(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用テーブルであって、
基部と、
前記基部から上方に延在し、上端を有する支持カラムであって、前記上端は前記支持カラムの垂直軸を横断する平面内の周辺部を有する支持カラムと、
テーブルトップと、
前記テーブルトップを前記支持カラムの前記上端に結合する枢動アセンブリであって、前記枢動アセンブリは、
前記支持カラムの前記上端の頂部に取り付けられ、配置される支持フランジであって、（１）前記支持カラムの前記上端の前記周辺部の外側に延び、前記支持カラムの第１の側面に配置される第１の部分、（２）前記支持カラムの前記上端の前記周辺部の外側に延び、前記支持カラムの前記第１の側面と反対側の第２の側面に配置される第２の部分を有する支持フランジと、
前記支持フランジに結合された下端、及び前記テーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する主荷重支持体と、
前記支持フランジの前記第１の部分に結合された下端、及び前記テーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する第１のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータは、第１の枢動軸を中心とする前記主荷重支持体の前記枢動可能な結合部の周りで前記テーブルトップを枢動させるように、前記垂直軸に対して垂直方向に長さを可変とする、第１のアクチュエータと、
前記支持フランジの前記第２の部分に結合された下端、及び前記テーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する第２のアクチュエータであって、前記第１のアクチュエータが第１の長さにあり、前記第２のアクチュエータが前記第１の長さとは異なる第２の長さにあるときに、前記第２のアクチュエータは、前記第１の枢動軸と異なる第２の枢動軸を中心とする前記主荷重支持体の前記枢動可能な結合部の周りで前記テーブルトップを枢動させるように、前記垂直方向に長さを可変とする、第２のアクチュエータと、を含む、枢動アセンブリと、を備え、
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータの下端は、それぞれ、前記支持カラムの上端の上方で第１の部分及び第２の部分に結合される、外科用テーブル。
【請求項２】
前記支持フランジは、前記支持カラムの前記上端の前記周辺部の外側に延び、前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置される第３の部分を有し、
外科用テーブルは、前記支持フランジの前記第３の部分に結合された下端、及び前記テーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する第３のアクチュエータを更に含み、前記第３のアクチュエータが、前記第１の枢動軸及び前記第２の枢動軸とは異なる第３の枢動軸を中心とする前記主荷重支持体の前記枢動可能な結合部の周りで前記テーブルトップを枢動させるように、前記垂直方向に長さを可変とする、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項３】
前記主荷重支持体の前記下端が、前記支持カラムの前記上端の前記周辺部内の位置において、前記支持フランジに結合されている、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項４】
前記枢動アセンブリの前記支持フランジに結合された第１のロボットアーム及び第２のロボットアーム、を更に備える、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項５】
前記テーブルトップに結合された上端、及び前記基部に結合された下端を有する支持ストラットであって、前記支持ストラットは、第１の区分、並びに前記支持ストラットが第１の長さを有する引き込み位置、及び前記支持ストラットが前記第１の長さよりも大きい第２の長さを有する拡張位置から、前記支持ストラットの長手方向軸に沿って前記第１の区分に対して移動可能な第２の区分を有し、前記支持ストラットは、前記第１の区分が垂直軸に沿って前記第２の区分に対して移動可能でないように、前記引き込み位置又は前記拡張位置のうちの少なくとも１つにおいて前記支持ストラットを選択的にロックするように構成されたロック機構を含み、前記支持ストラットは、前記ロック機構が前記支持ストラットをロックするときに、前記基部に対する前記テーブルトップの移動に対して増加した耐性を提供する、支持ストラットと、を更に備える、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項６】
前記支持ストラットが、前記支持カラムにより画定された内腔内に少なくとも部分的に配設されている、請求項５に記載の外科用テーブル。
【請求項７】
前記ロック機構が、ブレーキ又はベアリングロックのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の外科用テーブル。
【請求項８】
前記支持ストラットの前記下端が、前記支持カラムの前記上端を介して前記基部に結合されている、請求項５に記載の外科用テーブル。
【請求項９】
前記外科用テーブルの前記テーブルトップの下方に結合されたアダプタであって、前記アダプタが、第１のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第１の区分、及び第２のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第２の区分を有し、前記第１の区分が、第１の剛性を有し、前記第２の区分が、前記第１の剛性よりも大きい第２の剛性を有し、前記第１のロボットアームの遠位端部が、第１の外科用ツールに結合可能であり、前記第２のロボットアームの遠位端部が、第２の外科用ツールに結合可能である、アダプタ、を更に備える、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項１０】
前記アダプタの前記第１の区分が、第１の厚さを有し、前記アダプタの前記第２の区分が、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、請求項９に記載の外科用テーブル。
【請求項１１】
前記アダプタの前記第１の区分が、第１の材料から形成され、前記アダプタの前記第２の区分が、前記第１の材料とは異なる第２の材料から形成されている、請求項９に記載の外科用テーブル。
【請求項１２】
前記アダプタが、前記第１の区分と前記第２の区分との間に配設された第３の区分を更に含み、前記第３の区分が、前記第１の剛性及び前記第２の剛性の両方よりも大きい第３の剛性を有する、請求項９に記載の外科用テーブル。
【請求項１３】
前記第３の区分が、前記第１の部分の厚さ及び前記第２の部分の厚さの両方よりも大きい厚さを有する、請求項１２に記載の外科用テーブル。
【請求項１４】
前記アダプタが、前記外科用テーブルの支持体に結合されている、請求項９に記載の外科用テーブル。
【請求項１５】
前記外科用テーブルの前記テーブルトップの下方に結合されたアダプタであって、
前記アダプタが、第１のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第１の区分、及び第２のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第２の区分を有し、前記第１の区分及び前記第２の区分が、該区分間の間隙を画定する、アダプタと、
前記第１のロボットアームと前記第２のロボットアームとの間のクロストーク振動を吸収するように、前記アダプタの前記間隙内に配設されたダンパと、を更に備える、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項１６】
前記支持フランジは、前記支持カラムの前記上端の前記周辺部の外側に延び、前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置される第３の部分を有し、前記主荷重支持体の下端は、前記支持フランジの前記第３の部分に結合される、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項１７】
各アクチュエータは可動ピストンを含み、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは、少なくとも１つのアクチュエータの前記可動ピストンを前記支持フランジから遠ざけることにより、前記主荷重支持体の前記上端の周りで前記テーブルトップを枢動させるように配置される、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項１８】
外科用テーブルに連結されるロボットアームを更に備える、請求項１に記載の外科用テーブル。
【請求項１９】
（１）前記テーブルトップの底部と（２）前記第１のアクチュエータの前記上端と前記第２のアクチュエータの前記上端との間に配置されるテーブルトップアダプタをさらに備え、前記ロボットアームは、前記テーブルトップアダプタを介して外科用テーブルに連結される、請求項１８に記載の外科用テーブル。
【請求項２０】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは、前記テーブルトップが前記主荷重支持体の周りで傾斜運動を実行するように配置され、前記ロボットアームは、前記テーブルトップと同期して前記傾斜運動を実行するように配置される、請求項１９に記載の外科用テーブル。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年１１月２８日に出願された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔａｂｌｅ  Ｂａｓｅ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ａｎｄ  Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｍｅｍｂｅｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｆｏｒｃｅ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ」と題する米国仮特許出願第６２／４２６，９６６号、２０１７年１月６日に出願された「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔａｂｌｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ  Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｏ  Ｒｅｄｕｃｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ａｒｍｓ」と題する米国仮特許出願第６２／４４３，３９３号、及び２０１７年４月７日に出願された「Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔａｂｌｅ  Ａｄａｐｔｅｒ  ｔｏ  Ｒｅｄｕｃｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ａｒｍｓ」と題する米国仮特許出願第６２／４８３，０６０号に対する優先権、及びそれらの利益を主張し、これらの各々の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、基部を表面上で安定的に支持するための４つ以上の支持部材を有する外科用テーブル用基部のための装置及び方法に関する。本明細書に記載される更なる実施形態は、ロボット外科用アームを有する外科用テーブル、並びにロボットアームの作業端部における望ましくない振動を低減するための装置及び方法に関する。本明細書に記載されるなお更なる実施形態は、ロボット外科用アームを有する外科用テーブルのためのアダプタ、並びにロボットアームの作業端部における望ましくない振動を低減するための装置及び方法に関する。
【０００３】
手術中における外科用テーブルの安定性は、それらの安全でかつ効果的な臨床用途にとって重要である。特定の設計特性は、剛性のある支持構造体などの外科用テーブルの安定性を改善させる。更に、外科用テーブルが１つ以上の運動軸における患者位置の調節を可能にし、病院周辺での車輪による移動での輸送を可能にすることもまた望ましい。外科用テーブルの最も一般的な設計は、傾斜を防止し、車輪を収容し、かつ安定性を向上させるための床に対するロック手段を有するように、基部の大きさを十分に大きくすることである。
【０００４】
安定性と相反する１つの要件は、床の不規則性に対処することである。この問題は、剛性、及び傾斜の両方において安定性を達成するためには、基部が可能な限り大きくなければならない。しかしながら、基部はまた、臨床アクセスを可能にする大きさに制限され、このことは、基部が、もはやテーブルトップの設置面積以下の設置面積を有する必要があることを意味する。したがって、基部は、典型的には、略矩形形状を有し、運動学的拘束に必要な３点ではなく、床と接触する４点を有する。
【０００５】
いくつかの外科用テーブルは、移動式であり、車輪による移動が可能であり、また、実施される外科手技の種類に基づいて、手術室の内外で頻繁に入れ替わる。手術室内でのこのような外科用テーブルの移動は、床表面の不規則性（例えば、床表面の高さのばらつき）に対処する必要がある。不規則性、例えば、排水溝、技術の欠陥、発泡、床材の層間剥離、更には汚れ及び埃を考慮した場合、４つの接触点を有する剛性基部は、結果として３つの接触点のみ、及び空中に浮いた１点をもたらし得る。これは、レストランのテーブルにおいて一般に観察されるように、テーブルが前後に揺れ動き得る状況を作り出す。手術中の不安定性は、少なくとも外科医及び助手に、いらだち、又は危険な外科用状況さえも引き起こし得る。したがって、テーブルが、構造的に剛性であるだけでなく、移動式でもあり、かつ床の不規則性に耐えることができる解決策が必要とされる。
【０００６】
更に、ロボット外科用システムは、外科手技の間患者が支持され得る外科用テーブルに直接的又は間接的に（例えば、アダプタを介して）結合されているロボット外科用アームを含み得る。このロボット外科用アームは、それらの遠位側の作業端部において、外科用器具、外科用器具を適用するための患者の内腔（複数可）及び器官（複数可）へのアクセスを提供するためのカニューレ、撮像デバイス、照明等を含む、様々なデバイスを支持することができる。このようなシステムでは、ロボットアームの遠位端部上に装着されたデバイスに対して高い位置精度を確立及び維持することが望ましい。
【０００７】
位置精度は、ロボットアームの遠位端部の振動によって低減又は劣化し得る。このような振動は、振動クロストークの形態で存在し得、その振動クロストークは、システムの別の部分において発生する、システムの一部分で生じる望ましくない振動である。例えば、振動は、アームの別の部分、及び／又は外科用テーブル若しくは他の支持構造体に対してアームのある部分の移動を駆動するモータの動作によってロボットアーム内に誘導され得、そのモータの動作によってアーム中に導入されるエネルギーが、アームを介して遠位端部に伝搬し、遠位端部に振動を誘導し得る。このアームは、「能動」アームと称されることがある。代替的に、又は追加的に、能動アーム中に導入されるエネルギーは、例えば、能動アーム内のモータの動作によって、能動アームを介し、テーブル又は他の支持構造体を介し、別のロボットアーム（これは、「受動」アームと称されることがある）を介して、受動アームの遠位端部に伝搬し得る。
【０００８】
ロボットアームの遠位端部、及びそこに取り付けられたデバイスの位置精度を向上させるには、振動クロストークを低減することが望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
十分な剛性、及び力フィードバックを伴う調節可能な支持部材を有する外科用テーブル基部を提供するための装置及び方法が、本明細書に記載されている。いくつかの実施形態において、外科用テーブルのための基部は、外科用テーブルの他の構成要素が結合され得る下側及び上側を有する基部本体を含む。外科用テーブル、及び任意選択的に外科用テーブルにより支持可能な患者、並びに外科用テーブルにより担持される任意の装置は、外科用テーブルを表面上で支持するように、基部本体によって担持されるテーブル荷重を集合的に表す。この基部は、更に任意選択的に車輪を含み、表面上に基部本体を支持するように基部本体に結合された支持アセンブリを含む。車輪を有する基部内の機構は、車輪から支持アセンブリに荷重を伝達することによって、移動式構成から固定式構成にテーブルを切り替えることを可能にする。支持アセンブリは、基部本体の周りに離間配置された少なくとも４つの支持部材を含む。各支持部材は、表面係合端部を有し、基部の重量、及びテーブル荷重により表される全荷重の一部を、表面係合端部を介して表面に伝達することができる。４つの支持部材のうちの任意の３つの表面係合端部が、平面を画定する。支持部材のうちの１つは、他の支持部材のうちの３つの表面係合端部により画定される平面に対して、１つの支持部材の表面係合端部を移動させ、それによって、支持部材のうちの１つによって担持される全荷重の一部を変化させるように調整可能である。基部は、支持アセンブリに動作可能に結合され、支持部材のうちの１つによって担持される全荷重の一部を検出するように配設された荷重センサを更に含む。
【００１０】
ロボット外科用アームを有する枢動可能な外科用テーブルを提供し、ロボットアームの作業端部において望ましくない振動を制限するのに十分な剛性を有するための装置及び方法が、本明細書に記載されている。いくつかの実施形態では、外科用テーブルは、基部、基部から上方に延在し上端を有する支持カラム、及びテーブルトップを支持カラムの上端に結合する枢動アセンブリを含む。枢動アセンブリは、支持カラムの上端に取り付けられ、支持カラムの周りに分配された部分を有する支持フランジを含む。枢動アセンブリは、主荷重支持体、第１のアクチュエータ、及び第２のアクチュエータを更に含む。主荷重支持体は、支持フランジに結合された下端、及びテーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する。第１のアクチュエータは、支持カラムの第１の側面上に配設されたフランジの第１の部分において支持フランジに結合された下端、及びテーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する。第１のアクチュエータは、第１の枢動軸を中心とする主荷重支持体の枢動可能な結合部の周りでテーブルトップを枢動させる長さを可変とする。第２のアクチュエータは、第１の側面とは反対側の支持カラムの第２の側面上に配設されたフランジの第２の部分において支持フランジに結合された下端、及びテーブルトップに対して枢動可能な結合部を有する上端を有する。第２のアクチュエータは、第１の枢動軸とは異なる第２の枢動軸を中心とする主荷重支持体の枢動可能な結合部の周りでテーブルトップを枢動させるための長さを可変とする。
【００１１】
外科用テーブルのテーブルトップの下方の外科用テーブルに結合可能であり、かつ該外科用テーブルによって支持可能であるアダプタを提供するための装置及び方法である。外科用テーブルは、テーブルトップに結合された支持体、及び支持体に結合された基部を有する。アダプタは、第１のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第１の区分、及び第２のロボットアームの近位端部に結合されるように構成された第２の区分を有する。第１の区分は、第１の剛性を有し、第２の区分は、第１の剛性よりも大きい第２の剛性を有する。第１のロボットアームの遠位端部分が、第１の外科用ツールに結合可能であり、第２のロボットアームの遠位端部分が、第２の外科用ツールに結合可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図１Ｂ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図２Ａ】図１Ａ及び図１Ｂの外科用テーブルの基部の、それぞれ、概略底面図及び概略側面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ及び図１Ｂの外科用テーブルの基部の、それぞれ、概略底面図及び概略側面図である。
【図２Ｃ】それぞれ、３つ及び４つの支持部材を有するテーブルのための基部の概略図である。
【図２Ｄ】それぞれ、３つ及び４つの支持部材を有するテーブルのための基部の概略図である。
【図３Ａ】平面を画定する支持部材のうちの３つの表面係合端部、及び平面に対して移動可能な第４の支持部材の表面係合端部を例示する、図２Ａ、図２Ｂの基部の概略側面図である。
【図３Ｂ】不規則性を有する支持表面と接触する支持部材のうちの３つの表面係合端部、及び不規則性に対して移動可能な第４の支持部材の表面係合端部を例示する、図２Ａ、図２Ｂの基部の概略側面図である。
【図４Ａ】支持部材間における全荷重の分配を例示する、図２Ａ、図２Ｂの基部の、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図４Ｂ】支持部材間における全荷重の分配を例示する、図２Ａ、図２Ｂの基部の、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図５】実施形態に基づく調節可能な支持部材の概略図である。
【図６】図１Ａ及び図１Ｂの外科用テーブルのコントローラの概略図である。
【図７Ａ】実施形態に基づく、外科用テーブルの基部の、それぞれ、概略底面図及び概略側面図である。
【図７Ｂ】実施形態に基づく、外科用テーブルの基部の、それぞれ、概略底面図及び概略側面図である。
【図８】実施形態に基づく方法を例示するフローチャートである。
【図９Ａ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図９Ｂ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図９Ｃ】結合されたロボットアームを有する図９Ａ及び図９Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図９Ｄ】結合されたロボットアームを有する図９Ａ及び図９Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図１０Ａ】実施形態に基づく、拡張又は使用構成で示されたロボットアームの概略側面図である。
【図１０Ｂ】折り畳まれた又は折り重ねられた構成で示された図１０Ａのロボットアームの概略側面図である。
【図１１Ａ】アダプタ、及びそこに結合されたロボットアームを有する、図９Ａ及び図９Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図１１Ｂ】アダプタ、及びそこに結合されたロボットアームを有する、図９Ａ及び図９Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図１２Ａ】実施形態に基づく、拡張又は使用構成で示されたアダプタの概略側面図である。
【図１２Ｂ】折り畳まれた又は折り重ねられた構成で示された図１２Ａのアダプタの概略側面図である。
【図１３】アダプタの接合部と関連付けられた自由度を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブル、アダプタ、及びロボットアームの一部分の上面図の概略図である。
【図１４】誘導された望ましくない振動伝達を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブル、アダプタ、及びロボットアームの一部分の上面図の概略図である。
【図１５Ａ】基部に対してテーブルトップの望ましくない揺動を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図１５Ｂ】基部に対してテーブルトップの望ましくない揺動を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図１６Ａ】基部に対してテーブルトップの枢動移動を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図１６Ｂ】基部に対してテーブルトップの枢動移動を例示する、図９Ａ〜図１１Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図１７Ａ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１７Ｂ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１７Ｃ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１８Ａ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１８Ｂ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１８Ｃ】実施形態に基づく、カラムの周りに結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ａ〜図１８Ｃの枢動アセンブリの代替構成の断面上面図である。
【図１９Ａ】実施形態に基づく、支柱に結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１９Ｂ】実施形態に基づく、支柱に結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１９Ｃ】実施形態に基づく、支柱に結合された枢動アセンブリを有する外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図、概略断面上面図、及び概略正面図である。
【図１９Ｄ】図１９Ａ〜図１９Ｃの枢動アセンブリのための代替支持構造体の概略断面図である。
【図１９Ｅ】図１９Ａ〜図１９Ｃの枢動アセンブリの代替構成の断面上面図である。
【図２０Ａ】カラムに結合された枢動アセンブリ、テーブルトップアダプタに結合されたロボットアーム、及び第１の配向におけるテーブルトップを有する外科用テーブルの概略側面図である。
【図２０Ｂ】実施形態に基づく、第２の配向における、図２０Ａの外科用テーブルの概略側面図である。
【図２１Ａ】実施形態に基づく、支持フランジに結合された枢動アセンブリ、支持フランジに結合されたロボットアーム、第１の配向におけるテーブルトップを有する外科用テーブルの概略側面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａの概略断面上面図である。
【図２１Ｃ】第２の配向における、図２１Ａの外科用テーブルの概略側面図である。
【図２１Ｄ】図２１Ａ〜図２１Ｃの外科用テーブルの代替構成の概略正面図及び概略上面図である。
【図２１Ｅ】図２１Ａ〜図２１Ｃの外科用テーブルの代替構成の概略正面図及び概略上面図である。
【図２２Ａ】実施形態に基づく、支持ストラットを有する外科用テーブルの丁寧な（ｒｅｓｐｅｃｔｆｕｌｌｙ）概略側面図及び概略正面図である。
【図２２Ｂ】実施形態に基づく、支持ストラットを有する外科用テーブルの丁寧な（ｒｅｓｐｅｃｔｆｕｌｌｙ）概略側面図及び概略正面図である。
【図２３Ａ】第１の構成における、図２２Ａ及び図２２Ｂの支持ストラットの概略断面側面図である。
【図２３Ｂ】第２の構成における、図２２Ａ及び図２２Ｂの支持ストラットの概略断面側面図である。
【図２４Ａ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図２４Ｂ】実施形態に基づく、外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図２４Ｃ】結合されたロボットアームを有する、図２４Ａ及び図２４Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図２４Ｄ】結合されたロボットアームを有する、図２４Ａ及び図２４Ｂの外科用テーブルの、それぞれ、概略側面図及び概略上面図である。
【図２５Ａ】実施形態に基づく、拡張又は使用構成で示されたロボットアームの概略側面図である。
【図２５Ｂ】折り畳まれた又は折り重ねられた構成で示された図２５Ａのロボットアームの概略側面図である。
【図２６】誘導された望ましくない振動伝達を例示する、図２４Ａ〜図２５Ｂの外科用テーブル、アダプタ、及びロボットアームの一部の上面図の概略図である。
【図２７Ａ】実施形態に基づく、第１の厚さを有する第１の区分、及び第１の厚さと異なる第２の厚さを有する第２の区分を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【図２７Ｂ】実施形態に基づく、第１の厚さを有する第１の区分、及び第１の厚さと異なる第２の厚さを有する第２の区分を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【図２７Ｃ】一体構造の材料を共有する第１の区分及び第２の区分、並びに第１の区分に加えられた追加の材料片を有する外科用テーブルのためのアダプタの概略側面図である。
【図２７Ｄ】リブのセットを含む第１の区分を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図２７Ｅ】リブのセットを含む第１の区分を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略側面図及び概略正面図である。
【図２８Ａ】別の実施形態に基づく、外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【図２８Ｂ】別の実施形態に基づく、外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【図２９Ａ】実施形態に基づく、減衰構成要素を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図２９Ｂ】実施形態に基づく、減衰構成要素を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図２９Ｃ】実施形態に基づく、減衰構成要素を有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図、概略側面図、及び概略正面図である。
【図３０Ａ】実施形態に基づく、ダンパアセンブリを有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【図３０Ｂ】実施形態に基づく、ダンパアセンブリを有する外科用テーブルのためのアダプタの、それぞれ、概略上面図及び概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
十分な剛性を有する外科用テーブル、及び力フィードバックを伴う調節可能な支持部材を提供するための装置及び方法が、図１Ａ〜図８に関して本明細書に記載されている。いくつかの実施形態において、外科用テーブルのための基部は、外科用テーブルの他の構成要素が結合され得る下側及び上側を有する基部本体を含む。外科用テーブル、及び任意選択的に外科用テーブルにより支持可能な患者、並びに外科用テーブルによって担持される任意の装置は、外科用テーブルを表面上で支持するように、基部本体によって担持されるテーブル荷重を集合的に表す。基部は、表面上に基部本体を支持するために、基部本体に結合されている支持アセンブリを更に含む。支持アセンブリは、基部本体の周りに離間配置された少なくとも４つの支持部材を含む。各支持部材は、表面係合端部を有し、基部の重量、及びテーブル荷重により表される全荷重の一部を、表面係合端部を介して表面に伝達することができる。４つの支持部材のうちの任意の３つの表面係合端部が、平面を画定する。支持部材のうちの１つは、他の支持部材のうちの３つの表面係合端部により画定される平面に対して、１つの支持部材の表面係合端部を移動させ、それによって、支持部材のうちの１つによって担持される全荷重の一部を変化させるように調整可能である。基部は、支持アセンブリに動作可能に結合され、支持部材のうちの１つによって担持される全荷重の一部を検出するように配設された荷重センサを更に含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、方法は、表面上に外科用テーブルを安定させることを含む。外科用テーブルは、基部を有する。外科用テーブル、及び任意選択的に外科用テーブルにより支持可能である患者、並びに外科用テーブルによって担持される任意の装置は、表面上に支持される全荷重を集合的に表す。基部は、支持アセンブリを含む。支持アセンブリは、基部の周りに離間配置された少なくとも４つの支持部材を含む。各支持部材が、表面係合端部を有し、表面係合端部を介して全荷重の一部分を表面に伝達することができる。支持部材のうちの１つは、１つの支持部材の表面係合端部を移動させるように調節可能である。基部は、支持部材のうちの１つによって担持された全荷重のうちの一部を検出するように配設された荷重センサを更に含む。この方法は、支持部材のうちの１つによって担持された全荷重のうちの一部を示す荷重センサからの信号を受信すること、及び全荷重のうちの一部が、許容可能な範囲内に存在しないかどうかを判定することを含む。この方法は、全荷重のうちの一部が許容可能な範囲内に存在しない場合、調節可能な支持部材の表面係合端部を、他の支持部材のうちの３つのうちの表面係合端部によって画定された平面に対して移動させ、それによって、支持部材のうちの１つによって担持された全荷重のうちの一部を変化させることができることを更に含む。いくつかの実施形態では、安定化は、荷重の少なくとも一部が、車輪から支持部材に乗り換えられて移動式構成から固定式構成にテーブルを移行させるときに、生じ得る。他の実施形態では、安定化は、支持部材が、テーブルの荷重の少なくとも一部を担持しているときに、いつでも生じ得る。
【００１５】
本明細書で使用されるとき、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、その文脈が別途明示的に規定しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの部材」という用語は、単一の部材、又は部材の組み合わせを意味することが意図され、「１つの材料」は、１つ以上の材料、又はこれらの組み合わせを意味することが意図されている。
【００１６】
本明細書で使用されるとき、「セット」は、複数の特徴、又は複数の部分を有する単数形の特徴を指し得る。例えば、リブのセットに言及する場合、そのリブのセットは、別個の部分を有する１つのリブとみなすことができ、又は、そのリブのセットは、複数のリブとみなすことができる。
【００１７】
図１Ａ〜図１Ｂに概略的に示すように、外科用テーブル１００は、テーブルトップ１２０、テーブル支持体１２２、及びテーブル基部１５０を含む。図１Ａに概略的に示すように、テーブルトップ１２０は、患者Ｐが外科手技中に配設され得る上面を有する。テーブルトップ１２０は、支持体１２２上に配置され、これは、例えば、床面の上方の好適な高さで基台となり得る。支持体１２２（また、本明細書では基台とも称される）は、Ｚ軸（床の上方の高さ）、Ｙ軸（テーブルの長手方向軸に沿う）、及び／若しくはＸ軸（テーブルの横方向軸に沿う）における並進、並びに／又はＺ、Ｙ、及び／若しくはＸ軸を中心とする回転等の、所望の自由度の数で、テーブルトップ１２０の移動を提供し得る。テーブルトップ１２０はまた、例えば、胴体、一方若しくは両方の脚部、及び／又は一方若しくは両方の腕、並びに頭部支持区分の各々の別個の区分等の、任意の好適な軸に沿って／を中心として互いに対して移動可能である複数の区分を含んでもよい。テーブルトップ１２０及び／又はその構成区分の移動は、手動で実行されるか、モータによって駆動されるか、遠隔で制御されるか、又は任意の他の好適な手段を介してもよい。テーブルトップ１２０のための支持体１２２は、基部１５０に装着され得る。いくつかの実施形態では、支持体１２２の高さは、調節することができ、このことは、例えば、テーブルトップ１２０の運動（例えば、軸方向（長手方向）又は横方向運動）と共に、テーブルトップ１２０が床の上方の特定の高さ（例えば、外科医又は他の医療専門家のアクセスを可能にするための）、及び支持体１２２からの特定の距離で所望の外科用部位に位置決めされることを可能にすることができる。
【００１８】
図２Ａ〜図８は、表面（例えば、手術室の床）上に外科用テーブルを安定化させるための装置及び方法について説明する様々な実施形態を例示している。上述のように、かつ、より詳細に以下に開示された様々な実施形態によれば、外科用テーブルは、外科用テーブルの他の構成要素（例えば、テーブルトップ、基台、ロボットアーム、及び関連装置など）、及び外科用テーブル上に配設された患者を支持するように構成された基部を含むことができ、一方同時に、その基部は、テーブルが配設されている床又は他の表面の不規則性と関連付けられた望ましくない結果、及び／又は外科手技中の他の望ましくない荷重の不均衡（例えば、外科用テーブルに結合された装置の位置及び／若しくは移動、並びに／又は、外科用テーブル上に横たわる患者の移動に起因する）を是正することができる。
【００１９】
例えば、図２Ａ（底面図）及び図２Ｂ（側面図）に概略的に示されているように、外科用テーブルのための基部２５０は、基部本体２５５と、基部本体２５５に結合された支持アセンブリ２６０と、を含む。基部２５０は、外科用テーブル荷重を支持し、表面（例えば、手術室内の床）に対して全荷重（基部の重量と一緒のテーブル荷重）の分配を監視及び／又は調節するように構成されている。テーブル荷重は、例えば、テーブルトップ、基台、外科用ツール、及び関連する構成要素、ロボットアーム等、並びに患者の外科用テーブルの様々な構成要素からの荷重を含む集合的な荷重である。外科用テーブルは、上述した外科用テーブル１００の構造及び機能と同じか又は同様とすることができる。例えば、外科用テーブルは、テーブル支持体、及び患者Ｐが外科手技中に配設され得る上面を有するテーブルトップを含むことができる。
【００２０】
図２Ｂに示され、本明細書に更に詳細に説明されているように、支持アセンブリ２６０は、基部本体２５５に結合された第１の端部、及び、基部本体２５５から表面に全荷重を伝達するように配置された第１の端部とは反対側にあって延在する第２の端部（また、本明細書では、表面係合端部とも称される）を有する。いくつかの例では、支持アセンブリ２６０及び基部本体２５５は、一体となって構築され、これに対して、他の例では、支持アセンブリ２６０は、基部本体２５５とは別個に形成され、次いで結合される。
【００２１】
支持アセンブリ２６０は、少なくとも４つの支持部材２６２を含む。各支持部材２６２は、テーブル荷重の一部を表面に伝達するように構成されている。４つの支持部材２６２が、基部本体２５５の周りに離間配置されている場合、支持アセンブリ２６０からの任意の３つの支持部材２６２が、平面を画定する。具体的には、支持アセンブリ２６０からの任意の３つの支持部材２６２の表面係合端部は、平面を画定する。このため、３つの支持部材２６２は、揺動又は過度な振動なしに、不均一な表面を含む表面上にテーブルを支持することができる。しかしながら、４つ以上の点で床又は他の表面上にテーブルを支持して、より安定な支持を提供し、例えば、急激に傾くことに対する抵抗性が高いことが望ましい。図２Ｃに示すように、床又は他の表面上に３点支持を有する基部は、３点支持により画定された三角形安定領域ＲＳを有する。テーブルの重心ＧＣ（すなわち、全荷重）が、三角形のＲＳの内部に配設されている場合、テーブルは、直立したままである。しかしながら、ＣＧがＲＳの外側にずれている場合、テーブルは、傾き得る。ＣＧは、非平坦の床上にあること、テーブルトップ区分の移動、テーブルへの外科用装備品の取り付け、及び／又はテーブルに取り付けられたロボットアームの移動を含む、非常に多くの理由から、シフトし得る。図２Ｃから明らかなように、ＣＧの相対的に小さい移動は、ＣＧをＴＳの外側に移動させることができる。対照的に、図２Ｄに示すように、床上に４点支持を有する基部は、矩形（又は他の４つの辺の幾何学的形状）の安定領域ＲＳを有する。ＣＧは、それがＲＳの外側に移動する前に、より大きな距離をシフトされる必要がある。このため、床、又は他の支持表面との４点接触を有する基部は、より安定しており、すなわち、急激に傾くことなしにＣＧの移動により良好に適応することができる。
【００２２】
しかしながら、４つの支持部材を有することに伴う問題は、そのことが、不安定性、例えば動揺若しくは過度の振動の別の原因、又は振動の伝搬に対する抵抗性が不十分であることをもたらし得ることである。例えば、床表面が平坦でない場合、かつ／又は任意の支持部材の長さが不均一である（例えば、製造公差、欠陥、並びに／又は摩耗及び破断による）場合、４つの支持部材のうちの１つが、床と接触しない場合があり、又は、床と十分確実に接触している全荷重のうちの不十分な一部を担持する場合がある。この問題は、より剛性のある構造を基部に適用する場合、より顕著であり、その理由は、基部が床のばらつきに適応するように曲げることができない、すなわち適合していないからである。
【００２３】
このような不安定性を制限し、低減し、又は別様に防止するために、支持部材２６２のうちの少なくとも１つが、残りの支持部材２６２及び／又は基部本体２５５に対して調節可能とすることである。説明を容易にするために、この実施形態では、調節可能な支持部材は、２６２’として識別されている。具体的には、調節可能な支持部材２６２’は、他の３つの支持部材２６２の表面係合端部によって画定される平面に対して、その表面係合端部を移動させるように調節可能である。このようにして、使用時には、調節可能な支持部材２６２’を調節することが、支持部材２６２の１つ以上、及び／又は調節可能な支持部材２６２’自体によって担持された全荷重の一部を変化させる。
【００２４】
また、図５に示すように、調節可能な支持部材２６２’は、固定区分２６４、並びにその固定区分２６４に対して、及び／若しくは基部本体２５５に対して移動するように構成された移動可能な区分２６６を含む。移動可能な区分２６６は、任意の好適な方法で固定区分２６４に結合され得る。いくつかの実施形態では、例えば、移動可能な区分２６６及び固定区分２６４は、一体構造となって構成され得、これに対して、他の実施形態では、移動可能な区分２６６及び固定区分２６４は、別個に形成され、次いで一緒に接合され得る。更に、移動可能な区分２６６は、任意の好適な方法で固定区分２６４に対して移動可能とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、移動可能な区分２６６は、固定部分２６４の内部、又はそれに関して少なくとも部分的にスライド可能に配設され得る。このようにして、例えば、調節可能な支持部材２６２’の高さを短縮するために、移動可能な区分２６６は、固定部分２６４の一部の中に、又はそれに沿ってスライドされ得る。他の実施形態では、移動可能な区分２６６は、固定部分２６４の周りに少なくとも部分的に配設することができ、その結果、調節可能な支持部材２６２’の高さが、移動可能な部分２６６中に固定部分２６４の少なくとも一部をスライドさせることによって、調節することができる。移動可能な区分２６６、及び固定部分２６４の相対移動は、任意の好適なアクチュエータ２６８によって生成され得る。例えば、アクチュエータ２６８は、モータ、及び任意の好適な機構（例えば、ラックアンドオピニオン式、ナット及び親ねじ、油圧式又は空気圧式ポンプ）を含み得、モータに所望の運動を発生させることができる。モータは、電気式であって好適な電源に結合されてもよく、その起動及び動作停止は、制御信号、手動によるユーザ入力（例えば、スイッチによって）、又は他の好適な手段によって開始されてもよい。アクチュエータは、ポンプ（電気式モータ、手動等によって駆動される）などの任意の好適な機構によって駆動される液体又は気体の圧力及び流速を使用し、かつピストン及びシリンダを介して直線運動に変換される油圧式又は空気圧式システムであってもよい。
【００２５】
調節可能な支持部材２６２’の調節可能性を例示するため、図３Ａは、図２Ａ及び図２Ｂの基部を概略的に側面図で例示しており、平面ＰＬを画定する支持部材２６２のうちの３つの表面係合端部、及び平面ＰＬに対して移動可能である調節可能な支持部材２６２’の表面係合端部を示している。調節可能な支持部材２６２’の表面係合端部のＺ軸に沿った運動範囲は、破線様式で示されている。図３Ａに例示されているように、例えば、調節可能な支持部材２６２’の表面係合端部の運動範囲は、表面係合端部が残りの支持部材２６２によって画定される平面ＰＬの上方及び下方に延長し得るように、示されている。
【００２６】
基部２５０の安定性を最適化しながら非平坦表面に適応するための支持部材２６２’の調節可能性を例示するために、図３Ｂは、図３の基部本体２５５及び支持アセンブリ２６０を概略的に側面図で例示し、不規則性を有する支持表面Ｓの平坦部と接触する支持部材２６２のうちの３つの表面係合端部を示し、調節可能な支持部材２６２’の表面係合端部は、それがその他の平坦な支持表面Ｓの不規則性と接触するように配置されている。このようにして、調節可能な支持部材２６２’は、表面Ｓと接触して選択的に配置され得、その結果、調節可能な支持部材２６２’及び残りの支持部材２６２は、表面Ｓに対するテーブル荷重のうちの望ましい部分を伝達し、それによって、基部２５０の荷重均衡化及び安定性を最適化する。
【００２７】
図４Ａ及び図４Ｂは、基部２５０を示す。複数の力が、テーブル荷重によって基部上に押し付けられ、得られた全荷重（基部２５０の重量と一緒のテーブル荷重）は、テーブル全体（基部を含む）の重心ＣＧを介して作用し、反力、すなわち力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、及びＦ４が、４つの支持部材２６２の各々によって担持される。図４Ｂの基部の底面図に示すように、力Ｆ１〜Ｆ４は、Ｘにより示された＋Ｚ方向の基部の方向に向けられている。全荷重は、点で示された−Ｚ方向に働く。テーブルのＣＧは、４つの支持部材２６２の間の略中心に位置するように示されているが、ＣＧは、支持部材２６２によって囲まれた四角形内部のいずれの場所にあってもよい。更に、外科手技中、テーブル荷重は、動的である。例えば、構成要素の様々な移動（例えば、テーブルトップ、又はロボットアーム若しくは外科用ツールなどの装置の移動）、外科医若しくは他の医療専門家の移動、及び患者の移動である。これにより、テーブル荷重の大きさ、及び重心の位置に対する変化をもたらし得る。このため、支持部材の各々によって担持された全荷重の一部は、同じである必要はなく、手技中に変化し得る。上述したように、床又は他の支持表面の不規則性が、４つの支持部材にわたる全荷重の分配に影響を及ぼし得、その分配は、調節可能な支持部材の移動によって変化され得る。
【００２８】
支持部材のうちの１つ以上によって担持された力の量の検出及び／又は判定を可能にするために、したがって、支持部材のうちの１つ以上に対する力が、支持部材のうちの１つ以上の調節によって変化されるべきかどうかの評価を可能にするために、基部２５０は、支持部材２６２のうちの１つによって担持される全テーブル荷重の一部を検出するように配設及び構成された１つ以上の荷重センサ２７０を含み得る。この実施形態では、荷重センサ２７０は、調節可能な支持部材２６２’に結合されているものと、図５に示されているが、他の実施形態では、荷重センサ２７０は、基部２５０の任意の好適な部分に結合され得、その結果、荷重センサ２７０は、支持部材２６２のうちの少なくとも１つによって担持される全荷重の一部をセンサすることができる。
【００２９】
荷重センサ２７０は、圧力センサ（全荷重のうちのいくらか又はすべてが、油圧式及び／又は空気圧式素子上に担持されている実施形態では、油圧式及び／又は空気圧式の圧力を検知するための）、ひずみゲージセンサ、振動ワイヤセンサ、容量センサなどの、荷重を検知するように構成された任意の好適なデバイスとすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、荷重センサ２７０は、圧電トランスデューサを含み得、そのトランスデューサは、支持部材２６２（例えば、支持部材２６２及び／又はアクチュエータ２６８の表面係合端部）に結合され得、その結果、トランスデューサは、支持部材によって担持された荷重により歪む。調節可能な支持部材２６２が油圧式で作動するいくつかの実施形態では、例えば、荷重センサ２７０は、油圧式流体の圧力を検知するように配設され得る。
【００３０】
荷重センサ２７０は、例えば、荷重センサ２７０によって取得された測定値に基づいて、アクチュエータ２６８を介して調節可能な支持部材２６２’の調節を制御することができるコントローラ２０２に動作可能に結合されてもよい。図６に概略的に示すように、コントローラ２０２は、メモリ２０６、プロセッサ２０４、及び他のデバイスとやり取りするためのプロセッサ２０４の一部であるか、又はそれとは別個の様々な構成要素又はモジュールを含むことができる。例えば、例示された実施形態では、プロセッサ２０４は、荷重センサ２７０からのデータ信号を受信し、それらを荷重フィードバックモジュール２１２に伝達し得る入力／出力モジュール２１０（又はインターフェース）を含んでもよい。任意選択的に（破線により示されているように）、入力／出力モジュール２１０は、ユーザディスプレイに出力信号を送信し、支持部材により担持された荷重についての情報、ＣＧの位置、及び／又は他の情報の視覚的な指標を提供してもよい。荷重フィードバックモジュール２１２は、荷重センサ２７０からの荷重信号を、入力／出力モジュール２１０を介して、受信してもよい。荷重フィードバックモジュール２１２は、回路（ｃｉｒｃｕｉｔｙ）、構成要素、及び／又はコードを含み、制御信号を生成し、アクチュエータ２６８に送信し、調節可能な支持部材２６２’の移動可能な部分２６６の移動を制御する。いくつかの実施形態では、コントローラ２０２は、調節可能な支持部材２６２’の移動可能な部分２６６の移動と関連付けられた位置、速度、及び／又は加速度情報を受信する位置フィードバックモジュール２１４を含む。コントローラ２０２は、入力／出力モジュール２１０を介して、コンピュータ（図示せず）又は他の入力／出力デバイスに結合され得る。
【００３１】
プロセッサ２０４は、例えば、コントローラ２０２のメモリ２０６にデータを書き込み、そこからデータを読み出し、そのメモリ２０６内に格納された命令及び／又は方法を実行するように構成された任意のプロセッサとすることができる。更に、プロセッサは、コントローラ（例えば、荷重フィードバックモジュール２１２及び位置フィードバックモジュール２１４）内のモジュールの動作を制御するように構成されることができる。具体的には、プロセッサは、ユーザ入力、荷重データ、圧力データ、距離測定値等を含む信号を受信し、調節可能な支持部材２６２’のための移動の量、及び／又はアクチュエータ２６８により加えられるべき力の量を算出することができる。他の実施形態では、プロセッサ２０４は、例えば、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、又はＡＳＩＣの組み合わせとすることができ、それらは、１つ以上の特定機能を実行するように設計されている。更に他の実施形態では、プロセッサは、アナログ若しくはデジタル回路、又は複数の回路の組み合わせとすることができる。
【００３２】
メモリ２０６は、例えば、読み取り専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）構成要素、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）構成要素、電子的プログラム可能型読み取り専用メモリ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＰＲＯＭ）、消去電子的プログラム可能型読み取り専用メモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、及び／又はフラッシュメモリなどの任意の好適なデバイスとすることができる。モジュールのいずれもが、プロセッサ２０４によって実施され、かつ／又はメモリ２０６内に格納されることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、使用中、荷重センサ２７０により測定されたときに、特定の支持部材２６２により支持された全荷重の一部が所定の閾値を下回る場合、コントローラ２７０は、その特定の支持部材２６２により支持されたテーブル荷重の一部が、許容可能なレベル（例えば、最小の閾値荷重、又は荷重の割合）に戻るように、調節可能な支持部材２６２’を調節することができる。更に、いくつかの実施形態では、調節可能な支持部材２６２’は、位置センサ（図示せず）に動作可能に結合されることができ、その位置センサは、調節可能な支持部材２６２’の位置を検知して、例えば調節可能な支持部材に利用可能な運動の範囲を判定することができる。例えば、この位置センサは、調節可能な支持部材２６２’の移動可能な部分２６６が固定部分２６４から拡張される距離を検出し得、調節可能な支持部材が、例えば床表面に対して上昇又は下降のどちらかの方向に調節され得るかどうか、かつそれによってどれだけ調節され得るかを判定することができる。他の実施形態では、任意の好適な位置の指標又は測定値が、使用され得る（例えば、最大拡張高さのパーセンテージ）。
【００３４】
いくつかの実施形態では、基部２５０は、任意の好適な数の荷重センサ２７０を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、各支持部材２６０は、荷重センサ２７０に動作可能に結合され、その結果、各支持部材２７０により支持される全荷重の一部が決定され得る。このようにして、使用時に、支持部材２６０のうちの任意の１つ以上により担持されたテーブル荷重の一部が許容可能範囲内に存在しないと検出することに応答した際、調節可能な支持部材２７０は、調節され、支持部材２６０のうちの１つ以上により担持されたテーブル荷重の一部を変化させることができる。このようにテーブル荷重の好適な分配を維持することは、安定性を促進し、外科用テーブル２００の動揺又は振動を制限、低減、又は防止することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、支持アセンブリ２６０は、複数の調節可能な支持部材２６２’（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上）を含むことができる。このような実施形態では、各調節可能な支持部材２６２’は、荷重センサ２７０に動作可能に結合され得、各荷重センサ７０は、それが結合された調節可能な支持部材２６２’により担持された全荷重の一部を検出することができる。このような実施形態では、各調節可能な支持部材２６２’は、独立に制御及び調節（例えば、上昇及び／又は下降）され得、調節可能な支持部材２６２’にわたって全荷重分配の所望の量を達成することができる。
【００３６】
調節可能な支持部材２６０をいつ調節すべきかを判定することは、任意の好適なテーブル荷重均衡化計画に基づくことができる。例えば、いくつかの実施形態では、全荷重均衡化計画は、支持部材２６０又は調節可能な支持部材２６２’のうちの１つ以上により担持されるべき荷重の許容可能範囲を画定することを含み得る。この許容可能範囲は、いくつかの例では、全荷重に基づくことができる。いくつかの例では、許容可能範囲は、全荷重の割合とすることができる。例えば、全荷重均衡化計画は、全荷重のうちの約１パーセント〜約４０パーセントの許容可能範囲を含むことができる。そのような場合において、任意の支持部材２６２により支持された全荷重の一部が許容可能範囲外に入った場合、調節可能な支持部材２６２’のうちの１つ以上は、支持部材２６２のうちの１つ以上、又はすべてが、全荷重の一部を許容可能範囲内に支持されるまで、全荷重を再分配するように調節されることになる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、全荷重均衡化計画は、外科用テーブル２００の重心ＣＧの位置を判定すること及び／又は追跡することを含み得る。重心ＣＧは、荷重センサ２７０により検知された荷重情報に基づいて、判定及び／又は計算することができる。例えば、図２Ｄに関連して説明されているように、重心ＣＧは、支持部材２６２により囲まれている安定領域ＲＳ内で中心に位置してもよい。しかしながら、実際には、上述したように、支持表面内の不規則性、外科手技から生じる動的力、及び／又は外科手技中のテーブル荷重の構成要素の移動に起因して、ＣＧの位置が、ＲＳの境界の近くの許容不可能な位置にシフトすることがある。そのような例を検出するために、いくつかの実施形態では、重心ＣＧの位置は、リアルタイムで（例えば、外科手技中に）判定及び追跡することができる。例えば、重心ＣＧが境界からの閾値距離に到達した場合、コントローラ２０２は、そのような事象を検出し得、例えば、外科医若しくは他の医療スタッフに警告するための信号、及び／若しくは、調節可能な支持部材２６２’の１つ以上を調節するための信号を送信すること、並びに／又は所望の安定部材を提供するための支持部材を追加的に安定させることなどの任意の好適な方法で応答し得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、調節可能な支持部材の調節は、全荷重が再分配される必要があるとの判定に応答して、自動的に開始されてもよい。別の実施形態では、調節可能な支持部材の調節は、基部が床との固定配置となるように構成されているときにのみなされてもよい。他の実施形態では、調節可能な支持部材は、ユーザによって手動で作動され得る。そのような実施形態では、基部は、図６に概略的に例示されているユーザディスプレイ２９０などのユーザディスプレイに動作可能に結合され、かつ／又は含み得、例えば、コントローラが、テーブル荷重の一部が許容可能範囲内に存在しないと判定すると、コントローラは、ユーザディスプレイに信号を送信し、ユーザへの命令をユーザディスプレイ上に生成して、ユーザにアクチュエータを作動させ、調節可能な支持部材の表面係合端部を移動させ、支持部材のうちの少なくとも１つにより担持されたテーブル荷重の一部を変化させることができる。更に、いくつかの例では、例えば、テーブル荷重の一部が許容可能範囲外に存在しないとコントローラが判定した場合、コントローラは、信号をユーザディスプレイに送信し、ユーザがアクチュエータの作動を停止することができるという指標をユーザディスプレイ上に生成することができる。いくつかの実施形態では、視覚、聴覚、及び／若しくは触覚のフィードバック、又は警告のうちの任意の種類が生成され得、許容不可能な荷重分配などの状況についてユーザに警告することができる。
【００３９】
外科用テーブルは、構造的に剛性であり、かつ不規則性に適応するように調節可能であることに加えて、病院周辺での車輪による移動を可能にする移動式とすることができる。例えば、図７Ａ（底面図）及び図７Ｂ（側面図）に概略的に示すように、外科用テーブルのための基部３５０は、基部本体３５５、及び基部本体３５５に結合された支持アセンブリ３６０を含む。基部３５０は、構造及び機能において、上述した基部３５０と同じか又は類似のものとすることができるが、基部３５０は、表面上の移動のために基部３５０を支持するための車輪３８０を含む（例えば、外科用テーブルが、手術室の周辺、及び／又は病院における他の場所の周辺で車輪による移動が可能であるように）ことを除く。
【００４０】
基部３５０は、表面上の移動のために基部３５０を支持するための任意の好適な数の車輪３８０を含み得、任意の好適な位置、及び任意の好適な方法で基部３５０に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、基部３５０は、表面上の移動のために基部３５０を支持するための２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の車輪又はキャスタを含んでもよい。更に、いくつかの実施形態では、車輪３８０は、支持部材３６０（調節可能な支持部材３６２’を含む）から物理的に分離され、これに対して、他の実施形態では、車輪は、支持部材３６０（任意選択的に、調節可能な支持部材３６２’を含む）に含まれ、結合され、かつ／又は一体化されている。例えば、いくつかの実施形態では、１つ以上の車輪３８０は、支持部材３６２のうちの１つ以上に結合され得、それが結合されている支持部材３６２の表面係合端部を少なくとも部分的に画定し得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、基部３５０の１つ以上の車輪３８０は、支持部材の表面係合端部に対して上方に（例えば、Ｚ軸に沿って）移動可能であるため、基部３５０が１つの車輪３８０のみに支持され、かつ車輪３８０上の表面に対して移動可能である移動可能配置から、基部３５０が支持部材３６２のうちの少なくとも２つにより少なくとも部分的に支持され、かつ表面に対して固定されている固定配置に、基部３５０を変化させる。このようにして、基部３５０は、移動可能配置から固定配置に、かつ逆もまた同様に移行することができ、その結果、外科用テーブルは、所望の位置まで病院の周りを移動し、次いで外科手技のための準備において表面に固定され得る。いくつかの実施形態では、固定された配置では、基部３５０は、支持部材３６２（例えば、車輪３８０でないもの）によってのみ支持される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、少なくとも２つの支持部材３６２の表面係合端部は、車輪３８０に対して下方に移動可能である。このようにして、基部３５０は、その基部３５０が車輪３８０上のみに支持され、かつ車輪３８０上の表面に対して移動可能である移動可能な配置から、その基部３５０が少なくとも２つの支持部材３６２により少なくとも与党に（ｉｎ  ｐａｒｔｙ）支持され、かつ表面に対して固定されている固定構成に、変化することができる。いくつかの実施形態では、支持部材３６２のうちの少なくとも４つの表面係合端部は、車輪３８０に対して下方に移動可能であり、固定配置では、基部３５０は、支持部材３６２によってのみ支持される。支持部材３２６の各々は、調節可能な支持部材であり得、それゆえに、支持部材３６２の各々の表面係合部分の下方移動は、上述した調節可能な支持部材２６２’と同じ方法で、アクチュエータにより支持部材の調節可能部分の移動を含んでもよい。
【００４３】
図８は、上述した基部２５０又は３５０などの基部を有する、表面上での外科用テーブルを安定化させる方法４００を例示するフローチャートである。いくつかの実施形態では、この方法は、４０２において、支持部材のうちの１つにより担持された全荷重の一部を示す、荷重センサからの信号を受信することを含む。この方法は、４０４において、調節位置（例えば、基部本体及び／又は固定部分に対して調節可能な支持部材の移動可能な部分の位置）を示す調節可能な支持部材からの信号を受信することを任意選択的に更に含む。この方法は、４０６において、全荷重の一部を許容可能範囲と比較することを更に含む。４０８において、全荷重の一部が許容可能範囲内に存在しないと判定された場合、そのときは、この方法は、４１０において、調節位置に少なくとも部分的に基づいて、調節部材の調節可能性を更に判定すること、及びその調節可能性が最適な安定性を達成するのに十分であるかどうかを判定することを含む。調節可能性が最適な安定性を達成するのに十分である場合、そのときは、この方法は、４１２において、調節可能な支持部材の表面係合端部を、他の支持部材のうちの３つの表面係合端部により画定される平面に対して移動させ、それによって、支持部材のうちの１つにより担持された全荷重の一部を変化させることを更に含む。調節可能性が最適な安定性を達成するには不十分である場合、そのときは、この方法は、４１４において、外科用テーブルが最適に安定し得ないという警告を示す信号を送信することを任意選択的に更に含む。４０６において、全荷重の一部が許容可能範囲内に存在すると判定された場合、そのときは、この方法は、後になって荷重センサからの別の信号を受信することに戻り、４０２からその方法を繰り返すことができる。この方法は、支持部材の表面係合端部の動きを移動させ後に、かつ／又は、警告を示す信号を送信した後に、４０２に戻って荷重センサからの更新された信号を受信すること、及び全荷重の一部が許容可能範囲内に存在するまでその方法を繰り返すことを更に含むことができる。
【００４４】
本明細書に記載された様々な実施形態では、例示及び説明された支持アセンブリは、特定の数の支持部材、及び調節可能な特定の数を含んでいたが、他の実施形態では、支持アセンブリは、任意の好適な数の支持部材、及び調節可能な支持部材の任意の好適な数を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、支持アセンブリは、４つの支持部材を含み得、４つのすべての支持部材は、調節可能とすることができる。更に他の実施形態では、支持アセンブリは、４つを越える支持部材、例えば、５つ以上の支持部材を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、支持アセンブリは、５つの支持部材を含み得、５つの支持部材のうちの４つは、基部本体及び／又は他の支持部材（例えば、調節可能な支持部材）に対して調節不可能であり得る。同様に、基部は、任意の好適な数の車輪、及び任意の好適な数の荷重センサを含み得、それらの車輪及び荷重センサは、基部の任意の好適な部分に結合され得る。
【００４５】
上述したように、ロボット外科用システムのロボットアームの作業端部における望ましくない振動を低減することが望ましい。ロボット外科用システムは、患者が外科手技中に支持され得る外科用テーブルに直接的又は間接的に結合されているロボット外科用アームを含み得る。このロボット外科用アームは、それらの遠位側の作業端部において、外科用器具、外科用器具を適用するための患者の内腔（複数可）及び器官（複数可）へのアクセスを提供するためのカニューレ、撮像デバイス、照明等を含む、様々なデバイスを支持することができる。このようなシステムでは、ロボットアームの遠位端部上に装着されたデバイスに対して高い位置精度を確立及び維持することが望ましい。
【００４６】
位置精度は、ロボットアームの遠位端部の振動によって低下又は劣化し得る。このような振動は、振動クロストークの形式で存在し得、その振動クロストークは、システムの別の部分に起因するシステムの一部分で生じる望ましくない振動である。例えば、振動は、アームの別の部分、及び／又は外科用テーブル若しくは他の支持構造体に対してアームのある部分の移動を駆動するモータの動作などによってロボットアーム内に誘導され得、そのモータの動作によってアーム中に導入されたエネルギーが、アームを介して遠位端部に伝搬し、遠位端部に振動を誘導し得る。このアームは、「能動」アームと称されることがある。代替的に、又は追加的に、能動アーム中に導入されるエネルギーは、例えば、能動アーム内のモータの動作によって、能動アームを介し、テーブル又は他の支持構造体を介し、別のロボットアーム（これは、「受動」アームと称されることがある）を介して、受動アームの遠位端部に伝搬し得る。ロボットアームの遠位端部、及びそこに取り付けられたデバイスの位置精度を向上させるには、振動クロストークを低減することが望ましい。
【００４７】
ロボットアームの遠位端、並びにそれに取り付けられたデバイスの振動クロストーク及び位置精度に対処するために、患者が配設され得るテーブルトップを有する外科用テーブルを含むロボット外科用システムを提供するための装置及び方法が、図９Ａ〜図２３Ｂに関連して本明細書の様々な実施形態で説明されている。いくつかの実施形態では、装置は、外科用テーブルと、外科用テーブルに結合されるか又は結合可能なロボットアームと、を含み、各ロボットアームは、外科用ツール、ツールドライバ、カニューレ、照明、及び／又は撮像デバイスなどの医療機器を支持する。外科用テーブルは、基部、基台又はカラム、及び、そのカラムに結合されたテーブルトップを含む。ロボットアームの各々は、テーブルトップ、カラム、又は基部のうちの少なくとも１つに結合され得る。各ロボットアームは、アームの近位端部（ここでアームがテーブルに連結される）とアームの遠位端部（ここでアームが医療機器に連結される）との間に２つ以上のリンクを提供する。リンクは互いに連結され、接合部によって連結されたリンク間の相対移動の１つ以上の自由度、及びロボットアームの遠位端と外科用テーブルとの間の相対移動の対応する１つ以上の自由度を提供する接合部によって、テーブル及び医療機器に連結され得る。リンク及び対応する自由度は、テーブルトップ、及び／又はテーブルトップに配置された患者、及び／又はテーブルトップに配置された患者の組織の所望の目標部分に対する所望の場所に、Ｘ軸、Ｙ軸、及び／若しくはＺ軸を中心とした、並びに／又はそれらに沿う、ロボットアームの遠位端部の移動を可能にする。接合部の周りのリンクの相対移動は、モータなどのデバイスの動作によって開始及び継続することができ、並びに／又はモータなどの能動デバイス、及び／若しくはブレーキなどの受動デバイスによって抵抗又は停止することができる。上述したように、そのようなデバイスは、エネルギーをロボット外科用システムに導入し得、そのシステムは、ロボットアームの遠位端での望ましくない振動を生成し得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、装置は、患者用テーブルトップと、外科用テーブルに連結されたアダプタと、アダプタに連結された１つ以上のロボットアームとを有する外科用テーブルを含む。いくつかの実施形態において、装置は、患者用テーブルトップと外科用テーブルに連結されたアダプタ／ロボットアームアセンブリを有する外科用テーブルを含むことができる。例えば、アダプタ及びロボットアームは、一体式機構又は構成部品であり得る。アダプタ及びロボットアーム、又はアダプタ／ロボットアームアセンブリの各々は、テーブルトップ、及び／又はテーブルトップに配置された患者、及び／又はテーブルトップに配置された患者の組織の所望の目標部分に対する所望の場所に、Ｘ軸、Ｙ軸、及び／若しくはＺ軸を中心とする、並びに／又はそれらに沿う、アダプタ及び／又はアームの移動を可能にするための１つ以上のリンクを含むことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、ロボットアームは、外科用テーブルに解放可能に連結することができる。いくつかの実施形態において、ロボットアームは、ロボットアームの近位端とロボットアームの遠位端との間に解放可能な連結部を含むことができ、そのためロボットアームの近位部分は、外科用テーブルに連結することができ、ロボットアームの遠位部分は、近位部分から取り外すことができる。いくつかの実施形態において、ロボットアームの近位部分は、外科用テーブルに固定して連結され得るアダプタとして実装することができる。アダプタは、テーブルインターフェース構造体又は機構と、第１の接合部でインターフェース構造体に枢動可能に連結された第１のリンク部材と、第２の接合部で第１のリンク部材に連結された第２のリンク部材と、を含むことができる。いくつかの実施形態において、第２のリンク部材は、第２の接合部で第１のリンク部材に枢動可能に連結することができる。第２のリンク部材はまた、第２のリンク部材の連結部分及びロボットアームの近位端部又は装着端部分で連結部分を含む連結部で、ロボットアームに連結されるように構成される。ロボットアームはまた、ロボットアームの装着端部分に目標接合部を含む。いくつかの実施形態において、目標接合部は、ロボットアームの装着端部分で連結部分を有して含まれる。
【００５０】
ロボットアームは、外科用テーブル上に配置された患者に対して外科手技を実行するために使用することができる。第１の接合部は、外科用テーブルのテーブルトップに対して垂直のＺ−軸を中心とする第１のリンク部材の回転運動、及び外科用テーブルのテーブルトップに対して横方向及び長手方向（また、本明細書では、Ｘ−方向及びＹ−方向とも称される）の第１のリンク部材及び第２のリンク部材を提供することができる。第２の接合部は、第２のリンク部材及びそれに連結されたロボットアームの装着端部分の垂直移動（例えば、外科用テーブルのテーブルトップに近づく、超える、更に超える移動）を可能にするための昇降機構を提供することができる。第１のリンク部材及び第２のリンク部材の集合的な移動は、アダプタ及びロボットアームが、それらの部材に結合されたときに、外科用テーブルに対して様々な異なる位置の間を移動することを可能にする。例えば、アダプタ及びロボットアームは、収容される位置、及びロボットアームの目標接合部が目標場所に配置されて外科用テーブルのテーブルトップ上に配設された患者の上で特定の外科手技を実行する様々な動作位置に移動され得る。第１のリンク部材及び第２のリンク部材の運動はまた、アダプタ及びロボットアームが患者へのアクセスが妨げられないように配置される、様々な停止又は隙間位置へのアダプタ及びロボットアームの移動を提供する。例えば、外科手技中、撮像デバイス等の機器のための隙間を提供するため、及び／又は、例えば、処置中の緊急時、付加的な医療従事者のための隙間を提供するために、アダプタ及びロボットアームを移動させることが望ましい場合がある。いくつかの場合において、動作位置はまた、停止位置であり得る。
【００５１】
図９Ａ〜図９Ｂに概略的に示すように、外科用テーブル５００は、テーブルトップ５２０、テーブル支持体又はカラム５２２、及びテーブル基部５２４を備える。図９Ａに概略的に示すように、テーブルトップ５２０は、上面を有し、その上に患者が外科手技中に配設され得る。テーブルトップ５２０は、カラム５２２上に配設され、そのカラムは、例えば、床の上方の好適な高さにある基台とすることができる。カラム５２２は、所望の数の自由度でテーブルトップ５２０の移動を提供し得る。例えば、図９Ａに概略的に示すように、カラム５２２は、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向の並進を提供し得る、２つの区分を有してもよい。追加的に、又は代替的に、テーブルトップ５２０は、Ｙ軸（テーブルの長手方向軸に沿って）、及び／若しくはＸ軸（テーブルの横方向軸に沿って）に沿って、並びに／又はＺ、Ｙ、及び／若しくはＸ軸を中心として、基部５５０に対して移動可能としてもよい。テーブルトップ５２０はまた、任意の好適な軸に沿って／中心として互いに対して移動可能である複数の区分、例えば、胴体、一方又は両方の脚部、及び／又は一方若しくは両方の腕、並びに頭部支持区分の各々に対して別個の区分を含んでもよい。テーブルトップ５２０及び／又はその構成区分の移動は、手動で実行、モータによって駆動、遠隔で制御などであってもよい。テーブルトップのためのカラム５２２は、基部５２４に装着されてもよく、その基部は、手術室の床に固定され得、又は、例えば、基部上で車輪を使用することによって床に対して移動可能とすることができる。図９Ａに概略的に示すように、いくつかの実施形態では、カラム５２２の高さは、調節されることができ、例えば、テーブルトップ５２０の運動（例えば、軸方向（長手方向）又は横方向運動）と共に、テーブルトップ５２０が、床の上方の特定の高さ（例えば、外科医のアクセスを可能にするための）、及びカラム５２０からの特定の距離にある所望の外科用部位のところに位置決めされるのを可能にすることができる。これはまた、テーブル５００に結合されたロボットアーム５３０が、テーブルトップ５２０上に配設された患者上の所望の治療目標に到達するのを可能にすることもできる。
【００５２】
図９Ｃ及び図９Ｄに概略的に示すように、ロボット制御支援外科手技では、１つ以上のロボットアーム５３０が、外科用テーブル５００（また、本明細書では「テーブル」とも称される）のテーブルトップ５２０上に配設された患者に対して所望の動作位置に配設され得る。このロボットアーム（複数可）を使用して、外科用テーブル５００上に配設された患者の上で外科手技を実行することができる。特に、各ロボットアームの遠位端部は、ロボットアームの遠位端部に連結された医療機器が所望の機能を実行することができるように、所望の動作位置に配置することができる。
【００５３】
図９Ｃ及び図９Ｄに示すように、様々な実施形態によれば、各ロボットアーム５３０は、結合部５１８を介してテーブルトップ５２０に、恒久的に、半恒久的に、又は解放可能に結合され得る。結合部５１８は、様々な異なる結合機構を含むことができ、ロボットアーム上の結合部分（図示せず）に嵌合して結合され得る、テーブルトップ５２０上の結合部分（図示せず）を含む。本明細書でより詳細に説明されているように、各ロボットアーム５３０は、テーブル５００上の固定位置に結合することができ、又はロボットアーム５３０がテーブルトップ５２０、及び／若しくはテーブルトップ５２０上に配設された患者に対して複数の位置に移動可能であり得るように、結合することができる。例えば、ロボットアーム５３０は、テーブルトップ５２０、及び／又は患者上の特定の目標治療位置に対して移動することができる。いくつかの実施形態では、テーブルトップ５２０の軸方向運動（例えば、Ｙ−軸方向における）は、アーム５３０（したがって、アームの遠位端に結合された医療機器又はツール）が患者上の所望の組織に到達すること、又は必要に応じて患者にアクセするための隙間を提供することを可能にする際に支援することができる。いくつかの実施形態では、カラム５２２の垂直移動、テーブルトップ５２０の軸方向移動、及び、例えばロボットアーム５３０内のリンクの組み合わせにより、ロボットアームが、床上に必要な高さで患者の組織に到達することができる位置に配置されることを可能にする。
【００５４】
図１０Ａ及び図１０Ｂに概略的に示すように、各ロボットアーム５３０は、遠位端部分５３７及び近位端部分５３６を含むことができる。遠位端部分５３７（また本明細書では、「動作端」とも称される）は、医療機器又はツール５１５を含み得、又はそれらに結合し得る。近位端部分５３６（また本明細書では、「装着端部分」又は「装着端」とも称される）は、結合部分を含むことができ、その結合部分は、ロボットアーム５３０がテーブル５００のテーブルトップ５２０に結合されることを可能にする。ロボットアーム５３０は、接合部において共に結合された２つ以上のリンク部材又はセグメント５１０を含むことができ、それらの接合部は、Ｘ、Ｙ及び／若しくはＺ軸のうちの１つ以上に沿った並進、並びに／又はそれらを中心とする回転を提供することができる。結合部５１８においてテーブルトップ５２２にロボットアーム５３０を結合するための、ロボットアーム５３０の結合部分は、アーム５３０の遠位端又は装着端５３６で配設され得、セグメント５１０に結合されてもよく、又はセグメント５１０内に組み込まれてもよい。ロボットアーム５３０はまた、ロボットアーム５３０の装着端５３６において又はその近くで配設された目標接合部Ｊ１も含み、その目標接合部は、結合部５１８の結合部分内に含まれ得、又は結合部分に結合されたロボットアーム５３０のリンク若しくはセグメント５１０上に配設され得る。目標接合部Ｊ１は、ロボットアーム５３０の遠位側セグメントがテーブルトップ５２０に対して枢動することを可能にする枢動接合部を提供することができる。ロボットアーム５３０は、図１０Ａに示すように、外科手技中に使用するための様々な拡張構成と、図１０Ｂに示すように、使用しないときに格納するための様々な折り畳み又は折り重ね構成との間で移動され得る。
【００５５】
いくつかの実施形態では、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、外科用テーブルと、ロボットアームの遠位端との間の接続（したがって、患者に対してロボットアームの遠位端における医療機器の位置及び配向）は、アダプタ５２８、及びアダプタ５２８に結合されたロボットアーム（複数可）５３０を使用して実現されている。アダプタ５２８は、外科用テーブル５００から分離され得るが、共に係合可能若しくは結合可能であり、又は外科用テーブル５００に固定的に取り付けられ得る。アダプタ５２８は、例えば、テーブル５００のカラム５２２、テーブル基部５２４、及び／又はテーブルトップ５２０に結合され得る。しかしながら、アダプタとロボットアームとの間の区別は、無視することができ、外科用テーブルと、ロボットアームの遠位端との接続は、概念化され、そして一連のリンク及び接合部として実施され得、それらのリンク及び接合部は、すなわち接続の遠位端において、医療機器の移動のための所望の自由度を提供する。接続部は、任意の１つ以上のリンク（複数可）又は接合部（複数可）で、若しくは一連のリンク及び接合部に沿った任意の場所で解放可能な連結部を含むことができる。
【００５６】
本明細書に記載されているように、いくつかの実施形態では、テーブルトップ５２０の様々な区分は、互いに対して移動することができ（例えば、互いに対して傾斜し、又は角度を付ける）、かつ／又はテーブルトップ５２０は、外科用テーブル５００のカラム５２２及び／若しくは基部５２４に対して移動する（例えば、傾斜し、又は角度を付ける）ことができる。いくつかの実施形態では、アダプタ５２８、及びそれに結合されるロボットアーム５３０は、テーブルトップ５２０の胴体区分と共に移動することができ、その結果、様々な実施形態の場合のＸ、Ｙ、及びＺ軸への言及の枠組みは、依然としてテーブルトップ５２０の上面に対してそのまま維持されると考えられる。いくつかの実施形態では、アダプタ５２８及びロボットアーム５３０は、テーブル５００の支持基台５２２に結合することができ、テーブルトップ５２０が支持体５２２に対して移動されたとき、アダプタ５２８及びアーム５３０の位置決めは、テーブルトップ５２０の移動と共に調整され得る。
【００５７】
図１２Ａ及び図１２Ｂに概略的に示すように、アダプタ５２８は、テーブルインターフェース構造体又は機構５４０、及び１つ以上のリンク部材を含むことができる。この例示的な実施形態では、アダプタ５２８は、第１の接合部５３３においてインターフェース構造体５４０に結合された第１のリンク部材５３２、及び第２の接合部５３５において第１のリンク部材５３２に結合された第２のリンク部材５３４を含む。いくつかの実施形態では、第１のリンク部材５３２は、第１の接合部５３３においてテーブルインターフェース構造体５４０に枢動可能に結合され得る。いくつかの実施形態では、第１のリンク部材５３２は、直線運動を提供する接合部を有するテーブルインターフェース構造体５４０に結合され得る。いくつかの実施形態では、第２のリンク部材５３４は、第２の接合部において第１のリンク部材に枢動可能に結合され得る。第１の接合部５３３及び第２の接合部５３５に対する他の種類の結合接合部が、代替的に使用され得る。このため、様々な異なる種類の結合接合部（例えば、直線、回転）は、アダプタの各リンク部材間で使用され得、アダプタの所望の移動及び到達を達成することができる。第２のリンク部材５３４はまた、結合部５１８（また、本明細書では、「結合接合部」とも称される）においてロボットアーム５３０にも結合可能である。アダプタ５２８は、図１２Ａに示すように、外科手技中に使用するための様々な拡張構成と、図１２Ｂに示すように、使用しないときに格納するための様々な折り畳み又は折り重ね構成との間で移動され得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、アダプタ５２８は、２つ超のリンク部材を含むことができる。例えば、アダプタは、第２のリンク部材５３４と、ロボットアーム５３０への結合部５１８との間の第２のリンク部材５３４に結合された第３のリンク部材（図示せず）を含むことができる。他の実施形態では、３つ超のリンク部材が含まれ得る。リンク部材の数及び大きさは、変化し得るため、アダプタ５２８は、より長い又はより短い到達長を提供し得、ロボットアーム５３０（例えば、以下に考察される目標接合部Ｊ１）を、例えば、より身体の大きい患者のために、更に患者の上方に拡張することができる。また、以下により詳細に記載されているように、アーム５３０がテーブル５００の反対側の位置に移動された（例えば、アームが、テーブルの一方の側面に３つのアームを有する反対側に移動された）場合に、そのアダプタを使用して、テーブルトップ５２０の更に下方にロボットアーム５３０の位置を拡張することもできる。アダプタ５２８の第１の接合部５３３及び第２の接合部５３５は、Ｘ、Ｙ、及び／又はＺ軸に沿って、及び／又はそれらを中心として、ロボットアーム５３０の移動を提供することができる。
【００５９】
様々な実施形態によれば、各ロボットアーム５３０は、結合部５１８を介してアダプタ５２８に、恒久的に、半恒久的に、又は解放可能に結合されてもよい。結合部５１８は、様々な異なる結合機構を含むことができ、ロボットアーム上の結合部分（図示せず）に嵌合して結合され得る、アダプタ５２８上に結合部分（図示せず）を含むことができる。本明細書でより詳細に説明されているように、各ロボットアーム５３０は、テーブル５００上の固定位置に結合することができ、又はロボットアーム５３０がテーブルトップ５２０、及び／又はテーブルトップ５２０上に配設された患者に対して複数の位置に移動可能であり得るように、結合することができる。例えば、ロボットアーム５３０は、テーブルトップ５２０、及び／又は患者上の特定の目標治療位置に対して移動することができる。いくつかの実施形態では、テーブルトップ５２０の軸方向運動（例えば、Ｙ−軸方向における）は、アーム５３０（したがって、アームの遠位端に結合された医療機器又はツール）が患者上の所望の組織に到達すること、又は必要に応じて患者にアクセするための隙間を提供することを可能にする際に支援することができる。いくつかの実施形態では、支持基台５２２の垂直移動、テーブルトップ５２０の軸方向移動、及び、例えば、第１のリンク部材５３２及び第２のリンク部材５３４の移動の組み合わせにより、ロボットアーム５３０が、床上に必要な高さで患者の組織に到達することができる位置に配置されることを可能にする。
【００６０】
アダプタ５２８に対するいくつかの構造的な要件は、ロボットアーム５３０の術前及び術中の位置変化に対する調節可能性を維持しながら、ロボットアーム５３０の剛性支持体を提供することを含み得る。いくつかの実施形態では、テーブルアダプタ５２８は、固定位置においてアダプタ５２８を保持又はロックする手段を含み得、例えば、重力の影響、ロボットアーム運動に起因する慣性効果に耐え、かつ／又はユーザ若しくはロボットシステム（他のロボットアーム又はテーブル運動を含む）の別の部分からの偶発的な衝突に耐えることができる。テーブルアダプタ５２８はまた、アダプタ５２８の空間位置、並びに／又はアダプタ５２８の様々な接合部及び結合点の角度及び変位を測定するための１つ以上のセンサを含むこともできる。
【００６１】
アダプタ５２８の第１のリンク部材５３２及び第２のリンク部材５３４の集合的な運動は、結合部５１８の移動、したがって、Ｘ、Ｙ、及び／若しくはＺ軸に沿って、並びに／又はそれらの軸を中心としてそれに結合されたロボットアーム５３０の移動を提供することができる。例えば、ロボットアーム５３０の目標接合部Ｊ１は、テーブル５００に対して様々な目標治療位置に移動され得、テーブル上に配設された患者上で様々な異なる外科手技を実行することができる。第１のリンク部材５３２及び第２のリンク部材５３４の集合的な運動はまた、アダプタ５２８及びロボットアーム５３０が、収容位置、動作位置、並びに停止又は隙間位置を含む、外科用テーブル５００に対して様々な異なる位置の間で移動することも可能にする。
【００６２】
図１３は、支持体５２２、アダプタ５２８、並びにアダプタ５２８及び／又はロボットアーム５３０の接合部と関連付けられた例示的な自由度を示すロボットアーム５３０の一部の上面図である。図１３に示すように、かつ上述のように、第１のリンク部材５３２は、接合部５３３においてインターフェース機構５４０に結合され得、第２のリンク部材５３４は、接合部５３５において第１のリンク部材５３２に結合され得る。ロボットアーム５３０は、結合接合部５１８において第２のリンク部材５３４に結合され得、ロボットアーム５３０のリンク５１０の各々は、接合部において互いに結合され得る。この例に示すように、ロボットアーム５３０のＪ１接合部は、結合接合部５１８と一致している。いくつかの実施形態では、アダプタ５２８、より具体的には、インターフェース機構５４０は、結合接合部５１３において外科用テーブルに（例えば、支持体５２２に）移動可能に結合され得、その結果、第１の自由度ＤＯＦ１が、結合接合部５１３において提供されている。図１３の例では、結合接合部５１３は、インターフェース機構５４０と外科用テーブルとの間の直線移動、すなわち、Ｘ軸に平行な並進を提供する。他の実施形態では、結合接合部は、外科用テーブルに対してインターフェース機構５４０の枢動移動又は回転移動を提供することができる。他の実施形態では、インターフェース機構５４０は、外科用テーブルに固定して結合され、このため、外科用テーブルに対しては移動しない。
【００６３】
また、図１３に示すように、第２の自由度ＤＯＦ２は、第１のリンク部材５３２とインターフェース機構との間の接合部５３３において提供され、第３の自由度ＤＯＦ３は、第１のリンク部材５３２と第２のリンク部材５３４との間の接合部５３５において提供されている。第４の自由度ＤＯＦ４は、第２のリンク部材５３４と、ロボットアーム５３０のリンク５１０との間の接合部５１８、Ｊ１において提供されている。この実施例において、ＤＯＦ２、ＤＯＦ３、及びＤＯＦ４の各々は、Ｚ軸を中心とする回転として示される。
【００６４】
ロボットアーム５３０、又はその一部は、アダプタ５２８に解放可能に結合することができ、かつ／又はロボットアーム５３０の部分（例えば、リンク）は、アダプタ５２８の中に組み込まれることができる。このため、外科用テーブルと、ロボットアーム５３０の遠位端との間の接続は、一連のリンク及び接合部として概念化及び実現され得、それらのリンク及び接合部は、接続の遠位端において、医療機器５１５の移動のための所望の自由度を提供する。接続部は、任意の１つ以上のリンク（複数可）又は接合部（複数可）で、若しくは一連のリンク及び接合部に沿った任意の場所で解放可能な連結部を含むことができる。
【００６５】
アダプタ５２８及び／又はロボットアーム５３０のリンクの様々な自由度が、ロボットアーム５３０の移動を提供し、したがって、ロボットアームの遠位端に配設された医療機器５１５が、テーブルトップ５２０に対して様々な異なる位置及び配向に移動され、テーブルトップ上に配設された患者上で様々な異なる手技を実行することができる。本明細書に記載されたアダプタ５２８はまた、ロボットアーム５３０の数についてのバリエーションも提供することができ、それらの数のロボットアームは、テーブルに結合されて特定の手技に使用し、かつテーブルトップ５２０の１つの又は両方の側面上にロボットアーム５３０を位置決めする。例えば、いくつかの手技では、テーブルトップ５２０の一方の側面上に２つのロボットアーム５３０を、かつテーブルトップ５２０の反対側の側面上に２つのロボットアーム５３０を位置決めすることが望ましい場合がある。他の手技では、テーブルトップ５２０の一方の側面上に３つのロボットアーム５３０を、かつテーブルトップ５２０の反対側の側面上に１つのロボットアーム５３０を位置決めすることが望ましい場合がある。本明細書に記載された実施形態の多くは、４つのロボットアーム５３０の使用について説明しているが、特定の外科手術に使用されるロボットアーム５３０の数は、変化し得、多かれ少なかれ４つ程度のロボットアーム５３０が使用され得ることを理解されたい。様々な異なる手技の治療領域又は治療「クラウド」内でテーブルトップ５２０に対するロボットアームの移動及び位置を明示する様々な特定の実施形態例が、本明細書に記載されている。
【００６６】
術前の設定中及び／又は術中に使用される様々な位置にテーブルアダプタ５２８を固定するため、様々な接合部及び／又は結合位置は、ブレーキ又はロック機構を利用してもよい。例えば、制動機構は、接合部の運動範囲内の任意の点で位置を保持する能力を提供してもよい。制動機構は、例えば、ディスクキャリパスタイル、ドラムローラスタイル、又は他の摩擦系機構を含んでもよい。係合機構は、任意の数の個別の位置で位置を保持する能力を提供するが、連続した調節を可能にするわけではない。係合機構は、例えば、開放歯状、解放ピン状、又はボール戻り止め、又は他の個別位置スタイルの係合機構を含むことができる。いくつかの実施形態において、制動又は係合機構は、非給電状態での運動を防止し、ばね又は他の機構を介して、停止若しくは係合位置に向かって付勢することができる。いくつかの実施形態において、給電状態において、制動又は係合機構は、システムの所望の状態に応じて、任意に解放又は嵌合してもよい。
【００６７】
図１４に概略的に示すように、能動アーム５３０内の２つのリンク間の接合部にあるモータなどのエネルギー源ＥＳは、使用時に、能動アーム５３０のツール５１５内に望ましくない振動Ｖ１、及び／又はインターフェース構造体（複数可）５４０及びカラム５２２を介して受動アーム５３０’のツール５１５’内に振動Ｖ２を誘導し得る。例えば、能動アーム５３０内のエネルギー源ＥＳにより導入されたエネルギーは、能動アーム５３０を介し、インターフェース構造体（複数可）５４０及びカラム５２２を介し、そして受動アーム５３０’を介して、受動アーム５３０’のツール５１５’に伝搬し得、ツール５１５’内の振動Ｖ２を誘導し得る。能動アーム５３０のエネルギー源ＥＳから能動アーム５３０のツール５１５、及び受動アーム５３０’のツール５１５へのそのような振動クロストークを低減し、能動アーム５３０のツール５１５、及び受動アームのツール５１５’の位置精度を向上させることが望ましい。いくつかの例では、システムの３つの軸の各々に沿った／中心とする様々な構成要素は、様々な振動の影響を被る可能性がある。このような例では、必ずしもすべての構成要素ではないが、少なくとも最も重要な構成要素の振幅を低減し、ロボットアームの遠位端、及びそれに取り付けられているデバイスの位置精度を向上させることが望ましい。
【００６８】
図１５Ａ〜図２３Ｂは、アームが結合されているロボットアーム及びテーブル構造体（複数可）の振動のモード周波数を分離することによって振動クロストークを低減するための装置及び方法の様々な実施形態を例示している。
【００６９】
テーブルから、アーム（又はそれらを構成する構成要素）のモード振動周波数を分断することは、例えば、モータ及び／又はブレーキによって能動アーム中に導入されたエネルギーの伝達効率を低減する。例えば、能動ロボットアームが４ヘルツ（Ｈｚ）のモードを有する場合、能動ロボットアーム中に導入されるエネルギーは、２つのアームが装着されている介在構造体が能動ロボットアームのモードに等しいモードを有するときに、受動ロボットアームに最もよく伝達される。今の場合、４Ｈｚのモードである。能動ロボットアーム中に導入されるエネルギーの伝達は、能動ロボットアームのモードと異なるモードを有する介在構造体を配置することによって減少及び／又は遮断することができる。今の場合、例えば、介在構造体は、約６Ｈｚのモードを有するように配置することができ、それによって、能動アームと介在構造体との間のモード分離を作り出し、したがって、受動アームへのエネルギー伝達の効率を低減することができる。アーム間を伝達するエネルギーがより小さくなれば、結果として、生成される振動も小さくなり、すなわち１つ以上の軸における／を中心とする振幅がより小さくなる。
【００７０】
従来の外科用テーブルは、約６〜８Ｈｚの最低モード周波数を有する。ロボット外科用アームは、約４〜６Ｈｚのオーダの最も低いモード周波数を有し得る。所望の分離振幅を生成するためには、少なくとも約２Ｈｚだけアーム周波数からテーブル周波数を分断することが望ましい。いくつかの例では、アーム周波数よりも約２倍又はそれ以上のテーブル周波数を有することが好ましい。開示された実施形態では、テーブル周波数が１０Ｈｚ以上であることが好ましく、いくつかの例では、より好ましくは、１２Ｈｚ以上である。
【００７１】
テーブルの最低モード周波数を増加させるいくつかのアプローチが開示されている。上で簡単に説明したように、テーブルは、基部、調節可能なカラム、及び１つ以上の相対移動が可能な構成要素を有するテーブルトップが含む、いくつかの構成要素又はサブアセンブリを含むことができる。システム全体の最低モード周波数は、典型的には、サブアセンブリと結合する構造的構成要素の曲げ、圧縮、又はねじれによって生成される異なる軸に沿って又はその軸を中心として、外科用テーブルの構成要素又はサブアセンブリ間の相対移動によって画定される。
【００７２】
望ましくないより低いモード周波数の別のソースは、サブアセンブリ若しくは構成要素間、又はシステムと環境との間の、システム内のバックラッシュ、汚れ、機構的遊びである。例えば、付録Ａで考察されているように、テーブルの基部が、曲げ及び／又は圧縮に対して、比較的硬く、かつ抵抗性である場合、基部が支持されている床又は他の表面内の不規則性に適応することは、それほど可能ではない。これは、テーブルの揺れ動き又は他の移動を生み出し得、それらは、システムの移動のモード周波数のうちの１つ以上を減少させ得る。
【００７３】
システムの最低周波数は、支持カラム及び／又は基部の曲げ、並びに基部に対するテーブルトップの対応する揺動によって画定され得る。図１５Ａに示すように、この曲げ、及び得られた揺動は、Ｙ−Ｚ平面（すなわち、Ｘ軸を中心とする）内とすることができる。図１５Ａに示すように、それは、カラムの中心線ＣＬから長手方向に（Ｙ軸に沿って）変位されているカラム５２２（すなわち、テーブルトップ、ロボットアーム、患者、及びテーブルトップ又は支持カラムに装着された任意の他の装置）によって担持された荷重の重心（ＣＧ）から生じ得る。図１５Ｂに示すように、曲げ／揺動はまた、Ｘ−Ｚ平面（すなわち、Ｙ軸を中心とする）内とすることもできる。図１５Ｂに示すように、これは、カラムの中心から長手方向に（Ｘ軸に沿って）変位されている荷重のＣＧから生じ得る。そのＣＧは、外科手技のためのロボットアーム及び／又は患者の位置決めによってＣＬから変位され得る。
【００７４】
上記で考察したように、テーブルトップはまた、所与の外科手技に対して、所望の配向にテーブルトップ及び患者を位置決めするように、カラムに対して枢動可能であってもよい。図１６Ａに示すように、この枢動移動は、Ｘ軸を中心、すなわち枢動５２１を中心としてもよい。図１６Ｂに示すように、この枢動移動は、Ｙ軸を中心、すなわち枢動５２３を中心としてもよい。いずれの枢動移動もまた、カラムのＣＬに対してＣＧの変位を生成し得る。枢動移動のいずれか又は両方を可能にする及び生成する機構はまた、バックラッシュ源となり得、上述したように、それは、テーブルの移動度のうちの１つ以上のモード周波数を減少させ得る。テーブルトップの枢動移動を可能にしかつ／又は生成することができるが、比較的高い剛性を有し、カラムを曲げさせる傾向を最小化し、基部に対してテーブルトップの揺動に別様に抵抗し、かつ／又はシステム内のバックラッシュ源を低減することができる機構のいくつかの実施形態が、以下に説明されている。
【００７５】
所与の外科手技に対して、テーブルトップ及び患者を所望の配向（例えば、トレンデレンブルグ配向）に位置決めするように、テーブルトップをカラムに対して（例えば、Ｚ、Ｙ、及び／若しくはＺ軸に沿って、並びに／又は中心として）枢動させるために、外科用テーブルは、枢動アセンブリを含むことができ、その枢動アセンブリは、その伸縮カラムに結合され、テーブルトップの様々な部分に動作可能に結合されたアクチュエータを有し、かつ所望の配向にテーブルトップを移動させるように配置されている。例えば、図１７Ａ〜図１７Ｃに概略的に示すように、そのような外科用テーブル６００は、テーブルトップ６２０、テーブル支持体又はカラム６２２、テーブル基部６５０、及び枢動アセンブリ６６０を含む。テーブルトップ６２０は、カラム６２２上に配設され、そのカラムは、例えば、床上方の好適な高さにある基台とすることができる。図１７Ａ及び図１７Ｃに概略的に示すように、カラム６２２は、互いに伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向の並進を提供する、２つの区分を含む。外科用テーブル６００は、本明細書に記載された外科用テーブル５００の構造及び機能と同じか又は類似し得る。このため、外科用テーブル６００に関する詳細については、以下には記載されていない。具体的に論述されていない特徴及び機能に対しては、それらの特徴及び機能は、本明細書に記載されたいずれかの外科用テーブルと同じか又は類似し得ることを理解されたい。
【００７６】
本明細書に更に詳細に論述しているように、この実施形態では、枢動アセンブリ６６０は、カラム６２２に結合されている。このようにして、カラム６２２及び枢動アセンブリ６６０は、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向に同時に並進することができる。図１７Ａ〜図１７Ｃに概略的に例示しているように、枢動アセンブリ６６０は、主荷重支持体６６２、第１のアクチュエータ６６３Ａ、第２のアクチュエータ６６３Ｂ、第３のアクチュエータ６６３Ｃ、及び枢動アセンブリ６６０を支持し、かつカラム６２２を有する枢動アセンブリ６６０と結合するように配置された支持フランジ６６１を含む。
【００７７】
主荷重支持体６６２は、テーブルトップ６２０に動作可能に結合された枢動６６４を含む。枢動１２１及び枢動１２３に関して説明したときと同様に、枢動６６４は、Ｘ軸を中心とし、かつＹ軸を中心としたカラム６２２に対するテーブルトップ６２０の枢動移動が、所与の外科手技の場合において、テーブルトップ６２２及び患者（図示せず）を所望の配向に位置決めすることを可能にする。枢動６６４は、ジンバル式接合部配置と共に実現され、２つの軸の枢動運動を可能にしてもよい。
【００７８】
図１７Ａ〜図１７Ｃに例示するように、枢動アセンブリ６６０は、片持式でカラム６２２に結合されている。この実施形態では、カラム６２２は、基部６５０のＸ及びＹ軸の原点から外れて位置され、テーブルトップ６２０の中心線の近くに配設された主荷重支持体６６２を有する。この配置では、片持式枢動アセンブリ６６０及びテーブル荷重は、カラム６２２上に望ましくない曲げモーメントＭ（例えば、図１７Ｃを参照）及び剪断力を集合的に引き起こし得る。カラム６２２上の曲げモーメントＭ及び剪断力は、相対移動中にカラム６２２の２つの区分の間（例えば、伸縮接合部の間）に望ましくない接触又は摩耗に起因して疲労を引き起こし得る。時間の経過とともに、その疲労は、構造上の剛性の低下、テーブルトップ６２０の揺動の増加、及び／又はシステム内のバックラッシュの増加をもたらし得る。更に、例えば、患者がテーブルトップ６２０の反対側面寄りに配設され、かつ／又はロボットアームがテーブルトップ６２０の反対側に拡張されている場合、カラム６２２に対する枢動アセンブリ６６０の片持ちされた位置は、基部６５０によって画定された許容可能境界を越えて（例えば、カラム６２２からの中心線からの許容可能距離を越えて）変位されている重心に達し得る。
【００７９】
図１７Ａ〜図１７Ｃに示した実施形態に関して例示及び説明された、治療欠陥を除くテーブルトップの枢動移動を可能にし、かつ／又は生成するために、片持方式で枢動アセンブリをカラムと結合するのではなく、枢動アセンブリが、カラムの周りに配置され得、カラムが、基部の中心に向かって再配置されることができる（図１７Ａ〜図１７Ｃに示した実施形態に関して呈示及び説明された中心から外れたものではなく）。このようにして、重心の位置は、カラムの中心垂直軸に向かって重心を移動させることによって、改善される。図１８Ａ〜図１８Ｃは、そのような実施形態に基づく外科用テーブル７００を例示している。図に示すように、この実施形態では、外科用テーブル７００は、テーブルトップ７２０、テーブル基部７５０、テーブル基部７５０の中心に、又はその近くに配置されたテーブル支持体又はカラム７２２、及びカラム７２２の周りに分配された枢動アセンブリ７６０を含む。テーブルトップ７２０は、カラム７２２の上に配設され、そのカラムは、例えば、床の上方の好適な高さにある基台とすることができる。図１８Ａ及び図１８Ｃに概略的に例示するように、カラム７２２は、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向に並進を提供する、２つの区分を含む。外科用テーブル７００は、本明細書で説明したいずれかの外科用テーブル（例えば、外科用テーブル５００、６００等）と、構造及び機能において同じか又は類似し得る。このため、外科用テーブル７００に関する詳細については、以下には記載されていない。具体的に論述されていない特徴及び機能に対しては、それらの特徴及び機能は、本明細書に記載されたいずれかの外科用テーブルと同じか又は類似し得ることを理解されたい。
【００８０】
図１８Ａ〜図１８Ｃに概略的に例示するように、枢動アセンブリ７６０は、主荷重支持体７６２、第１のアクチュエータ７６３Ａ、第２のアクチュエータ７６３Ｂ、第３のアクチュエータ７６３Ｃ、及び枢動アセンブリ７６０を支持し、かつカラム７２２と共に枢動アセンブリ２６０と結合するように配置されている支持フランジ７６１を含む。図１８Ｂ（図１８Ａの区分Ａ−Ａ）の上面図に概略的に最もよく例示しているように、アクチュエータ７６３Ａ、７６３Ｂ、７６３Ｃ、及び主荷重支持体７６２が、カラム７２２の様々な側面又は部分の周りに空間配置されている。より具体的には、主荷重支持体７６２は、その下端において、カラム７２２の１つの側面上の支持フランジ７６１の第１の部分における支持フランジ７６１に接続されている。主荷重支持体７６２は、テーブルトップ７２０の下側に動作可能に結合された枢動７６４（例えば、ジンバル式接合部）を含む。順に、第２のアクチュエータ７６３Ｂは、その下端において、支持フランジの別の部分に接続され、その支持フランジの別の部分は、主荷重支持体７６２の下端が接続されている支持フランジ７６１の一部と反対側のカラム７２２の側面上にある。更に、第１のアクチュエータ７６３Ａは、その下端において、支持フランジの第３の部分における支持フランジ７６１に接続され、その支持フランジは、支持フランジ７６１の第１及び第２の部分の間、すなわち主荷重支持体７６２と第２のアクチュエータ７６３Ｂとの間にあるカラム７２２の側面上にあり、第３のアクチュエータ７６３Ｃは、その下端において、支持フランジの第４の部分における支持フランジ７６１に接続され、その支持フランジは、支持フランジ７６１の第１及び第２の部分の間、すなわち主荷重支持体７６２と第２のアクチュエータ７６３Ｂとの間にある、第１のアクチュエータ７６３Ａからのカラム７２２の反対側の側面上にある。アクチュエータ７６３Ａ、７６３Ｂ、及び７６３Ｃの各々は、その上端（例えば、ジンバル式接合部を有する）において、テーブルトップ３２０の下側に接続されている。
【００８１】
このようにして、カラム７２２の周りに枢動アセンブリ７６０を分配させることは、カラム７２２（すなわち、テーブルトップ、ロボットアーム、患者、及びテーブルトップ若しくは支持カラムに装着された任意の他の装置）によって担持された荷重の重心（ＣＧ）が、カラム７２２において又はその近くに配置されることを可能にし、それによって、伸縮カラム７２２における不均一な荷重を制限又は低減し、システムの剛性及び安定性を改善し、かつテーブルトップ７２０及びカラム７２２のモード周波数を増加させる。この実施形態では、重心、及びカラム７２２の中心はまた、基部７５０のＸ軸及びＹ軸の原点において又はその近くに配置され得る。
【００８２】
枢動アセンブリ７６０の代替構成が、図１８Ｄに示されている。この構成では、主荷重支持体７６２、及びアクチュエータ７６３Ａ、７６３Ｂ、及び７６３Ｃの下端が取り付けられている支持フランジ７６１の一部が、支持フランジ７６１の本体からの別個の横方向突起部として、構成されている。図１８Ｄはまた、それぞれのアクチュエータ７６３Ａ、７６３Ｂ、及び７６３Ｃに対する駆動モータ７６５Ａ、７６５Ｂ、及び７６５Ｃの可能な配置を例示している。
【００８３】
別の実施形態では、外科用テーブルは、本明細書に記載された外科用テーブル５００、外科用テーブル６００、及び／又は外科用テーブル７００の構造及び機能と同じか又は類似し得るが、ただし、主荷重支持体は、カラムの上端に再配置され得、アクチュエータは、主荷重支持体の周りに分配されている。図１９Ａ〜図１９Ｄは、そのような実施形態に基づく外科用テーブル８００を例示している。図に示すように、この実施形態では、外科用テーブル８００は、テーブルトップ８２０、テーブル基部８５０、テーブル基部８５０の中心又はその近くに配置されたテーブル支持体又はカラム８２２、及びカラム８２２の頂部に配設された枢動アセンブリ８６０を含む。テーブルトップ８２０は、枢動アセンブリ８６０上に配設されている。カラム８２２は、例えば、基台とすることができる。図１９Ａ及び図１９Ｃに概略的に例示するように、カラム８２２は、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向の並進を提供する、２つの区分を含む。
【００８４】
図に示すように、枢動アセンブリ８６０は、カラム８２２の頂部上に配設及び結合され、かつテーブルトップ８２０の底部に結合されている。このようにして、カラム８２２及び枢動アセンブリ８６０は、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向に同時に並進することができ、テーブルトップ８２０は、床の上方の好適な高さに配設され得る。図１９Ａ〜図１９Ｃに概略的に例示するように、枢動アセンブリ８６０は、主荷重支持体８６２、第１のアクチュエータ８６３Ａ、第２のアクチュエータ８６３Ｂ、第３のアクチュエータ８６３Ｃ、並びに枢動アセンブリ８６０を支持し、かつカラム８２２と共に枢動アセンブリ８６０に結合するように配置された支持フランジ８６１を含む。
【００８５】
この実施形態では、主荷重支持体８６２は、カラム８２２の頂部上に配設されている。より具体的には、主荷重支持体８６２の下端は、カラム８２２の垂直軸（Ｚ軸）に直角の平面内、すなわちＸ−Ｙ平面内で支持カラム８２２の周辺部内に配設されている。主荷重支持体８６２の上端は、テーブルトップ８２０の下側に動作可能に結合されている枢動８６４（例えば、ジンバル式接合部）を含む。このようにして、カラム８２２の頂部上に主荷重支持体８６２を配設することにより、カラム３２２（すなわち、テーブルトップ、ロボットアーム、患者、及びテーブルトップ若しくは支持カラムに装着された任意の他の装置）によって担持された荷重の重心（ＣＧ）が、カラム８２２において又はその近くに配置されることを可能にし、それによって、伸縮カラム８２２における不均一な荷重を制限又は低減し、システムの剛性及び安定性を改善し、かつテーブルトップ８２０及びカラム８２２のモード周波数を増加させる。この実施形態では、重心、及びカラム８２２の中心はまた、基部８５０のＸ軸及びＹ軸の原点において又はその近くに配置される。更に、カラム８２２の頂部上に主荷重支持体８６３を配設し、主荷重支持体８６３の周りにアクチュエータ８６３Ａ、８６３Ｂ、８６３Ｃを分配させることにより、図１７Ａ〜図１７Ｃに関して説明した望ましくない曲げモーメント及び剪断力を低減及び／又は排除し、それによって、伸縮カラム８２２における不均一な荷重を制限又は低減すること、システムの剛性及び安定性を改善すること、並びにテーブルトップ８２０及びカラム８２２のモード周波数を増加させる。
【００８６】
カラム８２２の頂部上に枢動アセンブリ８６０全体、すなわちカラムの頂部上方のアクチュエータ８６３Ａ、８６３Ｂ、及び８６３Ｃを含むすべての構成要素を伴う枢動アセンブリ全体を配設することは、テーブルトップ８２０の高さを増加させ、カラム８２２上の曲げ力、及びカラムの曲げと関連付けられたより低いモード周波数（複数可）を悪化させ得る。図１９Ｄに、代替配置が示されている。この配置では、支持フランジ８６１は、支持カラム８２２の頂部に結合された上部８６１Ａ、下部周辺部８６１Ｂ、及び下部周辺部８６１Ｂを上部８６１Ａに接続する側部８６１Ｃを含む。主荷重支持体８６２の下端は、支持フランジ８６１の上端８６１Ａに結合され、アクチュエータ８６３Ａ、８６３Ｂ、及び８６３Ｃの下端は、下部周辺部８６１Ｂに結合されている。
【００８７】
図１９Ｄに、枢動アセンブリ８６０の代替構成が示されている。この構成では、主荷重支持体８６２、及びアクチュエータ８６３Ａ、８６３Ｂ、及び８６３Ｃの下端が取り付けられている支持フランジ８６１の下部周辺部８６１Ｂの一部が、支持フランジ８６１の側部８６１Ｃからの別個の横方向突起部として構成されている。図１８Ｄはまた、それぞれのアクチュエータ８６３Ａ、８６３Ｂ、及び８６３Ｃに対する駆動モータ８６５Ａ、８６５Ｂ、及び８６５Ｃの可能な配置を示している。
【００８８】
図９Ｃ及び図９Ｄに関係して上述したように、１つ以上のロボットアームは、テーブルに結合されて、テーブルトップ上に配設された患者上の所望の治療目標に到達することができる。ロボット制御支援外科手技では、ロボットアーム（複数可）は、外科用テーブルのテーブルトップ上に配設された患者に対して所望の動作位置に配設され得る。いくつかの実施形態では、テーブルトップは、テーブルトップアダプタ結合部を介してカラムに結合され得る。図２０Ａ及び図２０Ｂは、そのような実施形態を例示している。この実施形態では、外科用テーブル９００は、本明細書に記載された外科用テーブルのいずれかの構造及び機能と同じか又は類似し得る。このため、外科用テーブル９００に関するいくつかの詳細については、以下には記載されていない。具体的に考察されていない特徴及び機能に対しては、それらの特徴及び機能は、本明細書に記載されたいずれかの外科用テーブルと同じか又は類似し得ることを理解されたい。
【００８９】
この実施形態では、外科用テーブル９００は、テーブルトップ９２０、テーブル支持体又はカラム９２２、テーブル基部９５０、枢動アセンブリ９６０、カラム９２２とテーブルトップ９２０との間に配設され、かつそれらに結合するように配置されたテーブルトップアダプタ結合部９７５（また、本明細書では、「テーブルトップアダプタ」とも称される）、及びテーブルトップアダプタ結合部９７５に結合された２つのロボットアーム９３０を含む。枢動アセンブリ９６０は、テーブルトップアダプタ９７５に動作可能に結合され、テーブルトップアダプタ９７５の枢動（前述の実施形態に関して考察したように）を可能にし、次にテーブルトップ９２０が、所与の手技の所望の位置及び配向にテーブルトップ９２０を配置することを可能にし得る。
【００９０】
この実施形態では、ロボットアーム９３０は、テーブルトップアダプタ９７５に結合され、かつそこから延在している。しかしながら、このようにしてロボットアーム９３０をテーブルトップアダプタ９７５に結合することは、いくつかの欠点を有し得る。図２０Ｂに概略的に例示するように、例えば、そのような実施形態では、テーブルトップ９２０及び／又はその構成区分の傾斜が、ロボットアーム９３０の移動又は傾斜を引き起こし得、なぜならば、ロボットアーム９３０が、テーブルトップアダプタ９７５を介してテーブルトップ９２０に結合されているからである。したがって、ロボットアーム９３０（及びそれらに取り付けられている任意の器具）の位置決めは、テーブルトップ９２０の位置決めを組み込む必要があり、それによって、システムの動作が複雑化する。潜在的な欠点の別の例として、本明細書でより詳細に説明したように、テーブルトップ９２０及びロボットアーム９３０の両方をテーブルトップアダプタ９７５に結合させることにより、テーブルトップ９２０及びロボットアーム９３０があまりに類似したモード周波数を有することになり、それによって、作業端部において望ましくない振動を増加させる可能性があることである。
【００９１】
このような欠点は、例えば、ロボットアームを、外科用テーブルのより剛性の高い構造体、並びにテーブルトップ及び／又はその構成区分の傾斜運動から独立した構造体に結合させることによって対処し得る。そのような実施形態が、図２１Ａ〜図２１Ｅに概略的に例示されている。この実施形態では、外科用テーブル１０００は、本明細書に記載された外科用テーブルのいずれかの構造及び機能と同じか又は同様であり得る。このため、外科用テーブル１０００に関する詳細については、以下には記載されていない。具体的に考察されていない特徴及び機能に対しては、それらの特徴及び機能は、本明細書に記載されたいずれかの外科用テーブルと同じか又は類似し得ることを理解されたい。
【００９２】
この実施形態では、外科用テーブル１０００は、テーブルトップ１０２０、テーブル基部１０５０、テーブル基部１０５０の中心に又はその近くに配置されたテーブル支持体又はカラム１０２２、カラム１０２２の頂部上に配設された枢動アセンブリ１０６０、２つのロボットアーム１０３１、１０３２、及びカラム１０２２とテーブルトップ１０２０との間に配設され、かつそれらに結合するように配置されたテーブルトップアダプタ結合部１０７５（また、本明細書では、「テーブルトップアダプタ」とも称される）を含む。テーブルトップアダプタ１０７５は、枢動アセンブリ１０６０及びテーブルトップ１０５０に動作可能に結合されている。カラム１０２２は、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方に８個（ｅｉｇｈｔ  ａｂｏｖｅ  ｔｈｅ  ｆｌｏｏｒ））方向に並進を提供する、２つの区分を含む。
【００９３】
図に示すように、枢動アセンブリ１０６０は、カラム１０２２の頂部上に配設及び結合され、テーブルトップアダプタ１０７５の底部に更に結合されている。このようにして、カラム１０２２及び枢動アセンブリ１０６０は、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向に同時に並進することができ、テーブルトップ１０２０は、床の上方の好適な高さに配設することができる。図２１Ａ〜図２１Ｃに概略的に例示するように、枢動アセンブリ１０６０は、主荷重支持体１０６２、第１のアクチュエータ１０６３Ａ、第２のアクチュエータ１０６３Ｂ、第３のアクチュエータ１０６３Ｃ、並びに枢動アセンブリ１０６０を支持し、かつカラム１０２２を有する枢動アセンブリ１０６０に結合するように配置された支持フランジ１０６１を含む。
【００９４】
この実施形態では、主荷重支持体１０６２は、カラム１０２２の頂部上に配設されている。より具体的には、主荷重支持体１０６２の下端は、カラム１０２２の垂直軸（Ｚ軸）に直角の平面内、すなわちＸ−Ｙ平面内で支持カラム１０２２の周辺部内に配設されている。主荷重支持体１０６２の上端は、テーブルトップアダプタ１０７５の下側に動作可能に結合されている枢動１０６４（例えば、ジンバル式接合部）を含む。このようにして、カラム１０２２の頂部上に主荷重支持体１０６２を配設することにより、カラム１０２２（すなわち、テーブルトップ、ロボットアーム、患者、及びテーブルトップ若しくは支持カラムに装着された任意の他の装置）によって担持された荷重の重心（ＣＧ）が、カラム１０２２において又はその近くに配置されることを可能にし、それによって、伸縮カラム１０２２における不均一な荷重を制限又は低減し、システムの剛性及び安定性を改善し、かつテーブルトップ１０２０及びカラム１０２２のモード周波数を増加させる。この実施形態では、重心（ＣＧ）、及びカラム１０２２の中心はまた、基部１０５０のＸ軸及びＹ軸の原点において又はその近くに配置されている。更に、カラム１０２２の頂部上に主荷重支持体１０６３を配設し、主荷重支持体１０６３の周りにアクチュエータ１０６３Ａ、１０６３Ｂ、１０６３Ｃを分配することにより、図１７Ａ〜図１７Ｃに関して説明した望ましくない曲げモーメント及び剪断力を低減及び／又は排除し、それによって、伸縮カラム１０２２における不均一な荷重を制限又は低減し、システムの剛性及び安定性を改善し、かつテーブルトップ１０２０及びカラム１０２２のモード周波数を増加させる。
【００９５】
図１９Ｄの実施形態に関係して説明したのと同様に、この実施形態では、支持フランジ１０６１は、支持カラム１０２２の頂部に結合された上部１０６１Ａ、下部周辺部１０６１Ｂ、及び下部周辺部１０６１Ｂを上部１０６１Ａに接続する側部１０６１Ｃを含む。主荷重支持体１０６２の下端は、支持フランジ１０６１の上部１０６１Ａに結合され、アクチュエータ１０６３Ａ、１０６３Ｂ、及び１０６３Ｃの下端は、下部周辺部１０６１Ｂに結合されている。
【００９６】
この実施形態では、主荷重支持体１０６２は、その下端において支持フランジ１０６１に接続され、主荷重支持体１０６２の枢動１０６４（例えば、ジンバル式接合部）は、テーブルトップアダプタ１０７５の下側に動作可能に結合され、上述したように、アクチュエータは、カラム１０２２及び主荷重支持体１０６２の周辺部の周りに分配されている（図１９Ｂの実施形態と同様）。より具体的には、第１のアクチュエータ１０６３は、その下端において、カラム１０２２の一方の側面上の下部周辺部１０６１Ｂに接続されている。第３のアクチュエータ１０６３Ｃは、その下端において、支持フランジ１０６１の下部周辺部１０６１Ｂの別の部分に接続され、その支持フランジは、第１のアクチュエータ１０６３Ａの下端が接続されている支持フランジ１０６１の一部と反対側のカラム１０２２の側面上にある。更に、第２のアクチュエータ１０６３Ｂは、その下端において、支持フランジ１０６１の下部周辺部１０６１Ｂに接続され、その下部周辺部は、Ｙ軸に沿って支持フランジ１０６１の第１及び第２の部分との間にあるカラム１０２２の側面上の下部周辺部１０６１Ｂの第３の部分にあり、その結果、主荷重支持体８６２は、Ｘ軸に沿って支持フランジ１０６１の第１の／第２の部分と、第３の部分との間に配設されている。アクチュエータ１０６３Ａ、１０６３Ｂ、及び１０６３Ｃの各々は、その上端（例えば、ジンバル式接合部を用いて）において、テーブルトップアダプタ１０７５の下側に結合されている。
【００９７】
更に、図に示すように、この実施形態では、ロボットアーム１０３１、１０３２は、枢動アセンブリ１０６０の支持フランジ１０６１に結合されている（テーブルトップアダプタ又はテーブルトップに結合されているのではない）。このようにして、使用時には、ロボットアーム１０３１、１０３２は、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向に、カラム１０２２、テーブルトップ１０２０、及びテーブルトップアダプタ１０７５と共に同時に並進し得るが、テーブルトップ１０２０及びテーブルトップアダプタ１０７５のいかなる枢動又は傾斜とは独立している。この特徴は、図２１Ｃに概略的に例示されており、その中で、枢動アセンブリ１０５０は、テーブルトップ１０２０及びテーブルトップアダプタ１０７５が傾斜されるように調節され、これに対して、ロボットアーム１０３１、１０３２は、依然として垂直位置のままである（すなわち、図２１Ａに概略的に例示するように、ロボットアーム１０３１、１０３２は、枢動アセンブリが調節される前と同じ垂直位置にある）。
【００９８】
外科用テーブル１０００の代替構成が、図２１Ｄ及び図２１Ｅに示されている。この構成では、４つのロボットアーム１０３１、１０３２、１０３３、及び１０３４が、テーブルトップアダプタ１０７５に結合するように示されている。また、図２１Ｅは、それぞれのアクチュエータ１０６３Ａ、１０６３Ｂ、及び１０６３Ｃに対する駆動モータ１０６５Ａ、１０６５Ｂ、及び１０６５Ｃの可能な配置を例示している。
【００９９】
このようにしてロボットアームを支持フランジ１０６１に結合することにより、所望のモード周波数分離を高め、各ロボットアーム間、及びロボットアームとロボットアームが結合されたテーブル構造体（複数可）との間のクロストーク振動を低減する。更に、支持フランジ１０６１、及び支持フランジ１０６１が結合されているカラム１０２２が、テーブルトップ１０２０及びテーブルトップアダプタ１０７５よりも剛性が高くかつより安定しているとき（すなわち、支持フランジ１０６１及びカラム１０２２が、より高いモード周波数を有するとき）、ロボットアームを支持フランジ１０６１に結合させることにより、システムの剛性及び安定性を改善し、ロボットアームの遠位端における望ましくない振動を低減することができる。
【０１００】
更に外科用テーブルの剛性を高め、そのモード周波数を増大させ、したがって、そこに取り付けられたロボットアームの遠位端における望ましくない振動を低減するために、本明細書に記載された任意の実施形態も、伸縮し、かつロック可能な支持ストラットを含むことができる。図２２Ａ及び図２２Ｂは、そのような実施形態を例示している。この実施形態では、説明を容易にするため、図に示すように、外科用テーブル１１００は、テーブルトップ１１２０、テーブル基部１１５０、テーブル支持体又はカラム１１２２、及び３つの支持ストラット１１７８のみを用いて示されている。しかしながら、外科用テーブル１１００は、本明細書に記載された任意の外科用テーブルの構造及び機能において同じか又は同様とすることができる。このため、外科用テーブル１１００に関する詳細については、以下には記載されていない。具体的に考察されていない特徴及び機能に対しては、それらの特徴及び機能は、本明細書に記載されたいずれかの外科用テーブルと同じか又は類似し得ることを理解されたい。
【０１０１】
支持ストラット１１７８は、テーブルトップ１１２０とテーブル基部１１５０との間に配設され、かつそれらに結合されており、また、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）方向の並進を提供する、上部区分１１７８Ａ及び下部区分１１７８Ｂを含む。このようにして、支持ストラット１１７８は、Ｚ軸に沿って、カラム１１２２及びテーブルトップ１１２０と共に同時に並進することができ、テーブルトップ１１２０を床の上方の好適な高さに配置することができる。各支持ストラット１１７８は、その上端及び下端において枢動接合部（これは、例えば、ジンバル式接合部でもよい）を含み、支持ストラット１１７８及びカラム１１２２に対してテーブルトップ１１２０の枢動又は回転移動を可能にする。各支持ストラット１１７８は、ロック可能であり、すなわち、伸縮区分は、それらが伸縮することができないように、互いに選択的に固定することができる。このようにして、使用時には、ひとたびテーブルトップ１１２２が、床の上方の所望の位置、及び所望の配向（例えば、所望の傾斜）に配置されると、支持ストラット１１７８はロックすることができる。支持ストラット１１７８をロックすることは、基部に対するテーブルトップの移動の構造的なより大きい構造抵抗を提供し、したがって、ロボットアーム（図示せず）が結合されているテーブル構造体（例えば、テーブルトップ１１２２）のモード周波数を高めることができる。特に、例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに関して考察したように、支持ストラット１１７８は、テーブルトップ１１７８の潜在的な揺動を制限及び／又は低減することができる。
【０１０２】
代替の実施形態では、テーブルトップとテーブル基部との間で１つ以上の支持ストラットを直接テーブル基部に結合するのではなく、１つ以上の支持ストラットは、テーブルトップに結合された上端、及びカラムに結合された下端（例えば、カラムの上端）を有することができる。
【０１０３】
支持ストラット１１７８は、任意の好適な方法でロック可能とすることができる。この実施形態では、図２３Ａ及び図２３Ｂの断面図に概略的に例示するように、支持ストラット１１７８は、ブレーキ１１７９を含む。図に示すように、ブレーキ１１７９は、支持ストラット１１７８の伸縮区分の間に配設され、このブレーキは、支持ストラット１１７８の区分が「自由追従」され、又は別様にＺ軸に沿って互いに対して伸縮することを可能にする第１の位置（図２３Ａ）から、伸縮区分がロックされたためにＺ軸に沿って互いに対して伸縮を妨げる第２の係合位置（図２３Ｂ）に、伸展することができる。
【０１０４】
他の実施形態では、ブレーキに加えて、又はそれに代えて、支持ストラットは、支持ストラットの区分が互いに対して伸縮することができないように、支持ストラットをロックするためのロック可能なベアリングを含むことができる。
【０１０５】
この実施形態では、支持ストラット１１７８は、カラム１１２２の外側に配置されるように表示及び説明されているが、他の実施形態では、１つ以上の支持ストラットが、カラムの内側に配設され得る。
【０１０６】
更に、この実施形態では、外科用テーブル１１００は、３つの支持ストラットを含んでいるが、他の実施形態では、外科用テーブルは、任意の好適な数の支持ストラット（例えば、１つの支持ストラット、２つの支持ストラット、４つの支持ストラット、又はそれ以上）を含むことができる。
【０１０７】
他の実施形態では、支持ストラット１１７８のうちのいずれか又はすべてが、互いに対して伸縮する２つよりも多い区分を含むことができる。そのような実施形態では、ロック機構は、隣接区分に対して各区分を選択的にロックするように提供される。
【０１０８】
上述したように、ロボット外科用システムのロボットアームの作業端部における望ましくない振動を低減することが望ましい。ロボット外科用システムは、外科手技中に患者が支持され得るアダプタを介して外科用テーブルに結合されるロボット外科用アームを含むことができる。このロボット外科用アームは、それらの遠位側の作業端部において、外科用器具、外科用器具を適用するための患者の内腔（複数可）及び器官（複数可）へのアクセスを提供するためのカニューレ、撮像デバイス、照明等を含む、様々なデバイスを支持することができる。このようなシステムでは、ロボットアームの遠位端部上に装着されたデバイスに対して高い位置精度を確立及び維持することが望ましい。
【０１０９】
位置精度は、ロボットアームの遠位端部の振動によって低下又は劣化され得る。このような振動は、振動クロストークの形態で存在し得、その振動クロストークは、システムの別の部分に起因するシステムの一部分で生じる望ましくない振動である。例えば、振動は、アームの別の部分、及び／又は外科用テーブル若しくは他の支持構造体に対してアームのある部分の移動を駆動するモータの動作によってロボットアーム内に誘導され得、そのモータの動作によってアーム中に導入されるエネルギーが、アームを介して遠位端部に伝搬し、遠位端部に振動を誘導し得る。このアームは、「能動」アームと称されることがある。代替的に、又は追加的に、能動アーム中に導入されるエネルギーは、例えば、能動アーム内のモータの動作によって、能動アームを介し、テーブル又は他の支持構造体を介し、別のロボットアーム（これは、「受動」アームと称されることがある）を介して、受動アームの遠位端部に伝搬し得る。ロボットアームの遠位端部、及びそこに取り付けられたデバイスの位置精度を向上させるには、振動クロストークを低減することが望ましい。
【０１１０】
ロボットアームの遠位端、並びにそれに取り付けられたデバイスの振動クロストーク及び位置精度に対処するために、外科手技中に患者が支持され得るアダプタを介して外科用テーブルに結合されているロボット外科用アームを含むロボット外科用システムを提供するための装置及び方法は、図２４Ａ〜図３０Ｂに関して本明細書に記載されている様々な実施形態である。
【０１１１】
患者が配設され得るテーブルトップを有する外科用テーブルを含むロボット外科用システムを提供するための装置及び方法が、本明細書に記載されている。いくつかの実施形態では、装置は、外科用テーブルと、外科用テーブルに結合されるか又は結合可能なロボットアームと、を含み、各ロボットアームは、外科用ツール、ツールドライバ、カニューレ、照明、及び／又は撮像デバイスなどの医療機器を支持する。外科用テーブルは、基部、基台又はカラム、及び、そのカラムに結合されたテーブルトップを含む。ロボットアームの各々は、テーブルトップ、カラム、又は基部のうちの少なくとも１つに結合され得る。各ロボットアームは、アームの近位端部（ここでアームがテーブルに連結される）とアームの遠位端部（ここでアームが医療機器に連結される）との間に２つ以上のリンクを提供する。リンクは互いに連結され、接合部によって連結されたリンク間の相対移動の１つ以上の自由度、及びロボットアームの遠位端と外科用テーブルとの間の相対移動の対応する１つ以上の自由度を提供する接合部によって、テーブル及び医療機器に連結され得る。リンク及び対応する自由度は、テーブルトップ、及び／又はテーブルトップに配置された患者、及び／又はテーブルトップに配置された患者の組織の所望の目標部分に対する所望の場所に、Ｘ軸、Ｙ軸、及び／若しくはＺ軸を中心とした、並びに／又はそれらに沿う、ロボットアームの遠位端部の移動を可能にする。接合部の周りのリンクの相対移動は、モータなどのデバイスの動作によって開始及び継続することができ、並びに／又はモータなどの能動デバイス、及び／若しくはブレーキなどの受動デバイスによって抵抗又は停止することができる。上述したように、そのようなデバイスは、エネルギーをロボット外科用システムに導入し得、そのシステムは、ロボットアームの遠位端での望ましくない振動を生成し得る。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、装置は、患者用テーブルトップ、外科用テーブルに結合されたアダプタ、及びアダプタに結合された１つ以上のロボットアームを有する、外科用テーブルを含む。いくつかの実施形態において、装置は、患者用テーブルトップ、外科用テーブルに結合されたアダプタ／ロボットアームアセンブリを有する外科用テーブルを含むことができる。例えば、アダプタ及びロボットアームは、一体式機構又は構成部品であり得る。アダプタ及びロボットアーム、又はアダプタ／ロボットアームアセンブリの各々は、１つ以上のリンクを含むことができ、それらのリンクは、テーブルトップ、及び／又はテーブルトップに配置された患者、及び／又はテーブルトップに配置された患者の組織の所望の目標部分に対する所望の場所に、Ｘ、Ｙ、及び／若しくはＺ軸を中心にした並びに／又はそれらに沿った、アダプタ及び／又はアームの移動を可能にする。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、装置は、外科用テーブルに結合可能であり、かつ外科用テーブルのテーブルトップ下方の外科用テーブルによって支持可能であるアダプタを含む。この外科用テーブルは、テーブルトップに結合された支持体、及びその支持体に結合された基部を有する。本明細書でより詳細に考察したように、アダプタは、振動クロストークを低減し、ロボットアームの遠位端、及びそこに取り付けられるデバイスの位置精度を向上させるように設計されている。この目的のために、アダプタは、少なくとも２つの区分を有し、それらの区分は、第１のロボットアームの近位端部分に結合されるように構成された第１の区分、及び第２のロボットアームの近位端部分に結合されるように構成された第２の区分を含む。第１の区分は、第１の剛性を有し、第２の区分は、第１の剛性よりも大きい第２の剛性を有する。このようにして、第１の剛性を有する第１の区分は、第１の共振又はモード周波数を有し、第２の剛性を有する第２の区分は、第１の共振周波数とは異なる第２の共振又はモード周波数を有することとなる。アダプタをわたる共振周波数を変化させることにより、アダプタに取り付けられたロボットアームへ／からの振動クロストークを低減することができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、アダプタは、様々な剛性を有する複数の区分を有することに加えて、又はその代わりに、第１の区分と第２の区分との間に間隙を画定することができる。このような実施形態では、装置は、アダプタに取り付けられた各ロボットアーム間のクロストーク振動を吸収するために、アダプタの間隙内に配設されたダンパを更に含んでもよい。代替の実施形態では、間隙内に配設されたダンパの代わりに、装置は、アダプタに取り付けられた各ロボットアーム間のクロストーク振動を吸収するために、アダプタの間隙内に配設されたばねダンパアセンブリ（ｓｐｒｉｎｇ−ｄａｍｐｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を含むことができる。
【０１１５】
図２４Ａ〜図２４Ｂに概略的に示すように、外科用テーブル１２００は、テーブルトップ１２２０、テーブル支持体又はカラム１２２２、及びテーブル基部１２２４を含む。図２４Ａに概略的に示すように、テーブルトップ１２２０は、外科手技中に患者が配設され得る上面を有する。テーブルトップ１２２０は、例えば、床の上方の好適な高さにある基台となり得るカラム１２２２上に配設されている。カラム１２２２は、所望の数の自由度でテーブルトップ１２２０の移動を提供することができる。例えば、図２４Ａに概略的に示すように、カラム１２２２は、互いに対して伸縮して、Ｚ軸（床の上方の高さ）における並進を提供する、２つの区分を有してもよい。更に、又は代替的に、テーブルトップ１２２０は、Ｙ軸に沿って（テーブルの長手方向軸に沿って）、及び／若しくはＸ軸に沿って（テーブルの横方向軸に沿って）、並びに／又はＺ、Ｙ、及び／若しくはＸ軸を中心として、基部１２５０に対して移動可能としてもよい。テーブルトップ１２２０はまた、複数の区分を含んでもよく、それらの区分は、任意の好適な軸に沿って／中心として互いに対して移動可能であり、例えば、胴体、一方若しくは両方の脚部、及び／又は、一方若しくは両方の腕、並びに頭部支持区分の各々に対して別個の区分である。テーブルトップ１２２０及び／又はその構成区分の移動は、手動で実行、モータによって駆動、遠隔で制御されるなどであってもよい。テーブルトップのためのカラム１２２２は、基部１２２４に装着されてもよく、その基部は、手術室の床に固定され得、又は、例えば、基部上の車輪を使用することによって床に対して移動可能とすることができる。図２４Ａに概略的に示すように、いくつかの実施形態では、カラム１２２２の高さは、調節されることができ、その高さは、例えば、テーブルトップ１２２０の運動（例えば、軸方向（長手方向）又は横方向運動）と共に、テーブルトップ１２２０が、床の上方の特定の高さ（例えば、外科医のアクセスを可能にするための）、及びカラム１２２０からの特定の距離にある所望の外科用部位のところに位置決めされるのを可能にすることができる。これはまた、テーブル１２００に結合されたロボットアーム１２３０が、テーブルトップ１２２０上に配設された患者上の所望の治療目標に到達することも可能にすることができる。
【０１１６】
図２４Ｃ及び図２４Ｄに概略的に示すように、ロボット制御支援外科手技では、１つ以上のロボットアーム１２３０が、外科用テーブル１２００（また、本明細書では「テーブル」とも称される）のテーブルトップ１２２０上に配設された患者に対して所望の動作位置に配設され得る。このロボットアーム（複数可）を使用して、外科用テーブル１２００上に配設された患者の上で外科手技を実行することができる。特に、各ロボットアームの遠位端部は、ロボットアームの遠位端部に連結された医療機器が所望の機能を実行することができるように、所望の動作位置に配置することができる。
【０１１７】
様々な実施形態によれば、外科用テーブルと、各ロボットアームの近位端との間の接続（したがって、患者に対してロボットアームの遠位端における医療機器の位置及び配向）は、アダプタ１２２８、及びアダプタ１２２８に結合されたロボットアーム（複数可）１２３０と共に実装されている。アダプタ１２２８は、外科用テーブル１２００とは分離可能であるが、それと係合され、若しくは結合可能であり、又は外科用テーブル１２００に固定的に取り付けることができる。アダプタ１２２８は、例えば、支持体１２２２、テーブル基部１２２４、及び／又はテーブル１２００のテーブルトップ１２２０に結合することができる。図２４Ｃ及び図２４Ｄに概略的に示すように、アダプタ１２２８は、外科用テーブル１２００のテーブルトップ１２２０の下方に配設されている。
【０１１８】
使用時には、ロボットアーム１２３０は、テーブルトップ１２２０、及び／又は患者上の目標治療位置に対して移動することができる。いくつかの実施形態では、テーブルトップ１２２０の軸方向の運動（例えば、Ｙ−軸方向における）は、アーム１２３０（したがって、アームの遠位端に結合された医療機器又はツール）が患者上の所望の組織に到達すること、又は必要に応じて患者にアクセするための隙間を提供することを可能にする際に支援することができる。いくつかの実施形態では、カラム１２２２の垂直移動、テーブルトップ１２２０の軸方向移動、及び、例えばロボットアーム１２３０内のリンクの移動の組み合わせにより、ロボットアームが、床上に必要な高さで患者の組織に到達することができる位置に配置されることを可能にする。
【０１１９】
図２５Ａ及び図２５Ｂに概略的に示すように、各ロボットアーム１２３０は、遠位端部分１２３７及び近位端部分１２３６を含むことができる。遠位端部分１２３７（また本明細書では、「動作端」とも称される）は、医療機器又はツール１２１５を含み得、又はそれらに結合され得る。近位端部分１２３６（また本明細書では、「装着端部分」又は「装着端」とも称される）は、結合部分を含むことができ、ロボットアーム１２３０がテーブル１２００のテーブルトップ１２２０に結合されることを可能にするための結合部分を含むことができる。ロボットアーム１２３０は、接合部において共に結合された２つ以上のリンク部材又はセグメント１２１０を含むことができ、それらの接合部は、Ｘ、Ｙ、及び／若しくはＺ軸のうちの１つ以上に沿った並進、並びに／又はそれらを中心とする回転を提供することができる。結合部１２１８においてロボットアーム１２３０をテーブルトップ１２２２に結合するための、ロボットアーム１２３０の結合部分は、アーム１２３０の遠位端又は装着端１２３６で配設され得、セグメント１２１０に結合されてもよく、又はセグメント１２１０内に組み込まれてもよい。ロボットアーム１２３０はまた、ロボットアーム１２３０の装着端１２３６において又はその近くで配設された目標接合部Ｊ１も含み、その目標接合部は、結合部１２１８の結合部分内に含まれ得、又は結合部分に結合されたロボットアーム１２３０のリンク若しくはセグメント１２１０上に配設され得る。目標接合部Ｊ１は、ロボットアーム１２３０の遠位側セグメントがテーブルトップ１２２０に対して枢動することを可能にするための枢動接合部を提供することができる。ロボットアーム１２３０は、図２５Ａに示すように、外科手技中に使用するための様々な拡張構成と、図２５Ｂに示すように、使用しないときに格納するための様々な折り畳み又は折り重ね構成との間で移動され得る。
【０１２０】
図２４Ｃ及び図２４Ｄに関して説明したように、アダプタ１２２８は、例えば、テーブル１２００のカラム１２２２、テーブル基部１２２４、及び／又はテーブルトップ１２２０に結合することができる。しかしながら、アダプタとロボットアームとの間の区別は、無視することができ、外科用テーブルと、ロボットアームの遠位端との接続は、概念化され、そして一連のリンク及び接合部として実施され得、それらのリンク及び接合部は、すなわち接続の遠位端において、医療機器の移動のための所望の自由度を提供する。接続部は、任意の１つ以上のリンク（複数可）又は接合部（複数可）で、若しくは一連のリンク及び接合部に沿った任意の場所で解放可能な連結部を含むことができる。
【０１２１】
本明細書に記載されているように、いくつかの実施形態では、テーブルトップ１２２０の様々な区分は、互いに対して移動することができ（例えば、互いに対して傾斜する、又は角度を付け得る）、かつ／又はテーブルトップ１２２０は、外科用テーブル１２００のカラム１２２２及び／若しくは基部１２２４に対して移動する（例えば、傾斜する、又は角度を付ける）ことができる。いくつかの実施形態では、アダプタ１２２８、及びそれに結合されるロボットアーム１２３０は、テーブルトップ１２２０の胴体区分と共に移動することができ、その結果、様々な実施形態の場合のＸ、Ｙ、及びＺ軸への言及の枠組みは、依然としてテーブルトップ１２２０の上面に対してそのまま維持されると考えられる。いくつかの実施形態では、アダプタ１２２８及びロボットアーム１２３０は、テーブル１２００の支持基台１２２２に結合することができ、テーブルトップ１２２０が支持体１２２２に対して移動されるとき、アダプタ１２２８及びアーム１２３０の位置決めは、テーブルトップ１２２０の移動と共に連係調整され得る。
【０１２２】
様々な実施形態によれば、各ロボットアーム１２３０は、結合部１２１８を介してアダプタ１２２８に、恒久的に、半恒久的に、又は解放可能に結合され得る。結合部１２１８は、様々な異なる結合機構を含むことができ、ロボットアーム上の結合部分（図示せず）に嵌合して結合され得る、アダプタ１２２８上の結合部分（図示せず）を含むことができる。本明細書でより詳細に説明されているように、各ロボットアーム１２３０は、テーブル１２００上の固定位置に結合することができ、又はロボットアーム１２３０がテーブルトップ１２２０、及び／又はテーブルトップ１２２０上に配設された患者に対して複数の位置に移動可能であり得るように、結合することができる。例えば、ロボットアーム１２３０は、テーブルトップ１２２０、及び／又は患者上の特定の目標治療位置に対して移動することができる。いくつかの実施形態では、テーブルトップ１２２０の軸方向の運動（例えば、Ｙ−軸方向における）は、アーム１２３０（したがって、アームの遠位端に結合された医療機器又はツール）が患者上の所望の組織に到達すること、又は必要に応じて患者にアクセするための隙間を提供することを可能にする際に支援することができる。いくつかの実施形態では、支持基台１２２２の垂直移動、テーブルトップ１２２０の軸方向移動、及び、例えば、１つ以上のリンク部材の移動の組み合わせにより、ロボットアーム１２３０が、床上に必要な高さで患者の組織に到達することができる位置に配置されることを可能にする。
【０１２３】
アダプタ１２２８に対するいくつかの構造的な要件は、ロボットアーム１２３０の術前及び術中の位置変化に対する調節可能性を維持しながら、ロボットアーム１２３０の剛性支持体を提供することを含み得る。いくつかの実施形態では、テーブルアダプタ１２２８は、固定位置においてアダプタ１２２８を保持又はロックする手段を含み得、例えば、重力の影響、ロボットアーム運動に起因する慣性効果に耐え、かつ／又はユーザ若しくはロボットシステム（他のロボットアーム又はテーブル運動を含む）の別の部分からの偶発的な衝突に耐えることができる。テーブルアダプタ１２２８はまた、アダプタ１２２８の空間位置、並びに／又はアダプタ１２２８の様々な接合部及び結合点の角度及び変位を測定するための１つ以上のセンサを含むこともできる。
【０１２４】
アダプタ１２２８及び／又はロボットアーム１２３０のリンクの様々な自由度が、ロボットアーム１２３０の移動を提供し、したがって、ロボットアームの遠位端に配設された医療機器１２１５が、テーブルトップ１２２０に対して様々な異なる位置及び配向に移動され、テーブルトップ上に配設された患者上で様々な異なる手技を実行することができる。本明細書に記載されたアダプタ１２２８はまた、ロボットアーム１２３０の数についてのバリエーションを提供することもでき、それらのロボットアームは、テーブルに結合されて特定の手技のために使用し、テーブルトップ１２２０の一方又は両方の側面上にロボットアーム１２３０を位置決めすることができる。例えば、いくつかの手技では、テーブルトップ１２２０の１つの側面上に２つのロボットアーム１２３０を、かつテーブルトップ１２２０の反対側の側面上に２つのロボットアーム１２３０を位置決めすることが望ましい場合がある。他の手技では、テーブルトップ１２２０の１つの側面上に３つのロボットアーム１２３０を、かつテーブルトップ１２２０の反対側の側面上に１つのロボットアーム１２３０を位置決めすることが望ましい場合がある。特定の外科手術に使用されるロボットアーム１２３０の数は、変化し得ることを理解されたい。
【０１２５】
図２６に概略的に示すように、能動アーム１２３０内の２つのリンク間の接合部におけるモータなどのエネルギー源ＥＳは、使用時に、能動アーム１２３０のツール１２１５内に望ましくない振動Ｖ１を、並びに／又は、インターフェース構造体（複数可）１２４０及びカラム１２２２を介した、受動アーム１２３０’のツール１２１５’内の振動Ｖ２を誘導し得る。例えば、能動アーム１２３０内のエネルギー源ＥＳによって導入されたエネルギーは、能動アーム１２３０を介し、インターフェース構造体（複数可）１２４０及びカラム１２２２を介し、そして受動アーム１２３０’を介して、受動アーム１２３０’のツール１２１５’に伝搬し得、ツール１２１５’内に振動Ｖ２を誘導し得る。能動アーム１２３０のエネルギー源ＥＳから、能動アーム１２３０のツール１２１５及び受動アーム１２３０’のツール１２１５への振動クロストークを低減し、能動アーム１２３０のツール１２１５及び受動アームのツール１２１５’の位置精度を向上させることが望ましい。いくつかの例では、システムの３つの軸の各々に沿った／中心とする様々な構成要素は、様々な振動の影響を被る可能性がある。このような例では、必ずしもすべての構成要素ではないが、少なくとも最も重要な構成要素の振幅を低減し、ロボットアームの遠位端、及びそれに取り付けられているデバイスの位置精度を向上させることが望ましい。
【０１２６】
図２７Ａ〜図２８Ｂは、ロボットアームが結合されているテーブル構造体（例えば、テーブルアダプタ）の様々な区分をわたる振動のモード周波数を分離することによって、かつ／又はロボットアームが結合されているテーブル構造体（複数可）の接続点を少なくとも部分的に隔離することによって、振動クロストークを低減するための装置及び方法の様々な実施形態を例示している。
【０１２７】
ロボットアームが結合されたアダプタにわたる振動クロストークを制限するために、いくつかの実施形態では、アダプタは、複数の区分を有することができ、その中で、１つの区分が、残りの区分のうちの１つ以上のモード振動周波数とは異なるモード振動周波数を有する。アダプタの区分のモード周波数を分断することは、能動アーム中に導入されたエネルギーの伝達効率を減少させる。例えば、能動ロボットアームが４ヘルツ（Ｈｚ）のモードを有する場合、能動ロボットアーム内に導入されるエネルギーは、アダプタが能動ロボットアームのモードに等しいモードを有するときに、アダプタをわたって別のロボットアーム（例えば、受動ロボットアーム）へと最もよく伝達される。今の場合、４Ｈｚのモードである。アダプタを横切るエネルギーの伝達は、モード振動周波数を変化させるアダプタを配置し、それによって、アダプタの１つの接続点とアダプタの別の接続点との間のモード分離を作り出すことによって、減少及び／又は遮断することができる。各接続点（及び、それによって、接続点に結合されたロボットアーム）の間で伝達されるエネルギーが小さいほど、生成された振動は、例えば受動アームにおいて、より小さい振動をもたらす。
【０１２８】
アダプタをわたるエネルギー伝達を遮断するための、アダプタのモード周波数を変化させるために、いくつかの実施形態では、アダプタは、複数の区分を有し得、各区分は、アダプタの他の少なくとも１つの区分の特性とは異なる特性を有し、その異なる特性（複数可）は、各区分に対して異なるモード周波数をもたらす。例えば、ある特性は、寸法（例えば、幅、高さ、及び／若しくは長さ）、並びに／又は、リブ、フランジ、若しくは振動に応答した軸又は軸の周りの慣性モーメントに影響を及ぼす他の構成の有無などの幾何学的形状を含み得る。このため、テーブルアダプタは、単一の材料でモノリシック構造に又は一体化して形成され得るが、各区分は、様々な寸法及び／又は幾何学的形状で形成され得る。代替的に、又はそれに加えて、複数の区分は、１つ以上の異なる材料、又は材料の組み合わせによって形成することができ、それらの材料は、弾性係数、密度などといった異なる物理的特性を有する。
【０１２９】
例として、図２７Ａ及び図２７Ｂは、実施形態に基づく、第１の厚さｔ１を有する第１の区分１３２８Ａ、及び第１の厚さよりも薄い第２の厚さｔ２を有する第２の区分１３２８Ｂを有するアダプタ１３２８を例示している。このようにして、第１の区分１３２８Ａは、第２の区分１３２８Ｂのモードとは異なるモードを有し、それによって、１つのロボットアーム１３０から、第１の区分１３２８Ａ及び第２の区分１３２８Ｂの両方を横切って、別のロボットアーム１３０へのエネルギー伝達を遮断する。この例では、アダプタ１３２８は、単一の材料からモノリシック構造に又は一体化して形成されてもよい。代替的に、図２７Ｃに例示するように、アダプタ１３２８は、複数の片から組み立てられてもよく、例えば、第１の区分１３２８Ａ及び第２の区分１３２８Ｂが、厚さｔ２の材料で一体化して形成されてもよく、同じ材料の別個の片が、第１の区分１３２８Ａに固定されてその厚さをｔ１に増加させてもよい。代替的に、区分１３２８Ａ及び１３８８Ｂのうちの１つ以上が、異なる物理的特性を有する異なる材料の複合体又は積層体で形成されてもよい。
【０１３０】
代替構成において、異なる厚さを有する第１の区分及び第２の区分の代わりに、又はそれに加えて、第１の区分は、第２の区分のモードに影響を及ぼす第２の区分の１つ以上の特性とは異なる、そのモードに影響を及ぼす任意の特性（複数可）を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アダプタの第１の区分は、第１の慣性モーメント又は剛性を有するように成形又は構成され得、アダプタの第２の区分は、第１の剛性とは異なる第２の慣性モーメント又は剛性を有するように成形又は構成され得る。このようにして、アダプタの第１の区分は、第２の区分のモードよりも高いモードを有するように構成されることができ、それによって、第１の区分と第２の区分との間のエネルギー伝達効率を低減する。このような例が、図２７Ｄ及び図２７Ｅに例示されており、その中で、アダプタ１３２８の第１の区分１３２８Ａは、リブ１３２７のセットを含む。このようにして、リブ１３２７を有する第１の区分１３２８Ａは、第２の区分１３２８Ｂの慣性モーメントとは異なる慣性モーメントを有する。リブ１３２７は、第１の区分１３２８にモノリシック構造で形成又は一体化されてもよく、又は、リブ１３２７は、別個に形成されて、次いで第１の区分１３２８、又はその２つの組み合わせに結合されてもよい。更に、この実施形態は、３つのリブを含むが、代替的な実施形態では、任意の好適な数のリブ（例えば、１、２、４、又はそれ以上）を使用することができ、リブは、同じ又は様々な大きさ及び形状のものとすることができる。更に、本明細書に記載されたアダプタは、２つの区分を有するが、代替的な実施形態では、アダプタは、モード周波数の任意のバリエーションを伴って、それぞれが、異なるロボットアームを支持するように、任意の好適な数の区分（例えば、３、４、５、６、又はそれ以上）を有することができ、そのため、望ましくない振動クロストークが低減されるか、又は別様に制限される。
【０１３１】
振動クロストークを低減するための追加的又は代替的アプローチは、ロボットアームが結合されているアダプタの接続点を部分的に分断する（例えば、直接結合を制限する）ことを含み得る。ロボットアームが結合されている接続点を隔離すること、又は別様にそれらの接続点間のエネルギー伝達経路（例えば、分離、減衰、材料及び寸法の改変などを介した）を遮断することにより、例えば、モータ及び／又はブレーキによって能動アームに導入されたエネルギーの伝達効率を低減する。例えば、能動ロボットアームに導入されるエネルギーは、２つのアームが装着されている介在構造体（例えば、テーブルアダプタ）がエネルギー伝達（例えば、直接結合を介して）に対する最小限の障害物であることを示す場合、受動ロボットアームに最もよく伝達される。介在構造体を横切って能動ロボットアームに導入されるエネルギーの伝達は、以下に考察される様々な手段によって減少し、かつ／又は遮断することができ、それによって、エネルギーが伝達して接続点に到達する必要がある経路を複雑にし、それによって、受動アームへのエネルギーの伝達効率を低減する。アーム間を伝達するエネルギーがより小さくなれば、結果として、生成される振動も小さくなり、すなわち１つ以上の軸における／を中心とする振幅がより小さくなる。
【０１３２】
図２８Ａ及び図２８Ｂは、そのような実施形態を例示しており、それによって、アダプタ１４２８の接続点が互いから部分的に隔離されている。図に示すように、アダプタ１４２８は、第１の区分１４２８Ａ、第２の区分１４２８Ｂ、第３の区分１４２８Ｃ、第４の区分１４２８Ｄ（また、本明細書では、集合的に「アダプタの区分」と称される）を含み、ロボットアームは、第１の区分１４２８Ａ、第２の区分１４２８Ｂ、及び第３の区分１４２８Ｃの接続部分に結合可能である。更に、図に示すように、アダプタは、アダプタ１４２８の各区分の間に間隙１４２９のセットを画定する。このようにして、間隙１４２９が、アダプタ１４２８の区分の互いの部分的な分離／分断を提供することにより、例えば、能動ロボットアームが接続点に結合されている接続点から、受動ロボットアームが結合されている接続点への、アダプタを介したエネルギーのより小さい伝達効率をもたらす。換言すれば、振動エネルギーは、アダプタ１４２８の中心部を通って進行する必要があり、そのアダプタは、テーブルトップ及び／又はテーブルカラム（図示せず）に結合され得、このため、アダプタ区分のいずれかよりも比較的高い剛性及びモード周波数を有する。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、アダプタの各区分間の間隙のうちの１つ以上（例えば、すべてを含む）は、ロボットアームが結合されている接続点においてアダプタに導入されたエネルギーを吸収するか、又は別様に散逸するように構成された減衰構成要素を含むことができ、それによって、システム内の振動クロストークを低減するか、又は別様に制限する。そのような１つの実施形態が、図２９Ａ〜図２９Ｃに示されている。図に示すように、アダプタ１５２８は、第１の区分１５２８Ａ、第２の区分１５２８Ｂ、第３の区分１５２８Ｃ、及び第４の区分１５２８を含み、それらの間に間隙１５２９が画定されている。更に、各間隙１５２９内に、減衰構成要素１５３１が配設されている。減衰構成要素１５３１の各々は、例えば、少なくとも１つの粘弾性材料（例えば、粘弾性ポリマー）、又はそうでなければ、変形を受けたときに粘性及び弾性特性の両方を呈し、振動を分断し、ノイズを減衰し、かつ／又は衝撃を吸収するのに好適な任意の材料を含むことができる。いくつかの粘弾性材料の非限定的な例としては、Ｓｏｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）（Ｓｏｒｂｏｔｈａｎｅ社）などのウレタンポリマー、Ａｋｔｏｎ（登録商標）（ＡｃｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔｓ社）などの加硫架橋ゴム材料、Ｐｏｌｙｄａｍｐ（登録商標）（ＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）などの疎水性メラミン発砲体，及びＮｙｅＭｅｄ（登録商標）（Ｎｙｅ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ社）などの粘性減衰ゲルが挙げられる。任意の２つの隣接区分の間、すなわち、間隙１５２９のうちの１つの両端の減衰は、材料、並びに／又は材料の寸法、すなわち、間隙の幅、及び／若しくは長さの一部、及び／又は材料により充填される間隙の垂直程度を変えることによって、変えることができる。
【０１３４】
別の実施形態では、アダプタ内の間隙のうちの１つ以上は、ダンパアセンブリを内部に配設することができる。図３０Ａ及び図３０Ｂに概略的に示すように、ダンパアセンブリ１６３２は、間隙１６２９の両端で、アダプタ１６２８の隣接区分１６２８Ａ、１６２８Ｂに結合され得る（同様に、隣接区分１６２８Ａ、１６２８Ｃ、隣接区分１６２８Ｃ、１６２８Ｄ、及び隣接区分１６２８Ｂ、１６２８Ｄ）。ダンパアセンブリ１６３２は、ダッシュポットとして図３０Ａ及び図３０Ｂに概略的に示されたダンパを含むことができ、そのダンパは、相対移動の速度に比例する区分１６２８Ａ、１６２８Ｂの相対移動に対する抵抗力を提供する。これは、油圧式又は空気圧式ダンパとして実装されてもよく、その中で、流体が、区分１６２８Ａ、１６２８Ｂの相対移動により開口部を介して力を受ける。図３０Ａ及び図３０Ｂに概略的に示すように、ダンパアセンブリ１６３２はまた、ばねとして機能する構造体を含んでもよく、すなわち、その構造体は、区分１６２８Ａ、１６２８Ｂの間の相対変位に比例する力を生成する。ダンパアセンブリ１６３２に対する減衰及びばね係数は、所望の応答関数を提供し、間隙１６２９の両端のエネルギー伝達を低減するように選択されてもよい。
【０１３５】
減衰構成要素の任意の好適な組み合わせを使用して、本来ならばアダプタの区間の両端に伝達されるエネルギーを減衰させ、それによって、システム内の望ましくない振動クロストークを制限及び／又は低減することができる。更に、アダプタ１４２８及び１５２８が、４つの区分及び４つの間隙を有するように表示及び説明されているが、代替的な実施形態では、アダプタは、任意の好適な数の区分及び間隙を有することができ、その区分及び間隙は、形状及び大きさにおいて互いに同様であっても、又は異なっていてもよい。
【０１３６】
様々な実施形態は、特定特徴及び／又は構成要素の組み合わせを有するものとして説明されてきたが、他の実施形態は、本明細書に記載されたいずれかの実施形態から任意の特徴及び／又は構成要素を組み合わせることが可能である。例えば、本明細書に記載された任意の基部（例えば、テーブル基部１５０、２５０、３５０、５５０、６５０、７５０等）は、本明細書に記載された任意の支持体（例えば、テーブル支持体１２２、支持部材２６２、テーブル支持体１１２２等）、及び／又はアダプタ（例えば、アダプタ５２８、アダプタ結合部９７５、アダプタ結合部１０７５等）を組み合わせて使用することができる。同様に説明すると、説明を簡単にするため、本明細書に記載されたいくつかの実施形態は、既存のシステムの特定の欠点に対処するための別個の特徴に焦点を当てている。しかしながら、様々実施形態にわたって記載された別個の特徴は、任意の好適な組み合わせの単一の実施形態に組み合わせることができることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、外科用システムは、外科用テーブルが配設されている床又は他の表面内の不規則性と関連した望ましくない状況、並びに／又は外科手技中の望ましくない荷重不均衡（例えば、装置がテーブルに取り付けられた場合の移動、及び／若しくはテーブル上に横たわる患者の移動に起因して）に対処するように構成された基部（例えば、基部２５０に類似）と、結合されたロボットアームを移動するための所望の自由度を容易にし、かつ／又は振動クロストークを抑制するためのモード周波数又は他の特徴の様々な区分を有するように構成されているアダプタ（例えば、アダプタ５２８）と、枢動アセンブリ（例えば、枢動アセンブリ６６０）と、を含み得る。
【０１３７】
様々な実施形態が上記に記載される一方で、それらが単なる実施例として表現されており、限定するものではないということが理解されるはずである。上記の方法が、特定の順序で発生する特定の事象を示す場合、特定の事象の順序は修正され得る。更に、特定の事象は、それが可能であるとき、並列処理で同時に実行されてもよく、並びに上述のように順次実行されてもよい。
【０１３８】
本明細書において使用されるとき、「モジュール」という用語は、任意のアセンブリ、及び／又は動作可能に接続された電気構成要素のセットを指し、それらには、例えば、メモリ、プロセッサ、電気配線、光コネクタ、ソフトウエア（ハードウエア内で実行）、及び／又は同類のものが含まれる。例えば、プロセッサ内で実行されるモジュールは、ハードウエアベースモジュール（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ））、及び／又はそのモジュールに関連付けられた１つ以上の特定機能を実行することができるソフトウエアベースモジュール（例えば、メモリ内に格納され、かつ／又はプロセッサで実行されるコンピュータコードのモジュール）の任意の組み合わせとすることができる。
【０１３９】
本明細書に記載されたいくつかの実施形態及び／又は方法は、ソフトウエア（ハードウエア上で実行される）、ハードウエア、又はこれらの組み合わせによって実行することができる。ハードウエアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでもよい。ソフトウエアモジュール（ハードウエア上で実行される）は、様々なソフトウエア言語（例えば、コンピュータコード）で記述することができ、それらの言語には、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ（商標）、及び／又は他のオブジェクト指向、プロシージャ、又は他のプログラミング言語及び開発ツールを含まれる。コンピュータコードの例としては、以下に限定されないが、マイクロコード又はマイクロ命令、コンパイラにより生成されるなどの機械命令、ウエブサービスを生成するために使用されるコード、及びインタープリタを使ってコンピュータにより実行される高級命令を含むファイルが挙げられる。例えば、実施形態は、命令型プログラミング言語（例えば、Ｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ等）、関数型プログラミング言語（例えば、Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｅｒｌａｎｇ等）、論理型プログラミング言語（例えば、Ｐｒｏｌｏｇ）、オブジェクト指向プログラミング言語（例えば、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋等）、又は他の好適なプログラミング言語及び／又は開発ツールを使用して実施されてもよい。追加のコンピュータコード例としては、以下に限定されないが、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードが挙げられる。
【０１４０】
上記の模式図及び／又は実施形態が、特定の配向又は位置で配設された特定の構成要素を示す場合、構成要素の配設は改善されてもよい。同様に、上述の方法及び／又は事象は、特定の順序で発生する特定の事象及び／又は手順を示す場合、特定の事象及び／又は手順の順序付けを変更することができる。実施形態が詳細に示され、かつ記載される一方で、形態及び詳細において様々な変更が成され得ることが理解されるであろう。本明細書に記載の装置及び／又は方法のいずれの部分も、相互に排他的な組み合わせを除いて、いずれの組み合わせで組み合わせられ得る。本明細書に記載された実施形態は、記載された異なる実施形態の機能、構成要素、及び／又は特性の様々な組み合わせ及び／又はサブの組み合わせを含むことができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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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１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２７Ｅ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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