(57)【要約】  組織を処置するための回転するエンドエフェクタ組立体を有する外科用装置及びシステムが提供される。その使用方法も提供される。
2021527525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用装置であって、
内部に配置された超音波トランスデューサを有するハウジングと、
前記ハウジングから延在する器具シャフトであって、前記器具シャフトが、関節運動領域及び非関節運動領域を有する外側スリーブを備え、前記器具シャフトが、
前記超音波トランスデューサと音響的に連結される導波管であって、前記関節運動領域の一部が前記導波管の可撓性部分と整列されている、導波管と、
内側スリーブを有する回転組立体と、を更に備える、器具シャフトと、
前記外側スリーブの遠位端にあるエンドエフェクタ組立体であって、クランプ要素と、前記導波管と音響的に連通している超音波ブレードと、を有する、エンドエフェクタ組立体と、を備え、
前記内側スリーブは、前記クランプ要素に連結され、前記内側スリーブは、多セグメントらせん状スロットと、前記多セグメントらせん状スロット内部に収容されているピンと、を有し、前記ピンは、前記ピンに動作可能に連結された入力部に力が加えられると前記多セグメントらせん状スロット内で選択的に摺動し、それによって前記超音波ブレードに対して前記クランプ要素を回転させるように構成されている、外科用装置。
【請求項２】
前記多セグメントらせん状スロットが、移行点で交差する少なくとも２つのチャネルセグメントを備え、前記ピンが少なくとも２つのチャネル内で並進して、前記内側スリーブを約１度〜約３６０度回転させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ピンが、前記少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第１のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを第１の回転方向に約１度〜約１８０度回転させる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ピンが、前記少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第２のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ピンが、前記第２のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に約１度〜約１８０度回転させる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ピンが、前記第１のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第２の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記器具シャフトが、前記エンドエフェクタ組立体に連結されたクランプ組立体を備え、前記クランプ組立体は、前記クランプ要素が前記超音波ブレードに向かって及び前記超音波ブレードから離れる方向に選択的に移動するように、前記クランプ要素の前記器具シャフトに対する移動を駆動するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
長手方向軸と整列している位置から前記長手方向軸と整列していない位置へと前記エンドエフェクタ組立体を選択的に偏向させるように構成されている関節運動組立体を更に備え、前記長手方向軸が前記外側スリーブの前記非関節運動領域に沿って延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ハウジングがロボット外科用システムに取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
ロボット外科用システムであって、
内部に配置されたモータを有する電気機械的アームと、
前記電気機械的アームに取り付けられた器具ハウジングであって、内部に配置された超音波トランスデューサを有する、器具ハウジングと、
前記ハウジングから延在する器具シャフトであって、外側スリーブを備え、
前記超音波トランスデューサに音響的に連結され、前記器具シャフトを通って延在する、関節運動可能な超音波導波管と、
前記モータに動作可能に連結された第１のアクチュエータロッドを有する作動組立体と、
第１の実質的にらせん状のスロット及び第２の実質的にらせん状のスロットと、前記実質的にらせん状の交差するスロットのうちの１つの内部に収容されたピンと、を備える内側スリーブを有する回転組立体であって、前記第１の実質的にらせん状のスロット及び前記第２の実質的にらせん状のスロットは、移行点で互いに交差している、回転組立体と、を更に備える、器具シャフトと、
前記外側スリーブの遠位端に形成されたエンドエフェクタ組立体であって、ジョーと、前記関節運動可能な超音波導波管と音響的に連結されている超音波ブレードと、を有する、エンドエフェクタ組立体と、を備え、
前記作動組立体は、前記ジョーに動作可能に連結されており、前記第１のアクチュエータロッドは、前記超音波ブレードが静止した状態である間に、前記第１の実質的にらせん状のスロット及び前記第２の実質的にらせん状のスロット内の前記ピンを摺動させて、前記ジョーを選択的に回転させるように、前記外側シャフトに対して軸方向に並進するように構成されている、ロボット外科用システム。
【請求項１１】
前記移行点が、前記第１の実質的にらせん状のスロットから前記第２の実質的にらせん状のスロットへの前記ピンの摺動を可能にするように構成されており、これにより、前記内側スリーブが約１度〜約３６０度連続的に回転する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ピンが、前記第１の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して前記内側スリーブを第１の回転方向に回転させ、前記ピンが、前記第２の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して前記内側スリーブを前記第１の回転方向に更に回転させる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ピンが、前記第２の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転させ、前記ピンが、前記第１の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して前記内側スリーブを前記第２の回転方向に更に回転させる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記器具シャフトが、前記外側スリーブに対して軸方向に並進することにより、前記ジョーと前記超音波ブレードとの間に組織をクランプするよう前記ジョーを開閉させるように構成されている、ジョー引張部を有するクランプ組立体を備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
長手方向軸と整列している位置から前記長手方向軸と整列していない位置へと前記エンドエフェクタ組立体を偏向させるように構成されている関節運動組立体を更に備え、前記長手方向軸が前記外側スリーブの非関節運動セクションに沿って延在する、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
組織を処置するための、回転するエンドエフェクタ組立体を備える外科用装置及びシステム、並びにその使用方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
様々な外科用装置は、組織を（例えば、組織細胞内のタンパク質を変性させることにより）切断及び／又は封止するために、超音波周波数で振動するブレード要素を有するエンドエフェクタ組立体を含む。これらの器具は、電力を超音波振動に変換する圧電素子を含んでおり、それらの振動は音波導波管に沿ってブレード要素に伝達される。切断及び凝固の精度は、外科医の技術、並びに電力レベル、ブレードの刃、組織牽引、及びブレード圧力の調節によって制御されることがある。
【０００３】
これら外科用装置の使用中のエンドエフェクタ組立体の動きは、組織への十分なアクセスのために重要である場合がある。またロボット手術では、エンドエフェクタ組立体の動きは、外科医の手とエンドエフェクタ組立体の協調的な動きを容易にすることもできる。動きの欠如は、例えば、不十分な組織の切断又は封止、及び手術中の解剖学的構造に対する偶発的な損傷など、ユーザーが誤操作をする様々な機会をもたらす可能性がある。したがって、エンドエフェクタ組立体が６つの運動角度（例えば、サージ、ヒーブ、スウェイ、ヨー、ピッチ、及びロール）を有することが望ましい場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、既存の技術にもかかわらず、組織を処置するための改善された外科用装置及びシステム及び方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
外科用装置及びシステム及びその使用方法が提供される。
【０００６】
例示的な一実施形態では、外科用装置が提供され、当該外科用装置は、内部に位置付けられた超音波トランスデューサを有するハウジングと、ハウジングから延在する器具シャフトと、クランプ要素及び超音波ブレードを有するエンドエフェクタ組立体と、を備えることができる。器具シャフトは、関節運動領域及び非関節運動領域を有する外側スリーブと、導波管と、クランプ要素に連結され得る内側スリーブを有する回転組立体と、を備えることができる。エンドエフェクタ組立体は、外側スリーブの遠位端にあってよい。導波管は、超音波トランスデューサと音響的に連結されることができ、関節運動領域の一部は、導波管の可撓性部分と整列され得る。超音波ブレードは導波管と音響的に連通していてよい。内側スリーブは、多セグメントらせん状スロットと、多セグメントらせん状スロット内部に収容されているピンと、を有することができ、ピンは、ピンに動作可能に連結された入力部に力が加えられると、多セグメントらせん状スロット内で選択的に摺動し、それによって超音波ブレードに対してクランプ要素を回転させるように構成され得る。一態様では、ハウジングはロボットシステムに取り付けることができる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、多セグメントらせん状スロットは、移行点で交わる少なくとも２つのチャネルセグメントを含むことができ、これにより、ピンは少なくとも２つのチャネル内で並進して、内側スリーブを約１度〜約３６０度回転させることができる。このような実施形態では、ピンは、少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第１のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、内側スリーブを第１の回転方向に約１度〜約１８０度回転させることができる。一実施形態では、ピンは、少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第２のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、内側スリーブを第１の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させることができる。このような実施形態では、ピンは、第２のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、内側スリーブを第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に約１度〜約１８０度回転させることができる。一実施形態では、ピンは、第１のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、内側スリーブを第２の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させることができる。
【０００８】
いくつかの実施形態では、器具シャフトは、エンドエフェクタ組立体に連結されたクランプ組立体を備えることができる。クランプ組立体は、クランプ要素が超音波ブレードに向かって及び超音波ブレードから離れる方向に選択的に移動できるように、クランプ要素の器具シャフトに対する移動を駆動するように構成され得る。
【０００９】
いくつかの態様では、装置はまた、長手方向軸と整列している位置から長手方向軸と整列していない位置へとエンドエフェクタ組立体を選択的に偏向させるように構成され得る関節運動組立体を備えることができ、長手方向軸は、外側スリーブの非関節運動領域に沿って延在する。
【００１０】
別の例示的な実施形態では、ロボット外科用システムが提供され、当該ロボット外科用システムは、内部に配置されたモータを有する電気機械的アームと、電気機械的アームに取り付けられた器具ハウジングであって、内部に配置された超音波トランスデューサを有し得る、器具ハウジングと、ハウジングから延在する器具シャフトと、ジョー及び超音波ブレードを有するエンドエフェクタ組立体と、を備えることができる。器具シャフトは、その遠位端に形成されたエンドエフェクタ組立体を有する外側スリーブを備えることができる。器具シャフトはまた、超音波トランスデューサに音響的に連結され、器具シャフトを通って延在する関節運動可能な超音波導波管と、モータに動作可能に連結され得る第１のアクチュエータロッドを有する作動組立体と、内側スリーブを有する回転組立体と、を備えることができる。超音波ブレードは、関節運動可能な超音波導波管に音響的に連結され得る。内側スリーブは、第１の実質的にらせん状のスロット及び第２の実質的にらせん状のスロットと、実質的にらせん状の交差するスロットのうちの１つの内部に収容されたピンと、を備えることができ、第１の実質的にらせん状のスロット及び第２の実質的にらせん状のスロットは、移行点で互いに交差している。作動組立体は、ジョーに動作可能に連結され得、第１のアクチュエータロッドは、超音波ブレードが静止した状態である間に、第１の実質的にらせん状のスロット及び第２の実質的にらせん状のスロット内のピンを摺動させて、ジョーを選択的に回転させるように、外側シャフトに対して軸方向に並進するように構成され得る。一態様では、移行点は、第１の実質的にらせん状のスロットから第２の実質的にらせん状のスロットへのピンの摺動を可能にするように構成され得、これにより、内側スリーブは、約１度〜約３６０度連続的に回転することができる。
【００１１】
いくつかの態様では、ピンは、第１の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して内側スリーブを第１の回転方向に回転させることができ、ピンは、第２の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して内側スリーブを第１の回転方向に更に回転させることができる。このような態様では、ピンは、第２の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して、内側スリーブを第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転させることができ、ピンは、第１の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して、内側スリーブを第２の回転方向に更に回転させることができる。
【００１２】
いくつかの態様では、器具シャフトは、外側スリーブに対して軸方向に並進することにより、ジョーと超音波ブレードとの間に組織をクランプするようジョーを開閉させるように構成され得る、ジョー引張部を有するクランプ組立体を備えることができる。
【００１３】
いくつかの態様では、装置はまた、長手方向軸と整列している位置から長手方向軸と整列していない位置へとエンドエフェクタ組立体を偏向させるように構成され得る関節運動組立体を備えることができ、長手方向軸は、外側スリーブの非関節運動セクションに沿って延在する。
【００１４】
外科用装置及びシステムを使用する方法も提供される。一実施形態では、方法は、エンドエフェクタ組立体を有する外科用装置を手術部位に方向付けることを含み得る。エンドエフェクタ組立体は、超音波導波管及び回転組立体を収容する器具シャフトに動作可能に連結され得る。エンドエフェクタ組立体は、超音波ブレード及びクランプ要素を有し得る。回転組立体は、クランプ要素に動作可能に連結され得る内側スリーブを備えることができる。内側スリーブは、少なくとも２つの実質的にらせん状のスロットと、少なくとも２つの実質的にらせん状のスロット内で摺動するように構成され得るピンと、を備えることができる。方法はまた、超音波ブレードに対してクランプ要素を選択的に回転させることと、クランプ要素を選択的に作動させて、クランプ要素を超音波ブレードに向かって移動させ、それによってクランプ要素と超音波ブレードとの間に配置された組織にクランプ力を加えることと、超音波エネルギーを超音波ブレードに伝達して、クランプ要素と超音波ブレードとの間にクランプされた組織を処置することと、を含むことができる。
【００１５】
いくつかの態様では、方法はまた、エンドエフェクタ組立体が、ハウジングから延在する器具シャフトの近位部分の長手方向軸に対して角度を付けて配向され得るように、器具シャフトを選択的に関節運動させることを含むことができる。このような態様では、クランプ要素は、クランプ要素が関節運動状態にあるときに回転することができる。
【００１６】
一態様において、クランプ要素は、約１度〜約３６０度の範囲で回転することができる。別の態様では、器具シャフトはロボット外科用システムに取り付けられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて読むことで、より完全に理解されるであろう。
【図１】内側スリーブを有する回転組立体を有する外科用装置の例示的な実施形態の斜視部分透視図である。
【図２Ａ】図１の外科用装置の遠位部分の斜視部分透視拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ａの外科用装置の遠位部分の部分拡大図である。
【図３Ａ】図１の外科用装置の近位部分の上面部分透視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの外科用装置の近位部分の底面部分透視図である。
【図４】取り付けられた図１の外科用装置を有する電気機械的アームを備え、制御システムに無線で連結されている、外科用ロボットシステムの例示的な実施形態の斜視図である。
【図５Ａ】内側スリーブを有する回転組立体を有する外科用装置の遠位部分の別の例示的な実施形態の斜視部分透視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの外科用装置の遠位部分の部分拡大図である。
【図６】内側スリーブ内に画定されたチャネルを通るピンの例示的な動きを示す、図５Ａの回転組立体の内側スリーブの一部の拡大図である。
【図７Ａ】多セグメントらせん状スロットと、ピンが第１の位置（例えば、初期位置）にある、多セグメントらせん状スロット内に配置されたピンと、を有する例示的な内側スリーブの側面図であり、内側スリーブは回転されていない。
【図７Ｂ】内側スリーブが約９０度回転している、多セグメントらせん状スロット内の第２の位置にあるピンを示す、図７Ａの内側スリーブの別の側面図である。
【図７Ｃ】内側スリーブが約１８０度回転している、多セグメントらせん状スロット内の第３の位置にあるピンを示す、図７Ａの内側スリーブの別の側面図である。
【図７Ｄ】図７Ｃに示される内側スリーブの拡大図である。
【図７Ｅ】内側スリーブが約２７０度回転している、第４の位置にあるピンを示す、図７Ａの内側スリーブの別の側面図である。
【図７Ｆ】内側スリーブが約３６０度回転している、第５の位置にあるピンを示す、図７Ａの内側スリーブの別の側面図である。
【図８】テーパ形状を有する超音波ブレードの例示的な実施形態の側面図である。
【図９】凹状部分を有するテーパ形状を有する超音波ブレードの例示的な実施形態の側面図である。
【図１０】重複するサブユニットを有する超音波ブレードの例示的な実施形態の正面断面図であり、各サブユニットは実質的に円形の断面形状を有する。
【図１１】十字様形状を有する超音波ブレードの例示的な実施形態の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ以上の実施例が、添付の図面に例示されている。当業者であれば、本明細書で詳細に説明し、添付の図面に示される装置、システム、及び方法は、非限定的な例示的実施形態であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定義されることが理解されるであろう。１つの例示的な実施形態に関連して図示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。このような改変及び変形は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００１９】
更に、本開示においては、実施形態の同様の名称の構成要素は概して同様の特徴を有するものであり、したがって、特定の実施形態において、同様の名称の各構成要素の各特徴については必ずしも完全に詳しく述べることはしない。加えて、開示されるシステム、装置、及び方法の説明で直線寸法又は円寸法が使用される範囲において、かかる寸法は、かかるシステム、装置、及び方法と組み合わせて使用することができる形状の種類を限定しようとするものではない。当業者には、任意の幾何学的形状についてかかる直線寸法及び円寸法に相当する寸法を容易に決定することができる点が認識されるであろう。システム及びその構成要素のサイズ及び形状は、少なくとも、システム及び装置が内部で用いられる対象の解剖学的構造、システム及び装置が一緒に用いられる構成要素のサイズ及び形状、並びにシステム及び装置が用いられる方法及び手順に依存し得る。
【００２０】
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、装置のハンドルを握っている臨床医などのユーザー、取り付けられたハウジングを有するロボットなどのユーザーを基準として使用されることが理解されるであろう。「前方」及び「後方」といった他の空間的用語は、同様に、遠位及び近位にそれぞれ対応する。便宜上、また説明を明確にするため、本明細書では「垂直」及び「水平」などの空間的用語が、図面に対して使用されている点も更に理解されるであろう。しかしながら、外科用装置の構成要素は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの空間的用語は、限定的かつ絶対的なものであることを意図するものではない。
【００２１】
値又は範囲は、本明細書では、「約」及び／又は「約」１つの特定の値から別の特定の値までとして表すことができる。そのように値又は範囲が表される場合、開示される他の実施形態は、列挙された特定の値、及び／又は１つの特定の値から別の特定の値までを含む。同様に、先行する「約」の使用によって値が近似の形式で表現された場合、開示される多くの値が列挙され、その特定値により別の実施形態が形成されることが理解されるであろう。開示される多くの値が存在し、各値は、本明細書においては、その特定の値自体に加えて「約」が付く値として開示されることも更に理解されるであろう。一部の実施形態では、「約」は、例えば、列挙された値の１０％以内、列挙された値の５％以内、又は列挙された値の２％以内を意味するために使用され得る。
【００２２】
本教示を説明及び定義する目的で、別途記載のない限り、用語「実質的に」は、本明細書では、任意の定量的な比較、値、測定、又は他の表現に起因し得る固有の不確実性の程度を表すために利用されることに留意されたい。用語「実質的に」はまた、本明細書では、定量的表現が、問題の対象物の基本的機能の変化をもたらすことなく、記述された基準から変化し得る程度を表すためにも利用される。
【００２３】
超音波エネルギーを利用して組織を処置（例えば、切断又は封止）する外科用装置は、特に有用な外科的選択肢を提供する。いくつかの外科的状況では、超音波ブレードと、クランプアーム又は要素と、を含む、エンドエフェクタ組立体を、手術部位にアクセスするために異なる方向に動かすことが有用であり、又は必要であり得る。超音波ブレード及びクランプアーム又は要素を有するエンドエフェクタ組立体は、その全体を回転させることができるが、エンドエフェクタ組立体の関節運動はそれより制限され得る。例えば、超音波ブレードは、エンドエフェクタ組立体が関節運動しているときにブレードが屈曲する領域内に薄肉部を有する導波管に音響的に連結され得る。しかしながら、関節運動は１つの平面のみに限定されるため、エンドエフェクタ組立体の全可動域が達成され得ない。すなわち、エンドエフェクタ組立体のクランプアーム又は要素は、関節運動平面と整列されるため、面外に回転することができない。この問題に対する解決策が本明細書に開示されており、この解決策では、関節運動に加えて、クランプアーム又は要素が超音波ブレード、すなわち導波管から独立して回転できるように、エンドエフェクタ組立体を操作することができる。この特徴の結果は、関節運動平面の面外へのクランプアーム又は要素の回転を効果的に可能にし、それによって、関節運動状態にあるときに、エンドエフェクタ組立体の６自由度を容易にすることである。
【００２４】
外科用装置及びシステム、その使用方法が提供される。概して、少なくともハウジングと、そこから延在する器具シャフトと、を有する外科用装置が提供される。以下により詳細に記載されるように、外科用装置は、エンドエフェクタ組立体の一部が回転し得る一方で、その残りの部分は静止したままであるように構成され得る。特定の例示的な態様では、器具シャフトは、その遠位端にエンドエフェクタ組立体を有する外側スリーブを備えることができる。エンドエフェクタ組立体は、クランプ要素と、超音波ブレードと、を備えることができ、クランプ要素は、クランプ要素に連結された回転組立体を介して超音波ブレードに対して選択的に回転するように構成されている。器具シャフトはまた、例えば、エンドエフェクタ組立体を選択的に偏向させるように構成されている関節運動組立体、及び／又は、クランプ要素を超音波ブレードに向かって及び超音波ブレードから離れる方向に選択的に移動させるように構成されているクランプ組立体などの、追加の組立体を備えることができる。したがって、従来の外科用装置とは異なり、本明細書で提供される外科用装置は、エンドエフェクタ組立体に６つの運動角度を付与するように構成され得る。例えば、従来の外科用装置とは対照的に、クランプ要素は、エンドエフェクタ組立体が関節運動状態にあるとき、超音波ブレードが静止したままで回転することができる。
【００２５】
例示的な外科用装置は、本明細書で述べ、図面に示すように、エンドエフェクタ組立体の部分運動又は完全運動を容易にするための様々な特徴を含み得る。しかしながら、外科用装置は、これらの特徴の一部のみを有してもよく、かつ／又は当該技術分野では周知の様々な他の特徴を有してもよいことは当業者には認識されるところであろう。本明細書に述べられる外科用装置は、特定の代表的な実施形態を代表することを意図したものに過ぎない。更に、当業者であれば、本明細書に記載される外科用装置は、従来の低侵襲性手術器具及び切開手術器具おける用途、並びにロボット支援手術における用途を有することを理解するであろう。すなわち、本明細書に記載される外科用装置は、手持ち式装置用に設計された、又は電気機械的アーム（例えば、ロボットアーム）に装着されるように設計された、ハンドル組立体内に配置されてもよい。
【００２６】
以下でより詳細に論じられるように、エンドエフェクタ組立体全体の回転運動、超音波ブレードに対するクランプ要素の選択的回転、並びにエンドエフェクタ組立体の関節運動などの、エンドエフェクタ組立体の様々な運動を容易にするように構成されている、外科用装置の例示的な実施形態が提供される。器具シャフトは、超音波ブレードが静止したままで、超音波ブレードの周りでクランプ要素を選択的に回転させるように構成されている、摺動機構を有する回転組立体を備える。更に、器具シャフトは、エンドエフェクタ組立体の関節運動を容易にできる関節運動組立体などの追加の組立体を備えることができる。したがって、本明細書に記載される外科用装置は、エンドエフェクタ組立体を回転させ、かつ関節運動させるように構成され得る。
【００２７】
外科用装置は、一般に、そこから延在する器具シャフトを有するハウジングと、クランプ要素及び超音波ブレードを有するエンドエフェクタ組立体と、を備える。器具シャフトは、エンドエフェクタ組立体のクランプ要素に連結された内側スリーブを有する回転組立体を備える。内側スリーブは、摺動機構を備えて設計される。摺動機構は、様々な構成を有し得る。例えば、図１〜図２Ｂに示されるように、摺動機構はスロット状の構成を有してもよく、又は図５Ａ〜図６に示されるように、摺動機構はチャネル形状を有してもよい。
【００２８】
少なくとも部分的にエンドエフェクタ組立体の設計に応じて、外科用装置は、以下により詳細に記載されるように、器具シャフトの１つ以上の組立体を作動させる１つ以上のモータを備えることができる。一般に、１つ以上のモータを使用して、様々な外科用装置の機能を駆動することができる。装置の機能は、エンドエフェクタ組立体の具体的なタイプによって異なり得るが、一般に、外科用装置は、ジョーなどのクランプ要素の開放及び／又は閉鎖、シャフト及び／又はエンドエフェクタ組立体の回転、エンドエフェクタ組立体の関節運動、組織を切断及び／又は凝固するためのエネルギー送達などの、特定の動作又は運動を起こさせるように構成され得る１つ以上のモータを備え得る。そのモータ（複数可）は、外科用装置のハウジング内に配置されてもよく、あるいは代替形態において、ロボット外科用システムなどを介して外科用装置に連結されてもよい。以下により詳細に記載されるように、各モータは、外科用装置の１つ以上の駆動組立体、例えば、回転駆動組立体、関節運動駆動組立体、クランプ駆動組立体、及び／又はシャフト回転駆動組立体に連結される、又はこれらと相互作用するように構成され得、それにより、モータは１つ以上の要素を作動させ、装置の様々な運動や動作、例えば、超音波ブレードに対するクランプ要素の選択的回転、エンドエフェクタ組立体の選択的関節運動、超音波ブレードに向かう及び超音波ブレードから離れる方向へのクランプ要素の選択的移動、器具シャフトの選択的回転などをさせることができる。モータ（複数可）は、様々な技術を用いて、例えば、外科用装置の上若しくは中にあるバッテリにより、又はロボット外科用システムを通じて接続された電源などにより、電力供給され得る。
【００２９】
特定の実施形態では、以下により詳細に記載されるように、少なくとも１つのモータが作動されると、モータは、外科用装置、例えばそれぞれ図１及び図５Ａに示される外科用装置１００及び５００の駆動組立体内に位置している少なくとも１つの対応するギヤ組立体の回転を駆動する。対応するギヤ組立体は、少なくとも１つの対応する駆動シャフトに連結することができ、それによって、少なくとも対応する駆動シャフトの線形及び／又は回転運動を引き起こす。２つ以上の駆動シャフトの運動は、駆動組立体の動作の異なる段階の間に重なり合うことができるが、各モータは、それぞれの対応する駆動シャフトの運動が同時、つまり同じ動作段階中に必ずしも発生しないように、互いに独立して作動させることができる。
【００３０】
図１〜図３Ｂは、外科用装置の例示的な実施形態を示す。図示されるように、外科用装置１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２から延在する器具シャフト１０４と、エンドエフェクタ組立体１０６と、を備える。エンドエフェクタ組立体１０６は、ジョーなどのクランプ要素１０８と、超音波ブレード１１０と、を備える。いくつかの実施態様では、図１及び図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、クランプ要素はクランプパッド１０９を含む。本明細書で使用するとき、「ハウジング」は、「器具ハウジング」と同義的に使用される。当業者であれば、他の超音波エンドエフェクタ組立体が、本明細書に開示される外科用装置と共に使用され得ることを理解するであろう。更に、簡潔にするために、ハウジング１０２の特定の構成要素は、図３Ａ〜図３Ｂには示されていない。
【００３１】
ハウジング１０２は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、ハウジング１０２は、図４に示されるロボット外科用システム４００などのロボットシステムに取り付けられるように構成されている。あるいは、ハウジング１０２は、例えばハンドルハウジングとして、手持ち式装置用に設計することができる。当業者であれば、手持ち式装置用に設計されたハウジングは、本明細書に開示される要素の全て又は一部、及び動作のための追加の要素を必要とし得ることを理解するであろう。手持ち式装置の例示的なハウジングの詳細は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，０９５，３６７号に見出すことができる。更に、ハウジング１０２は、以下でより詳細に説明するように、外科用装置の運動及び動作をもたらすために、回転組立体１４１、関節運動組立体１５５、クランプ組立体などの対応する組立体を駆動するように構成されている、様々な駆動組立体（例えば、４つの駆動組立体）を備えることができる。
【００３２】
図示されるように、ハウジング１０２は超音波トランスデューサ１１２を備える。超音波トランスデューサ１１２は、電力を超音波振動に変換するように構成されている。超音波トランスデューサ１１２は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、超音波トランスデューサ１１２は、エンドエフェクタ組立体１０６の少なくとも１つの部分に機械的に係合される。以下により詳細に記載されるように、使用中、これらの超音波振動は、エンドエフェクタ組立体１０６の少なくとも一部に伝達される。超音波トランスデューサ１１２は、任意の好適な供給源から電力を受け取ることができる。例えば、場合によっては、超音波トランスデューサ１１２は、超音波トランスデューサ１１２をジェネレータ１１６と直接連結するケーブル１１４を備えることができる。ジェネレータ１１６は、超音波トランスデューサ１１２による超音波振動の生成に適した電力プロファイルを超音波トランスデューサ１１２に供給するように構成され得る電源及び制御モジュールを含み得る。任意選択的に、ジェネレータ１１６はまた、ＲＦエネルギーの発生に好適であり得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ジェネレータ１１６は、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）により販売されるＧＥＮ３００を含んでよい。代替的に、又は追加的に、ジェネレータ１１６は、以下の教示、すなわち、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題された米国特許第８，９８６，３０２号、及び「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ／Ｂｌａｄｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」と題された米国特許第９，０９５，３６７号の教示（単独で又は組み合わせて）に従って構成され得る。ジェネレータ１１６が取り得る更にその他の好適な形態、並びにジェネレータ１１６が提供し得る種々の特徴及び機能は、本明細書の教示を考慮することにより当業者に明らかとなるであろう。
【００３４】
いくつかの実施形態では、ジェネレータ１１６の機能の少なくとも一部は、ハウジング１０２に直接組み込まれ得る。例として、ハウジング１０２は、一体式のバッテリ、又は、他の一体式の電源、並びに、バッテリ又は他の一体式の電源からの電力を条件づけて超音波トランスデューサ１１２を駆動するようにするために必要とされる任意の回路を含み得る。
【００３５】
上述したように、器具シャフト１０４はハウジング１０２から延在する。器具シャフト１０４は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、器具シャフト１０４は、図１〜図２Ｂに示されるように、外側スリーブ１１８を備える。外側スリーブ１１８は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、示されるように外側スリーブ１１８は、実質的に半円形の先端部１２０ｂをその遠位部分に有する実質的に管状の本体１２０ａを有する。したがって、半円形先端部１２０ｂの遠位端（例えば、１８０度の形状）及び外側スリーブ１１８の遠位端１１８ｄは同じである。先端部１２０ｂは、他の好適な形状の形態をとることができ、本明細書に図示される形状によって限定されないことも企図される。
【００３６】
外側スリーブ１１８は、関節運動領域１２４ａと、非関節運動領域１２４ｂと、を含む。示されるように、関節運動領域１２４ａは、関節運動領域１２４ａが様々な方向に屈曲できるように、関節運動領域１２４ａに可撓性を付与できるリブ付き又はセグメント化された構成を有し得る。代替的に、又は追加的に、少なくとも関節屈曲可能領域１２４ａは、外側スリーブ１１８に望ましい量の可撓性を提供する材料で形成されてもよい。非関節運動領域１２４ｂは、装置１００の長手方向軸（Ｌ）を画定することができる。
【００３７】
特定の実施形態では、外側スリーブ１１８の関節運動領域１２４ａの少なくとも一部と実質的に整列するように、関節部材１２６を外側スリーブ１１８内に位置付けることができる。関節部材１２６は、図２Ａに示されるように、外側スリーブ１１８の先端部１２０ｂと非関節運動領域１２４ｂとの間に配置され得る。関節部材１２６は様々な構成を有することができるが、特定の実施形態では、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、関節部材１２６は、管状構成を有し得る。更に、いくつかの実施形態では、関節部材１２６は、外側スリーブ１１８のリブ付き本体構成と整列するように構成されている、リブ付き本体構成を有することができる。関節部材１２６はまた、関節部材１２６の長さに沿って少なくとも部分的に延在する１つ以上の細長い凹部チャネル１２８を含むこともできる。１つ以上の細長い凹部チャネル１２８は、以下により詳細に記載されるように、エンドエフェクタ組立体１０６の様々な動きをもたらすために、１つ以上のアクチュエータロッドが器具シャフト１０４を通って延在できるように構成され得る。代替的に、又は追加的に、関節部材１２６は、外側スリーブ１１８の内側表面１２２と関節部材１２６の外側表面１３０との間に好適な空間を提供する外径を有することができ、それにより、アクチュエータロッドは、この空間を通って、よって器具シャフト１０４を通って延在することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、外側スリーブ１１８の非関節運動領域１２４ｂの少なくとも一部と実質的に整列するように、剛性部材１３２を外側スリーブ１１８内に位置付けることができる。剛性部材１３２は様々な構成を有することができるが、特定の実施形態では、図１〜図２Ｂに示されるように、剛性部材１３２は、管状構成を有し得る。剛性部材１３２はまた、剛性部材１３２の長さに沿って少なくとも部分的に延在する１つ以上の細長い凹部チャネル１３４を含むこともできる。１つ以上の細長い凹部チャネル１３４は、以下により詳細に記載されるように、エンドエフェクタ組立体１０６の様々な動きをもたらすために、１つ以上のアクチュエータロッドが器具シャフト１０４を通って延在できるように構成され得る。代替的に、又は追加的に、剛性部材１３２は、外側スリーブ１１８の内側表面１２２と剛性部材１３２の外側表面１３６との間に十分な空間を提供する外径を有することができ、それにより、アクチュエータロッドは、この空間、よって器具シャフト１０４を通って延在することができる。
【００３９】
器具シャフト１０４はまた、内部を通って延在する導波管１３８を備えてもよい。図１〜図２Ｂに示されるように、導波管１３８は超音波ブレード１１０と音響的に連通している。超音波ブレード１１０の近位端１１０ｐは、導波管１３８の腹部又はその近くに位置することができる。例えば、示されるように、導波管１３８の遠位端１３８ｄは、超音波ブレード１１０の近位端１１０ｐに音響的に連結される。超音波ブレード１１０は、任意の好適な手段、例えば、雌ねじ接続、溶接継手などによって導波管１３８に連結することができる。導波管１３８及び超音波ブレード１１０は、単一の一体型部品として形成され得ることも企図される。導波管１３８の近位端１３８ｐは、超音波トランスデューサ１１２の遠位端１１２ｄに音響的に連結するように、ハウジング１０２内に収容され得る。そのため、超音波トランスデューサ１１２は使用中に、導波管１３８に沿って超音波ブレード１１０に伝達され、それによって処置部位における組織の切断及び／又は封止を容易にする超音波振動に、受信した電力を変換する。器具シャフト１０４の外側スリーブ１１８は、導波管１３８の超音波振動から外部環境（例えば、患者又は他の外科用装置（複数可）若しくは機器）を隔離することができる。
【００４０】
導波管１３８は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、導波管１３８は、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、可撓性部分１４０を備え得る。図示されるように、可撓性部分１４０は、導波管の残りの部分と比較して、より薄い断面積（例えば、リボン状の断面積形状）を有する。可撓性部分１４０は、より詳細に後述するように、エンドエフェクタ組立体１０６が装置１００の長手方向軸（Ｌ）と整列している位置から、長手方向軸（Ｌ）と整列していない位置へと偏向できるように、外側スリーブ１１８の関節運動領域１２４ａの一部と整列させることができる。この図示された実施形態では、長手方向軸（Ｌ）は、外側スリーブ１１８の非関節運動領域１２４ｂに沿って延在する。好適な導波路に関する更なる詳細は、米国特許第９，０９５，３６７号、並びに米国特許出願公開第２０１６／０２９６２５０号及び同第２０１６／０３０２８１９号に見出すことができ、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００４１】
上述のように、器具シャフト１０４はまた、超音波ブレード１１０に対するクランプ要素１０８の回転を選択的にもたらす回転組立体１４１も備える。したがって、以下でより詳細に論じられるシャフト回転駆動組立体１９１とは対照的に、回転組立体１４１、したがって回転駆動組立体１４８は、超音波ブレード１１０が静止した状態である間に、クランプ要素１０８を回転させるように構成されている。図１及び図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、回転組立体１４１は、クランプ要素１０８に連結された内側スリーブ１４２を備える。内側スリーブ１４２の構造的構成は、装置１００の他の要素、例えば、導波管１３８、超音波ブレード１１０自体などの構造的構成に少なくとも部分的に基づいている。したがって、内側スリーブ１４２は様々な構成を有し得るが、この図示された実施形態では、内側スリーブ１４２は管状の構成を有する。内側スリーブ１４２は、以下に詳細に記載されるように、摺動機構を備えることができる。
【００４２】
図示されるように、摺動機構はスロット１４５を含む。スロット１４５は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、スロット１４５は、内側スリーブ１４２の周りに実質的にらせん状の構成を有することができる。スロット１４５は、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、内側スリーブ１４２を完全に貫通して延在でき、あるいは、スロット１４５は、内側スリーブ１４２を部分的に通って延在できる。スロットのサイズ及び形状は、多様でよい。例えば、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、スロット１４５は、内側スリーブ１４２の少なくとも一部に沿って延在する。一実施形態では、スロット１４５は、内側スリーブ１４２の長さ全体を延在できる。当業者であれば、スロット１４５のサイズ及び形状は、内側スリーブ１４２のサイズ及び形状に少なくとも部分的に基づくことを理解するであろう。
【００４３】
摺動機構はまた、スロット１４５内に収容されるピン１４６ａを備える。ピン１４６ａは、内側スリーブ１４２と関節運動引張部１５６との間に位置付けられるピンプレート１４６ｂから延在する。以下でより詳細に説明するように、ピン１４６ａは、ピン１４６ａに動作可能に連結された入力部に力が加えられると、スロット１４５内で選択的に摺動するように構成されている。このようなスロット１４５内のピン１４６ａの摺動運動は、内側スリーブ１４２の外側スリーブ１１８に対する回転を引き起こし、その結果、クランプ要素１０８を超音波ブレード１１０に対して回転させる。
【００４４】
例えば、ピンプレート１４６ｂ、ひいてはピン１４６ａは、器具シャフト１０４を通ってハウジング１０２内へと延在するアクチュエータロッド１４７に連結される。アクチュエータロッド１４７は器具シャフト１０４の任意の部分に沿って延在することができるが、図３Ａに示されるように、アクチュエータロッド１４７は器具シャフト１０４の下部に沿って延在する。この位置は、エンドエフェクタ組立体１０６が関節運動しているときにアクチュエータロッド１４７が受ける長さの変化が最小限であり、それによる関節運動中のクランプ要素１０８の回転を防止するため、望ましい場合がある。使用中、アクチュエータロッド１４７が作動されると、アクチュエータロッド１４７は外側スリーブ１１８に対して軸方向に並進し、それによって内側スリーブ１４２及びその結果としてクランプ要素１０８の回転を引き起こす。
【００４５】
使用中、アクチュエータロッド１４７に力が加えられると（例えば、動作可能に連結された入力部によって）、アクチュエータロッド１４７は外側スリーブ１１８に対して軸方向に並進し、それによってピンプレート１４６ｂを移動させてピン１４６ａをスロット１４５内で摺動させる。ピン１４６ａがスロット１４５内で摺動すると、内側スリーブ１４２は回転され、その結果、クランプ要素１０８は超音波ブレード１１０に対して回転する。すなわち、作動されると、アクチュエータロッド１４７は第１又は第２の方向に移動し、ピン１４６ａを対応する方向に移動させる。アクチュエータロッド１４７の方向移動に応じて、結果として生じる内側スリーブ１４２の、ひいてはクランプ要素１０８の回転は、時計回りの方向又は反時計回りの方向に回転することができる。例えば、使用時に、アクチュエータロッド１４７は遠位方向に移動し、ピン１４６ａを内側スリーブ１４２の遠位端１４２ｄに向かって摺動させることができる。結果として、内側スリーブ１４２は、第１の方向（例えば、時計回りの方向）に回転することができ、それによってクランプ要素を超音波ブレード１１０の周りの望ましい位置に回転させることができる。
【００４６】
内側スリーブ１４２の、ひいてはクランプ要素１０８の回転量は、少なくとも部分的にスロット１４５のサイズ及び形状に依存する。いくつかの実施形態では、内側スリーブ１４２は、その中心軸の周りを約２７０度回転することができる。他の実施形態では、内側スリーブ１４２は、その中心軸の周りを約１８０度〜約２７０度回転することができる。更に、内側スリーブ１４２の回転量はまた、ピン１４６ａに加えられる力の量にも依存し得る。
【００４７】
アクチュエータロッド１４７は、様々な方法で作動され得る。例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、回転組立体１４１は、アクチュエータロッド１４７を外側スリーブ１１８に対して遠位方向及び近位方向に前進させるように構成されている、回転駆動組立体１４８に動作可能に連結される。以下でより詳細に説明される回転駆動組立体１４８は、ハウジング内に配置され、対応するモータ１５０に動作可能に連結された対応する回転駆動ディスク１４９に連結され得る。作動中、モータ１５０は回転駆動組立体１４８を作動させることができる。本明細書に開示されるシステム及び装置と共に使用するための例示的なモータは、例えば、米国特許第９，４４５，８１６号及び同第９，５８５，６５８号、並びに米国特許出願公開第２０１２／０２９２３６７号及び同第２０１５／０２０９０５９号に記載されており、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。当業者であれば、回転駆動組立体１４８の要素は、図１及び図３Ａ〜３Ｂに示されるものに限定されないこと、したがって他の好適な回転駆動組立体は、本明細書に記載される回転駆動組立体の特徴の一部又は全てを含み得ることを理解するであろう。更に、簡潔にするために、回転駆動組立体１４８の特定の構成要素は、図３Ａ〜図３Ｂには示されていない。
【００４８】
回転駆動組立体１４８は様々な構成を有することができる。例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、回転駆動組立体１４８は、並進ブロック１５３に連結されたギヤラック１５２と噛合係合する回転駆動ギヤ１５１を含むことができる。並進ブロック１５３は、そこから延在する駆動シャフト１５４に接続される。アクチュエータロッド１４７は、駆動シャフト１５４の軸方向移動がアクチュエータロッド１４７の対応する軸方向運動を引き起こすように、駆動シャフト１５４に接続される。回転駆動ギヤ１５１は、モータ１５０に動作可能に連結された回転駆動ディスク１４９に動作可能に連結され得る。使用中、モータ１５０が起動されると、回転駆動ディスク１４９の回転が駆動される。回転駆動ディスク１４９の回転は、回転駆動ギヤ１５１の回転を駆動して、外側スリーブ１１８に対するアクチュエータロッド１４７の実質的に直線的な移動を引き起こす。モータ１５０からの回転出力運動を一方向に加えることにより、アクチュエータロッド１４７が遠位方向に実質的に直線運動してピン１４６ａを内側スリーブ１４２の遠位端１４２ｄに向かって摺動させることが理解されるであろう。更に、回転出力運動が反対方向に加えられると、アクチュエータロッド１４７が近位方向に実質的に直線移動してピン１４６ａを内側スリーブ１４２の近位端１４２ｐに向かって摺動させる。
【００４９】
器具シャフト１０４はまた、外科用装置１００の他の運動又は動作をもたらすための追加の組立体を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、器具シャフト１０４は、関節運動組立体１５５を備えることができる。代替的に、又は追加的に、器具シャフト１０４は、クランプ組立体を備えることができる。
【００５０】
図１及び図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、器具シャフト１０４は、装置１００の長手方向軸（Ｌ）と整列した位置から長手方向軸（Ｌ）と整列しない位置までエンドエフェクタ組立体１０６を偏向させるように構成されている関節運動組立体１５５を備える。更に、関節運動組立体１５５と組み合わせて、エンドエフェクタ組立体１０６の関節運動は、外側スリーブ１１８の関節運動領域１２４ａ、関節部材１２６、及び導波管１３８の可撓性部分１４０によって達成される。本明細書ではまた、他の好適な関節運動組立体が、単独で、又は本明細書に記載される外科用装置の１つ以上の特徴と組み合わせて使用され得ることも企図される。他の例示的な関節運動組立体の非限定的な例は、それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許公開第２０１６／０２９６２５０号、同第２０１６／０２９６２５１号、同第２０１６／０２９６２５２号、同第２０１６／０２９６２６８号、同第２０１５／０３２０４３７号、同第２０１６／０３７４７１２号、及び同第２０１６／０３０２８１９号に見出すことができる。
【００５１】
関節運動組立体１５５は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、関節運動組立体１５５は、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、関節運動引張部１５６を備える。関節運動引張部１５６は様々な形態を有し得る。示されるように、関節運動引張部１５６は、外側スリーブ１１８の先端部１２０ｂを補完し、それに連結される実質的に半円形の構成を有する。本明細書では、関節運動引張部１５６は、他の形状の形態をとることができることも想到される。図示された関節運動引張部１５６は、それぞれが器具シャフト１０４を通ってハウジング１０２内へと延在する２つのアクチュエータロッド１５７、１５８に連結される。示されるように、第１のアクチュエータロッド１５７は、関節運動引張部１５６の第１の側端部１５９に連結され、第２のアクチュエータロッド１５８は、関節運動引張部１５６の第２の対向する側端部１６０に連結される。
【００５２】
使用中、エンドエフェクタ組立体１０６が装置１００の長手方向軸と整列されると、第１のアクチュエータロッド１５７及び第２のアクチュエータロッド１５８の作動は、エンドエフェクタ組立体１０６を長手方向軸から偏向させることができる。例えば、第１のアクチュエータロッド１５７が作動されると、第１のアクチュエータロッド１５７はハウジング１０２に対して遠位に前進することができ、第２のアクチュエータロッド１５８が作動されると、第２のアクチュエータロッド１５８は、ハウジング１０２に対して近位に後退することができ、又はこれらの逆であってもよい。その結果、第１のアクチュエータロッド１５７及び第２のアクチュエータロッド１５８の軸方向並進は、長手方向軸線に対してある角度でのエンドエフェクタ組立体１０６の関節運動を容易にする。ハウジング１０２に対する第１のアクチュエータロッド１５７及び第２のアクチュエータロッド１５８の遠位又は近位移動により、エンドエフェクタ組立体１０６が長手方向軸に対して移動する方向（例えば、図２Ａに示されるように、左方向（ＤＬ）又は右方向（ＤＲ））に駆動されることが理解されるであろう。更に、長手方向軸に対するエンドエフェクタ組立体１０６の移動は、長手方向軸に対する導波管１３８の可撓性部分１４０の移動に少なくとも部分的に依存することが理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、可撓性部分１４０は、長手方向軸に対して１方向に約４５度以下関節運動することができる。１つの他の実施形態では、可撓性部分１４０は、長手方向軸に対して１方向に約３５度〜４５度関節運動することができる。一実施形態では、可撓性部分１４０は、長手方向軸に対して１方向に約３５度〜４０度関節運動することができる。
【００５３】
アクチュエータロッド１５７、１５８は、様々な方法で作動され得る。例えば、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、関節運動組立体１５５は、各アクチュエータロッド１５７、１５８をハウジング１０２に対して遠位方向及び近位方向に前進させるように構成されている関節運動駆動組立体１６１に動作可能に連結される。以下でより詳細に説明される関節運動駆動組立体１６１は、ハウジング１０２内に配置され、対応するモータ１６３に動作可能に連結された対応する回転駆動ディスク１４９に連結され得る。作動中、モータ１６３は関節運動駆動組立体１６１を作動させることができる。本明細書に開示される装置及びシステムと共に使用するための例示的なモータは、例えば、先に言及した米国特許第９，４４５，８１６号及び同第９，５８５，６５８号、並びに米国特許出願公開第２０１２／０２９２３６７号及び同第２０１５／０２０９０５９号に記載されており、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。当業者であれば、関節運動駆動組立体１６１の要素は、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるものに限定されないこと、したがって他の好適な関節運動駆動組立体は、本明細書に記載される関節運動駆動組立体１６１の特徴の一部又は全てを含み得ることを理解するであろう。更に、簡潔にするために、関節運動駆動組立体１６１の特定の構成要素は、図３Ａ〜図３Ｂには示されていない。
【００５４】
関節運動駆動組立体１６１は様々な構成を有することができる。例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、関節運動駆動組立体１６１は、第１の並進ブロック１６６に連結された第１のギヤラック１６５と噛合係合する回転駆動ギヤ１６４を含むことができる。第１の並進ブロック１６６は、そこから延在する第１の駆動シャフト１６７に接続される。第１のアクチュエータロッド１５７は、第１の駆動シャフト１６７の軸方向移動が第１のアクチュエータロッド１５７の対応する軸方向運動を引き起こすように、第１の駆動シャフト１６７に接続される。回転駆動ギヤ１６４はまた、第２の並進ブロック１６９に連結された第２のギヤラック１６８と噛合係合している。第２の並進ブロック１６９は、そこから延在する第２の駆動シャフト１７０に接続される。第２のアクチュエータロッド１５８は、第２の駆動シャフト１７０の軸方向移動が第２のアクチュエータロッド１５８の対応する軸方向運動を引き起こすように、第２の駆動シャフト１７０に接続される。図示されるように、第１のギヤラック１６５及び第２のギヤラック１６８は互いに対向し、それにより、回転駆動ギヤ１６４は、第１のギヤラック１６５及び第２のギヤラック１６８と同時に係合することができる。
【００５５】
回転駆動ギヤ１６４は、モータ１６３に動作可能に連結された回転駆動ディスク１６２に動作可能に連結され得る。使用中、モータ１６３が起動されると、回転駆動ディスク１６２の回転が駆動される。回転駆動ディスク１６２の回転は、回転駆動ギヤ１６４の回転を駆動して、ハウジング１０２に対する第１のアクチュエータロッド１５７の第１の方向（例えば、遠位方向）への実質的に直線的な移動を引き起こす。回転駆動ギヤ１６４の回転はまた、第１の方向とは反対の第２の方向（例えば、近位方向）への、ハウジング１０２に対する第２のアクチュエータロッド１５８の実質的に直線的な移動を同時に引き起こす。モータ１６３からの回転出力運動を一方向に加えることにより、第１のアクチュエータロッド１５７が遠位方向に、及び第２のアクチュエータロッド１５８が近位方向に実質的に直線運動して、エンドエフェクタ組立体１０６を第１の方向に動かすことが理解されるであろう。更に、回転出力運動を反対方向に加えることにより、第１のアクチュエータロッド１５７が近位方向に、及び第２のアクチュエータロッド１５８が遠位方向に実質的に直線運動して、エンドエフェクタ組立体１０６を第２の方向に動かすことが理解されるであろう。
【００５６】
上述したように、器具シャフト１０４は、クランプ組立体を備えることができる。クランプ組立体は、クランプ要素１０８が超音波ブレード１１０に向かって及び超音波ブレード１１０から離れる方向に選択的に移動できるように、クランプ要素１０８を器具シャフト１０４に対して移動させるように構成され得る。クランプ組立体は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、クランプ組立体は、本明細書で集合的にクランプ引張部と称される第１の引張部材１７２及び第２の引張部材１７３を含む。クランプ引張部は、第２の引張部材１７３の遠位端に位置する連結要素１７４を介してクランプ要素１０８に連結され得る。連結要素１７４は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、示されるような連結要素１７４は、クランプ要素１０８の近位端の内側表面から延在する相補的ピンを受容するように構成されている、２つの対向するチャネル１７５を含む。２つの対向するチャネル１７５は、相補的ピンのガイドとして機能して、超音波ブレード１１０に向かう及び超音波ブレード１１０から離れるクランプ要素１０８の動きを容易にすることができる。
【００５７】
第１の引張部材１７２及び第２の引張部材１７３は様々な形態を有し得る。示される第１の引張部材１７２は、実質的に半円形の構成を有し、外側スリーブ１１８と内側スリーブ１４２との間に位置付けられる。図示した第１の引張部材１７２は細長いが、当業者であれば、第１の引張部材１７２の長さは変化し得ることを理解するであろう。示されるように、第２の引張部材１７３は、実質的に管状の構成を有し、導波管１３８と内側スリーブ１４２との間に位置付けられる。本明細書では、第１の引張部材１７２及び第２の引張部材１７３は、他の形状の形態をとることができることも想到される。更に、第１の引張部材１７２及び第２の引張部材１７３は、以下で詳細に論じられるように、第１引張部材１７２の軸方向並進運動が、第２引張部材１７３の対応する軸方向並進運動をもたらし、それによってクランプ要素１０８を超音波ブレード１１０に向かって又はそこから離れる方向に移動させるように、互いに係合又は相互作用するように構成されている。例えば、示されるように、フランジ１７７は、第２の引張部材１７３の近位端に位置する。このフランジ１７７は、第１の引張部材１７２内に画定された凹部チャネル１７８と係合するように構成されている。またこの係合により、関節運動組立体が作動されると、第２の引張部材１７３が内側スリーブ１４２と共に回転することも可能にする。
【００５８】
例示されるクランプ引張部、具体的には、第１の引張部材１７２は、器具シャフト１０４を通ってハウジング１０２内へと延在するアクチュエータロッド１７９に連結される。アクチュエータロッド１７９は器具シャフト１０４の任意の部分に沿って延在することができるが、示されるように、アクチュエータロッド１７９は器具シャフト１０４の上部に沿って延在してよい。この位置は、エンドエフェクタ組立体１０６が関節運動しているときにアクチュエータロッド１７９が受ける長さの変化が最小限であり、それによる関節運動中のクランプ要素１０８の超音波ブレード１１０に向かう移動を防止するため、望ましい場合がある。使用中、アクチュエータロッド１７９が作動されると、アクチュエータロッド１７９は外側スリーブ１１８に対して軸方向に並進し、それによって第１の引張部材１７２及びその結果としてクランプ引張部の近位運動又は遠位運動を引き起こす。
【００５９】
使用中、アクチュエータロッド１７９がハウジング１０２に向かって（例えば、初期位置から近位位置へ）移動すると、クランプ引張部、ひいては連結要素１７４は、ハウジング１０２に向かって後退する。連結要素１７４のこの動きは、クランプ要素１０８の相補的ピンを連結要素１７４の２つの対向するチャネル１７５内で摺動させ、したがって、クランプ要素１０８がその初期位置（例えば、開放位置）から超音波ブレード１１０（例えば、閉鎖位置）に向かって移動することを容易にする。クランプ要素１０８が閉鎖位置にあると、当業者であれば、アクチュエータロッド１７９をハウジング１０２から離れる方向に（例えば、遠位方向に）移動させることにより、クランプ引張部も同様の方向に移動することを理解するであろう。この動きにより、クランプ要素１０８が超音波ブレード１１０から離れる方向に移動し、それによってクランプ要素１０８がその初期位置に向かって移動する、つまり戻ることが可能になる。すなわち、アクチュエータロッド１７９をハウジング１０２から離れる方向に移動させると、クランプ要素１０８の相補的ピンは、２つの対向するチャネル１７５内でそれらの初期位置に向かって移動する、つまり戻る。
【００６０】
アクチュエータロッド１７９は、様々な方向に前進できる。例えば、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、クランプ組立体は、アクチュエータロッド１７９を外側スリーブ１１８に対して遠位方向及び近位方向に移動させるように構成されている、クランプ駆動組立体１８０に動作可能に連結される。以下でより詳細に説明されるアクチュエータクランプ組立体は、ハウジング１０２内に配置され、対応するモータ１８２に動作可能に連結された対応する回転駆動ディスク１８１に連結され得る。作動中、モータ１８２はクランプ駆動組立体１８０を作動させることができる。本明細書に開示される装置及びシステムと共に使用するための例示的なモータは、例えば、先に言及した米国特許第９，４４５，８１６号及び同第９，５８５，６５８号、並びに米国特許出願公開第２０１２／０２９２３６７号及び同第２０１５／０２０９０５９号に記載されており、これらはそれぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。当業者であれば、クランプ駆動組立体１８０の要素は、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるものに限定されないこと、したがって他の好適なクランプ駆動組立体は、本明細書に記載されるクランプ駆動組立体１８０の特徴の一部又は全てを含み得ることを理解するであろう。更に、簡潔にするために、クランプ駆動組立体１８０の特定の構成要素は、図３Ａ〜図３Ｂには示されていない。
【００６１】
クランプ駆動組立体１８０は様々な構成を有することができる。例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、回転駆動組立体１４８は、３つの回転ギヤ１８３、１８４、１８５を備えることができる。第１の回転ギヤ１８３は、駆動ポスト１８６によって第２の回転ギヤ１８４に動作可能に連結される。第１の回転駆動ギヤ１８３はまた、並進ブロック１８８に連結されたギヤラック１８７と噛合係合している。並進ブロック１８８は、そこから延在する駆動シャフト１８９に接続される。アクチュエータロッド１７９は、駆動シャフト１８９の軸方向移動がアクチュエータロッド１７９の対応する軸方向運動を引き起こすように、駆動シャフト１８９に接続される。第２の回転ギヤ１８４は、第３の回転ギヤ１８５と噛合係合している。第３の回転ギヤ１８５は、モータ１８２に動作可能に連結された回転駆動ディスク１８１に動作可能に連結され得る。使用中、モータ１８２が起動されると、回転駆動ディスク１８１の回転が駆動される。回転駆動ディスク１８１の回転は、第３の回転ギヤ１８５と、その結果第１の回転ギヤ１８３の回転を駆動して、ハウジング１０２に対するアクチュエータロッド１７９の実質的に直線的な移動を引き起こす。モータ１８２からの回転出力運動を一方向に加えることにより、アクチュエータロッド１７９が近位方向に実質的に直線運動してクランプ引張部をハウジング１０２に向かって移動させることが理解されるであろう。更に、回転出力運動が反対方向に加えられると、アクチュエータロッド１７９が遠位方向に実質的に直線移動してクランプ引張部をハウジング１０２から離れる方向へ、かつ外側スリーブ１１８の遠位端に向かって移動させる。
【００６２】
代替的に、又は追加的に、アクチュエータロッド１７９を手動で前進又は後退させることが望ましい場合がある。例えば、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、回転ノブ１９０は、駆動ポスト１８６を介して第１の回転ギヤ１８３に動作可能に連結され得る。使用中、回転ノブ１９０、したがって第１の回転ギヤ１８３の手動回転は、上述と同様の方法でアクチュエータロッド１７９の軸方向並進をもたらす。
【００６３】
いくつかの実施形態では、器具シャフト１０４、ひいてはエンドエフェクタ組立体全体が回転することが望ましい場合がある。したがって、器具シャフト１０４の回転は、シャフト回転駆動組立体を使用することによって達成することができる。回転組立体１４１及び回転駆動組立体１４８とは異なり、本明細書に記載されるようなシャフト回転駆動組立体は、超音波ブレードに関連するクランプ要素を回転させるだけでなく、エンドエフェクタ組立体全体の回転をもたらす。例えば、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、シャフト回転駆動組立体１９１がハウジング１０２内に配設される。更に、簡潔にするために、シャフト回転駆動組立体１９１の特定の構成要素は、図３Ａ〜図３Ｂには示されていない。
【００６４】
シャフト回転駆動組立体１９１は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図１及び図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、シャフト回転駆動組立体１９１は、器具シャフト１０４の近位端１０４ｐに位置付けられた第１のらせん状ウォームギヤ１９２を備えることができる。第１のらせん状ウォームギヤ１９２は、駆動ポスト１９６を介して第１の回転駆動ギヤ１９４に連結された第２のらせん状ウォームギヤ１９３と噛合係合している。第１の回転駆動ギヤ１９４は、モータ１９８に動作可能に連結された回転駆動ディスク１９７に動作可能に連結された第２の回転駆動ギヤ１９５と噛合係合している。
【００６５】
使用中、モータ１９８は回転駆動ディスク１９７を回転させて、第２の回転駆動ギヤ１９５の、結果として第１のらせん状ウォームギヤ１９２の回転を駆動する。これにより、ハウジング１０２に対する器具シャフト１０４の回転運動が生じる。モータ１９８からの回転出力運動を一方向に加えることにより、器具シャフト１０４が第１の方向（例えば、時計回りの方向）に実質的に回転運動することが理解されるであろう。更に、回転出力運動を反対方向に加えることにより、器具シャフト１０４が第２の反対方向（例えば、反時計回りの方向）に実質的に回転運動することになる。
【００６６】
外科的な巧緻性を向上させ並びに外科医が直感的な方式で患者に手術できるようにするために、長年にわたって、様々な低侵襲ロボット（又は「遠隔手術」）システムが開発されてきた。こうしたシステムの多くのものが、それぞれの全体が参照により本明細書にそれぞれ組み込まれている次の米国特許に開示されている：発明の名称が「Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｆｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  Ｗｉｔｈ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｅｘｔｅｒｉｔｙ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」である米国特許第５，７９２，１３５号、発明の名称が「Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｔｅｌｅｐｒｅｓｅｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」である米国特許第６，１３２，３６８号、発明の名称が「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ａｒｍ  ＤＬＵＳ  Ｆｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔａｓｋｓ」である米国特許第６，２３１，５６５号、発明の名称が「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ  Ｗｉｔｈ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｃａｕｔｅｒｉｚｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｕｔｔｉｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」である米国特許第６，７８３，５２４号、発明の名称が「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍａｓｔｅｒ  ａｎｄ  Ｓｌａｖｅ  Ｉｎ  ａ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」である米国特許第６，３６４，８８８号、発明の名称が「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌｓ」である米国特許第７，５２４，３２０号、発明の名称が「Ｐｌａｔｆｏｒｍ  Ｌｉｎｋ  Ｗｒｉｓｔ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」である米国特許第７，６９１，０９８号、発明の名称が「Ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｓｔｅｒ／Ｓｌａｖｅ  Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｉｎ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｔｅｌｅｓｕｒｇｅｒｙ」である米国特許第７，８０６，８９１号、及び発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ  Ｗｉｔｈ  Ｗｒｉｓｔｅｄ  Ｍｏｎｏｐｏｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」である米国特許第７，８２４，４０１号。しかしながら、かかるシステムの多くはこれまで、組織を効果的に切断し締結するのに必要な大きさの力を発生させることができなかった。しかしながら、かかるシステムの多くはこれまで、クランプ要素及び超音波ブレードを有するエンドエフェクタ組立体の関節運動及び回転を容易にすることができなかった。
【００６７】
外科用装置１００は、様々な方法で組み立てることができる。例えば、図２Ａ〜図２Ｂに示される外科用装置１００の遠位部分を組み立てるために、サブユニットの組み立てを含むことができ、これらサブユニットは次に、共に結合されて結果として遠位部分を形成する。いくつかの実施形態では、第１のサブユニットの組み立ては、関節部材１２６を器具シャフト１０４の剛性部材１３２に連結することを含んでよい。導波管１３８及び超音波ブレード１１０は、この例示的な実施形態では一体構造であり、次に、剛性部材１３２及び関節部材１２６を通って摺動することができる。その後、アクチュエータロッド１４７はピン１４６ａ及びピンプレート１４６ｂを備え、アクチュエータロッド１７９は第１の引張部材１７２を備える、各アクチュエータロッド１４７、１５７、１５８、１７９が、関節部材１２６及び剛性部材１３２のそれらの対応の凹部チャネル内に配置され、それによって第１のサブユニットを形成することができる。第１のサブユニットは、第１の引張部材１７２及びピン１４６ａ及びピンプレート１４６ｂが外側スリーブ１１８の先端部１２０ｂに位置するように、外側スリーブ１１８内に摺動される。第２のサブユニットは、第２の引張部材１７３及び連結要素１７４を内側スリーブ１４２を通して摺動させることによって形成することができる。その後、クランプ要素１０８は、連結要素１７４及び内側スリーブ１４２の両方に取り付けられ、それによって第２の引張部材１７３及び内側スリーブ１４２を共に連結することができる。次に、第２のサブユニットを、具体的には外側スリーブ１１８の先端部１２０ｂにおいて、器具シャフト１０４内に挿入できる。次に、関節運動引張部１５６を第２のサブユニット上に配置し、外側スリーブ１１８の先端部に溶接して、外科用装置１００の遠位部分を形成することができる。
【００６８】
したがって、上述のように、外科用装置は、電気機械的アーム（例えば、ロボットアーム）に装着されるように設計され得る。例えば、図４は、電気機械的アーム４０２に取り付けられた図１〜図３Ｂに示される装置１００を有するロボット外科用システム４００を示す。電気機械的アーム４０２は、ディスプレイ及び２つのユーザー入力装置を備えるコンソールを有する制御システム４０４に無線で連結されることができる。１つ以上のモータ（図示せず）は、電気機械的アーム４０２の端部に連結されたモータハウジング４０６内に配設される。外科用装置１００のハウジング１０２は、モータハウジング４０６、ひいては電気機械的アーム４０２に取り付けられ、それによって、モータ（複数可）を外科用装置１００の様々な駆動組立体に動作可能に連結する。結果として、モータ（複数可）が制御システム４０４によって起動されると、モータ（複数可）は、１つ以上の駆動組立体を作動させることができる。図４に示されるように、器具シャフト１０４はハウジング１０２から延在する。手術中、器具シャフト１０４及びエンドエフェクタ組立体１０６、つまり本説明の目的においては集合的に器具シャフト組立体は、モータハウジング４０６とトロカール４０８の支持体との間に延在するキャリア４１０の底部に取り付けられたトロカール４０８内に配置され、トロカール４０８を通って延在し得る。キャリア４１０は、器具シャフト組立体のトロカール４０８内及び外への並進を可能にする。更に、エンドエフェクタ組立体１０６が超音波ブレード１１０を備える場合、ジェネレータ１１６は、ハウジング１０２内に配設された超音波トランスデューサ１１２に動作可能に連結される。使用中、制御システム４０４によってジェネレータ１１６が起動されると、ジェネレータ１１６は、超音波トランスデューサ１１２に電気エネルギーを供給する。超音波トランスデューサ１１２は、電気エネルギーを、導波管１３８に沿って超音波ブレード１１０まで移動する超音波振動に変換し、それにより、超音波ブレード１１０は処置部位で組織を切断及び／又は凝固することができる。電気機械的アーム４０２は、１つ以上の自由度（例えば、６つ全部のデカルト自由度、５つ若しくはそれ以下のデカルト自由度など）に沿って、外科用装置１００全体を支持し、移動させるように構成されている。
【００６９】
モータによって制御されるように構成された（「パック」とも呼ばれる）ハウジング又は器具ハウジングのモータ動作及び構成要素の例示的実施形態は、それぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年３月１３日に出願された「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｗｒｉｓｔ」と題する国際公開第２０１４／１５１９５２号、２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際公開第２０１４／１５１６２１号、２０１６年７月１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆｏｒ  Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｉｎｇ  Ａ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題する米国特許出願第１５／２００，２８３号、及び２０１６年８月１６日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ａ  Ｍｏｔｏｒ  Ｏｆ  Ａ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題する米国特許出願第１５／２３７，６５３号に更に記載されている。
【００７０】
図５Ａ〜図５Ｂは、回転組立体５４１を備える外科用装置５００の別の例示的な実施形態の遠位部分を示す。以下に詳細に記載される相違点以外に、外科用装置５００は、外科用装置１００（図１〜図３Ｂ）と同様であってよく、したがって、本明細書では詳細に説明しない。図示されるように、外科用装置５００は、図１のハウジング１０２のようなハウジングから延在し得る器具シャフト５０４を備える。器具シャフト５０４は、回転組立体５４１及びロック機構を含む。ロック機構は、少なくとも１つのロック組立体を含むことができる。図５Ａ〜図５Ｂに示され、以下でより詳細に記載されるように、この例示的な実施形態では、ロック機構は２つのロック組立体を含む。
【００７１】
示されるように、回転組立体５４１は、連結されたクランプパッド５０９を有するクランプ要素５０８に連結された内側スリーブ５４２を備える。この例示的実施形態では、クランプ要素５０８はジョーである。内側スリーブ５４２は、第１の端部５４２ｄ（例えば、遠位端）から第２の端部５４２ｐ（例えば、近位端）まで延在し、中間セグメント５４２ｉはそれらの間に延在する。内側スリーブ５４２は摺動機構を含む。摺動機構は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図５Ａ〜図６に示されるように、摺動機構は、以下により詳細に記載される、所定のパターンの突出部５４３及び１つ以上のピン５４６ａ（例えば、３つのピン）を含む。
【００７２】
図５Ａ〜図６に示されるように、所定のパターンの突出部５４３は、内側スリーブ５４２の中間セグメント５４２ｉの一部から半径方向外側に突出する。所定のパターンの突出部５４３は、それらの間にチャネル５４５を画定する。所定のパターンは様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、所定のパターンは１つ以上の突出部５４３の列を含むことができる。例えば、図５Ａ〜図６に示されるように、所定のパターンは、内側スリーブ５４２の周囲に円周方向に延在する突出部５４３の３つの別個の列５４３ａ、５４３ｂ、５４３ｃを含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の列は連続していてよいが、他の実施形態では、１つ以上の列は不連続であってもよい。図示される実施形態では、内側スリーブ５４２上の最遠位列である第１の列５４３ａの突出部５４３は、それらの遠位端５４３ｄで互いに相互接続されている。結果として、第１の列５４３ａは、１つ以上のピン５４６ａが内側スリーブ５４２のチャネル５４５との係合から外れるのを防止するのを助けるように、内側スリーブ５４２の周囲に連続的に延在する。第２の列５４３ｂ及び第３の列５４３ｃの突出部５４３は、不連続である。また、本明細書では、別の所定のパターンの突出部５４３が外科用装置５００と共に使用され得ることも企図される。
【００７３】
単一の列内の突出部５４３は、同じ形状及びサイズを有してよい。示されるように、第１の列５４３ａの突出部５４３は、第１の形状及びサイズを有し、第２の列５４３ｂの突出部５４３は第２の形状及びサイズを有し、第３の列５４３ｃの突出部５４３は第３の形状を有する。各列内の突出部５４３は同じ形状及びサイズを有するが、本明細書では、単一の列内の突出部５４３が、異なる形状及びサイズを有し得ることも企図される。あるいは、２つ以上の列の突出部５４３は、同じ又は異なる形状及び／又はサイズを有することができる。突出部５４３の形状及びサイズ、並びにその列の数は、内側スリーブ５４２のサイズ及び形状に少なくとも部分的に依存し、したがって、それに応じて変化し得ることが理解されるであろう。
【００７４】
所定のパターンの突出部５４３は、それらの間にチャネル５４５を画定するように構成されており、それにより、ピン５４６ａのうちの１つがチャネル５４５に沿って所定の経路で選択的にガイドされて、内側スリーブ５４２を第１の方向又は反対側の第２の方向に回転させることができる。すなわち、以下でより詳細に論じられるように、１つ以上のピン５４６ａは、外側スリーブ５１８に対する内側スリーブ５４２の回転を引き起こすためにチャネル５４５内で選択的に摺動し、その結果、１つ以上のピン５４６ａに動作可能に連結された入力部に力が加えられたときに、超音波ブレード５１０に対するクランプ要素５０８の回転を引き起こすように構成されている。
【００７５】
例えば、図５Ｂに示すように、３つのピン５４６ａは、ピンプレート５４６ｂの遠位端５４６ｄから半径方向内側に突出する。ピン５４６ａ及びピンプレート５４６ｂは様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図５Ｂに示されるように、ピン５４６ａはそれぞれ円筒形状を有し、ピンプレート５４６ｂは弓状構成を有する。アクチュエータロッド５４７は、ピンプレート５４６ｂの近位部分５４６ｐ、よってピン５４６ａに連結されている。アクチュエータロッド５４７は器具シャフト５０４の任意の部分に沿って延在することができるが、図５Ａに示されるように、アクチュエータロッド５４７は器具シャフト５０４の下部に沿って延在できる。この位置は、エンドエフェクタ組立体５０６が関節運動しているときにアクチュエータロッド５４７が受ける長さの変化が最小限であり、それによる関節運動中のクランプ要素５０８の回転を防止するため、望ましい場合がある。アクチュエータロッド５４７が作動されると、アクチュエータロッド５４７は外側スリーブ５１８に対して軸方向に並進し、それによって内側スリーブ５４２及びその結果としてクランプ要素５０８の回転を引き起こす。
【００７６】
使用中、アクチュエータロッド５４７に力が加えられると（例えば、動作可能に連結された入力部によって）、アクチュエータロッド５４７は外側スリーブ５１８に対して軸方向に並進し、それによって、ピン５４６ａをチャネル５４５内で摺動させることによって、内側スリーブ５４２、ひいてはクランプ要素５０８を超音波ブレード５１０に対して回転させる。すなわち、作動されると、アクチュエータロッド５４７は第１又は第２の方向に移動し、ピン５４６ａを移動させる。アクチュエータロッド５４７の方向移動に応じて、内側スリーブ５４２の、ひいてはクランプ要素５０８の回転は、時計回りの方向又は反時計回りの方向に回転することができる。例えば、使用時に、アクチュエータロッド５４７は初期遠位方向に移動し、ピン５４６ａを内側スリーブ５４２の第１の端部５４２ｄに向かって摺動させることができる。結果として、内側スリーブ５４２は、第１の方向（例えば、時計回りの方向）に回転することができ、それによってクランプ要素５０８を超音波ブレード５１０の周りの望ましい位置に回転させることができる。アクチュエータロッド５４７は、続いて近位方向に移動でき、これにより、以下に説明するように、内側スリーブ５４２を第１の方向に更に回転させることに留意されたい。
【００７７】
内側スリーブ５４２の第１の方向Ｄ１又は第２の方向Ｄ２への回転をもたらすための、１つ以上のピン５４６ａのための２つの例示的なガイド経路が、図６に示されている。簡潔にするためだけの目的で、図６は、図５Ａ〜図５Ｂの装置５００の１つのピン５４６ａのための２つの例示的なガイド経路を示している。しかしながら、３つのピン５４６ａは、互いに、及びピンプレート５４６ｂの遠位端５４６ｄから等距離に位置付けられ、３つのピン５４６ａは、同様のガイド経路内で同時に移動する。図６に示されるように、内側スリーブ５４２の第１の方向Ｄ１（例えば、装置５００をその近位端（遠位端５００ｄの反対側）から見たときの反時計回りの方向）への回転を開始するために、アクチュエータロッド５４７は、外側スリーブ５１８に対して遠位に並進し、それによってピン５４６ａを第１の開始位置（ＰＡ）から第２の位置（Ｐ２）へと遠位に前進させる。当業者であれば、開始位置（ＰＡ）が例示的であり、したがって開始位置（ＰＡ）は図６に示す位置に限定されないことを理解するであろう。
【００７８】
ピン５４６ａが第２の位置（Ｐ２）へと前進し始めると、ピンプレート５４６ｂは、以下により詳細に記載されるように、ロック機構を係合解除し、それによって内側スリーブ５４２が回転できる。アクチュエータロッド５４７が更に遠位に前進すると、ピン５４６ａは第２の位置（Ｐ２）から第３の位置（Ｐ３）へと遠位に前進して、内側スリーブ５４２の第１の方向Ｄ１への回転を開始する。内側スリーブ５４２の第１の方向Ｄ１への回転を継続するために、アクチュエータロッド５４７は後退し、それによってピン５４６ａを第３の位置（Ｐ３）から第４の位置（Ｐ４）へと移動させる。アクチュエータロッド５４７が更に後退すると、ピン５４６ａは、第４の位置（Ｐ４）から第２の開始位置（ＰＢ１）へと移動して、内側スリーブ５４２を第１の方向Ｄ１に更に回転させ、以下に詳細に記載されるように、最終的にはロック機構に再び係合する。ピン５４６ａのこの移動（すなわち、ＰＡからＰＢ１）は、内側スリーブ５４２が第１の方向Ｄ１に望ましい量回転するまで、１回以上繰り返され得る。
【００７９】
あるいは、図６に示されるように、内側スリーブ５４２の第２の方向Ｄ２（例えば、装置５００をその近位端（遠位端５００ｄの反対側）から見たときの時計回りの方向）への回転を開始するために、アクチュエータロッド５４７は、外側スリーブ５１８に対して近位に並進し、それによってピン５４６ａを第１の開始位置（ＰＡ）から第２の位置（Ｐ５）へと遠位に後退させる。当業者であれば、開始位置（ＰＡ）が例示的であり、したがって開始位置（ＰＡ）は図６に示す位置に限定されないことを理解するであろう。
【００８０】
ピン５４６ａが第２の位置（Ｐ５）へと後退し始めると、ピンプレート５４６ｂは、以下により詳細に記載されるように、ロック機構を係合解除し、それによって内側スリーブ５４２が回転できる。アクチュエータロッド５４７が更に後退すると、ピン５４６ａは第２の位置（Ｐ５）から第３の位置（Ｐ６）へと後退して、内側スリーブ５４２の第２の方向Ｄ２への回転を開始する。内側スリーブ５４２の第２の方向Ｄ２への回転を継続するために、アクチュエータロッド５４７は遠位に前進し、それによってピン５４６ａを第３の位置（Ｐ６）から第４の位置（Ｐ７）へと移動させる。アクチュエータロッド５４７が更に遠位に前進すると、ピン５４６ａは、第４の位置（Ｐ７）から第２の開始位置（ＰＢ１）へと移動して、内側スリーブ５４２を第２の方向Ｄ２に更に回転させ、以下に詳細に記載されるように、最終的にはロック機構に再び係合する。ピン５４６ａのこの移動（すなわち、ＰＡからＰＢ２）は、内側スリーブ５４２が第２の方向Ｄ２に望ましい量回転するまで、１回以上繰り返され得る。
【００８１】
内側スリーブ５４２の回転量、つまりクランプ要素５０８の回転量は、ピン５４６ａのサイズ、内側スリーブ５４２のサイズ、並びにそれらの間に画定される複数の突出部５４３及びチャネル５４５のサイズ及び形状に少なくとも部分的に依存する。いくつかの実施形態では、内側スリーブ５４２は、その中心軸の周りを約３６０度以下で回転することができる。例えば、一実施形態では、内側スリーブ５４２は、その中心軸の周りを約１度〜約３６０度回転することができる。別の実施形態では、内側スリーブ５４２は、その中心軸の周りを約２度〜約３６０度回転することができる。別の実施形態では、内側スリーブ５４２は、その中心軸の周りを約４度〜約３６０度回転することができる。更に、内側スリーブ５４２の回転量はまた、ピン５４６ａに加えられる力の量にも依存し得る。
【００８２】
図５Ａ〜図６に示されるように、第１の列５４３ａの突出部５４３と第３の列５４３ｃの突出部５４３は、それらのそれぞれの傾斜面が対向する角度で延在することを除いて、実質的に同じ形状を有する。すなわち、第１の列５４３ａの突出部５４３の傾斜面は、第１の角度
【数１】
2021527525.tif 000003
で延在し、第２の列５４３ｂの突出部５４３の傾斜面は、第１の角度
【数２】
2021527525.tif 000004
と対向する第２の角度
【数３】
2021527525.tif 000005
で延在する。その結果、内側スリーブ５４２は、対向する方向に連続して３６０度回転することができる。これを防止するため、内側スリーブ５４２が一方向に１回のみ回転するように、ロック機構は器具シャフト５０４内にあり、クランプ要素５０８の一方向運動を促進することができる。
【００８３】
上述したように、ピン５４６ａの初期移動によりロック機構が係合解除し、内側スリーブ５４２が第１の方向又は第２の方向に回転することを可能にする。ロック機構は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、ロック機構は、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、２つのロック組立体を備える。第１のロック組立体は、内側スリーブ５４２の第２の端部５４２ｐの周囲で円周方向に延在する第１の複数の歯５９９ａと、図６に示されるように、内側スリーブ５４２が第１の方向Ｄ１に回転することを防止するために第１の複数の歯５９９ａと係合するように構成されている第１のばねアーム５３９ａと、を備える。第２のロック組立体は、内側スリーブ５４２の第２の端部５４２ｐの周囲で円周方向に延在する第２の複数の歯５９９ｂと、図６に示されるように、内側スリーブ５４２が第２の方向Ｄ２に回転することを防止するために第２の複数の歯５９９ｂと係合するように構成されている第２のばねアーム５３９ｂと、を備える。したがって、各ロック組立体はラチェット様機構として機能する。
【００８４】
複数の歯は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、第１の複数の歯５９９ａ及び第２の複数の歯５９９ｂは、内側スリーブ５４２の第２の端部５４２ｐの周りに環状構成を有する。
【００８５】
図５Ｂに示されるように、２つのばねアーム５３９ａ、５３９ｂは、関節運動引張部５５６の対向する側面５５９、５６０に連結され、それから延在する。２つのばねアーム５３９ａ、５３９ｂは様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、２つのばねアーム５３９ａ、５３９ｂはそれぞれ弓状構成を有する。更に、２つのばねアーム５３９ａ、５３９ｂは互いにオフセットされている。これは、第１のばね５３９ａは、第１の複数の歯５９９ａと係合して、図６に示される第１の方向Ｄ１への内側スリーブ５４２の回転を防止するように構成され、第２のばねアーム５３９ｂは、第２の複数の歯５９９ｂと係合して、図６に示される第２の方向Ｄ２への内側スリーブ５４２の回転を防止するように構成されるためである。したがって、各ばねアーム５３９ａ、５３９ｂが、それらの対応する複数の歯５９９ａ、５９９ｂと係合すると、内側スリーブ５４２、したがってクランプ要素５０８は回転できない。結果として、以下により詳細に記載されるように、内側スリーブ５４２が第１の方向に回転すると、第１のばねアーム５３９ａは第１の複数の歯５９９ａから係合解除され、一方、第２のばねアーム５３９ｂは第２の複数の歯５９９ｂと係合したままである。同様に、内側スリーブ５４２が第２の方向に回転すると、第２のばねアーム５３９ｂは第２の複数の歯５９９ｂから係合解除され、一方、第１のばねアーム５３９ａは第１の複数の歯５９９ａと係合したままである。
【００８６】
ロック組立体を係合解除及び再係合するために、ピンプレート５４６ｂは、ピンプレート５４６ｂの対向する側面から延在する２つのロック解除アーム５４４ａ、５４４ｂを含む。２つのロック解除アーム５４４ａ、５４４ｂは様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、２つのロック解除アーム５４４ａ、５４４ｂはそれぞれ弓状構成を有する。更に、２つのロック解除アーム５４４ａ、５４４ｂは互いにオフセットされている。これは、第１のロック解除アーム５４４ａが、第１のばねアーム５３９ａを第１の複数の歯５９９ａから係合解除して、内側スリーブ５４２が図６に示される第１の方向Ｄ１に回転することを可能にするように構成されているためである。同様に、第２のロック解除アーム５４４ｂは、第２のばねアーム５３９ｂを第２の複数の歯５９９ｂから係合解除し、内側スリーブ５４２が図６に示される第２の方向Ｄ１に回転することを可能にするように構成されている。したがって、第１のロック解除アーム５４４ａ及び第２のロック解除アーム５４４ｂは、第１のばねアーム５３９ａ及び第２のばねアーム５３９ｂとそれぞれ相互作用して、ロック組立体のうちの１つを係合解除し、内側スリーブ５４２を第１の方向又は第２の方向に回転させるように構成され得る。
【００８７】
使用中、上述したように、ピン５４６ａが第２の位置（Ｐ２）まで遠位に前進し始めると、ピンプレート５４６ｂは、第１のばねアーム５３９ａを移動させることによって第１のロック組立体を係合解除する。すなわち、アクチュエータロッド５４７が遠位に前進し始めると、よってピン５４６ａがその開始位置（ＰＡ）から遠位に移動し始めると、ピンプレート５４６ｂの第１のロック解除アーム５４４ａもまた遠位に移動する。結果として、第１のロック解除アーム５４４ａの遠位移動が、第１のばねアーム５３９ａを遠位に移動させ、その結果、第１の複数の歯５９９ａから係合解除させる。この係合解除は、図６に示すように、内側スリーブ５４２が第１の方向Ｄ１に移動することを可能にする。第１のロック組立体は、ピン５４６ａが第２の開始位置（ＰＢ１）に移動するまで係合解除される。
【００８８】
上述したように、図６に示されるように内側スリーブ５４２を第２の方向Ｄ２に移動させるために、ピン５４６ａは、その開始位置（ＰＡ）から第２の位置（Ｐ５）まで後退し始め、第２のばねアーム５３９ｂを移動させることによってピンプレート５４６ｂを第２のロック組立体から係合解除させる。すなわち、アクチュエータロッド５４７が近位に並進し始めると、よってピン５４６ａがその開始位置（ＰＡ）から近位に並進し始めると、ピンプレート５４６ｂの第２のロック解除アーム５４４ｂもまた後退する。結果として、第２のロック解除アーム５４４ｂの近位移動は、第２のばねアーム５３９ｂを近位に移動させる。第２のばねアーム５３９ｂの近位移動により、第２のばねアーム５３９ｂが第２の複数の歯５９９ｂから係合解除し、内側スリーブ５４２が図６に示されるように第２の方向Ｄ２に移動することが可能になる。第２のロック組立体は、ピン５４６ａが第２の開始位置（ＰＢ２）に移動するまで係合解除される。
【００８９】
あるいは、ロック機構は、内側スリーブ５４２に所定の摩擦力を加えるように構成された摩擦ばねアームを備え、これにより、図３Ａ及び図３Ｂ中の回転組立体１４１のような回転組立体に加えられる駆動力が所定の摩擦力を超えるまで、内側スリーブ５４２が回転するのを防止することができる。更に、摩擦ばねアームは、内側スリーブの一方向回転を可能にし、したがって、内側スリーブが第１の方向又は第１の方向と反対の第２の方向に移動することを可能にするように構成され得る。摩擦ばねアームの内側表面は、内側スリーブ５４２に対する所定の摩擦力を生成又は強化するために、例えば、内側表面から延在する隆起部などの表面特徴部を含むことができる。代替的に、又は追加的に、内側スリーブ５４２は、摩擦ばねアームの内側表面と整列して、所定の摩擦力を生成又は強化する表面特徴部を含むことができる。
【００９０】
更に、図５Ａ〜図５Ｂ中の外科用装置５００のクランプ組立体は、第１の引張部材５７２の長さを除いて、図１〜図２Ａの外科用装置１００のクランプ組立体と同様である。すなわち、図５Ａ〜図５Ｂの外科用装置５００の第１の引張部材５７２の長さは、図１〜図２Ｂの外科用装置１００の第１の引張部材１７２と比較して短い。この構造的差異を除いて、外科用装置５００のクランプ組立体は、図１〜図２Ａの外科用装置１００のクランプ組立体と同様に機能する。
【００９１】
図７Ａ〜図７Ｆは、外科用装置１００（図１〜図３Ｂ）と同様の外科用装置内に配置され得る摺動機構の別の例示的な実施形態を示す。示されるように、摺動機構は、多セグメントスロット２４５を有する内側スリーブ２４２を備える。多セグメントスロット２４５は様々な構成を有することができるが、いくつかの実施態様では、図７Ａ〜図７Ｆに示されるように、多セグメントスロット２４５は、内側スリーブ２４２の周りに実質的にらせん状の構成を有することができる。多セグメントスロット２４５は、示されるように、内側スリーブ２４２を部分的に通って延在でき、あるいは、多セグメントスロット２４５は、内側スリーブ２４２を完全に貫通して延在できる。
【００９２】
多セグメントスロット２４５は、少なくとも２つのチャネルセグメント２４８、２４９を含むことができる。各チャネルセグメントのサイズ及び形状は様々であり得る。図７Ａ〜図７Ｆに示されるように、各チャネルセグメント２４８、２４９は、実質的にらせん状の構成を有し、内側スリーブ２４２の少なくとも一部に沿って延在する。当業者であれば、各チャネルセグメント２４８、２４９のサイズ及び形状は、内側スリーブ２４２のサイズ及び形状に少なくとも部分的に基づくことを理解するであろう。更に、少なくとも２つのチャネルセグメント２４８、２４９は、移行点２５０で交差する。この移行点２５０は、図７Ｃ〜図７Ｄにおいて黒い点線として示されており、ピン２４６ａが第１のチャネルセグメント２４８から第２のチャネルセグメント２４９へ、またその逆へと摺動することを可能にする。以下でより詳細に説明するように、内側スリーブ２４２は、それによって、約１度〜約３６０度回転する（例えば、連続的に回転する）ことができる。
【００９３】
摺動機構はまた、多セグメントスロット２４５内に収容されるピン２４６ａを備える。ピン２４６ａは、内側スリーブ２４２と、図１〜図３Ｂの関節運動引張部１５６のような関節運動引張部との間に位置付けられている、図１〜図３Ｂのピンプレート１４６ｂのようなピンプレートから延在することができる。図１〜図３Ｂのピン１４６ａと同様に、ピン２４６ａは、ピン２４６ａに動作可能に連結された入力部に力が加えられると、多セグメントスロット２４５内で選択的に摺動するように構成されている。したがって、多セグメントスロット２４５内のピン２４６ａの摺動運動は、図１〜図３Ｂの外側スリーブ１１８のような外側スリーブに対する内側スリーブ２４２の回転を引き起こす。したがって、摺動運動は、図１〜図３Ｂの超音波ブレード１１０のような超音波ブレードに対する、図１〜図３Ｂのクランプ要素１０８のようなクランプ要素の回転を引き起こす。上記の相違点を除いて、図７Ａ〜図７Ｆの摺動機構は、上記図１〜図３Ｂの摺動機構のように作動させることができる。
【００９４】
使用中、図１〜図３Ｂのアクチュエータロッド１４７のようなアクチュエータロッドに力が加えられると（例えば、動作可能に連結された入力部によって）、アクチュエータロッドは軸方向に並進して、ピン２４６ａを多セグメントスロット２４５内で摺動させる。ピン２４６ａが多セグメントスロット２４５内で摺動すると、内側スリーブ１４２を回転させる。すなわち、作動されると、アクチュエータロッドは第１又は第２の方向に移動し、ピン２４６ａを対応する方向に移動させる。外側スリーブに対するアクチュエータロッドの方向移動、及び多セグメントスロット２４５内のピン２４６ａの位置に応じて、結果として生じる内側スリーブ２４２の、ひいてはクランプ要素の回転は、時計回りの方向又は反時計回りの方向になる。図７Ａ〜図７Ｆは、３６０度の時計回りの方向に回転中の異なる時間における内側スリーブ２４２を示す。
【００９５】
図７Ａ〜図７Ｆに示されるように、ピン２４６ａは、第１のチャネルセグメント２４８内を遠位方向（Ｄ）に、及び第２のチャネルセグメント２４９内を近位方向（Ｐ）に摺動して、内側スリーブ２４２の３６０度の時計回りの方向の回転をもたらす。その結果、クランプ要素は、超音波ブレードの周りの望ましい位置まで回転され得る。内側スリーブ２４２の回転を開始するために、ピン２４６ａは、第１のチャネルセグメント２４８の近位端２４８ｐに位置する初期位置（Ａ）から第１のチャネルセグメント２４８の遠位端２４８ｄに向かって遠位方向に摺動する（図７Ａ〜図７Ｂ）。ピン２４６ａは、第１のチャネルセグメント２４８の遠位端２４８ｄ、及び移行点２５０（図７Ｃ）を通って摺動し続ける。図７Ｃ〜図７Ｄに示されるように、移行点２５０は、ピン２４６ａが第１のチャネルセグメント２４８から第２のチャネルセグメント２４９の遠位端２４９ｄへと摺動することを可能にする。その結果、ピン２４６ａが第１のチャネルセグメント２４８内で遠位方向（Ｄ）に並進すると、内側スリーブ２４２は、時計回りの方向に約１度〜約１８０度回転することができる（図７Ａ〜図７Ｄ）。更なる時計回りの方向の回転が所望される場合、次に、ピン２４６ａは第２のチャネルセグメント２４９内を、近位方向（Ｐ）に第２のチャネルセグメント２４９の近位端２４９ｐに向かって並進することができる（図７Ｅ〜図７Ｆ）。この近位並進は、内側スリーブ２４２を更に約１８０度〜約３６０度回転させる。図７Ｆに示されるように、ピン２４６ａは、停止要素２５１によって画定される第２のチャネルセグメント２４９の最近位端に到達している。この停止要素２５１はまた、第１のチャネルセグメント２４８の境界部分も画定する。したがって、ピン２４６ａが第２のチャネルセグメント２４９の最近位端に到達すると、ピン２４６ａの更なる近位移動が防止される。したがって、ピン２４６ａは最近位の並進位置（Ｂ）に到達し、このとき、内側スリーブ２４２は、時計回りの方向に約３６０度回転している。当業者であれば、ピンは、第２のチャネルセグメント２４９を通って遠位に、かつ第１のチャネルセグメント２４８を通って近位に移動することによって、その初期位置（Ａ）に戻ることができることを理解するであろう。このピン移動は、例えば、ピン２４６ａが移行点２５０を通って並進するまでアクチュエータロッドを遠位に前進させ、次いでピン２４６ａが第１のチャネルセグメント２４８の最近位端に到達するまでアクチュエータロッドを近位に後退させることによって達成され得る。当業者であれば、ピン２４６ａはまた、中間位置まで、及び中間位置から移動（例えば図７Ｂ〜７Ｅ）して、約３６０度以外の内側スリーブ２４２の望ましい回転量をもたらし得ることを更に理解するであろう。
【００９６】
ピン２４６ａは、初期位置（Ａ）から、図７Ｂ〜図７Ｆに示されるピン位置などの所望の位置へと連続的に並進することができ、したがって、内側スリーブ２４２は、初期位置（０度）から所望の位置（約３６０度以下、例えば、約１度〜約３６０度）まで連続的に回転することができることに留意されたい。あるいは、ピン２４６ａは、初期位置Ａから所望の位置まで間欠的に並進することができる。
【００９７】
上述したように、それぞれ図１〜図３Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂのエンドエフェクタ組立体１０６及び５０６のようなエンドエフェクタ組立体は、それぞれ図１〜図３Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂの超音波ブレード１１０及び５１０のような超音波ブレードを備えることができる。したがって、超音波ブレードは、第１の端部（例えば、近位端）から第２の端部（例えば、遠位端）まで延在することができ、第１の端部は、図１〜図２Ｂの導波管１３８のような導波管と音響的に連通することができる。いくつかの実施形態では、超音波ブレードは軸対称であってよい。軸対称の超音波ブレードを使用することにより、エンドエフェクタ組立体の閉鎖形状は、クランプ要素の任意の位置に関して同じであり得る。
【００９８】
超音波ブレードは、様々な構成を有し得る。例えば、図１〜図２Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、超音波ブレードは、図１〜図３Ｂ及び図５〜図６Ｂに示されるような、実質的に真っ直ぐな（例えば、非テーパ状）構成を有することができる。あるいは、図８に示されるように、超音波ブレード８１０は、テーパ形状（例えば、超音波ブレード８１０の第１の端部８１０ａから第２の端部８１０ｂまでの円錐状テーパ）を有することができる。テーパ形状は、超音波ブレードの周りでクランプ要素を回転させるための更なる空間を有益に提供することができる。
【００９９】
同様に、図９に示されるように、超音波ブレード９１０は、超音波ブレード９１０の第１の端部９１０ａと第２の端部９１０ｂとの間に位置付けられた凹状部分９１１を有するテーパ形状を有することができる。凹状部分９１１は、クランプ要素と超音波ブレード９１０との間に捕捉される組織の摺動自在な動きを実質的に防止することができる。すなわち、凹状部分は、クランプされた組織を乗せることを可能にして、その切開を補助することができる。凹状部分９１１と超音波ブレード９１０の残りの部分との境界は、１つ以上の縁部９１１ａ、９１１ｂ、９１１ｃ、９１１ｄを画定できる。場合によっては、縁部は丸みを帯びていてもよい。凹状部分９１１は、第１の端部９１０ａ及び第２の端部９１０ｂから様々な距離に配置され得る。いくつかの実施形態では、凹状部分９１１は、超音波ブレード９１０の第１の端部９１０ａ及び第２の端部９１０ｂから等距離に配置され得る。更に、いくつかの実施形態では、組織を処置するために超音波ブレード９１０と共に使用され得るクランプ要素は、超音波ブレード９１０の凹状部分９１１に相補的な凸状部分を有するクランプパッドを含むことができる。
【０１００】
更に、超音波ブレードは、様々な断面形状を有することができる。例えば、それぞれ図１〜図２Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示される超音波ブレード１１０及び５１０のような超音波ブレードは、実質的に円形の断面形状を有することができる。あるいは、超音波ブレードは、２つ又はブレード表面がブレードの断面形状プロファイルを画定する、超音波ブレードの長手方向軸の周りに配置された２つ以上のブレード表面を有することができる。
【０１０１】
例えば、いくつかの実施形態では、超音波ブレードは、クランプ要素と超音波ブレードとの間に捕捉される組織の封止を促進する局所的な圧力プロファイルを有する全体断面形状を作り出すために、互いに部分的に重なり合う２つ以上のサブユニットを有することができる。各サブユニットは、所定の断面形状（例えば、幾何学的形状）と、各サブユニットの表面積の合計が超音波ブレードの表面積よりも大きい表面積とを有することができる。図１０に示されるように、超音波ブレード１０１０は、３つのサブユニット１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃを含み、各サブユニット１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃは実質的に円形の断面形状を有する。各サブユニット１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃの半径は、組織の効果的な封止を向上させることができる局所的な圧力プロファイルを提供するような大きさとすることができる。更に、必須ではないが、図１０に示されるサブユニットユニット１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃは、超音波ブレードの周りに、超音波ブレードの長手方向軸に対する角度において均一に配置される。
【０１０２】
他の実施形態では、超音波ブレードは、２つ以上の交差ブレードを有することができる。例えば、一実施形態では、図１１に示されるように、超音波ブレード１１１０は、超音波ブレードの中心軸で交差して十字形の断面形状を形成する第１のブレード１１１０ａ及び第２のブレード１１１０ｂを備えることができる。中心軸は、超音波ブレードの第１の端部と第２の端部との間で長手方向に延在する。第１及び第２のブレード、総じて超音波ブレードは、様々な角度で互いに交差することができる。例えば、図１１に示されるように、超音波ブレード１１１０は、互いに対して約９０度の角度で互いに交差する第１のブレード１１１０ａ及び第２のブレード１１１０ｂを含む。本明細書では、第１のブレード１１１０ａ及び第２のブレード１１１０ｂは、互いに対して９０度以外の角度で互いに交差できることも想到される。当業者であれば、２つ以上のブレードの交差角度は、ブレードの数及び各ブレードの外径に少なくとも部分的に依存することを理解するであろう。
【０１０３】
各ブレード１１１０ａ、１１１０ｂは、クランプされた組織を封止するように構成された少なくとも１つの組織接触表面を有することができる。各ブレード１１１０ａ、１１１０ｂはまた、クランプされていない組織を逆切断するように構成された少なくとも１つの組織接触表面も有することができる。図１１に示されるように、各ブレード１１１０ａ、１１１０ｂは、第１の端部１１１１ａ、１１１１ｂから第２の端部１１１２ａ、１１１２ｂまでの長さを延在する。当業者であれば、各ブレード１１１０ａ、１１１０ｂの長さは、例えば、他の表面との不慮の接触を最小限に抑えるように変化させることができることを理解するであろう。更に、長さは軸方向の位置によって変化することができ、それによってテーパ状ブレードと同じ組織接触表面をもたらすことができる。各端部１１１１ａ、１１１１ｂ、１１１２ａ、１１１２ｂは、２つの縁部１１１３ａ、１１１３ｂの間に延在し得る。示されるように、少なくとも１つの縁部は、フィレット縁部１１１４である。フィレット縁部１１１４は、クランプされていない組織を逆切断するように構成され得る。示されるように、残りの縁部は丸みを帯びている。縁部の幾何学的形状は様々であり得ることが理解されるであろう。例えば、一実施形態では、縁部の全てを丸くすることができる。超音波ブレード１１１０は等しい面取り部によってバランスがとれていないが、本明細書では、超音波ブレードのバランス調整をするために、縁部特徴部を変化させることができる、例えば、サイズ又は形状を変化させることができることが企図される。
【０１０４】
前述のように、外科用装置及びシステムは、組織を処置するために使用され得る。任意の好適な方法を使用して、本明細書に記載される任意の外科用装置及びシステムを操作することができる。例えば、外科用装置１００（図１〜図３Ｂ）が操作されるとき、装置１００は手術部位に向けられ得る。外科用装置１００を手術部位に向ける前、向けている最中、又は向けた後に、クランプ要素１０８を超音波ブレード１１０に対して選択的に回転させることができる。特定の例では、クランプ要素１０８は、約１度〜約３６０度の範囲で回転できる。組織がクランプ要素１０８と超音波ブレード１１０との間に配置されると、クランプ組立体を選択的に作動させて、クランプ要素１０８を超音波ブレード１１０に向かって移動させ、次いで、クランプ力を組織に加えることができる。クランプ要素１０８の回転は、クランプ組立体の作動に必須でないことが理解されるであろう。組織がクランプ要素１０８と超音波ブレード１１０との間にクランプされると、（例えば、超音波トランスデューサ１１２によって）超音波ブレード１１０に超音波エネルギーを伝達して、クランプされた組織を処置することができる。特定の例では、器具シャフト１０４は、図４に示されるロボット外科用システム４００のようなロボット外科用システムに取り付けられる。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ組立体１０６が器具シャフト１０４の近位部分の長手方向軸に対して角度を付けて配向されるように、器具シャフト１０４を選択的に関節運動させることができる。したがって、クランプ要素１０８は、クランプ要素１０８が関節運動状態にあるときに回転することができる。
【０１０６】
本明細書に開示される装置は、１回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用後に再使用のために再調整することができる。再調整には、装置の分解工程、それに続く洗浄工程又は特定の部品の交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができる。具体的には、装置は分解することができ、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。特定の部分を洗浄及び／又は交換した後、装置を後の使用のために、再調整施設で、又は外科手技の直前に外科チームによってのいずれかで再度組み立てることができる。当業者であれば、装置の再調整が、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、全て本出願の範囲内にある。
【０１０７】
当業者には、上述の実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点が認識されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除き、具体的に示され説明された内容により限定されるものではない。本明細書において引用されている全ての刊行物及び参照文献は、それらの全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれている。参照によって全体又は一部が本明細書に組み込まれるとされる任意の特許、公開又は情報は、組み込まれる資料は、この文書に記載されている既存の定義、記述、又は他の開示資料と矛盾しない程度にのみ、本明細書に組み込まれる。したがって、本明細書に明確に示した開示内容は、本明細書に援用されるいかなる矛盾する文献にも優先するものとする。
【０１０８】
〔実施の態様〕
（１）  外科用装置であって、
内部に配置された超音波トランスデューサを有するハウジングと、
前記ハウジングから延在する器具シャフトであって、前記器具シャフトが、関節運動領域及び非関節運動領域を有する外側スリーブを備え、前記器具シャフトが、
前記超音波トランスデューサと音響的に連結される導波管であって、前記関節運動領域の一部が前記導波管の可撓性部分と整列されている、導波管と、
内側スリーブを有する回転組立体と、を更に備える、器具シャフトと、
前記外側スリーブの遠位端にあるエンドエフェクタ組立体であって、クランプ要素と、前記導波管と音響的に連通している超音波ブレードと、を有する、エンドエフェクタ組立体と、を備え、
前記内側スリーブは、前記クランプ要素に連結され、前記内側スリーブは、多セグメントらせん状スロットと、前記多セグメントらせん状スロット内部に収容されているピンと、を有し、前記ピンは、前記ピンに動作可能に連結された入力部に力が加えられると前記多セグメントらせん状スロット内で選択的に摺動し、それによって前記超音波ブレードに対して前記クランプ要素を回転させるように構成されている、外科用装置。
（２）  前記多セグメントらせん状スロットが、移行点で交差する少なくとも２つのチャネルセグメントを備え、前記ピンが少なくとも２つのチャネル内で並進して、前記内側スリーブを約１度〜約３６０度回転させる、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記ピンが、前記少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第１のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを第１の回転方向に約１度〜約１８０度回転させる、実施態様２に記載の装置。
（４）  前記ピンが、前記少なくとも２つのチャネルセグメントのうち第２のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させる、実施態様３に記載の装置。
（５）  前記ピンが、前記第２のチャネルセグメント内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に約１度〜約１８０度回転させる、実施態様４に記載の装置。
【０１０９】
（６）  前記ピンが、前記第１のチャネルセグメント内で近位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第２の回転方向に約１８０度〜約３６０度回転させる、実施態様５に記載の装置。
（７）  前記器具シャフトが、前記エンドエフェクタ組立体に連結されたクランプ組立体を備え、前記クランプ組立体は、前記クランプ要素が前記超音波ブレードに向かって及び前記超音波ブレードから離れる方向に選択的に移動するように、前記クランプ要素の前記器具シャフトに対する移動を駆動するように構成されている、実施態様１に記載の装置。
（８）  長手方向軸と整列している位置から前記長手方向軸と整列していない位置へと前記エンドエフェクタ組立体を選択的に偏向させるように構成されている関節運動組立体を更に備え、前記長手方向軸が前記外側スリーブの前記非関節運動領域に沿って延在する、実施態様１に記載の装置。
（９）  前記ハウジングがロボット外科用システムに取り付けられる、実施態様１に記載の装置。
（１０）  ロボット外科用システムであって、
内部に配置されたモータを有する電気機械的アームと、
前記電気機械的アームに取り付けられた器具ハウジングであって、内部に配置された超音波トランスデューサを有する、器具ハウジングと、
前記ハウジングから延在する器具シャフトであって、外側スリーブを備え、
前記超音波トランスデューサに音響的に連結され、前記器具シャフトを通って延在する、関節運動可能な超音波導波管と、
前記モータに動作可能に連結された第１のアクチュエータロッドを有する作動組立体と、
第１の実質的にらせん状のスロット及び第２の実質的にらせん状のスロットと、前記実質的にらせん状の交差するスロットのうちの１つの内部に収容されたピンと、を備える内側スリーブを有する回転組立体であって、前記第１の実質的にらせん状のスロット及び前記第２の実質的にらせん状のスロットは、移行点で互いに交差している、回転組立体と、を更に備える、器具シャフトと、
前記外側スリーブの遠位端に形成されたエンドエフェクタ組立体であって、ジョーと、前記関節運動可能な超音波導波管と音響的に連結されている超音波ブレードと、を有する、エンドエフェクタ組立体と、を備え、
前記作動組立体は、前記ジョーに動作可能に連結されており、前記第１のアクチュエータロッドは、前記超音波ブレードが静止した状態である間に、前記第１の実質的にらせん状のスロット及び前記第２の実質的にらせん状のスロット内の前記ピンを摺動させて、前記ジョーを選択的に回転させるように、前記外側シャフトに対して軸方向に並進するように構成されている、ロボット外科用システム。
【０１１０】
（１１）  前記移行点が、前記第１の実質的にらせん状のスロットから前記第２の実質的にらせん状のスロットへの前記ピンの摺動を可能にするように構成されており、これにより、前記内側スリーブが約１度〜約３６０度連続的に回転する、実施態様１０に記載のシステム。
（１２）  前記ピンが、前記第１の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して前記内側スリーブを第１の回転方向に回転させ、前記ピンが、前記第２の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して前記内側スリーブを前記第１の回転方向に更に回転させる、実施態様１０に記載のシステム。
（１３）  前記ピンが、前記第２の実質的にらせん状のスロット内で遠位方向に並進して、前記内側スリーブを前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転させ、前記ピンが、前記第１の実質的にらせん状のスロット内で近位方向に並進して前記内側スリーブを前記第２の回転方向に更に回転させる、実施態様１２に記載のシステム。
（１４）  前記器具シャフトが、前記外側スリーブに対して軸方向に並進することにより、前記ジョーと前記超音波ブレードとの間に組織をクランプするよう前記ジョーを開閉させるように構成されている、ジョー引張部を有するクランプ組立体を備える、実施態様１０に記載のシステム。
（１５）  長手方向軸と整列している位置から前記長手方向軸と整列していない位置へと前記エンドエフェクタ組立体を偏向させるように構成されている関節運動組立体を更に備え、前記長手方向軸が前記外側スリーブの非関節運動セクションに沿って延在する、実施態様１０に記載のシステム。
【０１１１】
（１６）  方法であって、
エンドエフェクタ組立体を有する外科用装置を手術部位に方向付けることであって、前記エンドエフェクタ組立体は、超音波導波管と、回転組立体と、を収容する器具シャフトに動作可能に連結されており、前記エンドエフェクタ組立体は、超音波ブレードと、クランプ要素と、を有し、前記回転組立体は、前記クランプ要素に動作可能に連結され、かつ、少なくとも２つの実質的にらせん状のスロットと、前記少なくとも２つの実質的にらせん状のスロット内で摺動するように構成されているピンと、を備える、内側スリーブを有する、ことと、
前記クランプ要素を前記超音波ブレードに対して選択的に回転させることと、
クランプ組立体を選択的に作動させて、前記クランプ要素を前記超音波ブレードに向かって移動させ、それによって前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間に配置された組織にクランプ力を加えることと、
超音波エネルギーを前記超音波ブレードに伝達して、前記クランプ要素と前記超音波ブレードとの間にクランプされた前記組織を処置することと、を含む、方法。
（１７）  前記エンドエフェクタ組立体が、ハウジングから延在する前記器具シャフトの近位部分の長手方向軸に対して角度を付けて配向されるように、前記器具シャフトを選択的に関節運動させることを更に含む、実施態様１６に記載の方法。
（１８）  前記クランプ要素は、前記クランプ要素が関節運動状態にあるときに回転することができる、実施態様１７に記載の方法。
（１９）  前記クランプ要素が、約１度〜約３６０度の範囲で回転することができる、実施態様１６に記載の方法。
（２０）  前記器具シャフトがロボット外科用システムに取り付けられる、実施態様１６に記載の方法。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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７Ｃ】
2021527525.tif 000017
【図７Ｄ】
2021527525.tif 000018
【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
2021527525.tif 000020
【図８】
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【図９】
2021527525.tif 000022
【図１０】
2021527525.tif 000023
【図１１】
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【国際調査報告】
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