(57)【要約】  外科用カセットクランプシステムが、第１の側部と第２の側部とを有する装着板を含む。ブラケットシステムが、装着板の第１の側部に近接して配置され得る。クランプモータが、装着板に近接して配置され得、装着板に対して固定され得る。クランプモータは、ブラケットシステムに動作可能に接続されて装着板に対してブラケットシステムを変位させてもよい。システムはまた、ブラケットシステムに枢動可能に接続され、装着板の第２の側部に近接して延在する、複数の枢動アームを含む。係合部は、装着板の第２の側部と協同的に係合する複数の枢動アームのそれぞれに取り付けられ得、該係合部は、ブラケットシステムが装着板に対して移動するときに、枢動アームを枢動するように動作可能であり得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用カセットクランプシステムであって、
第１の側部と第２の側部とを有する装着板と、
前記装着板の前記第１の側部に近接して配置されるブラケットシステムであって、前記外科用カセット上に均一に分散されたクランプ力を適用するように、分散方式で前記外科用カセットと係合するように構成される少なくとも４つのコネクタを備える、ブラケットシステムと、
前記装着板に近接して配置され前記装着板に対して固定されたクランプモータであって、前記装着板に対して前記ブラケットシステムを変位させるように前記ブラケットシステムに動作可能に接続される、クランプモータと、
前記ブラケットシステムに枢動可能に接続され、前記装着板の前記第２の側部に近接して延在する、複数の枢動アームと、
前記装着板の前記第２の側部と協同的に係合する前記複数の枢動アームのそれぞれに取り付けられた係合部であって、前記ブラケットシステムが前記装着板に対して移動するときに、前記枢動アームを枢動するように動作可能である、係合部と、を備える、外科用カセットクランプシステム。
【請求項２】
前記ブラケットシステムが、それぞれ板金から形成される第１のブラケットおよび第２のブラケットを備える、請求項１に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項３】
前記外科用カセットの存在を検出するように構成される第１のセンサと、
前記クランプモータによって駆動される駆動輪の位置を監視するように構成される第２のセンサと、を備える、請求項１に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項４】
前記複数の枢動アームのうちの１つと前記ブラケットシステムとの間に延在するバネであって、
前記バネが、第１の接続場所で前記ブラケットシステムと接続し、第２の接続場所で前記枢動アームと接続し、前記バネの力が、前記バネが連続的に引張した状態で約１０度の枢動範囲にわたって比較的一定のクランプ力を維持するように前記モーメントアームが縮小するにつれて増加するように、前記第１の接続場所および前記第２の接続場所が位置する、バネを更に備える、請求項１に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項５】
比較的一定のクランプ力が、約１０度の前記枢動範囲にわたって約１０％未満偏向するクランプ力である、請求項４に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項６】
前記ブラケットシステムが、可動ブラケットとクランプブラケットとを備え、前記クランプブラケットが、締結要素を備え、前記可動ブラケットが前記第２の接続場所を含む、請求項４に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項７】
前記クランプブラケットと前記可動ブラケットとを接続するクランプバネを更に備える、請求項６に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項８】
水の浸入を制限するように構成されるベゼルを更に備える、請求項１に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項９】
前記係合部が、前記装着板上のランプに沿って転動するように構成されるローラである、請求項１に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１０】
外科用カセットクランプシステムであって、
前記外科用カセットと係合するように構成される締結要素を備えるブラケットシステムと、
枢動場所で前記ブラケットシステムに枢動可能に接続される枢動アームと、
前記枢動アームと前記ブラケットシステムとの間に延在するバネであって、前記バネが、第１の接続場所で前記ブラケットシステムと接続し、第２の接続場所で前記枢動アームと接続し、前記バネの力が、前記バネが連続的に引張した状態で比較的一定のクランプ力を維持するように前記モーメントアームが縮小するにつれて増加するように、前記第１の接続場所および前記第２の接続場所が位置する、バネと、を備える、外科用カセットクランプシステム。
【請求項１１】
比較的一定のクランプ力が、約１０度の枢動範囲にわたって約１０％未満偏向するクランプ力である、請求項１０に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１２】
前記ブラケットシステムが、可動ブラケットとクランプブラケットとを備え、前記クランプブラケットが、締結要素を備え、前記可動ブラケットが前記第２の接続場所を含む、請求項１０に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１３】
前記クランプブラケットと前記可動ブラケットとを接続するクランプバネを更に備える、請求項１２に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１４】
前記クランプブラケットに対する前記可動ブラケットの円滑な並進運動を可能にするローラを備える、請求項１２に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１５】
前記枢動アームが、前記枢動場所から離間するローラを備える、請求項１０に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１６】
前記ローラに対して配置されるランプを更に備え、前記ランプが、前記外科用カセットを前記締結要素を用いてクランプするようにある方向に前記ブラケットシステムを変位させ、前記ランプが、前記ブラケットシステムが変位するにつれて、前記枢動アームを前記枢動場所を中心にして枢動させる、請求項１５に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１７】
前記外科用カセットクランプシステムから前記外科用カセットを機械的に解除するために、直線運動を回転運動に変換するように構成されるカセット解除装置を備える、請求項１０に記載の外科用カセットクランプシステム。
【請求項１８】
前記カセット解除装置が、コントローラと前記コントローラと通信している位置検知器とを備え、前記コントローラが、前記外科用カセットクランプシステムからの前記外科用カセットの解除を電子的に制御するように構成される、請求項１７に記載の外科用カセットクランプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、出願人Ｖｉｎｃｅｎｔ  Ａ．  ＢａｘｔｅｒおよびＤａｎｉｅｌ  Ｊ．  Ｗｉｌｓｏｎにより２０１２年１２月２１日に出願された、「ＣＡＳＳＥＴＴＥ  ＣＬＡＭＰ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」と題された米国仮特許出願第６１／７４０，５３０号の優先権の利益を主張するものであり、本明細書に十分かつ完全に説明されるかのようにその全容が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、概して、カセットクランプ機構に関し、より具体的には、外科用コンソールに使用されるカセットクランプ機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの外科用コンソールは、流体カセット等の単回使用の交換式要素を収容する。したがって、それぞれの外科手術が実施される毎に、新しいカセットが、コンソールに加えられ得る。それぞれの外科用カセットが、コンソールに個別に導入されるため、コンソールのカセットの整列は、カセット間で若干ではあるが、ずれている場合がある。全般的な用途では、これは、目立つものではないかもしれないが、いくつかの超微細手術用の用途では、これらのずれが望まれないものであり得る。カセット間に正確かつ予測できる制御を提供するために、特に、小さな流体流量差が、外科用環境に影響を与え得るとき、カセットは、ある程度の精度を有してコンソール内に正確に位置するべきである。
【０００４】
本開示は、先行技術の不利点のうちの１つ以上に対処するデバイス、システム、および方法に関する。
【発明の概要】
【０００５】
１つの例示的な態様では、本開示は、第１の側部と第２の側部とを有する装着板を含む外科用カセットクランプシステムに関する。ブラケットシステムは、装着板の第１の側部に近接して配置され得る。ブラケットシステムは、外科用カセット上に均一に分散されたクランプ力を適用するように、分散方式で外科用カセットと係合するように構成される少なくとも４つのコネクタを含み得る。クランプモータは、装着板に近接して配置され得、装着板に対して固定され得る。クランプモータは、ブラケットシステムに動作可能に接続されて装着板に対してブラケットシステムを変位させてもよい。システムはまた、ブラケットシステムに枢動可能に接続され、装着板の第２の側部に近接して延在する、複数の枢動アームを含み得る。係合部は、装着板の第２の側部と協同的に係合する複数の枢動アームのそれぞれに取り付けられ得、係合部は、ブラケットシステムが装着板に対して移動するときに、枢動アームを枢動するように動作可能であり得る。
【０００６】
一態様では、ブラケットシステムは、それぞれ板金から形成される第１のブラケットおよび第２のブラケットを備える。別の態様では、システムは外科用カセットの存在を検出するように構成される第１のセンサを含み、クランプモータによって駆動される駆動輪の位置を監視するように構成される第２のセンサを含む。
【０００７】
一態様では、システムは、複数の枢動アームのうちの１つとブラケットシステムとの間に延在するバネを含む。バネは、第１の接続場所でブラケットシステムと接続し得、第２の接続場所で枢動アームと接続し得、バネの力が、バネが連続的に引張した状態で約１０度の枢動範囲にわたって比較的一定のクランプ力を維持するようにモーメントアームが縮小するにつれて増加するように、第１の接続場所および第２の接続場所が位置する。一態様では、比較的一定のクランプ力は、約１０度の枢動範囲にわたって約１０％未満偏向するクランプ力である。一態様では、ブラケットシステムは、可動ブラケットとクランプブラケットとを備え、クランプブラケットは、締結要素を備え、可動ブラケットは、第２の接続場所を含む。
【０００８】
一態様では、係合部は、装着板上のランプに沿って転動するように構成されるローラである。
【０００９】
別の例示的な態様では、本開示は、外科用カセットと係合するように構成される締結要素と、枢動場所でブラケットシステムに枢動可能に接続される枢動アームと、枢動アームとブラケットシステムとの間に延在するバネと、を備えるブラケットシステムを含む、外科用カセットクランプシステムに関する。バネは、第１の接続場所でブラケットシステムと接続し得、第２の接続場所で枢動アームと接続し、バネの力が、バネが連続的に引張した状態で約１０度の枢動範囲にわたって比較的一定のクランプ力を維持するようにモーメントアームが縮小するにつれて増加するように、第１の接続場所および第２の接続場所が位置する。
【００１０】
一態様では、枢動アームは、枢動場所から離間するローラを備える。一態様では、システムは、ローラに対して配置されるランプを含み、ランプは、外科用カセットを締結要素を用いてクランプするようにある方向にブラケットシステムを変位させ、ランプは、ブラケットシステムが変位するにつれて、枢動アームを枢動場所を中心にして枢動させる。
【００１１】
別の例示的な態様では、本開示は、外科用コンソールでクランプするために外科用カセットを配向するように構成される配向要素上に外科用カセットを収容することと、第１のセンサを用いて外科用カセットの存在を検出することと、外科用カセットを外科用カセットの角に近接して配置される複数の締結要素と係合してクランプ力を均一に分散し第１の方向に締結要素を移動させることと、第２の方向に締結要素を移動させることによって外科用カセットを定位置に固定することと、を含む方法に関する。
【００１２】
一態様では、配向要素上に外科用カセットを収容することは、外科用カセットの形体に対応するように成形された複数の突出棚受けピン上に外科用カセットを収容することを含む。一態様では、外科用カセットと係合することは、各締結要素上の実質的に等しいクランプ力を用いて外科用カセットを６つの締結要素と係合することを更に含む。一態様では、第２の方向に締結要素を移動させることによって外科用カセットを定位置に固定することは、ランプに沿ってブラケットシステムを駆動させることを含む。一態様では、方法は、外科用カセットの周界外縁部（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）と係合する複数の保持アームを用いてコンソール上に外科用カセットを維持することを含む。
【００１３】
前述の概説及び以下の詳細な説明のいずれもが、事実上例示的及び説明的なものであり、本開示の範囲を限定することなく本開示の理解を提供するように意図されることを理解されたい。その点において、本開示の付加的態様、特徴、および利点は、下の詳細な説明から当業者にとって明らかである。
【００１４】
添付の図面は、本明細書に開示されるデバイスおよび方法の実施形態を示し、説明と共に、本開示の原理を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の原理と一致する一実施形態に従う、例示的な外科用コンソールの斜視図を示す。
【図２】本開示の原理と一致する一態様に従う、例示的なカセットクランプシステムの例解図である。
【図３】本開示の原理と一致する一態様に従う、部分的に分解された構成の例示的なカセットクランプシステムの例解図である。
【図４】本開示の原理と一致する一態様に従う、ベゼルが取り外された例示的なカセットクランプシステムの例解図である。
【図５】本開示の原理と一致する一態様に従う、図２のカセットクランプシステムの例示的なクランプブラケットアセンブリの例解図である。
【図６】本開示の原理と一致する一態様に従う、図５の例示的なクランプブラケットアセンブリの別の例解図である。
【図７】本開示の原理と一致する一態様に従う、ベゼルとクランプブラケットとが取り外された例示的なカセットクランプシステムの例解図である。
【図８】本開示の原理と一致する一態様に従う、可変のモーメントアームを有する例示的なクランプ装置の例解図である。
【図９】本開示の原理と一致する一態様に従う、分解図の例示的なカセット解除装置の例解図である。
【図１０】本開示の原理と一致する一態様に従う、図９の例示的なカセット解除装置の別の角度からの例解図である。
【図１１】本開示の原理と一致する一態様に従う、図９の例示的なカセット解除装置の例解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の原理の理解を促進させる目的のため、図面に示される実施形態に言及が為され、具体的な言語を使用してそれを説明する。そうではあっても、本開示の範囲の限定が意図されるわけではないことを理解されたい。説明されるシステム、デバイス、および方法に対する任意の変更および更なる修正、および本開示の原理の任意の更なる適用は、本開示が関連する当業者が思いつき得ることとして完全に企図される。特に、一実施形態に関連して説明されるシステム、デバイス、および／または方法は、本開示の他の実施形態に関連して説明される特徴、構成要素、および／またはステップと組み合わされてもよいことが完全に企図される。しかしながら、簡略化の目的のため、これらの組み合わせの多数の反復は、別段に説明されない。簡素化のため、いくつかの事例では図面を通して同じ参照番号を使用して、同じまたは同様の部分を指す。
【００１７】
本明細書に説明されるデバイス、システム、および方法は、外科用コンソールに交換式カセットを一定および安全に取り付ける。いくつかの例示的な態様では、カセット間で比較的少ないずれでカセットを定位置に安全に保持するように、それらが設置される。開示される実施形態では、このことは、吸引および灌注圧力センサが、白内障の手術中の流体ポンプおよびバルブの作動中に、正確な圧力測定値を得ることを可能にし得る。
【００１８】
加えて、システム、デバイス、および方法は、外科医または他の医療供給者が、容易にカセットをコンソールに取り付け、容易にカセットを取り外すことを可能にする。システムは、少なくともいくつかの態様において上部から下部および横にわたってカセット上に比較的均一に分散されたクランプ力を提供するよう構成され、更に高い予測精度および繰返し精度を提供する。更なる態様では、システムは、モーメントアームを補償するバネを利用して、厳しい精度への依存を軽減してクランプ距離のより大きい範囲にわたってより一定のクランプ力を提供する。それらが変位するにつれて、これらのモーメントアームを補償するバネは、バネ伸張の結果として生じるバネ力の増加を補償することによって、カセット上に作用する比較的効果的なモーメント力を維持する。
【００１９】
更には、システムの構成要素は、所望のように比較的容易に取り外しおよび交換され得、比較的容易な組み立て、取り外し、および修理を可能にする。例えば、クランプ機構は、上位クランプレバーをつまんで前方に引き、持ち上げるモジュールに非常に容易に組み立てるクランプブラケットサブアセンブリを利用する。取り外しは、同様に簡単である。更には、クランプは、機械加工の代わりに例えば板金を利用する比較的安価な成型加工方法で生成され得る。このことは、顧客に対して還元でき得るより低い製造コストをもたらし、よって、病院および診療所は、より容易にそれら自体の性能を高めそれら自体の外科用供給品を備えることができる。加えて、クランプ機構の装置は、クランプモータおよび他の構成要素を面板に直接載置させることを可能にする。つまり、いくつかの態様では、面板は、表と裏から機械加工され得、側部からの機械加工を必要としない。つまり、いくつかの態様は、側部の縁に穴または取出し口を有しない。いくつかの態様では、クランプは、コンソールの外側に流体を流すベゼルの使用を容易にする。加えて、ベゼルは、組み立てまたは取り外しの容易性のためにスナップタブを利用し得る。これは、水の浸入を阻止することに役立ち得る。更には、いくつかの態様では、クランプ機構は、比較的狭い設置面積を有し、コンソールの幅を従来の設計よりも小型にすることを可能にする。
【００２０】
図１は、概して１００と指定された、例示的な乳化外科用コンソールを示す。コンソール１００は、コンピュータユニット１０３を有する基部ハウジング１０２を含み、関連表示画面１０４は、乳化外科的手法中のシステム動作および実行に関するデータを示す。コンソール１００は、共に使用されて乳化外科的手法を実行する多数のシステムも含む。例えば、システムは、例えば、フットペダル１０８、柔軟な管材１１４を通って眼の灌注および吸引のいずれも行う単一の流量制御ポンプを持つ流体カセット１１２を含む流体システム１１０、および角針付きの超音波発振ハンドピース１１８を含む超音波ジェネレータシステムを含む、フットペダルシステム１０６を含む。これらのシステムは並行し協同して白内障外科的手法の様々な態様を実行する。
【００２１】
図２は、流体システム１１０の一部を形成するカセットクランプシステム１５０を示し、図３は、部分的に分解された状態のカセットクランプシステム１５０を示す。カセットクランプシステム１５０は、手術部位にまたはそこから灌注流体および吸引流体を運搬するように使用される流体カセットを収容し固定するように構成される。
【００２２】
図２および図３の両方を参照すると、カセットクランプシステム１５０は、プラスチックベゼル１５２、クランプブラケットアセンブリ１５４、面板１５６、およびモータおよびポンプアセンブリ１５８を含む。
【００２３】
例示的なベゼル１５２は、この例示的な態様では、流体カセットを収容するように構成され、その後ろにあるクランプブラケットアセンブリ１５４等の構成要素を保護し被覆するように構成される収容部１６０を有するプラスチックフレーム構造である。この実施形態では、収容部１６０は、矩形成形され、美しく清潔な外観を提供しつつ、クランプブラケットアセンブリ１５４、およびカセットクランプシステム１５０の他の構成要素および要素の部分にアクセスを提供する、複数のスロット、開口部、および切欠き部を含む。収容部１６０の周辺部に沿って、ベゼル１５２は、カセット解除装置の一部を形成する取り出しボタン１６２を収容する。この取り出しボタン１６２は、収容部１６０の真上の場所に配置され位置するため、ユーザは、指または親指で、同一の手の他の指で取り出した流体カセットを受けるかまたはそれにアクセスしつつ、ボタンを押すことができる。したがって、ボタン１６２は、コンソール１００からの流体カセットの簡単な取り出しおよび取り外しを容易にし、可能にする場所に配置される。ベゼル１５２は、コンソール１００およびカセットクランプシステム１５０中への水の浸入を減少させ得る。それは、コンソール１００の外側に流体を流すことができる。一実施形態では、ベゼル１５２は、組み立ておよび取り外しの容易性のためにスナップタブを利用してコンソール１００に接続される。いくつかの実施形態では、これらのスナップタブは、周辺部の縁に沿って配置され、コンソール１００の本体に形成された接合用収容穴に挿入される。したがって、ベゼルは、タブがコンソールの本体の穴に挿入されると、定位置に導入されパチンとスナップ留めされ得る。他の接続形体もまた、企図される。
【００２４】
図４は、ベゼルが取り外されたカセットクランプシステム１５０と、面板１５６およびモータおよびポンプアセンブリ１５８に対して定位置に置かれたクランプブラケットアセンブリ１５４の図を示す。図５〜図７は、カセットクランプシステム１５０の他の構成要素に非依存のカセットクランプアセンブリ１５０を示す。カセットクランプアセンブリ１５０は、流体カセットと係合し、一定の予測できる動作のためにそれをその適切な場所に引き入れるように構成される。
【００２５】
図４〜図７を参照すると、クランプブラケットアセンブリ１５４は、可動ブラケット１７０、クランプブラケット１７２、複数の枢動アーム１７４、および、クランプバネ１７６およびコネクタバネ１７８としてこの例示的な実施形態に示される複数の付勢要素を含む。
【００２６】
可動ブラケット１７０は、ベゼル１５２に近接して配置され、クランプブラケットアセンブリ１５４の他の構成要素が接続するコネクタとして機能する。可動ブラケット１７０は、面板１５６およびモータおよびポンプアセンブリ１５８の構成要素を含む、カセットクランプシステム１５０の他の構成要素へのアクセスを提供する切欠き部の中央領域１８０を含む。この実施形態の切欠き部の中央領域１８０は、可動ブラケット１７０が、他の構成要素がそこを通ってアクセスされ得、動作し得るフレームを形成するように、矩形成形される。
【００２７】
可動ブラケット１７０は、板金で形成されるため、曲げられ切断されて円滑かつ適切な動作が可能になる固有の形体を有する。この実施例では、それは、クランプバネ１７６が通って延在し可動ブラケット１７０とクランプブラケット１７２とを接続するフレーム１７９においてスロット４０２およびコネクタ穴４０４で形成される付勢部材接続１８２を有するフレーム１７９および側部１８１を含む。それはまた、移動を制限するように使用される対向する角に配置される長いガイドピンスロット１８４を含む。このことは、以下に更に考察される。
【００２８】
タブ１８６およびタブ１８６に担持されるローラ１８８は、可動ブラケット１７０およびクランプブラケット１７２の平行平面に沿う円滑な相対移動を提供する。この実施形態では、ローラ１８８は、可動ブラケット１７０に固定され、タブによって形成される切欠き部を通ってクランプブラケット１７２と係合するようにサイズ決めされる。これらのローラ１８８は、クランプブラケット１７２の表面を可動ブラケット１７０の表面から離して離間し、それらが互いに対して移動するとき、表面対表面の接触を有しないようにする。
【００２９】
この例示的な実施形態では、可動ブラケット１７０は、移動の方向を横切るように配置される可動スロット１９０を含む（この実施例では、移動の方向は、垂直方向である）。可動スロット１９０は、可動ブラケット１７０を事実上上昇させ下降させる可動ピンを収容するように構成される。（図６に見られる）クランプブラケットの切欠き部４０６は、（下記に考察される）ピンが面板１５６から可動ブラケット１７０まで延在することを可能にする。この実施例では、付加的な強化要素１９２が、可動ピンとの連結のために円滑な支持表面を提供する。
【００３０】
クランプブラケット１７２は、可動ブラケット１７０によって担持されるように構成されるが、また可動ブラケット１７０から独立して移動する。可動ブラケット１７０のようなクランプブラケット１７２は、板金で形成される。それは、中央開口部２００を有するフレーム１９８を形成する平板を備える。クランプブラケット１７２の側方の側部２０２は、９０度の角度で曲げられてベゼル１５２の方向に可動ブラケット１７０の中央切欠き部１８０を通って突出する。これらの側部２０２は、流体カセットと係合し固定するようにサイズ決めされ構成されてその中に形成されるタング２０４として示される複数の締結要素を含む。これらのタング２０４は、ベゼル１５２の開口部および切欠き部を通って外に延在して流体カセットと係合する。流体カセットも同様に、タング２０４に対応しそれと係合する形体を有する。
【００３１】
可動ブラケット１７０同様、クランプブラケット１７２は、ガイドピンスロット２０６および付勢部材接続２０８を含む。ガイドピンスロット２０６は、可動ブラケット１７０のガイドピンスロット１８４と揃う。しかしながら、ガイドピンスロット２０６は、ガイドピンスロット１９０の長さよりも短い長さを有するため、クランプブラケットアセンブリ１５４がガイドピンスロット１９０、２０６のガイドピンに対して移動するとき、可動ブラケット１７０の移動距離は、クランプブラケット１７２の移動距離よりも長い。これは、短いガイドピンスロット２０６の端部がガイドピンと係合しそれを妨害し、それによって機械的停止をもたらしてしまうために、生じる。
【００３２】
付勢部材接続２０８は、フレーム１９８内の切欠き部として形成され、付勢部材接続１８２と揃う。この実施例では、それは、クランプバネ１７６を収容するようにサイズ決めされる。
【００３３】
クランプバネ１７６は、付勢部材接続１８２、２０８内に配置され、クランプブラケット１７２を中立位置に付勢する方法で、一方の端部が可動ブラケット１７０に接続され、他方の端部がクランプブラケット１７２に接続される。このクランプバネ１７６は、よって、クランプブラケット１７２が可動ブラケット１７０と共に移動するように、可動ブラケット１７０とクランプブラケット１７２とを互いに対して１つの位置に維持する。しかしながら、クランプブラケット１７２のガイドピンスロット２０６がガイドピンと係合するとき、可動ブラケット１７０が移動を継続できる一方でクランプブラケットの可動は阻止される。このことは、クランプバネ１７６に張力を導入し、更なる移動が、クランプバネ１７６の力に対抗する。コイルバネ、エラストラマバンパ、板バネ、および他の種類のバネ、ならびに付勢システムを含む他の付勢装置が企図されることに留意されたい。
【００３４】
可動ブラケット１７０の側部１８１は、枢動アーム１７４を可動ブラケット１７０に接続する枢動コネクタ２１０を含む。枢動アーム１７４は、可動停止部２１２、コネクタ端部２１４、および把持地点２１６を含む。可動停止部２１２は、枢動アーム１７４の側部から延在し、枢動コネクタ２１０に直近して配置される。可動停止部２１２は、側部１８１の縁と機械的に係合することによって枢動アーム１７４の過剰回転を防止する。コネクタ端部２１４は、タング２０４の方向に実質的に対抗する方向に延在する。これらの端部２１４は、コネクタバネ１７８と接続するように形成される。把持地点２１６は、枢動コネクタ２１０から延在し、主に組み立てプロセス中に使用される。
【００３５】
加えて、枢動アーム１７４は、下記に説明されるように、面板１５６の一部と係合しそれに沿って移動するように構成されるローラ２１８として係合部を担持する。コネクタ２２０は、可動ブラケット１７０をクランプブラケット１７２に取り付け、クランプブラケットアセンブリ１５４の不慮の分解を防止する。コネクタ２２０は、可動ブラケット１７０のスロットを通って延在し、クランプブラケット１７２に対して定位置に固定される。
【００３６】
コネクタバネ１７８は、枢動アーム１７４のコネクタ端部２１４から側部１８１まで延在し、下記に説明される位置に枢動アームを付勢する。
【００３７】
図７は、ベゼル１５２を有しクランプブラケットアセンブリ１５４が取り外されたカセットクランプシステム１５０を示す。したがって、面板１５６は、図７で容易に見ることができる。面板１５４は、コンソール１００上の定位置に流体カセットを固定するのに役立つ多くの接続要素を含む。面板１５６は、相対的に突出する中央表面２３０、および相対的に陥凹した周界外縁部２３２を含む。中央表面２３０は、可動ブラケット１７０およびクランプブラケット１７２の中央開口部１８０、２００を通って突出するように構成される。
【００３８】
中央表面２３０は、流体カセットの形体を収容するように構成される陥凹した部分を含み、流体カセットがモータおよびポンプアセンブリ１５８の形体と係合することを可能にする。例えば、中央表面２３０は、バルブ駆動陥凹２３４およびポンプヘッド陥凹または通路２３６を含む。流体カセットは、バルブ駆動陥凹２３４中に突出する突出形体を有するように成形される。次いで、それは、係合し、モータおよびポンプアセンブリ１５８から突出するバルブ駆動２３８によって駆動され得る。バルブ駆動陥凹２３４は、光開口部２４０も含み、側方に延在している開口部としてここでは示される。光開口部２４０を通って、例えば、光圧力センサ等のカメラは、流体カセット上の隔壁移動を検出して圧力および／または流体カセットを通る流量を監視する。加えて、いくつかの実施形態では、光開口部２４０は、レーザ検出を使用して、流体カセットがカセットクランプシステム１５０に固定されたときを判定するように構成される。光開口部２４０を通って検出される流体カセットがない場合、モータおよびポンプアセンブリ１５８は、ポンプ作動するコマンドが、コンソール１００での入力によって提供される場合であってもそのように動作しない。
【００３９】
見られるように、ポンプヘッド陥凹または通路２３６は、モータおよびポンプアセンブリ１５８のポンプヘッド２４２に揃ってアクセスを提供するように構成される。ポンプヘッド２４２は、流体カセットがカセットクランプシステム１５０と係合されると、流体カセットに対して係合し流体カセットを通って流体を駆動するように構成される。ポンプヘッド２４２は、中央ハブ２４６から半径方向に延在する複数のローラ２４４を含む。
【００４０】
中央表面２３０はまた、流体カセットまたはクランプブラケットアセンブリ１５４と係合するかまたは揃うように構成される複数の突出形体を含む。例えば、中央表面２３０は、流体カセットを配向するように使用される棚受けピン２６０として示される配向要素、流体カセットがそれに対して引き抜かれ得る着地パッド２６２、および流体カセットが適切に位置付けられることを確実にするように使用される整列ピン２６４を含む。配向要素、着地パッド２６２、および整列ピン２６４は、図２に示されるようにベゼル１５２の収容通路を通って外向きに突出して流体カセットと係合する。この実施形態では、配向要素は、２つの突出している棚受けピン２６０を備える。これらの棚受けピン２６０は、距離を離して離間されて流体カセットそれ自体上の離間された収容ノッチ部に対応する。２つの棚受けピン２６０が示されるが、任意の数の棚受けピンが使用されてもよい。更には、配向要素は、流体カセットを配向し揃えることを補助し得る任意の数の代替の要素であってもよい。
【００４１】
面板１５６の周界外縁部面２３２は、カセットクランプシステム１５０が組み立てられた状態であるとき、中央表面２３０に対して陥凹し、クランプブラケットアセンブリ１５４の後ろに配置される。周界外縁部面２３２は、クランプブラケットアセンブリ１５４および流体カセットと連結する複数の形体および突出部を含んでコンソール１００上の定位置に流体カセットを固定させる。例えば、周界外縁部面２３２は、周界外縁部面２３２から外向きに延在する突出ガイドピン２８０およびバネカップ２８２を含む。
【００４２】
突出ガイドピン２８０は、可動ブラケット１７０およびクランプブラケット１７２上のガイドピンスロット１８４、２０６中に延在するようにサイズ決めされる。しかしながら、この実施形態では、それらは、ベゼル１５２を通って延在しない。示される例示的な実施形態では、バネカップ２８２は、面板の４つの角の概領域に分散され、クランプブラケットに対して押されてクランプブラケットを外側の位置に付勢する。
【００４３】
周界外縁部面２３２は、その中に、モータおよびポンプアセンブリ１５８に通路を提供する通しのスロット２８４も含む。保持アーム２８６は、これらのスロット２８４を通過し、流体カセットの上位周界外縁部と係合してカセットクランプシステム１５０上の定位置に流体カセットを維持するように構成される。
【００４４】
保持アーム２８６は、それらの遠位端部に流体カセットの縁の上を転動するようにサイズ決めされ構成されるローラ２８７を備え、ローラが流体カセットの周界外縁部の縁のくぼみ内に固定されるまで、保持アーム２８６を枢動可能に変位させる。バネ２８８として示される付勢部材は、中立位置およびクランプされた位置である示される位置に保持アーム２８６を付勢する。
【００４５】
いくつかの実施形態は、保持アーム２８６の位置を検出する１つ以上の保持アーム２８６に関連するセンサ２８９を含み、流体カセットがカセットクランプシステム１５０内に存在するかどうかを識別する。例えば、いくつかの実施形態は、アーム２８６がいつその中立位置から変位されるかを検出し、またアーム２８６が、それが流体カセットの縁に固定されることを示す位置にいつ存在するかを検出するために、保持アーム２８６の部分を監視するように構成される光センサを含む。このセンサは、流体カセットが存在し適切に固定されることをセンサが検出するまで、カセットクランプシステム１５０の動作を阻止するフラグを設定するコントローラと通信し得る。一実施形態では、センサは、特定の位置で保持アーム２８６の部分の存在を検出する。いくつかの実施形態で光センサが使用されるが、他の実施形態は、位置および配向を検出して流体カセットの存在を推定するように使用され得る回転センサ、圧電センサ、または他のトランスデューサを含む他の種類のセンサを用いる。
【００４６】
周界外縁部面２３２に対向する、例示的な面板１５６は、低い領域２９２（面板１５６の厚さによって画定されるように）と高い領域２９４との間に延在するテーパ状ランプ２９０を有する裏側を含む。これらのランプ２９０は、クランプブラケットアセンブリ１５４が垂直（またはｙ方向）に変位するにつれて、ローラ２１８がランプ２９０に沿って進むように可動ブラケット１７０上の枢動アーム１７４上のローラ２１８と協同し、それによって、周界外縁部面２３２およびモータおよびポンプアセンブリ１５８（ｚ方向）に向かってクランプブラケットアセンブリ１５４を同時に変位させる。いくつかの実施形態では、可動ブラケット１７０が移動を継続するにつれて、クランプブラケット１７２は、ｙ方向に移動し、ｚ方向に引き抜かれる前にガイドピンによって停止されるが、同時方向性の変位は、可動ブラケット１７０に対してのみ生じる。これを行うにつれて、クランプブラケット１７２のタング２０４は、ｚ方向に流体カセットを引き抜き、カセットクランプシステム１５０に流体カセットを固定させる。
【００４７】
図７をなおも参照すると、周界外縁部面２３２は、クランプ駆動アセンブリ３００を収容するクランプ切欠き部２９８も含む。クランプ駆動アセンブリ３００は、モータおよびポンプアセンブリ１５８の一部を形成するクランプモータ３０２、駆動輪３０４、および光センサ３０６を含む。
【００４８】
駆動輪３０４は、直接、またはギアボックスを通してのような間接のいずれかで、クランプモータ３０２の駆動シャフトと関連する。したがって、クランプモータ３０２は、回転軸を中心にして駆動輪３０４を回転させ得る。駆動輪３０４は、回転軸に対して実質的に平行な方向に延在する突出駆動ピン３０８を含むが、突出駆動ピン３０８は、回転軸からずらして置かれる。したがって、駆動モータ３０２による駆動輪３０４の回転は、駆動ピン３０８の弧を描く移動をもたらす。示される実施形態では、駆動輪３０４は、駆動ピン３０８が回転軸直下に配置される、すなわち６時の位置から、駆動ピン３０８が回転軸真上に配置される１２時の位置に移動する。他の位置もまた、企図される。示される実施形態では、駆動輪３０４は、駆動輪３０４の回転を機械的に限定する可動限定停止部３０７と係合する。したがって、駆動輪３０４は、停止部３０７間で回転し得、停止部３０７が係合されるまで回転し得る。
【００４９】
駆動ピン３０８は、可動ブラケット１７０（図５）の可動スロット１９０のスロット中に延在するようにサイズ決めされ成形される。したがって、駆動輪３０４が回転するにつれて、駆動ピン３０８は、対応して、弧を描いて移動し、駆動ピン３０８の垂直変位（またはｙ方向の移動）は、クランプブラケットアセンブリ１５４の対応する垂直変位をもたらす。横手またはｘ方向の可動スロット１９０の長さは、駆動ピン３０８は弧を描いて移動するが、クランプブラケットアセンブリ１５４は、ｙ方向に沿って垂直方向にのみ移動するように、スロット１９０内の側方移動を可能にする。
【００５０】
光センサ３０６は、駆動輪３０４に近接して配置され、駆動輪３０４の位置を検出するように構成される。したがって、それを使用して、駆動輪３０４が、流体カセットがコンソールに固定されることを示す完全にロックされた位置にいつ存在するかを感知し得、駆動輪３０４が完全にロック解除された位置にいつ存在するかを検出し得る。変位センサ、エンコーダ、およびその他のものを含む他の種類の位置センサもまた、企図される。
【００５１】
モータおよびポンプアセンブリ１５８は、クランプモータ３０２、ポンプモータ３１８、バルブ駆動モータ３２０、モータ装着板３２４によって接続されるポンプ３２２を含む。いくつかの実施形態では、モータおよびポンプアセンブリ１５８は、光開口部２４０を通る圧力を検出する光圧力センサ、および光圧力センサに固定されるＰＣＢ（印刷回路板）３３０として示されるコントローラも含む。
【００５２】
動作中、医療供給者等のユーザは、流体カセットをカセットクランプシステム１５０に導入することによって流体カセットをコンソールに取り付けることができる。これを行うために、ユーザは、棚受けピン２６０で形成される配向要素に流体カセットを載せることができる。流体カセット本体自体は、配向要素を収容するように成形される周界外縁部を有し得る。流体カセットの１つの縁（例えば、下縁）が配向要素に乗せられていると同時に、対向する縁（例えば、上縁）は、保持アーム２８６に向けて枢動され得る。保持アーム２８６は、ローラ２８７が、それがカセットクランプシステム１５０中に導入される際に流体カセットの対向する縁（例えば、上縁）を機械的に妨害するように、配置される。流体カセットが前進するにつれて、ローラ２８７は変位し、流体カセットの先端の縁上を転動し、保持アーム２８６を、それらが変位に対応するにつれて枢動させる。この変位は、バネ２８８の付勢力に対抗する。したがって、ローラ２８７が流体カセットの縁に形成される部位に到達すると、ローラは、その部位にスナップ留めされ、保持アーム２８６は、カセットクランプシステムの定位置に流体カセットを保有する。いくつかの実施形態では、ローラ２８７は、カセットの周辺部の部位へのスナップ留めの代わりに、カセット面に延在し得スナップ留めされ得る。なおも他の実施形態では、ローラの代わりに、保持アーム２８６は、フックまたは他の締結具として締結要素を含む。
【００５３】
上記に説明されるように、センサ２８９は、保持アーム２８６が適切に位置するとき、保持アームが流体カセットと正しく係合され、流体カセットが適切に位置付けられることを示すことを確認するための照合として保持アーム２８６のうちの１つ以上の変位または場所を追跡するように使用され得る。この実施例では、センサは、光センサであってもよいが、他の種類のセンサもまた使用されてもよい。
【００５４】
同様に、光開口部２４０の後ろに配置されるセンサは、流体カセットが適切に位置付けられるかどうかも検出し得る。このセンサは、流体カセット等のオブジェクトが、光開口部２４０の前にいつ配置されるかを検出する、近接性センサであり得る。このセンサは、複数の異なる種類のセンサのうちのいずれかであり得る。更には、このセンサは、流体カセットがカセットクランプシステム１５０内にいつ位置付けされているかを検出するように数多くの他の装置のうちのいずれかに設置され得る。更には、本明細書に開示される２つのセンサはあるレベルの冗長性を提供するが、他の実施形態が付加的センサを使用する一方で、他の実施形態は、単一のセンサのみを使用する。
【００５５】
センサは、流体システム１１０の一部または完全な流体システム１１０を制御するように動作するコンソール１００上のコントローラ（ＰＣＢ３３０として示される）と通信する。コントローラが、センサから流体カセットが定位置に存在するという信号を受け取るとき、コントローラは、クランプモータ３０２を制御して流体モジュールを定位置に固定し得る。
【００５６】
いくつかの実施形態では、コントローラは、それ自体の主導の下で、センサが流体カセットの存在を検出するとき動作し得るが、他の実施形態では、ユーザが、ボタンを押下すること、ダイアルを回すこと、フットペダルを操作すること、または別途コマンドを入力すること等の入力制御を用いてクランププロセスを主導しなければならない。
【００５７】
クランプモータ３０２は、駆動輪３０４を回転させることによって動作し、クランプされていない位置に対応する第１の位置からクランプされた位置に対応する第２の位置に駆動ピン３０８を移動させる。この実施形態のクランプされていない位置は、駆動ピン３０８が、駆動ピン３０８が比較的より高いこの実施形態のクランプされた位置よりも比較的垂直に低いときである。駆動ピン３０８は、可動ブラケット１７０の可動スロット１９０中に延在するため、駆動ピン３０８の上昇の変化は、可動ブラケット１７０の上昇の対応する変化をもたらす。可動ブラケット１７０が、ｘ方向の横から横または横手の移動に対して制約されるため、可動ブラケット１７０は、駆動ピン移動の結果として、上方向または下方向においてのみ移動できる。
【００５８】
上述のように、クランプブラケット１７２は、クランプバネ１７６によって可動ブラケット１７０に付勢可能に接続される。それゆえ、可動ブラケット１７０がｙ方向に移動するにつれて、クランプブラケット１７２もｙ方向に移動する。つまり、それらは、一緒に移動する。
【００５９】
図４を参照すると、ガイドピン２８０は、可動ブラケット１７０のガイドピンスロット１８４およびクランプブラケット１７２のガイドピンスロット２０６を通って延在する。これらのガイドピン２８０は、クランプブラケットアセンブリ１５４の移動を制約し、ｘ方向の側方移動を阻止する。短距離に関しては、可動ブラケット１７０およびクランプブラケット１７２は、駆動ピン３０８によって担持されると上方へ一緒に移動する。この上方向への移動中、クランプブラケット１７２のタング２０４は、引っ掛けるかまたは流体カセットの取り外しを機械的に阻止する位置に別段に移動する。ｙ方向の短い移動の後、クランプブラケット１７２のガイドピンスロット２０６の下端部は、ガイドピン２８０に接触し、ガイドピン２８０は、クランプブラケット１７２の更なる上方向の移動を阻止する。しかしながら、可動ブラケット１７０上のガイドピンスロット１８４は、クランプブラケット１７２上のガイドピンスロット２０６よりも長いため、可動ブラケット１７０は、ｙ方向に移動を継続し得る。可動ブラケット１７０が上方向に移動を継続するが、クランプブラケット１７２が上方向に移動することは阻止されるため、クランプバネ１７６の付勢力は、克服され、クランプバネ１７６は、更に延在する。
【００６０】
可動ブラケット１７０およびクランプブラケット１７２のいずれもがｙ方向に一緒に移動する、上に考察される期間中、枢動アーム１７４上のローラ２１８は、面板１５６（図７）の裏側上の低い領域２９２に実質的に配置される。しかし、可動ブラケット１７０がｙ方向に移動すると、ローラ２１８は、ランプ２９０の上方に転動する。これが生じるとき、クランプブラケットアセンブリ１５４全体は、ｚ方向に移動し、流体カセットに対してタング２０４を引き抜き、ｚ方向に流体カセットを、それが着地パッド２６２に対して係合または隣接するまで、引き抜く。クランプブラケットアセンブリ１５４がｚ方向に移動するにつれて、それが面板１５６の周界外縁部面２３２から離してクランプブラケットアセンブリ１５４を付勢するバネカップ２８２の付勢力に対して作用していることは留意に値する。いくつかの実施形態では、可動ブラケット１７０は、ローラ２１８が面板１５６の裏側上の高い領域２９４に到達するまで、上方向に移動し得る。他の実施形態では、可動ブラケット１７０のｙ軸移動は、ランプ２９０上のローラ２１８とともにそれらが高い領域２９４に到達する前に停止する。したがって、流体カセットを固定すると、タング２０４は、まず上方向に移動でき、次いで内側に移動できる。
【００６１】
流体カセットが、着地パッド２６２に対して隣接すると、流体カセットは、ｚ方向に更に移動できない。したがって、クランプブラケット１７２および可動ブラケット１７０は、ｚ方向に更に移動できない。しかしながら、ローラ２１８が枢動アーム上に配置されるため、ローラ２１８は、枢動アーム１７４がコネクタバネ１７８の力に対して枢動するにつれて、継続してランプ２９０の上方に転動し得る。つまり、可動ブラケット１７０は、ｚ方向に更に移動できないが、ローラ２１８は、枢動アーム１７４を枢動コネクタ２１０を中心にして枢動させることによってｚ方向に移動できる。このことは、ローラ２１８が枢動コネクタ２１０からずらして置かれるため、生じる。しかし枢動アーム１７４が回転すると、コネクタバネ１７８は、更に伸縮され、クランプブラケット１７２および流体カセット上にクランプ負荷を増加させるかまたは力を保持する。
【００６２】
センサ３０６は、駆動輪３０４が完全にクランプされた状態を示す位置に存在するかどうかを検出し得る。したがって、駆動輪３０４がクランプされた位置に完全に回転されるまで、コントローラは、流体モジュールの更なる使用を可能にできない。しかしながら、センサ３０６が、駆動輪３０４が、流体カセットが完全にクランプされると示す位置に存在することをコントローラと通信し、光開口部２４０および保持アーム２８６でセンサが、流体カセットが適切に固定されると示す場合に、次いで、コントローラは、流体システム１１０の更なる動作を可能にできる。流体カセットがカセットクランプシステム１５０に固定されと、流体システム１１０は、光センサを用いて流体カセットを通る流量を監視でき、流量は、フットペダル、別の入力デバイスを用いて、または単に制御プログラミングを通じて制御され得る。
【００６３】
カセットクランプシステム１５０は、逆に動作して流体カセットの取り外しを可能にするように設定される。この実施形態では、取り出しボタン１６２を押すことでコントローラを起動し対向する方向にクランプモータ３０２を運転させ、クランプされた位置からクランプされていない位置まで駆動輪３０４を回転させ、上に説明される方法でクランプブラケットアセンブリ１５４を変位させて流体カセットを離し取り外しを可能にする。
【００６４】
本開示のいくつかの実施形態は、流体カセットの厚さの差にかかわらず流体カセット上に比較的一定のクランプ力を提供するように設置される。つまり、クランプブラケット１７２が、流体カセットにより変動する距離分、ｚ方向に変位し得る場合でも、クランプ力は、実質的に同じままである。このことは、クランプブラケットアセンブリ１５０が、可変のモーメントアームを用いるため、生じる。このクランプ力の一定性は、カセットの位置およびカセットの動作の一定性の増加をもたらす。
【００６５】
異なる厚さを有する流体カセットは、クランプブラケット１７２がｚ方向の異なる位置に存在するとき、着地パッド２６２に対して係合または隣接する流体カセットをもたらすことができる。したがって、そのタング２０４を有するクランプブラケット１７２は、１つの流体カセットを使用して別の流体カセットを使用するよりも大きい距離分、ｚ方向に移動し得る。上に説明される実施形態のうちのいくつかでは、ｚ方向の移動におけるこの変動は、枢動アーム１７４による枢動の角度において変動をもたらす。この実施形態では、コネクタバネ１７８は、ｚ方向の変位における差にかかわらず比較的一定のクランプ力をもたらす場所で、可動ブラケット１７０および枢動アーム１７４の端部に接続する。これを行うのは、モーメントアームの長さ（コネクタバネ１７８と垂直であり枢動コネクタ２１０によって画定される枢動点を通る直線セグメントの距離）が、バネ１７８が伸びるにつれて縮小するためである。それゆえ、バネ力が延在バネ１７８のため増加するにつれて、モーメントアームの長さは、対応して縮小する。この実施例では、バネ１７８と可動ブラケット１７０上および枢動アーム１７４上のバネ１７８の接続場所とは、クランプ力が枢動アーム１７４の回転の量が変化するときでも比較的一定であるように、選択される。
【００６６】
この動作は、クランプブラケット１７２、枢動アーム１７４、およびバネ１７８に関連して図８に示される。したがって、図８の実施例では、バネ１７８は、約２．９ｌｂ／ｉｎ（ポンド／インチ）のバネ定数、約２．０ｉｎの自由バネ長さ、および０．６０ｌｂの初張力で選択される。機構幾何学は、位置１で約０．３２５ｉｎのクランプモーメントアームと約１．３０ｉｎのバネのための可変のモーメントアームで、バネ対クランプ力について約４対１の機械的利益を提供する。位置０と１との間の約９．６度のアーム回転、および位置１と２との間の別の９．６度に関しては、機構幾何学は、位置０で約３．０７ｉｎ、位置１で３．３０ｉｎ、および位置２で３．５１ｉｎの伸縮したバネ長さに対応して、位置０で約１．４２ｉｎ、位置１で１．３０ｉｎ、および位置２で１．１８ｉｎになる可変のモーメントアーム長さを確立し、よって、１アーム当たりの得られるクランプ力は、位置０で約１６．２ｌｂ、位置１で１７．４８ｌｂ、および位置２で１７．８７ｌｂである。これは、位置１と２との間で２．２３％のみの変化である。これは、得られる力が、位置１と２との間で１アーム当たり１７．４８ｌｂから２０．００ｌｂに、約１４．１％分変化するであろうため、１．３０ｉｎのほぼ一定のモーメントアームを使用するシステム全体の改善である。この実施例の可変のモーメントアームの効果は、位置１と２との間で２．９ｌｂ／ｉｎから約０．４５ｌｂ／ｉｎまで６．４倍効果的なバネ定数を減少させることである。この実施例では、位置１と位置２との間の差は、約０．０５４ｉｎのカセット厚さ差異と同等のものである。
【００６７】
別の同様の実施例では、バネ１７８は、約３．１０ｌｂ／ｉｎのバネ定数、約１．８８ｉｎの自由バネ長さ、および約１．００ｌｂの初張力で選択される。上の実施例のような同じ機構的幾何学を用いると、１アーム当たりの得られるクランプ力は、位置０で２０．５１ｌｂ、位置１で２１．６１ｌｂ、および位置２で２１．７５であり、位置０から位置２で約０．１０４ｉｎの同等のカセット厚さ差異に関して６．０５％のみの変化である。または、約０．０５４ｉｎの同等のカセット厚さ差異である位置１から位置２で０．６５％のみの変化である。この実施例の可変のモーメントアームの効果は、位置１から位置２で３．１ｌｂ／ｉｎから約０．１６１ｌｂ／ｉｎまで１９．２倍効果的なバネ定数を減少させることである。
【００６８】
本明細書に使用されるとき、比較的一定のクランプ力は、厚さが約０．０５ｉｎ分異なるとき、約１０％未満のクランプ力変動を含むように意図される。他の実施形態では、それは、厚さが約０．０５ｉｎ分異なるとき、約３％未満のクランプ力変動を含むが、いくつかの実施形態では、それは、約５％未満のクランプ力変動を含む。
【００６９】
図９〜図１１は、コンソールからカセットを解除するまたはカセットの解除を開始するように用いられ得るカセット解除装置４００の詳細を示す。この実施形態では、カセット解除装置４００は、（ａ）ユーザが、流体カセットの取り外しを解除および可能にするように、クランプモータ３０２（図７）がクランプされた位置からクランプされていない位置まで駆動輪３０４（図７）を回転させる動力手法を用いてカセットを解除することを可能にし、また、（ｂ）ユーザがクランプモータを動作する動力の使用なしにカセットを機械的に解除することを可能にする。したがって、システムがオフにされたまたは電源が切られた後でさえも、流体カセットは、後の手術における使用のためにシステムを準備するためになおも手動で取り出され得る。それゆえ、ユーザは、流体カセットを取り除くという目的のためだけにシステムを再起動するまたはシステムの電源を入れる必要がない。
【００７０】
図９〜図１１に示される例示的な実施形態では、カセット解除装置４００は、ベゼル１５２と接続し、支持部品４０２、回転挿入部材４０４、光センサ等のセンサ４０６、ボタン本体４０８およびボタンカバー４１０を含むボタン１６２を含む。図１１に示される組み立てられた状態では、付勢要素４１２は、支持部品４０２と回転挿入部材４０４との間に延在し、それらを接続し、回転挿入部材４０４を固定された位置に付勢させる。
【００７１】
支持部品４０２は、スクリュ４１６等の締結具を介して、ベゼル１５２と接続する。支持部品４０２は、伸張バネアーム４１８、中央ノブ４２０、および回転挿入部材４０４の一部を収容する間隙スロット４２２を含む。支持部品４０２は、ベゼル１５２と接続するため、支持部品４０２は、実質的に定位置に固定され、カセット解除装置の種々の構成要素は、支持部品４０２に対して移動する。
【００７２】
回転挿入部材４０４は、ボス４３１を通って延在する中央穴４３０、伸張バネアーム４３２、フィンガ部品４３４、およびフラグ部品４３６を含む。中央穴４３０は、中央ノブ４２０を収容し、回転挿入部材４０４は、中央ノブ４２０を中心にして枢動する。フィンガ部品４３４は、間隙スロット４２２を通って突起する。図１０に示されるように、フィンガ部品４３４は、可動ブラケット１７０（図５）の可動スロット１９０中に延在する駆動ピン３０８と係合するように構成される駆動表面４３８を含む。フラグ部品４３６は、センサ４０６に近接して配置されるように設置される。
【００７３】
ボス４３１は、その中に形成される複数の回転チャネル４４０を有する円柱形部品である。この実施形態では、回転チャネル４４０は、ねじ状チャネルであるか、またはねじ状表面４４２のように成形された底部を有するスロットである。これらは、下記に説明されるように、軸運動を回転運動に変換するのに役立つ。
【００７４】
センサ４０６は、フラグ部品４３６に近接して配置され、回転挿入部材の位置を検出するように構成される。センサ４０６は、コンソール１００上のコントローラ（ＰＣＢ３３０として図７に示される）と通信する。センサ４０６からフラグ部品４３６が特定の位置に存在するという信号を受け取るときに、コントローラは、クランプモータ３０２を制御してクランプされた流体カセットを回転させて解除し得る。一実施形態では、センサ４０６は、光センサであり、フラグ部品４３６は、陽極酸化部分および反射部分を有するフラグ表面を含む。一実施例では、陽極酸化部分がセンサ４０６に近接しているとき、センサ４０６は、信号を送信しないが、フラグ部品４３６の反射部分がセンサ４０６に近接しているとき、センサ４０６は、コントローラに信号を送信することができ、コントローラは、クランプモータ３０２を動作して流体カセットを解除できる。
【００７５】
ボタン本体４０８は、回転挿入部材４０４のボス４３１を収容する中空部品４５０を含む。ボタン本体４０８は、中空部品４５０の内部表面に回転チャネル４５１も含み、中空部品４５０の外側表面から突出する羽部４５２を含む。ボタンカバー４１０は、電気分離を提供できる。この実施形態では、ボタンカバー４１０は、ボタン本体４０８上に配置され、整合羽部４５４を含む。
【００７６】
ボタンカバー４１０およびボタン４０８は、ベゼル１５２上の穴４６０内部に挿入される。羽部４５４は、穴４６０のスロット４６２内に挿入され、ボタン本体４０８およびボタンカバー４１０の回転を阻止する。
【００７７】
玉軸受４６８は、玉軸受４６８のためのねじ状移動経路を一緒に形成する回転チャネル４４２、４５１内部に配置される。この実施形態では、回転挿入部材４０４と支持部品４０２との間に配置される更なる玉軸受４７０は、２つの構成要素間に円滑な相対的回転を提供する。
【００７８】
使用においては、カセット解除装置４００は、回転チャネル４４０、４５１によって形成されるねじ状連結を介して直線運動を回転運動に変換する。センサ４０６は、フラグ部品４３６の回転運動を検出し、それによって、制御回路は、カセットを解除するように機構を開始できる。システム電源が落とされている場合、回転挿入部材４０４の回転運動は、フィンガ部品４３４上の駆動表面４３８を駆動輪３０４（図７）の突出駆動ピン３０８（図７）と接触させ、それを押し出し、それによって、「中央を超えて」回転させ、クランプバネに格納された機械的エネルギーからクランプが解除される。ボタン１６２は、Ｚ方向にのみ移動するように制限される。回転挿入部材４０４は、Ｚ軸を中心にして回転するのみに制限される。付勢要素４１２（例えば、バネ）は、伸張バネアーム４１８と伸張バネアーム４３２との間に延在し、それらを接続し、ボタン１６２が解除されると回転挿入部材４０４をその開始位置に回転させて戻し、それは、次にボタン１６２を開始位置に付勢して戻すことである。図１１には切断された状態で示されるが、バネ４１２は、伸張バネアーム４１８と伸張バネアーム４３２との間に延在し、それらを接続する。これはまた、玉軸受の両方のセットをそれらの開始位置に押し戻すが、これは、転動を提供するのに十分な移動を有することを保証する。
【００７９】
ボタンが押されると、回転挿入部材４０４は、センサ４０６が回転を検出するまで回転し、コントローラは、次いで、クランプモータを動作してカセットを解除する。しかしながら、電力がない場合では、ボタン１６２の更なる押下は、回転挿入部材４０４を更に移動させ、フィンガ部品４３４上の駆動表面４３８に突出駆動ピン３０８をその位置から中央を超えて押し出させる。このことはまた、ローラ２１８をランプ２９０上の位置に移動させ得、バネを介してシステムの抑圧された位置エネルギーが、クランプブラケットアセンブリを変位させカセットを解除することを可能にし得る。
【００８０】
上に更に考察されるように、いくつかの実施形態では、外科用カセットを外科用コンソールに連結させるための方法は、（ａ）外科用コンソールでクランプするために外科用カセットを配向するように構成される配向要素上に外科用カセットを収容することと、（ｂ）第１のセンサを用いて外科用カセットの存在を検出することと、（ｃ）外科用カセットを外科用カセットの角に近接して配置される複数の締結要素と係合してクランプ力を均一に分散し第１の方向に締結要素を移動させることと、（ｄ）第２の方向に締結要素を移動させることによって外科用カセットを定位置に固定することと、含み得る。いくつかの実施形態では、配向要素上に外科用カセットを収容することは、外科用カセットの形体に対応するように成形された複数の突出棚受けピン上に外科用カセットを収容することを含み得る。いくつかの実施形態では、外科用カセットと係合することは、各締結要素上の実質的に等しいクランプ力を用いて外科用カセットを６つの締結要素と係合することを更に含み得る。いくつかの実施形態では、第２の方向に締結要素を移動させることによって外科用カセットを定位置に固定することは、ランプに沿ってブラケットシステムを駆動させることを含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、外科用カセットの周界外縁部と係合する複数の保持アームを用いてコンソール上に外科用カセットを維持することを更に含み得る。
【００８１】
本明細書に説明される方法およびシステムは、設計の簡素化および正確さを維持しつつ、一定のクランプ位置および一定のクランプ力を提供する。用語上、下、および側方が本明細書に使用されるが、これらの用語は、示される実施形態に基づいて実施例として使用されることを意図するだけに過ぎない。座標フレームは、動作の異なるモードを提供するために変更可能であることを同様に理解されたい。
【００８２】
当業者は、本開示によって包含される実施形態が、上述される特定の例示的な実施形態に限定されないことを理解する。その点において、例証となる実施形態が示され説明されているが、幅広い修正、変更、および代用が前述の開示において企図される。そのような変形が本開示の範囲から逸脱することなく前述のものに為され得ることを理解されたい。したがって、特許請求の範囲は、広範囲におよび本開示と一致する方法で解釈されることが適切である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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