(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームへの選択的な接続のための外科用システムであって、前記外科用システムは、
機器駆動装置と、
前記機器駆動装置に取り外し可能に接続可能な外科用機器と
を備え、
前記機器駆動装置は、
モーターと前記モーターから延在しているシャフトとを有しているモーターアセンブリと、
前記モーターアセンブリの前記シャフトに接続され、かつ、前記シャフトに沿って移動可能なアダプタアセンブリであって、前記アダプタアセンブリは、アダプタ本体と、前記アダプタ本体によって支持されているタブロックとを含む、アダプタアセンブリと
を含み、
前記外科用機器は、機器本体と、前記機器本体によって支持されているエンドエフェクタとを含み、前記機器本体は、前記エンドエフェクタに動作可能に関連付けられている機器タブを支持し、前記外科用機器の前記機器タブは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記アダプタアセンブリの前記アダプタ本体に対して第１の位置から第２の位置まで前記タブロックを移動させるように、前記アダプタアセンブリの前記タブロックと係合可能であり、前記機器タブは、前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着するように、前記タブロックが前記第２の位置から前記第１の位置まで移動することを可能にするように構成されている、外科用システム。
【請求項２】
前記タブロックは、前記アダプタ本体内に回転可能に支持されている、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項３】
前記タブロックは、前記第１の位置に向かって前記タブロックを付勢するように構成されているばねを含む、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項４】
前記モーターの作動は、前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着されている間、前記アダプタアセンブリおよび前記機器タブが前記機器駆動装置の長手軸に沿って前記シャフトに対して共に移動することを引き起こす、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項５】
前記機器タブは、角度付けられた表面を含み、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように構成されている、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項６】
前記タブロックは、ショルダを含み、前記ショルダは、前記機器タブの前記角度付けられた表面に接触することにより、前記タブロックが前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすに従い、前記アダプタ本体に対して前記タブロックを回転させる、請求項５に記載の外科用システム。
【請求項７】
前記アダプタ本体は、機器タブ台座を画定し、前記機器タブは、前記機器タブを前記アダプタ本体に固着するように、前記機器タブ台座内に受け入れ可能である、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項８】
前記機器駆動装置は、第２のモーターアセンブリに結合されている第２のアダプタアセンブリをさらに含み、前記外科用機器は、第２の機器タブを含み、前記機器駆動装置の前記第２のアダプタアセンブリは、前記外科用機器の前記第２の機器タブに固着するように構成されている、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項９】
前記機器駆動装置は、Ｕ字形の開口部を画定する駆動装置本体を有し、前記Ｕ字形の開口部は、その中に前記外科用機器を受け入れるように構成されている、請求項１に記載の外科用システム。
【請求項１０】
ロボット外科用アセンブリであって、前記ロボット外科用アセンブリは、
ロボットアームと、
機器タブを支持している外科用機器と、
前記ロボットアームに結合可能な機器駆動装置と
を備え、
前記機器駆動装置は、
モーターと前記モーターから延在しているシャフトとを有しているモーターアセンブリと、
前記モーターアセンブリの前記シャフトに接続され、かつ、前記シャフトに沿って移動可能なアダプタアセンブリであって、前記アダプタアセンブリは、アダプタ本体と、前記アダプタ本体によって支持されているタブロックとを含む、アダプタアセンブリと
を含み、
前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記外科用機器の前記機器タブに対して移動するに従い、前記アダプタ本体に対して第１の位置から第２の位置まで前記タブロックを移動させるように、前記機器タブと係合可能であり、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリを前記外科用機器の前記機器タブに固着するように、前記第２の位置から前記第１の位置まで移動するように構成されている、ロボット外科用アセンブリ。
【請求項１１】
前記タブロックは、前記アダプタ本体内に回転可能に支持されている、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１２】
前記タブロックは、前記第１の位置に向かって前記タブロックを付勢するように構成されているばねを含む、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１３】
前記モーターの作動は、前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着されている間、前記アダプタアセンブリおよび前記機器タブが前記機器駆動装置の長手軸に沿って前記シャフトに対して共に移動することを引き起こす、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１４】
前記機器タブは、角度付けられた表面を含み、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように構成されている、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１５】
前記タブロックは、ショルダを含み、前記ショルダは、前記機器タブの前記角度付けられた表面に接触することにより、前記タブロックが前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすに従い、前記アダプタ本体に対して前記タブロックを回転させる、請求項１４に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１６】
前記アダプタ本体は、機器タブ台座を画定し、前記機器タブは、前記機器タブを前記アダプタ本体に固着するように、前記機器タブ台座内に受け入れ可能である、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１７】
前記機器駆動装置は、第２のモーターアセンブリに結合されている第２のアダプタアセンブリをさらに含み、前記外科用機器は、第２の機器タブを含み、前記機器駆動装置の前記第２のアダプタアセンブリは、前記外科用機器の前記第２の機器タブに固着するように構成されている、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１８】
前記第１の機器タブおよび前記第２の機器タブは、エンドエフェクタに動作可能に関連付けられており、前記第１の機器タブおよび前記第２の機器タブは、前記エンドエフェクタを動作させるように独立して移動可能である、請求項１７に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項１９】
前記機器駆動装置は、Ｕ字形の開口部を画定する駆動装置本体を有し、前記Ｕ字形の開口部は、その中に前記外科用機器を受け入れるように構成されている、請求項１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
【請求項２０】
ロボット制御された機器駆動装置に外科用機器を選択的に結合するための方法であって、前記方法は、
前記機器駆動装置内に前記外科用機器を前進させることと、
アダプタアセンブリのアダプタ本体が前記外科用機器の機器タブに対して移動するに従い、前記機器タブに沿って前記アダプタアセンブリのタブロックにカムをもたらすことと、
前記アダプタアセンブリの前記アダプタ本体に対して前記アダプタアセンブリの前記タブロックを回転させることであって、前記タブロックを回転させることは、前記タブロックにカムをもたらすことによって引き起こされ、前記タブロックを回転させることは、前記機器タブが前記機器駆動装置の長手軸に沿って前記アダプタアセンブリと共に移動するように、前記機器タブを前記アダプタアセンブリに固着することを引き起こす、ことと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月１９日に出願の米国仮出願第６２／１８１，９１２号の利益及び優先権を主張し、その開示全体が参考として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
低侵襲医療処置で用いられるロボット外科用システムは、例えば、鉗子、ステープラ、または把持器具を含み得るエンドエフェクタを有するロボットアーム及び外科用機器を支持しているコンソールまたはカートを含む。ロボットアームは、外科用機器にその動作及び移動のために機械動力を提供する。各ロボットアームは、外科用機器に動作可能に接続されまたは接続可能である機器駆動装置を支持し得る。
【０００３】
ロボットシステムの使用前またはその間に、外科用機器は選択され、ロボットアームに支持されている機器駆動装置に接続される。外科用機器のある接続機構は、機器駆動装置の対応する接続機構に接合的に係合しなければならない。一旦これらの機構が接合的に係合すると、機器駆動装置は外科用機器の作動を操作することができる。しかし、機器駆動装置との外科用機器の接続及び取り外しは、困難な場合がある。
【０００４】
したがって、信頼性が高く、外科用機器の簡単かつ効率的な装着及び取り外しを可能にする、新たなロボットデバイス、システム、及び方法が望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、要求性能を満たし、機器の装着及び取り外しに関連したユーザビリティの課題を解決する実用的なアプローチを実証するロボットデバイス、システム、及び方法を記載する。一般に、本開示は、機器駆動装置及び双方向連結部を通じて機器駆動装置に連結する外科用機器を含むロボット外科用システムを記載する。外科用機器は、機器駆動装置の各種要素の遠隔操作に応答して手術を実行することが制御可能なエンドエフェクタを含む。
【０００６】
本開示の一態様によれば、ロボットアームとの選択的な接続のための外科用システムが提供される。外科用システムは、機器駆動装置及び機器駆動装置に取り外し可能に接続できてもよい外科用機器を含む。機器駆動装置は、Ｕ字形の開口部を画定する駆動装置本体を有してもよい。Ｕ字形の開口部は、外科用機器をその中に受け入れるように構成されてもよい。
【０００７】
機器駆動装置は、モーター及びモーターから延在しているシャフトを有しているモーターアセンブリを含む。アダプタアセンブリは、モーターアセンブリのシャフトに接続され、シャフトに沿って移動可動であってもよい。アダプタアセンブリは、アダプタ本体及びアダプタ本体によって支持されているタブロックを含んでもよい。アダプタ本体は、機器タブ座台を画定してもよい。いくつかの実施形態では、タブロックは、アダプタ本体に回転可能に支持されてもよい。タブロックが第１の位置の方へタブロックを付勢するように構成されているばねを含んでもよい。
【０００８】
外科用機器は、機器本体及び機器本体によって支持されているエンドエフェクタを含んでもよい。機器本体は、エンドエフェクタと動作可能に関連付けられた機器タブを支持してもよい。機器タブは、アダプタアセンブリが機器タブに対して移動するように、第１の位置から第２の位置へアダプタアセンブリのアダプタ本体に対してタブロックを移動させるように、アダプタアセンブリのタブロックと係合可能であってよい。機器タブは、機器タブがアダプタアセンブリに固着するように、タブロックが第２の位置から第１の位置への移動することを可能にするように構成されてもよい。機器タブは、アダプタ本体の機器タブ座台内に受け入れることができ、機器タブをアダプタ本体に固着させてもよい。実施形態では、機器タブがアダプタアセンブリに固着されている間、アダプタアセンブリ及び機器タブは共に移動してもよい。
【０００９】
ある実施形態では、機器タブは角度付けられた表面を含んでもよい。タブロックは、アダプタアセンブリが機器タブに対して移動するように、機器タブの角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように構成されてもよい。タブロックは、タブロックが機器タブの角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように、機器タブの角度付けられた表面に接触して、アダプタ本体に対してタブロックを回転させるショルダを含んでもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、機器駆動装置は第２のモーターアセンブリに連結されている第２のアダプタアセンブリを更に含んでもよい。外科用機器は、第２の機器タブを含んでもよい。機器駆動装置の第２のアダプタアセンブリは、外科用機器の第２の機器タブに固着するように構成されてもよい。
【００１１】
本開示の別の態様によれば、ロボット外科用アセンブリは、ロボットアーム、外科用機器、及び機器駆動装置を含む。外科用機器は、機器タブを支持してもよい。機器駆動装置は、ロボットアームに接続可能であってもよい。
【００１２】
機器駆動装置は、モーターアセンブリ及びアダプタアセンブリを含んでもよい。モーターアセンブリは、モーター及びモーターから延在しているシャフトを有してもよい。アダプタアセンブリは、モーターアセンブリのシャフトに接続され、シャフトに沿って移動可能であってもよい。アダプタアセンブリは、アダプタ本体及びアダプタ本体によって支持されているタブロックを含んでもよい。タブロックは、アダプタアセンブリが機器タブに対して移動するように、第１の位置から第２の位置へアダプタ本体に対してタブロックを移動させるように、外科用機器の機器タブと係合可能であってよい。タブロックは、第２の位置から第１の位置へ移動し、アダプタアセンブリを機器タブに固着させるように構成されてもよい。
【００１３】
実施形態では、第１及び第２の機器タブは、エンドエフェクタと動作可能に関連付けられてもよい。第１及び第２の機器タブは、エンドエフェクタを動作させるように独立して移動可能であってもよい。
【００１４】
本開示の更に別の態様によれば、ロボット制御された機器駆動装置に外科用機器を選択的に連結するための方法が提供される。本方法は、機器駆動装置に外科用機器を前進させることと、アダプタアセンブリのアダプタ本体が機器タブに対して移動するように、外科用機器の機器タブに沿ってアダプタアセンブリのタブロックにカムをもたらすことと、機器タブが機器駆動装置の長手軸に沿ってアダプタアセンブリと共に移動するように、アダプタアセンブリのアダプタ本体に対してアダプタアセンブリのタブロックを回転させて機器タブをアダプタアセンブリに固着することと、が含まれ得る。
【００１５】
他の態様、機構、及び利点は、以下の説明、図、及び特許請求の範囲から明らかであろう。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
ロボットアームへの選択的な接続のための外科用システムであって、前記外科用システムは、
モーター及び前記モーターから延在しているシャフトを有しているモーターアセンブリと、
前記モーターアセンブリの前記シャフトに接続され、該シャフトに沿って移動可能なアダプタアセンブリであって、前記アダプタアセンブリは、アダプタ本体及び前記アダプタ本体によって支持されているタブロックを含んでいる、アダプタアセンブリと、を含む機器駆動装置と、
前記機器駆動装置に取り外し可能に接続可能な外科用機器と、を備え、前記外科用機器は機器本体及び前記機器本体によって支持されているエンドエフェクタを含み、前記機器本体は前記エンドエフェクタと動作可能に関連付けられた機器タブを支持し、前記外科用機器の前記機器タブは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記アダプタアセンブリの前記アダプタ本体に対して第１の位置から第２の位置に前記タブロックを移動させるように、前記アダプタアセンブリの前記タブロックと係合可能であり、前記機器タブは前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着するように、前記タブロックが前記第２の位置から前記第１の位置に移動することを可能にするように構成されている、外科用システム。
（項目２）
前記タブロックが前記アダプタ本体に回転可能に支持されている、項目１に記載の外科用システム。
（項目３）
前記タブロックが前記第１の位置の方へ前記タブロックを付勢するように構成されているばねを含む、項目１に記載の外科用システム。
（項目４）
前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着されている間、前記アダプタアセンブリ及び前記機器タブが共に移動する、項目１に記載の外科用システム。
（項目５）
前記機器タブは角度付けられた表面を含み、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように構成されている、項目１に記載の外科用システム。
（項目６）
前記タブロックは、前記機器タブの前記角度付けられた表面に接触して、前記タブロックが前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすに従い、前記アダプタ本体に対して前記タブロックを回転させるショルダを含む、項目５に記載の外科用システム。
（項目７）
前記アダプタ本体が機器タブ台座を画定し、前記機器タブを前記アダプタ本体に固着するように、前記機器タブが前記機器タブ台座内に受け入れ可能である、項目１に記載の外科用システム。
（項目８）
前記機器駆動装置が、第２のモーターアセンブリと連結されている第２のアダプタアセンブリを更に含み、前記外科用機器が第２の機器タブを含み、前記機器駆動装置の前記第２のアダプタアセンブリが、前記外科用機器の前記第２の機器タブに固着するように構成されている、項目１に記載の外科用システム。
（項目９）
前記機器駆動装置がＵ字形の開口部を画定する駆動装置本体を有し、前記Ｕ字形の開口部が前記外科用機器をその中に受け入れるように構成されている、項目１に記載の外科用システム。
（項目１０）
ロボットアームと、
機器タブを支持している外科用機器と、
前記ロボットアームに連結可能な機器駆動装置と、を備え、前記機器駆動装置は、
モーター及び前記モーターから延在しているシャフトを有しているモーターアセンブリと、
前記モーターアセンブリの前記シャフトに接続され、該シャフトに沿って移動可能なアダプタアセンブリを含み、前記アダプタアセンブリは、アダプタ本体及び前記アダプタ本体によって支持されているタブロックを含み、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記アダプタ本体に対して第１の位置から第２の位置に前記タブロックを移動させるように、前記外科用機器の前記機器タブと係合可能であり、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリを前記外科用機器の前記機器タブに固着するように、前記第２の位置から前記第１の位置に移動するように構成されている、ロボット外科用アセンブリ。
（項目１１）
前記タブロックが前記アダプタ本体に回転可能に支持されている、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１２）
前記タブロックが前記第１の位置の方へ前記タブロックを付勢するように構成されているばねを含む、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１３）
前記機器タブが前記アダプタアセンブリに固着されている間、前記アダプタアセンブリ及び前記機器タブが共に移動する、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１４）
前記機器タブは角度付けられた表面を含み、前記タブロックは、前記アダプタアセンブリが前記機器タブに対して移動するに従い、前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすように構成されている、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１５）
前記タブロックは、前記機器タブの前記角度付けられた表面に接触して、前記タブロックが前記機器タブの前記角度付けられた表面に沿ってカムをもたらすに従い、前記アダプタ本体に対して前記タブロックを回転させるショルダを含む、項目１４に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１６）
前記アダプタ本体が機器タブ台座を画定し、前記機器タブを前記アダプタ本体に固着するように、前記機器タブが前記機器タブ台座内に受け入れ可能である、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１７）
前記機器駆動装置が、第２のモーターアセンブリと連結されている第２のアダプタアセンブリを更に含み、前記外科用機器が第２の機器タブを含み、前記機器駆動装置の前記第２のアダプタアセンブリが、前記外科用機器の前記第２の機器タブに固着するように構成されている、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１８）
前記第１及び第２の機器タブがエンドエフェクタと動作可能に関連付けられ、前記第１及び第２の機器タブが前記エンドエフェクタを動作させるように独立して移動可能である、項目１７に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目１９）
前記機器駆動装置がＵ字形の開口部を画定する駆動装置本体を有し、前記Ｕ字形の開口部が前記外科用機器をその中に受け入れるように構成されている、項目１０に記載のロボット外科用アセンブリ。
（項目２０）
ロボット制御された機器駆動装置に外科用機器を選択的に連結するための方法であって、前記方法は、
前記機器駆動装置内に前記外科用機器を前進させることと、
アダプタアセンブリのアダプタ本体が機器タブに対して移動するに従い、前記外科用機器の前記機器タブに沿って前記アダプタアセンブリのタブロックにカムをもたらすことと、
前記機器タブが前記機器駆動装置の長手軸に沿って前記アダプタアセンブリと共に移動するように、前記アダプタアセンブリの前記アダプタ本体に対して前記アダプタアセンブリの前記タブロックを回転させて、前記機器タブを前記アダプタアセンブリに固定することと、を含む、方法。
【００１６】
本明細書に組み込まれると共に本明細書の一部を成す添付の図面は、本開示の実施形態を示すものであり、上記の本開示の一般的説明、及び以下の開示の詳細な説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示によるロボット外科用システムの略図である。
【図２】ロボットアームに装着させ示されるロボット外科用システムの外科用アセンブリを備える図１のロボット外科用システムのロボットアームの斜視図である。
【図３】外科用アセンブリの機器駆動装置に連結されている外科用アセンブリの外科用機器を示している図２の外科用アセンブリの近位部分の断面斜視図である。
【図４】外科用アセンブリの機器駆動装置に連結されている外科用アセンブリの外科用機器を示している図２の外科用アセンブリの近位部分の断面斜視図である。
【図５】図３及び４に示される機器駆動装置のアダプタアセンブリのアダプタ本体の拡大斜視図である。
【図６】図３及び４に示される機器駆動装置のアダプタアセンブリのタブロックの斜視図である。
【図７Ａ】図３及び４に示される外科用機器の近位部分の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの外科用機器の機器タブの斜視図である。
【図８】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図９】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図１０】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図１１】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図１２】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図１３】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【図１４】共に連結されている図３及び４の外科用アセンブリの構成要素を例示している断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示の実施形態は、同様の参照番号が各いくつかの図で同一または対応する要素を示す図を参照して詳細に記載される。本明細書において、用語「遠位」または「先端」とは、システム、アセンブリ、デバイス、及び／またはその構成要素のユーザから更に遠いその部分を指し、一方、用語「近位」または「終端」とは、システム、アセンブリ、デバイス、及び／またはその構成要素のユーザにより近いその部分を指す。本明細書において、用語「臨床医」とは、医師、看護士、または他の介護士を指し、支援要員を含んでもよい。本明細書において、用語「被検者」とは、ヒト患者または他の動物を指す。
【００１９】
図１及び２を参照すると、１つ以上のロボットアーム３を有しているロボットアームアセンブリ２を含むロボット外科用システム１が提供される。ロボット外科用システム１は、制御デバイス４及び制御デバイス４と連結した操作コンソール５を更に含む。操作コンソール５は、表示デバイス６及び手動入力デバイス７、８を含み、制御デバイス４を介して、ロボットアームアセンブリ２、またはその構成要素を臨床医により遠隔操作することが可能である。
【００２０】
各ロボットアーム３は、関節部３ｄ、３ｅ、及び３ｆのような任意の数の関節部を通じて接続されている、要素３ａ、３ｂ、３ｃのような単一または複数の要素を含んでもよい。各ロボットアーム３はまた、機器装着部３ｇを含んでもよい。ロボット外科用システム１はまた、各ロボットアーム３の遠位端に接続している外科用アセンブリ１０を含む。外科用アセンブリ１０は、ロボットアーム３の機器装着部３ｇに取り外し可能に連結されている機器駆動装置１００と、機器駆動装置１００に取り外し可能に連結されている外科用機器２００とを含む。外科用機器２００は、その先端または遠心端に支持されているエンドエフェクタ２０２を含む。外科用機器２００は、外科用危機２００の先端（遠位端）と終端（近位端）との間に延在する長手軸「Ｘ１」それによって画定する。
【００２１】
ロボットアーム３は、制御デバイス４に接続している電気駆動装置（図示せず）によって駆動されてもよい。制御デバイス４（例えば、コンピュータ）は、例えば、コンピュータプログラムによって、ロボットアーム３のそれぞれの外科用アセンブリ１０が、手動入力デバイス７、８よって画定されている移動に従って所望の移動を遂行するように、電気駆動装置を起動させるために設定される。制御デバイス４はまた、ロボットアーム３及び／または電気駆動装置の移動を調節するために設定されてもよい。
【００２２】
ロボット外科用システム１は、例えば、外科用機器２００のエンドエフェクタ２０２を介して低侵襲処置を実施するように、患者テーブル９に横たわっている患者「Ｐ」上で使用するように構成されている。ロボット外科用システム１は、任意の数のロボットアーム３を含んでもよい。いかなる追加のロボットアームもまた、制御デバイス４に接続し、操作コンソール５及び／または制御デバイス４によって遠隔操作可能であってもよい。１つ以上の追加の外科用アセンブリ１０、機器駆動装置１００、及び／または外科用機器２００は、追加のロボットアーム３に取り付けられてもよい。
【００２３】
制御デバイス４は、ロボットアーム３に連結された一つ以上の接続部材「ＣＭ」（例えば、ケーブル、ロッドなど）の押し込み部及び／またはけん引部を駆動するように構成される任意の数のモーター（モーター１・・・ｎ）を制御してもよい。使用中に、これらの接続部材「ＣＭ」が押され及び／または引っ張られながら、接続部材「ＣＭ」はロボットアーム３の動作及び／または移動をもたらす。制御デバイス４は、１つ以上のロボットアーム３の動作及び／または移動を調整するために、各種のモーター（モーター１・・・ｎ）の起動を調整して、１つ以上の接続部材「ＣＭ」の押し込み部及び／またはけん引部の移動を調整することが意図されている。
【００２４】
制御デバイス４は、設定された命令に従って計算を行い、かつ／または動作するように適合されている任意の好適な論理制御回路を含むことができる。制御デバイス４は、無線（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、ブルートゥース（登録商標）、ＬＴＥ（商標）など）及び／または有線接続のいずれかを介して、遠隔システム「ＲＳ」と通信するように構成されることができる。遠隔システム「ＲＳ」は、ロボット外科用システム１の各種要素、アルゴリズム、及び／または動作に関連したデータ、命令、及び／または情報を含むことができる。遠隔システム「ＲＳ」は、任意の好適な電子サービス、データベース、プラットフォーム、クラウド「Ｃ」、等を含むことができる。制御デバイス４は、記憶装置に使用可能な状態で接続されている中央演算処理装置を含んでもよい。記憶装置は、一過性型記憶装置（例えば、ＲＡＭ）及び／または非一過性型記憶装置（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、記憶装置は、遠隔システム「ＲＳ」の一部であり、及び／または使用可能な状態で連結されている。
【００２５】
制御デバイス４は、駆動回路などを介して、ロボット手術システム１の構成要素とインターフェースするための任意の数の入力及び/または出力含むことができる。制御デバイス４は、入力信号を受信し及び／または出力信号を生成して、ロボット外科用システム１の１つ以上の各種要素（例えば、１つ以上のモーター）を制御するように構成されることができる。出力信号は、ユーザによって予めプログラムされ及び／または入力され得るアルゴリズムの命令を含み及び／または基づくことができる。制御デバイス４は、遠隔システム「ＲＳ」に連結され得るユーザーインターフェース（例えば、スイッチ、ボタン、タッチスクリーンなどの操作コンソール５）から任意の数のユーザ入力に応じるように構成されることができる。
【００２６】
データベース４ａは、制御デバイス４に直接に及び／または間接的に連結されることができる。データベース４ａは、生物及び／または解剖学的地図から術前データを記憶するように構成されることができる。データベース４ａは、例えば、外科用システム１の１つ以上の構成要素（例えば、外科用アセンブリ１０、エンドエフェクタ２０２、接続部材ＣＭ、その他）の各種条件の実時間及び／または手術時のデータを記憶するように構成されてよい。データベース４ａは、遠隔システム「ＲＳ」の一部であり、及び／または動作可能に連結されることが可能な記憶装置を含むことができる。２０１１年１１月３日に出願の「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ」と称する米国特許公報第２０１２／０１１６４１６号を参照することができ、類似のロボット外科用システムの構造及び動作の詳細な論議として、全内容が参照として本明細書に組み込まれている。
【００２７】
図２及び３を参照すると、機器駆動装置１００はＵ字形の本体またはハウジング１０２を含む。本体１０２は、上側表面１０２ａ、下側表面１０２ｂ、外側表面１０２ｃ、及び内側表面１０２ｄを含む。外側及び内側表面１０２ｃ、１０２ｄは、上側と下側表面１０２ａ、１０２ｂとの間に延在し、本体１０２の下側及び上側部分１０２ｅ、１０２ｆを画定する。内側表面１０２ｄは、上側表面１０２ａから上側及び下側部分１０２ｅ、１０２ｆを通じて、本体１０２の下側部分１０２ｅに形成された床面１０２ｈに延在するＵ字形のチャネル１０２ｇを画定する。Ｕ字型チャネル１０２ｇは、そこに外科用機器２００を受け入れるように構成されている。床面１０２ｈは、本体１０２の下側表面１０２ｂを通じて開く中央部開口（図示せず）それによって画定する。上側及び下側部分１０２ｅ、１０２ｆは、本体１０２の内側表面１０２ｃに対向したチャネル１０２ｉを画定する。各対向したチャネル１０２ｉは、床面１０２ｈから上側部分１０２ｆ上の一対のテーパー面１０２ｊまで長手方向に延在し、２つの対向した一対のテーパー面１０２ｋ、１０２ｌを形成する。
【００２８】
図４を参照すると、外科用アセンブリ１０の機器駆動装置１００は、本体１０２内で支持されているモーターアセンブリ１０３を更に含む。各モーターアセンブリ１０３は、そこから延在しているモーター１０４及びシャフト１０６を含む。アダプタアセンブリ１０７は、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６で移動可能に支持され、アダプタ本体１０８及びアダプタ本体１０８に回転可能に支持されているタブロック１１０を含む。アダプタアセンブリ１０７は、シャフト１０６がモーターアセンブリ１０３のモーター１０４の起動に応答して回転するように、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６に通過可能に連結され、アダプタアセンブリ１０７がモーターアセンブリ１０３のシャフト１０６に沿って軸方向に並進する。
【００２９】
図５に示すように、アダプタアセンブリ１０７のアダプタ本体１０８は、ブロックフレーム１０８ａを含み、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０をその中に受け入れるように構成されているタブロックチャネル１０８ｂを、それを通じて画定する。アダプタ本体１０８は、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６を受け入れるように構成されているシャフトチャネル１０８ｃを、それを通じて更に画定する。アダプタ本体１０８は、ブロックフレーム１０８ａ内の機器タブ座台１０８ｄを画定し、外科用機器２００の機器タブ２２０（図７Ａ及び７Ｂを参照）を支持する低部表面１０８ｇを有する。アダプタアセンブリ１０７のアダプタ本体１０８はまた、タブロック１１０は、アダプタ本体１０８のタブロックチャネル１０８ｂに配置されると共に、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０を支持する上部支持表面１０８ｆを含む。アダプタ本体１０８の上部支持表面１０８ｆは、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０の回転移動を制限する停止壁１０８ｉを含む。１つ以上の管部材１０８ｈは、アダプタアセンブリ１０７のアダプタ本体１０８に支持され、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６を受け入れるように配置される。管部材１０８ｈは、シャフト１０６が時計回りまたは反時計回り方向に回転するに従い、アダプタアセンブリ１０７はモーターアセンブリ１０３のシャフト１０６に沿って軸方向に並進することができるように、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６のねじ切り部と通過可能に係合するねじ切り部を含む。
【００３０】
図６を参照すると、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０は、支持脚１１０ａ及び支持脚１１０ａに固着されたロックアーム１１０ｂを含む。タブロック１１０の支持脚１１０ａは、長手軸「Ｘ２」それ通じて画定し、タブロック１１０のロックアーム１１０ｂは、長手軸「Ｘ２」のまわりの支持脚１１０ａに対して回転可能であってもよい。いくつかの実施形態では、タブロック１１０のロックアーム１１０ｂ及びタブロック１１０の支持脚１１０ａが、長手軸「Ｘ２」のまわりを一緒に回転する。ばね１１０ｃは、タブロック１１０の支持脚１１０ａがアダプタ本体１０８のタブロックチャネル１０８ｂに配置される間、タブロック１１０に支持され、アダプタ本体１０８の停止壁１０８ｉと反対方向にロックアーム１１０ｂを付勢するように配置される。タブロック１１０のばね１１０ｃは、ねじりばねでもよい。
【００３１】
タブロック１１０のロックアーム１１０ｂは、ロックアーム１１０ｂから遠位に延在するフィンガ１１０ｄを含む。ロックアーム１１０ｂは、フィンガ１１０ｄに隣接して支持されているショルダ１１０ｅを更に含む。ロックアーム１１０ｂのショルダ１１０ｅは、丸められて及び／または面を取られてもよい。ロックアーム１１０ｂは、アダプタ本体１０８及び上部表面１１０ｇの上部支持表面１０８ｆに係合する低部表面１１０ｆを含む。ロックアーム１１０ｂは、ロックアーム１１０ｂのショルダ１１０ｅに隣接して、第１の側面１１０ｈ及び第２の側面１１０ｉを更に含む。ロックアーム１１０ｂの第２の側面１１０ｉは、アダプタ本体１０２の停止壁１０８ｉと選択的に係合可能である。ロックアーム１１０ｂは、第２の側面１１０ｉがアダプタ本体１０２の停止壁１０８ｉ及び後部表面１１０ｋと係合される間、外科用機器２００に面するように配置されている前部表面１１０ｊを更に含む。
【００３２】
図７Ａ及び７Ｂを参照すると、外科用アセンブリ１０の外科用機器２００は、機器本体２１０からエンドエフェクタ２０２（図２を参照）へ遠位に延在する機器本体２１０及び機器シャフト２１２を含む。再び図３を簡単に参照すると、以下で詳細に記載するように、機器本体２１０もまた、例えば、臨床医の指または他の器具によって、機器駆動装置１００内へ／から外科用機器２００の挿入及び／または取り外しを容易にするために、係合されることができる機器本体２１０に把持開口部２１０ａを画定する。
【００３３】
図７Ａを参照すると、外科用機器２００の機器本体２１０は、本体部分２１４及び本体部分２１４で支えられているヘッド部分２１６を含む。機器本体２１０の本体部分２１４は、それに沿って長手方向に延在するチャネル２１４ａをそこに画定する。機器本体２１０の本体部分２１４は、その外側表面から本体部分２１４に沿って長手方向に延在するフランジ２１８を更に含む。第１のフランジ２１８ａだけが図７Ａに示されるが、第１のフランジ２１８ａに類似している第２のフランジは、第１のフランジ２１８ａとの鏡面関係で本体部分２１４の反対側に配置されている。
【００３４】
図２〜４を再び参照すると、外科用機器２００の機器シャフト２１２及びエンドエフェクタ２０２は、外科用機器２００の機器本体２１０は、機器駆動装置１００のＵ字形のチャネル１０２ｇから挿入され及び／または取り出されるように、機器駆動装置１００の本体１０２の床面１０２ｈの中央部開口部を通じて受け入れることができる。機器駆動装置１００の２つの対向した対のテーパー面１０２ｋ、１０２ｌによって導かれ、外科用機器１００のフランジ２１８は、機器駆動装置１００の側部チャンネル１０２ｉ内に受け入れることができて、機器駆動装置１００のＵ字形のチャネル１０２ｇ内で外科用機器２００の機器本体２１０を支持する。フランジ２１８は、外科用機器２００のフランジ２１８は、機器駆動装置１００の側部チャンネル１０２ｉ内で受け入れられると共に、機器駆動装置１００と同軸配置の外科用機器２００を維持するように構成されている。
【００３５】
図７Ａ及び７Ｂを再度参照すると、外科用機器２００は、外科用機器２００の機器本体２１０の各チャネル２１４ａに摺動可能に支持されている機器タブ２２０を更に含む。外科用機器２００は、任意の数の機器タブ２２０を含んでもよく、任意の数のチャネル２１４ａを画定し、機器本体２１０及び／または長手軸「Ｘ１」の本体部分２１４まわりに離隔した位置で機器タブ２２０を収容してもよい。
【００３６】
図７Ｂに示すように、外科用機器２００の各機器タブ２２０は、上側表面２２０ａ、下側表面２２０ｂ、第１の側面２２０ｃ、及び第２の側面２２０ｄを含む。機器タブ２２０は、接続部材２２６よって接続されている前面２２２及び後面２２４を含む。機器タブ２２０の前面２２２は、下側表面２２０ｂから、前面２２２にわたって、上側表面２２０ａの方へ延在する角度付けられた表面２２２ａを画定する。機器タブ２２０の後面２２４は、外科用機器２００の接続部材「ＣＭ」をその中に受け入れるチャネル２２４ａを、それを通じて画定する。後面２２４は、角度付けられた側面２２４ｂを含む。機器タブ２２０の一対の横溝２２８ａ、２２８ｂは、機器タブ２２０の前面と後面との２２２、２２４との間に機器タブ２２０の第１及び第２の側面２２０ｃ、２２０ｄで画定される。機器タブ２２０の一対の横溝２２８ａ、２２８ｂは、機器本体２１０の本体部分２１４と係合可能であることで、外科用機器２００のそれぞれの機器タブ２２０が機器本体２１０のチャネル２１４ａのそれぞれ１つに沿って軸方向に摺動することを可能にする。
【００３７】
図３、４及び８〜１４を参照すると、外科用機器２００の機器タブ２２０に機器駆動装置１００のアダプタアセンブリ１０７を連結するために、外科用機器２００の機器本体２１０は、機器駆動装置１００のＵ字形のチャネル１０２ｇに前進させる。外科用機器２００の機器本体２１０は、機器駆動装置１００のＵ字形のチャネル１０２ｇに前進させるに従い、外科用機器２００の機器本体２１０の低部表面は、機器駆動装置１００の床面１０２ｈに接触するまで、外科用機器２００のフランジ２１８は、機器駆動装置１００の対向したチャネル１０２ｉに沿って摺動する。機器駆動装置１００のそれぞれのモーターアセンブリ１０３のシャフト１０６の下部に配置されている機器駆動装置１００の１つ以上のアダプタアセンブリ１０７と共に、それぞれのモーターアセンブリ１０３のモーター１０４は、それぞれのモーターアセンブリ１０３のシャフト１０６を回転させるように作動させ、それによって、機器駆動装置１００の床面１０２ｈから上方に及び／または離れて機器駆動装置１００のそれぞれのアダプタアセンブリ１０７を軸方向に移動させている。
【００３８】
図１０Ａ〜１２Ｂに示されるように、モーターアセンブリ１０３のモーター１０４（例えば、上方へ）の方の機器駆動装置１００のアダプタアセンブリ１０７の移動は、タブロック１１０のショルダ１１０ｅが、機器タブ２２０の前面２２２の角度付けられた表面２２２ａに沿って、カムをもたらすように、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０のショルダ１１０ｅに外科用機器２００の機器タブ２２０の前面２２２の角度付けられた表面２２２ａに接触させる。矢印「Ａ」に示されるように、機器駆動装置１００のタブロック１１０のロックアーム１１０ｂは、第１の位置から及びアダプタアセンブリ１０７の停止壁１０８ｉから離れて第２の位置の方へタブロック１１０の長手軸「Ｘ２」のまわりを回転する。タブロック１１０のロックアーム１１０ｂがアダプタアセンブリ１０７の停止壁１０８ｉから離れて回転するに従い、タブロック１１０のばね１１０ｃは、タブロック１１０のロックアーム１１０ｂに付勢する力を行使する。第１と第２の位置との間のタブロック１１０の回転は、タブロック１１０のショルダ１１０ｅが外科用機器２００の機器タブ２２０の前面２２２の角度付けられた表面２２２ａに沿ってカムするに従いもたらされる。
【００３９】
機器駆動装置１００のタブロック１１０のロックアーム１１０ｂが、アダプタアセンブリ１０７のアダプタ本体１０８の停止壁１０８ｉと反対方向に第１の位置（例えば、初期位置）から離れて回転する間、外科用機器２００の機器タブ２２０は、アダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄ内に受け入れられる。完全にはめ込められた位置では、外科用機器２００の機器タブ２２０の下側表面２２０ｂは、アダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄの低部表面１０８ｇに接触する。一旦、外科用機器２００の機器タブ２２０が機器駆動装置１００の機器タブ座台１０８ｄ内に完全にはめ込まれ、アダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０のロックアーム１１０ｂの低部表面１１０ｆが外科用機器２００の機器タブ２２０の上側表面２２０ａ上に現れると、タブロック１１０のばね１１０ｃからの付勢力が、外科用機器２００の機器タブ２２０上のタブロック１１０のロックアーム１１０ｂを回転させ、矢印「Ｂ」に示されるように、タブロック１１０の第２の位置から、タブロック１１０の第１の位置（例えば、アダプタ本体１０８の停止壁１０８ｉと反対方向に）の方へ戻る。
【００４０】
図１３を参照すると、一旦、機器駆動装置１００のタブロック１１０のロックアーム１１０ｂは外科用機器２００の機器タブ２２０がアダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄに完全にはめ込まれた状態で第１の位置に戻ると、タブロック１１０のロックアーム１１０ｂの低部表面１１０ｆは、タブロック１１０のフィンガ１１０ｄがアダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄを覆い、アダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄ内に外科用機器２００の機器タブ２２０を固着するように、機器タブ２２０の上側表面２２０ａに接触する。外科用機器２００の機器タブ２２０がアダプタアセンブリ１０７の機器タブ座台１０８ｄ内に固着された状態で、モーターアセンブリ１０３の作動は、矢印「Ｃ」に示されるように、アダプタアセンブリ１０７と共に機器タブ２２０を軸方向に並進させる。より詳しくは、モーターアセンブリ１０３のモーター１０４の作動は、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６を回転させて、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６に沿って、アダプタアセンブリ１０７のねじ付き管部材１０８ｈを介して、アダプタアセンブリ１０７を軸方向に駆動する。アダプタアセンブリ１０７の軸方向移動は、外科用機器２００の機器本体２１０に対して外科用機器２００の機器タブ２２０の付随する軸方向移動を与える。上記のように、外科用機器２００の機器タブ２２０の軸方向移動は、外科用機器２００のエンドエフェクタ２０２にエンドエフェクタ２０２の動作をもたらせる。
【００４１】
図１４に示すように、機器駆動装置１００の任意の数のアダプタアセンブリ１０７は、外科用機器２００のそれぞれの機器タブ２２０に連結されることができ、上記のように、エンドエフェクタ２０２が各種の機能、例えば把持、関節動作、回転などを実行することを可能にする。
【００４２】
図２〜１４を参照すると、外科用機器２００のそれぞれの機器タブ２２０から、機器駆動装置１００の１つ以上のアダプタアセンブリ１０７を解放し及び／または外すことは、それぞれのアダプタ１０７のタブロック１１０、外科用機器２００のそれぞれの機器タブ２２０が機器駆動装置１００のそれぞれのアダプタ１０７の機器タブ座台１０８ｄから切り離されることができるように、タブロック１１０の第２の位置の方へ手動で及び／または電子的に回転して戻ることができる。実施形態では、アダプタアセンブリ１０７の１つ以上の構成要素（例えば、１つ以上の管部材１０８ｈ及び／またはアダプタアセンブリ１０７のタブロック１１０）は、機器駆動装置１００のモーターアセンブリ１０３が電子的に１つ以上のタブロック１１０を回転させることを可能にするために協働するもう一つのギア、歯、ベアリング、ばねなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の独立したモーターアセンブリ１０３は、それぞれのアダプタ本体１０８に対してタブロック１１０を電子的に回転させるために、タブロック１１０と連結され及び／または係合可能であってよい。ある実施態様では、アダプタアセンブリ１０７は、モーターアセンブリ１０３のシャフト１０６で支持されている係合ギア（図示せず）に前進して、モーターアセンブリ１０３がタブロック１１０を電子的に回転させることを可能にするために、アダプタ本体１０８及び／またはタブロック１１０と関連付けられた伝動装置アセンブリ（図示せず）を係合してもよい。
【００４３】
一旦、外科用機器２００の各機器タブ２２０がそのそれぞれのアダプタアセンブリ１０７から切り離されると、外科用機器２００は、例えば、機器交換を実行するために、機器駆動装置１００から切り離されることができる。
【００４４】
機器駆動装置１００の１つ以上のアダプタアセンブリ１０７は、１つ以上のその他のアダプタアセンブリ１０７から独立している外科用機器２００のそれらそれぞれの機器タブ２２０に連結され及び／またはから外されることができる。更に、及びまたは、あるいは、２つ以上のアダプタアセンブリ１０７は、それらそれぞれの機器タブ２２０に同時に連結され及び／またはから外されることができる。
【００４５】
当業者は、本明細書で明確に記載され、添付の図面に示される構造及び方法が、非限定の例示的な実施形態であり、説明、開示、及び図は、単に代表的な特定の実施形態として解釈されるべきものと理解するであろう。したがって、本開示が記載した厳密な実施形態に限定されず、様々な他の変更及び修正が、本開示の範囲または精神から逸脱しない範囲で当業者によってもたらされ得ることを理解されるべきである。更に、特定の実施形態に関連して示されまたは記載されている要素及び特徴は、本開示の範囲から逸脱しない範囲で、特定の他の実施形態の要素及び特徴と組み合わせてよく、このような修正及び変更も、本開示の範囲内に含まれる。したがって、本開示の目的は、特に図と共に記載されることによって限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
0006771494.tif 000013
【図１１】
0006771494.tif 000014
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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