(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
外科用テーブルに取り外し可能に連結されるように構成されたロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記外科用テーブルのリンクと嵌合するように構成されたソケットを含む、ロボットアームと、
前記ロボットアームを収容し、前記外科用テーブルと保管場所との間で前記ロボットアームを輸送するように構成されたアームカートと、
コネクタであって、前記ロボットアームが前記コネクタを介して前記アームカートに連結され、前記コネクタは、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して集合的に移動することができるように、前記アームカートにスライド可能に装着されている、コネクタと、を備え、
前記コネクタは、前記アームカートに対する前記コネクタ及び前記ロボットアームの角運動が妨げられるように、前記アームカートに装着されている、装置。
【請求項２】
前記コネクタは、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して水平及び垂直に集合的に移動することができるように、前記アームカートに装着されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
複数のばねを更に備え、前記複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
複数のばねを更に備え、前記複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有し、前記複数のばねが、前記アームカートに対して前記コネクタを移動させることに弾性抵抗を提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１の複数のばねであって、前記第１の複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、第１の複数のばねと、
第２の複数のばねであって、前記第２の複数のばねからの各ばねが、実質的に垂直であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、第２の複数のばねと、を更に備え、
前記第１の複数のばね及び前記第２の複数のばねが、前記アームカートに対して前記コネクタを移動させることに弾性抵抗を提供するように各々構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ソケットは、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して集合的に移動して前記ロボットアームを前記リンクに整列させるように、前記リンクの面取り部に接触し、前記コネクタに力を加えるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
装置であって、
保管場所と外科用テーブルとの間でロボットアームを移動させるように構成されたアームカートを備え、前記アームカートが、前記ロボットアームを支持するように構成されたコネクタを有し、前記コネクタは、前記ロボットアームの位置が前記アームカートに対して調節され得るように、前記アームカートにスライド可能に装着され、前記ロボットアームが、前記外科用テーブルの連結部分と整列され、かつ連結されるように構成され、
前記コネクタは、前記アームカートに対する前記コネクタ及び前記ロボットアームの角運動が妨げられるように、前記アームカートに装着されている、装置。
【請求項８】
前記ロボットアームが、前記コネクタを介して単独で前記アームカートに連結され、前記コネクタが、水平直動接合部及び垂直直動接合部を介して前記アームカートに連結され、
前記外科用テーブルの前記連結部分が、前記ロボットアームのソケットと接触し、かつ前記ソケットを付勢して前記外科用テーブルの前記連結部分と整列させるように構成された面取り部を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記アームカートが、前記外科用テーブルの前記連結部分の垂直位置にほぼ対応する第１の垂直位置に、ロボットアームのソケットを維持するように構成された複数のばねを含み、前記複数のばねが、前記ロボットアームの前記ソケットに、前記第１の垂直位置から、前記外科用テーブルの前記連結部分に対して前記垂直位置に厳密に対応する第２の垂直位置に移動させることができるように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
方法であって、
第１の位置におけるロボットアームの連結部分が、外科用テーブルの連結部分とほぼ整列されるように、前記ロボットアームを収容するアームカートを、第１の保管場所から前記外科用テーブルに移動させることと、
前記アームカートを前記外科用テーブルに移動させた後、前記ロボットアームが第２の位置にあるときに、前記ロボットアームの前記連結部分が、前記外科用テーブルの前記連結部分と厳密に整列されるように、前記アームカート内の前記ロボットアームを、前記第１の位置から前記第２の位置に移動させることと、
前記ロボットアームを前記外科用テーブルに連結することと、
前記アームカートを、前記ロボットアームを用いずに、前記外科用テーブルから第２の保管場所に移動させることと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記アームカートを前記外科用テーブルに移動させることが、前記外科用テーブルの前記連結部分と接触して、前記ロボットアームの前記連結部分を配置することを含み、
前記ロボットアームの前記連結部分、又は前記外科用テーブルの前記連結部分のうちの少なくとも一方が、面取り部を含み、
前記ロボットアームを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させることは、前記面取り部が、前記第１の位置から前記第２の位置に前記ロボットアームを付勢するように、前記外科用テーブルに向かって前記アームカートを移動させ続けることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ロボットアームを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させることが、前記アームカートに対して水平又は垂直のうちの少なくとも一方に前記ロボットアームを移動させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロボットアームを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させることが、角運動を伴わずに前記アームカートに対して水平又は垂直のうちの少なくとも一方に前記ロボットアームを移動させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ロボットアームが、コネクタを介して前記アームカートに連結され、前記コネクタが、ばねを使用して前記ロボットアームを前記第１の位置に維持しており、
前記ロボットアームを前記第１の位置から前記第２の位置に移動させることが、ばねに力を加えることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
装置であって、
外科用テーブルに取り外し可能に連結されるように構成されたロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記外科用テーブルのリンクと嵌合するように構成されたソケットを含む、ロボットアームと、
前記ロボットアームを収容し、前記外科用テーブルと保管場所との間で前記ロボットアームを輸送するように構成されたアームカートと、
コネクタであって、前記ロボットアームが前記コネクタを介して前記アームカートに連結され、前記コネクタが１つ以上のばねによって前記アームカートにスライド可能に装着されることで、前記ロボットアームに加えられた力によって前記ばねが変形し、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して集合的に移動することができるように構成されるコネクタと、を備える、装置。
【請求項１６】
前記コネクタは、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して水平及び垂直に集合的に移動することができるように、前記アームカートに装着されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記コネクタは、前記アームカートに対する前記コネクタ及び前記ロボットアームの角運動が妨げられるように、前記アームカートに装着されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記１つ以上のばねを含む複数のばねを更に備え、前記複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記１つ以上のばねを含む複数のばねを更に備え、前記複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有し、前記複数のばねが、前記アームカートに対して前記コネクタを移動させることに弾性抵抗を提供するように構成されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
第１の複数のばねであって、前記第１の複数のばねからの各ばねが、実質的に水平であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、第１の複数のばねと、
第２の複数のばねであって、前記第２の複数のばねからの各ばねが、実質的に垂直であり、前記アームカートに連結された第１の端部を有し、かつ前記コネクタに連結された第２の端部を有する、第２の複数のばねと、を更に備え、
前記第１の複数のばね及び前記第２の複数のばねが、前記１つ以上のばねを含み、前記アームカートに対して前記コネクタを移動させることに弾性抵抗を提供するように各々構成されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記ソケットは、前記コネクタ及び前記ロボットアームが、前記アームカートに対して集合的に移動して前記ロボットアームを前記リンクに整列させるように、前記リンクの面取り部に接触し、前記コネクタに力を加えるように構成されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
装置であって、
保管場所と外科用テーブルとの間でロボットアームを移動させるように構成されたアームカートを備え、前記アームカートが、前記ロボットアームを支持するように構成されたコネクタを有し、前記コネクタは、１つ以上のばねによって前記アームカートにスライド可能に装着されることで、前記ロボットアームに加えられた力によって前記ばねが変形し、前記ロボットアームの位置が前記アームカートに対して調節され、その結果、前記ロボットアームが、前記外科用テーブルの連結部分と整列され、かつ連結される装置。
【請求項２３】
前記ロボットアームが、前記コネクタを介して単独で前記アームカートに連結され、前記コネクタが、水平直動接合部及び垂直直動接合部を介して前記アームカートに連結され、
前記外科用テーブルの前記連結部分が、前記ロボットアームのソケットと接触し、かつ前記ソケットを付勢して前記外科用テーブルの前記連結部分と整列させるように構成された面取り部を有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記アームカートが、前記外科用テーブルの前記連結部分の垂直位置にほぼ対応する第１の垂直位置に、ロボットアームのソケットを維持するように構成された複数のばねを含み、前記複数のばねが、前記ロボットアームの前記ソケットに、前記第１の垂直位置から、前記外科用テーブルの前記連結部分に対して前記垂直位置に厳密に対応する第２の垂直位置に移動させることができるように構成されている、請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、２０１７年６月１日に出願された米国特許出願第６２／５１３，７９８号に対する優先権を主張し、その出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載された実施形態は、ロボットアームを、例えば、外科用テーブルに輸送、送達、及び固定するためのロボットアームカートのための装置及び方法に関する。
【発明の概要】
【０００３】
本明細書に記載された、いくつかの実施形態は、ロボットアームを外科用テーブルに、及び／又は外科用テーブルから輸送するように動作可能であるアームカートに関する。ロボットアームは、コネクタを介してアームカートに連結され得る。コネクタは、アームカートにスライド可能に装着され得、その結果、コネクタ及びロボットアームは、アームカートに対して集合的に移動することができる。例えば、アームカートが、外科用テーブルに隣接しているとき、コネクタ及びロボットアームは、移動可能となって、最終的な微調節を提供し、ロボットアームを外科用テーブルの連結部分と整列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】ある実施形態による、外科用テーブルの、概略側面図である。
【図１Ｂ】ある実施形態による、外科用テーブルの、概略上面図である。
【図１Ｃ】拡張又は使用構成の状態で示された、ある実施形態による、ロボットアームの概略側面図である。
【図１Ｄ】折り畳まれた又は折り重ねられた構成の状態で示された、図１Ｃのロボットアームの概略側面図である。
【図２Ａ】ある実施形態による、ロボットアームが連結された外科用テーブルの概略上面図である。
【図２Ｂ】ある実施形態による、ロボットアーム及びアームアダプタが連結された外科用テーブルの概略上面図である。
【図３】ある実施形態による、アームカート及び外科用テーブルの概略説明図である。
【図４】ある実施形態による、外科用テーブル及びロボットアームの嵌合部分の概略説明図である。
【図５】ある実施形態による、アームカートのコネクタの概略説明図である。
【図６】ある実施形態による、アームカートのコネクタの概略説明図である。
【図７】ある実施形態による、ロボットアームを外科用テーブルに連結するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
患者が配置され得るテーブルトップを有する外科用テーブルにロボットアームを輸送、送達、及び固定するためのアームカート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。ロボットアームが外科用テーブルに送達されたとき、場合によっては、ロボットアームは、外科用テーブルと正確には整列されない場合がある。本明細書に記載された、いくつかの実施形態は、アームカート内のロボットアームを好適に調節する方法及び装置に関し、本方法及び装置は、ロボットアームが外科用テーブルにより接近して整列され得るように、外科用アームに対する微調節を可能にすることができる。
【０００６】
外科用テーブル及びロボットアームは、嵌合して連結するように構成され得る。例えば、外科用テーブル及びロボットアームは、リンク及びソケット嵌合部分などの相補的な連結部分を含むことができる。ロボットアームを支持及び／又は輸送するように動作可能であるアームカートは、ロボットアームを移動させるのに好適であり得、その結果、ロボットアームの連結部分は、外科用テーブルの対応する連結部分とほぼ整列される。しかしながら、ロボットアームが外科用テーブルと嵌合することができるように、アームカートを外科用テーブルと正確に整列させる際には、いくつかの課題が存在し得る。例えば、操作者が、アームカートを正確な水平位置に厳密に向けることは、困難である場合がある。更に、床面仕上げ材、製造公差等によって、結果として、ロボットアームが外科用テーブルと正確には整列しないことになり得る。本明細書に記載された、いくつかの実施形態は、ロボットアームを支持するように構成されたコネクタを有するアームカートに関する。このコネクタは、アームカートにスライド可能に装着され得、その結果、ロボットアームの位置は、アームカートに対して調節され得る。このように、微調節が、アームカート全体を移動／調節することなく、ロボットアームの位置に対して行われ得る。微調節は、ロボットアームを外科用テーブルに嵌合させることを容易にすることができる。
【０００７】
本明細書に記載された、いくつかの実施形態は、ロボットアームを収容するアームカートを、保管場所から外科用テーブルに移動させることを含む方法に関する。アームカートは、ロボットアームの連結部分が外科用テーブルの対応する連結部分とほぼ整列され得る第１の位置でロボットアームを支持することができる。同様に述べると、いくつかの実施形態では、アームカートが移動されて外科用テーブルに近接しているときに、ロボットアームの嵌合部分は、外科用テーブルの対応する嵌合部分から、１０〜２０ミリメートル以内にあり得る。他の実施形態では、アームカートが移動されて外科用テーブルに近接しているときに、ロボットアームは、外科用テーブルの対応する嵌合部分から、１０センチメートル、２センチメートル、又は任意の他の好適な距離以内にあり得る。ロボットアームは、内部で、かつ／又は第１の位置から第２の位置へとアームカートに依然として連結されている間に移動され得、そこでは、ロボットアームの連結部分は、外科用テーブルの連結部分と厳密に整列される。ロボットアームが外科用テーブルと厳密に整列された後、ロボットアームは、外科用テーブルに連結され、かつ／又はアームカートから分離され得る。
【０００８】
図１Ａ〜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１２４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、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上に配置される。支持体１２２（本明細書ではまた、基台とも称される）は、垂直方向若しくはＺ軸（床面の上方の高さ）、水平方向のＹ軸（テーブルの長手方向軸に沿う）、及び／又は水平方向の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軸、Ｙ軸、及び／若しくはＸ軸を中心とする回転などの、所望の自由度の数で、テーブルトップ１２０の移動を提供することができる。テーブルトップ１２０はまた、任意の好適な軸に沿って／その周りに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１２０及び／又はその構成区分の移動は、手動で実行され、モータによって駆動され、遠隔で制御され、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の支持体１２２は、基部１２４に装着され得、その基部は、手術室の床面に固定され得るか、又は、例えば、基部１２４上で車輪を使用することによって、床面に対して移動可能であり得る。いくつかの実施形態において、支持体１２２の高さは、例えば、テーブルトップ１２０の運動（例えば、軸方向（縦方向）又は横方向運動）と共に調節することができ、テーブルトップ１２０が、床面の上方のある高さ（例えば、外科医のアクセスを可能にするための）及び支持体１２０からのある距離で、所望の外科用部位において位置決めされることを可能とすることができる。これはまた、テーブル１００に連結されたロボットアーム（例えば、下記で考察されるアーム１３０）が、テーブルトップ１２０上に配置された患者Ｐ上の所望の治療目標に到達することを可能にし得る。
【０００９】
ロボット支援外科手技では、１つ以上のロボットアーム１３０（図１Ｃ及び１Ｄに概略的に示されている）は、外科用テーブル１００（本明細書ではまた、「テーブル」とも称される）のテーブルトップ１２０上に配置される患者に対して、所望の動作位置に配置され得る。このロボットアーム（複数可）を使用して、外科用テーブル１００上に配置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。
【００１０】
図１Ｃ及び１Ｄに概略的に示すように、各ロボットアーム１３０は、遠位端部分１３７及び近位端部分１３６を含むことができる。遠位端部分１３７（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１１５を含み得、又はそれらに連結され得る。近位端部分１３６（本明細書では、「装着端部分」又は「装着端部」とも称される）は、ロボットアーム１３０がテーブル１００に連結されることを可能とするための連結部分を含むことができる。ロボットアーム１３０は、接合部において一緒に連結される２つ以上のリンク部材又はセグメント１１０を含むことができ、その接合部は、Ｘ軸、Ｙ軸、及び／若しくはＺ軸（例えば、図１Ａ及び１Ｂに示される）のうちの１つ以上に沿った並進、並びに／又は１つ以上を中心とした回転を提供することができる。ロボットアーム１３０の連結部分は、連結機構１３９を含むことができる。連結機構１３９は、アーム１３０の取り付け端部１３６に配置することができ、セグメント１１０に連結されてもよく、又はセグメント１１０内に組み込まれてもよい。ロボットアーム１３０は、図１Ｃ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１Ｄに示すように、使用していないときに保管のための様々に折り畳まれた又は折り重ねられた構成との間で移動され得る。
【００１１】
図２Ａ及び２Ｂは、ロボットアームが連結される外科用テーブルの２つの実施形態を例示する。上述したように、また以下でより詳細に開示される様々な実施形態によれば、ロボットアームは、外科手技の実行時の使用に好適であり得、外科用テーブルに解放可能に連結され得る。いくつかの実施形態では、ロボットアームは、テーブル上の固定された場所で連結することができ、又はロボットアームがテーブルトップに対して複数の場所に移動可能であり得るように連結することができる。例えば、図２Ａに概略的に示すように、ロボットアーム２３０は、外科用テーブル２００のテーブルトップ２２０に連結され得る。外科用テーブル２００は、上述した外科用テーブル１００と構造及び機能が同じか又は同様とすることができる。例えば、テーブルトップ２２０は、患者Ｐが外科手技中に配置され得る上面を有する。図２Ｂに概略的に示すように、いくつかの実施形態では、ロボットアーム２３０は、固定された又は移動可能な場所において、アームアダプタ２４６に連結され得、そのアダプタは、外科用テーブルに連結されるか、又は外科用テーブルから分離される。アームアダプタ２４６は、テーブルトップ２２０に連結されるか、又はテーブルトップから分離され得るが、テーブルトップと係合可能であるか、又はテーブルトップに連結可能であり得る。
【００１２】
図２Ａ及び２Ｂに関連して説明されたように、１つ以上のロボットアームが外科用テーブル及び／又はアームアダプタに解放可能に連結されるロボット支援外科手技の準備では、各ロボットアームは、アームカートを介して、外科用テーブル及び／又はアームアダプタに送達及び接続され得る。図３に概略的に示すように、アームカート３５０は、１つ以上のロボットアームを支持するように構成され得る。アームカート３５０は、第１のロボットアーム３３０Ａを含み、任意選択的な第２のロボットアーム３３０Ｂを含むことができる。２つのロボットアーム３３０が示されているが、アームカート３５０は、例えば、１つのロボットアーム、３つのロボットアーム、又は４つのロボットアームなどの任意の好適な数のロボットアーム３３０を収容、輸送、及び／又は送達するように構成され得る。
【００１３】
アームカート３５０は、移動するように構成され得る。例えば、アームカート３５０の基部３５４は、車輪を含むことができる。いくつかの実施形態では、アームカート３５０は、１つ以上の位置及び／又は１つ以上の配向との間で、ロボットアーム３３０を移動させるように構成され得、例えば、保管場所と外科的場所との間が挙げられる。外科的場所（例えば、手術室）は、外科用テーブル３００を含み得る。このように、ロボットアーム３３０は、外科用テーブル３００に近接させられ得る（例えば、接触する及び／又は３０センチメートル未満以内）。本明細書に更に詳細に説明されているように、ロボットアーム３３０は、次いで、外科用テーブル３００に連結され得る。
【００１４】
外科用テーブル３００は、テーブルトップ３２０、テーブル支持体３２２、及びテーブル基部３２４を含むことができる。テーブルトップ３２０は、患者Ｐが外科手技中に配置され得る上面を有する。テーブルトップ３２０は、支持体３２２上に配置され、その支持体は、例えば、床面の上方の好適な高さにある基台であり得る。支持体３２２は、基部３２４に装着され得、その基部は、手術室の床面に固定され得、又は、例えば、基部３２４上の車輪を使用することによって、床面に対して移動可能であり得る。
【００１５】
外科用テーブル３００は、ロボットアーム（例えば、ロボットアーム３３０）を受容し、ロボットアームに連結され、かつ／又はロボットアームと嵌合するように構成された連結部分３４６を含む。いくつかの実施形態では、連結部分３４６は、テーブルトップ３２０に連結されるか、又はそれから分離され得るが、テーブルトップと係合可能であるか、又はテーブルトップに連結可能であり得る（例えば、図２Ｂを参照して図示及び説明されたように、連結部分３４６は、アダプタの一部分であり得る）。他の実施形態では、連結部分３４６は、テーブルトップ３２０及び／又は基台３２２と共に一体的であり得る。
【００１６】
アームカート３５０は、様々な構成で第１のロボットアーム３３０Ａ（及び任意選択的な第２のロボットアーム３３０Ｂ）を支持することができる。いくつかの実施形態では、第１のロボットアーム３３０Ａは、コネクタ３３６を介して、アームカート３５０に連結され得る。アームカート３５０が複数のロボットアームを収容する（又は収容するように構成されている）実施形態では、アームカート３５０は、複数のコネクタ３３６を含み得、かつ／又は各ロボットアームは、１つのコネクタから接続及び／若しくは接続解除され得る。いくつかの実施形態では、コネクタ３３６は、ロボットアーム３３０のための単独支持体であり得、本明細書で更に詳細に説明されているように、アームカート３５０内で移動するように構成され得る。このように、コネクタ３３６は、ロボットアーム３３０をアームカート３５０に連結することができ、コネクタ３３６及びロボットアーム３５０は、アームカート３５０内で移動するように動作可能であり得、例えば、ロボットアーム３３０の位置の微調節を可能にし得る。
【００１７】
ロボットアーム３３０は、連結部分３３９を含み、その連結部分は、以下に更に詳細に説明されているように、外科用テーブル３００の連結部分３４６に接続及び／又は嵌合するように構成されている。いくつかの実施形態では、外科用テーブル３００に隣接するアームカート３５０を移動させることは、外科用テーブルの連結部分３４６の近くで、ロボットアーム３３０の連結部分３３９を移動させるのに好適であり得る。ロボットアーム３３０の連結部分３３９は、外科用テーブル３００の連結部分３４６とほぼ整列され得る（例えば、垂直方向及び／若しくは横方向に２センチメートル以内、又は任意の他の好適な距離で）。しかしながら、場合によっては、アームカート３５０及び／又は外科用テーブル３００を移動させることは、単に大雑把な又は近似的な整列を提供するにすぎない場合がある。同様に述べると、場合によっては、アームカート３５０及び／又は外科用テーブル３００を移動させることは、ロボットアーム３３０の連結部分３３９を外科用テーブルの連結部分３４６と正確に整列させるには不十分であり得、その結果、ロボットアーム３３０は、外科用テーブル３００に嵌合可能に連結され得る。
【００１８】
本明細書に更に詳細に説明されているように、ロボットアーム３３０は、コネクタ３３６を介して、アームカート３５０に連結され得る。コネクタ３３６は、ロボットアーム３３０がアームカート３３０内で移動することを可能にし得、その結果、ロボットアーム３３０の連結部分３３９の整列に対する微調節が行われ得る（例えば、ロボットアーム３３０の連結部分３３９を外科用テーブル３００の連結部分に整列させるように）。
【００１９】
図４は、ある実施形態による、外科用テーブル４００及びロボットアーム４３０の嵌合部分の概略図である。外科用テーブル４００は、ロボットアーム４３０のソケット４３９によって受容されるように構成された支柱４４６を含む。ロボットアーム４３０は、コネクタ４３６を介して、アームカート４５０に連結される。コネクタ４３６は、ばね４３８を含み、その結果、コネクタ４３６（及び、したがって、ロボットアーム４３０）は、アームカート４５０に対して移動することができる。同様に述べると、ロボットアーム４３０及び／又はコネクタ４３６に加えられる力によって、ばね４３８を変形させ、ロボットアーム４３０を移動させることができる。このように、ロボットアーム４３０の位置に対する微調節は、例えば、ソケット４３９を支柱４４６に整列させるように調節され得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、支柱４４６は、面取り部及び／又は傾斜加工され得、その結果、例えば、アームカート４５０が外科用テーブル４００に向かって押し込まれたために、支柱４４６がソケット４３９と接触したときに、支柱４４６及びソケット４３９が正確に整列されない場合、支柱４４６の面取り部は、ソケット４３９に力を加え、ソケット４３９を支柱４４６とのより接近した整列へと付勢することができる。ばね４３８は、その力に応答して変形し得、支柱４４６及びソケット４３９は、嵌合することができる。
【００２１】
図５は、ある実施形態による、コネクタ５００の概略説明図である。コネクタ５００は、上述したコネクタ３３６及び／又は４３６と構造上及び／又は機能上、同様であり得る。コネクタ５００は、アームカート５５０内でロボットアーム（図５には図示せず）に接続され、かつ／又はロボットアームを支持するように動作可能であり得る。コネクタ５００は、アームカート５５０及び／又は外科用テーブル（図５には、図示せず）に対してロボットアームの整列の微調節が行われることを可能にするように動作可能であり得、その結果、ロボットアームは、外科用テーブルに嵌合可能に連結され得る。図５に示され、かつ以下に更に詳細に説明されているように、コネクタ５００は、２つの自由度を提供し得、ロボットアームがアームカート５５０に対して水平方向及び垂直方向に移動することを可能にし得る。第３の次元への移動のために、アームカート５５０自体は、外科用テーブルに向かって、及び／又は外科用テーブルから離れるように、移動され得る。
【００２２】
コネクタ５００は、２つの直交する直動（又はスライド）接合部を含む。第１のブロック５１０は、２つの垂直支柱５１５上で垂直にスライドするように動作可能であり、垂直支柱の各々は、固定してアームカート５５０に連結される。同様に述べると、第１のブロック５１０は、各垂直支柱５１５に対応する貫通孔を画定することができる。この貫通孔及び垂直支柱５１５は、スライドクリアランスが画定されるようにサイズ設定され得る。２つの垂直支柱５１５が示されているが、任意の好適な数の垂直支柱５１５が使用され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、垂直方向の軸を中心とする回転から第１のブロック５１０を制約するように、少なくとも２つの垂直支柱５１５及び／又は非円形支柱が存在することが望ましい場合があることに注意されたい。ばね５１８は、垂直支柱５１５の上に配置されているが、他の実施形態では、ばね５１８は、任意の好適な場所（例えば、支柱５１５と必ずしも同軸である必要はない）でアームカート５５０及び第１のブロック５１０に連結され得る。図示されるように、各垂直支柱５１５は、２つのばね５１８を有し、１つは、第１のブロック５１０の上方に、１つは、下方にあり、上部ばねは、一方の垂直方向の第１のブロック５１０の移動に抵抗し得、これに対して、下部ばねは、反対の垂直方向の第１のブロック５１０の移動に抵抗し得る。他の実施形態では、上向きの方向の第１のブロック５１０の移動に抵抗するばねは、省略され得、下向きの方向の第１のブロック５１０移動に抵抗するばねに対抗するコネクタ５００及び／又はロボットアームの重量は、第１のブロック５１０を静止位置に維持することができる。
【００２３】
第２のブロック５２０は、２つの水平支柱５２５上で水平にスライドするように動作可能であり、それらの水平支柱の各々は、第１のブロック５１０に連結されている。このように、第２のブロック５２０は、アームカート５５０に対して、２つの自由度を有する。重ねて、いくつかの実施形態では、少なくとも２つの水平支柱５２５及び／又は非円形の水平支柱が存在することによって、水平支柱５２５の軸を中心とする回転から第２のブロック５２０を制約することが、望ましい場合がある。このため、第２のブロック５２０は、いかなる回転移動からも制約されている間に、アームカート５５０に対して水平及び垂直に移動するように動作可能であり得る。ばね５２８は、水平支柱５２５の上に配置されているが、他の実施形態では、ばね５２８は、任意の好適な場所（例えば、支柱５２５と必ずしも同軸である必要はない）で第１のブロック５１０及び第２のブロック５２０に連結され得る。図示されるように、各水平支柱は、２つのばね５２８を有し、第２のブロック５２０の両側に１つずつある。それらの対向するばねは、第２のブロック５２０の反対方向の移動に抵抗するように動作可能であり得る。
【００２４】
第２のブロック５２０は、ラッチ、磁石、又はロボットアームに取り外し可能に連結されるように動作可能である他の好適な連結機構を含むことができる。このため、ロボットアームは、第２のブロック５２０に取り外し可能に連結され得、コネクタ５００は、ロボットアームに、アームカート５５０に対して２つの自由度で移動させることができる。ばね５１８及び５２８は、ロボットアームを静止位置に維持するように動作可能であり得るが、ロボットアームを静止位置に戻すように付勢しながら、位置及び／又は整列を微調節するために、移動を制限することができる（例えば、垂直方向の２センチメートルまで、及び横方向の２センチメートルまで、任意の方向の１０センチメートルまで、及び／又は任意の他の好適な移動量）。ばね５１８及び５２８は、輸送中のロボットアーム、及び／又はアームカート５５０を含む衝突を和らげる衝撃吸収材として機能するという追加された利益を有する。いくつかの実施形態では、止め具が、垂直支柱５１５及び／又は水平支柱５２５に連結され得、その結果、第１のブロック５１０及び／又は第２のブロック５２０の運動は、止め具によって制限され得る。
【００２５】
図６は、ある実施形態によるコネクタ６００の概略図である。コネクタ６００は、上述したコネクタ５００と同様であり、並びに／又はコネクタ３３６及び／若しくは４３６と構造上及び／若しくは機能上、同様であり得る。コネクタ６００は、互いにスライド可能に連結されている第１のブロック６１０及び第２のブロック６２０を含み、その結果、コネクタ６００は、２つの自由度を有する。第１のブロック６１０は、アームカートのレール６１５にスライド可能に連結された第１の溝６１２を含む。第２のブロック６２０は、第１のブロック６１０の第２の溝６１４内にスライド可能に配置されたトング６２５を含む。第２のブロック６２０は、ロボットアームに連結されるように構成されている。コネクタ６００は、第２のブロック６２０を介して、ロボットアームに連結かつ／又はロボットアームを支持するように動作可能であり得る。このため、ロボットアーム及び第２のブロック６２０は、アームカート６５０に対して移動し得、上述したように、これにより、微調節を可能にし得る。
【００２６】
第１の（例えば、垂直方向の）組の対向するばね６１８及び第２の（例えば、横方向の）組の対向するばね６２８は、第２のブロック６２０及びアームカート６５０に連結されている。ばね６１８及び６２８は、第２のブロック６２０及び／又はロボットアームを静止位置に維持しつつ、制限された移動を可能にし得る。
【００２７】
図７は、ある実施形態による、ロボットアームを外科用テーブルに連結する方法のフローチャートである。７１０において、ロボットアームを収容するアームカートは、例えば、保管場所から外科用テーブルに移動され得る。ロボットアーム及びアームカートの各々は、上述したものと同様であり得る。７１０において、アームカートを外科用テーブルに移動させることは、外科用テーブルの対応する連結部分に隣接する外科用アームの連結部分を配向させることを含み得る。例えば、アームカートは、外科用テーブルの近く（例えば、足部又はそれ以下の内部）に配置され得、その結果、外科用アームの連結部分は、外科用テーブルの対応する連結部分とほぼ整列される。例えば、アームカートは、外科用テーブルに対して位置決めされ得、その結果、ロボットアームの連結部分は、（例えば、垂直及び／又は横方向に）外科用テーブルの連結部分から２センチメートル未満以内で整列される。同様に述べると、アームカートが外科用テーブルに隣接するように移動されたとき、ロボットアームは、ばね（例えば、図４〜６に示すように）、並びにコネクタ及び外科用アーム上の重力が釣り合う第１の位置に存在し得る。第１の位置において、ロボットアームは、外科用テーブルと正確には整列されなくてもよい。
【００２８】
７２０において、アームカート内のロボットアームの位置の微調節は、例えば、ロボットアーム及び／又は連結具に力を加えることによって行われ得、ロボットアームは、アームカートに対して垂直及び／又は横方向（水平方向）に移動することができる。例えば、ばねは（図４〜６に示すように）、変形し得るが、ロボットアーム及び連結具に、実行されるべき微細位置調節（例えば、１．５〜２センチメートルの調節、又は任意の他の好適な調節）を可能にするのに十分な距離を移動させることができる。いくつかの実施形態では、連結具は、ロボットアーム（及びロボットアームの連結部分）が、回転移動を制約しながら、垂直及び／又は横方向に並進することを可能にするように構成され得る。例えば、トングアンドグルーブ直動接合部（例えば、図６に示すように）、及び／又は２つ以上のロッド（例えば、図５に示すように）を使用して回転移動を制約することは、半径方向の整列ずれを低減又は取り除くことができる。
【００２９】
７２０において、いくつかの実施形態では、ロボットアームの位置の微調節は、外科用テーブルに向かってアームカートを押すことを含むことができ、その結果、ロボットアームの連結部分は、外科用テーブルの連結部分と接触する。例えば、図４に示すように、外科用テーブルの連結部分は、アームカートの連結部分の連結部分に力を加えるように構成された面取り部又は同様の構造を含むことができる。このように、アームカートが外科用テーブルに向かって移動するとき、アームカートの移動は、外科用テーブル及びアームカートとの連結部分を厳密な整列に移動させることができる。本出願で用いられるような厳密な整列とは、ロボットアームが外科用テーブルと嵌合することができるような相対位置を有するロボットアーム及び外科用テーブルの連結部分を指す。
【００３０】
７３０において、ひとたび整列されると、ロボットアームは、外科用テーブルに連結され得る。次いで、７４０において、ロボットアームは、コネクタ及びアームカートから分離され得る。続いて、７５０において、アームカートは、外科用テーブルから離れるように、例えば、保管場所に移動され得、アームは、外科手技で使用するために準備され得る。
【００３１】
様々な実施形態が上に記載される一方で、それらが単なる実施例として提示されており、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。例えば、図４を参照すると、外科用テーブルの連結部分は、支柱として図示及び説明されており、同時に、ロボットアームの連結部分は、ソケットとして図示及び説明されている。他の実施形態では、ロボットアームの連結部分は、支柱であり得、外科用テーブルの連結部分は、ソケットであり得ることを理解されたい。
【００３２】
別の例として、いくつかの実施形態では、ロボットアームと外科用テーブルとの連結部分は、対応する十字形、星形、又は任意の他の好適な連結部分などの方向性を持たせることができる。そのような実施形態では、ロボットアームの回転移動を制約すること（例えば、非円形及び／又は複数の直動接合部を使用することによって）は、ロボットアームと外科用テーブルとの連結部分の整列を維持する際に、追加的な機能を果たすことができる。別の例として、いくつかの実施形態は、アームカートに対してロボットアームの微調節を可能にするための直動接合部の使用について説明しているが、任意の他の好適な機構が使用され得る。例えば、入れ子にされた直動接合部ではなく、リンクによって分離された２つのボール接合部は、２つの自由度を有するロボットアームの微調節を可能にすることができる。更に別の例として、いくつかの実施形態は、垂直方向又は水平方向（若しくは横方向）の構造体（例えば、ばね、ロッド、溝等）について説明しているが、他の実施形態では、ばね、接合部等は、任意の配向であり得ることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、０度及び９０度に配向されているのではなく、直動接合部及び／又はばねは、４５度及び１３５度に配向され得る。
【００３３】
更に別の例として、いくつかの実施形態は、本明細書では、ばねを収容するものとして説明されている。ばねは、コネクタ及び／又はロボットアームを静止位置に向けて付勢しつつ、コネクタ及び／又はロボットアームの微調節を可能にするように動作可能であり得る。しかしながら、他の実施形態では、ばねは、省略され得、コネクタ及び／又はロボットアームは、アームカートに対して移動可能であり得るが、コネクタ及び／又はロボットアームを静止位置に向けて付勢するためのばねを含まなくてもよいことを理解されたい。更に、ばねが記載されている場合、コネクタに移動させ、並びに／又は、コネクタ及び／若しくはロボットアームを静止位置に向かって付勢させることができるように、動作可能である任意の好適な機構、例えば、機械式ばね（例えば、コイルばね、板ばね、圧縮ばね、引張りばね等）、ガスばね、液圧ばね、磁石、線形アクチュエータ等が、使用され得ることを理解されたい。また、いくつかの実施形態は、ばねと並列に、又は直列にダンパーを含むこともできる。
【００３４】
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てもよい。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、並びに上記のように順次実行されてもよい。
【００３５】
上記の概略図及び／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、構成要素の配設は修正されてもよい。実施形態が詳細に示され、記載される一方で、形態及び詳細において様々な変更がな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、任意の組み合わせで組み合わされ得る。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／又は特徴の様々な組み合わせ及び／又は副次的な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１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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