(57)【要約】  医療装置は、第１のリンク、第２のリンク、及びバンドを含む。第１のリンクの基端部分がシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分が、第１のリンクの先端部分に対して第１の軸線の周りに回転可能に結合される。第２のリンクの先端部分は、第２のリンクに対して第１の軸線に対して非平行である第２の軸線の周りに回転可能であるツール部材に結合されるコネクタを含む。第１のリンクは第１のガイドチャネルを規定し、第２のリンクは第２のガイドチャネルを規定する。バンドの先端部が、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネル内に配置され、且つツール部材に結合される。第２のリンクは、バンドの先端部を動かすときに、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。
2021506394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフトに結合される第１のリンクと、
基端部分及び先端部分を有する第２のリンクであって、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、ガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定される、前記第２のリンクと、
接触部分及びプーリ部分を有するツール部材であって、前記接触部分は標的組織に接触するように構成され、前記プーリ部分は、前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合され、前記ツール部材は、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であり、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行である、前記ツール部材と、
第１のバンド部分及び第２のバンド部分を有するバンドであって、前記第１のバンド部分は前記ガイドチャネル内に配置され、前記第２のバンド部分は前記ツール部材に結合され、前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間で、前記バンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記ツール部材は、前記バンドを動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記バンドと、を有する、
医療装置。
【請求項２】
前記第１の軸線及び前記第２の軸線は、回転軸線のオフセット角を規定し、
前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間で、前記オフセット角と同じねじれ角に亘ってねじられる、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記ねじれ角は、約９０度である、請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記第２のリンクは、前記ガイドチャネルの一部を規定するガイド面を含み、
前記ツール部材の前記プーリ部分は、結合面を含み、
前記バンドは接触面を含み、前記第１のバンド部分の前記接触面は前記ガイド面と摺接し、前記第２のバンド部分の前記接触面は前記ツール部材の前記結合面に結合される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項５】
前記バンドの前記長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた前記ガイド面の一部が線形であり、前記第１のバンド部分の前記接触面は、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するときに、前記ガイド面の前記線形部分に接触する、請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記バンドは、複数のラミネートから構成され、且つ前記バンドの長手方向中心線に沿って切り取られた長方形の断面形状を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項７】
前記ガイドチャネルは、前記バンドを動かすときに、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するように、前記第２のリンクの中心線からオフセットされる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項８】
前記ガイドチャネルは第１のガイドチャネルであり、第２のガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、前記バンドは第１のバンドであり、当該医療装置は、
第３のバンド部分及び第４のバンド部分を有する第２のバンドであって、前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内に配置され、前記第４のバンド部分は前記ツール部材に結合され、前記第２のバンドは、前記第３のバンド部分と前記第４のバンド部分との間で、前記第２のバンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記第２のリンクは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドのそれぞれを基端方向に動かすときに、前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転可能であり、前記ツール部材は、前記第１のバンドを前記基端方向に動かし、且つ前記第２のバンドを先端方向に動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項９】
前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、モノリシックに構成される、請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記第２のバンド部分及び前記第４のバンド部分は、前記ツール部材の前記プーリ部分の周りに巻き付けられる、請求項９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記ガイドチャネルは第１のガイドチャネルであり、第２のガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、前記ツール部材は第１のツール部材であり、前記バンドは第１のバンドであり、当該医療装置は、
前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合されたプーリ部分を有する第２のツール部材であって、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である第２のツール部材と、
第３のバンド部分及び第４のバンド部分を有する第２のバンドであって、前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内に配置され、前記第４のバンド部分は前記第２のツール部材に結合され、前記第２のバンドは、前記第３のバンド部分と前記第４のバンド部分との間で、前記第２のバンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記第２のツール部材は、前記第２のバンドを動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記第２のバンドと、をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１２】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフトに結合される第１のリンクと、
基端部分及び先端部分を有する第２のリンクであって、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネルがそれぞれ前記第２のリンク内に規定される、前記第２のリンクと、
接触部分及びプーリ部分を有するツール部材であって、前記接触部分は標的組織に接触するように構成され、前記プーリ部分は前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合され、前記ツール部材は、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であり、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行である、前記ツール部材と、
第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を有するバンドであって、前記第２のバンド部分は前記第１のバンド部分と前記第３のバンド部分との間にあり、前記第１のバンド部分は前記第１のガイドチャネル内に配置され、前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内に配置され、前記第２のバンド部分は前記プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間で、前記バンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記ツール部材は、前記バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記バンドと、を有する、
医療装置。
【請求項１３】
前記第１の軸線及び前記第２の軸線は、回転軸線のオフセット角を規定し、
前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間で、前記オフセット角と同じねじれ角に亘ってねじられる、請求項１２に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記ねじれ角は、約９０度である、請求項１３に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記第２のリンクは、前記第１のガイドチャネルの一部を規定する第１のガイド面を含み、
前記バンドは接触面を含み、前記第１のバンド部分の前記接触面は前記第１のガイド面と摺接し、前記第２のバンド部分の前記接触面は前記ツール部材の前記プーリ部分の結合面に結合される、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記バンドの前記長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた前記第１のガイド面の一部が線形であり、前記第１のバンド部分の前記接触面は、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するときに、前記第１のガイド面の前記線形部分に接触する、請求項１５に記載の医療装置。
【請求項１７】
前記バンドは、複数のラミネートから構成され、且つ前記バンドの長手方向中心線に沿って切り取られた長方形の断面形状を有する、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１８】
前記ガイドチャネルは、前記バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するように、前記第２のリンクの中心線からオフセットされる、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１９】
第３のガイドチャネル及び第４のガイドチャネルがそれぞれ前記第２のリンク内に規定され、前記ツール部材は第１のツール部材であり、前記バンドは第１のバンドであり、当該医療装置は、
前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合されたプーリ部分を有する第２のツール部材であって、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である第２のツール部材と、
第４のバンド部分、第５のバンド部分、及び第６のバンド部分を有する第２のバンドであって、前記第５のバンド部分は前記第４のバンド部分と前記第６のバンド部分との間にあり、前記第４のバンド部分は前記第３のガイドチャネル内に配置され、前記第６のバンド部分は前記第４のガイドチャネル内に配置され、前記第５のバンド部分は前記第２のツール部材の前記プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、前記第２のバンドは、前記第４のバンド部分と前記第５のバンド部分との間で、前記第２のバンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記第２のツール部材は、前記第２のバンドを動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記第２のバンドと、をさらに有する、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項２０】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフトに結合される第１のリンクと、
基端部分及び先端部分を有する第２のリンクであって、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、前記第２のリンクはガイド面を含む、前記第２のリンクと、
接触部分及びプーリ部分を有するツール部材であって、前記接触部分は標的組織に接触するように構成され、前記プーリ部分は、前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合され、前記ツール部材は、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であり、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行である、前記ツール部材と、
接触面を有するバンドであって、前記接触面の第１の部分が前記バンドの長手方向中心線に沿った第１のバンド位置で前記ガイド面と摺接し、前記接触面の第２の部分が前記バンドの前記長手方向中心線に沿った第２の位置で前記プーリ部分に結合され、前記接触面の前記第１の部分は前記接触面の前記第２の部分と非平行であり、前記ツール部材は、前記バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記バンドと、を有する、
医療装置。
【請求項２１】
前記接触面の前記第１の部分と前記接触面の前記第２の部分との間のねじれ角が、約９０度である、請求項２０に記載の医療装置。
【請求項２２】
前記第１の軸線及び前記第２の軸線は、回転軸線のオフセット角を規定し、
前記バンドは、前記接触面の前記第１の部分と前記接触面の前記第２の部分との間で、前記オフセット角と同じねじれ角に亘ってねじられる、請求項２０又は２１に記載の医療装置。
【請求項２３】
前記第２のリンクの前記ガイド面は、ガイドチャネルの少なくとも一部を規定し、前記接触面の前記第１の部分は、前記ガイドチャネル内に配置される、請求項２０又は２１に記載の医療装置。
【請求項２４】
前記バンドは、複数のラミネートから構成され、且つ前記バンドの前記長手方向中心線に垂直な面内で切り取られる長方形の断面形状を有する、請求項２０又は２１に記載の医療装置。
【請求項２５】
前記ガイド面は、前記バンドを動かすときに、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するように、前記第２のリンクの中心線からオフセットされる、請求項２０又は２１に記載の医療装置。
【請求項２６】
前記ガイド面は第１のガイド面であり、前記第２のリンクは第２のガイド面を含み、前記バンドは第１のバンドであり、当該医療装置は、
第２の接触面を有する第２のバンドであって、前記第２の接触面の第１の部分が、前記第２のバンドの長手方向中心線に沿った第３のバンド位置で前記第２のガイド面と摺接し、前記第２の接触面の第２の部分が、前記第２のバンドの前記長手方向中心線に沿った第４のバンド位置で前記ツール部材に結合され、前記第２の接触面の前記第１の部分は前記第２の接触面の前記第２の部分と非平行であり、前記第２のリンクは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドのそれぞれを基端方向に動かすときに、前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転可能であり、前記ツール部材は、前記第１のバンドを前記基端方向に動かし、且つ前記第２のバンドを先端方向に動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記第２のバンドと、をさらに有する、請求項２０又は２１に記載の医療装置。
【請求項２７】
前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、モノリシックに構成される、請求項２６に記載の医療装置。
【請求項２８】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフトに結合される第１のリンクと、
基端部分及び先端部分を有する第２のリンクであって、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネルがそれぞれ前記第２のリンク内に規定される、前記第２のリンクと、
標的組織に接触するためのツール手段であって、該ツール手段は、前記第２のリンクに回転可能に結合され、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転し、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行である、前記ツール手段と、
第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を有するバンドであって、前記第２のバンド部分は前記第１のバンド部分と前記第３のバンド部分との間にあり、前記第１のバンド部分は前記第１のガイドチャネル内に配置され、前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内に配置され、前記第２のバンド部分は前記ツール手段の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間で、前記バンドの長手方向中心線に沿ってねじられており、前記ツール手段は、前記バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、前記バンドと、を有する、
医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、（２０１７年１２月１４日に出願された）“Medical Tools Having Tension Bands”という表題の米国仮出願第６２／５９８，６２０号、（２０１７年１２月１４日に出願された）“Medical Tools Having Tension Bands”という表題の米国仮出願第６２／５９８，６２６号、及び（２０１７年１２月１４日に出願された）“Medical Tools Having Tension Bands”という表題の米国仮出願第６２／５９８，６２８号の優先権の利益を主張するものであり、これらの文献は全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載される実施形態は、把持ツール、より具体的には医療装置、さらにより具体的には内視鏡ツールに関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、例えば、外科的用途で使用することができるテンション（tension）バンドを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
低侵襲性手術（ＭＩＳ）のための既知の技術は、手動で制御され得るか、又はコンピュータ支援遠隔操作を介して制御され得る器具を使用して、組織を操作する。多くの既知のＭＩＳ器具は、シャフトの先端部の手首機構に取り付けられた治療又は診断エンドエフェクタ（例えば、鉗子、切断ツール、又は焼灼ツール）を含む。ＭＩＳ処置中に、エンドエフェクタ、手首機構、及びシャフトの先端部を患者の小さな切開部又は自然オリフィスに挿入して、エンドエフェクタを患者の体内の作業部位に位置付けできる。オプションの手首機構を使用して、シャフトに対するエンドエフェクタの向きを変更し、作業部位で所望の処置を行うことができる。既知の手首機構は、一般に、エンドエフェクタの動きに所望の自由度（ＤＯＦ）を与える。例えば、鉗子又は他の把持ツールの場合に、既知の手首機構は、大抵の場合、シャフトに対してエンドエフェクタのピッチ及びヨーを変更できる。手首は、オプションで、エンドエフェクタにロールＤＯＦを与えることができる、又は、ロールＤＯＦは、シャフトを回転させることにより実施できる。エンドエフェクタは、オプションで、グリップ又はナイフブレードの動き等、追加の機械的ＤＯＦを有することができる。場合によっては、手首及びエンドエフェクタの機械的ＤＯＦを組み合わせることができる。例えば、（１９９７年５月１６日に出願された）特許文献１は、手首及びエンドエフェクタのグリップＤＯＦが組み合わされる機構を開示している。
【０００４】
手首機構及びエンドエフェクタの所望の動きを可能にするために、既知の器具は、器具のシャフトを通って延び、且つ手首機構をアクチュエータ（本明細書では、バックエンド機構とも呼ばれる）に接続するテンション（tension：張力）要素（例えば、ケーブル）を含む。アクチュエータはケーブルを動かして手首機構を動作させる。ロボットシステム又は遠隔操作システムの場合に、バックエンド機構は、モータ駆動であり、且つユーザが器具を制御するためのユーザインターフェイスを提供するために処理システムに動作可能に結合され得る。
【０００５】
患者は、ＭＩＳ方法及びツールの有効性を改善するための継続的な努力から恩恵を受ける。例えば、シャフト及び手首機構のサイズ及び／又は動作領域（operating footprint）を低減することにより、より小さな侵入切開部が可能になり、それにより、痛み、瘢痕、及び望ましくない治癒時間等の手術の負の影響を低減することができる。しかし、低侵襲性処置のために臨床的に望まれる機能を実施する小径の医療器具を製造することは困難な場合がある。具体的には、構成要素を「縮小」することにより既知の手首機構のサイズを単に縮小するだけでは、必要な構成要素と材料特性とがスケーリングされないため、効果的な解決策にはならない。例えば、手首機構の効率的な実装は、手首機構の可動域全体に亘ってケーブルの張力を維持し且つ一方の回転軸線の別の回転軸線に対する相互作用（つまり、結合効果）を最小限に抑えるために、ケーブルを手首機構を通して慎重に経路指定する（routed）必要があるため、複雑になる可能性がある。さらに、プーリ及び／又は起伏のある表面が、一般的にケーブルの摩擦を低減するために必要であり、この摩擦の低減は、器具の寿命を延ばし、手首機構のケーブル又は他の構造に過剰な力を加えることなく動作できるようにする。小さな構造（手首機構のケーブル及び他の構成要素を含む）から生じ得る局所的な力の増大は、保管及び使用中のケーブルの望ましくない伸延（例えば、「伸び」又は「クリープ」）、ケーブル寿命の低下等を生じさせ得る。
【０００６】
さらに、いくつかの医療器具は、乾燥作用、止血、切断、切開（dissection）、高周波療法、切開（incisions）、組織破壊、焼灼、及び血管シール等の臨床機能のために電気エネルギーを必要とするエンドエフェクタを有する。従って、既知の器具は、手首機構を通して（通電すべき）エンドエフェクタの部分に経路指定される１つ又は複数の導体を含む。手首機構、駆動ケーブル、及び導線の全ての構成要素を、例えば約１０ミリメートル（ｍｍ）未満の小さな直径内に収める一方で、これらの構成要素の必要な強度及び機能を維持することは困難な場合がある。
【０００７】
器具のサイズを縮小することに加えて、効果的に使い捨て可能である（すなわち、経済的コストで単回使用のみを目的とする）低コストの器具を開発することも望ましい。このような器具を使用すると、各ＭＩＳ処置を新しい滅菌済みの器具を用いて行うことができるため、面倒で費用のかかる器具の再利用による滅菌処置が不要になる。しかしながら、現在の多くの器具設計は製造に費用がかかるため、経済的にこれらの器具は、複数の外科的処置中に使用するために滅菌再処理を受ける。一部には、これらの器具のコストは、動作負荷に耐えるための複数ストランドのタングステン製ケーブル及びハイポチューブ部分によるものであり得る。
【０００８】
こうして、サイズが縮小し、部品点数が減少し、材料コストが低下した改善された手首機構を含み、且つ強度が増大した引張（tension）部材を含む、改善された内視鏡ツールの必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，７９２，１３５号
【発明の概要】
【００１０】
この要約は、基本的な理解を与えるために、本明細書に記載される実施形態の特定の態様を紹介する。この要約は、本発明の主題の広範な概要ではなく、主要又は重要な要素を特定すること、又は本発明の主題の範囲を線引きすることを意図していない。いくつかの実施形態では、医療装置は、第１のリンク、第２のリンク、及びバンドを含む。第１のリンク及び第２のリンクはそれぞれ、基端部分及び先端部分を有する。第１のリンクの基端部分は、シャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第１のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２のリンクは、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。第２のリンクの先端部分は、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であるツール部材に結合されるコネクタを含む。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。第１のガイドチャネルが第１のリンク内に規定され、第２のガイドチャネルが第２のリンク内に規定される。バンドの先端部分が、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネル内に配置され、且つツール部材に結合される。第２のリンクは、バンドの先端部分を動かすときに、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。
【００１１】
いくつかの実施形態では、医療装置は、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを含む。第１のリンクはシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能になるように、第１のリンクに結合される。ガイドチャネルが、第２のリンク内に（with）規定される。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織と接触するように構成される。プーリ部分は、ツール部材が第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能になるように、第２のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。バンドは、第１のバンド部分及び第２のバンド部分を有する。第１のバンド部分は、ガイドチャネル内に配置され、第２のバンド部分は、ツール部材に結合される。バンドは、第１のバンド部分と第２のバンド部分との間で、バンドの長手方向中心線に沿ってねじられる。ツール部材は、バンドを動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】手術等の医療処置を行うために使用される、一実施形態による遠隔操作医療システムの平面図である。
【図２】図１に示される遠隔操作手術システムのユーザ制御コンソールの斜視図である。
【図３】図１に示される遠隔操作手術システムのオプションの補助ユニットの斜視図である。
【図４】図１に示される遠隔操作手術システムの、一組の器具を含むマニピュレータユニットの正面図である。
【図５】一実施形態による、手術システムの器具の一部の第１の構成の概略斜視図である。
【図６】図５に示される器具の一部の第１の構成の概略上面図である。
【図７】図５に示される器具の一部の第２の構成の概略上面図である。
【図８】図６に示される線Ｘ１−Ｘ１に沿って切り取られた器具の一部の第１の構成の概略正面断面図である。
【図９】図６に示される線Ｘ１−Ｘ１に沿って切り取られた器具の一部の第３の構成の概略正面断面図である。
【図１０】図６に示される線Ｘ２−Ｘ２に沿って切り取られた器具の一部の概略側断面図である。
【図１１】一実施形態による、手術システムの器具の一部の第１の構成の概略斜視図である。
【図１２】図１１に示される線Ｘ１−Ｘ１に沿って切り取られた器具の一部の第１の構成の概略上断面図である。
【図１３】図１１に示される線Ｘ１−Ｘ１に沿って切り取られた器具の一部の第２の構成の概略上断面図である。
【図１４】図１１に示される線Ｘ１−Ｘ１に沿って切り取られた器具の一部の第３の構成の概略上断面図である。
【図１５】図１２に示される線Ｘ２−Ｘ２に沿って切り取られた器具の一部の第１の構成の概略側断面図である。
【図１６】図１２に示される線Ｘ２−Ｘ２に沿って切り取られた器具の一部の第２の構成の概略側断面図である。
【図１７】図１２に示される線Ｘ２−Ｘ２に沿って切り取られた器具の一部の第３の構成の概略側断面図である。
【図１８】一実施形態による、手術システムの器具の一部の概略正面断面図である。
【図１９】線Ｘ１９−Ｘ１９に沿って切り取られた図１８に示される器具内に含まれるバンドの概略側断面図である。
【図２０】線Ｘ２０−Ｘ２０に沿って切り取られた図１８に示される器具内に含まれるバンドの概略側断面図である。
【図２１】線Ｘ２１−Ｘ２１に沿って切り取られた図１８に示される器具内に含まれるバンドの概略側断面図である。
【図２２】一実施形態による、手術システムの器具の一部の概略図である。
【図２３】線Ｘ２３−Ｘ２３に沿って切り取られた図２２に示される器具内に含まれるバンドの概略側断面図である。
【図２４】線Ｘ２４−Ｘ２４に沿って切り取られた図２２に示される器具内に含まれるバンドの概略側断面図である。
【図２５】一実施形態による、手術システムの器具の一部の概略図である。
【図２６】一実施形態による、手術システムの器具の第１の構成の斜視図である。
【図２７】図２６に示される領域Ｚで示される器具の先端部分の拡大斜視図である。
【図２８】図２７に示される器具の先端部分の上面図である。
【図２９】図２７に示される器具の先端部分の分解斜視図である。
【図３０】図２７に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの左側面斜視図である。
【図３１】図２７に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの右側面斜視図である。
【図３２】図２７に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図３３】図２７に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図３４】図２７に示される器具のエンドエフェクタの第１のツール部材の斜視図である。
【図３５】図２７に示される器具のエンドエフェクタの第２のツール部材の斜視図である。
【図３６】図２６に示される領域Ｚで示される器具の先端部分の拡大斜視図であり、器具は第２の構成である。
【図３７】一実施形態による、手術システムの器具の先端部分の斜視図である。
【図３８】図３７に示されるエンドエフェクタ及び器具のバンドの斜視図である。
【図３９】図３７に示される器具のバンドの一部の斜視図である。
【図４０】図３７に示される器具のバンドの一部及び第１のリンクの斜視図である。
【図４１】図３７に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの左側面斜視図である。
【図４２】図３７に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図４３】図３７に示される器具のエンドエフェクタの第１のツール部材及び第２のツール部材の斜視図である。
【図４４】図３７に示される器具のエンドエフェクタの第１のツール部材及び第２のツール部材の斜視図である。
【図４５】図３７に示される器具のバンドの一部及び第１のツール部材の斜視図である。
【図４６】一実施形態による、手術システムの器具の先端部分の斜視図である。
【図４７】図４６に示される器具の先端部分の分解斜視図である。
【図４８】図４６に示される器具の先端部分の斜視図であり、シャフト及び第２のリンクを取り外して、エンドエフェクタ、バンド、及び第１のリンクを示している。
【図４９】図４６に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの左側面斜視図である。
【図５０】図４６に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの右側面斜視図である。
【図５１】図４６に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの左側面斜視図である。
【図５２】図４６に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの右側面斜視図である。
【図５３】一実施形態による、手術システムの器具の先端部分の斜視図である。
【図５４】図５３に示される器具の先端部分の斜視図であり、カバーを取り外して、図５３に示される器具の構成要素を示している。
【図５５】図５４に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの左側面斜視図である。
【図５６】図５４に示される器具のバンドの一部及び第２のリンクの斜視図である。
【図５７】図５４に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図５８】一実施形態による、手術システムの器具の斜視図である。
【図５９】図５８に示される領域Ｚで示される器具の先端部分の拡大斜視図である。
【図６０】図５９に示される器具の手首アセンブリの第１のリンクの斜視図である。
【図６１】図５９に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図６２】図５９に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図６３】図５９に示される器具の先端部分の分解斜視図である。
【図６４】一実施形態による、手術システムの器具の先端部分の斜視図である。
【図６５】図６４に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【図６６】一実施形態による、手術システムの器具の先端部分の斜視図である。
【図６７】図６６に示される器具の手首アセンブリの第２のリンクの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書に記載される実施形態は、手術に関連する多種多様な把持、切断、及び操作の動作において有利に使用することができる。特に、本明細書に記載される器具は、１つの処置のみに使用されるのを容易にする低コストの使い捨て器具であり得る。本明細書に記載されるように、器具は、エンドエフェクタを複数の自由度で作動させるように動かすことができる１つ又は複数のバンドを含む。さらに、バンドは、より大きな断面積を有する領域を含み、強度の増大を促進するか、又はねじられて、小型化された手首アセンブリ内での効率的な経路指定を可能にし得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、及びバンドを含む。第１のリンク及び第２のリンクはそれぞれ、基端部分及び先端部分を有する。第１のリンクの基端部分は、シャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第１のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２のリンクは、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。第２のリンクの先端部分は、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であるツール部材に結合されるコネクタを含む。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。第１のガイドチャネルが第１のリンク内に規定され、第２のガイドチャネルが第２のリンク内に規定される。バンドの先端部分が、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネル内に配置され、且つツール部材に結合される。第２のリンクは、バンドの先端部分を動かすときに、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、及びバンドを含む。第１のリンク及び第２のリンクはそれぞれ、基端部分及び先端部分を有する。第１のリンクの基端部分は、シャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第１のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２のリンクは、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。第２のリンクの先端部分は、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であるツール部材に結合されるコネクタを含む。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。第１のガイドチャネルが第１のリンク内に規定され、第２のガイドチャネルが第２のリンク内に規定される。バンドの先端部分が、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネル内に配置される。バンドの先端部分は、ツール部材に結合される。ツール部材は、バンドの先端部分を動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。
【００１６】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、及びバンドを含む。第１のリンク及び第２のリンクはそれぞれ、基端部分及び先端部分を有する。第１のリンクの基端部分は、シャフトに結合される。第１のリンクは、第１のガイドチャネルを集合的に規定する内側ガイド面及び外側ガイド面を含む。第１のガイドチャネルの長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた内側ガイド面の一部が線形であり、断面平面内で切り取られた外側ガイド面の一部が線形である。第２のリンクの基端部分は、第１のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２のリンクは、第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能である。第２のリンクの先端部分は、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であるツール部材に結合されるコネクタを含む。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。バンドの先端部分は、第１のガイドチャネル内に配置される。バンドの先端部分は、ツール部材に結合される。ツール部材は、バンドの先端部分を動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。バンドの内側接触面は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに第１の方向に回転するときに、第１のリンクの内側ガイド面と接触する。バンドの外側接触面は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに第２の方向に回転するときに、第１のリンクの外側ガイド面と接触する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、医療装置が、ジョイントアセンブリ、ツール部材、及びバンドを含む。ジョイントアセンブリは、基端部分及び先端部分を有する。ジョイントアセンブリの基端部分は、シャフトに結合される。ツール部材は、接触部分及び結合部分を有する。接触部分は、標的組織に接触するように構成され、結合部分は、ジョイントアセンブリの先端部分に回転可能に結合される。バンドは、第１のバンド部分及び第２のバンド部分を有する。第１のバンド部分は、シャフト内にあり、且つバンドの長手方向中心線に垂直な第１の面に第１の断面積を有する。第２のバンド部分は、ツール部材に結合され、且つバンドの長手方向中心線に垂直な第２の面に第２の断面積を有する。第２の断面積は、第１の断面積とは異なる。ツール部材は、バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、ジョイントアセンブリに対して回転軸線の周りに回転可能である。
【００１８】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを含む。第１のリンクはシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能となるように、第１のリンクに結合される。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織に接触するように構成され、プーリ部分は、第２のリンクの先端部分に回転可能に結合される。バンドは、第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を有する。第２のバンド部分は、第１のバンド部分と第３のバンド部分との間にある。第１のバンド部分及び第３のバンド部分はそれぞれシャフト内にある。第１のバンド部分は、バンドの長手方向中心線に垂直な第１の面に第１の断面積を有する。第２のバンド部分は、プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられる。第２のバンド部分は、バンドの長手方向中心線に垂直な第２の面に第２の断面積を有する。第２の断面積は、第１の断面積とは異なる。ツール部材は、バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、第２のリンクに対して回転軸線の周りに回転可能である。
【００１９】
いくつかの実施形態では、医療装置が、ジョイントアセンブリ、ツール部材、及びバンドを含む。ジョイントアセンブリは、基端部分及び先端部分を有する。ジョイントアセンブリの基端部分は、シャフトに結合される。ジョイントアセンブリはガイド面を含む。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織と接触するように構成される。バンドは、第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を有する。第２のバンド部分は、第１のバンド部分と第３のバンド部分との間にある。第１のバンド部分は、シャフト内にあり、且つバンドの長手方向中心線に垂直な第１の面に第１の断面積を有する。第２のバンド部分は、第２のバンド部分を動かすときに、ツール部材がジョイントアセンブリに対して回転軸線の周りに回転可能となるように、プーリ部分に結合される。第２のバンド部分は、バンドの長手方向中心線に垂直な第２の面に第２の断面積を有する。第３のバンド部分は、第１の断面積から第２の断面積に移行する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを含む。第１のリンクはシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能となるように、第１のリンクに結合される。第２のリンクはガイドチャネルを規定する。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織に接触するように構成され、プーリ部分は、ツール部材が第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能となるように、第２のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。バンドは、第１のバンド部分及び第２のバンド部分を有する。第１のバンド部分は、ガイドチャネル内に配置される。第２のバンド部分は、ツール部材に結合される。バンドは、第１のバンド部分と第２のバンド部分との間で、バンドの長手方向中心線に沿ってねじられる。ツール部材は、バンドを動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。
【００２１】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを含む。第１のリンクはシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能となるように、第１のリンクに結合される。第２のリンクは、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネルを規定する。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織に接触するように構成され、プーリ部分は、ツール部材が第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能となるように、第２のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。バンドは、第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を有する。第２のバンド部分は、第１のバンド部分と第３のバンド部分との間にある。第１のバンド部分は第１のガイドチャネル内に配置され、第３のバンド部分は第２のガイドチャネル内に配置される。第２のバンド部分は、プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられる。バンドは、第１のバンド部分と第２のバンド部分との間で、バンドの長手方向中心線に沿ってねじられる。ツール部材は、バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、医療装置が、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを含む。第１のリンクはシャフトに結合される。第２のリンクの基端部分は、第２のリンクが第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能となるように、第１のリンクに結合される。第２のリンクはガイド面を含む。ツール部材は、接触部分及びプーリ部分を有する。接触部分は、標的組織に接触するように構成され、プーリ部分は、ツール部材が第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能となるように、第２のリンクの先端部分に回転可能に結合される。第２の軸線は第１の軸線と非平行である。バンドは接触面を有する。接触面の第１の部分が、バンドの長手方向中心線に沿った第１のバンド位置でガイド面と摺接している。接触面の第２の部分が、バンドの長手方向中心線に沿った第２のバンド位置でプーリ部分に結合される。接触面の第１の部分は、接触面の第２の部分と非平行である。ツール部材は、バンドをその長手方向中心線に沿って動かすときに、第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能である。
【００２３】
本明細書で使用される場合に、参照される数値表示に関連して使用される場合の「約」という用語は、その参照される数値表示の最大プラス又はマイナス１０パーセントの参照される数値表示を意味する。例えば、「約５０」という言い回しは、４５〜５５の範囲をカバーする。同様に、「約５」という言い回しは、４．５〜５．５の範囲をカバーする。
【００２４】
機械的構造、構成要素、又は構成要素アセンブリ等の部品に関連する「可撓性」という用語は、広く解釈すべきである。本質的に、この用語は、部品を繰り返し曲げて、部品に損傷を与えることなく元の形状に復元できることを意味する。特定の可撓性の構成要素は、弾力性でもある。例えば、構成要素（例えば、たわみ等）は、弾性変形したときにエネルギーを吸収し、負荷を解除した（つまり、元の状態に戻る）際に蓄積されたエネルギーを解放する能力があれば、弾力性があると言われる。多くの「剛性」物体は、材料特性により、僅かに固有の弾力性のある「曲がり」を有しているが、このような物体は、本明細書で使用される場合に「可撓性」とは見なされない。
【００２５】
可撓性部分は、無限の自由度（ＤＯＦ）を有し得る。可撓性は、説明する物体の広範な特性であり、こうして、物体が形成される材料、及び物体の特定の物理的特性（例えば、断面形状、長さ、境界条件等）に依存する。例えば、物体の可撓性は、所望の弾性率、曲げ弾性率及び／又は堅さを有する材料を物体に選択的に含めることにより、増減させることができる。弾性率は、構成材料の内包的な（つまり固有の）特性であり、加えられた力に応じて物体が弾性的に（つまり、非永久的に）変形する傾向を表す。弾性率が高い材料は、均等に加えられた応力の存在下で弾性率が低い材料ほど撓まない。こうして、例えば、比較的高い弾性率を有する材料を物体に導入すること、及び／又はその材料で物体を構成することによって、物体の可撓性を低下させることができる。このような部品の例としては、著しい断面変形なしに、様々な単純曲線又は複合曲線に曲げることができる、閉じた屈曲可能なチューブ（例えば、NITINOL（登録商標）、ポリマー、軟性ゴム等で作製される）、らせん状のコイルばね等がある。
【００２６】
他の可撓性部品は、蛇状の「椎骨」のような接続された短いリンクの直列配置に類似する一連の密集した構成要素を使用することによって、そのような無限ＤＯＦ部品を近似し得る。そのような椎骨の配置では、各構成要素は運動学的連鎖の短いリンクであり、各リンク間の可動性の機械的拘束（例えば、ピンヒンジ、カップ及びボール、ライブヒンジ（live hinge）等）によって、リンク同士の間の相対移動の１つ（例えば、ピッチ）又は２つ（例えば、ピッチ及びヨー）のＤＯＦが可能になる。可撓性部品自体が複数のＤＯＦを有するいくつかの結合リンク、又は無限ＤＯＦリンクで作製される運動学的連鎖である場合でも、短い可撓性部品は、運動学的連鎖の２つのリンクの間に１つ又は複数のＤＯＦを与える単一の機械的拘束（ジョイント）として機能し、モデル化され得る。
【００２７】
本明細書で使用される場合に、「先端」という用語は、作業部位に向かう方向を指し、「基端」という用語は、作業部位から離れる方向を指す。こうして、例えば、標的組織に最も近いツールの端部はツールの先端部となる一方、先端部の反対側の端部（すなわち、ユーザ又はアクチュエータによって操作される端部）はツールの基端部となる。
【００２８】
さらに、１つ又は複数の実施形態及びオプションの要素又は特徴を説明するために選択された特定の単語は、本発明を限定することを意図していない。例えば、「〜の下（beneath）」、「〜より下（below）」、「下の（lower）」、「〜より上（above）」、「上の（upper）」、「基端」、「先端」等の空間的に相対的な用語は、図に示されるように、ある要素又は特徴の別の要素又は特徴に対する関係を説明するために使用され得る。これらの空間的に相対的な用語は、図に示される位置及び向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる位置（すなわち、並進配置）及び向き（すなわち、回転配置）を包含することが意図される。例えば、図中の装置がひっくり返された場合に、他の要素又は特徴「より下（below）」又はその「下（beneath）」と記載された要素は、他の要素又は特徴「より上（above）」又はその「上（over）」になる。こうして、「〜より下（below）」という用語は、上及び下の両方の位置及び向きを包含することができる。装置は、別の方法で向き合わせされ（例えば、９０度又は他の向きに回転され）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、それに応じて解釈される。同様に、様々な軸線に沿った動き（並進）及びその軸線の周りの動き（回転）の記述には、装置の様々な空間的な位置及び向きが含まれる。本体の位置及び向きの組合せにより、本体の姿勢が規定される。
【００２９】
同様に、「平行」、「垂直（直交）」、「円形」、又は「正方形」等の幾何学用語は、文脈が他のことを示さない限り、絶対的な数学的正確性を要求することを意図していない。代わりに、そのような幾何学用語は、製造又は同等の機能による変化を許容する。例えば、要素が「丸い」又は「略丸い」と記述されている場合に、正確に円形ではない構成要素（例えば、やや楕円形又は多辺の多角形）も依然としてこの記述に包含される。
【００３０】
加えて、単数形「１つの（a, an）」、及び「その（the）」は、文脈が他のことを示さない限り、複数形も同様に含むことを意図している。「備える、有する、含む（comprises）」、「含む、有する（includes）」、「有する、含む（has）」等の用語は、述べた特徴、ステップ、動作、要素、構成要素等の存在を明示するが、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、又はグループの存在又は追加を排除するものではない。
【００３１】
他に示されない限り、機器、医療装置、器具、及びそれらの変形の用語は、互換的に使用することができる。
【００３２】
本発明の態様は、カリフォルニア州サニーベールのIntuitive Surgical, Inc.によって商品化されたda Vinci（登録商標）手術システムを使用した実施態様に関して主に説明される。そのような手術システムの例は、da Vinci Xi（登録商標）手術システム（モデルＩＳ４０００）及びda Vinci Si（登録商標）手術システム（モデルＩＳ３０００）である。しかしながら、知識のある人は、本明細書に開示される発明の態様が、コンピュータ支援、非コンピュータ支援、並びに手動及びコンピュータ支援のハイブリッドの実施形態及び実施態様の組合せを含む様々な方法で具体化及び実施し得ることを理解するであろう。da Vinci（登録商標）手術システム（例えば、モデルＩＳ４０００、モデルＩＳ３０００、モデルＩＳ２０００、モデルＩＳ１２００）の実装は、例として提示されているに過ぎず、本明細書に開示される発明の態様の範囲を制限するものと見なすべきではない。適用可能な場合に、本発明の態様は、比較的小さな手持ち式の手動装置と、追加の機械的支持を有する比較的大きなシステムとの両方で具体化及び実施することができる。
【００３３】
図１は、コンピュータ支援遠隔操作システムの平面図である。手術台１０１０上に横になっている患者Ｐに対して低侵襲性診断又は外科的処置を行うために使用される、低侵襲ロボット手術（ＭＩＲＳ）システム１０００（本明細書では低侵襲性遠隔操作手術システムとも呼ばれる）である医療装置が示されている。システムは、処置中に外科医又は他の熟練した臨床医Ｓが使用するためのユーザ制御ユニット１１００等、任意数の構成要素を有することができる。ＭＩＲＳシステム１０００は、マニピュレータユニット１２００（一般に手術用ロボットと呼ばれる）、及びオプションの補助ユニット１１５０をさらに含むことができる。マニピュレータユニット１２００は、外科医Ｓが手術部位を観察し、ユーザ制御ユニット１１００を介してツール１４００の動きを制御する間に、患者Ｐの身体の低侵襲性切開部又は自然オリフィスを介して取り外し可能に結合される少なくとも１つのツールアセンブリ１４００（本明細書では「器具」とも呼ばれる）を操作することができる。手術部位の画像は、立体内視鏡等の内視鏡１１７０によって取得され、内視鏡１１７０は、内視鏡１１７０を向き合わせするようにマニピュレータユニット１２００によって操作され得る。補助ユニット１１５０は、制御ユニット１１００を介して外科医Ｓに後で表示するために、手術部位の画像を処理するために使用できる。一度に使用されるツール１４００の数は、他の要因の中でも、一般に診断又は外科的処置及び手術室内のスペースの制約に依存するだろう。処置中に使用されるツール１４００の１つ又は複数を変更する必要がある場合に、アシスタントがツール１４００をマニピュレータユニット１２００から取り外し、手術室のトレイ１０２０から別のツール１４００と交換する。ツール１４００と共に使用されるものとして示されているが、本明細書に記載される器具のいずれも、ＭＩＲＳ１０００と共に使用することができる。
【００３４】
図２は、制御ユニット１１００の斜視図である。制御ユニット１１００は、深さ知覚を可能にする手術部位の調整された立体ビューを外科医Ｓに提示するための左眼用ディスプレイ１１１２及び右眼用ディスプレイ１１１４を含む。制御ユニット１１００は、１つ又は複数の入力制御装置１１１６をさらに含み、これにより、マニピュレータユニット１２００（図１に示される）に１つ又は複数のツールを操作させる。入力制御装置１１１６は、外科医Ｓにテレプレゼンス、つまり入力制御装置１１１６が器具１４００と一体である（又は直接的に接続される）という知覚を与えるように関連付けられる器具ツール１４００と少なくとも同じ自由度を与える。このようにして、制御ユニット１１００は、外科医Ｓにツール１４００を直接的に制御しているという強い感覚を与える。この目的のために、位置、力、及び触覚フィードバックセンサ（図示せず）を使用して、ツール１４００からの位置、力、及び触覚感知を、入力制御装置１１１６を通して外科医の手に戻すことができる。
【００３５】
制御ユニット１１００が図１に示されており、この図では、外科医Ｓが処置を直接的に監視し、必要に応じて物理的に立ち会い、電話又は他の通信媒体を介してではなくアシスタントに直接話しかけることができるように、患者と同じ部屋にいるものとして示されている。しかしながら、他の実施形態では、制御ユニット１１００及び外科医Ｓは、遠隔の外科的処置を可能にする、患者とは異なる部屋、完全に異なる建物、又は他の遠隔の場所にあり得る。
【００３６】
図３は、補助ユニット１１５０の斜視図である。補助ユニット１１５０は、内視鏡１１７０と結合することができ、取り込んだ画像を処理するために１つ又は複数のプロセッサを含み、制御ユニット１１００等を介して、又はローカル及び／又はリモートにある別の適切なディスプレイ上で、後で表示することができる。例えば、立体内視鏡が使用される場合に、補助ユニット１１５０は、取り込んだ画像を処理して、左眼用ディスプレイ１１１２及び右眼用ディスプレイ１１１４を介して、手術部位の調整された立体画像を外科医Ｓに提示することができる。そのような調整は、反対の画像の間での位置合わせを含むことができ、立体内視鏡の立体作動距離の調整を含むことができる。別の例として、画像処理は、以前に決定されたカメラ較正パラメータを使用して、光学収差等の画像取込装置の画像化エラーを補償することを含むことができる。
【００３７】
図４は、マニピュレータユニット１２００の正面斜視図を示す。マニピュレータユニット１２００は、ツール１４００と、手術部位の画像の取込みに使用される立体内視鏡等の撮像装置１１７０との操作を提供するための構成要素（例えば、アーム、リンク機構、モータ、センサ等）を含む。具体的には、ツール１４００及び撮像装置１１７０を、複数のジョイントを有する遠隔操作機構によって操作することができる。さらに、ツール１４００及び撮像装置１１７０は、運動学的遠隔中心が切開部又はオリフィスに維持されるような方法で、患者Ｐの切開部又は自然オリフィスを介して位置付け及び操作される。このようにして、切開部サイズを最小にすることができる。
【００３８】
図５〜図１０は、一実施形態による、器具２４００の様々な部分の概略図である。いくつかの実施形態では、器具２４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具２４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上に示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具２４００は、手首アセンブリ２５００、バンド２４２０（引張部材として機能する）、及びツール部材２４６２を含む。本明細書に記載されるように、器具２４００は、バンド２４２０の動きが、（図７に示されるような）手首アセンブリ２５００の動き、（図９に示されるような）ツール部材２４６２の動き、又は手首アセンブリ２５００の動きとツール部材２４６２の動きとの両方を発生させるように構成される。
【００３９】
手首アセンブリ２５００は、基端側の第１のリンク２５１０及び先端側の第２のリンク２６１０を含む。第１のリンク２５１０は、基端部分２５１１及び先端部分２５１２を有する。基端部分２５１１は、シャフト（図示せず）に結合される。シャフトが図５〜図１０には示されていないが、基端部分２５１１は、本明細書に示され記載されるシャフト５４１０又はシャフト７４１０等の任意の適切なシャフトに結合され得る。さらに、第１のリンク２５１０の基端部分２５１１は、溶接、締り嵌め、接着剤等の任意の適切な機構を介してシャフトに結合することができる。以下で説明するように、先端部分２５１２は、レボリュート・ジョイント（revolute joint）で第２のリンク２６１０に結合される。このようにして、第１のリンク２５１０及び第２のリンク２６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ２５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンクが第１のリンクに対して回転できる。
【００４０】
図６及び図７に示されるように、第１のリンク２５１０は、第１の回転軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬ１を規定する。図８〜図１０を参照すると、第１のガイドチャネル２５１５が第１のリンク２５１０内に規定される。バンド２４２０の先端部分２４２２が、第１のガイドチャネル２５１５内で移動する。より具体的には、第１のリンク２５１０は、内側ガイド面２５１６及び外側ガイド面２５１７を含み、それぞれのガイド面が第１のガイドチャネル２５１５の境界の一部を形成する。図１０に示されるように、第１のリンク２５１０の長手方向中心線ＣＬ１（又は、第１のガイドチャネル２５１５の長手方向中心線）に垂直な断面平面内で切り取られた内側ガイド面２５１６の一部が線形である。同様に、第１のリンク２５１０の長手方向中心線ＣＬ１（又は、第１のガイドチャネル２５１５の長手方向中心線）に垂直な断面平面内で切り取られた外側ガイド面２５１７の一部が線形である。以下で説明するように、この構成により、第２のリンク２６１０が第１のリンク２５１０に対して第１の方向に回転するときに、内側ガイド面２５１６は、（断面内の単一の点のみではなく）線形の断面接触面に沿ってバンド２４２０の対応する内側接触面２４２５に接触することができる。この構成により、また、第２のリンク２６１０が第１のリンク２５１０に対して第１の方向とは反対の第２の方向に回転するときに、外側ガイド面２５１７は、線形の断面接触面に沿ってバンド２４２０の対応する外側接触面２４２６に接触することができる。
【００４１】
図６及び図７を参照すると、第１のガイドチャネル２５１５（従って、その中のバンド２４２０の一部）は、第１のリンク２５１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第１の回転軸線Ａ１から距離ｄ１だけオフセットされる。このようにして、バンド２４２０に張力を加えると（図７の基端方向矢印ＡＡで示される）、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生し、その結果、図７の矢印ＢＢによって示されるように、第２のリンク２６１０が第１のリンク２５１０に対して回転する。図８及び図９を参照すると、第１のガイドチャネル２５１５（従って、その中のバンド２４２０の一部）は、第２の回転軸線Ａ２から距離ｄ２だけオフセットされる。このようにして、バンド２４２０に張力を加えると（図９の基端方向矢印ＣＣで示される）、第２の回転軸線Ａ２の周りでツール部材２４６２にトルクが発生し、その結果、図９の矢印ＤＤによって示されるように、ツール部材２４６２が第２のリンク２６１０に対して回転する。
【００４２】
第２のリンク２６１０は、基端部分２６１１及び先端部分２６１２を有する。上述したように、基端部分２６１１は、第１のリンク２５１０の先端部分２５１２に回転可能に結合され、手首ジョイントを形成する。例えば、いくつかの実施形態では、基端部分２６１１は、（２００８年７月１６日に出願された）“Four-Cable Wrist with Solid Surface Cable Channels”という表題の米国特許第８，８２１，４８０号に示され記載される基端側クレビス２２０と先端側クレビス２３０との間のピン留めジョイント等のピン留めジョイントを介して先端部分２５１２に結合することができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、基端部分２６１１は、（２０１５年２月２０日に出願された）“Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related
Devices and Methods”という表題の米国特許出願公開第２０１７／０１２０４５７号に示され記載されるタイプ等の嵌合ディスク面を介して先端部分２５１２に結合することができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４３】
第２のリンク２６１０の先端部分２６１２は、ツール部材２４６２が手首アセンブリ２５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、ツール部材２４６２に結合されるコネクタ２６８０を含む。図５に示されるように、第２の回転軸線Ａ２（ヨー軸線又はグリップ軸線とも呼ばれる）は、第１の回転軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具２４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。第２の回転軸線Ａ２が、第１の回転軸線Ａ１に垂直であるように示されているが、他の実施形態では、第２の回転軸線Ａ２は、第１の回転軸線Ａ１から任意の適切な角度だけオフセットされ得る。コネクタ２６８０は、ツール部材２４６２を第２のリンク２６１０に回転可能に結合してツールジョイントを形成するための任意の適切なコネクタであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、コネクタ２６８０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイント等のクレビス及びピンを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、コネクタ２６８０は、（２０１６年１月２６日に出願された）“Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods”という表題の国際公開第２０１６／１２３１３９号に示され記載されるコンプライアント機構等のコンプライアント機構を含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００４４】
図７に示されるように、第２のリンク２６１０は、第１の回転軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬ２を規定する。手首アセンブリ２５００が第１の構成（図５及び図６）であるときに、第１のリンク２５１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第２のリンク２６１０の長手方向中心線ＣＬ２は同一線上にある（及び、図６では集合的にＣＬとして識別される）。第２のリンク２６１０が第１のリンク２５１０に対して回転する（すなわち、ピッチで回転する）ときに、長手方向中心線ＣＬ１及び長手方向中心線ＣＬ２はピッチ角を形成する。
【００４５】
図８〜図９を参照すると、第２のガイドチャネル２６１５が、第２のリンク２６１０内に規定される。バンド２４２０の先端部分２４２２は、第２のガイドチャネル２６１５内で移動する。図１０に示されないが、第２のリンク２６１０は、内側ガイド面及び外側ガイド面（それぞれ、内側ガイド面２５１６及び外側ガイド面２５１７と同様）を含み、それぞれのガイド面が第２のガイドチャネル２６１５の境界の一部を形成する。第１のリンク２５１５のガイド面に関して上述したように、第２のリンク２６１０の内側ガイド面及び外側ガイド面は、第２のリンク２６１０が第２のリンク２６１０（第１のリンク２５１０）に対して回転するときに、バンド２４２０の対応する面に接触する。図６を参照すると、第２のガイドチャネル２６１５（従って、その中のバンド２４２０の一部）は、第２のリンク２６１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第１の回転軸線Ａ１から距離ｄ１だけオフセットされる。このようにして、バンド２４２０に張力を加えると（図７の基端方向矢印ＡＡで示される）、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生し、その結果、図７の矢印ＢＢによって示されるように、第２のリンク２６１０が第１のリンク２５１０に対して回転する。図８及び図９を参照すると、第２のガイドチャネル２６１５（従って、その中のバンド２４２０の一部）は、第２の回転軸線Ａ２から距離ｄ２だけオフセットされる。このようにして、バンド２４２０に張力を加えると（図９の基端方向矢印ＣＣで示される）、第２の回転軸線Ａ２の周りでツール部材２４６２にトルクが発生し、その結果、図９の矢印ＤＤによって示されるように、ツール部材２４６２が第２のリンク２６１０に対して回転する。
【００４６】
ツール部材２４６２は、手首アセンブリ２５００に結合され、且つ手首アセンブリに対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。このようにして、ツール部材２４６２の先端部分（例えば、係合部分）は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作することができる。ツール部材２４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、任意の適切な医療用ツール部材であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ツール部材２４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、把持器、カッター、組織マニピュレータ等として機能する係合面を含むことができる。他の実施形態では、ツール部材２４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、焼灼処置に使用されるエネルギー供給を受けるツール部材であり得る。１つのツール部材２４６２のみが示されているが、他の実施形態では、器具２４００は、把持機能又はせん断機能を協働して行う２つの移動式ツール部材を含む。このようにして、ツール部材２４６２は、器具２４００のエンドエフェクタの一部を形成することができる。
【００４７】
バンド２４２０は、基端部分２４２１及び先端部分２４２２を有する。基端部分２４２１は、シャフト（図示せず）を通って手首アセンブリ２５００の外側に延び、且つアクチュエータ（図示せず）に結合される。アクチュエータは、任意の適切な機構によってバンドの基端部分２４２１を動かして、（図７の矢印ＡＡ及び図９の矢印ＣＣによって示されるように）結果として生じる動き（又は力）をバンドの先端部分２４２２に生成することができる。いくつかの実施形態では、器具２４００のバックエンドは、モータ駆動であり、こうして、遠隔操作手術システムに適している。バンド２４２０の先端部分２４２２は、第１のガイドチャネル２５１５及び第２のガイドチャネル２６１５内にあり、且つツール部材２４６２に結合される。このようにして、本明細書に記載されるように、バンド２４２０の運動（又は、そのバンドに加えられる力）は、ツール部材２４６２の回転、第２のリンク２６１０の回転、又はツール部材２４６２と第２のリンク２６１０との両方の回転を発生させる。バンド２４２０の先端部分２４２２は、適切な機構によってツール部材２４６２に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、先端部分２４２２は、ツール部材２４６２の接続部分と係合する（又はその中に受容される）ピン又は突起部によってツール部材２４６２に結合される。他の実施形態では、先端部分２４２２は、接着剤を介してツール部材２４６２に結合される。さらに他の実施形態では、バンドの先端部分２４２２は、ツール部材２４６２のプーリ部分の周りに巻き付けられる。
【００４８】
バンド２４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、図１０は、（バンド２４２０の長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた）長方形の断面形状を有するものとしてバンド２４２０を示しているが、他の実施形態では、バンド２４２０は、任意の適切な断面形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、バンド２４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、台形形状を有することができる。他の実施形態では、バンド２４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、僅かに湾曲した面を含むことができる。例えば、内側接触面２４２５及び外側接触面２４２６が、（バンド２４２０の長手方向中心線に垂直な断面平面内で）線形であるように示されているが、他の実施形態では、内側接触面２４２５、外側接触面２４２６、又はその両方が湾曲しているか、又は「クラウン形状（crowned）」になっている。さらに、バンド２４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、バンド２４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、（例えば、接着剤を介して）互いに接合される一連のラミネートから構成され得る。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【００４９】
バンド２４２０の使用は、外科的処置（低侵襲性処置を含む）に適した低コストの使い捨て器具を提供することができる。使用中に、器具２４００の先端部分は、最大３自由度を与え、且つ様々な外科手術を行うために複数の異なる構成の間で移動することができる。例えば、いくつかの状況では、図７の基端方向矢印ＡＡによって示されるように、バンド２４２０の先端部分２４２２の動きは、（図７の矢印ＢＢによって示されるように）第２のリンク２６１０のピッチ軸線Ａ１の周りの回転を発生させる。回転量、所望の回転を発生させるために必要な力、及びバンド２４２０の移動量は、とりわけ、バンド２４２０とピッチ軸線Ａ１との間のオフセット距離ｄ１、並びに第１のガイドチャネル２５１５及び第２のガイドチャネル２６１５内のバンド２４２０の先端部分２４２２の曲率（又は経路）によって制御され得る。例えば、より大きなオフセット距離ｄ１は、より大きなモーメントアームを発生させるが、次に、手首アセンブリ２５００の全体のサイズを増大させる。他の状況では、図９の基端方向矢印ＣＣによって示されるように、バンド２４２０の先端部分２４２２の動きは、（図９の矢印ＤＤによって示されるように）ツール部材２４６２のヨー軸線Ａ２の周りの回転を発生させる。これにより、グリップ運動（例えば、２つのツール部材がある場合等）又はヨー運動が生成される。回転量、所望の回転を発生させるために必要な力、及びバンド２４２０の移動量は、とりわけ、バンド２４２０とヨー軸線Ａ２との間のオフセット距離ｄ２、並びに第１のガイドチャネル２５１５及び第２のガイドチャネル２６１５内のバンド２４２０の先端部分２４２２の曲率（又は経路）によって制御され得る。例えば、より大きなオフセット距離ｄ２は、より大きなモーメントアームを発生させるが、次に、手首アセンブリ２５００の全体のサイズを増大させる。
【００５０】
第１のリンク２５１０及び第２のリンク２６１０が長方形の断面形状を有するものとして示されているが、他の実施形態では、第１のリンク２５１０、第２のリンク２６１０、又は第１のリンク２５１０と第２のリンク２６１０との両方は、任意の適切な断面形状を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第１のリンク２５１０、第２のリンク２６１０、又は第１のリンク２５１０と第２のリンク２６１０との両方は、略円形の断面形状を有してもよい（すなわち、手首アセンブリ２５００は実質的に円筒形であり得る）。
【００５１】
第１のガイドチャネル２５１５及び第２のガイドチャネル２６１５は、それぞれ第１のリンク２５１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第２のリンク２６１０の長手方向中心線ＣＬ２に沿って略直線として示されているが、他の実施形態では、第１のガイドチャネル２５１５、第２のガイドチャネル２６１５、又は第１のガイドチャネル２５１５と第２のガイドチャネル２６１５との両方は、バンド２４２０が、手首アセンブリ２５００を通って経路指定されて、第２のリンク２６１０及びツール部材２４６２の全可動域の間に所望の張力及び不変の長さを維持するのを保証するように任意の長手方向形状を有することができる。例えば、図１１〜図１７は、一実施形態による、器具３４００の様々な部分の概略図である。器具３４００は、手首アセンブリ３５００、バンド３４２０（引張部材として機能する）、及びツール部材３４６２を含む。本明細書に記載されるように、器具３４００は、バンド３４２０の動きが、（図１３〜図１４に示されるように）手首アセンブリ３５００の動き、ツール部材３４６２の動き（図示しないが、図９に関して上で説明した動きと同様）、又は手首アセンブリ３５００の動きとツール部材３４６２の動きとの両方を発生させるように構成される。
【００５２】
手首アセンブリ３５００は、基端側の第１のリンク３５１０及び先端側の第２のリンク３６１０を含む。第１のリンク３５１０は、基端部分３５１１及び先端部分３５１２を有する。基端部分３５１１は、シャフト（図示せず）に結合される。シャフトが図１１〜図１７には示されていないが、基端部分３５１１は、本明細書に示され記載されるシャフト５４１０又はシャフト７４１０等の任意の適切なシャフトに結合され得る。さらに、第１のリンク３５１０の基端部分３５１１は、溶接、締り嵌め、接着剤等の任意の適切な機構を介してシャフトに結合することができる。以下で説明するように、先端部分３５１２は、レボリュート・ジョイントで第２のリンク３６１０に結合される。このようにして、第１のリンク３５１０及び第２のリンク３６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ３５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク３６１０が第１のリンクに対して回転する。
【００５３】
図１３に示されるように、第１のリンク３５１０は、第１の回転軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬ１を規定する。第１のガイドチャネル３５１５が、第１のリンク３５１０内に規定され、バンド３４２０の先端部分３４２２が、第１のガイドチャネル３５１５内にあり、そのガイドチャネル３５１５に沿って移動する。より具体的には、図１５〜図１７に示されるように、第１のリンク３５１０は、内側ガイド面３５１６及び外側ガイド面３５１７を含み、それぞれのガイド面が第１のガイドチャネル３５１５の境界の一部を形成する。図１２〜図１４に示されるように、第１のガイドチャネル３５１５は、第１のリンク３５１０の長手方向中心線ＣＬ１に沿って湾曲している。特に、図１２に示されるように、内側ガイド面３５１６は、長手方向中心線ＣＬ１に沿って曲率半径Ｒ内側だけ湾曲しており、外側ガイド面３５１７は、長手方向中心線ＣＬ１に沿って曲率半径Ｒ外側だけ湾曲している。このようにして、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して第１の回転軸線Ａ１の周りに回転（すなわち、ピッチ運動）するときに、バンド３４２０は、内側ガイド面３５１６及び外側ガイド面３５１７の湾曲部分に接触して、器具３４００の作動中に所望のバンド幾何学的形状、バンド張力等を維持することができる。いくつかの実施形態では、曲率半径Ｒ内側は、曲率半径Ｒ外側とは異なる。さらに、内側ガイド面３５１６及び外側ガイド面３５１７の曲率が、単一の曲率半径（それぞれＲ内側及びＲ外側）によって規定されるものとして示されているが、他の実施形態では、第１のガイドチャネルの曲率（又は、本明細書に記載されるガイドチャネルのいずれかの曲率）は、複数の異なる曲率半径によって規定することができる。
【００５４】
図１５〜図１７に示されるように、第１のリンク３５１０の長手方向中心線ＣＬ１（又は第１のガイドチャネル３５１５の長手方向中心線）に垂直な断面平面内で切り取られた内側ガイド面３５１６の一部が線形である。同様に、第１のリンク３５１０の長手方向中心線ＣＬ１（又は第１のガイドチャネル３５１５の長手方向中心線）に垂直な断面平面内で切り取られた外側ガイド面３５１７の一部が線形である。以下で説明するように、この構成により、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して第１の方向に回転するときに、内側ガイド面３５１６は、（断面内の単一の点でのみではなく）線形の断面接触面に沿ってバンド３４２０の対応する内側接触面３４２５に接触できる。この構成により、また、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して第１の方向とは反対の第２の方向に回転するときに、外側ガイド面３５１７は、線形の断面接触面に沿ってバンド３４２０の対応する外側接触面３４２６に接触できる。
【００５５】
第１のガイドチャネル３５１５（従って、その中のバンド３４２０の一部）は、第１のリンク３５１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、バンド３４２０に力を加えると（図１３の矢印ＥＥ及び図１４の矢印ＧＧで示される）、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生し、その結果、図１３の矢印ＦＦ及び図１４の矢印ＨＨによって示されるように、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して回転する。第１のガイドチャネル３５１５（従って、その中のバンド３４２０の一部）もまた、第２の回転軸線Ａ２からオフセットされる。このようにして、バンド３４２０に力を加えると、第２の回転軸線Ａ２の周りでツール部材３４６２にトルクを発生させることができ、その結果、ツール部材３４６２が第２のリンク３６１０に対して回転する。
【００５６】
第２のリンク３６１０は、基端部分３６１１及び先端部分３６１２を有する。上述したように、基端部分３６１１は、第１のリンク３５１０の先端部分３５１２に回転可能に結合され、手首ジョイントを形成する。例えば、いくつかの実施形態では、基端部分３６１１は、（２００８年７月１６日に出願された）“Four-Cable Wrist with Solid Surface Cable Channels”という表題の米国特許第８，８２１，４８０号に示され記載される基端側クレビス２２０と先端側クレビス２３０との間のピン留めジョイント等のピン留めジョイントを介して先端部分３５１２に結合することができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、基端部分３６１１は、（２０１５年２月２０日に出願された）“Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related
Devices and Methods”という表題の米国特許出願公開第２０１７／０１２０４５７号に示され記載されるタイプ等の、嵌合ディスク面を介して先端部分３５１２に結合することができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５７】
第２のリンク３６１０の先端部分３６１２は、ツール部材３４６２が手首アセンブリ３５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、ツール部材３４６２に結合されるコネクタ３６８０を含む。図１１に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、第１の回転軸線Ａ１と非平行である。軸線Ａ２は、ツール部材が一緒に回転する際のヨー軸線（ヨーという用語は任意である）と、ツール部材が互いに反対方向に回転する際のグリップ軸線との両方として機能する。こうして、器具３４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ回転、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。コネクタ３６８０は、ツール部材３４６２を第２のリンク３６１０に回転可能に結合してツールジョイントを形成するための任意の適切なコネクタであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、コネクタ３６８０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイント等のクレビス及びピンを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、コネクタ３６８０は、（２０１６年１月２６日に出願された）“Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods”という表題の国際公開第２０１６／１２３１３９号に示され記載されるコンプライアント機構等のコンプライアント機構を含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ツール部材３４６２の取り付けのためのコンプライアント機構の使用は、ピン留めジョイントで利用可能なものと比較して、より少ない部品でツール部材が強化された可動域を有することを可能にし得る。
【００５８】
図１３に示されるように、第２のリンク３６１０は、第１の回転軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬ２を規定する。手首アセンブリ３５００が第１の構成（図１１及び図１２）にあるときに、第１のリンク３５１０の長手方向中心線ＣＬ１及び第２のリンク３６１０の長手方向中心線ＣＬ２は同一線上にある。第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して回転（すなわち、ピッチ運動）するときに、長手方向中心線ＣＬ１及び長手方向中心線ＣＬ２は、（図１３及び図１４に示されるように）ピッチ角を形成する。
【００５９】
図１２〜図１４を参照すると、第２のガイドチャネル３６１５が、第２のリンク３６１０内に規定される。バンド３４２０の先端部分３４２２は、第２のガイドチャネル３６１５内を移動する。特定しないが、第２のリンク３６１０は、内側ガイド面及び外側ガイド面（それぞれ、内側ガイド面３５１６及び外側ガイド面３５１７と同様）を含み、それぞれのガイド面が、第２のガイドチャネル３６１５の境界の一部を形成する。第２のガイドチャネル３６１５は、第２のリンク３６１０の長手方向中心線ＣＬ２に沿って湾曲している。具体的には、特定しないが、内側ガイド面は、長手方向中心線ＣＬ２に沿って曲率半径だけ湾曲し、外側ガイド面は、長手方向中心線ＣＬ２に沿って曲率半径だけ湾曲している。このようにして、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して第１の回転軸線Ａ１の周りに回転（すなわち、ピッチ運動）するときに、バンド３４２０は、第２のリンク３６１０の内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具３４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。
【００６０】
第１のリンク３５１５のガイド面に関して上述したように、第２のリンク３６１０の内側ガイド面及び外側ガイド面は、第２のリンク３６１０が第２のリンク３６１０（第１のリンク３５１０）に対して回転するときに、バンド３４２０の対応する面に接触する。さらに、第２のガイドチャネル３６１５（従って、その中のバンド３４２０の一部）は、第２のリンク３６１０の長手方向中心線ＣＬ２及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、バンド３４２０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生し、その結果、第２のリンク３６１０が第１のリンク３５１０に対して回転する。第２のガイドチャネル３６１５（従って、その中のバンド３４２０の一部）も、第２の回転軸線Ａ２からオフセットされる。このようにして、バンド３４２０に力を加えると、第２の回転軸線Ａ２の周りでツール部材３４６２にトルクを発生させることができ、その結果、ツール部材３４６２が第２のリンク３６１０に対して回転する。
【００６１】
ツール部材３４６２は、手首アセンブリ３５００に結合され、且つ手首アセンブリに対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。このようにして、ツール部材３４６２の先端部分（例えば、係合部分）は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作することができる。ツール部材３４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、任意の適切な医療用ツール部材であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ツール部材３４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、把持器、カッター、組織マニピュレータ等として機能する係合面を含むことができる。他の実施形態では、ツール部材３４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、焼灼処置に使用されるエネルギー供給を受けるツール部材であり得る。１つのツール部材３４６２のみが示されているが、他の実施形態では、器具３４００は、把持機能又はせん断機能を協働して行う２つの移動式ツール部材を含む。このようにして、ツール部材３４６２は、器具３４００のためのエンドエフェクタの一部を形成することができる。
【００６２】
バンド３４２０は、基端部分３４２１及び先端部分３４２２を有する。基端部分３４２１は、シャフト（図示せず）を通って手首アセンブリ３５００の外側に延び、アクチュエータ（図示せず）に結合される。アクチュエータは、任意の適切な機構によってバンドの基端部分３４２１を動かして、（図１３の矢印ＥＥ及び図１４の矢印ＧＧによって示されるように）結果として生じる動き（又は力）をバンドの先端部分３４２２に発生させることができる。バンド３４２０の先端部分３４２２は、第１のガイドチャネル３５１５及び第２のガイドチャネル３６１５内にあり、且つツール部材３４６２に結合される。このようにして、本明細書に記載されるように、バンド３４２０の動き（又はそれに加えられる力）は、ツール部材３４６２の回転、第２のリンク３６１０の回転、又はツール部材３４６２と第２のリンク３６１０との両方の回転を発生させる。バンド３４２０の先端部分３４２２は、任意の適切な機構によってツール部材３４６２に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、先端部分３４２２は、ツール部材３４６２の接続部分に係合する（又はその接続部分内に受容される）ピン又は突起部によってツール部材３４６２に結合することができる。他の実施形態では、先端部分３４２２は、接着剤を介してツール部材３４６２に結合することができる。さらに他の実施形態では、バンドの先端部分３４２２は、ツール部材３４６２のプーリ部分の周りに巻き付けることができる。
【００６３】
バンド３４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な形状を有することができる。さらに、バンド３４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、バンド３４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、（例えば、接着剤を介して）互いに接合される一連のラミネートから構成され得る。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【００６４】
バンド３４２０の使用は、外科的処置に適した低コストの使い捨て器具を提供することができる。使用中に、器具３４００の先端部分は、最大３自由度を与え、且つ複数の異なる構成の間で移動して、様々な外科手術を行うことができる。例えば、いくつかの状況では、第２のリンク３６１０は、ピッチ軸線Ａ１の周りで第１の方向に回転することができる。図１３に示されるように、矢印ＥＥによって示されるようなバンド３４２０の動き（又はバンド３４０への力の適用）は、第２のリンク３６１０の第１のリンク３５１０に対する矢印ＦＦによって示される第１の方向への回転を発生させる。図１６を参照すると、回転中に、バンド３４２０の内側接触面３４２５は、第１のリンク３５１０の内側ガイド面３５１６と接触する。具体的には、内側接触面３４２５は、湾曲した内側ガイド面３５１６の周りに巻き付けられて（すなわち、内側接触面３４２５と内側ガイド面３５１６との間の接触を維持することができる）、所望の張力がバンド３４２０内に維持され、先端部分３４２２と基端部分３４２１との間の（つまり、アクチュエータに結合された）動きが、第２のリンク３６１０及びツール部材３４６２の全可動域に亘って保存されるのを保証することができる。図１４に示されるように、矢印ＧＧによって示されるようなバンド３４２０の動き（又はバンド３４０への力の適用）は、第２のリンク３６１０の第１のリンク３５１０に対する矢印ＨＨによって示される第１の方向への回転を発生させる。図１７を参照すると、バンド３４２０の外側接触面３４２６は、第１のリンク３５１０の外側ガイド面３５１７に接触する。具体的には、外側接触面３４１７は、湾曲した外側ガイド面３５１７の周りに巻き付けられて（すなわち、外側接触面３４２６と外側ガイド面３５１７との間の接触を維持することができる）、所望の張力がバンド３４２０内に維持され、先端部分３４２２と基端部分３４２１との間の（すなわち、アクチュエータに結合された）動きが、第２のリンク３６１０及びツール部材３４６２の全可動域に亘って保存されるのを保証することができる。
【００６５】
使用中に、いくつかの実施形態では、バンド（例えば、バンド３４２０）の第１の部分が、手首アセンブリの１つ又は複数のガイド面（例えば、内側ガイド面３５１６）の周りに巻き付けられ、バンドの第２の部分が、ツール部材（例えば、ツール部材３４６２）の部分（例えば、プーリ部分）の周りに巻き付けられる。そのような実施形態では、バンドは、所望のトルク又は力を手首アセンブリ又はツール部材に及ぼすのに十分な強度を有するように構成され、同時に、器具内の様々な構造に適合する（又はその周りに巻き付けられる）のに十分な可撓性も有する。本明細書に記載されるバンドの可撓性（又は剛性）は、バンドの広範な特性であり、こうして、バンドが形成される材料と、バンドの特定の物理的特性（例えば、断面形状、長さ、境界条件等）との両方に依存する。例えば、本明細書に記載のバンドのいずれかの可撓性は、所望の弾性率、曲げ弾性率及び／又は硬度を有する材料からバンドを選択的に構成することにより、増減させることができる。例えば、バンドの可撓性は、例えば、比較的低い弾性率を有する材料のバンドを構成することにより増大させることができる。いくつかの実施形態では、例えば、より薄いラミネートのバンドを構成することにより、バンドの可撓性を高めることができる。本明細書に記載されるバンドのいずれかの可撓性は、物体の形状又は断面積等、物体の物理的特性を変更することによって増減させることもできる。例えば、長さ及び断面積を有するバンドは、同じ長さを有するが断面積がより小さい別のバンドよりも大きな剛性を有し得る。こうして、バンドのサイズを小さくすること、及び／又はバンドの形状又は向きを変更することによって、バンドの可撓性を高めることができる。また、使用するラミネートの数を変更することにより、バンドの剛性を変更できる。
【００６６】
本明細書に記載のバンドのいずれか等の細長い物体の剛性（又は逆に、可撓性）は、その曲げ剛性によって特徴付けることができる。バンドの曲げ剛性を使用して、所定の力の下でバンドが撓む容易さ（例えば、本明細書に記載される器具内で曲がりくねった経路に沿って巻き付けられたり移動したりしたときのバンドの撓み易さ）を特徴付けることができる。曲げ剛性は、以下に示されるように数学的に表現できる。
ｋ＝３ＥＩ／Ｌ３                  （１）
【００６７】
ここで、ｋはバンドの曲げ剛性であり、Ｅはバンドを構成する材料の弾性率であり、Ｉはバンドの断面２次モーメント（以下で規定される）であり、Ｌはバンドの長さである。こうして、所与のバンド長さに対して、バンドの弾性率と断面２次モーメントとの両方を低減することにより、剛性を低下させることができる（すなわち、可撓性を高めることができる）。長方形の断面形状の断面２次モーメントは次のように表される。
Ｉｘ＝ｂｈ３／１２                  （２）
【００６８】
ここで、ｘはバンドが曲げられている軸であり、ｂはｘ軸に平行な長方形の辺の長さ（つまり、長方形の「底辺」）であり、ｈはｘ軸に垂直な長方形の辺（つまり、長方形の「高さ」）である。この式から明らかなように、長方形の断面２次モーメントは、底辺が２つの辺のうち長い方であるときに最も低くなる。別の言い方をすれば、本明細書に記載されるバンドのいずれかの可撓性は、断面形状が、所望の曲げ軸線の周りの可能な限り低い断面２次モーメントを生成するように向き合わせされるのを確実にすることによって最大化できる。また、追加の薄いラミネートで構成することにより、強度を低下させることなくバンドの可撓性を高めることができる。
【００６９】
従って、いくつかの実施形態では、器具は、その断面形状（長手方向中心線に沿った様々な位置で）が、第１の軸線の周りに低い断面２次モーメントを生成するように第１の向きになり、且つ第２の軸線の周りに低い断面２次モーメントを生成するように第２の向きになるように、長手方向中心線に沿ってねじられるバンドを含むことができる。この構成により、単一のバンドを変形させて、２つ以上の異なる軸線（例えば、ピッチ軸線及びヨー軸線）の周りに望ましい可撓性を維持できる。例えば、図１８は、一実施形態による、器具４４００の一部の断面図を示す。器具４４００は、手首アセンブリ４５００、バンド４４２０、及びツール部材４４６２を含む。図１９〜図２１は、バンド４４２０の長手方向中心線ＣＬに垂直な面内で切り取られたバンド４４２０の様々な部分の断面図である。器具４４００は、バンド４４２０の動きが、手首アセンブリ４５００のピッチ軸線Ａ１の周りの動き、ツール部材４４６２のヨー軸線Ａ２の周りの動き、又は手首アセンブリ４５００の動きとツール部材４４６２の動きとの両方を発生させるように構成される。
【００７０】
手首アセンブリ４５００は、基端側の第１のリンク４５１０及び先端側の第２のリンク４６１０を含む。第１のリンク４５１０は、基端部分及び先端部分を有する。第１のリンク４５１０の基端部分は、手首アセンブリ２５００及び手首アセンブリ３５００に関して上記で説明したのと同様の方法で、シャフト（図示せず、本明細書に記載されるシャフトのいずれかと同様）に結合される。先端部分は、レボリュート・ジョイントで第２のリンク４６１０に結合される。このようにして、第１のリンク４５１０及び第２のリンク４６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ４５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク４６１０が第１のリンクに対して回転する。
【００７１】
第２のリンク４６１０は、基端部分４６１１及び先端部分４６１２を有する。上述したように、基端部分４６１１は、第１のリンク４５１０に回転可能に結合される。第２のリンク４６１０の基端部分４６１１及び第１のリンク４５１０の先端部分は、互いに結合されて、任意の適切な手首ジョイントを形成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２のリンク４６１０は、本明細書に示され記載されるタイプのピン留めジョイントを介して第１のリンク４５１０に結合され得る。他の実施形態では、第２のリンク４６１０は、本明細書に示され記載されるタイプの嵌合ディスク面を介して、第１のリンク４５１０に結合され得る。第２のリンク４６１０の先端部分４６１２は、ツール部材４４６２が手首アセンブリ４５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、ツール部材４４６２のプーリ部分４４６７に結合される。図１８に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、第１の回転軸線Ａ１と非平行である。軸線Ａ２は、ツール部材が一緒に回転する際のヨー軸線（ヨーという用語は任意である）と、ツール部材が互いに反対方向に回転する際のグリップ軸線との両方として機能する。こうして、器具４４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。ツール部材４４６２は、任意の適切なジョイントを介して第２のリンク４６１０に回転可能に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のリンク４６１０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイント等の、クレビス及びピンを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、第２のリンク４６１０は、（２０１６年１月２６日に出願された）“Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods”という表題の国際公開第２０１６／１２３１３９号に示され記載されるコンプライアント機構等のコンプライアント機構を含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００７２】
図示されるように、第２のリンク４６１０は、バンド４４２０の部分４４２２がその中に移動可能に配置されるガイドチャネル４６１５を規定する。いくつかの実施形態では、第２のリンク４６１０は、内側ガイド面及び外側ガイド面（それぞれ、内側ガイド面３５１６及び外側ガイド面３５１７と同様）を含み、それぞれのガイド面がガイドチャネル４６１５の境界の一部を形成する。さらに、いくつかの実施形態では、ガイドチャネル４６１５は、第２のリンク４６１０の長手方向中心線に沿って湾曲している。このようにして、第２のリンク４６１０が第１のリンク４５１０に対して第１の回転軸線Ａ１の周りに回転（すなわち、ピッチ運動）するときに、バンド４４２０は、第２のリンク４６１０の内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分と接触して、器具４４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。
【００７３】
ツール部材４４６２は、手首アセンブリ４５００に結合され、且つ接触部分４４６４及びプーリ部分４４６７を含む。接触部分４４６４は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、接触部分４４６４は、把持器、カッター、組織マニピュレータ等として機能する係合面を含むことができる。他の実施形態では、接触部分４４６４は、焼灼処置に使用されるエネルギー供給を受けるツール部材であり得る。上述したように、プーリ部分４４６７は、矢印ＪＪで示されるように、ツール部材４４６２が手首アセンブリ４５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、第２のリンク４６１０に回転可能に結合される。このようにして、ツール部材４４６２の接触部分４４６４は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作することができる。ツール部材４４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、任意の適切な医療用ツール部材であり得る。さらに、１つのツール部材４４６２のみが示されているが、他の実施形態では、器具４４００は、把持機能又はせん断機能を協働して行う２つの移動式ツール部材を含む。このようにして、ツール部材４４６２は、器具４４００のためのエンドエフェクタの一部を形成することができる。
【００７４】
バンド４４２０（引張部材として機能する）は、長手方向中心線ＣＬを規定し、且つ第１のバンド部分４４２１、第２のバンド部分４４２２、及び第３のバンド部分４４２３を有する。第３のバンド部分４４２３は、第２のバンド部分４４２２と第１のバンド部分４４２１との間にある。第１のバンド部分４４２１は、ガイドチャネル４６１５内にあり、且つ第１のリンク部材４５１０内に延びる。いくつかの実施形態では、バンド４４２０は、シャフト（図示せず）を通って手首アセンブリ４５００の外側に延び、アクチュエータ（図示せず）に結合される第４のバンド部分（すなわち、基端部分）を含むことができる。アクチュエータは、任意の適切な機構によってバンド４４２０を動かして、（図１８の矢印ＩＩによって示されるように）結果として生じる動き（又は力）を第１のバンド部分４４２１に発生させることができる。第２のバンド部分４４２２は、ツール部材４４６２に結合される。具体的には、第２のバンド部分４４２２は、ツール部材４４６２のプーリ部分４４６７に結合される（又はその一部に巻き付けられる）。このようにして、本明細書に記載されるように、バンド４４２０の動き（又はそれに加えられる力）は、（矢印ＪＪによって示されるような）ツール部材４４６２の回転、第２のリンク４６１０の回転、又はツール部材４４６２と第２のリンク４６１０との両方の回転を発生させる。バンド４４２０の第２のバンド部分４４２２は、任意の適切な機構によってツール部材４４６２に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のバンド部分４４２２は、プーリ部分４４６７の接続部分と係合する（又はその中に受容される）ピン又は突起部によってツール部材４４６２に結合することができる。他の実施形態では、第２のバンド部分４４２２は、接着剤を介してプーリ部分４４６７に結合することができる。
【００７５】
図示されるように、バンド４４２０は、第１のバンド部分４４２１と第２のバンド部分４４２２との間で、その長手方向中心線ＣＬに沿ってねじられる。同様に、図１９〜図２１を参照すると、バンド４４２０は、第１のバンド部分４４２１における接触面４４２５の向きが、第２のバンド部分４４２２における接触面４４２５の向きとは異なるように、その長手方向中心線ＣＬに沿って角度的に変形される。図２０に示されるように、接触面４４２５の向きと形状との両方は、第３のバンド部分４４２３において、第１のバンド部分４４２１又は第２のバンド部分４４２２とは異なる。バンド４４２０のねじれを説明するさらに別の方法として、長手方向中心線ＣＬに垂直な面内のバンド４４２０の断面形状は、主軸（major axis）によって特徴付けられる。主軸という用語は楕円形の文脈でよく使用されるが、本明細書では長方形（又は台形）の文脈で使用される場合に、「主軸」という用語は、反対側の中心点を通過する断面形状の長軸である。図１９〜図２１を参照すると、第１のバンド部分４４２１内の主軸ＡＭ１は、第２のバンド部分４４２２内の主軸ＡＭ２とは異なる角度方向にある。このようにして、第１のバンド部分４４２１の接触面４４２５は、ガイド面と接触することができるか、又は第１の回転軸線Ａ１の周りに湾曲することができる。第２のバンド部分４４２２の接触面４４２５は、プーリ部分４４６７の周りに巻き付けられることができるか、又は第２の回転軸線Ａ２の周りに湾曲することができる。ねじられることにより、バンド４４２０の所望の変形軸線の周りの断面２次モーメントが最小化される。こうして、バンド４４２０の可撓性は、第１のバンド部分４４２１（第２のリンク部材４６１０のピッチ軸線Ａ１の周りの回転を容易にする）と、第２のバンド部分４４２２（ツール部材４４６２のヨー軸線Ａ２の周りの回転を容易にする）との両方で最大化される。
【００７６】
図２１を参照すると、バンド４４２０は、第１のバンド部分４４２１と第２のバンド部分４４２２との間で、その長手方向中心線ＣＬに沿って任意の適切なねじれ角Θだけねじることができる。いくつかの実施形態では、ねじれ角Θは、第１の回転軸線Ａ１と第２の回転軸線Ａ２との間に規定される角度と同じであり得る（「回転オフセット角」と呼ばれる）。いくつかの実施形態では、ねじれ角Θは約９０度であり得る。
【００７７】
バンド４４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な形状を有することができる。さらに、バンド４４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、バンド４４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、（例えば、接着剤を介して）互いに接合される一連のラミネートから構成され得る。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【００７８】
バンド４４２０の使用は、外科的処置に適した低コストの使い捨て器具を提供することができる。使用中に、器具４４００の先端部分は、最大３自由度を与え、且つ複数の異なる構成の間で移動して、様々な外科手術を行うことができる。例えば、いくつかの状況では、第２のリンク４６１０は、ピッチ軸線Ａ１の周りに回転でき、それにより、バンド４４２０を第１のバンド部分４４２１内の主軸ＡＭ１に平行な軸線の周りに曲げ又は湾曲させることができる。他の状況では、ツール部材４４６２は、ヨー軸線Ａ２の周りに回転することができ、それにより、バンド４４２０を、第２のバンド部分４４２２内の主軸ＡＭ２に平行な軸線の周りに曲げ又は湾曲させることができる。
【００７９】
上記のバンド（例えば、バンド４４２０）は、バンドの長手方向中心線に沿って一定の断面積を有するものとして示されているが、他の実施形態では、本明細書に示され記載される任意のバンドは、可変の断面積、形状、又はサイズを有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、器具は、手首内の領域（又はバンドがエンドエフェクタに結合される場所）の小さい断面積と、シャフト内（又はアクチュエータで）の大きい断面積とを有する１つ又は複数のバンドを含むことができる。このようにして、より大きな断面積を有するバンドの部分は、より大きな強度を有することができ、それは、次に、使用中のバンドの伸び（変形）量を最小化することができる。例えば、図２２は、一実施形態による、器具５４００の一部の概略図である。器具５４００は、手首アセンブリ５５００、バンド５４２０、及びツール部材５４６２を含む。図２３及び図２４は、バンド５４２０の長手方向中心線ＣＬに垂直な面内で切り取られたバンド５４２０の断面図である。器具５４００は、バンド５４２０の動きが、手首アセンブリ５５００のピッチ軸線Ａ１の周りの動き、ツール部材５４６２のヨー軸線Ａ２の周りの動き、又は手首アセンブリ５５００の動きとツール部材５４６２の動きとの両方を発生させるように構成される。
【００８０】
手首アセンブリ５５００（ジョイントアセンブリとも呼ばれる）は、基端側の第１のリンク５５１０及び先端側の第２のリンク５６１０を含む。第１のリンク５５１０は、シャフト５４１０に結合される基端部分５５１１を有する。シャフト５４１０は、手首アセンブリ５５００をアクチュエータ５７００に結合する任意の適切な細長いシャフトとすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、シャフト５４１０は、円筒形シャフトとすることができ、このシャフト内に、アクチュエータ５４７０から手首アセンブリ５５００に経路指定されるバンド５４２０及び他の構成要素（例えば、電線、接地線等）が配置される。基端部分５５１１は、任意の適切な機構を介してシャフト５４１０に結合することができる。例えば、いくつかの実施形態では、基端部分５５１１は、（例えば、締り嵌めを介して）シャフト５４１０の一部内に嵌合させて配置することができる。いくつかの実施形態では、基端部分５５１１は、基端部分５５１１をシャフト５４１０に結合する１つ又は複数の突起部、凹部、開口部、又はコネクタを含むことができる。
【００８１】
第２のリンク５６１０は、基端部分及び先端部分５６１２を有する。基端部分は、第１のリンク５５１０に回転可能に結合され、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ５５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク５６１０が第１のリンクに対して回転する。手首アセンブリ５５００は、任意の適切な結合機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２のリンク５６１０は、本明細書に示され記載されるタイプのピン留ジョイントを介して第１のリンク５５１０に結合され得る。他の実施形態では、第２のリンク５６１０は、本明細書に示され記載されるタイプの嵌合ディスク面を介して第１のリンク５５１０に結合され得る。
【００８２】
第２のリンク５６１０の先端部分５６１２は、ツール部材５４６２が手首アセンブリ５５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、ツール部材５４６２のプーリ部分５４６７に結合されるコネクタ５６８０を含む。第２の回転軸線Ａ２は、第１の回転軸線Ａ１と非平行である。軸線Ａ２は、ツール部材が一緒に回転する際のヨー軸線（ヨーという用語は任意である）と、ツール部材が互いに反対方向に回転する際のグリップ軸線との両方として機能する。こうして、器具５４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。コネクタ５６８０は、ツール部材５４６２を手首アセンブリ５５００に回転可能に結合するための任意の適切なコネクタであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のリンク５６１０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイント等の、クレビス及びピンを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。他の実施形態では、第２のリンク５６１０は、（２０１６年１月２６日に出願された）“Rolling-Contact Joint Mechanisms and Methods”という表題の国際公開第２０１６／１２３１３９号に示され記載されるコンプライアント機構等のコンプライアント機構を含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００８３】
ツール部材５４６２は、手首アセンブリ５５００に結合され、且つ接触部分５４６４及びプーリ部分５４６７を含む。接触部分５４６４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、接触部分５４６４は、把持器、カッター、組織マニピュレータ等として機能する係合面を含むことができる。他の実施形態では、接触部分５４６４は、焼灼処置に使用されるエネルギー供給を受けるツール部材であり得る。上述したように、プーリ部分５４６７は、矢印ＫＫで示されるように、ツール部材５４６２が手首アセンブリ５５００に対して第２の回転軸線Ａ２を介して回転するように、第２のリンク５６１０に回転可能に結合される。このようにして、ツール部材５４６２の接触部分５４６４は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作することができる。ツール部材５４６２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、任意の適切な医療用ツール部材であり得る。さらに、１つのツール部材５４６２のみが示されているが、他の実施形態では、器具５４００は、把持機能又はせん断機能を協働して行う２つの移動式ツール部材を含む。このようにして、ツール部材５４６２は、器具５４００のためのエンドエフェクタの一部を形成することができる。
【００８４】
バンド５４２０（引張部材として機能する）は、長手方向中心線ＣＬを規定し、且つ第１のバンド部分５４２１、第２のバンド部分５４２２、第３のバンド部分５４２３、第４のバンド部分５４３１、及び第５の（つまり、最も基端側の）バンド部分５４２７を有する。第１のバンド部分５４２１は、シャフト５４１０内に配置され、図２４に示されるように、長手方向中心線ＣＬに垂直な第１の面に第１の断面積を有する。第２のバンド部分５４２２は、ツール部材５４６２に結合される。図２３に示されるように、第２のバンド部分５４２２は、長手方向中心線ＣＬに垂直な第２の面に第２の断面積を有する。具体的には、第２の断面積は、第１の断面積よりも小さい。このようにして、バンド５４２０は、シャフト５４１０内により大きな（従ってより高い強度）部分と、手首アセンブリ２５００内の（及びツール部材５４６２に結合された）より小さく、より可撓性の部分とを有することができる。第３のバンド部分５４２３は、第２のバンド部分５４２２と第１のバンド部分５４２１との間にあり、且つより小さい第２のバンド部分５４２２とより大きい第１のバンド部分５４２１との間の移行部分である。第３のバンド部分５４２３が第１のバンド部分５４２１と第２のバンド部分５４２２との間で長手方向中心線に関して対称的に移行するように示されているが、他の実施形態では、第３のバンド部分５４２３は、長手方向中心線ＣＬに沿って非対称に移行（又はテーパ）することができる。さらに、第３のバンド部分５４２３が、第１のバンド部分５４２１と第２のバンド部分５４２２との間で連続的且つ線形に移行するように示されているが、他の実施形態では、第３のバンド部分５４２３は、長手方向中心線ＣＬに沿って不連続又は非線形的に移行（又はテーパ）することができる。
【００８５】
図示されるように、第２のバンド部分５４２２は、ツール部材５４６２のプーリ部分５４６７の周りに巻き付けられる。このようにして、第４のバンド部分５４３１は、シャフト５４１０内に延び、且つ第１のバンド部分５４２１の反対側にある。いくつかの実施形態では、バンドは、第１のバンド部分５４２１、第２のバンド部分５４２２、第３のバンド部分５４２３、及び第４のバンド部分５４３１が全て単一の要素内にあるようにモノリシックに構成される。しかしながら、他の実施形態では、第４のバンド部分５４３１は、第１のバンド部分５４２１とは別個に構成され得る（又は異なる要素であり得る）。第２のバンド部分５４２２は、任意の適切な機構によってツール部材５４６２に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のバンド部分５４２２は、プーリ部分５４６７の接続部分と係合する（又はその中に受容される）ピン又は突起部によってツール部材５４６２に結合され得る。他の実施形態では、第２のバンド部分５４２２は、接着剤を介してプーリ部分５４６７に結合することができる。
【００８６】
第５の（つまり、最も基端側の）バンド部分５４２７は、アクチュエータ５７００に結合される。アクチュエータは、矢印ＫＫによって示されるように、第５のバンド部分５４２７の動きを生成するモータ駆動アクチュエータであり得る。第５のバンド部分５４２７でのバンドの動きは、（矢印ＫＫによって示されるように）ツール部材５４６２の回転、第２のリンク５６１０の回転、又はツール部材５４６２と第２のリンク５６１０との両方の回転を発生させる。第１のバンド部分５４２１の断面積を増大させることにより、シャフト５４１０内のバンド５４２０の剛さ又は剛性が増大し、それにより、最も基端側のバンド部分５４２７と最も先端側の（つまり、第２の）バンド部分５４２２との間のバンド５４２０の運動の保存が高まる。
【００８７】
図示されるように、アクチュエータ５７００は、シャフト５４１０に対して平行移動して第５のバンド部分５４２７を動かす線形アクチュエータを含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、アクチュエータ５７００は、第５のバンド部分５４２７を回転させる又は「に巻いて」動きを発生させるキャプスタン又は他のモータ駆動ローラを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、アクチュエータ５７００は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に記載される任意のバックエンド・アセンブリ又は構成要素を含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００８８】
バンド５４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１のバンド部分５４２１の形状は台形（図２４を参照）であり得、第２のバンド部分５４２２の形状は長方形であり得る。さらに、バンド５４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、任意の適切な材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、バンド５４２０（及び、本明細書に記載されるバンドのいずれか）は、（例えば、接着剤を介して）一緒に接合される一連のラミネートから構成することができる。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【００８９】
上記に示される器具（例えば、器具４４００及び器具５４００）は、単一のツール部材を含むが、他の実施形態では、器具は、（例えば、所望のエンドエフェクタを形成するため）任意の適切な数のツール部材を含み得る。さらに、器具が、ツール部材（例えば、器具２４００）への単一の接続点を有するか、又はツール部材（例えば、器具５４００）のプーリ部分の周りに巻き付けられる、単一バンドを含むものとして上に示されているが、他の実施形態では、器具は、手首アセンブリ及びエンドエフェクタを作動させるために、任意の適切な数のバンドを含み得る。例えば、図２５は、一実施形態による、器具６４００の一部の概略図である。器具６４００は、手首アセンブリ６５００、第１のバンド６４２０、第２のバンド６４４０、及びエンドエフェクタ６４６０を含む。器具６４００は、第１のバンド６４２０及び第２のバンド６４４０の様々な部分の動きが、手首アセンブリ６５００のピッチ軸線Ａ１の周りの動き、エンドエフェクタ６４６０のヨー軸線Ａ２の周りの動き、エンドエフェクタ６４６０のグリップ運動、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。
【００９０】
手首アセンブリ６５００は、基端側の第１のリンク６５１０及び先端側の第２のリンク６６１０を含む。第１のリンク６５１０は、本明細書に示され説明されるタイプのシャフト（図示せず）に結合される。第２のリンク６６１０は、基端部分及び先端部分を有する。基端部分は、第１のリンク６５１０に回転可能に結合され、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ６５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク６６１０が第１のリンク６５１０に対して回転する。手首アセンブリ６５００は、任意の適切な結合機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、第２のリンク６６１０は、本明細書に示され説明されるタイプのピン留めジョイントを介して第１のリンク６５１０に結合され得る。他の実施形態では、第２のリンク６６１０は、本明細書に示され説明されるタイプの嵌合ディスク面を介して第１のリンク６５１０に結合され得る。
【００９１】
第２のリンク６６１０の先端部分は、エンドエフェクタ６４６０に結合される。より具体的には、第２のリンク６６１０の先端部分は、第１のツール部材６４６２のプーリ部分６４６７及び第２のツール部材６４８２のプーリ部分６４８７に結合される。この構成により、ツール部材６４６２及びツール部材６４８２のそれぞれが、手首アセンブリ６５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転可能になる。第２の回転軸線Ａ２は、第１の回転軸線Ａ１と非平行であり、且つツール部材が一緒に回転する際のヨー軸線（ヨーという用語は任意である）と、ツール部材が互いに反対に回転する際のグリップ軸線との両方として機能する。こうして、器具６４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。エンドエフェクタ６４６０が、ピンコネクタを介して第２のリンク６６１０に結合されるものとして示されているが、他の実施形態では、エンドエフェクタ６４６０は、任意の適切な機構によって手首アセンブリ６５００に結合され得る。
【００９２】
エンドエフェクタは、第１のツール部材６４６２及び第２のツール部材６４８２を含む。第１のツール部材６４６２は、接触部分６４６４及びプーリ部分６４６７を含み、第２のツール部材６４８２は、接触部分６４８４及びプーリ部分６４８７を含む。接触部分６４６４及び接触部分６４８４はそれぞれ、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作するように構成される。例えば、いくつかの実施形態では、接触部分は、把持器、カッター、組織マニピュレータ等として機能する係合面を含むことができる。他の実施形態では、接触部分は、焼灼処置に使用されるエネルギー供給を受けるツール部材であり得る。上述したように、プーリ部分６４６７及びプーリ部分６４８７はそれぞれ、ツール部材６４６２が手首アセンブリ６５００に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転するように、第２のリンク６６１０に回転可能に結合される。プーリ部分は、対応するバンド（すなわち、第１のバンド６４２０及び第２のバンド６４４０）が巻き付けられる接触面を含むことができる。第１のツール部材６４６２及び第２のツール部材６４８２（又は、本明細書に記載されるツール部材のいずれか）は、任意の適切な医療用ツール部材であり得る。
【００９３】
第１のバンド６４２０（引張部材として機能する）は、第１の基端部分６４２１、第２の基端部分６４３１、及び先端部分６４２２を有する。図示されるように、先端部分６４２２は、第１のツール部材６４６２のプーリ部分６４６７の周りに巻き付けられる。このようにして、第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１はそれぞれ、第１のリンク６５１０を通ってシャフト（図示せず）内に延びる。さらに、第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１はそれぞれ、（ピッチ、ヨー、及びグリップとラベル付けされた一連の矢印によって示されるように）基端部分のそれぞれを動かすことができるアクチュエータ（図示しないが、上述したアクチュエータ５７００と同様）に結合される。第２のバンド６４４０（引張部材としても機能する）は、第３の基端部分６４４１、第４の基端部分６４５１、及び先端部分６４４２を有する。図示されるように、先端部分６４４２は、第２のツール部材６４８２のプーリ部分６４８７の周りに巻き付けられる。このようにして、第３の基端部分６４４１及び第４の基端部分６４５１はそれぞれ、第１のリンク６５１０を通ってシャフト（図示せず）内に延びる。さらに、第３の基端部分６４４１及び第４の基端部分６４５１はそれぞれ、（ピッチ、ヨー、及びグリップとラベル付けされた一連の矢印によって示されるように）基端部分のそれぞれを動かすことができるアクチュエータ（図示しないが、上述したアクチュエータ５７００と同様）に結合される。
【００９４】
いくつかの実施形態では、第１のバンド６４２０又は第２のバンド６４４０（又は両方）は、第１の基端部分、第２の基端部分、及び先端部分が全て単一の要素内にあるようにモノリシックに構成できる。しかしながら、他の実施形態では、第１のバンド６４２０又は第２のバンド６４４０（又は両方）は、複数の別個に構成された構成要素を含み得る（例えば、第１の基端部分６４２１は、第２の基端部分６４３１とは別個に構成され得る）。さらに、第１のバンド６４２０又は第２のバンド６４４０（又は両方）は、本明細書に記載されるように、任意の適切な形状を有することができる。いくつかの実施形態では、第１のバンド６４２０又は第２のバンド６４４０（又は両方）は、（バンド５４２０に関して上述したように）変化する断面積を有することができ、又は（バンド４４２０に関して上述したように）その長手方向中心線に沿ってねじることができる。いくつかの実施形態では、第１のバンド６４２０又は第２のバンド６４４０（又は両方）は、（例えば、接着剤を介して）一緒に接合される一連のラミネートから構成され得る。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【００９５】
器具６４００のピッチ、ヨー、又はグリップを変更するには、一般に、４つの基端部分（第１の基端部分６４２１、第２の基端部分、第３の基端部分６４４１、及び第４の基端部分６４５１）のそれぞれにそれぞれ適用される動き又は動作が必要である。バンド部分の動きは、通常、一度に１つずつ、又は同時に任意の望ましい組合せで行われ、器具６４００のピッチ、ヨー、及びグリップを変更できる。例えば、矢印ＭＭで示されるように、ピッチ軸線の回転により、第２のリンク６６１０が第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線）の周りに回転する。ピッチ軸線Ａ１を中心とする時計回りの回転の場合に、アクチュエータ（図示せず）は、第３の基端部分６４４１及び第４の基端部分６４５１を同じ長さだけ解放しながら（つまり、先端側に移動させながら）、第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１を同じ長さだけ引き込む（つまり、基端側に移動させる）。これは、ピッチとラベル付けされた矢印によって示される。第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１は、手首アセンブリ６５００を通るガイドチャネルによって規定されるモーメントアームにおいて第２のリンク６６１０に力を加える。同様に、第１のリンク６５１０及び第２のリンク６６１０は、ピッチ軸線Ａ１の周りにトルクを発生させるために、ピッチ軸線Ａ１からオフセットされた１つ又は複数のガイドチャネルを規定することができる。ガイドチャネルは、本明細書に記載されるガイドチャネルのいずれか（例えば、手首アセンブリ２５００又は手首アセンブリ３５００に関連して示され記載されるガイドチャネル）であり得る。同様に、第２のリンク６６１０のピッチ軸線Ａ１を中心とする反時計回りの回転の場合に、アクチュエータは、第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１を同じ長さだけ解放しながら（すなわち、先端側に移動させながら）、第３の基端部分６４４１及び第４の基端部分６４５１を同じ長さだけ引き込む（すなわち、基端側に移動させる）。
【００９６】
ヨー回転は、第１のツール部材６４６２及び第２のツール部材６４８２の第２の回転軸線Ａ２（ヨー軸線）を中心とする同じ方向及び同じ角度に亘る回転である。特に、アクチュエータが第１の基端部分６４２１をある長さだけ引き込み（すなわち、基端側に移動させ）、第２の基端部分６４３１を同じ長さだけ解放する（すなわち、先端側に移動するのを可能にする）ときに、第１のツール部材６４６２は、ヨー軸線Ａ２を中心にして時計回りに回転する（矢印ＮＮを参照）。この回転のために、ガイドチャネル又はプーリ部分６４６７のプーリ面は、第１のバンド６４２０を介して伝達される力が加えられるモーメントアームを規定する。結果として生じるトルクは、第１のツール部材６４６２を時計回りに回転させる。この運動中に、第１の基端部分６４２１及び第２の基端部分６４３１はそれぞれ、第２のリンク６６１０のガイドチャネル内で摺動する。同時に、アクチュエータが第４の基端部分６４５１をある長さだけ引き込み、且つ第３の基端部分６４４１を同じ長さだけ解放する場合に、第２のツール部材６４８２は、第１のツール部材６４６２が回転する角度と同じ角度に亘って時計回りに回転する。従って、第１のツール部材６４６２及び第２のツール部材６４８２は、互いに対するそれらの位置を維持し、且つヨー角に亘ってユニットとして回転する。エンドエフェクタ６４６０の反時計回りの回転は、アクチュエータが、第１の基端部分６４２１及び第４の基端部分６４５１を同じ長さだけ解放しながら、第２の基端部分６４３１及び第３の基端部分６４４１を同じ長さだけ引き込む場合に、同様に達成される。これは、ヨーとラベル付けされた矢印で示される。
【００９７】
グリップ回転は、第１のツール部材６４６２及び第２のツール部材６４８２のヨー軸線Ａ２を中心とする反対方向への同じ角度に亘る回転である。エンドエフェクタ６４６０のグリップを開くために、アクチュエータは、第２の基端部分６４３１及び第４の基端部分６４５１を同じ長さだけ解放しながら、第１の基端部分６４２１及び第３の基端部分６４４１を同じ長さだけ引き込む。これにより、第１のツール部材６５６２が第２のツール部材６４８２とは反対方向に回転する。エンドエフェクタのグリップを閉じるために、アクチュエータは、第１の基端部分６４２１及び第３の基端部分６４４１を同じ長さだけ解放しながら、第２の基端部分６４３１及び第４の基端部分６４５１を同じ長さだけ引き込む。これにより、第１のツール部材６５６２を第２のツール部材６４８２に向けて回転させる。ツール部材の接触部分が接触すると、第２の基端部分６４３１及び第４の基端部分６４５１の張力は、第１の基端部分６４２１及び第３の基端部分６４４１の力の張力よりも大きく保たれ、所望のグリップ力を維持することができる。
【００９８】
図２６〜図３６は、一実施形態による、器具７４００の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具７４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具７４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具７４００は、アクチュエータアセンブリ７７００、シャフト７４１０、手首アセンブリ７５００、及びエンドエフェクタ７４６０を含む。図２９を参照すると、器具７４００は、バックエンド機構７７００を手首アセンブリ７５００に結合する一連のバンド（具体的には、第１のバンド７４２０、第２のバンド７４３０、第３のバンド７４４０、及び第４のバンド７４５０）も含む。器具７４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ７５００の第１の回転軸線Ａ１（図２７参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ７４６０の第２の回転軸線Ａ２（図２７及び図２８参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ７４６０のツール部材の第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具７４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、４つのバンドを操作することによって行うことができる。こうして、所望の運動を達成するための４つのバンドのそれぞれの特定の動きについて、以下で説明する。
【００９９】
バックエンド機構７７００は、第１のバンド７４２０、第２のバンド７４３０、第３のバンド７４４０、及び第４のバンド７４５０のそれぞれの動きを生成して、手首アセンブリ７５００で所望の動き（ピッチ、ヨー、又はグリップ）を生成する。具体的には、バックエンド機構７７００は、一部のバンドを基端方向に移動する（つまり、特定のバンドを引き込む）のと同時に、同じ長さの他のバンドの先端方向の移動（つまり、解放又は「繰り出し」）を可能にする構成要素及びコントロールを含む。このようにして、バックエンド機構７７００は、バンド内の所望の張力を維持することができ、いくつかの実施形態では、手首アセンブリの全可動域の間に、バンドの長さが保存される（すなわち、等しい量で移動する）ことができる。しかしながら、他の実施形態では、バンドの長さの保存は必要とされない。
【０１００】
いくつかの実施形態では、バックエンド機構７７００は、バンドの一部の並進（直線運動）を生成する１つ又は複数の線形アクチュエータを含むことができる。そのようなバックエンド機構は、任意のバンドの端部を直接的に引っ張る（又は解放する）ために、例えば、ジンバル、レバー、又は他の任意の適切な機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、バックエンド機構７７００は、（２０１４年８月１５日に出願された）“Lever Actuated Gimbal Plate”という表題の米国特許出願公開第２０１５／００４７４５４号、又は（２００１年６月２８日に出願された）“Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Actuated
Multi-Disk Wrist Joint”という表題の米国特許第６，８１７，９７４号に記載されるバックエンド・アセンブリ又は構成要素のいずれかを含むことができ、これらの文献のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、他の実施形態では、バックエンド機構７７００は、任意のバンドの一部を回転して又は「巻いて」所望のバンド運動を生成するキャプスタン又は他のモータ駆動ローラを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、バックエンド機構７７００は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に記載されるバックエンド・アセンブリ又は構成要素のいずれかを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０１】
シャフト７４１０は、手首アセンブリ７５００をバックエンド機構７７００に結合する任意の適切な細長いシャフトとすることができる。具体的には、シャフト７４１０は、バックエンド機構７７００のハウジングに結合される基端部分７４１１と、手首アセンブリ７５００に結合される先端部分７４１２とを含む。シャフト７４１０は、バンド及び他の構成要素（例えば、電線、接地線等）がバックエンド機構７７００から手首アセンブリ７５００に経路指定され得る通路又は一連の通路を規定する。円筒形として示されているが、他の実施形態では、シャフト７４１０は、任意の適切な形状を有することができる。
【０１０２】
図２７及び図２８を参照すると、手首アセンブリ７５００は、基端側の第１のリンク７５１０及び先端側の第２のリンク７６１０を含む。第１のリンク７５１０は、基端部分７５１１及び先端部分７５１２を有する。基端部分７５１１は、シャフト７４１０の先端部分７４１２に結合される。基端部分７５１１は、任意の適切な機構を介してシャフト７４１０に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、基端部分７５１１は、（例えば、締り嵌めを介して）シャフトの一部内に嵌合させて配置することができる。図示されるように、基端部分７５１１は、基端部分７５１１をシャフトに結合する１つ又は複数の突起部、凹部、開口部、又はコネクタを含むことができる。基端部分７５１１は、接着剤接合、溶接、又は任意の他の永久的結合機構（すなわち、通常の使用中に取り外すことを意図していない結合機構）を介してシャフト７４１０に固定して結合され得る。
【０１０３】
先端部分７５１２は、第２のリンク７６１０の相手側の嵌合（mating）ジョイント部分７６４０に回転可能に結合されるジョイント部分７５４０を含む。このようにして、第１のリンク７５１０及び第２のリンク７６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ７５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対して回転する。具体的には、ジョイント部分７５４０は、凹部によって離間された一連の歯７５４４を含む。手首ジョイントはピン留めジョイントではないため、ピッチ軸線Ａ１は、第２のリンク７６１０の回転中に第１のリンク７５１０に対して移動する。一連の歯７５４４及び凹部は、（２０１５年２月２０日に出願された）“Mechanical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related
Devices and Methods”という表題の米国特許出願公開第２０１７／０１２０４５７号に示され記載されるものと同様であり得、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０４】
図３０及び図３１を参照すると、第１のガイドチャネル７５１５、第２のガイドチャネル７５２５、及び中央ボア７５３５が、第１のリンク７５１０に規定される。中央ボア７５３５は、例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。第１のリンク７５１０は、内側ガイド面７５１６及び外側ガイド面７５１７（それぞれのガイド面が、第１のガイドチャネル７５１５の境界の一部を形成する）と、内側ガイド面７５２６及び外側ガイド面７５２７（それぞれのガイド面が、第２のガイドチャネル７５２５の境界の一部を形成する）とを含む。第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０は、第１のガイドチャネル７５１５内に移動可能に配置される。第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０は、第２のガイドチャネル７５２５内に移動可能に配置される。こうして、第１のガイドチャネル７５１５及び第２のガイドチャネル７５２５のそれぞれは、２つのバンドを含む。
【０１０５】
図２８に示されるように、第１のリンク７５１０及び第２のリンク７６１０は、器具が初期（又は「直線」構成）にあるときに、ピッチ軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬを規定する。上記のように、第２のリンク７６１０がピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに、ジョイント部分７５４０とジョイント部分７６４０との間の転がり（rolling）界面は、ピッチ軸線Ａ１が僅かに移動し、もはや長手方向中心線ＣＬと整列されないようなものである。図３０及び図３１に示されるように、内側ガイド面７５１６の少なくとも一部及び外側ガイド面７５１７の少なくとも一部は、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。同様に、内側ガイド面７５２６の少なくとも一部及び外側ガイド面７５２７の少なくとも一部は、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。内側ガイド面７５１６、７５２６及び外側ガイド面７５１７、７５２７は、任意の適切な曲率半径を規定することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク７６１０が、第１のリンク７５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図２７の矢印ＯＯを参照）、第１のバンド７４２０は、内側ガイド面７５１６及び外側ガイド面７５１７の湾曲部分に接触して、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。同様に、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに、第２（３）のバンド７４４０は、内側ガイド面７５２６及び外側ガイド面７５２７の湾曲部分に接触して、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。
【０１０６】
第１のガイドチャネル７５１５及び第２のガイドチャネル７５２５が、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲しているが、長手方向中心線ＣＬに垂直な断面平面内で切り取られた内側ガイド面７５１６、７５２６及び外側ガイド面７５１７、７５２７のそれぞれの一部が線形である。器具３４００の作動に関して上述したように、この構成により、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対して回転するときに、内側ガイド面７５１６及び外側ガイド面７５１７が、（断面内の単一の点のみではなく）線形の断面接触面に沿って第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０の対応する内側接触面及び外側接触面にそれぞれ接触するのが可能になる。この構成により、また、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対して回転するときに、内側ガイド面７５２６及び外側ガイド面７５２７が、線形の断面接触面に沿って第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０の対応する内側接触面及び外側接触面にそれぞれ接触するのが可能になる。
【０１０７】
第１のガイドチャネル７５１５（従って、その中の第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０の部分）は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド７４２０又は第２のバンド７４３０を介して第２のリンク７６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図２７の矢印ＯＯによって示されるように、第２のリンク７６１０の第１のリンク７５１０に対する回転を生じさせることができる。第２のガイドチャネル７５２５（従って、その中の第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０の部分）は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第３のバンド７４４０又は第４のバンド７４５０を介して第２のリンク７６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図２７の矢印ＯＯによって示されるように、第２のリンク７６１０の第１のリンク７５１０に対する回転を生じさせることができる。
【０１０８】
第２のリンク７６１０は、基端部分７６１１及び先端部分７６１２を有する。上述したように、基端部分７６１１は、第１のリンク７５１０のジョイント部分７５４０に回転可能に結合されるジョイント部分７６４０を含む。具体的には、ジョイント部分７６４０は、凹部によって離間された一連の歯７６４４を含む。一連の歯７６４４は、第１のリンク７５１０の一連の歯７５４４（又はピン）と噛み合う。一連の歯７６４４及び凹部は、（２０１５年２月２０日に出願された）“Medical Wrist Joints with Enhanced Range of Motion, and Related
Devices and Methods”という表題の米国特許出願公開第２０１７／０１２０４５７号に示され記載されるものと同様であり得、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０９】
第２のリンク７６１０の先端部分７６１２は、エンドエフェクタ７４６０に結合されるコネクタ７６８０を含む。このようにして、第１のツール部材７４６２及び第２のツール部材７４８２は、第２のリンク７６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。コネクタ７６８０は、ピンタイプのコネクタであり、且つピン開口部７６８２によって支持される（及びその中に配置される）ピン７６８３を含む。いくつかの実施形態では、コネクタ７６８０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイントの構造及び特徴のいずれかを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。図２７に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、ピッチ軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具７４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。例えば、図３６は、図２７に示されるものと比較して、第２のヨー構成に移行したエンドエフェクタ７４６０を示す。
【０１１０】
図３２及び図３３を参照すると、第１のガイドチャネル７６１５、第２のガイドチャネル７６２５、及び中央ボア７６３５が、第２のリンク７６１０に規定される。中央ボア７６３５は、中央ボア７５３５と整列され、且つ例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。このようにして、バックエンド・アセンブリ７７００からの電流は、中央ボア７５３５、７６３５を通って経路指定される構成要素を介してエンドエフェクタ７４６０に供給することができる。第２のリンク７６１０は、内側ガイド面７６１６及び外側ガイド面７６１７（それぞれのガイド面が第１のガイドチャネル７６１５の境界の一部を形成する）と、内側ガイド面７６２６及び外側ガイド面７６２７（それぞれのガイド面が第２のガイドチャネル７６２５の境界の一部を形成する）とを含む。第１のガイドチャネル７６１５は、（第１のリンク７５１０の）第１のガイドチャネル７５１５と整列され、第２のガイドチャネル７６２５は、（第１のリンク７５１０の）第２のガイドチャネル７５２５と整列される。このようにして、第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０は、シャフト７４１０から第１のガイドチャネル７５１５及び第１のガイドチャネル７６１５を通って、第１のツール部材７４６２に結合されるように経路指定され得る。第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０は、シャフト７４１０から第２のガイドチャネル７５２５及び第２のガイドチャネル７６２５を通って第２のツール部材７４８２に結合されるように経路指定され得る。
【０１１１】
図３２及び図３３に示されるように、内側ガイド面７６１６の少なくとも一部及び外側ガイド面７６１７の少なくとも一部は、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。同様に、内側ガイド面７６２６の少なくとも一部及び外側ガイド面７６２７の少なくとも一部は、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。内側ガイド面７６１６、７６２６及び外側ガイド面７６１７、７６２７は、任意の適切な曲率半径を規定することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク７６１０が、第１のリンク７５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図２７の矢印ＯＯを参照）、第１のバンド７４２０は、内側ガイド面７６１６及び外側ガイド面７６１７の湾曲部分に接触して、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。同様に、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに、第２のバンド７４４０は、内側ガイド面７６２６及び外側ガイド面７６２７の湾曲部分に接触して、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。
【０１１２】
第１のガイドチャネル７６１５及び第２のガイドチャネル７６２５が、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲しているが、長手方向中心線ＣＬに垂直な断面平面内で切り取られた内側ガイド面７６１６、７６２６及び外側ガイド面７６１７、７６２７のそれぞれの一部が線形である。器具３４００の作動に関して上述したように、この構成により、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対して回転するときに、内側ガイド面７６１６及び外側ガイド面７６１７が、（断面内の単一の点のみではなく）線形の断面接触面に沿って第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０の対応する内側接触面及び外側接触面にそれぞれ接触することが可能になる。この構成により、また、第２のリンク７６１０が第１のリンク７５１０に対して回転するときに、内側ガイド面７６２６及び外側ガイド面７６２７が、線形の断面接触面に沿って第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０の対応する内側接触面及び外側接触面にそれぞれ接触することが可能になる。
【０１１３】
第１のガイドチャネル７６１５（従って、その中の第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０の部分）は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド７４２０又は第２のバンド７４３０を介して第２のリンク７６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図２７の矢印ＯＯによって示されるように、第２のリンク７６１０の第１のリンク７５１０に対する回転を生じさせる。第２のガイドチャネル７６２５（従って、その中の第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０の部分）は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第３のバンド７４４０又は第４のバンド７４５０を介して第２のリンク７６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図２７の矢印ＯＯによって示されるように、第２のリンク７６１０の第１のリンク７５１０に対する回転を生じさせる。
【０１１４】
図２９、図３４、及び図３５に示されるように、エンドエフェクタ７４６０は、第１のツール部材７４６２、第２のツール部材７４８２、及び絶縁体（insulator）７４９５を含む。第１のツール部材７４６２は、接触部分７４６４及びプーリ部分７４６７を含む。接触部分７４６４は、外科的処置中に標的組織を係合する又はこの組織を操作するように構成される。把持（gripping）面として示されているが、他の実施形態では、接触部分７４６４は、本明細書に示され記載されるタイプの任意の適切な面（例えば、カッター面、組織マニピュレータ面、焼灼面等）であり得る。プーリ部分７４６７は、ガイドチャネル７４７０、中央開口部７４６８、一対の結合開口部７４７２、及びガイドスロット（図示しないが、ガイドスロット７４９１と同様）を規定する。ガイドチャネル７４７０は、第１のバンド７４２０の先端部分７４２２及び第２のバンド７４３０の先端部分７４３２を受容する。図２９に示されるように、第１のバンド７４２０の先端部分７４２２は、結合開口部７４７２のうちの１つの開口部内に結合されるピンを含む。第２のバンド７４３０の先端部分７４３２は、結合開口部７４７２のうちの第２の開口部内に結合されるピンを含む。ガイドスロット（図示せず）は、第１のツール部材７４６２が第２のツール部材７４８２に対して回転する角度を制限するために絶縁体７４９５の突起部を受容する。プーリ部分７４６７は、（中央開口部７４６８内に配置された）ピン７６８３を介して第２のリンク７６１０に回転可能に結合される。このようにして、図２７及び図２８の矢印ＰＰに示されるように、第１のツール部材７４６２は、ピン７６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク７６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。さらに、結合開口部７４７２は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる。このようにして、第１のバンド７４２０又は第２のバンド７４３０がプーリ部分７４６７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第１のツール部材７４６２にトルクが発生し、その結果、第１のツール部材７４６２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１１５】
第２のツール部材７４８２は、接触部分７４８４及びプーリ部分７４８７を含む。接触部分７４８４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作するように構成される。把持面として示されているが、他の実施形態では、接触部分７４８４は、本明細書に示され記載されるタイプの任意の適切な面（例えば、カッター面、組織マニピュレータ面、焼灼面等）であり得る。プーリ部分７４８７は、ガイドチャネル７４９０、中央開口部７４８８、一対の結合開口部７４９２、及びガイドスロット７４９１を規定する。ガイドチャネル７４９０は、第３のバンド７４４０の先端部分７４４２と、第４のバンド７４５０の先端部分７４５２とを受容する。図２９に示されるように、第３のバンド７４４０の先端部分７４４２は、結合開口部７４９２のうちの１つの開口部内に結合されるピンを含む。第４のバンド７４５０の先端部分７４５２は、結合開口部７４９２のうちの第２の開口部内に結合されるピンを含む。ガイドスロット７４９１は、第１のツール部材７４６２が第２のツール部材７４８２に対して回転する角度を制限するために絶縁体７４９５の突起部を受容する。プーリ部分７４８７は、（中央開口部７４８８内に配置された）ピン７６８３を介して第２のリンク７６１０に回転可能に結合される。このようにして、図２７及び図２８の矢印ＰＰによって示されるように、第２のツール部材４４８２は、ピン７６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク７６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。さらに、結合開口部７４９２は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる。このようにして、第３のバンド７４４０又は第４のバンド７４５０がプーリ部分７４８７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第２のツール部材７４８２にトルクが発生し、その結果、第２のツール部材７４８２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１１６】
第１のバンド７４２０は、基端部分７４２１、中央部分７４２３、及び先端部分７４２２を有する。第２のバンド７４３０は、基端部分７４３１、中央部分７４３３、及び先端部分７４３２を有する。第３のバンド７４４０は、基端部分７４４１、中央部分７４４３、及び先端部分７４４２を有する。第４のバンド７４５０は、基端部分７４５１、中央部分７４５３、及び先端部分７４５２を有する。基端部分７４２１、７４３１、７４４１、７４５１はそれぞれ、手首アセンブリ７５００の外側に延び、シャフト７４１０を通ってバックエンド機構７７００内に延びる。上述したように、バックエンド機構７７００は、基端部分７４２１、７４３１、７４４１、７４５１を動かして、結果として生じる動き（又は力）をバンドのそれぞれの先端部分７４２２、７４３２、７４４２、７４５２に発生させることができる。上述したように、第１のバンド７４２０の中央部分７４２３及び第２のバンド７４３０の中央部分７４３３は、第１のガイドチャネル７５１５、７６１５内にある。第１のガイドチャネル７５１５、７６１５の形状は、第１のバンド７４２０及び第２のバンド７４３０が、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持する方法で手首アセンブリ７５００を通って経路指定されるような形状である。同様に、第３のバンド７４４０の中央部分７４４３及び第４のバンド７４５０の中央部分７４５３は、上述したように、第２のガイドチャネル７５２５、７６２５内にある。第２のガイドチャネル７５２５、７６２５の形状は、第３のバンド７４４０及び第４のバンド７４５０が、器具７４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持する方法で手首アセンブリ７５００を通って経路指定されるような形状である。上述したように、先端部分７４２２、７４３２、７４４２、７４５２はそれぞれ、ピン結合を介してそれぞれのツール部材に結合される。このようにして、本明細書に記載されるように、バンドの動き（又はそれに加えられる力）は、ピッチ、ヨー、グリップ、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させる。
【０１１７】
バンド７４２０、７４３０、７４４０、７４５０は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、バンドが、（長手方向中心線ＣＬに垂直な断面平面内で切り取られた）長方形の断面形状を有するものとして示されているが、他の実施形態では、バンドのいずれかが任意の適切な断面形状を有することができる。さらに、各バンドは、長手方向中心線ＣＬに沿って変化するサイズを有する。具体的には、第１のバンド７４２０を例として参照すると、第１のバンド７４２０の基端部分７４２１は、長手方向中心線ＣＬに垂直な第１の面で切り取られた第１の断面積を有する。先端部分７４２２は、長手方向中心線ＣＬに垂直な第２の面に第２の断面積を有する。具体的には、第２の断面積は、第１の断面積よりも小さい。このようにして、第１のバンド７４２０は、シャフト７４１０内のより大きな（従って、より高い強度）部分と、手首アセンブリ７５００内の（及び第１のツール部材７４６２に結合された）より小さく、より可撓性の部分とを有することができる。この実施形態では、第１のバンド７４２０は、長手方向中心線ＣＬに関して非対称に、異なるサイズの部分同士の間を移行する。
【０１１８】
バンドの使用は、外科的処置（低侵襲性処置を含む）に適した低コストの使い捨て器具を提供することができる。使用中に、器具７４００の先端部分は、最大３自由度を与え、且つ様々な外科的処置を行うために複数の異なる構成の間で移動することができる。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、器具は、（長手方向中心線に沿った様々な位置で）断面形状が、第１の軸線の周りに低い断面２次モーメントが生じるように第１の向きになり、且つ第２の軸線の周りに低い断面２次モーメントが生じるように第２の向きになるように、長手方向中心線に沿ってねじられるバンドを含むことができる。この構成により、単一のバンドを変形させて、２つ以上の異なる軸線（例えば、ピッチ軸線及びヨー軸線）の周りで望ましい可撓性を維持できる。例えば、図３７〜図４５は、一実施形態による、器具８４００の一部の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具８４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具８４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具８４００は、アクチュエータアセンブリ（図示しないが、アクチュエータアセンブリ７７００と同様）、シャフト８４１０、手首アセンブリ８５００、及びエンドエフェクタ８４６０を含む。図３７を参照すると、器具８４００は、バックエンド機構を手首アセンブリ８５００に結合する第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０も含む。器具８４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ８５００の第１の回転軸線Ａ１（図３７参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ８４６０の第２の回転軸線Ａ２（図３７参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ８４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具８４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。こうして、所望の動きを実現するための第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０の様々な部分の特定の動きについて、以下で説明しない。
【０１２０】
手首アセンブリ８５００は、基端側の第１のリンク８５１０及び先端側の第２のリンク８６１０を含む。図３７、図４０、及び図４１に示されるように、第１のリンク８５１０は、基端部分８５１１及び先端部分８５１２を有する。基端部分８５１１は、シャフト８４１０の先端部分に結合される。基端部分８５１１は、本明細書に記載されるように、任意の適切な機構を介してシャフト８４１０に結合され得る。先端部分８５１２は、第２のリンク８６１０の相手側の嵌合ジョイント部分８６４０に回転可能に結合されるジョイント部分８５４０を含む。このようにして、第１のリンク８５１０及び第２のリンク８６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ８５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク８６１０が第１のリンク８５１０に対して回転する。具体的には、ジョイント部分８５４０は、凹部によって離間される一連の歯８５４４と、２つの湾曲した接触面８５４５とを含む。一連の歯８５４４は、第２のリンク８６１０の一連の歯８６４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面８５４５は、第２のリンク８６１０の対応する接触面８６４５と転がり接触している。
【０１２１】
図４１を参照すると、第１のガイドチャネル８５１５、第２のガイドチャネル８５２０、第３のガイドチャネル８５２５、第４のガイドチャネル８５３０、及び中央ボア８５３５が、第１のリンク８５１０に規定される。中央ボア８５３５は、例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。第１のガイドチャネル８５１５は、内側ガイド面８５１６及び外側ガイド面８５１７によって少なくとも部分的に規定される。第１のバンド８４２０の第１の基端部分８４２１は、第１のガイドチャネル８５１５内に移動可能に配置される。第２のガイドチャネル８５２０は、内側ガイド面及び外側ガイド面（識別されない）によって少なくとも部分的に規定される。第１のバンド８４２０の第２の基端部分８４３１は、第２のガイドチャネル８５２０内に移動可能に配置される。このようにして、第１のリンク８５１０は、第１のツール部材８４６２に結合されたバンド部材（又は部分）が離間されたガイドチャネル内にあるという点で第１のリンク７５１０と異なる。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１のガイドチャネル８５１５を第２のガイドチャネル８５２０と組み合わせて、第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１が配置される単一のチャネルを形成することができる。第３のガイドチャネル８５２５は、内側ガイド面８５２６及び外側ガイド面８５２７によって少なくとも部分的に規定される。第２のバンド８４４０の第１の基端部分８４４１は、第３のガイドチャネル８５２５内に移動可能に配置される。第４のガイドチャネル８５３０は、内側ガイド面８５３１及び外側ガイド面（識別されない）によって少なくとも部分的に規定される。第２のバンド８４４０の第２の基端部分８４５１は、第４のガイドチャネル８５３０内に移動可能に配置される。いくつかの実施形態では、第３のガイドチャネル８５２５を第４のガイドチャネル８５３０と組み合わせて、第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１が配置される単一のチャネルを形成することができる。
【０１２２】
図３７に示されるように、第１のリンク８５１０及び第２のリンク８６１０は、器具８４００が初期（又は「直線」構成）にあるときに、ピッチ軸線Ａ１と交差する長手方向中心線ＣＬを規定する。第１のリンク７５１０に関して上述したのと同様に、第１のリンク８５１０のガイドチャネルは、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。具体的には、内側ガイド面（例えば、内側ガイド面８５１６、８５２６、８５３１）及び外側ガイド面（例えば、外側ガイド面８５１７、８５２７）は、任意の適切な曲率半径を規定でき、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク８６１０が第１のリンク８５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図３７の矢印ＱＱを参照）、第１のバンド８４２０の第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１と、第２のバンド８４４０の第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１とは、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具８４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。また、上述したように、ガイドチャネル８５１５、８５２０、８５２５、８５３０は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド８４２０又は第２のバンド８４４０を介して第２のリンク８６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図３７の矢印ＱＱによって示されるように、第２のリンク８６１０の第１のリンク８５１０に対する回転を生じさせる。
【０１２３】
第２のリンク８６１０は、基端部分８６１１及び先端部分８６１２を有する。上述したように、基端部分８６１１は、第１のリンク８５１０のジョイント部分８５４０に回転可能に結合されるジョイント部分８６４０を含む。具体的には、ジョイント部分８６４０は、凹部によって離間された一連の歯８６４４と、２つの湾曲した接触面８６４５とを含む。一連の歯８６４４は、第１のリンク８５１０の一連の歯８５４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面８６４５は、第１のリンク８５１０の対応する接触面８５４５と転がり接触している。第２のリンク８６１０の先端部分８６１２は、エンドエフェクタ８４６０に結合されるコネクタ８６８０を含む。このようにして、第１のツール部材８４６２及び第２のツール部材８４８２は、第２のリンク８６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。コネクタ８６８０は、ピンタイプのコネクタであり、且つピン開口部８６８２によって支持される（及びその中に配置される）ピン８６８３を含む。いくつかの実施形態では、コネクタ８６８０は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に示され記載されるピン留めジョイントの構造及び特徴のいずれかを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。図３７に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、ピッチ軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具８４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。
【０１２４】
図４２を参照すると、第１のガイドチャネル８６１５、第２のガイドチャネル８６２０、第３のガイドチャネル８６２５、第４のガイドチャネル８６３０、及び中央ボア８６３５が、第２のリンク８６１０に規定される。中央ボア８６３５は、中央ボア８５３５と整列され、例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。このようにして、バックエンド・アセンブリからの電流は、中央ボア８５３５、８６３５を通して経路指定された構成要素を介してエンドエフェクタ８４６０に供給できる。第１のガイドチャネル８６１５は、内側ガイド面８６１６及び外側ガイド面８６１７によって少なくとも部分的に規定される。第２のガイドチャネル８６２０は、内側ガイド面８６２１及び外側ガイド面（識別されない）によって少なくとも部分的に規定される。第１のガイドチャネル８６１５は、（第１のリンク８５１０の）第１のガイドチャネル８５１５と整列され、第２のガイドチャネル８６２０は、（第１のリンク８５１０の）第２のガイドチャネル８５２０と整列される。このようにして、第１のバンド８４２０の部分（例えば、第１の基端部分８４２１）が、シャフト８４１０から第１のガイドチャネル８５１５及び第１のガイドチャネル８６１５を通って、第１のツール部材８４６２に結合されるように経路指定される。第１のバンド８４２０の部分（例えば、第２の部分８４３１）が、第１のツール部材８４６２から第２のガイドチャネル８５２０及び第２のガイドチャネル８６２０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。同様に、第３のガイドチャネル８６２５は、内側ガイド面及び外側ガイド面（識別されない）によって少なくとも部分的に規定される。第２のガイドチャネル８６２０は、内側ガイド面及び外側ガイド面（識別されない）によって少なくとも部分的に規定される。第３のガイドチャネル８６２５は、（第１のリンク８５１０の）第３のガイドチャネル８５２５と整列され、第４のガイドチャネル８６３０は、（第１のリンク８５１０の）第４のガイドチャネル８５３０と整列される。このようにして、第２のバンド８４４０の部分（例えば、第１の基端部分８４４１）が、シャフト８４１０から第３のガイドチャネル８５２５及び第３のガイドチャネル８６２５を通って、第２のツール部材８４８２に結合されるように経路指定される。第２のバンド８４４０の部分（例えば、第２の部分８４５１）が、第２のツール部材８４８２から第４のガイドチャネル８５３０及び第４のガイドチャネル８６３０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、第１のガイドチャネル８６１５を第２のガイドチャネル８６２０と組み合わせて、第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１が配置される単一のチャネルを形成することができる。いくつかの実施形態では、第３のガイドチャネル８６２５を第４のガイドチャネル８６３０と組み合わせて、第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１が配置される単一のチャネルを形成することができる。
【０１２６】
第２のリンク７６１０に関して上述したのと同様に、第２のリンク８６１０のガイドチャネルは、長手方向中心線ＣＬに沿って湾曲している。具体的には、内側ガイド面（例えば、内側ガイド面８６１６、８６２１）及び外側ガイド面（例えば、外側ガイド面８６１７）は、任意の適切な曲率半径を規定することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク８６１０が第１のリンク８５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図３７の矢印ＱＱを参照）、第１のバンド８４２０の部分及び第２のバンド８４４０の部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分と接触して、器具８４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。また、上述したように、ガイドチャネル８６１５、８６２０、８６２５、８６３０は、長手方向中心線ＣＬ及び第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド８４２０又は第２のバンド８４４０を介して第２のリンク８６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。これは、図３７の矢印ＱＱによって示されるように、第２のリンク８６１０の第１のリンク８５１０に対する回転を生じさせる。
【０１２７】
図３７、図３８、図４３、及び図４４に示されるように、エンドエフェクタ８４６０は、第１のツール部材８４６２及び第２のツール部材８４８２を含む。第１のツール部材８４６２は、接触部分８４６４及びプーリ部分８４６７を含む。接触部分８４６４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作するように構成される。把持面として示されているが、他の実施形態では、接触部分８４６４は、本明細書に示され記載されるタイプの任意の適切な面（例えば、カッター面、組織マニピュレータ面、焼灼面等）であり得る。プーリ部分８４６７は、ガイド面８４７０、中央開口部８４６８、及び一対の接続スロット８４６９（スロットのうちの１つだけが図４４に識別される）を含む。いくつかの実施形態では、プーリ部分８４６７は、ガイドスロット（図示しないが、ガイドスロット８４９１と同様）、又はガイドピン（図示せず）を含むことができる。ガイド面８４７０は、チャネル内にあり、且つ第１のバンド８４２０の先端部分８４２２が巻き付けられる面である。図４５に示されるように、第１のバンド８４２０の先端部分８４２２は、対応する接続スロット８４６９内に結合される一対の接続タブ８４２４を含む。プーリ部分８４６７は、（中央開口部８４６８内に配置された）ピン８６８３を介して第２のリンク８６１０に回転可能に結合される。このようにして、図３７の矢印ＲＲで示されるように、第１のツール部材８４６２は、ピン８６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク８６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。さらに、ガイド面８４７０は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる（すなわち、ガイド面８４７０の半径だけオフセットされる）。このようにして、第１のバンド８４２０がプーリ部分８４６７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第１のツール部材８４６２にトルクが発生し、その結果、第１のツール部材８４６２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１２８】
第２のツール部材８４８２は、接触部分８４８４及びプーリ部分８４８７を含む。接触部分８４８４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作するように構成される。把持面として示されているが、他の実施形態では、接触部分８４８４は、本明細書に示され説明されるタイプの任意の適切な面（例えば、カッター面、組織マニピュレータ面、焼灼面等）であり得る。プーリ部分８４８７は、ガイド面８４９０、中央開口部８４８８、一対の接続スロット（識別されないが、接続スロット８４６９と同様）、及びガイドスロット８４９１を含む。ガイド面８４９０は、チャネル内にあり、且つ第２のバンド８４４０の先端部分８４４２が巻き付けられる面である。第２のバンド８４４０は、対応する接続スロット内に結合された（タブ８４２４と同様の）一対の接続タブによってガイド面８４９０に結合される。ガイドスロット８４９１は、第１のツール部材８４６２が第２のツール部材８４８２に対して回転する角度を制限するために、第１のツール部材８４６２（図示せず）の突起部又は中間構成要素（例えば、絶縁体、図示せず）の突起部を受容する。
【０１２９】
プーリ部分８４８７は、（中央開口部８４８８内に配置された）ピン８６８３を介して第２のリンク８６１０に回転可能に結合される。このようにして、図３７の矢印ＲＲによって示されるように、第２のツール部材８４８２は、ピン８６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク８６１０に対してヨー軸線Ａ２を介して回転する。さらに、ガイド面８４９０は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる（すなわち、ガイド面８４９０の半径だけオフセットされる）。このようにして、第２のバンド８４４０がプーリ部分８４８７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第２のツール部材８４８２にトルクが発生し、その結果、第２のツール部材８４８２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１３０】
第１のバンド８４２０（引張部材として機能する）は、第１の基端部分８４２１、第２の基端部分８４３１、先端部分８４２２、第１の中央部分８４２３、及び第２の中央部分８４３３を有する。図示されるように、先端部分８４２２は、第１のツール部材８４６２のプーリ部分８４６７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１はそれぞれ、第１のリンク８５１０（すなわち、第１のガイドチャネル８５１５及び第２のガイドチャネル８５２０のそれぞれ）を通ってシャフト８４１０内に延びる。本明細書に記載されるように、ガイドチャネルの形状は、第１のバンド８４２０が、器具８４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持する方法で手首アセンブリ８５００を通って経路指定されるような形状である。さらに、第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１はそれぞれ、シャフト８４１０を通って延び、（手首アセンブリ８５００のピッチ、ヨー、及びグリップ運動を生成するために、基端部分のそれぞれを動かすことができる）バックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。
【０１３１】
第１の中央部分８４２３は、第１の基端部分８４２１と先端部分８４２２との間にあり、第２の中央部分８４３３は、第２の基端部分８４３１と先端部分８４２２との間にある。図示されるように、第１のバンド８４２０は、長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分８４２３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分８４３３に沿っている。このようにして、第１のバンド８４２０の第１の基端部分８４２１及び第２の基端部分８４３１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第１のバンド８４２０の先端部分８４２２における接触面（すなわち、接触面８４７０の周りに巻かれたバンド面）の向きとは異なる。
【０１３２】
第２のバンド８４４０（引張部材としても機能する）は、第１の基端部分８４４１、第２の基端部分８４５１、先端部分８４４２、第１の中央部分８４４３、及び第２の中央部分（識別されない）を有する。図示されるように、先端部分８４４２は、第２のツール部材８４８２のプーリ部分８４８７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１はそれぞれ、第１のリンク８５１０（すなわち、第３のガイドチャネル８５２５及び第４のガイドチャネル８５３０のそれぞれ）を通ってシャフト８４１０内に延びる。ガイドチャネルの形状は、第２のバンド８４４０が、器具８４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持するような方法で手首アセンブリ８５００を通って経路指定されるような形状である。さらに、第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１はそれぞれ、シャフト８４１０を通って延び、且つ（手首アセンブリ８５００のピッチ、ヨー、及びグリップ運動を生成するために、基端部分のそれぞれを動かすことができる）バックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。
【０１３３】
第１の中央部分８４４３は、第１の基端部分８４２１と先端部分８４４２との間にあり、第２の中央部分（図示せず）は、第２の基端部分８４５１と先端部分８４４２との間にある。図示されるように、第２のバンド８４４０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分８４４３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分に沿っている。このようにして、第２のバンド８４４０の第１の基端部分８４４１及び第２の基端部分８４５１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第２のバンド８４４０の先端部分８４４２における接触面（すなわち、接触面８４９０の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１３４】
器具４４００に関して上述したように、ねじれた構成は、第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０の所望の変形軸線の周りの断面２次モーメントを最小にすることを可能にする。こうして、第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０の可撓性は、（第２のリンク部材８６１０のピッチ軸線Ａ１の周りの回転を容易にする）基端部分と、（第１のツール部材８４６２及び第２のツール部材８４８２のヨー軸線Ａ２の周りの回転を容易にする）先端部分との両方で最大化される。第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０が、９０度のねじれ角（すなわち、第１の回転軸線Ａ１と第２の回転軸線Ａ２との間で規定される角度と同じ）でねじられるように示されているが、他の実施形態では、第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０は、任意の適切なねじれ角だけねじることができる。
【０１３５】
第１のバンド８４２０及び第２のバンド８４４０は、任意の適切な形状を有することができる。例えば、バンドが（長手方向中心線ＣＬに垂直な断面平面内で切り取られた）長方形の断面形状を有するものとして示されているが、他の実施形態では、バンドのいずれかが、任意の適切な断面形状を有することができる。さらに、いくつかの実施形態では、各バンドは、長手方向中心線ＣＬに沿って変化するサイズを有することができる。具体的には、第１のバンド８４２０を例として参照すると、第１の基端部分８４２１は、（例えば、シャフト８４１０内で）移行して、第１のバンド７４２０に関して説明したものと同様のより大きい断面積を有することができる。このようにして、第１のバンド８４２０は、シャフト８４１０内により大きな（従って、より高い強度）部分と、手首アセンブリ８５００内に（及び第１のツール部材８４６２に結合された）より小さく、より可撓性の部分とを有することができる。
【０１３６】
第１のリンク８５１０及び第２のリンク８６１０のガイドチャネルは、それぞれのガイドチャネル内への側面開口部を含むものとして上で示され記載されている。このようにして、バンドの一部を、組立て中に所望のガイドチャネル内に容易に配置することができる。例えば、第１のガイドチャネル８５１５内への側面開口部は、バンドの第１の基端部分８４２１をガイドチャネル８５１５内に配置するのを可能にする。器具８４００に示されていないが、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される器具のいずれかが、側面開口部を覆う１つ又は複数のカバー又はロックリングを含むことができる。そのようなカバー又はロックリングの使用は、バンドをそのガイドチャネル内に維持し、バンドの狭い側縁部が不注意に身体組織に接触する可能性も制限する。例えば、図４６〜図５２は、一実施形態による、器具９４００の一部の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具９４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具９４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具９４００は、アクチュエータアセンブリ（図示しないが、アクチュエータ７７００と同様）、シャフト９４１０、手首アセンブリ９５００、及びエンドエフェクタ９４６０を含む。図４７を参照すると、器具９４００は、バックエンド機構を手首アセンブリ９５００に結合する第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０も含む。器具９４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ９５００の第１の回転軸線Ａ１（図４６参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ９４６０の第２回転軸線Ａ２（図４６参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ９４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具９４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。こうして、所望の動作を実現するための第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０の様々な部分の特定の動きについて、以下で説明しない。
【０１３７】
手首アセンブリ９５００は、第１のリンク９５１０、第２のリンク９６１０、第１のロックリング９５８０、及び第２のロックリング９６９０を含む。図４９及び図５０に示されるように、第１のリンク９５１０は、基端部分９５１１及び先端部分９５１２を有する。基端部分９５１１は、シャフト９４１０の先端部分に結合される。基端部分９５１１は、本明細書に記載されるように、任意の適切な機構を介してシャフト９４１０に結合され得る。先端部分９５１２は、第２のリンク９６１０の相手側の嵌合ジョイント部分９６４０に回転可能に結合されるジョイント部分９５４０を含む。このようにして、第１のリンク９５１０及び第２のリンク９６１０は、第１の回転軸線Ａ１（ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）を有する手首アセンブリ９５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク９６１０が第１のリンク９５１０に対して回転する。具体的には、ジョイント部分９５４０は、凹部によって離間された一連の歯９５４４と、２つの湾曲した接触面９５４５とを含む。一連の歯９５４４は、第２のリンク９６１０の一連の歯９６４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面９５４５は、第２のリンク９６１０の対応する接触面９６４５と転がり接触している。
【０１３８】
第１のガイドチャネル９５１５、第２のガイドチャネル９５２０、第３のガイドチャネル９５２５、第４のガイドチャネル９５３０、及び中央ボア９５３５が、第１のリンク９５１０に規定される。中央ボア９５３５は、例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。第１のバンド９４２０の第１の基端部分９４２１が、第１のガイドチャネル９５１５内に移動可能に配置される。第１のバンド９４２０の第２の基端部分９４３１が、第２のガイドチャネル９５２０内に移動可能に配置される。第２のバンド９４４０の第１の基端部分９４４１が、第３のガイドチャネル９５２５内に移動可能に配置される。第２のバンド９４４０の第２の基端部分９４５１が、第４のガイドチャネル９５３０内に移動可能に配置される。第１のリンク８５１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル９５１５、９５２０、９５２５、９５３０は、第１のリンク９５１０（又は手首アセンブリ９５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル９５１５、９５２０、９５２５、９５３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク９６１０が第１のリンク９５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図４６の矢印ＳＳを参照）、第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０のそれぞれの部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具９４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。さらに、上述したように、ガイドチャネル９５１５、９５２０、９５２５、９５３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド９４２０又は第２のバンド９４４０を介して第２のリンク９６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１３９】
第１のロックリング９５８０は、第１のリンク９５１０の周りに配置され、且つガイドチャネル９５１５、９５２０、９５２５、９５３０内への側面開口部を覆う。第１のロックリング９５８０は、第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０の部分がそれぞれのガイドチャネル内に配置された後に、第１のリンク９５１０の周りに結合され得る。第１のロックリング９５８０は、任意の適切な機構によって（例えば、接着剤、締り嵌め、溶接等を介して）第１のリンク９５１０に結合することができる。
【０１４０】
第２のリンク９６１０は、基端部分９６１１及び先端部分９６１２を有する。上述したように、基端部分９６１１は、第１のリンク９５１０のジョイント部分９５４０に回転可能に結合されるジョイント部分９６４０を含む。具体的には、ジョイント部分９６４０は、凹部によって離間される一連の歯９６４４と、２つの湾曲した接触面９６４５とを含む。一連の歯９６４４は、第１のリンク９５１０の一連の歯９５４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面９６４５は、第１のリンク９５１０の対応する接触面９５４５と転がり接触している。第２のリンク９６１０の先端部分９６１２は、エンドエフェクタ９４６０に結合されるコネクタを含む。このようにして、第１のツール部材９４６２及び第２のツール部材９４８２は、第２のリンク９６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。コネクタは、ピンタイプのコネクタであり、且つピン開口部９６８２によって支持される（その中に配置される）ピン９６８３を含む。図４６に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、ピッチ軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具９４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。図４７に示されるように、ピン９５９６は、第１のツール部材９４６２が第２のツール部材９４８２に対して回転する角度を制限するために、第１のツール部材９４６２及び第２のツール部材９４８２の対応するガイドスロット内にある。
【０１４１】
図５１及び図５２を参照すると、第１のガイドチャネル９６１５、第２のガイドチャネル９６２０、第３のガイドチャネル９６２５、第４のガイドチャネル９６３０、及び中央ボア９６３５が、第２のリンク９６１０に規定される。中央ボア９５３５は、中央ボア９５３５と整列され、且つ例えば電線等の、手首アセンブリの様々な構成要素を含む（又は通過させる）ことができる。このようにして、バックエンド・アセンブリからの電流は、中央ボア９５３５、９６３５を通して経路指定された構成要素を介してエンドエフェクタ９４６０に供給できる。第１のガイドチャネル９６１５は、（第１のリンク９５１０の）第１のガイドチャネル９５１５と整列され、第２のガイドチャネル９６２０は、（第１のリンク９５１０の）第２のガイドチャネル９５２０と整列される。このようにして、第１のバンド９４２０の部分（例えば、第１の基端部分９４２１）が、シャフト９４１０から第１のガイドチャネル９５１５及び第１のガイドチャネル９６１５を通って、第１のツール部材９４６２に結合されるように経路指定される。第１のバンド９４２０の部分（例えば、第２の部分９４３１）が、第１のツール部材９４６２から第２のガイドチャネル９５２０及び第２のガイドチャネル９６２０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。第３のガイドチャネル９６２５は、（第１のリンク９５１０の）第３のガイドチャネル９５２５と整列され、第４のガイドチャネル９６３０は、（第１のリンク９５１０の）第４のガイドチャネル９５３０と整列される。このようにして、第２のバンド９４４０の部分（例えば、第１の基端部分９４４１）が、シャフト９４１０から第３のガイドチャネル９５２５及び第３のガイドチャネル９６２５を通って、第２のツール部材９４８２に結合されるように経路指定される。第２のバンド９４４０の部分（例えば、第２の部分９４５１）が、第２のツール部材９４８２から第４のガイドチャネル９５３０及び第４のガイドチャネル９６３０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。
【０１４２】
第２のリンク８６１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル９６１５、９６２０、９６２５、９６３０は、第２のリンク９６１０（又は手首アセンブリ９５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル９６１５、９６２０、９６２５、９６３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク９６１０が第１のリンク９５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図４６の矢印ＳＳを参照）、第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０のそれぞれの部分が、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具９４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。さらに、上述したように、ガイドチャネル９６１５、９６２０、９６２５、９６３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド９４２０又は第２のバンド９４４０を介して第２のリンク９６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１４３】
第２のロックリング９６９０は、第２のリンク９６１０の周りに配置され、且つガイドチャネル９６１５、９６２０、９６２５、９６３０内への側面開口部を覆う。第２のロックリング９６９０は、第１のバンド９４２０及び第２のバンド９４４０の部分がそれぞれのガイドチャネル内に配置された後に、第２のリンク９６１０の周りに結合され得る。第２のロックリング９６９０は、任意の適切な機構によって（例えば、接着剤、締り嵌め、溶接等を介して）第２のリンク９６１０に結合することができる。
【０１４４】
エンドエフェクタ９４６０は、第１のツール部材９４６２、第２のツール部材９４８２、及び絶縁体９４９５を含む。第１のツール部材９４６２は、接触部分９４６４及びプーリ部分９４６７を含む。接触部分９４６４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作又は切断するように構成される。プーリ部分９４６７は、ガイド面９４７０、中央開口部９４６８、及び接続スロット（接続スロット８４６９のうちの１つと同様）を含む。ガイド面９４７０は、チャネル内にあり、且つ第１のバンド９４２０の先端部分９４２２が巻き付けられる面である。第１のバンド９４２０の先端部分９４２２は、プーリ部分９４８７の対応する接続スロット内に結合される（接続タブ８４２４のうちの１つと同様の）接続タブを含む。プーリ部分９４６７は、（中央開口部９４６８内に配置された）ピン９６８３を介して第２のリンク９６１０に回転可能に結合される。このようにして、図４６の矢印ＴＴに示されるように、第１のツール部材９４６２は、ピン９６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク９６１０に対して第２の回転軸線Ａ２を介して回転する。さらに、ガイド面９４７０は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる（すなわち、ガイド面９４７０の半径だけオフセットされる）。このようにして、第１のバンド９４２０がプーリ部分９４６７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第１のツール部材９４６２にトルクが発生し、その結果、第１のツール部材９４６２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１４５】
第２のツール部材９４８２は、接触部分９４８４及びプーリ部分９４８７を含む。接触部分９４８４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作又は切断するように構成される。プーリ部分９４８７は、ガイド面９４９０、中央開口部９４８８、及び接続スロット（識別されないが、接続スロット８４６９のうちの１つと同様）を含む。ガイド面９４９０は、チャネル内にあり、且つ第２のバンド９４４０の先端部分９４４２が巻き付けられる面である。第２のバンド９４４０は、対応する接続スロット内に結合される接続タブ（タブ８４２４のうちの１つと同様）によってガイド面９４９０に結合される。プーリ部分９４８７は、（中央開口部９４８８内に配置された）ピン９６８３を介して第２のリンク９６１０に回転可能に結合される。このようにして、図４６の矢印ＴＴによって示されるように、第２のツール部材９４８２は、ピン９６８３の周りに回転し、且つヨー軸線Ａ２を介して第２のリンク９６１０に対して回転する。さらに、ガイド面９４９０は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる（すなわち、ガイド面９４９０の半径だけオフセットされる）。このようにして、第２のバンド９４４０がプーリ部分９４８７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第２のツール部材９４８２にトルクが発生し、その結果、第２のツール部材９４８２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１４６】
第１のバンド９４２０は、第１の基端部分９４２１、第２の基端部分９４３１、先端部分９４２２、第１の中央部分９４２３、及び第２の中央部分９４３３を有する。図示されるように、先端部分９４２２は、第１のツール部材９４６２のプーリ部分９４６７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分９４２１及び第２の基端部分９４３１はそれぞれ、第１のリンク９５１０（すなわち、第１のガイドチャネル９５１５及び第２のガイドチャネル９５２０のそれぞれ）を通ってシャフト９４１０内に延びる。さらに、第１の基端部分９４２１及び第２の基端部分９４３１はそれぞれ、シャフト９４１０を通って延び、且つ手首アセンブリ９５００のピッチ、ヨー、及びグリップの動きを生成するために、各基端部分を動かすことができるバックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。第１の中央部分９４２３は、第１の基端部分９４２１と先端部分９４２２との間にあり、第２の中央部分９４３３は、第２の基端部分９４３１と先端部分９４２２との間にある。図示されるように、第１のバンド９４２０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は、第１の中央部分９４２３に沿っており、第２のねじれ領域は、第２の中央部分９４３３に沿っている。このようにして、第１のバンド９４２０の第１の基端部分９４２１及び第２の基端部分９４３１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第１のバンド９４２０の先端部分９４２２における接触面（すなわち、接触面９４７０に巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１４７】
第２のバンド９４４０は、第１の基端部分９４４１、第２の基端部分９４５１、先端部分９４４２、第１の中央部分９４４３、及び第２の中央部分（識別されない）を有する。図示されるように、先端部分９４４２は、第２のツール部材９４８２のプーリ部分９４８７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分９４４１及び第２の基端部分９４５１はそれぞれ、第１のリンク９５１０（すなわち、第３のガイドチャネル９５２５及び第４のガイドチャネル９５３０のそれぞれ）を通ってシャフト９４１０内に延びる。さらに、第１の基端部分９４４１及び第２の基端部分９４５１はそれぞれ、シャフト９４１０を通って延び、且つ手首アセンブリ９５００のピッチ、ヨー、及びグリップの動きを生成するために、各基端部分を動かすことができるバックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。第１の中央部分９４４３は、第１の基端部分９４４１と先端部分９４４２との間にあり、第２の中央部分（図示せず）は、第２の基端部分９４５１と先端部分９４４２との間にある。図示されるように、第２のバンド９４４０は、その長手方向に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分９４４３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分に沿っている。このようにして、第２のバンド９４４０の第１の基端部分９４４１及び第２の基端部分９４５１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第２のバンド９４４０の先端部分９４４２における接触面（すなわち、接触面９４９０の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１４８】
図５３〜図５７は、一実施形態による、器具１０４００の一部の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具１０４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具１０４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具１０４００は、アクチュエータアセンブリ（図示しないが、アクチュエータ７７００と同様）、シャフト（図示せず）、手首アセンブリ１０５００、カバー１０５９０、及びエンドエフェクタ１０４６０を含む。図５４及び図５６を参照すると、器具１０４００は、バックエンド機構を手首アセンブリ１０５００に結合する第１のバンド１０４２０及び第２のバンド１０４４０も含む。器具１０４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ１０５００の第１の回転軸線Ａ１（図５４参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ１０４６０の第２の回転軸線Ａ２（図５４参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ１０４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具１０４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。こうして、所望の動きを達成するための第１のバンド１０４２０及び第２のバンド１０４４０の様々な部分の特定の動きについて、以下で説明しない。
【０１４９】
手首アセンブリ１０５００は、第１のリンク１０５１０、第２のリンク１０６１０、及び第１のロックリング１０５８０を含む。図５４及び図５５に示されるように、第１のリンク１０５１０は、基端部分１０５１１及び先端部分１０５１２を有する。基端部分１０５１１は、シャフトの先端部分に結合される。基端部分１０５１１は、本明細書に記載されるように、任意の適切な機構を介してシャフトに結合され得る。先端部分１０５１２は、第２のリンク１０６１０の相手側の嵌合ジョイント部分１０６４０に回転可能に結合されるジョイント部分１０５４０を含む。このようにして、第１のリンク１０５１０及び第２のリンク１０６１０は、第１の回転軸線Ａ１を有する手首アセンブリ１０５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク１０６１０が第１のリンク１０５１０に対して回転する。具体的には、ジョイント部分１０５４０は、凹部によって離間された一連の歯１０５４４と、湾曲した接触面１０５４５とを含む。一連の歯１０５４４は、第２のリンク１０６１０の一連の歯１０６４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面１０５４５は、第２のリンク１０６１０の対応する接触面１０６４５と転がり接触している。
【０１５０】
第１のガイドチャネル１０５１５、第２のガイドチャネル１０５２０、第３のガイドチャネル１０５２５、及び第４のガイドチャネル１０５３０が、第１のリンク１０５１０に規定される。第１のリンク９５１０とは異なり、第１のリンク１０５１０は中央ボアを規定しない。第１のバンド１０４２０の第１の基端部分１０４２１が、第１のガイドチャネル１０５１５内に移動可能に配置される。第１のバンド１０４２０の第２の基端部分１０４３１が、第２のガイドチャネル１０５２０内に移動可能に配置される。第２のバンド１０４４０の第１の基端部分１０４４１が、第３のガイドチャネル１０５２５内に移動可能に配置される。第２のバンド１０４４０の第２の基端部分１０４５１が、第４のガイドチャネル１０５３０内に移動可能に配置される。第１のリンク８５１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル１０５１５、１０５２０、１０５２５、１０５３０は、第１のリンク１０５１０（又は手首アセンブリ１０５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル１０５１５、１０５２０、１０５２５、１０５３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク１０６１０が第１のリンク１０５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図５４の矢印ＵＵを参照）、第１のバンド１０４２０及び第２のバンド１０４４０のそれぞれの部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具１０４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。特に、第１のリンク１０５１０の内側ガイド面は、第１のリンク９５１０の対応する内側ガイド面より小さい曲率半径を有する（すなわち、対応する内側ガイド面よりも鋭く湾曲している）。さらに、上述したように、ガイドチャネル１０５１５、１０５２０、１０５２５、１０５３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド１０４２０又は第２のバンド１０４４０を介して第２のリンク１０６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１５１】
第１のロックリング１０５８０は、第１のリンク１０５１０の周りに配置され、且つガイドチャネル１０５１５、１０５２０、１０５２５、１０５３０内への側面開口部を覆う。第１のロックリング１０５８０は、第１のバンド１０４２０及び第２のバンド１０４４０の部分がそれぞれのガイドチャネル内に配置された後に、第１のリンク１０５１０の周りに結合され得る。第１のロックリング１０５８０は、任意の適切な機構によって（例えば、接着剤、締り嵌め、溶接等を介して）第１のリンク１０５１０に結合することができる。
【０１５２】
図５７を参照すると、第２のリンク１０６１０は、基端部分１０６１１及び先端部分１０６１２を有する。上述したように、基端部分１０６１１は、第１のリンク１０５１０のジョイント部分１０５４０に回転可能に結合されるジョイント部分１０６４０を含む。具体的には、ジョイント部分１０６４０は、凹部によって離間された一連の歯１０６４４と、湾曲した接触面１０６４５とを含む。一連の歯１０６４４は、第１のリンク１０５１０の一連の歯１０５４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面１０６４５は、第１のリンク１０５１０の対応する接触面１０５４５と転がり接触している。第２のリンク１０６１０の先端部分１０６１２は、エンドエフェクタ１０４６０に結合されるコネクタを含む。このようにして、第１のツール部材１０４６２及び第２のツール部材１０４８２は、第２のリンク１０６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。コネクタは、ピンタイプのコネクタであり、且つピン開口部１０６８２によって支持される（及びその中に配置される）ピン１０６８３を含む。図５４に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、ピッチ軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具１０４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。
【０１５３】
第１のガイドチャネル１０６１５、第２のガイドチャネル１０６２０、第３のガイドチャネル１０６２５、及び第４のガイドチャネル１０６３０が、第２のリンク１０６１０に規定される。第２のリンク９６１０とは異なり、第２のリンク１０６１０は中央ボアを規定しない。第１のガイドチャネル１０６１５は、（第１のリンク１０５１０の）第１のガイドチャネル１０５１５と整列され、第２のガイドチャネル１０６２０は、（第１のリンク１０５１０の）第２のガイドチャネル１０５２０と整列される。このようにして、第１のバンド１０４２０の部分（例えば、第１の基端部分１０４２１）が、シャフトから第１のガイドチャネル１０５１５及び第１のガイドチャネル１０６１５を通って、第１のツール部材１０４６２に結合されるように経路指定される。第１のバンド１０４２０の部分（例えば、第２の部分１０４３１）が、第１のツール部材１０４６２から第２のガイドチャネル１０５２０及び第２のガイドチャネル１０６２０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。第３のガイドチャネル１０６２５は、（第１のリンク１０５１０の）第３のガイドチャネル１０５２５と整列され、第４のガイドチャネル１０６３０は、（第１のリンク１０５１０の）第４のガイドチャネル１０５３０と整列される。このようにして、第２のバンド１０４４０の部分（例えば、第１の基端部分１０４４１）が、シャフトから第３のガイドチャネル１０５２５及び第３のガイドチャネル１０６２５を通って、第２のツール部材１０４８２に結合されるように経路指定される。第２のバンド１０４４０の部分（例えば、第２の部分１０４５１）が、第２のツール部材１０４８２から第４のガイドチャネル１０５３０及び第４のガイドチャネル１０６３０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。
【０１５４】
第２のリンク８６１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル１０６１５、１０６２０、１０６２５、１０６３０は、第２のリンク１０６１０（又は手首アセンブリ１０５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル１０６１５、１０６２０、１０６２５、１０６３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク１０６１０が第１のリンク１０５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図４６の矢印ＳＳを参照）、第１のバンド１０４２０及び第２のバンド１０４４０のそれぞれの部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具１０４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。特に、第２のリンク１０６１０の外側ガイド面は、第２のリンク９６１０の対応する外側ガイド面より小さい曲率半径を有する（すなわち、対応する外側ガイド面よりも鋭く湾曲している）。さらに、上述したように、ガイドチャネル１０６１５、１０６２０、１０６２５、１０６３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド１０４２０又は第２のバンド１０４４０を介して第２のリンク１０６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１５５】
エンドエフェクタ１０４６０は、第１のツール部材１０４６２及び第２のツール部材１０４８２を含む。第１のツール部材１０４６２は、接触部分（識別されない）及びプーリ部分１０４６７を含む。接触部分及びプーリ部分１０４６７は、それぞれ接触部分９４６４及びプーリ部分９４６７と同様であり、従って、ここでは詳細に説明しない。第２のツール部材１０４８２は、接触部分（識別されない）及びプーリ部分１０４８７を含む。接触部分及びプーリ部分１０４８７は、それぞれ接触部分９４８４及びプーリ部分９４８７と同様であり、従って、ここでは詳細に説明しない。プーリ部分１０４６７、１０４８７はそれぞれ、ピン１０６８３を介して第２のリンク１０６１０に回転可能に結合される。このようにして、図５４の矢印ＶＶによって示されるように、第１のツール部材１０４６２及び第２のツール部材１０４８２はそれぞれ、ピン１０６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク１０６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転することができる。
【０１５６】
第１のバンド１０４２０は、第１の基端部分１０４２１、第２の基端部分１０４３１、先端部分１０４２２、第１の中央部分１０４２３、及び第２の中央部分（図示せず）を有する。図示されるように、先端部分１０４２２は、タブ１０４２４を介して第１のツール部材１０４６２のプーリ部分１０４６７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分１０４２１及び第２の基端部分１０４３１はそれぞれ、第１のリンク１０５１０（すなわち、第１のガイドチャネル１０５１５及び第２のガイドチャネル１０５２０のそれぞれ）を通って、シャフト内に延びる。さらに、第１の基端部分１０４２１及び第２の基端部分１０４３１はそれぞれ、シャフトを通って延び、且つ手首アセンブリ１０５００のピッチ、ヨー、及びブリップ運動を生成するために、各基端部分を動かすことができるバックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。第１の中央部分１０４２３は、第１の基端部分１０４２１と先端部分１０４２２との間にあり、第２の中央部分は、第２の基端部分１０４３１と先端部分１０４２２との間にある。図示されるように、第１のバンド１０４２０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分１０４２３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分に沿っている（図示しないが、第１の中央部分１０４２３の反対側である）。このようにして、第１のバンド１０４２０の第１の基端部分１０４２１及び第２の基端部分１０４３１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第１のバンド１０４２０の先端部分１０４２２における接触面（すなわち、プーリ部分１０４６７の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１５７】
第２のバンド１０４４０は、第１の基端部分１０４４１、第２の基端部分１０４５１、先端部分１０４４２、第１の中央部分１０４４３、及び第２の中央部分１０４５３を有する。図示されるように、先端部分１０４４２は、タブ１０４４４によって第２のツール部材１０４８２のプーリ部分１０４８７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分１０４４１及び第２の基端部分１０４５１はそれぞれ、第１のリンク１０５１０（すなわち、第１のガイドチャネル１０５２５及び第１のガイドチャネル１０５３０のそれぞれ）を通って、シャフト内に延びる。さらに、第１の基端部分１０４４１及び第２の基端部分１０４５１はそれぞれ、シャフトを通って延び、且つ手首アセンブリ１０５００のピッチ、ヨー、及びグリップ運動を生成するために、各基端部分を動かすことができるバックエンド機構（図示しないが、上述したアクチュエータ７７００と同様）に結合される。第１の中央部分１０４４３は、第１の基端部分１０４２１と先端部分１０４４２との間にあり、第２の中央部分１０４５３は、第２の基端部分１０４５１と先端部分１０４４２との間にある。図示されるように、第２のバンド１０４４０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分１０４４３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分に沿っている。このようにして、第２のバンド１０４４０の第１の基端部分１０４４１及び第２の基端部分１０４５１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第２のバンド１０４４０の先端部分１０４４２における接触面（すなわち、プーリ部分１０４８７の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるエンドエフェクタのいずれも、組織を操作又は切断し、次に組織を焼灼することができる焼灼ツールであり得る。従って、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される器具のいずれかは、任意数のワイヤ、絶縁体等を含むことができ、且つこれらの電気的構成要素を収容するための任意の適切なチャネルを規定することができる。そのような実施形態では、ケーブルよりも幅寸法を細くし得るバンドの使用により、手首構成要素（例えば、第１のリンク又は第２のリンク）のサイズを最小限に抑えることができる。例えば、図５８〜図６３は、一実施形態による、器具１１４００の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具１１４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具１１４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具１１４００は、アクチュエータアセンブリ１１７００、シャフト１１４１０、手首アセンブリ１１５００、及びエンドエフェクタ１１４６０を含む。図６３を参照すると、器具１１４００は、バックエンド機構１１７００を手首アセンブリ１１５００に結合する第１のバンド１１４２０及び第２のバンド１１４４０も含む。器具１１４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ１１５００の第１の回転軸線Ａ１（図５９参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ１１４６０の第２の回転軸線Ａ２（図５９参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ１１４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具１１４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。こうして、所望の動きを実現するための第１のバンド１１４２０及び第２のバンド１１４４０の様々な部分の特定の動きについて、以下で説明しない。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、バックエンド機構１１７００は、バンドの部分の並進（線形運動）を生成する１つ又は複数の線形アクチュエータを含むことができる。そのようなバックエンド機構は、任意のバンドの端部を直接引っ張る（又は解放する）ための、例えばジンバル、レバー、又は他の任意の適切な機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、バックエンド機構１１７００は、（２０１４年８月１５日に出願された）“Lever Actuated Gimbal Plate”という表題の米国特許出願公開第２０１５／００４７４５４号、又は（２００１年６月２８日に出願された）“Surgical Tool Having Positively Positionable Tendon-Actuated Multi-Disk
Wrist Joint”という表題の米国特許第６，８１７，９７４号に記載されているバックエンド・アセンブリ又は構成要素のいずれかを含むことができ、これらの文献のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、他の実施形態では、バックエンド機構１１７００は、所望のバンドの動きを生成するために任意のバンドの一部を回転する又は「巻く」キャプスタン又は他のモータ駆動ローラを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、バックエンド機構１１７００は、（２００８年７月１６日に出願された）“Medical Instrument Electronically Energized Using Drive Cables”という表題の米国特許第９，２０４，９２３号に記載されるバックエンド・アセンブリ又は構成要素のいずれかを含むことができ、この文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１６０】
シャフト１１４１０は、手首アセンブリ１１５００をバックエンド機構１１７００に結合する任意の適切な細長いシャフトとすることができる。具体的には、シャフト１１４１０は、バックエンド機構１１７００のハウジングに結合される基端部分１１４１１と、手首アセンブリ１１５００に結合される先端端部１１４１２とを含む。シャフト１１４１０は、通路又は一連の通路を規定し、通路又は一連の通路を通して、バンド及び他の構成要素（例えば、電線１１４０１、１１４０５、接地線等）をバックエンド機構１１７００から手首アセンブリ１１５００に経路指定することができる。円筒形であるように示されているが、他の実施形態では、シャフト１１４１０は、任意の適切な形状を有することができる。
【０１６１】
手首アセンブリ１１５００は、第１のリンク１１５１０及び第２のリンク１１６１０を含む。図６０に示されるように、第１のリンク１１５１０は、基端部分１１５１１及び先端部分１１５１２を有する。基端部分１１５１１は、シャフト１１４１０の先端部分に結合される。基端部分１１５１１は、本明細書に記載されるように、任意の適切な機構を介してシャフト１１４１０に結合できる。先端部分１１５１２は、第２のリンク１１６１０の相手側の嵌合ジョイント部分１１６４０に回転可能に結合されるジョイント部分１１５４０を含む。このようにして、第１のリンク１１５１０及び第２のリンク１１６１０は、第１の回転軸線Ａ１を有する手首アセンブリ１１５００を形成し、第１の回転軸線Ａ１の周りで、第２のリンク１１６１０が第１のリンク１１５１０に対して回転する。具体的には、ジョイント部分１１５４０は、凹部によって離間された一連の歯１１５４４と、２つの湾曲した接触面１１５４５とを含む。一連の歯１１５４４は、第２のリンク１１６１０の一連の歯１１６４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面１１５４５は、第２のリンク１１６１０の対応する接触面１１６４５と転がり接触している。
【０１６２】
第１のリンク１１５１０は、２つの中央ボア１１５３５及び中央スロット１１５３６を規定する。中央ボア１１５３５は、電線１１４０１、１１４０５を含む（又はそれら電線の通過を可能にする）。中央スロット１１５３６は、絶縁体１１４９５に結合される保持ストリップ（図示せず）の一部を含む。保持ストリップは、バンド内の張力が低下したとき、又はバンドが固定される前の組立中に、第２のリンク１１６１０を第１のリンク１１５１０に保持する。第１のリンク１１５１０は、第１のガイドチャネル１１５１５、第２のガイドチャネル１１５２０、第３のガイドチャネル１１５２５、及び第４のガイドチャネル１１５３５も規定する。第１のバンド１１４２０の第１の基端部分１１４２１が、第１のガイドチャネル内に移動可能に配置される。第１のバンド１１４２０の第２の基端部分１１４３１が、第２のガイドチャネル１１５２０内に移動可能に配置される。第２のバンド１１４４０の第１の基端部分１１４４１が、第３のガイドチャネル１１５２５内に移動可能に配置される。第２のバンド１１４４０の第２の基端部分１１４５１が、第４のガイドチャネル１１５３０内に移動可能に配置される。第１のリンク８５１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル１１５１５、１１５２０、１１５２５、１１５３０は、第１のリンク１１５１０（又は手首アセンブリ１１５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル１１５１５、１１５２０、１１５２５、１１５３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク１１６１０が第１のリンク１１５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図５９の矢印ＷＷを参照）、第１のバンド１１４２０及び第２のバンド１１４４０のそれぞれの部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具１１４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。さらに、上述したように、ガイドチャネル１１５１５、１１５２０、１１５２５、１１５３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド１１４２０又は第２のバンド１１４４０を介して第２のリンク１１６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１６３】
図６１及び図６２を参照すると、第２のリンク１１６１０は、基端部分１１６１１及び先端部分１１６１２を有する。上述したように、基端部分１１６１１は、第１のリンク１１５１０のジョイント部分１１５４０に回転可能に結合されるジョイント部分１１６４０を含む。具体的には、ジョイント部分１１６４０は、凹部によって離間された一連の歯１１６４４と、２つの湾曲した接触面１１６４５とを含む。一連の歯１１６４４は、第１のリンク１１５１０の一連の歯１１５４４（又はピン）と噛み合い、湾曲した接触面１１６４５は、第１のリンク１１５１０の対応する接触面１１５４５と転がり接触している。第２のリンク１１６１０の先端部分１１６１２は、エンドエフェクタ１１４６０に結合されるコネクタを含む。このようにして、第１のツール部材１１４６２及び第２のツール部材１１４８２は、第２のリンク１１６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。コネクタは、ピンタイプのコネクタであり、且つピン開口部１１６８２によって支持される（及びその中に配置される）ピン１１６８３を含む。図５９に示されるように、第２の回転軸線Ａ２は、ピッチ軸線Ａ１と非平行である。こうして、器具１１４００は、最大３自由度（すなわち、第１の回転軸線Ａ１の周りのピッチ運動、第２の回転軸線Ａ２の周りのヨー回転、及び第２の回転軸線Ａ２の周りのグリップ運動）を与える。
【０１６４】
第２のリンク１１６１０は、２つの中央ボア１１６３５及び中央スロット１１６３６を規定する。中央ボア１１６３５は、中央ボア１１５３５と整列され、且つ電線１１４０１、１１４０５を含む（又はそれら電線の通過を可能にする）。中央スロット１１６３６は、中央スロット１１５３６と整列され、且つ絶縁体１１４９５に結合される接地ストリップ（図示せず）を含む（又はその接地ストリップの通過を可能にする）。第２のリンク１１６１０は、第１のガイドチャネル１１６１５、第２のガイドチャネル１１６２０、第３のガイドチャネル１１６２５、及び第４のガイドチャネル１１６３０も規定する。第１のガイドチャネル１１６１５は、（第１のリンク１１５１０の）第１のガイドチャネル１１５１５と整列され、第２のガイドチャネル１１６２０は、（第１のリンク１１５１０の）第２のガイドチャネル１１５２０と整列される。このようにして、第１のバンド１１４２０の部分（例えば、第１の基端部分１１４２１）が、シャフト１１４１０から第１のガイドチャネル１１５１５及び第１のガイドチャネル１１６１５を通って、第１のツール部材１１４６２に結合されるように経路指定される。第１のバンド１１４２０の部分（例えば、第２の部分１１４３１）が、第１のツール部材１１４６２から第２のガイドチャネル１１５２０及び第２のガイドチャネル１１６２０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構１１７００に戻されるように経路指定される。第３のガイドチャネル１１６２５は、（第１のリンク１１５１０の）第３のガイドチャネル１１５２５と整列され、第４のガイドチャネル１１６３０は、（第１のリンク１１５１０の）第４のガイドチャネル１１５３０と整列される。このようにして、第２のバンド１１４４０の部分（例えば、第１の基端部分１１４４１）が、シャフト１１４１０から第３のガイドチャネル１１５２５及び第３のガイドチャネル１１６２５を通って、第２のツール部材１１４８２に結合されるように経路指定される。第２のバンド１１４４０の部分（例えば、第２の部分１１４５１）が、第２のツール部材１１４８２から第４のガイドチャネル１１５３０及び第４のガイドチャネル１１６３０を通って戻され、（シャフトを介して）バックエンド機構に戻されるように経路指定される。
【０１６５】
第２のリンク８６１０（及び器具３４００）に関して上述したガイドチャネルと同様に、ガイドチャネル１１６１５、１１６２０、１１６２５、１１６３０は、第２のリンク１１６１０（又は手首アセンブリ１１５００）の長手方向中心線に沿って湾曲している。具体的には、ガイドチャネル１１６１５、１１６２０、１１６２５、１１６３０を規定する内側ガイド面及び外側ガイド面は、任意の適切な曲率半径を有することができ、且つ器具３４００に関して上述した形状と同様に、異なる曲線形状を有することができる。このようにして、第２のリンク１１６１０が第１のリンク１１５１０に対してピッチ軸線Ａ１の周りに回転するときに（図４６の矢印ＳＳを参照）、第１のバンド１１４２０及び第２のバンド１１４４０のそれぞれの部分は、それぞれの内側ガイド面及び外側ガイド面の湾曲部分に接触して、器具１１４００の作動中に所望の曲げ形状、バンド張力等を維持することができる。さらに、上述したように、ガイドチャネル１１６１５、１１６２０、１１６２５、１１６３０は、第１の回転軸線Ａ１からオフセットされる。このようにして、第１のバンド１１４２０又は第２のバンド１１４４０を介して第２のリンク１１６１０に力を加えると、第１の回転軸線Ａ１の周りにトルクが発生する。
【０１６６】
エンドエフェクタ１１４６０は、第１のツール部材１１４６２及び第２のツール部材１１４８２を含む。第１のツール部材１１４６２は、接触部材１１４６４及びプーリ部材１１４６７を含む。第１のツール部材１０４６２とは異なり、接触部材１１４６４及びプーリ部材１１４６７は、別個の構成要素であり、一緒に結合されて第１のツール部材１１４６２を形成する。接触部材１１４６４は、外科的処置中に標的組織と係合する又はこの組織を操作又は切断するように構成される。接触部材１１４６４は、プーリ部材１１４６７に結合され、且つピン１１４８３の周りに配置される結合部分１１４６５を含む。接触部材１１４６４は、ワイヤ１１４０１が結合されるコネクタも含む。このようにして、バックエンド機構１１７００からの電流は、焼灼又は他の処置を行うために接触部材１１４６２に伝達され得る。プーリ部材１１４６７は、ガイド面１１４７０、中央開口部１１４６８、及び接続スロット１１４６９を含む。ガイド面１１４７０は、チャネル内にあり、且つ第１のバンド１１４２０の先端部分１１４２２が巻き付けられる面である。第１のバンド１１４２０の先端部分１１４２２は、プーリ部材１１４８７の接続スロット１１４６９内に結合される接続タブ１１４２４を含む。プーリ部材１１４６７は、（中央開口部１１４６８内に配置された）ピン１１６８３を介して第２のリンク１１６１０に回転可能に結合される。このようにして、図５９の矢印ＸＸに示されるように、第１のツール部材１１４６２（接触部材１１４６４とプーリ部材１１４６７との両方）は、ピン１１６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク１１６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。さらに、ガイド面１１４７０は、ヨー軸線Ａ２からオフセットされる（すなわち、ガイド面１１４７０の半径だけオフセットされる）。このようにして、第１のバンド１１４２０がプーリ部材１１４６７に力を加えると、ヨー軸線Ａ２の周りで第１のツール部材１１４６２にトルクが発生し、その結果、第１のツール部材１１４６２が回転し、又はグリップ力が加えられる。
【０１６７】
第２のツール部材１１４８２は、接触部材１１４８４及びプーリ部材１１４８７を含む。第１のツール部材１１４６２と同様に、接触部材１１４８４及びプーリ部材１１４８７は、別個の構成要素であり、一緒に結合されて第２のツール部材１１４８２を形成する。接触部材１１４８４は、外科的処置中に標的組織に係合する又はこの組織を操作又は切断するように構成される。接触部材１１４８４は、プーリ部材１１４８７に結合され、且つピン１１４８３の周りに配置される結合部分１１４８５を含む。接触部材１１４８４は、ワイヤ１１４０５が結合されるコネクタ１１４８６も含む。このようにして、バックエンド機構１１７００からの電流を接触部材１１４８２に伝達して、焼灼又は他の処置を行うことができる。プーリ部材１１４８７は、ガイド面１１４９０、中央開口部１１４８８、及び接続スロット（図示しないが、接続スロット１１４６９と同様）を含む。ガイド面１１４９０は、チャネル内にあり、且つ第２のバンド１１４４０の先端部分１１４４２が巻き付けられる面である。第２のバンド１１４４０の先端部分１１４４２は、プーリ部材１１４８７の接続スロット内に結合される接続タブ１１４４４を含む。プーリ部材１１４８７は、（中央開口部１１４８８内に配置された）ピン１１６８３を介して第２のリンク１１６１０に回転可能に結合される。このようにして、図５９の矢印ＸＸで示されるように、第２のツール部材１１４８２（接触部材１１４８４とプーリ部材１１４８７との両方）は、ピン１１６８３の周りに回転し、且つ第２のリンク１１６１０に対して第２の回転軸線Ａ２の周りに回転する。
【０１６８】
第１のバンド１１４２０は、第１の基端部分１１４２１、第２の基端部分１１４３１、先端部分１１４２２、第１の中央部分１１４２３、及び第２の中央部分（図示せず）を有する。図示されるように、先端部分１１４２２は、タブ１１４２４を介して第１のツール部材１１４６２のプーリ部分１１４６７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分１１４２１及び第２の基端部分１１４３１はそれぞれ、第１のリンク１１５１０（すなわち、第１のガイドチャネル１１５１５及び第２のガイドチャネル１１５２０のそれぞれ）を通って、シャフト１１４１０内に延びる。さらに、第１の基端部分１１４２１及び第２の基端部分１１４３１はそれぞれ、シャフト１１４１０を通って延び、且つバックエンド機構１１７００に結合される。バックエンド機構１１７００は、手首アセンブリ１１５００のピッチ、ヨー、及びグリップ運動を生成するために、各基端部分を動かすことができる。第１の中央部分１１４２３は、第１の基端部分１１４２１と先端部分１１４２２との間にあり、第２の中央部分は、第２の基端部分１１４３１と先端部分１１４２２との間にある。図示されるように、第１のバンド１１４２０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は第１の中央部分１１４２３に沿っており、第２のねじれ領域は第２の中央部分に沿っている（図示しないが、第１の中央部分１１４２３の反対側である）。このようにして、第１のバンド１１４２０の第１の基端部分１１４２１及び第２の基端部分１１４３１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第１のバンド１１４２０の先端部分１１４２２における接触面（すなわち、プーリ部分１１４６７の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１６９】
第２のバンド１１４４０は、第１の基端部分１１４４１、第２の基端部分１１４５１、先端部分１１４４２、第１の中央部分１１４４３、及び第２の中央部分１１４５３を有する。図示されるように、先端部分１１４４２は、タブ１１４４４によって第２のツール部材１１４８２のプーリ部分１１４８７の周りに巻き付けられ結合される。第１の基端部分１１４４１及び第２の基端部分１１４５１はそれぞれ、第１のリンク１１５１０（すなわち、第１のガイドチャネル１１５２５及び第１のガイドチャネル１１５２５のそれぞれ）を通って、シャフト１１４１０内に延びる。さらに、第１の基端部分１１４４１及び第２の基端部分１１４５１はそれぞれ、シャフト１１４１０を通って延び、且つバックエンド機構１１７００に結合される。バックエンド機構１１７００は、手首アセンブリ１１５００のピッチ、ヨー、及びグリップ運動を生成するために、各基端部分を動かすことができる。第１の中央部分１１４４３は、第１の基端部分１１４２１と先端部分１１４４２との間にあり、第２の中央部分１１４５３は、第２の基端部分１１４５１と先端部分１１４４２との間にある。図示されるように、第２のバンド１１４４０は、その長手方向中心線に沿って２つの場所でねじられる：第１のねじれ領域は、第１の中央部分１１４４３に沿っており、第２のねじれ領域は、第２の中央部分に沿っている。このようにして、第２のバンド１１４４０の第１の基端部分１１４４１及び第２の基端部分１１４５１における接触面（すなわち、内側ガイド面及び外側ガイド面に接触する又はその周りに巻き付けられるバンド面）の向きは、第２のバンド１１４４０の先端部分１１４４２における接触面（すなわち、プーリ部分１１４８７の周りに巻き付けられるバンド面）の向きとは異なる。
【０１７０】
本明細書に記載の器具のいずれかは、器具の作動中にその中のバンドを所望の曲げ形状、バンド張力等に維持するのを確実にするような、任意の適切な第１のリンク設計又は第２のリンク設計を含むことができる。こうして、本明細書に記載される第１のリンクのいずれかは、任意の適切な形状（例えば、曲率半径、１つ又は複数の軸線からのオフセット距離等）を有する任意数のガイドチャネルを含むことができる。同様に、本明細書に記載される第２のリンクのいずれかは、任意の適切な形状（例えば、曲率半径、１つ又は複数の軸線からのオフセット距離等）を有する任意数のガイドチャネルを含むことができる。図６４及び図６５は、一実施形態による、器具１２４００の一部の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具１２４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具１２４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具１２４００は、バックエンド機構（図示せず）、シャフト１２４１０、手首アセンブリ１２５００、及びエンドエフェクタ１２４６０を含む。図６３を参照すると、器具１２４００は、バックエンド機構を手首アセンブリ１２５００に結合する第１のバンド１２４２０及び第２のバンド１２４４０も含む。器具１２４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ１２５００の第１の回転軸線Ａ１（図６４参照、ピッチ軸線として機能し、ピッチという用語は任意である）の周りの回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ１２４６０の第２の回転軸線Ａ２（図６４参照、ヨー軸線としてとして機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ１２４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具１２４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。図６５は、第２のリンク１２６１０の斜視図を示す。図示されるように、第２のリンク１２６１０は、本明細書に記載の一部の第２のリンクには存在しないような追加のガイド面１２６１７及びカバー面１２６１３を含む。
【０１７１】
図６６及び図６７は、一実施形態による、器具１３４００の一部の様々な図である。いくつかの実施形態では、器具１３４００又はその中の任意の構成要素は、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。器具１３４００（及び、本明細書に記載される器具のいずれか）は、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。器具１３４００は、バックエンド機構（図示せず）、シャフト（図示せず）、手首アセンブリ１３５００、及びエンドエフェクタ１３４６０を含む。図６３を参照すると、器具１３４００は、バックエンド機構を手首アセンブリ１３５００に結合する第１のバンド１３４２０及び第２のバンド１３４４０も含む。器具１３４００は、バンドの動きが、手首アセンブリ１３５００の第１の回転軸線Ａ１（図６６参照、ピッチ軸線として機能する）の周り回転（すなわち、ピッチ回転）、エンドエフェクタ１３４６０の第２の回転軸線Ａ２（図６６参照、ヨー軸線として機能する）の周りのヨー回転、エンドエフェクタ１３４６０のツール部材のヨー軸線の周りのグリップ回転、又はこれらの動きの任意の組合せを発生させるように構成される。器具１３４００のピッチ、ヨー、又はグリップの変更は、器具６４００に関して上述したのと同様の方法で、バンドを操作することによって行うことができる。図６７は、第２のリンク１３６１０の斜視図を示す。
【０１７２】
様々な実施形態について、上で説明してきたが、それら実施形態は、限定ではなく単に例として提示されたことを理解すべきである。上述した方法及び／又は概略図が、特定の順序で発生する特定のイベント及び／又はフローパターンを示す場合に、特定のイベント及び／又は操作の順序を変更することができる。実施形態を特に示し、説明してきたが、形態及び詳細に様々な変更を加えることができることが理解されよう。
【０１７３】
例えば、本明細書に記載の器具（及び、その中の構成要素）のいずれかは、オプションで、外科的処置を行う手術システムの一部であり、手術システムは、マニピュレータユニット、一連の運動学的リンク機構、一連のカニューレ等を含むことができる。こうして、本明細書に記載される器具のいずれも、上で示され説明されるＭＩＲＳシステム１０００等の任意の適切な手術システムで使用することができる。さらに、本明細書に示され記載される器具のいずれかを使用して、外科的処置中に標的組織を操作することができる。そのような標的組織は、癌細胞、腫瘍細胞、病変部、血管閉塞、血栓症、結石、子宮筋腫、骨腫瘍転移、腺筋症、又は任意の他の身体組織であり得る。提示された標的組織の例は、完全なリストではない。さらに、標的構造は、例えば、ステント、人工チューブの一部、体内の締結具等のような、体内又は体に関連する人工物質（つまり、非組織）も含み得る。
【０１７４】
例えば、任意のツール部材は、医療グレードのステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金等の任意の材料から構成することができる。さらに、本明細書に記載されるリンク、ツール部材、バンド、又は構成要素のいずれも、後で一緒に接合される複数の部品から構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、リンクは、別々に構成された構成要素を一緒に接合することによって構成することができる。しかしながら、他の実施形態では、本明細書に記載されるリンク、ツール部材、バンド、又は構成要素のいずれも、モノリシックに構成することができる。
【０１７５】
本明細書に記載される任意のバンドは、任意の適切な形状を有することができる。例えば、図１０が、（バンド２４２０の長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた）長方形の断面形状を有するものとしてバンド２４２０を示しているが、他の実施形態では、本明細書に記載される任意のバンドは、任意の適切な断面形状を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される任意のバンドは台形形状を有してもよい（例えば、図２４参照）。他の実施形態では、本明細書に記載される任意のバンドは、僅かに湾曲した面を含むことができる。例えば、内側接触面２４２５及び外側接触面２４２６が、（バンド２４２０の長手方向中心線に垂直な断面平面内で）線形であるように示されているが、他の実施形態では、任意の内側接触面又は外側接触面は、曲面又は「クラウン形状」にすることができる。さらに、本明細書に記載される任意のバンドは、任意の適切な材料から構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される任意のバンドは、（例えば、接着剤を介して）一緒に接合される一連のラミネートから構成することができる。他の実施形態では、ラミネートは、他の任意の適切な方法で接合することができる。ラミネートは、タングステン、鋼、又は任意の適切なポリマーを含む、任意の適切な材料から構成することができる。
【０１７６】
器具が、一般に、第１の回転軸線Ａ１に垂直な第２の回転軸線Ａ２を有するものとして示されているが、他の実施形態では、本明細書に記載される任意の器具は、第１の回転軸線Ａ１から任意の適切な角度だけオフセットされた第２の回転軸線Ａ２を含むことができる。
【０１７７】
器具が、一般に使い捨てであるとして説明されているが、他の実施形態では、本明細書に記載される任意の器具は、再利用可能であり得る。
【０１７８】
バンドが、対応するスロット内に配置されたタブによってツール部材に結合されるものとして本明細書に記載されるが、他の実施形態では、本明細書に記載される任意のバンドは、溶接、接着剤、又は機械的締結具等の任意の適切な機構によって任意のツール部材に結合され得る。
【０１７９】
様々な実施形態について、特定の特徴及び／又は構成要素の組合せを有するものとして説明したが、他の実施形態は、上述したような実施形態のいずれかからの任意の特徴及び／又は構成要素の組合せを有することが可能である。態様は、医療装置、より具体的には手術用器具の一般的な文脈で説明したが、発明の態様は、必ずしも医療装置での使用に限定されるものではない。
【０１８０】
例えば、いくつかの実施形態では、器具は、器具４４００に関して上述したようにねじられたバンド、及び（器具３４００に関して上述したような内側ガイド面及び外側ガイド面を含む）１つ又は複数のリンク（例えば、第１のリンク又は第２のリンク）も有するバンドを含むことができる。こうして、いくつかの実施形態では、器具は、ガイド面を規定する手首アセンブリを含むことができ、ガイド面は、長手方向中心線に沿って湾曲することができ、且つ長手方向中心線に垂直な断面に沿った線形表面を有することができる。
【図１】
2021506394.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９−２１】
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【図２２】
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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２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月7日(2020.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフト、第１のリンク、第２のリンク、ツール部材、及びバンドを有しており、
前記第１のリンクは前記シャフトに結合され、
前記第２のリンクは基端部分及び先端部分を含み、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、ガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、
前記ツール部材は接触部分及びプーリ部分を含み、前記接触部分は標的組織に接触するように構成され、前記プーリ部分は、前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合され、前記ツール部材は、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転可能であり、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行であり、
前記バンドは第１のバンド部分及び第２のバンド部分を含み、前記バンドの長手方向中心線が前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間に規定され、前記第１のバンド部分は前記ガイドチャネル内にあり、前記第２のバンド部分は前記ツール部材に結合され、前記バンドは、前記バンドの前記長手方向中心線に沿ってねじられており、前記ツール部材は、前記バンドを該バンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、
医療装置。
【請求項２】
前記第１の軸線及び前記第２の軸線は、回転軸線のオフセット角を規定し、
前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間でねじれ角に亘ってねじられており、及び
該ねじれ角は、前記回転軸線のオフセット角と同じである、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記ねじれ角は、約９０度である、請求項２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記第２のリンクは、ガイド面を含み、
該ガイド面は、前記ガイドチャネルの一部を規定し、
前記ツール部材の前記プーリ部分は、結合面を含み、
前記バンドは接触面を含み、前記第１のバンド部分の前記接触面は前記ガイド面と摺接し、及び前記第２のバンド部分の前記接触面は前記ツール部材の前記結合面に結合される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項５】
前記バンドの前記長手方向中心線に垂直な断面平面内で切り取られた前記ガイド面の一部が線形部分であり、前記第１のバンド部分の前記接触面は、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転する際に、前記ガイド面の前記線形部分に接触する、請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記バンドは、複数のラミネートから構成され、及び
前記バンドは、該バンドの前記長手方向中心線に沿って切り取られた長方形の断面形状を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項７】
前記ガイドチャネルは、前記バンドを動かす際に、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するように、前記第２のリンクの中心線からオフセットされる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項８】
前記ガイドチャネルは第１のガイドチャネルであり、前記バンドは第１のバンドであり、
第２のガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、
当該医療装置は、第２のバンドをさらに有しており、
該第２のバンドは、第３のバンド部分、第４のバンド部分、及び前記第３のバンド部分と前記第４のバンド部分との間に前記第２のバンドの長手方向中心線を含み、
前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内にあり、
前記第４のバンド部分は前記ツール部材に結合され、
前記第２のバンドは、前記第２のバンドの前記長手方向中心線に沿ってねじられており、
前記第２のリンクは、前記第１のバンド及び前記第２のバンドのそれぞれを基端方向に動かす際に、前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転し、及び
前記ツール部材は、前記第１のバンドを前記基端方向に動かし、且つ前記第２のバンドを先端方向に動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項９】
前記第１のバンド及び前記第２のバンドは、モノリシックに構成される、請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記第２のバンド部分及び前記第４のバンド部分は、前記ツール部材の前記プーリ部分の周りに巻き付けられる、請求項９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記ガイドチャネルは第１のガイドチャネルであり、前記ツール部材は第１のツール部材であり、前記バンドは第１のバンドであり、
第２のガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、
当該医療装置は、第２のツール部材及び第２のバンドをさらに有しており、
前記第２のツール部材は前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合されたプーリ部分を含み、
前記第２のツール部材は、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能であり、
前記第２のバンドは、第３のバンド部分、第４のバンド部分、及び前記第３のバンド部分と前記第４のバンド部分との間に前記第２のバンドの長手方向中心線を含み、
前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内にあり、
前記第４のバンド部分は前記第２のツール部材に結合され、
前記第２のバンドは、前記第２のバンドの前記長手方向中心線に沿ってねじられており、及び
前記第２のツール部材は、前記第２のバンドを該第２のバンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の医療装置であって、
前記ガイドチャネルは第１のガイドチャネルであり、
第２のガイドチャネルが前記第２のリンク内に規定され、
前記バンドは第３のバンド部分を含み、
前記第２のバンド部分は前記第１のバンド部分と前記第３のバンド部分との間にあり、
前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内に配置され、
前記第２のバンド部分は前記プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、及び
前記ツール部材は、前記バンドを該バンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転する、
医療装置。
【請求項１３】
前記第１の軸線及び前記第２の軸線は、回転軸線のオフセット角を規定し、
前記バンドは、前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間でねじれ角に亘ってねじられており、及び
該ねじれ角は、前記回転軸線のオフセット角と同じである、請求項１２に記載の医療装置。
【請求項１４】
前記ガイドチャネルは、前記バンドを該バンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクが前記第１のリンクに対して前記第１の軸線の周りに回転するように、前記第２のリンクの中心線からオフセットされる、請求項１２又は１３に記載の医療装置。
【請求項１５】
前記ツール部材は第１のツール部材であり、前記バンドは第１のバンドであり、
第３のガイドチャネル及び第４のガイドチャネルがそれぞれ前記第２のリンク内に規定され、
当該医療装置は、第２のツール部材及び第２のバンドをさらに有しており、
前記第２のツール部材は、前記第２のリンクの前記先端部分に回転可能に結合されたプーリ部分を含み、
前記第２のツール部材は、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能であり、
前記第２のバンドは、第４のバンド部分、第５のバンド部分、第６のバンド部分、及び前記第４のバンド部分と前記第５のバンド部分との間に前記第２のバンドの長手方向中心線を含み、
前記第４のバンド部分は前記第３のガイドチャネル内にあり、
前記第６のバンド部分は前記第４のガイドチャネル内にあり、
前記第５のバンド部分は、前記第４のバンド部分と前記第６のバンド部分との間にあり、
前記第５のバンド部分は、前記第２のツール部材の前記プーリ部分の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、
前記第２のバンドは、前記第２のバンドの前記長手方向中心線に沿ってねじられており、及び
前記第２のツール部材は、前記第２のバンドを該第２のバンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、請求項１２又は１３に記載の医療装置。
【請求項１６】
医療装置であって、当該医療装置は、
シャフト、該シャフトに結合される第１のリンク、第２のリンク、バンド、及び標的組織に接触するためのツール手段を有しており、
前記第２のリンクは基端部分及び先端部分を含み、前記基端部分は前記第１のリンクに結合され、前記第２のリンクは、前記第１のリンクに対して第１の軸線の周りに回転可能であり、第１のガイドチャネル及び第２のガイドチャネルがそれぞれ前記第２のリンク内に規定され、
前記標的組織に接触するためのツール手段は、前記第２のリンクに回転可能に結合され、前記第２のリンクに対して第２の軸線の周りに回転し、該第２の軸線は前記第１の軸線と非平行であり、
前記バンドは、第１のバンド部分、第２のバンド部分、及び第３のバンド部分を含み、前記第２のバンド部分は前記第１のバンド部分と前記第３のバンド部分との間にあり、前記バンドの長手方向中心線が前記第１のバンド部分と前記第２のバンド部分との間に規定され、前記第１のバンド部分は前記第１のガイドチャネル内に配置され、前記第３のバンド部分は前記第２のガイドチャネル内にあり、前記第２のバンド部分は前記ツール手段の周りに少なくとも部分的に巻き付けられ、前記バンドは、前記バンドの前記長手方向中心線に沿ってねじられており、前記ツール手段は、前記バンドを該バンドの前記長手方向中心線に沿って動かす際に、前記第２のリンクに対して前記第２の軸線の周りに回転可能である、
医療装置。
【国際調査報告】
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