(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用ロボット制御システムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ソケットに連結されたコントローラであって、前記ソケットは手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容して外科用器具の機能を制御し、前記外科用器具は、エンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを備え、前記機械式インターフェースは、前記コントローラに動作可能に連結されている、コントローラと、
前記コントローラ及び前記ソケットに連結された少なくとも１つのセンサであって、前記少なくとも１つのセンサは、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、前記外科用器具の前記動きに対応する複数の電気信号に変換する、少なくとも１つのセンサと、
前記コントローラに電気的に連結され、前記外科用器具の所定の機能に関連付けられているフィードバックをユーザーに提供する少なくとも１つのフィードバック装置と、を含み、
前記フィードバック装置が、触覚フィードバックを前記ユーザーに提供するための、少なくとも１つの触覚フィードバック装置であり、
前記外科用器具の前記所定の機能が、組織部位へのエネルギーの供給を含み、
前記少なくとも１つの触覚フィードバック装置が、前記エンドエフェクタによって前記組織部位に供給されたエネルギーレベルに比例する温度勾配を生成するための１つの熱素子を含み、
前記熱素子が、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの外面を覆って配置されるスリーブである、外科用ロボット制御システム。
【請求項２】
前記ソケットに連結された手持ち式外科用ユーザーインターフェースを含み、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースは、外科用器具の機能を制御し、前記外科用器具は、エンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含み、前記機械式インターフェースは、前記コントローラに動作可能に連結されている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記外科用器具の、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースとの互換性を示す信号を生成する外科用器具互換性ロジックを含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサが、６自由度の入力装置を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
前記コントローラに連結されて動き比率を調整する感度ノブを含み、前記動き比率が、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きと前記外科用器具の動きとの比率である、請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】
前記動き比率が１：１の最大動き比率を有する、請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記スリーブは、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェース上に摺動可能に受容される、請求項１に記載の制御システム。
【請求項８】
前記フィードバック装置が、前記外科用ロボットの少なくとも１つの所定の状態に基づいて聴覚信号を前記ユーザーに提供するための可聴フィードバック装置を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項９】
前記フィードバック装置が、前記外科用ロボットの少なくとも１つの所定の状態に基づいて視覚表示を前記ユーザーに提供するための視覚フィードバック装置を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
前記少なくとも１つのセンサに動作可能に連結されたレバーであって、前記少なくとも１つのセンサは、旋回点を中心とする前記レバーの動きを検出し、前記旋回点を中心とする遠位方向への動きは、前記外科用器具の遠位方向への動きに対応し、前記旋回点を中心とする近位方向への動きは前記外科用器具の近位方向への動きに対応し、前記旋回点を中心とする前記遠位方向に対して横方向の動きは前記外科用器具の回転に対応する、レバーと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具の動作を制御するよう構成されたトリガと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具に連結されたエネルギー源を制御するスイッチと、を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項１１】
前記レバーが、前記旋回点を中心として回転可能である、請求項１０に記載の制御システム。
【請求項１２】
前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
外科用装置ハンドルを含み、前記外科用装置ハンドルが、
近位端及び遠位端を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記遠位端に回転可能に連結されて前記外科用器具の回転方向を制御する回転ノブと、
本体の中間に回転可能に連結されて前記外科用器具の関節方向を制御する関節ノブと、
ハンドピースに動作可能に連結されて前記外科用器具の機能を制御するトリガと、を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項１３】
前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、トリガを含み、前記トリガが、
第１の長さを有する近位トリガ部分と、
第２の長さを有する遠位部分を含む遠位トリガフックと、を含み、前記第２の長さは、前記第１の長さ未満であり、前記遠位トリガフックは、前記近位トリガ部分に連結されている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項１４】
ロボット外科用システムであって、
外科用器具を含む外科用ロボットであって、前記外科用器具はエンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含む、外科用ロボットと、
請求項１〜１３の何れか１項に記載の制御システムと、を含む、ロボット外科用システム。
【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、以下の同時出願の米国特許出願に関連し、これらは本明細書において参照としてその全体が組み込まれる：
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｌｏｃｋｏｕｔ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４３ＵＳＮＰ／１１０３８９号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｃｌｏｓｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４４ＵＳＮＰ／１１０３９０号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ６４２３ＵＳＮＰ／１１０３９２号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｓｔａｌｌｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ６８１９ＵＳＮＰ／１１０３９３号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４７ＵＳＮＰ／１１０３９４号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｓｔａｌｌｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  Ｊａｗ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７２４８ＵＳＮＰ／１１０３９５号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４９ＵＳＮＰ／１１０３９６号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０５０ＵＳＮＰ／１１０３９７号、及び
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｆｌｕｉｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０５１ＵＳＮＰ／１１０３９９号。
【背景技術】
【０００２】
本開示は広義には、ロボット外科用の分野に関する。具体的には、本開示は、限定するものではないがロボット制御式の外科用器具に関する。より詳細には、本開示は、独占的ではないが、ロボット外科用システムを制御する触覚フィードバックを有する制御システムに関する。
【０００３】
超音波メスなどの超音波外科用装置は、これらの固有の性能特性のために、外科的処置において多く使用されている。特定の装置構成及び外科用パラメータにより、超音波外科用装置は組織の実質的に同時の切除及び凝固によるホメオスタシスを提供することができ、望ましくは患者の外傷を最小化する。超音波外科用装置は、近位に配置された超音波変換器、並びに組織を切断及び封止するために、遠位に取り付けられたエンドエフェクタを有する超音波変換器に連結された器具を含む。エンドエフェクタは一般的に、シャフトを介してハンドル及び／又はロボット外科用器具のいずれかに連結されている。ブレードは、シャフトを通して延びる導波管を介して、変換器に音響的に連結されている。この性質の超音波外科用装置は、開腹外科用途、腹腔鏡、又は内視鏡外科処置（ロボット支援手術を含む）のために構成され得る。
【０００４】
超音波エネルギーは、電気外科的処置にて使用されるものより低い温度を使用して、組織を切断して凝固させる。高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動する超音波ブレードは、組織内のタンパク質を変性して、べったりとした凝塊を形成する。ブレード表面が組織に加える圧力は血管を崩壊させ、凝塊が止血封止を形成させる。外科医は、エンドエフェクタによって組織に適用される力による切断速度及び凝固、力が適用される時間、及び選択されるエンドエフェクタの実行レベルを制御することができる。
【０００５】
また、電気外科用装置が多くの外科的用途に使用される。電気外科的装置は、組織を治療するために電気エネルギーを組織に適用する。電気外科用装置は、１つ又は２つ以上の電極を含む、遠位に取り付けられたエンドエフェクタを有する器具を備え得る。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に対して位置付けられ得る。電気外科用装置は、双極又は単極動作のために構成され得る。双極動作中において、電流はそれぞれ、エンドエフェクタの活性電極によって組織内に導入され、戻り電極によってここから戻される。単極動作中において、電流はエンドエフェクタの活性電極によって組織内に導入され、患者の身体上に別個に位置する戻り電極（例えば、接地パッド）を通じて戻される。組織を通過して流れる電流によって生成される熱は、組織内部及び／又は組織間で止血封止を形成することができるため、例えば、血管を封止するために特に有用であり得る。電気外科用装置のエンドエフェクタは時にまた、組織に対して可動である切断部材、及び組織を切除するための電極を含む。
【０００６】
電気外科用装置によって適用される電気エネルギーは、発生器によって、器具へと伝達され得る。電気エネルギーは、無線周波（「ＲＦ」）エネルギーの形態であり得る。ＲＦエネルギーは、３００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの周波数範囲にあり得る電気エネルギーの形態である。その動作中において、電気外科用装置は、組織を通じて低周波数ＲＦエネルギーを伝達することができ、これはイオン撹拌又は摩擦、すなわち抵抗加熱を生じ、これによって組織の温度を増加させる。影響される組織と周囲の組織との間にはっきりとした境界が形成され得るため、外科医は標的としない隣接する組織を犠牲にすることなく、高度な正確性及び制御で操作することができる。ＲＦエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮又は成形し、同時に血管を封止するために有用であり得る。ＲＦエネルギーは、主にコラーゲンを含み熱と接触した際に収縮する連結組織に特に良好に作用し得る。
【０００７】
現在のロボット外科用システムは、それぞれの機械に特別に設計された専用制御システムを利用する。専用制御システムは外科医に対し、実際の手術にてロボット外科用システムを使用する前に、専用制御システムの訓練を受け、それに熟達することを必要とする。長期の訓練期間に加え、専用制御システムの使用は、外科医が熟達した非ロボット外科用システムとその技術を失う場合がある。したがって、大多数の外科医が最小限の訓練にて使用可能なロボット外科用システム用の制御システムを有することが望ましいであろう。非ロボット外科用器具の使用を模倣する制御システムを有することもまた望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
外科用ロボット制御システムの様々な実施形態が開示されている。一実施形態例では、外科用ロボット制御システムはハウジングを含む。コントローラはハウジング内に配置され、ソケットに連結されている。ソケットは、その内部に手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容し、外科用器具を制御する。外科用器具は外科用ロボットに接続され、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含む。機械式インターフェースはコントローラに連結される。少なくとも１つのセンサがコントローラ及びソケットに連結され、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、外科用器具の動きに対応する電気信号に変換する。少なくとも１つのフィードバック装置がコントローラに連結され、フィードバックをユーザーに提供する。フィードバックは、外科用器具の所定の機能に関連付けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
様々な実施形態の特徴が、特許請求の範囲で詳細に示される。ただし、構成及び操作方法の両方に関する様々な実施形態は、それらの利点と共に、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照すれば最もよく理解することができる。
【図１】外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの一実施形態を示す。
【図２】図１に示される外科用器具の一実施形態を示す。
【図３】超音波エンドエフェクタの一実施形態を示す。
【図４】超音波エンドエフェクタの別の実施形態を示す。
【図５】図１に示される外科用器具の一実施形態の分解組立図を示す。
【図６】図１に示される外科用器具の一実施形態の切欠図を示す。
【図７】図１に示される外科用器具の一実施形態例の様々な内部構成要素を示す。
【図８】外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの一実施形態の上面図を示す。
【図９】図１の外科用器具の一実施形態例に含まれる回転アセンブリの一実施形態を示す。
【図１０】単一要素エンドエフェクタを有する外科用器具を含む外科用システムの一実施形態を示す。
【図１１】電気エネルギー超音波外科用器具の一実施形態の斜視図である。
【図１２】その中の構成要素のいくつかを図示するためにハンドル本体の半分が取り除かれた状態の、図１１の外科用器具の一実施形態のハンドルの側面図である。
【図１３】ジョーが開いており、軸方向可動部材の遠位端が後退位置にある状態の、図１１の外科用器具のエンドエフェクタの一実施形態の斜視図を示す。
【図１４】ジョーが閉じており、軸方向可動部材の遠位端が部分的に前進位置にある状態の、図１１の外科用器具のエンドエフェクタの一実施形態の斜視図を示す。
【図１５】図１１の外科用器具の軸方向可動部材の一実施形態の斜視図を示す。
【図１６】図１１の外科用器具のエンドエフェクタの一実施形態の断面図を示す。
【図１７】コードレス電気エネルギー外科用器具の一実施形態の斜視図の一セクションを示す。
【図１８Ａ】その中の様々な構成要素を示すよう、ハンドル本体の半分が取り除かれた状態の、図１７の外科用器具の一実施形態のハンドルの側面図を示す。
【図１８Ｂ】一実施形態による、ＲＦ駆動及び制御回路を示す。
【図１８Ｃ】一実施形態による、コントローラの主構成要素を示す。
【図１９】ロボット外科用システムの一実施形態のブロック図を示す。
【図２０】ロボットアームカートの一実施形態を示す。
【図２１】図２０のロボットアームカートのロボットマニピュレータの一実施形態を示す。
【図２２】代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカートの一実施形態を示す。
【図２３】図１９〜２２のロボットアームカートなど、ロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラの一実施形態を示す。
【図２４】ロボットシステムとの使用に適応した超音波外科用器具の一実施形態を示す。
【図２５】ロボットシステムとの使用に適応した電気外科用器具の一実施形態を示す。
【図２６】図２４に示される外科用器具を受容して制御する外科用マニピュレータに連結することができる器具駆動アセンブリの一実施形態を示す。
【図２７】図２４の外科用器具を含む図２６の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。
【図２８】図２５の電気外科用器具を含む図２６の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。
【図２９】図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
【図３０】図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
【図３１】図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。
【図３２】被駆動要素の動きを外科用器具の動きに変換する構成要素を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の一実施形態を示す。
【図３３】被駆動要素の動きを外科用器具の動きに変換する構成要素を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の一実施形態を示す。
【図３４】被駆動要素の動きを外科用器具の動きに変換する構成要素を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の一実施形態を示す。
【図３５】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する代替的な機構例、及び、シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図３６】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する代替的な機構例、及び、シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図３７】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する代替的な機構例、及び、シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図３８】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図３９】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４０】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４１】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４２】被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す、図２４〜２５の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４３】シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節の動き）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４４】シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節の動き）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４５】シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節の動き）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４６Ａ】シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節の動き）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。
【図４６Ｂ】内部電源及びエネルギー源を含むツール取り付け部の一実施形態を示す。
【図４６Ｃ】内部電源及びエネルギー源を含むツール取り付け部の一実施形態を示す。
【図４７】ロボット外科用制御システムの一実施形態をブロックの形態で示す。
【図４８】簡略化した構成要素を伴うロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図４９】簡略化した構成要素を伴うロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５０】簡略化した構成要素を伴うロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５１】レバー及び１段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５２】レバー及び１段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５３】レバー及び２段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５４】レバー及び制限のない２段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５５】レバー及び４段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５６】レバー及び４段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図５７】ロボット外科用制御システムと併用する独立型入力装置の一実施形態を示す。
【図５８】温度勾配を利用して触覚フィードバックを提供する触覚フィードバック装置の一実施形態を示す。
【図５９】温度勾配を利用して触覚フィードバックを提供する触覚フィードバック装置の一実施形態を示す。
【図６０】温度勾配を利用して触覚フィードバックを提供する触覚フィードバック装置の一実施形態を示す。
【図６１】外科用装置ハンドル及び６段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図６２】外科用装置ハンドル及び３段階の動きソケットを含むロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図６３】複数のフィードバック装置を含むロボット外科用制御システムを示す。
【図６４】外科用装置ハンドルと外科用器具との間の関係の考えられる実施形態を示す。
【図６５】外科用装置ハンドルと外科用器具との間の関係の考えられる実施形態を示す。
【図６６】コードレスロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図６７】標準的なロボットコントローラと統合されたロボット外科用制御システムの一実施形態を示す。
【図６８】ロボット外科用制御システム用のフィードバック信号を生成するシステムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
様々な実施形態例は、ロボット外科用システム用制御システムに関する。ロボット外科用制御システムはハウジングを含むことができる。コントローラはハウジング内に配置され、ソケットに連結されている。ソケットは、その内部に手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容し、外科用器具を制御する。外科用器具は外科用ロボットに接続され、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含む。機械式インターフェースはコントローラに連結される。少なくとも１つのセンサがコントローラ及びソケットに連結され、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、外科用器具の動きに対応する電気信号に変換する。少なくとも１つのフィードバック装置がコントローラに連結され、フィードバックをユーザーに提供する。フィードバックは、外科用器具の所定の機能に関連付けられている。
【００１１】
いくつかの実施形態例は、レバーを含む手持ち式外科用ユーザーインターフェースを有するロボット外科用制御システムに関する。レバーは、遠位／近位方向、上／下方向、及び／又は左／右方向に並進可能に移動可能とすることができる。レバーはまた、旋回点を中心として、任意の遠位／近位、上／下、又は左／右面に回転可能に移動可能である。いくつかの実施形態例では、レバーは、例えば、トリガ、スイッチ、抵抗スリーブ、又は任意の他の好適な入力装置など、１つ又は２つ以上の追加的入力装置を含むことができる。
【００１２】
他の実施形態例は、外科用装置ハンドルを含む手持ち式外科用ユーザーインターフェースを含むロボット外科用制御システムに関する。外科用装置ハンドルは、例えば、非ロボット内視鏡器具など、非ロボット外科用器具の感触及び作動を模倣するよう構成されることができる。外科用装置ハンドルは、遠位／近位方向、上／下方向、及び／又は左／右方向に並進可能に移動可能とすることができる。外科用装置ハンドルはまた、旋回点を中心として、任意の遠位／近位、上／下、又は左／右面に回転可能に移動可能とすることができる。いくつかの実施形態では、外科用装置ハンドルは、例えば、トリガ、スイッチ、１つ又は２つ以上の回転ノブ、又は任意の他の好適な入力装置といった、１つ又は２つ以上の追加的入力装置を含むことができる。
【００１３】
更なる実施形態例では、ロボット外科用制御システムは、１つ又は２つ以上のフィードバック装置を含む。いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上のフィードバック装置をハウジング内に配置することができる。他の実施形態では、１つ又は２つ以上のフィードバック装置を、手持ち式外科用ユーザーインターフェース内部又はその表面上に配置することができる。１つ又は２つ以上のフィードバック装置は、例えば、聴覚フィードバック（音）、触覚（haptic）又は触覚（tactile）フィードバック（タッチ）、光学フィードバック（視覚）、嗅覚フィードバック（臭い）、味覚フィードバック（味）、及び／又は平衡感覚（バランスフィードバック）など、任意の好適な形態の感覚フィードバックを提供することができる。触覚フィードバックは、例えば、振動感覚（振動）並びに圧力感覚、高温感覚（熱）、及び／又は低温感覚（冷）含むが、これらに限定されない機械感覚など、様々な形態を通して提供することができる。
【００１４】
超音波及び／又は電気外科的要素を含むエンドエフェクタを伴う手動及びロボット外科用器具の実装例を示す実施形態を含む、数々の実施形態に対して、ここで詳細に参照する。実施可能であれば、同様又は類似の参照番号を図中に使用することができ、同様又は類似の機能を示すことができる。例示のみを目的として、図は本開示の外科用器具及び／又は使用方法の代表的な実施形態を示す。以下の説明から、本明細書に示す構造及び方法の代替的な実施形態例が、本明細書に説明する原理から逸脱することなく用いることができることを当業者は容易に理解するであろう。
【００１５】
図１は、超音波外科用器具１０の一実施形態の右側面図である。示された実施形態では、超音波外科用器具１０は、内視鏡的又は伝統的な観血的外科的処置を含む様々な外科的処置において使用され得る。一実施形態例では、超音波外科用器具１０は、ハンドルアセンブリ１２と、細長いシャフトアセンブリ１４と、超音波変換器１６とを含む。ハンドルアセンブリ１２は、トリガアセンブリ２４、遠位回転アセンブリ１３、及びスイッチアセンブリ２８を含む。細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を備え、このエンドエフェクタアセンブリ２６は、組織を解離するか、あるいは、血管及び／又は組織を、相互に把持、切断、及び凝固するための要素と、エンドエフェクタアセンブリ２６を作動させる作動要素とを含む。ハンドルアセンブリ１２は、超音波変換器１６を近位端に受容するように適合される。超音波変換器１６は、細長いシャフトアセンブリ１４及びエンドエフェクタアセンブリ２６の部分に機械的に係合される。超音波変換器１６は、ケーブル２２を介して発生器２０に電気的に連結される。大多数の図は、腹腔鏡外科的処置に関連して使用する複数のエンドエフェクタアセンブリ２６を描くが、多くの従来の観血的外科的処置並びに他の実施形態において超音波外科用器具１０を用いることができ、これを内視鏡外科用に使用するよう構成することができる。本明細書における目的のために、超音波外科用器具１０は、内視鏡器具に関して記載されるが、開腹及び／又は腹腔鏡型の超音波外科用器具１０も、本明細書において記載されるものと同じか、又は同様の操作構成要素及び機構を含むことができることが想定される。
【００１６】
様々な実施形態では、発生器２０は、モジュール及び／又はブロックなど、いくつかの機能的要素を含む。種々の種類の外科用装置を駆動するために、種々の機能的要素又はモジュールを構成することができる。例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波外科用器具１０など、超音波装置を駆動することができる。いくつかの実施形態例では、発生器２０は、電気外科用装置駆動用の電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３（又は超音波外科用器具１０の電気外科的実施形態）も含む。様々な実施形態では、発生器２０はハンドルアセンブリ１２内に統合的に形成されてもよい。そのような実現形態では、バッテリをハンドルアセンブリ１２内に共同配置して、エネルギー源として作用させてもよい。図１８Ａ及び付随する開示は、そのような実現形態の一例を提供する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３は、治療レベル及び／又は治療レベル未満のエネルギーレベルを生成するよう構成することができる。図１に示す実施形態例では、発生器２０は、発生器２０と一体の制御システム２５と、ケーブル２７を介して発生器と接続された足踏みスイッチ２９とを含む。発生器２０はまた、器具１０など、外科用器具を始動するトリガ機構を含むことができる。トリガ機構は、電源スイッチ（図示せず）、同様に足踏みスイッチ２９を含むことができる。足踏みスイッチ２９によって始動されると、発生器２０はエネルギーを提供して外科用器具１０の音響アセンブリを駆動し、エンドエフェクタ１８を所定の実行レベルにて駆動することができる。発生器２０は音響アセンブリの任意の好適な共振周波数にて音響アセンブリを駆動若しくは励起し、及び／又は治療レベル／治療レベル未満の電磁／ＲＦエネルギーを駆動する。
【００１８】
一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを用いて双極電気手術を行うのに十分な電力を供給することができる電気外科ユニット（ＥＳＵ）として取り付けられてもよい。一実施形態では、ＥＳＵは、ＥＲＢＥ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ、Ｇｅｏｒｇｉａ）から市販の双極ＥＲＢＥ  ＩＣＣ  ３５０であり得る。双極電気手術用途では、先述のように、活性電極と戻り電極とを有する外科用器具を使用することができ、その場合、電流が組織を通って活性電極から戻り電極まで流れることができるように、活性電極及び戻り電極は、処置対象組織に接するか、又は隣接した状態で位置付けられ得る。したがって、電気外科的／ＲＦモジュール２３発生器は、組織を処置するのに十分な電気エネルギーを組織Ｔに適用することによる治療目的（例えば、焼灼）のために構成されてもよい。
【００１９】
一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織インピーダンス測定モジュールを実行するために、治療レベル未満のＲＦ信号を供給するように構成されてもよい。一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、以下により詳細に説明される双極無線周波発生器を含む。一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール１２は、組織Ｔの電気的インピーダンスＺをモニタし、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ部材上に提供された戻り電極を経由して、組織Ｔに基づく時間並びに電力レベルの特性を制御するよう構成することができる。したがって、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定する治療レベル未満の目的のために構成されてもよい。組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定する技術及び回路構成は、同時指定の米国特許公開公報第２０１１／００１５６３１号、表題「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」により詳細に説明されており、その開示はその全てが参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００２０】
好適な超音波発生器モジュール２１は、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、Ｏｈｉｏ）により販売されているＧＥＮ３００と同様の様式で機能的に作動するように構成されることができ、その全てが参照により本明細書に組み込まれる以下の米国特許の１つ又は２つ以上に開示されているようなものである：米国特許第６，４８０，７９６号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓｔａｒｔ  Ｕｐ  ｏｆ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｎｄｅｒ  Ｚｅｒｏ  Ｌｏａｄ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）、米国特許第６，５３７，２９１号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｂｌａｄｅ  Ｂｒｅａｋａｇｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｒａｔｅ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、米国特許第６，６６２，１２７号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｂｌａｄｅ  ｉｎ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，６７８，８９９号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，９７７，４９５号（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｈａｎｄｐｉｅｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第７，０７７，８５３号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｔｏ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、米国特許第７，１７９，２７１号（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｔｏ  Ｉｍｐｒｏｖｅ  Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｌａｄｅ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｔ  Ｓｔａｒｔｕｐ）、及び米国特許第７，２７３，４８３号（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ａｌｅｒｔｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ａｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）。
【００２１】
様々な実施形態では、発生器２０は、種々のモードにて作動するよう構成することができることが理解されよう。１つのモードでは、発生器２０は、超音波発生器モジュール２１及び電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３が独立して作動できるよう構成することができる。
【００２２】
例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波エネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６に適用するように始動させることができ、続いて治療レベル又は治療レベル未満のＲＦエネルギーのいずれかを、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３によりエンドエフェクタアセンブリ２６に適用することができる。先述のように、治療レベル未満の電気外科的／ＲＦエネルギーは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間にクランプした組織に適用されることができ、組織のインピーダンスを測定して超音波発生器モジュール２１の始動制御又は始動変更を行う。治療レベル未満のエネルギーの適用からの組織のインピーダンスのフィードバックはまた、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３の治療レベルを有効にするよう使用されることができ、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間にクランプした組織（例えば、血管）を封止する。
【００２３】
別の実施形態では、超音波発生器モジュール２１及び電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３を同時に作動させることができる。１つの例では、超音波発生器モジュール２１は治療レベル未満のＲＦエネルギーレベルと同時に始動させて組織のインピーダンスを同時に測定し、その間にエンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレードは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間の組織（又は、血管）を切断して凝固させる。そのようなフィードバックは、例えば、超音波発生器モジュール２１の駆動出力の調整に使用することができる。別の例では、超音波発生器モジュール２１は、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレード部を使用して損傷した組織を切断し、同時に電気外科的／ＲＦエネルギーをエンドエフェクタクランプアセンブリ２６の電極部に適用して組織（又は、血管）を封止するよう、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３と同時に動作させることができる。
【００２４】
発生器２０がトリガ機構によって始動されたときには、一実施形態では、電気エネルギーが、発生器２０によって連続的に音響アセンブリの変換器スタック又はアセンブリに適用される。別の実施形態では、電気エネルギーは、発生器２０によって間欠的に適用される（例えば、パルス状）。発生器２０の制御システム中のフェーズロックドループは、音響アセンブリからのフィードバックを監視し得る。フェーズロックループは、発生器２０によって送られる電気エネルギーの周波数を、音響アセンブリの振動の選択された長手方向モードの共振周波数と一致するように調節する。更に、制御システム２５内の第２のフィードバックループは、音響アセンブリのエンドエフェクタ１８においてほぼ一定の振動幅を達成するために、音響アセンブリに供給される電流を予め選択された一定レベルに維持する。更に別の実施形態では、制御システム２５内の第３のフィードバックループは、エンドエフェクタアセンブリ２６内に配置された電極との間のインピーダンスを監視する。図１〜９は手動操作の超音波外科用器具を示すが、超音波外科用器具はまた、例えば、本明細書に説明するように、ロボットの用途にも使用でき、同様に、手動及びロボット用途を組み合わせて使用できることも理解されよう。
【００２５】
超音波作動モードでは、音響アセンブリに供給される電気信号は、エンドエフェクタ１８の遠位端に、例えば約２０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの範囲で長手方向に振動させ得ることになる。様々な実施形態によれば、ブレード２２は、約５４ｋＨｚ〜５６ｋＨｚの範囲、例えば、約５５．５ｋＨｚで振動することができる。他の実施形態では、ブレード２２は、例えば、約３１ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚを含め、他の周波数で振動することができる。ブレードにおける振動の偏位は、例えば、発生器２０によって音響アセンブリの変換器アセンブリに適用される電気信号の振幅を制御することにより制御され得る。前述のように、発生器２０のトリガ機構によって、ユーザーは、電気エネルギーを音響アセンブリに連続的又は間欠的に供給できるように、発生器２０を始動できるようになる。発生器２０はまた、電気外科ユニット又は従来の電気コンセントへの差し込み用の電力線を有する。また、バッテリなどの直流（ＤＣ）源によって発生器２０に電力供給することもできることが予期される。発生器２０は、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なモデル番号ＧＥＮ０４及び／又はモデル番号ＧＥＮ１１などのいずれか好適な発生器を含むことができる。
【００２６】
図２は、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、細長いシャフトアセンブリ１４、及びエンドエフェクタアセンブリ２６を示す、超音波外科用器具１０の一実施形態例の左斜視図である。示された実施形態では、細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合する大きさである遠位端５２と、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合する近位端５０とを含む。細長いシャフトアセンブリ１４の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３内で受容される。細長い内視鏡シャフトアセンブリ１４と、ハンドルアセンブリ１２と、遠位回転アセンブリ１３との間の接続に関するより詳細は、図５及び７の説明において提供される。
【００２７】
示された実施形態では、トリガアセンブリ２４は、固定ハンドル３４と連携して作動するトリガ３２を含む。固定ハンドル３４及びトリガ３２は、ユーザーと快適に相互作用するように人間工学的に形成され、適合される。固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連される。トリガ３２は、超音波外科用器具１０の操作に関して以下に詳述されるように、固定ハンドル３４に対して枢動可能に移動可能である。トリガ３２は、ユーザーがトリガ３２に対して圧迫力をかけるとき、固定ハンドル３４への方向３３Ａに枢動可能に移動可能である。バネ要素９８（図５）は、ユーザーがトリガ３２に対する圧迫力を開放するとき、トリガ３２を方向３３Ｂに枢動可能に移動させる。
【００２８】
一実施形態例では、トリガ３２は、細長いトリガフック３６を備え、それは、細長いトリガフック３６とトリガ３２との間の開口３８を画定する。開口３８は、ユーザーの１つ又は複数の指をそこを通して受容するために好適な寸法である。トリガ３２は、トリガ３２の基質を覆うように成型される弾性部分３２ａも含むことができる。オーバーモールド弾性部分３２ａは、外向きの方向３３Ｂへのトリガ３２の制御のためのより快適な触覚面を提供するために形成される。一実施形態例では、オーバーモールド弾性部分３２ａは、細長いトリガフック３６の一部を覆うように提供され得る。細長いトリガフック３２の近位面は、被覆されていないか、又はユーザーが指を開口３８の内外へ容易に摺動することを可能にするために非弾性基質で被覆されたままである。別の実施形態では、トリガの形状は、完全に閉じたループを形成し、ユーザーの１つ又は複数の指をそこを通して受容するために好適な寸法である開口を画定する。完全に閉じたループトリガは、トリガ基質を覆うように成型される弾性部分も含むことができる。
【００２９】
一実施形態例では、固定ハンドル３４は、近位触覚面４０と、グリップアンカー又はサドル面４２とを含む。サドル面４２は、親指及び人差し指が手上で合わさる水かきの上に載る。近位触覚面４０は、リング又は開口を有さない通常のピストルグリップで手のひらを受容するピストルグリップ輪郭を有する。近位触覚面４０のプロファイル曲線は、手のひらに適合するか、又はこれを受容するような輪郭であり得る。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２のより近位の部分に向かって配置される。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２を安定させ、ハンドルアセンブリ１２をより制御可能にするために、親指と人差し指との間に配置される手の最も上の水かき部分と接触することができる。
【００３０】
一実施形態例では、スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０を含むことができる。トグルスイッチ３０は、同時起動の可能性を排除するために、ハンドルアセンブリ１２の内側に配置される中心旋回軸を有する単一構成要素として実践され得る。一実施形態例では、トグルスイッチ３０は、最小電力レベル（例えば、ＭＩＮ）と最大電力レベル（例えば、ＭＡＸ）との間の超音波変換器１６の電源設定を設定するための第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂを含む。別の実施形態では、ロッカースイッチは、標準設定と特別設定との間を回転することができる。特別設定では、１つ又は２つ以上の特別プログラムを装置によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂが作動する際、中心旋回軸３０４を中心に回転する。１つ又は２つ以上の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、１つ又は２つ以上のアームに連結され、それは、小アークを通って移動し、電気触覚に、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの起動により超音波変換器１６を電気的に通電させるか、又は電力を切るように電気回路を開閉させる。トグルスイッチ３０は、超音波変換器２０の起動を制御するために発生器１６に連結される。トグルスイッチ３０は、超音波変換器１６を起動し、超音波変換器１６に対して１つ又は２つ以上の電源設定を設定するための１つ又は２つ以上の電源設定スイッチを含む。トグルスイッチ３０を起動するために必要な力は、サドル点４２に実質的に向かうため、トグルスイッチ３０が起動されるとき、手中で回転する器具のあらゆる傾向を回避する。
【００３１】
一実施形態例では、第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置され、それにより、それらは、ハンドグリップの最小の再配置を伴うか、又は実質的に再配置を伴わずに電力を起動するためにユーザーによって容易にアクセス可能であり得、トグルスイッチ３０を作動させている間に、制御を維持し、注意を外科用部位（例えば、腹腔鏡外科用におけるモニタ）に集中させることを好適にする。突起ノブ３０ａ、３０ｂは、様々な指の長さによってより容易にアクセス可能となり、扱い難い位置、又は短い指のために起動へアクセスのより高い自由度を可能にするために、ある程度、ハンドルアセンブリ１２の側面を包み込むように構成され得る。
【００３２】
示された実施形態では、第１の突起ノブ３０ａは、ユーザーが第１の突起ノブ３０ａと第２の突起ノブ３０ｂを区別することを可能にするために、示された実施形態では、複数の触覚要素３０ｃ、例えば、質感がある突起又は「隆起」を含む。ハンドルアセンブリ１２には、様々な人間工学的特徴部を組み込むことができることが、当業者には理解されよう。そのような人間工学的特徴は、この特許の内容全体を参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開公報第２００９／０１０５７５０号、表題「Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」に説明される。
【００３３】
一実施形態例では、トグルスイッチ３０は、ユーザーの手によって操作され得る。ユーザーは、不注意又は意図的でない起動を常に回避しつつ、任意の時点で第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂに容易にアクセスすることができる。トグルスイッチ３０は、超音波アセンブリ１６及び／又は超音波アセンブリ１６への電力を制御するために指で容易に操作され得る。例えば、人差し指を使用して、第１の接触部分３０ａを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最大（ＭＡＸ）電力レベルにすることができる。人差し指を使用して、第２の接触部分３０ｂを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最小（ＭＩＮ）電力レベルにすることができる。別の実施形態では、ロッカースイッチが、器具１０を標準設定と特別設定との間で旋回させ得る。特別設定では、１つ又は２つ以上の特別プログラムを、器具１０によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、ユーザーが第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを見なくても操作され得る。例えば、第１の突起ノブ３０ａ又は第２の突起ノブ３０ｂは、これらを見ずに第１と第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを触覚的に区別するために、粗い質感又は突起を含むことができる。
【００３４】
他の実施形態では、トリガ３２及び／又はトグルスイッチ３０を使用して、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３を個別に、又は超音波発生器モジュール２１の始動と組み合わせて始動することができる。
【００３５】
一実施形態例では、遠位回転アセンブリ１３は、長手方向軸「Ｔ」を中心とするいずれの方向に、制限されることなく回転可能である。遠位回転アセンブリ１３は、細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。遠位回転アセンブリ１３は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置される。遠位回転アセンブリ１３は、円筒形のハブ４６と、ハブ４６を覆うように形成される回転ノブ４８とを含む。ハブ４６は、細長いシャフトアセンブリ１４を機械的に係合する。回転ノブ４８は、縦溝彫りの高分子特徴部を含むことができ、細長いシャフトアセンブリ１４を回転させるために、指（例えば、人差し指）によって係合され得る。ハブ４６は、回転ノブ４８を形成するために、一次構造を覆うように成型される材料を含むことができる。回転ノブ４８は、ハブ４６を覆うようにオーバーモールドされ得る。ハブ４６は、遠位端で露出される端部キャップ部分４６ａを含む。ハブ４６の端部キャップ部分４６ａは、腹腔鏡外科用中にトロカールの表面に接触することができる。ハブ４６は、端部キャップ部分４６ａとトロカールとの間に生じ得るいかなる摩擦も軽減するために、ポリカーボネートなどの耐久性硬質プラスチックで形成され得る。回転ノブ４８は、より正確な回転グリップを提供するために、隆起リブ４８ａと、リブ４８ａの間に配置される凹部分４８ｂで形成される「扇形」又は縦溝を含むことができる。一実施形態例では、回転ノブ４８は、複数の縦溝（例えば、３つ又はそれ以上の縦溝）を含むことができる。他の実施形態では、任意の好適な数の縦溝が使用され得る。回転ノブ４８は、硬質プラスチック材料上にオーバーモールドされるより柔らかい高分子材料で形成され得る。例えば、回転ノブ４８は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるバーサフレックス（Versaflex）（登録商標）ＴＰＥ合金を含む柔軟な弾性可撓性高分子材料で形成され得る。このより柔らかいオーバーモールド材料は、より大きなグリップ及び回転ノブ４８の動作のより正確な制御を提供することができる。滅菌に対する妥当な耐性を提供し、生体適合性であり、外科用手袋に対する妥当な摩擦抵抗を提供する任意の材料は、回転ノブ４８を形成するために使用され得る。
【００３６】
一実施形態例では、ハンドルアセンブリ１２は、第１の部分１２ａと、第２の部分１２ｂとを含む２つのハウジング部分又は側板から形成される。遠位端から近位端へハンドルアセンブリ１２を見るユーザーの視点から、第１の部分１２ａは、右部分と見なされ、第２の部分１２ｂは、左部分と見なされる。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのそれぞれは、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合させ、係合する大きさであり、その内部機能構成要素を包囲する複数の境界面６９（図５）を含む。ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連する固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂを組み立てることで形になる。複数の追加的な境界面（図示せず）は、例えば、エネルギー方向／偏向点の超音波溶接の目的で、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂの周囲の様々な点で配置され得る。第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂ（並びに以下に説明される他の構成要素）は、当該技術分野において既知の任意の方法で、合わせて組み立てられ得る。例えば、整合ピン、スナップ様境界面、舌及び溝境界面、係止タブ、接着ポートは、全て、アセンブリの目的で、単独で、又は組み合わせてかのいずれかで利用され得る。
【００３７】
一実施形態例では、細長いシャフトアセンブリ１４は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合するように適合される近位端５０と、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合するように適合される遠位端５２とを含む。細長いシャフトアセンブリ１４は、外部管状シース５６と、外部管状シース５６内に配置される往復管状作動部材５８とを含む。管状往復管状作動部材５８の近位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答して方向６０Ａ又は６０Ｂのいずれかの方向に移動するように、ハンドルアセンブリ１２のトリガ３２に機械的に係合される。回転可能に移動可能なトリガ３２は、長手方向軸「Ｔ」に沿って往復する動きを生成し得る。そのような動きは、例えば、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョー又はクランピング機構の作動に使用することができる。一連の連結部は、トリガ３２の枢動回転を、作動機構に連結するヨークの軸方向動きに変換し、それは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、旋回点７０を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに圧迫されるとき、旋回点７０を中心に、開いた位置から閉じた位置に方向６２Ａで移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂへ開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点７０を中心に、方向６２Ｂの閉じた位置から開いた位置に移動可能である。
【００３８】
一実施形態例では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、細長いシャフトアセンブリ１４の遠位端５２に取り付けられ、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを含む。エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーは、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６によって形成される。ブレード６６は、超音波始動式であり、超音波変換器１６に音響的に連結される。ハンドルアセンブリ１２上のトリガ３２は、クランプアームアセンブリ６４の動作に影響するように機械的に合わせて連携する駆動アセンブリに最終的に接続される。トリガ３２を方向３３Ａへ圧迫することは、クランプアームアセンブリ６４を開いた位置から方向６２Ａに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプしたか、又は閉じた位置へ配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、その間の組織を握るように連携する。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を含むことができる。トリガ３２を方向３３Ｂに開放することは、クランプアームアセンブリ６４を、閉じた関係から開いた位置へ方向６２Ｂに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係に配置される。
【００３９】
ハンドルアセンブリ１２の近位部分は、超音波アセンブリ１６の遠位端を受容するための近位開口部６８を含む。超音波アセンブリ１６は、近位開口部６８に挿入され、細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。
【００４０】
一実施形態例では、トリガ３２の細長いトリガフック３６部分は、より短い全長及び回転する動きを有する、より長いトリガレバーを提供する。細長いトリガフック３６のより長いレバーは、ユーザーが開口３８内で複数の指を使用して、細長いトリガフック３６を操作し、トリガ３２を方向３３Ｂで旋回させて、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことを可能にする。例えば、ユーザーは、３本の指を（例えば、中指、薬指、及び小指）開口３８に挿入することができる。複数の指は、外科医が、エンドエフェクタアセンブリ２６を始動させるために、トリガ３２及び細長いトリガフック３６上により高いインプット力を働かせることを可能にする。より短い全長及び回転する動きは、トリガ３２を方向３３Ａに閉じるか、若しくは圧迫するときか、又はトリガ３２を方向３３Ｂの外向きの開口動きに開くとき、より快適なグリップをもたらし、指を更に外向きに伸展させる必要が少なくなる。これは、方向３３Ｂへのトリガ３２の外向きの開口動きに関連する手の疲労及び緊張を実質的に少なくする。トリガの外向きの開口動きは、バネ要素９８（図５）によって、バネの補助を受け、疲労を軽減することを助ける。開くバネの力は、開くことの容易性を支援するために十分であるが、切開を広げる間の組織間緊張の触覚的な反応に悪影響を与えるほど強くない。
【００４１】
例えば、外科的処置中、親指又は人差し指のいずれかを使用して、細長い内視鏡シャフトアセンブリ１４の回転を制御し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを好適な向きで配置することができる。中指及び／又は他の下の指を使用して、トリガ３２を圧迫し、ジョー内の組織を掴むことができる。ジョーが所望の位置に配置され、ジョーが組織に対してクランプされると、人差し指を使用して、トグルスイッチ３０を始動し、超音波変換器１６の電力レベルを調整し、組織を治療することができる。組織が治療されると、次いで、ユーザーは、中指及び／又は下の指で細長いトリガフック３６を遠位方向に外向きに押すことによってトリガ３２を開放し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことができる。この基本的方法は、ユーザーがハンドルアセンブリ１２のグリップを調整することなく行うことができる。
【００４２】
図３〜４は、エンドエフェクタアセンブリ２６に対する細長いシャフトアセンブリ１４の接続を示す。前述の通り、示された実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、クランピング機構のジョーを形成する、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを含む。ブレード６６は、超音波変換器１６に音響的に連結される超音波始動式のブレードであり得る。トリガ３２は、駆動アセンブリに機械的に接続される。合わせて、トリガ３２及び駆動アセンブリは、クランプアームアセンブリ６４を開いた位置に方向６２Ａで移動させるように機械的に連携し、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプした、又は閉じた位置へ方向６２Ｂで配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、連携してその間の組織を掴む。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を含むことができる。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の始動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、旋回点７０を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに圧迫されるとき、旋回点７０を中心に、開いた位置から閉じた位置に方向６２Ｂに移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂで開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点７０を中心に、閉じた位置から開いた位置に方向６２Ａで移動可能である。
【００４３】
先述のように、クランプアームアセンブリ６４は、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３に電気的に連結された電極を含み得て、治療レベル及び／又は治療レベル未満のエネルギーを受容し、ここで、電気外科的／ＲＦエネルギーは、ブレード６６に適用されている超音波エネルギーと同時又は非同時に電極に適用され得る。そのようなエネルギーの始動は、任意の好適な組み合わせで適用し、アルゴリズム又は他の制御ロジックと連携して所望する組織効果を達成することができる。
【００４４】
図５は、図２に示される超音波外科用器具１０の分解図である。示された実施形態では、分解図は、ハンドルアセンブリ１２の内部要素、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、スイッチアセンブリ２８、及び細長い内視鏡シャフトアセンブリ１４を示す。示された実施形態では、第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、ハンドルアセンブリ１２を形成するために一致する。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、それぞれ、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合し、係合し、超音波外科用器具１０の内部機能構成要素を包囲する大きさである複数の境界面６９を含む。回転ノブ４８は、円方向５４に３６０度まで回転し得るよう、外部管状シース５６に機械的に係合する。外部管状シース５６は、往復管状作動部材５８を覆うように配置され、複数の連結要素７２を介してハンドルアセンブリ１２内に機械的に係合され、保持される。連結要素７２は、Ｏ字リング７２ａと、管カラーキャップ７２ｂと、遠位ワッシャ７２ｃと、近位ワッシャ７２ｄと、ねじ山管カラー７２ｅとを含むことができる。往復管状作動部材５８は、ハンドルアセンブリ１２の第１と第２の部分１２ａ、１２ｂとの間に保持される往復ヨーク８４内に配置される。ヨーク８４は、往復ヨークアセンブリ８８の一部である。一連の連結部は、細長いトリガフック３２の枢動回転を、往復ヨーク８４の軸方向動きに変換し、それは、超音波外科用器具１０の遠位端にあるエンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。一実施形態例では、４リンク設計は、例えば、比較的短い回転長さにおける機械利得を提供する。
【００４５】
一実施形態例では、超音波伝達導波管７８は、往復管状作動部材５８の内側に配置される。超音波伝達導波管７８の遠位端５２は、ブレード６６に音響的に連結され（例えば、直接的又は間接的に機械的に連結され）、超音波伝達導波管７８の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２内に受容される。超音波伝達導波管７８の近位端５０は、以下で詳述されるように、超音波変換器１６の遠位端に音響的に連結するように適合される。超音波伝達導波管７８は、保護シース８０及びシリコーンリングなどの複数の単離要素８２によって、細長いシャフトアセンブリ１４の他の要素から単離される。外部管状シース５６、往復管状作動部材５８、及び超音波伝達導波管７８は、ピン７４によって機械的に係合される。スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０と、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの始動により超音波変換器１６を通電させる電気要素８６ａ、ｂとを含む。
【００４６】
一実施形態例では、外部管状シース５６は、ユーザー又は患者を、超音波伝達導波管７８の超音波振動から単離する。外部管状シース５６は、一般的に、ハブ７６を含む。外部管状シース５６は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に螺入される。超音波伝達導波管７８は、外部管状シース５６の開口部を通って延在し、単離要素８２は、超音波伝達導波管２４を外部管状シース５６から単離する。外部管状シース５６は、ピン７４で導波管７８に取り付けられ得る。導波管７８においてピン７４を受容するための穴は、名目上は変位節で生じ得る。導波管７８は、スタッドによってハンドピースハンドルアセンブリ１２内にねじ込む又は留めることができる。ハブ７６上の平坦部分は、アセンブリが必要なレベルまで捻られることを可能にすることができる。一実施形態例では、外部管状シース５６のハブ７６部分は、好ましくは、プラスチックから構築され、外部管状シース５６の管状細長い部分は、ステンレス鋼から作られる。あるいは、超音波伝達導波管７８は、それを外側の接触から隔離するために、それを取り囲むポリマー材料を含んでもよい。
【００４７】
一実施形態例では、超音波伝達導波管７８の遠位端は、好ましくは腹で、又はその付近の内部での螺入接続によって、ブレード６６の近位端に連結され得る。ブレード６６は、溶接継手などの任意の好適な手段によって、超音波伝達導波管７８に取り付けられ得ることが想到される。ブレード６６は、超音波伝達導波管７８から取り外し可能であり得るが、単一要素エンドエフェクタ（例えば、ブレード６６）及び超音波伝達導波管７８は、単一の一体型ピースとして形成され得ることも想到される。
【００４８】
一実施形態例では、トリガ３２は連結部機構に連結され、方向３３Ａ及び３３Ｂのトリガ３２の回転する動きを、方向６０Ａ及び６０Ｂに対応する往復管状作動部材５８の直線動きに変換する。トリガ３２は、第１のヨークピン９２ａを受容するように内部に形成された開口部を有する、第１のセットのフランジ９８を含む。第１のヨークピン９２ａはまた、ヨーク８４の遠位端に形成された開口部のセットを通るように配置される。トリガ３２はまた、リンク９２の第１の末端部９２ａを受容するための、第２のセットのフランジ９６も含む。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部に受容される。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部において受容され、トリガ３２に対するトリガ旋回点を形成するために、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂに連結するように適合される。リンク９２の第２の末端部９２ｂは、ヨーク８４の近位端に形成されるスロット３８４に受容され、第２のヨークピン９４ｂによってそこに保持される。トリガ３２がトリガピン９０によって形成される旋回点１９０を中心に枢動可能に回転する際、ヨークは、矢印６０Ａ、Ｂによって示される方向で、長手方向軸「Ｔ」に沿って水平に並進する。
【００４９】
図８は、超音波外科用器具１０の一実施形態例を示す。示された実施形態では、超音波変換器１６の断面図をハンドルアセンブリ１２の部分切り取り図内に示す。超音波外科用器具１０の一実施形態例は、ハンドピースハウジング９９を含む超音波変換器１６に連結される超音波信号発生器２０と、超音波始動式の単一又は複数の要素エンドエフェクタアセンブリ２６とを含む。先述のように、エンドエフェクタアセンブリ２６は、超音波始動式のブレード６６と、クランプアーム６４とを含む。超音波変換器１６は、「ランジュバンスタック」として既知であるが、一般に変換部分１００、第１の共振器部分又はエンドベル１０２、及び第２の共振器部分又はフォアベル２２、及び付属構成要素を含む。これらの構成要素の全構成体は共振器である。超音波変換器１６は、好ましくは、後に詳述されるように、長さが２分の１システム波長の整数（ｎλ／２であり、「ｎ」は、任意の正の整数、例えば、ｎ＝１、２、３．．．である）である。音響アセンブリ１０６は、超音波変換器１６と、ノーズコーン１０８と、速度変成器１１８と、表面１１０とを含む。
【００５０】
一実施形態例では、エンドベル１０２の遠位端は変換部分１００の近位端に接続され、フォアベル１０４の近位端は変換部分１００の遠位端に接続される。フォアベル１０４及びエンドベル１０２は、変換部分１００の厚さ、エンドベル１０２及びフォアベル２２を作製するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波変換器１６の共振周波数などの多くの変数により決定される長さを有する。フォアベル１０４は、速度変成器１１８又は代替のもの（alternately）が増幅を持たないとき、超音波振動の振幅を増幅するようにその近位端からその遠位端に内側に細くなっていてもよい。好適な振動周波数範囲は、約２０Ｈｚ〜３２ｋＨｚであり、より適切な振動周波数範囲は約３０〜１０ｋＨｚであってよい。好適な動作振動周波数は、例えばおよそ５５．５ｋＨｚであってよい。
【００５１】
一実施形態例では、圧電素子１１２は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の好適な材料から作ることができる。正極１１４、負極１１６、及び圧電素子１１２のそれぞれは、中心を通って延びる穴を有する。正極１１４及び負極１１６は、ワイヤ１２０及び１２２にそれぞれ電気的に連結されている。ワイヤ１２０及び１２２は、ケーブル２２内に封入され、超音波信号発生器２０に電気的に接続可能である。
【００５２】
音響アセンブリ１０６の超音波変換器１６は、超音波信号発生器２０からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、それによって主として、超音波周波数における超音波変換器１６及びエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分の長手方向の振動の動きの音響定在波になる。別の実施形態では、超音波変換器の振動する動きは異なる方向に作用してもよい。例えば、振動する動きは、細長いシャフトアセンブリ１４の先端のより複雑な動きの局所長手方向の構成要素を含むことができる。好適な発生器は、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、Ｏｈｉｏ）から、モデル番号ＧＥＮ１１として入手可能である。音響アセンブリ１０６が活性化されると、振動する動きの定在波が音響アセンブリ１０６を通して発生する。超音波外科用器具１０は、共鳴で操作するように設計され、それにより、所定の振幅の音響定在波パターンが生み出される。音響アセンブリ１０６に沿う任意の点における振動の動きの振幅は、振動する動きが測定される音響アセンブリ１０６に沿う場所に依存する。振動する動き定在波における最小又はゼロ交差は、一般的に節（すなわち、動きが最小である）として称され、定在波における局所的最大絶対値又はピークは、一般的に、腹（例えば、局所的動きは最大である）として称される。腹とその最も近い節との間の距離は、波長の４分の１（λ／４）である。
【００５３】
ワイヤ１２０及び１２２は、超音波信号発生器２０から正極１１４及び負極１１６に電気信号を伝達する。圧電素子１１２は、例えば、音響アセンブリ１０６において音響定在波を生み出すための足踏みスイッチなどのアクチュエータ２２４に応答して、超音波信号発生器２０から供給される電気信号によって通電される。電気信号は、圧電素子１１２中に、繰り返される小変位形態の乱れを起こし、材料中に大きな交互の圧縮及び伸張力をもたらす。繰り返される小変位は、圧電素子１１２を連続的方式で電圧勾配の軸に沿って伸縮させ、超音波エネルギーの長手方向の波を生成する。超音波エネルギーは、細長いシャフトアセンブリ１４の伝達構成要素又は超音波伝達導波管部分７８を介してエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ音響アセンブリ１０６を通って伝達される。
【００５４】
一実施形態例では、音響アセンブリ１０６がエネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ供給するために、音響アセンブリ１０６の全ての構成要素は、ブレード６６に音響的に連結しなければならない。超音波変換器１６の遠位端は、スタッド１２４などの螺入接続によって、表面１１０において超音波伝達導波管７８の近位端に音響的に連結されてもよい。
【００５５】
一実施形態例では、音響アセンブリ１０６の構成要素は、好ましくは音響的に調整され、それにより、任意のアセンブリの長さは、２分の１波長の整数（ｎλ／２）であり、波長λは、音響アセンブリ１０６の予め選択されたか、又は作動中の長手方向振動駆動周波数ｆｄの波長である。音響アセンブリ１０６は、音響要素の任意の好適な配列を組み込んでもよいことも想到される。
【００５６】
一実施形態例では、ブレード６６は、２分の１システム波長（ｎλ／２）の整数倍と実質的に等しい長さを有することができる。ブレード６６の遠位端は、遠位端の最大長手方向の振動幅を提供するために、腹付近に配置され得る。変換器アセンブリが通電されると、ブレード６６の遠位端は、例えば、５５ｋＨｚの所定の振動周波数において、例えば、約１０〜５００μｍのピークからピークまでの範囲内で、好ましくは、約３０〜６４μｍの範囲内で移動するように構成され得る。
【００５７】
一実施形態例では、ブレード６６は、超音波伝達導波管７８に連結され得る。ここに示すように、ブレード６６及び超音波伝達導波管７８は、超音波エネルギーの伝達のために好適な材料からの単一ユニット構成として形成される。こうした材料の例には、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタンの合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の好適な材料が挙げられる。あるいは、ブレード６６は超音波伝達導波管７８から分離可能（かつ異なる組成のもの）であって、例えば、スタッド、溶接、接着剤、急速接続、又は他の好適な既知の方法によって連結されてもよい。超音波伝達導波管７８の長さは、例えば２分の１波長の整数（ｎλ／２）に実質的に等しくてよい。超音波伝達導波管７８は、例えば上述のチタン合金（すなわち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）若しくは任意の好適なアルミニウム合金、又は他の合金など、超音波エネルギーを効率的に伝播するのに好適な材料から構築された中実コアシャフトから好ましくは作られてもよい。
【００５８】
一実施形態例では、超音波伝達導波管７８は、スタッド１２４などの螺入接続によって、超音波伝達導波管７８の表面１１０に連結するために、近位端にある長手方向に突起する取り付け支柱を含む。超音波伝達導波管７８は、複数の節に位置付けられる、複数の安定用のシリコーンリング又は適合する支持体８２（図５）を含むことができる。シリコーンリング８２は、望ましくない振動を緩衝し、超音波エネルギーを外側保護シース８０（図５）から分離して、最大効率でのブレード６６の遠位端への長手方向の超音波エネルギーのフローを確実にする。
【００５９】
図９は、近位回転アセンブリ１２８の一実施形態例を示す。示された実施形態では、近位回転アセンブリ１２８は、円筒形のハブ１３５を覆うように挿入される近位回転ノブ１３４を含む。近位回転ノブ１３４は、円筒形のハブ１３５の近位端上に形成される、対応するスロット１３０に受容される複数の放射状突起１３８を含む。近位回転ノブ１３４は、超音波変換器１６の遠位端を受容するための開口部１４２を画定する。放射状突起１３８は、柔らかいポリマー材料で形成され、超音波変換器１６の遠位端が嵌合されたときに摩擦干渉嵌合を生じさせるために、超音波変換器１６の外径に対して小さい直径を画定する。ポリマー放射状突起１３８は、超音波変換器１６の外部ハウジングをしっかりと把持する「グリッパ」リブを形成するために、開口部１４２へ半径方向に突出する。したがって、近位回転ノブ１３４は、超音波変換器１６をしっかりと把持する。
【００６０】
円筒形のハブ１３５の遠位端は、円周縁１３２と、円周軸受表面１４０とを含む。円周縁はハウジング１２に形成された溝に係合し、円周軸受表面１４０はハウジング１２に係合する。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング１２の２つのハウジング部分（図示せず）内に機械的に保持される。円筒形のハブ１３５の円周縁１３２は、第１と第２のハウジング部分１２ａ、１２ｂとの間に配置されるか、又は「嵌められ」、溝内の定位置で自由に回転できる。円周軸受表面１４０は、適切な回転を補助するために、ハウジングの内側部分に対して位置する。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング内の定位置で自由に回転できる。ユーザーは、ハウジング１２内で円筒形のハブ１３５を回転させるために、近位回転ノブ１３４上に形成される縦溝１３６を指又は親指のいずれかと係合させる。
【００６１】
一実施形態例では、円筒形のハブ１３５は、ポリカーボネートなどの耐久性プラスチックで形成され得る。一実施形態例では、円筒形のハブ１３５は、シリコン処理をしたポリカーボネート材料で形成され得る。一実施形態例では、近位回転ノブ１３４は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるバーサフレックス（Versaflex）（登録商標）ＴＰＥ合金を含む柔軟な弾性可撓性高分子材料で形成され得る。近位回転ノブ１３４は、例えば、エラストマ材料、サントプレーン（Santoprene）（登録商標）として周知の熱可塑性ゴム、他の熱可塑性加硫物（ＴＰＶｓ）、又はエラストマで形成され得る。ただし、実施形態はこの文脈に限定されない。
【００６２】
図１０は、単一要素エンドエフェクタ２７８を有する外科用器具２１０を含む外科用システム２００の一実施形態例を示す。システム２００は、ここに示されるように、エンドエフェクタ２７８に連結された変換器アセンブリ２１６と、エンドエフェクタ２７８の近位部分の周りに位置決めされたシース２５６とを含むことができる。変換器アセンブリ２１６及びエンドエフェクタ２７８は、前述の変換器アセンブリ１６及びエンドエフェクタ１８と同様の様式で動作して、ブレード２２６’を通じて組織に伝達できる超音波エネルギーを生み出すことができる。
【００６３】
図１１〜１８Ｃは、治療レベル及び／又は治療レベル未満の電気エネルギーを利用して組織を治療する、又はフィードバックを発生器（例えば、電気外科用器具）に提供する外科用器具の様々な実施形態を示す。図１１〜１８Ｃの実施形態は、手動又は手で操作する様式での使用に適合される一方で、電気外科用器具をロボットの用途にも同様に使用することができる。図１１は、電気エネルギー外科用器具３１０を含む外科用器具システム３００の一実施形態例の斜視図である。電気外科用器具３１０は、近位ハンドル３１２と、遠位作業端部又はエンドエフェクタ３２６と、それらの間に配設される導入器又は細長いシャフト３１４とを含むことができる。
【００６４】
電気外科的システム３００は、例えば、電気エネルギー、超音波エネルギー、熱エネルギー、又は任意のそれらの組み合わせなどのエネルギーを、患者の組織に、個別又は同時のいずれかにて、例えば図１に関連して説明されるように供給するよう構成することができる。一実施形態例では、電気外科的システム３００は、電気外科用器具３１０と電気通信を行う発生器３２０を含む。発生器３２０は、電気外科用器具３１０に、ケーブル３２２などの好適な伝送媒体を介して接続される。一実施形態例では、発生器３２０は、例えば、制御ユニット３２５など、コントローラに連結される。様々な実施形態では、制御ユニット３２５は、発生器３２０と一体に形成され得るか、又は、発生器３２０に電気的に連結された別の回路モジュール又は装置として提供され得る（このオプションを例示するために図では点線で示されている）。ここで開示する実施形態では、発生器３２０は電気外科用器具３１０と分けて示されるが、一実施形態例では、発生器３２０（及び／又は、制御ユニット３２５）は、電気外科用器具３１０と一体に形成されて単一の電気外科的システム３００を形成することができ、ここで、電気外科用器具３１０内に配置されたバッテリは、エネルギー源であり、バッテリに連結された回路は、好適な電気エネルギー、超音波エネルギー、又は熱エネルギーを生成する。そのような１つの例を、図１７〜１８Ｃに関連して本明細書に説明する。
【００６５】
発生器３２０は、発生器３２０コンソールの前側パネル上に配置された入力装置３３５を含むことができる。入力装置３３５は、例えば、キーボード又は入力ポートなど、発生器３２０の作動のプログラミングに好適な信号を生成する任意の好適な装置を含むことができる。一実施形態例では、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂ内の様々な電極を発生器３２０に連結することができる。ケーブル３２２は、電気外科用器具３１０の正極（＋）及び負極（−）に電気エネルギーを印加する多数の電気的導電線を含むことができる。制御ユニット３２５は、電源としてサーブすることができる発生器３２０の始動に使用することができる。様々な実施形態では、発生器３２０は、個別又は同時に始動することができる、例えば、ＲＦ源、超音波源、直流電源、及び／又は任意の他の好適な種類の電気エネルギー源を含むことができる。
【００６６】
様々な実施形態では、電気外科的システム３００は、少なくとも１つの供給導体３３１と、少なくとも１つの戻り導体３３３とを含んでもよく、電流は、供給導体３３１を介して電気外科用器具３００に供給されることができ、また、電流は、戻り導体３３３を介して発生器３２０に戻ることができる。様々な実施形態では、供給導体３３１及び戻り導体３３３は、絶縁線及び／又は任意の他の好適な種類の導体を含んでもよい。特定の実施形態では、以下に説明するように、供給導体３３１及び戻り導体３３３は、発生器３２０と電気外科用器具３１０のエンドエフェクタ３２６との間（又は少なくとも部分的にそれらの間）に延びるケーブル３２２の中に収容されてもよい、及び／又は当該ケーブルを含んでもよい。いずれの場合にも、発生器３２０は、十分な電流をエンドエフェクタ１１０に供給することができるように、供給導体３３１と戻り導体３３３との間に十分な電圧差を印加するように構成され得る。
【００６７】
図１２は、外科用器具３１０のハンドル３１２の一実施形態例の側面図である。図１２では、ハンドル３１２は、第２のハンドル本体３１２Ｂ内の様々な構成要素を例示するために、第１のハンドル本体３１２Ａ（図１１参照）の半分が取り除かれた状態で示されている。ハンドル３１２は、パス３３に沿って引かれることができるレバーアーム３２１（例えば、トリガ）を含むことができる。レバーアーム３２１の延長部３９８に動作可能に係合されたシャトル３８４によって、レバーアーム３２１は、細長いシャフト３１４内に配設された軸方向に移動可能な部材３７８（図１３〜１６）に連結されることができる。シャトル３８４は、バネ３８８などの付勢装置に更に接続されてもよく、このバネ３８８は、第２のハンドル本体３１２Ｂにも接続されて、シャトル３８４、ひいては軸方向に移動可能な部材３７８を近位方向に付勢し、それによって、図１１に見られるような開いた位置にジョー３６４Ａ及び３６４Ｂを動かすことができる。更に、図１１〜１２を参照すると、係止部材１９０（図１２参照）は、係止スイッチ３２８（図１１参照）によって、図のようにシャトル３８４が遠位側に移動するのが実質的に防止される係止位置と、シャトル３８４が細長いシャフト３１４に向かって遠位方向に自由に移動するのを可能にし得る係止解除位置との間を移動することができる。ハンドル３１２は、任意の種類のピストルグリップ、又は、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂを作動させるための作動レバー、トリガ、又はスライダを支持するように構成された、当該技術分野において既知の他の種類のハンドルであり得る。細長いシャフト３１４は、円筒形又は長方形の横断面を有しており、例えば、ハンドル３１２から延びる薄壁管状スリーブを含むことができる。細長いシャフト３１４は、それを貫いて延びる穴を有しており、この穴は、アクチュエータ機構、例えば、ジョーを作動させるための軸方向に移動可能な部材３７８を支持するためのものであり、また、エンドエフェクタ３２６の電気外科的構成要素に電気エネルギーを供給する電気リード線を支持するためのものである。
【００６８】
エンドエフェクタ３２６は、組織を捕えて切除し、そして捕えた組織を制御されたエネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）の適用にて同時に溶接するよう適合することができる。第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂを近づけることで、軸方向に移動可能な部材３７８によって画定される長手方向軸「Ｔ」周りの組織を捕え又は係合することができる。第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂはまた、組織に圧縮力を加えることもできる。いくつかの実施形態では、細長いシャフト３１４は、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂと共に、矢印１９６（図１１参照）で示されるように、ハンドル３１２に対して、完全に３６０度回転され得る。例えば、回転ノブ３４８は、シャフト３１４の長手方向軸を中心として回転可能とすることができ、ノブ３４８の回転が、対応するシャフト３１４の回転を生じることができるように、シャフト３１４に連結されることができる。第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂは、回転中、開放可能及び／又は閉鎖可能な状態を維持することができる。
【００６９】
図１３は、ジョー３６４Ａ、３６４Ｂが開いた状態のエンドエフェクタ３２６の一実施形態例の斜視図を示し、図１４は、ジョー３６４Ａ、３６４Ｂが閉じた状態のエンドエフェクタ３２６の一実施形態の斜視図を示す。前述のように、エンドエフェクタ３２６は、直線又は曲線とすることができる、上方の第１のジョー３６４Ａ及び下方の第２のジョー３６４Ｂを含むことができる。第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂはそれぞれ、それらのそれぞれの中間部分に沿ってそれぞれ外向きに配設される細長いスロット又はチャネル３６２Ａ及び３６２Ｂを含むことができる。更に、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂはそれぞれ、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂの内側部分に配設された、歯３６３などの組織把持要素を有することができる。第１のジョー３６４Ａは、上方の第１の外向きの表面２０２Ａと上方の第１のエネルギー供給表面３６５Ａとを有する上方の第１のジョー本体２００Ａを備えていてもよい。第２のジョー３６４Ｂは、下方の第２の外向きの表面２０２Ｂと下方の第２のエネルギー供給表面３６５Ｂとを有する下方の第２のジョー本体２００Ｂを備えていてもよい。第１のエネルギー供給表面３６５Ａ及び第２のエネルギー供給表面３６５Ｂは共に、エンドエフェクタ３２６の遠位端の周りで「Ｕ」字型に延びていてもよい。
【００７０】
ハンドル３１２（図１２）のレバーアーム３２１は、ジョー閉鎖機構としても機能し得る、軸方向に移動可能な部材３７８を作動させるよう適合され得る。例えば、図１２に示すように、かつ上述のように、レバーアーム３２１が、シャトル３８４を介して、パス３３に沿って近位方向に引かれる際に、軸方向に移動可能な部材３７８が遠位方向に付勢され得る。図１５は、外科用器具３１０の軸方向に移動可能な部材３７８の一実施形態例の斜視図である。軸方向に移動可能な部材３７８は、１個又は数個の部品を含んでいてもよいが、いずれにしても、細長いシャフト３１４及び／又はジョー３６４Ａ、３６４Ｂに対して移動可能又は並進可能であってもよい。また、少なくとも一実施形態例では、軸方向に移動可能な部材３７８は、１７−４析出硬化ステンレス鋼にて作製してもよい。軸方向に移動可能な部材３７８の遠位端は、ジョー３６４Ａ及び３６４Ｂのチャネル３６２Ａ及び３６２Ｂ内で摺動するように構成されたフランジ付き「Ｉ」ビームを含む場合がある。軸方向に移動可能な部材３７８は、チャネル３６２Ａ、３６２Ｂ内を摺動することができ、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂを開閉する。軸方向に移動可能な部材３７８の遠位端はまた、上部フランジ又は「ｃ」字型部３７８Ａ及び下部フランジ又は「ｃ」字型部３７８Ｂを含み得る。フランジ３７８Ａ及び３７８Ｂはそれぞれ、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂの外向き表面を係合する内部カム表面３６７Ａ及び３６７Ｂを画定している。ジョー３６４Ａ及び３６４Ｂの開閉は、移動可能な「Ｉビーム」状の軸方向に移動可能な部材３７８及びジョー３６４Ａ、３６４Ｂの外向き表面３６９Ａ、３６９Ｂを含み得るカム機構を用いて、非常に大きな圧縮力を組織に印加することができる。
【００７１】
より詳細には、ここで図１３〜１５を参照すると、総じて、軸方向に移動可能な部材３７８の遠位端の内部カム表面３６７Ａ及び３６７Ｂは、それぞれ、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂの第１の外向きの表面３６９Ａ及び第２の外向きの表面３６９Ｂと摺動可能に係合するように適合され得る。第１のジョー３６４Ａ内のチャネル３６２Ａ及び第２のジョー３６４Ｂ内のチャネル３６２Ｂは、軸方向に移動可能な部材３７８（組織切断要素３７１、例えば、鋭い末端縁を含み得る）の動きに適合するように寸法設定されかつ構成されてもよい。図１４は、例えば、チャネル３６２Ａ及び３６２Ｂ（図１３）を少なくとも部分的に通って進む軸方向に移動可能な部材３７８の遠位端を示す。軸方向に移動可能な部材３７８の前進は、エンドエフェクタ３２６を、図１３に示される開構成から閉じ得る。図１４に示す閉じた位置において、上方の第１のジョー３６４Ａ及び下方の第２のジョー３６４Ｂはそれぞれ、第１のジョー３６４Ａ及び第２のジョー３６４Ｂの第１のエネルギー供給表面３６５Ａと第２のエネルギー供給表面３６５Ｂとの間に、間隙つまり寸法Ｄを画定している。様々な実施形態では、例えば、寸法Ｄは約０．０１２７ｍｍ〜約１．０２ｍｍ（約０．０００５”〜約０．０４０”）に等しくすることができ、いくつかの実施形態では、例えば、約０．０２５ｍｍ〜約０．２５４ｍｍ（約０．００１”〜約０．０１０”）に等しくすることができる。また、第１のエネルギー供給表面３６５Ａ及び第２のエネルギー供給表面３６５Ｂの縁部は、組織の切開を防止するために丸められてもよい。
【００７２】
図１６は、外科用器具３１０のエンドエフェクタ３２６の一実施形態例の断面図である。下方のジョー３６４Ｂの係合、すなわち組織接触表面３６５Ｂは、以下で詳述されるように、可変抵抗正温度係数（ＰＴＣ）体などの導電抵抗マトリクスを通して、エネルギーを組織の少なくとも一部に供給するよう適合されている。上方及び下方のジョー３６４Ａ、３６４Ｂの少なくとも１つは、エネルギーを発生器３２０から捕えた組織に供給するよう構成された少なくとも１つの電極３７３を有し得る。上方のジョー３６４Ａの係合、すなわち組織触覚表面３６５Ａは、同様の導電抵抗マトリクス（すなわち、ＰＴＣ材料）を有し得、あるいは、いくつかの実施形態では、例えば、この表面は導電性電極又は絶縁層としてもよい。あるいは、このジョーの係合表面は、その開示全体を参照により本明細書に組み込むものとする、米国特許第６，７７３，４０９号（出願日：２００１年１０月２２日、表題「ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ  ＪＡＷ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＦＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ  ＥＮＥＲＧＹ  ＤＥＬＩＶＥＲＹ」）に開示の任意のエネルギー供給構成要素を有し得る。
【００７３】
第１のエネルギー供給表面３６５Ａ及び第２のエネルギー供給表面３６５Ｂはそれぞれ、発生器３２０と電気的通信を行い得る。第１のエネルギー供給表面３６５Ａ及び第２のエネルギー供給表面３６５Ｂは、組織と接触し、捕捉した組織に電気外科用エネルギーを供給するように構成され得、これは組織を封止又は溶接するように適合されている。制御ユニット３２５は、電気発生器３２０によって供給された電気エネルギーを調節することができ、電気発生器３２０は、第１のエネルギー供給表面３６５Ａ及び第２のエネルギー供給表面３６５Ｂに電気外科用エネルギーを供給する。エネルギー供給は、レバーアーム３２１と動作可能に係合され、かつケーブル３２２を介して発生器３２０と電気通信する、作動ボタン３２８（図１２）によって開始されることができる。一実施形態例では、電気外科用器具３１０は、足踏みスイッチ３２９（図１１）を経由して、発生器３２０により活性化されることができる。例えば、作動されると、足踏みスイッチ３２９は発生器３２０を起動させて、電気エネルギーをエンドエフェクタ３２６に供給する。制御ユニット３２５は作動中、発生器３２０により生成される電力を調節する。足踏みスイッチ３２９は、多くの状況において好適であり得るが、他の好適な種類のスイッチを使用することができる。
【００７４】
上記のように、電気発生器３２０により供給され、制御ユニット３２５により調節、さもなければ制御される電気外科用エネルギーは、無線周波（ＲＦ）エネルギー又は他の好適な形態の電気エネルギーを含み得る。更に、対向する第１及び第２のエネルギー供給表面３６５Ａ及び３６５Ｂは、発生器３２０及び制御ユニット３２５と電気通信を行う可変抵抗正温度係数（ＰＴＣ）体を有し得る。電気外科用エンドエフェクタ、ジョー閉鎖機構、及び電気外科用エネルギー供給表面に関する更なる詳細については、これらの全てを参照により本明細書に組み込み、本明細書の一部とする、次の米国特許及び特許出願公開公報に記載されている：米国特許第７，０８７，０５４、７，０８３，６１９、７，０７０，５９７、７，０４１，１０２、７，０１１，６５７、６，９２９，６４４、６，９２６，７１６、６，９１３，５７９、６，９０５，４９７、６，８０２，８４３、６，７７０，０７２、６，６５６，１７７、６，５３３，７８４、及び６，５００，３１２号、並びに米国特許出願公開公報第２０１０／００３６３７０及び２００９／００７６５０６号。
【００７５】
一実施形態例では、発生器３２０は、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを用いて双極電気手術を行うのに充分な電力を供給することができる電気外科ユニット（ＥＳＵ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｅｒｙ  ｕｎｉｔ）として取り付けられてもよい。一実施形態例では、ＥＳＵは、ＥＲＢＥ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ、Ｇｅｏｒｇｉａ）から市販の双極ＥＲＢＥ  ＩＣＣ  ３５０であり得る。いくつかの実施形態では、双極電気手術用途などの、活性電極及び戻り電極を有する外科用器具を利用することができ、この器具中では活性電極及び戻り電極が、治療する組織に相対して、隣接して、及び／又は電気的通信を行うよう配置され得、電流が、正温度係数（ＰＴＣ）体を通って活性電極から、組織を通って戻り電極に流れるようにする。したがって、様々な実施形態では、電気外科的システム３００は供給パス及びリターンパスを含み得、このパス中で、捕えた治療中の組織が回路を完成又は閉回路を形成する。一実施形態例では、発生器３２０は単極ＲＦ  ＥＳＵとしてもよく、電気外科用器具３１０は、１つ又は２つ以上の活性電極が統合されている単極エンドエフェクタ３２６を備え得る。そのようなシステムについては、発生器３２０は、操作サイトから離れた位置の患者と密接に接触するリターンパッド及び／又は他の好適なリターンパスを必要としてもよい。リターンパッドは、ケーブルを介して発生器３２０と接続されてもよい。他の実施形態では、オペレータ２０は、組織の状態を評価し、電気外科的システム３００にフィードバックを提供する目的で治療レベル未満のＲＦエネルギーレベルを提供してもよい。そのようなフィードバックは、電気外科用器具３１０の治療レベルのＲＦエネルギー出力を制御するよう利用することができる。
【００７６】
電気外科用器具３００の作動中、ユーザーは一般的に、組織を掴み、捕えた組織にエネルギーを供給して（例えば、ボタン３２８及び／又はペダル２１６を作動させることにより）溶接又は封止を形成し、続いて、捕えた組織を通して、軸方向に移動可能な部材３７８の遠位端にて組織切断要素３７１を駆動させる。様々な実施形態では、軸方向に移動可能な部材３７８の軸方向動きの並進は一定とするか、又はそうでなければ制御し、好適な移動速度での軸方向に移動可能な部材３７８の駆動を補助することができる。移動速度を制御することにより、捕えた組織が、切断要素３７１での切除の前に適切かつ機能的に封止される可能性が高まる。
【００７７】
図１７は、コードレス電気エネルギー外科用器具４１０を含む外科用器具システムの一実施形態例の斜視図である。電気外科的システムは、電気外科的システム３００に類似する。電気外科的システムは、電気エネルギー、超音波エネルギー、熱エネルギー、又は任意のそれらの組み合わせなどのエネルギーを、患者の組織に、個別又は同時のいずれかにて、例えば図１及び１１に関連して説明されるように構成することができる。電気外科用器具は、コードレス近位ハンドル４１２と併せて、本明細書に説明するエンドエフェクタ３２６及び細長いシャフト３１４を利用することができる。一実施形態例では、ハンドル４１２は発生器回路４２０を含む（図１８Ａ参照）。発生器回路４２０は、発生器３２０の機能と実質的に同じ機能を実行する。一実施形態例では、発生器回路４２０は、制御回路などのコントローラに連結される。示された実施形態では、制御回路は、発生器回路４２０内に統合されている。他の実施形態では、制御回路は、発生器回路４２０から分かれていてもよい。
【００７８】
一実施形態例では、エンドエフェクタ３２６（そのジョー３６４Ａ、３６４Ｂを含む）内の様々な電極は、発生器回路４２０に連結されてもよい。制御回路は、電源としてサーブすることができる発生器４２０の始動に使用することができる。様々な実施形態では、発生器４２０は、例えば、ＲＦ源、超音波源、直流電源、及び／又は他の任意の好適な種類の電源を含むことができる。一実施形態例では、エンドエフェクタ３２６、３２６にエネルギーを提供する発生器回路４２０を起動するためのボタン３２８を提供してもよい。
【００７９】
図１８Ａは、コードレス外科用器具４１０のハンドル４１２の一実施形態例の側面図である。図１８Ａでは、ハンドル４１２は、第２のハンドル本体４３４内の様々な構成要素を例示するために、第１のハンドル本体の半分が取り除かれた状態で示されている。ハンドル４１２は、旋回点周囲のパス３３に沿って引くことができるレバーアーム４２４（例えば、トリガ）を備え得る。レバーアーム４２４の延長部に動作可能に係合されたシャトルによって、レバーアーム４２４は、細長いシャフト３１４内に配設された軸方向に移動可能な部材４７８に連結されることができる。一実施形態例では、レバーアーム４２４は、遠位トリガフック４２４ａ及び近位トリガ部４２４ｂを含むシェパードフック形状を画定する。ここに示すように、遠位トリガフック４２４ａは第１の長さを有し得、同時に近位トリガ部４２４は第２の長さを有し得、この第２の長さは第１の長さより長い。
【００８０】
一実施形態例では、コードレス電気外科用器具はバッテリ４３７を含む。バッテリ４３７は、電気エネルギーを発生器回路４２０に提供する。バッテリ４３７は、所望するエネルギーレベルにて発生器回路４２０を駆動するのに好適な任意のバッテリとすることができる。一実施形態例では、バッテリ４３７は、１０３０ｍＡｈｒの、トリプルセルリチウムイオンポリマーバッテリである。バッテリは外科的処置での使用前に完全充電することができ、約１２．６Ｖの電圧を維持することができる。バッテリ４３７は、それぞれのバッテリ端子と一致して配列された、コードレス電気外科用器具４１０に取り付けられた２つのフューズを有することができる。一実施形態例では、バッテリ４３７を直流電源（図示せず）に接続する充電ポート４３９が提供される。
【００８１】
発生器回路４２０は、任意の好適な様式にて構成されてもよい。いくつかの実施形態では、発生器回路は、ＲＦ駆動及び制御回路４４０並びにコントローラ回路４８２を含む。図１８Ｂは、一実施形態による、ＲＦ駆動及び制御回路４４０を例示する。図１８Ｂは、エンドエフェクタ３２６に供給されるＲＦ電気エネルギーを生成及び制御するために本実施形態において使用される、ＲＦ駆動及び制御回路４４０を例示する、部分的概略、部分的ブロック図である。以下で更に詳細に説明するように、この実施形態では、駆動回路４４０は、並列共振ネットワークをＲＦ増幅器出力部に備えた共振モードＲＦ増幅器であり、制御回路は、駆動信号の作動周波数を制御するように作動して、その作動周波数が駆動回路の共振周波数に維持されるようにし、駆動回路は、エンドエフェクタ３２６に供給される電力の量を制御する。これが達成される方式は、以下の説明から明らかとなろう。
【００８２】
図１８Ｂに示すように、ＲＦ駆動及び制御回路４４０は、この例においては約０Ｖ〜約１２Ｖのレールに給電するように構成された上述のバッテリ４３７を備えている。低電源インピーダンスを得るために、入力コンデンサ（Ｃｉｎ）４４２が０Ｖと１２Ｖとの間に接続されている。一対のＦＥＴスイッチ４４３−１及び４４３−２（共にこの実施形態においては電力損失を低減するためにＮチャネルである）が０Ｖレールと１２Ｖレールとの間に直列に接続されている。２つのＦＥＴ  ４４３のそれぞれを駆動するためにそれぞれ１つの、２つの駆動信号を発生させるＦＥＴゲート駆動回路８０５が設けられている。ＦＥＴゲート駆動回路４４５は、下方のＦＥＴ（４４３−２）がオフであるときに上方のＦＥＴ（４４３−１）をオンにし、またその逆にする駆動信号を発生させる。これにより、ノード４４７は１２Ｖレール（ＦＥＴ  ４４３−１がオンに切り替えられたとき）及び０Ｖレール（ＦＥＴ  ４４３−２がオンに切り替えられたとき）に交互に接続されることになる。図１８Ｂはまた、対応するＦＥＴ  ４４３の内部寄生ダイオード４４８−１及び４４８−２を図示し、これはＦＥＴ  ４４３が開いている任意の期間に動作する。
【００８３】
図１８Ｂに示すように、ノード４４７は、コイルＬｓ  ４５２及びコイルＬｍ  ４５４によって形成されたコイル・コイル共振回路４５０に接続されている。ＦＥＴゲート駆動回路４４５は、並列共振回路４５０の共振周波数でＦＥＴスイッチ４４３を開閉する駆動信号を駆動周波数（ｆｄ）で発生させるように構成されている。共振回路４５０の共振特性の結果として、ノード４４７における方形波電圧は、駆動周波数（ｆｄ）の実質的に正弦波状の電流を共振回路４５０内に流れさせる。図１８Ｂに示すように、コイルＬｍ４５４は変圧器４５５の一次側であり、その二次側はコイルＬｓｅｃ  ４５６で形成されている。変圧器４５５の二次側のコイルＬｓｅｃ  ４５６は、コイルＬ２  ４５８、コンデンサＣ４  ４６０、及びコンデンサＣ２  ４６２によって形成されるコイル・コンデンサ・コンデンサの並列共振回路４５７に接続されている。変圧器４５５は、コイルＬｍ  ４５４にかかる駆動電圧（Ｖｄ）を、出力並列共振回路４５７に印加される電圧にアップコンバートする。負荷電圧（ＶＬ）は、並列共振回路４５７によって出力され、鉗子のジョー、及びエンドエフェクタ３２６により把持される任意の組織又は血管のインピーダンスに対応する負荷（図１８Ｂの負荷抵抗Ｒｌｏａｄ  ４５９により表される）に適用される。図１８Ｂに示すように、一対のＤＣ阻止コンデンサＣｂＩ  ４８０−１及び４８０−２が設けられて、いずれかの直流信号が負荷４５９に印加されるのを防ぐ。
【００８４】
一実施形態では、変圧器４５５は、以下の仕様によるコア径（ｍｍ）、線径（ｍｍ）、及び２次巻線同士の間隙で実現され得る。
コア径Ｄ（ｍｍ）
Ｄ＝１９．９×１０−３
２２ＡＷＧワイヤの線径Ｗ（ｍｍ）
Ｗ＝７．３６６×１０−４
間隙０．１２５の２次巻線同士の間隙
Ｇ＝ｇａｐ／２５．４
【００８５】
この実施形態では、エンドエフェクタ３２６に提供される電力の量は、ＦＥＴ  ４４３を切り替えるために使用される変換信号の周波数を変えることによって制御される。これで機能するが、それは共振回路４５０が周波数依存性（無損失）の減衰器として働くからである。駆動信号が共振回路４５０の共振周波数に近づくほど、駆動信号は減衰されなくなる。同様に、駆動信号の周波数が移動して回路４５０の共振周波数から離れるほど、駆動信号は減衰され、したがって負荷に供給される電力も低下する。この実施形態では、ＦＥＴゲート駆動回路４４５によって発生される変換信号の周波数は、負荷４５９に供給されるべき所望の電力、並びに通常の電圧検出回路４８３及び電流検出回路４８５によって取得される負荷電圧（ＶＬ）及び負荷電流（ＩＬ）の測定値に基づいて、コントローラ４８１によって制御される。コントローラ４８１が作動する方式について、以下で更に詳細に説明することにする。
【００８６】
一実施形態では、電圧検出回路４８３及び電流検出回路４８５は、高帯域幅で高速のレールツーレール増幅器（例えばナショナルセミコンダクタ社（National Semiconductor）によるＬＭＨ６６４３）で実現され得る。そのような増幅器はしかしながら、作動状態にあるとき、比較的多くの電流を消費する。したがって、増幅器が電圧検出回路４８３及び電流検出回路４８５において使用されていないときに増幅器の供給電圧を低減するために、節電回路が設けられ得る。一実施形態では、レールツーレール増幅器の供給電圧を低減し、それによってバッテリ４３７の寿命を延長するために、ステップダウンレギュレータ（例えばリニアテクノロジー社（Linear Technology）のＬＴ３５０２）が節電回路で利用され得る。
【００８７】
図１８Ｃは、一実施形態によるコントローラ４８１の主構成要素を示している。図１８Ｃに示す実施形態では、コントローラ４８１はマイクロプロセッサベースのコントローラであり、したがって図１６に示す構成要素の大部分はソフトウェアベースの構成要素である。それでもなお、それに代わってハードウェアベースのコントローラ４８１が使用されてもよい。図示のように、コントローラ４８１は同期Ｉ／Ｑサンプリング回路４９１を有しており、この同期Ｉ／Ｑサンプリング回路４９１は、検出電圧及び電流信号を検出回路４８３及び４８５から受信し、電力、Ｖｒｍｓ、及びＩｒｍｓ計算モジュール４９３に渡される対応するサンプルを取得する。計算モジュール４９３は、受け取ったサンプルを使用して、負荷４５９に適用されるＲＭＳ電圧及びＲＭＳ電流を算出し（図１８Ｂ、エンドエフェクタ３２６、及びこれに把持される組織／血管）、これらから、負荷４５９に現在供給されている電力を算出する。決定した値は次いで、周波数制御モジュール４９５及び医療装置制御モジュール４９７に渡される。医療装置制御モジュール４９７は、それらの値を使用して負荷４５９の現在のインピーダンスを決定し、決定したこのインピーダンスと所定のアルゴリズムに基づいて、どの程度の目標電力（Ｐｓｅｔ）を周波数制御モジュール４９５に印加すべきかを決定する。医療装置制御モジュール４９７はひいては、ユーザーの入力（例えば、ボタンを押すか、又はハンドル１０４の制御レバー１１４、１１０を起動する）を受信する、ユーザー入力モジュール４９９から受信される信号により制御され、また、ユーザー出力モジュール４６１によってハンドル１０４上の出力装置（光、ディスプレイ、スピーカなど）を制御する。
【００８８】
周波数制御モジュール４９５は、計算モジュール４９３から取得した値及び医療装置制御モジュール４９７から取得した電力目標値（Ｐｓｅｔ）、並びに所定のシステム限界（以下で説明する）を使用して、印加周波数を増減させるべきか否かを判断する。この判断の結果は次いで、方形波発生モジュール４６３に渡されるが、方形波発生モジュール４６３はこの実施形態では、受け取った判断に基づいて、発生させる方形波信号の周波数を１ｋＨｚ単位で増減させる。当業者には明らかとなるように、別の実施形態では、周波数制御モジュール４９５は、周波数を増やすべきかそれとも減らすべきかだけでなく、必要となる周波数変化の大きさをも決定し得る。この場合、方形波発生モジュール４６３は、所望の周波数シフトを伴って、対応する方形波信号を発生させる。この実施形態では、方形波発生モジュール４６３によって発生された方形波信号はＦＥＴゲート駆動回路４４５に出力され、ＦＥＴゲート駆動回路４４５はこの信号を増幅し、ＦＥＴ  ４４３−１に加える。ＦＥＴゲート駆動回路４４５はまた、ＦＥＴ  ４４３−１に加えられる信号を反転させ、その反転した信号をＦＥＴ  ４４３−２に加える。
【００８９】
電気外科用器具４１０は、電気外科的システム３００に関して説明されたように追加的機能を含むことができる。電気外科用器具４１０が、回転ノブ３４８、細長いシャフト３１４、及びエンドエフェクタ３２６を含むことができることを当業者は理解するであろう。これらの要素は、電気外科的システム３００に関して上述のものと実質的に同じ様式にて機能する。一実施形態例では、コードレス電気外科用器具４１０は、視覚インジケータ４３５を含むことができる。視覚インジケータ４３５は、視覚表示信号をオペレータに提供することができる。一実施形態例では、視覚表示信号は、装置が起動していること、又は装置がエネルギーをエンドエフェクタに印加していることをオペレータに注意喚起することができる。視覚インジケータ４３５が、装置の複数の状態に関する情報を提供するよう構成することができることを当業者は理解するであろう。
【００９０】
外科的な巧緻性を向上させるためだけでなく、外科医が直感的な方式で患者に外科用できるようにするために、長年にわたって、様々な最小侵襲ロボット（又は「遠隔外科用（telesurgical）」）システムが開発されてきた。ロボット外科用システムは、本明細書で説明するように、例えば超音波又は電気外科用器具を含め、多種多様な外科用器具と共に使用され得る。例示的なロボットシステムには、米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のインテュイティヴ・サージカル社（Intuitive Surgical, Inc.）によって製造されているものが挙げられる。そのようなシステム、並びに他の製造業者によるロボットシステムが、それぞれ参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５，７９２，１３５号、名称「向上した巧緻性及び感度で最低侵襲性手術を行うための連結外科用器具（Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity）」、米国特許第６，２３１，５６５号、名称「外科用作業を実施するためのロボットアームＤＬＵＳ（Robotic Arm DLUS For Performing Surgical Tasks）」、米国特許第６，７８３，５２４号、名称「超音波焼灼及び切断器械を備えたロボット外科用具（Robotic Surgical Tool With Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument）」、米国特許第６，３６４，８８８号、名称「最小侵襲外科用機器におけるマスター及びスレーブのアライメント（Alignment of Master and Slave In a Minimally Invasive Surgical Apparatus）」、米国特許第７，５２４，３２０号、「ロボット外科用具のための機械式アクチュエータインターフェイスシステム（Mechanical Actuator Interface System For Robotic Surgical Tools）」、米国特許第７，６９１，０９８号、名称「プラットフォーム関節手首（Platform Link Wrist Mechanism）」、米国特許第７，８０６，８９１号、名称「最小侵襲遠隔外科用におけるマスター／スレーブ関係の再位置決め及び再配向（Repositioning and Reorientation of Master／Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery）」、並びに、米国特許第７，８２４，４０１号、名称「手関節型単極電気外科用エンドエフェクタ（Surgical Tool With Writed Monopolar Electrosurgical End Effectors）」において開示されている。そのようなシステムの多くはしかしながら、組織を効果的に切断及び締結するのに必要な大きさの力を発生させることが、これまではできなかった。
【００９１】
図１９〜４６Ｃは、ロボット外科用システムの複数の実施形態例を示す。いくつかの実施形態では、開示されたロボット外科用システムは、本明細書に説明する超音波又は電気外科用器具を利用することができる。例示のロボット外科用システムは本明細書に説明するそれらの器具のみに限定されず、任意の適合する外科用器具を利用し得ることが当業者には明らかとなるであろう。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明するロボット外科用システムと共に使用することができることと同時に、本開示はそのように限定されず、任意の適合するロボット外科用システムと共に使用できることが当業者には更に明らかとなるであろう。
【００９２】
図１９〜２５は、いくつかの例示的なロボット外科用システム及びその構成要素の構造及び動作を示している。図１９は、例示的なロボット外科用システム１０００のブロック図である。システム１０００は、少なくとも１台のコントローラ５０８と、少なくとも１台のアームカート５１０とを備えている。アームカート５１０は、ボックス５１２にて示される、１つ又は２つ以上のロボットマニピュレータ又はアームに機械的に連結され得る。ロボットアーム５１２のそれぞれは、患者５０４に対して様々な外科用作業を実施するための１つ又は２つ以上の外科用器具５１４を備え得る。アーム５１２及び器具５１４を含めて、アームカート５１０の動作は、臨床医５０２によってコントローラ５０８から指示され得る。いくつかの実施形態では、第２の臨床医５０２’により操作される第２のコントローラ５０８’は、第１の臨床医５０２’と併せて、アームカート５１０の操作も指示し得る。例えば、それぞれの臨床医５０２、５０２’は、カートの異なるアーム５１２を制御することができ、場合によっては、アームカート５１０の完全制御は、臨床医５０２と５０２’との間を通され得る。いくつかの実施形態では、追加的アームカート（図示せず）を患者５０４に利用することができる。これらの追加的アームカートは、１つ又は２つ以上のコントローラ５０８、５０８’にて制御されることができる。単一又は複数のアームカート５１０及びコントローラ５０８、５０８’は通信リンク５１６を介して互いに通信することができ、この通信リンクは、任意の好適な通信プロトコルによる、任意の好適な種類の有線又は無線の、任意の好適な種類の信号（例えば、電気的、光学、赤外線、等）を運ぶ通信リンクとすることができる。システム１０００などのロボット外科用システムの例示的な実現形態が、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第７，５２４，３２０号に開示されている。したがって、そのような装置の各詳細については、本明細書において、特許権を請求する装置の各種の実施形態を理解するのに必要となり得る範囲を越えて説明しないことにする。
【００９３】
図２０は、ロボットアームカート５２０の一実施形態例を示す。ロボットアームカート５２０は、一般的に作業エンベロープ（work envelope）５１９内の５２２として指定されている、複数の外科用器具又は器具を始動するよう構成される。マスターコントローラ及びロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット外科用システム及び方法が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用するところの、発明の名称が「多部品テレプレゼンスシステム及び方法（Multi-Component Telepresence System and Method）」である、米国特許第６，１３２，３６８号に開示されている。異なる形態では、ロボットアームカート５２０は、示された実施形態では３個の外科用器具５２２を支持する基部５２４を有する。異なる形態では、外科用器具５２２は、一般的にセットアップ関節５２６と呼ばれる手動による関節の動きが可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ５２８によってそれぞれ支持される。ここで、これらの構造は、ロボット連結部の大部分を覆って延びる保護カバーと共に示されている。これらの保護カバーは必須のものではなく、こうした装置を操作するために使用されるサーボ機構が受ける慣性を最小化し、可動部品の容積を限定することで衝突を防止し、カート５２０の全体の重量を抑制するため、サイズを限定するか又は実施形態によっては完全に省略することができる。カート５２０は、外科用室間でカート５２０を輸送するのに適した寸法を一般的に有している。カート５２０は、通常、標準的な手術室のドアを通り、標準的な病院のエレベータに乗せられるように構成することができる。異なる形態では、カート５２０は好ましくは一定の重量を有し、１人の作業者がカート５２０を外科用台に隣接して位置決めすることができるように車輪（又は他の輸送）システムを有する。
【００９４】
図２１は、ロボットアームカート５２０のロボットマニピュレータ５２８の一実施形態例を示す。図２１に示す例では、ロボットマニピュレータ５２８は、外科用器具５２２の動きを規制する連結部５３０を含むことができる。その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発行米国特許第５，８１７，０８４号により詳しく述べられるように、異なる実施形態において、連結部５３０が、平行四辺形の配置において回転関節によって互いに連結された高剛性の連結部材を含むことにより、外科用器具５２２は空間内の点５３２を中心として回転する。この平行四辺形の配置により、回転は、時としてピッチ軸と呼ばれる軸５３４ａを中心とした旋回動きに規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材は、セットアップ関節５２６（図２０）に旋回可能に取り付けられることにより、外科用器具５２２は時としてヨー軸と呼ばれる軸５３４ｂを中心として更に回転する。ピッチ軸５３４ａとヨー軸５３４ｂは、外科用器具５２２のシャフト５３８に沿って調心されるリモートセンター５３６にて交差する。外科用器具５２２は、長手方向の器具軸「ＬＴ−ＬＴ」に沿った外科用器具５２２の摺動動きを含む、マニピュレータ５４０により支持される更なる駆動自由度を有し得る。外科用器具５２２が器具軸ＬＴ−ＬＴに沿ってマニピュレータ５４０に対して摺動する際（矢印５３４ｃ）、リモートセンター５３６はマニピュレータ５４０の基部５４２に対して固定されたままである。したがって、マニピュレータ５４０全体は概して、リモートセンター５３６を再配置するように移動される。マニピュレータ５４０の連結部５３０は、一連のモータ５４４により駆動される。これらのモータ５４４は、制御システムのプロセッサからの指令に応答して連結部５３０を能動的に移動させる。下記に更に詳細に述べるように、外科用器具５２２を操作するためにモータ５４４も用いられる。
【００９５】
図２２は、代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカート５２０’の一実施形態例を示す。この実施形態例では、外科用器具５２２は、２つの組織操作器具との間の代替的なマニピュレータ構造５２８’により支持される。当業者であれば、特許権を主張する装置の異なる実施形態が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、米国特許第５，８７８，１９３号に述べられるものを含む、様々な代替的なロボット構造を含み得る点を、認識するであろう。更に、ロボットコンポーネントとロボット外科用システムのプロセッサとの間のデータ通信については、本明細書では、主として外科用器具５２２とコントローラとの間の通信に関連して説明されているが、同様の通信はマニピュレータ、セットアップ関節、内視鏡又は他の画像撮影装置などの回路と、コンポーネントの適合性評価、コンポーネントの種類の識別、コンポーネントの較正（オフセットなど）の通信、コンポーネントのロボット外科用システムとの連結の確認などのためのロボット外科用システムのプロセッサとの間でも行われ得る点は理解されるはずである。
【００９６】
図２３は、図２０〜２２に描くロボットアームカート５２０、５２０’などのロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラ５１８の一実施形態例を示す。コントローラ５１８は、臨床医がステレオディスプレイ５２１を介して外科用を見ながら掴んで空間内で操作するマスターコントローラ（図２３において５１９として一般的に表される）を一般的に有している。外科医用フィードバックメータ５１５はディスプレイ５２１を介して観察することができ、外科医用フィードバックメータ５１５は、切断器具又は動的クランピング部材に加えられている力の大きさの視覚的指示を外科医に与え得る。マスターコントローラ５１９は一般に手動入力装置を備え、その手動入力装置は好ましくは、多自由度で移動するものであり、また多くの場合、用具を作動させるための（例えば、握持のこぎりの閉鎖、電極への電位の印加などのための）ハンドル又はトリガを更に有している。
【００９７】
図２４は、ロボット外科用システムとの使用に適応した超音波外科用器具５２２の一実施形態例を示す。例えば、外科用器具５２２は、上述の外科用マニピュレータ５２８、５２８’の１つと連結することができる。図２４に見ることができるように、外科用器具５２２は、いくつかの実施形態において関節ジョイント５５６を備え得る細長いシャフトアセンブリ５５４に連結され得る、超音波ブレード５５０及びクランプアーム５５２を含む外科用エンドエフェクタ５４８を含む。図２５は、超音波外科用器具５２２の代わりに電気外科用器具５２３を有する別の実施形態例を示す。外科用器具５２３は、ジョー５５１Ａ、５５１Ｂとの間に組織を係合し、その組織に電気エネルギーを提供するエネルギー供給表面５５３Ａ、５５３Ｂを有する閉鎖可能なジョー５５１Ａ、５５１Ｂを含む外科用エンドエフェクタ５４８を含む。組織切断要素又はナイフ５５５は、細長いシャフトアセンブリ５５４を通して器具取り付け部５５８に延びることができる軸方向可動部材５５７の遠位端に配置されることができる。図２６は、外科用マニピュレータ５２８、５２８’の１つに連結されることができ、外科用器具５２２、５２３を受容及び制御する器具駆動アセンブリ５４６の一実施形態を示す。器具駆動アセンブリ５４６はまた、コントローラ５１８に動作可能に連結されることができ、臨床医からの器具５２２、５２３を制御する入力を受容する。例えば、クランプアーム５５２の作動（例えば、開閉）、ジョー５５１Ａ、５５１Ｂの作動（例えば、開閉）、超音波ブレード５５０の作動、ナイフ５５５の延長、及びエネルギー供給表面５５３Ａ、５５３Ｂの作動等は、コントローラ５１８を通して提供される臨床医からの入力に基づいて、器具駆動アセンブリ５４６を通して制御されることができる。外科用器具５２２は、５５８として大まかに示される器具取り付け部によってマニピュレータと動作可能に連結されている。外科用器具５２２は、器具取り付け部５５８をマニピュレータと機械的及び電気的に連結するインターフェース５６０を更に有している。
【００９８】
図２７は、超音波外科用器具５２２を含む図２６の器具駆動アセンブリの別の図を示す。図２８は、電気外科用器具５２３を含む図２６の器具駆動アセンブリの別の図を示す。器具取り付け部５５８は、それぞれが被駆動要素５６４の表面から延びる一対のピン５６６を含む複数の（図２６には４個が示されている）回転可能な本体部分、被駆動ディスク、又は要素５６４を動作可能に支持するツール取り付けプレート５６２を含む。一方のピン５６６は、同じ被駆動要素５６４上の他方のピン５６６よりもそれぞれの被駆動要素５６４の回転軸に近くなっており、被駆動要素５６４の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなる。被駆動要素５６４及びピン５６６は、器具取り付けプレート５６２のアダプタ側５６７に配置されることができる。
【００９９】
インターフェース５６０はまた、下記に更に述べるように、取り付けプレート５６２と取り付け可能に係合するように構成されたアダプタ部分５６８を有している。アダプタ部分５６８は、器具取り付け部５５８内の回路基板によってメモリ構造と連結することができる電気的接続ピン５７０のアレイを含み得る。本明細書では、インターフェース５６０は、機械的、電気的、及び磁気的連結要素と関連して説明するが、赤外線、誘導連結などを含む様々なテレメトリーモダリティを利用することが可能である点は理解されるはずである。
【０１００】
図２９〜３１は、図２６の器具駆動アセンブリ５４６のアダプタ部５６８の更なる図を示す。アダプタ部５６８は一般的に、器具側面５７２及びホルダ側面５７４（図２９）を含む。様々な実施形態では、複数の回転可能な本体５７６が、アダプタ５６８の主面に対して垂直な周囲のアダプタ構造に対して限定された動き範囲を有する浮動プレート５７８に取り付けられる。浮動プレート５７８の軸方向動きは、器具取り付け部ハウジング５８２の側部に沿うレバー５８０（図２４、２５参照）が操作される際に、回転可能な本体５７６の器具取り付け部５５８からの取り外しを助ける。他の機構／配列を用いて、器具取り付け部５５８をアダプタ５６８に着脱可能に連結してもよい。少なくとも１つの形態では、各回転可能な本体５７６は、各回転可能な本体５７６の周囲の外周陥凹部内に延びる弾性径方向部材によって浮動プレート５７８に弾性的に取り付けられる。各回転可能な本体５７６は、これらの弾性構造が撓むことによってプレート５７８に対して軸方向に動くことができる。第１の軸方向位置（器具側面５７２に向かって）に配置された場合、各回転可能な本体５７６は、角度の制限なく自由に回転することができる。しかしながら、回転可能な本体５７６が器具側面５７２の方向に軸方向に動く際、タブ５８４（回転可能な本体５７６から径方向に延びる）が浮動プレート上の回り止めと横方向に係合することによって各回転可能な本体５７６のそれらの軸を中心とした角度回転が制限される。このような限定された回転を利用することで、ピン５８６が開口部５９０と整列する（及び開口部内に滑り込む）までロボットシステムの対応する器具ホルダ部分５８８の駆動ピン５８６が回転可能な本体５７６を制限された回転位置にまで押すことで、駆動ピン５８６と回転可能な本体５７６とを駆動可能に係合する助けとなり得る。
【０１０１】
回転可能な本体５７６の器具側面５７２上の開口部５９０及びホルダ側面５７４上の開口部５９０は、器具取り付け部５５８の被駆動要素５６４（図２７、２８）を器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と正確に位置合わせするように構成されている。被駆動要素５６４の内側及び外側ピン５６６に関して上に述べたように、開口部５９０は、アラインメントがその目的とする位置から３３度とはならないように、それぞれの回転可能な本体５７６上の回転軸から異なる距離にある。更に、開口部５９０のそれぞれは、ピン５６６を外周方向に緊密に受容するようにわずかに径方向に細長くすることができる。これにより、ピン５６６は開口部５９０内で径方向に摺動可能となっており、器具５２２、５２３と器具ホルダ５８８との間の一定の軸方向のミスアラインメントが調整される一方で、駆動要素と被駆動要素との間の角度のミスアライメント及びバックラッシュが最小に抑えられる。図３１に最も分かりやすく示されるように、器具側面５７２上の開口部５９０は、ホルダ側面５７４上の開口部５９０（破線で示される）と約９０度オフセットし得る。
【０１０２】
異なる実施形態は、アダプタ５６８のホルダ側面５７４上に配置された電気的コネクタピン５７０のアレイを更に含んでよく、アダプタ５６８の器具側面５７２は、器具取り付け部５５８からのピンアレイ（図示せず）を受容するためのスロット５９４（図３１）を含んでよい。外科用器具５２２、５２３と器具ホルダ５８８との間で電気信号を送信する以外に、これらの電気的接続の少なくとも一部をアダプタ５６８の回路基板によってアダプタ記憶装置５９６（図３０）と接続することができる。
【０１０３】
取り外し可能なラッチ機構５９８を利用してアダプタ５６８をツールホルダ５８８に着脱可能に取り付けることができる。本明細書で使用するところの「器具駆動アセンブリ」なる用語は、ロボットシステムとの関連で使用される場合、アダプタ５６８及び器具ホルダ５８８の異なる実施形態を少なくとも包含し、図２６において５４６として一般的に示されている。例えば、図２６に見られるように、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８に設けられた対応するクレバススロット６０２内に受容されるようなサイズの第１のラッチピン機構６００を有し得る。更に、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８の対応するラッチクレバス６０６内に保持されるようなサイズの第２のラッチピン６０４を更に有し得る。図３０を参照されたい。少なくとも１つの形態では、ラッチアセンブリ６０８はアダプタ５６８上に動き可能に支持され、ラッチピン６００がそれぞれのラッチクレバス６０６内に保持される第１のラッチ位置と、第２のラッチピン６０４がラッチクレバス６０６内に入るか又はそこから外れることができるラッチ解除位置との間で付勢可能である。ラッチアセンブリは、１乃至複数のばね（図示せず）を用いてラッチ位置に付勢される。アダプタ５６８の器具側面５７２上のリップが器具取り付けハウジング５８２の横方向に延びるタブを摺動可能に受容することができる。
【０１０４】
説明のように、被駆動要素５６４は、駆動要素５９２の回転する動きが、対応する被駆動要素５６４の回転する動きを生じさせるように、器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と整列させることができる。駆動要素５９２及び被駆動要素５６４の回転は、例えば、コントローラ５０８を介して臨床医５０２から受信した命令に応じて、ロボットアーム６１２を介して電子的に制御することができる。器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転を外科用器具５２２、５２３の動きに変換することができる。
【０１０５】
図３２〜３４は、被駆動要素５６４の動きを外科用器具５２２、５２３の動きに変換する構成要素を示す器具取り付け部５５８の一実施形態例を示す。図３２〜３４は、その遠位端に外科用エンドエフェクタ６１０を有する、シャフト５３８を有する器具取り付け部を示す。エンドエフェクタ６１０は、患者に外科用作業を行う任意の好適な種類のエンドエフェクタとすることができる。例えば、エンドエフェクタは、外科用部位にある組織にＲＦ及び／又は超音波エネルギーを提供するよう構成することができる。シャフト５３８は、器具取り付け部５５８に回転可能に連結することができ、シャフト５３８のカプラ６５０にて上部シャフトホルダ６４６及び下部シャフトホルダ６４８によって固定される。
【０１０６】
一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、様々な被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の回転、シャフト（例えば、関節）の軸に沿う部材の差動並進、及びシャフト５３８（例えば、５５５、オーバーチューブ、及び／又は他の構成要素など、組織切除要素の伸長及び格納用）の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進に変換する機構を含む。一実施形態例では、回転可能な本体６１２（例えば、回転可能なスプール）が被駆動要素５６４に連結される。回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４と一体に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４を駆動することで回転可能な本体６１２の回転が生じるように回転可能な本体６１２と被駆動要素５６４が固定式に連結されるのであれば、被駆動要素５６４とは別に形成され得る。回転可能な本体６１２のそれぞれは、シャフトの関節の動き及び回転、クランプジョーの開閉、並びにナイフの作動をもたらすように、ギヤトレーン又はギヤ機構に連結される。
【０１０７】
一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う２つ又はそれ以上の部材の差動並進を生じさせる機構を含む。図３２〜３４に提供される例では、この動きは関節ジョイント５５６の操作に使用される。示された実施形態では、例えば、器具取り付け部５５８はラックピニオンギヤ機構を備えて、差動並進、したがってシャフト関節機能を提供する。一実施形態例では、ラックピニオンギヤ機構は、対応する被駆動要素５６４の回転によって第１のピニオンギヤ６１４が回転されるように、回転可能な本体６１２に連結された第１のピニオンギヤ６１４を含む。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１のピニオンギヤ６１４との間に設けられる。第１のピニオンギヤ６１４は、シャフト組立体５３８の関節区間５５６の関節の動きを左方向６２０Ｌに制御するために、第１のラックギヤ６１８に噛み合わされて第１のピニオンギヤ６１４の回転する動きを第１のラックギヤ６１８の直線動きに変換する。第１のラックギヤ６１８は、第１のラックギヤ６１８が遠位方向に直線の動きをすることによってシャフト組立体５３８の関節区間５５６が左方向６２０Ｌに関節の動きをさせるように、第１の関節バンド６２２（図３２）に取り付けられている。対応する被駆動要素５６４の回転によって第２のピニオンギヤ６２６が回転するように、第２のピニオンギヤ６２６は別の回転可能な本体６１２に連結される。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第２のピニオンギヤ６２６との間に設けられる。第２のピニオンギヤ６２６は、関節区間５５６の関節の動きを右方向６２０Ｒに制御するために、第２のラックギヤ６２８に噛み合わされて第２のピニオンギヤ６２６の回転する動きを第２のラックギヤ６２８の直線動きに変換する。第２のラックギヤ６２８は、第２のラックギヤ６２８が遠位方向に直線の動きすることによってシャフト組立体５３８の関節区間５５６を右方向６２０Ｒに関節の動きをさせるように、第２の関節バンド６２４（図３３）に取り付けられている。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。
【０１０８】
一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転する動きに変換する機構を更に含む。例えば、回転する動きはシャフト５３８自体の回転としてもよい。示された実施形態では、回転可能な本体６１２に連結された第１の螺旋状ウォームギヤ６３０と、シャフト組立体５３８に連結された第２の螺旋状ウォームギヤ６３２とが備えられている。軸受け６１６（図１７）が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギヤ６３０との間に設けられる。第１の螺旋状ウォームギヤ６３０は第２の螺旋状ウォームギヤ６３２に噛み合わされており、これらはシャフト組立体５３８及び／又は、長手方向の回転が望まれる器具５２２、５２３の別の構成要素に連結され得る。回転は、第１及び第２の螺旋状ウォームギヤ６３０、６３２の回転方向に基づいて、時計回り方向（ＣＷ：clockwise）及び反時計回り方向（ＣＣＷ：counter-clockwise）に生じさせてもよい。したがって、第１の軸を中心とする第１の螺旋状ウォームギヤ６３０の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第２の螺旋状ウォームギヤ６３２の回転に変換される。図３２、３３に示すように、例えば、第２の螺旋状ウォームギヤ６３２が時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＷで示す方向に時計回りに回転することになる。第２の螺旋状ウォームギヤ６３２が反時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。
【０１０９】
一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する機構を含む。そのような並進は、例えば、５５５などの組織切断要素の駆動、閉鎖用オーバーチューブの駆動、及び／又はエンドエフェクタ６１０の関節の動き、等に使用することができる。示された実施形態では、例えば、ラックピニオンギヤ機構が往復並進を提供し得る。第１のギヤ６３６は回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第１のギヤ６３６が第１の方向に回転されるようになっている。第２のギヤ６３８が、器具取り付けプレート５６２に形成されたポスト６４０を中心として自在に回転する。第１のギヤ６３６は第２のギヤ６３８に噛み合わされており、そのため、第２のギヤ６３８が、第１のギヤ６３６とは反対の方向に回転するようになっている。一実施形態例では、第２のギヤ６３８は、直線方向に移動するラックギヤ６４２に噛み合わされるピニオンギヤである。ラックギヤ６４２は、ラックギヤ６４２の遠位方向及び近位方向に変換することができる変換ブロック６４４に連結されている。変換ブロック６４４はシャフト組立体５３８及び／又はエンドエフェクタ６１０の任意の好適な構成要素に連結されてもよく、それにより往復の長手方向の動きを提供する。例えば、変換ブロック６４４は、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５に機械的に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、変換ブロック６４４は、オーバーチューブ又はエンドエフェクタ６１０若しくはシャフト５３８の他の構成要素に連結されてもよい。
【０１１０】
図３５〜３７は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転する動きに変換する代替的な機構例、及びシャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。代替的な回転機構をここで参照すると、第１の螺旋状ウォームギヤ６５２は、第３の螺旋状ウォームギヤ６５６に連結される第２の螺旋状ウォームギヤ６５４に連結される。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定され得る場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられ得る。第１の螺旋状ウォームギヤ６５２は回転可能な本体６１２に連結されている。第３の螺旋状ウォームギヤ６５６は、シャフト組立体５３８に連結された第４の螺旋状ウォームギヤ６５８に噛み合わされている。軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギヤ７３８との間に設けられる。別の軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第３の螺旋状ウォームギヤ６５２との間に設けられる。第３の螺旋状ウォームギヤ６５２は第４の螺旋状ウォームギヤ６５８に噛み合わされており、これは、シャフト組立体５３８及び／又は長手方向への回転が望まれる器具５２２、５２３の別の構成要素に連結され得る。回転は、螺旋状ウォームギヤ６５６、６５８の回転方向に基づいて時計回り及び反時計回り方向に生じ得る。したがって、第１の軸を中心とする第３の螺旋状ウォームギヤ６５６の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第４の螺旋状ウォームギヤ６５８の回転に変換される。図３６及び３７に示すように、例えば、第４の螺旋状ウォームギヤ６５８はシャフト５３８に連結され、第４の螺旋状ウォームギヤ６５８の時計回りの回転は結果として、６３４ＣＷで示す方向にシャフト組立体５３８のＣＷの回転を引き起こす。第４の螺旋状ウォームギヤ６５８がＣＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。
【０１１１】
シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例をここで参照すると、ツール取り付け部５５８はラックピニオンギヤ機構を備え、シャフト５３８の軸に沿う往復並進を提供する（例えば、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５の並進）。一実施形態例では、第３のピニオンギヤ６６０が回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第３のピニオンギヤ６６０が第１の方向に回転されるようになっている。第３のピニオンギヤ６６０は、直線方向に移動するラックギヤ６６２に噛み合わされる。ラックギヤ６６２は、変換ブロック６６４に連結される。変換ブロック６６４は、例えば、ＲＦ外科用装置の組織切断要素５５５及び／又はオーバーチューブ若しくは長手方向に並進されることが望まれる他の構成要素などの装置５２２、５２３の構成要素に連結され得る。
【０１１２】
図３８〜４２は、被駆動要素５６４の回転を、シャフト５３８の軸を中心とする回転する動きに変換する別の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。図３８〜４２では、シャフト５３８は、カプラ６７６及びブッシュ６７８を介して取り付け部５５８のリマインダに連結されている。回転可能な本体６１２に連結された第１のギヤ６６６と、第１及び第２の開口部６７２を含む固定ポスト６６８と、シャフト組立体に連結された第１及び第２の回転可能なピン６７４と、ケーブル６７０（又はロープ）とを含む。ケーブルは回転可能な本体６１２に巻き付けられる。ケーブル６７０の一方の端部は、固定ポスト６６８の上部開口部６７２を貫いて配置され、上部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。ケーブル６７０のもう一方の端部は、固定ポスト６６８の下部開口部６７２を貫いて配置され、下部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定され得る場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられている。したがって、回転可能な本体６１２が回転することによって、シャフト組立体５３８を中心とする、回転可能な本体６１２の回転方向（例えば、シャフト５３８自体の回転）に基づいて時計回り及び反時計回り方向に回転が引き起こされる。したがって、第１の軸を中心とする回転可能な本体６１２の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とするシャフト組立体５３８の回転に変換される。図３８、３９に示すように、例えば、回転可能な本体６１２が時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＷで示す方向に時計回りに回転することになる。回転可能な本体６１２が反時計回りに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。
【０１１３】
図４３〜４６Ａは、シャフト５３８の軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節用）の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。例えば、図４３〜４６Ａに示すように、器具取り付け部５５８は、ダブルカム機構６８０を備え、シャフト関節機能を提供する。一実施形態例では、ダブルカム機構６８０は第１及び第２のカム部分６８０Ａ、６８０Ｂを含む。第１及び第２の従動アーム６８２、６８４が、対応するピボットスプール６８６に旋回可能に連結される。ダブルカム機構６８０に連結された回転可能な本体６１２が回転するとき、第１のカム部分６８０Ａは第１の従動アーム６８２に作用し、第２のカム部分６８０Ｂは第２の従動アーム６８４に作用する。カム機構６８０が回転するとき、従動アーム６８２、６８４はピボットスプール６８６を中心として旋回する。第１の従動アーム６８２は、差動並進される第１の部材に取り付けられることができる（例えば、第１の関節バンド６２２）。第２の従動アーム６８４は、差動並進される第２の部材に取り付けられる（例えば、第２の関節バンド６２４）。上部カム部分６８０Ａが第１の従動アーム６８２に作用するとき、第１及び第２の部材は差動並進する。第１及び第２の部材がそれぞれ関節バンド６２２及び６２４である実施形態例では、シャフト組立体５３８は左方向６２０Ｌに関節の動きをする。下部カム部分６８０Ｂが第２の従動アーム６８４に作用するとき、シャフト組立体５３８は右方向６２０Ｒに関節の動きをする。いくつかの実施形態例では、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の関節位置に影響を与えることなくシャフトの回転を可能にするために、２つの別々のブッシュ６８８、６９０が、それぞれ第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の下方に装着される。関節の動きのために、これらのブッシュは、ジョー９０２の回転位置に影響を及ぼすことなく第１及び第２の従動アーム６８２、６８４と共に往復する。図４６Ａは、第１及び第２のカム部分６８０Ｂ、６８０Ｂを含めて、ブッシュ６８８、６９０及び二重カム組立体６８０を示しており、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４はより詳細でかつ明確な図を提示するために取り除かれている。
【０１１４】
図４６Ｂ〜４６Ｃに示すように、器具取り付け部５５８’は遠位部７０２を含むことができる。遠位部７０２は、本明細書に先に説明するように、例えば、駆動要素６１２の回転を様々な外科用器具５２２、５２３のエンドエフェクタに連結する様々な機構を含むことができる。遠位部７０２の近位では、器具取り付け部５５８’は、内部直流（ＤＣ）エネルギー源並びに内部駆動及び制御回路７０４を含む。示された実施形態では、エネルギー源は第１及び第２のバッテリ７０６、７０８を備えている。他の点では、ツール取り付け部５５８’は、本明細書に先に説明するツール取り付け部５５８の様々な実施形態に類似する。
【０１１５】
制御回路７０４は、発生器２０、３２０に関して先に説明するものと同様の様式で動作することができる。例えば、超音波器具５２２を使用するとき、制御回路７０４は、発生器２０に関して先に説明するものと同様の様式で、超音波駆動信号を提供することができる。また、例えば、治療レベル又は治療レベル未満のＲＦ信号を提供可能なＲＦ器具５２３又は超音波器具５２２を使用するとき、制御回路７０４は、例えば、発生器２０及び／又は発生器３００のモジュール２３に関して先に本明細書に説明するように、ＲＦ駆動信号を提供することができる。いくつかの実施形態では、制御回路７０４は、図１８Ｂ〜１８Ｃに関して先に本明細書に説明する制御回路４４０のそれと同様の様式で構成されることができる。
【０１１６】
ロボット外科用システム５００を制御する制御システムの様々な実施形態を以下に説明する。制御システムを参照して使用されるような用語「近位」及び「遠位」は、制御システムのハンドピースを握持する臨床医を基準として画定されることが、当業者によって理解されよう。したがって、遠位方向の動きは、臨床医から離れる方向への動きとなる。更に言うまでもなく、便宜及び明確さのために、「上部」及び「下部」などの特殊用語もまた、本明細書において、ハンドピースアセンブリを握持する臨床医を基準として用いられている。しかし、制御システムは様々な方向及び位置にて使用されることができ、これらの用語は制限を意図するものでも絶対的なものでもない。
【０１１７】
様々な実施形態が、先に説明のロボット外科用システム５００を組み合わせて説明される。そのような記述は制限としてではなく例として提供されているのであり、その範囲及び適用を制限することは意図されない。例えば、当業者に理解されるように、説明する制御システムの任意の１つは、複数のロボット外科用システムと組み合わせて使用することができる。
【０１１８】
図４７は、外科用ロボット制御システム７００の一実施形態をブロック形態で示す。図４８〜５０は、構成要素を簡略化した外科用ロボット制御システム７００の一実施形態を示す。外科用ロボット制御システム７００は、例えば、先に説明のロボット外科用システム５００など、様々なロボット外科用システムと併せて使用することができる。図４７に示す実施形態では、外科用ロボット制御システム７００は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６に連結されたコントローラ７２４を含むことができる。手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、例えば、機械的連結、電気的連結、光学的連結、又はそれらの任意の組み合わせなど、任意の好適な連結システムによってコントローラ７２４に連結されることができる。コントローラ７２４は、ロボット外科用システム７２２と信号通信を行う。コントローラ７２４とロボット外科用システム７２２との間の信号通信は、直接有線通信、直接無線通信、ＬＡＮ、ＷＡＮ、無線ＬＡＮ、又は任意の他の好適な通信システム経由の通信を含むが、これらに限定されない、様々な媒体及びプロトコルを使用して達成することができる。ロボット外科用システム７２２は、本明細書に説明するそれらを含むが、これらに限定されない、任意の好適なロボット外科用システムとすることができる。ロボット外科用システム７２２は、ロボット外科用システムに機械的かつ電気的に連結されたアームカート７１０を含む。
【０１１９】
一実施形態例では、ユーザーは手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を操作することができ、ロボット外科用システム７２２及びアームカート７１０を制御する。様々な実施形態では、少なくとも１つのセンサ７１２が、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６の１つ又は２つ以上の動きを検出する。センサ７１２は、これらの動きについてコントローラ７２４と通信する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサ７１２は、これらの動きをロボット外科用システムへの制御信号に直接変換することができる。別の実施形態では、少なくとも１つのセンサ７１２は、これらの動きについてコントローラ７２４と直接通信することができ、コントローラ７２４は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６の動きを、ロボット外科用システム７２２及びアームカート７１０用の電気的制御信号に変換する。
【０１２０】
ロボット外科用システム７２２は、コントローラ７２４から制御信号を受信する。制御信号は、様々な実施形態では、ロボット外科用システム７２２及びアームカート７１０を制御することができ、ロボット外科用システム７２２の１つ又は２つ以上の部分を動きをさせる。これらの動きは、エンドエフェクタ又はロボットマニピュレータの遠位又は近位の並進、エンドエフェクタ又はロボットマニピュレータの左又は右の並進、エンドエフェクタ又はロボットマニピュレータの上又は下の並進、エンドエフェクタ又はロボットマニピュレータの回転、エンドエフェクタ又はロボットマニピュレータの関節の動き、及び、例えば超音波又は電気外科用エネルギーなど様々な形態のエネルギーの適用を含み得るが、これらに限定されない。
【０１２１】
手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、様々な実施形態では、ユーザーに容易に操作可能なハンドルを提供するのに好適な任意の形状とすることができる。いくつかの実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６はジョイスティックとしてもよい。他の実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、図１〜１８に関して説明のそれらと同様の外科用装置ハンドルとしてもよい。手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、外科医が最小限のトレーニングでロボット外科用システムを操作できるようになるという利点を提供する。いくつかの実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、ロボット外科用中に、非ロボット外科用にて使用され得る動き及び手順を模倣することで、標準的な非ロボット外科用におけるユーザーのスキルを維持するという利点を提供し、外科医は、巧緻性又はスキルを失うことなくロボット外科用システムと非ロボット外科用との間を途切れなく移動可能となる。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェースは、１つ又は２つ以上のスイッチを含むことができる。１つ又は２つ以上のスイッチは、外科用器具のエンドエフェクタの１つ又は２つ以上の機能を制御するよう構成可能とすることができる。例えば、第１のスイッチは、エンドエフェクタ５２３への電気外科用エネルギーの適用を制御するよう構成することができる。別の実施形態では、第２のスイッチは、エンドエフェクタ５２３の第１及び第２のジョー部材５５１Ａ、Ｂの作動を制御するよう構成することができる。任意の好適なスイッチを手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６内に組み込むことで、外科用器具の１つ又は２つ以上の機能の制御を提供できることが当業者によって理解されよう。
【０１２３】
一実施形態例では、外科用ロボット制御システム７００は、少なくとも１つのフィードバック装置７１４を含むことができる。少なくとも１つのフィードバック装置７１４は、コントローラ７２４に、ソケット７１６に、又は双方に連結されることができる。少なくとも１つのフィードバック装置は、ロボット外科用システム７２２の１つ又は２つ以上の所定の状態に対応する信号をユーザーに提供する。一部又は全ての所定の状態は、エネルギー供給の状態に関連することができる。例えば、フィードバックは、エネルギー供給中、エネルギー供給停止中、エネルギー供給完了を示すよう提供することができる。一部又は全ての所定の状態はまた、含まれるエンドエフェクタ及び／又はブレードの温度に関連させることができる。そのような所定の状態の例には、高温度、安全温度、及び／又は実際の温度表示を含むことができる。一部又は全ての所定の状態はまた、閉鎖又は発射のいずれかによりエンドエフェクタ上に働く力にも関連することができる。これらの状態は、治療中の組織の厚さ及び／又は障害物に関連することができる。
【０１２４】
フィードバック装置７１４は、所定の器具の状態に対応する、任意の好適な形態の感覚フィードバックを提供することができる。好適な感覚フィードバックの例には、聴覚フィードバック（音）、触覚又は触覚フィードバック（タッチ）、光学フィードバック（視覚又はグラフィック）、嗅覚フィードバック（臭い）、味覚フィードバック（味）、及び／又は平衡感覚（バランスフィードバック）を含むことができる。触覚フィードバックは、例えば、振動感覚（振動）及び圧力感覚、高温感覚（熱）、及び／又は低温感覚（冷）含むが、これらに限定されない機械感覚など、様々な形態を通して提供することができる。任意の単一のフィードバックの種類又は任意のそれらの組み合わせを使用して、ロボット外科用システム７２２からのフィードバックをユーザーに提供することができることが当業者によって理解されよう。いくつかの実施形態では、フィードバックの特性が、所定の状態の定量的表示を提供することができる。例えば、エンドエフェクタの温度の定量的表示は、温度に伴って変化するピッチを有するオーディオトーン、温度に伴って変化するパルス周波数を有する一連のパルス等によって提供されることができる。
【０１２５】
フィードバック装置７１４は、適切なフィードバックをユーザーに提供するよう、任意の適切な位置に配置することができる。一実施形態例では、フィードバック装置７１４は、外科用ロボット制御システム７００のハウジング７２８内に配置されている。別の実施形態では、フィードバック装置７１４は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６内に配置することができる。これは図４８〜５０に示され、これらの図中では、フィードバック装置７１４は、ハウジング７２８及び手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６の双方内の点線にて示されている。更に別の実施形態では、フィードバック装置は、例えば、ステレオディスプレイ５２１（図２３参照）などのロボット外科用制御システムのいくつかの他の部分内に配置され得るか、又は、ハウジング７２８上に取り付けられた第２のソケット（図示せず）を通してコントローラ７２４と相互作用する別々のユニットとすることができる。
【０１２６】
様々な実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、ソケット７１６を通して、コントローラ７２２及び少なくとも１つのセンサ７１２に接続される（図４９参照）。様々な実施形態では、ソケット７１６は、ハウジング７２８の外面に取り付けることができる。他の実施形態では、ソケット７１６は、ハウジング７２８内に埋め込むことができる。一実施形態例では、ソケット７１６及び少なくとも１つのセンサ７１２は、例えば、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を受容可能な６動作入力装置などの単一の装置を含むことができる。
【０１２７】
図４８〜５０に示すように、ソケット７１６及び少なくとも１つのセンサ７１２は、複数の動作にて、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を操作可能にすることができる。ソケット７１６及びセンサ７１２は、１動作から６動作（又は自由な動作）の任意の動作にて、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を操作可能にすることができる。６動作の実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、３つの垂直な軸及び３つの垂直な軸を中心とする回転での並進により操作することができる。並進動きは、例えば、遠位／近位の軸、上／下の軸、又は左／右の軸に沿う動きとして参照することができる。回転する動きは、例えば、ピッチ、ヨー、又はロールとして参照することができる。これらの用語は例示目的のみに使用され、任意の方法にて制限されることを意味しないことを当業者は理解するであろう。
【０１２８】
一実施形態例では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６は、ロボット外科用システム７２２に取り付けられた１つ又は２つ以上の特有の外科用器具と共に作動するよう構成することができる。例えば、超音波外科用器具５２２は、上記のように、ロボット外科用システムに取り付けて、超音波エネルギーを組織部位に供給することができる。手持ち式外科用ユーザーインターフェースは、例えば、超音波外科用器具のクランピングの動きを始動するトリガ、又は超音波発生装置を始動して超音波エネルギーを超音波ブレード５５０に供給するスイッチなど、超音波外科用器具に対して特有な制御を提供することができる。
【０１２９】
一実施形態例では、外科用ロボット制御システム７００は、外科用器具互換性ロジック７１５を含むことができる。外科用器具互換性ロジック７１５は、アームカート５２０に接続された外科用器具が、外科用ロボット制御システム７００に接続された手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６と互換性があるか否かを示す信号を提供するよう構成することができる。外科用器具と手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６との間の互換性があることを調べることで、外科用器具互換性ロジック７１５は、外科用器具の偶発的な作動を防止し、外科用器具の全ての機能がユーザーによりアクセス可能であることを保証することができる。
【０１３０】
一実施形態例では、外科用器具互換性ロジック７１５は、固有の識別子コードを外科用器具から受信し、これを手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６から受信した識別子コードと比較することで、外科用器具と手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６との間の互換性をチェックすることができる。識別子コードが一致する場合は、互換性信号がコントローラ７２４に提供されることができ、コントローラ７２４により受信した信号を、ロボット外科用システム７２２に対する制御信号へ変換可能とする。例えば、超音波外科用器具５２２がアームカート５２０に取り付けられている場合、固有のコードが外科用器具互換性ロジック７１５に送信され、超音波外科用器具５２２を識別することができる。別の実施形態では、外科用器具互換性ロジック７１５は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６から受信可能な入力を、外科用器具により受信可能な制御信号と比較することで、外科用器具と手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６との間の互換性をチェックすることができる。入力信号が制御信号と一致する場合は、外科用器具互換性ロジックは、互換性信号をコントローラ７２４に提供することができる。任意の好適な形態の互換性チェック機能が、外科用器具及び手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を比較する外科用器具互換性ロジックにより使用され得るが、これらチェック機能が本明細書に説明する方法のみに限定されないことを、当業者は理解するであろう。
【０１３１】
一実施形態例では、外科用器具互換性ロジック７１５は、コントローラ７２４又は任意の他の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアプログラムによって実行されることができる。別の実施形態では、外科用器具互換性ロジック７１５は、１つ又は２つ以上のロジックゲートにより実行されることができる。ロジックゲートは、ロボット外科用制御システム７００の一部として配線接続されることができ、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイなどのプログラマブルロジック装置によって実行されることができる。別の実施形態では、外科用器具互換性ロジック７１５は、１つ又は２つ以上の状態機械によって実装されることができる。任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせは、外科用器具互換性ロジック７１５の実行に使用され得ることが当業者によって理解されよう。
【０１３２】
一実施形態例では、ロボット外科用制御システムは、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６及び外科用器具の１つ又は２つ以上の動きとの間の比率を調整する１つ又は２つ以上の感度ノブを含むことができる。一実施形態例では、感度ノブは、近位又は遠位方向にある手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６と、対応する近位又は遠位方向にある外科用器具の動きとの間の動き割当量を変更するよう調整されることができる。別の実施形態では、１つ又は２つ以上の感度ノブは、エンドエフェクタからコントローラにより受信したフィードバック信号とフィードバック装置７１４との間の割当量を制御することができ、ユーザーに供給するフィードバックにおける感度のレベルを変更することを提供する。
【０１３３】
図５１〜５２は、ロボット外科用制御システム８００の一実施形態を示す。ロボット外科用制御システム８００は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース８０６を含む。手持ち式外科用ユーザーインターフェースは、１段階の動きソケット８１６と相互作用されているレバー８２２を含む。１段階の動きソケット８１６は、レバー８２２を、遠位／近位方向に旋回点を中心として回転可能とする。一実施形態例では、遠位方向のレバー８２２の動きは、アームカート５２０を基準として遠位方向の外科用器具又はロボットマニピュレータの動きに変換され、レバー８２２の近位動きは、アームカート５２０を基準として近位方向の外科用器具又はロボットマニピュレータの動きに変換される（図２２参照）。
【０１３４】
図５１〜５２に示す実施形態では、ロボット外科用制御システム８００は、レバー８２２上に取り付けられたトリガ８２０を含む。トリガ８２０はユーザーによって押されることができ、例えば、エンドエフェクタ５２３のクランピングの動きなど、アームカート５１０に取り付けられた外科用器具の機能を始動する。図５１〜５２に示す実施形態では、トリガ８２０は、ソケット８１６を通してコントローラ７２４と電気通信する。他の実施形態では、トリガ８２０は、ハウジング８０８に取り付けられた第２のソケット（図示せず）を通してコントローラ７２４に連結されることができる。
【０１３５】
レバー８２２はまたスイッチを含むことができ、ロボット外科用システム５００に取り付けられた外科用器具の１つ又は２つ以上の機能を始動する。示された実施形態では、このスイッチはハットスイッチ８１８である。一実施形態例では、ハットスイッチ８１８は、外科用器具５２２のエンドエフェクタへの１つ又は２つ以上の形態のエネルギーの適用を制御する。ハットスイッチ８１８は、超音波エネルギー、電気外科用エネルギー、又は双方をエンドエフェクタに提供するよう構成されることができる。ハットスイッチ８１８は、ソケット８１６又は第２のソケット（図示せず）を通してコントローラ７２４に相互作用することができる。一実施形態例では、スイッチは、第２のソケット（図示せず）を通してコントローラ７２４に接続された足踏みペダルを含むことができる。足踏みペダルはユーザーによって操作されることができ、外科用器具５２２のエンドエフェクタへの１つ又は２つ以上の形態のエネルギーの適用を制御する。別の実施形態では、このスイッチは、レバー８２２を覆うように配置された抵抗スリーブとすることができる。ユーザーは、レバー８２２を圧迫することで、抵抗スリーブに圧力を適用することができる。圧力を抵抗スリーブに適用することで、ユーザーは、例えば、エンドエフェクタへの１つ又は２つ以上の種類のエネルギーの適用など、外科用器具５２２の１つ又は２つ以上の機能の適用を制御することができる。
【０１３６】
図５３は、ロボット外科用制御システム９００の一実施形態を示す。ロボット外科用制御システム９００は２段階の動きソケット９１６を備え、手持ち式電子外科用器具８０６と相互作用する。２段階の動きソケット９１６はレバー８２２を、旋回点９３０を中心として遠位／近位方向及び左／右方向に操作可能にする。レバー８２２の動きは、ロボット外科用制御システム８００に関連して上記と同様のロボット外科用システム５００の動きを引き起こす。左／右方向のレバー８２２の動きは、時計回り又は反時計回り方向のアームカート５２０の回転を引き起こす（図３５〜３６参照）。図５３に示す実施形態では、２段階の動きソケット９１６はｔ字形状を備え、近位／遠位及び左／右方向の動きのみを可能とする。別の実施形態では、２段階の動きソケット９１６は、ソケット９１６を覆うように配置されたプレートを有してハウジング９０８に取り付けられることができ、レバー８２２の動きを近位／遠位又は左／右方向のみに制限する。
【０１３７】
図５４は、制限のない２段階の動きソケット１０１６を含むロボット外科用制御システム１０００の一実施形態を示す。制限のない２段階の動きソケット１０１６は、レバースタイルの手持ち式外科用ユーザーインターフェース１００６を、旋回点１０３０を中心に近位／遠位方向及び左／右方向に回転可能とする。制限のない２段階の動きソケット１０１６は、近位／遠位及び左／右方向の双方への同時回転を可能とし、外科用器具を同時に前進又は後退及び回転可能とする。外科用器具を同時に前進及び回転可能とすることで、制限のない２段階の動きソケット１０１６は、例えば、組織又は臓器への貫通を支援するよう、好都合に使用することができる。レバースタイルの手持ち式外科用ユーザーインターフェース１００６はハットスイッチ１０１８を備え、外科用器具の機能を始動する。ハットスイッチ１０１８は、例えば、超音波又は電気外科用エネルギーの適用など、外科用器具の任意の好適な機能を始動するよう使用することができる。
【０１３８】
図５５〜５６は、制限のない４段階の動きソケット１１１６を含むロボット外科用制御システム１１００の一実施形態を示す。制限のない４段階の動きソケット１１１６はレバー１１２２を、旋回点１１３０を中心に近位／遠位方向及び左／右方向に回転可能とする。制限のない４段階の動きソケット１１１６はレバー１１２２を更に、縦軸「Ｖ」を中心に回転可能とする。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１１０６は、縦軸「Ｖ」に沿う横方向の動きを可能とすることで、４段階の動きを有する。
【０１３９】
手持ち式外科用ユーザーインターフェース１１０６は、シェパードフックトリガ１１２０及びハットスイッチ１１１８を含む。シェパードフックトリガ１１２０及びハットスイッチ１１１８は、ロボット外科用システムに取り付けられた外科用器具の１つ又は２つ以上の機能を制御することができる。例えば、シェパードフックトリガ１１２０は、エンドエフェクタ５２３のクランピングの動きを制御することができ、ハットスイッチ１１１８は、エンドエフェクタ５２３への、電気外科用エネルギーなど、１つ又は２つ以上の種類のエネルギーの適用を制御することができる。シェパードフックトリガ１１２０及びハットスイッチ１１１８が、外科用器具の任意の好適な機能を制御するよう構成され得ることを当業者は理解するであろう。
【０１４０】
一実施形態例では、ロボット外科用制御システム１１００のハウジング１１０８は、そこに取り付けられた視覚フィードバック装置１１１４を有する。視覚フィードバック装置１１１４は、外科用器具又はロボット外科用制御システム１１００の１つ又は２つ以上の機能に関し、オペレータに視覚信号を提供することができる。一実施形態例では、視覚フィードバック装置１１１４はＬＥＤ灯を備え、このＬＥＤ灯は、例えば、エンドエフェクタ５４８など、外科用器具のエンドエフェクタへのエネルギーの適用に応じて点灯する。別の実施形態では、視覚フィードバック装置１１１４は、例えば、コンピュータ制御による切断及び封止外科用など、外科用器具の予めプログラムされた機能の端末に信号伝達するよう始動されることができる。視覚フィードバック装置１１１４が、任意の互換性のある外科用器具の機能の状態を表示するよう構成され得ることを当業者は理解するであろう。
【０１４１】
図５７は、独立型入力装置１２０１を含むロボット外科用制御システム１２００の一実施形態を示す。独立型入力装置１２０１は、基部１２０８に接続された手持ち式外科用ユーザーインターフェース１２０６を含む。基部１２０８は、ソケット１２１６と、センサ１２１２と、ケーブル１２２２とを包含する。ケーブル１２２２は、ハウジング１１０８上の第２のソケット１１１６’に接続される。第２のソケット１１１６’は、独立型入力装置１２０１を、コントローラ７２４に電気的に連結可能とする。独立型入力装置１２０１は、入力システムを、ハウジング１１０８上のソケット１１１６への直接接続を必要とすることなく、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１１０６により使用される同じコントローラ７２４を通して依然として相互作用している状態で、特有の外科用器具用に設計可能とするという利点を提供する。図５７は更に、ハウジング１１０８上に配置された複数のソケット１１１６、１１１６’と相互作用することで、複数の独立型入力装置１２０１又は単一の独立型入力装置１２０１及び手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６を同時に使用することができる実施形態を示す。独立型入力装置１２０１は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１２０６内に、基部１２０８に配置された１つ又は２つ以上のフィードバック装置１２１４、１２１４’、又は双方を含むことができる。ロボット外科用制御システム１２００はまた、ハウジング１１０８上に配置されたフィードバック装置７１４、１１１４を利用することができる。
【０１４２】
ここで図５５〜６０を参照し、手持ち式外科用ユーザーインターフェース７２６、８０６、１００６、１１０６、１２０６と共に使用する際に好適な様々なフィードバック装置を以下に説明する。図５５〜５７は、レバースタイルの手持ち式外科用ユーザーインターフェース１１０６、１２０６内に配置された少なくとも１つのフィードバック装置７１４の用法を示す。一実施形態例では、少なくとも１つのフィードバック装置７１４は、振動モジュール１１１４’、１２１４’を含むことができ、レバースタイルの手持ち式外科用ユーザーインターフェース１１０６、１２０６に振動する動きを提供する。振動モジュール１１１４’、１２１４’は、組織部位との相互作用により、外科用器具に適用された力を示す、外科用器具からのフィードバック信号を受信することができる。一実施形態例では、振動モジュール１１１４’、１２１４’は、組織部位により外科用器具に適用された力の合計量に比例する振動する動きを生成することができる。他の実施形態では、振動モジュール１１１４’、１２１４’は、組織部位により単一の方向又は面にて外科用器具に適用された力の大きさに比例する振動する動きを生成することができる。別の実施形態では、振動モジュール１１１４’、１２１４’は、例えば、エンドエフェクタ５４８に供給された電気外科用エネルギーなど、エンドエフェクタに供給されたエネルギーの大きさに比例する振動する動きを生成するよう構成されることができる。更に別の実施形態では、振動モジュール１１１４’、１２１４’は、例えば、エンドエフェクタ５４８用の自動封止及び切断アルゴリズムなど、予めプログラムされた機能の実行後に振動する動きを生成するよう構成されることができる。振動モジュール１１１４’、１２１４’により生成される振動する動きは、ユーザーに対する様々なレベルの感度を提供するよう調整されることができる。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４は、１つ又は２つ以上のフォースフィードバック装置１２１４”を通して触覚フィードバックを提供することができる。フォースフィードバックは、特有方向への力又は動きを提供し、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きに対して反対方向に抵抗する。一実施形態例では、１つ又は２つ以上のフォースフィードバック装置１２１４”は、例えば、サーボモーター、ソレノイド、又は可変圧力スイッチなど、任意の好適な装置を含むことができる。一実施形態例では、１つ又は２つ以上のフォースフィードバック装置１２１４”により適用される力は、組織部位と相互作用するときに、外科用器具により受ける力の合計に比例させることができる。他の実施形態では、１つ又は２つ以上のフォースフィードバック装置１２１４”は、エンドエフェクタと組織部位との間の特有な相互作用に比例する力を提供することができる。例えば、一実施形態例では、フォースフィードバック装置１２１４”は、組織のクランピング動作中に、エンドエフェクタ５４８のジョー５５１Ａ、Ｂにより受ける力に比例するシェパードフックトリガ１１２０の動きに対して抵抗力を提供することができる。
【０１４４】
図５８〜６０は、熱素子１３１４を含む少なくとも１つのフィードバック装置７１４の一実施形態を示す。図５８に示すように、熱素子１３１４は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１００６のレバー１０２２を覆うように配置されるよう構成された熱スリーブを含むことができる。熱素子１３１４は、熱素子１３１４をハウジング１００８上に配置された第２のソケット１０１６’と相互作用させるケーブル１３１５を含む。図５９〜６０は、レバー１０２２を覆うように配置された熱素子１３１４を示す。熱素子１３１４が適切に配置され、第２のソケット１０１６’を通してコントローラ７２４と相互作用されると、熱素子は、温度勾配の形態でユーザーに触覚フィードバックを提供することができる。一実施形態例では、温度勾配は、例えば、エンドエフェクタ５４８など、外科用器具に取り付けられたエンドエフェクタにより、組織部位に供給されたエネルギーのレベルに比例した熱素子１３１４の加熱を含むことができる。組織部位に供給されたエネルギーに比例した比率にて加熱することにより、熱素子１３１４は、十分なレベルのエネルギーが組織部位に適用されるときに、ユーザーに触覚示度を提供する。別の実施形態では、熱素子１３１４は、警告又は過熱状態を示す温度勾配を供給してもよく、ユーザーに安全でない状態を注意喚起する。温度勾配と、組織部位に供給されるエネルギーとの間の割合は任意の割合とすることができるが、ユーザーが不快に感じたり、ユーザーに危害を与えたりすることなく、ユーザーに妥当な情報が提供されるよう較正されることが望ましいことが当業者によって理解されよう。
【０１４５】
一実施形態例では、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４は、光学フィードバックをユーザーに提供することができる。光学フィードバックは、例えば、ＬＥＤ灯、ゲージ、スケール、又は任意の他の視覚表示など、任意の視覚インジケータにより提供することができる。一実施形態例では、光学フィードバックは、例えば、エンドエフェクタ５４８など、エンドエフェクタへのエネルギーの適用に応じて提供されることができる。
【０１４６】
一実施形態例では、ロボット外科用システム５００は１つ又は２つ以上のセンサを含み、１つ又は２つ以上のフィードバック信号をコントローラ７２４に提供し、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４を制御する。ロボット外科用システム５００に取り付けられた１つ又は２つ以上のセンサは、例えば、線形位置センサ、回転位置センサ、力覚センサ、熱センサ、又は任意の他のセンサ種類など、フィードバック信号を提供する好適なセンサとすることができる。１つ又は２つ以上のセンサは、ロボット外科用システムに取り付けられた外科用器具５２２、５２３と一体に組み合わせることができるか、又は外科用器具５２２、５２３に接続された追加的モジュールとすることができ、必要なフィードバック信号を生成する。
【０１４７】
図６１は、ロボット外科用制御システム１３００の一実施形態を示す。ロボット外科用制御システム１３００は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６を含む。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６は、例えば、図１〜１８に示される外科用器具など、内視鏡、腹腔鏡、又は開腹外科用装置の感触及び作動を模倣するよう構成される。一実施形態例では、手持ち式外科用ユーザーインターフェースは、外科用装置ハンドル１３２２と、シェパードフックトリガ１３２０と、スイッチ１３１８と、回転ノブ１３２６と、インターフェースシャフト１３２４とを含む。インターフェースシャフト１３２４は、ハウジング１３０８上に配置された６段階の動きソケット１３１６に接続する。６段階の動きソケット１３１６は、外科用装置ハンドル１３２２を、ユーザーにより自由に操作可能とする。外科用装置ハンドル１３２２は、遠位／近位方向に前進又は後退することができる。一実施形態例では、外科用装置ハンドル１３２２の遠位／近位方向への動きは、外科用器具の動きを、アームカート５２０に関連して遠位／近位方向に対応させる。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６はまた、並進を通して左／右及び上／下方向に移動することができる。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６の左／右又は上／下方向への並進動きは、外科用器具の対応する方向への動きに変換されることができる。６段階の動きソケット１３１６は、外科用装置ハンドル１３２２を、旋回点１３１７を中心として回転可能とする。旋回点１３１７は、一実施形態例では、インターフェースシャフト１３２４とソケット１３１６との間の接続に対応することができる。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６は、動きの任意の３本の軸又は任意のそれらの組み合わせを中心として回転することができる。
【０１４８】
６段階の動きソケット１３１６及び外科用装置ハンドル１３２２はユーザーに、例えば、図１〜１８に示す外科用器具など、非ロボット外科用器具の操作と同一の方法にてロボット外科用制御システム１３００を操作可能にする。非ロボット外科用器具の動作を模倣することで、ロボット外科用制御システム１３００は外科医に、例えば、図１９〜４６に示すロボット外科用システム５００など、ロボット外科用システムを最小限のトレーニングで操作可能にする。ロボット外科用制御システム１３００はまた外科医に、ロボット外科用システムの操作中に、彼らの標準的な外科用処置のスキルを維持可能とする利点を提供する。
【０１４９】
一実施形態例では、外科用装置ハンドル１３２２は、外科用器具の１つ又は２つ以上の機能を制御する１つ又は２つ以上の追加的入力を含むことができる。図６１に示す実施形態では、外科用装置ハンドル１３２２は、シェパードフックトリガ１３２０と、スイッチ１３１８と、回転ノブ１３２６とを含む。シェパードフックトリガ１３２０は、例えば、外科用器具に取り付けられたエンドエフェクタのクランピングの動きを制御するよう構成されることができる。シェパードフックトリガ１３２０をハンドル１３２２に向けて引くことで、ユーザーは、例えば、エンドエフェクタ５４８の第１及び第２のジョー５５１Ａ、Ｂなど、エンドエフェクタのジョーをクランプ位置に旋回させることができる。シェパードフックトリガ１３２０の開放により、一実施形態例では、エンドエフェクタのジョーを、非クランプ又は開いた位置に戻すことができる。
【０１５０】
一実施形態例では、スイッチ１３１８は、外科用器具５２２に取り付けられたエンドエフェクタへの１つ又は２つ以上の形態のエネルギーの適用を制御することができる。スイッチ１３１８は、例えば、超音波エネルギーを超音波外科用器具５２２に、又は電気外科用エネルギーを電気外科用器具５２３に供給するよう構成されることができる。別の実施形態では、スイッチ１３１８は、オフ位置、超音波エネルギーを供給するよう構成された第１の位置、電気外科用エネルギーを供給するよう構成された第２の位置、及び超音波及び電気外科用エネルギーの双方を供給するよう構成された第３の位置を含む多位置スイッチとすることができる。
【０１５１】
図６１に示すように、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６は、外科用装置ハンドル１３２２に取り付けられ、インターフェースシャフト１３２４に動作可能に連結された回転ノブ１３２６を含むことができる。回転ノブ１３２６は、外科用装置ハンドル１３２２全体を回転させることなく、近位／遠位軸を中心としてインターフェースシャフト１３２４を回転可能とするよう構成することができる。回転ノブ１３２６を回すことで、ユーザーは、例えば、外科用器具５２２の細長いシャフト組立体５５４など、細長いシャフトを、外科用装置ハンドル１３２２と同じ方向を維持しながら、回転させることができる。この動きは、例えば、図１〜１８に示す外科用器具など、非ロボット外科用器具上の回転ノブの使用を模倣する。
【０１５２】
一実施形態例では、シェパードフックトリガ１３２０、スイッチ１３１８、又は回転ノブ１３２６など、１つ又は２つ以上の追加的入力装置は、インターフェースシャフト１３２４を通して延在し、６段階の動きソケット１３１６を通して接続される１つ又は２つ以上のワイヤ（図示せず）により、コントローラ７２４に接続されることができる。別の実施形態では、１つ又は２つ以上の追加的入力装置は、外科用装置ハンドル１３２２から延在し、ハウジング１３０８上に位置する第２のソケット（図示せず）を通してコントローラ７２４に接続されるワイヤを通してコントローラに接続されることができる。更に別の実施形態では、１つ又は２つ以上の追加的入力装置は、例えば、無線ブルートゥースリンクなど、無線通信リンクを通してコントローラ７２４と通信することができる。任意の好適な通信プロトコル又は媒体を使用して、１つ又は２つ以上の追加的入力装置をコントローラ７２４に接続することができることを当業者は理解するであろう。
【０１５３】
一実施形態例では、ロボット外科用制御システム１３００は、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４を含む。１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４は、ハウジング１３０８、外科用装置ハンドル１３２２、又は双方内に配置されることができる。フィードバック装置７１４は、任意の好適な形態の感覚フィードバックを提供することができる。そのような感覚フィードバックは、例えば、聴覚フィードバック（音）、触覚又は触覚フィードバック（タッチ）、光学フィードバック（視覚）、嗅覚フィードバック（臭い）、味覚フィードバック（味）、及び／又は平衡感覚（バランスフィードバック）を含むことができる。触覚フィードバックは、例えば、振動感覚（振動）及び圧力感覚、高温感覚（熱）、及び／又は低温感覚（冷）含むが、これらに限定されない機械感覚など、様々な形態を通して提供することができる。任意の単一のフィードバックの種類、又は任意のそれらの組み合わせが、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４によって提供され得ることが、当業者によって理解されよう。
【０１５４】
図６２は、ロボット外科用制御システム１４００の一実施形態を示す。ロボット外科用制御システム１４００は、ハウジング１４０８と、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６とを含む。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６は、上記の外科用装置ハンドル１３２２と同様の外科用装置ハンドル１４２２を含む。外科用装置ハンドル１４２２は第２の回転ノブ１４２８を含み、このノブは、例えば、細長いシャフト組立体５５４の関節の動きの角度など、外科用器具５２２の１つ又は２つ以上の機能を制御するよう構成されることができる。示された実施形態では、外科用装置ハンドル１４２２は、シェパードフックトリガ１３２０と、ボタン１３１８と、回転ノブ１３２６とを含む。他の実施形態では、外科用装置ハンドル１４００は、１つ又は２つ以上の追加的入力装置をいくつか含むことができるか、又はまったく含まない。
【０１５５】
一実施形態例では、例えば、第２の回転ノブ１４２８など、回転入力装置は、１つ又は２つ以上の回り止めを含むことができ、様々な回転位置の正確な設定を可能とする。回り止めは、外科用装置ハンドル１４２２上に配置された１つ又は２つ以上のリブに対応することができ、第２の回転ノブ１４２８を、外科用器具５２２の１つ又は２つ以上の正確な位置に対応する正確な回転位置を想定可能とする。例えば、一実施形態例では、第２の回転ノブ１４２８は、例えば、細長いシャフト組立体５５４の関節の動きなど、外科用器具５２２の関節機能を制御することができる。この実施形態では、第２の回転ノブ１４２８は、細長いシャフト組立体５５４の１つ又は２つ以上の所定の関節位置に対応する、１つ又は２つ以上の回り止めを含むことができる。
【０１５６】
一実施形態例では、ロボット外科用制御システム１４００は３段階の動きソケット１４１６を含む。３段階の動きソケット１４１６は、外科用装置ハンドル１４２２を、インターフェースシャフト１３２４を通してハウジング１４０８及びコントローラ７２４に接続可能にする。３段階の動きソケット１４１６は、外科用装置ハンドル１４２２を、装置のユーザーに対して遠位／近位方向に、横方向に前進又は後退可能にする。更に、３段階の動きソケット１４１６は、外科用装置ハンドル１４２２を、３段階の動きソケット１４１６とインターフェースシャフト１３２４との間のインターフェースによって画定される旋回点１４３０を中心として上／下及び左／右方向に旋回可能にする。上記のように、３段階の動きソケット１４１６など、３段階の動き入力ソケットは、ユーザーに、外科用器具の３つの動きの同時制御を可能にする。一実施形態例では、３段階の動きソケット１４１６は、遠位又は近位方向への外科用装置ハンドル１４２２の横方向の動きに応じて、遠位／近位方向への外科用器具の横方向の動きを制御するよう構成されることができる。左又は右方向への旋回点１４３０を中心とする外科用装置ハンドル１４２２の回転する動きは、一実施形態例では、アームカート５２０に関連して、左／右方向への外科用器具５２２の後の動きに変換されることができる。上／下方向への旋回点１４３０を中心とする外科用装置ハンドル１４２２の回転する動きは、アームカート５２０に関して、外科用器具５２２の横方向の動きを引き起こすことができる。
【０１５７】
図６３は、外科用装置ハンドル１３２２、１４２２と共に使用され得る様々なフィードバック装置を示す。示された実施形態では、外科用装置ハンドル１４２２は、外面の一部が取り除かれた状態で例示されており、ハウジング１３０８は、その中の内部構成要素を例示するために側壁が取り除かれた状態で示されている。一実施形態例では、ハウジング１３０８は、６段階の動きソケット１３１６に連結されたフィードバック装置を包含することができ、例えば、電磁クラッチ１４３８など、フォースフィードバックの形態にて触覚フィードバックを提供する。一実施形態例では、電磁クラッチ１４３８は、６段階の動きソケット１３１６の動きに対する抵抗力を提供するよう構成されることができる。この抵抗力は、インターフェースシャフト１３２４を通り、外科用装置ハンドル１４２２に伝達される。外科用装置ハンドル１４２２を操作するユーザーは、外科用装置ハンドル１４２２を通してこの抵抗力を感じる。電磁クラッチ１４３８により生成される抵抗力は、対象組織部位と接触する外科用器具５２２により受ける抵抗力に比例するものとすることができる。一実施形態例では、電磁クラッチ１４３８により生成される抵抗力は、対象組織部位と接触する外科用器具５２２により受ける力に直接比例する。他の実施形態では、電磁クラッチ１４３８により生成される力は、より大きいフィードバックをユーザーに提供するよう、１つ又は２つ以上の桁分大きくすることができる。電磁クラッチ１４３８は、任意の利用可能な程度の動きの抵抗力を提供することができる。例えば、示された実施形態では、電磁クラッチ１４３８は、６段階の動きソケット１３１６に連結される。電磁クラッチは、６段階の動きソケット１３１６の動きに対して、利用可能な６段階の動きの任意の１つ又は任意の組み合わせにて抵抗力を提供することができる。
【０１５８】
一実施形態例では、１つ又は２つ以上のフォースフィードバック装置は、外科用装置ハンドル１４２２内に配置されることができる。示された実施形態では、２つのトリガフィードバック装置１４３２ａ、ｂは、シェパードフックトリガ１３２０に接続される。トリガフィードバック装置１４３２ａ、ｂは、シェパードフックトリガ１３２０を引く又は放す際に、触覚フィードバックを抵抗力の形態にて提供する。一実施形態例では、トリガフィードバック装置１４３２ａ、ｂは、例えば、電気外科的エンドエフェクタ５４８のジョー５５１Ａ、Ｂなど、外科用器具に接続されたエンドエフェクタのジョーにより受ける力に比例する、シェパードフックトリガ１３２０の動きに対する抵抗力を提供する。単に例示的な目的のため、トリガフィードバック装置１４３２ａ、ｂは、エンドエフェクタ５４８と併せて説明するものとする。操作では、組織部分は、エンドエフェクタ５４８のジョー５５１Ａ、Ｂとの間に位置する。シェパードフックトリガ１３２０は遠位方向に移動されることができ、ジョー５５１Ａ、Ｂを開いた位置から閉じた位置に旋回させる。ジョー５５１Ａ、Ｂの閉じた位置への移動に従い、ジョー５５１Ａ、Ｂとの間に位置する組織はジョー５５１Ａ、Ｂの閉鎖に対する抵抗力を提供する。トリガフィードバック装置１４３２ａ、ｂは、エンドエフェクタ５４８のジョー５５１Ａ、Ｂにより受ける力に比例するシェパードフックトリガ１３２０の動きに対する抵抗を提供することができる。フィードバックをシェパードフックトリガ１３２０に提供することで、装置は、例えば、適切な量の組織がジョー５５１Ａ、Ｂとの間に配置されているか否か、又はジョー５５１Ａ、Ｂとの間にはどのような種類の組織が配置されているかなど、エンドエフェクタ５４８のジョー５５１Ａ、Ｂとの間に位置する組織に関してユーザーに目安を提供する。
【０１５９】
図６３に示すように、外科用装置ハンドル１４２２は、１つ又は２つ以上の回転フィードバック装置を更に含むことができる。関節回転フィードバック装置１４３０などの回転フィードバック装置は、触覚フィードバックを、例えば、第２の回転ノブ１４２８など、１つ又は２つ以上の入力装置の回転に対する抵抗力の形態にて提供することができる。関節回転フィードバック装置１４３０により提供される抵抗力は、一実施形態例では、組織部位と接触するエンドエフェクタに適用する力に比例させることができる。一実施形態例では、センサは、例えば、関節ジョイント５５６など、外科用器具５２２の関節ジョイントに適用する力を検出することができる。一実施形態例では、第２の回転ノブ１４２８の回転は、コントローラ７２４により、関節ジョイント５５６をシャフト５５４に関節接合させる制御信号に変換されることができる。例えば、エンドエフェクタ５４８などのエンドエフェクタは、関節の動きの結果として、組織に接触することができる。エンドエフェクタ５４８が組織に接触することにより、外科用装置５２３上のセンサは、コントローラ７２４に、組織部位によりエンドエフェクタ５４８に適用された力の大きさを示す信号を提供することができる（図６８参照）。コントローラ７２４は、関節回転フィードバック装置１４３０に、エンドエフェクタ５４８により受ける力に比例する、第２の回転ノブ１４２８の回転に対する抵抗力を適用させることができる。
【０１６０】
図６３に示すように、外科用装置ハンドル１４２２は、振動する動きを外科用装置ハンドル１４２２に提供するよう構成された振動モジュール１４４０を更に含むことができる。一実施形態例では、振動モジュール１４４０は、例えば、エンドエフェクタ５２８など、エンドエフェクタに連結されたセンサからのフィードバック信号を受信することができる（図６８参照）。エンドエフェクタ５２８が組織に接触するとき、組織により、エンドエフェクタ５２８上に力が働く。フィードバック信号は、一実施形態例では、エンドエフェクタ５２８により受ける力の大きさを示すことができる。振動モジュール１４４０は、フィードバック信号を、外科用装置ハンドル１４２２の振動する動きに変換することができ、組織部位によってエンドエフェクタ５２８に適用される力の大きさに比例する触覚フィードバック信号をユーザーに提供する。一実施形態例では、振動モジュール１４４０は、フィードバック信号の増加に従って急激に振動率を高めてもよく、考えられる組織損傷の触覚警告をユーザーに提供する。別の実施形態では、振動モジュール１４４０は、エンドエフェクタ５２８により組織部位に適用されているエネルギーの大きさを示す、エンドエフェクタ５２８からのフィードバック信号を受信するよう構成されることができる。この実施形態では、振動モジュール１４４０は、エネルギーの適用に応じて上昇する組織部位の温度に従って振動率を増加してもよい。別の実施形態では、振動モジュールは、組織部位へのエネルギーの適用が十分であることを示す、所定の時間が経過したことをユーザーに示すよう始動してもよい。
【０１６１】
一実施形態例では、第１の回転ノブ１３２６及び第２の回転ノブ１４２８などの回転可能な入力装置は回転エンコーダに接続することができ、回転可能な入力装置の回転を電気信号に変換し、コントローラ７２４に送信する。示された実施形態では、第１の回転ノブ１３２６の回転を介したインターフェースシャフト１３２４の回転は、回転エンコーダ１４３６によって電気信号に変換される。回転エンコーダ１４３６は、インターフェースシャフト１３２４の角度位置又は動きを、コントローラ７２４により受信可能なアナログ又はデジタル信号に変換する。回転エンコーダ１４３６は、例えば、アブソリュート又はインクリメンタルエンコーダなど、任意の好適な種類の回転エンコーダとすることができる。別の実施形態では、回転可能な入力装置は、例えば、回転式入力ポテンショメータ１４４２など、１つ又は２つ以上のポテンショメータに接続することができる。回転式入力ポテンショメータ１４４２は、シェパードフックトリガ１３２０の回転位置に基づいて出力電圧を調整し、シェパードフックトリガの機械的位置を、コントローラ７２４により受信可能な信号に変換する。入力装置の機械的回転又は動きを変換する任意の好適な電子構成要素が、コントローラ７２４により受信可能な信号の生成に使用され得ることが当業者によって理解されよう。
【０１６２】
図６４〜６５は、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の動きとエンドエフェクタ５２８の動きとの間の関係の２つの考えられる実施形態を示す。図６４に示す一実施形態例では、旋回点１４３０を中心とする手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の回転は、例えば、矢印「Ａ」で示すような手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の右方向への回転が、エンドエフェクタ５２８の同じ右方向への動きを引き起こすように、エンドエフェクタ５２８の同じ方向への関節の動きを引き起こす。図６５に示す別の実施形態では、旋回点１４３０を中心とする手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の回転は、例えば、矢印「Ａ」で示すような手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の右方向への回転が、矢印「Ｂ」で示すようなエンドエフェクタ５２８の反対の左方向への回転を引き起こすように、エンドエフェクタ５２８の鏡像回転を引き起こす。手持ち式外科用ユーザーインターフェース１４０６の移動方向とエンドエフェクタ５２８の移動方向との間の関係は、非ロボット外科用装置のハンドピースと、例えば、図１〜１８に示される外科用器具などのエンドエフェクタとの間の関係を模倣するように選択することができる。
【０１６３】
図６６は、無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６と無線ソケット１５１６との間に光学インターフェースを用いる無線ロボット外科用制御システム１５００の一実施形態を示す。無線ソケット１５１６は、例えば、（視覚又は非視覚スペクトル内のレーザーを用いる）光学信号、無線周波数信号、マイクロ波信号、又は赤外線信号など、無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６からの任意の好適な無線信号を受信するよう構成することができる。一実施形態例では、無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６は無線シャフト１５２４を含み、互換性のある無線信号を手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６から無線ソケット１５１６に送信する。一実施形態例では、ソケット１５１６に送信される信号は、例えば、シェパードフックトリガ１３２０、第１の回転ノブ１３２６、又は第２の回転ノブ１４２８など、無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６の無線外科用装置ハンドル１５２２上に、又はこの内部に配置された１つ又は２つ以上の追加的入力装置により生成される信号を含むことができる。別の実施形態では、１つ又は２つ以上の追加的入力装置は、例えば、無線ブルートゥース信号など、別々の無線信号を利用してもよく、コントローラ７２４と通信する。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、無線ソケット１５１６及び無線シャフト１５２４は、送受信可能な通信システムを含むことができる。この実施形態では、無線ソケット１５１６は無線シャフト１５２４から信号を受信可能であり、それらの信号を、ハウジング１５０８内に配置されたコントローラ７２４に送信可能である。無線ソケット１５１６はまた、コントローラ７２４からの信号を無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６に送信可能としてもよく、例えば、無線外科用装置ハンドル１５２２内に配置された１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４に制御信号を提供するなど、無線手持ち式外科用ユーザーインターフェースの機能を制御する。別の実施形態では、第２の無線ソケット（図示せず）はハウジング１５０８内に配置することができ、信号をコントローラ７２４から無線手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６に送信し、無線外科用装置ハンドル１５２２内に配置された１つ又は２つ以上のフィードバック装置１７４を制御する。
【０１６５】
図６７は、例えば、コントローラ５１８など、標準的なロボット外科用制御システムと相互作用するロボット外科用制御システム１３００の一実施形態を示す。図６７に示すように、ロボット外科用制御システム１３００はコントローラ５１８に接続することができ、追加的制御機能をコントローラ５１８に提供する。コントローラ５１８は、上記のように、ディスプレイ５２１を通して、作業部位の画像を提供することができる。コントローラ７２４は、例えば、ハウジング１３０８から延びるケーブルなど、任意の好適な通信媒体を通してコントローラ５１８と相互作用することができる。示された実施形態では、コントローラ５１８は、１つ又は２つ以上の制御ノブ１３４６ａ、ｂ、ｃを更に含むことができ、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１５０６の様々な機能を制御する。
【０１６６】
一実施形態例では、１つ又は２つ以上の制御ノブ１３４６ａ、ｂ、ｃは調整されることができ、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６の動きと外科用器具５２２の動きとの間の割当量を制御する。例えば、一実施形態例では、第１の制御ノブ１３４６ａは、遠位又は近位方向への手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６の長手方向の動きと外科用器具５２２の長手方向の動きとの間の動きの割当量を制御することができる。第２の制御ノブ１３４６ｂは、左又は右方向への旋回点１３３０を中心とする手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６の動きと左又は右方向への外科用器具５２２の横方向の動きとの間の比率を制御するよう構成されることができる。制御ノブ１３４６ａ、ｂ、ｃが、ロボット外科用制御システム１３００の任意の部分とロボット外科用システム５００の任意の部分との間の動きの比率を制御するよう構成され得ることが当業者によって理解されよう。一実施形態例では、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６と外科用器具５２２との間の動きの比率は、動きに対して１：１の最大比率を有することができる。この実施形態では、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの１ｃｍの動きは、１ｃｍ毎の対応する外科用器具の動きに変換される。いくつかの実施形態では、動きの比率は、外科用器具が、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きの少数値にて移動するよう調整されることができる。例えば、一実施形態例では、制御ノブ１３４６ａは、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの遠位方向への１ｃｍの動きが、外科用器具５２２の遠位方向への０．２５ｃｍの動きを引き起こすように調整されることができる。これらの例は制限をするものでなく、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６と外科用器具５２２との間の動きの比率を好適な比率とすることができることを当業者は理解するであろう。
【０１６７】
一実施形態例では、１つ又は２つ以上の感度ノブは、手持ち式外科用ユーザーインターフェース１３０６の外科用装置ハンドル１３２２上に配置することができる。１つ又は２つ以上の感度ノブは、外科用装置ハンドル１３２２の任意の部分上に配置することができる。一実施形態例では、感度ノブは、外科用装置ハンドル１３２２の最近位部上に配置することができ、ユーザーに、外科用装置ハンドル１３２２と外科用器具５２２との間の動き比率を容易に調整可能にする。
【０１６８】
一実施形態例では、１つ又は２つ以上の制御ノブ１３４６ａ、ｂ、ｃは、ディスプレイ５２１の１つ又は２つ以上の機能を制御するよう構成することができる。例えば、一実施形態例では、第３の制御ノブ１３４６ｃは回転することができ、ディスプレイ５２１を通して観察される視野を調整する。視野の調整は、例えば、視野の倍率変更、視野の角度変更、又は閲覧位置変更を含むことができる。
【０１６９】
図６８は、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４用のフィードバック信号を生成する１つの方法を例示する。外科用器具１５２２は、例えば、外科用器具５２２など、ロボット外科用システム５００との使用に好適な外科用器具である。示された実施形態では、外科用器具１５２２は、シャフト１５３８の長手方向軸を中心として回転可能である。シャフト１５３８が長手方向軸を中心として回転されると、エンドエフェクタ１５２３は、組織部位１５３０に接触することができる。組織部位１５３０は、シャフト１５３８の回転に対する抵抗力を提供する。フィードバックギヤ１５２４はシャフト１５３８上に配置されており、シャフト１５３８と一致して回転する。フィードバックギヤ１５２４は、抵抗測定装置１５２６に動作可能に連結される。抵抗測定装置１５２６は、組織部位１５３０と接触するエンドエフェクタ１５２３によって受ける抵抗力を測定するよう構成され、フィードバック信号を生成し、この信号はコントローラ７２４に送信されて１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４を制御する。図６８が、１つ又は２つ以上のフィードバック装置７１４用のフィードバック信号を生成する種々の考えられる方法の１つのみを例示することが当業者によって理解されよう。フィードバック信号は、例えば、ポテンショメータ、レオスタット、位置センサ、直線変位センサ、静電容量センサ、電気抵抗センサ、若しくは１つ又は２つ以上のフィードバック装置用のフィードバック信号を生成する任意の他の好適なセンサなど、他の好適な手段により生成することができる。
【０１７０】
本明細書に開示する制御装置は、単一の使用後に処分されるよう設計することができ、１つ又は２つ以上の異なる種類のエンドエフェクタとの複数回の使用にも設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用の後に再使用のために再調整することができる。こうした再調整には、装置の分解段階、その後の洗浄段階又は特定の部品の交換段階、及びその後の再組立段階の任意の段階の組み合わせが含まれる。特に、装置は分解され得、装置の任意の数量の特定のピース又は部品は、任意の組み合わせにて選択的に交換、追加、又は取り外され得る。装置の再調整には、分解、交換、再プログラミング、又は再設定用の様々な技術を用い得ることが当業者には明らかとなる。そのような技術の使用とそれにより調整された装置は全て本出願の範囲内にある。
【０１７１】
非限定例
一実施形態では、ロボット外科用システムが提供される。ロボット外科用は、外科用器具を含む外科用ロボットを含み、この外科用器具は、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含む。制御システムは、ハウジングと、外科用器具の機能を制御するよう、手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容するようソケットに連結されたハウジング内に配置された、機械式インターフェースに動作可能に連結されたコントローラと、コントローラ及びソケットに連結された、手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、外科用器具の動きに対応する電気信号に変換する少なくとも１つのセンサと、外科用器具の所定の機能に関連付けられているフィードバックをユーザーに提供するよう、コントローラに動作可能に連結された少なくとも１つのフィードバック装置とを含む。
【０１７２】
一実施形態では、ロボット外科用装置を制御する方法が提供される。この方法は、ソケット、コントローラ、及び手持ち式外科用ユーザーインターフェースを介して相互作用することと、手持ち式外科用ユーザーインターフェース及びコントローラに動作可能に連結されたセンサを介して１つ又は２つ以上の電気信号を生成するため、ユーザーによる手持ち式外科用ユーザーインターフェースを操作することと、コントローラを介して、１つ又は２つ以上の電気信号を、ロボット外科用装置用の１つ又は２つ以上の制御信号へ変換することと、コントローラを介して、１つ又は２つ以上のフィードバック信号を、ロボット外科用装置から受信することと、フィードバック装置を介して、ロボット外科用装置と組織部位との間の１つ又は２つ以上の相互作用を模倣する１つ又は２つ以上のフィードバック状態を生成することとを含む。
【０１７３】
出願人はまた、それらの各全体においてそれぞれを参照によって本明細書に組み込んだものとする以下の特許出願も所有する。
米国特許出願第１３／５３６，２７１号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｒｉｖｅ  Ｍｅｍｂｅｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３１ＵＳＮＰ／１２０１３５）、
米国特許出願第１３／５３６，２８８号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３２ＵＳＮＰ／１２０１３６）、
米国特許出願第１３／５３６，２９５号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｒｏｔａｒｙ  Ａｃｔｕａｔａｂｌｅ  Ｃｌｏｓｕｒｅ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３４ＵＳＮＰ／１２０１３８）、
米国特許出願第１３／５３６，３２６号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａｎｇｌｅｄ  Ｔｉｓｓｕｅ−Ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３５ＵＳＮＰ／１２０１３９）、
米国特許出願第１３／５３６，３０３号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３６ＵＳＮＰ／１２０１４０）、
米国特許出願第１３／５３６，３９３号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄ  Ｅｆｆｅｃｔｏｒ  Ｊａｗ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３７ＵＳＮＰ／１２０１４１）、
米国特許出願第１３／５３６，３６２号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｍｕｌｔｉ−Ａｘｉｓ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３８ＵＳＮＰ／１２０１４２）、及び
米国特許出願第１３／５３６，４１７号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｒｏｔａｒｙ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１４９ＵＳＮＰ／１２０１５３）。
【０１７４】
用語「近位」及び「遠位」は、明細書全体において、患者の処置に使用される器具の一末端部を操作する臨床医を基準にして使用できることが理解できる。用語「近位」は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、用語「遠位」は、臨床医から最も遠い所に位置した部分を指す。簡潔にするため、また明確にするために、「垂直」、「水平」、「上」、「下」等、空間に関する用語は、本明細書において、図示した実施形態を基準にして使用できることが更に理解できる。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得、これらの用語は、限定的及び絶対的であることを意図したものではない。
【０１７５】
外科用器具及びロボット外科用システムの様々な実施形態を本明細書に説明する。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明した外科用器具及びロボット外科用システムと共に使用することができることが当業者によって理解されよう。説明は例のみに提供されており、開示の実施形態は、本明細書に開示する装置のみに限定されず、任意の互換性のある外科用器具又はロボット外科用システムと共に使用することができることが当業者に理解されよう。
【０１７６】
本明細書全体を通して、「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態例」、又は「実施形態」の参照は、その実施形態との関連において記述されている特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して複数の場所に出現する「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態例では」、又は「実施形態では」というフレーズは、必ずしも全てが同一の実施形態を指すものではない。更に、１つの実施形態例と関連させて説明又は記述した特定の機構、構造、又は特徴は、無制限に、１つ又は２つ以上の他の実施形態の機構、構造、又は特徴と、全部又は一部が組み合わされてもよい。
【０１７７】
いくつかの実施形態の記載により本明細書の様々な実施形態が説明され、説明的実施形態がかなり詳細に記載されているが、出願人には添付された請求範囲をかかる詳細によっていかなる方法によっても制限する意図はない。当業者には更なる効果及び改変が直ちに明らかとなりうる。例えば、概して、内視鏡外科用は腹腔鏡外科用よりもより一般的である。したがって、本発明は内視鏡外科用及び装置との関連において議論される。しかしながら、本願における「内視鏡」などの用語の使用は、本発明を内視鏡管（例えばトロカール）との組み合わせにおいてのみ使用される器具に限定するものとして解釈されてはならない。むしろ本発明は、腹腔鏡外科用及び開放外科用などを含むがこれらに限定されない、小さな切開創にアクセスが限定されるあらゆる外科用に用途を見出し得るものと考えられる。
【０１７８】
本明細書における図及び説明の少なくともいくらかは、開示を明確に理解するのに関連する要素を示すために簡素化されており、明確にする目的でその他の要素を排除していることを理解すべきである。しかしながら、当業者は、これらの及びその他の要素が望ましい可能性があることを認識するであろう。しかしながら、そのような要素は当該技術分野において周知であり、それらは本開示のよりよい理解を促進しないため、本明細書ではそのような要素についての議論はしない。
【０１７９】
いくつかの実施形態を説明してきたが、本開示の利点のいくつか又は全てを習得した当業者は、これらの実施形態に対する様々な修正、変更及び適用を想起することができることは明白である。例えば、各種の実施形態によれば、所与の働きを成し遂げるために、単一の構成要素が複数の構成要素で置き換えられてもよく、また複数の構成要素が単一の構成要素で置き換えられてもよい。本願はしたがって、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲及び趣旨を逸脱することなく、そのような全ての修正、変更、及び改作を網羅することを意図したものである。
【０１８０】
全体又は部分において、本明細書に参照により組み込まれると称されるいずれの特許公報又は他の開示物も、組み込まれた事物が現行の定義、記載、又は本開示に記載されている他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれる。このように及び必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載されている開示は、参照により本明細書に組み込んだ任意の矛盾する事物に取って代わるものとする。本明細書に参照により援用するものとされているが、既存の定義、見解、又は本明細書に記載された他の開示内容と矛盾する全ての内容、又はそれらの部分は、援用された内容と既存の開示内容との間にあくまで矛盾が生じない範囲でのみ援用するものとする。
【０１８１】
〔実施の態様〕
（１）  外科用ロボット制御システムであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、ソケットに連結されたコントローラであって、前記ソケットは手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容して外科用器具の機能を制御し、前記外科用器具は、エンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを備え、前記機械式インターフェースは、前記コントローラに動作可能に連結されている、コントローラと、
前記コントローラ及び前記ソケットに連結された少なくとも１つのセンサであって、前記少なくとも１つのセンサは、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、前記外科用器具の前記動きに対応する複数の電気信号に変換する、少なくとも１つのセンサと、
前記コントローラに電気的に連結され、前記外科用器具の所定の機能に関連付けられているフィードバックを前記ユーザーに提供する少なくとも１つのフィードバック装置と、を含む、外科用ロボット制御システム。
（２）  前記ソケットに連結された手持ち式外科用ユーザーインターフェースを含み、前記電子手持ち式ユーザーインターフェースは、外科用器具の機能を制御し、前記外科用器具は、エンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含み、前記機械式インターフェースは、前記コントローラに動作可能に連結されている、実施態様１に記載の制御システム。
（３）  前記少なくとも１つのフィードバック装置が、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェース内に配置されている、実施態様２に記載の制御システム。
（４）  前記少なくとも１つのフィードバック装置が、前記ハウジング内に配置されている、実施態様１に記載の制御システム。
（５）  前記外科用器具の、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースとの互換性を示す信号を生成する外科用器具互換性ロジックを含む、実施態様１に記載の制御システム。
【０１８２】
（６）  前記少なくとも１つのセンサが、６自由度の入力装置を含む、実施態様１に記載の制御システム。
（７）  前記コントローラに連結されて動き比率を調整する感度ノブを含み、前記動き比率が、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きと前記外科用器具の動きとの比率である、実施態様１に記載の制御システム。
（８）  前記動き比率が１：１の最大動き比率を有する、実施態様７に記載の制御システム。
（９）  前記フィードバック装置が、触覚フィードバックを前記ユーザーに提供するための、少なくとも１つの触覚フィードバック装置を含む、実施態様１に記載の制御システム。
（１０）  前記外科用器具の前記所定の機能が、組織部位へのエネルギーの供給を含み、
前記少なくとも１つの触覚フィードバック装置が、前記エンドエフェクタによって前記組織部位に供給されたエネルギーレベルに比例する温度勾配を生成するための１つの熱素子を含む、実施態様９に記載の制御システム。
【０１８３】
（１１）  加熱素子が、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェース上に摺動可能に受容されるスリーブを含む、実施態様１０に記載の制御システム。
（１２）  前記外科用器具の前記所定の機能が、前記組織部位への力の適用を含む、実施態様９に記載の制御システム。
（１３）  前記触覚フィードバック装置が、
前記手持ち式外科用ユーザーインターフェース内に抵抗力を生成するよう構成された力フィードバック装置を含み、前記抵抗力が、前記組織部位によって前記外科用器具に適用された抵抗力に比例する、実施態様１２に記載の制御システム。
（１４）  前記力フィードバック装置が、電磁クラッチを含む、実施態様１３に記載の制御システム。
（１５）  前記力フィードバック装置が、サーボモーターを含む、実施態様１３に記載の制御システム。
【０１８４】
（１６）  前記フィードバック装置が、前記外科用ロボットの少なくとも１つの所定の状態に基づいて聴覚信号を前記ユーザーに提供するための可聴フィードバック装置を含む、実施態様１に記載の制御システム。
（１７）  前記フィードバック装置が、前記外科用ロボットの少なくとも１つの所定の状態に基づいて視覚表示を前記ユーザーに提供するための視覚フィードバック装置を含む、実施態様１に記載の制御システム。
（１８）  前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
前記少なくとも１つのセンサに動作可能に連結されたレバーであって、前記少なくとも１つのセンサは、旋回点を中心とする前記レバーの動きを検出し、前記旋回点を中心とする遠位方向への動きは、前記外科用器具の遠位方向への動きに対応し、前記旋回点を中心とする近位方向への動きは前記外科用器具の近位方向への動きに対応し、前記旋回点を中心とする前記遠位方向に対して横方向の動きは前記外科用器具の回転に対応する、レバーと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具の動作を制御するよう構成されたトリガと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具に連結されたエネルギー源を制御するスイッチと、を含む、実施態様１に記載の制御システム。
（１９）  前記レバーが、前記旋回点を中心として回転可能である、実施態様１８に記載の制御システム。
（２０）  前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
外科用装置ハンドルを含み、前記外科用装置ハンドルが、
近位端及び遠位端を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記遠位端に回転可能に連結されて前記外科用器具の回転方向を制御する回転ノブと、
前記本体の中間に回転可能に連結されて前記外科用器具の関節方向を制御する関節ノブと、
前記ハンドピースに動作可能に連結されて前記外科用器具の機能を制御するトリガと、を含む、実施態様１に記載の制御システム。
【０１８５】
（２１）  前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、トリガを含み、前記トリガが、
第１の長さを有する近位トリガ部分と、
第２の長さを有する遠位部分を含む遠位トリガフックと、を含み、前記第２の長さは、前記第１の長さ未満であり、前記遠位トリガフックは、前記近位トリガ部分に連結されている、実施態様１に記載の制御システム。
（２２）  ロボット外科用システムであって、
外科用器具を含む外科用ロボットであって、前記外科用器具はエンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含む、外科用ロボットと、
制御システムと、を含み、前記制御システムが、
ハウジング、
前記ハウジング内に配置され、ソケットに連結されたコントローラであって、前記ソケットは、手持ち式外科用ユーザーインターフェースを受容して、前記外科用器具の機能を制御し、前記コントローラは前記機械式インターフェースに動作可能に連結されている、コントローラ、
前記コントローラ及び前記ソケットに連結された少なくとも１つのセンサであって、前記少なくとも１つのセンサは、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースの動きを、前記外科用器具の前記動きに対応する複数の電気信号に変換する、少なくとも１つのセンサ、及び
前記コントローラに動作可能に連結され、前記外科用器具の所定の機能に関連付けられているフィードバックを前記ユーザーに提供する、少なくとも１つのフィードバック装置を含む、ロボット外科用システム。
（２３）  前記ソケットに連結された手持ち式外科用ユーザーインターフェースを含み、前記電子手持ち式ユーザーインターフェースは、外科用器具の機能を制御し、前記外科用器具は、エンドエフェクタ及び前記エンドエフェクタを操作する機械式インターフェースを含み、前記機械式インターフェースが、前記コントローラに動作可能に連結されている、実施態様２２に記載のロボット外科用システム。
（２４）  前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
前記少なくとも１つのセンサに動作可能に連結されたレバーであって、前記少なくとも１つのセンサが、旋回点を中心とする前記レバーの動きを検出し、前記旋回点を中心とする遠位方向への動きが、前記外科用器具の遠位方向の動きに対応し、前記旋回点を中心とする近位方向への動きが、前記外科用器具の近位方向の動きに対応し、前記旋回点を中心とする前記遠位方向に対して横方向の動きが、前記外科用器具の回転に対応する、レバーと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具の動作を制御するよう構成されたトリガと、
前記レバー上に配設され、前記外科用器具に連結されたエネルギー源を制御するスイッチと、を含む、実施態様２２に記載のロボット外科用システム。
（２５）  前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースが、
外科用装置ハンドルを含み、前記外科用装置ハンドルが、
近位端及び遠位端を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記遠位端に回転可能に連結されて前記外科用器具の回転方向を制御する回転ノブと、
前記本体の中間に回転可能に連結されて前記外科用器具の関節方向を制御する関節ノブと、
前記ハンドピースに動作可能に連結されて前記外科用器具の機能を制御するトリガと、を含む、実施態様２２に記載のロボット外科用システム。
【０１８６】
（２６）  ロボット外科用装置を制御する方法であって、
ソケットを介して、コントローラ及び手持ち式外科用ユーザーインターフェースを相互作用させることと、
ユーザーが、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェースを操作することにより、前記手持ち式外科用ユーザーインターフェース及び前記コントローラに動作可能に連結されたセンサを介して１つ又は２つ以上の電気信号を生成することと、
前記コントローラを介して、前記１つ又は２つ以上の電気信号を前記ロボット外科用装置用の１つ又は２つ以上の制御信号に変換することと、
前記コントローラを介して、前記ロボット外科用装置からの１つ又は２つ以上のフィードバック信号を受信することと、
フィードバック装置を介して、１つ又は２つ以上のフィードバック状態を生成し、前記ロボット外科用装置と組織部位との間の１つ又は２つ以上の相互作用を模倣することと、を含む、方法。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
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【図４６Ｃ】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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