(57)【要約】  ロボット外科用システムは、１つ又は２つ以上のロボットアームを支持する１つ又は２つ以上の調節可能なアーム支持体を含むことができる。調節可能なアーム支持体は、テーブル、テーブルのカラム支持体、又はテーブルのベースのいずれかに取り付けて、テーブルの下方の位置から調節可能なアーム支持体及びロボットアームを展開するように構成され得る。いくつかの実施例では、調節可能なアーム支持体は、ロボットアームが装着されるバー又はレールの位置の調節を可能にする、少なくとも４つの自由度を含む。自由度のうちの１つにより、調節可能なアーム支持体をテーブルに対して垂直に調節することが可能になり得る。
2021508571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
前記テーブルに対して前記第１の軸に沿った調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結された第１のアーム支持体であって、前記第１のアーム支持体が、前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含み、前記第１のバーが、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されている、第１のアーム支持体と、を含む、システム。
【請求項２】
前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の接合部が、前記第１の軸に沿って移動するように構成されたモータ式の直線状の接合部を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のバーに装着された第１のロボットアームを更に含み、前記第１のロボットアームが、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のバーに装着された第２のロボットアームを更に含み、前記第２のロボットアームが、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２のロボットアームが、前記第１のロボットアームとは独立して、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のバーに装着された第３のロボットアームを更に含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つが、カメラを保持する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のアーム支持体が、前記第１のバーの傾斜角度を調節するように構成された第２の接合部を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のバーは、前記テーブルの長さに沿って並進することが可能であり、それにより、前記第１のバーが、前記テーブルの端部を越えて延在し得る、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含む、第１のアーム支持体であって、前記第１のバーが、前記第１の軸に沿った前記第１のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、前記カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結されており、前記第１のアーム支持体が、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されている、第１のアーム支持体と、
前記第１の軸に沿った第２のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第２の接合部によって、前記カラムに連結されている、第３の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、前記第２のバーを含む、第２のアーム支持体であって、前記第２のアーム支持体が、少なくとも１つの別のロボットアームを支持するように構成されている、第２のアーム支持体と、を含み、
前記第１のアーム支持体及び前記第２のアーム支持体は、前記第１の軸に沿った前記第１のバー及び前記第２のバーの位置が独立して調節され得るように構成されている、システム。
【請求項１２】
前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第２の接合部が、前記垂直方向における前記第２のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第１のバー及び前記第２のバーが、異なる高さに調節され得る、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの第１の側に位置付けられるように構成されており、前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの第２の側に位置付けられるように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２の側が、前記第１の側とは反対である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの表面に対する前記第１のバーの前記第２の軸の傾斜角度を調節するように構成された第３の接合部を含み、
前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの前記表面に対する前記第２のバーの前記第３の軸の傾斜角度を調節するように構成された第４の接合部を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のバーの軸の前記傾斜角度及び前記第２のバーの軸の前記傾斜角度が、独立して調節され得る、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１及び第２のアーム支持体が、前記テーブルの下に格納されるように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の接合部及び前記第２の接合部のうちの１つ又は２つ以上が、モータ式であるか、又は油圧によって制御されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のアーム支持体が、互いに対して直線状に並進可能である、少なくとも２つのロボットアームを支持する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のアーム支持体上の複数のロボットアームと、前記第２のアーム支持体上の複数のアームと、を更に含み、前記第１のアーム支持体上のアームの数が、前記第２のアーム支持体上のアームの数と等しい、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本説明は、概して、医療システムに関し、具体的には、調節可能なアーム支持体を有する外科用又は医療用プラットフォーム、テーブル、又はベッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボット技術は、様々な用途を有する。特に、ロボットアームは、通常は人間が実行するタスクを完了するのを支援する。例えば、工場では、ロボットアームを使用して、自動車及び民生用電子機器製品が製造される。加えて、科学施設では、マイクロプレートを輸送するなどの実験室での手順を自動化するために、ロボットアームが使用される。最近、医師は、外科手術を行うのを支援させるために、ロボットアームを使用し始めている。例えば、医師は、ロボットアームを使用して、患者の内部の外科用器具を制御する。しかしながら、ロボットアームを含む既存の医療システムは、資本コストが高く、典型的には、限定されたタイプの外科手術を行うために専門化されている。したがって、医師又はその助手は、様々な外科手術に適応するために、複数のロボットアームシステムを入手する必要があり得る。各外科手技のためにロボットアームシステムを手動で再構成することもまた、医師にとって時間のかかる物理的な負担になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ロボットアームを有する外科用（又は医療用）ロボットシステムは、様々な外科（又は医療）手術を行うように構成可能である。ロボット外科用システムは、１つ又は２つ以上のロボットアームを支持する１つ又は２つ以上の調節可能なアーム支持体を含むことができる。調節可能なアーム支持体は、テーブル、テーブルのカラム支持体、又はテーブルのベースのいずれかに取り付けて、テーブルの下方の位置から調節可能なアーム支持体及びロボットアームを展開するように構成され得る。いくつかの実施例では、調節可能なアーム支持体は、ロボットアームが装着されるバー又はレールの位置の調節を可能にする、少なくとも４つの自由度を含む。自由度のうちの１つにより、調節可能なアーム支持体をテーブルに対して垂直に調節することが可能になり得る。ロボット外科用システムは、各々が１つ又は２つ以上のロボットアームを支持する、２つの調節可能なアーム支持体を含むことができる。２つの調節可能なアーム支持体は、独立して調節され得る。例えば、各アーム支持体は、テーブルに対して異なる高さにされ得る。
【０００４】
第１の態様では、システムは、患者を支持するように構成されたテーブルを含むことができる。システムはまた、第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムを含むことができる。第１の端部は、テーブルに連結され得る。ベースは、カラムの第２の端部に連結され得る。システムは、テーブルに対して第１の軸に沿った調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結された第１のアーム支持体を含むことができる。第１のアーム支持体は、第１の軸とは異なる第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含むことができる。第１のバーは、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成され得る。
【０００５】
システムは、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）第１の軸は、垂直軸であり、第１の接合部は、垂直方向における第１のバーの調節を可能にするように構成されている。（ｂ）第１の接合部は、第１の軸に沿って移動するように構成されたモータ式の直線状の接合部を含む。（ｃ）第１のバーに装着された第１のロボットアームであって、第１のロボットアームは、第２の軸に沿って並進するように構成されている。（ｄ）第１のバーに装着された第２のロボットアームであって、第２のロボットアームは、第２の軸に沿って並進するように構成されている。（ｅ）第２のロボットアームは、第１のロボットアームとは独立して、第２の軸に沿って並進するように構成されている。（ｆ）第１のバーに装着された第３のロボットアーム。（ｇ）第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つは、カメラを保持する。（ｈ）第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つは、テーブルの下に収容され得る。（ｉ）第１のアーム支持体は、第１のバーの傾斜角度を調節するように構成された第２の接合部を含む。（ｊ）第２の接合部は、第１の軸とは異なる第３の軸を中心に回転するように構成されたモータ式の回転接合部を含む。（ｋ）第１のアーム支持体は、第３の接合部及びバーコネクタを含み、バーコネクタは、第１のバーを第３の接合部と機械的に連結する。（ｌ）第３の接合部は、第１の軸とは異なる第４の軸を中心にバーコネクタを枢動させるように構成されたモータ式の回転接合部を含む。（ｍ）第３の接合部は、バーコネクタを枢動させて、カラムに対する第１のバーの位置決めを調節するように構成されている。（ｎ）第３の接合部は、バーコネクタの第１の端部に位置付けられ、バーコネクタの第１の端部は、カラムに連結され、追加の接合部は、バーコネクタの第２の端部に位置付けられ、バーコネクタの第２の端部は、第１のバーに連結され、追加の接合部は、追加の接合部及び第３の接合部が一緒に回転するように、第３の接合部に機械的に拘束されている。（ｏ）追加の接合部は、４つのバーリンケージを介して第３の接合部に機械的に拘束されている。（ｐ）追加の接合部は、第１のバーの配向が、バーコネクタが枢動する際に変化しないように、第３の接合部に機械的に拘束されている。（ｑ）第１のバーは、テーブルの長さに沿って並進することができ、それにより、第１のバーは、テーブルの端部を越えて延在し得る。（ｒ）第１のバーは、第２の軸に沿ったカラムに対する第１のバーの並進を可能にするように構成された少なくとも１つの第４の接合部によってカラムに更に連結されている。（ｓ）第１のアーム支持体は、テーブルの第１の側に位置付けられるように構成されており、システムは、テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結され、かつテーブルの第２の側上に位置付けられるように構成された第２のアーム支持体を更に含む。（ｔ）第２の側は、第１の側の反対である。（ｕ）第２のアーム支持体は、第１の軸に沿って第２の調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって第５の軸に沿って延在する第２のバーを含む。（ｖ）第１のアーム支持体及び第２のアーム支持体は、第１のアーム支持体を第１の高さに移動させることができように、独立して調節可能であるように構成されており、第２のアーム支持体は、第１の高さとは異なる第２の高さに独立して移動することができる。（ｘ）第１のアーム支持体は、テーブルの下に格納されるように構成されている。及び／又は（ｙ）ベースは、システムが移動可能であるように構成された１つ又は２つ以上の車輪を含む。
【０００６】
別の態様では、システムは、患者を支持するように構成されたテーブルを含むことができる。システムは、第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムを含むことができる。第１の端部は、テーブルに連結され得る。ベースは、カラムの第２の端部に連結され得る。システムは、第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含む、第１のアーム支持体であって、第１のバーが、第１の軸に沿った第１のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結されており、第１のアーム支持体が、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されている、第１のアーム支持体を含むことができる。システムはまた、第３の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有し、第１の軸に沿った第２のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第２の接合部によって、カラムに連結されている、第２のバーを含む、第２のアーム支持体であって、第２のアーム支持体が、少なくとも１つの別のロボットアームを支持するように構成されている、第２のアーム支持体を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１のアーム支持体及び第２のアーム支持体は、第１の軸に沿った第１のバー及び第２のバーの位置を独立して調節することができるように構成されている。
【０００７】
システムは、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）第１の軸が、垂直軸であり、第１の接合部は、垂直方向における第１のバーの調節を可能にするように構成されており、第２の接合部は、垂直方向における第２のバーの調節を可能にするように構成されており、第１のバー及び第２のバーは、異なる高さに調節され得る。（ｂ）第１のアーム支持体は、テーブルの第１の側に位置付けられるように構成されており、第２のアーム支持体は、テーブルの第２の側に位置付けられるように構成されている。（ｃ）第２の側は、第１の側の反対である。（ｄ）第１のアーム支持体は、テーブルの表面に対する第１のバーの第２の軸の傾斜角度を調節するように構成された第３の接合部を含み、第２のアーム支持体は、テーブルの表面に対する第２のバーの第３の軸の傾斜角度を調節するように構成された第４の接合部を含む。（ｅ）第１のバーの軸の傾斜角度及び第２のバーの軸の傾斜角度は、独立して調節され得る。（ｆ）第１のアーム支持体は、少なくとも第５の接合部によって、カラムに枢動可能に連結された第１のバーコネクタを更に含み、第２のアーム支持体は、少なくとも第６の接合部によって、カラムに枢動可能に連結された第２のバーコネクタを更に含む。（ｇ）第１のバーコネクタ及び第２のバーコネクタは、独立して枢動することができる。（ｈ）第１は、第２の軸に沿ったカラムに対する第１のバーの並進を可能にするように構成された第７の接合部を更に含み、第２のアーム支持体は、第３の軸に沿ったカラムに対する第２のバーの並進を可能にするように構成された第８の接合部を更に含む。（ｉ）第１のバーの軸に沿った第１のバーの並進、及び第２のバーの軸に沿った第２のバーの並進は、独立して調節され得る。（ｊ）第１及び第２のアーム支持体は、テーブルの下に格納されるように構成されている。（ｋ）第１の接合部及び第２の接合部のうちの１つ又は２つ以上は、モータ式であり、又は油圧によって制御される。（ｌ）第１のアームは、互いに対して直線性に並進可能である少なくとも２つのロボットアームを支持する。及び／又は（ｍ）第１のアーム支持体上の複数のロボットアーム及び第２のアーム支持体上の複数のアーム、ここで第１のアーム支持体上のアームの数は、第２のアーム支持体上のアームの数と等しい。
【０００８】
別の態様では、アーム支持体が開示される。アーム支持体は、第１の軸に沿って延在しているバーを含むことができる。バーは、少なくとも１つのロボットアームが第１の軸に沿って並進することができるように、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成され得る。バーは、テーブルを支持するカラムに連結するように構成され得る。アーム支持体は、カラムの第２の軸に沿ってバーの垂直位置を調節することを容易にするように構成された第１の接合部と、テーブルの表面に対する第１の軸の傾斜角度を調節することを容易にするように構成された第２の接合部と、少なくとも第３の接合部によって、カラムに枢動可能に連結するように構成されたバーコネクタと、第１の軸に沿ったバーの並進を容易にするように構成された第４の接合部と、を含むことができる。
【０００９】
アーム支持体は、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）第１の接合部、第２の接合部、第３の接合部、及び第４の接合部のうちの１つ又は２つ以上は、モータ式であり、又は油圧によって制御される。（ｂ）第２の軸は、垂直軸であり、第１の接合部は、垂直方向におけるバーの調節を可能にするように構成されている。（ｃ）第１の接合部は、第２の軸に沿って移動するように構成された直線状の接合部を含む。（ｄ）第２の接合部は、第２の軸とは異なる第３の軸を中心に回転するように構成された回転接合部を含む。（ｅ）第３の接合部は、第１の軸とは異なる第４の軸を中心にバーコネクタを枢動させるように構成された回転接合部を含む。（ｆ）第３の接合部は、バーコネクタを枢動させて、カラムに対するバーの位置決めを調節するように構成されている。（ｇ）第３の接合部は、バーコネクタの第１の端部に位置付けられ、バーコネクタの第１の端部は、カラムに連結するように構成されており、追加の接合部は、バーコネクタの第２の端部に位置付けられ、バーコネクタの第２の端部は、バーに連結されており、追加の接合部は、追加の接合部及び第３の接合部が一緒に回転するように、第３の接合部に機械的に拘束されている。（ｈ）追加の接合部は、４つのバーリンケージを介して第３のモータ式の接合部に機械的に拘束されている。（ｉ）追加の接合部は、バーの配向が、バーコネクタが枢動する際に変化しないように、第３のモータ式の接合部に機械的に拘束されている。及び／又は（ｊ）第４の接合部は、直線性の接合部を含む。
【００１０】
別の態様では、テーブルの表面上に位置付けられた患者を支持するように構成されたテーブルを含むことができる、システムが開示される。システムは、第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムを含むことができる。第１の端部は、テーブルに連結され得る。ベースは、カラムの第２の端部に連結され得る。システムは、第２の軸に沿って延在しているバーを含む、アーム支持体を含むことができる。バーは、第１の軸に沿ったバーの調節を可能にするように構成された第１の接合部によって、テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結され得る。アーム支持体は、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成され得る。システムはまた、実行可能命令が記憶された少なくとも１つのコンピュータ可読メモリと、少なくとも１つのコンピュータ可読メモリと通信し、かつシステムに、コマンドの受信に応じて、少なくとも第１の軸に沿ったバーの位置を調節させる命令を実行するように構成されている、少なくとも１つのプロセッサと、を含み得る。
【００１１】
システムは、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）コマンドは、アーム支持体に連結されたロボットアームに連結されたロボット医療用ツールの位置を調節するためのコマンドを含む。（ｂ）少なくとも１つのプロセッサは、臨床医が選択した処置に応答して、システムに、少なくともバーの位置を調節させる命令を実行するように更に構成されている。（ｃ）少なくとも１つのプロセッサは、ロボットアームと、テーブル、患者、追加のロボットアーム、及び医療用撮像装置のうちの少なくとも１つとの間の衝突を回避するために、システムに、少なくともバーの位置を調節させる命令を実行するように更に構成されている。及び／又は（ｄ）バーが傾斜して、テーブルの表面に対するバー軸の角度を調節することを可能にするように構成された第２の接合部と、少なくとも第３の接合部によって、カラムに枢動可能に連結するように構成されたバーコネクタと、バー軸に沿ってカラムに対するバーの並進を可能にするように構成された第４の接合部と、のうちの１つ又は２つ以上、ここで少なくとも１つのプロセッサは、バーの位置を調節するために、システムに、少なくとも第２の接合部、第３の接合部、及び第４の接合部のうちの少なくとも１つを制御させる命令を実行するように更に構成されている。
【００１２】
別の態様では、テーブルの表面上に位置付けられた患者を支持するように構成されたテーブルを提供することと、第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、第１の端部が、テーブルに連結されている、カラムを提供することと、カラムの第２の端部に連結されている、ベースを提供することと、第１の軸に沿ったバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結されたバー軸に沿って延在しているバーを含む、アーム支持体であって、アーム支持体が、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されており、第１の接合部を作動させて、第１の軸に沿ったバーの位置を調節する、アーム支持体を提供することと、を含むことができる、方法が開示される。
【００１３】
方法は、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）第１のバーに装着された第１のロボットアームを提供すること、及び第１のロボットアームを第２の軸で並進させること。（ｂ）第１のバーに装着された第２のロボットアームを提供すること、及び第２のロボットアームを第２の軸で並進させること。（ｃ）第２のロボットアームは、第１のロボットアームとは独立して、第２の軸に沿って並進するように構成されている。（ｄ）第１のバーに装着された第３のロボットアームを提供すること。（ｅ）第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つは、カメラを保持する。（ｆ）第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つは、テーブルの下に収容され得る。（ｇ）第１のアーム支持体は、第１のバーの傾斜角度を調節するように構成された第２の接合部を含み、方法は、第２の接合部を作動させることによって、バーの傾斜角度を調節することを更に含む。（ｈ）第２の接合部は、第１の軸とは異なる第３の軸を中心に回転するように構成されたモータ式の回転接合部を含む。（ｉ）第１のアーム支持体は、第３の接合部及びバーコネクタを含み、バーコネクタは、第１のバーを第３の接合部と機械的に連結する。（ｊ）第３の接合部を作動させて、バーコネクタを枢動させ、それにより、カラムに対する第１のバーの位置決めを調節すること。（ｋ）第１のバーは、テーブルの長さに沿って並進することができ、それにより、第１のバーは、テーブルの端部を越えて延在し得る。（ｌ）第１のバーは、第２の軸に沿ったカラムに対する第１のバーの並進を可能にするように構成された少なくとも１つの第４の接合部によって、カラムに更に連結され、方法は、第２の軸に沿ってカラムに対して、第１のバーを並進させることを更に含む。（ｍ）テーブル、カラム、又はベースのうちの少なくとも１つに連結されており、かつテーブルの第２の側に位置付けられるように構成されている、第２のアーム支持体を提供すること、及び／又は（ｎ）第１のアーム支持体を第１の高さに移動させること、及び第２のアーム支持体を、第１の高さとは異なる第２の高さに移動させること。
【００１４】
別の態様では、第１のロボットアームと、ロボットの第１のアームのエンドエフェクタに連結された医療用器具と、第１のロボットアームのベースに、及び患者支持テーブルを支持するカラムに連結されたアーム支持体と、のうちの少なくとも１つの位置決めに関するコマンドを受信することであって、アーム支持体が、少なくとも１つの接合部と、第１のロボットアームを支持するように構成されたバーと、を含む、受信することと、受信されたコマンドに基づいて、少なくとも１つの接合部を作動させて、カラムの垂直軸に沿ってアーム支持体の位置を調節することと、を含む、方法が開示される。
【００１５】
方法は、任意の組み合わせで以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）第１のコマンドは、少なくとも１つの接合部を作動させて、カラムの垂直軸に沿ったアーム支持体の位置を調節し、第２のコマンドは、アーム支持体を上方に枢動させるために第２の接合部を作動させ、第３のコマンドは、アーム支持体を傾けるために第３の接合部を作動させ、かつ第４のコマンドは、アーム支持体の長手方向の並進を引き起こす。（ｂ）第２のロボットアームは、アーム支持体のバーに連結されている。（ｃ）アーム支持体、第１のロボットアーム、及び第２のロボットアームを、テーブルの下の収容位置から持ち上げること、アーム支持体、第１のロボットアーム、及び第２のロボットアームを、テーブルに隣接して位置付けること、第１のコマンド、第２のコマンド、第３のコマンド、又は第４のコマンドのうちの少なくとも１つを介して、テーブルに対するアーム支持体の位置を調節すること、並びに外科手術の準備として、支持接合部のバーに沿って第２のロボットアームに対する第１のロボットアームの位置を調節すること。（ｄ）アーム支持体は、テーブルの上部表面の下に位置付けられる。及び／又は（ｅ）運動学モデルに基づいて、１つ又は２つ以上のコマンドを実行するためのコントローラであって、１つ又は２つ以上のコマンドは、第１のロボットアームのうちの１つ又は２つ以上の位置決めを制御する、コントローラ、ロボットの第１のアームのエンドエフェクタに連結された医療用器具、及び第１のロボットアームのベースに、及び患者支持テーブルを支持するカラムに連結されたアーム支持体であって、アーム支持体が、少なくとも１つの接合部と、第１のロボットアームを支持するように構成されたバーと、を含む、アーム支持体。
【００１６】
別の態様では、テーブルの表面上に位置付けられた患者を支持するように構成されたテーブルと、１つ又は２つ以上テーブルのための支持体と、テーブルに対して調節可能な１つ又は２つ以上のアームを保持するためのアーム支持体であって、アーム支持体の高さが、テーブルに対して調節可能である、アーム支持体と、を含むことができる、システムが開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態による、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図２Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのテーブルの等角図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、テーブルの上面図である。
【図２Ｃ】一実施形態による、テーブルの旋回セグメントの上面図である。
【図２Ｄ】一実施形態による、テーブルの旋回セグメントの上面図である。
【図２Ｅ】一実施形態による、旋回機構の構成要素の等角分解図である。
【図２Ｆ】一実施形態による、図２Ｅに示した旋回機構の断面図である。
【図２Ｇ】一実施形態による、図２Ｅに示した旋回機構の底面図である。
【図２Ｈ】一実施形態による、テーブルの折り畳みセグメントの等角図である。
【図２Ｉ】一実施形態による、テーブルの折り畳みセグメントの別の等角図である。
【図２Ｊ】一実施形態による、テーブルのトラップドアの等角図である。
【図２Ｋ】一実施形態による、テーブルのピボットの等角図である。
【図２Ｌ】一実施形態による、ピッチの軸を中心に回転したテーブルの側面図である。
【図２Ｍ】一実施形態による、ロー（row）の軸を中心に回転したテーブルの等角図である。
【図３Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのカラムの側面切り欠き図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、カラムの等角切り欠き図である。
【図３Ｃ】一実施形態による、カラムの上面図である。
【図４Ａ】一実施形態による、カラム装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図４Ｂ】一実施形態による、カラム装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図５Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのカラムリングの等角図である。
【図５Ｂ】一実施形態による、テーブルの下にあるカラムリングのセットの底面図である。
【図５Ｃ】一実施形態による、カラムに装着されたカラムリングのセットの等角図である。
【図５Ｄ】一実施形態による、カラムリングのアームマウントの等角切り欠き図である。
【図５Ｅ】一実施形態による、伸縮式構成におけるアームマウントの等角切り欠き図である。
【図６Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのロボットアームの等角図である。
【図６Ｂ】一実施形態による、ロボットアームのアームセグメント接合部の等角図である。
【図６Ｃ】一実施形態による、ロボットアームの別のアームセグメント接合部の等角図である。
【図７Ａ】一実施形態による、患者の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図７Ｂ】一実施形態による、患者の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムの上面図である。
【図７Ｃ】一実施形態による、撮像装置と、患者の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムと、の等角図である。
【図７Ｄ】一実施形態による、撮像装置と、患者の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムと、の上面図である。
【図７Ｅ】一実施形態による、患者のコア体領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図７Ｆ】一実施形態による、患者の上半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図８Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベースの等角図である。
【図８Ｂ】一実施形態による、ベースの開放パネルの等角図である。
【図８Ｃ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベースの内側に収容されたロボットアームの等角図である。
【図８Ｄ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのテーブルの下に収容されたロボットアームの等角図である。
【図８Ｅ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベースの上に収容されたロボットアームの等角図である。
【図８Ｆ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベースの上に収容されたロボットアームの別の等角図である。
【図８Ｇ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベース上のアウトリガキャスタの等角図である。
【図８Ｈ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベース上のアウトリガキャスタの別の等角図である。
【図８Ｉ】一実施形態による、可動構成におけるアウトリガキャスタの側面図である。
【図８Ｊ】一実施形態による、静止構成のアウトリガキャスタの側面図である。
【図９Ａ】一実施形態による、レール装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図９Ｂ】一実施形態による、レール装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１０Ａ】一実施形態による、外科用ロボットシステムのベースレールの等角図である。
【図１０Ｂ】一実施形態による、ベースレール上のアームマウントの等角図である。
【図１０Ｃ】一実施形態による、ベースレール上のアームマウントの等角切り欠き図である。
【図１０Ｄ】一実施形態による、ベースレールの断面図である。
【図１１】一実施形態による、カラム装着ロボットアーム及びレール装着ロボットアームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１２】一実施形態による、外科用ロボットシステムのテーブル及びベースとは別個のプラットフォーム上のカラム装着ロボットアームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１３Ａ】一実施形態による、調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの調節可能なアーム支持体を有する、外科用ロボットシステムの端面図である。
【図１４Ａ】一実施形態による、テーブルの両側に装着された２つの調節可能なアーム支持体を有する、外科用ロボットシステムの端面図である。
【図１４Ｂ】一実施形態による、腹腔鏡手術のために構成された２つの調節可能なアーム支持体及び複数のロボットアームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１４Ｃ】一実施形態による、腹腔鏡手術のために構成された２つの調節可能なアーム支持体及び複数のロボットアームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１５Ａ】一実施形態による、調節可能なアーム支持体の位置を調節するように並進するように構成された２つの調節可能なアーム支持体を有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１５Ｂ】一実施形態による、内視鏡手術のために構成された調節可能なアーム支持体及びロボットアームを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１６】一実施形態による、傾斜が可能なレールを有して構成された調節可能なアーム支持体を有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１７Ａ】一実施形態による、医療用撮像装置のＣアームへのアクセスを可能にするように位置付けられた調節可能なアーム支持体を有する、外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１７Ｂ】別の実施形態による、医療用撮像装置のＣアームへのアクセスを可能にするように位置付けられた調節可能なアーム支持体を有する、図１７Ａの外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１８Ａ】一実施形態による、展開構成に位置付けられた調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１８Ｂ】一実施形態による、収容構成に位置付けられた調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムの等角図である。
【図１９】一実施形態による、調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムを操作するための方法を示すフローチャートである。
【図２０】一実施形態による、調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムのブロック図である。
【図２１】一実施形態による、ロボットアームの等角図である。
【００１８】
ここで、いくつかの実施形態を詳細に参照し、それらの実施例が添付の図に示される。可能である場合は、類似又は同様の参照番号が図面において使用され得、これらの参照番号は、類似又は同様の機能性を示し得ることに留意されたい。図は、例示のみを目的として、説明されるシステム（又は方法）の実施形態を示すものである。当業者であれば、本明細書に記載の原理から逸脱することなく、本明細書に例示した構造及び方法の代替の実施形態を採用できることを以下の説明から容易に理解するであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
Ｉ．システム概要
図１は、一実施形態による、外科用ロボットシステム１００の等角図である。ユーザ、例えば、医師又は助手は、外科用ロボットシステム１００を使用して、患者に対してロボット支援手術を行う。外科用ロボットシステム１００は、テーブル１０１と、カラム１０２と、互いに物理的に連結されたベース１０３と、を含む。図１には示されていないが、テーブル１０１、カラム１０２及び／又はベース１０３は、外科用ロボットシステム１００の機能をサポートする電子機器、流体装置、空圧、吸引、又は他の電気的及び機械的構成要素を収容、接続、又は使用してもよい。
【００２０】
テーブル１０１は、外科用ロボットシステム１００を使用して、手術を受ける患者の支持を提供する。一般に、テーブル１０１は、接地に平行であるが、テーブル１０１は、様々な外科手術を容易にするためにその配向及び構成を変更してもよい。テーブル１０１は、セクションＩＩ．テーブルにおける図２Ａ〜図２Ｉを参照して更に説明される。
【００２１】
カラム１０２は、一方の端部でテーブル１０１に連結されており、かつ他方の端部でベース１０３に連結されている。一般に、カラム１０２は、カラム１０２に連結されたカラムリングに適応するように円筒形状であり、セクションＶ．カラムリングにおける図５Ａ〜図５Ｅを参照して更に説明されるが、カラム１０２は、楕円形又は矩形などの他の形状を有してもよい。カラム１０２は、セクションＩＩＩ．カラムにおける図３Ａ及び図３Ｂを参照して更に説明される。
【００２２】
ベース１０３は、接地に平行であり、カラム１０２及びテーブル１０１の支持を提供する。ベース１０３は、ホイール、トレッド、又は外科用ロボットシステム１００を位置決め又は輸送する他の手段を含んでもよい。ベース１０３は、セクションＶＩＩＩ．ベースにおける図８Ａ〜Ｅを参照して更に説明される。
【００２３】
上述の構成要素を含む外科用ロボットシステム１００の代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００２４】
ＩＩ．テーブル
図２Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム１００のテーブル２０１Ａの等角図である。テーブル２０１Ａは、図１のテーブル１０１の一実施形態である。テーブル２０１Ａは、１つ又は２つ以上のセグメントのセットを含む。一般に、ユーザは、セグメントのセットを構成することによってテーブル２０１Ａの構成を変更する。外科用ロボットシステム１００はまた、例えば、セグメントのセットのセグメントを再配置するためにモータを使用することによって、セグメントを自動的に構成してもよい。セグメントの例示的なセットが図２Ａに示されており、これは、旋回セグメント２１０と、中央セグメント２１２と、折り畳み可能なセグメント２１４と、分離可能なセグメント２１６と、テーブルベース２１８と、を含む。旋回セグメント２１０、中央セグメント２１２、及び折り畳み可能なセグメント２１４は、テーブルベース２１８に連結されている。図２Ａは、テーブルベース２１８から分離された分離可能なセグメント２１６を示しているが、分離可能なセグメント２１６はまた、テーブルベース２１８に連結されていてもよい。様々な実施態様では、追加的な又はより少ないセグメントが使用されてもよい。
【００２５】
テーブル２０１Ａのセグメントのセットを構成する利点は、構成されたテーブル２０１Ａが、テーブル２０１Ａ上の患者へのより大きなアクセスを提供し得ることである。例えば、外科用ロボットシステム１００は、患者の鼠径領域へのアクセスを必要とする患者に対して外科手術を行う。患者が典型的な外科用ベッド上に上向きに置かれるとき、患者の鼠径領域よりも、患者の頭部、腕部、及び脚部へのアクセスが多くなる。鼠径領域は、患者の身体の中心に向かって位置するため、脚部は、鼠径領域へのアクセスを妨げることが多い。分離可能なセグメント２１６は、テーブル２０１Ａから分離可能である。分離可能なセグメント２１６を有しないテーブル２０１Ａは、患者の頭部が旋回セグメント２１０を有するテーブル２０１Ａの側面に向かっている状態での、テーブル２０１Ａ上に位置する患者の鼠径領域へのより大きなアクセスを提供する。具体的には、分離可能なセグメント２１６を取り外すことにより、例えば、外科用器具を鼠径領域内に挿入するために、より多くの空間が開かれる。鼠径領域にアクセスするために追加の空間が必要とされる場合、折り畳み可能なセグメント２１４は、患者から離れるように折り畳まれてもよい（図２Ｈに更に記載される）。中央セグメント２１２は、鼠径領域へのより大きなアクセスをまた提供する切り欠きセクション２２０を含む。
【００２６】
旋回セグメント２１０は、テーブル２０１Ａに対して横方向に枢動する。旋回セグメント２１０は、弓状縁部２２２を含み、中央セグメント２１２はまた、弓状縁部２２４に含まれる。弓状の縁部により、旋回セグメント２１０がテーブル２０１Ａから離れるように又はテーブル２０１Ａに向かって枢動するときに、旋回セグメント２１０と中央セグメント２１２との間には最小限の間隙が存在する。旋回セグメント２１０がテーブル２０１Ａから離れる方向に枢動する状態のテーブル２０１Ａの構成は、テーブル２０１Ａの他のセグメントが鼠径領域を妨げないため、鼠径領域へのより大きなアクセスを提供する。この構成の一実施例は、セクションＶＩＩ．Ａ．下半身手術における図７Ｃ及び図７Ｄに関連して更に説明される。加えて、旋回セグメント２１０はまた、鼠径領域への更により大きなアクセスを提供する切り欠きセクション２２６を含む。
【００２７】
図２Ｂは、一実施形態による、テーブル２０１Ａの上面図である。具体的には、図２Ｂは、部分的な切り欠き図を伴うテーブルベース２１８及び旋回セグメント２１０の一部分を示している。旋回セグメント２１０内の構成要素は、例示の目的で露出されている。テーブルベース２１８は、二重湾曲レール２３０、すなわち、２つの湾曲した直線レール（第１のベアリングサブアセンブリとも称される）を含む。旋回セグメント２１０はまた、二重湾曲レール２３２（第２のベアリングサブアセンブリとも称される）を含む。第２のベアリングアセンブリに連結された第１のベアリングアセンブリは、ベアリング機構と称されてもよい。テーブルベース２１８の二重湾曲レール２３０は、旋回セグメント２１０の二重湾曲レール２３２と係合する。二重湾曲レールの両方は、仮想円２３４と同心である。旋回セグメント２１０は、テーブルベース２１８の平面に対して垂直な仮想円２３４の中心にある点２３６を通る軸を中心に枢動する。テーブルベース２１８の二重湾曲レール２３０は、第１の台車２３８及び第２の台車２４０を含む。同様に、旋回セグメント２１０の二重湾曲レール２３２は、第１の台車２４２及び第２の台車２４４を含む。台車は、構造的支持を提供し、かつモーメント荷重を打ち消し、これにより、二重湾曲レールが、少なくとも５００ポンドまでの高片持ち荷重を支持することを可能にする。例えば、患者をテーブル２０１Ａから離れるように枢動させることにより、患者の体重を支持する二重湾曲レール上に高い片持ち荷重を発生させる。テーブルベース２１８及び旋回セグメント２１０は、ローラ、カムフォロワ、及びベアリングなどの追加の荷重共有構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、旋回セグメント２１０及びテーブルベース２１８は各々、二重湾曲レールの代わりに単一の湾曲レールを含む。更に、各湾曲レールは、追加の又はより少ない台車を含んでもよい。
【００２８】
図２Ｃは、一実施形態による、テーブル２０１Ａの旋回セグメント２１０の上面図である。質量中心２５０は、旋回セグメント２１０の質量中心、及び旋回セグメント２１０上に位置する患者（図示せず）を示す。旋回セグメント２１０は、軸２３６を中心に角度αで枢動される。図２Ｄに示す質量中心２４６と比較して、質量中心２５０は、図２Ｃ及び図２Ｄの両方の旋回セグメントが各々同じ角度αで枢動されても、テーブルベース２１８（図２Ｄのテーブルベース２１８Ｂに対応する）に近い。質量中心２５０をテーブル２１８に近づくように維持することは、旋回セグメント２１０が、外科用ロボットシステムを転倒させることなく、患者のために、より大きな片持ち荷重を支持するのに役立つ。いくつかの実施形態では、旋回セグメント２１０をテーブルベース２１８に対して３０度又は４５度の角度まで回転させる一方で、旋回セグメント２１０の質量中心をテーブル２０１Ａの上に維持することができる。
【００２９】
図２Ｄは、一実施形態による、テーブル２０１Ｂの旋回セグメント２１０Ａの上面図である。具体的には、テーブル２０１Ｂは、テーブルベース２１８Ａ及び旋回セグメント２１０Ａを含む。テーブル２０１Ｂは、二重湾曲レールを含まないが、代わりに、図２Ｅ〜Ｇを参照して以下で更に説明される旋回機構２７８を含む。質量中心２４６は、旋回セグメント２１０Ａの質量中心、及び旋回セグメント２１０Ａ上に位置する患者（図示せず）を示す。旋回セグメント２１０Ａは、軸２４８を中心に角度αで枢動される。したがって、質量中心２４６は、テーブルベース２１８Ａから離れて位置付けられる。
【００３０】
図２Ｅは、一実施形態による、テーブル２０１Ｂの旋回機構２７８（ベアリング機構とも称され得る）の構成要素の等角分解図である。旋回機構２７８は、第２のベアリングサブアセンブリに連結された第１のベアリングサブアセンブリを含む。具体的には、旋回機構２７８は、ハーモニック駆動モータ２８０、静的プレート２８１、シム２８２、内側ベアリングレース２８３、ベアリング２８４、外側ベアリングレースクリート２８５、内側ベアリングレース支持体２８６、静的リング２８７、モータハウジングマウント２８８、エンコーダストリップ２８９、駆動プレート２９０、エンコーダセンサ２９１、及び旋回インサート２９２を含む。モータハウジングマウント２８８は、テーブルベース２１８Ａに対して静止している。ハーモニック駆動モータ２８０は、軸２４８を中心に旋回セグメント２１０Ａを回転させる。第１のベアリングサブアセンブリは、テーブルベース２１８Ａに連結された上述の構成要素を含む。第２のベアリングサブアセンブリは、旋回セグメント２１０Ａに連結された上述の構成要素を含む。
【００３１】
図２Ｆは、一実施形態による、図２Ｅに示す旋回機構２７８の断面図である。ハーモニック駆動モータ２８０は、モータハウジングマウント２８８に連結されている。モータハウジングマウント２８８は、静的リング２８７及び静的プレート２８１に連結されている。静的プレート２８１は、ハーモニック駆動モータ２８０がまたテーブルベース２１８Ａに対して静止しているように、シム２８２を使用して、テーブルベース２１８Ａに連結されている。
【００３２】
ハーモニック駆動モータ２８０は、駆動軸２９４及び駆動面２９６が一緒に回転するように、駆動面２９６に連結された駆動軸２９４を含む。駆動面２９６は、駆動プレート２９０に連結されている。駆動プレート２９０は、内側ベアリングレース支持体２８６に連結されている。内側ベアリングレース支持体２８６は、旋回インサート２９２及び内側ベアリングレースクリート２８３に連結されている。内側ベアリングレース支持体２８６は、ベアリング２８４（例えば、クロスローラベアリング）によって、テーブルベース２１８Ａに移動可能に連結されている。旋回インサート２９２は、駆動軸２９４及び駆動面２９６を回転させることにより、旋回セグメント２１０Ａが同じ方向に回転するように、旋回セグメント２１０Ａに連結されている。図２Ｆには示されていないが、旋回機構２７８は、例えば、物理的なハードストップの形態における追加の安定性を提供するために、静的プレート２８１と内側ベアリングレースクリート２８３との間に追加の構成要素を含んでいてもよい。更に、図２Ｆには示されていないが、エンコーダセンサ２９１は、エンコーダストリップ２８９によってモータハウジングマウント２８８に連結されている。エンコーダセンサ２９１は、旋回セグメント２１０Ａの回転に関する情報、例えば、旋回セグメント２１０Ａの位置を、０．０１度の分解能で０．１度の精度まで記録する。図２Ｆは、旋回機構の構成要素を連結するために使用されるいくつかのねじ（又はボルト）を示すが、構成要素は、他の方法、例えば、溶接、圧力ばめ、接着などを使用して連結されてもよいことに留意されたい。
【００３３】
旋回機構２７８は、例えば、旋回セグメント２１０Ａ上に位置する患者から、最大５００ポンドの荷重を支持しながら、ハーモニック駆動モータ２８０が旋回セグメント２１０Ａを正確な制御で回転させることを可能にする。具体的には、ハーモニック駆動モータ２８０は、旋回セグメント２１０Ａを、１０度／秒の回転速度まで、及び軸２４８を中心としたいずれかの方向に最大４５度まで回転させ得る。更に、旋回セグメント２１０Ａは、患者の質量中心の最大速度が１００ミリメートル／秒であり、かつ最大速度までの時間が０．５秒であるように回転される。いくつかの実施形態では、旋回機構のベアリングのうちの１つは、例えば、約０．００２５のベアリング摩擦係数を有するボールベアリングを有するクロスローラベアリングであり、これは、患者の体重から片持ち荷重を維持しながら、旋回セグメント２１０Ａの正確な回転を可能にする安定性を更に提供するのに役立つ。ハーモニック駆動モータ２８０は、最大３３ニュートンメートルのトルクを生成して、旋回セグメント２１０Ａを患者の重量で回転させることができる。いくつかの実施形態では、ハーモニック駆動モータ２８０は、少なくとも４０ニュートンメートルの保持トルクを有する内部ブレーキを含む。
【００３４】
図２Ｇは、一実施形態による、図２Ｅに示した旋回機構の底面図である。ハーモニック駆動モータ２８０は、例えば、外科用ロボットシステムのカラムからの電線がハーモニック駆動モータ２８０に連結されて、ハーモニック駆動モータ２８０に制御信号を提供することができるように、露出される。
【００３５】
図２Ｈは、一実施形態による、テーブル２０１Ｃの折り畳み可能なセグメント２１４Ｃの等角図である。テーブル２０１Ｃは、図２Ａのテーブル２０１Ａの一実施形態である。テーブル２０１Ｃはまた、テーブルベース２１８Ｃに連結された中央セグメント２１２Ｃを含む。折り畳み可能なセグメント２１４Ｃは、テーブルベース２１８Ｃに対して平行な軸２５２を中心に、ベアリングを使用して回転する。折り畳み可能なセグメント２１４Ｃは、折り畳み可能なセグメント２１４Ｃがテーブルベース２１８Ｃ及び中央セグメント２１２Ｃに直交するように回転される。他の実施形態では、折り畳み可能なセグメント２１４Ｃは、テーブルベース２１８Ｃ及び中央セグメント２１２Ｃに対して他の角度に回転されてもよい。折り畳み可能なセグメント２１４Ｃは、例えば、テーブル２０１Ｃ上に位置する患者へのより大きなアクセスを提供するための切り欠きセクション２５４を含む。他の実施形態では、折り畳み可能なセグメント２１４Ｃは、切り欠きセクションを含まない。
【００３６】
図２Ｉは、一実施形態による、テーブル２０１Ｄの折り畳み可能なセグメント２１４Ｄの別の等角図である。テーブル２０１Ｄは、図２Ａのテーブル２０１Ａの一実施形態である。折り畳み可能なセグメント２１４Ｄは、折り畳み可能なセグメント２１４Ｄ及びテーブルベース２１８Ｄが互いに対して角度βで位置付けられるように回転される。テーブル２０１Ｄは、テーブル２０１Ｄ上の患者の体重を支持しながら回転位置を維持するために、折り畳み可能なセグメント２１４Ｄ及び中央セグメント２１２Ｄのための機構を含む。例えば、機構は、折り畳み可能なセグメント２１４Ｄと、中央セグメント２１２Ｄとの２つのセグメントを角度βで保持する接合部における摩擦ブレーキである。代替的に、折り畳み可能なセグメント２１４Ｄは、シャフトを使用して中央セグメント２１２Ｄの周りを回転し、機構は、シャフトを係止する、したがって、２つのセグメントを固定位置に維持するクラッチである。図２Ｉには示されていないが、テーブル２０１Ｄは、折り畳み可能なセグメント２１４Ｄを、中心セグメント２１２Ｄに対して特定の角度に自動的に回転し、かつ係止するためのモータ又は他のアクチュエータを含んでもよい。折り畳み可能なセグメント２１４Ｄを回転させることは、例えば、テーブル２０１Ｄの対応する構成が、テーブル２０１Ｄ上に位置する患者の腹部の周囲の領域へのより大きなアクセスを提供するため、有利である。
【００３７】
図２Ｊは、一実施形態による、テーブル２０１Ｅのトラップドア２５６の等角図である。テーブル２０１Ｅは、図２Ａのテーブル２０１Ａの一実施形態である。具体的には、テーブル２０１Ｅは、トラップドア２５６と、トラップドア２５６の下に位置付けられた排水構成要素２５８と、を含む。トラップドア２５６及び排水構成要素２５８は、外科手術中にテーブル上に位置する患者によって分泌される又は放出される、流体（例えば、尿）、破片（例えば、糞便）などの廃棄物質を収集する。容器（図示せず）を排水構成要素２５８の下に位置付けて、廃棄物質を収集及び保管することができる。トラップドア２５６及び排水構成要素２５８は、廃棄物質が、外科用ロボットシステム１００の他の構成要素又は外科用ロボットシステム１００と共に手術室にある他の外科用ツールなどの機器を汚すこと、又は脱滅菌することを防止するので有利である。
【００３８】
図２Ｋは、一実施形態による、テーブル２０１Ａのピボットの等角図である。具体的には、テーブル２０１Ａは、第１のピボット２６０及び第２のピボット２６２を含む。テーブル２０１Ａは、第１の軸２６４を中心に回転する。ユーザ、例えば、医師は、第１の軸２６４又は第２の軸２６６を中心にテーブル２０１Ａを、手動で又は外科用ロボットシステム１００によって補助されて回転させ得る。外科用ロボットシステム１００はまた、例えば、第１のピボット２６０又は第２のピボット２６２に連結されたモータを動作させるために、制御信号を使用することによって、テーブル２０１Ａを自動的に回転させてもよい。モータ２８０は、第１のピボット２６０に連結されている。テーブル２０１Ａの回転は、外科手術中にテーブル２０１Ａ上に位置する患者の特定の領域へのより大きなアクセスを提供することができる。具体的には、テーブル２０１Ａは、第１の軸２６４を中心に回転することによって、テーブル２０１Ａ上に位置する患者をトレンデレンブルク位置に配向するように構成されている。テーブル２０１Ａの回転を、図２Ｌ〜Ｍで更に説明する。
【００３９】
図２Ｌは、一実施形態による、ピッチの軸２６４を中心に回転したテーブル２０１Ａの側面図である。具体的には、テーブル２０１Ａは、接地に対して平行な平面２６８に対して角度γに回転される。
【００４０】
図２Ｍは、一実施形態による、ロー２６６の軸を中心に回転したテーブル２０１Ａの等角図である。具体的には、テーブル２０１Ａは、接地に平行な平面２６８に対して角度δに回転される。テーブル２０１Ａは、テーブル２０１Ａの下側の構成要素を露出させるために透明として図示されている。テーブルは、１セットのレール２７０を含む。テーブル２０１Ａは、レール２７０のセットに対して平行な軸２６６に沿って横方向に並進してもよい。外科用ロボットシステム１００は、例えば、モータ又は他の作動手段（図示せず）を使用して、テーブル２０１Ａを横方向に並進させる。外科用ロボットシステム１００のユーザはまた、テーブル２０１Ａを、手動で又は外科用ロボットシステム１００からの補助を受けて並進させてもよい。
【００４１】
上述の構成要素を含むテーブル２０１Ａの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年９月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／２３５，３９４号に、更に例示及び記載されている。
【００４２】
ＩＩＩ．カラム
図３Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム１００のカラム１０２の側面切り欠き図である。カラム１０２は、外科用ロボットシステム１００の機能を実行するための電気的及び機械的並びに他のタイプの構成要素を含む。カラム１０２は、ピッチ回転機構３１０、カラム伸縮式機構３２０、リング伸縮式機構３３０Ａ及び３３０Ｂ、並びにリング回転機構３４０Ａ及び３４０Ｂを含む。リング回転機構３４０Ａ及び３４０Ｂは、図３Ｂに更に記載される。
【００４３】
外科用ロボットシステム１００は、ピッチ回転機構３１０を使用して、テーブル１０１をピッチの軸２６４（これはまた、図２Ｋ〜Ｌで既に示されている）の周りで回転させる。ピッチ回転機構３１０は、ピッチ回転モータ３１２、直角歯車ボックス３１４、ピッチ回転送りねじ３１６、及びピッチ回転ブラケット３１８を含む。ピッチ回転モータ３１２は、直角歯車ボックス３１４に連結されている。ピッチ回転モータ３１２は、ピッチ回転送りねじ３１６と直交する。ピッチ回転送りねじ３１６は、ピッチ回転ブラケット３１８に移動可能に連結されている。直角歯車ボックス３１４は、ピッチ回転送りねじ３１６に連結されている。ピッチ回転モータ３１２の出力回転は、軸３１１に沿ったピッチ回転送りねじの並進運動を引き起こす。したがって、ピッチ回転送りねじ３１８の並進運動は、テーブル１０１をピッチの軸２６４を中心に回転させる。
【００４４】
外科用ロボットシステム１００は、カラム伸縮式機構３２０を使用して、テーブルを垂直に並進させる。カラム伸縮式機構３２０は、カラム伸縮式モータ３２２、カラム伸縮式送りねじ３２４、及びカラム伸縮式レール３２６を含む。カラム伸縮式モータ３２２は、カラム伸縮式送りねじ３２４に連結されている。カラム伸縮式モータ３２２及びカラム伸縮式送りねじ３２４は、ベース１０３に対して静止している。カラム伸縮式送りねじ３２４は、カラム伸縮式レール３２６と係合される。カラム伸縮式モータ３２２の出力回転により、カラム伸縮式レール３２６は、カラム伸縮式送りねじ３２４に沿って垂直軸３２１に沿って並進する。カラム伸縮式レール３２６が垂直軸３２１に沿って正方向に並進すると、カラム１０２及びテーブル１０１の高さが増加する。
【００４５】
カラム１０２はまた、下部カラムセグメント３５０、中央カラムセグメント３５２、及び上部カラムセグメント３５４を含む。下部カラムセグメント３５０は、ベース１０３に連結されており、ベース１０３に対して静止している。中央カラムセグメント３５２は、下部カラムセグメント３５０に移動可能に連結されている。上部カラムセグメント３５４は、中央カラムセグメント３５２に移動可能に連結されている。他の実施形態では、カラム１０２は、追加又はより少ないカラムセグメントを含んでもよい。
【００４６】
上部カラムセグメント３５４及び／又は中央カラムセグメント３５２はまた、カラム１０２の高さを延在するように、垂直軸３２１に沿って並進する。同様に、カラム伸縮式レール３２６が垂直軸３２１に沿って負方向に並進すると、カラム１０２及びテーブル１０１の高さは減少する。更に、上部カラムセグメント３５４及び／又は中央カラムセグメント３５２はまた、下部カラムセグメント３５０の上で圧潰して、垂直軸３２１に沿って並進する。調節可能な高さを有するテーブル１０１は、様々な外科手術を容易にするため、そのようなテーブル１０１は有利である。具体的には、１つの外科手術は、テーブル１０１上に横たわる患者が、異なる外科手術のためにテーブル１０１上に横たわる患者の高さよりも低い高さに位置付けられることを必要とする。いくつかの実施形態では、カラム伸縮式機構３２０は、モータの代わりに、又はそれに加えて、油圧又は空気圧などの他の作動手段を使用する。
【００４７】
外科用ロボットシステム１００は、リング伸縮式機構３３０Ａ及び３３０Ｂを使用して、カラムリング３０５Ａ及び３０５Ｂを垂直に並進させる。リング伸縮式機構３３０Ａは、リング伸縮式モータ３３２、リング伸縮式送りねじ３３４、及びリング伸縮式レール３３６を含む。カラムリングは、セクションＶ．カラムリングにおける図５Ａ〜Ｅを参照して更に説明される。カラムリング３０５Ａ及び３０５Ｂは、カラム１０２に移動可能に連結されており、垂直軸３３１に沿って並進する。一般に、カラム１０２は、カラム１０２の各カラムリングのためのリング伸縮式機構を含む。具体的には、カラム１０２は、リング伸縮式機構３３０Ａ及び第２のリング伸縮式機構３３０Ｂを含む。リング伸縮式モータ３３２は、リング伸縮式送りねじ３３４に連結されている。リング伸縮式モータ３３２及びリング伸縮式送りねじ３３４は、ベース１０３に対して静止している。リング伸縮式送りねじ３３４は、リング伸縮式レール３３６と係合されている。リング伸縮式レール３３６は、カラムリング３０５Ａに連結されている。リング伸縮式モータ３３２の出力回転により、リング伸縮式レール３３６は、リング伸縮式送りねじ３３４に沿って垂直軸３３１に沿って並進する。リング伸縮式レール３３６が垂直軸３３１に沿って正方向又は負方向に並進すると、対応するカラムリングの高さは、それぞれ増加又は減少する。
【００４８】
図３Ｂは、一実施形態による、カラム１０２の等角切り欠き図である。カラム１０２は、第１のアコーディオンパネル３６０Ａ及び第２のアコーディオンパネル３６０Ｂを含む。アコーディオンパネル３６０Ａ及び３６０Ｂは、外科用ロボットシステム１００が、垂直軸３３１に沿って正方向又は負方向にカラムリング３０５Ａ及び３０５Ｂを並進させる際に、それぞれ延在するか、又は折り畳まれる。アコーディオンパネル３６０Ａ及び３６０Ｂは、それらが、カラム１０２の内部の電気的及び機械的並びに他のタイプの構成要素（例えば、ピッチ回転機構３１０、カラム伸縮式機構３２０、リング伸縮式機構３３０Ａ及び３３０Ｂ、並びにリング回転機構３４０Ａ及び３４０Ｂ）を、流体廃棄物及び他の危険によって汚れること、又は脱滅菌されることから保護するので、有利である。図３Ｂは、リング回転機構３４０Ａの等角図を示している一方で、リング回転機構３４０Ｂは、カラム１０２によって覆い隠されている。
【００４９】
外科用ロボットシステム１００は、リング回転機構３４０Ａ及び３４０Ｂを使用して、それぞれカラムリング３０５Ａ及び３０５Ｂを回転させる。リング伸縮式レール３３６は、リング回転ブラケット３４４によってリング回転モータ３４２に連結されている。リング回転モータ３４２は、１セットの歯車３４６に連結されている。歯車３４６のセットは、駆動歯車３４６Ｇを含む。駆動歯車３４６Ｇは、カラムリング３０５Ａのカラムリングレール３４８と係合されている。リング回転モータ３４２の出力回転により、歯車３４６のセット及び駆動歯車３４６Ｇが回転する。したがって、駆動歯車３４６Ｇの回転により、カラムリング３０５Ａは、カラム１０２と同心の垂直軸３４１を中心に回転する。カラム１０２は、カラムリング３０５Ｂに対応する別のリング回転機構３４０Ｂを含む。一般に、リング回転機構３４０Ａ及び３４０Ｂ並びにカラムリング３０５Ａ及び３０５Ｂの両方は、実質的に同じであるが、他の実装形態では、それらは、異なる機構を使用して構築されてもよい。
【００５０】
図３Ｃは、一実施形態による、リング回転機構３４０Ａの上面図である。明確にするために、図３Ｃは、リング回転機構３４０Ａの駆動歯車３４６Ｇ、カラムリング３０５Ａ、及びカラムリングレール３４８のみを示す。例示的な使用事例では、外科用ロボットシステム１００は、駆動歯車３４６Ｇを時計回りに回転させて、カラムリングレール３４８を回転させ、したがって、カラムリング３０５Ａは、垂直軸３４１を中心として時計回りに回転する。
【００５１】
上述の構成要素を含むカラム１０３の代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００５２】
ＩＶ．カラム装着ロボットアーム
図４Ａは、一実施形態による、カラム装着ロボットアーム４７０Ａを有する外科用ロボットシステム４００Ａの等角図である。外科用ロボットシステム４００Ａは、１セットのロボットアーム、１セットのカラムリング、テーブル４０１Ａ、カラム４０２Ａ、及びベース４０３Ａを含む。外科用ロボットシステム４００Ａは、図１に示す外科用ロボットシステム１００の一実施形態である。一般に、ロボットアームのセットは、ロボットアーム４７０Ａなどの１つ又は２つ以上のロボットアームを含み、ロボットアームは、カラムリング４０５Ａなどの１つ又は２つ以上のカラムリングに連結されている。カラムリングは、以下のセクションＶ．カラムリングにおける図５Ａ〜Ｅに関連してより詳細に説明される。ロボットアームは、以下のセクションＶＩ．ロボットアームにおける図６Ａ〜Ｃに関連してより詳細に説明される。カラムリング４０５Ａは、カラム４０２Ａに移動可能に連結されている。したがって、カラム４０５Ａに取り付けられたロボットアーム４７０Ａは、カラム装着ロボットアーム４７０Ａと称され得る。上記で紹介したように、外科用ロボットシステム４００Ａは、ロボットアーム４７０Ａを使用して、テーブル４０１Ａ上に位置する患者に対して外科手術を行う。
【００５３】
図４Ｂは、一実施形態による、カラム装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステム４００Ｂの等角図である。外科用ロボットシステム４００Ｂは、図４Ａに示す外科用ロボットシステム４００Ａの一実施形態である。外科用ロボットシステム４００Ｂは、複数のロボットアーム、すなわち、第１のロボットアーム４７０Ｂ、第２のロボットアーム４７０Ｃ、第３のロボットアーム４７０Ｄ、及び第４のロボットアーム４７０Ｅ、並びに複数のカラムリング、すなわち、第１のカラムリング４０５Ｂ及び第２のカラムリング４０５Ｃを含む。他の実施形態では、外科用ロボットシステム４００Ｂは、追加的な又はより少ないロボットアーム及び／又はカラムリングを含んでもよい。更に、ロボットアームは、様々な構成でカラムリングに連結されてもよい。例えば、３つのロボットアームは、１つのカラムリングに連結されてもよい。加えて、外科用ロボットシステム４００Ｂは、２つのロボットアームに各々連結された３つのカラムリングを含んでもよい。
【００５４】
カラム装着ロボットアームと共に上述の構成要素を含む外科用ロボットシステム４００Ｂの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００５５】
Ｖ．カラムリング
図５Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム（例えば、外科用ロボットシステム１００、４００Ａ又は４００Ｂ）のカラムリング５０５の等角図である。
【００５６】
カラムリング５０５は、カラムリングレール５１０、アームマウントピボット５１２、アームマウントベース５１４、及び１セットのアームマウントを含む。アームマウントのセットは、１つ又は２つ以上のアームマウントを含む。具体的には、図５Ａのアームマウントのセットは、第１のアームマウント５０６Ａ及び第２のアームマウント５０６Ｂを含む。一般に、アームマウントのセットの各アームマウント及びアームマウントベース５１４は、円筒形状である。
【００５７】
第１のアームマウント５０６Ａ及び第２のアームマウント５０６Ｂは、アームマウントベース５１４に移動可能に連結されている。第１のアームマウント５０６Ａ及び第２のアーム５０６Ｂマウントは、アームマウントベース５１４と同心の軸５１１を中心に、一緒に又は独立して回転することができる。例えば、外科用ロボットシステム４００Ｂは、アームマウントベース５１４又はアームマウントの内側のモータ又は他の作動手段（図示せず）を使用して、第１のアームマウント５０６Ａ及び第２のアームマウント５０６Ｂを回転させる。いくつかの実施形態では、第１のアームマウント５０６Ａ及び第２のアームマウント５０６Ｂは、所定の増分、例えば、１５度の増分で回転する。
【００５８】
アームマウントベース５１４は、アームマウントピボット５１２に連結されている。アームマウントピボット５１２は、アームマウントピボット５１２内部のモータ又は他の作動手段（図示せず）を使用して、アームマウントベース５１４を、軸５１１に直交する軸５２１を中心に回転させる。アームマウントピボット５１２は、カラムリングレール５１０に連結されており、かつカラムリングレール５１０に対して静止している。アームマウントベース５１４を回転させることは、アームマウントベース５１４に連結されたロボットアーム（及びアームマウント）が、テーブル４０１Ｂの回転に応答して再配向され得るため、有利である。したがって、アームマウントベース５１４のアームマウントに連結されたロボットアームは、テーブル４０１Ｂ上に位置する患者へのより大きなアクセスを有する。
【００５９】
図５Ｂは、一実施形態による、図４Ｂのテーブル４０１Ｂの下側のカラムリングのセットの底面図である。カラムリングのセットは、第１のカラムリング４０５Ｂ及び第２のカラムリング４０５Ｃを含む。図５Ｂは、アームマウントがテーブル４０１Ｂの同じ側にあるように位置合わせされた第１のカラムリング４０５Ｂ及び第２のカラムリング４０５Ｃを示し、一方で、図４Ｂは、アームマウントがテーブル４０１Ｂの両側にあるように位置付けられた第１のカラムリング４０５Ｂ及び第２のカラムリング４０５Ｃを示すことに留意されたい。外科用ロボットシステム４００Ｂは、カラムリング４０５Ｂ及び４０５Ｃを回転させて、アームマウントを他の構成で位置付けることができる。例えば、２つのアームマウントがテーブル４０１Ｂの一方の側に位置付けられ、２つのアームマウントがテーブル４０１Ｂの対向する側に位置付けられる。カラムリングをカラムの周りで互いに独立して回転させることによって、外科用ロボットシステム４００Ｂは、より多くの可能な位置で、アームマウント、したがってアームマウントに装着されたロボットアームを構成することができる。この構成可能性により、外科用ロボットシステム４００Ｂは、ロボットアームがテーブル４０１Ｂ上に位置する患者の身体の任意の領域（例えば、上半身、コア体、又は下半身）にアクセスすることができるため、様々な外科手術に適応する。いくつかの実施形態では、カラムリングの各アームマウントは、アームマウントへのロボットアームの取り付けを容易にするノッチ５１６を含む。
【００６０】
図５Ｃは、一実施形態による、図４Ｂのカラム４０２Ｂに装着されたカラムリングのセットの等角図である。図５Ｂと同様に、図５Ｃは、外科用ロボットシステム４００Ｂの同じ側に位置合わせされた全てのアームマウントを示す。
【００６１】
図５Ｄは、一実施形態による、カラムリングのアームマウント５０６Ｃの等角切り欠き図である。アームマウント５０６Ｃは、アームマウント伸縮式機構５２０及び１セットのアームマウントセグメントを含む。アームマウント伸縮式機構５２０は、アームマウント伸縮式モータ５２２、アームマウント伸縮式送りねじ５２４、及びアームマウント伸縮式レール５２６を含む。概して、アームマウントセグメントのセットは、１つ又は２つ以上のアームマウントセグメントを含む。具体的には、図５Ｄのアームマウントセグメントのセットは、下部アームマウントセグメント５３０、中央アームマウントセグメント５３２、及び上部アームマウントセグメント５３４を含む。ロボットアームセグメント５７１（例えば、図４Ｂのロボットアーム４７０Ｂの）は、上部アームマウントセグメント５３４に連結されている。中央アームマウントセグメント５３２及び上部アームマウントセグメント５３４は、下部アームマウントセグメント５３０に移動可能に連結されている。下部アームマウントセグメント５３０は、アームマウントベース（例えば、図５Ａのアームマウントベース５１４）に連結されている。
【００６２】
外科用ロボットシステム４００Ｂは、アームマウント伸縮式機構５２０を使用して、アームマウント５０６Ｃを軸５３１に沿って並進させる。図５Ｄでは、軸５３１は水平配向であるが、他の実施形態では、軸５３１は、垂直又は任意の他の配向にあることに留意されたい。アームマウント伸縮式モータ５２２は、アームマウント伸縮式レール５２６に連結されている。アームマウント伸縮式レール５２６は、アームマウント伸縮式送りねじ５２４と係合されている。アームマウント伸縮式送りねじ５２４は、下部アームマウントセグメント５３０に対して静止している。アームマウント伸縮式モータ５２２の出力回転により、アームマウント伸縮式レール５２６が垂直軸５３１に沿って並進する。アームマウント５０６Ｃの並進は、アームマウント５０６Ｃが拡張している場合に、アームマウント５０６Ｃに装着されたロボットアームが、外科手術中にテーブル４０１Ｂ上に位置する患者へのより大きなアクセスを有し得るため、有利である。
【００６３】
図５Ｅは、一実施形態による、伸縮式構成におけるアームマウント５０６Ｃの等角切り欠き図である。伸縮式構成では、上部アームマウントセグメント５３４及び中央アームマウントセグメント５３２は、アームマウント５０６Ｃの拡張を容易にするために、正軸５３１方向に延在している。
【００６４】
上述の構成要素を含むカラムリング５０５の代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００６５】
ＶＩ．ロボットアーム
図６Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム（例えば、外科用ロボットシステム１００、４００Ａ、又は４００Ｂ）のロボットアーム６７０の等角図である。一般に、ロボットアーム６７０は、ロボットアームセグメント６７１、６７２、６７３、６７４、６７５、６７６、及び６７７などの１セットのロボットアームセグメントを含む。各アームセグメントは、アームセグメント接合部で少なくとも１つの他のアームセグメントに移動可能に連結されている。具体的には、第１のアームセグメント６７１は、第２のアームセグメント６７２に移動可能に連結されており、第２のアームセグメント６７２は、第３のアームセグメント６７３に移動可能に連結されている、などである。第１のアームセグメント６７１は、アームマウント（例えば、図５Ａのアームマウント５０６Ａ）に移動可能に連結されている。第７のアームセグメント６７７（又は７以外のいくつかのアームセグメントを含む１セットのアームセグメントのセットの最後のアームセグメント）は、外科用器具に連結されている。第７のアームセグメント６７７はまた、クランプ又はロボット指部などの外科用器具を保持するための機構を含んでもよい。ロボットアーム６７０は、モータ、歯車、及びセンサなどの電気的及び機械的構成要素を、ロボットアームセグメントの内側に使用して、アームセグメント接合部でアームセグメントを回転させる。
【００６６】
ロボットアーム６７０は、例えば、図４Ｂのカラム４０２Ｂに収容されたロボットアーム制御システムから制御信号を受信する。いくつかの実施形態では、ロボットアーム６７０は、カラム４０２Ｂの外側に位置するか、又は外科用ロボットシステム４００Ｂから分離したロボットアーム制御システムから、制御信号を受信する。一般に、ロボットアーム６７０は、ロボットアーム制御システムにセンサデータを提供する、センサを含んでもよい。具体的には、圧力センサは、力フィードバック信号を提供し、エンコーダ又はポテンショメータは、アームセグメントの回転の測定を提供する。ロボットアーム制御システムは、センサデータを使用して、ロボットアーム６７０に提供される制御信号を生成する。各アームセグメントは別の隣接するセグメントに対して回転することができるため、各アームセグメントは、ロボットアーム６７０の機械的システムに更なる自由度を提供する。ロボットアームセグメントを回転させることによって、外科用ロボットシステム４００Ｂは、外科用器具が外科手術を受ける患者へのアクセスを有するように、ロボットアーム６７０に連結された外科用器具を位置付ける。外科用ロボットシステム４００Ｂのロボットアームの構成は、セクションＶＩＩ．外科手術を実行するためのシステム配向における図７Ａ〜Ｆを参照して更に説明される。
【００６７】
図６Ｂは、一実施形態による、ロボットアーム６７０のアームセグメント接合部６１０の等角図である。第１のアームセグメント６７１Ａ及び第２のアームセグメント６７２Ａは、図６Ａのアームセグメントのいずれかの実施形態である。アームセグメント６７１Ａ及び６７２Ａは、円筒形状であり、かつ平面６１２で接合されている。第１のアームセグメント６７１Ａは、平面６１２に対して垂直な軸６１１を中心に第２のアームセグメント６７２Ａに対して回転する。更に、軸６１１は、第２のアームセグメント６７２Ａの平面６１４に対して垂直であり、かつ第１のアームセグメント６７１Ａの平面６１６に対して垂直である。すなわち、軸６１１は、アームセグメント６７１Ａ及び６７２Ａに対して長手方向である。
【００６８】
図６Ｃは、一実施形態による、ロボットアーム６７０の別のアームセグメント接合部６２０の等角図である。アームセグメント６７１Ｂ及び６７２Ｂは、平面６２２で接合されている。図６Ｂに示される円筒形状のアームセグメントとは異なり、アームセグメント６７１Ｂ及び６７２Ｂは各々、湾曲セクション６２８及び６３０をそれぞれ含む。第１のアームセグメント６７１Ｂは、平面６２２に対して垂直な軸６２１を中心に第２のアームセグメント６７２Ｂに対して回転する。軸６２１は、アームセグメント６７２Ｂの平面６２４に対して垂直ではなく、かつアームセグメント６７１Ｂの平面６２６に対して垂直ではない。いくつかの実施形態では、回転軸は、１つのアームセグメントの平面に対して垂直であるが、アームセグメント接合部の他のアームセグメントの平面に対して垂直ではない。
【００６９】
上述の構成要素を含むロボットアーム６７０の代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００７０】
ＶＩＩ．外科手術を実行するためのシステム配向
図４Ｂの外科用ロボットシステム４００Ｂは、ロボットアームのセットのカラム装着ロボットアームを使用して、様々な外科手術を実行する。外科用ロボットシステム４００Ｂは、外科手術の前、その間、及び／又はその後に、テーブル４０１Ｂ上に位置する患者の部分にアクセスするように、カラム装着ロボットアームを構成する。カラム装着ロボットアームは、尿管鏡検査、経皮的腎切石術（ＰＣＮＬ（percutaneous nephrolithotomy））、結腸鏡検査、及び透視検査などの外科手術のために、患者の鼠径部付近の部分にアクセスする。カラム装着ロボットアームは、前立腺切除術、結腸切除術、胆嚢切除術、及び鼠径ヘルニアなどの外科手術のために、コア（例えば、腹部）領域の患者の付近の部分にアクセスする。カラム装着ロボットアームは、気管支鏡検査、内視鏡逆行性胆管解剖学的断層撮影（ＥＲＣＰ（endoscopic retrograde cholangiopancreatography））などの外科手術のために、患者の頭部付近の部分にアクセスする。
【００７１】
外科用ロボットシステム４００Ｂは、カラム装着ロボットアーム、カラムリング、カラム、及びテーブルを自動的に再構成して、異なる外科手術を行う。外科用ロボットシステム４００Ｂの各サブシステム及び構成要素の特徴により、ロボットアームの同じセットが大きな作業容積及び複数の作業容積（構成に基づく）にアクセスして、患者に対して様々な外科手術を実行することが可能になる。具体的には、上述のように、ロボットアームは、患者の鼠径領域にアクセスするための第１の構成、患者の腹部領域にアクセスするための第２の構成、及び患者の頭部領域にアクセスするための第３の構成、更に他の可能な構成で構成されてもよい。ロボットアーム、カラムリング、カラム、及びテーブルのアームセグメントによって提供される自由度は、広範囲の構成に寄与する。外科用ロボットシステム４００Ｂは、例えば、永続的な磁気記憶ドライブ、ソリッドステートドライブなどの非一時的コンピュータ可読記憶媒体内にコンピュータプログラム命令を記憶するコンピュータシステムを含む。コンピュータシステムのプロセッサによって実行されると、命令は、外科用ロボットシステム４００Ｂの構成要素を、ユーザ（例えば、医師）からの介入を必要とせずに、又は最小限の介入で、自動的に再構成させる。例えば、命令に基づいて、コンピュータシステムは、ロボットアームのモータに電子制御信号を送信する。制御信号を受信したことに応じて、モータは、特定の位置に、ロボットアームのアームセグメントを回転させる。医師又は別のユーザは、命令を作成すること、及び命令をコンピュータシステムに提供することによって、外科用ロボットシステムの構成を設計することができる。例えば、命令は、コンピュータシステムのデータベースにアップロードされる。外科用ロボットシステム４００Ｂの自動構成可能性は、自動構成可能性がリソースを節約するため利点となる。具体的には、外科用ロボットシステム４００Ｂは、ユーザが外科手術のために外科用ロボットシステム４００Ｂをセットアップするために要する時間量を低減する。更に、様々な外科手術のために外科用ロボットシステム４００Ｂを使用することにより、ユーザは、ユーザが動作させるために購入、維持、保管、及び学習を必要とする外科用機器の量を低減する。
【００７２】
上述の構成要素を含むカラム装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステム４００Ｂの使用事例の代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号及び２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号に、更に例示及び記載されている。
【００７３】
ＶＩＩ．Ａ．下半身手術
図７Ａは、一実施形態による、患者７０８の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ａの等角図である。外科用ロボットシステム７００Ａは、図４Ｂの外科用ロボットシステム４００Ｂよりも多くの構成要素を含む一実施形態である。具体的には、外科用ロボットシステム７００Ａは、１セットのロボットアーム（合計５つのロボットアームを含む）及び１セットの３つのカラムリングを含む。第１のロボットアーム７７０Ａ及び第２のロボットアーム７７０Ｂは、第１のカラムリング７０５Ａに連結されている。第３のロボットアーム７７０Ｃ及び第４のロボットアーム７７０Ｄは、第２のカラムリング７０５Ｂに連結されている。第５のロボットアーム７７０Ｅは、第３のカラムリング７０５Ｃに連結されている。図７Ａは、患者７０８の下半身領域へのアクセスを必要とする外科手術（例えば、尿管鏡検査）を受けている、テーブル７０１上に位置する患者７０８のワイレレームを示す。患者７０８の脚部は、外科用ロボットシステム７００Ａの部分を不明瞭にしないように示されていない。
【００７４】
外科用ロボットシステム７００Ａは、ロボットアームのセットを構成して、患者７０８の下半身領域に対する外科手術を実行する。具体的には、外科用ロボットシステム７００Ａは、ロボットアームのセットを構成して、外科用器具７１０を操作する。図７Ａは、患者７０８の鼠径領域に仮想レール７９０に沿って、外科用器具７１０を挿入するロボットアームのセットを示している。一般に、仮想レール７９０は、同軸軌道であり、ロボットアームのセットが、それに沿って外科用器具（典型的には、伸縮式器具）を並進させる。第２のロボットアーム７７０Ｂ、第３のロボットアーム７７０Ｃ、及び第５のロボットアーム７７０Ｅは、例えば、外科用器具７１０を保持するように連結されている。第１のロボットアーム７７０Ａ及び第４のロボットアーム７７０Ｄは、外科手術（又は図７Ａに示される外科手術の少なくとも一部）のために必ずしも必要とされないため、外科用ロボットシステムの側面に収容される。ロボットアームは、患者７０８から離れた距離から外科用器具７１０を操作するように構成されている。これは、例えば、しばしば患者の身体に向かって接近して利用可能な限られた空間が存在するか、又は患者７０８の周囲に滅菌境界が存在するため、有利である。更に、外科用機器の周囲に滅菌ドレープが存在してもよい。外科手術中に、滅菌物体のみが、滅菌境界を通過することができる。したがって、外科用ロボットシステム７００Ａは、更に滅菌境界の外側に位置付けられ、かつ滅菌されたドレープで覆われているロボットアームを使用して、外科手術を実行してもよい。
【００７５】
一実施形態では、外科用ロボットシステム７００Ａは、ロボットアームのセットを構成して、患者７０８に対して内視鏡外科手術を実行する。ロボットアームのセットは、内視鏡、例えば、外科用器具７１０を保持する。ロボットアームのセットは、患者７０８の鼠径領域内の開口部を介して、患者の体内に内視鏡を挿入する。内視鏡は、カメラ及び光ケーブルなどの光学構成要素を有する可撓性、細長い、及び管状の器具である。光学構成要素は、患者の体内の部分の画像を表すデータを収集する。外科用ロボットシステム７００Ａのユーザは、内視鏡検査を行うのを支援するために、データを使用する。
【００７６】
図７Ｂは、一実施形態による、患者７０８の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ａの上面図である。
【００７７】
図７Ｃは、一実施形態による、撮像装置７４０と、患者７０８の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ｂと、の等角図である。外科用ロボットシステム７００Ｂは、図４Ｂの外科用ロボットシステム４００Ｂの一実施形態である。外科用ロボットシステム７００Ｂは、患者７０８の脚部を支持し、したがって患者７０８の鼠径領域を露出させる一対のスティラップ７２０を含む。一般に、撮像装置７４０は、患者７０８内部の身体部分又は他の物体の画像を捕捉する。撮像装置７４０は、Ｘ線透視タイプの外科手術、又は別のタイプの撮像装置にしばしば使用される、可動Ｃアームとも称されるＣアームであってもよい。Ｃアームは、発生器、検出器、及び撮像システム（図示せず）を含む。発生器は、Ｃアームの下端部に連結されており、患者７０８に向かって上向きに面している。検出器は、Ｃアームの上端部に連結されており、患者７０８に向かって下向きに面している。発生器は、患者７０８に向かってＸ線波を放射する。Ｘ線波は、患者７０８に浸透し、検出器によって受信される。受信されたＸ線波に基づいて、撮像システム７４０は、患者７０８内部の身体部分又は他の物体の画像を生成する。テーブル４０１Ｂの旋回セグメント２１０は、患者７０８の鼠径領域がＣアーム撮像装置７４０の発生器と検出器との間で位置合わされるように、横方向に回転される。Ｃアームは、患者の下側に留める必要があるフットプリントを有する物理的に大きい装置である。具体的には、Ｃアームの発生器は、患者の手術領域、例えば、腹部領域の下側にある必要がある。カラムに装着された典型的な外科用ベッドでは、カラムは、例えば、カラムがまた手術領域の下側にあるので、Ｃアーム発生器の位置決めに干渉する。対照的に、旋回セグメント２１０の構成可能性により、外科用ロボットシステム７００Ｂは、Ｃアーム、ロボットアーム、及びユーザ（例えば、医師）が、患者の身体の作業領域で外科手術を行うのに十分な範囲のアクセスを有するように、テーブル４０１Ｂを構成することができる。１つの例示的な使用事例では、テーブル４０１Ｂは、ロボットアームが、テーブル４０１Ｂ上の患者の鼠径領域又は下部腹部領域にアクセスすることができるように、テーブル４０１Ｂの長手方向軸に沿って横方向に並進される。別の例示的な使用事例では、旋回セグメント２１０をカラム４０２Ｂから離れるように回転させることによって、Ｃアーム７４０の発生器は、患者７０８の鼠径領域の下側に位置付けられてもよい。旋回セグメント２１０は、患者が旋回セグメント２１０上に位置している状態で、外科用ロボットシステムを傾けることなく、テーブル４０１Ｂの長手方向軸に対して少なくとも４５度回転され得る。特に、外科用ロボットシステムは、外科用ロボットシステムの質量中心（例えば、組み合わされた、少なくともテーブル、ベッド、及びベースの質量中心）がベースのフットプリントの上方に位置付けられるため、傾いていない。セクションＶＩＩＩ．ベースにおける図８Ｇ−Ｊを参照して更に説明されるアウトリガキャスタは、旋回セグメントがテーブルから離れる方向に回転されるときに、外科用ロボットシステムが傾くことを防止するための更なる安定性を提供することができる。
【００７８】
外科用ロボットシステム７００Ｂは、１セットのカラム装着ロボットアームを使用して、外科用器具７１０を操作する。ロボットアームの各々は、外科用器具７１０に連結されており、例えば、それを保持する。外科用ロボットシステム７００Ｂは、ロボットアームを使用して、外科用器具７１０を、仮想レール７９０に沿って患者の鼠径領域内に挿入する。
【００７９】
図７Ｄは、一実施形態による、撮像装置７４０と、患者７０８の下半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ｂと、の上面図である。
【００８０】
ＶＩＩ．Ｂ．コア体手術
図７Ｅは、一実施形態による、患者７０８のコア体領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ｂ（又は４００Ｂ）の等角図である。外科用ロボットシステム７００Ｂは、図７Ｃ及び図７Ｄに示される構成から再構成されており、ここで、ロボットアームは、患者７０８の下半身領域にアクセスしている。テーブルが旋回セグメント２１０を含む実施形態では、テーブルの旋回セグメント２１０は、テーブルの残りの部分と１列に並べられた状態で回転する。テーブル４０１Ｂ上に位置する患者７０８は、患者７０８のコア体領域へのアクセスを必要とする外科手術（例えば、前立腺切除術又は腹腔鏡検査）を受ける。各ロボットアームは、外科手術を行うために外科用器具を操作する。外科用ロボットシステム７００Ｂは、ロボットアームが患者７０８により多くアクセスすることができるように、カラムリング４０５Ｂ及び４０５Ｃを、テーブル４０１Ｂに向かって持ち上げる。更に、外科用ロボットシステム７００Ｂは、ロボットアームのうちの２つが、テーブル４０１Ｂの一方の側から延在し、かつロボットアームのうちの他方の２つが、４０１Ｂの対向する側から延在するように、カラムリングを回転させる。したがって、ロボットアームは、外科手術中に互いに干渉する（例えば、ロボットアームが別のロボットアームの運動を阻止する）可能性が低い。
【００８１】
ＶＩＩ．Ｃ．上半身手術
図７Ｆは、一実施形態による、患者７０８の上半身領域にアクセスするように構成されたカラム装着アームを有する、外科用ロボットシステム７００Ｂ（又は４００Ｂ）の等角図である。外科用ロボットシステム７００Ｂは、図７Ｅに示される構成から再構成されており、ここで、ロボットアームは、患者７０８のコア体領域にアクセスしている。テーブルが旋回セグメント２１０を含む実施形態では、テーブルの旋回セグメント２１０は、テーブルの残りの部分と１列に並べられた状態で回転する。テーブル４０１Ｂ上に位置する患者７０８は、患者７０８の上半身領域、具体的には、患者７０８の頭部へのアクセスを必要とする外科手術（例えば、気管支鏡検査）を受ける。ロボットアーム４７０Ｃ及びロボットアーム４７０Ｄは、外科用器具７１０Ｄ、例えば、気管支鏡を、仮想レール７９０に沿って患者７０８の口部内に挿入する。ロボットアーム４７０Ｂは、イントロデューサー７５０に連結されており、例えば、それを保持している。イントロデューサー７５０は、気管支鏡を、患者７０８の口部内に方向付ける外科用器具である。具体的には、仮想レール７９０に沿った気管支鏡の軌道は、患者７０８に対して平行に開始する。イントロデューサー７５０は、気管支鏡が口部に入る直前に、仮想レール７９０の角度を変更する。ロボットアーム４７０Ｅ（図７Ｆには示されていない）は、外科手術に使用されず、したがって、収容されている。
【００８２】
ＶＩＩＩ．ベース
図８Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム８００Ａのベース４０３Ａの等角図である。外科用ロボットシステム８００Ａは、図４Ｂの外科用ロボットシステム４００Ｂの一実施形態である。外科用ロボットシステム８００Ａは、ロボットアームが使用されていないときに、ベース４０３Ｂの内側にカラム装着ロボットアーム及び／又はカラムリング（図示せず）を格納する。ベース４０３Ｂは、格納されたロボットアームを覆う第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを含む。第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂは、廃棄物質が、格納されたロボットアームを脱滅菌するか、ないしは別の方法で汚染することを防止するため、有利である。
【００８３】
図８Ｂは、一実施形態による、ベース４０３Ｂの開放パネルの等角図である。第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂは、カラム装着ロボットアームがベース４０３Ｂの内側へのアクセスを有するように、カラム８０２Ａから離れる方向に枢動する。第１のパネル８２０Ａは、切り欠き部８３０Ａを含んでおり、第２のパネル８２０Ｂは、切り欠き部８３０Ｂを含んでいる。切り欠き部８３０Ａ及び８３０Ｂは、パネル８２０Ａ及び８２０Ｂが、閉じたときにカラム４０２Ｂの周囲にシールを形成するように、カラム４０２Ｂの形状に適合する。外科用ロボットシステム８００Ａは、モータ又は他の作動手段を使用して、第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを自動的に開閉することができる。外科用ロボットシステム８００Ａのユーザはまた、第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを手動で開閉してもよい。
【００８４】
図８Ｃは、一実施形態による、外科用ロボットシステム８００Ｂのベース４０３Ｂの内側に収容されたロボットアームの等角図である。外科用ロボットシステム８００Ｂは、図４Ｂの外科用ロボットシステム４００Ｂの一実施形態である。外科用ロボットシステム８００Ｂは、ロボットアームが使用されていないときに、カラム装着ロボットアーム４７０Ｂ及び４７０Ｄ、並びにベース４０３Ｂの内側のカラムリング４０５Ｂ及び４０５Ｃを格納する。ベース４０３Ｂは、格納されたロボットアーム及びカラムリングを覆う、第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを含む。第１のパネル８２０Ａは、切り欠き部８３０Ｃを含む。第２のパネル８２０Ｂはまた、切り欠き部（他の構成要素によって覆い隠されているために示されていない）を含む。切り欠き部は、パネル８２０Ａ及び８２０Ｂが、閉じたときにカラム４０２Ｂの周囲にシールを形成するように、カラム４０２Ｂの形状に適合する。
【００８５】
第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂは、横方向に並進して、ロボットアーム及びカラムリングのベース４０３Ｂ内へのアクセスを提供する。図８Ｃは、開口部を形成するように並進された第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを示している。開口部は、ロボットアームのためのアクセスを提供するのに十分な大きさであってもよいが、パネルが開いているときであっても、ロボットアームへの保護を依然として提供するためには大きすぎない。ロボットアーム４７０Ｄ及びカラムリング４０５Ｃは、ベース４０３Ｂの内側に収容される。ロボットアーム４７０Ｂ及びカラムリング４０５Ｂは、ベース４０３Ｂの外側にあるが、またベース４０３Ｂの内側に収容されていてもよい。外科用ロボットシステム８００Ｂは、モータ又は他の作動手段を使用して、第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを自動的に開閉することができる。外科用ロボットシステム８００Ｂのユーザはまた、第１のパネル８２０Ａ及び第２のパネル８２０Ｂを手動で開閉してもよい。
【００８６】
図８Ｄは、一実施形態による、外科用ロボットシステム７００Ａのテーブル７０１の下に収容されたロボットアームの等角図である。具体的には、各ロボットアームのアームセグメントは、ロボットアームが収容のためにコンパクトな構成になるように回転する。外科用ロボットシステム７００Ａは、第１のカラムリング７０５Ａ及び第２のカラムリング７０５Ｂを持ち上げており、かつ第３のカラムリング７０５Ｃを、カラム７０２の中心に向かって下降させている。このようにして、ロボットアームは、互いに干渉することなく、収容構成に十分な空間を有する。一実施形態では、カラム７０２は、ロボットアームを汚染又は損傷から保護するために、ロボットアーム上のカバー（例えば、パネル８２０Ａ及び８２０Ｂと同様である）を含む。
【００８７】
図８Ｅは、一実施形態による、外科用ロボットシステム４００Ｂのベース４０３Ｂの上に収容されたロボットアームの等角図である。ロボットアーム４７０Ｂ、４７０Ｃ、４７０Ｄ及び４７０Ｅは、収容構成にある。具体的には、各ロボットアームのアームセグメントは、ロボットアームが収容のためにコンパクトな構成になるように回転する。外科用ロボットシステム４００Ｂは、カラム４０２Ｂに沿って第１のカラムリング４０５Ｂ及び第２のカラムリング４０５Ｃを下降させており、そのため収容されたロボットアームは、ベース４０３Ｂ上に載置され、かつテーブル４０１Ｂから離れている。ドレープ又はパネルなどのカバー（図示せず）を使用して、収容ロボットアームを、脱滅菌又は他の汚染から保護するために覆うことができる。
【００８８】
図８Ｆは、一実施形態による、外科用ロボットシステム８００Ｃのベース４０３Ｂの上に収容されたロボットアームの別の等角図である。ロボットアームは、カラム装着の代わりにレール装着されている。レール装着ロボットアームは、セクションＩＸ．レール装着ロボットアーム及びセクションＸ．レールにおける、それぞれの図９Ａ及び図９Ｂ並びに図１０Ａ〜Ｄを参照して更に説明されている。外科用ロボットシステム８００Ｃは、セクションＩＸ．レール装着ロボットアームにおける図９Ｂを参照して更に説明される外科用ロボットシステム９００Ｂの一実施形態である。ロボットアーム８７０Ｃ、８７０Ｄ、８７０Ｅ、８７０Ｆ、８７０Ｇ、及び８７０Ｈは、収容構成にある。
【００８９】
図８Ｇは、一実施形態による、外科用ロボットシステムのベース８０３上のアウトリガキャスタの等角図である。図８Ｇに示されるベース８０３は、各々互いに実質的に同じであり、かつベース８０３の異なる角部に位置付けられた４つのアウトリガキャスタ８４０Ａ、８４０Ｂ、８４０Ｃ、及び８４０Ｄを含むが、他の実施形態では、ベースは、ベース上の他の場所に位置付けられた任意の数のアウトリガキャスタを含んでもよいことに留意されたい。アウトリガキャスタ８４０Ａ、８４０Ｂ、８４０Ｃ、及び８４０Ｄは各々、可動構成であり、すなわち、キャスタホイールは、接地と物理的に接触している。したがって、外科用ロボットシステムのユーザは、外科用ロボットシステムが使用されていないときに、キャスタホイールを使用して、例えば、保管領域に、外科用ロボットシステムを輸送することができる。
【００９０】
図８Ｈは、一実施形態による、外科用ロボットシステムのベース８０３上のアウトリガキャスタ８４０Ａ、８４０Ｂ、８４０Ｃ、及び８４０Ｄの別の等角図である。アウトリガキャスタ８４０Ａ、８４０Ｂ、８４０Ｃ、及び８４０Ｄは各々、静止構成にあり、すなわち、アウトリガキャスタは、キャスタホイールが接地と物理的に接触しないように回転される。したがって、外科用ロボットシステムは、外科手術中に安定化され固定され得る。
【００９１】
図８Ｉは、一実施形態による、可動構成におけるアウトリガキャスタ８４０Ａの側面図である。アウトリガキャスタ８４０Ａは、アウトリガマウント８４４に移動可能に連結されたキャスタホイール８４２を含む。アウトリガマウント８４４は、足部８４６に連結されている。第１のリンケージ８４８は、第１のヒンジ８５０によってアウトリガマウント８４４に移動可能に連結されている。第２のリンケージ８５２は、第２のヒンジ８５４によってアウトリガマウント８４４に移動可能に連結されている。可動構成では、キャスタホイール８４２は、回転して、アウトリガキャスタ８４０を接地に沿って移動させることができる。
【００９２】
図８Ｊは、一実施形態による、静止構成のアウトリガキャスタ８４０Ａの側面図である。静止構成では、キャスタホイール８４２は、自由に回転することができるが、キャスタホイール８４２は、キャスタホイール８４２が接地と物理的に接触していないため、アウトリガキャスタ８４０Ａを移動させない。外科用ロボットシステム（又はユーザ）は、アウトリガキャスタ８４０Ａを、例えば、９０度回転させて、アウトリガキャスタ８４０Ａを可動構成から静止構成に変化させる。したがって、ここで、足部８４６は、物理的に接地に接触しており、外科用ロボットシステムが移動するのを防止するのに役立つ。足部８４６は、接地上に更なる安定性を提供するために、キャスタホイール８４２に対してより大きいフットプリントを有してもよい。リンケージ８４８及び８５２は、アウトリガキャスタ８４０Ａの回転経路に干渉しないように位置付けられている。アウトリガキャスタ８４０Ａにおけるキャスタホイール８４２と足部８４６との組み合わせは、例えば、アウトリガキャスタ８４０Ａによって、キャスタ及び安定化のための別個の機構を有することと比較して、コンパクトな機構を使用して、外科用ロボットシステムを可動構成と静止構成との間で変化させることを可能にするため、有利である。更に、旋回セグメント上に位置する患者を対応するテーブルから離れるように回転させる旋回セグメントを含む外科用ロボットシステムの使用事例（例えば、図７Ｃ及び図７Ｄに示されるような）では、アウトリガキャスタの足部（静止構成における）は、テーブルベースを越えて延在する患者の質量中心に起因して、外科用ロボットシステムが傾かないようにすることを助ける。
【００９３】
上述の構成要素を含むベース４０３Ｂの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年８月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／２０３，５３０号に、更に例示及び記載されている。
【００９４】
ＩＸ．レール装着ロボットアーム
図９Ａは、一実施形態による、レール装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステム９００Ａの等角図である。外科用ロボットシステム９００Ａは、１セットのロボットアーム（少なくともアーム４７０Ａを含む）と、１セットのベースレール（少なくともベースレール９８０Ａを含む）と、を含む。ロボットアーム４７０Ａは、ベースレール９８０Ａに連結されている。ベースレールは、以下のセクションＸ．レールにおける図１０Ａ〜Ｄに関連して更に説明されている。ベースレール９８０Ａは、ベース１０３に移動可能に連結されている。したがって、ロボットアーム４７０Ａは、レール装着ロボットアーム４７０Ａと称されてもよい。
【００９５】
図９Ｂは、一実施形態による、レール装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステム９００Ｂの等角図である。外科用ロボットシステム９００Ｂは、第１のベースレール９８０Ｂ又は第２のベースレール９８０Ｃに各々連結されている、ロボットアーム４７０Ｂ、４７０Ｃ、４７０Ｄ及び４７０Ｅを含む。第１のベースレール９８０Ｂ及び第２のベースレール９８０Ｃは、ベース１０３に移動可能に連結されている。
【００９６】
他の実施形態では、外科用ロボットシステム９００Ｂは、追加的な又はより少ないロボットアーム及び／又はベースレールを含んでもよい。更に、ロボットアームは、様々な構成でベースレールに連結されてもよい。例えば、３つのロボットアームが、１つのベースレールに連結されてもよい。加えて、外科用ロボットシステム９００Ｂは、１つのロボットアームに各々連結された３つのベースレールを含んでもよい。
【００９７】
外科用ロボットシステム９００Ｂは、ベースレールをベース１０３に対して並進させることによって、ベースレールに装着されたロボットアームを並進させることができる。ベースレールは、ベース１０３の開始フットプリントを超えて並進することができ、これにより、ロボットアームがより大きな空間容積で動作することを可能にする。更に、外科用ロボットシステム９００Ｂは、ロボットアームをベースレールに対して並進させることによって、ベースレールに装着されたロボットアームを互いに独立して並進させることができる。これは、例えば、外科用ロボットシステム９００Ｂが、様々な外科手術を行うためにロボットアームを異なる構成に位置付けることができるため、有利である。
【００９８】
上述の構成要素を含むレール装着ロボットアームを有する外科用ロボットシステム９００Ｂの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年７月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／１９３，６０４号及び２０１５年８月５日に出願された米国特許仮出願第６２／２０１，５１８号に、更に例示及び記載されている。
【００９９】
Ｘ．レール
図１０Ａは、一実施形態による、外科用ロボットシステム１０００のベースレールの等角図である。ベースレールは、ベースレールに各々移動可能に連結された１セットの１つ又は２つ以上のアームマウントを含んでいる。更に、各アームマウントは、セクションＶ．カラムリングにおいて図５Ａを参照して前述したアームマウント５０６Ａ又は５０６Ｂの一実施形態である。具体的には、ベースレール９８０Ｂは、アームマウント１００６Ａ、１００６Ｂ及び１００６Ｃを含む。
【０１００】
図１０Ｂは、一実施形態による、ベースレール９８０Ｂ上のアームマウントの等角図である。アームマウント１００６Ａ、１００６Ｂ及び１００６Ｃは各々、ベルト及びピニオンアセンブリを含む。具体的には、アームマウント１００６Ａのベルト及びピニオンアセンブリは、ブラケット１０１２、モータ１０１４、ベルト１０１６及びピニオン１０１８を含む。アームマウント１００６Ｂ及び１００６Ｃのベルト及びピニオンアセンブリは、同様に構築されている。
【０１０１】
外科用ロボットシステム１０００は、ベルト及びピニオンアセンブリを使用して、ベースレールに沿ってアームマウント（したがって、アームマウントに装着されたロボットアーム）を並進させる。具体的には、アームマウント１００６Ａは、ブラケット１０１２によって、ベースレール９８０Ｂのチャネル１０２０に移動可能に連結されている。ブラケット１０１２は、モータ１０１４、ベルト１０１６及びピニオン１０１８に連結されている。モータ１０１４は、ベルト１０１６によってピニオン１０１８に連結されている。したがって、モータ１０１４の出力回転により、ピニオン１０１８が回転する。ピニオン１０１８は、ベースレール９８０Ｂのレール送りねじ１０１０と係合される。ピニオン１０１８の回転は、アームマウント１００６Ａを、レール送りねじ１０１０に対して平行なベースレール９８０Ｂに沿って並進させる。
【０１０２】
図１０Ｃは、一実施形態による、ベースレール９８０Ｂ上のアームマウント１００６Ａの等角切り欠き図である。アームマウント１００６Ａは、ベルト及びピニオンアセンブリを含む。具体的には、ベルト及びピニオンアセンブリは、モータ１０１４、ベルト１０１６、ピニオン１０１８及びベアリング１０２２を含む。外科用ロボットシステム１０００は、ベルト及びピニオンアセンブリを使用して、ベースレール９８０Ｂに沿ってアームマウント１００６Ａ（したがって、アームマウント１００６Ａに装着されたロボットアーム）を並進させる。モータ１０１４は、ベルト１０１６によってピニオン１０１８に連結されている。したがって、モータ１０１４の出力回転により、ピニオン１０１８が回転する。センサ１０１８は、ベアリング１０２２に連結されている。いくつかの実施形態では、ベアリング１０２２は、ベースレール９８０Ｂを有するラック及びピニオンアセンブリを形成する。具体的には、ベアリング１０２２は、歯車（すなわち、ピニオン）であり、ベースレール９８０Ｂのラック１０２４と係合される。ピニオン１０１８の回転は、ベアリング１０２２を、ラック１０２４に対して平行なベースレール９８０Ｂに沿って並進させる。したがって、アームマウント１００６Ａはまた、ベースレール９８０Ｂに沿って並進する。
【０１０３】
図１０Ｄは、一実施形態による、ベースレール９８０Ｂの断面図である。断面図１０００Ａは、ベースレール９８０Ｂの一実施形態の基本プロファイルを示す。断面図１０００Ｂは、ベースレール９８０Ｂの一実施形態の強化されたプロファイルを示す。強化されたプロファイルの下部セグメント１０３０Ｂは、基本プロファイルの下部セグメント１０３０Ａよりもサイズが大きい。したがって、強化されたプロファイルは、例えば、ベースレール９８０Ｂが基本プロファイルに対してより大きな荷重に耐えることを可能にするので、利点である。基本及び強化されたプロファイルの両方は、外科用ロボットシステムのベース上の対応するＴ字形スロットと係合する、Ｔ字形スロットアタッチメント１０４０を有する。
【０１０４】
上述の構成要素を含むベースレール９８０Ａ、９８０Ｂ及び９８０Ｃの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年７月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／１９３，６０４号及び２０１５年８月５日に出願された米国特許仮出願第６２／２０１，５１８号に、更に例示及び記載されている。
【０１０５】
ＸＩ．代替の構成
ＸＩ．Ａ．ハイブリッド構成
図１１は、一実施形態による、カラム装着ロボットアーム及びレール装着ロボットアームを有する、外科用ロボットシステム１１００の等角図である。カラム装着ロボットアーム及びレール装着ロボットアームの両方を含むハイブリッド構成により、外科用ロボットシステム１１００は、カラム装着ロボットアームのみ又はレール装着ロボットアームのみを有する外科用ロボットシステムと比較して、ロボットアームを、より多くの数（又は異なるタイプの）位置に構成することができる。更に、外科用ロボットシステム１１００は、カラムリングを使用するロボットアームの回転運動、並びにベースレールを使用するロボットアームの並進運動を利用する。
【０１０６】
ＸＩ．Ｂ．カートベースのロボットアームカラム
図１２は、一実施形態による、外科用ロボットシステム１２００のテーブル１０１、カラム１０２及びベース１０３から独立した、例えば、自立型カートとしてのカラム４０２Ｂ及びベース４０３Ｂ上のカラム装着ロボットアームを備えた外科用ロボットシステム１２００の等角図である。外科用ロボットシステム１２００は、ロボットアームを、テーブル１０１上に位置する患者７０８の下半身領域にアクセスするように構成する。一実施形態では、患者と共にテーブル１０１に連結されたカラム１０２から分離したカラム４０２Ｂを含むカートにロボットアームを装着することは、有利である。例えば、外科用ロボットシステム１２００は、テーブルと同じカラムに装着されたロボットアームを有する外科用ロボットシステムと比較して、ロボットアームを、より多くの数の（又は異なるタイプの）位置に構成してもよく、これは、少なくともテーブルがカラム１０２を越えて延在する角度に限定される。更に、カートは、ユーザが、ロボットアームをより容易に輸送すること、又はカートを静止したままにすることができる、アウトリガキャスタ（例えば、セクションＶＩＩＩ．ベースにおける図８Ｇ〜図８Ｊを参照して前述したもの）を含んでもよい。ロボットアームを別々に装着することにより、患者と共にテーブルに連結されたカラムの構成要素及び複雑さの数も低減することができる。
【０１０７】
上述の構成要素を含む、外科用ロボットシステム１１００、外科用ロボットシステム１２００及び他の外科用ロボットシステムの代替的な図及び実施形態は、少なくとも、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４８６号、２０１５年５月１５日に出願された米国特許仮出願第６２／１６２，４６７号、２０１５年７月１７日に出願された米国特許仮出願第６２／１９３，６０４号、２０１５年８月５日に出願された米国特許仮出願第６２／２０１，５１８号、２０１５年８月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／２０３，５３０号、及び２０１５年９月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／２３５，３９４号に、更に例示及び記載されている。
【０１０８】
ＸＩＩ．調節可能なアーム支持体
ロボット外科用システムは、１つ又は２つ以上のロボットアームを支持するための、このセクションに記載されるような調節可能なアーム支持体を含むことができる。調節可能なアーム支持体は、テーブル、テーブルのカラム支持体、又はテーブルのベースのいずれかに取り付けて、テーブルの下方の位置から調節可能なアーム支持体及びロボットアームを展開するように構成され得る。いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体は、ベッド（又はテーブル）又はベッドに隣接して位置付けられたカートに取り付けられ得る。いくつかの実施例では、調節可能なアーム支持体は、１つ又は２つ以上のロボットアームが装着されるバー、トラック、又はレールを含む。いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体は、バー、トラック、又はレールの位置の調節を可能にする、少なくとも４つの自由度を含む。自由度のうちの１つにより、調節可能なアーム支持体をテーブルに対して垂直に調節することが可能になり得る。調節可能なアーム支持体のこれら及び他の特徴は、図１３Ａ〜図２１の実施例を参照して詳細に説明されることになる。
【０１０９】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ、一実施形態による、調節可能なアーム支持体１３０５を含む外科用ロボットシステム１３００の等角図及び端面図である。調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１に対して１つ又は２つ以上のロボットアームを支持するように構成され得る（例えば、図１４Ａ〜図１５Ｂを参照されたい）。以下でより詳細に説明するように、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１に対して動いて、調節可能なアーム支持体１３０５及び／又はテーブル１３０１に対して調節可能なアーム支持体１３０５に装着された任意のロボットアームの位置を調節及び／又は変更することができるように構成され得る。例えば、調節可能なアーム支持体１３０５は、調節可能なアーム支持体１３０５の調節を可能にするために、テーブル１３０１に対して１つ又は２つ以上の自由度を含んでもよい。図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるシステム１３００は、単一の調節可能なアーム支持体１３０５のみを含むが、いくつかの実施形態では、システムは、複数の調節可能なアーム支持体を含むことができる（例えば、２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを含む図１４Ａのシステム１４００を参照されたい）。
【０１１０】
このセクションに記載されるような調節可能なアーム支持体１３０５を含む外科用ロボットシステムは、既知の外科用ロボットシステムの１つ又は２つ以上の問題に対処するように設計され得る。例えば、いくつかの外科用ロボットシステムによる１つの問題は、大量の部屋空間を占めるような嵩高であり得ることである。これは、ロボットアームを位置決めして、ロボット外科手術を行うために、大きく、かつ精巧な支持構造体が必要であることが多いためである。いくつかの外科用ロボットシステムは、ロボット外科手術中に患者を支持するテーブルの上方に複数のロボットアームを支持する、ロボットアーム支持構造体を含む。例えば、一般的な外科用ロボットシステムは、１つ又は２つ以上のロボットアームをテーブル上に懸架する支持構造体を含む。これらの支持構造体は、例えば、それらがテーブルの上及び上方に延在する必要があるため、かなり大きく、かつ嵩高である。
【０１１１】
いくつかの外科用ロボットシステムによる別の問題は、それらが過度に煩雑であり得ることである。例えば、上述したようないくつかの外科用ロボットシステムによって必要とされる大きく、かつ嵩高な支持構造体により、これらのシステムは、容易に移動されず、これは不都合であり得る。手術前及び手術後に、テーブル上に患者を装填するか、又は患者をテーブルから取り外すための容易なアクセスを提供するために、外科用領域からロボットアームを迅速かつ円滑に取り除くことが望ましい場合がある。これは、大きく、かつ嵩高な支持構造体及びこれらのシステムの煩雑な性質のため、いくつかの外科用ロボットシステムでは困難であることが証明されている。いくつかの外科用ロボットシステムは、容易に保管又は移動されない。
【０１１２】
更に、いくつかの外科用ロボットシステムは、限定された適応性又は汎用性を有する。すなわち、いくつかの外科用ロボットシステムは、特定の外科手術のために設計されており、したがって、他のタイプの外科手術に十分に機能しない。例えば、腹腔鏡手術のために構成された外科用ロボットシステムは、内視鏡手術のためによく機能せず、又はその逆であってもよい。場合によっては、このことは、手術中に使用されるロボットアームが、異なるタイプの外科手術中に患者及び／又はテーブルに対して異なる位置に位置付けられる必要があり、並びに従来の外科用ロボットシステムの支持構造体が、ロボットアームの異なる位置に適応することができないことが理由である。更に、上述したように、いくつかの外科用ロボットシステムは、患者及びテーブルの上に１つ又は２つ以上のロボットアームを懸架する支持構造体を含む。この位置に装着されたロボットアームを用いて、特定の医療手術を行うことは困難であり得る。
【０１１３】
最後に、いくつかの外科用ロボットシステムは、それらの対応する支持構造体に固定的に装着されたロボットアーム、及び／又は固定的に装着された若しくは位置付けられた支持構造自体を含む。これらのシステムは、ロボットアーム及び／又はロボットアームに装着された外科用ツールの位置を調節するために、ロボットアームの関節運動のみに依存し得る。アーム及び／又は支持体は定位置に固定されているため、このことは、これらのシステムの全体的な適応性を大幅に制限することができる。いくつかのシステムのロボットアーム及び／又は支持体の固定された性質は、手術中のアーム及び／又は他の物体（例えば、患者、テーブル、他の機器など）間の衝突を回避するための、これらのシステムの能力を更に制限し得る。
【０１１４】
調節可能なアーム支持体１３０５を含む図１３Ａｎ及び図１３Ｂのシステム１３００、並びにこのセクションに記載される他のシステムは、上で考察されるいくつかの外科用ロボットシステムと関連付けられた問題のうちの１つ又は２つ以上に対処する（例えば、低減する又は排除する）ように構成され得る。例えば、本明細書に記載されるシステムは、いくつかのシステムよりも嵩高でない場合がある。本明細書に記載されるシステムは、いくつかのシステムよりも少ない物理空間を占有し得る。本明細書に記載されるシステムは、いくつかのシステムより煩わしくない場合がある。例えば、本明細書に記載されるシステムは、容易に移動可能であり得、かつ／又はアーム支持体及びロボットアームを素早くかつ容易に保管して、患者及び／又はテーブルへの便利なアクセスを可能にするように構成され得る。本明細書に記載されるシステムは、高度に可撓性であり、多種多様な外科手術で使用するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、システムは、腹腔鏡手術及び内視鏡手術の両方のために構成されている。本明細書に記載されるシステムは、様々なロボットアームと手術室内の他の物体との間の衝突を低減するように構成され得る。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、これらの利点のうちの１つ又は２つ以上は、本明細書に記載されるように、１つ又は２つ以上の調節可能なアーム支持体１３０５を含めることによって達成され得る。上述したように、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１に対して動いて、調節可能なアーム支持体１３０５及び／又はテーブル１３０１に対して調節可能なアーム支持体１３０５に装着された任意のロボットアームの位置を調節及び／又は変更することができるように構成され得る。例えば、調節可能なアーム支持体１３０５は、収容され得（例えば、テーブル１３０１の下に）、その後、使用のために上昇され得る。いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１を支持するベース内に、又はベースの近くに収容され得る。いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、ベースの長手方向中心軸に沿って形成された１つ又は２つ以上の凹部に収容され得る。他の実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、ベースの長手方向中心軸からオフセットされた１つ又は２つ以上の凹部に収容され得る。上昇すると、調節可能なアーム支持体１３０５は、患者の近くであるが、テーブル１３０１の下（例えば、テーブル１３０１の上部表面の下）に位置付けられ得る。他の実施形態では、アーム支持体１３０５は、テーブル１３０１の上（例えば、テーブルの上部表面の上）に持ち上げられ得る。このような構成は、例えば、調節可能なアーム支持体が、その側に位置する患者の後ろに位置付けられる場合に有用であり得る。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、いくつかの自由度（例えば、リフト、横方向並進、傾斜など）を提供する支持構造体を用いてベッドに取り付けられる。図１３Ａ及び図１３Ｂの示された実施形態では、アーム支持体１３０５は、図１３Ａに矢印で示される４自由度で構成されている。第１の自由度は、ｚ方向（「Ｚリフト」）における調節可能なアーム支持体の調節を可能にする。例えば、以下で説明するように、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１を支持するカラム１３０２に沿って、又はそれに対して上下に移動するように構成された台車１３０９を含むことができる。第２の自由度は、調節可能なアーム支持体１３０５が傾くことを可能にすることができる。例えば、調節可能なアーム支持体１３０５は、回転接合部を含むことができ、これにより、例えば、アーム支持体１３０５を、トレンデレンブルク位置のベッドと位置合わせすることができる。第３の自由度は、図示のように、調節可能なアーム支持体が上方に枢動することを可能にすることができる。以下で説明するように、この自由度を使用して、テーブル１３０１の側面と調節可能なアーム支持体１３０５との間の距離を調節することができる。第４の自由度は、テーブルの長手方向の長さに沿って調節可能なアーム支持体１３０５の並進を可能にすることができる。これらの自由度のうちの１つ又は２つ以上を含むアーム支持体１３０５は、様々なロボットアームを取り付けることができる高度に位置決め可能な支持体を提供することによって、上述したいくつかのシステムと関連付けられた問題のうちの１つ又は２つ以上に対処することができる。調節可能なアーム支持体１３０５は、例えば、テーブル１３０１に対するロボットアームの位置の調節を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、これらの自由度は、連続的に制御され得、その場合、１つの移動は、別の移動の後に実行される。他の実施形態では、異なる自由度を、並列に制御することができる。例えば、いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上の直線性アクチュエータは、Ｚリフト及び傾斜の両方を提供することができる。
【０１１７】
ここで、調節可能なアーム支持体１３０５のこれらの自由度、並びに他の特徴について、一実施形態による調節可能なアーム支持体１３０５を含む外科用ロボットシステム１３００のそれぞれの等角図及び端面図である、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながらより詳細に説明する。示される実施形態では、システム１３００は、テーブル１３０１を含む。いくつかの実施形態では、テーブル１３０１は、上述のテーブルと同様であってもよい。示された実施形態では、テーブル１３０１は、ベース１３０３に装着されたカラム１３０２によって支持される。ベース１３０３は、床などの支持面上に載置されるように構成され得る。したがって、ベース１３０３及びカラム１３０２は、支持面に対してテーブル１３０１を支持する。図１３Ｂは、支持面平面１３３１を示す。いくつかの実施形態では、テーブル１３０１は、１つ又は２つ以上の支持体によって支持され得、支持体のうちの１つは、カラム１３０２を含む。例えば、テーブル１３０１は、複数の並列アクチュエータを含むスチュワート機構によって支持され得る。
【０１１８】
システム１３００はまた、調節可能なアーム支持体１３０５を含むことができる。示された実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、カラム１３０２に装着されている。他の実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１又はベース１３０３に装着される。上述したように、調節可能なアーム支持体１３０５は、調節可能なアーム支持体１３０５の位置がテーブル１３０１に対して調節され得るように構成されている。いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５の位置はまた、カラム１３０２及び／又はベース１３０３に対して調節され得る。
【０１１９】
調節可能なアーム支持体１３０５は、台車１３０９、バー又はレールコネクタ１３１１、及びバー又はレール１３０７を含むことができる。バー又はレール１３０７は、近位部分及び遠位部分を含むことができる。１つ又は２つ以上のロボットアームは、例えば、図１４Ａ〜図１５Ｂに示されるように、レール１３０７に装着され得る。例えば、いくつかの実施形態では、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のロボットアームを、レール１３０７に装着することができる。更に、いくつかの実施形態では、レールに装着されたロボットアームは、レール１３０７に沿って移動（例えば、並進）するように構成され得、したがって、レール１３０７上のロボットアームの位置を互いに対して調節し、それによって、ロボットアーム間の衝突のリスクを低減することができる。これは、以下により詳細に記載されている。示される実施形態では、レール１３０７は、バー又はレールコネクタ１３１１に接続されている。バー又はレールコネクタ１３１１は、台車１３０９に接続される。台車は、カラム１３０２に接続されている。他の配設が可能である。
【０１２０】
カラム１３０２は、第１の軸１３２３に沿って延在することができる。いくつかの実施形態では、第１の軸１３２３は、図示されるようにｚ軸に平行である。いくつかの実施形態では、第１の軸１３２３は、垂直軸である。例えば、第１の軸１３２３は、システム１３００が載置される支持面又は床に対して垂直であり得る。
【０１２１】
台車１３０９は、第１の接合部１３１３によってカラム１３０２に取り付けられ得る。第１の接合部１３１３は、台車１３０９（及びしたがって調節可能なアーム支持体１３０５）がカラム１３０２に対して移動することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の接合部１３１３は、台車１３０９がカラム１３０２に沿って（例えば、カラム１３０２に沿って上下に）移動することを可能にするように構成されている。いくつかの実施形態では、第１の接合部１３１３は、台車１３０９が第１の軸１３２３に沿って（例えば、第１の軸１３２３に沿って前後に）移動することを可能にするように構成されている。第１の接合部１３１３は、直線状又は角柱状の接合部を含むことができる。第１の接合部１３１３は、モータ式又は油圧式接合部などの電動接合部を含むことができる。第１の接合部１３１３は、調節可能なアーム支持体１３０５の第１の自由度（「Ｚリフト」）を提供するように構成され得る。
【０１２２】
調節可能なアーム支持体１３０５は、図示のように第２の接合部１３１５を含むことができる。第２の接合部１３１５は、調節可能なアーム支持体１３０５の第２の自由度（傾斜）を提供するように構成され得る。第２の接合部１３１５は、調節可能なアーム支持体１３０５が、第１の軸１３２３とは異なる第２の軸１３２５を中心に回転することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２の軸１３２５は、第１の軸１３２３に対して垂直である。いくつかの実施形態では、第２の軸１３２５は、第１の軸１３２３に対して垂直である必要はない。例えば、いくつかの実施形態では、第２の軸１３２５は、第１の軸１３２３に対して鋭角である。いくつかの実施形態では、第２の軸１３２５は、ｙ方向に延在している。いくつかの実施形態では、第２の軸１３２５は、システム１３００が載置される支持面又は床に対して平行な平面内にあってもよい。第２の接合部１３１５は、回転性の接合部を含むことができる。第２の接合部１３１５は、モータ式又は油圧式接合部などの電動接合部を含むことができる。
【０１２３】
示される実施形態では、台車１３０９がカラム１３０２に対して第２の軸１３２５を中心に回転することができるように、台車１３０９とカラム１３０２との間に、第２の接合部１３１５が形成されている。他の実施形態では、第２の接合部１３１５は、他の場所に位置付けられ得る。例えば、第２の接合部１３１５は、台車１３０９とレールコネクタ１３１１との間、又はレールコネクタ１３１１とレール１３０７との間に位置付けられ得る。
【０１２４】
上述したように、第２の接合部１３１５は、調節可能なアーム支持体１３０５が、第２の軸１３２５を中心に回転することを可能にして、調節可能なアーム支持体１３０５の第２の自由度（傾斜）を可能にするように構成され得る。以下の図１６を参照してより詳細に説明するように、調節可能なアーム支持体１３０５を第２の軸１３２５を中心に回転させることにより、調節可能なアーム支持体１３０５の傾斜角の調節を可能にすることができる。すなわち、レール１３０７の傾斜角度は、第２の軸１３２５を中心に調節可能なアーム支持体１３０５を回転させることによって調節され得る（図１６を参照）。
【０１２５】
調節可能なアーム支持体１３０５は、図示のように第３の接合部１３１７を含むことができる。第３の接合部１３１７は、調節可能なアーム支持体１３０５の第３の自由度（上方枢動）を提供するように構成することができる。第３の接合部１３１７は、レールコネクタ１３１１が第１の軸１３２３及び第２の軸１３２５とは異なる第３の軸１３２７を中心に回転することを可能にする、回転性の接合部として構成され得る。様々な実施形態において、第３の軸１３２７は、第２の軸１３２５に対して垂直であり得る。他の実施形態では、第３の軸１３２７は、第２の軸１３２５に対して平行である必要はない。例えば、第３の軸１３２７は、第２の軸１３２５に対して鋭角であってもよい。いくつかの実施形態では、第３の軸１３２７は、ｘ方向に延在している。いくつかの実施形態では、第３の軸１３２７は、システム１３００が載置される支持面又は床に対して平行な平面内にあってもよい。第３の軸１３２７は、第２の軸１３２５と同じ平面又は異なる平面内にあってもよい。調節可能なアーム支持体１３０５が、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように位置付けられるとき、第３の軸１３２７は、第１の軸１３２３に対して垂直であり得る。しかしながら、調節可能なアーム支持体１３０５が第２の接合部１３１５を中心に回転すると、第１の軸１３２３と第３の軸１３２７との間の角度は、変化し得る。いくつかの実施形態において、第３の軸１３２７は、レール１３０７に対して平行であり得る。
【０１２６】
回転性の接合部として構成されるとき、第３の接合部１３１７は、レールコネクタ１３１１が第３の軸１３２７を中心に回転することを可能にすることができる。レールコネクタ１３１１が第３の軸１３２７を中心に回転するとき、テーブル１３０１の縁部とレール１３０７との間の距離（例えば、ｙ方向に沿って測定される）は、調節され得る。例えば、レールコネクタ１３１１が図１３Ｂに示す位置から下方に回転するにつれて、テーブル１３０１の縁部とレール１３０７との間の距離は、増加することになる。したがって、第３の接合部１３１７は、レール１３０７のｙ方向に沿った位置決めの調節を可能にする自由度を提供するように構成され得る。更に、回転性の接合部として構成される場合、第３の接合部１３１７はまた、ｚ方向に沿ったレール１３０７の位置の更なる調節を可能にすることができる。例えば、レールコネクタ１３１１が図１３Ｂに示す位置から下方に回転するにつれて、レール１３０７の高さ（ｚ方向に沿った）は、減少することになる。いくつかの実施形態では、第３の接合部１３１７は、レール１３０７が、収容位置から上昇位置へと「二頭筋」タイプの様式で上方に枢動することを可能にすることができる。
【０１２７】
図１３Ｂで最も良く分かるように、例示される実施形態では、第３の接合部１３１７は、レールコネクタ１３１１を台車に接続するレールコネクタ１３１１の第１の端部上に位置付けられる。レールコネクタ１３１１をレール１３１７に接続する、追加の接合部１３１９を、レールコネクタ１３１１の第２の端部に含めることができる。いくつかの実施形態では、第３の接合部１３１７及び追加の接合部１３１９の位置は、転換され得る。いくつかの実施形態では、追加の接合部１３１９は、第３の接合部１３１７及び追加の接合部１３１９が一緒に回転するように、第３の接合部１３１７に機械的に拘束される。例えば、第３の接合部１３１７及び追加の接合部１３１９は、４棒のリンケージを介して機械的に拘束され得る。機械的拘束のための他の方法がまた、可能である。第３の接合部１３１７と追加の接合部１３１９との間の機械的拘束は、レールコネクタ１３１１が第３の軸１３２７を中心に回転する際にレール１３０７の配向を維持するように構成され得る。例えば、第３の接合部１３１７と追加の接合部１３１９との間の機械的拘束は、レールコネクタ１３１１が回転すると、レール１３０７の上部表面（１つ又は２つ以上のロボットアームが装着され得る）が同じ方向に引き続き面するように構成され得る。図１３Ａ及び図１３Ｂの示された実施例では、レール１３０７の上面は、上向き（ｚ方向）に面している。第３の接合部１３１７と追加の接合部１３１９との間の機械的拘束は、レールコネクタ１３１１が回転する際にレール１３０７の上面が上向き（ｚ方向）に面することを維持するように構成され得る。いくつかの実施形態では、機械的制約は、ソフトウェア定義の拘束で置き換えることができる。例えば、第３の接合部１３１７及び追加の接合部１３１９の各々は、電動接合部とすることができ、ソフトウェアを使用して、各接合部の回転が共に拘束され得る。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、第３の接合部１３１７は、（例えば、ｙ方向に沿って）カラム１３０２に向かう及びそれから離れるレール１３０７の線形変位を可能にするように構成されている、（上記で説明され、かつ図に示された回転性の接合部の代わりに）直線状の接合部又は角柱状の接合部を含むことができる。
【０１２９】
第３の接合部１３１７は、電動接合部を含むことができる。いくつかの実施形態では、第３の接合部１３１７は、モータ式又は油圧式接合部を含むことができる。
【０１３０】
調節可能なアーム支持体１３０５は、示されるように第４の接合部１３２１を含むことができる。第４の接合部１３２１は、調節可能なアーム支持体１３０５に対して第４の自由度（並進）を提供するように構成され得る。例えば、第４の接合部１３２１は、レール１３０７が、例えば、テーブル１３０１、カラム１３０２、台車１３０９及び／又はレールコネクタ１３１１に対して前後に並進することを可能にするように構成され得る。レール１３０７は、第４の軸１３２９に沿って延在することができる。第４の接合部１３２１は、レール１３０７が第４の軸１３２９に沿って並進することを可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態において、第４の軸１３２９は、第３の軸１３２７に対して平行であり得る。他の実施形態では、第４の軸１３２９は、第３の軸１３２７に対して非平行（例えば、鋭角）であり得る。様々な実施形態において、第４の軸１３２９は、第２の軸１３２５に対して垂直であり得る。他の実施形態では、第４の軸１３２９は、第２の軸１３２５に対して垂直でない角度（例えば、鋭角）であり得る。調節可能なアーム支持体１３０５が、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように位置付けられるとき、第４の軸１３２９は、第１の軸１３２３に対して垂直であり得る。しかしながら、調節可能なアーム支持体１３０５が第２の接合部１３１５を中心に回転すると、第１の軸１３２３と第４の軸１３２９との間の角度は、変化し得る。
【０１３１】
第４の接合部１３２１は、直線状又は角柱状の接合部を含むことができる。第４の接合部１３２１は、モータ式又は油圧式接合部などの電動接合部を含むことができる。示された実施形態では、第４の接合部１３２１は、バー又はレールコネクタ１３１１とレール１３０７との間に位置付けられる。
【０１３２】
以下に図１５Ａ及び図１５Ｂを参照してより詳細に説明されるように、レール１３０７の並進は、システム１３００のために（例えば、ｘ方向に沿って）増加した長手方向の到達を提供するように構成され得る。これにより、システム１３００の適応性を改善することができ、システム１３００をより広範な外科手術で使用することが可能になる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル１３０１に対するレール１３０７の可変位置決めを可能にするように構成されている。いくつかの実施形態では、レール１３０７の位置は、テーブル１３０１の上部表面と平行であるテーブル支持面平面１３３３の下に留まる。このことは、医療手術中に、テーブル支持面平面１３３３の上に滅菌野を維持する能力を改善することができるため、有利であり得る。手術環境では、医療関係者は、テーブルの表面の上に滅菌野を維持することを望む場合がある。したがって、テーブルの表面の上に位置付けられた機器については、要件が厳しくなるか、又は手術が厳しくなる場合がある。例えば、テーブルの表面の上に位置付けられた機器は、ドレープである必要があり得る。したがって、アーム支持体がテーブルの表面の下に維持されることが望ましい場合があり、一部の医療関係者が、そのことを好む場合がある。いくつかの例では、アーム支持体がテーブルの表面の下に維持される場合、それはドレープである必要はなくてもよい。しかしながら、他の実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、レール１３０７がテーブル支持面平面１３３３の上に位置付けられるように、レール１３０７の位置を調節することができる。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５は、テーブル支持面平面１３３３の下の位置で、ベース１３０３、カラム１３０２又はテーブル１３０１に取り付けられる。図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して以下で説明するように、このことは、調節可能なアーム支持体１３０５（及び任意の取り付けられたロボットアーム）を、調節可能なアーム支持体１３０５（及び任意の取り付けられたロボットアーム）がテーブル１３０１の下に収容される収容構成（図１８Ｂを参照）に移動させることを有利に可能にし得る。これは、既知の外科用ロボットシステムと比較したときに、システム１３００を、より嵩高にせず、かつ／又はより扱いにくくしなくするのに有利であり得る。
【０１３５】
アーム支持体１３０５の移動（例えば、第１、第２、第３、又は第４の接合部１３１３、１３１５、１３１７、１３２１のうちの１つ又は２つ以上の移動）は、いくつかの方法で制御及び／又は命令され得る。例えば、システム１３００は、ベッド（患者側）又は外科医コンソール上のいずれかのコントローラ（例えば、ペンダント）を含み得る。別の実施例として、ボタン（又は他の作動機構）は、調節可能なアーム支持体１３０５の構成要素のうちの１つ又は２つ以上（又は接続されたロボットアームのうちの１つ若しくは２つ以上）に含まれ得る。別の実施例として、調節可能なアーム支持体１３０５の移動は、例えば、ロボットのヌル空間内での調節する（外科医によって命令されるツール先端位置を維持しながら）ために、システムソフトウェアによって自動的に提供され得る。加えて、調節可能なアーム支持体１３０５の移動は、ツールが患者に挿入されないときに、セットアップ、展開、ドレーピング、又は他のワークフロー工程中にシステムソフトウェアによって自動的に提供され得る。他の実施例がまた、可能である。
【０１３６】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、１つの調節可能なアーム支持体１３０５を含む一実施形態を示している。前述したように、いくつかのシステムは、１つ又は２つ以上のロボットアームを各々支持する、２つ以上の調節可能なアーム支持体１３０５を含むことができる。このようなシステムでは、各調節可能なアーム支持体は、上述のように構成され得る。更に、このようなシステムでは、各調節可能なアーム支持体を、独立して制御することができる。
【０１３７】
図１４Ａは、一実施形態による、テーブル１３０１の両側に装着された２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する、外科用ロボットシステム１４００Ａの端面図である。調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの各々は、上述のように構成され得る。示される実施形態では、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、テーブル１３０１の第１の側（例えば、図に示される右側）上に位置付けられており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、テーブル１３０１の第２の側（例えば、図に示される左側）上に位置付けられている。第２の方向は、第１の方向とは反対であり得る。
【０１３８】
更に、第１のロボットアーム１４０２Ａは、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａのバー又はレール１３０７Ａに取り付けられて示されており、第２のロボットアーム１４０２Ｂは、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂのバー又はレール１３０７Ｂに取り付けられて示されている。図示されるように、第１のロボットアーム１４０２Ａは、レール１３０７Ａに取り付けられたベース１４０４Ａを含む。第１のロボットアーム１４０２Ａの遠位端は、器具駆動機構１４０６Ａを含む。器具駆動機構１４０６Ａは、１つ又は２つ以上のロボット医療用器具又はツールに取り付けるように構成され得る。同様に、第２のロボットアーム１４０２Ｂは、レール１３０７Ｂに取り付けられたベース１４０４Ｂを含む。第２のロボットアーム１４０２Ｂの遠位端は、器具駆動機構１４０６Ｂを含む。器具駆動機構１４０６Ｂは、１つ又は２つ以上のロボット医療用器具又はツールに取り付けるように構成され得る。調節可能なアーム支持体１３０５と共に使用するように構成された例示的なロボットアームは、セクションＸＩＩＩでより詳細に説明される（例えば、図２１を参照）。
【０１３９】
図１４Ａは、調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂが独立して制御及び位置決めされ得ることを示している。図示されるように、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、第１の軸１３２３に沿って第１の高さに位置付けられており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、第１の軸１３２３に沿って第２の高さに位置付けられている。いくつかの実施形態では、第２の高さは、第１の高さとは異なっていてもよく、又はそれから独立していてもよい。他の実施形態では、第２の高さは、第１の高さに実質的に等しくてもよい。
【０１４０】
図１４Ａの実施形態では、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａの台車１３０９Ａは、第１の軸１３２３に沿って第１の高さに位置付けられており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂの台車１３０９Ｂは、第１の高さとは異なる第１の軸１３２３に沿った第２の高さに位置付けられている。したがって、高さ差Ｈ１は、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの台車１３０９Ａと台車１３０９Ｂとの間に存在し得る。他の実施形態では、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの台車１３０９Ａ、１３０９Ｂは、同じ高さに位置付けられてもよい。
【０１４１】
更に、図１４Ａは、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂのバー又はレールコネクタ１３１１Ａ、１３１１Ｂの位置を示しており、これはまた、異なる配向を有するように独立して調節され得る。例えば、図示されるように、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａのレールコネクタ１３１１Ａは、下向きに回転し、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂのレールコネクタ１３１１Ｂは、上向きに回転する。図示されるように、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂのレール１３０７Ａとレール１３０７Ｂとの間に、高さ差Ｈ２が存在し得る。更に、この位置では、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂのレールコネクタ１３１１Ａ、１３１１Ｂの各々は、第１の軸１３２３から異なる距離に位置付けられている。例えば、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａのレールコネクタ１３１１Ａは、第１の軸１３２３から第１の距離Ｄ１に位置付けられており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂのレールコネクタ１３１１Ｂは、第１の軸１３２３から第２の距離Ｄ２に位置付けられている。この距離Ｄ１は、距離Ｄ２とは異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第１及び第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂのレールコネクタ１３１１Ａ、１３１１Ｂは、同じ程度に回転され得、及び／又は距離Ｄ１は、距離Ｄ２に等しくてもよい。
【０１４２】
図１４Ａは、調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂが各々、独立して位置付けられて、又は調節されて、ロボットアームが取り付けられて支持される異なる位置を提供することができることを示している。図１４Ａは、多くのうちの一実施例のみを示している。調節可能なアーム支持体１３０５は、連続的な移動（例えば、垂直又は長手方向）を有することができ、外科医又は臨床医によって所望されるような任意の点で停止され得る。これは、例えば、１つのセットのロボットアームを低くする必要があり、別のものを患者上に到達する必要がある場合など、特定のタイプの手術に有利であり得る、アーム支持体間の高さ差を作り出す際に有益であり得る。例えば、図１４Ａに示すように、取り付けられたロボットアーム１４０２Ｂを有する第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、取り付けられたロボットアーム１４０２Ａを有する第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａよりも高く持ち上げられている。この位置は、患者が、例えば、腎摘出術において、その側（例えば、側臥位）にあるときに特に有用であり得るが、当業者は、差が他の手術においても有益であり得ることを理解するであろう。図１４Ｂ及び図１４Ｃは、追加の実施例を提供する。
【０１４３】
図１４Ｂは、一実施形態による腹腔鏡手術のために構成された２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂ及び複数のロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、１４０２Ｄを有する外科用ロボットシステム１４００Ｂの等角図である。示される実施形態では、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、第１のロボットアーム１４０２Ａを支持しており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄを支持している。
【０１４４】
第１のロボットアーム１４０２Ａは、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａのレール１３０７Ａに沿って前後に並進するように構成され得る。すなわち、第１のロボットアーム１４０２Ａは、第４の軸１３２９Ａに沿って並進するように構成され得る。これは、レール１３０７Ａに対する第１のロボットアーム１４０２Ａの調節を可能にすることができる。同様に、第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄは各々、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂのレール１３０７Ｂに沿って前後に並進するように構成され得る。すなわち、第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄは、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂの第４の軸１３２９Ｂに沿って並進するように構成され得る。これにより、レール１３０７Ｂに対する第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄの調節を可能になり得る。更に、第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄの各々は、第２のロボットアーム１４０２Ｂと第３のロボットアーム１４０２Ｃと第４のロボットアーム１４０２Ｄとの各々の間の間隔を調節することができるように、レール１３０７Ｂに沿って独立して移動することができる。とりわけ、図１４Ｂは、いくつかの実施形態では、対応するアーム支持体１３０５の対応するレール１３０７に沿った各ロボットアーム１４０２の位置を独立して制御及び調節することができることを示している。
【０１４５】
更に、図１４Ｂは、第１のアーム支持体１３０５Ａと第２のアーム支持体１３０５Ｂとの間の高さ差の別の実施例を示している。示される実施形態では、患者１０は、腹腔鏡手術中に自身の側に位置付けられる。第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、第１のロボットアーム１４０２Ａが患者１０の上に到達することができるように、高位置（しかし、テーブル１３０１の表面の下方）に位置付けられている。図示されるように、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、第２のロボットアーム１４０２Ｂ、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、及び第４のロボットアーム１４０２Ｄが患者の前方側にアクセスすることができるように、下方位置に位置付けられている。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、ロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、１４０２Ｄのうちの１つ又は２つ以上は、腹腔鏡外科用器具又はツールを操作することができ、１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、１４０２Ｄのうちの他の１つ又は２つ以上は、患者内に腹腔鏡的に挿入されたカメラを操作することができる。いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上の腹腔鏡外科用器具及びカメラは、患者において１つ又は２つ以上の腹腔鏡ポートを通って延在するようにサイズ決め及び構成され得る。
【０１４７】
図１４Ｃは、一実施形態による腹腔鏡手術のために構成された２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂ及び複数のロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、１４０２Ｄ、１４０２Ｅを有する外科用ロボットシステム１４００Ｃの等角図である。示される実施形態では、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、第１のロボットアーム１４０２Ａ及び第２のロボットアーム１４０２Ｂを支持しており、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、第４のロボットアーム１４０２Ｄ、及び第５のロボットアーム１４０２Ｅを支持している。
【０１４８】
示される実施形態では、患者１０を支持するテーブル１３０１は、床に対してある角度で位置付けられている。すなわち、例えば、図１４Ｂに示すように、テーブル表面平面１３３３は、平行であるよりもむしろ、支持面平面１３３１に対して角度を付けられている。テーブル１３０１の下側に位置付けられた第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、第１のロボットアーム１４０２Ａ及び第２のロボットアーム１４０２Ｂが患者１０にアクセスすることができるように、低位置に位置付けられ得る。図示のように、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、第３のロボットアーム１４０２Ｃ、第４のロボットアーム１４０２Ｄ、及び第５のロボットアーム１４０２Ｅが患者１０の上に到達して、アクセスすることができるように、より高い位置（テーブル支持面１３３３よりも低くてもよい）に位置付けられる。
【０１４９】
図１５Ａは、一実施形態による、調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの位置を調節するように並進するように構成された２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する、外科用ロボットシステムの等角図である。前述したように、調節可能なアーム支持体１３０５は、レール１３０７がベース１３０２、カラム１３０２、テーブル１３０１、台車１３０９及び／又はレールコネクタ１３１１に対して第４の軸１３２９に沿って並進することを可能にするように構成された第４の接合部１３２１を含むことができる。図１５Ａは、２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを含む実施形態では、各調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂのレール１３０７Ａ、１３０７Ｂが、他のレールとは独立して、その対応する軸１３２９Ａ、１３２９Ｂに沿って並進することができることを示している。例えば、図１５Ａでは、レール１３０７Ａは、軸１３２９Ｂに沿って前後に並進することができ、レール１３０７Ｂから独立して、軸１３２９Ａに沿って前後に並進することもできる。
【０１５０】
他の実施形態では、レール１３０７は、軸１３２９に沿って並進するように構成されていない。例えば、いくつかの実施形態では、長いレール１３０７を、並進レールの代わりに使用することができる。いくつかの実施形態では、レール１３０７の並進は、システムの全体的な汎用性及び適応性を依然として維持しながら、より短いレール１３０７を使用することを可能にする。いくつかの実施形態では、（並進を伴う又は伴わない）より短いレール１３０７は、システムがテーブル１３０１の下に収容される能力を改善することができる（図１８Ｂを参照）。
【０１５１】
図１５Ｂは、一実施形態による、内視鏡手術のために構成された調節可能なアーム支持体１３０５及びロボットアーム１４０２を有する、外科用ロボットシステム１５００Ｂの等角図である。図１５Ｂは、いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５を含むシステムが、例えば、尿管鏡検査などの内視鏡手術において有用であり得る長い長手方向の運動範囲を提供するように構成され得ることを示しており、ここで、内視鏡は、鼠径領域を通って患者内に挿入されている。例えば、図１５Ｂに示すように、レール１３０７は、テーブル１３０１の足部に向かって全面的に並進させることができる。そこから、アーム１４０２は、更に長手方向に延在して、鼠径領域へのアクセスのために、患者１０の脚部の間に器具を位置付けることができる。１つのロボットアーム１４０２のみが図１５Ｂに示されているが、他の実施形態では、同じ調節可能なアーム支持体１３０５又は追加のアーム支持体１３０５上のいずれかに取り付けられた複数のロボットアームは、内視鏡手術で使用するように構成され得る。図１５Ｂは、内視鏡手術の一実施例のみを提供する。調節可能なアーム支持体１３０５を含むシステムは、例えば、気管支鏡検査などの他のタイプの内視鏡手術で使用され得る。
【０１５２】
図１６は、一実施形態による、傾斜が可能なレール１３０７を有して構成された調節可能なアーム支持体１３０５を有する、外科用ロボットシステム１６００の等角図である。前述したように、アーム支持体は、アーム支持体１３０５が傾くことを可能にするように構成された第２の接合部１３１５を含むことができる。図１６の示される実施形態では、第２の接合部１３１５は、台車１３０９とレールコネクタ１３１１との間に位置付けられているが、前述したように、第２の接合部１３１５の他の位置が可能である。第２の接合部１３１５は、第２の軸１３２５を中心に回転し、又はアーム支持体１３０５の調節を提供するように構成された回転性の接合部であり得る。図１６に示すように、第２の軸１３２５を中心とした回転、又はアーム支持体１３０５の調節を提供することによって、軸１３２９の傾斜角１３３５を調節することができる。傾斜角１３３５は、例えば、軸１３２９（レール１３０７の）と、ｘ軸、支持面平面１３３１、又はテーブル表面平面１３３３との間で測定され得る。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、第２の接合部１３１５は、テーブル１３０１に対するレールの傾きを可能にする。いくつかの実施形態では、テーブル１３０１はまた、（例えば、トレンデレンブルク位置へ）枢動する、又は傾くことができ、第２の接合部１３１５は、調節可能なアーム支持体１３０５がテーブル１３０１の枢動又は傾きに従うことを可能にすることができる。これにより、テーブル１３０１が枢動する又は傾く際に、外科用アーム１４０２が患者１０及び／又はテーブル１３０１に対して位置ａに留まることを可能にすることができる。これは、外科医又は臨床医が、テーブル１３０１を手術中に枢動する、又は傾けることを望む場合があるため、有利であり得る。いくつかの実施形態では、第２の接合部１３１５は、枢動し、又は傾いて、テーブルが傾くときに、レール１３０７がテーブル１３０１との平行を維持することを可能にする。いくつかの実施形態では、レール１３０７は、テーブル１３０１と平行なままである必要はない。
【０１５４】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、調節可能なアーム支持体１３０５を含むシステムが、医療用撮像装置のための改善されたアクセスを提供し得ることを示している。上述のように、調節可能なアーム支持体１３０５の位置は、Ｃアームなどの医療用撮像装置へのアクセスを可能にするか、又はそれに適応するように調節され得る。医療用撮像装置の改善されたアクセスを提供することに加えて、調節可能なアーム支持体はまた、臨床医のための改善されたアクセスを提供する。
【０１５５】
図１７Ａは、一実施形態による、医療用撮像装置１７０２のＣアーム１７０４へのアクセスを可能にするように位置付けられた調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する、外科用ロボットシステム１７００Ａの等角図である。図示のように、第２の調節可能なアーム支持体１３０５Ｂは、医療用撮像装置のＣアーム１７０４の下に位置決めされるように、床の近くに位置付けられている。第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、ロボットアームが患者にアクセスすることができるように、テーブル１３０１の近くに位置付けられている。
【０１５６】
図１７Ｂは、別の実施形態による、医療用撮像装置１７０２のＣアーム１７０４へのアクセスを可能にするように位置付けられた調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する、外科用ロボットシステム１７００Ｂの等角図である。示される実施形態では、第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａは、Ｃアーム１７０４が第１の調節可能なアーム支持体１３０５Ａを部分的に取り囲むように、テーブル１３０１の近くに位置付けられている。
【０１５７】
調節可能なアーム支持体１３０５の調節可能性は、システムが他のタイプの医療用撮像装置と同様に共に機能することを有利に可能にすることができる。
【０１５８】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、調節可能なアーム支持体１３０５を含むシステムが、調節可能なアーム支持体１３０５及び対応するロボットアーム１４０２が好都合なことにテーブル１３０１の下に収容されることを可能にするように構成され得ることを示している。これは、そのシステムがいくつかの外科用ロボットシステムよりも、より嵩高にせず、かつ／又はより扱いにくくしなくするのに有利であり得る。調節可能なアーム支持体１３０５は、収容構成（図１８Ｂ）と展開構成（図１８Ａ）との間で移行することができる。
【０１５９】
図１８Ａは、一実施形態による、展開構成に位置付けられていた調節可能なアーム支持体１３０５を有する外科用ロボットシステム１８００Ａの等角図である。図示のように、調節可能なアーム支持体１３０５は、レール１３０７がテーブル１３０１の側面に隣接して位置付けられ、かつロボットアーム１４０２が患者１０にアクセスするように展開されるように調節されている。図１８Ａはまた、ベース１３０３が凹部１３３７を含むことができることを示している。凹部１３３７は、例えば、図１８Ｂに示されるように、収容構成でアーム支持体１３０５を受容するように構成され得る。
【０１６０】
図１８Ｂは、一実施形態による、収容構成に位置付けられた調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する外科用ロボットシステム１８００Ｂの等角図である。図示のように、各アーム支持体のバー又はレール１３０７Ａ、１３０７Ｂは、ベース１３０３の凹部１３３７内に受容されている。いくつかの実施形態では、ロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃは、図示のように、アーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの上に折り重なることができる。例えば、図１８Ｂに示されるように、アーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂがテーブル１３０１の下の凹部１３３７に格納された状態での収容構成は、システムをより嵩高にせず、かつ／又はより扱いにくくしなくするのに有利であり得る。他の実施形態では、アーム支持体及びロボットアームの両方を、ベース１３０３内の凹部に格納することができる。本明細書に記載される実施形態は、テーブルに対して低い位置にあるアーム支持体を示すが、他の実施形態では、調節可能なアーム支持体は、テーブルの上方の上昇又は懸架位置から提供され得る。懸架位置におけるこれらの調節可能なアーム支持体は、独立した調節可能性、互いに対する高さ差、傾斜、及び長手方向の並進を含む、下方に位置付けられたものと同様の属性を有することができる。
【０１６１】
いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体１３０５を含むシステムは、移動可能であるように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ベース１３０１は、システムが容易に再配置されることを可能にするホイールを含むことができる（例えば、図１４Ａを参照）。例えば、システムは、それを床から持ち上げて、移動する、別個の輸送カートを有することができる。いくつかの実施形態では、システムは、手術室に恒久的に固定されない。
【０１６２】
図１９は、一実施形態による、調節可能なアーム支持体を有する外科用ロボットシステムを操作するための方法１９００を示すフローチャートである。例えば、方法１９００は、図１３Ａ〜図１８Ｂを参照して上述したシステムのうちのいずれかを動作させるために使用され得る。いくつかの実施形態では、方法１９００は、メモリに記憶されたコンピュータ可読命令として記憶され得る。プロセッサは、メモリにアクセスし、方法１９００を実行するためにコンピュータ可読命令を実行することができる。
【０１６３】
方法１９００は、コマンドを受信することを含むブロック１９０２で開始する。いくつかの実施形態では、コマンドは、医師、看護師、医師助手、外科医スタッフなどから受信される。コマンドは、第１のロボットアーム、ロボットの第１のアームのエンドエフェクタに連結された医療用器具、及び／又は第１のロボットアームのベースに連結されたアーム支持体のうちの少なくとも１つの位置決めに関連し得る。いくつかの実施形態では、コマンドは、システムを収容又は展開するコマンドであってもよい。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、第１のコマンドは、少なくとも１つの接合部を作動させて、カラムの垂直軸に沿ったアーム支持体の位置決めを調節し、第２のコマンドは、アーム支持体を枢動させるために第２の接合部を作動させ、第３のコマンドは、アーム支持体を傾けるために第３の接合部を作動させ、かつ第４のコマンドは、アーム支持体の長手方向の並進を引き起こす。
【０１６５】
ブロック１９０４において、方法１９００は、受信されたコマンドに基づいて、調節可能なアーム支持体の少なくとも１つの接合部を作動させて、アーム支持体のバー又はレールの位置を調節することを含む。例えば、方法１９００は、第１の接合部、第２の接合部、第３の接合部、及び／又は第４の接合部のうちの１つ又は２つ以上を作動させてもよい。これは、アーム支持体を、その自由度のうちの１つ又は２つ以上で移動させることができる。
【０１６６】
方法１９００は、アーム支持体、第１のロボットアーム、及び第２のロボットアームを、テーブルの下の収容位置から持ち上げることと、アーム支持体、第１のロボットアーム、及び第２のロボットアームを、テーブルに隣接して位置付けることと、第１のコマンド、第２のコマンド、第３のコマンド、又は第４のコマンドのうちの少なくとも１つを介して、テーブルに対するアーム支持体の位置を調節することと、外科手術の準備として、支持接合部のレールに沿って第２のロボットアームに対する第１のロボットアームの位置を調節することと、を更に含み得る。いくつかの実施形態では、アーム支持体は、テーブルの上部表面の下に位置付けられている。
【０１６７】
いくつかの実施形態では、方法１９００は、運動学モデルに基づいて、１つ又は２つ以上のコマンドを実行するためのコントローラによって実行され、１つ又は２つ以上のコマンドは、第１のロボットアーム、ロボットの第１のアームのエンドエフェクタに連結された医療用器具、並びに第１のロボットアームのベース及び患者支持テーブルを支持するカラムに連結されたアーム支持体のうちの１つ又は２つ以上の位置決めを制御し、アーム支持体は、少なくとも１つの接合部と、第１のロボットアームを支持するように構成されたレールと、を含む。
【０１６８】
図２０は、一実施形態による、調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂを有する外科用ロボットシステム２０００のブロック図である。図示のように、システム２０００は、メモリ２００４と通信するプロセッサ２００２を含む。プロセッサ２００２及びメモリ２００４は、例えば、上述の方法１９００を実行するように構成され得る。
【０１６９】
システムはまた、テーブル１３０１を含む。示される実施形態では、２つの調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂは、テーブル１３０１に連結されている。調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂは、テーブル１３０１、テーブルを支持するカラム１３０２、又はカラムを支持するベース１３０３に連結され得る。調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの各々は、プロセスが調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの位置を調節することができるように、プロセッサ２００２と通信している。
【０１７０】
示される実施形態では、１セットのロボットアームは、調節可能なアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの各々に取り付けられている。例えば、ロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂは、調節可能なアーム支持体１３０５Ａに連結されており、ロボットアーム１４０２Ｃ、１４０２Ｄは、調節可能なアーム支持体１３０５Ｂに連結されている。他の実施形態では、他の数のロボットアーム（例えば、１つ、３つ、４つなど）を、各アーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂに連結することができる。例示的なロボットアームは、以下のセクションＸＩＩＩに記載されている。いくつかの実施形態では、アーム支持体が複数のロボットアームを支持すると、アーム支持体の剛性を高めることができる。この増加した剛性は、複数のアームと共に使用されるときに安定性の追加効果を提供し、これにより、外科的プロセス中にロボットアームの揺れを低減することができる。
【０１７１】
いくつかの実施形態では、プロセッサ２００２は、コマンドを受信したことに応じて、第１の軸に沿ったバー又はレールの位置を調節するために、メモリ２００４に記憶された命令を実行するように構成されている。コマンドは、アーム支持体に連結されたロボットアームに連結されたロボット医療用ツールの位置を調節するためのコマンドを含むことができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ２００２は、医師が選択したセットに応答して、システムに、少なくともレール又はアーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの位置を調節させる命令を実行するように更に構成されている。いくつかの実施形態では、プロセッサ２００２は、ロボットアームと、テーブル、患者、追加のロボットアーム、及び医療用撮像装置のうちの少なくとも１つとの間の衝突を回避するために、システム２０００に、少なくともレールの位置を調節させる命令を実行するように更に構成されている。システム２０００は、システムの環境内の他のもの（例えば、ペンダント、スティラップ、ベッドレール上にクリップ留めするもの、看護師など）との衝突を回避するように更に構成されてもよい。衝突回避に加えて、プロセッサ２００２は、ロボットアーム１４０２Ａ、１４０２Ｂ、１４０２Ｃ、１４０２Ｄの姿勢を最適化するか、又はそれらの操作性を改善するように、アーム支持体１３０５Ａ、１３０５Ｂの位置を調節するように更に構成され得る。
【０１７２】
ＸＩＩＩ．調節可能なアーム支持体と関連付けられたロボットアーム
上述の調節可能なアーム支持体は、テーブル、カラム、又はベースに装着されるように構成され得、調節可能なアーム支持体上に位置付けられたロボットアームを支持するように調節可能（様々な自由度で移動可能）である。調節可能なアーム支持体を、テーブルの表面の下に装着するように構成することができるため、いくつかの実施形態によれば、特定のタイプのロボットアームを、調節可能なアーム支持体と共に用いることが有利であり得る。具体的には、ロボットアームが下部位置から「ワークアップ」し、（例えば、テーブルを用いて）衝突を回避し得るために、移動及び可撓性の増加を有するロボットアームが望ましい場合がある。このセクションは、調節可能なアーム支持体と共に使用するように構成されたロボットアームの特定の特徴を概説する。
【０１７３】
例えば、いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体と共に使用するように構成されたロボットアームは、平行四辺形の遠隔中心ロボットアームとは異なる。一実施例では、調節可能なアーム支持体と共に使用するように構成されたロボットアームは、少なくとも２自由度を有する肩部、少なくとも１自由度を有する肘部、及び少なくとも２自由度を有する手首部を含むことができる。このようなアームと関連付けられた運動学により、アームベースを作業空間に対して任意に位置決めすることが可能となり、そのことは、ベッドに沿って装着された平行四辺形遠隔中心ロボットにとって困難であろうセットアップを可能にする。
【０１７４】
更に、いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体と共に使用するように構成されたロボットアームは、少なくとも３自由度で構成された半球形又は球形の手首部を含んでもよい。このような手首部は、ロボットアームの遠位端に位置付けられた器具駆動機構がアーム手首部の下方にあり得るように、ロボットアームがその手首接合部を転動させることを可能にすることができる。これにより、ターゲット作業空間がポートの上に遠く離れている場合の手術を可能にすることができる。
【０１７５】
いくつかの外科用ロボットアームは、冗長な自由度を有しない機械的に拘束された遠隔中心（例えば、平行四辺形ロボットアームを含む。すなわち、任意の遠隔中心位置では、ベースまでの距離は、機械的に拘束されている。ロボットアームが上述の調節可能なアーム支持体上に装着された場合のように、ベッドの下から来るロボットアームは、それらの装着構造によって制限され得、平行四辺形ロボットアームを優れたものにする最適な構成に到達することができない。この問題に対処するために、上述の調節可能なアーム支持体と共に使用するように構成されたロボットアームは、１つ又は２つ以上の冗長な自由度を含み得る。冗長な自由度は、ツール先端を移動させることなく、アームがそのヌル空間内で揺れながら進むことを可能にすることができ、これは、予め知られている外科用ロボットアームでは不可能である手術中の衝突回避を可能にする。
【０１７６】
図２１は、上述の特徴又は利点のうちの１つ又は２つ以上を提供するように構成され得る、一実施形態によるロボットアーム２１００の等角図である。ロボットアーム２１００は、上述の調節可能なアーム支持体（複数可）１３０５と共に使用するように構成され得る。ロボットアーム２１００は、連続的に配置された複数の構成要素を含んでもよい。構成要素は、ロボットアーム２１００の移動又は関節運動を可能にするように構成された１つ又は２つ以上の接合部（例えば、モータ式又は油圧式接合部）によって接続され得る。示されるように、いくつかの実施形態では、接合部は、肩部２１１７、肘部２１１９、及び手首部２１２１にグループ化され得る。
【０１７７】
示される実施例では、肩部２１１７は、３つの接合部を含んでおり、肘部２１１９は、１つの接合部を含んでおり、かつ手首部２１２１は、２つの接合部を含んでいる。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、肩部２１１７、肘部２１１９又は手首部２１２１のうちの１つ又は２つ以上は、ロボットアーム２１００に２つ以上の自由度を提供することができる。示される実施形態では、肩部２１１７は、３つの自由度を提供するように構成されており、肘部２１１９は、１つの自由度を提供するように構成されており、かつ手首部２１２１は２つの自由度を提供するように構成されている。他の実施形態では、肩部２１１７、肘部２１１９又は手首部２１２１は、他の数の接合部で構成されてもよく、及び／又は他の数の自由度を提供することができる。
【０１７８】
肩部２１１７は、ロボットアーム２１００の近位部分２１０１に概ね位置し得る。手首部２１２１は、ロボットアーム２１００の遠位部分２１０３に概ね位置し得る。肘部２１１９は、近位部分２１０１と遠位部分２１０３との間に概ね位置し得る。いくつかの実施形態では、肘部２１１９は、近位リンク２１０９と遠位リンク２１１１との間に位置している。いくつかの実施形態では、ロボットアーム２１００は、図２１に示されるもの以外の他の接合部又は接合部の領域を含むことができる。例えば、ロボットアーム２１１は、肘部２１１９と手首部２１２１との間、及び／又は肘部２１１０と肩部２１１７との間に第２の肘部（１つ又は２つ以上の接合部を含む）を含み得る。
【０１７９】
肩部２１１７、肘部２１１９及び手首部２１２１（及び／又はロボットアームの若しくはロボットアームと関連付けられた他の関節部若しくは構成要素）は、様々な自由度を提供することができる。示した実施形態では、自由度は、矢印で示されている。矢印は、各自由度によって提供される運動を示すことを意図している。示される実施形態は、以下の自由度を含む。全ての実施形態において、自由度が全て含まれる必要はなく、いくつかの実施形態では、更なる自由度を含むことができる。様々な自由度を提供する接合部は、例えば、モータ式接合部又は油圧式接合部などの電動接合部であり得る。
【０１８０】
示されるように、ロボットアーム２１００は、肩部の並進を可能にする自由度を含む。ロボットアーム２１００はまた、肩部のヨーを可能にする自由度を含むことができる。ロボットアーム２１００はまた、肩部のピッチを可能にする自由度を含むことができる。ロボットアーム２１００はまた、肘部のピッチを可能にする自由度を含むことができる。ロボットアーム２１００はまた、手首部のヨーを可能にする自由度を含むことができる。ロボットアーム２１００はまた、手首部のピッチを可能にする自由度を含むことができる。ロボットアーム２１００はまた、器具ドライバ転動を可能にする自由度を含むことができる。この自由度は、器具ドライバに取り付けられた器具（又は器具ドライバ自体）が、その軸の周りを転動することを可能にするように構成され得る。
【０１８１】
挿入自由度はまた、ロボットアーム２１００と関連付けられ得る。挿入自由度は、器具の軸又は器具ドライバ２１１５の軸に沿って器具ドライバ機構２１１５に取り付けられた器具（又はツール）の挿入（又は後退）を可能にするように構成され得る。
【０１８２】
上述の調節可能なアーム支持体１３０５と共に使用するように構成されたロボットアームのこれら及び他の特徴は、本明細書と同日に出願された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題された出願においてより詳細に説明されている。
【０１８３】
ＸＩＶ．ソフトウェア
いくつかの実施形態では、調節可能なアーム支持体及び対応するロボットアームを含むシステムの１つ又は２つ以上の態様は、ソフトウェアを介して制御され得る。例えば、システムは、全ての作動がシステムによってロボット制御され、システムが全てのエンドエフェクタのタブ頂部に対する位置を知るように設計され得る。これは、既存のロボット手術システムが有しない独特の利点を提供することができる。更に、これは、アーム及びアーム位置決めプラットフォームが同期して移動している間にテーブル頂部を手術中に（例えば、傾斜、トレンデレンブルク、高さ、屈曲など）を調節することと、ロボットアームを移動させることが、ドレーピング又は患者の負荷のために動作野から離れて移動することができることと、臨床医がシステムに手術のタイプを伝えた後に、ロボットアームは、ポートが典型的に配置される位置付近の位置に移動することができる（外科医は、どのように手術を行うことを好むかに関して、ポート選択「事前設定」を修正及び設定することができる）ことと、エンドエフェクタ上のカメラ及びカニューレ上の視覚標的を使用して、「ラストマイル」ドッキングを実行すること（エンドエフェクタの周囲の他の非光学センサは同様の機能性を提供することができる）と、を含む、有利なワークフローを可能にすることができる。
【０１８４】
更に、ロボットアーム接合部のいくつかの傾斜は、モータ及び送信を逆駆動するために、アームに高い力を加えることを必要とする場合がある。これは、エンドエフェクタにおけるトルクセンサ、又はエンドエフェクタにおける力センサ又はジョイスティックによって低減され得、それにより、ロボットが、臨床医がどこに押し込もうとしているのかを把握し、それに応じて移動（アドミタンス制御）して、出力で感じられる逆駆動力を下げることができる。このような逆駆動調整は、いくつかの実施形態においてソフトウェアで達成され得る。
【０１８５】
ＸＶ．付加的考察
本開示を読むと、当業者は、本明細書に開示される原理によって、更に追加の代替的な構造的設計及び機能的設計を理解するであろう。したがって、特定の実施形態及び用途が図示及び説明されているが、開示される実施形態は、本明細書に開示される正確な構造及び構成要素に限定されないことを理解されたい。添付の特許請求の範囲に定義される趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に開示される方法及び装置の配置、動作、及び詳細に対して、当業者には明らかであろう様々な修正、変更、及び変形がなされてもよい。
【０１８６】
本明細書において「一実施形態」又は「実施形態」と述べている場合、それは、当該実施形態に関連して述べられている特定の要素、特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態では」という句が本明細書の様々な箇所に見られるが、これらは必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。
【０１８７】
いくつかの実施形態は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生形と共に使用して、説明される場合があり得る。例えば、いくつかの実施形態は、２つ又は３つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して説明される場合があり得る。しかしながら、「連結された」という用語は、２つ又は３つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することもある。実施形態は、特に明記しない限り、この文脈において限定されない。
【０１８８】
本明細書で使用されるとき、「備える又は含む（comprises）」、「備えている又は含んでいる（comprising）」、「含む（includes）」、「含んでいる（including）」、「有する（has）」、「有している（having）」という用語、又はこれらの他の全ての変化形は、非排他的に包含するように意図する。例えば、リストアップされた要素を含む、プロセス、方法、物品、若しくは装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明確にはリストアップされていない他の要素、又はそのようなプロセス、方法、物品、若しくは装置に固有のものではない他の要素を含んでもよい。更に、明示的に反対に明記されない限り、「又は」は包括的な「又は」を指すものであり、排他的な「又は」を指すものではない。例えば、条件Ａ又はＢは、Ａが真であり（又は存在する）かつＢが偽である（又は存在しない）場合、Ａが偽であり（又は存在しない）かつＢが真である（又は存在する）場合、並びにＡ及びＢの両方が真である（又は存在する）場合、のいずれか１つによって充足される。
【０１８９】
それに加えて、「ある（「ａ」又は「ａｎ」）」の使用は、本明細書における実施形態の要素及び構成要素について記載するために用いられるものである。これは、単に便宜を図るため、また発明の一般的な意味を与えるためになされるものである。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むように読み取られるべきであり、単数形は、そうでないことを意味することが明白でない限り、複数形も含む。
【０１９０】
〔実施の態様〕
（１）  システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
前記テーブルに対して前記第１の軸に沿った調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結された第１のアーム支持体であって、前記第１のアーム支持体が、前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含み、前記第１のバーが、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されている、第１のアーム支持体と、を含む、システム。
（２）  前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記第１の接合部が、前記第１の軸に沿って移動するように構成されたモータ式の直線状の接合部を含む、実施態様１に記載のシステム。
（４）  前記第１のバーに装着された第１のロボットアームを更に含み、前記第１のロボットアームが、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（５）  前記第１のバーに装着された第２のロボットアームを更に含み、前記第２のロボットアームが、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、実施態様４に記載のシステム。
【０１９１】
（６）  前記第２のロボットアームが、前記第１のロボットアームとは独立して、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、実施態様５に記載のシステム。
（７）  前記第１のバーに装着された第３のロボットアームを更に含む、実施態様５に記載のシステム。
（８）  前記第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つが、カメラを保持する、実施態様７に記載のシステム。
（９）  前記第１のアーム支持体が、前記第１のバーの傾斜角度を調節するように構成された第２の接合部を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１０）  前記第１のバーは、前記テーブルの長さに沿って並進することが可能であり、それにより、前記第１のバーが、前記テーブルの端部を越えて延在し得る、実施態様１に記載のシステム。
【０１９２】
（１１）  システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含む、第１のアーム支持体であって、前記第１のバーが、前記第１の軸に沿った前記第１のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、前記カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結されており、前記第１のアーム支持体が、少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されている、第１のアーム支持体と、
前記第１の軸に沿った第２のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第２の接合部によって、前記カラムに連結されている、第３の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、前記第２のバーを含む、第２のアーム支持体であって、前記第２のアーム支持体が、少なくとも１つの別のロボットアームを支持するように構成されている、第２のアーム支持体と、を含み、
前記第１のアーム支持体及び前記第２のアーム支持体は、前記第１の軸に沿った前記第１のバー及び前記第２のバーの位置が独立して調節され得るように構成されている、システム。
（１２）  前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第２の接合部が、前記垂直方向における前記第２のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第１のバー及び前記第２のバーが、異なる高さに調節され得る、実施態様１１に記載のシステム。
（１３）  前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの第１の側に位置付けられるように構成されており、前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの第２の側に位置付けられるように構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１４）  前記第２の側が、前記第１の側とは反対である、実施態様１３に記載のシステム。
（１５）  前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの表面に対する前記第１のバーの前記第２の軸の傾斜角度を調節するように構成された第３の接合部を含み、
前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの前記表面に対する前記第２のバーの前記第３の軸の傾斜角度を調節するように構成された第４の接合部を含む、実施態様１１に記載のシステム。
【０１９３】
（１６）  前記第１のバーの軸の前記傾斜角度及び前記第２のバーの軸の前記傾斜角度が、独立して調節され得る、実施態様１５に記載のシステム。
（１７）  前記第１及び第２のアーム支持体が、前記テーブルの下に格納されるように構成されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１８）  前記第１の接合部及び前記第２の接合部のうちの１つ又は２つ以上が、モータ式であるか、又は油圧によって制御されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１９）  前記第１のアーム支持体が、互いに対して直線状に並進可能である、少なくとも２つのロボットアームを支持する、実施態様１１に記載のシステム。
（２０）  前記第１のアーム支持体上の複数のロボットアームと、前記第２のアーム支持体上の複数のアームと、を更に含み、前記第１のアーム支持体上のアームの数が、前記第２のアーム支持体上のアームの数と等しい、実施態様１１に記載のシステム。
【図１】
2021508571.tif 000003
【図２Ａ】
2021508571.tif 000004
【図２Ｂ】
2021508571.tif 000005
【図２Ｃ】
2021508571.tif 000006
【図２Ｄ】
2021508571.tif 000007
【図２Ｅ】
2021508571.tif 000008
【図２Ｆ】
2021508571.tif 000009
【図２Ｇ】
2021508571.tif 000010
【図２Ｈ】
2021508571.tif 000011
【図２Ｉ】
2021508571.tif 000012
【図２Ｊ】
2021508571.tif 000013
【図２Ｋ】
2021508571.tif 000014
【図２Ｌ】
2021508571.tif 000015
【図２Ｍ】
2021508571.tif 000016
【図３Ａ】
2021508571.tif 000017
【図３Ｂ】
2021508571.tif 000018
【図３Ｃ】
2021508571.tif 000019
【図４Ａ】
2021508571.tif 000020
【図４Ｂ】
2021508571.tif 000021
【図５Ａ】
2021508571.tif 000022
【図５Ｂ】
2021508571.tif 000023
【図５Ｃ】
2021508571.tif 000024
【図５Ｄ】
2021508571.tif 000025
【図５Ｅ】
2021508571.tif 000026
【図６Ａ】
2021508571.tif 000027
【図６Ｂ】
2021508571.tif 000028
【図６Ｃ】
2021508571.tif 000029
【図７Ａ】
2021508571.tif 000030
【図７Ｂ】
2021508571.tif 000031
【図７Ｃ】
2021508571.tif 000032
【図７Ｄ】
2021508571.tif 000033
【図７Ｅ】
2021508571.tif 000034
【図７Ｆ】
2021508571.tif 000035
【図８Ａ】
2021508571.tif 000036
【図８Ｂ】
2021508571.tif 000037
【図８Ｃ】
2021508571.tif 000038
【図８Ｄ】
2021508571.tif 000039
【図８Ｅ】
2021508571.tif 000040
【図８Ｆ】
2021508571.tif 000041
【図８Ｇ】
2021508571.tif 000042
【図８Ｈ】
2021508571.tif 000043
【図８Ｉ】
2021508571.tif 000044
【図８Ｊ】
2021508571.tif 000045
【図９Ａ】
2021508571.tif 000046
【図９Ｂ】
2021508571.tif 000047
【図１０Ａ】
2021508571.tif 000048
【図１０Ｂ】
2021508571.tif 000049
【図１０Ｃ】
2021508571.tif 000050
【図１０Ｄ】
2021508571.tif 000051
【図１１】
2021508571.tif 000052
【図１２】
2021508571.tif 000053
【図１３Ａ】
2021508571.tif 000054
【図１３Ｂ】
2021508571.tif 000055
【図１４Ａ】
2021508571.tif 000056
【図１４Ｂ】
2021508571.tif 000057
【図１４Ｃ】
2021508571.tif 000058
【図１５Ａ】
2021508571.tif 000059
【図１５Ｂ】
2021508571.tif 000060
【図１６】
2021508571.tif 000061
【図１７Ａ】
2021508571.tif 000062
【図１７Ｂ】
2021508571.tif 000063
【図１８Ａ】
2021508571.tif 000064
【図１８Ｂ】
2021508571.tif 000065
【図１９】
2021508571.tif 000066
【図２０】
2021508571.tif 000067
【図２１】
2021508571.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月8日(2020.9.8)
【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】
システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
前記テーブルに対して前記第１の軸に沿った調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、前記カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結された第１のアーム支持体であって、前記第１のアーム支持体が、前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含む、第１のアーム支持体と、
前記第１のバーに移動可能に装着された第１のロボットアームであって、前記第１のロボットアームが、前記第１のバーに沿って並進するように構成されている、第１のロボットアームと、を含む、システム。
【請求項２】
前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の接合部が、前記第１の軸に沿って移動するように構成されたモータ式の直線状の接合部を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のバーに装着された第２のロボットアームを更に含み、前記第２のロボットアームが、前記第１のバーに沿って並進するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２のロボットアームが、前記第１のロボットアームとは独立して、前記第２の軸に沿って並進するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のバーに装着された第３のロボットアームを更に含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のロボットアーム、第２のロボットアーム、又は第３のロボットアームのうちの少なくとも１つが、カメラを保持する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のアーム支持体が、前記第１のバーの傾斜角度を調節するように構成された第２の接合部を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のバーは、前記テーブルの長さに沿って並進することが可能であり、それにより、前記第１のバーが、前記テーブルの端部を越えて延在し得る、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
システムであって、
患者を支持するように構成されたテーブルと、
第１の端部と第２の端部との間の第１の軸に沿って延在しているカラムであって、前記第１の端部が、前記テーブルに連結されている、カラムと、
前記カラムの前記第２の端部に連結されている、ベースと、
第２の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、第１のバーを含む、第１のアーム支持体であって、前記第１のバーが、前記第１の軸に沿った前記第１のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第１の接合部によって、前記テーブル、前記カラム、又は前記ベースのうちの少なくとも１つに連結されており、前記第１のアーム支持体が、前記第１のバーに移動可能に連結された少なくとも１つのロボットアームを支持するように構成されており、前記少なくとも１つのロボットアームが、前記第１のバーに沿って並進するように構成されている、第１のアーム支持体と、
前記第１の軸に沿った第２のバーの調節を可能にするように構成された少なくとも第２の接合部によって、前記カラムに連結されている、第３の軸に沿って延在している近位部分及び遠位部分を有する、前記第２のバーを含む、第２のアーム支持体であって、前記第２のアーム支持体が、少なくとも１つの別のロボットアームを支持するように構成されている、第２のアーム支持体と、を含み、
前記第１のアーム支持体及び前記第２のアーム支持体は、前記第１の軸に沿った前記第１のバー及び前記第２のバーの位置が独立して調節され得るように構成されている、システム。
【請求項１１】
前記第１の軸が、垂直軸であり、前記第１の接合部が、垂直方向における前記第１のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第２の接合部が、前記垂直方向における前記第２のバーの調節を可能にするように構成されており、前記第１のバー及び前記第２のバーが、異なる高さに調節され得る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの第１の側に位置付けられるように構成されており、前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの第２の側に位置付けられるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の側が、前記第１の側とは反対である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１のアーム支持体が、前記テーブルの表面に対する前記第１のバーの前記第２の軸の傾斜角度を調節するように構成された第３の接合部を含み、
前記第２のアーム支持体が、前記テーブルの前記表面に対する前記第２のバーの前記第３の軸の傾斜角度を調節するように構成された第４の接合部を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のバーの軸の前記傾斜角度及び前記第２のバーの軸の前記傾斜角度が、独立して調節され得る、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１及び第２のアーム支持体が、前記テーブルの下に格納されるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の接合部及び前記第２の接合部のうちの１つ又は２つ以上が、モータ式であるか、又は油圧によって制御されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のアーム支持体が、互いに対して直線状に並進可能である、少なくとも２つのロボットアームを支持する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のアーム支持体上の複数のロボットアームと、前記第２のアーム支持体上の複数のアームと、を更に含み、前記第１のアーム支持体上のアームの数が、前記第２のアーム支持体上のアームの数と等しい、請求項１０に記載のシステム。
【国際調査報告】
2021508571.tif 000069