(57)【要約】  多関節プローブシステムにおいて、多関節プローブは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備され、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える。多関節プローブの遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む。長尺ツールを支持するツール支持体が、多関節プローブと連絡し、ツール支持体は、中間部にてツール支持体から遠位部分にて遠位リンクのサイドポートに延在するツール管を含み、ツール管は、中間部において第１の可撓性を有し、遠位部分において第２の可撓性を有し、第２の可撓性は、可撓性が第１の可撓性より大きい。
2017524545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
複数のホイール上の送り装置カートであって、水平方向の前記カートの手動による移動を可能にする、送り装置カートと、
前記送り装置アセンブリを前記送り装置カートに結合する送り装置支持アームと、
を備える多関節プローブシステム。
【請求項２】
前記複数のホイールのうちの少なくとも１つは、ロックホイールを含む、請求項１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３】
前記多関節アームは、ピボット継手にて互いに対して回動する第１及び第２のセグメントを含み、１つ以上のピストンは、前記第１及び第２のセグメントの上部セグメントの重量を支持するために前記第１及び第２のセグメント間に取り付けられる、請求項１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４】
前記複数のホイールは、キャスタホイールを含む、請求項１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
前記長尺ツールをサポートする、前記多関節プローブと連絡するツール支持体であって、前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記ツール管は、前記中間部において第１の可撓性を有し、前記遠位部分において第２の可撓性を有し、前記第２の可撓性は、前記第１の可撓性よりも大きな可撓性を有する、ツール支持体と、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項６】
前記ツール管は、円形の横断面を有し、挿入されたツールの側面を取り囲む、請求項５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７】
前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、請求項５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８】
前記ツール管の前記遠位部分は、低減された外径を有するリブ特徴部を含む、請求項５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項９】
前記ツール管の前記遠位部分は、前記中間部の材料と異なる材料を含む、請求項５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１０】
前記ツール管の前記遠位部分は、前記中間部の肉厚を下回る肉厚を有する、請求項５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
前記長尺ツールを支持する、前記多関節プローブと連絡するツール支持体であって、前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、
多関節プローブシステム。
【請求項１２】
前記ツール管は、前記中間部において第１の可撓性を有し、前記遠位部分において第２の可撓性を有し、前記第２の可撓性は、可撓性が前記第１の可撓性よりも大きい、請求項１１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１３】
前記ツール管は、円形の横断面を有し、挿入されたツールの側面を取り囲む、請求項１１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１４】
前記ツール管は、前記中間リンクの前記サイドポートに固定装着される、請求項１１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５】
前記ツール管は、前記中間リンクの前記サイドポートを通って自由に摺動する、請求項１１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
ネック及び基部を含むプローブ導入器と、前記多関節プローブが自由に通る前記基部及びネックを通るプローブチャネルであって、前記プローブチャネルは、前記基部から出口を有する、プローブチャネルと、
前記長尺ツールを支持する、前記多関節プローブと連絡する前記プローブ導入器の前記基部に結合されたツール支持体であって、前記ツール支持体は、前記基部からの出口を有する、ツール支持体と、
を備え、
前記プローブチャネルの出口は、遠位方向に前記ツール支持体の前記出口よりも大きな距離で延在する、多関節プローブシステム。
【請求項１７】
前記プローブチャネルの前記出口の周りのフランジを更に備える、請求項１６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８】
前記フランジは、前記プローブ導入器の前記基部と一体である、請求項１７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９】
前記フランジは、前記プローブ導入器の前記基部に結合される、請求項１７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０】
前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、請求項１６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、前記長尺ツールの一部は、前記チャネル内に位置決めされ、前記長尺ツールの遠位端は、前記複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記長尺ツールの一部は、前記送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着される、送り装置アセンブリと、
装着位置と前記チャネルとの間に提供された前記長尺ツールの供給ループと、
を備え、
前記長尺ツールの前記供給ループ内の長さは、曲率の最大範囲内に位置決めされたときに前記多関節プローブの長さよりも長い、
多関節プローブシステム。
【請求項２２】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、電線を含む、請求項２１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２３】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、光ファイバを含む、請求項２１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２４】
前記送り装置アセンブリは、遠位方向に前記多関節プローブを駆動するキャリッジを含み、前記供給ループの長さは、
曲率の最大範囲内に位置決めされたときの前記多関節プローブの前記長さ、及び
最大範囲において前記遠位方向にあるときの前記キャリッジの距離、の結合長よりも長い、請求項２１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２５】
前記リンクを通って延在する要素を保護する、前記送り装置アセンブリと前記キャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを更に備える、請求項２４に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２６】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含み、
前記複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、前記長尺ツールの一部は、前記チャネル内に位置決めされ、前記長尺ツールの遠位端は、前記複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、を備え、
前記長尺ツールの一部は、前記送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着され、供給ループは、装着位置と前記チャネルとの間に提供され、前記長尺ツールの前記供給ループ内の長さは、前記操向操作時に最大範囲中に前記複数の内リンク及び前記複数の外リンクの前記１つの長さよりも長い、
多関節プローブシステム。
【請求項２７】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、電線を含む、請求項２６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２８】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、光ファイバを含む、請求項２６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２９】
前記送り装置アセンブリは、遠位方向に前記多関節プローブを駆動するキャリッジを含み、前記供給ループの長さは、
前記操向操作時に最大範囲中の前記複数の内リンク及び前記複数の外リンクの前記１つ、及び
最大範囲において前記遠位方向にあるときの前記キャリッジの距離、の結合長よりも長い、
請求項２６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３０】
前記リンクを通って延在する要素を保護する、前記送り装置アセンブリと前記キャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを更に備える、請求項２９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数のケーブルの近位端が巻装される複数のケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に含み、前記モータアセンブリは、前記多関節プローブにより遭遇されたときに、前記ケーブルを介して伝達された力の結果として前記ボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項３２】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、請求項３１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３３】
前記歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを含む、請求項３２に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３４】
前記歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部のうちの少なくとも１つ、又は、磁気位置保持アセンブリを含む、請求項３２に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３５】
前記モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ、及び、短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを含む、請求項３２に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３６】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記一方と連絡する複数の操向ケーブルと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記他方と連絡するロックケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数の操向ケーブルの近位端及び前記ロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に含み、前記モータアセンブリは、前記多関節プローブにより遭遇されたときに、前記ケーブルを介して伝達された力の結果として前記ボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項３７】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、請求項３６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３８】
前記歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを含む、請求項３７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項３９】
前記歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部のうちの少なくとも１つ、又は、磁気位置保持アセンブリを含む、請求項３７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４０】
前記モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ、及び、短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを含む、請求項３７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数のケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、
前記モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、前記モータマウントは、前記送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、
前記モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、
を更に含む、多関節プローブシステム。
【請求項４２】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４３】
前記ロードセルは、前記ケーブルにより前記モータマウントに印加された力を測定する、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４４】
前記送り装置アセンブリは、前記送り装置アセンブリの前記シャーシに前記モータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に含む、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４５】
前記送り装置アセンブリは、前記モータマウントに掛かる付勢力を印加することにより前記ロードセルを与圧する付勢ばねを更に含む、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４６】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルに当接した前記モータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に含む、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４７】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に含む、請求項４１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項４８】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記一方と連絡する複数の操向ケーブルと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記他方と連絡するロックケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数の操向ケーブルの近位端及び前記ロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、
前記モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、前記モータマウントは、前記送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、
前記モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、
を更に含む、多関節プローブシステム。
【請求項４９】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５０】
前記ロードセルは、前記ケーブルにより前記モータマウントに印加された力を測定する、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５１】
前記送り装置アセンブリは、前記送り装置アセンブリの前記シャーシに前記モータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に含む、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５２】
前記送り装置アセンブリは、前記モータマウントに掛かる付勢力を印加することにより前記ロードセルを与圧する付勢ばねを更に含む、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５３】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルに当接した前記モータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に含む、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５４】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に含む、請求項４８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５５】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記送り装置アセンブリの位置の変化が発生したかどうかを判定する前記送り装置アセンブリでの位置センサと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項５６】
前記位置センサは、前記送り装置アセンブリの垂直又は水平位置のうちの少なくとも１つの変化が発生したかどうかを判定する、請求項５５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５７】
前記位置センサは、前記送り装置アセンブリの配向の変化が発生したかどうかを判定する、請求項５６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５８】
前記位置センサは、加速度計、ジャイロスコープ、又は、ポジションスイッチのうちの少なくとも１つを含む、請求項５６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項５９】
前記位置センサによる前記送り装置アセンブリの位置の変化の検出に応答して前記多関節プローブシステムの較正手順を開始する制御システムを更に備える、請求項５６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６０】
前記位置センサは、１つ以上の自由度において前記送り装置アセンブリの位置又は変位を測定する、請求項５６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
前記頂部アセンブリが、前記基部アセンブリへの前記頂部アセンブリの装着中、及び、前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記基部アセンブリに対して回転する前記頂部アセンブリと前記基部アセンブリとの間のピボット位置と、
を備え、
前記プローブは、前記送り装置アセンブリの第１の位置にあり、前記ピボット位置は、前記送り装置アセンブリの第２の位置にあり、前記第２の位置は、前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記頂部アセンブリの前記プローブが患者の位置に対して上向き方向に移動するように位置する、
多関節プローブシステム。
【請求項６２】
前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記頂部アセンブリの前記プローブは、前記患者の位置から離れる方向に移動する、請求項６１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６３】
前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記第１の結合機構部は、前記第２の結合機構部から解放され、それによって前記多関節プローブに印加された力を解放する、請求項６１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６４】
前記基部アセンブリは、フックを含み、前記頂部アセンブリは、前記ピボット位置にて前記フックと連絡するヒール部を含み、前記フック及び前記ヒール部は、前記基部アセンブリにて前記頂部アセンブリを着座させるロケーター接合部を形成する、請求項６１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６５】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、着座位置にて前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である頂部アセンブリと、を含む、送り装置アセンブリと、
前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリ上の前記着座位置にあるかどうかを判定するように構成され、準備されたセンサと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項６６】
前記センサの一部は、前記基部アセンブリに前記頂部アセンブリを固定するハンドルに装着されている、請求項６５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６７】
前記ハンドルは、前記基部アセンブリ上で掛け金に前記頂部アセンブリを固定するカムを含む、請求項６６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６８】
適切なハンドル係合の触覚フィードバックを提供するバンパーを更に備える、請求項６６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項６９】
前記バンパーは、前記ハンドルに結合されている、請求項６８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７０】
前記バンパーは、前記基部に結合されている、請求項６８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７１】
前記バンパーは、高さが調節可能である、請求項６８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７２】
前記センサは、磁石及び磁場センサアセンブリを含む、請求項６５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７３】
前記ハンドルは、前記頂部アセンブリにあり、前記磁石は、前記ハンドルに結合されており、前記磁場センサアセンブリは、前記基部アセンブリにある、請求項７２に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７４】
前記磁場センサアセンブリは、前記磁場センサアセンブリの精度を更に増大させるために選択的な領域に前記磁石により放射された前記磁場を制限するフィルタプレートを含む、請求項７２に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７５】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
を含み、
前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリの一方は、ヒール部を含み、前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリの他方は、前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリが前記基部アセンブリへの前記頂部アセンブリの着座中に互いに対して相互作用する整合プレートを含み、前記ヒール部は、前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリ上に着座されるときに前記頂部アセンブリが隆起部周りに若干回転して、着座プロセスにおいて角度のある遊びを提供することができるように前記プレートと整合する前記隆起部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項７６】
前記頂部アセンブリは、前記ヒール部を含み、前記基部アセンブリは、前記整合プレートを含む、請求項７５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７７】
前記ヒール部を前記プレートに対して水平方向に付勢するプランジャを更に備える、請求項７５に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７８】
前記プランジャは、ボールプランジャを含む、請求項７７に記載の多関節プローブシステム。
【請求項７９】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
を含み、
前記頂部アセンブリは、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
前記複数のケーブルの近位端が、それぞれ、巻装されるケーブルボビンアセンブリであって、前記ケーブルボビンアセンブリは、前記第２の結合機構部に対応する、ケーブルボビンアセンブリと、
を含み、
各ケーブルボビンアセンブリは、
ボビンプレートに結合されたボビンシャフトと、
内径部を含む、前記ボビンシャフト周りに回転するように構成され、準備されたボビンと、
前記ボビンの底部と前記ボビンプレートとの間のばねであって、前記ばねは、前記ボビンプレートから離れる方向に前記ボビンを付勢するように付勢される、ばねと、
前記ボビンシャフトの周りのＯリングであって、前記Ｏリングは、前記ボビンが第１の位置にあるときに、前記ボビンシャフト周りの前記ボビンの回転に抗するように構成され、準備され、それによって、前記Ｏリングは、前記内径部と前記ボビンシャフトとの間に着座される、Ｏリングと、
を含む、多関節プローブシステム。
【請求項８０】
前記Ｏリングは、前記ボビンの頂部より上方に載り、それによって、前記ボビンが第２の位置にあるときに、前記基部の対応する第１の結合機構部と係合した前記ボビンの自由回転を可能にするように構成され、準備される、請求項７９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８１】
前記Ｏリングは、前記ボビンの前記頂部と整合して、前記ボビンが第３の位置にあるときに、前記ばねの上向きの力を受け、かつ、前記基部の前記対応する第１の結合機構部とはもはや係合せずに前記ボビンの回転の回転に適度に抗するように構成され、準備される、請求項８０に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８２】
前記第１の位置は、前記ボビンの出荷又は据付位置と一致し、前記第２の位置は、前記ボビンの動作位置と一致し、前記第３の位置は、前記ボビンの動作後の位置と一致する、請求項８１に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８３】
前記ケーブルの前記近位端の場所を特定する前記ボビンの外面上の溝を更に備える、請求項７９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８４】
ケーブル移動を制限する前記ボビン上のケーブルクリップを更に備える、請求項７９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８５】
前記Ｏリングが着座される前記ボビンシャフトの周りの溝を更に備える、請求項７９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８６】
前記Ｏリングが前記ボビンの回転を防止するように取り外し可能に位置決めされる前記ボビン内径部上の座ぐり部を更に備える、請求項７９に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８７】
前記ばねと前記ボビンの前記底部との間の座金を更に備え、前記ばねは、前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリに装着されるまで、前記座金上で、前記Ｏリングを前記座ぐり部内に維持するように動作する、請求項８６に記載の多関節プローブシステム。
【請求項８８】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、を含む、送り装置アセンブリと、
前記基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープであって、前記無菌ドレープは、
材料のシートと、
前記第１及び第２の結合機構部と位置合わせし、前記第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料の前記シート上の位置合わせプレートと、
前記位置合わせプレートの前記領域内、又は、前記位置合わせプレート上、又は、その両方の前記シートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、を含む、無菌ドレープと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項８９】
前記取り外し可能な遮蔽体は、材料の前記シートの無菌の表面にて位置決めされる、請求項８８に記載の多関節プローブシステム。
【請求項９０】
多関節プローブシステムの基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープであって、前記システムは、多関節プローブと、第１の結合機構部を有する非無菌の基部、第２の結合機構部を含む無菌の頂部アセンブリを含む送り装置アセンブリと、を含み、前記無菌の頂部アセンブリは、前記プローブを含み、
前記無菌ドレープは、
材料のシートと、
前記第１及び第２の結合機構部と整合し、前記第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料の前記シート上の位置合わせプレートと、
前記位置合わせプレートの前記領域内、又は、前記位置合わせプレート上、又は、その両方の前記シートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、
を含む、無菌ドレープ。
【請求項９１】
前記取り外し可能な遮蔽体は、材料の前記シートの無菌の表面にて位置決めされる、請求項９０に記載の多関節プローブシステム。
【請求項９２】
多関節プローブであって、
複数の外リンクであって、各外リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った内リンクチャネルと、
を含む、複数の外側リンクと、
複数の内リンクであって、各内リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った開口部と、
を含む、複数の内リンクと、
を備え、
前記複数の内リンクは、前記複数の外リンクの前記内リンクチャネル内に位置決めされ、前記複数の外リンクに対して並進する、
多関節プローブ。
【請求項９３】
前記複数の内リンクは、５０〜１５０個の内リンクなど、７５〜９５個の内リンクなど、ほぼ８４個の内リンクなど１０〜３００個の内リンクを含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項９４】
前記内リンクは、０．１インチ〜０．５インチなど、ほぼ０．２インチなど、０．０５インチ〜１．０インチの長さを含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項９５】
前記内リンクは、０．２インチ〜０．８インチの有効外径など、ほぼ０．３５インチの有効外径など、０．１インチ〜１．０インチの有効外径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項９６】
前記内リンクは、中央領域におけるケーブル内腔を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項９７】
前記内リンクケーブル内腔は、０．０２インチ〜０．３インチの直径など、ほぼ０．０７インチの直径など、０．０１インチ〜０．９インチの直径である、請求項９６に記載の多関節プローブ。
【請求項９８】
前記内リンクケーブル内腔は、砂時計形状を含む、請求項９６に記載の多関節プローブ。
【請求項９９】
前記内リンクの前記凹状第１の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１００】
前記内リンクの前記凸状第２の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０１】
前記複数の内リンクの最遠位内リンクは、テーパ状の凸面を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０２】
前記複数の内リンクの最遠位内リンクの前記テーパ状の凸面は、前記長手軸に対して前記複数の内リンクの他の内リンクの前記凸面のテーパ部の角度を下回る角度にある、請求項１０１に記載の多関節プローブ。
【請求項１０３】
外リンクより少なくとも１０％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも５０％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも１００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも２００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも３００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも５００％多い内リンクなど、外リンクよりも多い内リンクを備える、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０４】
前記複数の外リンクは、１０〜１００個の外リンクなど、２０〜８０個の外リンクなど、ほぼ５６個の外リンクなど５〜１５０個の外リンクを含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０５】
前記外リンクは、０．２インチ〜１．０インチなど、ほぼ０．４インチなど、０．１インチ〜２．０インチの長さを含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０６】
前記外リンクは、０．４インチ〜１．６インチの有効外径など、ほぼ０．６８インチの有効外径など、０．２インチ〜２．０インチの有効外径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０７】
前記外リンクは、少なくとも１つのケーブル内腔を含み、前記ケーブル内腔は、０．０１インチ〜０．２インチの直径など、ほぼ０．０４７インチの最小限の直径を有する内腔など、０．０６インチ〜０．４インチの直径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１０８】
前記外リンクケーブル内腔は、砂時計形状を含む、請求項１０７に記載の多関節プローブ。
【請求項１０９】
複数の最遠位外リンクは、前記複数のリンクの他の外リンクを上回る潤滑度の材料を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１０】
より大きな潤滑度の複数の最遠位外リンクは、２〜７個の外リンクなど、２〜１０個の外リンクを含む、請求項１０９に記載の多関節プローブ。
【請求項１１１】
１つ以上の外リンクは、不透明材料を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１２】
前記最遠位外リンクは、不透明材料を含む、請求項１１２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１３】
前記外リンクは、操向操作中、遠位から近位の方向にカスケード順に多関節動作するように構成されている、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１４】
前記外リンクの前記凹状第１の表面は、０．３インチ〜０．８インチの半径など、ほぼ０．５７インチなど、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１５】
前記外リンクの前記凸面第２の表面は、１０°〜６５°のテーパ部など、ほぼ２３°のテーパ部など、５°〜７０°のテーパ部を有する円錐形を含む、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１６】
作業チャネルは、前記内リンクの前記外面及び前記外リンクの内面での対応する窪み間に形成される、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１１７】
前記内リンク及び／又は外リンクの作業チャネル窪みは、砂時計形状又はテーパ状の形状を含む、請求項１１６に記載の多関節プローブ。
【請求項１１８】
前記砂時計形状は、前記チャネル又は窪みが単一のまっすぐなテーパ部を有した場合に必要であると思われるなど、前記チャネル又は窪みの最大部直径を最小限に抑える、請求項１１７に記載の多関節プローブ。
【請求項１１９】
前記外リンクは、前記外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクよりも容易に多関節動作し始めるように構成され、準備される、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１２０】
前記外リンクの前記第１の凹状表面のテーパ角は、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して前記カスケード式多関節配列を提供する、請求項１１９に記載の多関節プローブ。
【請求項１２１】
前記外リンクの前記第１の凹状表面の前記テーパ角の変動は、隣接リンク間の接合力を修正して前記カスケード式多関節配列を提供する、請求項１２０に記載の多関節プローブ。
【請求項１２２】
前記テーパ角は、１°増分で１０°から増加するか、又は、５°増分で１０°から増加するなど、１０°と６５°との間でリンクごとに変化する、請求項１２０に記載の多関節プローブ。
【請求項１２３】
前記外リンクの特性は、接続部の力に影響を与える形状的変化などの他の形状学的変化、減少する連続した１組の潤滑度などの材料変化、所望のカスケードを引き起こす接触する表面積の変化、及び、これらの組み合わせから成る群から選択された特性など、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して、前記カスケード式多関節配列を提供する、請求項９２に記載の多関節プローブ。
【請求項１２４】
多関節プローブであって、
複数の外リンクであって、各外リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面を備える、複数の外リンクと、
中央領域内の前記長手軸に沿った内リンクチャネルと、
を含み、
前記外リンクは、前記外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクよりも容易に多関節動作し始めるように構成され、準備され、前記外リンクの前記第１の凹状表面のテーパ角は、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して前記カスケード式多関節配列を提供する、多関節プローブ。
【請求項１２５】
複数の内リンクを更に備え、各内リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った開口部と、を含み、前記複数の内リンクは、前記複数の外リンクの前記内リンクチャネル内に位置決めされ、前記複数の外リンクに対して並進する、請求項１２４に記載の多関節プローブ。
【請求項１２６】
ヒューマンインタフェース装置（ＨＩＤ）にて制御される多関節プローブシステムにおいて異常運動を補正する方法であって、
オペレータにより操作されるＨＩＤの操向動作をモニタするステップと、
前記モニタされた操向動作に応答して操向データを生成するステップと、
前記操向データから前記モニタされた操向動作の望ましくない動作に対応するデータをフィルタリングすることにより一体型操向データ信号を生成するステップと、
前記一体型操向データ信号に応答して多関節プローブの移動を制御するステップと、
を含み、前記多関節プローブの前記移動は、前記望ましくない動作がない場合に前記ＨＩＤの前記操向動作に応答して生じる、方法。
【請求項１２７】
前記ヒューマンインタフェース装置の前記操向動作は、前記望ましくない動作に関して入力エラーを捕捉する所定のサンプリング速度にてモニタされる、請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２８】
前記操向動作の前記モニタリングの前記所定のサンプリング速度を修正するために換算係数を適用するステップを更に含む、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
前記ヒューマンインタフェース装置による細かい、つまり、小さい換算係数動作制御と粗い、つまり、大きい換算係数動作制御との間で調整する前記サンプリング速度は、１Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲である、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３０】
前記入力信号は、前記動作及びジッタの位置、速度、加速度、及び時間に関するデータを含む、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３１】
前記データは、前記入力信号から前記ジッタを除去することによりフィルタリングされる、請求項１３０に記載の方法。
【請求項１３２】
前記多関節プローブの前記移動を制御するステップは、前記多関節プローブシステムを操作する前記ケーブルモータを起動させるために、操向コマンドを前記送り装置アセンブリでのケーブルモータに出力すること、を含む、請求項１２６に記載の方法。
【請求項１３３】
異常運動が、前記ヒューマンインタフェース装置がオペレータにより操作されるときに前記ヒューマンインタフェース装置のジッタ、又は、関連した急激な、突然の、又は、他の想定外の動作により引き起こされる、請求項１３２に記載の方法。
【請求項１３４】
多関節プローブシステムを制御する方法であって、
入力システムにて、ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信するステップと、
前記操向動作を入力信号に変換するステップと、
ジッタを除去するために前記入力信号を処理するステップと、
送り装置アセンブリに前記フィルタリングされた信号を出力するステップと、
前記フィルタリングされた信号に応答して前記送り装置アセンブリにより前記多関節プローブシステムの移動を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３５】
操向システムであって、
多関節プローブシステムと、
前記多関節プローブシステムを制御する送り装置アセンブリと、
ヒューマンインタフェース装置と、
ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信する入力システムと、
前記操向動作を入力信号に変換し、ジッタを除去するために前記入力信号を処理して、前記送り装置アセンブリに前記フィルタリングされた信号を出力するプロセッサであって、前記送り装置アセンブリは、前記フィルタリングされた信号に応答して前記多関節プローブシステムの移動を制御する、プロセッサと、
を備える、操向システム。
【請求項１３６】
プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法であって、
対応するケーブルを弛めるためにケーブルモータアセンブリを回転させるステップと、
ケーブルが弛んだ状態で「ゼロ張力」下でロードセルデータを測定するステップと、
「ゼロ張力」下で前記測定されたロードセルデータに基づいて前記プローブの操向及びロックを含む前記プローブの操作を開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３７】
前記プローブシステムの送り装置の配向を判定し、更に前記判定された配向に応答して前記プローブの操作を開始するステップを更に含む、請求項１３６に記載の方法。
【請求項１３８】
複数の前記ケーブルモータアセンブリに前記較正操作を実行し、更に「ゼロ張力」下での複数の測定されたロードセルデータに応答して前記プローブの操作を開始するステップを更に含む、請求項１３６に記載の方法。
【請求項１３９】
プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法であって、
前記プローブシステムの送り装置の位置をモニタするステップと、
第１に、前記送り装置システムの位置の変化が第１の閾値を超えるかどうかを判定するステップと、
第２に、位置の前記変化が前記第１の閾値を超える場合、前記送り装置システムの位置の変化が第２の閾値を下回るかどうかを判定するステップと、
位置の前記変化が前記第２の閾値を下回る場合、前記システムの補正値の調整を実行するステップと、
位置の前記変化が前記第２の閾値を上回る場合、前記プローブシステムの再較正を開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４０】
位置の前記変化が前記第１の閾値及び前記第２の閾値を上回る場合、警報信号を更に開始する、請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４１】
多関節プローブシステムにおいて過剰な力の印加を防止する方法であって、
少なくとも１つのロードセルにより、前記プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するステップと、
前記ケーブル張力が第１の閾値量を上回るという判定に応答してアラームを生成するステップと、
操向モードが目下実行されているかどうかを判定するステップと、
操向モードが目下実行されている場合、ケーブル張力が第２の閾値量を上回るかどうかを判定するステップと、
前記ケーブル張力が第２の閾値量を上回る場合、操向の方向、及び、操向の前記方向が前記プローブの判定された曲率に適合するかどうかを判定するステップと、
適合の場合、前記操向操作を停止させるステップと、
不適合の場合、前記ケーブルの張力を解放するステップと、
適合判定及び補正後、ケーブル張力を測定して、第３の閾値と前記ケーブル張力を比較するステップと、
ケーブル張力が前記第３の閾値量を上回る場合、アラームを開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４２】
前記プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムにおいて意図されていない動作を防止する方法であって、
オペレータから操向コマンドを受信するステップと、
移動の速度又は加速度のうちの少なくとも１つに基づいて強引な移動について前記操向コマンドを評価するステップと、
前記評価に応答して前記プローブシステムのケーブルの張力を調整するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
複数のホイール上の送り装置カートであって、水平方向の前記カートの手動による移動を可能にする、送り装置カートと、
前記送り装置アセンブリを前記送り装置カートに結合する送り装置支持アームと、
を備える多関節プローブシステム。
【請求項１４４】
前記複数のホイールのうちの少なくとも１つは、ロックホイールを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１４５】
前記多関節アームは、ピボット継手にて互いに対して回動する第１及び第２のセグメントを含み、１つ以上のピストンは、前記第１及び第２のセグメントの上部セグメントの重量を支持するために前記第１及び第２のセグメント間に取り付けられる、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１４６】
前記複数のホイールは、キャスタホイールを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１４７】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
前記長尺ツールをサポートする、前記多関節プローブと連絡するツール支持体であって、前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記ツール管は、前記中間部において第１の可撓性を有し、前記遠位部分において第２の可撓性を有し、前記第２の可撓性は、前記第１の可撓性よりも大きな可撓性を有する、ツール支持体と、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項１４８】
前記ツール管は、円形の横断面を有し、挿入されたツールの側面を取り囲む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１４９】
前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５０】
前記ツール管の前記遠位部分は、低減された外径を有するリブ特徴部を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５１】
前記ツール管の前記遠位部分は、前記中間部の材料と異なる材料を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５２】
前記ツール管の前記遠位部分は、前記中間部の肉厚未満である肉厚を有する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
前記長尺ツールを支持する、前記多関節プローブと連絡するツール支持体であって、前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、ツール支持体と、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項１５４】
前記ツール管は、前記中間部において第１の可撓性を有し、前記遠位部分において第２の可撓性を有し、前記第２の可撓性は、可撓性が前記第１の可撓性よりも大きい、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５５】
前記ツール管は、円形の横断面を有し、挿入されたツールの側面を取り囲む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５６】
前記ツール管は、前記中間リンクの前記サイドポートに固定装着される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５７】
前記ツール管は、前記中間リンクの前記サイドポートを通って自由に摺動する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１５８】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記多関節プローブの前記遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、
ネック及び基部、前記多関節プローブが自由に通る前記基部及びネックを通るプローブチャネルを含むプローブ導入器であって、前記プローブチャネルは、前記基部からの出口を有する、プローブ導入器と、
前記長尺ツールを支持する、前記多関節プローブと連絡して、前記プローブ導入器の前記基部に結合されたツール支持体であって、前記ツール支持体は、前記基部から出口を有する、ツール支持体と、を備え、
前記プローブチャネルの出口は、遠位方向に前記ツール支持体の前記出口よりも大きな距離で延在する、多関節プローブシステム。
【請求項１５９】
前記プローブチャネルの前記出口の周りのフランジを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６０】
前記フランジは、前記プローブ導入器の前記基部と一体である、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６１】
前記フランジは、前記プローブ導入器の前記基部に結合される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６２】
前記ツール支持体は、中間部にて前記ツール支持体から遠位部分にて前記遠位リンクの前記サイドポートに延在するツール管を含み、前記近位及び遠位のリンク間の前記多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、前記ツール管は、前記ツール支持体と前記遠位リンクの前記サイドポートとの間で前記中間リンクの前記サイドポートを通って延在する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、前記長尺ツールの一部は、前記チャネル内に位置決めされ、前記長尺ツールの遠位端は、前記複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記長尺ツールの一部は、前記送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着される、送り装置アセンブリと、
装着位置と前記チャネルとの間に提供された前記長尺ツールの供給ループであって、前記長尺ツールの前記供給ループ内の長さは、曲率の最大範囲内に位置決めされたときに前記多関節プローブの長さよりも長い、供給ループと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項１６４】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、電線を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６５】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、光ファイバを含む、請求項１６２又は１６３に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６６】
前記送り装置アセンブリは、遠位方向に前記多関節プローブを駆動するキャリッジを含み、前記供給ループの長さは、
曲率の最大範囲内に位置決めされたときの前記多関節プローブの前記長さ、及び、
最大範囲において前記遠位方向にあるときの前記キャリッジの距離、の結合長よりも長い、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６７】
前記リンクを通って延在する要素を保護する、前記送り装置アセンブリと前記キャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１６８】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、
前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含み、前記複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、前記長尺ツールの一部は、前記チャネル内に位置決めされ、前記長尺ツールの遠位端は、前記複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記長尺ツールの一部は、前記送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着され、供給ループは、装着位置と前記チャネルとの間に提供され、前記長尺ツールの前記供給ループ内の長さは、前記操向動作時に最大範囲中の前記複数の内リンク及び前記複数の外側リンクの前記１つの長さよりも長い、多関節プローブシステム。
【請求項１６９】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、電線を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７０】
前記ツールは、カメラを含み、前記長尺ツールの前記供給ループは、光ファイバを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７１】
前記送り装置アセンブリは、遠位方向に前記多関節プローブを駆動するキャリッジを含み、前記供給ループの長さは、
前記操向動作時に最大範囲中の前記複数の内リンク及び前記複数の外側リンクの前記１つ、及び、
最大範囲において前記遠位方向にあるときの前記キャリッジの距離、の結合長よりも大きい、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７２】
前記リンクを通って延在する要素を保護する、前記送り装置アセンブリと前記キャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数のケーブルの近位端が巻装される複数のケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に含み、前記モータアセンブリは、前記多関節プローブにより遭遇されたときに、前記ケーブルを介して伝達された力の結果として前記ボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項１７４】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７５】
前記歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７６】
前記歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部のうち少なくとも１つ、又は、磁気位置保持アセンブリを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７７】
前記モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ、及び、短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１７８】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記一方と連絡する複数の操向ケーブルと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記他方と連絡するロックケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数の操向ケーブルの近位端及び前記ロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に含み、前記モータアセンブリは、前記多関節プローブにより遭遇されたときに、前記ケーブルを介して伝達される力の結果として前記ボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項１７９】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８０】
前記歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８１】
前記歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部のうちの少なくとも１つ、又は、磁気位置保持アセンブリを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８２】
前記モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ、及び、短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数のケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、
前記モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、前記モータマウントは、前記送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、
前記モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、
を更に含む、多関節プローブシステム。
【請求項１８４】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、
を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８５】
前記ロードセルは、前記ケーブルにより前記モータマウントに印加された力を測定する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８６】
前記送り装置アセンブリは、前記送り装置アセンブリの前記シャーシに前記モータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８７】
前記送り装置アセンブリは、前記モータマウントに掛かる付勢力を印加することにより前記ロードセルを与圧する付勢ばねを更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８８】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルに当接した前記モータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１８９】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９０】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含み、前記複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、前記複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記一方と連絡する操向ケーブルと、
前記複数の内リンク及び複数の外リンクの前記他方と連絡するロックケーブルと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
前記複数の操向ケーブルの近位端及び前記ロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、
前記ケーブルボビンを駆動する、各々、前記ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、
前記モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、前記モータマウントは、前記送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、
前記モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、
を更に含む、多関節プローブシステム。
【請求項１９１】
前記モータアセンブリは、
モータと、
歯車アセンブリと、
前記ケーブルボビンと連絡するキャプスタン、
を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９２】
前記ロードセルは、前記ケーブルにより前記モータマウントに印加された力を測定する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９３】
前記送り装置アセンブリは、前記送り装置アセンブリの前記シャーシに前記モータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９４】
前記送り装置アセンブリは、前記モータマウントに掛かる付勢力を印加することにより前記ロードセルを与圧する付勢ばねを更に含む、請前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９５】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルに当接した前記モータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９６】
前記送り装置アセンブリは、前記ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９７】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
前記送り装置アセンブリの位置の変化が発生したかどうかを判定する前記送り装置アセンブリでの位置センサと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項１９８】
前記位置センサは、前記送り装置アセンブリの垂直又は水平位置のうちの少なくとも１つの変化が発生したかどうかを判定する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項１９９】
前記位置センサは、前記送り装置アセンブリの配向の変化が発生したかどうかを判定する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２００】
前記位置センサは、加速度計、ジャイロスコープ、又は、ポジションスイッチのうちの少なくとも１つを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０１】
前記位置センサによる前記送り装置アセンブリの位置の変化の検出に応答して前記多関節プローブシステムの較正手順を開始する制御システムを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０２】
前記位置センサは、１つ以上の自由度において前記送り装置アセンブリの位置又は変位を測定する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０３】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
前記頂部アセンブリが、前記基部アセンブリへの前記頂部アセンブリの装着中、及び、前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記基部アセンブリに対して回転する前記頂部アセンブリと前記基部アセンブリとの間のピボット位置と、を含む送り装置アセンブリと、
を備え、
前記プローブは、前記送り装置アセンブリの第１の位置にあり、前記ピボット位置は、前記送り装置アセンブリの第２の位置にあり、前記第２の位置は、前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記頂部アセンブリの前記プローブが患者の位置に対して上向き方向に移動するように位置する、
多関節プローブシステム。
【請求項２０４】
前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記頂部アセンブリの前記プローブは、前記患者の位置から離れる方向に移動する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０５】
前記基部アセンブリからの前記頂部アセンブリの除去中、前記第１の結合機構部は、前記第２の結合機構部から解放され、それによって前記多関節プローブに印加された力を解放する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０６】
前記基部アセンブリは、フックを含み、前記頂部アセンブリは、前記ピボット位置にて前記フックと連絡するヒール部を含み、前記フック及び前記ヒール部は、前記基部アセンブリにて前記頂部アセンブリを着座させるロケーター接合部を形成する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０７】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、着座位置にて前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である頂部アセンブリと、を含む、送り装置アセンブリと、
前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリ上の前記着座位置にあるかどうかを判定するように構成され、準備されたセンサと、
を備える、多関節プローブシステム。
【請求項２０８】
前記センサの一部は、前記基部アセンブリに前記頂部アセンブリを固定するハンドルに装着される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２０９】
前記ハンドルは、前記基部アセンブリ上で掛け金に前記頂部アセンブリを固定するカムを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１０】
適切なハンドル係合の触覚フィードバックを提供するバンパーを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１１】
前記バンパーは、前記ハンドルに結合される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１２】
前記バンパーは、前記基部に結合される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１３】
前記バンパーは、高さが調節可能である、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１４】
前記センサは、磁石及び磁場センサアセンブリを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１５】
前記ハンドルは、前記頂部アセンブリにあり、前記磁石は、前記ハンドルに結合され、前記磁場センサアセンブリは、前記基部アセンブリにある、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１６】
前記磁場センサアセンブリは、前記磁場センサアセンブリの精度を更に増大させるために選択的な領域に前記磁石により放射された前記磁場を制限するフィルタプレートを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１７】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリと、を含む、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
を備え、
前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリの一方は、ヒール部を含み、前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリの他方は、前記頂部アセンブリ及び基部アセンブリが前記基部アセンブリへの前記頂部アセンブリの着座中に互いに対して相互作用する整合プレートを含み、前記ヒール部は、前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリ上に着座されるときに前記頂部アセンブリが隆起部周りに若干回転して、着座プロセスにおいて角度のある遊びを提供することができるように前記プレートと整合する前記隆起部を含む、
多関節プローブシステム。
【請求項２１８】
前記頂部アセンブリは、前記ヒール部を含み、前記基部アセンブリは、前記整合プレートを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２１９】
前記ヒール部を前記プレートに対して水平方向に付勢するプランジャを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２０】
前記プランジャは、ボールプランジャを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２１】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
を含み、
前記頂部アセンブリは、
前記複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、
前記複数のケーブルの近位端が、それぞれ、巻装されるケーブルボビンアセンブリであって、前記ケーブルボビンアセンブリは、前記第２の結合機構部に対応する、ケーブルボビンアセンブリと、
を含み、
各ケーブルボビンアセンブリは、
ボビンプレートに結合されたボビンシャフトと、
内径部を含む、前記ボビンシャフト周りに回転するように構成され、準備されたボビンと、
前記ボビンの底部と前記ボビンプレートとの間のばねであって、前記ばねは、前記ボビンプレートから離れる方向に前記ボビンを付勢するように付勢される、ばねと、
前記ボビンシャフトの周りのＯリングであって、前記Ｏリングは、前記ボビンが第１の位置にあるときに、前記ボビンシャフト周りの前記ボビンの回転に抗するように構成され、準備され、それによって、前記Ｏリングは、前記内径部と前記ボビンシャフトとの間に着座される、Ｏリングと、
を含む、多関節プローブシステム。
【請求項２２２】
前記Ｏリングは、前記ボビンの頂部より上方に載り、それによって、前記ボビンが第２の位置にあるときに、前記基部の対応する第１の結合機構部と係合した前記ボビンの自由回転を可能にするように構成され、準備される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２３】
前記Ｏリングは、前記ボビンの前記頂部と整合して、前記ボビンが第３の位置にあるときに、前記ばねの上向きの力を受け、かつ、前記基部の前記対応する第１の結合機構部とはもはや係合せずに前記ボビンの回転の回転に適度に抗するように構成され、準備される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２４】
前記第１の位置は、前記ボビンの出荷又は据付位置と一致し、前記第２の位置は、前記ボビンの動作位置と一致し、前記第３の位置は、前記ボビンの動作後の位置と一致する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２５】
前記ケーブルの前記近位端の場所を特定する前記ボビンの外面上の溝を更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２６】
ケーブル移動を制限する前記ボビン上のケーブルクリップを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２７】
前記Ｏリングが着座される前記ボビンシャフトの周りの溝を更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２８】
前記Ｏリングが前記ボビンの回転を防止するように取り外し可能に位置決めされる前記ボビン内径部上の座ぐり部を更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２２９】
前記ばねと前記ボビンの前記底部との間の座金を更に備え、前記ばねは、前記頂部アセンブリが前記基部アセンブリに装着されるまで、前記座金上で、前記Ｏリングを前記座ぐり部内に維持するように動作する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２３０】
多関節プローブシステムであって、
少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、前記多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを含む、多関節プローブと、
前記多関節プローブに掛かる力を印加して、前記プローブを多関節動作させ、前記可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために前記多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、
第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、
前記第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、前記第１の結合機構部に応答して前記多関節プローブに掛かる前記力を印加する頂部アセンブリであって、前記頂部アセンブリは、前記多関節プローブを含み、前記頂部アセンブリは、前記基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、
前記基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープと、
を含み、
前記無菌ドレープは、
材料のシートと、
前記第１及び第２の結合機構部と位置合わせし、前記第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料の前記シート上の位置合わせプレートと、
前記位置合わせプレートの前記領域内、又は、前記位置合わせプレート上、又は、その両方の前記シートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、
を含む、多関節プローブシステム。
【請求項２３１】
前記取り外し可能な遮蔽体は、材料の前記シートの無菌の表面にて位置決めされる、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２３２】
多関節プローブシステムの基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープであって、前記システムは、多関節プローブと、第１の結合機構部を有する非無菌の基部、第２の結合機構部を含む無菌の頂部アセンブリを含む送り装置アセンブリを含み、前記無菌の頂部アセンブリは、前記プローブを含み、
前記無菌ドレープは、
材料のシートと、
前記第１及び第２の結合機構部と位置合わせし、前記第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料の前記シート上の位置合わせプレートと、
前記位置合わせプレートの前記領域内、又は、前記位置合わせプレート上、又は、その両方の前記シートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、
を含む、無菌ドレープ。
【請求項２３３】
前記取り外し可能な遮蔽体は、材料の前記シートの無菌の表面にて位置決めされる、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブシステム。
【請求項２３４】
多関節プローブであって、
複数の外リンクであって、各外リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った内リンクチャネルと、
を含む、複数の外リンクと、
複数の内リンクであって、各内リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った開口部と、
を含む、複数の内リンク、と、
を備え、
前記複数の内リンクは、前記複数の外リンクの前記内リンクチャネル内に位置決めされ、前記複数の外リンクに対して並進する、
多関節プローブ。
【請求項２３５】
前記複数の内リンクは、５０〜１５０個の内リンクなど、７５〜９５個の内リンクなど、ほぼ８４個の内リンクなど、１０〜３００個の内リンクを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２３６】
前記内リンクは、０．１インチ〜０．５インチなど、ほぼ０．２インチなど、０．０５インチ〜１．０インチの長さを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２３７】
前記内リンクは、０．２インチ〜０．８インチの有効外径など、ほぼ０．３５インチの有効外径など、０．１インチ〜１．０インチの有効外径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２３８】
前記内リンクは、中央領域におけるケーブル内腔を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２３９】
前記内リンクケーブル内腔は、０．０２インチ〜０．３インチの直径など、ほぼ０．０７インチの直径など、０．０１インチ〜０．９インチの直径である、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４０】
前記内リンクケーブル内腔は、砂時計形状を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４１】
前記内リンクの前記凹状第１の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４２】
前記内リンクの前記凸状第２の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４３】
前記複数の内リンクの最遠位内リンクは、テーパ状の凸面を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４４】
前記複数の内リンクの最遠位内リンクの前記テーパ状の凸面は、前記長手軸に対して前記複数の内リンクの他の内リンクの前記凸面のテーパ部の角度を下回る角度にある、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４５】
外リンクより少なくとも１０％多い内リンクなど、
外リンクより少なくとも５０％多い内リンクなど、
外リンクより少なくとも１００％多い内リンクなど、
外リンクより少なくとも２００％多い内リンクなど、
外リンクより少なくとも３００％多い内リンクなど、
外リンクより少なくとも５００％多い内リンクなど、
外リンクよりも多い内リンクを備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４６】
前記複数の外リンクは、１０〜１００個の外リンクなど、２０〜８０個の外リンクなど、ほぼ５６個の外リンクなど、５〜１５０個の外リンクを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４７】
前記外リンクは、０．２インチ〜１．０インチなど、ほぼ０．４インチなど、０．１インチ〜２．０インチの長さを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４８】
前記外リンクは、０．４インチ〜１．６インチの有効外径など、ほぼ０．６８インチの有効外径など、０．２インチ〜２．０インチの有効外径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２４９】
前記外リンクは、少なくとも１つのケーブル内腔を含み、前記ケーブル内腔は、０．０１インチ〜０．２インチの直径など、ほぼ０．０４７インチの最小限の直径を有する内腔など、０．０６インチ〜０．４インチの直径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５０】
前記外リンクケーブル内腔は、砂時計形状を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５１】
複数の最遠位外リンクは、前記複数のリンクの他の外リンクを上回る潤滑度の材料を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５２】
より大きな潤滑度の複数の最遠位外リンクは、２〜７個の外リンクなど、２〜１０個の外リンクを含む、請前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５３】
１つ以上の外リンクは、不透明材料を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５４】
前記最遠位外リンクは、不透明材料を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５５】
前記外リンクは、操向操作中、遠位から近位の方向にカスケード順に多関節動作するように構成される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５６】
前記外リンクの前記凹状第１の表面は、０．３インチ〜０．８インチの半径など、ほぼ０．５７インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５７】
前記外リンクの前記凸面第２の表面は、１０°〜６５°のテーパ部など、ほぼ２３°のテーパ部など、５°〜７０°のテーパ部を有する円錐形を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５８】
作業チャネルは、前記内リンクの前記外面及び前記外リンクの内面での対応する窪み間に形成される、請前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２５９】
前記内リンク及び／又は外リンクの作業チャネル窪みは、砂時計形状又はテーパ状の形状を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６０】
前記砂時計形状は、前記チャネル又は窪みが単一のまっすぐなテーパ部を有した場合に必要であると思われるなど、前記チャネル又は窪みの前記最大部直径を最小限に抑える、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６１】
前記外リンクは、前記外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクよりも容易に多関節動作し始めるように構成され、準備される、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６２】
前記外リンクの前記第１の凹状表面のテーパ角は、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して、前記カスケード式多関節配列を提供する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６３】
前記外リンクの前記第１の凹状表面の前記テーパ角の変動は、隣接リンク間の接合力を修正して前記カスケード式多関節配列を提供する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６４】
前記テーパ角は、１°増分で１０°から増加するか、又は、５°増分で１０°から増加するなど、１０°と６５°との間でリンクごとに変化する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６５】
前記外リンクの特性は、接続部の力に影響を与える形状的変化などの他の形状学的変化、減少する連続した１組の潤滑度などの材料変化、所望のカスケードを引き起こす接触する表面積の変化、及び、これらの組み合わせから成る群から選択された特性など、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して、前記カスケード式多関節配列を提供する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６６】
多関節プローブであって、
複数の外リンクを備え、各外リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った内リンクチャネルと、
を含み、
前記外リンクは、前記外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクよりも容易に多関節動作し始めるように構成され、準備され、前記外リンクの前記第１の凹状表面のテーパ角は、前記最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して、前記カスケード式多関節配列を提供する、
多関節プローブ。
【請求項２６７】
複数の外リンクを更に備え、各外リンクは、
第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、前記第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、
中央領域内の前記長手軸に沿った開口部と、を含み、前記複数の内リンクは、前記複数の外リンクの前記内リンクチャネル内に位置決めされ、前記複数の外リンクに対して並進する、前記請求項の少なくとも１項に記載の多関節プローブ。
【請求項２６８】
ヒューマンインタフェース装置（ＨＩＤ）にて制御される多関節プローブシステムにおいて異常運動を補正する方法であって、
オペレータにより操作されるＨＩＤの操向動作をモニタするステップと、
前記モニタされた操向動作に応答して操向データを生成するステップと、
前記操向データから前記モニタされた操向動作の望ましくない動作に対応するデータをフィルタリングすることにより一体型操向データ信号を生成するステップと、
前記一体型操向データ信号に応答して多関節プローブの移動を制御するステップと、
を含み、前記多関節プローブの前記移動は、前記望ましくない動作がない場合に前記ＨＩＤの前記操向動作に応答して生じる、方法。
【請求項２６９】
前記ヒューマンインタフェース装置の前記操向動作は、前記望ましくない動作に関して入力エラーを捕捉する所定のサンプリング速度にてモニタされる、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７０】
前記操向動作の前記モニタリングの前記所定のサンプリング速度を修正するために換算係数を適用するステップを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７１】
前記ヒューマンインタフェース装置による細かい、つまり、小さい換算係数動作制御と粗い、つまり、大きい換算係数動作制御との間で調整する前記サンプリング速度は、１Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲である、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７２】
前記入力信号は、前記動作及びジッタの位置、速度、加速度、及び時間に関するデータを含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７３】
前記データは、前記入力信号から前記ジッタを除去することによりフィルタリングされる、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７４】
前記多関節プローブの前記移動を制御するステップは、前記多関節プローブシステムを操作する前記ケーブルモータを起動させる操向コマンドを前記送り装置アセンブリでのケーブルモータに出力すること、を含む、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７５】
異常運動が、前記ヒューマンインタフェース装置がオペレータにより操作されるときに前記ヒューマンインタフェース装置のジッタ、又は、関連した急激な、突然の、又は、他の想定外の動作により引き起こされる、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２７６】
多関節プローブシステムを制御する方法であって、
入力システムにて、ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信するステップと、
前記操向動作を入力信号に変換するステップと、
ジッタを除去するために前記入力信号を処理するステップと、
送り装置アセンブリに前記フィルタリングされた信号を出力するステップと、
前記フィルタリングされた信号に応答して前記送り装置アセンブリにより前記多関節プローブシステムの移動を制御するステップと、
を含む、方法。
【請求項２７７】
操向システムであって、
多関節プローブシステムと、
前記多関節プローブシステムを制御する送り装置アセンブリと、
ヒューマンインタフェース装置と、
ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信する入力システムと、
前記操向動作を入力信号に変換し、ジッタを除去するために前記入力信号を処理して、前記送り装置アセンブリに前記フィルタリングされた信号を出力するプロセッサと、
を備え、
前記送り装置アセンブリは、前記フィルタリングされた信号に応答して前記多関節プローブシステムの移動を制御する、操向システム。
【請求項２７８】
プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法であって、
対応するケーブルを弛めるためにケーブルモータアセンブリを回転させるステップと、
ケーブルが弛んだ状態で「ゼロ張力」下でロードセルデータを測定するステップと、
「ゼロ張力」下で前記測定されたロードセルデータに基づいて前記プローブの操向及びロックを含む前記プローブの操作を開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項２７９】
前記プローブシステムの送り装置の配向を判定して、更に前記判定された配向に応答して前記プローブの操作を開始するステップを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２８０】
複数の前記ケーブルモータアセンブリに前記較正操作を実行し、更に「ゼロ張力」下での複数の測定されたロードセルデータに応答して前記プローブの操作を開始するステップを更に備える、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２８１】
プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法であって、
前記プローブシステムの送り装置の位置をモニタするステップと、
第１に、前記送り装置システムの位置の変化が第１の閾値を超えるかどうかを判定するステップと、
第２に、位置の前記変化が前記第１の閾値を超える場合、前記送り装置システムの位置の変化が第２の閾値を下回るかどうかを判定するステップと、
前記位置の変化が前記第２の閾値を下回る場合、前記システムの補正値の調整を実行するステップと、
前記位置の変化が前記第２の閾値を上回る場合、前記プローブシステムの再較正を開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項２８２】
前記位置の変化が前記第１の閾値及び前記第２の閾値を上回る場合、警報信号を更に開始する、前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項２８３】
多関節プローブシステムにおいて過剰な力の印加を防止する方法であって、
少なくとも１つのロードセルにより、前記プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するステップと、
前記ケーブル張力が第１の閾値量を上回るという判定に応答してアラームを生成するステップと、
操向モードが目下実行されているかどうかを判定するステップと、
操向モードが目下実行されている場合、ケーブル張力が第２の閾値量を上回るかどうかを判定するステップと、
前記ケーブル張力が第２の閾値量を上回る場合、操向の方向、及び、操向の前記方向が前記プローブの判定された曲率に適合するかどうかを判定するステップと、
適合の場合、前記操向操作を停止させるステップと、
不適合の場合、前記ケーブルの張力を解放するステップと、
適合判定及び補正後、ケーブル張力を測定して、第３の閾値と前記ケーブル張力を比較するステップと、
ケーブル張力が前記第３の閾値量を上回る場合、アラームを開始するステップと、
を含む、方法。
【請求項２８４】
前記プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムにおいて意図されていない動作を防止する方法であって、
オペレータから操向コマンドを受信するステップと、
移動の速度又は加速度のうちの少なくとも１つに基づいて強引な移動について前記操向コマンドを評価するステップと、
前記評価に応答して前記プローブシステムのケーブルの張力を調整するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１４年６月５日出願の米国特許仮出願第６２／００８，４５３号の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本出願は、２０１５年４月２０日出願の米国特許仮出願第６２／１５０，２２３号の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本明細書に組み入れられる。
【０００３】
本出願は、２０１３年１２月３０日出願の米国特許仮出願第６１／９２１，８５８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００４】
本出願は、２０１４年１２月１９日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０７１４００号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００５】
本出願は、２０１０年１０月２２日出願の米国特許仮出願第６１／４０６，０３２号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００６】
本出願は、２０１１年１０月２１日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５７２８２号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００７】
本出願は、２０１３年４月１９日出願の米国特許出願第１３／８８０，５２５号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００８】
本出願は、２０１４年１２月３１日出願の米国特許出願第１４／５８７，１６６号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００９】
本出願は、２０１１年６月２日出願の米国特許仮出願第６１／４９２，５７８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１０】
本出願は、２０１２年６月１日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／４０４１４号に関係し、その内容は、全体が参考により本明細書に組み入れられる。
【００１１】
本出願は、２０１３年１１月２１日出願の米国特許出願第１４／１１９，３１６号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１２】
本出願は、２０１０年１１月１１日出願の米国特許仮出願第６１／４１２，７３３号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１３】
本出願は、２０１１年１１月１０日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６０２１４号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１４】
本出願は、２０１３年５月９日出願の米国特許出願第１３／８８４，４０７号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１５】
本出願は、２０１１年４月６日出願の米国特許仮出願第６１／４７２，３４４号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１６】
本出願は、２０１２年４月５日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／３２２７９号に関係し、その内容は、全体が参考により本明細書に組み入れられる。
【００１７】
本出願は、２０１３年９月３０日出願の米国特許出願第１４／００８，７７５号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１８】
本出願は、２０１１年９月１３日出願の米国特許仮出願第６１／５３４，０３２号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００１９】
本出願は、２０１２年９月１２日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／５４８０２号に関係し、その内容は、全体が参考により本明細書に組み入れられる。
【００２０】
本出願は、２０１４年３月１０日出願の米国特許出願第１４／３４３，９１５号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２１】
本出願は、２０１０年７月２８日出願の米国特許仮出願第６１／３６８，２５７号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２２】
本出願は、２０１１年７月２１日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４４８１１号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２３】
本出願は、２０１３年１月２５日出願の米国特許出願第１３／８１２，３２４号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２４】
本出願は、２０１１年１２月２１日出願の米国特許仮出願第６１／５７８，５８２号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２５】
本出願は、２０１２年１２月２０日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１２／７０９２４号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２６】
本出願は、２０１４年６月１０日出願の米国特許出願第１４／３６４，１９５号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２７】
本出願は、２０１２年８月９日出願の米国特許仮出願第６１／６８１，３４０号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２８】
本出願は、２０１３年８月９日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１３／５４３２６号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００２９】
本出願は、２０１５年２月２日出願の米国特許出願第１４／４１８，９９３号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３０】
本出願は、２０１３年１月１１日出願の米国特許仮出願第６１／７５１，４９８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３１】
本出願は、２０１４年１月９日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１４／０１８０８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３２】
本出願は、２０１２年６月７日出願の米国特許仮出願第６１／６５６，６００号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３３】
本出願は、２０１３年６月３日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１３／４３８５８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３４】
本出願は、２０１４年１１月１９日出願の米国特許出願第１４／４０２，２２４号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３５】
本出願は、２０１３年５月２０日出願の米国特許仮出願第６１／８２５，２９７号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３６】
本出願は、２０１４年５月２０日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１３／３８７０１号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３７】
本出願は、２０１３年５月２日出願の米国特許仮出願第６１／８１８，８７８号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３８】
本出願は、２０１４年５月２日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１４／３６５７１号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００３９】
本出願は、２０１３年１１月２７日出願の米国特許仮出願第６１／９０９，６０５号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００４０】
本出願は、２０１４年９月１９日出願の米国特許仮出願第６２／０５２，７３６号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００４１】
本出願は、２０１４年１１月２４日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１４／６７０９１号に関係し、その内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【００４２】
本出願は、米国特許出願公開第２００９／０１７１１５１号として公開された、２００６年１２月２０日出願の米国特許出願第１１／６３０，２７９号に関係し、その内容は、全体が本明細書に参照として組み入れられる。
【００４３】
（技術分野）
本発明の構想は、一般的に外科用器具の分野に関し、更に詳しくは、多関節プローブアセンブリ、該アセンブリを組み込むシステム及び方法、及び、外科処置を実行するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【００４４】
より非侵襲的な医療技術及び医療処置が普及する中、外科医などの医療専門家は、口などの身体孔を介して体の内部領域にアクセスするそのようなより非侵襲的な医療技術及び医療処置を実行するために内視鏡など多関節術具を必要とする場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０９６６１０号
【特許文献２】米国特許第５８２０６２３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／００１２２８８号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０１７１１５１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０２４８０３８号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１９５１６６号明細書
【特許文献７】国際公開第２００６／０９１４９４号
【特許文献８】米国特許第８２９２８０７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４６】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度（操向方向等）において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、水平方向のカートの手動による移動を可能にする、複数のホイール上の送り装置カートと、送り装置アセンブリを送り装置カートに結合する送り装置支持アームと、を備える。
【００４７】
いくつかの実施形態では、複数のホイールのうちの少なくとも１つは、ロックホイールを含む。
【００４８】
いくつかの実施形態では、多関節アームは、ピボット継手にて互いに対して回動する第１及び第２のセグメントを含み、１つ以上のピストンが、第１及び第２のセグメントの上部セグメントの重量を支持するために第１及び第２のセグメント間に取り付けられる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、複数のホイールは、キャスタホイールを含む。
【００５０】
別の態様では、システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００５１】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、多関節プローブの遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、長尺ツールをサポートする、多関節プローブと連絡するツール支持体と、を備え、ツール支持体は、中間部にてツール支持体から遠位部分にて遠位リンクのサイドポートに延在するツール管を含み、ツール管は、中間部において第１の可撓性を有し、遠位部分において第２の可撓性を有し、第２の可撓性は、可撓性が第１の可撓性より大きい、ツール支持体と、を備える。
【００５２】
いくつかの実施形態では、ツール管は、円形の横断面を有し、挿入されたツールの側面を取り囲む。
【００５３】
いくつかの実施形態では、近位及び遠位のリンク間の多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、ツール管は、ツール支持体と遠位リンクのサイドポートとの間で中間リンクのサイドポートを通って延在する。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ツール管の遠位部分は、低減された外径を有するリブ特徴部を含む。
【００５５】
いくつかの実施形態では、ツール管の遠位部分は、中間部の材料と異なる材料を含む。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ツール管の遠位部分は、中間部の肉厚を下回る肉厚を有する。
【００５７】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００５８】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、多関節プローブの遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、長尺ツールを支持する、多関節プローブと連絡するツール支持体と、を備え、ツール支持体は、中間部にてツール支持体から遠位部分にて遠位リンクのサイドポートに延在するツール管を含み、近位及び遠位のリンク間の多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、ツール管は、ツール支持体と遠位リンクのサイドポートとの間で中間リンクのサイドポートを通って延在する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ツール管は、中間部において第１の可撓性を有し、遠位部分において第２の可撓性を有し、第２の可撓性は、可撓性が第１の可撓性より大きい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、ツール管は、横断面が円形であり、挿入されたツールの側面を取り囲む。
【００６１】
いくつかの実施形態では、ツール管は、中間リンクのサイドポートに固定装着される。
【００６２】
いくつかの実施形態では、ツール管は、中間リンクのサイドポートを通って自由に摺動する。
【００６３】
別の態様では、システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００６４】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、多関節プローブの遠位リンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたサイドポートを含む、多関節プローブと、ネック及び基部、多関節プローブが自由に通る基部及びネックを通るプローブチャネルを含むプローブ導入器であって、プローブチャネルは、基部からの出口を有する、プローブ導入器と、長尺ツールを支持する、多関節プローブと連絡して、プローブ導入器の基部に結合されたツール支持体であって、ツール支持体は、基部から出口を有する、ツール支持体と、を備え、プローブチャネルの出口は、遠位方向にツール支持体の出口よりも大きな距離で延在する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、プローブチャネルの出口の周りのフランジを更に備える、
【００６６】
いくつかの実施形態では、フランジは、プローブ導入器の基部と一体である。
【００６７】
いくつかの実施形態では、フランジは、プローブ導入器の基部に結合される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、ツール支持体は、中間部にてツール支持体から遠位部分にて遠位リンクのサイドポートに延在するツール管を含み、近位及び遠位のリンク間の多関節プローブの中間リンクは、サイドポートを含み、ツール管は、ツール支持体と遠位リンクのサイドポートとの間で中間リンクのサイドポートを通って延在する。
【００６９】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００７０】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、長尺ツールの一部は、チャネル内に位置決めされ、長尺ツールの遠位端は、複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、長尺ツールの一部は、送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着される、送り装置アセンブリと、装着位置とチャネルとの間に提供された長尺ツールの供給ループと、を備え、長尺ツールの供給ループ内の長さは、曲率の最大範囲内に位置決めされたときに多関節プローブの長さよりも大きい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、ツールは、カメラを備え、長尺ツールの供給ループは、電線を備える。
【００７２】
いくつかの実施形態では、ツールは、カメラを備え、長尺ツールの供給ループは、光ファイバを備える。
【００７３】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、遠位方向に多関節プローブを駆動するキャリッジを備え、供給ループの長さは、曲率の最大範囲内に位置決めされたときの多関節プローブの長さ、及び、最大範囲において遠位方向にあるときのキャリッジの距離、の結合長よりも長い。
【００７４】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、リンクを通って延在する要素を保護する、送り装置アセンブリとキャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを備える。
【００７５】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００７６】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを備え、複数のリンクは、長尺ツールの遠位端を受容するように構成され、準備されたチャネルを含み、長尺ツールの一部は、チャネル内に位置決めされ、長尺ツールの遠位端は、複数のリンクの遠位リンクに固定される、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、長尺ツールの一部は、送り装置アセンブリに装着位置にて固定装着される、送り装置アセンブリと、装着位置とチャネルとの間に提供された長尺ツールの供給ループと、を備え、長尺ツールの供給ループ内の長さは、曲率の最大範囲内に位置決めされたときに多関節プローブの長さよりも大きい。
【００７７】
いくつかの実施形態では、ツールは、カメラを備え、長尺ツールの供給ループは、電線を備える。
【００７８】
いくつかの実施形態では、ツールは、カメラを備え、長尺ツールの供給ループは、光ファイバを備える。
【００７９】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、遠位方向に多関節プローブを駆動するキャリッジを備え、供給ループの長さは、操向動作時に最大範囲中の複数の内リンク及び複数の外側リンクの１つ、及び、最大範囲において遠位方向にあるときのキャリッジの距離、の結合長よりも大きい。
【００８０】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、リンクを通って延在する要素を保護する、送り装置アセンブリとキャリッジとの間で結合されたエナジーチェーンを備える。
【００８１】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００８２】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、を備え、送り装置アセンブリは、複数のケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に備え、モータアセンブリは、多関節プローブにより遭遇されたときに、ケーブルを介して伝達される力の結果としてボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む。
【００８３】
いくつかの実施形態では、  モータアセンブリは、モータと、歯車アセンブリと、ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、を備える。
【００８４】
いくつかの実施形態では、歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを備える。
【００８５】
いくつかの実施形態では、歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部、又は、磁気位置保持アセンブリのうちの少なくとも１つを備える。
【００８６】
いくつかの実施形態では、モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ及び短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを備える。
【００８７】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００８８】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、複数の内リンク及び複数の外リンクの一方と連絡する複数の操向ケーブルと、複数の内リンク及び複数の外リンクの他方と連絡するロックケーブルとを備え、送り装置アセンブリは、複数の操向ケーブルの近位端及びロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、を更に備え、モータアセンブリは、多関節プローブにより遭遇されたときに、ケーブルを介して伝達される力の結果としてボビンの回転を実質的に防止する動作抵抗機構部を含む。
【００８９】
いくつかの実施形態では、モータアセンブリは、モータと、歯車アセンブリと、ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、を備える。
【００９０】
いくつかの実施形態では、歯車アセンブリは、ウォーム歯車アセンブリを備える。
【００９１】
いくつかの実施形態では、歯車アセンブリは、ラチェット及び爪機構部、又は、磁気位置保持アセンブリのうちの少なくとも１つを備える。
【００９２】
いくつかの実施形態では、モータは、ステッパモータ、閉ループサーボモータ及び短絡型駆動誘導体を有するＤＣモータのうちの１つを備える。
【００９３】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【００９４】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、を備え、送り装置アセンブリは、複数のケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、モータマウントは、送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、を更に備える。
【００９５】
いくつかの実施形態では、モータアセンブリは、モータと、歯車アセンブリと、ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、を備える。
【００９６】
いくつかの実施形態では、ロードセルは、ケーブルによりモータマウントに印加された力を測定する。
【００９７】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、送り装置アセンブリのシャーシにモータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に備える。
【００９８】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、モータマウントに掛かる付勢力を印加することによりロードセルを与圧する付勢ばねを更に備える。
【００９９】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、ロードセルに当接したモータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に備える。
【０１００】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に備える。
【０１０１】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１０２】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの一方に操向及びロック動作を実行させ、複数の内リンク及び複数の外リンクの他方にロック動作を実行させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、複数の内リンク及び複数の外リンクの一方と連絡する複数の操向ケーブルと、複数の内リンク及び複数の外リンクの他方と連絡するロックケーブルと、を備え、送り装置アセンブリは、複数の操向ケーブルの近位端及びロックケーブルの近位端が巻装されるケーブルボビンと、ケーブルボビンを駆動する、それぞれ、ケーブルボビンの１つに対応するモータアセンブリと、モータアセンブリが取り付けられるモータマウントであって、モータマウントは、送り装置アセンブリのシャーシに移動可能に結合される、モータマウントと、モータマウントに印加された力を測定する、モータマウントと接触するロードセルと、を更に備える。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、モータアセンブリは、モータと、歯車アセンブリと、ケーブルボビンと連絡するキャプスタンと、を備える。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、ロードセルは、ケーブルによりモータマウントに印加された力を測定する。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、送り装置アセンブリのシャーシにモータマウントを移動可能に結合する低抵抗軸受を更に備える。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、モータマウントに掛かる付勢力を印加することによりロードセルを与圧する付勢ばねを更に備える。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、ロードセルに当接したモータマウントによる接触を確保する調整ねじを更に備える。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリは、ロードセルにより生成された信号を受信するロードセル電子品モジュールを更に備える。
【０１０９】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１１０】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、送り装置アセンブリの位置の変化が発生したかどうかを判定する送り装置アセンブリでの位置センサと、を備える。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、位置センサは、送り装置アセンブリの垂直又は水平位置のうちの少なくとも１つの変化が発生したかどうかを判定する。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、位置センサは、送り装置アセンブリの配向の変化が発生したかどうかを判定する。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、位置センサは、加速度計、ジャイロスコープ、又は、ポジションスイッチのうちの少なくとも１つを備える。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、位置センサによる送り装置アセンブリの位置の変化の検出に応答して多関節プローブシステムの較正手順を開始する制御システムを更に備える。
【０１１５】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１１６】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備え、複数のリンクは、複数の内リンク及び複数の外リンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、を備え、送り装置アセンブリは、第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、第１の結合機構部に応答して多関節プローブに掛かる力を印加する頂部アセンブリであって、頂部アセンブリは、多関節プローブを含み、頂部アセンブリは、基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、頂部アセンブリが、基部アセンブリへの頂部アセンブリの装着中、及び、基部アセンブリからの頂部アセンブリの除去中、基部アセンブリに対して回転する頂部アセンブリと基部アセンブリと間のピボット位置と、を備え、プローブは、送り装置アセンブリの第１の位置にあり、ピボット位置は、送り装置アセンブリの第２の位置にあり、第２の位置は、基部アセンブリからの頂部アセンブリの除去中、頂部アセンブリのプローブが患者の位置に対して上向き方向に移動するように位置する。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、基部アセンブリからの頂部アセンブリの除去中、頂部アセンブリのプローブは、頂部アセンブリのプローブが患者の位置に対して上向き方向、かつ、プローブが患者の位置から離れる方向に移動する。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、基部アセンブリからの頂部アセンブリの除去中、第１の結合機構部は、第２の結合機構部から解放され、それによって多関節プローブに印加された力を解放する。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、基部アセンブリは、フックを含み、頂部アセンブリは、ピボット位置にてフックと連絡するヒール部を含み、フック及びヒール部は、基部アセンブリにて頂部アセンブリを着座させるロケーター接合部を形成する。
【０１２０】
別の態様では、システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１２１】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、送り装置アセンブリは、第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、第１の結合機構部に応答して多関節プローブに掛かる力を印加する頂部アセンブリであって、頂部アセンブリは、着座位置にて基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である頂部アセンブリと、を含む送り装置アセンブリと、頂部アセンブリが基部アセンブリ上の着座位置にあるかどうかを判定するように構成され、準備されたセンサと、を備える。
【０１２２】
いくつかの実施形態では、センサの一部は、基部アセンブリに頂部アセンブリを固定するハンドルに装着される。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、ハンドルは、基部アセンブリ上で掛け金に頂部アセンブリを固定するカムを含む。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、適切なハンドル係合の触覚フィードバックを提供するバンパーを更に備える。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、バンパーは、ハンドルに結合される。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、バンパーは、基部に結合される。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、バンパーは、高さが調節可能である。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、センサは、磁石及び磁場センサアセンブリを含む。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、ハンドルは、頂部アセンブリにあり、磁石は、ハンドルに結合され、記磁場センサアセンブリは、基部アセンブリにある。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、磁場センサアセンブリは、磁場センサアセンブリの精度を更に増大させるために選択的な領域に磁石により放射された磁場を制限するフィルタプレートを備える。
【０１３１】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１３２】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、を備え、送り装置アセンブリは、第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、第１の結合機構部に応答して多関節プローブに掛かる力を印加する頂部アセンブリであって、頂部アセンブリは、多関節プローブを含み、頂部アセンブリは、基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、を備え、頂部アセンブリ及び基部アセンブリの一方は、ヒール部を含み、頂部アセンブリ及び基部アセンブリの他方は、頂部アセンブリ及び基部アセンブリが基部アセンブリへの頂部アセンブリの着座中に互いに対して相互作用する整合プレートを含み、ヒール部は、頂部アセンブリが基部アセンブリ上に着座されるときに頂部アセンブリが隆起部周りに若干回転して、着座プロセスにおいて角度のある遊びを提供することができるようにプレートと整合する隆起部を含む。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、頂部アセンブリは、ヒール部を含み、基部アセンブリは、整合プレートを含む。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、ヒール部をプレートに対して水平方向に付勢するプランジャを更に備える。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、プランジャは、ボールプランジャを備える。
【０１３６】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１３７】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリと、を備え、送り装置アセンブリは、第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、第１の結合機構部に応答して多関節プローブに掛かる力を印加する頂部アセンブリであって、頂部アセンブリは、多関節プローブを含み、頂部アセンブリは、基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、を備え、頂部アセンブリは、複数のリンクと連絡する複数のケーブルと、複数のケーブルの近位端が、それぞれ、巻装されるケーブルボビンアセンブリであって、ケーブルボビンアセンブリは、第２の結合機構部に対応する、ケーブルボビンアセンブリと、ボビンプレートに結合されたボビンシャフトと、内径部を含む、ボビンシャフト周りに回転するように構成され、準備されたボビンと、ボビンの底部とボビンプレートとの間のばねであって、ばねは、ボビンプレートから離れる方向にボビンを付勢するように付勢される、ばねと、ボビンシャフトの周りのＯリングであって、Ｏリングは、ボビンが第１の位置にあるときに、ボビンシャフト周りのボビンの回転に抗するように構成され、準備され、それによって、Ｏリングは、内径部とボビンシャフトとの間に着座される、Ｏリングと、を含む。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、Ｏリングは、ボビンの頂部より上方に載り、それによって、ボビンが第２の位置にあるときに、基部の対応する第１の結合機構部と係合したボビンの自由回転を可能にするように構成され、準備される。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、Ｏリングは、ボビンの頂部と整合して、ボビンが第３の位置にあるときに、ばねの上向きの力を受け、かつ、基部の対応する第１の結合機構部とはもはや係合せずにボビンの回転の回転に適度に抗するように構成され、準備される。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、第１の位置は、ボビンの出荷又は据付位置と一致し、第２の位置は、ボビンの動作位置と一致し、第３の位置は、ボビンの動作後の位置と一致する。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、ケーブルの近位端の場所を特定するボビンの外面上の溝を更に備える。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、ケーブル移動を制限するボビン上のケーブルクリップを更に備える。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、Ｏリングが着座されるボビンシャフトの周りの溝を更に備える。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、ボビン内径部の上の座ぐり部を更に備える。
【０１４５】
いくつかの実施形態では、多関節プローブシステムは、ばねとボビンの底部との間の座金を更に備える。
【０１４６】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１４７】
一態様では、多関節プローブシステムは、少なくとも１つの運動度において多関節動作し、可撓状態と不撓状態との間で遷移するように構成され、準備された多関節プローブであって、多関節プローブは、近位リンクと遠位リンクとの間の複数のリンクを備える、多関節プローブと、多関節プローブに掛かる力を印加して、プローブを多関節動作させ、可撓状態と不撓状態との間で遷移させるために多関節プローブと連絡する送り装置アセンブリであって、送り装置アセンブリは、第１の結合機構部を駆動するモータアセンブリを含む基部アセンブリと、第１の結合機構部と連絡する第２の結合機構部を含む、第１の結合機構部に応答して多関節プローブに掛かる力を印加する頂部アセンブリであって、頂部アセンブリは、多関節プローブを含み、頂部アセンブリは、基部アセンブリに取り外し可能に装着可能である、頂部アセンブリと、を含む送り装置アセンブリと、基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープであって、無菌ドレープは、材料のシートと、第１及び第２の結合機構部と位置合わせし、第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料のシート上の位置合わせプレートと、位置合わせプレートの領域内、又は、位置合わせプレート上、又は、その両方のシートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、を含む、無菌ドレープと、を備える。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、取り外し可能な遮蔽体は、材料のシートの無菌の表面にて位置決めされる。
【０１４９】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１５０】
一態様では、多関節プローブシステムの基部アセンブリと頂部アセンブリとの間の据付のために構成され、準備された無菌ドレープであって、システムは、多関節プローブと、第１の結合機構部を有する非無菌の基部、及び第２の結合機構部を含む無菌の頂部アセンブリを含む送り装置アセンブリと、を含み、無菌の頂部アセンブリは、プローブを含み、無菌ドレープは、材料のシートと、第１及び第２の結合機構部と位置合わせし、第１及び第２の結合機構部のための通過部として動作する予め形成された開口を含む材料のシート上の位置合わせプレートと、位置合わせプレートの領域内、又は、位置合わせプレート上、又は、その両方のシートのうちの少なくとも１つ上の取り外し可能な遮蔽体と、を含む。
【０１５１】
いくつかの実施形態では、取り外し可能な遮蔽体は、材料のシートの無菌の表面にて位置決めされる。
【０１５２】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１５３】
一態様では、多関節プローブシステムは、複数の外リンクであって、各外リンクは、第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、中央領域内の長手軸に沿った内リンクチャネルを備える、複数の外リンクと、複数の内リンクであって、各内リンクは、第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、中央領域内の長手軸に沿った開口部と、を備える、複数の内リンク、と、を備え、複数の内リンクは、複数の外リンクの内リンクチャネル内に位置決めされ、複数の外リンクに対して並進する。
【０１５４】
いくつかの実施形態では、複数の内リンクは、５０〜１５０個の内リンクなど、７５〜９５個の内リンクなど、ほぼ８４個の内リンクなど１０〜３００個の内リンクを備える。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、内リンクは、ほぼ０．２インチなど、０．１インチ〜０．５インチなど、０．０５インチ〜１．０インチの長さを備える。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、内リンクは、０．２インチ〜０．８インチの有効外径など、ほぼ０．３５インチの有効外径など、０．１インチ〜１．０インチの有効外径を備える。
【０１５７】
いくつかの実施形態では、内リンクは、中央領域におけるケーブル内腔を備える。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、内リンクケーブル内腔は、０．０２インチ〜０．３インチの直径など、ほぼ０．０７インチの直径など、０．０１インチ〜０．９インチの直径である。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、内リンクケーブル内腔は、砂時計形状を備える。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、内リンクの凸状第２の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。
【０１６１】
いくつかの実施形態では、内リンクの凸状第２の表面は、０．３インチ〜０．７インチの半径など、ほぼ０．５５インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、複数の内リンクの最遠位内リンクは、テーパ状の凸面を備える。
【０１６３】
いくつかの実施形態では、複数の内リンクの最遠位内リンクのテーパ状の凸面は、長手軸に対して複数の内リンクの他の内リンクの凸面のテーパ部の角度を下回る角度にある。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、多関節プローブは、外リンクより少なくとも１０％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも５０％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも１００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも２００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも３００％多い内リンクなど、外リンクより少なくとも５００％多い内リンクなど、外リンクよりも多い内リンクを備える。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、複数の外リンクは、１０〜１００個の外リンクなど、２０〜８０個の外リンクなど、ほぼ５６個の外リンクなど５〜１５０個の外リンクを備える。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、外リンクは、０．２インチ〜１．０インチなど、ほぼ０．４インチなど、０．１インチ〜２．０インチの長さを備える。
【０１６７】
いくつかの実施形態では、外リンクは、０．４インチ〜１．６インチの有効外径など、ほぼ０．６８インチの有効外径など、０．２インチ〜２．０インチの有効外径を備える。
【０１６８】
いくつかの実施形態では、外リンクは、少なくとも１つのケーブル内腔を含み、ケーブル内腔は、０．０１インチ〜０．２インチの直径など、ほぼ０．０４７インチの最小限の直径を有する内腔など０．０６インチ〜０．４インチの直径を備える。
【０１６９】
いくつかの実施形態では、外リンクケーブル内腔は、砂時計形状を備える。
【０１７０】
いくつかの実施形態では、複数の最遠位外リンクは、複数のリンクの他の外リンクを上回る潤滑度の材料を備える。
【０１７１】
いくつかの実施形態では、より大きな潤滑度の複数の最遠位外リンクは、２〜７個の外リンクなど、２〜１０個の外リンクを備える。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、１つ以上の外リンクは、不透明材料を備える。
【０１７３】
いくつかの実施形態では、最遠位外リンクは、不透明材料を備える。
【０１７４】
いくつかの実施形態では、外リンクは、操向操作中、遠位から近位の方向にカスケード順に多関節動作するように構成される。
【０１７５】
いくつかの実施形態では、外リンクの凹状第１の表面は、０．３インチ〜０．８インチの半径など、ほぼ０．５７インチの半径など、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。
【０１７６】
いくつかの実施形態では、外リンクの凸面第２の表面は、１０°〜６５°のテーパ部など、ほぼ２３°のテーパ部など、５°〜７０°のテーパ部を有する円錐形を備える。
【０１７７】
いくつかの実施形態では、作業チャネルは、内リンクの外面及び外リンクの内面での対応する窪み間に形成される。
【０１７８】
いくつかの実施形態では、内リンク及び／又は外リンクの作業チャネル窪みは、砂時計形状又はテーパ状の形状を備える。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、砂時計形状は、チャネル又は窪みが単一のまっすぐなテーパ部を有した場合に必要であると思われるなど、チャネル又は窪みの最大部直径を最小限に抑える。
【０１８０】
いくつかの実施形態では、外リンクは、外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクの前に多関節動作し始めるように構成され、準備される。
【０１８１】
いくつかの実施形態では、外リンクの第１の凹状表面のテーパ角は、最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化してカスケード式多関節配列を提供する。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、外リンクの第１の凹状表面のテーパ角の変動は、隣接リンク間の接合力を修正してカスケード式多関節配列を提供する。
【０１８３】
いくつかの実施形態では、テーパ角は、１°増分で１０°から増加するか、又は、５°増分で１０°から増加するなど、１０°と６５°との間でリンクごとに変化する。
【０１８４】
いくつかの実施形態では、外リンクの特性は、接続部の力に影響を与える形状的変化などの他の形状学的変化、減少する連続した１組の潤滑度などの材料変化、所望のカスケードを引き起こす接触する表面積の変化、及び、これらの組み合わせから成る群から選択された特性など、最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化して、カスケード式多関節配列を提供する。
【０１８５】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１８６】
別の態様では、多関節プローブは、複数の外リンクであって、各外リンクは、  第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、第１の表面の反対側の凸面第２の表面を備える、複数の外リンクと、中央領域内の長手軸に沿った内リンクチャネルと、を含み、外リンクは、外リンクが多関節屈曲作用を受ける操向操作中、カスケード式多関節配列において、遠位外リンクが次の最遠位外リンクよりも容易に多関節動作し始めるように構成され、準備され、外リンクの第１の凹状表面のテーパ角は、最遠位外リンクにおいてリンクごとに変化してカスケード式多関節配列を提供する。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、多関節プローブは、複数の内リンクを更に備え、各内リンクは、  第１の長手軸、凹状第１の表面、及び、第１の表面の反対側の凸面第２の表面と、中央領域内の長手軸に沿った開口部と、を含み、複数の内リンクは、複数の外リンクの内リンクチャネル内に位置決めされ、複数の外リンクに対して並進する。
【０１８８】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１８９】
一態様では、ヒューマンインタフェース装置（ＨＩＤ）にて制御される多関節プローブシステムにおいて異常運動を補正する方法は、サンプリング速度にてオペレータによりＨＩＤに提示された動作として操向コマンドをモニタするステップと、積分されたコマンド出力を生成するために操向コマンドを積分するステップと、積分されたコマンド出力に応答して多関節プローブシステムを制御するステップと、を含む。
【０１９０】
いくつかの実施形態では、方法は、操向コマンドのモニタリングの所定のサンプリング速度を修正するために換算係数を適用するステップを更に含む。
【０１９１】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０１９２】
別の態様では、ヒューマンインタフェース装置（ＨＩＤ）にて制御される多関節プローブシステムにおいて異常運動を補正する方法は、オペレータにより操作されるＨＩＤの操向動作をモニタするステップと、モニタされた操向動作に応答して操向データを生成するステップと、操向データからモニタされた操向動作の望ましくない動作に対応するデータをフィルタリングすることにより一体型操向データ信号を生成するステップと、一体型操向データ信号に応答して多関節プローブの移動を制御するステップと、を含み、多関節プローブの移動は、望ましくない動作がない場合にＨＩＤの操向動作に応答して生じる。
【０１９３】
いくつかの実施形態では、ヒューマンインタフェース装置の操向動作は、望ましくない動作に関して入力エラーを捕捉する所定のサンプリング速度にてモニタされる。
【０１９４】
いくつかの実施形態では、方法は、操向動作のモニタリングの所定のサンプリング速度を修正するために換算係数を適用するステップを更に含む。
【０１９５】
いくつかの実施形態では、ヒューマンインタフェース装置による細かい、つまり、小さい換算係数動作制御と粗い、つまり、大きい換算係数動作制御との間で調整するサンプリング速度は、１Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの範囲である。
【０１９６】
いくつかの実施形態では、入力信号は、動作及びジッタの位置、速度、加速度、及び時間に関するデータを含む。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、データは、入力信号からジッタを除去することによりフィルタリングされる。
【０１９８】
いくつかの実施形態では、多関節プローブの移動を制御するステップは、多関節プローブシステムを操作するケーブルモータを起動させる操向コマンドを送り装置アセンブリでのケーブルモータに出力すること、を含む。
【０１９９】
いくつかの実施形態では、異常運動は、ヒューマンインタフェース装置がオペレータにより操作されるときにヒューマンインタフェース装置のジッタ、又は、関連した急激な、突然の、又は、他の想定外の動作により引き起こされる。
【０２００】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０２０１】
別の態様では、多関節プローブシステムを制御する方法は、入力システムにて、ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信するステップと、操向動作を入力信号に変換するステップと、ジッタを除去するために入力信号を処理するステップと、送り装置アセンブリにフィルタリングされた信号を出力するステップと、フィルタリングされた信号に応答して送り装置アセンブリにより多関節プローブシステムの移動を制御するステップと、を含む。
【０２０２】
一態様では、操向システムは、多関節プローブシステムと、多関節プローブシステムを制御する送り装置アセンブリと、ヒューマンインタフェース装置と、ヒューマンインタフェース装置の操向動作に応答して生成された入力信号を受信する入力システムと、操向動作を入力信号に変換し、ジッタを除去するために入力信号を処理して、送り装置アセンブリにフィルタリングされた信号を出力するプロセッサであって、送り装置アセンブリは、フィルタリングされた信号に応答して多関節プローブシステムの移動を制御する、プロセッサと、を備える。
【０２０３】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０２０４】
一態様では、プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法は、対応するケーブルを弛めるためにケーブルモータアセンブリを回転させるステップと、ケーブルが弛んだ状態で「ゼロ張力」下でロードセルデータを測定するステップと、「ゼロ張力」下で測定されたロードセルデータに基づいてプローブの操向及びロックを含むプローブの操作を開始するステップと、を含む。
【０２０５】
いくつかの実施形態では、方法は、プローブシステムの送り装置の配向を判定して、更に判定された配向に応答してプローブの操作を開始するステップを更に含む。
【０２０６】
いくつかの実施形態では、方法は、複数のケーブルモータアセンブリに較正操作を実行し、更に「ゼロ張力」下での複数の測定されたロードセルデータに応答してプローブの操作を開始するステップを更に含む。
【０２０７】
一態様では、プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムの制御システムを較正する方法は、プローブシステムの送り装置の位置をモニタするステップと、第１に、送り装置システムの位置の変化が第１の閾値を超えるかどうかを判定するステップと、第２に、位置の変化が第１の閾値を超える場合、送り装置システムの位置の変化が第２の閾値を下回るかどうかを判定するステップと、位置の変化が第２の閾値を下回る場合、システムの補正値の調整を実行するステップと、位置の変化が第２の閾値を上回る場合、プローブシステムの再較正を開始するステップと、を含む。
【０２０８】
いくつかの実施形態では、位置の変化が第１の閾値及び第２の閾値を上回る場合、警報信号を更に開始する。
【０２０９】
別の態様では、前記システムを使用して医療処置を実行する方法を提供する。
【０２１０】
一態様では、プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステム内の過度の力の印加を防止する方法は、ロードセルを使用して動作中にケーブル張力を測定するステップと、ケーブル張力が第１の閾値量を上回る場合、アラームを開始するステップと、操向モードが目下実行されているかどうかを判定するステップと、操向モードが目下実行されている場合、ケーブル張力が第２の閾値量を上回るかどうかを判定するステップと、ケーブル張力が第２の閾値量を上回る場合、操向の方向、及び、操向の方向がプローブの判定された曲率に適合するかどうかを判定するステップであって、適合の場合、操向操作は停止され、不適合の場合、張力は、ケーブルにおいて解放され、適合判定及び補正後、ケーブル張力は、測定されて第３の閾値と比較される、ステップと、ケーブル張力が第３の閾値量を上回る場合、アラームを開始するステップと、を含む。
【０２１１】
一態様では、プローブシステムの第１及び第２のリンクシステムの操向及びロックを制御するケーブルのケーブル張力を測定するロードセルを有する多関節プローブシステムにおいて意図されていない動作を防止するは、オペレータから操向コマンドを受信するステップと、移動の速度又は加速度のうちの少なくとも１つに基づいて「強引な」移動について操向コマンドを評価するステップと、評価に応答してケーブルの張力を調整するステップと、を含む。
【０２１２】
本発明の構想の実施形態の上記及び他の目的、特徴部及び利点は、同様の参照文字が異なる図を通して同じ要素を指す添付図面に例示するように、好適な実施形態のより特定の説明から明らかとなろう。図面は、必ずしも尺度通りではなく、その代わりに、好適な実施形態の原則を示すに当たって誇張が成されている。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１】本発明の構想による、多関節プローブシステムの斜視例図である。
【図２Ａ】本発明の構想による、高度に多関節動作するプローブ装置の図解デモである。
【図２Ｂ】本発明の構想による、高度に多関節動作するプローブ装置の図解デモである。
【図２Ｃ】本発明の構想による、高度に多関節動作するプローブ装置の図解デモである。
【図３】本発明の構想による、ツール位置決めシステムの一部の斜視図である。
【図４Ａ】本発明の構想による、ツール支持体内管の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の構想による、導入器の遠位端、ツール支持体、及び、多関節プローブの接続部の側面図である。
【図４Ｃ】本発明の構想による、導入器の遠位端、ツール支持体、及び、多関節プローブの接続部の斜視図である。
【図５Ａ】本発明の構想による、多関節プローブの取り外し可能な送り装置頂部アセンブリ３００の分解設計概略図である。
【図５Ｂ】本発明の構想による、送り装置システムの例示的な内部図である。
【図６Ａ】本発明の構想による、頂部アセンブリの力伝達駆動サブアセンブリの例示的な斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の構想による、頂部アセンブリの力伝達駆動サブアセンブリの斜視図である。
【図６Ｃ】本発明の構想による、図６Ｂの力伝達駆動アセンブリの９０度歯車伝達サブアセンブリの例示的な側面斜視図である。
【図６Ｄ】本発明の構想による、図６Ｂの力伝達駆動サブアセンブリの別の例示的な斜視図である。
【図６Ｅ】本発明の構想による、図６Ａ〜図６Ｂの力伝達駆動アセンブリの案内ねじの軸受取り付けブロックの例示的な斜視図である。
【図６Ｆ】本発明の構想による、図６Ａ〜図６Ｂの力伝達駆動アセンブリの案内ねじの軸受取り付けブロックの例示的な斜視図である。
【図７Ａ】本発明の構想による、送り装置アセンブリの頂部アセンブリの内部構成部品の斜視図である。
【図７Ｂ】本発明の構想による、例示上の明瞭さのためにエナジーチェーンが除去された送り装置アセンブリの遠位端の斜視図である。
【図８】本発明の構想による、キャプスタン駆動アセンブリの概略図である。
【図８Ａ】本発明の構想による、送り装置アセンブリの切取斜視正面図である。
【図８Ｂ】本発明の構想による、送り装置アセンブリの歯車箱の詳細切取斜視正面図である。
【図９】本発明の構想による、送り装置アセンブリの部分切取斜視正面図である。
【図１０】本発明の構想による、安全システムの概略図である。
【図１１】本発明の構想による、多関節プローブシステムの斜視例図である。
【図１２】本発明の構想による、基部アセンブリの斜視上面図である。
【図１３】本発明の構想による、頂部アセンブリの下面図である。
【図１４】本発明の構想による、多関節プローブシステムの送り装置アセンブリの頂部アセンブリのハンドルの斜視破断図である。
【図１５】本発明の構想による、多関節プローブシステムの送り装置アセンブリの基部アセンブリの斜視破断図である。
【図１５Ａ】本発明の構想による、近接センサ構成要素の斜視図である。
【図１５Ｂ】本発明の構想による、近接センサ構成要素の斜視図である。
【図１５Ｃ】本発明の構想による、近接センサ構成要素の斜視図である。
【図１６】本発明の構想による、多関節プローブシステムの送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリの斜視部分破断図である。
【図１６Ａ】本発明の構想による、基部アセンブリ、及び、ヒール部及基部切り抜き部の相互作用部の断面図である。
【図１６Ｂ】本発明の構想による、基部アセンブリのカム係合アセンブリの詳細斜視図である。
【図１７Ａ】本発明の構想による、出荷状態で位置決めされた頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。
【図１７Ｂ】本発明の構想による、作動状態で位置決めされた頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。
【図１７Ｃ】本発明の構想による、解放状態で位置決めされた頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。
【図１７Ｄ】本発明の構想の実施形態による、ケーブル保持クリップを含む頂部アセンブリのケーブルボビンの斜視図である。
【図１８】本発明の構想による、無菌ドレープアセンブリの上面図である。
【図１８Ａ】本発明の構想による、図１８のドレープアセンブリの一部の拡大図である。
【図１９Ａ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図１９Ｂ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図１９Ｃ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図１９Ｄ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図１９Ｅ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図１９Ｆ】本発明の構想による、内リンクの実施形態の様々な図である。
【図２０Ａ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２０Ｂ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２０Ｃ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２０Ｄ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２０Ｅ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２０Ｆ】本発明の構想による、外リンクの様々な図である。
【図２１】本発明の構想による、多関節プローブの一部の側面断面図である。
【図２２】本発明の構想による、外リンク機構の遠位部分の側面断面図である。
【図２２Ａ】本発明の構想による、図２２の２つの外リンクの円錐〜球面接続部の拡大図である。
【図２２Ｂ】本発明の構想による、図２２の２つの外リンクの円錐〜球面接続部の拡大図である。
【図２２Ｃ】図２２、図２２Ａ、及び図２２Ｂに関連して説明する実施形態に関連したシステム挙動の例示である。
【図２３】本発明の構想による、操向システムの図である。
【図２４】本発明の構想による、操向プロセスのフローチャートである。
【図２５】本発明の構想による、較正を実行する方法のフローチャートである。
【図２６】本発明の構想による、過剰な力を防止及び／又は検出する方法のフローチャートである。
【図２７】本発明の構想による、多関節プローブの意図されていない動作を検出低減する方法のフローチャートである。
【図２８】本発明の構想による、較正手順のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０２１４】
本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、本発明を制限することは意図されていない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上、明示的に他の場合を示さない限り、複数形も含むことが意図されている。用語「〜を備える」、「〜を備えている」「〜を含む」、及び／又は、「〜を含んでいる」は、本明細書で使用するとき、記述する特徴部、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は、構成要素の存在を明記するが、１つ以上の他の特徴部、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又は、そのグループの存在又は追加を排除するものではないことが更に理解されるであろう。
【０２１５】
第１の、第２の、第３のなどの用語は、様々な限定、要素、構成部品、領域、層、及び／又は、部分を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの限定、要素、構成部品、領域、層、及び／又は、部分は、これらの用語により限定されるべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの限定、要素、構成部品、領域、層、又は部分を別の限定、要素、構成部品、領域、層、又は部分と区別するために使用されるにすぎない。したがって、以下で論じる第１の限定、要素、構成部品、領域、層、又は、部分は、本発明の教示から逸脱することなく第２の限定、要素、構成部品、領域、層、又は、部分である可能性がある。
【０２１６】
要素が別の要素「上に」あるか又は別の要素に「接続される」又は「結合される」というとき、要素は、他方の要素の表面上にあるか、表面から離れた上方にあるか、又は、他方の要素に接続又は結合される可能性があるか、又は、介在する要素が存在する可能性があることが更に理解されるであろう。これとは対照的に、要素が別の要素の「表面上に」ある、又は、別の要素に「直接接続される」又は「直接結合される」というとき、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の字句も、同様に（例えば、「〜間に」：「直接〜間に」、「隣接して」：「〜の直近」）と解釈されるべきである。要素が別の要素を「覆って」と本明細書でいうとき、他の要素の上に又は下にあり、他の要素に直に結合される可能性があるか、又は、介在する要素が存在し得るか、又は、要素は、空隙又は間隙により離間され得る。
【０２１７】
図１は、本発明の構想の実施形態による多関節プローブシステム１００の斜視例図である。いくつかの実施形態では、多関節プローブシステム１００は、送り装置ユニット１００ａ及びインタフェースユニット１００ｂ（コンソール１００ｂともいう）を備える。送り装置ユニット１００ａは、送り装置アーム１０６にて送り装置カート１０４に取り付けられた送り装置アセンブリ１０２を含み得る。送り装置アーム１０６は、クランクハンドル１０７の回転によってなど、高さが調節可能であり、クランクハンドル１０７は、垂直高さ調節装置１０８に作動可能に接続され、垂直高さ調節装置１０８は、送り装置カート１０４に送り装置アーム１０６を送り装置摺動するよう接続する。送り装置アーム１０６は、締め具１０５によってロック及び／又はロック解除することができる１つ以上の接合部１０９にて互いに対して回動する複数のサブアームを含むことができる。この構成により、患者の場所に対して送り装置アセンブリ１０２を位置決めする様々な配向が可能である。いくつかの実施形態では、１つ以上の送り装置支持体１０３が、送り装置アセンブリ１０２の重量をある程度支持して、（例えば、送り装置アーム１０６の１つ以上のロック可能な接合部１０９が操作中にロック解除状態にあるときに）送り装置アーム１０６に対して送り装置アセンブリ１０２を位置決めすることを容易にするためになど送り装置アーム１０６と送り装置アセンブリ１０２との間に装着される。送り装置支持体１０３は、自動車のテールゲートを支持するために使用されるガススプリングと同様に、油圧又は空圧支持体ピストンを備えることができる。いくつかの実施形態では、送り装置アーム１０６の２つの部分が、送り装置アセンブリ１０２又は単に基部アセンブリ２００の重量を支持するためなど支持ピストン（図示されていないが、セグメントの１つ内に収容された支持ピストンなど）と接続される。
【０２１８】
送り装置アセンブリ１０２は、基部アセンブリ２００、及び、基部アセンブリ２００に取り外し可能に装着可能である頂部アセンブリ３００を含む。いくつかの実施形態では、第１の頂部アセンブリ３００は、１回以上の使用後（例えば、使い捨て式に）第２の頂部アセンブリ３００で交換することができる。いくつかの実施形態では、基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００は、互いに固定装着される（例えば、本明細書の図１１を参照されたい）。
【０２１９】
頂部アセンブリ３００は、例えば、本明細書で様々な実施形態に関連して説明するように、複数の内リンクを備える内リンク機構部、及び、複数の外リンクを備える外リンク機構部を含むリンクアセンブリを備える多関節プローブ４００を含む。プローブ４００の位置、構成及び／又は配向は、基部アセンブリ２００内に位置決めされた複数の駆動モータ、ケーブル及び／又は他の要素により操作される。送り装置カート１０４は、位置の手作業による操作を可能にするためにホイール１０４ａ上に取り付けることができる。ホイール１０４ａは、送り装置カート１０４を操作後に所定の位置にロックするために使用される１つ以上のロック特徴部を含むことができる。いくつかの実施形態では、移動可能な送り装置カート１０４に送り装置アセンブリ１０２を搭載することは、手術台又は他の固定構造体に送り装置アセンブリ１０２を搭載することよりも、オペレータの立ち位置に様々な選択肢を提供することができるなど有利である。
【０２２０】
いくつかの実施形態では、基部アセンブリ２００は、インタフェースユニット１００ｂに作動可能に接続され、そのような接続部は、典型的には、電力及び／又はデータ伝送のために、電線、光ファイバ、又は無線通信を含み、又は、機械的リンク機構部又は空圧／油圧配管などの機械的伝達導管を含む（有線接続部は図示されていない）。インタフェースユニット１００ｂは、外科医、専門技術者及び／又は他のシステム１００のオペレータから触覚型コマンドを受信するヒューマンインタフェース装置（ＨＩＤ）１２２、及び、視覚及び／又は聴覚フィードバックを提供するディスプレイ１２４を含む。インタフェースユニット１００ｂは、同様にインタフェースカート１２６上に位置決めすることができ、インタフェースカート１２６は、位置の手作業による操作を可能にするためにホイール１２６ａ（例えば、ロック可能ホイール）上に取り付けられる。
【０２２１】
いくつかの実施形態では、多関節プローブ４００は、内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる、出願人の同時係属中の２０１２年１２月２０日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／７０９２４号で説明されているものなど、多関節リンクの内側機構部及び多関節リンクの外側機構部を備える。いくつかの実施形態では、多関節プローブ４００は、図２Ａ〜図２Ｃ及び／又は図１９Ａ〜図１９Ｆ、及び、図２０Ａ〜図２０Ｆを参照して本明細書で以下に説明するように内及び／又は外リンクを備える。
【０２２２】
図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の構想の実施形態による、高度に多関節動作するプローブ装置の図解説明である。高度に多関節動作するロボットプローブ４００は、図２Ａ〜図２Ｃに示す実施形態により、本質的に、それぞれを操向可能な機構部として見ることができる２つの同心機構部、つまり、外側機構部及び内側機構部を備える。図２Ａ〜図２Ｃは、どのようにプローブ４００の種々の実施形態が動作するかという概念を示す。図２Ａを参照すると、内側機構部は、第１の機構、又は、内リンク機構部４２０ということができる。外側機構部は、第２の機構、又は、外リンク機構部４４０ということができる。各機構は、剛直状態（不撓状態）と柔軟状態（可撓状態）とを交互にとることができる。不撓モード又は不撓状態において、機構部は、まさに不撓−剛体である。柔軟モード又は柔軟状態において、機構部は、非常に柔軟であり、したがって、周囲の形状にならう、又は、再成形することができる。本明細書で使用するとき「柔軟」という用語は、必ずしも、受動的に重力及び周囲の形状に依存してある形態を呈する構造体を示すというわけではなく、むしろ、本出願で説明する「柔軟な」構造体は、装置のオペレータにより望まれる姿勢及び形態を呈することができ、したがって、弛緩、受動的であるというよりはむしろ多関節動作及び制御されることに注意されたい。
【０２２３】
いくつかの実施形態では、一方の機構部は、柔軟な状態から動作を開始し、他方の機構部は、剛直な状態から動作を開始する。説明のため、図２Ａのステップ１でわかるように、外リンク機構部４４０が剛直状態であり、内リンク機構部４２０が柔軟状態であると仮定する。ここで、内リンク機構部４２０は、本明細書で説明する送り装置アセンブリ１０２により、両方とも前方に押し進められ、図２Ａのステップ２でわかるように、「ヘッド」つまり遠位端が操向される。この時点で、内リンク機構部４２０は、剛直状態にされ、外リンク機構部４４０は、柔軟状態にされる。外リンク機構部４４０は、その後、図２Ａのステップ３でわかるように、内リンク機構部４２０に追い付くか、又は、内リンク機構部４２０と同じ位置に延びるまで前方に押し進められる。この時点で、外リンク機構部４４０は、剛直状態にされ、内リンク機構部４２０は柔軟状態にされ、この手順は、その後、繰り返えされる。このアプローチの１つの変形は、外リンク機構部４４０を同様に操向可能とさせることである。そのような装置の動作を図２Ｂに例示する。図２Ｂにおいて、各機構部は、他方に追い付き、その後、それを越えて１つのリンクを前進させることができることがわかる。１つの実施形態に従えば、外リンク機構部４４０は操向可能であり、内リンク機構部４２０は、そうではない。そのような装置の動作を図２Ｃに示す、一連のステップで例示する。
【０２２４】
医療用途において、プローブ４００が所望の場所に到達すると、オペレータ、典型的には外科医は、様々な診断及び／又は治療手順を実行するためになど、外リンク機構部４４０、内リンク機構部４２０の１つ以上の作業チャネル、又は、外リンク機構部４４０と内リンク機構部４２０との間に形成された１つ以上の作業チャネルを介して１つ以上のツールを摺動させることができる。いくつかの実施形態では、チャネルは、例えば、外リンクのシステム内に形成された第１の窪みと、内リンクのシステム内に形成された第２の窪みとの間に延在することができる作業チャネルと呼ばれる。作業チャネルは、外リンク機構部４４０から延在する１つ以上の半径方向突出部を備える作業チャネルなど、プローブ４００の周辺部上に含まれ得、これらの突出部は、１つ以上のツールを摺動受容するようにサイズ決めされた１つ以上の孔を含む。
【０２２５】
手術などの臨床処置に加えて、プローブ４００は、エンジンの検査、補修又は改造、タンクの検査及び補修、監視用途、爆発物撤去、潜水艦の隔室又は核兵器などの密閉空間における検査又は補修、建屋検査などの構造検査、有害廃棄物浄化、生体試料及び毒素回収、及び、これらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない多数の用途において使用することができる。明らかに、本開示の装置は、多種多様な用途を有し、任意の特定の用途に限定されると取るべきでない。
【０２２６】
内リンク機構部４２０及び／又は外リンク機構部４４０は、操向可能であり、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０は、各々、剛直状態にでも柔軟状態にでもすることができ、プローブ４００は、３次元においてどこに向けても駆動され得て、同時に、姿勢保持することが可能である。プローブ４００は、前回の形態、姿勢のそれぞれを「覚えておく」ことができ、こういう理由から、プローブ４００は、人の患者などの患者体内の内部空洞空間などの３次元空間内から引き込まれ、及び／又は、該空間へと以前の経路をたどることができる。
【０２２７】
内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０は、それぞれ、互いに対して多関節動作する、一連のリンク、即ち、それぞれ、内リンク及び外リンクを含む。いくつかの実施形態では、外リンクは、プローブを操向及びロックするために使用され、一方、内リンクは、プローブをロックするために使用される。「まねっこ遊び」風に、内リンクがロックされる間、外リンクは、最遠位内リンクを越えて前進される。外リンクはシステム操向ケーブルにより所定の位置に操向され、その後、操向ケーブルをロックすることによりロックされる。内リンクのケーブルは、その後、解放され、内リンクは、外リンクに沿うために前進する。手順は、所望の位置及び配向が達成されるまで、このようにして進行する。組み合わせ後の内側及び外リンクは、手術部位でのツールの一時的又は常設挿入のための作業チャネルを含む。いくつかの実施形態では、ツールは、プローブの位置決め中にリンクとともに前進することができる。いくつかの実施形態では、ツールは、プローブ位置決め後にリンクを介して挿入することができる。
【０２２８】
オペレータ制御された操向操作の開始前に最遠位内リンクを越えて１つ以上の外リンクを前進させることができ、最遠位内リンクを越えて延在する量は、操向コマンドに基づいて集合的に多関節動作することになるようになっている。単一のリンク操向の特異性が必要とされないときなど、複数のリンク操向を用いて手術時間を短縮することができる。いくつかの実施形態では、２〜１０個の外リンク、又は、２〜７個の外リンクなど、２〜２０の外リンクを同時操向に選択することができる。操向するために使用されるリンクの数は、達成可能な操向経路に対応し、数が少ないほど特異なプローブ４００曲率が可能である。いくつかの実施形態では、オペレータは、操向に使用されるリンクの数を選択する（例えば、毎回の操向操作の前に前進される１〜１０個のリンクを選択する）ことができる。
【０２２９】
図３は、本発明の構想による、ツール位置決めシステム５００の一部の斜視図である。ツール位置決めシステム５００は、少なくとも導入装置、つまり、導入器４８０、及び、第１のツール支持体５６０ａ及び第２のツール支持体５６０ｃなど、１つ以上のツール支持体５６０を備える。いくつかの実施形態では、システム５００は、システム５００が第３のツール支持体５６０ｅを更に備えるときになど、少なくとも３つのツール支持体５６０を含む。ツール支持体５６０は、それぞれ、ツール、例えば、ツールのシャフトを摺動受容するように構成され、準備される。
【０２３０】
導入器４８０は、多関節プローブ４００などの多関節プローブを摺動受容し、多関節プローブを支持、安定化、及び／又は関心領域に案内するように構成され、準備することができる。関心領域は、患者の頭（Ｈ）の空洞、例えば、鼻又は口など患者（Ｐ）体の内腔、又は、切開部により形成された開口部であり得る。臨床応用において、典型的な関心部分としては、食道又は消化管内の他の場所、心膜空間、腹膜空間、及び、それら組み合わせを挙げることができるがこれらに限定されることはできない。関心領域は、あるいは、システム５００を使用することができる機械装置、建物、又は、別の開放又は閉鎖された環境など、ヒト以外の領域であり得る。
【０２３１】
図３の実施形態では、３つのツール５０１、５０２、５０３は、それぞれ、ツール支持体５６０ａ、５６０ｃ及び５６０ｅに挿入される。１人のオペレータが、３つのツール５０１、５０２、５０３のいずれか又は全てを含め、ツール位置決めシステム５００を操作することができる。あるいは、２人以上のオペレータが、３つのツール５０１、５０２、５０３のいずれか又は全てを含め、ツール位置決めシステム５００を操作することができる。
【０２３２】
３つのツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、５６０ｅは、基部４８５とコネクタ５８０との間に延在する。コネクタ５８０は、図示するように２つ以上のツール支持体５６０を接続し、及び／又は、そうでない場合は、２つ以上のツール支持体５６０間に安定化力を提供することができる。ツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、及び５６０ｅのそれぞれは、ツール挿入のための平滑な進入を作り出すためになど、近位端上に、それぞれ、漏斗形開口部５６４ａ、５６４ｃ及び５６４ｅを含むことができる。基部４８５は、それぞれ、第１、第２、及び第３のツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、５６０ｅと整合された第１、第２、及び第３の開口部を有するカラーを含む。第１、第２、及び第３のツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、５６０ｅの案内要素５６１ａ、５６１ｃ、５６１ｅ（総称して５６１）は、それぞれ、案内要素５６１の中央部が動作中に開口部内に位置決めされるように第１、第２、及び第３の開口部を通って延在することができる。基部４８５は、導入器４８０を受容する第４の開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、導入器４８０は、基部４８５を備える。
【０２３３】
少なくとも１つのツール５０１、５０２、５０３は、１つ以上のツール支持体５６０により摺動受容されるように構成され、準備された（手はずが整えられた）、それぞれ、ツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、及び５６０ｅに挿入されるシャフトを有することができる。ツール５０１、５０２、５０３の１つ以上は、吸引装置、ベンチレータ、光、カメラ、握持具、レーザ、焼灼器、クリップアプライヤ、鋏、針、持針器、外科用メス、ＲＦエネルギー送出装置、低温エネルギー送出装置、及び、それらのうちいくつかの組み合わせから成る群から選択することができる。ツール５０１、５０２、５０３は、不撓性及び／又は可撓性ツールシャフトを含むことができる。
【０２３４】
コネクタ５８０は、第１、第２、及び第３のツール支持体５６０ａ、５６０ｃ、５６０ｅに装着され、ツール支持体５６０ａ、５６０ｃ及び／又は５６０ｅ間に相対距離を保つように構成され、準備されることができる。コネクタ５８０は、ツール支持体５６０の１つ以上に固定装着することができる。あるいは、コネクタ５８０は、ツール支持体５６０の１つ以上に回転可能に装着することができる。コネクタ５８０は、ツール支持体５６０の異なる配置を達成することができるように、（例えば異なる分離距離及び／又は他の違いを有する）複数のコネクタ５８０はシステム５００内に設置されるときなど、ツール支持体５６０に装着可能及び／又はツール支持体５６０から離脱可能であるように構成され、準備されることができる。
【０２３５】
コネクタ４８５は、ツール支持体５６０の１つ以上に固定装着することができる。あるいは、コネクタ４８５は、ツール支持体５６０の１つ以上に回転可能に装着することができる。ジンバル（図示せず）が、基部４８５にて位置決めされると、基部４８５にて回転可能に１つ以上の案内要素５６１と係合することができる。
【０２３６】
１人のオペレータが、例えば、１人のオペレータ場所から、第１のツール支持体５６０ａから延在するツール５０１、第２のツール支持体５６０ｃから延在するツール５０２、及び／又は、第３のツール支持体５６０ｅから延在するツール５０３の１つ以上を操作することができる。あるいは、あるオペレータが、ツール５０１、５０２、５０３のうち２つのツールを操作することができ、別のオペレータが、ツール５０１、５０２、５０３．．の残りのツールを操作することができる。
【０２３７】
図４Ａは、本発明の構想の実施形態による、ツール支持体内管の斜視図である。図４Ｂは、本発明の構想の実施形態による、導入器の遠位端、ツール支持体、及び、多関節プローブの接続部の側面図である。図４Ｃは、本発明の構想の実施形態による、導入器の遠位端、ツール支持体、及び、多関節プローブの接続部の斜視図である。
【０２３８】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照すると、及び、図３のツール位置決めシステム５００を参照すると、導入器４８０の遠位端及び基部４８５が示されている。多関節プローブ４００の遠位外リンク４４１Ｄが、第１及び第２の遠位サイドポート４５０ａ、４５０ｂを含み、該サイドポートにて、ツールを摺動支持することができる。ツール支持体案内要素５６１が、基部４８５の頂部部分から延在する。ツール支持体内管５６３（図３及び図４Ａを参照されたい）が、ツール支持体案内要素５６１内に摺動可能に位置決めされる（尚、ツール支持体内管５６３は、例示上の明瞭さのために図４Ｃから除去されている）。内管５６３及び／又は案内要素５６１は、円形横断面、又は、長円形横断面、又は、管が本明細書で説明する実施形態に従って動作することを可能にする他の形状を有し得る。いくつかの実施形態では、ツール支持体内管５６３は、第１及び第２の遠位サイドポート４５０ａ、４５０ｂのそれぞれの１つに遠位端にて固定される（例えば、固定装着、回転可能に装着、又は、その他の方法で装着される）。このようにして、プローブの遠位外リンク４４１Ｄが（例えば長手方向に）前進されたとき、ツール支持体案内要素５６１は、所定の位置に固定されたままであり、一方、ツール支持体内管は、基部４８５からの延長長さが増大する。
【０２３９】
いくつかの実施形態では、１つ以上の中間外リンク４４１が、図示する２つの中間サイドポート４５５ａ、４５５ｂ（総称して中間サイドポート４５５）など、１つ以上のサイドポートを含むことができ、該サイドポートを、ツール支持体内管５６３は、摺動貫通することができる。中間サイドポート４５５は、ツール支持体内管５６３の不注意による座屈又は屈曲を防止するために、及び／又は、そうではない場合にはツール支持体５６０を通る１つ以上の長尺ツールシャフト又は他のフィラメントの平滑な並進を提供するためにツール支持体内管のロケータ及び／又は構造用支持体として動作する。
【０２４０】
いくつかの実施形態では、ツール支持体内管５６３は、遠位部分５７１にて可撓性強化特徴部を含むことができる。この実施形態では、ツール支持体内管５６３は、遠位部分５７１上のリブ特徴部を含み、リブの刻み目は、外径が小さくされている。管５６３は、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルブロックアミド（Ｐｅｂａｘ（登録商標））又はその他などプラスチックで形成することができる。あるいは、管５６３は、コイル又は編組（例えば、金属又はプラスチックコイル又は編組）が間にある２つの管で形成することができる。ここでは、２本のチューブは、ＰＴＦＥ管及びＰｅｂａｘ（登録商標）などで形成することができる。管５６３は、ＰＴＦＥなどで形成されたライナを含むことができる。そのようなリブ付けは、ツール支持体内管５６３の遠位領域における可撓性の強化に備える。いくつかの実施形態では、リブ付き部分は、主な本体部分と異なる材料組成（例えば、より可撓性の材料、又は、他のより可撓性の材料組成）、主な本体部分より比較的肉薄である壁部を有する部分、及び／又は、可撓性を強化する他の適用可能な機構部を有する。
【０２４１】
多関節プローブ４００の遠位外リンク４４１Ｄ及び近接外リンク４４１の完全な操向能力が、適切なプローブ操作のために非常に望まれる。ツール支持体内管５６３の相対柔軟度を強化することにより、チューブ５６３による操向能力に対する任意の干渉が緩和又は防止される。
【０２４２】
ツール支持体内管５６３の近位端が、ツール挿入を支援するために漏斗形特徴部５７３を含むことができる。
【０２４３】
いくつかの実施形態では、導入器４８０の基部４８５は、基部４８５の下面４８５ａから突出するフランジ４８６などを含む。フランジ４８６は、多関節プローブ４００が貫通する導入器４８０のチャネルと連通する（例えばチャネルを伸張する）ように位置決めされる。このようにして、フランジ４８６は、プローブが導入器４８０を出るか又はその他の方法で導入器４８０から延在する地点に近接してプローブ４００の更なる支持を提供する。図４Ｂを参照すると、プローブ４００が出るフランジ４８６の表面４８６ａは、ツール支持体内管５６３が出る基部４８５の表面よりも遠位（例えば、ページ上ではより下）であることがわかる。このようにして、プローブ４００は、更に支持され、プローブが導入器４８０を出る地点に対するモーメントアームが低減される。同時に、ツール支持体内管５６３の出口位置は、フランジ４８６内を通らないことにより維持され、その代わりに、フランジ４８６からプローブ４００の出口位置に近位のピボット場所にて内管５６３を貫通するツールの屈曲角形成を可能にするためになど、フランジ４８６の近傍又は外部にある。フランジ４８６は、（例えば導入器４８０の残りに装着可能な）装着可能な構成部品を備えることができるか、又は、固定装着することができる（例えば、導入器４８０の単体構造）。いくつかの実施形態では、複数の装着可能なフランジ４８６が、プローブ４００の支持のために異なる構成を提供するために設置される。
【０２４４】
図５Ａは、本発明の構想の実施形態による、本明細書で説明する多関節プローブ４００など、多関節プローブの取り外し可能な送り装置頂部アセンブリ３００の分解設計概略図である。図５Ｂは、本発明の構想の実施形態による組付け済みの送り装置システムの例示的な内部図である。一実施形態では、頂部アセンブリ３００は、ケーブルボビン３１６ａが位置決めされる安定化プレート３５５を有するハウジング３６０を含む。ハウジング３６０は、典型的には、強化プラスチックハウジングなど射出成形プラスチックハウジングである。一実施形態では、安定化プレート３５５は、１つ以上の補強ハウジングリブ３６２に近接してハウジング３６０に取り付けられる。一実施形態では、ケーブル３５０は、内リンク及び外リンク（例えば、図２Ａ〜図２Ｃの内リンク機構部４２０及び  外リンク機構部４４０のリンク）の両方を備える多関節プローブ４００を通って延在する。一実施形態では、ケーブル３５０は、操向し及び可逆的に締め付けて、本明細書で説明するなどの内リンク機構部４２０又は外リンク機構部４４０の一方又は両方を「ロックする／堅くする」ために使用することができる。一実施形態では、１つ以上のケーブル３５０を使用してリンクをロックすることができ、２つ以上のケーブル３５０を使用してリンクを操向することができる。例えば、３次元での図２Ａ〜図２Ｃの外リンク機構部４４０リンクの操向に３つのケーブル３５０を指定することができる。これらの３つのケーブル３５０は、また、外リンク機構部４４０をロックするのに使用することができる。残りのケーブル３５０は、内リンク機構部４２０のリンクをロックするのに使用することができる。一実施形態では、ロックにケーブル３５０を使用するとき、印加される力を均等に又は不均等にケーブル３５０に分散させることができる。例えば、３６ポンドの力が３つのケーブル３５０に接続された外リンク機構部４４０をロックするのに印加される場合、１２ポンドの力を接続されたケーブルのそれぞれに均等に印加することができる。一実施形態では、ボビン３１６ａのうちの３つは、多関節プローブ４００前進のためにケーブルを操向及び送り出し、プローブ４００後退のためにケーブルを後退させ、（例えばロックするために）プローブ４００を柔軟状態から剛直状態に遷移し、（例えば、可撓になるために）プローブ４００を剛直状態から柔軟状態に遷移するためになど外リンクを制御するように構成される。この実施形態では、１つのボビン３１６ａは、典型的には、プローブ４００前進のためにケーブルを送り出し、プローブ４００後退のためにケーブルを引き戻し、（例えばロックするために）プローブ４００を柔軟状態から剛直状態に遷移し、（例えば、可撓になるために）プローブ４００を剛直状態から柔軟状態に遷移するためになど、内リンクを制御するために使用される。いくつかの実施形態では、ケーブル３５０にボビン３１６ａにより掛けられる力が、プローブ４００の装着後の内リンク又は外リンクをロックするためになど、１ポンド、１０ポンド、３０ポンド、及び／又は５０ポンドを超える可能性がある。４つのケーブルがプローブ４００を操向及びロックするために使用される構成において、ボビ���３１６ａにより掛けられる総体的な力は、５０ポンドが内リンクを（例えば単一のケーブルで）ロックするために印加され、ケーブル当たり１５ポンドが外リンクを（例えば３つのケーブルで）ロックするために使用されるときなど、９５ポンドを超える可能性がある。様々な実施形態では、印加される力の量は、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０のリンクのサイズ（直径及び長さを含む）に関係し、リンク操向の滑らかさにも関係する。より大きな力が、リンクが互いに対して伸張又は後退されるときを含め、１組のより大きい及び／又はより長いリンクをロック及び安定させるために必要であり得る。
【０２４５】
ヒールプレート３７５（本明細書でヒール部３０１ともいう）は、安定化プレート３５５に固定装着され、本明細書で説明するように基部アセンブリ２００とロック可能に係合することができる。カム３０３が、また、ハウジング３６０に装着され、カム３０３は、基部アセンブリ２００とロック可能に係合するように配置される。一実施形態では、カム３０３は、関節動作することができ、掛け金突起（図１２の係合アセンブリ２０３などの）と係合すると下方に回転するようにばね付勢される。一実施形態では、ばね付勢型カム３０３は、最大約２０ポンドまでの張力を提供するが、それに限定されない。ヒールプレート３７５及びカム３０３は、基部アセンブリ２００と結合して、それによって安定し、ボビン３１６ａを介してなどのプローブ４００への力（例えばケーブルにより印加された力）の伝達中に送り装置システム及び基部アセンブリ２００の横方向の動きを含め望ましくない動きの抵抗を促進する。本明細書で説明するように、頂部アセンブリ３００は、プローブ４００が生物学的又は有毒な材料に晒されているときなど、洗浄されるか、又は、別の頂部アセンブリ３００（例えば新しい、無菌の頂部アセンブリ３００）と交換されるためになど、基部アセンブリ２００から離脱可能であるように構成することができる。
【０２４６】
キャリッジ駆動セグメント３１０は、補強導入器４８０に遠位に装着され、キャリッジ駆動セグメントを介して、プローブ４００が延在する。導入器４８０は、例えば、導入器４８０が、大多数の患者で見つかる体腔形状と類似の外面を備えるときなど、標的区域を通るか又は標的区域に向うプローブ４００の初期経路を案内するのに使用することができる。プローブ４００は、例えば、プローブ４００を使用して患者に医療処置を行うとき、プローブ４００が導入器４８０を出た後に使用される微細な動き制御の前に、導入器４８０を通って迅速に前進するように構成することができる。
【０２４７】
図５Ａ、図５Ｂ、及び図６Ａを参照すると、頂部アセンブリ３００の力伝達駆動サブアセンブリ３２０の例示的な斜視図が示されている。頂部アセンブリ３００は、２つの案内ねじ３２２に沿って２つのキャリッジアセンブリ、キャリッジ３２５を独立して駆動するように構成されるキャリッジ駆動セグメント３１０を含む。案内ねじ３２２は、案内ねじ３２２が逆駆動されないように構成されたピッチを備えることができる。一実施形態では、例えば、図２Ａ〜図２Ｃに関して説明するように、１つのキャリッジ３２５ｂは、外リンク機構部４４０を駆動し、（キャリッジ３２５ｂから独立した）１つのキャリッジ３２５ａは、内リンク機構部４２０を駆動する。案内ねじ３２２は、歯車３１６ｂ及び歯車３４５を含み得る９０度歯車アセンブリ、及び／又は、案内ねじ３２２を回転させる他の関連した要素により駆動される。一実施形態では、歯車３１６ｂ及び３４５は、歯車間の全体的な接触を増大させ、更に、基部アセンブリ２００とプローブ４００との間の力伝達を安定させるように螺旋ねじ（helical threads）を含む。案内ねじ３２２は、ハウジング３６０に取り付けられる軸受取付けブロック３４２及び３４４内に固定される。一実施形態では、軸受取付けブロック３４２は、歯車３４５と案内ねじ３２２との間の力伝達を更に安定させるスラスト軸受３４７を含む。一実施形態では、キャリッジ３２５ａ、ｂ（総称して３２５）は、ガイドレール３２７に摺動可能に載る溝を含み、この溝は、ガイドレール３２７の回転動作に対してキャリッジ３２５の直線運動を確保すること、及び、頂部アセンブリ３００の望ましくないトルク付与又は圧縮など、力伝達中に望ましくない動きに抗するように、サブアセンブリ３２０、頂部アセンブリ３００及びプローブ４００の更なる安定化を提供することを促進する。ガイドレール３２７は、更に、特に、不均等な力がキャリッジに印加されたときに、キャリッジ３２５間の望ましくない相対的移動を防止することができる。一実施形態では、ガイドレール３２７は、実質的に平行な構成を維持して頂部アセンブリ３００の安定性を維持するために、摺動受容されて軸受取付けブロック３４４及び３４２内に固定される。一実施形態では、ガイドレール３２７は、キャリッジ３２５の受容部分に摺動係合するように構成された正方形、長方形、丸形、溝穴付き、又は、他の様々な横断面形を有するように構成される。１つの実施形態では、ガイドレール３２７は、頂部アセンブリ３００の１つ以上の軸線（例えば頂部アセンブリ３００の長軸）に沿った望ましくない撚りを防止するように構成された長方形断面を有する。２本のねじ及びレールによる構成は、特に、送り装置システムの撚り及び屈曲に抗する一助となる。一実施形態では、サブアセンブリ３２０は、ハウジング３６０がプラスチック製の射出成形ハウジングを備えるときなど、力伝達中にハウジングの偏向を最小限に抑えるためにハウジング３６０内に固定される別個のサブアセンブリである。一実施形態では、キャリッジ３２５は、案内ねじ及び／又はレールと係合する補強ブッシングを含む。一実施形態では、ブッシングは、テフロン（登録商標）、又は、同様の滑らかな材料で被覆及び／又は満たされる。図６Ｂは、本発明の構想の実施形態による頂部アセンブリ３００の力伝達駆動サブアセンブリ３２０の斜視図である。図６Ｃは、図６Ｂの力伝達駆動サブアセンブリ３２２０の９０度歯車伝達サブアセンブリの例示的な側面斜視図である。
【０２４８】
図６Ｄは、例示上の明瞭さのために１つの案内ねじ３２２及び他の構成部品が除去され、図６Ｂの力伝達駆動サブアセンブリ３２０の別の例示的な斜視図である。一実施形態では、取り付けブロック３４４は、案内ねじ３２２と軸受取り付けブロック３４４との間の適切な整合を確保することを助ける球面軸受３４６を含む。図６Ｅは、本発明の構想の実施形態による、図６Ａ〜図６Ｂの力伝達駆動アセンブリの案内ねじ（図示せず）の軸受取り付けブロック３４４の例示的な斜視図である。
【０２４９】
図６Ｆは、図６Ａ〜図６Ｂの力伝達駆動サブアセンブリ３２０の案内ねじ３２２の軸受取り付けブロック３４２の例示的な斜視図である。先に論じたように、一実施形態では、軸受取り付けブロック３４２は、歯車３４５と案内ねじ３２２との間の力伝達を更に安定させるスラスト軸受３４７を含む。
【０２５０】
図７Ａは、本発明の構想による、送り装置アセンブリ１０２の頂部アセンブリ３００の内部構成部品の斜視図である。送り装置アセンブリ１０２は、第１及び第２のガイドレール３２７ａ、３２７ｂに沿って滑動する第１及び第２のキャリッジ３２５ａ、３２５ｂを含むキャリッジ駆動セグメント３１０を含む。第１キャリッジ３２５ａは、第１の案内ねじ３２２ａと連絡し、第２のキャリッジ３２５ｂは、第２の案内ねじ３２２ｂと連絡する。このようにして、案内ねじ３２２ａ、３２２ｂの回転は、キャリッジ３２５ａ、３２７ｂをガイドレール３２７ａ、３２５ｂに沿って直線経路内で駆動する対応するキャリッジ３２５ａ、３２５ｂの直線運動に変換される。いくつかの実施形態では、第１のキャリッジ３２５ｂは、プローブ４００の内リンク機構部４２０と連絡する内キャリッジを備える。第２のキャリッジ３２５ｂは、プローブ４００の外リンク機構部４４０と連絡する外キャリッジを備える。キャリッジ３２５ａ、３２５ｂ（総称して３２５）は、それぞれ、機構部が長手方向に独立して前進及び後退させることができるように内リンク機構及び外リンク機構４２０、４４０の最も近位のリンクに結合される。エナジーチェーン３９１は、第１の端部にて、頂部アセンブリ３００の固定された（非移動）部分に、第２の端部にて第２のキャリッジ３２５ｂに結合される。エナジーチェーン３９１のセグメントは、キャリッジ３２５ｂが頂部アセンブリ３００の非移動部分に対して移動するときに伸張及び後退する。エナジーチェーン３９１は、送り装置アセンブリ１０２からプローブ４００のリンクを通って延在するワイヤ及び可撓性フィラメントの保護機構部として採用することができる。エナジーチェーン３９１は、導管３９２などの可撓性フィラメントを受容する中央開口を有する鎖のような構造を備えることができる。エナジーチェーン３９１は、いくつかの実施形態では、実質的に単一の平面のままにありながら曲率を変えるように付勢を与える。
【０２５１】
いくつかの実施形態では、導管３９２は、カメラケーブルを備え、カメラケーブルで、電気信号及び光信号、例えば、データ信号、電力信号などが、内リンク機構及び外リンク機構の遠位リンクに取り付けられたカメラ光学素子と基部アセンブリ２００との間で転送される。プローブが手順中に遠位方向に伸張するとき、更なるケーブルが、プローブの操向と干渉しないように自由に遠位方向に通過することが許容される。プローブが延長部の軸線に対して軸外である特定の配向に操向されるとき、更なるケーブルが、プローブ内に供給されることが必要とされる。更に、いくつかの実施形態では、操向操作に使用される外リンクの数は、本明細書で説明するように変わる可能性がある。そのような場合、ケーブルは、リンクを通過して送り装置に至ることが自由に許容され、プローブを通過するケーブルの長さは、操向操作において使用されるリンクの数に応じて変わる。したがって、導管３４１は、１つ以上の供給ループ３９０ａ、３９０ｂ、３９０ｃ（図７Ｂを参照されたい）を含むことができる。供給ループ３９０ａ、３９０ｂ、３９０ｃは、送り装置基部に対するプローブの遠位端位置に応じて、プローブ内に供給し、かつ、プローブから除去することができ更なる緩い導管３９２に備える。
【０２５２】
図７Ｂは、例示上の明瞭さのためにエナジーチェーンが除去された送り装置アセンブリ１０２の遠位端の斜視図である。いくつかの実施形態では、ケーブル内の第１の供給ループ３９０ａは、（例えば、オペレータによる選択に従って）操向操作において使用される現在の最遠位外リンクの最大操向の量に備える。第１の供給ループ３９０ａは、操向操作中にプローブを出入りするケーブルの自由な運動を可能にする屈曲部を含む。いくつかの実施形態では、導管３９２は、カメラケーブルを備え、第１の供給ループ３９０ａは、第１の端部にてプローブ４００の最遠位外リンク４４１Ｄ内に位置決めされたカメラ光学部品に結合され、第２の端部３９３にて第２のキャリッジ３２５ｂに結合される。第１の供給ループ３９０ａの長さは、（例えば、外リンク機構部４４０が最も遠くに前進時の最小曲半径内での範囲の操向を実現するために）累積的な組の操向操作中におそらく遭遇される可能性がある多関節プローブ４００の全ての形態を実現できるように選ばれる。このようにして、操向操作は、不十分な導管長による導管３９２の緊張からの干渉なくプローブ４００において行うことができる。この例示的な実施形態では、第１の供給ループ３９０ａは、プローブ４００の最近位外リンク４４１の開口を貫通する。いくつかの実施形態では、第１の供給ループ３９０ａは、図示するように（例えば、プローブ４００の全ての潜在的な操向操作を実現するように集合的に構成された導管３９２の複数の物理ループを備える）第３の供給ループ３９０ｃを備える。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、導管３９２内の第２の供給ループ３９０ｂは、プローブ４００の前進及び後退に備える。第２の供給ループ３９０ｂは、（例えば、外リンク機構部４４０を駆動しながら）第２のキャリッジ３２５ｂの自由な運動を可能にするループ部を含む。いくつかの実施形態では、導管３９２は、カメラケーブルを備え、第２の供給ループ３９０ｂは、カメラコネクタ３９４の第１の端部にてカメラ回路基板に結合され、第２の端部３９３にて第２のキャリッジ３２５ｂに結合される。第２の供給ループ３９０ｂの長さは、第２のキャリッジ３２５ｂの並進の全ての範囲に適応するためになど、第２のキャリッジ３２５ｂの直線並進の最大距離よりも長いように選ばれる。図７Ｂに示すように、第２の供給ループ３９０ｂは、エナジーチェーン３９１により保護及び設置されることができる。
【０２５４】
図８は、本発明の構想による、キャプスタン駆動アセンブリの概略図である。図８Ａは、本発明の構想による、送り装置アセンブリの外皮切断正面側斜視図である。図８Ｂは、本発明の構想による、送り装置アセンブリの歯車箱の外皮切断詳細正面側斜視図である。
【０２５５】
図８を参照すると、いくつかの実施形態では、複数の駆動アセンブリ２１０が、送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００内に設置される。各駆動アセンブリ２１０は、いくつかの実施形態では、モータ２１２、歯車アセンブリ２１３、及びキャプスタン２１６を含む。キャプスタン２１６は、頂部アセンブリ３００上の対応するボビンと接合するように構成され、準備される。代替実施形態では、駆動アセンブリ２１０は、キャプスタンよりもむしろボビンを含むことができ、その場合、頂部アセンブリ３００は、対応するキャプスタンを含む。
【０２５６】
駆動アセンブリ２１０及び対応するキャプスタン２１６は、頂部アセンブリ３００上のボビン３１６ａを駆動し、ボビンは、次に、ケーブルを駆動し、頂部アセンブリ３００上では、ケーブルが、プローブ４００の動作を制御するために使用される。様々な実施形態では、モータ２１２は、ブラシレスＤＣモータ、ステッパモータ、閉ループサーボモータを含むがこれらに限定されない、いくつかの好適なモータタイプのいずれかを備えることができる。様々な実施形態では、閉ループ動作を提供するためのモータリンク機構エンコーダ又は位置センサが（例えば、モータ２１２及び／又は歯車アセンブリ２１３内に）含まれ得る。歯車アセンブリ２１３は、例えば、最大２０：１までの歯車比を提供する機械式アセンブリを備えることができ、歯車アセンブリ２１３は、モータ２１２によりもたらされる回転変位を対応して低減する（例えば、また、供給されるトルクを対応して増大させる）ためにモータ２１２に接続することができる。更に、又は、あるいは、モータ２１２自体は、例えば、最大１６：１までの歯車減速を提供する歯車アセンブリを任意選択的に含み得る。
【０２５７】
本発明の構想により、モータ２１２及び歯車アセンブリ２１３は、ボビンでのケーブル動作に抗するように構成することができる。このようにして、ボビンは、モータ２１２により駆動されたときにのみ回転し、プローブ４００からケーブルを介してその他の方法で伝達され得る他の固有の動きに抗する。このようにして、モータ２１２は、操向ケーブルにより印加される力による逆駆動に実質的に抗する。強化された動き抵抗能力で、モータ２１２は、使用中ではないとき、例えば、動作サイクル（例えば、操向及び／又は並進操作）間において、電源切断することができ、エネルギーが保存され、熱出力が低減され、駆動アセンブリ２１０の寿命が延びる。また、外力がプローブ４００に印加されるとき、例えば、プローブ４００が組織と接触しているとき、望ましくないプローブの動きに抗するためにプローブのモータの電源を投入する必要がない。
【０２５８】
そのような強化された動き抵抗は、いくつかのアプローチのいずれかで達成することができる。いくつかの実施形態では、ウォームギヤ歯車装置機構部を駆動アセンブリ２１０に採用することができる。そのようなウォームギヤ歯車装置機構部は、本質的に逆駆動不可能である。他の実施形態では、好適な保持力を有するステッパモータを適用することができる。別の実施形態では、短絡駆動誘導体(short-circuited drive inductor)を有するＤＣモータを採用することができ、その理由は、モータ用磁石に対する一切の回転がこの構成において抗されるからである。他の実施形態では、回転防止要素、例えば、爪又はラチェットを有する機械式歯車を採用することができる。他の実施形態では、磁石を基本とする位置保持アセンブリを採用してモータ保持力を提供することができる。
【０２５９】
図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、基部アセンブリ２００は、基部、モータ２１２、歯車アセンブリ２１３、及び、キャプスタン２１６を位置決めする基部ハンドル２２０を含む。歯車アセンブリ２１３は、ウォーム２１３ａ及び接合歯車２１３ｂを備える。図８Ｂの詳細図において、モータ２１２がウォーム歯車アセンブリ２１３を駆動することがわかる。ウォーム２１３ａのねじ山は、キャプスタン（図示せず）及び対応するボビンを駆動する歯車２１３ｂと噛み合う。対応するボビンに装着されたケーブルにより印加される歯車２１３ｂのどのような逆回転力も、歯車２１３ｂ及びウォーム２１３ａの接続部により抗される。このようにして、ケーブルは、ウォーム２１３ａと歯車２１３ｂの機械式関係の固有のロック（即ち、抗逆転特性）によって所定の位置にロックされる。
【０２６０】
いくつかの実施形態では、モータ２１２は、モータマウント２１８にて基部アセンブリ２００のシャーシに装着される。いくつかの実施形態では、モータマウント２１８は、それぞれ、回転可能に基部アセンブリ２００のシャーシに取り付けられ、歯車２１３ｂの車軸周りに回転する。いくつかの実施形態では、モータマウント２１８は、最小の抵抗で回転するように構成され、準備される。いくつかの実施形態では、モータマウント２１８は、低抵抗軸受上で回転する。いくつかの実施形態では、モータマウント２１８の一部２１８ａは、基部アセンブリ２００のシャーシに取り付けられたロードセル２２１と整合するために回転する。ロードセル２２１は、送り装置ユニット１００ａ及び／又はインタフェースユニット１００ｂに負荷情報を提供するケーブル２２３を含む。
【０２６１】
このようにして、モータマウント２１８は、ロードセル２２１と係合して、所与のモータ２１２と一致するボビン３１６ａに印加されたケーブルのケーブル張力に相関させることができる測定された力を提供する。ケーブル張力により、ボビン及び関連の係合されたキャプスタン上で捻り力が印加される。これにより、次に、トルクが、（例えば、歯車アセンブリ２１３の）駆動歯車２１３ｂ、したがってモータ２１２及びモータマウント２１８に印加される。モータマウント２１８は、ケーブル張力が印加されると回転しようとする。そのような回転により、力がロードセル２２１に印加される。このようにして、ロードセルにて測定された力をケーブル張力に相関させることができる。
【０２６２】
いくつかの実施形態では、モータマウント２１８及びロードセル２２１の接続部は、その間の接触を確保及び／又は調整する調整ねじ２１９を含むことができる。最小負荷が常にロードセル上に存在することを確保する付勢ばねを更に含むことができる。この構成は、力が０近傍でのロードセルによる測定を回避し、これは、そのような用途における望ましい回避でありえる。
【０２６３】
図９は、本発明の構想による、送り装置アセンブリの一部外皮切断正面側斜視図である。
【０２６４】
いくつかの実施形態では、送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００は、図９に示すように基部アセンブリ２００の回路基板に取り付けられた位置センサ２２５など位置センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、位置センサ２２５は、送り装置アセンブリ１０２が移動されたかどうかを判定するために、及び／又は、送り装置アセンブリ１０２の幾何学的な配向を判定するためになど、使用中に１つ以上の時間間隔にて送り装置アセンブリの相対位置（例えば、３Ｄ空間における配向及び／又は場所）を測定することができる。位置センサ２２５は、運動センサ、変位センサ、及び／又は、加速度計を含むことができる。いくつかの実施形態では、多次元レベルスイッチ、例えば、水銀スイッチの列、ジャイロスコープ、又は、重力に対する角度方位を供給する他のセンサが、センサ２２５に採用され得る。本説明上、「位置センサ」という用語は、１つ以上の自由度において物の位置や姿勢又は変位を測定することができる全ての形式のセンサを含むことが意図されている。
【０２６５】
本明細書で説明するように、プローブ４００のケーブルに作用する力、及び／又は、１つ以上のロードセル２２１に印加された力は、プローブ４００の位置や姿勢及び角度方位によっては変化する可能性がある。これは、また、送り装置アセンブリ１０２の他の部分の位置や姿勢及び角度方位の関数としてケーブルに作用する力、及び／又は、１つ以上のロードセル２２１に印加された力に当てはまる。したがって、手順中、１つ以上の較正手順は、図２８を参照して本明細書で以下で説明する較正手順など、送り装置アセンブリ１０２の現在位置や姿勢及び角度方位に基づいて実行することができる。位置センサ２２５により検出されるように、一定量の送り装置アセンブリ１０２動きが検出されると、システムは、再較正して、送り装置アセンブリ１０２の位置の変化の結果として、ケーブル及び／又はロードセル２２１に印加された力の変動に対応し得る。
【０２６６】
図１０をここで参照すると、本発明の構想による安全システム１０６０の概略図が示されている。安全システム１０６０は、安全リレー１０７１ａ−ｉ〜１０７１ａ−ｖ、１０７１ｂ−ｉ〜１０７１ｂ−ｖ（全体的に、１０７１）、電力リレー１０７２ａ−ｄ（全体的に、１０７２）、及び、フットスイッチ１０７３及び／又は緊急時スイッチ１０７４など、少なくとも１つのユーザ起動式のスイッチを含む一連のスイッチ（単独で又は集合的に、スイッチ１０７０）を備える。発明の構想のシステム１００は、電源、モータ電源１０６１、及び、１つ以上のモータ、モータ１０６２（例えば、本明細書で説明するモータ２１２などのケーブル駆動モータ又はキャリッジ駆動モータ）を更に備える。安全システム１０６０は、本発明の構想の１つ以上の電力リレー１０７２、又は、他の電気構成部品への電力を制御するように構成された一連の機械式、電気機械式、又は、電子式リレー又はスイッチを備えることができる。電力リレー１０７２は、多関節プローブ４００の全部又は一部を操向及び／又はロックするために使用されるケーブルに掛かる張力を制御するように構成された１つ以上のモータ、及び／又は、本発明の構想のキャリッジアセンブリを並進するか、又は、その他の方法で駆動するように構成された及び／又はモータなど、１つ以上のモータ（例えば、モータ１０６２）、又は、本発明の構想の１つ以上の他の電気構成部品に電力（例えば、モータ電源１０６１から供給される電力）を接続及び／又は分離する（本明細書では以下「制御する」）ように構成された一連の電気機械式又は電子式のリレーを備えることができる。いくつかの実施形態では、複数のスイッチ１０７０は、何らかの単一のスイッチ１０７０が「開位置」にある場合（開スイッチ又は開回路を作り出すためになど給電されていないリレーなど）、システムのいずれか又は全部のモータは、モータ電源から分離されるように直列に接続される。
【０２６７】
安全システム１０６０は、インタフェースユニット１００ｂ（コンソール１００ｂともいう）内の安全バス，コンソール安全バス、又は、バス１０６３を更に備える。安全システム１０６０は、送り装置ユニット１００ａ内の安全バス、送り装置安全バス１０６４を更に備える。いくつかの実施形態では、複数の安全リレー１０７１は、全ての安全リレー１０７１は閉位置にあって、バス１０６３及び／又はバス１０６４は、直列に接続された１つ以上の電力リレーなど１つ以上の電力リレー１０７２に電気的に接続されるように、１つ以上の電力リレー１０７２は、閉位置にあり、モータ１０６２は、本明細書で以下で詳細に説明するように、モータ電源１０６１に電気的に接続されるように直列に接続される。
【０２６８】
安全システム１０６０は、頂部アセンブリ３００、基部アセンブリ２００、及び、インタフェースユニット１００ｂの１つ以上内に位置決めされた１つ以上の電子モジュールなど、１つ以上の電子モジュールを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の安全サブシステム１０６０ａは、基部アセンブリ２００内に位置決めされ、第２の安全サブシステム１０６０ｂは、インタフェースユニット１００ｂ内に位置決めされる。安全サブシステム１０６０ａ及び１０６０ｂは、どちらかのサブシステム内の開スイッチ１０７０が、１つ以上の電力リレー１０７２を開成して、電力をいずれか又は全部のモータ１０６２から分離することになるように相互接続することができる。この特定の構成は、システム１００がインタフェースユニット１００ｂと送り装置ユニット１００ａとの間に位置決めされた隔離回路など患者用電気分離回路を含むときに利点を提供することができる。
【０２６９】
スイッチ１０７０は、システム「不良」により、結果として、発生した不良を検出するように構成されたリレー１０７１が開成となるようにシステムパラメータを（例えば、各リレー１０７１への制御入力を介して）モニタするように構成することができる。リレー１０７１、並びに、スイッチ１０７３及び１０７４は、制御下のモータ電力リレー１０７２が入力数の状態に基づいて閉成することができるかどうかを判定するステートマシンを形成する（例えば、全ての入力リレー及びスイッチは、閉成する電力リレー１０７２が閉成するために閉鎖されなければならない）。
【０２７０】
各サブシステム１０６０ａ及び１０６０ｂを含む安全システム１０６０は、任意のモニタされたパラメータの瞬間的なドロップアウトを検出するとシステム１００を「安全な状態」にすることができ、いずれか又は全部のモータ１０６２は、それぞれの安全リレー１０７１を開成することによりモータ電源１０６１から分離され、それぞれの安全リレー１０７１は、次に、電力リレー１０７２への制御電流を中断する。
【０２７１】
各安全リレー１０７１は、直列接続され（例えば、図示するリレーの直列接続など、「チェーン」接続スキームで配置され）、全ては、電力リレー１０７２が閉成するために閉成されなければならない。
【０２７２】
基部アセンブリ２００内の全ての安全リレー１０７１ａ接点状態は、送り装置ユニット１００ａ内のプロセッサ、送り装置制御プロセッサ（ＦＣＰ）によりモニタされ、送り装置制御プロセッサ（ＦＣＰ）は、基部アセンブリ２００内に位置決めすることができる。
【０２７３】
インタフェースユニット１００ｂ内の全ての安全リレー１０７１ｂ接点状態は、ユニット１００ｂ内のプロセッサ、例えば、管制卓制御プロセッサ（ＣＣＰ）によりモニタされる。
【０２７４】
基部アセンブリ２００は、図示するように、１つ以上の安全リレー１０７１ａ、又は、他のスイッチを含むことができる。リレー及び／又はスイッチは、開位置にあるときに送り装置安全バス１０６４を中断することができる。各リレー又はスイッチは、基部アセンブリ２００内の１つ以上の電力リレー１０７２ａに給電する（例えば閉成する）ために（例えば、バス１０６４を中断するためにではなく）閉成されなければならない。
【０２７５】
送り装置制御プロセッサＦＣＰは、第１の安全リレー１０７１ａ−ｉを制御する。このリレーは全てのソフトウェアチェックに合格したときに閉成される。ＦＣＰによりモニタされるソフトウェアパラメータが容認可能な範囲外である場合、結果的に得られた信号により、関連の安全リレー１０７１ａ−ｉが開成されることになる。
【０２７６】
ＦＰＧＡを含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｉｉを制御することができる。ＦＰＧＡは、モータエンコーダ位置エラー又は通信エラーがない場合にこのリレーを閉成する。任意のエラーの検出により、結果として関連の安全リレー１０７１ａ−ｉｉの開成になることになる。
【０２７７】
ＦＣＰウォッチドッグタイマー（ＷＤＴ）を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｉｉｉを制御することができる。ＦＣＰ  ＷＤＴはＦＣＰの適切な性能をモニタし、連続的に（例えば、１３５ｍｓもの頻度で）アサートされなければならず、（例えば、ソフトウェアクラッシュ、ＦＣＰハードウェア故障、又は、類似の不利なイベントのために）これがなされなくなると、結果としてＷＤＴは、関連の安全リレー１０７１ａ−ｉｉｉを開成することになる。
【０２７８】
電圧モニター（ＶＭＯＮ）を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｉｖを制御することができる。ＶＭＯＮ回路は、基部アセンブリ２００、及び、基部アセンブリ２００内の電子品に給電する１５Ｖ及び２８Ｖ電源上の供給電圧をモニタする。ＦＣＰに給電する臨界供給電圧は、冗長にモニタされる。モニタされる電圧は、常に公称電圧の所定のウィンド（例えば±１０％）内のままでなければならず、そうでない場合には、ＶＭＯＮエラーは生じ、関連の安全リレー１０７１ａ−ｉｖが開成される。
【０２７９】
プローブマウント検出回路を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｖを制御することができる。この回路は、図Ａ−１の頂部アセンブリ１１０の存在を検出する。頂部アセンブリ１１０が検出されない場合、関連の安全リレー１０７１ａ−ｖは、開成されることになる。
【０２８０】
増幅器不良（Ａｍｐ不良）検出回路を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｖｉを制御することができる。この回路は、増幅回路の適切な機能を検出する。不良が検出された場合、関連の安全リレー１０７１ａ−ｖｉは開成することになる。
【０２８１】
温度センサ（Ｔｅｍｐ）は、含めると、図示するように安全リレー１０７１ａ−ｖｉｉを制御することができる。温度センサは、基部で周囲温度を測定し、万一、最大許容量（例えば６０℃）を超えた場合、関連の安全リレー１０７１ａ−ｖｉｉが開成することになる。
【０２８２】
力過負荷回路を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｖｉｉｉを制御することができる。この回路は、いずれか又は全部の操向ケーブル（例えば、システム１００のプローブ１１２を操向及び／又はロックするために使用される操向ケーブル）に掛かる張力をモニタする。モニタされた張力が予め設定された最大値を超えた場合、関連の安全リレー１０７１ａ−ｖｉｉｉは開成することになる。
【０２８３】
コンソールイネーブルリレー１０７１ａ−ｉｘは、図示するように含めることができる。このリレーが閉成するためには、ベースイネーブルリレー及びＣＣＰリセット制御式リレー、及びフットスイッチイネーブル式リレーを除き、コンソール１００ｂ内の全ての安全リレー１０７１ｂは、閉成されなければならない。
【０２８４】
ＦＣＰリセット信号を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ａ−ｘを制御することができる。全ての前出リレー１０７１ａは閉成されなければならず、リセット回路は、このリレー１０７１ａ−ｘが閉成するためには、ＦＣＰから立ち上がりパルスによりストローブされなければならない。制御回路（例えば、ＦＣＰリセット信号をモニタして、関連の安全リレー１０７１ａ−ｘの状態を制御する回路）は、ラッチとして構成され、ＦＣＰにより制御された入力はストローブ信号の立ち上がりのみに応答するように設計される。関連のＦＣＰポートが高い状態で身動きが取れない場合、回路はこのリレー１０７１ａ−ｘが閉成すること許容しないことになるようにＡＣ（交流）結合が採用される。しかしながら、閉成されると、ＦＣＰは、リレー１０７１ａ−ｘをもはや開成することができない。（リレー１０７１ａ−ｘは、２つの入力を有するラッチングリレーであり、一方は、閉成するために良好でなければならない安全回路の状態であり、他方は、ＦＣＰからのストローブパルスである。ストローブされると、リレーは、閉成し、不良が安全回路の他の場所で検出されるまで閉成されたままである）時間周期（典型的にはウェル＜１０ｍｓ）の前出リレーのいずれが中断されると、結果として、このリレー１０７１ａ−ｘは、開成することになる。
【０２８５】
２つの安全リレー１０７１ａ−ｘｉ及び１０７２ａ−ｘｉｉは、図示するように、ＦＣＰにより独立して制御されて、モニタされる別個のエネイブルリレーとして構成することができる。リレー１０７１ａ−ｘｉ及び１０７２ａ−ｘｉｉの両方は、コンソール１００ｂ内に位置するリレードーターボードＰＣＡ上に位置する２つのモータ電力制御リレー１０７２ａ及び１０７２ｂを閉成するために、閉成されなければならない。
【０２８６】
コンソール１００ｂは、図示するように、１つ以上の安全リレー１０７１ｂ、又は、他のスイッチを含むことができる。リレー及び／又はスイッチは、開位置にあるときにコンソール安全バス１０６３を中断することができる。各リレー又はスイッチは、コンソールユニット１００ｂ内の１つ以上の電力リレー１０７２ｂに給電する（例えば、閉成する）ために（例えば、バス１０６３を中断するためにではなく）閉成されなければならない。
【０２８７】
オペレータアクセス可能な緊急停止スイッチ（Ｅ−ＳＴＯＰ１０７４）を、図示するように含めることができる。ＣＣＰは、Ｅ−ＳＴＯＰスイッチの状態をモニタして、オペレータ呼び出された緊急停止に相関する信号（例えば、図１のディスプレイ１２４上で表示されたメッセージに相関することができる信号）を提供する。
【０２８８】
ＣＣＰウォッチドッグタイマー（ＷＤＴ）を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉを制御することができる。ＣＣＰ  ＷＤＴは、ＣＣＰの適切な性能をモニタし、連続的に（例えば、１３５ｍｓもの頻度で）アサートされなければならず、（例えば、ソフトウェアクラッシュ、ＣＣＰハードウェア故障、又は、類似の不利なイベントのために）これがなされなくなると、結果としてＷＤＴは、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉを開成することになる。
【０２８９】
ユーザインタフェースプロセッサ（ＵＩＰ）ＷＤＴを含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉｉを制御することができる。ＵＩＰ  ＷＤＴはＵＩＰの適切な性能をモニタし、連続的に（例えば、１３５ｍｓもの頻度で）アサートされなければならず、（例えば、ソフトウェアクラッシュ、ＵＩＰハードウェア故障、又は、類似の不利なイベントのために）これを怠ると、結果としてＷＤＴは、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉｉを開成することになる。
【０２９０】
電圧モニター（ＶＭＯＮ）を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉｉを制御することができる。ＶＭＯＮ回路は、安全ＰＣＡ、及び、インタフェースユニット１００ｂ内の電子品に給電する主電源上の供給電圧をモニタする。モニタされる電圧は、常に公称電圧の所定のウィンド（例えば±１０％）内のままでなければならず、そうでない場合には、ＶＭＯＮエラーが発生し、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉｉは開成する。
【０２９１】
温度センサ（Ｔｅｍｐ）を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉｉｉを制御することができる。温度センサは、インタフェースユニット１００ｂ筐体で周囲温度を測定し、万一、最大許容量（例えば６０℃）を超えた場合、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉｉｉが開成することになる。
【０２９２】
ドアセンサを含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉｖを制御することができる。ドアセンサは、スイッチ系セーフティインタロックにより操作され、該セーフティインタロックにより、インタフェースユニット１００ｂドア及び／又は回路基板ホルダーが適切に所定の位置ではない場合、結果として、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉｖが開成になることになる。
【０２９３】
ベース（送り装置）イネーブルリレー１０７１ｂ−ｖｉは、図示するように含めることができる。このリレーが閉成するためには、コンソールイネーブルリレー及びＦＣＰリセット制御式リレーを除き、基部アセンブリ２００内の全ての安全リレー１０７１ａが閉成されなければならない。
【０２９４】
ＣＣＰリセット信号を含めることができ、これは図示するようにセーフティリレー１０７１ｂ−ｖｉｉを制御することができる。全ての前出リレー１０７１ｂは閉成されなければならず、リセット回路は、このリレー１０７１ｂ−ｖｉｉが閉成するためには、ＣＣＰから立ち上がりパルスによりストローブされなければならない。制御回路（例えば、ＣＣＰリセット信号をモニタして、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｖｉｉの状態を制御する回路）は、ラッチとして構成され、ＣＣＰにより制御された入力はストローブ信号の立ち上がりのみに応答するように設計される。関連のＣＣＰポートが高い状態で身動きが取れない場合、回路はこのリレー１０７１ｂ−ｖｉｉが閉成すること許容しないことになるように交流結合が採用される。しかしながら、閉成されると、ＣＣＰは、リレー１０７１ｂ−ｖｉｉをもはや開成することができない。（リレー１０７１ｂ−ｖｉｉは、２つの入力を有するラッチングリレーであり、一方は、閉成するために良好でなければならない安全回路の状態であり、他方は、ＣＣＰからのストローブパルスである。ストローブされると、リレーは、閉成し、不良が安全回路の他の場所で検出されるまで閉成されたままである）時間周期（典型的にはウェル＜１０ｍｓ）の前出リレーのいずれが中断されると、結果として、このリレー１０７１ｂ−ｖｉｉは、開成することになる。
【０２９５】
フットスイッチ（ＦＴＳＷ）１０７３を含めることができ、これは図示するように安全リレー１０７１ｂ−ｉｘを制御することができる。フットスイッチ１０７３は、外部フットスイッチにより制御される。フットスイッチＦＴＳＷは、関連のフットスイッチがオペレータにより起動されない（例えば、押されない）場合、それにより、結果として、関連の安全リレー１０７１ｂ−ｉｘが開成することになるように構成される。
【０２９６】
２つの安全リレー１０７１ｂ−ｘｉ及び１０７１ｂ−ｘｉは、図示するように、ＣＣＰにより独立して制御されて、モニタされる別個のエネイブルリレーとして構成することができる。リレー１０７１ｂ−ｘ及び１０７１−ｘｉの両方は、ＦＴＳＷがコンソール１００ｂ内に位置するリレードーターボードＰＣＡ上に位置する２つのコンソールモータ電力制御リレー１０７２ｃ及び１０７２ｄを閉成することができる前に閉成されなければならない。
【０２９７】
図１１は、本発明の構想の実施形態による多関節プローブシステムの斜視例図である。図１２は、本発明の構想の実施形態による図１１のプローブシステムの基部アセンブリ２００の斜視上面図である。図１３は、本発明の構想の実施形態による図１１のプローブシステムの頂部アセンブリ３００の下面図である。
【０２９８】
本明細書で説明するように、例えば、図１に示すいくつかの実施形態では、送り装置アセンブリ１０２は、送り装置支持アーム１０６にて送り装置カート１０４に取り付けることができる。送り装置支持アーム１０６は、高さが調節可能とすることができ、互いに対して回動する複数のサブアームを含むことができる。図１１に戻ると、この調節可能な構成により、患者の位置６０８に対して送り装置アセンブリ１０２を位置決めする様々な配向が可能である。これは、多関節プローブ４００などのプローブシステムの要素を患者の位置６０８にて患者の小孔に挿入することを含み得る。送り装置アセンブリ１０２は、基部アセンブリ２００に取り外し可能に装着可能であるように構成し、準備することができる基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００を含む。
【０２９９】
頂部アセンブリ３００は、例えば、本明細書で様々な実施形態に関連して説明するように、複数の内リンク４２１を備える内リンク機構部４２０、及び、複数の外リンク４４１を備える外リンク機構部４４０を含むリンクアセンブリを備える多関節プローブ４００を含む。例えば、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０は、長手方向に互いに対して独立して前進及び後退される。プローブ４００の位置、構成（例えば、可撓性）及び／又は配向は、基部アセンブリ２００及び／又は頂部アセンブリ３００内に位置決めされた複数の駆動モータ及び関連のケーブルにより操作される。
【０３００】
一実施形態では、送り装置アセンブリ１０２は、自在継手１０９にて１つ以上の自由度で送り装置支持アーム１０６に対して位置決めすることができる。基部アセンブリ２００及び／又は送り装置アセンブリ１０２の重量（即ち、基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００の両方の重量）を自在継手１０９の領域において支持する１つ以上の支持体１０３が、送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００と送り装置支持アーム１０６との間に取り付けられ得る。
【０３０１】
いくつかの実施形態では、頂部アセンブリ３００は、基部アセンブリ２００に取り外し可能に装着可能である。いくつかの実施形態では、基部アセンブリ２００に対して頂部アセンブリ３００を初めに着座させるロケーター接合部の役目を共同でするために、フック２０１又は関連したラッチ機構部を基部アセンブリ２００上に設置することができ、結合ヒール部３０１（図１３を参照されたい）を頂部アセンブリ３００上に設置することができる。初めに着座されると、フック２０１及びヒール部３０１は、頂部アセンブリ３００及び基部アセンブリ２００を更に着座させるピボットとして動作することができる。フック２０１及びヒール部３０１は、完全に着座されるまで頂部アセンブリ３００を矢印インジケータ６１０の反対側の方向に回動して、基部アセンブリ２００に直結することができるように構成され、準備される。このときに、ハンドル３０２を手で操作して頂部アセンブリ３００を所定の位置にロックすることができる。ヒール部係合アセンブリ２３０は、フック２０１及びヒール部３０１の接続部にて、例えば、ばね付勢とすることができ、ばね（図示せず）は、矢印２３８により示す方向にフック２０１に力を印加して、フック２０１が、ヒール部３０１と係合し、着座プロセス中に機械式の遊びを支持して、その後、頂部アセンブリ３００と基部アセンブリ２００との間に保持力を印加することを可能にする。いくつかの実施形態では、フック２０１は、固定式であって移動可能ではなく、頂部アセンブリ３００が手作業で基部アセンブリ２００上に位置決めされるときにヒール部３０１にラッチ係合するか又は結合する。
【０３０２】
いくつかの実施形態では、基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００の電気コネクタ２３２、３３２は、それぞれ、頂部アセンブリ３００の適切な接地を確保する結合接地接続部（例えば図１２及び図１３に示す結合要素の孔２３４及びピン３３４）を含むことができる。電気コネクタ２３２、３３２は、基部アセンブリ２００と頂部アセンブリ３００との間の他の電気信号経路を提供することができる。コネクタ２３２、３３２の合わせ面は、また、基部アセンブリ２００に対する頂部アセンブリ３００の回動関係に対応するように構成することができる。いくつかの実施形態では、コネクタ２３２、３３２は、流体接続部（例えば液体又はガスなどの流体の伝達、及び／又は水圧力又は空圧力などの流体により駆動される力の伝達）、又は、機械的接続部（例えば１つ以上の機械的リンク機構部の接続部）など、非電気接続部を提供するように構成され、準備される。いくつかの実施形態では、コネクタ２３２、３３２は、雄型ピンから汚れを除去するためになど、雌型受けへの挿入前又は中に１つ以上の雄型ピン間に拭い力を提供するように共同で構成され、準備される。いくつかの実施形態では、コネクタ２３２及び／又は孔２３４は、浮き回路基板などを除く浮きアセンブリ（図示せず）にて位置決めされ、浮きアセンブリは、コネクタ整合、例えば、複数の導体電気接続部の整合を手助けするためになど、基部アセンブリ２００への頂部アセンブリ３００の取り外し可能な接続中に１つ以上の自由度で位置調整を可能にする１つ以上のばねにより中立位置で付勢される。
【０３０３】
図１２及び図１３を参照すると、頂部アセンブリ３００が完全に基部アセンブリ２００上に着座したとき、基部アセンブリ２００上のキャプスタン２１６ａ、２１６ｂは、頂部アセンブリ３００上の対応するボビン３１６ａ及び歯車３１６ｂと係合する。いくつかの実施形態では、結合キャプスタン２１６ａ及びボビン３１６ａは、プローブ４００の内側機構部４２０及び／又は外側機構部４４０の操向及びロックケーブルを駆動するケーブル駆動キャプスタン／ボビン対を備えることができる。キャプスタン２１６ａ及び／又はボビン３１６ａは、結合機構部ともいう。いくつかの実施形態では、結合キャプスタン２１６ｂ及び歯車３１６ｂは、プローブ４００の、それぞれ、内リンク及び外リンクキャリッジ３２５ａ、３２５ｂを駆動するキャリッジドライブキャプスタン／歯車対を備えることができ、この対は、次に、それぞれ、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０の内リンク及び外リンクを前進及び／又は後退させる。他の対となる組についても同様に適用することができる。例えば、先述したように、頂部アセンブリ３００及び基部アセンブリ２００は、それぞれ、電気コネクタを有することができ、一方はオス、他方はメスであり、電気コネクタは、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００上に着座されたときに互いと連通する。
【０３０４】
したがって、いくつかの実施形態では、基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００上の結合電気コネクタ２３２、３３２は、着座時にて係合する。結合電気コネクタ２３２、３３２は、基部アセンブリ２００と頂部アセンブリ３００との間で伝達される電気信号及び／又は他の通信の経路の役目をする。
【０３０５】
着座されると、送り装置アセンブリ１０２は、処置のために患者の位置６０８に対して位置決めすることができる。処置中、致命的な状況などの緊急時が発生することがあり、これには、患者の小孔からのプローブ４００の即座の除去が必要である。本発明の構想の実施形態により、頂部アセンブリ３００は、オペレータが操作して、手作業でハンドル３０２を解放することができ、これによって、頂部アセンブリ３００を上及び患者の位置６０８から離れる方向に、例えば、矢印６１０により示す方向に、フック２０１及びヒール部３０１の接続部をピボット点として使用して、回動させることができる。この配置は、安全の要素を提供し、この方向、即ち、患者の位置６０８から離れるプローブ４００の除去は、頂部アセンブリ３００を患者の位置６０８の方への方向に導くことを必要するプローブ４００の除去に優って非常に望ましいからである。同時に、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００から解放されるので、キャプスタン２１６ａ、２１６ｂ及び対応するボビン３１６ａ及び歯車３１６ｂは、互いから解放され、張力がプローブ４００の全てのケーブルから即座に解放される。ケーブル張力のそのような即座の解放は、緊急時の状況に非常に望ましく、これに起因して、プローブ４００は、柔軟、又は、そうではない場合には可撓性又はくねくねした状態になり、解放前のプローブ４００の幾何学的構成に関係なく、患者からのプローブ４００の素早い除去が可能である。緊急時の解放は、電力がシステム１００に供給されないときなど、様々なシステム１００故障、又は、システムに関連しない緊急時において実行することができる。
【０３０６】
図１２及び図１３を参照すると、基部アセンブリ２００からの頂部アセンブリ３００の素早い、効果的な結合及び／又は解放を確立するために、いくつかの実施形態では、頂部アセンブリ３００は、ハンドル３０２により作動されるカム３０３を含むことができる。着座中、カム３０３は、頂部アセンブリ３００を基部アセンブリ２００に対して一定の整合された位置にロックする、基部アセンブリ２００上の対応するカム係合アセンブリ２０３と係合することができる。頂部アセンブリ３００が完全に着座されたとき、基部アセンブリ上の整合ピン２０４は、頂部アセンブリ３００上のロケーター孔３０４に係合し、適切な整合が確保される。いくつかの実施形態では、整合ピン２０４、又は、ロケーター孔３０４、又は、両方は、整合プロセスを手助けするために機械的遊びに対応するテーパ付きの上面を含むことができる。底部アセンブリ２００内の１つ以上の整合ピンは、受容孔と置き換えることができ、頂部アセンブリ３００の１つ以上の結合孔は、それぞれ、相応に底部アセンブリ２００の受容孔と接合するように構成された整合ピンと置き換えられることを認識されたい。
【０３０７】
いくつかの実施形態では、無菌ドレープを頂部アセンブリ３００と基部アセンブリ２００の間に位置決めする１組の整合ピン及び／又はピン２０５及び対応するロケーションホール３０５を更に含めることができる。いくつかの実施形態では、プローブ４００を含む頂部アセンブリ３００は、患者と接触する無菌の器具であり、一方、基部アセンブリ２００及び送り装置アーム支持体１０６及び送り装置カート１０４は、無菌ではない。こういう理由から、無菌ドレープは、基部アセンブリ２００をその後の処置に再利用することができるように頂部アセンブリ３００と基部アセンブリ２００の間に適用することができる。無菌ドレープを処置中にドレープの適切な位置決めを確保する、結合ピン２０５及びロケーションホール３０５は、カーテン上の同様に位置決めされた開口と連通する。
【０３０８】
図１４は、本発明の構想の実施形態による、多関節プローブシステム１００の送り装置アセンブリ１０２の頂部アセンブリ３００のハンドル３０２の外皮切断斜視図である。図１５は、本発明の構想の実施形態による、多関節プローブシステム１００の送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００の外皮切断斜視図である。図１５Ａ〜図１５Ｃは、本発明の構想の実施形態による、近接センサ構成要素の斜視図である。
【０３０９】
図１４を参照すると、いくつかの実施形態では、頂部アセンブリ３００は、基部アセンブリ２００のカム係合アセンブリ２０３にカム３０３を係合するためにピボット３０６にて回動するハンドル３０２を含むことができる。いくつかの実施形態では、カム３０３の一部は、基部アセンブリ２００に磁場を放射するのに十分な強度の磁場を有する磁石３０７を含むことができる。
【０３１０】
図１５を参照すると、基部アセンブリ２００は、ハンドル３０２の一部内に位置決めされた磁石３０７など、頂部アセンブリ３００の磁石３０７（図１４）により放射された磁場を検出するのに好適な近接センサ２０７を含むことができる。したがって、近接センサ２０７は、頂部アセンブリ３００が適切に着座されて基部アセンブリ２００上で所定の位置にロックされたときにハンドル３０２の磁石３０７が位置決めされる領域の付近に位置決めされる。
【０３１１】
いくつかの実施形態では、係合されたとき、オペレータへの触覚フィードバックに備えるためにバンパー３０８をハンドル３０２上に設置することができる。バンパー３０８は、若干変形可能であるゴム製材料又は軟質プラスチック材を含むことができる。いくつかの実施形態では、バンパーは、（例えば、受容される触覚フィードバックの量を調整するために）垂直位置がハンドル３０２に対して調節可能とすることができるように、図示するようにねじが切られた基部３０８ａを有することができる。代替実施形態では、これに替えて、バンパー３０８は、ハンドル３０２が着座位置に移動されたきにハンドル３０２に接触するために基部アセンブリ２００の上面に位置決めすることができる。
【０３１２】
図１５Ａ〜図１５Ｃを参照すると、近接センサ２０７は、いくつかの実施形態では、センサ２０７を起点、終点として電気信号を伝達する電気接点２０７ｃを有する電装基板２０７ｂ上に設置された磁気センサ、例えば、ホール効果センサ２０７ａを備えることができる。いくつかの実施形態では、ホールセンサにより利用可能であるよりも正確な位置決めが必要とされ、したがって、ミューメタル(Mu-metal)プレート２０７ｄを含めることができる。ミューメタルプレート２０７ｄは、ホール効果センサへの全ての磁場伝達を阻止する。図示するプレート２０７ｄ内の開口２０７ｅは、磁石３０７からの磁場が（例えば、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００と適切に係合されたときに）伝わることを可能にし、近接センサ２０７の位置決め感度が効果的に増大する。いくつかの実施形態では、ミューメタルプレート２０７ｄは、各端部に１つ、計２つの開口２０７ｅを有することができ、その結果、プレート２０７ｄは、それによって（例えば、製造時に、両方向いずれの向きでも、また２面のいずれの面が上を向く配置でも可能にするために）左右対称である。そのような実施形態であれば、製造上の制約を緩和することになり、プレート２０７ｄの誤った挿入の可能性が排除される。
【０３１３】
例示的な実施形態は頂部アセンブリ３００上に位置決めされた磁石３０７及び基部アセンブリ２００上に位置決めされた近接センサ２０７を示すが、他の実施形態では、それらの位置決めは、逆転させることができ、即ち、磁石３０７は、基部アセンブリ２００上に位置決めすることができ、近接センサ２０７は、頂部アセンブリ３００上に位置決めすることができる。更に、上記の実施形態はカム３０３及びカム係合アセンブリ２０３の領域内に位置決めされた磁石３０７及びセンサ２０７を示すが、頂部アセンブリ３００及び基部アセンブリ２００の他の領域内の設置も、本発明の構想に適用可能である。
【０３１４】
図１６は、本発明の構想の実施形態による、多関節プローブシステム１００の送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００の一部外皮切断斜視図である。図１６Ａは、本発明の構想の実施形態による、基部アセンブリ２００、及び、ヒール部３０１及び基部切り抜き部２３３の相互作用部の断面図である。図１６Ｂは、本発明の構想の実施形態による、基部のカム係合アセンブリ２０３の詳細斜視図である。
【０３１５】
図１６及び図１６Ｂを参照すると、頂部アセンブリ３００のヒール部３０１、ボビン３１６ａ、キャリッジ歯車３１６ｂ、カム３０３、及び電子部品モジュール３３１を含め、基部アセンブリ２００の対応する構成部品と係合された頂部アセンブリ３００の特定の構成部品とともに、基部アセンブリ２００の一部外皮切断図が示されている。基部アセンブリ２００のキャプスタン２１６ａは、ボビン３１６ａと係合されるが、図１６の視界から隠れている。基部アセンブリ２００のキャプスタン２１６ｂは、キャリッジ歯車３１６ｂと係合されるが、やはり、図１６の視界から隠れている（図１６Ｂに図示）。頂部アセンブリ３００は、基部アセンブリ２００に適切に取り付けられて固定されると想定されている。図１６Ｂを参照すると、頂部アセンブリ３００が適切に設置されたときにカム３０３がカム係合アセンブリ２０３と接合することがわかる。本明細書で説明するように、カム係合アセンブリ２０３は、着座及び固定プロセスにおいて機械的な遊びを可能にするために、矢印２３１により示す垂直方向にばねで付勢することができる。頂部アセンブリ３００の整合ピン３３４は、基部アセンブリコネクタ２３２と頂部アセンブリ３００コネクタ３３２との間（図１２及び図１３を参照されたい）の適切な電気接続性を確保するために、底部アセンブリ２００の対応する孔２３４と接合する。
【０３１６】
図１６Ａを再び参照すると、頂部アセンブリ３００のヒール部３０１が基部アセンブリ２００のフック２０１と係合されることがわかる。いくつかの実施形態では、ヒール部３０１及びフック２０１の相互作用部は、基部アセンブリ２００に対する頂部アセンブリ３００の着座プロセス内における第１の接触点とすることができる。本明細書で説明するように、ヒール部３０１／フック２０１接続部は、着座及び解放中に頂部アセンブリ３００のピボット点を提供し、本明細書で説明するように、患者の方の方向にではなく患者から「上及び離れた」頂部アセンブリ３００のピボットを提供することにより緊急時特徴部の役目をする。いくつかの実施形態では、フック２０１及び／又はヒール部３０１は、着座及び固定プロセスにおいて機械的な遊びを可能にするためにばね付勢式とすることができる。
【０３１７】
いくつかの実施形態では、ヒール部３０１は、中心部の隆起部特徴部３０１ａを含むことができる。隆起部特徴部３０１ａは、基部アセンブリ２００の受容スロット２３６の対応する基準プレート２３５表面との接点として動作することができる。この構成により、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００と長手方向に整合され、同時に、例えば、矢印６６０により示す、回転方向での位置決めにおける最小限の所定の偏角量が可能である。偏角におけるそのような遊びは、基部アセンブリ２００に対する頂部アセンブリ３００着座中の整合プロセスに対応する。ボールプランジャ２３７が、基部アセンブリ２００での整合プレートともいう基準プレート２３５に対してヒール部３０１を維持又は付勢するために、基準プレート２３５に対向する受容スロット２３６内に含められ得る。
【０３１８】
本明細書で説明するように、基部アセンブリ２００に対する頂部アセンブリ３００及びプローブ４００の緊急時解放中、ハンドル３０２を持ち上げることができ、頂部アセンブリ３００は、その後、基部アセンブリ２００のフック２０１周りに自由に回転することができるようになっている。本明細書で説明するように、頂部アセンブリ３００は、患者の位置６０８から上にかつ離れて、図１１の矢印６１０により示す方向に回動する。頂部アセンブリ３００が回動するとき、ボビン５１６ａ及び歯車５１６ｂは、それぞれ、キャプスタン２１６ａ、２１６ｂから分離されるか、又は、その他の方法で除去されるか、又は、持ち上げられる。これにより、次に、プローブ４００の全てのケーブルの張力が解放され、プローブが「柔軟」及び／又は少なくとも順応性のある状態になったときに患者からのプローブ４００の安全な取り外しが可能である。同時に、回動すると、磁石３０７は、もはや、近接センサ２０７により検出されず、それで、システム１００の電子サブシステム、センサなどは、その解放を気づくことができる。整合ピン２０５、３３４は、対応する孔３０５、２３４から離脱する。電子部品は、コネクタ２３２、３３２にて離脱し、システムカメラ及び／又は他のシステム電子部品への電力が切断される。
【０３１９】
図１７Ａは、本発明の構想の実施形態による、出荷状態の頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。図１７Ｂは、本発明の構想の実施形態による、動作状態の頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。図１７Ｃは、本発明の構想の実施形態による、解放状態の頂部アセンブリのケーブルボビンの側面図である。図１７Ｄは、本発明の構想の実施形態による、ケーブル保持クリップを含む頂部アセンブリのケーブルボビンの斜視図である。
【０３２０】
図１７Ａを参照すると、ケーブルボビン３１６ａは、ボビン車軸３５１を中心として、ボビン車軸３５１周りに回転するように構成され、準備される。ケーブルボビン３１６ａは、ケーブルを受容するケーブル溝３５２を含み、ケーブルは例えば、図５Ｂに示す操向ケーブル３５０である。いくつかの実施形態では、ケーブルは、本明細書で説明する外リンク機構部４４０及び／又は内リンク機構部４２０をロックするか又は堅くするように操向及び／又は可逆的に締結する操向及びロックケーブルを備えることができる。ケーブル溝３５２は、操向ケーブル３５０の少なくとも一部を位置決めすることができるボビン３１６ａの円筒外面の周りに螺旋状のパターンで形成された単一の溝とすることができる。いくつかの実施形態では、ケーブルボビン３１６ａは、ボビン座金３５３上に着座し、ボビン座金３５３は、次に、座金３５３がばね３５４とボビン３１６ａとの間に位置決めされるようにボビンばね３５４と整合する。ボビンばね３５４は、ボビンプレート３５５の窪み（窪みは図示せず）内に少なくともある程度位置決めされるなどボビンプレート３５５内に着座され得る。ボビンばね３５４は、ボビンプレート３５５と座金３５３との間に位置決めされ、ボビンプレート３５５に対するボビン３１６ａの垂直移動を可能にする。ここでは、車軸がプレート３５５に固定され、ボビン３１６ａは車軸周りに回転し、（例えば、キャプスタン２１６ａと係合されたときになど、ばね３５４の力に抗して）車軸上で垂直に移動することができる。いくつかの実施形態では、製造中、ケーブルの第１の端部が、例えば、プローブ４００の遠位リンク、遠位リンク４２１Ｄ（図１９Ｆに図示）、又は、遠位リンク４４１Ｄ（図２０Ｆに図示）に結合され、第２の端部が、ボビン３１６ａに巻装及び固定され、張力が、遠位リンクとボビンとの間でケーブル内に維持されるようになっている。出荷中、ケーブルが張力を失わないか、又は、解放されないことが望まれる。ケーブルの「自由な」繰り出し又は他の緩みにより、内又は外プローブ及びこれらのコントロールケーブルの信頼性が低い状態が発生する可能性がある。製造されると、ケーブルは、結果としてプローブの望ましくない未知の及び／又は回復不能な状態になる可能性がある繰り出し又は張力の他の損失を防止するために常時張力下のままである。
【０３２１】
いくつかの実施形態では、ケーブル溝３５２からのケーブルの解放を防止するために、（例えば、図１７Ｄの斜視図に）示すクリップ３５６など、ケーブルクリップを含めることができ、ケーブルクリップは、ボビン３１６ａに回転可能に係合し、ケーブルをボビン３１６ａ上に回収し、ボビン３１６ａを取り囲むか、又は、その他の方法で螺旋状にボビン３１６ａ直近にてボビン３１６ａに巻回されたケーブル溝３５２内に位置決めされたケーブルの一部を維持しながらボビン３１６ａから繰り出すか又は伸張させることが可能である。
【０３２２】
いくつかの実施形態では、ケーブル溝３５２からのケーブルの解放を防止するために、及び／又は、（例えば臨床又は他のオペレータ現場への１つ以上の頂部アセンブリ３００の出荷中に）基部アセンブリ２００への頂部アセンブリ３００の装着前にケーブルの張力喪失（例えば、巻出し）をその他の方法で防止するために、図示する車軸３５１の溝３５１ａになど、Ｏリング３５７をボビン車軸３５１のネック領域の周りに固定装着するか又は着座させることができる。この実施形態では、ボビン３１６ａには、Ｏリング３５７の外径を若干下回る内径のカウンター内径部３５８を設けることができ、Ｏリング３５７は、ボビン３１６ａの回転を防止するために十分な力で、座ぐり部３５８内に、かつ、座ぐり部３５８を形成するボビン３１６ａの壁部の周辺の周りに直接に位置決めすることができるようになっている。Ｏリング３５７と座ぐり部３５８の摩擦関係は、ボビン３１６ａの回転に抗するか、又は、その他の方法でボビン３１６ａを静止した位置に保持し、したがって、（例えば１つ又は頂部アセンブリ３００の出荷中に）基部アセンブリ２００への頂部アセンブリ３００の装着前にケーブルの張力喪失に抗するように作用する。座金３５３に作用するばね３５４の力は、頂部アセンブリ３００が臨床処置又は他の処置を実行するために基部アセンブリ２００に装着される準備ができるまでＯリング３５７を座ぐり部３５８内に維持する。
【０３２３】
図１７Ｂを参照すると、頂部アセンブリ３００が（例えば臨床処置中に）基部アセンブリ２００に装着された後、基部アセンブリ２００のキャプスタン２１６ａは、対応するボビン３１６ａと接合し、そうする際に、上向きの方向にボビン３１６ａを押し進め、ばね３５４が圧縮され、座ぐり部３５８からＯリング３５７を分離することによりＯリング３５７とボビン３１６ａの間の摩擦係合が除去される。その結果として、ボビン３１６ａは、対応するキャプスタン２１６ａ及びキャプスタン駆動アセンブリに即して動作し、摩擦抵抗は、Ｏリング３５７はもはやボビン３１６ａと摩擦係合していないのでボビン３１６ａに印加されない。
【０３２４】
図１７Ｃを参照すると、（例えば、処置完了後、又は、緊急時解放後の）基部アセンブリ２００からの頂部アセンブリ３００の解放後、キャプスタン２１６ａは、もはやボビン３１６ａと接触していない。したがって、ばね３５４は、図示するように下向きの方向にボビン座金３５３及びボビン３１６ａを押し進める力を印加するように作用する。Ｏリング３５７は、座ぐり部３５８の上面をもう一度係合し、ボビン３１６ａの移動に若干、但し完全ではない抵抗が与えられる。面取り部３５９が、図示するように座ぐり部３５８の出口に含まれ得、その結果、Ｏリング３５７がばね３５４により面取り部３５９に対して付勢されたとき（図１７Ｃに示すように、かつ、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００から除去される後に起こる）、ボビン３１６ａとＯリング３５７との間の何らかの（最小の）摩擦係合が存在する（が、図１７Ａの構成に発生するものを下回る）。
【０３２５】
図１８は、本発明の構想の実施形態による、無菌ドレープアセンブリの上面図である。図１８Ａは、図１８のドレープアセンブリの一部の拡大図である。いくつかの実施形態では、無菌ドレープは、ＨＤＰＥ、又は、他の可撓性、滅菌可能な材料を含むことができる。本明細書で説明するように、無菌ドレープ８００が、無菌環境において無菌性を維持するために、システムの非無菌部分を保護するために、及び、多関節プローブアセンブリの再使用可能な構成部品を殺菌後の、但し単回使用の構成部品から分離するために処置中に提供される。図示する整合プレート８０４ａ、８０４ｂ及び８０４ｃなど１つ以上の位置合わせプレート８０４が、送り装置アセンブリ１０２の基部アセンブリ２００及び頂部アセンブリ３００の通過領域を整合させるために設けられる。位置合わせプレート８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃは、通過領域（例えば、頂部アセンブリ３００及び／又は基部アセンブリ２００の１つ以上の構成部品が通過する開口部）を含む。システムコンソール及び送り装置アームの特徴部にドレープ８００を装着するストラップ８０２が設けられ得る。
【０３２６】
処置に備えて、無菌ドレープが基部アセンブリ２００の周りに掛けられることが望まれる。この後に、頂部アセンブリ３００が基部アセンブリ２００に取り付けられる前に一定量の時間が経過し得る。この時間中、無菌性の保守が望まれる。
【０３２７】
したがって、本発明の構想の実施形態は、位置合わせプレート８０４の領域を覆う取り外し可能なプレートカバー８０６を提供する。取り外し可能なプレートカバー８０６は、基部アセンブリ２００への頂部アセンブリ３００の装着の直前に除去することができる。いくつかの実施形態では、取り外し可能なプレートカバーは、位置合わせプレート８０４の予め形成された開口部を覆うことができる。いくつかの実施形態では、取り外し可能なプレートカバー８０６は、位置合わせプレート８０４及び／又はドレープ８００の表面に接合し、使用の直前に技術者又は他のオペレータにより剥離することができる。
【０３２８】
図１９Ａ〜図１９Ｆは、本発明の構想の内リンク４２１の実施形態の様々な図である。特に、図１９Ａは、内リンク４２１の上面図であり、図１９Ｂは、内リンク４２１の斜視図であり、図１９Ｃは、内リンク４２１の側面図であり、図１９Ｄは、内リンク４２１の側面断面図でありし、図１９Ｅは、内リンク４２１の下面図である。図１９Ｆは、本発明の構想の実施形態による、遠位内リンク４２１Ｄの側面図である。
【０３２９】
図２０Ａ〜図２０Ｆは、本発明の構想の外リンク４４１の実施形態の様々な図である。特に、図２０Ａは、外リンク４４１の上面図であり、図２０Ｂは、外リンク４４１の斜視図であり、図２０Ｃは、外リンク４４１の側面図であり、図２０Ｄは、外リンク４４１の下面図であり、図２０Ｅは、外リンク４４１の側面断面図である。図２０Ｆは、本発明の構想の実施形態による、遠位外リンク４４１Ｄの斜視図側面図である。
【０３３０】
図１９Ａ〜図１９Ｆの内リンク４２１及び図２０Ａ〜図２０Ｆの外リンク４４１は、本明細書において以下で詳細に説明するように、同じ、類似の、又は、異なる材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、内リンク４２１及び／又は外リンク４４１は、２０１３年４月１９日出願の出願人の同時係属中の米国特許出願第１３／８８０，５２５号、及び／又は、２０１２年９月１２日出願の米国特許出願第１４／３４３，９１５号で説明されている内リンク及び外リンクと同様に構成され、準備され、これらの各々の内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０３３１】
いくつかの実施形態では、本発明の構想の多関節プローブ４００は、１０〜３００個の内リンク４２１を含む内リンク機構部４２０を備える。いくつかの実施形態では、内リンク機構部４２０は、５０〜１５０個の内リンク４２１を含むことができる。いくつかの実施形態では、内リンク機構部４２０は、ほぼ８４個の内リンク４２１など、７５〜９５個の内リンク４２１を含むことができる。いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、０．０５インチ〜１．０インチの長さを備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１の長さは、ほぼ０．２インチなど０．１インチ〜０．５インチの範囲とすることができる。
【０３３２】
いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、０．１インチ〜１．０インチの有効外径を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、ほぼ０．３５インチの有効外径など、０．２インチ〜０．８インチの有効外径を含むことができる。
【０３３３】
いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、ロックを制御するためにケーブルを摺動受容するように構成された内腔又はチャネル４２２を備える。チャネル４２２は、内リンク４２１の相対的な幾何学的な中心に中心を有することができ、ほぼ０．０７インチの最小限の直径（例えば、本明細書で図示すると共に説明するように、テーパ状か又は砂時計型の形状を有するチャネル４２２の最小限の直径）を有するチャネルなど、０．０２インチ〜０．３インチの直径など０．０１インチ〜０．９インチの直径を備えることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の内リンク４２１は、ケーブルを各内腔において摺動受容するためになど複数の内腔を備える。このように内リンク４２１の内腔を通って延在する１つ以上のケーブルは、例えば、本明細書で説明する方法でプローブ４００の内リンク機構部４２１のロック及び操向の両方を可能にし得る。
【０３３４】
いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、互いに対して内リンク４２１のロックを最適化するように構成された１つ以上の材料を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、ガラス繊維を含む射出成形材料、又は、他の材料など高摩擦材料を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、等方性構造、又は、少なくとも１つ以上の等方性部分を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１は、Ｎｏｒｙｌ（商標）材料などのプラスチック材を備える。
【０３３５】
図１９Ａ〜図１９Ｆに示す内リンク４２１は、それぞれ、球面外形形状を有する近位面４２３及び／又は球面外形形状を有する遠位面４２４を備えることができる。いくつかの実施形態では、近位面４２３及び遠位面４２４の両方は、（例えば、隣接内リンク４２１間の表面接触を増大させることにより）ロックを最大化する隣接内リンク４２１間の球面と球面の接続部を作り出すためになど球面外形形状を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１近位面４２３は、遠位面４２４と類似の曲率半径を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１近位面４２３は、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。いくつかの実施形態では、内リンクの近位面４２３は、ほぼ０．５５インチの半径など、０．３インチ〜０．７インチの半径を含むことができる。いくつかの実施形態では、内リンク４２１遠位面４２４は、０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。いくつかの実施形態では、内リンク４２１の遠位面４２４は、ほぼ０．５５インチの半径など、０．３インチ〜０．７インチの半径を含むことができる。
【０３３６】
いくつかの実施形態では、内リンク４２１は図示する３つの窪み４２５など、１つ以上の作業チャネル窪みを備える。内リンク４２１窪み４２５は、本明細書で説明する外リンク４４１窪み４４５と整合する。窪み４２５は、（例えば、ほぼ３．３ｍｍの窪み４２５直径に対応する）２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの直径、又は、ほぼ２．５ｍｍの直径など、１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ直径を有するツールを受容するように構成され、準備された外形形状を備えることができる。一部の実施形態による様々な窪み外形形状に関する詳細を本明細書で説明する。
【０３３７】
いくつかの実施形態では、最外内リンク４２１、つまり、内リンク機構部４２０で最も遠位の内リンク４２１は、側面図を図１９Ｆに例示する、遠位内リンク４２１Ｄなど、より近位内リンクと異なる外形形状を備える。遠位内リンク４２１Ｄは、図１９Ｆに示す弾頭外形形状など、他の内リンク４２１と異なる外形形状を備えることができる。遠位内リンク４２１Ｄは、その一連の内リンク４２１に挿通されたケーブルの遠位端上に位置決めされた（図示されていないがフェルールなど）固定部材を受容するように構成された開口部４２６（例えば球状棚、又は、他のテーパ状の開口部）を備えることができる。遠位内リンク４２１Ｄは、内リンク機構部４２０の十分にテーパ状の遠位端を提供するためになど、外リンク機構部４４０の内部領域内での内リンク機構部４２０の前進を緩和するためになど、遠位面４２４上の、他の内リンク４２１の遠位面より大きい（例えば、より目立たない）テーパ部を備えることができる。いくつかの実施形態では、遠位内リンク４２１Ｄは、例えば、ケーブルを固定することにより掛けられる力による開口部４２６での遠位内リンク４２１Ｄの損傷を防止するために、金属、ステンレス鋼、又は、アルミニウムなど、他の内リンク４２１と異なる（例えばより強い）材料を備える。
【０３３８】
図２０Ａ〜図２０Ｆを参照すると、いくつかの実施形態では、本発明の構想の多関節プローブ４００は、５〜１５０個の外リンク４４１を含むことができる外リンク機構部４４０を備える。いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０は、１０〜１００個の外リンク４４１を含むことができる。いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０は、ほぼ５６個の外リンク４４１など、２０〜８０個の外リンク４４１を含むことができる。いくつかの実施形態では、多関節プローブ４００は、少なくとも１０％多い内リンク４２１など、少なくとも５０％、１００％、２００％、３００％、又は、５００％多い内リンク４２１など、外リンク４４１よりも多い内リンク４２１を備える。内リンク４２１の比率の増大化は、リンク４２１の相対長さの短尺化に相関する可能性があり、これにより、外リンク機構部４４０の少なくとも一部内での内リンク機構部４２０の前進及び／又は後退中にそうでない場合は遭遇されることがあり得る結合又は他の並進上の問題を低減することができる。いくつかの実施形態では、外リンク４４１は、０．２インチ〜１．０インチなど、ほぼ０．４インチなど、０．１インチ〜２．０インチの長さを備える。
【０３３９】
いくつかの実施形態では、外リンク４４１は、ほぼ０．６８インチの有効外径など、０．４インチ〜１．６インチの有効外径など、０．２インチ〜２．０インチの有効外径を備える。
【０３４０】
いくつかの実施形態では、外リンク４４１は、図示する３つのチャネル４４２など、２つ以上の内腔を備える。１つ以上のケーブルが、外リンク４４１のチャネル４４２を通って延在し得る。例えば、チャネル４４２は、それぞれ、ケーブルを摺動受容して、外リンク機構部４４０のロック及び操向の両方を制御するように構成され得る。いくつかの実施形態では、チャネル４４２は、外リンク４４１内で等しい円周方向間隔（例えば、図示するほぼ１２０°間隔）で位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、チャネル４４２は０．０６インチ〜０．４インチの直径を備えることができる。いくつかの実施形態では、チャネル４４２は、０．０１インチ〜０．２インチの直径を備えることができる。いくつかの実施形態では、チャネル４４２は、ほぼ０．０４７インチの最小限の直径（例えば、本明細書で図示すると共に説明するように、テーパ状か又は砂時計型の形状を有するチャネル４４２の最小限の直径）を有し得る。
【０３４１】
いくつかの実施形態では、１つ以上の外リンク４４１は、外リンク４４１の中央領域内の内リンクチャネル４４９を備え、内リンクチャネル４４９は、外リンク４４１の長手軸に沿って延在する。内リンク機構部４２０の１つ以上の内リンク４２１は、外リンク４４１の内リンクチャネル４４９内に位置決めすることができ、外リンク４４１の内リンクチャネル４４９に対して並進（例えば、前進又は後退）することができる。
【０３４２】
いくつかの実施形態では、外リンク４４１は、互いに対して外リンク４４１のロック及び操向の両方を最適化するように構成された１つ以上の材料を備える。いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０の遠位部分内に位置決めされた１組の２つ以上の外リンク４４１は、外リンク機構部４４０の近位部分内に位置決めされた２つ以上の外リンク４４１において使用された材料とは異なる材料（例えば、操向を向上させるように構成されたより滑らかな材料）を備える。いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０の遠位部分内に位置決めされた２〜１０個（例えば、２〜７個）の外リンク４４１は、本発明の構想の多関節プローブ４００が同時に２〜１０個（例えば２〜７個）の外リンク４４１（例えば、操向に選択されたオペレータにより判定された数の外リンク４４１）を操向するように構成され、準備されるときなど、外リンク機構部４４０のより近位部分内に位置決めされた外リンク４４１より滑らかな材料を備える。いくつかの実施形態では、より滑らかな材料は、Ｕｌｔｅｍ材料、Ｕｌｔｅｍ  ＥＦＬ３６又は類似の材料、Ｕｌｔｅｍ１０００又は類似の材料、テフロン（登録商標）添加物、外リンク４４１の剛性の強化に選択される材料、外リンク４４１の最小の圧縮に選択される材料、及び、これらの組み合わせの１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、最も遠位の外リンク４４１は、Ｕｌｔｅｍ１０００又は類似の材料を備える。いくつかの実施形態では、より近位外リンク４４１の滑らかさが劣る材料は、液晶ポリマー、ＩＸＥＦ又は類似の材料、Ｎｏｒｙｌ又は類似の材料、及び、これらの組み合わせから成る群から選択される材料を備える。いくつかの実施形態では、より近位外リンク４４１の外形形状及び／又は材料は、外リンク機構部４４０をロックするように構成され、より遠位性外リンク４４１の外形形状及び／又は材料は、外リンク機構部４４０をロックも、操向もするように構成される。
【０３４３】
いくつかの実施形態では、１つ以上の外リンク４４１は、ほぼ３０％のグラスファイバフィルを含む外リンク４４１など、グラスファイバ材料を備える。いくつかの実施形態では、最も遠位の外リンク４４１Ｄは、グラスファイバフィルを含まないか、又は、さもなければ、グラスファイバフィルを欠いているか、又は、備えるファイバフィルの量が、他の外リンク４４１に対して少ない。
【０３４４】
いくつかの実施形態では、１つ以上の外リンク４４１（例えば最も遠位の外リンク４４１Ｄ）は、光が外リンク機構部４４０の１つ以上の部分の外面を通過するのを防止するためになど不透明材料を備える。更に又はあるいは、１つ以上の外リンク４４１は、外リンク機構部４４０の１つ以上の部分の外面からの眩輝を防止するか又は最小限に抑えるためになどマット及び／又は暗い仕上げを備えることができる。
【０３４５】
いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０の遠位部分内の一連の外リンク４４１は、本明細書で以下に図２２を参照して詳細に説明するなど、（例えば、操向中に）カスケード順に（例えば、遠位から近位に）多関節動作するように構成される。
【０３４６】
１つ以上の外リンク４４１は、それぞれ、球面外形形状（図示）及び／又は円錐外形形状を有する近位面４４３を含むことができる。いくつかの実施形態では、遠位面４４４は、（例えば、粘着を低減するように隣接外リンク４４１間の表面接触を低減することにより）操向を強化する隣接外リンク４４１間の円錐面：球面接続部を作り出すためになど、円錐外形形状（図示）など異なる外形形状を備える。あるいは、外リンク４４１の遠位面４４４は、外リンク４４１（図２２Ｂに図示）の遠位面４４４を直接に当接するように位置決めされる隣接外リンク４４１の近位面４４３の外形形状と類似の外形形状を含むことができる。例えば、外リンク４４１の遠位面４４４は、隣接外リンク４４１の近位面４４３の球面外形形状と類似の球面外形形状を有する。いくつかの実施形態では、外リンク４４１近位面４４３は、０．３インチ〜０．８インチの半径など、ほぼ０．５７など０．１インチ〜１．０インチの曲率半径を備える。いくつかの実施形態では、外リンク４４１遠位面４４４は、５°〜７０°のテーパ部を有する円錐形を備える。いくつかの実施形態では、外リンク４４１の遠位面４４４の円錐形は、ほぼ２３°のテーパ部など、１０°〜６５°のテーパ部を有する。
【０３４７】
外リンク４４１は遠位面４４４及び近位面４４３を有すると本明細書で説明するが、この形での「近位の」「遠位の」の使用は、論じることをのみを目的としている。各リンクの表面４４３、４４４の相対位置は、構成に応じて、外リンク機構部４４０の全体的なアセンブリに対して近位又は遠位とすることができる。「近位」及び「遠位」の用語の使用は、表面４４３、４４４の位置が外リンク機構部４４０の全体的なアセンブリの近位端及び遠位端に対して近位又は遠位の場所にあることを意味するために制限的に本明細書で使用されるものではない。
【０３４８】
いくつかの実施形態では、外リンク４４１は、図２０Ａ〜図２２に示す３つの窪み４４５など、１つ以上の作業チャネル窪みを備える。いくつかの実施形態では、外リンク４４１窪み４４５は、例えば、本明細書で説明する４２１の内リンク窪み４２５と整合する。窪み４４５は、１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの直径を有するツールを受容するように構成され、準備された外形形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、窪み４４５は、（例えば、ほぼ３．３ｍｍの窪み４４５直径に対応する）２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの直径、又は、ほぼ２．５ｍｍの直径を有する。外リンク４４１及び内リンク４２１の作業チャネル窪み４４５及び４２５は、それぞれ、多関節プローブ４００の全ての潜在的な構成にて該チャネル内のツールの並進に対応するように構成される。例えば、窪み４４５，４２５の外形形状は、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０の複数の湾曲したセグメントについて全ての潜在的な最小及び最大の曲率半径に対応するように構成される。
【０３４９】
いくつかの実施形態では、２つ以上の外リンク４４１は、図示するピン４４６及びスロット４４７など、回転防止要素を備える。回転防止要素は、（例えば、内リンク機構部４２０又は外リンク機構部４４０操向中及び／又は並進中）以下のイベント、即ち、作業チャネル形状の変化、作業チャネルを通過するツール又はフィラメントのかみ込み、作業チャネルを通過するツール又はフィラメントの移動、それぞれ、チャネル４２２及び／又は４４２内を通過するケーブルのかみ込み、内リンク機構部４２０が外リンク機構部４４０に対して並進する（例えば、前進又は後退する）ときの内リンク機構部４２０のかみ込み又は結合、及び、これらの組み合わせの１つ以上を防止するように構成され、準備することができる。いくつかの実施形態では、ピン４４６及びスロット４４７は、２０１３年９月１２日出願の、出願人の同時係属中の米国特許出願第１４／３４３，９１５号で説明されているように構成され、準備され、この特許の内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０３５０】
いくつかの実施形態では、最も遠位の外リンクは、斜視図を図２０Ｆに例示する遠位外リンク４４１Ｄなど、より近位の外リンクと異なる外形形状を備える。いくつかの実施形態では、遠位外リンク４４１Ｄは、カメラ４４８ａなどのカメラ、ＬＥＤ４４８ｃなどのＬＥＤなどの１つ以上の発光構成部品、電子品モジュール、灌注ポート４４８ｂなどの潅注ルーメン及び／又はノズル、及び、これらの組み合わせから成る群から選択された構成部品など、１つ以上の機能要素を備えることができる。いくつかの実施形態では、遠位外リンク４４１Ｄは、図示する（例えば、本明細書で説明するようにツール支持体を受容するように構成された）２つのサイドポート４５０など、１つ以上のサイドポートを備えることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の（非遠位）外リンクス４４１は、図示されていないが図４Ｂ及び図４Ｃに関して本明細書で説明するサイドポート４５５と同じ又は類似のものである１つ以上の類似のサイドポートを含むことができる。
【０３５１】
内リンク４２１及び／又は外リンク４４１のチャネル（即ち、内腔）４２２、４４２及び作業チャネル窪み４２５、４４５は、砂時計又は他のテーパ状の形状を備えることができる。例えば、内ケーブルチャネル４２２のテーパ状又は砂時計形状４２７を図１９Ｄに示す。図２０Ａ〜図２０Ｃ、図２０Ｅの外リンク４４１のケーブルチャネル４４２は、類似の形状を有することができる。また、外リンク４４１の窪み４４５のテーパ状又は砂時計形状４４７ａは、図２０Ｅにて見ることができる。内リンク窪み４２５は、図１９Ｂにて見られる類似の対応する形状４４７ｂを有することができる。砂時計又は他のテーパ状の形状は、通過する１つ以上のツール又はフィラメントのかみ込みを防止するように構成することができる。いくつかの実施形態では、形状４２７、４４７ａ、４４７ｂの表面は、対応するチャネル又は窪みを通過するツール又はフィラメントが長手方向の抵抗がほとんど又は全くなくチャネル又は窪み内を通ることが可能にされるように構成され、準備される。例えば、２つの連続的な内リンク及び外リンクの砂時計形状４２７、４４７ａ、４４７ｂは、連続的なリンクが該リンク間で許容された最も極度の関節動作時の屈曲角度にて互いに対して配向されるときでさえツール又はフィラメントが抵抗なしに自由に通過することができるように構成することができる。いくつかの実施形態では、窪み４２５（図示通り）、窪み４４５（図示通り）、チャネル４２２（図示通り）及び／又はチャネル４４２は、砂時計形状を備える。例えば、内ケーブルチャネル４２２のテーパ状又は砂時計形状４２７を図１９Ｄに示す。図２０Ａ〜図２０Ｃ、図２０Ｅの外リンク４４１のケーブルチャネル４４２は、類似の形状を有することができる。また、外リンク４４１の窪み４４５のテーパ状又は砂時計形状４４７ａは、図２０Ｅにて見ることができる。内リンク窪み４２５は、図１９Ｂにて見られるような類似の対応する形状４４７ｂを有することができる。砂時計形状はチャネル又は窪みが単一のまっすぐなテーパ部を有した場合に必要であると思われるなど、チャネル又は窪みの最大直径を最小限に抑えるために使用することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の窪み４２５、窪み４４５、チャネル４２２及び／又はチャネル４４２は、２０１３年４月１９日出願の出願人の同時係属中の米国特許出願第１３／８８０，５２５号で説明されているなどのテーパ状の形状を備え、この特許の内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０３５２】
図２１において、多関節プローブ４００内の砂時計形状を側面断面図で例示する。多関節プローブ４００は、内リンク機構部４２０及び外リンク機構部４４０を備える。内リンク４２１及び外リンク４４１は、テーパ状又は砂時計形状４２７、チャネル４２２内のスロット４４７、及び、窪み４２５及び４４５により作り出された作業チャネルを画定する外形形状を備える。図２１の実施形態では、外リンク機構部４４０のチャネル４４２は、直線のテーパ状の形状を備える。いくつかの実施形態では、外リンク機構部４４０のチャネル４４２は、また、砂時計形状を備える。
【０３５３】
図２２をここで参照すると、本発明の構想による、外リンク機構の遠位部分の側面断面図が例示されている。図２２Ａ及び図２２Ｂは、本発明の構想による、図２２の外リンクの円錐〜球面接続部の２つの拡大図を示す。多関節プローブ４００の遠位部分は、遠位から近位に向けて配置された（即ち、４４１ａが他の外リンク４４１ｂ〜４４１ｇに対して最も遠位）、一連の７つの外リンク４４１ａ〜４４１ｇ（単独又は共同で外リンク４４１）を備える。遠位リンク４４１ａは、図２０Ｆを少なくとも参照して本明細書で説明する遠位外リンク４４１Ｄと同様に構成され、準備することができる。多関節プローブ４００は、図示する最大７つまでの外リンク４４１など（例えば、７つの外リンク４４１が内リンク機構部４２０及び外リンクの遠位端を越えて延在し、機構部４４０が本明細書で説明するように操向されるとき）、外リンク４４１の更なる隣接リンクを操向することを可能にしながら、少なくとも遠位外リンク４４１ａ及び外リンク４４１ｂを操向することができるように構成することができる。一実施形態では、１つの外リンク、例えば、外リンク４４１ｇが、円錐遠位面４４４ｇを有し、隣接外リンク、例えば、外リンク４４１ｆが球面近位面４４３ｆを有する場合、円錐遠位面４４４ｇと隣接球面近位面４４３ｆとの間の接触面は、円を画定し、各外リンク４４１〜外リンク４４１接続部の表面積が本明細書で説明するように低減される。そうする際、球面近位面４４３ｆは、テーパ状又は円錐の遠位面４４４ｇの線状表面に接触する表面積が少なくなる。
【０３５４】
いくつかの実施形態では、操向される外リンク４４１は、操向中、一連の関節屈曲動作が隣接外リンク４４１間で、例えば、外リンク４４１ａと隣接外リンク４４１ｂとの間で、外リンク４４１ｂと隣接外リンク４４１ｃとの間でなど発生するように構成され、準備される。そうする際、遠位外リンク４４１ａは、次のリンク４４１ｂの前に多関節動作し始め、次のリンク４４１ｂは、次のリンク４４１ｃなどの前に多関節動作などする。このカスケード式の一連の初期の関節屈曲動作は、例えば、図２２Ｃのステップ１〜６で示す多数の方法で作り出すことができる。いくつかの実施形態では、外リンク４４１ｂ〜最大４４１ｇまでの各遠位面４４４のテーパ角θ（例えば、７つのセグメント操向を可能にするため）は、テーパ角θｍｉｎ（例えば、図２２Ｂに示すような外リンク４４１ｂ）からθｍａｘ（例えば、図２２Ａに示すような外リンク４４１ｇ）まで増大し得、その結果、接合力の増大（例えば、合力ベクトル変化による）が各組の連続した外リンク４４１間に発生する。外リンク４４１ａ及び４４１ｂ間の接合力が最も小さいことから、次に、外リンク４４１ｂ及び４４１ｃ間の接合力などとなり、外リンク４４１ａで開始され、かつ、その後の操向中の関節屈曲動作は、遠位にカスケードする（次々に伝わる）。これらの実施形態では、テーパ角は、１°増分で１０°から増大する１組の２つ以上のテーパ角（例えば、２つ以上の外リンク４４１の操向を支持するため）、又は、５°増分で１０°から増大する１組の２つ以上のテーパ角など、１０°〜６５°の増大する角度の任意のグループから選択された１組のテーパ角を含むことができる。あるいは又は更に、接続部の力に影響を与える形状的変化などの他の形状学的変化、外リンク４４１ａ〜４４１ｇから減少する連続した１組の潤滑度などの材料変化、所望のカスケードを引き起こす接触する表面積の変化、及び、これらの組み合わせから成る群から選択される特性など、外リンク４４１の他の特性は、外リンク４４１ａ及び４４１ｇ間で変えることができる。
【０３５５】
システム１００（例えば、送り装置ユニット１００ａ及び／又はインタフェースユニット１００ｂ）は、多関節プローブ４００の安全かつ有効な動作を提供するように構成され、準備される。いくつかの実施形態では、システム１００は、図２３〜図２８の１つ以上を参照して本明細書で説明する１つ以上のモジュールを備える。
【０３５６】
いくつかの実施形態では、システム１００は、本明細書で説明するモジュールに関係するプロセスの一部又は全部を記憶及び実行するプロセッサ及びメモリを含む。システム１００は、完全にハードウェアの実施形態、又は、ソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせる実施形態の形を取ることができる。プロセスの一部又は全部は、コンピュータプログラム命令により実行することができ、コンピュータプログラム命令は、プロセッサに提供することができ、プロセッサは、命令がメモリ内に記憶されるように、マシンを生成する・汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は、他のプログラマブルデータ処理装置の一部とすることができ、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して、本明細書で明記する機能／アクトを実行する手段を実行、作成する。
【０３５７】
図２３は、本発明の構想による、操向システム１５３の図である。操向システム１５３は、ＨＩＤ１２２及び操向モジュール１５０を含む。様々な実施形態では、操向モジュール１５０は、送り装置ユニット１００ａ及びインタフェースユニット１００ｂ（全体的に、１００）の１つ以上内に置くことができる。あるいは、操向モジュール１５０は、当業者に知られている有線又は無線電力伝達を介してＨＩＤ１２２及びプローブアセンブリと通信する別個の又はリモートのハードウェアユニット内に置くことができる。操向システム１５３は、一部の実施形態によるプローブアセンブリ、例えば、本明細書で説明するプローブシステム１００又は４００の送り装置１００ａと通信する。
【０３５８】
操向モジュール１５０は、特に、図２４を参照して関連して本明細書で説明する２４０１〜２４０３ステップの手順を含め、操向手順の一部又は全てのプロセス又は計算を実行する積分器１５１及び操向プロセッサ１５２を備える。
【０３５９】
ＨＩＤ１２２は、ＨＩＤ１２２の外科医、技術者、及び／又は、他のオペレータにより操作されるＨＩＤの操向操作に応じて生成された、生の操向データを操向モジュール１５０に提供するように構成され、準備される。そのような動作は、２０１１年７月２１日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４４８１１号、及び、２０１３年８月９日出願の同ＰＣＴ／ＵＳ１３／５４３２６号で詳細に説明されており、これらの特許の各々の内容は、全体が参照により本明細書に組み入れられる。例えば、生の操向データ１５４は、例えば、ＨＩＤ１２２の１つ以上の位置を確立するために出力信号又は信号類に結合される、例えば、オペレータにより制御されるような、ＨＩＤ１２２の位置、移動時間、速度、及び／又は、加速度のうちの少なくとも１つに関係するデータを含むことができる。
【０３６０】
通常の使用において、生の操向データ１５３は、また、ジッタなど、望ましくない動きデータを含むことがある。ＨＩＤ１２２の当該のジッタ又はシェーキングは、使用者の不随意運動を介してＨＩＤ１２２の上で与えられることがある。例えば、使用者の本来の鼓動又は呼気は、ＨＩＤ１２２にリズミカルなジッタ信号を誘発する可能性があり、該信号は、ＨＩＤ１２２により生成された生の操向データ内に現れることができる。他の望ましくない動きが、オペレータが故意でない可能性がある突然の又は急激な動きを行ったときに発生することがある。
【０３６１】
フィルタ又は他のデータ処理ユニット、積分器１５１は、受信した生の操向データ１５４を積分（又は、その他の方法でフィルタリング）及び処理して、生の操向データ内に含まれた特定の望ましくない動きデータを除去し、フィルタリング後の操向信号を生成し、フィルタリング後の操向信号は、操向プロセッサ１５２に出力される。操向プロセッサ１５２は、積分器１５１から受信したフィルタリング後の信号を処理して、動作中にＨＩＤ１２２にてジッタがない場合又はさもなければ望ましくない動作が存在する場合、プローブアセンブリ４００にＨＩＤ１２２の動作に関する情報を示す。
【０３６２】
図２４は、本発明の構想による、操向プロセスのフローチャートである。操向プロセスを説明する際、図２３の操向システムの要素を参照する。したがって、操向プロセスの一部又は全部は、メモリ内に記憶することができ、図２３の操向システム１５３のプロセッサにより実行することができる。あるいは、操向プロセスの一部又は全部は、操向システムと通信するリモートコンピュータにて記憶及び実行することができる。
【０３６３】
ステップ２４０１において、ＨＩＤ１２２の位置（例えば、位置、時間、速度、加速度、又は、要素としての位置及び時間を含む他の動きに関係した信号）の変化をモニタする。本明細書で説明するように、通常の動作の最中、位置の当該の変化は、オペレータにより意図される。しかしながら、時折、位置の変化は、ＨＩＤがオペレータにより操作されるときにジッタ、又は、ＨＩＤの関連した急激な、突然の、又は、他の想定外の動作により発生することがある。これにより、結果として、生データとしてＨＩＤにより出力されるか、又は、ステップ２４０２にてＨＩＤにより、記録されるか、又は、その両方である生の操向データになる。したがって、生データは、ジッタなどの望ましくない動きに関係したデータを含むことがある。オブジェクト、例えば、ＨＩＤ１２２により操作される多関節プローブ４００の位置の変化に対応するＨＩＤ１２２から結果的に得られた生データが、操向プロセッサ１５２に入力されることがある。
【０３６４】
ステップ２４０３において、操向データをプロセッサ１５２により処理する。いくつかの実施形態では、プロセッサは、記録される速度信号測定結果を積分することを含む数学的なプロセスを実行し、該プロセスは、ジッタなどの、操向データからの、かつ、操向プロセッサ１５２に出力される積分後の操向信号を生成するための望ましくないＨＩＤ動きの除去を含み得る。操向データを積分するか又はその他の方法でフィルタリングすると、ＨＩＤの意図されていない動きに関係する信号、システムに関連した雑音、及び／又は、他の望ましくない信号を除去することができ、円滑なロボットの動きを生成するために操向プロセッサ１５２に出力されるきれいな操向信号が生成される。操向プロセッサ１５２は、積分器１５１から受信したフィルタリング後の信号を処理して、動作中にＨＩＤ１２２にてジッタがない場合又はさもなければ望ましくない動作が存在する場合、プローブアセンブリ４００にＨＩＤ１２２の動作に関する情報を示す。
【０３６５】
ステップ２４０４において、操向コマンドをステップ２４０３の分析に基づいて計算する。操向コマンドは、ケーブルモータ、例えば、多関節プローブ４００を操作する図８に示すケーブルモータ２１２を起動させるために送り装置ユニット１００ａに出力される。
【０３６６】
操向モジュール１５０及び／又はステップ２４０１〜２４０４の方法は、外科医などのオペレータがＨＩＤ１２２を制御するときに存在する恐れがある震動又は他の意図されていない動作（例えばＨＩＤの意図されていない往復動又は小さい動き）をフィルタリングするか、又は、その他の方法で補正するためになど。多関節プローブ４００の操向を向上させるように構成することができる。プローブシステム１００の動作中、ＨＩＤ１２２からの操向データ、例えば、位置、速度、又は、他の移動関連情報は、ほぼ１０００Ｈｚの速度など、ＩＨｚ〜１０，０００Ｈｚの速度など、所定の速度で操向モジュール１５０によりモニタされる。高いサンプリング速度により、結果として、オペレータ震動により引き起こされた入力エラーなどの入力エラーを検出することができ、該サンプリング速度は、多関節プローブ４００の望ましくない動作に相関することができる。積分器１５１を使用すると、任意の望ましくない入力信号、をフィルタリングし、例えば、操向プロセッサ１５２からの操向コマンド出力に応答して多関節プローブ４００の移動を制御するコントローラへの望ましくない周波数での入力信号、多関節プローブ４００のこの望ましくない動作を低減し、及び／又は、その他の方法で円滑な出力を生成することができる。操向モジュール１５０にて積分の間隔を変えることにより、フィルタリングパラメータは、操向モジュール１５０から出力された操向コマンドに従ったＨＩＤ１２２の移動に応答する、プローブ４００の遠位先端部に渡す高周波入力の増減を可能にするために変えることができる。
【０３６７】
いくつかの実施形態では、換算係数が、ＨＩＤ１２２から受信されたオペレータ入力コマンドで適用される。いくつかの実施形態では、換算係数は、０．１〜１．０の範囲で調節可能など調節可能である。換算係数を利用して、操向コマンドのモニタリングのサンプリング速度を修正し、ＨＩＤ１２２による細かい動き制御（小さい換算係数）と粗い動き制御（大きい換算係数）との間で調整することができる。
【０３６８】
図２５をここで参照すると、本発明の構想による、較正手順の必要性を判定する方法のフローチャートが例示されている。方法を説明する際に、本明細書の１つ以上の図を参照する。
【０３６９】
ステップ２５０１において、１つ以上のセンサでなど、本明細書で説明する位置センサ２２５など、送り装置ユニット１００ａの位置をモニタ（例えば、位置及び／又は位置の変化のモニタリング）する。センサは、送り装置ユニット１００ａの変位を測定するために使用される加速度計又は他の移動センサ、又は、送り装置ユニット１００ａの変位を計算することができる送り装置ユニット１００ａの位置を測定するように構成されたセンサを含むことができる。センサは、重力（例えば、重力付勢）に対する対象物の位置を判定するように配向及び配置された複数の水銀スイッチ又は類似のスイッチを備える静的位置センサなど、重力及び／又は他の静止位置センサを含むことができる。静的位置センサは、送り装置ユニット１００ａの変位を静止位置の変化に基づいて判定することができるように経時的にモニタすることができる。いくつかの実施形態では、センサは信号を提供し、信号は、例えば、ロードセル２２１上のモータアセンブリ２１２の「有効重量」、更に詳しくは、本明細書で図２８を参照して説明するように、モータ２１２に結合されて、該モータにより制御される滑車の周りのケーブルに掛かる張力などのモータ２１２に掛かる任意の無関係な力がない場合にモータアセンブリ２１２の重量を調整するために動作中にシステムにより使用することができる。
【０３７０】
ステップ２５０２において、送り装置ユニット１００ａの測定された変位の大きさ（例えば角度方位の変化）を、所定の及び／又はオペレータ設定可能な第１の閾値など、値と比較することができる。測定された変位が第１の閾値を超えない場合、ステップ２５０１を繰り返すことができる。測定された変位が第１の閾値を確かに超える場合、ステップ２５０３を実行することができ、第１の閾値より大きな大きさの閾値など、測定された変位を第２の閾値と比較する。測定された変位が第２の閾値を下回る（が、第１の閾値を上回る）場合、ステップ２５０４を実行することができ、ロードセル上のモータアセンブリの有効重量について補正の量を調整する（例えば、本明細書で先述したようにロードセル２２１上のモータ及び／又はモータマウントの重量を調整する）ためになど１つ以上の較正値の調整を行う。測定された変位が第２の閾値（並びに第１の閾値）超えである場合、ステップ２５０５を実行し、図２８を参照して本明細書で説明する手順と類似の較正手順など、第２の較正手順、つまり、再較正が必要である。したがって、初期の較正後の送り装置アセンブリの有意な移動などの望ましくない動き（例えば、１５°超えの角度偏位）が判定された場合、システムは、再較正を必要とする場合がある。
【０３７１】
いくつかの実施形態では、第１の閾値及び／又は第２の閾値に到達したときにアラーム又はアラート状態に入る（例えば、視覚及び／又は聴覚信号を介してなどオペレータに通知される）。いくつかの実施形態では、第１及び／又は第２の閾値は、送り装置ユニット１００ａの望ましくない位置及び／又は送り装置ユニット１００ａへの影響に相関し、その結果、送り装置ユニット１００ａは、位置決めし直され、及び／又は、通常の動作が開始される前に損傷がないかチェックされる必要がある。いくつかの実施形態では、システムが強制保守状態に入ることを示すアラームが生成され、システムは、適切な機能性に戻り、及び／又は、アラーム状態を起動解除するために保守が必要である。
【０３７２】
図２６をここで参照すると、本発明の構想による、システムに掛けられた過剰な力を防止及び／又は検出する方法のフローチャートが例示されている。特に、ステップ２６０１〜２６１０は、多関節プローブ４００を操向及び／又はロックするために使用されるケーブルなど、ケーブルに掛けられ及び／又は存在する望ましくない力を防止及び／又は検出するために使用される一連のステップを例示する。ケーブル張力は、本明細書で説明するロードセル２２１を介して、及び／又は、モータエンコーダを介してなど、モータ電流、モータ回転をモニタすることによりなど、多数の方法でモニタすることができる。いくつかの実施形態では、システム１００は、任意のケーブルの張力が関連のケーブルの予想破断力のほぼ５０％を超えるのを防止するように構成される。他の実施形態では、ケーブル張力は、キャリッジ駆動モータ２１２にて測定される。モータ電流、モータエンコーダ、キャリッジ位置（例えば、直線センサ）などは、代替的に又は追加的に、以下の方法の一部又は全てのステップに従ってモニタすることができる。
【０３７３】
ステップ２６０１において、１つ以上のケーブルの張力又は関連した力データを記録し、コンピュータプロセッサによるその後の検索及び使用のために、本明細書で説明したなど、メモリに記憶する。ステップ２６０２において、ケーブル張力を、内リンク機構部４２０（ロック）ケーブルについてせいぜい５０ポンド、又は、外リンク機構部４４０（ロック及び操向）ケーブルについてせいぜい１５ポンドの閾値など、第１の閾値と比較する。いくつかの実施形態では、閾値は、ユーザ定義式とすることができる。張力が第１の閾値を超える場合、ステップ２６０３が実行され、システムは、アラーム状態に入る。アラーム状態の実施例は、多関節プローブの動作が停止され、アラートが、オペレータに出され、ケーブルモータ２１２へ電力が除去され、及び／又は、１つ以上のケーブルの張力が低減されるというものである。ステップ２６０２にて張力が第１の閾値を超えない場合、ステップ２６０４が実行される。いくつかの実施形態では、ケーブル張力は、ロードセルに接続されたハードウェア回路において第１の閾値と比較され、その結果、第１の閾値がハードウェア回路によって特定されたとき、ハードウェア駆動式のアラームにより、結果的に、ステップ２６０３となる。これらの実施形態では、最大張力は、わずか１２ポンド、１５ポンド、１８ポンド、２ｌポンド、又は、２４ポンド（例えば、本明細書で説明する外リンク機構部４４０のケーブル３５０について）、又は、わずか４４ポンド、５４ポンド、６４ポンド、７４ポンド、又は、８４ポンド（例えば、本明細書で説明する内リンク機構部４２０のケーブル３５０について）の閾値を含むことができる。あるいは又は更に、ケーブル張力は、システム１００のソフトウェアプログラムにて実行された第１の閾値と比較され、該ソフトウェアプログラムは、メモリ内に記憶され、コンピュータプロセッサにより実行される。システム１００は、ロードセルから信号を受信し、その結果、第１の閾値がソフトウェアプログラムにより識別特定されたとき、アラーム状態により、結果的に、本明細書で説明するアラーム状態と同様の又は同じステップ２６０３となる。これらの実施形態では、最大張力は、わずか９ポンド、１２ポンド、１５ポンド、１８ポンド、又は、２ｌポンド（例えば外リンク機構部４４０のケーブル３５０について）、又は、わずか３０ポンド、４０ポンド、５０ポンド、６０ポンド、又は、７０ポンド（例えば、内リンク機構部４２０のケーブル３５０について）の閾値を含むことができる。
【０３７４】
ステップ２６０４において、システム１００が操向モードにあるかどうか、即ち、能動操向が実行されているかどうかを判定する。操向モードにおいて、システム１００の動作を参照して本明細書で説明するように、プローブ１４０は、１つ以上の操向ケーブルにより多関節動作され、該ケーブルは、本明細書で説明するようにセンサによりモニタされる。操向が実行されていない場合、ステップ２６０１が、繰り返される。操向が実行されている場合、ステップ２６０５が実行される。
【０３７５】
ステップ２６０５において、（ステップ２６０１の）記録されたケーブル張力を、第１の閾値未満の閾値など、第２の閾値と比較する。いくつかの実施形態では、第２の閾値は、わずか３ポンド、５ポンド、７ポンド、９ポンド、１１ポンド、１３ポンド、又は、１５ポンドの閾値を含む。記録された張力が第２の閾値を越えない場合、ステップ２６０１が、繰り返される。記録された張力が第２の閾値を超える場合、ステップ２６０６が実行される。いくつかの実施形態では、ステップ２６０５は、内リンク機構部がシステム１００により能動的に操向されないときど、外リンク機構部４４０のケーブルについて実行されるだけである。
【０３７６】
ステップ２６０６において、ケーブル張力の増大が操向コマンドにより引き起こされる恐れがあるかどうかを判定するために操向の方向（例えば、ＨＩＤ１２２にオペレータにより入力された操向コマンド）が、３次元幾何学的構成を判定するために（例えば、多関節プローブ４００の各前進、後退及び／又は操向時に計算された）逆運動学を使用する曲率外形形状など、多関節プローブ４００の計算された曲率と比較される。操向の方向が多関節プローブ４００の遠位部分の計算された曲率に適合する（即ち、システムがプローブが目下湾曲している方向に操向しようとしている）場合、ステップ２６０７が実行される。操向の方向が多関節プローブ４００の遠位部分の計算された曲率に適合しない（即ち、システムは、例えば、プローブ４００をまっすぐにするために、プローブ４００が目下湾曲している方向と反対に操向しようとする）場合、ステップ２６０８が実行される。
【０３７７】
ステップ２６０７において、力フィードバックが（例えば、力フィードバック対応のＨＩＤ１２２を介して）オペレータに提示され、操向が停止される（例えば、多関節プローブ４００の全ての動作は停止される）。この力フィードバック（例えば、ＨＩＤ１２２に印加された圧力又は振動）は、プローブが最大曲率に到達したとユーザにアラートするために適用することができる。その後、ステップ２６０９が実行される。尚、システムは、オペレータからの異なる操向コマンドが受信されるまで操向が停止された状態のままになる。
【０３７８】
ステップ２６０８において、閾値を上回る張力を有するケーブルが、前進される、つまり、繰り出される。繰り出されているケーブルは、現在の操向操作中に後退されていない（例えば、３つの操向ケーブルの）１つ以上のケーブル（例えば、現在の操向操作のために曲線の内側からの曲線の外側まで遷移中であり得る１つ以上のケーブル）を含むことができる。繰り出されるケーブルの量は、ほぼ２．５ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、及び／又は、２０ｍｍの長さを含むことができる。いくつかの実施形態では、ケーブルは、既に繰り出し中であり（例えば、自動的に、操向アルゴリズムにより判定されるように、及び、所望の操向の指示の為に）、ステップ２６０８において繰り出されるケーブルの量は、操向コマンドに基づいて「標準」量（即ち、ケーブルの過剰な張力を防止するために送給される余分な量）に追加される。その後、ステップ２６０９が実行される。
【０３７９】
ステップ２６０９において、ケーブル張力は、再び記録されて第３の閾値と比較される。第３の閾値は、第２の閾値と類似のものとすることができる。いくつかの実施形態では、第３の閾値は、第１の閾値よりも高いなど、第２の閾値と異なるとすることができる。いくつかの実施形態では、第３の閾値は、第１の閾値と類似のものである。ケーブル張力が第３の閾値を超えない場合、ステップ２６０１への戻りが実行される。ケーブル張力が第３の閾値を超える場合、ステップ２６１０が実行され、システムは、ステップ２６０３と類似か又は異なるアラーム状態など、アラーム状態に入る。（例えば、多関節プローブの動作が停止され、アラートがオペレータに出され、ケーブルモータ２１２へ電力が除去され、及び／又は、１つ以上のケーブルの張力が低減されるアラーム状態）。
【０３８０】
図２７をここで参照すると、本発明の構想による、多関節プローブ４００の意図されていない動作を検出及び／又は低減する方法が例示されている。いくつかの実施形態では、多関節プローブ４００の遠位端での意図されていない動きは、内リンク機構部４２０及び／又は外リンク機構部４４０がロック後とロック前との状態又はモード間で遷移するときに低減される。これらの実施形態では、本明細書で以下に説明するステップ２７０１〜２７０３に例示する方法は、ロック後のモードへの到来するのを予測し、ロックケーブルのそれぞれを確認し、及び／又は、ロックケーブルのそれぞれをロック後の張力レベルに接近する張力レベルにさせることを試行するように構成することができる。また、可撓モードともいう操向モードからロック後のモードへの遷移は、ユーザ入力コマンドが閾値（例えば５ｍｍ／ｓｅｃ）未満のプローブ４００の所望の動きの速度に相関するときに予測することができる。ユーザ入力コマンドが閾値よりも高い所望の動き速度に相関するとき、システム１００は、例えば、適切な操向性能を可能にするために、更なるケーブルを繰り出すことにより（例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、又は、５ｍｍのケーブルを繰り出すことにより）など、１つ以上の操向ケーブルの張力が低減されるときに操向状態又はモードに入ることができる。ユーザ入力コマンドが閾値（例えば５ｍｍ／ｓｅｃ）よりも低い所望の動き速度に相関するとき、システム１００は、例えば、それでもプローブ４００の微調整を可能にしながら、ロックのためにケーブルを予め緊張させるためにケーブルを巻き取ることにより（例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、又は、５ｍｍのケーブルを巻き取ることにより）など、１つ以上の操向ケーブルの張力が増大されたときに「予想」モードに入ることができる。
【０３８１】
ステップ２７０１において、操向コマンドは、ＨＩＤ１２２を介してオペレータから受信される。操向コマンドは、本明細書で説明する他の操向コマンドと類似又は同じとすることができる。ステップ２７０２において、操向コマンドは、操向コマンドを定量化し及び／又は適格とするために評価される。いくつかの実施形態では、ステップ２７０２の評価は、ＨＩＤ１２２の入力構成部品上のオペレータの移動の速度及び／又は加速度に相関する評価など操向コマンドの「強引さ」の評価を含む。ＨＩＤの強引な操向の実施例は、ジャーキング動作、又は、他の故意でない動作であり、該動作において、速度及び／又は加速度は、所定の閾値速度、及び／又は、容認可能な、又は、強引ではない、又は、その他の点で所定の閾値であるとみなされる加速度よりも高いと判定される。
【０３８２】
ステップ２７０３において、１つ以上の操向ケーブルの張力は、ステップ２７０２内で実行された評価に基づいて調整することができる。例えば、強引な操向が意図的に実行され、１つ以上の操向ケーブルが繰り出される（即ち、繰り出し中のケーブルと反対方向での操向を可能にするために前進される）必要がある判定された場合、より強引ではない操向が評価により検出された場合よりも更なるケーブルが繰り出され得る。
【０３８３】
図２７の方法では、ケーブルを緊張させる２つ以上の（例えば３つ）の外側機構部４４０に適用されるケーブル繰り出し偏位を積極的に管理し、１）操向を開始するとき、又は、操向の最中のときなど、（速度又は加速度評価により判定されるように）「素早く」操向するとき、及び／又は、ユーザによりを必要とされる操向の量（例えば、中立位置からのＨＩＤの偏位）を評価することにより）、外リンク４４１は、より大きいケーブル繰り出し偏位でゆるく緊張され、２）「ゆっくり」操向するときに（例えば操向操作の終了時に、及び／又は、中立位置からのＨＩＤの偏位が小さいか又は最小であるとき、外リンク４４１は、より小さいケーブル繰り出し偏位でより緩みなく緊張されるようになっている。したがって、図２７の方法は、ユーザからの操向入力の恒常的なモニタリングに備え、モニタリングから生成された操向操作値に応答して、操向コマンドが減速するときに緊張ケーブルを締め付けることにより操向の動きの終了を予測するために１つ以上のケーブルの張力を円滑に変える。操向コマンドが終了する（即ち、ユーザがもはやプローブにＨＩＤ又は他の入力機構部を介して操向するように指示していない）と、多関節プローブ４００は、既にある程度ロックされた状態にあり、なぜならば、ケーブルが緊張されているからであり、その結果、多関節プローブ４００を完全にロックするために必要とされる更なる張力が低減される（例えば、ケーブルに張力を印加することにより引き起こされる望ましくない動きが低減される）。図２７の方法は、ステップ２７０２で実行された評価に基づいて低から高までの張力までケーブル繰り出しに円滑で傾斜をつけることができる（例えば、検出された操向が強引ではないほど繰り出しは遅い）。
【０３８４】
図２８は、本発明の構想による、較正手順のフローチャートである。較正手順を説明する際に、図１〜図２２のプローブシステム１００の要素を参照する。したがって、操向プロセスの一部又は全部は、メモリに記憶し、図１〜図２２のプローブシステム１００のプロセッサにより実行することができる。あるいは、操向プロセスの一部又は全部は、プローブシステム１００と通信するリモートコンピュータにて記憶及び実行することができる。
【０３８５】
いくつかの実施形態では、較正手順は、本明細書で説明する送り装置アセンブリ１０２の現在位置及び角度方位に基づいて実行することができる。特に、較正及び／又は再較正は、送り装置アセンブリ１０２の位置の変化の結果として、送り装置アセンブリ１０２の１つ以上のケーブル３５０及び／又はロードセル２２１に印加された力の変動に対応するために実行され得る。例えば、プローブシステム１００は、１つ以上のロードセル、例えば、図８Ａのロードセル２２１を較正するために１つ以上の較正手順を実行することができ、該ロードセルは、ロードセル２２１が基部アセンブリ２００に回転可能に装着されたモータアセンブリと係合され、ケーブルを含むボビンを駆動するように構成されるときなど、本発明の構想のロック及び／又は操向ケーブルの張力を測定するために使用され、ボビンは、次に、本明細書で説明するようにキャプスタン２１６に係合する。
【０３８６】
較正手順は、ロードセル２２１に実行されるとき、送り装置アセンブリ１０２の位置の変化を補正することができ、結果として、ロードセル２２１に印加された重力、並びに、重力又は他の環境源により引き起こされ、装着された構造体を介してロードセル２２１に印加された力の変化が発生する。ステップ２８０１−２８０５の較正手順は、異なる構成パラメータを各々について生成することができるように異なるロードセル上に複数回実行することができる。複数の較正手順を、同時に又は順番に実行することができる。
【０３８７】
ロードセル２２１に、本明細書で説明するモータ２１２及び／又はモータマウント２１８を備えるモータアセンブリなどモータアセンブリにより印加された回転力は、ケーブルの張力に相関する。上記及び他の構成において、ロードセル２２１は、また、（例えば、重力により）モータアセンブリの重量により印加された力による負荷など、ケーブル張力に関係ない１つ以上の望ましくない（例えば、ケーブル張力測定には望まれない）負荷を測定することができる。モータアセンブリにて、重力とのモータアセンブリの関係に基づいて、ロードセルに掛かる重量による負荷は、可変であり得る。したがって、図２８の較正手順を実行して、例えば、重力に対するモータアセンブリの幾何学的な位置に基づいて、使用時に存在するモータアセンブリの重量による特定の負荷を判定することができる。
【０３８８】
ステップ２８０１において、ロードセル較正の開始前、送り装置アセンブリ１０２に、例えば、ロードセル２２１に印加された重力の方向を変えると思われるような配向の変化が発生したときに、１つ以上のロードセル２２１の較正が必要であるかどうかを判定する。
【０３８９】
ロードセル較正は、送り装置アセンブリの使用が発生しようとしており、較正はまだ実行されていないか、又は、システム起動又は再起動が行なわれ、頂部アセンブリ３００は、着座されて基部アセンブリ２００上で所定の位置にロックされ（図１１を参照されたい）、送り装置アセンブリ１０２の位置の変化の検出、つまり、較正は実行されたが、送り装置アセンブリは、その後、（例えば、本明細書で説明するセンサ２２５などの位置センサにより検出されるように）再配向され、望ましくない状態が、システムにより検出されており、較正が、オペレータ、又は、これらの組み合わせにより要求されるという判定などのイベントに応答してステップ２８０１ａにて３３３開始することができる。
【０３９０】
ステップ２８０２において、モータアセンブリ２１２は、ケーブル張力の為に力がほとんど又は全くロードセル２２１に印加されていない状態を引き起こしてゆるむ（「繰り出す」）ようになど、ケーブル、例えば、ケーブルボビン３１６ａと多関節プローブ４００でのリンクとの間に延在する図５Ｂの操向ケーブル３５０が予め設定された長さで前進されるように、例えば、ボビン３１６ａにてケーブル滑車の回転を引き起こすために駆動され得る。
【０３９１】
ステップ２８０３において、送り装置アセンブリ１０２及び／又はモータアセンブリ配向は、送り装置アセンブリ１０２位置又は配向、又はその両方を検出する位置センサ２２５により提供される信号を受信及び処理することによりなど実行することができる。配向データを使用して、較正が重力に対応することができるようにロードセル２２１に印加された予想された重力を計算することができる。この配向データは、記録（例えば、電子メモリ内に記憶）し、将来の比較における使用のために、及び／又は、１つ以上のプロセス、例えば、メモリ内に記憶され、配向情報を補正し及び／又はその他の方法で配向情報を使用する、プロセッサにより実行されるソフトウェアプログラムにおける使用のために、プロセッサにより検索することができる。この配向データとして、基部アセンブリ２００のヨー、ピッチ、及び／又はロール、又は、基部アセンブリ２００の任意の数の自由度に対応するデータが挙げられるがこれらに限定されない。基部アセンブリ２００の配向は、位置センサで自由度、例えば、基部アセンブリ２００のヨー、ピッチ、ロールの１つ以上を推定することにより判定することができる。
【０３９２】
ステップ２８０４において、ロードセルからのゼロ張力データ（例えばサンプル数）を記録する（例えば、電子メモリ内に記憶する）。ゼロ張力データは、平均化、又は、その他の方法で数学的に処理される１組のデータを含むことができる。
【０３９３】
このゼロ張力データは、ケーブル張力を判定するために使用された補正係数（例えば偏位）に相関することができる。ゼロ張力データは、ケーブル張力が目下ゼロ又はゼロ近傍であることからモータアセンブリの重量のためにロードセルに印加された負荷に相関することができる。例えば、複数のロードセルを含む実施形態では、偏位値を判定するためにロードセルセンサ内のいくつかのサンプルが記録及び平均化される。基部アセンブリ２００が特定の配向（ステップ２８０３を見る）にある間、その特定の配向時の重力バイアスを調整する偏位値が提供される。例えば、基部アセンブリ２００の配向に基づいて、三角法の技術を採用して、１つ以上のロードセルに及ぼす基部アセンブリ２００の重量の影響を判定することができる。偏位値／ゼロ張力データは、システム使用中にケーブル張力のより正確なロードセル測定結果を生成するために使用することができる。
【０３９４】
したがって、ステップ２８０５において、プローブアセンブリの操作は、多関節プローブ４００の操向、前進、後退、ロック及びロック解除を含め、本明細書で説明するように、１つ以上のロードセル２２１に掛かるいずれか又は全部の望ましくない負荷について補正された測定されたケーブル張力に基づいて開始される。いくつかの実施形態では、１Ｎ、３Ｎ、５Ｎ、７Ｎ、又は、１０Ｎの張力など、各ケーブルの張力は、任意の前進又は操向操作の前に所定の値にされる。いくつかの実施形態では、１Ｎ、３Ｎ、５Ｎ、７Ｎ、又は、１０Ｎを上回る最小力など、１つ以上のケーブル（例えば、各操向及び／又はロックケーブル）の張力量は、最小力を上回るように保たれる。最小力の維持は、一切の望ましくないヒステリシス効果又は他の望ましくない影響を防止するように構成することができ、その結果、そうでない場合は、ロードセルに掛かる力が０力辺りを遷移するときに遭遇されることがあり得る。
【０３９５】
ステップ２８０１〜２８０５の較正手順は、本明細書で説明する４つのモータアセンブリなど、複数のケーブル駆動モータアセンブリに同時に又は順番に実行することができる。あるいは又は更に、較正手順は、１つ以上のキャリッジアセンブリ駆動モータアセンブリに実行される。他の実施形態では、較正手順は、位置センサにより判定されるように、システムの立ち上げに応答して、送り装置ユニットのラッチ係合に応答して、又は、基部の配向が有意に変わったときに任意選択的に開始することができる。
【０３９６】
装置及び方法の好適な実施形態を開発環境を参照して説明してきたが、装置及び方法の好適な実施形態は、本発明の構想の原則を単に例示するものである。本発明を実行する上記のアセンブリ、他の実施形態、構成及び方法の修正又は組み合わせ、及び、当業者に明らかである本発明の態様の変形は、請求項の範囲内であることが意図されている。更に、本出願では特定の順番で方法又は手順のステップを記載したが、一部のステップが実行される順番を変えることは可能であるか、又は、特定の状況において好都合でさえあり得、本明細書で以下に定められる方法又は手順の請求項の特定のステップは、当該の順番の特異性が明示的に請求項に記載されていない限り順番固有のものと解釈されるべきでないことが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８−１８Ａ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２１】
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【図２２−２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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