず、他の実施態様は、５つよりも多い又は少ない器具駆動体を含んでよい。更に、器具駆動体の配置は、図６に例示する構成に限定されない。器具駆動体の２つ又はそれよりも多くは、２つ又はそれよりも多くのモータを用いて手術器具の単一の機能を推進してよいように、回転的に連結されてよい。２つ又はそれよりも多くの器具駆動体が回転的に連結されるとき、いずれの器具駆動体の回転も他の器具駆動体を回転させ得る。
【００５１】
図７は、説明の容易さのために幾つかの構成部品を示していない、図６に示す手術器具１２０の上面の例示的な実例である。第１のキー付き器具駆動体シャフト７３０Ａが、第１の器具駆動体６１０Ａから延び、第２のキー付き器具駆動体シャフト７３０Ｂが、第２の器具駆動体６１０Ｂから延びている。キー付きシャフト７３０Ａ，７３０Ｂは、手術器具の底プレート６５０を通じて延び、第１の器具駆動体歯車７１０Ａ及び第２の器具駆動体歯車７１０Ｂと係合している。
【００５２】
図７に示す実施態様において、器具シャフト連結器６２０は、手術器具の底プレート６５０を通じて延び、器具シャフト歯車７２０と係合する。器具シャフト歯車７２０を回転させることは、図１に見られる細長いチューブ２１０を回転させる。第１の器具駆動体歯車７１０Ａ及び第２の器具駆動体歯車７１０Ｂは、それぞれ、器具シャフト歯車７２０と係合する。よって、第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂのいずれかを回転させることは、器具シャフト歯車及び連結される図１に見られる細長いチューブ２１０を回転させる。もちろん、細長いチューブ２１０により大きい回転力を適用するために、第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂの両方を協働して回転させ得る。
【００５３】
第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂは、第１及び第２の器具駆動体歯車７１０Ａ，７１０Ｂ及び器具シャフト歯車７２０を含む、歯車列（ギアトレーン）によって、回転的に連結される。これは２つ又はそれよりも多くの器具駆動体を回転的に連結し得る方法の一例に過ぎない。ベルト駆動体、チェーン及びスプロケット駆動体、及び歯車駆動体の他の構成のような、器具駆動体を回転的に連結するための他の構成が可能である。器具駆動体の回転的な連結は、１つの方向において駆動させられるときに器具駆動体の回転を連結するが、それらが反対方向において独立的に回転するのを可能にする、トルク制限スリップクラッチ又は一方向クラッチのような、追加的な構成部品を含んでよい。
【００５４】
図７に見られる回転的な連結構成において、第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂは、１つの方向において回転するのに対し、器具シャフト６２０は、反対方向において回転する。例えば、第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂが時計回りに回転するならば、器具シャフト６２０は反時計回りに回転する。他の構成において、第１の器具駆動体６１０Ａ及び第２の器具駆動体６１０Ｂは、１：１以外の回転速度比で及び／又は反対方向において回転するように回転的に連結されてよい。
【００５５】
手術器具１２０をＩＳＡ３００と連結する試みが行われるときに、ＩＳＡ係合構成５３０及び器具係合構成６３０が初期的に整列しないならば、ＩＳＡ係合構成５３０は、器具駆動体６１０のディスク部分と接触するようになる。各キャリッジ駆動体３２０は、ある力がキャリッジ駆動体３２０に適用されるときに、キャリッジ駆動体３２０がキャリッジ３１０内に後退するよう、バネ荷重機構を含んでよい。ＩＳＡ係合構成５３０が器具係合構成６３０と整列しないとき、ＩＳＡ連結器３３０はキャリッジに向かって軸方向に移動させられ、キャリッジ駆動体３２０をキャリッジ３１０内に後退させる。他の実施態様において、ＩＳＡ連結器３３０又は器具駆動体６１０は、これらの構成部品の係合に先立つ駆動体及び／又は連結器の軸方向の移動を可能にするために、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構に加えて或いはその代わりとして、バネ荷重機構を含んでよい。
【００５６】
手術器具１２０をＩＳＡ３００と係合させるために、ＩＳＡ連結器３３０は、ＩＳＡ係合構成５３０を器具係合構成６３０と整列させるために回転させられる。しかしながら、ＩＳＡ係合構成５３０が器具駆動体６１０のディスク部分と接触するようになるときに創り出される摩擦の故に、ＩＳＡ連結器３３０が回転すると、器具駆動体６１０は回転することがある。ＩＳＡ３００に取り付けられる手術器具を適切に制御し得るよう、器具係合構成６３０がＩＳＡ係合構成５３０と能動的に係合するのを保証することが必要である。
【００５７】
エンドエフェクタリストのような、限定的な範囲(range)を有する機能に連結される、器具駆動体は、その範囲の端にハードストップ(hard  stop)を備える、対応する限定的な回転範囲(range)を有する。従って、ハードストップを有する器具駆動体と係合させるようＩＳＡ連結器を回転させると、器具駆動体は最終的に回転を停止しなければならいことが保証され、それはＩＳＡ連結器を回転させて器具駆動体と係合させ得ることを保証する。しかしながら、カメラの回転のように、器具駆動体がハードストップを提供しないとき、ＩＳＡ連結器を単に回転させることは、器具駆動体との適切な係合を保証しない。
【００５８】
器具シャフト６２０及び２つの回転的に連結される器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂの構成は、ハードストップを提供しないことがある。器具シャフト６２０がハードストップを有さないならば、器具シャフト６２０、そして、歯車連結の故に、両方の器具駆動体６１０は、無限に回転することがある。器具駆動体６１０が無限に回転するならば、それらはＩＳＡ連結器３３０と決して適切に係合しない。
【００５９】
従って、手術器具１２０の器具駆動体６１０のディスク部分と接触するようになるＩＳＡ係合構成５００によってもたらされる摩擦が、ハードストップを提供しない機能のためにＩＳＡ係合構成５００と器具係合構成６３０との間の適切な係合を妨げないことを保証する、方法の必要がある。
【００６０】
図８は、２つの回転的に連結される器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂがハードストップを提供しない手術器具１２０及びＩＳＡ３００の連結器システムの例示的な実施態様を例示している。ＩＳＡ係合構成５００は、２つの回転的に連結される器具駆動体６１０のディスク部分と接触するようになる。ＩＳＡ連結器３３０を回転させることは、係合構成とディスク表面との間の摩擦の故に、対応する器具駆動体６１０を回転させることがある。これは、ＩＳＡ連結器３３０を、係合構成を備える対応する器具駆動体６１０と能動的に係合させるのを妨げることがある。
【００６１】
図９乃至１２は、図８の断面線８−８に沿って取られた手術器具１２０及びＩＳＡ３００の連結器システムの例示的な実施態様の断面図である。断面図は、ＩＳＡ連結器３３０が対応する器具駆動体６１０と能動的に係合するプロセスを例示するよう、手術器具１２０、ＩＳＡ３００、及びキャリッジ３１０の部分を示している。
【００６２】
図９は、互いに分離された、手術器具１２０、ＩＳＡ３００、及びキャリッジ３１０を示している。キャリッジ３１０は、対応するＩＳＡ連結器３３０にある相補的な構成９００と噛み合う係合構成３２５を有するバネ荷重キャリッジ駆動体３２０を含む。同様に、ＩＳＡ３００は、ＩＳＡ内で軸方向に動き得るＩＳＡ連結器３３０を含み、ＩＳＡ連結器３３０は、手術器具１２０の器具駆動体６１０にある器具係合構成６３０と噛み合うＩＳＡ係合構成５００を有する。
【００６３】
図１０は、対応するＩＳＡ連結器３３０にある相補的な構成９００と噛み合わされないキャリッジ駆動体３２０にある係合構成と互いに掛止されるキャリッジ３１０及びＩＳＡ３００を示している。バネ荷重キャリッジ駆動体３２０は、駆動体が連結器と係合しないとき、ＩＳＡ連結器３３０にある相補的な構成９００によって軸方向に動かされる。
【００６４】
図１１は、対応するＩＳＡ連結器３３０にある相補的な構成と噛み合わされるキャリッジ駆動体にある係合構成と互いに掛止されるキャリッジ３１０及びＩＳＡ３００を示している。手術器具１２０及びＩＳＡ３００は、対応するＩＳＡ連結器３３０にあるＩＳＡ係合構成５００と噛み合わされない器具駆動体６１０にある器具係合構成６３０と互いに掛止される。バネ荷重キャリッジ駆動体３２０は、器具駆動体６１０がＩＳＡ連結器３３０と係合しないとき、ＩＳＡ連結器３３０の軸方向の動きによって軸方向に動かされる。
【００６５】
図１２は、互いに掛止される、手術器具１２０、ＩＳＡ３００、及びキャリッジ３１０を示している。左側器具駆動体６１０は、ＩＳＡ連結器３３０と係合している。この係合は左側バネ荷重キャリッジ駆動体３２０がＩＳＡ３００及び手術器具１２０に向かって軸方向に動くのを可能にする。
【００６６】
手術器具の２つの回転的に連結される器具駆動体がハードストップを含まないときに、手術器具を器具マニピュレータと連結する方法が、器具駆動体の回転的な連結を活用する。キャリッジ駆動体の回転運動は対応する器具駆動体に摩擦的に連結される。キャリッジ駆動体の係合構成は対応する器具駆動体にある係合構成と能動的に係合していないが、第１のキャリッジ駆動体が回転させられる。各々のキャリッジ駆動体に連結される第２の係合構成が対応する器具駆動体にある第１の係合構成と能動的に係合するまで、第１のキャリッジ駆動体の回転と逆の動きが第２のキャリッジ駆動体に付与される。「第１のキャリッジ駆動体の回転と逆の第２のキャリッジ駆動体の動き」は、両方のキャリッジ駆動体が対応する器具駆動体にある係合構成と能動的に係合し、それにより、回転的に連結されるときに、第２のキャリッジ駆動体の動きが、第２のキャリッジ駆動体が第１のキャリッジ駆動体と協働的に動くのを可能にする動き以外の何かであることを意味するために用いられる。第２のキャリッジ駆動体の逆の動きは、第２のキャリッジ駆動体を静止的に保持することを含んでよい。
【００６７】
第１の実施態様
第１のＩＳＡ連結器３３０Ａが、従前は第１のＩＳＡ連結器と係合していた対応するキャリッジ駆動体３２０によって回転させられ、第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂが、従前は第２のＩＳＡ連結器と係合していた対応するキャリッジ駆動体３２０によって市史的に保持されるならば、摩擦が、どのセットの器具係合構成６３０がより強い摩擦力を生むかに依存して、両方の器具駆動体６１０を回転させるか或いは静止的なままにさせる。両方の状況は、両方のＩＳＡ連結器３３０Ａ，３３０Ｂのための、ＩＳＡ係合構成５００と器具係合構成６３０との間の適切な係合を保証する。
【００６８】
第１の状況において、第１のＩＳＡ連結器３３０Ａは回転させられ、両方の器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂを回転させる。回転している第２の器具駆動体６１０Ｂは、最終的に、静止的に保持されている第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂと係合する。第２の器具駆動体６１０Ｂは、時折、第１のＩＳＡ連結器３３０Ａを回転させることを必要せずに、第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂと係合することが、理解されるであろう。
【００６９】
第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂとの第２の器具駆動体６１０Ｂの能動的な係合の後、両方の器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂは、今や、回転している第１のＩＳＡ連結器３３０Ａとその対応する第１の器具駆動体６１０Ａとの間の摩擦力に抗して静止的に保持される。回転している第１のＩＳＡ連結器３３０Ａは、最終的に、静止的に保持されている第１の器具駆動体６１０Ａと係合する。よって、両方の器具駆動体６１０は、それらの対応するＩＳＡ連結器と能動的に係合させられる。
【００７０】
第２の状況において、第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂは静止的に保持され、両方の器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂを静止的なままにさせる。回転している第１のＩＳＡ連結器３３０Ａは、最終的に、静止的に保持されている第１の器具駆動体６１０Ａと係合する。第１の器具駆動体６１０Ａは、時折、第１の器具駆動体を回転させることを必要せずに、第１のＩＳＡ連結器３３０Ａと係合することが、理解されるであろう。
【００７１】
第１のＩＳＡ連結器３３０Ａとの第１の器具駆動体６１０Ａの能動的な係合の後、両方の器具駆動体６１０Ａ，６１０Ｂは、今や、静止的な第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂとその対応する第２の器具駆動体６１０Ｂとの間の摩擦力に抗して回転させられる。静止的に保持されている第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂは、最終的に、回転している第２の器具駆動体６１０Ｂと係合する。よって、両方の器具駆動体６１０は、それらの対応するＩＳＡ連結器と能動的に係合させられる。
【００７２】
従って、第１のＩＳＡ連結器３３０Ａ又は第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂのいずれかを静止的に維持しながら、他方を回転させることによって、回転的に連結される器具駆動体６１０は、器具駆動体のためのハードストップの不存在にも拘わらず、対応するＩＳＡ連結器３３０と成功裡に係合することが保証される。器具駆動体とＩＳＡ連結器との間の摩擦係合は、器具駆動体の一方とその対応するＩＳＡ連結器との能動的な係合が起こる前に、第１及び第２の状況の両方が交互に起こるような摩擦係合であることが、理解されるであろう。
【００７３】
第２の実施態様
第２の実施態様では、手術器具１２０の器具駆動体ディスク６１０と接触するようになるＩＳＡ係合構成５５０によってもたらされる摩擦がＩＳＡ連結構成５００と器具係合構成６３０との間の適切な係合を妨げないことを保証するために、第１及び第２のＩＳＡ連結器３３０Ａ，３３０Ｂは、反対方向において同時に回転させられる。そのように行うとき、創り出される摩擦は、両方の器具駆動体６１０を回転させるか或いは静止的なままにさせ、ＩＳＡ連結器３３０が器具駆動体６１０と整列し、適切に係合するのを可能にする。
【００７４】
例えば、図８を更に参照すれば、従前はＩＳＡ連結器と係合させられていた対応するキャリッジ駆動体３２０と共に、第１のＩＳＡ連結器３３０Ａを時計回りに回転させ、第２のＩＳＡ連結器３３０Ｂを反時計回りに回転させることによって、係合構成とディスク表面との間の摩擦は、回転的に連結される器具駆動体６１０を、ＩＳＡ連結器の一方と同じ方向に並びにＩＳＡ連結器の他方と反対方向に回転させる。その対応する器具駆動体と反対方向に回転しているＩＳＡ連結器は、最終的に、対応する器具駆動体と係合する。時折、器具駆動体６１０の一方は、ＩＳＡ連結器３３０を回転させることを必要せずに、対応するＩＳＡ連結器３３０と係合することが、理解されるであろう。
【００７５】
対応するＩＳＡ連結器３３０との反対方向に回転する器具駆動体６１０の能動的な係合の後、両方の器具駆動体６１０は、今や、係合させられていない回転しているＩＳＡ連結器とその対応する器具駆動体との間の摩擦力に抗して反対方向において回転する。今や器具駆動体６１０と反対方向に回転している係合させられていないＩＳＡ連結器３３０は、最終的に、係合させられていない器具駆動体と係合する。よって、両方の器具駆動体６１０は、今や、それらの対応するＩＳＡ連結器と能動的に係合させられる。ＩＳＡ連結器３３０を反対方向に回転させることは、器具駆動体６１０が対応するＩＳＡ連結器３３０と成功裡に係合するのを保証する。
【００７６】
幾つかの実施態様において、対応するＩＳＡ連結器３３０との両方の器具駆動体６１０の能動的な係合は検出される。両方の器具駆動体の能動的な係合の検出は、器具駆動体と係合するために用いられる回転を用いて、キャリッジ駆動体に、ＩＳＡ連結器を駆動するのを停止させる。器具駆動体の能動的な係合は、係合構成がそれらの係合位置に動くときに、バネ荷重構成部品の軸方向の動きを検出することによって検出されてよい。器具駆動体の能動的な係合は、モータに対する荷重の増大の故の電流要求の増大のような、キャリッジ駆動体を駆動するモータの電気特性の変化によって検出されてもよい。
【００７７】
上で議論した実施態様及び図面では、２つの器具駆動体６１０のみを、１つ又はそれよりも多くの歯車を通じて器具シャフト６２０に連結されるものとして例示した。これは限定として解釈されるべきでなく、むしろ、１つ又はそれよりも多くの歯車を通じて器具シャフト６２０に連結される器具駆動体６１０の数は、手術器具１２０の構成に依存して可変である。更に、他の実施態様は、１つ又はそれよりも多くの歯車を通じて互いに直接的に連結される２つ又はそれよりも多くの器具駆動体６１０を含んでよい。器具駆動体６１０のこの連結は、１つ又はそれよりも多くの歯車を通じて器具シャフト６２０に連結されてもよい。
【００７８】
更に、提供される図面に見られるように、ポケットが器具駆動体６１０に配置されることは必要でなく、ボスがＩＳＡ連結器３３０に配置されることは必要でない。むしろ、１つの実施態様は、ボスを含む器具駆動体６１０及びポケットを含むＩＳＡ連結器３３０を含んでよい。
【００７９】
ＩＳＡ連結器３３０が対応するキャリッジ駆動体を拡張し、キャリッジ及びキャリッジ駆動体のための使い捨て可能な無菌覆いをもたらす働きをすることも、理解されるであろう。使い捨て可能であるならば、ＩＳＡ３００の無菌覆いは不要であり、ＩＳＡ連結器３３０を器具駆動体６１０と係合させる方法は、キャリッジ駆動体３２０を器具駆動体と直接的に係合することに適用されてよい。
【００８０】
特定の例示的な実施態様を記載し且つ添付の図面中に示したが、そのような実施態様は例示的であるに過ぎず、広義の発明を限定しないこと、並びに、この発明は、図示され且つ記載される特定の構造及び配置に限定されないことが、理解されるべきである。何故ならば、様々な他の修正が当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。よって、本記述は限定的なものと考えられるべきでなく、例示的なものと考えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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