(57)【要約】  複数のエンドエフェクタ機能を選択的に作動させることができる回転駆動部（２７３０）を有する外科用器具が本明細書で説明される。少なくとも１つの実施形態において、外科用器具は、シャフト（２２００）と、シャフトに連結されたエンドエフェクタ（７０００）と、シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転可能な駆動シャフト（２７３０）と、回転可能な駆動（２７３０）シャフトからエンドエフェクタ（７０００）にトルクを伝達するように構成された複数の選択的に係合可能なクラッチ（６１１０、６２１０、６３１０）と、を含む。クラッチ（６１１０、６２１０、６３１０）の各々は、駆動シャフト（２７３０）の回転を、外側シャフトに対するエンドエフェクタ（７０００）の複数の動作のうちの１つに変換するように構成される。
2021501014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具であって、
外側シャフトと、
前記外側シャフトに連結されたエンドエフェクタと、
前記外側シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転可能な駆動シャフトと、
前記回転可能な駆動シャフトから前記エンドエフェクタにトルクを伝達するように構成された複数の選択的に係合可能なクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの各々が、前記駆動シャフトの回転を前記外側シャフトに対する前記エンドエフェクタの複数の動作のうちの１つに変換するように構成されている、外科用器具。
【請求項２】
前記エンドエフェクタの前記複数の動作が、前記外側シャフトに対する前記エンドエフェクタの回転を含む、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項３】
前記エンドエフェクタの前記複数の動作が、エンドエフェクタ機能の作動を含む、請求項２に記載の外科用器具。
【請求項４】
前記エンドエフェクタが、間に組織を把持するように構成された第１及び第２のジョーを備え、前記エンドエフェクタ機能の作動が、前記第１及び第２のジョーを開放構成と閉鎖構成との間で移動させることを含む、請求項３に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記複数の選択的に係合可能なクラッチが、第１のクラッチ及び第２のクラッチを備え、前記複数のエンドエフェクタの動作が、第１のエンドエフェクタの動作及び第２のエンドエフェクタの動作を含み、前記駆動シャフトは、前記第１のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第１のエンドエフェクタの動作を駆動し、前記駆動シャフトは、前記第２のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第２のエフェクタの動作を駆動し、前記外科用器具が、第１のロックアウト及び第２のロックアウトを更に備え、前記第１のロックアウトは、前記第１のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第２のエンドエフェクタの動作をロックアウトするように構成されており、前記第２のロックアウトは、前記第２のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第１のエンドエフェクタ機能をロックアウトするように構成されている、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項６】
各クラッチが、電磁石を含む、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項７】
前記電磁石への電流の流れが存在しない場合、各クラッチが、係合解除状態にある、請求項６に記載の外科用器具。
【請求項８】
複数のロックアウトを更に備え、各ロックアウトは、対応する前記クラッチがその係合解除状態にあるとき、前記エンドエフェクタの動作のうちの１つを防止するように構成されている、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項９】
前記回転する駆動シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転しない細長い部材を更に備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項１０】
各クラッチが、前記回転しない細長い部材に沿って配設された電磁石を含む、請求項９に記載の外科用器具。
【請求項１１】
各クラッチが、前記回転する駆動シャフトに対して近位方向及び遠位方向に並進するように構成された、前記回転する駆動シャフトの周囲に配設された永久磁石を更に備える、請求項１０に記載の外科用器具。
【請求項１２】
外科用器具であって、
外側シャフトと、
前記外側シャフトに連結されたエンドエフェクタと、
前記外側シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転可能な駆動シャフトと、
前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第１の動作を引き起こすように構成された、前記回転可能な駆動シャフトの遠位部分に沿って配設された第１の選択的に係合可能なクラッチと、
前記第１のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第２の選択的に係合可能なクラッチと、を備え、前記第２のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第２の動作を引き起こすように構成されている、外科用器具。
【請求項１３】
前記第２のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第３の選択的に係合可能なクラッチを更に備え、前記第３のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第３の動作を引き起こすように構成されている、請求項１２に記載の外科用器具。
【請求項１４】
前記第１の動作が、エンドエフェクタ機能の作動である、請求項１２に記載の外科用器具。
【請求項１５】
前記エンドエフェクタが、間に組織を把持するように構成された第１及び第２のジョーを備え、
前記エンドエフェクタ機能の作動は、前記第１及び第２のジョーを開放構成と閉鎖構成との間で移動させることを含む、請求項１４に記載の外科用器具。
【請求項１６】
前記第２の動作が、前記エンドエフェクタの回転である、請求項１４に記載の外科用器具。
【請求項１７】
前記第２のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第３の選択的に係合可能なクラッチを更に備え、前記第３のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの関節運動を引き起こすように構成されている、請求項１６に記載の外科用器具。
【請求項１８】
各クラッチが、電磁石を含む、請求項１２に記載の外科用器具。
【請求項１９】
各電磁石が、前記駆動シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転しない細長い部材に沿って配設されている、請求項１８に記載の外科用器具。
【請求項２０】
各クラッチが、前記回転する駆動シャフトの周囲に配置されており、かつ前記回転する駆動シャフトに対して近位方向及び遠位方向に並進するように構成されている、永久磁石を更に備える、請求項１８に記載の外科用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本非仮出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、その開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，７９３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＲＥＭＯＴＥ  ＲＥＬＥＡＳＥ」、２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，８０４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＤＵＡＬ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＭＥＭＢＥＲＳ  ＴＯ  ＥＦＦＥＣＴ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ  ＴＹＰＥＳ  ＯＦ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＭＯＶＥＭＥＮＴ」、２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，８１７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＲＹ  ＤＲＩＶＥ  ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ  ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，８３５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＲＹ  ＤＲＩＶＥ  ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ  ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，８４４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＰＯＷＥＲ  ＳＯＵＲＣＥＳ」、及び２０１７年１０月３０日出願の米国特許仮出願第６２／５７８，８５５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ」の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、外科用システムに関し、様々な配置では、とりわけ、患者の組織を把持するように設計された把持器具と、患者の組織を操作するように構成された切開器具と、患者の組織をクリップするように構成されたクリップアプライヤと、患者の組織を縫合するように構成された縫合器具と、に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
本明細書に記載する実施形態の様々な特徴は、それらの利点と共に、以下の添付図面と併せて以下の説明によって理解することができる。
【図１】少なくとも１つの実施形態による、ハンドルと、各々がハンドルに選択的に取り付け可能であるいくつかのシャフトアセンブリと、を備える外科用システムを示す。
【図２】図１の外科用システムのハンドルとシャフトアセンブリのうちの１つとの立面図である。
【図３】図２のシャフトアセンブリの部分断面斜視図である。
【図４】図２のシャフトアセンブリの別の部分断面斜視図である。
【図５】図２のシャフトアセンブリの部分分解図である。
【図６】図２のシャフトアセンブリの部分断面立面図である。
【図７】図１のハンドルの駆動モジュールの立面図である。
【図８】図７の駆動モジュールの断面斜視図である。
【図９】図７の駆動モジュールの端面図である。
【図１０】ロック構成にある図２のハンドルとシャフトアセンブリとの間の相互接続の部分断面図である。
【図１１】ロック解除構成にある図２のハンドルとシャフトアセンブリとの間の相互接続の部分断面図である。
【図１２】図７の駆動モジュールのモータ及び減速ギアアセンブリの断面斜視図である。
【図１３】図１２の減速ギアアセンブリの端面図である。
【図１４】開放構成にある図２のシャフトアセンブリのエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図１５】閉鎖構成にある図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図１６】第１の方向に関節運動した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図１７】第２の方向に関節運動した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図１８】第１の方向に回転した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図１９】第２の方向に回転した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。
【図２０】図２のシャフトアセンブリから取り外された図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。
【図２１】一部の構成要素が取り除かれた状態で示される、図１４のエンドエフェクタの分解図である。
【図２２】図２のシャフトアセンブリの遠位取り付け部分の分解図である。
【図２２Ａ】一部の構成要素が取り除かれた状態で示される、図２のシャフトアセンブリの遠位部分の分解図である。
【図２３】図２のシャフトアセンブリから取り外された図１４のエンドエフェクタの別の部分断面斜視図である。
【図２４】図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。
【図２５】図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。
【図２６】図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの別の部分断面斜視図である。
【図２７】エンドエフェクタの第１、第２、及び第３のクラッチを示す、図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面図である。
【図２８】非作動状態にある図２７の第１のクラッチを示す。
【図２９】作動状態にある図２７の第１のクラッチを示す。
【図３０】非作動状態にある図２７の第２のクラッチを示す。
【図３１】作動状態にある図２７の第２のクラッチを示す。
【図３２】非作動状態にある図２７の第３のクラッチを示す。
【図３３】作動状態にある図２７の第３のクラッチを示す。
【図３４】その非作動状態にある図２７の第２及び第３のクラッチ、並びに図２のシャフトアセンブリにロックされた図１４のエンドエフェクタを示す。
【図３５】その非作動状態にある図２７の第２のクラッチ、及びその作動状態にある図２７の第３のクラッチを示す。
【図３６】作動状態にある図２７の第２及び第３のクラッチ、並びに図２のシャフトアセンブリからロック解除された図１４のエンドエフェクタを示す。
【図３７】図２７の第１、第２、及び第３のクラッチの状態を検出するように構成されたセンサを備える、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図３８】図２７の第１、第２、及び第３のクラッチの状態を検出するように構成されたセンサを備える、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図３９】少なくとも１つの代替的な実施形態による、その非作動状態にある図３８の第１及び第２のクラッチ、並びにセンサを示す。
【図４０】に少なくとも１つの代替的な実施形態による、その非作動状態にある図３８の第２及び第３のクラッチ、並びセンサを示す。
【図４１】少なくとも１つの実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図４２】非作動状態で示されるクラッチを含む、図４１のシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図４３】作動状態にあるクラッチを示す、図４１のシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図４４】非作動状態で示される第１及び第２のクラッチを含む、少なくとも１つの実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図４５】図７のハンドル駆動モジュール及び図１の外科用システムのシャフトアセンブリのうちの１つの斜視図である。
【図４６】図７のハンドル駆動モジュール及び図４５のシャフトアセンブリの別の斜視図である。
【図４７】図１のハンドルに取り付けられた図４５のシャフトアセンブリの部分断面図である。
【図４８】図１のハンドルに取り付けられた図４５のシャフトアセンブリの別の部分断面図である。
【図４９】図４５のシャフトアセンブリの部分断面斜視図である。
【図５０】図１の外科用システムの制御システムの概略図である。
【０００４】
複数の図面を通して、対応する参照符号は、対応する部分を示す。本明細書に記載される例示は、本発明の様々な実施形態を１つの形態で例示するものであり、かかる例示は、いかなる方法によっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本願の出願人は、本願と同日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらは各々、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＲＥＭＯＴＥ  ＲＥＬＥＡＳＥ」（代理人整理番号ＥＮＤ７９６０ＵＳＮＰ／１８０００３）、
−米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＤＵＡＬ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＭＥＭＢＥＲＳ  ＴＯ  ＥＦＦＥＣＴ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ  ＴＹＰＥＳ  ＯＦ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＭＯＶＥＭＥＮＴ」（代理人整理番号ＥＮＤ７９６１ＵＳＮＰ／１８０００４）、
−米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＲＹ  ＤＲＩＶＥ  ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ  ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＥＮＤ  ＥＦＦＥＣＴＯＲ  ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」（代理人整理番号ＥＮＤ７９６２ＵＳＮＰ／１８０００５）、
−米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＭＯＤＵＬＡＲ  ＰＯＷＥＲ  ＳＯＵＲＣＥＳ」（代理人整理番号ＥＮＤ７９６４ＵＳＮＰ／１８０００７）、及び
−米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＮＤ／ＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ」（代理人整理番号ＥＮＤ７９６５ＵＳＮＰ／１８０００８）。
【０００６】
明細書に記載され、添付の図面に示されるように、実施形態の全体的な構造、機能、製造、及び使用の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。周知の動作、構成要素、及び要素は、本明細書に記載される実施形態を不明瞭にしないように、詳細に記載されていない。読者は、本明細書に記載され図示された実施形態が、非限定的な例であり、したがって本明細書に開示された特定の構造的及び機能的詳細は、代表的及び例示的であり得ることを、理解するであろう。特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、それに対する変形及び変更を行うことができる。
【０００７】
「備える（comprise）」（並びに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」など、ｃｏｍｐｒｉｓｅの任意の語形）、「有する（have）」（並びに「ｈａｓ」及び「ｈａｖｉｎｇ」など、ｈａｖｅの任意の語形）、「含む（include）」（並びに「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」及び「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」など、ｉｎｃｌｕｄｅの任意の語形）、及び「含有する（contain）」（並びに「ｃｏｎｔａｉｎｓ」及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」など、ｃｏｎｔａｉｎの任意の語形）という用語は、開放型の連結動詞である。結果として、１つ又は２つ以上の要素を「備える」、「有する」、「含む」、又は「含有する」外科用システム、デバイス、又は装置は、これら１つ又は２つ以上の要素を有するが、これら１つ又は２つ以上の要素のみを有することに限定されない。同様に、１つ又は２つ以上の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、又は「含有する」システム、デバイス、又は装置の要素は、これら１つ又は２つ以上の特徴を有するが、これら１つ又は２つ以上の特徴のみを有することに限定されない。
【０００８】
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
【０００９】
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科手術を行うための、様々な例示的なデバイス及び方法が提供される。しかしながら、本明細書に開示される様々な方法及びデバイスが、例えば、開腹外科手術と関連するものを含む、多くの外科手術及び用途で使用され得ることが、読者には容易に理解されよう。本明細書の「発明を実施するための形態」を読み進めることで、読者は、本明細書に開示される様々な器具が、例えば、もとからある開口部を通じて、組織に形成された切開又は穿刺孔を通じてなど、任意の方法で体内に挿入され得ることを更に理解するであろう。これらの器具の作用部分すなわちエンドエフェクタ部分は、患者の体内に直接に挿入することができるか、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長いシャフトを前進させることが可能な作用通路を有するアクセスデバイスを通じて挿入することができる。
【００１０】
例えば、把持器などの外科用器具は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、を備え得る。様々な例において、エンドエフェクタは、第１のジョー及び第２のジョーを備え、ジョーの一方又は両方が他方に対して移動可能であり、患者の組織を把持する。とは言え、外科用器具のエンドエフェクタは、任意の好適な配置を備えることができ、かつ任意の好適な機能を実行することができる。例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を切開又は分離するように構成された第１及び第２のジョーを備えることができる。また、例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を縫合及び／又はクリップするようにも構成され得る。様々な例において、外科用器具のエンドエフェクタ及び／又はシャフトは、トロカール又はカニューレを通して患者に挿入されるように構成され、例えば、約５ｍｍ、８ｍｍ、及び／又は１２ｍｍなどの任意の好適な直径を有することができる。米国特許出願第１１／０１３，９２４号（現在の米国特許第７，３７１，２２７号）、発明の名称「ＴＲＯＣＡＲ  ＳＥＡＬ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ」は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。シャフトは、長手方向軸を画定することができ、エンドエフェクタの少なくとも一部分は、長手方向軸を中心に回転可能であり得る。更に、外科用器具は、エンドエフェクタの少なくとも一部分がシャフトに対して関節運動することを可能にし得る関節運動継手を更に備えることができる。使用中、臨床医は、エンドエフェクタを患者内で操作するためにエンドエフェクタを回転及び／又は関節運動させることができる。
【００１１】
外科用器具システムが図１に示される。外科用器具システムは、シャフトアセンブリ２０００、シャフトアセンブリ３０００、シャフトアセンブリ４０００、シャフトアセンブリ５０００、及び／又は任意の他の好適なシャフトアセンブリと共に選択的に使用可能なハンドルアセンブリ１０００を備える。シャフトアセンブリ２０００は、図２のハンドルアセンブリ１０００に取り付けられ、シャフトアセンブリ４０００は、図４５のハンドルアセンブリ１０００に取り付けられる。シャフトアセンブリ２０００は、近位部分２１００と、近位部分２１００から延在する細長いシャフト２２００と、遠位取り付け部分２４００と、遠位取り付け部分２４００を細長いシャフト２２００に回転可能に接続する関節運動継手２３００と、を備える。シャフトアセンブリ２０００は、遠位取り付け部分２４００に取り付けられた交換式エンドエフェクタアセンブリ７０００を更に備える。交換式エンドエフェクタアセンブリ７０００は、開放及び閉鎖されて患者の組織をクランプ及び／又は操作するように構成されたジョーアセンブリ７１００を備える。使用時には、以下でより詳細に説明されるように、エンドエフェクタアセンブリ７０００は、関節運動継手２３００を中心に関節運動させられ、かつ／又は長手方向軸を中心に遠位取り付け部分２４００に対して回転させられて、患者内のジョーアセンブリ７１００をより良好に位置決めすることができる。
【００１２】
再び図１を参照すると、ハンドルアセンブリ１０００は、とりわけ、駆動モジュール１１００を備える。以下でより詳細に説明されるように、駆動モジュール１１００は、臨床医が、例えば、シャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、及び５０００のうちの１つを駆動モジュール１１００に選択的に取り付けることを可能にする遠位装着インターフェースを備える。したがって、シャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、及び５０００の各々は、駆動モジュール１１００の遠位装着インターフェースと係合するように構成された、同一又は少なくとも同様の近位装着インターフェースを備える。また以下でより詳細に説明するように、駆動モジュール１１００の装着インターフェースは、選択されたシャフトアセンブリを駆動モジュール１１００に対して機械的に固定し、かつ電気的に連結する。駆動モジュール１１００は、少なくとも１つの電動モータと、１つ若しくは２つ以上の制御部及び／又はディスプレイと、電気モータを操作するように構成されたコントローラと、を更に備え、その回転出力は、駆動モジュール１１００に取り付けられたシャフトアセンブリの駆動システムに伝達される。更に、駆動モジュール１１００は、例えば、電源モジュール１２００及び１３００などの１つ又は２つ以上の（one ore more）電源モジュールと共に使用可能であり、電源モジュールは、駆動モジュール１１００に電力を供給するように動作可能に取り付け可能である。
【００１３】
上記に加えて、図１及び図２を再び参照すると、ハンドル駆動モジュール１１００は、ハウジング１１１０と、第１のモジュールコネクタ１１２０と、第２のモジュールコネクタ１１２０’とを備える。電源モジュール１２００は、ハウジング１２１０と、コネクタ１２２０と、１つ又は２つ以上の解放ラッチ１２５０と、１つ又は２つ以上のバッテリ１２３０とを備える。コネクタ１２２０は、電源モジュール１２００を駆動モジュール１１００に取り付けるために、駆動モジュール１１００の第１のモジュールコネクタ１１２０と係合するように構成される。コネクタ１２２０は、電源モジュール１２００のハウジング１２１０を駆動モジュール１１００のハウジング１１１０と機械的に連結してしっかりと固定する１つ又は２つ以上のラッチ１２４０を備える。ラッチ１２４０は、電源モジュール１２００が駆動モジュール１１００から取り外され得るように解放ラッチ１２５０が押下されると、係合解除位置に移動可能である。コネクタ１２２０はまた、バッテリ１２３０及び／又はバッテリ１２３０を含む電気回路を駆動モジュール１１００内の電気回路と電気通信するように配置する１つ又は２つ以上の電気接点を備える。
【００１４】
上記に加えて、図１及び図２を再び参照すると、電源モジュール１３００は、ハウジング１３１０と、コネクタ１３２０と、１つ又は２つ以上の解放ラッチ１３５０と、１つ又は２つ以上のバッテリ１３３０とを備える（図４７）。コネクタ１３２０は、電源モジュール１３００を駆動モジュール１１００に取り付けるために、駆動モジュール１１００の第２のモジュールコネクタ１１２０’と係合するように構成される。コネクタ１３２０は、電源モジュール１３００のハウジング１３１０を駆動モジュール１１００のハウジング１１１０と機械的に連結してしっかりと固定する１つ又は２つ以上のラッチ１３４０を備える。ラッチ１３４０は、電源モジュール１３００が駆動モジュール１１００から取り外され得るように解放ラッチ１３５０が押下されると、係合解除位置に移動可能である。コネクタ１３２０はまた、電源モジュール１３００のバッテリ１３３０及び／又はバッテリ１３３０を含む電気回路を駆動モジュール１１００内の電力回路と電気通信するように配置する１つ又は２つ以上の電気接点を備える。
【００１５】
上記に加えて、電源モジュール１２００は、駆動モジュール１１００に取り付けられると、臨床医が駆動モジュール１１００を臨床医の手の上に置くようにハンドル１０００を保持することを可能にし得るピストルグリップを備える。電源モジュール１３００は、駆動モジュール１１００に取り付けられると、臨床医がハンドル１０００を棒（ｗａｎｄ）のように保持することを可能にするエンドグリップを備える。電源モジュール１２００は電源モジュール１３００よりも長いが、電源モジュール１２００及び１３００は任意の好適な長さを備えることができる。電源モジュール１２００は、電源モジュール１３００よりも多くのバッテリセルを有し、その長さのために、これらの追加のバッテリセルを好適に収容することができる。様々な例において、電源モジュール１２００は、電源モジュール１３００よりも多くの電力を駆動モジュール１１００に提供することができ、一方、場合によっては、電源モジュール１２００は、より長い期間電力を提供することができる。一部の例では、駆動モジュール１１００のハウジング１１１０は、キー及び／又は任意の他の好適な機構を備え、これは、電源モジュール１２００が第２のモジュールコネクタ１１２０’に接続されることを防止し、かつ同様に、電源モジュール１３００が第１のモジュールコネクタ１１２０に接続されることを防止する。こうした配置は、より長い電源モジュール１２００がピストルグリップ配置で使用され、より短い電源モジュール１３００が棒グリップ配置で使用されることを確実にすることができる。代替的な実施形態では、電源モジュール１２００及び電源モジュール１３００は、第１のモジュールコネクタ１１２０又は第２のモジュールコネクタ１１２０’のいずれかにおいて駆動モジュール１１００に選択的に連結され得る。こうした実施形態は、ハンドル１０００をそれらに好適な様式でカスタマイズするためのより多くの選択肢を臨床医に提供する。
【００１６】
様々な例では、上記に加えて、電源モジュール１２００及び１３００のうちの１つのみが、一度に駆動モジュール１１００に結合される。特定の例では、例えばシャフトアセンブリ４０００を駆動モジュール１１００に取り付ける際に電源モジュール１２００が邪魔になる場合がある。代替的に、電源モジュール１２００及び１３００の両方が、同時に駆動モジュール１１００に動作可能に連結されてもよい。こうした例では、駆動モジュール１１００は、電源モジュール１２００及び１３００の両方によって提供される電力へのアクセスを有し得る。更に、臨床医は、電源モジュール１２００及び１３００の両方が駆動モジュール１１００に取り付けられる際にピストルグリップと棒グリップとを切り替えることができる。更に、こうした配置により、駆動モジュール１１００に取り付けられた、例えばシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、又は５０００などのシャフトアセンブリに対するカウンタバランスとして電源モジュール１３００が機能することが可能となる。
【００１７】
図７及び図８を参照すると、ハンドル駆動モジュール１１００は、フレーム１５００と、モータアセンブリ１６００と、モータアセンブリ１６００と動作可能に係合された駆動システム１７００と、制御システム１８００と、を更に備える。フレーム１５００は、モータアセンブリ１６００を通って延在する細長いシャフトを備える。細長いシャフトは、遠位端１５１０と、遠位端１５１０内に画定された電気接点又はソケット１５２０と、を備える。電気接点１５２０は、１つ又は２つ以上の電気回路を介して駆動モジュール１１００の制御システム１８００と電気通信し、かつ、制御システム１８００と、駆動モジュール１１００に取り付けられた例えばシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、又は５０００などのシャフトアセンブリと、の間で信号及び／又は電力を伝達するように構成される。制御システム１８００は、プリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）１８１０と、少なくとも１つのマイクロプロセッサ１８２０と、少なくとも１つのメモリデバイス１８３０と、を備える。基板１８１０は、剛性及び／又は可撓性であってもよく、また任意の好適な数の層を含んでもよい。マイクロプロセッサ１８２０及びメモリデバイス１８３０は、以下でより詳細に説明されるように、モータアセンブリ１６００の動作を制御する基板１８１０上に画定された制御回路の一部である。
【００１８】
図１２及び図１３を参照すると、モータアセンブリ１６００は、ハウジング１６２０と、駆動シャフト１６３０と、ギア減速システムと、を含む電動モータ１６１０を備える。電動モータ１６１０は、巻線１６４０を含む固定子と、磁気素子１６５０を含む回転子とを更に備える。固定子巻線１６４０はハウジング１６２０内で支持され、回転子磁気素子１６５０は駆動シャフト１６３０に装着される。固定子巻線１６４０に制御システム１８００によって制御された電流が通電されると、駆動シャフト１６３０は長手方向軸を中心に回転する。駆動シャフト１６３０は、中央の太陽ギアと、太陽ギアと動作可能に噛み合ったいくつかの遊星ギアと、を含む第１の遊星ギアシステム１６６０と動作可能に係合される。第１の遊星ギアシステム１６６０の太陽ギアは、駆動シャフト１６３０と共に回転するように駆動シャフト１６３０にしっかりと装着される。第１の遊星ギアシステム１６６０の遊星ギアは、第２の遊星ギアシステム１６７０の太陽ギアに回転可能に装着され、また、モータハウジング１６２０のギア付き又はスプライン付き内表面１６２５と噛み合っている。上記の結果、第１の太陽ギアの回転が第１の遊星ギアを回転させ、これが第２の太陽ギアを回転させる。上記と同様に、第２の遊星ギアシステム１６７０は、遊星ギア１６６５（図１３）を更に備え、遊星ギア１６６５は、第３の遊星ギアシステム、及び最終的には駆動シャフト１７１０を駆動する。遊星ギアシステム１６６０、１６７０、及び１６８０は協働して、モータシャフト１６２０によって駆動シャフト１７１０に適用された速度を減速させる。減速システムを伴わない様々な代替的な実施形態が想到される。こうした実施形態は、エンドエフェクタ機能を迅速に駆動することが望ましい場合に好適である。特に、駆動シャフト１６３０は、これを貫通して延在する開口部又は中空コアを含み、それを通してワイヤ及び／又は電気回路が延在することができる。
【００１９】
制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００及び駆動モジュール１１００の電力回路と通信する。制御システム１８００は、電力回路からモータアセンブリ１６００に供給される電力を制御するように構成される。電力回路は、一定の、又は少なくともほぼ一定の直流（direct current、ＤＣ）電圧を供給するように構成される。少なくとも１つの例では、電力回路は、制御システム１８００に３ＶＤＣを供給する。制御システム１８００は、電圧パルスをモータアセンブリ１６００に送達するように構成されたパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）回路を備える。電圧パルスの持続時間若しくは幅、及び／又はＰＷＭ回路によって供給される電圧パルス間の持続時間若しくは幅は、モータアセンブリ１６００に印加される電力を制御するために制御され得る。モータアセンブリ１６００に印加される電力を制御することによって、ＰＷＭ回路は、モータアセンブリ１６００の出力シャフトの速度を制御することができる。ＰＷＭ回路に加えて、又はその代わりに、制御システム１８００は、周波数変調（frequency modulation、ＦＭ）回路を含むことができる。以下でより詳細に考察するように、制御システム１８００は、２つ以上の動作モードで動作可能であり、また使用される動作モードに応じて、制御システム１８００は、その動作モードに適していると判定される速度又は速度の範囲でモータアセンブリ１６００を動作させることができる。
【００２０】
上記に加えて、図７及び図８を再び参照すると、駆動システム１７００は、スプライン付き遠位端１７２０と、その中に画定された長手方向開口部１７３０と、を備える回転可能シャフト１７１０を備える。回転可能シャフト１７１０は、回転可能シャフト１７１０がモータ出力シャフトと共に回転するように、モータアセンブリ１６００の出力シャフトに動作可能に装着される。ハンドルフレーム１５１０は、長手方向開口部１７３０を通って延在し、回転可能シャフト１７１０を回転可能に支持する。その結果、ハンドルフレーム１５１０は、回転可能シャフト１７１０の軸受として機能する。ハンドルフレーム１５１０及び回転可能シャフト１７１０は、駆動モジュール１１１０の装着インターフェース１１３０から遠位方向に延在し、シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられると、シャフトアセンブリ２０００上の対応する構成要素と連結される。主に図３〜図６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、フレーム２５００と駆動システム２７００とを更に備える。フレーム２５００は、シャフトアセンブリ２０００を通って延在する長手方向シャフト２５１０と、シャフト２５１０から近位方向に延在する複数の電気接点又はピン２５２０とを備える。シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に取り付けられると、シャフトフレーム２５１０上の電気接点２５２０は、ハンドルフレーム１５１０上の電気接点１５２０と係合し、それらの間に電気経路を形成する。
【００２１】
上記と同様に、駆動システム２７００は、駆動シャフト２７１０が駆動シャフト１７１０と共に回転するようにシャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられると、ハンドル１０００の回転可能な駆動シャフト１７１０に動作可能に連結される、回転可能な駆動シャフト２７１０を備える。この目的のため、駆動シャフト２７１０はスプライン付き近位端２７２０を備え、スプライン近位端２７２０は駆動シャフト１７１０のスプライン付き遠位端１７２０と嵌合し、その結果、駆動シャフト１７１０がモータアセンブリ１６００によって回転されると、駆動シャフト１７１０及び２７１０は一緒に回転する。駆動シャフト１７１０と２７１０との間のスプライン付き相互接続、及びフレーム１５１０と２５１０との間の電気的相互接続の性質を考慮すると、シャフトアセンブリ２０００は長手方向軸に沿ってハンドル１０００に組み付けられるが、駆動シャフト１７１０と２７１０との間の動作可能な相互接続、並びにフレーム１５１０と２５１０との間の電気的相互接続は、シャフトアセンブリが任意の好適な様式でハンドル１０００に組み付けられることを可能にすることができる任意の好適な構成を備えることができる。
【００２２】
上で考察されるように、図３〜図８を参照すると、駆動モジュール１１１０の装着インターフェース１１３０は、例えばシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、及び５０００上の対応する装着インターフェースに連結されるように構成される。例えば、シャフトアセンブリ２０００は、駆動モジュール１１００の装着インターフェース１１３０に連結されるように構成された装着インターフェース２１３０を備える。より具体的には、シャフトアセンブリ２０００の近位部分２１００は、装着インターフェース２１３０を画定するハウジング２１１０を備える。主に図８を参照すると、駆動モジュール１１００は、シャフトアセンブリ２０００の装着インターフェース２１３０を駆動モジュール１１００の装着インターフェース１１３０に対して解放可能に保持するように構成されたラッチ１１４０を備える。駆動モジュール１１００及びシャフトアセンブリ２０００が、上述のように長手方向軸に沿って一体にされると、ラッチ１１４０は、装着インターフェース２１３０に接触し、ロック解除位置へと外向きに回転する。主に図８、図１０、及び図１１を参照すると、各ラッチ１１４０は、ロック端部１１４２及び枢動部分１１４４を備える。各ラッチ１１４０の枢動部分１１４４は、駆動モジュール１１００のハウジング１１１０に回転可能に連結され、上で言及されるようにラッチ１１４０が外向きに回転されると、ラッチ１１４０は枢動部分１１４４を中心に回転する。特に、各ラッチ１１４０は、ラッチ１１４０をロック位置へと内向きに付勢するように構成された付勢ばね１１４６を更に備える。各付勢ばね１１４６は、付勢ばね１１４６がラッチ１１４０に付勢力を加えるように、ラッチ１１４０と駆動モジュール１１００のハウジング１１１０との間で圧縮されるが、かかる付勢力は、シャフトアセンブリ２０００によってラッチ１１４０がそのロック解除位置へと外向きに回転されるときに克服される。とは言え、ラッチ１１４０が装着インターフェース２１３０に接触した後で外向きに回転すると、ラッチ１１４０のロック端部１１４２は、装着インターフェース２１３０内に画定されたラッチ窓２１４０内に入ることができる。ロック端部１１４２がラッチ窓２１４０を通過すると、ばね１１４６はラッチ１１４０を付勢してそのロック位置へと戻すことができる。各ロック端部１１４２は、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００に対してしっかりと保持するロック肩部又は表面を備える。
【００２３】
上記に加えて、付勢ばね１１４６はラッチ１１４０をそのロック位置に保持する。遠位端１１４２は、ラッチ１１４０がそのロック位置にあるときに、シャフトアセンブリ２０００と駆動モジュール１１００との間の相対的な長手方向の移動、すなわち長手方向軸に沿った並進を防止するか、又は少なくとも抑制するように寸法決め及び構成される。更に、ラッチ１１４０及びラッチ窓１２４０は、シャフトアセンブリ２０００と駆動モジュール１１００との間の相対的な横方向の移動、すなわち長手方向軸を横断する並進を防止するように寸法決め及び構成される。加えて、ラッチ１１４０及びラッチ窓２１４０は、シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に対して回転するのを防止するように寸法決め及び構成される。駆動モジュール１１００は、臨床医によって押下されると、ラッチ１１４０をそのロック位置からそのロック解除位置へと移動させる解放アクチュエータ１１５０を更に備える。駆動モジュール１１００は、ハンドルハウジング１１１０の第１の側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第１の解放アクチュエータ１１５０と、ハンドルハウジング１１１０の第２の、又は反対の側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第２の解放アクチュエータ１１５０と、を備える。解放アクチュエータ１１５０は別々に作動可能であるが、通常は、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００から完全にロック解除し、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００から取り外させるために、両方の解放アクチュエータ１１５０を押下する必要がある。とは言え、１つの解放アクチュエータ１１５０のみを押下することによって、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００から取り外すことが可能である。
【００２４】
シャフトアセンブリ２０００がハンドル１０００に固定され、例えばエンドエフェクタ７０００がシャフト２０００に組み付けられると、臨床医はハンドル１０００を操作してエンドエフェクタ７０００を患者に挿入することができる。少なくとも１つの例では、エンドエフェクタ７０００は、トロカールを通して患者に挿入され、次いで、エンドエフェクタアセンブリ７０００のジョーアセンブリ７１００を患者の組織に対して位置決めするために操作される。多くの場合、ジョーアセンブリ７１００は、トロカールを通って嵌合するために、その閉鎖構成又はクランプ締めされた構成である必要がある。トロカールを貫通すると、患者の組織がジョーアセンブリ７１００のジョーの間に嵌合するようにジョーアセンブリ７１００を開くことができる。こうした時点で、ジョーアセンブリ７１００は、患者の組織をジョー間にクランプするためにその閉鎖構成に戻ることができる。ジョーアセンブリ７１００によって患者の組織に印加されるクランプ力は、外科手術中に組織を移動させるか又は別の方法で操作するのに十分である。その後、ジョーアセンブリ７１００を再び開放して、患者の組織をエンドエフェクタ７０００から解放することができる。このプロセスは、患者からエンドエフェクタ７０００を除去することが望ましくなるまで繰り返すことができる。こうした時点で、ジョーアセンブリ７１００は、その閉鎖構成に戻され、トロカールを通して後退させることができる。エンドエフェクタ７０００が、開放切開部を通して、又はトロカールを使用せずに患者に挿入される他の外科的技術が想到される。いずれにしても、ジョーアセンブリ７１００が、外科的技術全体を通して数回開放及び閉鎖されなければならない場合があることが想到される。
【００２５】
再び図３〜図６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、クランプトリガシステム２６００及び制御システム２８００を更に備える。クランプトリガシステム２６００は、シャフトアセンブリ２０００の近位ハウジング２１１０に回転可能に接続されたクランプトリガ２６１０を備える。以下で考察されるように、クランプトリガ２６１０は、クランプトリガ２６１０が作動されると、モータ１６１０を作動させてエンドエフェクタ７０００のジョー駆動部を動作させる。クランプトリガ２６１０は、ハンドル１０００を保持しながら臨床医によって把持可能な細長い部分を備える。クランプトリガ２６１０は、クランプトリガ２６１０が固定された軸、又は少なくとも実質的に固定された軸を中心に回転可能であるように、近位ハウジング２１１０の装着部分２１２０に枢動可能に接続される装着部分２６２０を更に備える。閉鎖トリガ２６１０は、遠位位置と近位位置との間で回転可能であり、閉鎖トリガ２６１０の近位位置は、遠位位置よりもハンドル１０００のピストルグリップに近い。閉鎖トリガ２６１０は、近位ハウジング２１１０内で回転する、それから延在するタブ２６１５を更に備える。閉鎖トリガ２６１０がその遠位位置にあるとき、タブ２６１５は、近位ハウジング２１１０上に装着されたスイッチ２１１５の上方に位置決めされるが、これと接触しない。スイッチ２１１５は、閉鎖トリガ２６１０が開放位置にあるときに開放状態にある閉鎖トリガ２６１０の作動を検出するように構成された電気回路の一部である。閉鎖トリガ２６１０がその近位位置に移動されると、タブ２６１５はスイッチ２１１５と接触して電気回路を閉じる。様々な例において、スイッチ２１１５は、例えば、閉鎖トリガ２６１０のタブ２６１５によって接触されると開放状態と閉鎖状態との間で機械的に切り替えられるトグルスイッチを備え得る。特定の例では、スイッチ２１１５は、例えば、近接センサ、及び／又は任意の好適な種類のセンサを含み得る。少なくとも１つの例において、スイッチ２１１５は、閉鎖トリガ２６１０が回転された量を検出し、回転量に基づいて、モータ１６１０が動作される速度を制御することができるホール効果センサを備える。こうした例では、閉鎖トリガ２６１０の回転がより大きくなるとモータ１６１０の速度がより速くなり、一方で、回転がより小さいと、例えば速度がより遅くなる。いずれにしても、電気回路はシャフトアセンブリ２０００の制御システム２８００と通信し、これについては以下でより詳細に考察する。
【００２６】
上記に加えて、シャフトアセンブリ２０００の制御システム２８００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）２８１０と、マイクロプロセッサ２８２０と、少なくとも１つのメモリデバイス２８３０と、を備える。基板２８１０は、剛性及び／又は可撓性であってもよく、また任意の好適な数の層を含んでもよい。マイクロプロセッサ２８２０及びメモリデバイス２８３０は、ハンドル１０００の制御システム１８００と通信する基板２８１０上に画定された制御回路の一部である。シャフトアセンブリ２０００は、信号通信システム２９００を更に備え、ハンドル１０００は、シャフト制御システム２８００とハンドル制御システム１８００との間でデータを伝達するように構成された信号通信システム１９００を更に備える。信号通信システム２９００は、任意の好適なアナログ及び／又はデジタル構成要素を利用して、信号通信システム１９００にデータを送信するように構成される。様々な例において、通信システム２９００及び１９００は、マイクロプロセッサ１８２０の入力ゲートがマイクロプロセッサ２８２０の出力ゲートによって少なくとも部分的に直接制御されることを可能にする複数の離散したチャネルを使用して通信することができる。いくつかの例では、通信システム２９００及び１９００は、多重化を利用することができる。少なくとも１つのこうした例では、制御システム２９００は、キャリアチャネル上の複数の信号を、単一の複合信号の形態で、複合信号から分離信号を復元する制御システム１９００の多重化デバイスへと同時に送信する多重化デバイスを含む。
【００２７】
通信システム２９００は、回路基板２８１０に装着された電気コネクタ２９１０を備える。電気コネクタ２９１０は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性接点とを備える。導電性接点は、回路基板２８１０内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、例えば雄型ピンを備える。他の例では、雄型ピンは、例えば、ゼロ挿入力（zero-insertion-force、ＺＩＦ）ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。通信システム１９００は、回路基板１８１０に装着された電気コネクタ１９１０を備える。電気コネクタ１９１０は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性接点とを備える。導電性接点は、回路基板１８１０内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、例えば雌型ピンを備える。他の例では、雌型ピンは、例えば、ゼロ挿入力（ＺＩＦ）ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられると、電気コネクタ２９１０は電気コネクタ１９１０に動作可能に連結され、その結果、電気接点がそれらの間に電気経路を形成する。とは言え、コネクタ１９１０及び２９１０は、任意の好適な電気接点を備えてもよい。更に、通信システム１９００及び２９００は、任意の好適な様式で互いに通信することができる。様々な例において、通信システム１９００及び２９００は無線通信する。少なくとも１つのこうした例では、シャフトアセンブリ２０００がハンドル１０００にデータを無線通信することができるように、通信システム２９００は無線信号送信機を備え、通信システム１９００は無線信号受信機を備える。同様に、ハンドル１０００がシャフトアセンブリ２０００にデータを無線通信することができるように、通信システム１９００は無線信号送信機を備えてもよく、通信システム２９００が無線信号受信機を備えることができる。
【００２８】
上で考察されるように、ハンドル１０００の制御システム１８００は、ハンドル１０００の電力回路と通信し、かつこれを制御するように構成される。ハンドル制御システム１８００はまた、ハンドル１０００の電力回路によって給電される。ハンドル通信システム１９００は、ハンドル制御システム１８００と信号通信し、これもまたハンドル１０００の電力回路によって給電される。ハンドル通信システム１９００は、ハンドル制御システム１８００を介してハンドル電力回路によって給電されるが、電力回路によって直接給電され得る。上でも考察されるように、ハンドル通信システム１９００は、シャフト通信システム２９００と信号通信する。とは言え、シャフト通信システム２９００は、ハンドル通信システム１９００を介してハンドル電力回路によっても給電される。このために、電気コネクタ１９１０及び２０１０は、１つ又は２つ以上の信号回路及び１つ又は２つ以上の電力回路の両方をハンドル１０００とシャフトアセンブリ２０００との間で接続する。更に、シャフト通信システム２９００は、上で考察されるようにシャフト制御システム２８００と信号通信し、シャフト制御システム２８００に電力を供給するようにも構成される。したがって、制御システム１８００及び２８００並びに通信システム１９００及び２９００は全て、ハンドル１０００の電力回路によって給電されるが、シャフトアセンブリ２０００が、例えば１つ又は２つ以上のバッテリなどのそれ自体の電源、並びにバッテリからハンドルシステム２８００及び２９００に電力を供給するように構成された電力回路を備える代替的な実施形態が想到される。少なくとも１つのこうした実施形態では、ハンドル制御システム１８００及びハンドル通信システム１９００はハンドル電力システムによって給電され、シャフト制御システム２８００及びハンドル通信システム２９００はシャフト電力システムによって給電される。
【００２９】
上記に加えて、クランプトリガ２６１０の作動は、シャフト制御システム２８００によって検出され、通信システム２９００及び１９００を介してハンドル制御システム１８００に伝達される。クランプトリガ２６１０が作動されたという信号を受信すると、ハンドル制御システム１８００はモータアセンブリ１６００の電動モータ１６１０に電力を供給して、ハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０及びシャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０を、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を閉じる方向に回転させる。駆動シャフト２７１０の回転をジョーアセンブリ７１００の閉鎖運動に変換するための機構を以下でより詳細に考察する。クランプトリガ２６１０がその作動位置に保持される限り、電動モータ１６１０は、ジョーアセンブリ７１００がその完全クランプ位置に到達するまで駆動シャフト１７１０を回転させる。ジョーアセンブリ７１００がその完全クランプ位置に到達すると、ハンドル制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断する。ハンドル制御システム１８００は、任意の好適な様式でいつジョーアセンブリ７１００がその完全クランプ位置に到達したかを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０の出力シャフトの回転を監視し、かつそれを計数するエンコーダシステムを含むことができ、回転数が所定の閾値に到達すると、ハンドル制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力の供給を中断することができる。少なくとも１つの例において、エンドエフェクタアセンブリ７０００は、いつジョーアセンブリ７１００がその完全クランプ位置に到達したかを検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを備えることができる。少なくとも１つのこうした例において、エンドエフェクタ７０００内のセンサは、例えば電気接点１５２０及び２５２０を含み得る、シャフトアセンブリ２０００を通って延在する電気回路を介してハンドル制御システム１８００と信号通信する。
【００３０】
クランプトリガ２６１０が遠位に回転されてその近位位置から外れると、スイッチ２１１５が開放され、これがシャフト制御システム２８００によって検出され、通信システム２９００及び１９００を介してハンドル制御システム１８００に伝達される。クランプトリガ２６１０が移動されてその作動位置から外れたという信号を受信すると、ハンドル制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００の電動モータ１６１０に印加される電圧差の極性を反転させて、ハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０及びシャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０を反対の方向に回転させ、その結果、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００が開放される。ジョーアセンブリ７１００がその完全開放位置に到達すると、ハンドル制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断する。ハンドル制御システム１８００は、任意の好適な様式でいつジョーアセンブリ７１００がその完全開放位置に到達したかを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム１８００は、上述のエンコーダシステム及び／又は１つ又は２つ以上のセンサを利用して、ジョーアセンブリ７１００の構成を決定することができる。上記を考慮すると、臨床医は、ジョーアセンブリ７１００をそのクランプ構成に維持するためにクランプトリガ２６１０をその作動位置に保持することに留意する必要があり、さもなければ、制御システム１８００はジョーアセンブリ７１００を開いてしまう。この点を考慮して、シャフトアセンブリ２０００は、ジョーアセンブリ７１００の偶発的な開放を防止するために、クランプトリガ２６１０をその作動位置に解放可能に保持するように構成されたアクチュエータラッチ２６３０を更に備える。アクチュエータラッチ２６３０は、臨床医によって手動で解放されるか、又は別の方法で打ち負かされて、クランプトリガ２６１０を遠位方向に回転させ、ジョーアセンブリ７１００を開くことができる。
【００３１】
クランプトリガシステム２６００は、例えば、クランプトリガシステム２６００の閉鎖に抵抗するように構成された、トーションばねなどの弾性付勢部材を更に備える。トーションばねはまた、クランプトリガ２６１０の突然の動き及び／又はジッタを低減及び／又は軽減するのを助けることができる。こうしたトーションばねはまた、クランプトリガ２６１０が解放されると、クランプトリガ２６１０をその非作動位置に自動的に戻すことができる。上で考察されるアクチュエータラッチ２６３０は、トーションばねの付勢力に逆らってクランプトリガ２６１０をその作動位置で好適に保持することができる。
【００３２】
上で考察されるように、制御システム１８００は、電動モータ１６１０を動作させてジョーアセンブリ７１００を開放及び閉鎖する。制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を同じ速度で開放及び閉鎖するように構成される。こうした例では、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開放及び閉鎖する際に、異なる電圧極性であるが同じ電圧パルスを電動モータ１６１０に印加する。とは言え、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を異なる速度で開放及び閉鎖するように構成されてもよい。例えば、ジョーアセンブリ７１００は、第１の速度で閉鎖され、第１の速度よりも速い第２の速度で開放され得る。こうした例では、より遅い閉鎖速度により、臨床医は、組織をクランプしながらジョーアセンブリ７１００をより良好に位置決めする機会が与えられる。代替的に、制御システム１８００は、より遅い速度でジョーアセンブリ７１００を開放することができる。こうした場合、より遅い開放速度によって、開放中のジョーが隣接する組織と衝突する可能性が低減する。いずれにせよ、制御システム１８００は、電圧パルスの持続時間を減少させ、かつ／又は電圧パルス間の持続時間を増加させて、ジョーアセンブリ７１００の運動を減速及び／又は加速させることができる。
【００３３】
上で考察されるように、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を特定の構成に位置決めするコマンドとしてクランプトリガ２６１０の位置を解釈するように構成される。例えば、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するためのコマンドとしてクランプトリガ２６１０の最近位位置と、ジョーアセンブリ７１００を開放するためのコマンドとしてクランプトリガの任意の他の位置と、を解釈するように構成される。とは言え、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するためのコマンドとして、単一の位置の代わりに、クランプトリガ２６１０の位置を位置の近位範囲内で解釈するように構成され得る。こうした配置によって、ジョーアセンブリ７０００は臨床医の入力に対してより良好に応答することが可能となり得る。こうした例では、クランプトリガ２６１０の運動範囲は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するためのコマンドとして解釈される近位範囲と、ジョーアセンブリ７１００を開放するためのコマンドとして解釈される遠位範囲と、の範囲に分割される。少なくとも１つの例において、クランプトリガ２６１０の運動範囲は、近位範囲と遠位範囲との間の中間範囲を有し得る。クランプトリガ２６１０が中間範囲内にあるとき、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開放も閉鎖もしないためのコマンドとしてクランプトリガ２６１０の位置を解釈することができる。こうした中間範囲は、開放範囲と閉鎖範囲との間のジッタの可能性を防止又は低減することができる。上記の例では、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開放又は閉鎖するための累積コマンドを無視するように構成され得る。例えば、閉鎖トリガ２６１０が既にその最近位位置まで完全に後退している場合、制御アセンブリ１８００は、クランプトリガ２６１０が遠位又は開放範囲内に入るまで、近位又はクランプ範囲内のクランプトリガ２６１０の運動を無視することができ、遠位又は開放範囲内では、こうした点において、制御システム１８００は続いて電動モータ１６１０を作動させてジョーアセンブリ７１００を開放させることができる。
【００３４】
上記に加え、特定の例では、クランプトリガ範囲内、又は少なくともクランプトリガ範囲の一部分内におけるクランプトリガ２６１０の位置によって、臨床医が電動モータ１６１０の速度、及び、ひいてはジョーアセンブリ７１００が制御アセンブリ１８００によって開放又は閉鎖される速度を制御することが可能となり得る。少なくとも１つの例では、センサ２１１５は、ホール効果センサ、及び／又は、その遠位の非作動位置とその近位の完全作動位置との間でクランプトリガ２６１０の位置を検出するように構成された任意の他の好適なセンサを含む。ホール効果センサは、ハンドル制御システム１８００がクランプトリガ２６１０の位置に応じて電動モータ１６１０の速度を制御できるように、シャフト制御システム２８００を介してハンドル制御システム１８００に信号を伝達するように構成される。少なくとも１つの例では、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０の速度を、クランプトリガ２６１０の位置に比例して、又は直線的に制御する。例えば、クランプトリガ２６１０がその範囲全体の半分を移動する場合、ハンドル制御システム１８００は、クランプトリガ２６１０が完全に後退したときに電動モータ１６１０が動作する速度の半分で電動モータ１６１０を動作させる。同様に、クランプトリガ２６１０がその範囲全体の１／４を移動する場合、ハンドル制御システム１８００は、クランプトリガ２６１０が完全に後退したときに電動モータ１６１０が動作する速度の１／４で電動モータ１６１０を動作させる。ハンドル制御システム１８００が、電動モータ１６１０の速度を、クランプトリガ２６１０の位置に対して非直線的に制御する他の実施形態も想到される。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、クランプトリガ範囲の遠位部分では電動モータ１６１０をゆっくりと動作させ、一方で、クランプトリガ範囲の近位部分内では電動モータ１６１０の速度を素早く加速させる。
【００３５】
上述したように、クランプトリガ２６１０は、電動モータ１６１０を動作させてエンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を開放又は閉鎖するように移動可能である。電動モータ１６１０は、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ７０００を回転させ、シャフトアセンブリ２０００の関節運動継手２３００を中心に細長いシャフト２２００に対してエンドエフェクタ７０００を関節運動させるようにも動作可能である。主に図７及び図８を参照すると、駆動モジュール１１００は、回転アクチュエータ１４２０及び関節運動アクチュエータ１４３０を含む入力システム１４００を備える。入力システム１４００は、制御システム１８００のプリント回路基板（ＰＣＢ）１８１０と信号通信するプリント回路基板（ＰＣＢ）１４１０を更に備える。駆動モジュール１１００は、入力システム１４００が制御システム１８００と通信することを可能にする、例えば可撓性配線ハーネス又はリボンなどの電気回路を備える。回転アクチュエータ１４２０は、以下により詳細に記載されるように、ハウジング１１１０上に回転可能に支持され、入力基板１４１０及び／又は制御基板１８１０と信号通信する。関節運動アクチュエータ１４３０は、以下により詳細に記載されるように、入力基板１４１０及び／又は制御基板１８１０によって支持され、かつそれと信号通信する。
【００３６】
主に図８、図１０、及び図１１を参照すると、上記に加えて、ハンドルハウジング１１１０は、遠位装着インターフェース１１３０に隣接してその内部に画定された環状溝又はスロットを備える。回転アクチュエータ１４２０は、環状溝内に回転可能に支持された環状リング１４２２を備え、環状溝の側壁構成のため、環状リング１４２２はハンドルハウジング１１１０に対して長手方向及び／又は横方向に並進することを抑制される。環状リング１４２２は、駆動モジュール１１００のフレーム１５００を通って延在する長手方向軸を中心に、第１の、すなわち時計回り方向、及び第２の、すなわち反時計回り方向に回転可能である。回転アクチュエータ１４２０は、環状リング１４２２の回転を検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを備える。少なくとも１つの例では、回転アクチュエータ１４２０は、駆動モジュール１１００の第１の側上に位置決めされた第１のセンサと、駆動モジュール１１００の第２の、すなわち反対側上に位置決めされた第２のセンサとを備え、環状リング１４２２は、第１及び第２のセンサによって検出可能な検出可能要素を備える。第１のセンサは、いつ環状リング１４２２が第１の方向に回転するかを検出するように構成され、第２のセンサは、いつ環状リング１４２２が第２の方向に回転するかを検出するように構成される。以下でより詳細に記載されるように、環状リング１４２２が第１の方向に回転されることを第１のセンサが検出すると、ハンドル制御システム１８００は、ハンドル駆動シャフト１７１０、駆動シャフト２７１０、及びエンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。同様に、環状リング１４２２が第２の方向に回転されることを第２のセンサが検出すると、ハンドル制御システム１８００は、ハンドル駆動シャフト１７１０、駆動シャフト２７１０、及びエンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。読者は、上記を考慮して、クランプトリガ２６１０及び回転アクチュエータ１４２０の両方は駆動シャフト２７１０を回転させるように動作可能であることを理解されたい。
【００３７】
様々な実施形態では、上記に加えて、第１及び第２のセンサは、環状リング１４２２の検出可能要素によって機械的に閉鎖可能なスイッチを含む。環状リング１４２２が中心位置から第１の方向に回転されると、検出可能要素は、第１のセンサのスイッチを閉じる。第１のセンサのスイッチが閉じられると、制御システム１８００は電動モータ１６１０を動作させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。環状リング１４２２が中心位置に向かって第２の方向に回転されると、検出可能要素は第１のスイッチから係合解除され、第１のスイッチは再び開かれる。第１のスイッチが再び開かれると、制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の回転を止める。同様に、検出可能要素は、環状リング１４２２が中心位置から第２の方向に回転されると、第２のセンサのスイッチを閉じる。第２のセンサのスイッチが閉じられると、制御システム１８００は電動モータ１６１０を動作させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。環状リング１４２２が中心位置に向かって第１の方向に回転されると、検出可能要素は第２のスイッチから係合解除され、第２のスイッチは再び開かれる。第２のスイッチが再び開かれると、制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の回転を止める。
【００３８】
様々な実施形態では、上記に加えて、回転アクチュエータ１４２０の第１及び第２のセンサは、例えば、近接センサを備える。特定の実施形態では、回転アクチュエータ１４２０の第１のセンサ及び第２のセンサは、ホール効果センサ、並びに／又は環状リング１４２２の検出可能要素と第１及び第２のセンサ間の距離を検出するように構成された任意の好適なセンサを備える。環状リング１４２２が第１の方向に回転されたことを第１のホール効果センサが検出した場合、上で考察されるように、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。加えて、制御システム１８００は、検出可能要素が第１のホール効果センサからより離れているときよりも、検出可能要素が第１のホール効果センサにより近接しているときに、より高速でエンドエフェクタ７０００を回転させることができる。環状リング１４２２が第２の方向に回転されたことを第２のホール効果センサが検出した場合、上で考察されるように、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。加えて、制御システム１８００は、検出可能要素が第２のホール効果センサからより離れているときよりも、検出可能要素が第２のホール効果センサにより近接しているときに、より高速でエンドエフェクタ７０００を回転させることができる。結果として、エンドエフェクタ７０００が回転する速度は、環状リング１４２２が回転する量又は程度の関数である。制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を回転させる方向及び速度を決定する際、第１及び第２のホール効果センサの両方からの入力を評価するように更に構成される。様々な例で、制御システム１８００は、データの主ソースとして、環状リング１４２２の検出可能要素に最も近いホール効果センサと、データの主ソースによって提供されたデータを再チェックするためのデータの確認用ソース（confirmational source）として、検出可能要素から最も離れたホール効果センサと、を使用することができる。制御システム１８００は、制御システム１８００に矛盾したデータが提供される状況を解決するためのデータ整合性プロトコルを更に含むことができる。いずれにせよ、検出可能要素がその中心位置、すなわち第１ホール効果センサと第２ホール効果センサとの間の等距離位置にあることをホール効果センサが検出したとき、ハンドル制御システム１８００は、ハンドル制御システム１８００がエンドエフェクタ７０００を回転させない中立状態に入ることができる。少なくとも１つのこうした例では、制御システム１８００は、検出可能要素が位置の中心範囲内にあるとき、その中立状態に入ることができる。こうした配置によって、臨床医がエンドエフェクタ７０００を回転させることを意図していないときに、回転ジッタの可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。
【００３９】
上記に加えて、回転アクチュエータ１４２０は、臨床医によって解放されると、回転アクチュエータ１４２０をセンタリングする、又は少なくとも実質的にセンタリングするように構成された１つ又は２つ以上のばねを備えることができる。こうした例では、ばねは電動モータ１６１０を遮断し、エンドエフェクタ７０００の回転を停止させるように作用することができる。少なくとも１つの例では、回転アクチュエータ１４２０は、回転アクチュエータ１４２０を第１の方向に回転させるように構成された第１のトーションばねと、回転アクチュエータ１４２０を第２の方向に回転させるように構成された第２のトーションばねと、を備える。第１及び第２のトーションばねは、第１及び第２のトーションばねによって適用される力及び／又はトルクが、回転アクチュエータ１４２０をその中心位置で平衡に保つ、又は少なくとも実質的に平衡に保つように、同じ又は少なくとも実質的に同じばね定数を有し得る。
【００４０】
上記を考慮して、読者は、クランプトリガ２６１０及び回転アクチュエータ１４２０の両方が駆動シャフト２７１０を回転させるように動作可能であり、一方が、それぞれ、ジョーアセンブリ７１００を動作させるか、又はエンドエフェクタ７０００を回転させることを理解すべきである。これらの機能を選択的に実行するために駆動シャフト２７１０の回転を使用するシステムを、以下でより詳細に説明する。
【００４１】
主に図７及び図８を参照すると、関節運動アクチュエータ１４３０は、第１の押しボタン１４３２と、第２の押しボタン１４３４とを備える。第１の押しボタン１４３２は第１の関節運動制御回路の一部であり、第２の押しボタン１４３４は、入力システム１４００の第２の関節運動回路の一部である。第１の押しボタン１４３２は、第１の押しボタン１４３２が押下されたときに閉鎖される第１のスイッチを備える。ハンドル制御システム１８００は、第１のスイッチの閉鎖、及び更には第１の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成される。第１の関節運動制御回路が閉じられたことをハンドル制御システム１８００が検出すると、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０を動作させて、関節運動継手２３００を中心にエンドエフェクタ７０００を第１の関節運動方向に関節運動させる。第１の押しボタン１４３２が臨床医によって解放されると、第１の関節運動制御回路が開かれ、これが制御システム１８００によって検出されると、制御システム１８００が電動モータ１６１０への電力を切断してエンドエフェクタ７０００の関節運動を止める。
【００４２】
上記に加えて、様々な例では、エンドエフェクタ７０００の関節運動範囲は制限され、制御システム１８００は、例えばエンドエフェクタ７０００が第１の方向に回転される量又は程度を監視するために、電動モータ１６１０の回転出力を監視するために、上で考察されるエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はその代わりに、シャフトアセンブリ２０００は、エンドエフェクタ７０００がいつ第１の方向の関節運動の限度に到達したかを検出するように構成された第１のセンサを備えることができる。いずれにしても、エンドエフェクタ７０００が第１の方向の関節運動の限度に到達したと制御システム１８００が判定すると、制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の関節運動を止めることができる。
【００４３】
上記と同様に、第２の押しボタン１４３４は、第２の押しボタン１４３４が押下されると閉じられる第２のスイッチを備える。ハンドル制御システム１８００は、第２のスイッチの閉鎖、及び更には第２の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成される。第２の関節運動制御回路が閉じられたことをハンドル制御システム１８００が検出すると、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０を動作させて、関節運動継手２３００を中心にエンドエフェクタ７０００を第２の方向に関節運動させる。第２の押しボタン１４３４が臨床医によって解放されると、第２の関節運動制御回路が開かれ、これが制御システム１８００によって検出されると、制御システム１８００が電動モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の関節運動を止める。
【００４４】
様々な例では、エンドエフェクタ７０００の関節運動範囲は制限され、制御システム１８００は、例えばエンドエフェクタ７０００が第２の方向に回転される量又は程度を監視するために、電動モータ１６１０の回転出力を監視する目的ために、上で考察されるエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はその代わりに、シャフトアセンブリ２０００は、エンドエフェクタ７０００がいつ第２の方向の関節運動の限度に到達したかを検出するように構成された第２のセンサを備えることができる。いずれにしても、エンドエフェクタ７０００が第２の方向の関節運動の限度に到達したと制御システム１８００が判定すると、制御システム１８００は電動モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の関節運動を止めることができる。
【００４５】
上述のように、エンドエフェクタ７０００は、中心又は非関節運動位置（図１５）から第１の方向（図１６）及び／又は第２の方向（図１７）に関節運動可能である。エンドエフェクタ７０００が関節運動されると、臨床医は、第１及び第２の関節運動押しボタン１４３２及び１４３４を使用することによってエンドエフェクタ７０００の再センタリングを試みることができる。読者は理解し得るように、例えば、エンドエフェクタ７０００は一旦患者内で位置決めされると完全に目に見えなくなる場合があるため、臨床医はエンドエフェクタ７０００を再センタリングするのに苦心する場合がある。場合によっては、エンドエフェクタ７０００が再センタリングされていない、又は少なくとも実質的に再センタリングされていない場合は、エンドエフェクタ７０００がトロカールを通って戻ることができない場合がある。これを念頭に置いて、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００がその非関節運動位置又はセンタリング位置に移動されると、臨床医にフィードバックを提供するように構成される。少なくとも１つの例では、フィードバックは可聴フィードバックを含み、ハンドル制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされると、ビープ音などの音を発するスピーカを備えることができる。特定の例では、フィードバックは視覚フィードバックを含み、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされると点滅するハンドルハウジング１１１０上に位置決めされた、例えば発光ダイオード（light emitting diode、ＬＥＤ）を備えることができる。様々な例において、フィードバックは触覚フィードバックを含み、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされるとハンドル１０００を振動させる偏心要素を備える電動モータを備えることができる。このようなエンドエフェクタ７０００の手動再センタリングは、エンドエフェクタ７０００がその中心位置に近づいているときに制御システム１８００がモータ１６１０を減速させることによって促進され得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００が、例えばいずれかの方向に中心の約５度内にあるときに、エンドエフェクタ７０００の関節運動を減速させる。
【００４６】
上記に加えて、又はその代わりに、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を再センタリングするように構成され得る。少なくとも１つのこうした例では、ハンドル制御システム１８００は、関節運動アクチュエータ１４３０の関節運動ボタン１４３２及び１４３４の両方が同時に押下されると、エンドエフェクタ７０００を再センタリングすることができる。ハンドル制御システム１８００が、例えば電動モータ１６１０の回転出力を監視するように構成されたエンコーダシステムを備える場合、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を再センタリング又は少なくとも実質的に再センタリングするために必要な関節運動の量及び方向を決定することができる。様々な例において、入力システム１４００は、例えば、押下されるとエンドエフェクタ７０００を自動的にセンタリングするホームボタンを備えることができる。
【００４７】
主に図５及び図６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００の細長いシャフト２２００は、近位部分２１００の近位ハウジング２１１０に装着された外側ハウジング又はチューブ２２１０を備える。外側ハウジング２２１０は、それを通って延在する長手方向開口部２２３０と、外側ハウジング２２１０を近位ハウジング２１１０に固定する近位フランジ２２２０と、を備える。シャフトアセンブリ２０００のフレーム２５００は、細長いシャフト２２００の長手方向開口部２２３０を通って延在する。より具体的には、シャフトフレーム２５００のシャフト２５１０は、長手方向開口部２２３０を通って延在するより小さいシャフト２５３０にネックダウンする。とは言え、シャフトフレーム２５００は、任意の好適な配置を備えることもできる。シャフトアセンブリ２０００の駆動システム２７００もまた、細長いシャフト２２００の長手方向開口部２２３０を通って延在する。より具体的には、シャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０は、長手方向開口部２２３０を通って延在するより小さい駆動シャフト２７３０にネックダウンする。とは言え、シャフト駆動システム２７００は、任意の好適な配置を備えることもできる。
【００４８】
主に図２０、図２３、及び図２４を参照すると、細長いシャフト２２００の外側ハウジング２２１０は、関節運動継手２３００まで延在する。関節運動継手２３００は、外側ハウジング２２１０に装着された近位フレーム２３１０を備えるため、近位フレーム２３１０と外側ハウジング２２１０との間に相対的な並進及び／又は回転は、仮にあったとしてもほとんど存在しない。主に図２２を参照すると、近位フレーム２３１０は、外側ハウジング２２１０の側壁に装着された環状部分２３１２と、環状部分２３１２から遠位方向に延在するタブ２３１４と、を備える。関節運動継手２３００は、フレーム２３１０に回転可能に装着され、遠位取り付け部分２４００の外側ハウジング２４１０に装着される、リンク２３２０及び２３４０を更に備える。リンク２３２０は、外側ハウジング２４１０に装着された遠位端２３２２を備える。より具体的には、リンク２３２０の遠位端２３２２は、外側ハウジング２４１０内に画定された装着スロット２４１２内に受容され、しっかりと固定される。同様に、リンク２３４０は、外側ハウジング２４１０に装着された遠位端２３４２を備える。より具体的には、リンク２３４０の遠位端２３４２は、外側ハウジング２４１０内に画定された装着スロット内に受容され、しっかりと固定される。リンク２３２０は、近位関節運動フレーム２３１０のタブ２３１４に回転可能に連結された近位端２３２４を備える。図２２には示されていないが、近位端２３２４及びタブ２３１４内に画定された開口部を通ってピンが延在して、これらの間に枢動軸を画定する。同様に、リンク２３４０は、近位関節運動フレーム２３１０のタブ２３１４に回転可能に連結された近位端２３４４を備える。図２２には示されていないが、近位端２３４４及びタブ２３１４内に画定された開口部を通ってピンが延在して、これらの間に枢動軸を画定する。これらの枢動軸は、共線的、又は少なくとも実質的に共線的であり、関節運動継手２３００の関節運動軸Ａを画定する。
【００４９】
主に図２０、図２３、及び図２４を参照すると、遠位取り付け部分２４００の外側ハウジング２４１０は、それを通って延在する長手方向開口部２４３０を備える。長手方向開口部２４３０は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００を受容するように構成される。エンドエフェクタ７０００は、遠位取り付け部分２４００の長手方向開口部２４３０内にぴったりと受容される外側ハウジング６２３０を備えるため、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対的な半径方向移動は、仮にあったとしてもほとんど存在しない。近位取り付け部分７４００は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００内でエンドエフェクタロック６４００によって解放可能に係合される、外側ハウジング６２３０上に画定されたロックノッチ７４１０の環状アレイを更に備える。エンドエフェクタロック６４００がロックノッチ７４１０のアレイと係合されると、エンドエフェクタロック６４００は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対的な長手方向の移動を防止するか、又は少なくとも抑制する。上記の結果として、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対的な回転のみが許容される。この目的のために、エンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００内に画定された長手方向開口部２４３０内にぴったりと受容される。
【００５０】
上記に加えて、図２１を参照すると、外側ハウジング６２３０は、その内部に画定された、その中にＯリング６２７５を受容するように構成された環状スロット又は凹部６２７０を更に備える。Ｏリング６２７５は、エンドエフェクタ７０００が遠位取り付け部分２４００に挿入されると、外側ハウジング６２３０と長手方向開口部２４３０の側壁との間で圧縮される。Ｏリング６２７５は、エンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間の相対的回転に抵抗するがこれを許容し、その結果、Ｏリング６２７５がエンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間の不測の相対的回転の可能性を防止又は低減することができるように構成される。様々な例において、Ｏリング６２７５は、エンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間に封止を提供し得、例えば、シャフトアセンブリ２０００内に流体が侵入する可能性を防止、又は少なくとも低減することができる。
【００５１】
図１４〜図２１を参照すると、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００は、第１のジョー７１１０及び第２のジョー７１２０を備える。各ジョー７１１０、７１２０は、臨床医がエンドエフェクタ７０００で組織を切開するのを支援するように構成される遠位端を備える。各ジョー７１１０、７１２０は、臨床医がエンドエフェクタ７０００を用いて組織を把持及び保持するのを支援するように構成される複数の歯を更に備える。更に、主に図２１を参照すると、各ジョー７１１０、７１２０は、ジョー７１１０、７１２０を回転可能に一体に接続する近位端、すなわち近位端７１１５、７１２５をそれぞれ備える。各近位端７１１５、７１２５は、その内部を通って延在する、その内部にピン７１３０をぴったりと受容するように構成される開口部を備える。ピン７１３０は、ジョー７１１０、７１２０の近位端７１１５、７１２５内に画定された開口部にぴったりと受容される中央本体７１３５を備えるため、ジョー７１１０、７１２０とピン７１３０との間の相対的な並進は、仮にあったとしてもほとんど存在しない。ピン７１３０は、それを中心にジョー７１１０、７１２０が回転可能であり、また、ジョー７１１０、７１２０をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に回転可能に装着させる、ジョー軸Ｊを画定する。より具体的には、外側ハウジング６２３０は、その内部に画定された開口部を有する遠位延在タブ６２３５を備え、この開口部はまた、ピン７１３０をぴったりと受容して、その結果、ジョーアセンブリ７１００がエンドエフェクタ７０００のシャフト部分７２００に対して並進しないように構成される。ピン７１３０は、ジョー７１１０、７１２０がピン７１３０から外れることを防止し、またジョーアセンブリ７１００がシャフト部分７２００から外れることを防止する、拡大端部を更に備える。この配置は、回転継手７３００を画定する。
【００５２】
主に図２１及び図２３を参照すると、ジョー７１１０及び７１２０は、駆動リンク７１４０、駆動ナット７１５０、及び駆動ねじ６１３０を含むジョーアセンブリ駆動部によって、その開放位置と閉鎖位置との間を回転可能である。以下でより詳細に説明されるように、駆動ねじ６１３０は、シャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７３０によって選択的に回転可能である。駆動ねじ６１３０は、エンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０内に画定されたスロット又は溝６２３２（図２５）にぴったりと受容される環状フランジ６１３２を備える。スロット６２３２の側壁は、駆動ねじ６１３０と外側ハウジング６２３０との間の長手方向及び／又は半径方向の並進を防止又は少なくとも抑制するが、駆動ねじ６１３０と外側ハウジング６２３０との間の相対的な回転運動を許容するように構成される。駆動ねじ６１３０は更にねじ付き端部６１６０を更に含み、これは、駆動ナット７１５０内に画定されたねじ付き開口部７１６０と螺合する。駆動ナット７１５０は駆動ねじ６１３０と共に回転することを抑制し、その結果、駆動ねじ６１３０が回転されると駆動ナット７１５０は並進する。使用中、駆動ねじ６１３０は第１の方向に回転されると駆動ナット７１５０を近位方向に変位させ、また第２の、すなわち反対の方向に回転されると駆動ナット７１５０を遠位方向に変位させる。駆動ナット７１５０は、駆動リンク７１４０から延在するピン７１４５をぴったりと受容するように構成される、その内部に画定された開口部を備える遠位端７１５５を更に備える。主に図２１を参照すると、第１の駆動リンク７１４０は遠位端７１５５の一方の側に取り付けられ、第２の駆動リンク７１４０は遠位端７１５５の反対側に取り付けられている。第１の駆動リンク７１４０は、それから延在し、第１のジョー７１１０の近位端７１１５内に画定された開口部内にぴったりと受容される別のピン７１４５を備え、同様に、第２の駆動リンク７１４０は、それから延在し、第２のジョー７１２０の近位端７１２５内に画定された開口部内にぴったりと受容される別のピンを備える。上記の結果として、駆動リンク７１４０は、ジョー７１１０及び７１２０を駆動ナット７１５０に動作可能に接続する。上記のように駆動ナット７１５０が駆動ねじ６１３０によって近位方向に駆動されると、ジョー７１１０、７１２０は、閉鎖すなわちクランプ構成へと回転される。それに対応して、駆動ナット７１５０が駆動ねじ６１３０によって遠位方向に駆動されると、ジョー７１１０、７１２０はその開放構成へと回転される。
【００５３】
上で考察されるように、制御システム１８００は、電動モータ１６１０を作動させて、３つの異なるエンドエフェクタ機能、すなわちジョーアセンブリ７１００をクランプ／開放すること（図１４及び図１５）、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ７０００を回転させること（図１８及び図１９）、並びに関節運動軸を中心にエンドエフェクタ７０００を関節運動させること（図１６及び図１７）を実行するように構成される。主に図２６及び図２７を参照すると、制御システム１８００は、トランスミッション６０００を動作させてこれらの３つのエンドエフェクタ機能を選択的に実行させるように構成される。トランスミッション６０００は、駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、駆動シャフト２７３０の回転をエンドエフェクタ７０００の駆動ねじ６１３０に選択的に伝達してジョーアセンブリ７１００を開放又は閉鎖するように構成された第１のクラッチシステム６１００を備える。トランスミッション６０００は、駆動シャフト２７３０の回転をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に選択的に伝達して、長手方向軸Ｌを中心にエンドエフェクタ７０００を回転させるように構成された第２のクラッチシステム６２００を更に備える。トランスミッション６０００は更に、駆動シャフト２７３０の回転を関節運動継手２３００に選択的に伝達して、関節運動軸Ａを中心に遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動させるように構成された第３のクラッチシステム６３００を備える。クラッチシステム６１００、６２００、及び６３００は、例えばシャフト２５１０、コネクタピン２５２０、コネクタピン１５２０、及びシャフト１５１０を通って延在する電気回路を介して制御システム１８００と電気通信する。少なくとも１つの例では、これらのクラッチ制御回路の各々は、例えば、２つのコネクタピン２５２０及び２つのコネクタピン１５２０を備える。
【００５４】
様々な例において、上記に加えて、シャフト２５１０及び／又はシャフト１５１０は、クラッチ制御回路の一部を形成する電気トレースを含むフレキシブル回路を備える。フレキシブル回路は、その中及び／又はその上に画定された導電経路を有するリボン又は基板を備え得る。フレキシブル回路は、例えば、それに装着された、センサ、及び／又は、信号平滑化コンデンサなどの任意の固体素子も備え得る。少なくとも１つの例では、導電経路の各々は、とりわけ、導電経路を介して伝送される信号の変動を安定させることができる１つ又は２つ以上の信号平滑化コンデンサを備え得る。様々な例において、フレキシブル回路は、例えばエラストマーなどの少なくとも１つの材料でコーティングすることができ、これはフレキシブル回路を流体の侵入に対して封止することができる。
【００５５】
主に図２８を参照すると、第１のクラッチシステム６１００は、第１のクラッチ６１１０、拡張可能な第１の駆動リング６１２０、及び第１の電磁アクチュエータ６１４０を備える。第１のクラッチ６１１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設される。第１のクラッチ６１１０は、磁性材料からなり、第１の電磁アクチュエータ６１４０によって生成された電磁場ＥＦによって係合解除位置又は非作動位置（図２８）と係合位置又は作動位置（図２９）との間を移動可能である。様々な例において、第１のクラッチ６１１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的になる。少なくとも１つの例では、第１のクラッチ６１１０は永久磁石を含む。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、その内部に画定され、駆動シャフト２７３０に対するクラッチ６１１０の長手方向の移動を抑制するように構成される、１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６１１５を備える。より具体的には、クラッチ６１１０は、キースロット６１１５内へと延伸する１つ又は２つ以上のキーを備え、その結果、キースロット６１１５の遠位端がクラッチ６１１０の遠位方向の移動を止め、キースロット６１１５の近位端がクラッチ６１１０の近位方向の移動を止める。
【００５６】
第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき（図２８）、第１のクラッチ６１１０は駆動シャフト２１３０と共に回転するが、第１の駆動リング６１２０に回転運動を伝達しない。図２８に見られるように、第１のクラッチ６１１０は、第１の駆動リング６１２０から分離しているか、又はこれと接触していない。結果として、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合解除状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第１のクラッチ６１１０の回転は駆動ねじ６１３０に伝達されない。第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるとき（図２９）、第１のクラッチ６１１０は、第１の駆動リング６１２０が半径方向外向きに拡張又は伸張されて駆動ねじ６１３０と接触するように、第１の駆動リング６１２０と係合される。少なくとも１つの例において、第１の駆動リング６１２０は、例えばゴム弾性バンドを備える。図２９に見られるように、第１の駆動リング６１２０は、駆動ねじ６１３０の環状内側壁６１３５に対して圧縮される。結果として、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第１のクラッチ６１１０の回転は駆動ねじ６１３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるとき、第１のクラッチアセンブリ６１００は、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成及び閉鎖構成に移動させることができる。
【００５７】
上述したように、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチ６１１０をその係合解除（図２８）位置と係合（図２９）位置との間で移動させるために、磁場を生成するように構成される。例えば、図２８を参照すると、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合解除状態にあるときに、第１のクラッチ６１１０を第１の駆動リング６１２０から離れるように追い返す（repulse）又は駆動する磁場ＥＦＬを放射するように構成される。第１の電磁アクチュエータ６１４０は、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻きコイルを備え、これは、電流が巻きコイルを含む第１の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気シャフト回路に連続的に印加して、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。こうした配置は、第１のクラッチ６１１０が誤って第１の駆動リング６１２０と係合するのを防止することができるが、こうした配置はまた、多くの電力を消費し得る。代替的に、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に位置決めし、続いて、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加することを中断し、それによって電力消費の低下をもたらすことができる。一方で、第１のクラッチアセンブリ６１００は、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成される、駆動ねじ６１３０内に装着された第１のクラッチロック６１５０を更に備える。第１のクラッチロック６１５０は、第１のクラッチ６１１０が誤って第１の駆動リング６１２０と係合するのを防止するか、又は少なくとも低減するように構成される。図２８に示されるように、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき、第１のクラッチロック６１５０は第１のクラッチ６１１０の自由移動に干渉し、これらの間の摩擦力及び／又は干渉力によって第１のクラッチ６１１０を所定の位置に保持する。少なくとも１つの例では、第１のクラッチロック６１５０は、例えばゴムからなるゴム弾性プラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第１のクラッチロック６１５０は、電磁力によって第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。いずれにしても、以下でより詳細に説明するように、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、電磁的引力をこれらの力を克服する第１のクラッチ６１１０に印加することができる。
【００５８】
上記に加えて、図２９を参照すると、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるときに、第１のクラッチ６１１０を第１の駆動リング６１２０に向けて引き寄せる又は駆動する磁場ＥＦＤを放射するように構成される。第１の電磁アクチュエータ６１４０のコイルは、電流が第１の電気クラッチ回路を通って第２の、すなわち反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加して、反対の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０をその係合位置に連続的に保持し、第１の駆動リング６１２０と駆動ねじ６１３０との間の動作可能な係合を維持するために、第１の電気クラッチ回路に反対の電圧極性を連続的に印加することができる。代替的に、第１のクラッチ６１１０は、第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるときに、第１の駆動リング６１２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、こうした例において、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００をその係合状態に保持するために、第１の電気クラッチ回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。こうした例では、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０が第１の駆動リング６１２０内で十分にくさび留めされると、電圧極性の印加を中断してもよい。
【００５９】
特に、上記に加えて、第１のクラッチロック６１５０は、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるときにジョーアセンブリ駆動部をロックアウトするようにも構成される。より具体的には、再び図２８を参照すると、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき、第１のクラッチ６１１０は、駆動ねじ６１３０内の第１のクラッチロック６１５０をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０と係合させ、その結果、駆動ねじ６１３０は外側ハウジング６２３０に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しなくなる。外側ハウジング６２３０は、第１のクラッチロック６１５０を受容するように構成される、その中に画定されるスロット６２３５を含む。図２９を参照すると、第１のクラッチ６１１０がその係合位置に移動されると、第１のクラッチ６１１０はもはや第１のクラッチロック６１５０と係合しておらず、その結果として、第１のクラッチロック６１５０は、もはや付勢されて外側ハウジング６２３０と係合しておらず、駆動ねじ６１３０は外側ハウジング６２３０に対して自由に回転することができる。上記の結果として、第１のクラッチ６１１０は少なくとも２つのこと、すなわち、第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるときにジョー駆動部を動作させ、また、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるときにジョー駆動部をロックアウトすることを行うことができる。
【００６０】
更に、上記に加えて、ねじ山付き部分６１６０及び７１６０のねじ山は、ジョー駆動部の逆駆動を防止するか、又は少なくともそれに抵抗するように構成することができる。少なくとも１つの例では、例えば、ねじ山付き部分６１６０及び７１６０のねじ山のピッチ及び／又は角度は、ジョーアセンブリ７１００の逆駆動又は不測の開放を防止するように選択することができる。上記の結果、ジョーアセンブリ７１００が誤って開放若しくは閉鎖する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。
【００６１】
主に図３０を参照すると、第２のクラッチシステム６２００は、第２のクラッチ６２１０、拡張可能な第２の駆動リング６２２０、及び第２の電磁アクチュエータ６２４０を備える。第２のクラッチ６２１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設される。第２のクラッチ６２１０は、磁性材料からなり、第２の電磁アクチュエータ６２４０によって生成された電磁場ＥＦによって係合解除位置又は非作動位置（図３０）と係合位置又は作動位置（図３１）との間を移動可能である。様々な例において、第２のクラッチ６２１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的になる。少なくとも１つの例では、第２のクラッチ６２１０は永久磁石を含む。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、その内部に画定され、駆動シャフト２７３０に対する第２のクラッチ６２１０の長手方向の移動を抑制するように構成される、１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６２１５を備える。より具体的には、第２のクラッチ６２１０は、キースロット６２１５内へと延伸する１つ又は２つ以上のキーを備え、その結果、キースロット６２１５の遠位端が第２のクラッチ６２１０の遠位方向の移動を止め、キースロット６２１５の近位端が第２のクラッチ６２１０の近位方向の移動を止める。
【００６２】
図３０を参照すると、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、第２のクラッチ６２１０は駆動シャフト２７３０と共に回転するが、第２の駆動リング６２２０に回転運動を伝達しない。図３０に見られるように、第２のクラッチ６２１０は、第２の駆動リング６２２０から分離しているか、又はこれと接触していない。結果として、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合解除状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第２のクラッチ６２１０の回転はエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に伝達されない。第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるとき（図３１）、第２のクラッチ６２１０は、第２の駆動リング６２２０が半径方向外向きに拡張又は伸張されて外側ハウジング６２３０と接触するように、第２の駆動リング６２２０と係合される。少なくとも１つの例において、第２の駆動リング６２２０は、例えばゴム弾性バンドを備える。図３１に見られるように、第２の駆動リング６２２０は、外側ハウジング６２３０の環状内側壁７４１５に対して圧縮される。結果として、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第２のクラッチ６２１０の回転は外側ハウジング６２３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるとき、第２のクラッチアセンブリ６２００は、長手方向軸Ｌを中心として、エンドエフェクタ７０００を第１の方向又は第２の方向に回転させることができる。
【００６３】
上述したように、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチ６２１０をその係合解除（図３０）位置と係合（図３１）位置との間で移動させるために、磁場を生成するように構成される。例えば、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合解除状態にあるときに、第２のクラッチ６２１０を第２の駆動リング６２２０から離れるように追い返す又は駆動する磁場ＥＦＬを放出するように構成される。第２の電磁アクチュエータ６２４０は、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻きコイルを備え、これは、電流が巻きコイルを含む第２の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第２のクラッチ６１２０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。こうした配置は、第２のクラッチ６２１０が誤って第２の駆動リング６２２０と係合するのを防止することができるが、こうした配置はまた、多くの電力を消費し得る。代替的に、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に位置決めし、続いて、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に印加することを中断し、それによって電力消費の低下をもたらすことができる。一方で、第２のクラッチアセンブリ６２００は、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成される、外側ハウジング６２３０内に装着された第２のクラッチロック６２５０を更に備える。上記と同様に、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０が誤って第２の駆動リング６２２０と係合される可能性を防止するか、又は少なくとも低減することができる。図３０に示されるように、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、第２のクラッチロック６２５０は第２のクラッチ６２１０の自由移動に干渉し、これらの間の摩擦力及び／又は干渉力によって第２のクラッチ６２１０を所定の位置に保持する。少なくとも１つの例では、第２のクラッチロック６２５０は、例えばゴムからなるゴム弾性プラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第２のクラッチロック６２５０は、電磁力によって第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。とは言え、以下でより詳細に説明するように、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、電磁的引力をこれらの力を克服する第２のクラッチ６２１０に印加することができる。
【００６４】
上記に加えて、図３１を参照すると、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるときに、第２のクラッチ６２１０を第２の駆動リング６２２０に向けて引き寄せる又は駆動する磁場ＥＦＤを放射するように構成される。第２の電磁アクチュエータ６２４０のコイルは、電流が第２の電気シャフト回路を通って第２の、すなわち反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第２の電気シャフト回路に印加して、反対の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０をその係合位置に連続的に保持し、第２の駆動リング６２２０と外側ハウジング６２３０との間の動作可能な係合を維持するために、第２の電気シャフト回路に反対の電圧極性を連続的に印加することができる。代替的に、第２のクラッチ６２１０は、第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるときに、第２の駆動リング６２２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、こうした例において、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００をその係合状態に保持するために、第２のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。こうした例では、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０が第２の駆動リング６２２０内で十分にくさび留めされると、電圧極性の印加を中断してもよい。
【００６５】
特に、上記に加えて、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ７０００の回転をロックアウトするようにも構成される。より具体的には、再び図３０を参照すると、第２のクラッチ６２１０は、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときに、外側シャフト６２３０内の第２のクラッチロック６２５０を押して関節運動リンク２３４０と係合させ、そのため、エンドエフェクタ７０００は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しない。図２７に示されるように、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときに、関節運動リンク２３４０内に画定されたスロット又はチャネル２３４５内に位置決めされるか、又はくさび留めされる。上記の結果、エンドエフェクタ７０００が誤って回転する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。更に、上記の結果として、第２のクラッチ６２１０は少なくとも２つのこと、すなわち、第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部を動作させ、また、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部をロックアウトすることを行うことができる。
【００６６】
主に図２２、図２４、及び図２５を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、関節運動継手２３００を中心にして遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動させるように構成された関節運動駆動システムを更に備える。関節運動駆動システムは、遠位取り付け部分２４００内に回転可能に支持された関節運動駆動部６３３０を備える。とは言え、関節運動駆動部６３３０は、遠位取り付け部分２４００にぴったりと受容されるため、関節運動駆動部６３３０は、遠位取り付け部分２４００に対して並進しないか、又は少なくとも実質的に並進しない。シャフトアセンブリ２０００の関節運動駆動システムは、関節運動フレーム２３１０にしっかりと装着された固定ギア２３３０を更に備える。より具体的には、固定ギア２３３０は、固定ギア２３３０が関節運動フレーム２３１０に対して回転しないように、関節運動フレーム２３１０のタブ２３１４と関節運動リンク２３４０とを接続するピンにしっかりと装着される。固定ギア２３３０は、中央本体２３３５と、中央本体２３３５の外周の周りを延在する固定歯２３３２の環状アレイと、を備える。関節運動駆動部６３３０は、固定歯２３３２と噛み合い係合した駆動歯６３３２の環状アレイを備える。関節運動駆動部６３３０が回転されると、関節運動駆動部６３３０は固定ギア２３３０を押して、関節運動継手２３００を中心に、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動させる。
【００６７】
主に図３２を参照すると、第３のクラッチシステム６３００は、第３のクラッチ６３１０、拡張可能な第３の駆動リング６３２０、及び第３の電磁アクチュエータ６３４０を備える。第３のクラッチ６３１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設されている。第３のクラッチ６３１０は、磁性材料からなり、第３の電磁アクチュエータ６３４０によって生成された電磁場ＥＦによって係合解除位置又は非作動位置（図３２）と係合位置又は作動位置（図３３）との間を移動可能である。様々な例において、第３のクラッチ６３１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的になる。少なくとも１つの例では、第３のクラッチ６３１０は永久磁石を含む。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、その内部に画定され、駆動シャフト２７３０に対する第３のクラッチ６３１０の長手方向の移動を抑制するように構成される、１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６３１５を備える。より具体的には、第３のクラッチ６３１０は、キースロット６３１５内へと延伸する１つ又は２つ以上のキーを備え、その結果、キースロット６３１５の遠位端が第３のクラッチ６３１０の遠位方向の移動を止め、キースロット６３１５の近位端が第３のクラッチ６３１０の近位方向の移動を止める。
【００６８】
図３２を参照すると、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、第３のクラッチ６３１０は駆動シャフト２７３０と共に回転するが、第３の駆動リング６３２０に回転運動を伝達しない。図３２に見られるように、第３のクラッチ６３１０は、第３の駆動リング６３２０から分離しているか、又はこれと接触していない。結果として、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合解除状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第３のクラッチ６３１０の回転は関節運動駆動部６３３０に伝達されない。図３３を参照すると、第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるとき、第３のクラッチ６３１０は、第３の駆動リング６３２０が半径方向外向きに拡張又は伸張されて関節運動駆動部６３３０と接触するように、第３の駆動リング６３２０と係合される。少なくとも１つの例において、第３の駆動リング６３２０は、例えばゴム弾性バンドを備える。図３３に見られるように、第３の駆動リング６３２０は、関節運動駆動部６３３０の環状内側壁６３３５に対して圧縮される。結果として、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるとき、駆動シャフト２７３０及び第３のクラッチ６３１０の回転は関節運動駆動部６３３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第３のクラッチアセンブリ６３００は、関節運動継手２３００を中心として、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を第１又は第２の方向に関節運動させることができる。
【００６９】
上述したように、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチ６３１０をその係合解除（図３２）位置と係合（図３３）位置との間で移動させるために、磁場を生成するように構成される。例えば、図３２を参照すると、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合解除状態にあるときに、第３のクラッチ６３１０を第３の駆動リング６３２０から離れるように追い返す又は駆動する磁場ＥＦＬを放射するように構成される。第３の電磁アクチュエータ６３４０は、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻きコイルを備え、これは、電流が巻きコイルを含む第３の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。こうした配置は、第３のクラッチ６３１０が誤って第３の駆動リング６３２０と係合するのを防止することができるが、こうした配置はまた、多くの電力を消費し得る。代替的に、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置に位置決めし、続いて、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に印加することを中断し、それによって電力消費の低下をもたらすことができる。
【００７０】
上記に加えて、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるときに、第３のクラッチ６３１０を第３の駆動リング６３２０に向けて引き寄せる又は駆動する磁場ＥＦＤを放射するように構成される。第３の電磁アクチュエータ６３４０のコイルは、電流が第３の電気クラッチ回路を通って第２の、すなわち反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第３の電気シャフト回路に印加して、反対の方向に流れる電流を生成するように構成される。制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０をその係合位置に連続的に保持し、第３の駆動リング６３２０と関節運動駆動部６３３０との間の動作可能な係合を維持するために、第３の電気シャフト回路に反対の電圧極性を連続的に印加することができる。代替的に、第３のクラッチ６２１０は、第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるときに、第３の駆動リング６３２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、こうした例において、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６３００をその係合状態に保持するために、第３のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。こうした例では、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０が第３の駆動リング６３２０内で十分にくさび留めされると、電圧極性の印加を中断してもよい。いずれにしても、エンドエフェクタ７０００は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるとき、駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第１の方向又は第２の方向に関節運動可能である。
【００７１】
上記に加えて、図２２、図３２、及び図３３を参照すると、関節運動駆動システムは、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるときに（図３２）、関節運動継手２３００を中心とした、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００の関節運動を防止するか、又は少なくとも抑制する、ロックアウト６３５０を更に備える。主に図２２を参照すると、関節運動リンク２３４０は、その内部に画定されたスロット又は溝２３５０を備え、ロックアウト６３５０は、スロット２３５０内に摺動可能に位置決めされ、かつ静止関節運動ギア２３３０の下で少なくとも部分的に延在する。ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０と係合した取り付けフック６３５２を備える。より具体的には、第３のクラッチ６３１０は、その内部に画定された環状スロット又は溝６３１２を含み、取り付けフック６３５２は、ロックアウト６３５０が第３のクラッチ６３１０と共に並進するように環状スロット６３１２内に位置決めされる。しかしながら、特に、ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０と共に回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しない。代わりに、第３のクラッチ６３１０内の環状溝６３１２によって、第３のクラッチ６３１０がロックアウト６３５０に対して回転することが可能となる。ロックアウト６３５０は、固定ギア２３３０の底部に画定された半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４内に摺動可能に位置決めされたロックアウトフック６３５４を更に備える。図３２に示されるように、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、ロックアウト６３５０はロック位置にあり、ここではロックアウトフック６３５４によってエンドエフェクタ７０００が関節運動継手２３００を中心に回転することが防止される。図３３に示すように、第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるとき、ロックアウト６３５０はロック解除位置にあり、ここではロックアウトフック６３５４はもはやロックアウトスロット２３３４内に位置決めされていない。代わりに、ロックアウトフック６３５４は、固定ギア２３３０の中央又は本体２３３５内に画定されたクリアランススロット内に位置決めされる。こうした例において、ロックアウトフック６３５４は、エンドエフェクタ７０００が関節運動継手２３００を中心に回転すると、クリアランススロット内で回転することができる。
【００７２】
上記に加えて、図３２及び図３３に示される半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４は、長手方向に、すなわち、細長いシャフト２２００の長手方向軸に平行な軸に沿って延在する。しかしながら、エンドエフェクタ７０００が関節運動されると、ロックアウトフック６３５４は、もはや長手方向ロックアウトスロット２３３４と整列していない。これを念頭に置いて、固定ギア２３３０は、固定ギア２３３０の底部に画定された、複数の半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４又は半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４のアレイを備え、その結果、エンドエフェクタ７０００が関節運動した後に第３のクラッチ６３１０が停止されてロックアウト６３５０が遠位方向に引き戻されると、ロックアウトフック６３５４は、ロックアウトスロット２３３４のうちの１つに入り、エンドエフェクタ７０００をその関節運動位置でロックすることができる。したがって、その結果、エンドエフェクタ７０００は、非関節運動位置及び関節運動位置でロックされ得る。様々な例において、ロックアウトスロット２３３４は、エンドエフェクタ７０００の個別の関節運動位置を画定することができる。例えば、ロックアウトスロット２３３４は、例えば１０度の間隔で画定することができ、これにより、エンドエフェクタ７０００に対する個別の関節運動配向が１０度の間隔で画定され得る。他の例では、これらの配向は、例えば５度の間隔であってもよい。代替的な実施形態では、ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０が第３の駆動リング６３２０から係合解除されたときに、固定ギア２３３０内に画定された周方向肩部と係合するブレーキを備える。こうした実施形態では、エンドエフェクタ７０００は、任意の好適な配向でロックされ得る。いずれにせよ、ロックアウト６３５０は、エンドエフェクタ７０００が誤って関節運動する可能性を防止するか、又は少なくとも低減する。上記の結果として、第３のクラッチ６３１０は、関節運動駆動部がその係合位置にあるときにこれを動作させ、関節運動駆動部がその係合解除位置にあるときにこれをロックアウトすることができる。
【００７３】
主に図２４及び図２５を参照すると、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は、関節運動継手２３００を通って遠位取り付け部分２４００内まで延在する。図１６及び図１７に示されるように、エンドエフェクタ７０００が関節運動しているとき、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は屈曲してエンドエフェクタ７０００の関節運動に適応する。したがって、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は、エンドエフェクタ７０００の関節運動に適応する任意の好適な材料で構成される。更に、上で考察されるように、シャフトフレーム２５３０は、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び６３４０を収容する。様々な例において、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び６３４０はそれぞれ、例えば銅ワイヤコイルなどの巻きワイヤコイルを含み、シャフトフレーム２５３０は、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び６３４０間の短絡の可能性を防止するか、又は少なくとも低減する絶縁材料で構成される。様々な例において、シャフトフレーム２５３０を通って延在する第１、第２、及び第３の電気クラッチ回路は、例えば絶縁電気ワイヤから構成される。上記に加えて、第１、第２、及び第３の電気クラッチ回路は、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び６３４０を駆動モジュール１１００内の制御システム１８００と通信するように配置する。
【００７４】
上述のように、クラッチ６１１０、６２１０、及び／又は６３１０は、それらの係合位置へと誤って移動しないように、それらの係合解除位置で保持され得る。様々な配置において、クラッチシステム６０００は、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第１の付勢部材、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第２の付勢部材、及び／又は、第３のクラッチ６１１０をその係合解除位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第３の付勢部材を備える。こうした配置では、ばねの付勢力は、電流によって通電されると電磁アクチュエータによって生成される電磁力によって選択的に克服され得る。上記に加えて、クラッチ６１１０、６２１０，及び／又は６３１０は、それぞれ駆動リング６１２０、６２２０、及び／又は６３２０によってその係合位置に保持され得る。より具体的には、少なくとも１つの例では、駆動リング６１２０、６２２０、及び／又は６３２０は、クラッチ６１１０、６２１０、及び／又は６３１０をその係合位置でそれぞれ把持又は摩擦保持する弾性材料で構成される。様々な代替的な実施形態において、クラッチシステム６０００は、第１のクラッチ６１１０をその係合位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第１の付勢部材、第２のクラッチ６２１０をその係合位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第２の付勢部材、及び／又は、第３のクラッチ６１１０をその係合位置へと付勢するように構成された、例えばばねなどの第３の付勢部材を備える。こうした配置では、ばねの付勢力は、クラッチ６１１０、６２１０、及び６３１０をそれらの係合解除位置に選択的に保持するために、必要に応じて、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び／又は６３４０によってそれぞれ印加される電磁力によって克服され得る。外科用システムの任意の１つの動作モードでは、制御アセンブリ１８００は、電磁アクチュエータのうちの１つに通電してクラッチのうちの１つと係合させ、同時に他の２つの電磁アクチュエータに通電して他の２つのクラッチと係合解除させることができる。
【００７５】
クラッチシステム６０００は、外科用システムの３つの駆動システムを制御するための３つのクラッチを備えるが、クラッチシステムは、任意の好適な数のシステムを制御するための任意の好適な数のクラッチを含むことができる。更に、クラッチシステム６０００のクラッチは、その係合位置と係合解除位置との間で近位及び遠位方向に摺動するが、クラッチシステムのクラッチは任意の好適な様式で移動してもよい。加えて、クラッチシステム６０００のクラッチは、一度に１つの駆動運動を制御するために一度に１つずつ係合されているが、一度に２つ以上の駆動運動を制御するために２つ以上のクラッチが係合され得る様々な例も想到される。
【００７６】
上記を考慮して、制御システム１８００は、１つには、モータシステム１６００を動作させて駆動シャフトシステム２７００を適した方向に回転させ、２つには、クラッチシステム６０００を動作させて、駆動シャフトシステム２７００の回転をエンドエフェクタ７０００の適した機能に伝達させるように構成されることを読者は理解すべきである。更に、上で考察されるように、制御システム１８００は、シャフトアセンブリ２０００のクランプトリガシステム２６００及びハンドル１０００の入力システム１４００からの入力に応答する。上で考察されるように、クランプトリガシステム２６００が作動されると、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００を作動させ、第２のクラッチアセンブリ６２００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止させる。こうした例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００をクランプさせる。ジョーアセンブリ７１００がそのクランプ構成にあることを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００はモータアセンブリ１６００を止めて、第１のクラッチアセンブリ６１００を停止させる。クランプトリガシステム２６００がその非作動位置へと移動されたか、又は移動されていることを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００を起動するか又はその起動状態を維持し、又は第２のクラッチアセンブリ６２００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止するか又はその停止状態を維持する。こうした例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を開放させる。
【００７７】
回転アクチュエータ１４２０が第１の方向に作動されると、上記に加えて、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を作動させ、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止させる。こうした例において、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。回転アクチュエータ１４２０が第２の方向に作動されたことを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を起動するか又はその起動状態を維持し、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止するか又はその停止状態を維持する。こうした例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。回転アクチュエータ１４２０が作動していないことを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を停止させる。
【００７８】
上記に加えて、第１の関節運動アクチュエータ１４３２が押下されると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６３００を作動させ、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第２のクラッチアセンブリ６２００を停止させる。こうした例において、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に関節運動させる。第２の関節運動アクチュエータ１４３４が押下されたことを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６２００を起動するか又はその起動状態を維持し、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第２のクラッチアセンブリ６２００を停止するか又はその停止状態を維持する。こうした例において、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に関節運動させる。第１の関節運動アクチュエータ１４３２も第２の関節運動アクチュエータ１４３４も作動されないことを制御システム１８００が検出すると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６２００を停止させる。
【００７９】
上記に加えて、制御システム１８００は、シャフトアセンブリ２０００のクランプトリガシステム２６００及びハンドル１０００の入力システム１４００から受信した入力に基づいて、ステープリングシステムの動作モードを変更するように構成される。制御システム１８００は、シャフト駆動システム２７００を回転させる前にクラッチシステム６０００をシフトさせて、対応するエンドエフェクタ機能を実行するように構成される。更に、制御システム１８００は、クラッチシステム６０００をシフトする前にシャフト駆動システム２７００の回転を停止するように構成される。こうした配置は、エンドエフェクタ７０００の突然の動きを防止することができる。代替的に、制御システム１８００は、シャフト駆動システム２７００が回転している間にクラッチシステム６００をシフトさせることができる。こうした配置は、制御システム１８００が動作モード間を迅速にシフトするのを可能にすることができる。
【００８０】
上で考察されるように、図３４を参照すると、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００は、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から誤って分離されることを防止するように構成されたエンドエフェクタロック６４００を備える。エンドエフェクタロック６４００は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００上に画定されたロックノッチ７４１０の環状アレイと選択的に係合可能なロック端部６４１０と、近位端６４２０と、エンドエフェクタロック６４００を関節運動リンク２３２０に回転可能に接続する枢動軸６４３０と、を備える。図３４に示されるように、第３のクラッチアセンブリ６３００の第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、第３のクラッチ６３１０は、エンドエフェクタロック６４００の近位端６４２０と接触し、それにより、エンドエフェクタロック６４００のロック端部６４１０がロックノッチ７４１０のアレイと係合する。こうした例では、エンドエフェクタ７０００は、エンドエフェクタロック６４００に対して回転することができるが、遠位取り付け部分２４００に対して並進することはできない。図３５に示されるように、第３のクラッチ６３１０がその係合位置に移動されると、第３のクラッチ６３１０は、もはやエンドエフェクタロック６４００の近位端６４２０と係合していない。こうした例では、エンドエフェクタロック６４００は、自由に上向きに枢動して、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から取り外されることを可能にする。
【００８１】
とは言え、再び図３４を参照すると、臨床医がエンドエフェクタ７０００をシャフトアセンブリ２０００から取り外す、又は取り外すことを試みるときに、第２のクラッチアセンブリ６２００の第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあることが可能である。上で考察されるように、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、第２のクラッチ６２１０は第２のクラッチロック６２５０と係合し、こうした例において、第２のクラッチロック６２５０は押し込まれて関節運動リンク２３４０と係合する。より具体的には、第２のクラッチ６２１０が第２のクラッチロック６２５０と係合しているとき、第２のクラッチロック６２５０は関節運動部（articulation）２３４０内に画定されたチャネル２３４５内に位置決めされ、これにより、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から取り外されることが防止されるか、又は少なくとも妨げられ得る。シャフトアセンブリ２０００からエンドエフェクタ７０００を解放することを容易にするために、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０をその係合位置に移動させることに加えて、第２のクラッチ６２１０をその係合位置へと移動させることができる。こうした例において、エンドエフェクタ７０００が取り外されたときに、エンドエフェクタ７０００は、エンドエフェクタロック６４００及び第２のクラッチロック６２５０の両方を解除することができる。
【００８２】
少なくとも１つの例では、上記に加えて、駆動モジュール１１００は、入力システム１４００を介して制御システム１８００と通信する、かつ／又は制御システム１８００と直接通信する入力スイッチ及び／又はセンサを備え、これは作動されると、制御システム１８００にエンドエフェクタ７０００をロック解除させる。様々な例において、駆動モジュール１１００は、臨床医からのロック解除入力を受信するように構成される入力システム１４００の基板１４１０と通信する入力スクリーン１４４０を備える。ロック解除入力に応答して、制御システム１８００は、モータシステム１６００が動作している場合はモータシステム１６００を停止し、上述のようにエンドエフェクタ７０００をロック解除することができる。入力スクリーン１４４０はまた、臨床医からのロック入力を受信するようにも構成され、ここで入力システム１８００は第２のクラッチアセンブリ６２００及び／又は第３のクラッチアセンブリ６３００を移動させてその非作動状態に置き、エンドエフェクタ７０００をシャフトアセンブリ２０００に対してロックさせる。
【００８３】
図３７は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’を示す。シャフトアセンブリ２０００’は多くの点でシャフトアセンブリ２０００に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’は、シャフトフレーム、すなわちシャフトフレーム２５３０’を備える。シャフトフレーム２５３０’は、長手方向通路２５３５’、及びそれに加えて、シャフトフレーム２５３０’内に位置決めされた複数のクラッチ位置センサ、すなわち、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’を備える。第１のセンサ６１８０’は、第１の検出回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第１の検出回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを含む。しかしながら、第１の検出回路は、第１のセンサ６１８０’を制御システム１８００と信号通信するように配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第１のセンサ６１８０’は、第１のクラッチアセンブリ６１００の第１のクラッチ６１１０の位置を検出するように位置決め及び配置される。第１のセンサ６１８０’から受信したデータに基づいて、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間のある位置にあるかどうかを判定することができる。この情報を用いて、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第１のクラッチ６１１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具が、そのジョーのクランプ／開放動作状態にある場合、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０がその係合位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。こうした例では、以下に加えて、制御システム１８００はまた、第２のセンサ６２８０’を介して第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあり、第３のセンサ６３８０’を介して第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあることを検証することができる。これに対応して、外科用器具がそのジョーのクランプ／開放状態にない場合は、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。第１のクラッチ６１１０がその適切な位置にない限りにおいて、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０を適切に位置決めするために、第１の電磁アクチュエータ６１４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６２１０及び／又は６３１０を適切に位置決めするために、電磁アクチュエータ６２４０及び／又は６３４０を作動させることができる。
【００８４】
第２のセンサ６２８０’は、第２の検出回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第２の検出回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを含む。しかしながら、第２の検出回路は、第２のセンサ６２８０’を制御システム１８００と信号通信するように配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第２のセンサ６２８０’は、第１のクラッチアセンブリ６２００の第２のクラッチ６２１０の位置を検出するように位置決め及び配置される。第２のセンサ６２８０’から受信したデータに基づいて、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間のある位置にあるかどうかを判定することができる。この情報を用いて、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第２のクラッチ６２１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具が、そのエンドエフェクタの回転動作状態にある場合、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０がその係合位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。こうした例では、制御システム１８００はまた、第１のセンサ６１８０’を介して第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあることを検証することもでき、かつ、以下に加えて、制御システム１８００はまた、第３のセンサ６３８０’を介して第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあることを検証することもできる。これに対応して、外科用器具がそのエンドエフェクタ回転状態にない場合は、制御システム１８００は、第２のクラッチ６１１０がその係合解除位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。第２のクラッチ６２１０がその適切な位置にない限りにおいて、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０を適切に位置決めするために、第２の電磁アクチュエータ６２４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６１１０及び／又は６３１０を適切に位置決めするために、電磁アクチュエータ６１４０及び／又は６３４０を作動させることができる。
【００８５】
第３のセンサ６３８０’は、第３の検出回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第３の検出回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを含む。しかしながら、第３の検出回路は、第３のセンサ６３８０’を制御システム１８００と信号通信するように配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第３のセンサ６３８０’は、第３のクラッチアセンブリ６３００の第３のクラッチ６３１０の位置を検出するように位置決め及び配置される。第３のセンサ６３８０’から受信したデータに基づいて、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間のある位置にあるかどうかを判定することができる。この情報を用いて、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第３のクラッチ６３１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具が、そのエンドエフェクタの関節運動動作状態にある場合、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０がその係合位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。こうした例において、制御システム１８００はまた、第１のセンサ６１８０’を介して第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあり、第２のセンサ６２８０’を介して第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあることを検証することもできる。これに対応して、外科用器具がそのエンドエフェクタ関節運動状態にない場合は、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置に適切に位置決めされているかどうかを検証することができる。第３のクラッチ６３１０がその適切な位置にない限りにおいて、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０を適切に位置決めするために、第３の電磁アクチュエータ６３４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６１１０及び／又は６２１０を適切に位置決めするために、電磁アクチュエータ６１４０及び／又は６２４０を作動させることができる。
【００８６】
上記に加えて、クラッチ位置センサ、すなわち、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’は、任意の好適な種類のセンサを備えることができる。様々な例において、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’は各々、近接センサを含む。こうした配置では、センサ６１８０’、６２８０’、及び６３８０’は、クラッチ６１１０、６２１０、及び６３１０がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出するように構成される。様々な例において、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’は各々、例えばホール効果センサを含む。こうした配置では、センサ６１８０’、６２８０’、及び６３８０’は、クラッチ６１１０、６２１０、及び６３１０がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出できるだけでなく、センサ６１８０’、６２８０’、及び６３８０’は、クラッチ６１１０、６２１０、及び６３１０が、それらの係合位置又は係合解除位置に対してどのぐらい近接しているかも検出することができる。
【００８７】
図３８は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’及びエンドエフェクタ７０００’’を示す。エンドエフェクタ７０００’’は多くの点でエンドエフェクタ７０００に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。エンドエフェクタ７０００と同様に、シャフトアセンブリ７０００’’は、ジョーアセンブリ７１００と、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、を備える。ジョーアセンブリ駆動部は、駆動リンク７１４０、駆動ナット７１５０’’、及び駆動ねじ６１３０’’を備える。駆動ナット７１５０’’は、駆動ねじ６１３０’’内に位置決めされた磁気素子６１９０’’の位置を検出するように構成されるセンサ７１９０’’をその内部に位置決めして含む。磁気素子６１９０’’は、駆動ねじ６１３０’’内に画定された細長い開口部６１３４’’内に位置決めされ、永久磁石を備えてもよく、並びに／又は例えば鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ７１９０’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信する近接センサを備える。特定の例において、センサ７１９０’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。特定の例では、センサ７１９０’’は、例えば光学センサを含み、検出可能要素６１９０’’は、例えば、反射素子などの光学的検出可能要素を備える。いずれにせよ、センサ７１９０’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、並びに／又は例えばシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。
【００８８】
上記に加えて、センサ７１９０’’は、磁気素子６１９０’’がいつセンサ７１９０’’に隣接しているかを検出するように構成されており、そのため、制御システム１８００は、このデータを使用して、ジョーアセンブリ７１００がそのクランプストロークの終了に到達したことを判定することができる。こうした時点で、制御システム１８００はモータアセンブリ１６００を停止することができる。センサ７１９０’’及び制御システム１８００はまた、ジョーアセンブリ７１００を閉じるために依然として必要とされる駆動ねじ６１３０’’の閉鎖ストローク量を計算するために、駆動ねじ６１３０’’が現在位置決めされている場所と、駆動ねじ６１３０’’が閉鎖ストロークの終了時に位置決めされるべき場所と、の間の距離を決定するようにも構成される。更に、こうした情報は、ジョーアセンブリ７１００の現在の構成、すなわち、ジョーアセンブリ７１００がその開放構成、その閉鎖構成、又は部分的閉鎖構成にあるかどうかを評価するために、制御システム１８００によって使用することができる。センサシステムは、ジョーアセンブリ７１００がいつその完全開放位置に到達したかを判定し、その時点でモータアセンブリ１６００を停止させることができる。様々な例において、制御システム１８００は、このセンサシステムを使用して、モータアセンブリ１６００が旋回している間にジョーアセンブリ７１００が移動していると確認することによって、第１のクラッチアセンブリ６１００がその作動状態にあると確認することができる。同様に、制御システム１８００は、このセンサシステムを使用して、モータアセンブリ１６００が旋回している間にジョーアセンブリ７１００が移動していないと確認することによって、第１のクラッチアセンブリ６１００がその非作動状態にあると確認することができる。
【００８９】
図３９は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’’’及びエンドエフェクタ７０００’’’を示す。シャフトアセンブリ２０００’’’は多くの点でシャフトアセンブリ２０００及び２０００’に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。エンドエフェクタ７０００’’’は多くの点でエンドエフェクタ７０００及び７０００’’に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。エンドエフェクタ７０００と同様に、エンドエフェクタ７０００’’’は、ジョーアセンブリ７１００と、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、加えて、エンドエフェクタ７０００’’’をシャフトアセンブリ２０００’の遠位取り付け部分２４００に対して回転させるエンドエフェクタ回転駆動部と、を備える。エンドエフェクタ回転駆動部は、第２のクラッチアセンブリ６２００によってエンドエフェクタ７０００’’’のシャフトフレーム２５３０’’’に対して回転される外側ハウジング６２３０’’’を備える。シャフトフレーム２５３０’’’は、その内部に位置決めされたセンサ６２９０’’’を備え、センサ６２９０’’’は、外側ハウジング６２３０’’’内及び／又は外側ハウジング６２３０’’’上に位置決めされた磁気素子６１９０’’’の位置を検出するように構成される。磁気素子６１９０’’’は、永久磁石を備えてもよく、並びに／又は例えば鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ６２９０’’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信する近接センサを備える。特定の例において、センサ６２９０’’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。いずれにせよ、センサ６２９０’’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、並びに／又は例えばシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム１８００は、センサ６２９０’’’を使用して、磁気素子６１９０’’’が回転しているかどうかを確認し、ひいては第２のクラッチアセンブリ６２００がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム１８００は、センサ６２９０’’’を使用して、磁気素子６１９０’’’が回転していないかどうかを確認し、ひいては第２のクラッチアセンブリ６２００がその非作動状態にあることを確認することができる。制御システム１８００はまた、センサ６２９０’’’を使用して、第２のクラッチ６２１０がセンサ６２９０’’’に隣接して位置決めされていることを確認することによって、第２のクラッチアセンブリ６２００がその非作動状態にあることを確認することもできる。
【００９０】
図４０は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’’’’を示す。シャフトアセンブリ２０００’’’’は多くの点でシャフトアセンブリ２０００、２０００’、及び２０００’’’に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、とりわけ、細長いシャフト２２００と、関節運動継手２３００と、例えばエンドエフェクタ７０００’などのエンドエフェクタを受容するように構成された遠位取り付け部分２４００と、を備える。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、関節運動駆動部、すなわち、関節運動継手２３００を中心に遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００’を回転させるように構成された関節運動駆動部６３３０’’’’を備える。上記と同様に、シャフトフレーム２５３０’’’’は、関節運動駆動部６３３０’’’’内及び／又は関節運動駆動部６３３０’’’’上に位置決めされた磁気素子６３９０’’’’の位置及び／又は回転を検出するように構成された、内部に位置決めされたセンサを備える。磁気素子６３９０’’’’は、永久磁石を備えてもよく、並びに／又は例えば鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサは、制御システム１８００と信号通信する、例えば近接センサを備える。特定の例において、センサは、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。いずれにせよ、センサは、無線信号送信機及び受信機を介して、並びに／又は例えばシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム１８００は、センサを使用して、磁気素子６３９０’’’’が回転しているかどうかを確認し、ひいては第３のクラッチアセンブリ６３００がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム１８００は、センサを使用して、磁気素子６３９０’’’’が回転していないかどうかを確認し、ひいては第３のクラッチアセンブリ６３００がその非作動状態にあることを確認することができる。特定の例では、制御システム１８００は、センサを使用して、第３のクラッチ６３１０がセンサに隣接して位置決めされていることを確認することによって、第３のクラッチアセンブリ６３００がその非作動状態にあることを確認することができる。
【００９１】
図４０を再び参照すると、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、例えばエンドエフェクタ７０００’をシャフトアセンブリ２０００’’’’に解放可能にロックするように構成されたエンドエフェクタロック６４００’を備える。エンドエフェクタロック６４００’は多くの点でエンドエフェクタロック６４００に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で考察しない。しかしながら、特に、ロック６４００’の近位端６４２０’は、第３のクラッチ６３１０の環状スロット６３１２と係合し、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置で解放可能に保持するように構成された歯６４２２’を備える。とは言え、第３の電磁アセンブリ６３４０を作動することによって、第３のクラッチ６３１０をエンドエフェクタロック６４００’から係合解除することができる。更に、こうした例では、第３のクラッチ６３１０をその係合位置へと近位方向に移動させることによって、エンドエフェクタロック６４００’をロック位置まで回転させてロックノッチ７４１０と係合させ、エンドエフェクタ７０００’をシャフトアセンブリ２０００’’’’にロックさせる。これに対応して、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置へと遠位方向に移動させることによって、エンドエフェクタ７０００’をロック解除し、エンドエフェクタ７０００’をシャフトアセンブリ２０００’’’’から取り外すことが可能となる。
【００９２】
上記に加えて、ハンドル及びそれに取り付けられたシャフトアセンブリを含む器具システムは、クラッチアセンブリ６１００、６２００、及び６３００の状態を評価するための診断チェックを実行するように構成され得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び／又は６３４０を任意の好適な順序で順次作動させて、クラッチ６１１０、６２１０、及び／若しくは６３１０の位置をそれぞれ検証し、かつ／又はクラッチが電磁アクチュエータに応答し、したがってスタックしていないことを検証する。制御システム１８００は、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び／又は６３４０によって生成された電磁場に応答して、クラッチ６１１０、６１２０、及び６１３０の移動を検証するために、本明細書に開示されるセンサのいずれかを含むセンサを使用することができる。加えて、診断チェックはまた、駆動システムの動きを検証することも含み得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、任意の好適な順序で電磁アクチュエータ６１４０、６２４０、及び／若しくは６３４０を順次作動させて、例えば、ジョー駆動部がジョーアセンブリ７１００を開放及び／若しくは閉鎖すること、回転駆動部がエンドエフェクタ７０００を回転させること、並びに／又は関節運動駆動部がエンドエフェクタ７０００を関節運動させることを検証する。制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００及びエンドエフェクタ７０００の動きを検証するためのセンサを使用することができる。
【００９３】
制御システム１８００は、例えば、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられたとき、及び／又はハンドルの電源がオンにされたときなど、任意の好適な時間に診断試験を実行することができる。器具システムが診断試験に合格したと制御システム１８００が判定した場合、制御システム１８００は、器具システムの通常の動作を許可することができる。少なくとも１つの例では、ハンドルは、例えば、診断チェックが合格したことを示す、緑色ＬＥＤなどのインジケータを含み得る。器具システムが診断試験で不合格であったと制御システム１８００が判定した場合、制御システム１８００は、器具システムの動作を妨げる、かつ／又は修正することができる。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００を真っ直ぐにする、並びに／又はジョーアセンブリ７１００を開放及び閉鎖するなど、患者から器具システムを取り外すのに必要な機能にのみ器具システムの機能を制限することができる。少なくとも１つの点において、制御システム１８００は、リンプモードに入る。制御システム１８００のリンプモードは、モータ１６１０の現在の回転速度を、例えば約７５％〜約２５％の範囲から選択される任意の割合だけ低下させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在の回転速度を５０％低下させる。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在の回転速度を７５％低下させる。リンプモードは、モータ１６１０の現在のトルクを、例えば約７５％〜約２５％の範囲から選択される任意の割合だけ低下させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在のトルクを５０％低下させる。ハンドルは、例えば赤色ＬＥＤなどのインジケータを含むことができ、これは、器具システムが診断チェックで不合格であったこと、及び／又は器具システムがリンプモードに入ったことを示す。とは言え、器具システムが適切に動作していないことを臨床医に警告するために、例えば、可聴警告及び／又は触覚若しくは振動警告など、任意の好適なフィードバックを使用してもよい。
【００９４】
図４１〜図４３は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるクラッチシステム６０００’を示す。クラッチシステム６０００’は多くの点でクラッチシステム６０００に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。クラッチシステム６０００と同様に、クラッチシステム６０００’は、回転可能な駆動入力部６０３０’を回転可能な駆動出力部６１３０’と選択的に連結するように作動可能であるクラッチアセンブリ６１００’を備える。クラッチアセンブリ６１００’は、クラッチプレート６１１０’及び駆動リング６１２０’を備える。クラッチプレート６１１０’は、例えば鉄及び／又はニッケルなどの磁性材料から構成され、また永久磁石を備えてもよい。以下でより詳細に説明されるように、クラッチプレート６１１０’は、駆動出力部６１３０’内の非作動位置（図４２）と作動位置（図４３）との間を移動可能である。クラッチプレート６１１０’がその非作動位置にあるか又は作動位置にあるかにかかわらず、クラッチプレート６１１０’が駆動出力部６１３０’と共に回転するように、クラッチプレート６１１０’は駆動出力部６１３０’内に画定された開口部内に摺動可能に位置決めされる。
【００９５】
図４２に示すように、クラッチプレート６１１０’がその非作動位置にあるときは、駆動入力部６０３０’の回転は駆動出力部６１３０’に伝達されない。より具体的には、こうした例において駆動入力部６０３０’が回転されると、駆動入力部６０３０’は、駆動リング６１２０’を越えて摺動し、かつ駆動リング６１２０’に対して回転し、その結果、駆動リング６１２０’はクラッチプレート６１１０’及び駆動出力部６１３０’を駆動しない。図４３に示されるように、クラッチプレート６１１０’がその作動位置にあるときは、クラッチプレート６１１０’は駆動リング６１２０’を駆動入力部６０３０’に対して弾性的に圧縮する。駆動リング６１２０’は、例えばゴムなどの任意の好適な圧縮性材料で構成される。いずれにせよ、こうした例において、駆動入力部６０３０’の回転は、駆動リング６１２０’及びクラッチプレート６１１０’を介して駆動出力部６１３０’に伝達される。クラッチシステム６０００’は、クラッチプレート６１１０’をその作動位置へと移動させるように構成されたクラッチアクチュエータ６１４０’を備える。クラッチアクチュエータ６１４０’は、例えば鉄及び／又はニッケルなどの磁性材料から構成され、また永久磁石を備えてもよい。クラッチアクチュエータ６１４０’は、駆動入力部６０３０’を通って延在する長手方向シャフトフレーム６０５０’内に摺動可能に位置決めされ、クラッチシャフト６０６０’によって非作動位置（図４２）と作動位置（図４３）との間を移動することができる。少なくとも１つの例において、クラッチシャフト６０６０’は、例えばポリマーケーブルを備える。図４３に示されるように、クラッチアクチュエータ６１４０’がその作動位置にあるとき、クラッチアクチュエータ６１４０’はクラッチプレート６１１０’を内向きに引っ張って、上で考察されるように駆動リング６１２０’を圧縮する。図４２に示されるように、クラッチアクチュエータ６１４０’がその非作動位置まで移動されると、駆動リング６１２０’は弾性的に拡張し、クラッチプレート６１１０’を押して駆動入力部６０３０’から遠ざける。様々な代替的な実施形態では、クラッチアクチュエータ６１４０’は、電磁石を備えてもよい。こうした配置では、クラッチアクチュエータ６１４０’は、例えば、クラッチシャフト６０６０’内に画定された長手方向開口部を通って延在する電気回路によって作動され得る。様々な例において、クラッチシステム６０００’は、長手方向開口部を通って延在する、例えば電気ワイヤ６０４０’を更に備える。
【００９６】
図４４は、少なくとも１つの代替的な実施形態による、ジョーアセンブリ７１００ａと、ジョーアセンブリ駆動部と、クラッチシステム６０００ａと、を含む、エンドエフェクタ７０００ａを示す。ジョーアセンブリ７１００ａは、枢動軸７１３０ａを中心に選択的に回転可能である第１のジョー７１１０ａ及び第２のジョー７１２０ａを備える。ジョーアセンブリ駆動部は、並進可能なアクチュエータロッド７１６０ａと、枢動軸７１５０ａを中心としてアクチュエータロッド７１６０ａに枢動可能に連結された駆動リンク７１４０ａと、を備える。駆動リンク７１４０ａは更に、アクチュエータロッド７１６０ａが近位方向に引っ張られるとジョー７１１０ａ及び７１２０ａが回転して閉じ、アクチュエータロッド７１６０ａが遠位方向に押されるとジョー７１１０ａ及び７１２０ａが回転して開くように、ジョー７１１０ａ及び７１２０ａに枢動可能に連結される。クラッチシステム６０００ａは多くの点でクラッチシステム６０００及び６０００’に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。クラッチシステム６０００ａは、下記でより詳細に説明するように、駆動入力部６０３０ａの回転を選択的に伝達して、それぞれ、ジョーアセンブリ７１００ａを長手方向軸の周りで回転させ、ジョーアセンブリ７１００ａを関節運動継手７３００ａの周りで関節運動させるように構成される、第１のクラッチアセンブリ６１００ａ及び第２のクラッチアセンブリ６２００ａを備える。
【００９７】
第１のクラッチアセンブリ６１００ａは、クラッチプレート６１１０ａ及び駆動リング６１２０ａを備え、上で考察されるクラッチプレート６１１０’及び駆動リング６１２０’と同様の様式で動作する。クラッチペート（pates）６１１０ａが電磁アクチュエータ６１４０ａによって作動されると、駆動入力部６０３０ａの回転が外側シャフトハウジング７２００ａに伝達される。より具体的には、外側シャフトハウジング７２００ａは、近位外側ハウジング７２１０ａと、近位外側ハウジング７２１０ａによって回転可能に支持され、クラッチプレート６１１０ａがその作動位置にあるとき、駆動入力部６０３０ａによって近位外側ハウジング７２１０ａに対して回転される、遠位外側ハウジング７２２０ａと、を備える。ジョーアセンブリ７１００ａの枢動軸７１３０ａが遠位外側ハウジング７２２０ａに装着されているため、遠位外側ハウジング７２２０ａの回転によって、ジョーアセンブリ７１００ａが長手方向軸の周りで回転する。結果として、外側シャフトハウジング７２００ａが駆動入力部６０３０ａによって第１の方向に回転されると、外側シャフトハウジング７２００ａはジョーアセンブリ７１００ａを第１の方向に回転させる。同様に、外側シャフトハウジング７２００ａが駆動入力部６０３０ａによって第２の方向に回転されると、外側シャフトハウジング７２００ａはジョーアセンブリ７１００ａを第２の方向に回転させる。電磁アクチュエータ６１４０ａが通電解除されると、駆動リング６１２０ａが拡張し、クラッチプレート６１１０ａがその非作動位置へと移動され、それによって、エンドエフェクタ回転駆動部が駆動入力部６０３０ａから分離される。
【００９８】
第２のクラッチアセンブリ６２００ａは、クラッチプレート６２１０ａ及び駆動リング６２２０ａを備え、上で考察されるクラッチプレート６１１０’及び駆動リング６１２０’と同様の様式で動作する。クラッチペート（pates）６２１０ａが電磁アクチュエータ６２４０ａによって作動されると、駆動入力部６０３０ａの回転が関節運動駆動部６２３０ａに伝達される。関節運動駆動部６２３０ａは、エンドエフェクタ取り付け部分７４００ａの外側シャフトハウジング７４１０ａ内に回転可能に支持され、外側シャフトハウジング７４１０ａを通って延在するシャフトフレーム６０５０ａによって回転可能に支持される。関節運動駆動部６２３０ａは、その上に画定されたギア面を備え、このギア面は、外側シャフトハウジング７２００ａの近位外側ハウジング７２１０ａ上に画定された固定ギア面７２３０ａと動作可能に噛み合う。結果として、関節運動駆動部６２３０ａが駆動入力部６０３０ａによって第１の方向に回転されると、関節運動駆動部６２３０ａは外側シャフトハウジング７２００ａ及びジョーアセンブリ７１００ａを第１の方向に回転させる。同様に、関節運動駆動部６２３０ａが駆動入力部６０３０ａによって第２の方向に回転されると、関節運動駆動部６２３０ａは外側シャフトハウジング７２００ａ及びジョーアセンブリ７１００ａを第２の方向に回転させる。電磁アクチュエータ６２４０ａが通電解除されると、駆動リング６２２０ａが拡張し、クラッチプレート６２１０ａがその非作動位置へと移動され、それによって、エンドエフェクタ関節運動駆動部が駆動入力部６０３０ａから分離される。
【００９９】
上記に加えて、シャフトアセンブリ４０００を図４５〜図４９に図示する。シャフトアセンブリ４０００は多くの点でシャフトアセンブリ２０００、２０００’、２０００’’’、及び２０００’’’’に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。シャフトアセンブリ４０００は、近位部分４１００と、細長いシャフト４２００と、遠位取り付け部分２４００と、遠位取り付け部分２０４０を細長いシャフト４２００に回転可能に接続する関節運動継手２３００と、を備える。近位部分２１００と同様の近位部分４１００は、ハンドル１０００の駆動モジュール１１００に動作可能に取り付け可能である。近位部分４１００は、シャフトアセンブリ４０００をハンドル１０００の取り付けインターフェース１１３０に装着するように構成された取り付けインターフェース４１３０を含むハウジング４１１０を備える。シャフトアセンブリ４０００は、シャフトアセンブリ４０００がハンドル１０００に取り付けられるとハンドルフレーム１５００のシャフト１５１０に連結されるように構成されたシャフト４５１０を含むフレーム４５００を更に備える。シャフトアセンブリ４０００はまた、シャフトアセンブリ４０００がハンドル１０００に取り付けられるとハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０に動作可能に連結されるように構成された回転可能な駆動シャフト４７１０を含む駆動システム４７００を備える。遠位取り付け部分２４００は、例えばエンドエフェクタ８０００などのエンドエフェクタを受容するように構成される。エンドエフェクタ８０００は多くの点でエンドエフェクタ７０００に類似しており、簡潔にするために、その大部分は本明細書で繰り返されない。とは言え、エンドエフェクタ８０００は、とりわけ組織を把持するように構成されたジョーアセンブリ８１００を備える。
【０１００】
上で考察されるように、主に図４７〜図４９を参照すると、シャフトアセンブリ４０００のフレーム４５００は、フレームシャフト４５１０を備える。フレームシャフト４５１０は、その中に画定されたノッチ又は切り欠き部４５３０を備える。以下でより詳細に考察されるように、切り欠き部４５３０は、ジョー閉鎖作動システム４６００のためのクリアランスを提供するように構成される。フレーム４５００は、遠位部分４５５０と、遠位部分４５５０をフレームシャフト４５１０に接続するブリッジ４５４０と、を更に備える。フレーム４５００は、細長いシャフト４２００を通って遠位取り付け部分２４００まで延在する長手方向部分４５６０を更に備える。上記と同様に、フレームシャフト４５１０は、その上及び／又はその中に画定された１つ又は２つ以上の電気トレースを備える。電気トレースは、長手方向部分４５６０、遠位部分４５５０、ブリッジ４５４０、及び／又はフレームシャフト４５１０の任意の好適な部分を通って電気接点２５２０まで延在する。主に図４８を参照すると、遠位部分４５５０及び長手方向部分４５６０は、以下により詳細に記載されるように、ジョー閉鎖作動システム４６００のロッド４６６０を受容するように構成される、その内部に画定された長手方向開口部を含む。
【０１０１】
上でも考察されるように、主に図４８及び図４９を参照すると、シャフトアセンブリ４０００の駆動システム４７００は、駆動シャフト４７１０を備える。駆動シャフト４７１０は、フレームシャフト４５１０によって近位シャフトハウジング４１１０内に回転可能に支持され、フレームシャフト４５１０を通って延在する長手方向軸を中心に回転可能である。駆動システム４７００は、伝達シャフト４７５０及び出力シャフト４７８０を更に備える。伝達シャフト４７５０はまた、近位シャフトハウジング４１１０内で回転可能に支持され、また、フレームシャフト４５１０、及びその内部に画定された長手方向軸に平行に、又は少なくとも実質的に平行に延在する長手方向軸を中心として回転可能である。伝達シャフト４７５０は、それにしっかりと装着された近位スパーギア４７４０を備え、その結果、近位スパーギア４７４０は伝達シャフト４７５０と共に回転する。近位スパーギア４７４０は、駆動シャフト４７１０の外周に画定された環状ギア面４７３０と動作可能に噛み合っており、その結果、駆動シャフト４７１０の回転が伝達シャフト４７５０に伝達される。伝達シャフト４７５０は、それにしっかりと装着された遠位スパーギア４７６０を更に備え、その結果、遠位スパーギア４７６０は伝達シャフト４７５０と共に回転する。遠位スパーギア４７６０は、伝達シャフト４７５０の回転が出力シャフト４７８０に伝達されるように、出力シャフト４７８０の外周の周りに画定された環状ギア４７７０と動作可能に噛み合う。上記と同様に、出力シャフト４７８０が長手方向シャフト軸を中心に回転するように、出力シャフト４７８０は、シャフトフレーム４５００の遠位部分４５５０によって近位シャフトハウジング４１１０内に回転可能に支持される。特に、出力シャフト４７８０は、入力シャフト４７１０に直接連結されない。むしろ、出力シャフト４７８０は、伝達シャフト４７５０によって入力シャフト４７１０に動作可能に連結される。こうした配置は、以下で考察される手動作動式ジョー閉鎖作動システム４６００のための空間を提供する。
【０１０２】
上記に加えて、主に図４７及び図４８を参照すると、ジョー閉鎖作動システム４６００は、枢動軸４６２０を中心として近位シャフトハウジング４１１０に回転可能に連結された作動又ははさみトリガ４６１０を備える。作動トリガ４６１０は、細長部分４６１２と、近位端４６１４と、臨床医によって把持されるように構成される、近位端４６１４内に画定されるグリップリング開口部４６１６と、を備える。シャフトアセンブリ４０００は、近位ハウジング４１１０から延在する固定グリップ４１６０を更に備える。固定グリップ４１６０は、細長部分４１６２と、近位端４１６４と、臨床医によって把持されるように構成される、近位端４１６４内に画定されるグリップリング開口部４１６６と、を備える。使用中、以下でより詳細に説明されるように、作動トリガ４６１０は、非作動位置と作動位置との間（図４８）を、すなわち固定グリップ４１６０に向かって回転して、エンドエフェクタ８０００のジョーアセンブリ８１００を閉じることが可能である。
【０１０３】
主に図４８を参照すると、ジョー閉鎖作動システム４６００は、枢動軸４６５０を中心に近位シャフトハウジング４１１０に回転可能に連結された駆動リンク４６４０と、加えて、駆動リンク４６４０に動作可能に連結された作動ロッド４６６０と、を更に備える。作動ロッド４６６０は、長手方向フレーム部分４５６０内に画定された開口部を通って延在し、シャフトフレーム４５００の長手方向軸に沿って並進可能である。作動ロッド４６６０は、ジョーアセンブリ８１００に動作可能に連結された遠位端と、駆動リンク４６４０内に画定された駆動スロット４６４５内に位置決めされた近位端４６６５とを備え、その結果、駆動リンク４６４０が枢動軸４６５０を中心に回転されると作動ロッド４６６０は長手方向に並進される。特に、近位端４６６５は、作動ロッド４６６０がエンドエフェクタ８０００と共に回転することができるように、駆動スロット４６４５内で回転可能に支持される。
【０１０４】
上記に加えて、作動トリガ４６１０は駆動アーム４６１５を更に備え、駆動アーム４６１５は、作動トリガ４６１０が作動される、すなわち近位シャフトハウジング４１１０に近づくように移動されると、駆動リンク４６４０と係合して近位方向に回転させ、かつ作動ロッド４６６０を近位方向に並進させるように構成される。こうした例において、駆動リンク４６４０が近位方向に回転することによって、例えば駆動リンク４６４０とフレームシャフト４５１０との中間に位置決めされたコイルばね４６７０などの付勢部材が弾性的に圧縮される。作動トリガ４６１０が解放されると、圧縮されたコイルばね４６７０が再び拡張し、駆動リンク４６４０及び作動ロッド４６６０を遠位方向に押して、エンドエフェクタ８０００のジョーアセンブリ８１００を開かせる。更に、駆動リンク４６４０の遠位方向の回転は、作動トリガ４６１０を駆動して自動的に回転させ、その非作動位置へと戻す。一方で、臨床医は、作動トリガ４６１０を手動で戻してその非作動位置に戻すこともできる。こうした場合、作動トリガ４６１０はゆっくりと開かせることができる。いずれにせよ、シャフトアセンブリ４０００は、作動トリガ４６１０をその作動位置で解放可能に保持するように構成されたロックを更に備えるため、臨床医は、ジョーアセンブリ８１００が誤って開くことなく、自分の手を使用して別の作業を実行することができる。
【０１０５】
様々な代替的な実施形態では、上記に加えて、作動ロッド４６６０を遠位方向に押してジョーアセンブリ８１００を閉じることができる。少なくとも１つのこうした例において、作動ロッド４６６０は作動トリガ４６１０に直接装着され、その結果、作動トリガ４６１０が作動されると、作動トリガ４６１０が作動ロッド４６６０を遠位方向に駆動する。上記と同様に、作動トリガ４６１０は、作動トリガ４６１０が閉鎖されるとばねを圧縮することができ、その結果、作動トリガ４６１０が解放されると、作動ロッド４６６０が近位方向に押される。
【０１０６】
上記に加えて、シャフトアセンブリ４０００は、エンドエフェクタのジョーアセンブリを開放及び閉鎖すること、長手方向軸を中心にエンドエフェクタを回転させること、並びに関節運動軸を中心にエンドエフェクタを関節運動させることの３つの機能を有する。シャフトアセンブリ４０００のエンドエフェクタの回転及び関節運動機能は、駆動モジュール１１００のモータアセンブリ１６００及び制御システム１８００によって駆動され、一方で、ジョー作動機能は、ジョー閉鎖作動システム４６００によって手動で駆動される。ジョー閉鎖作動システム４６００は、モータ駆動式のシステムであってもよいが、その代わりに、ジョー閉鎖作動システム４６００は、臨床医がエンドエフェクタ内でクランプされている組織の良好な感触を有することができるように、手動駆動式のシステムを保持している。エンドエフェクタの回転及び作動システムをモータ化することは、エンドエフェクタの位置を制御する上で特定の利点を提供するが、ジョー閉鎖作動システム４６００をモータ化することは、組織に加えられる力の触覚を臨床医に喪失させる場合があり、また力が不十分又は過剰であるかを評価することができなくなる場合がある。したがって、エンドエフェクタの回転及び関節運動システムがモータ駆動されても、ジョー閉鎖作動システム４６００は、手動で駆動される。
【０１０７】
図５０は、少なくとも１つの実施形態による、図１に示される外科用システムの制御システム１８００の論理図である。制御システム１８００は、制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ１８２０及びメモリ１８３０を備えるマイクロコントローラ１８４０を含む。例えば、センサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’、及び／又は６２９０’’’などの１つ又は２つ以上のセンサは、プロセッサ１８２０にリアルタイムのフィードバックを提供する。制御システム１８００は、電動モータ１６１０を制御するように構成されたモータ駆動部１８５０と、例えば、クラッチ６１１０、６１２０、及び６１３０などの外科用器具内の１つ又は２つ以上の長手方向に移動可能な構成要素、並びに／又はジョーアセンブリ駆動部の長手方向に移動可能な駆動ナット７１５０の位置を判定するように構成された追跡システム１８６０と、を更に備える。追跡システム１８６０はまた、例えば、駆動シャフト２５３０、外側シャフト６２３０、及び／又は関節運動駆動部６３３０など、外科用器具内の１つ又は２つ以上の回転構成要素の位置を判定するようにも構成される。追跡システム１８６０は、とりわけ、クラッチ６１１０、６１２０、及び６１３０、並びに駆動ナット７１５０の位置、並びにジョー７１１０及び７１２０の向きを判定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ１８２０に位置情報を提供する。モータ駆動部１８５０は、例えば、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。しかしながら、追跡システム１８６０で使用するために、他のモータ駆動部で容易に代用することができる。絶対位置決めシステムのより詳細な説明は、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に記載されている。
【０１０８】
マイクロコントローラ１８４０は、例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの商標名ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘとして知られるものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。少なくとも１つの例において、マイクロコントローラ１８４０は、その詳細が製品データシートで入手可能である、例えば、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（single-cycle serial random access memory、ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調（ＰＷＭ）モジュール、及び／又は周波数変調（frequency modulation、ＦＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（quadrature encoder input、ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ−デジタル変換器（Analog-to-Digital Converter、ＡＤＣ）を備える、例えばＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍ４Ｆプロセッサコアである。
【０１０９】
様々な例において、マイクロコントローラ１８４０は、同じくＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ  ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを含む。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ  ６１５０８及びＩＳＯ  ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
【０１１０】
マイクロコントローラ１８４０は、例えば、ジョー閉鎖アセンブリの駆動ナット７１５０の速度及び／又は位置を正確に制御するなど、様々な機能を実行するようにプログラムされる。マイクロコントローラ１８４０はまた、エンドエフェクタ７０００の回転速度及び位置、並びにエンドエフェクタ７０００の関節運動速度及び位置を正確に制御するようにもプログラムされる。様々な例において、マイクロコントローラ１８４０は、マイクロコントローラ１８４０のソフトウェアにおける応答を計算する。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に使用される。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好ましい同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
【０１１１】
モータ１６１０は、モータ駆動部１８５０によって制御される。種々の形態では、モータ１６１０は、例えば、約２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータであってもよい。その他の配置では、モータ１６１０としては、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電動モータが挙げられる。モータ駆動部１８５０は、例えば、電界効果トランジスタ（field-effect transistor、ＦＥＴ）を含むＨブリッジ駆動器を備えてもよい。モータ駆動部１８５０は、例えばＡｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１駆動部１８５０は、ブラシ付きＤＣモータなどの、誘導負荷に合わせて特別に設計された外部のＮチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal oxide semiconductor field effect transistor、ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するためのフルブリッジコントローラである。様々な例において、駆動部１８５０は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでのバッテリ電圧に提供し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに必要な上記のバッテリ供給電圧を提供するために用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル、ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を使用して高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。他のモータ駆動部を容易に代用することができる。
【０１１２】
追跡システム１８６０は、例えばセンサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’、及び／又は６２９０’’’などの１つ又は２つ以上の位置センサを備える、制御されたモータ駆動回路配置を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサは、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。本明細書で使用するとき、用語「変位部材」は、一般的に、外科用システムの任意の可動部材を指すために使用される。様々な態様では、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでもよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（liner variable differential transformer、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗変換器（differential variable reluctance transducer、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線的に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線的に配置されたホール効果センサを備える磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線的に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、若しくは固定された光源及び一連の移動可能な直線的に配置された光ダイオード若しくは光検出器を備える光学検出システム、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【０１１３】
例えば、位置センサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’、及び／又は６２９０’’’は、例えば、全磁場又は磁場のベクトル成分を測定するか否かに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両種類の磁気センサを生産するために使用される技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁場検出に使用される技術として、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
【０１１４】
様々な例において、追跡システム１８６０の位置センサのうちの１つ又は２つ以上は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。こうした位置センサは、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよく、絶対位置決めシステムを提供するためにコントローラ１８４０とインターフェース接続することができる。特定の例において、位置センサは、低電圧低電力の構成要素を備え、また、磁石に隣接して位置する位置センサの領域内に、４つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラもチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照操作のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、１桁毎の方法及びボルダーアルゴリズム（Volder's algorithm）としても知られる、ＣＯＲＤＩＣプロセッサ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、座標回転デジタルコンピュータの略）が提供される。角度位置、アラームビット、及び磁場情報は、ＳＰＩインターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ１８４０に伝送される。位置センサは、例えば、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供し得る。位置センサは、例えば小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
【０１１５】
追跡システム１８６０は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれらを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のパルス幅変調（ＰＷＭ）及び／又は周波数変調（ＦＭ）が挙げられる。位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ（複数可）が提供されてもよい。様々な例において、他のセンサ（複数可）としては、以下に記載されているものなどのセンサ配置を挙げることができる：その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第９，３４５，４８１号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＴＩＳＳＵＥ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＳＹＳＴＥＭ」、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１５／６２８，１７５号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＯＦ  ＭＯＴＯＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＡＮＤ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを使用して、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
【０１１６】
絶対位置決めシステムは、単にモータ１６１０が前方又は後方に経たステップの数をカウントしてデバイスアクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位駆動部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなく、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
【０１１７】
例えば、歪みゲージ又は微小歪みゲージを備えるセンサ１８８０は、例えば、クランプ動作中にジョー７１１０及び７１２０が経験する歪みなど、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成される。測定された歪みはデジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供される。センサ１８８０に加えて、又はセンサ１８８０の代わりに、例えば負荷センサを備えるセンサ１８９０が、閉鎖駆動システムによってジョー７１１０及び７１２０に加えられる閉鎖力を測定することができる。様々な例において、モータ１６１０による電流引き込みを測定するために、電流センサ１８７０を用いることができる。ジョーアセンブリ７１００をクランプするのに要する力は、例えば、モータ１６１０によって引き込まれる電流に対応し得る。測定された力はデジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供される。磁場センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁場センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供され得る。
【０１１８】
センサによって測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び／又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、追跡される可動部材の位置及び／又は速度を特性決定するために、コントローラ１８４０によって使用することができる。少なくとも１つの例では、メモリ１８３０は、評価に際してコントローラ１８４０によって用いられ得る技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶することができる。様々な例において、コントローラ１８４０は、外科用器具が操作されるべき様式に関する選択肢を、外科用器具のユーザに提供することができる。この目的のために、ディスプレイ１４４０が、器具の様々な動作条件を表示してもよく、また、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。更に、ディスプレイ１４４０上に表示される情報は、外科手術中に使用される１つ若しくは２つ以上の内視鏡の撮像モジュール、及び／又は１つ若しくは２つ以上の追加の外科用器具の撮像モジュールを介して取得された画像と重ね合わせることができる。
【０１１９】
上で考察されるように、ハンドル１０００の駆動モジュール１１００、並びに／又はこれに取り付けられた、例えばシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、及び／若しくは５０００は、制御システムを備える。制御システムの各々は、１つ又は２つ以上のプロセッサ及び／又はメモリデバイスを有する回路基板を備えることができる。とりわけ、制御システムは、例えばセンサのデータを記憶するように構成される。これらはまた、ハンドル１０００に対してシャフトアセンブリを識別するデータを記憶するようにも構成される。更に、これらはまた、シャフトアセンブリが以前に使用されたか否か、及び／又はシャフトアセンブリが何回使用されたかを含むデータを記憶するようにも構成される。この情報は、例えば、シャフトアセンブリが使用に好適であるか否か、及び／又は所定の回数未満で使用されていたか否かを評価するために、ハンドル１０００によって得ることができる。
【０１２０】
本明細書で説明される外科用器具システムは、電動モータにより動作するが、本明細書に記載される外科用器具システムは、任意の好適な様式で動作することができる。ある特定の例において、本明細書に開示されるモータは、ロボット制御システムの一部分又は複数部分を備えてもよい。例えば、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／１１８，２４１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＳＴＡＰＬＥ  ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」（現在は米国特許第９，０７２，５３５号）は、ロボット外科用器具システムのいくつかの例をより詳細に開示している。
【０１２１】
本明細書に記載される外科用器具システムは、ステープルの展開及び変形に関連して使用され得る。例えば、クランプ又はタックなど、ステープル以外の締結要素を展開する様々な実施形態が想到される。更に、組織を封止するための任意の好適な手段を利用する、様々な実施形態も想到される。例えば、様々な実施形態によるエンドエフェクタは、組織を加熱して封止するように構成された電極を備え得る。また、例えば、特定の実施形態によるエンドエフェクタは、組織を封止するために振動エネルギーを加えることができる。加えて、組織を切断するのに好適な切断手段を利用する様々な実施形態が想到される。
【０１２２】
以下の全開示が参照により本明細書に組み込まれる。
米国特許出願第１１／０１３，９２４号、発明の名称「ＴＲＯＣＡＲ  ＳＥＡＬ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ」（現在は米国特許第７，３７１，２２７号）、
米国特許出願第１１／１６２，９９１号、発明の名称「ＥＬＥＣＴＲＯＡＣＴＩＶＥ  ＰＯＬＹＭＥＲ−ＢＡＳＥＤ  ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ  ＦＯＲ  ＧＲＡＳＰＥＲ」（現在は米国特許第７，８６２，５７９号）、
米国特許出願第１２／３６４，２５６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＩＳＳＥＣＴＯＲ」（現在は米国特許出願公開第２０１０／０１９８２４８号）、
米国特許出願第１３／５３６，３８６号、発明の名称「ＥＭＰＴＹ  ＣＬＩＰ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ  ＬＯＣＫＯＵＴ」（現在は米国特許第９，２８２，９７４号）、
米国特許出願第１３／８３２，７８６号、発明の名称「ＣＩＲＣＵＬＡＲ  ＮＥＥＤＬＥ  ＡＰＰＬＩＥＲ  ＷＩＴＨ  ＯＦＦＳＥＴ  ＮＥＥＤＬＥ  ＡＮＤ  ＣＡＲＲＩＥＲ  ＴＲＡＣＫＳ」（現在は米国特許第９，３９８，９０５号）、
米国特許出願第１２／５９２，１７４号、発明の名称「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ  ＩＮＶＡＳＩＶＥ  ＳＵＴＵＲＩＮＧ」（現在は米国特許第８，１２３，７６４号）、
米国特許出願第１２／４８２，０４９号、発明の名称「ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ  ＳＴＩＴＣＨＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（現在は米国特許第８，６２８，５４５号）、
米国特許出願第１３／１１８，２４１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＷＩＴＨ  ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＳＴＡＰＬＥ  ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ  ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」（現在は米国特許第９，０７２，５３５号）、
米国特許出願第１１／３４３，８０３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ  ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」（現在は米国特許第７，８４５，５３７号）、
米国特許出願第１４／２００，１１１号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」（現在は米国特許第９，６２９，６２９号）、
米国特許出願第１４／２４８，５９０号、発明の名称「ＭＯＴＯＲ  ＤＲＩＶＥＮ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＷＩＴＨ  ＬＯＣＫＡＢＬＥ  ＤＵＡＬ  ＤＲＩＶＥ  ＳＨＡＦＴＳ」（現在は米国特許第９，８２６，９７６号）、
米国特許出願第１４／８１３，２４２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＡＳＳＵＲＩＮＧ  ＴＨＥ  ＰＲＯＰＥＲ  ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ  ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」（現在は米国特許出願公開第２０１７／００２７５７１号）、
米国特許出願第１４／２４８，５８７号、発明の名称「ＰＯＷＥＲＥＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＴＡＰＬＥＲ」（現在は米国特許第９，８６７，６１２号）、
米国特許出願第１２／９４５，７４８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＴＯＯＬ  ＷＩＴＨ  Ａ  ＴＷＯ  ＤＥＧＲＥＥ  ＯＦ  ＦＲＥＥＤＯＭ  ＷＲＩＳＴ」（現在は米国特許第８，８５２，１７４号）、
米国特許出願第１３／２９７，１５８号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＰＡＳＳＩＶＥＬＹ  ＤＥＣＯＵＰＬＩＮＧ  ＴＯＲＱＵＥ  ＡＰＰＬＩＥＤ  ＢＹ  Ａ  ＲＥＭＯＴＥ  ＡＣＴＵＡＴＯＲ  ＩＮＴＯ  ＡＮ  ＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴＬＹ  ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＥＭＢＥＲ」（現在は米国特許第９，０９５，３６２号）、
国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２３６３６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＨＩＦＴＡＢＬＥ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」（現在は国際特許公開第ＷＯ２０１５／１５３６４２Ａ１号）、
国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５１８３７号、発明の名称「ＨＡＮＤＨＥＬＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＳＹＳＴＥＭ」（現在は国際特許公開第ＷＯ２０１６／０５７２２５Ａ１号）、
米国特許出願第１４／６５７，８７６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＡＮＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（現在は米国特許出願公開第２０１５／０１８２２７７号）、
米国特許出願第１５／３８２，５１５号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＢＡＴＴＥＲＹ  ＰＯＷＥＲＥＤ  ＨＡＮＤＨＥＬＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＴＨＥＲＥＦＯＲ」（現在は米国特許出願公開第２０１７／０２０２６０５号）、
米国特許出願第１４／６８３，３５８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」（米国特許出願公開第２０１６／０２９６２７１号）、
米国特許出願第１４／１４９，２９４号、発明の名称「ＨＡＲＶＥＳＴＩＮＧ  ＥＮＥＲＧＹ  ＦＲＯＭ  Ａ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」（米国特許第９，７９５，４３６号）、
米国特許出願第１５／２６５，２９３号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＣＩＲＣＵＩＴ  ＴＯＰＯＬＯＧＩＥＳ  ＦＯＲ  ＣＯＭＢＩＮＥＤ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」（米国特許出願公開第２０１７／００８６９１０号）、及び
米国特許出願第１５／２６５，２７９号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ  ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ  ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ  ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ  ＳＩＧＮＡＬ  ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ  ＡＮＤ  ＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」（米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号）。
【０１２３】
特定の実施形態と共に本明細書で様々なデバイスについて説明したが、それらの実施形態に対して修正及び変更が実施されてもよい。特定の特徴、構造又は特性を、１つ又は２つ以上の実施形態で、任意の好適な様式で組み合わせてもよい。したがって、一実施形態に関して図示又は説明される特定の特徴、構造、又は特性は、無制限に、１つ又は２つ以上のその他の実施形態の特徴、構造、又は特性と全て、あるいは、部分的に組み合わされてもよい。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。更に、様々な実施形態に従って、所与の機能（複数可）を実行するために、単一の構成要素を複数の構成要素に置き換えてもよく、また複数の構成要素を単一の構成要素に置き換えてもよい。以上の説明及び以下の特許請求の範囲は、そのような修正及び変形形態を全て包含することが意図される。
【０１２４】
本明細書に開示されるデバイスは、１回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、デバイスは少なくとも１回の使用後に再利用のために再調整され得る。再調整には、デバイスの分解工程、それに続くデバイスの特定の部品の洗浄工程又は交換工程、及びその後のデバイスの再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。具体的には、再調整の施設及び／又は外科チームは、デバイスを分解することができ、デバイスの特定の部品を洗浄及び／又は交換した後、デバイスをその後の使用のために再組み立てすることができる。当業者であれば、デバイスの再調整が、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。こうした技術の使用、及び結果として得られる再調整されたデバイスは、全て本出願の範囲内にある。
【０１２５】
本明細書に開示のデバイスは、手術前に処理され得る。最初に、新品又は使用済みの器具が入手され、必要に応じて洗浄されてもよい。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、γ線、Ｘ線、及び／又は高エネルギー電子などの、容器を透過し得る放射線野に置くことができる。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。密封容器は、医療施設で開けられるまで、器具を滅菌状態に保つことができる。デバイスはまた、β線、γ線、エチレンオキシド、過酸化水素プラズマ、及び／又は水蒸気が挙げられるが、これらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の他の技術を使用して滅菌され得る。
【０１２６】
例示的な設計を有するものとして本発明について記載してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正されてもよい。したがって、本出願は、その一般的原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用、又は適合を包含するものとする。
【０１２７】
その全体又は部分において本明細書に参照によって組み込まれるものとするあらゆる特許、刊行物、又はその他の開示文献は、組み込まれる資料が本開示に記載される既存の定義、記述、又はその他の開示内容と矛盾しない範囲においてのみ本明細書に組み込まれるものとする。そのため、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。本明細書に参照により組み込まれるものとするが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾するあらゆる内容、又はそれらの部分は組み込まれた内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない程度まで、ただ組み込まれるものとする。
【０１２８】
〔実施の態様〕
（１）  外科用器具であって、
外側シャフトと、
前記外側シャフトに連結されたエンドエフェクタと、
前記外側シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転可能な駆動シャフトと、
前記回転可能な駆動シャフトから前記エンドエフェクタにトルクを伝達するように構成された複数の選択的に係合可能なクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの各々が、前記駆動シャフトの回転を前記外側シャフトに対する前記エンドエフェクタの複数の動作のうちの１つに変換するように構成されている、外科用器具。
（２）  前記エンドエフェクタの前記複数の動作が、前記外側シャフトに対する前記エンドエフェクタの回転を含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記エンドエフェクタの前記複数の動作が、エンドエフェクタ機能の作動を含む、実施態様２に記載の外科用器具。
（４）  前記エンドエフェクタが、間に組織を把持するように構成された第１及び第２のジョーを備え、前記エンドエフェクタ機能の作動が、前記第１及び第２のジョーを開放構成と閉鎖構成との間で移動させることを含む、実施態様３に記載の外科用器具。
（５）  前記複数の選択的に係合可能なクラッチが、第１のクラッチ及び第２のクラッチを備え、前記複数のエンドエフェクタの動作が、第１のエンドエフェクタの動作及び第２のエンドエフェクタの動作を含み、前記駆動シャフトは、前記第１のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第１のエンドエフェクタの動作を駆動し、前記駆動シャフトは、前記第２のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第２のエフェクタの動作を駆動し、前記外科用器具が、第１のロックアウト及び第２のロックアウトを更に備え、前記第１のロックアウトは、前記第１のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第２のエンドエフェクタの動作をロックアウトするように構成されており、前記第２のロックアウトは、前記第２のクラッチが前記駆動シャフトと駆動係合しているときに前記第１のエンドエフェクタ機能をロックアウトするように構成されている、実施態様１に記載の外科用器具。
【０１２９】
（６）  各クラッチが、電磁石を含む、実施態様１に記載の外科用器具。
（７）  前記電磁石への電流の流れが存在しない場合、各クラッチが、係合解除状態にある、実施態様６に記載の外科用器具。
（８）  複数のロックアウトを更に備え、各ロックアウトは、対応する前記クラッチがその係合解除状態にあるとき、前記エンドエフェクタの動作のうちの１つを防止するように構成されている、実施態様７に記載の外科用器具。
（９）  前記回転する駆動シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転しない細長い部材を更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（１０）  各クラッチが、前記回転しない細長い部材に沿って配設された電磁石を含む、実施態様９に記載の外科用器具。
【０１３０】
（１１）  各クラッチが、前記回転する駆動シャフトに対して近位方向及び遠位方向に並進するように構成された、前記回転する駆動シャフトの周囲に配設された永久磁石を更に備える、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１２）  外科用器具であって、
外側シャフトと、
前記外側シャフトに連結されたエンドエフェクタと、
前記外側シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転可能な駆動シャフトと、
前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第１の動作を引き起こすように構成された、前記回転可能な駆動シャフトの遠位部分に沿って配設された第１の選択的に係合可能なクラッチと、
前記第１のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第２の選択的に係合可能なクラッチと、を備え、前記第２のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第２の動作を引き起こすように構成されている、外科用器具。
（１３）  前記第２のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第３の選択的に係合可能なクラッチを更に備え、前記第３のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの第３の動作を引き起こすように構成されている、実施態様１２に記載の外科用器具。
（１４）  前記第１の動作が、エンドエフェクタ機能の作動である、実施態様１２に記載の外科用器具。
（１５）  前記エンドエフェクタが、間に組織を把持するように構成された第１及び第２のジョーを備え、
前記エンドエフェクタ機能の作動は、前記第１及び第２のジョーを開放構成と閉鎖構成との間で移動させることを含む、実施態様１４に記載の外科用器具。
【０１３１】
（１６）  前記第２の動作が、前記エンドエフェクタの回転である、実施態様１４に記載の外科用器具。
（１７）  前記第２のクラッチの近位にある前記回転可能な駆動シャフトの一部分に沿って配設された第３の選択的に係合可能なクラッチを更に備え、前記第３のクラッチが、前記駆動シャフトからトルクを伝達して前記エンドエフェクタの関節運動を引き起こすように構成されている、実施態様１６に記載の外科用器具。
（１８）  各クラッチが、電磁石を含む、実施態様１２に記載の外科用器具。
（１９）  各電磁石が、前記駆動シャフトの内側ルーメン内に同軸状に配設された回転しない細長い部材に沿って配設されている、実施態様１８に記載の外科用器具。
（２０）  各クラッチが、前記回転する駆動シャフトの周囲に配置されており、かつ前記回転する駆動シャフトに対して近位方向及び遠位方向に並進するように構成されている、永久磁石を更に備える、実施態様１８に記載の外科用器具。
【０１３２】
（２１）  外科的方法であって、
エンドエフェクタに連結される外側シャフトの内側ルーメン内で駆動シャフトを回転させることと、
第１のクラッチを係合させて、前記駆動シャフトからトルクを伝達し、前記エンドエフェクタの第１の動作を引き起こすことと、
第２のクラッチを係合させて、前記駆動シャフトからトルクを伝達し、前記第１の動作とは異なる前記エンドエフェクタの第２の動作を引き起こすことと、を含む、外科的方法。
（２２）  第３のクラッチを係合させて、前記駆動シャフトからトルクを伝達し、前記第１の動作及び前記第２の動作とは異なる前記エンドエフェクタの第３の動作を引き起こすことを更に含む、実施態様２１に記載の外科的方法。
（２３）  前記第１の動作が、エンドエフェクタ機能の作動である、実施態様２１に記載の外科的方法。
（２４）  前記エンドエフェクタが、間に組織を把持するように構成された第１及び第２のジョーを備え、前記エンドエフェクタ機能の作動が、前記第１及び第２のジョーを開放構成と閉鎖構成との間で移動させることを含む、実施態様２３に記載の外科的方法。
（２５）  前記第２の動作が、前記エンドエフェクタの回転である、実施態様２３に記載の外科的方法。
【０１３３】
（２６）  第３のクラッチを係合させて、前記駆動シャフトからトルクを伝達し、前記エンドエフェクタの関節運動を引き起こすことを更に含む、実施態様２５に記載の外科的方法。
（２７）  前記動作を引き起こす前記クラッチが係合解除されるとき、前記エンドエフェクタを動作しないようにロックすることを更に含む、実施態様２１に記載の外科的方法。
（２８）  前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチのうちのいずれかを係合させることが、電磁石を作動させることを含む、実施態様２１に記載の外科的方法。
【図１】
2021501014.tif 000003
【図２】
2021501014.tif 000004
【図３】
2021501014.tif 000005
【図４】
2021501014.tif 000006
【図５】
2021501014.tif 000007
【図６】
2021501014.tif 000008
【図７】
2021501014.tif 000009
【図８】
2021501014.tif 000010
【図９】
2021501014.tif 000011
【図１０】
2021501014.tif 000012
【図１１】
2021501014.tif 000013
【図１２】
2021501014.tif 000014
【図１３】
2021501014.tif 000015
【図１４】
2021501014.tif 000016
【図１５】
2021501014.tif 000017
【図１６】
2021501014.tif 000018
【図１７】
2021501014.tif 000019
【図１８】
2021501014.tif 000020
【図１９】
2021501014.tif 000021
【図２０】
2021501014.tif 000022
【図２１】
2021501014.tif 000023
【図２２】
2021501014.tif 000024
【図２２Ａ】
2021501014.tif 000025
【図２３】
2021501014.tif 000026
【図２４】
2021501014.tif 000027
【図２５】
2021501014.tif 000028
【図２６】
2021501014.tif 000029
【図２７】
2021501014.tif 000030
【図２８】
2021501014.tif 000031
【図２９】
2021501014.tif 000032
【図３０】
2021501014.tif 000033
【図３１】
2021501014.tif 000034
【図３２】
2021501014.tif 000035
【図３３】
2021501014.tif 000036
【図３４】
2021501014.tif 000037
【図３５】
2021501014.tif 000038
【図３６】
2021501014.tif 000039
【図３７】
2021501014.tif 000040
【図３８】
2021501014.tif 000041
【図３９】
2021501014.tif 000042
【図４０】
2021501014.tif 000043
【図４１】
2021501014.tif 000044
【図４２】
2021501014.tif 000045
【図４３】
2021501014.tif 000046
【図４４】
2021501014.tif 000047
【図４５】
2021501014.tif 000048
【図４６】
2021501014.tif 000049
【図４７】
2021501014.tif 000050
【図４８】
2021501014.tif 000051
【図４９】
2021501014.tif 000052
【図５０】
2021501014.tif 000053
【国際調査報告】
2021501014.tif 000054
2021501014.tif 000055