(57)【要約】  様々な典型的な手術用具リスト部が提供される。概して、手術用具は、細長いシャフト、及びエンドエフェクタをシャフトの遠位端に結合するリスト部を備えることができる。この手術用具は、シャフトに対するエンドエフェクタの動きを引き起こすように、細長い部材を個々に、又は細長い部材のうちの２つ又は３つ以上の群としてのいずれかで動かすように構成された複数の細長い部材を含むことができる。手術用具の細長い部材の各々は、螺旋状経路に沿って延在するように構成され得る。細長い部材の各々は、その関連付けられた螺旋状経路からリスト部のプーリまで近位方向に延在することができる。螺旋状経路は、細長い部材を誘導し、実質的にゼロの角度でそれらの対応のプーリに近づき、かつ係合するように構成され得る。
2020501655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、第１及び第２のチャネルを含み、各チャネルが、螺旋状経路に沿って延在する、エンドエフェクタと、
前記第１のチャネル内に着座し、かつ前記エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第１の細長い可撓性部材と、
前記第２のチャネル内に着座し、かつ前記エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第２の細長い可撓性部材と、を備える、手術用具。
【請求項２】
前記エンドエフェクタが、第１の枢動継手を中心に可動であり、前記エンドエフェクタが、第２の枢動継手を中心に互いに対して可動である第１及び第２の顎部を含み、前記第１及び第２の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動継手を中心に前記第１及び第２の顎部の動きをそれぞれ引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、請求項１に記載の用具。
【請求項３】
前記第１の顎部が、内部に形成された前記第１のチャネルを有し、前記第２の顎部が、内部に形成された前記第２のチャネルを有し、前記第１の顎部が、第３のチャネルを含み、前記第２の顎部が、第４のチャネルを含み、前記第３及び第４のチャネルが、螺旋状経路に沿って各々延在する、請求項２に記載の用具。
【請求項４】
前記第３のチャネル内に着座した第３の細長い可撓性部材であって、前記第１及び第３の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動点を中心に前記第１の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、第３の細長い可撓性部材と、
前記第４のチャネル内に着座した第４の細長い可撓性部材であって、前記第２及び第４の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動点を中心に前記第２の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、第４の細長い可撓性部材と、を更に備える、請求項３に記載の用具。
【請求項５】
前記第１のチャネルが、前記第３のチャネルの直径よりも大きい直径を有し、前記第１及び第３の細長い可撓性部材が、実質的に同じ直径を有し、前記第２のチャネルが、前記第４のチャネルの直径よりも大きい直径を有し、前記第２及び第４の細長い可撓性部材が、実質的に同じ直径を有する、請求項４に記載の用具。
【請求項６】
前記第１、第２、第３、及び第４の細長い可撓性部材が、前記第１の枢動点を中心に前記エンドエフェクタを関節運動させるように、選択的に作動されるように構成されている、請求項４に記載の用具。
【請求項７】
前記エンドエフェクタが、前記第１の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第１のプーリと、前記第２の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第２のプーリとを含むリスト部において前記細長いシャフトに結合されている、請求項１に記載の用具。
【請求項８】
前記第１の細長い可撓性部材が、前記第１のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で前記第１のプーリに近づき、かつ動作可能に係合し、前記第２の細長い可撓性部材が、前記第２のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で前記第２のプーリに近づき、かつ動作可能に係合する、請求項７に記載の用具。
【請求項９】
前記第１及び第２の細長い可撓性部材の各々が、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐からなる群から選択される、請求項１に記載の用具。
【請求項１０】
前記細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを更に備え、前記ハウジングが、前記第１及び第２の細長い可撓性部材の前記動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合されるように構成されている、請求項１に記載の用具。
【請求項１１】
手術用具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトに結合され、第１及び第２の顎部を有するエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタと前記細長いシャフトとの間に形成されたリスト部であって、前記リスト部が、第１及び第２のプーリを含み、前記リスト部が、前記細長いシャフトに対する前記エンドエフェクタの関節運動を可能にするように構成されている、リスト部と、
前記第１のプーリ及び前記第１の顎部と動作可能に係合された第１の細長い可撓性部材であって、前記第１の細長い可撓性部材の動きが、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記第１の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって前記第１のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第１の細長い可撓性部材と、
前記第２のプーリ及び前記第２の顎部と動作可能に係合された第２の細長い可撓性部材であって、前記第２の細長い可撓性部材の動きが、前記エンドエフェクタの関節運動を引き起こすのに有効であり、前記第２の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの関節運動の前記全範囲にわたって前記第２のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第２の細長い可撓性部材と、を備える、手術用具。
【請求項１２】
前記第１及び第２の細長い可撓性部材が、各々、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記エンドエフェクタの長手方向軸に対してゼロでない角度で、前記エンドエフェクタから、前記第１及び第２の細長い可撓性部材のそれぞれに関連付けられた第１及び第２のプーリに向かって近位方向に延在する、請求項１１に記載の用具。
【請求項１３】
前記第１の顎部が、内部に形成された第１の螺旋状溝であって、前記第１の細長い部材を着座させ、前記第１の細長い部材を前記第１の顎部から近位方向に誘導する、第１の螺旋状溝を有し、前記第２の顎部が、内部に形成された第２の螺旋状溝であって、前記第２の細長い部材を着座させ、前記第２の細長い部材を前記第２の顎部から近位方向に誘導する、第２の螺旋状溝を有する、請求項１１に記載の用具。
【請求項１４】
前記第１のプーリが、該第１のプーリの円周に沿って形成された第１の溝であって、内部に前記第１の細長い可撓性部材を着座させる、第１の溝を有し、前記第１の細長い可撓性部材は、前記エンドエフェクタが前記細長いシャフトの長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、前記第１のプーリとの前記実質的にゼロのフリートアングルを有し、
前記第２のプーリが、該第２のプーリの円周に沿って形成された第２の溝であって、内部に前記第２の細長い可撓性部材を着座させる、第２の溝を有し、前記第２の細長い可撓性部材は、前記エンドエフェクタが前記細長いシャフトの前記長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、前記第２のプーリとの前記実質的にゼロのフリートアングルを有する、請求項１１に記載の用具。
【請求項１５】
前記第１及び第２のプーリが、各々、前記細長いシャフトの前記長手方向軸に実質的に平行である平面を画定する面を有する、請求項１４に記載の用具。
【請求項１６】
前記第１の顎部と動作可能に係合された第３の細長い可撓性部材であって、前記第３の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記リスト部が、前記第３の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第３のプーリを含み、前記第３の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記第３のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第３の細長い可撓性部材と、
前記第２の顎部と動作可能に係合された第４の細長い可撓性部材であって、前記第４の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記リスト部が、前記第４の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第４のプーリを含み、前記第４の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記第４のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第４の細長い可撓性部材と、を更に備える、請求項１１に記載の用具。
【請求項１７】
前記第１及び第２の細長い可撓性部材の各々が、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐のうちの１つを含む、請求項１１に記載の用具。
【請求項１８】
前記細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを更に備え、前記ハウジングは、前記第１及び第２の細長い可撓性部材の前記動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合するように構成されている、請求項１１に記載の用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、手術用具リスト部に関する。
【背景技術】
【０００２】
低侵襲手術（ＭＩＳ）器具は、術後回復時間を減らすことができ、かつ瘢痕が最小限であるため、多くの場合、従来の開腹手術装置よりも好ましい。腹腔鏡手術は、一種のＭＩＳ手技であり、１つ又は２つ以上の小切開部が腹部に形成され、トロカールがその切開部を介して挿入され、腹腔へのアクセスを提供する経路を形成する。トロカールを使用して、様々な器具及び用具を腹腔内に導入し、並びに腹腔壁を臓器の上に持ち上げるための送気を提供する。それらの器具及び用具を用いて、いくつかの方法で組織を係合及び／又は処置して診断又は治療効果を達成する。内視鏡手術は、細長い可撓性シャフトが自然開口部を通して体内に導入される、別の種類のＭＩＳ手技である。
【０００３】
ＭＩＳ手技を支援するために、種々のロボットシステムが開発されてきた。ロボットシステムは、自然な目と手の軸を維持することによって、より直感的な手の動きを可能にすることができる。ロボットシステムはまた、器具上に「リスト部」継手を備えることによって動きにおけるより多くの自由度を可能にし、より自然な手のような関節運動を作り出すこともできる。しかしながら、ロボットシステムの１つの欠点は、器具のエンドエフェクタを動かすために使用されるリスト部を介して延在するケーブルが、経時的に摩耗を経験することである。この摩耗は、ケーブル破損、及び／又はケーブル能力の低下をもたらし得、ケーブルが外部負荷に耐えている間に、エンドエフェクタの動きを引き起こすのに必要な力を発生させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、手術用具リスト部を改良する必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般に、手術用具リスト部が提供される。
【０００６】
一態様では、手術用具が提供され、一実施形態では、細長いシャフト、及びその細長いシャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、第１及び第２のチャネルを含む。各チャネルは、螺旋状経路に沿って延在する。本手術用具はまた、第１のチャネル内に着座し、エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第１の細長い可撓性部材、及び第２のチャネル内に着座し、エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第２の細長い可撓性部材を備える。
【０００７】
本手術用具は、任意の数の変形例を有することができる。例えば、エンドエフェクタは、第１の枢動継手を中心に可動であり得、エンドエフェクタは、第２の枢動継手を中心に互いに対して可動である第１及び第２の顎部を含み得、第１及び第２の細長い可撓性部材は、第２の枢動継手を中心に第１及び第２の顎部の動きをそれぞれ引き起こすように選択的に動かされるように構成され得る。第１の顎部は、内部に形成された第１のチャネルを有し得、第２の顎部は、内部に形成された第２のチャネルを有し得、第１の顎部は、第３のチャネルを含み得、第２の顎部は、第４のチャネルを含み得、第３及び第４のチャネルは、螺旋状経路に沿って各々延在し得る。本手術用具は、第３のチャネル内に着座した第３の細長い可撓性部材、及び第４のチャネル内に着座した第４の細長い可撓性部材を含み得、第１及び第３の細長い可撓性部材は、第２の枢動点を中心に第１の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成され得、第２及び第４の細長い可撓性部材は、第２の枢動点を中心に第２の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成され得る。第１のチャネルは、第３のチャネルの直径よりも大きい直径を有し得、第１及び第３の細長い可撓性部材は、実質的に同じ直径を有し得、第２のチャネルは、第４のチャネルの直径よりも大きい直径を有し得、第２及び第４の細長い可撓性部材は、実質的に同じ直径を有し得る。第１、第２、第３、及び第４の細長い可撓性部材は、第１の枢動点を中心にエンドエフェクタを関節運動させるように、選択的に作動されるように構成され得る。
【０００８】
別の例の場合、エンドエフェクタは、第１の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第１のプーリ、及び第２の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第２のプーリを含むリスト部において細長いシャフトに結合され得る。第１の細長い可撓性部材は、第１のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で第１のプーリに近づき、かつ動作可能に係合し得、第２の細長い可撓性部材は、第２のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で第２のプーリに近づき、かつ動作可能に係合し得る。
【０００９】
更に別の例の場合、第１及び第２の細長い可撓性部材の各々は、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐のうちの１つを含み得る。
【００１０】
なおも別の例では、本手術用具は、細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを備え得る。このハウジングは、第１及び第２の細長い可撓性部材の動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合されるように構成され得る。
【００１１】
別の実施形態では、細長いシャフトと、細長いシャフトに結合され、第１及び第２の顎部を有するエンドエフェクタと、エンドエフェクタと細長いシャフトとの間に形成されたリスト部を備える手術用具が、提供される。このリスト部は、第１及び第２のプーリを含み、リスト部は、細長いシャフトに対するエンドエフェクタの関節運動を可能にするように構成されている。本手術用具はまた、第１のプーリ及び第１の顎部と動作可能に係合された第１の細長い可撓性部材、及び第２のプーリ及び第２の顎部と動作可能に係合された第２の細長い可撓性部材も備える。第１の細長い可撓性部材の動きは、エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、第１の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって第１のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する。第２の細長い可撓性部材の動きは、エンドエフェクタの関節運動を引き起こすのに有効であり、第２の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって第２のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する。
【００１２】
手術用ツールは任意の数の様々な形で異なり得る。例えば、第１及び第２の細長い可撓性部材は、各々、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって、エンドエフェクタの長手方向軸に対してゼロでない角度で、エンドエフェクタから、第１及び第２の細長い可撓性部材のそれぞれに関連付けられた第１及び第２のプーリに向かって近位方向に延在し得る。
【００１３】
別の例の場合、第１の顎部は、内部に形成された第１の螺旋状溝であって、第１の細長い部材を着座させ、第１の細長い部材を第１の顎部から近位方向に誘導する、第１の螺旋状溝を有し得、第２の顎部は、内部に形成された第２の螺旋状溝であって、第２の細長い部材を着座させ、第２の細長い部材を第２の顎部から近位方向に誘導する、第２の螺旋状溝を有し得る。
【００１４】
更に別の例の場合、第１のプーリは、当該第１のプーリの円周に沿って形成された第１の溝であって、内部に第１の細長い可撓性部材を着座させる、第１の溝を有し得、第１の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタが細長いシャフトの長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、第１のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有し得、第２のプーリは、当該第２のプーリの円周に沿って形成された第２の溝であって、内部に第２の細長い可撓性部材を着座させる、第２の溝を有し得、第２の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタが細長いシャフトの長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、第２のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有し得る。第１及び第２のプーリは、各々、細長いシャフトの長手方向軸に実質的に平行である平面を画定する面を有し得る。
【００１５】
更に別の例の場合、本手術用具は、第１の顎部と動作可能に係合された第３の細長い可撓性部材、及び第２の顎部と動作可能に係合された第４の細長い可撓性部材を備え得る。第３の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり得、リスト部は、第３の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第３のプーリを含み得、第３の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって第３のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有し得る。第４の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり得、リスト部は、第４の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第４のプーリを含み得、第４の細長い可撓性部材は、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって第４のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有し得る。
【００１６】
なおも別の例では、第１及び第２の細長い可撓性部材の各々は、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐のうちの１つを含み得る。
【００１７】
更なる別の例では、本手術用具は、細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを備え得る。このハウジングは、第１及び第２の細長い可撓性部材の動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合するように構成され得る。
【００１８】
別の態様では、外科的方法が提供され、本方法は、一実施形態では、手術用具のエンドエフェクタ内に形成された第１のチャネル内に着座した第１の細長い可撓性部材の動きを引き起こすことを含む。第１の細長い可撓性部材の動きは、エンドエフェクタを、細長いシャフトの遠位端にエンドエフェクタを有する細長いシャフトに対して動かす。第１のチャネルは、螺旋状経路に沿って延在し、第１の細長い可撓性部材は、実質的にゼロのフリートアングルにおいて手術用具の第１のプーリと動作可能に係合するように、第１のチャネルから近位方向に延在する。
【００１９】
外科的方法は、様々な形で異なり得る。例えば、本方法はまた、エンドエフェクタ内に形成された第２のチャネル内に着座した第２の細長い可撓性部材の動きを引き起こすことも含み得る。第２の細長い可撓性部材の動きは、エンドエフェクタを細長いシャフトに対して動かすことができる。第２のチャネルは、螺旋状経路に沿って延在し得、第２の細長い可撓性部材は、実質的にゼロのフリートアングルにおいて手術用具の第２のプーリと動作可能に係合するように、第２のチャネルから近位方向に延在し得る。
【００２０】
別の例の場合、第１の細長い可撓性部材は、第１のプーリの円周に沿って形成された第１の溝内に可動に着座し得、第２の細長い可撓性部材は、第２のプーリの円周に沿って形成された第２の溝内に可動に着座し得る。第１の細長い可撓性部材の動きは、第１の細長い可撓性部材を、細長いシャフトの長手方向軸に実質的に平行である第１の軸に沿って第１の溝内で動かし得る。第２の細長い可撓性部材の動きは、第２の細長い可撓性部材を、細長いシャフトの長手方向軸に実質的に平行である第２の軸に沿って第２の溝内で動かし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明は、以下の詳細な説明を添付図面と併せ読むことで、より完全に理解されるであろう。
【図１】手術用具の一実施形態の側面概略図である。
【図２】６つの自由度と関連付けられた専門用語の図表描写である。
【図３】リスト部を有する手術用具の一実施形態の斜視図である。
【図４】図１の手術用具の遠位部分の側面部分透視図である。
【図５】図１の手術用具の遠位部分の別の側面図である。
【図６】図１の手術用具の第１の顎部の側面図である。
【図７】図６の第１の顎部の別の側面図である。
【図８】図６の第１の顎部の端面図である。
【図９】図１の手術用具の第２の顎部の側面図である。
【図１０】図９の第２の顎部の別の側面図である。
【図１１】図９の第２の顎部の端面図である。
【図１２】図１の手術用具の遠位部分の側面図であり、手術用具のシャフトは、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図１３】図１２の手術用具の遠位部分の別の側面図である。
【図１４】図１２の手術用具の遠位部分の更に別の側面図である。
【図１５】図１２の手術用具の遠位部分のなおも別の側面図である。
【図１６】図１の手術用具の一部の斜視図であり、手術用具のシャフト及びエンドエフェクタは、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図１７】リスト部を有する手術用具の別の実施形態の斜視図であり、手術用具のエンドエフェクタは、関節運動しておらず、閉鎖位置にある。
【図１８】図１７の手術用具の遠位部分の側面図であり、手術用具のシャフトの遠位部分は、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図１９】図１８の手術用具の遠位部分の別の側面図である。
【図２０】図１８の手術用具の遠位部分の更に別の側面図である。
【図２１】図１８の手術用具の遠位部分のなおも別の側面図である。
【図２２】図１７の手術用具の遠位部分の斜視図であり、エンドエフェクタは、関節運動しておらず、開放位置にある。
【図２３】図２２の手術用具の遠位部分の側面図であり、手術用具のシャフトの遠位部分は、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図２４】図１７の手術用具の遠位部分の斜視図であり、エンドエフェクタは、１つの自由度で関節運動し、かつ閉鎖位置にあり、手術用具のシャフトの遠位部分は、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図２５】図２４の手術用具の遠位部分の側面図である。
【図２６】図２４の手術用具の遠位部分の別の側面図である。
【図２７】図１７の手術用具の遠位部分の斜視図であり、エンドエフェクタは、２つの自由度で関節運動し、かつ閉鎖位置にあり、手術用具のシャフトの遠位部分は、説明をわかりやすくするために省略されている。
【図２８】図２７の手術用具の遠位部分の側面図である。
【図２９】図２７の手術用具の遠位部分の別の側面図である。
【図３０】リスト部を有する手術用具の更に別の実施形態の斜視図であり、手術用具のエンドエフェクタは、関節運動しておらず、閉鎖位置にある。
【図３１】ユーザによって操作され、患者の上で外科手技を実施する間に使用されるように構成されたロボット外科用システムの一実施形態の概略図である。
【図３２】患者の上で外科手技を実施する間に使用中の、図３１のロボット外科用システムの一実施形態の概略図である。
【図３３】患者の上で外科手技を実施する間に使用中の、図３２のロボット外科用システムの斜視図である。
【図３４】コンピュータシステムの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の典型的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ又は２つ以上の実施例が、添付の図面に示されている。当業者であれば、本明細書で具体的に説明され、かつ添付の図面に例示される装置及び方法が、非限定的な典型的実施形態であること、並びに本発明の範囲が、特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解するであろう。１つの典型的な実施形態に関連して例示又は説明される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。このような改変及び変形は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００２３】
更に、本開示においては、実施形態の同様の参照符合を付した構成要素は概して同様の特徴を有するものであり、したがって、特定の実施形態において、同様の参照符合を付した各構成要素の各特徴について必ずしも完全に詳しく述べることはしない。加えて、開示されるシステム、装置、及び方法の説明で直線寸法又は円寸法が使用される範囲において、かかる寸法は、かかるシステム、装置、及び方法と組み合わせて使用することができる形状の種類を限定しようとするものではない。当業者には、任意の幾何学的形状についてかかる直線寸法及び円寸法に相当する寸法を容易に決定することができる点が認識されるであろう。システム及び装置、並びにその構成要素のサイズ及び形状は、少なくともシステム及び装置が用いられる被験者の解剖学的構造、システム及び装置がそれらと共に用いられる構成要素のサイズ及び形状、並びにシステム及び装置が用いられる方法及び手技によって決まり得る。
【００２４】
本明細書で使用される専門用語は、本発明を限定することを意図されていない。例えば、空間的に相対的な用語、例えば、「上位」、「下位」、「下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」、「後方」、「前方」等は、図面で例示されるように、１つの要素又は特徴の、別の要素又は特徴に対する関係を説明するために使用される場合がある。これらの空間的に相対的な用語は、図中で示された位置及び向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる位置及び向きを包含することが意図されている。例えば、図中の装置が裏返される場合、他の要素又は特徴「よりも下方」又は「の下方」として説明された要素は、そのときは、その他の要素又は特徴「よりも上方」又は「の上方」であり得る。同様に、様々な軸に沿って及びその中心に対して動くという説明は、様々な特定の装置の位置及び向きを含む。当業者には理解されるように、記述された特徴、工程、動作、要素、及び／又は構成要素の存在の明示は、本明細書に記載された１つ又は２つ以上の他の特徴、工程、動作、要素、構成要素、及び／又は群の存在又は追加を排除しない。加えて、結合されていると記載された構成要素は、直接結合されていてもよく、又は１つ若しくは２つ以上の中間的な構成要素を介して間接的に結合されていてもよい。
【００２５】
様々な典型的な手術用具リスト部が提供される。一般に、手術用具は、細長いシャフト、及びそのシャフトの遠位端にエンドエフェクタを結合するリスト部を含み得る。このリスト部は、シャフトに対するエンドエフェクタの動きを容易にするように構成され得る。手術用具は、複数の細長い部材（例えば、ケーブル、ワイヤ等）を含むことができ、それらの部材は、細長い部材のうちの２つ又は３つ以上を個々に又はそれらを群としてのいずれかで、シャフトに対するエンドエフェクタの動きを引き起こすように動かすように構成されている。エンドエフェクタの動きは、関節運動及び開放／閉鎖を含み得る。典型的な実施形態では、エンドエフェクタは、関節運動及び開／閉するように構成されているが、エンドエフェクタは、関節運動のみ又は開／閉のみ行うように構成され得る。関節運動とは、通常、関節運動せずに実質的にゼロの角度の位置、すなわち、エンドエフェクタがシャフトと実質的に長手方向に整列されている位置と、関節運動する位置、すなわちエンドエフェクタがシャフトに対して角度の付いた状態で向けられている位置、との間のエンドエフェクタの動きを指す。当業者は、角度が、正確にゼロではないが、それにもかかわらず、製作公差及び測定装置の精度などの任意の数の要因に起因して、実質的にゼロであるとみなしてもよい場合があることを理解するであろう。開放／閉鎖とは、通常、エンドエフェクタの対向する顎部が開いている開放位置と、顎部が閉じている閉鎖位置との間のエンドエフェクタの動きを指す。
【００２６】
手術用具の細長い部材の各々は、螺旋状経路に沿って延在するように構成され得る。換言すれば、細長い部材は、各々、エンドエフェクタの長手方向軸から角度の付いた状態でオフセットされている経路に沿って延在し得る。細長い部材の各々は、それと関連付けられた螺旋状経路からリスト部のプーリまで近接方向に延在し得、そのリスト部は、その関連付けられた細長い部材の滑らかで制御された動きを容易にするように構成され得る。螺旋状経路は、エンドエフェクタが関節運動されているか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタが開放位置又は閉鎖位置にあるか否かにかかわらず、細長い部材を誘導して、実質的にゼロの角度で細長い部材のそれぞれのプーリに近づかせる、かつ係合させるように構成され得る。換言すれば、螺旋状経路は、細長い部材とそれらのそれぞれのプーリとの間のフリートアングルを最小化するように構成され得る。細長い部材の各々は、実質的にゼロの角度、例えば、実質的にゼロであるフリートアングルで、細長い部材のそれぞれのプーリに近づき、かつ係合し、細長い部材とそれらのそれぞれのプーリとの間の摩擦を最小限に抑えることができ、それによって、細長い部材の摩耗を低減し、結果としてそれらの有効な動作寿命を延ばすことに役立つ。
【００２７】
図１は、手術用具１０の一実施形態を例示し、その手術用具は、細長いシャフト（本明細書では、「シャフト」とも呼ばれる）１２、エンドエフェクタ１４、シャフト１２の遠位端においてエンドエフェクタ１４をシャフト１２に結合するリスト部１６、及びシャフト１２の近位端に結合される用具ハウジング１８を備える。エンドエフェクタ１４は、例えば、リスト部１６で枢動することによって、リスト部１６においてシャフト１２に対して動いて、用具１０の使用中にエンドエフェクタ１４を手術部位に対して所望の場所に位置付けるように構成されている。ハウジング１８は、エンドエフェクタ１４と関連付けられた様々な特徴の動作（例えば、締め付け、焼灼、回転、関節運動、エネルギ送達等のうちの任意の１つ又は２つ以上）を制御するように構成された様々な構成要素を含む。少なくともいくつかの実施形態では、シャフト１２、及び、したがってそれに結合されたエンドエフェクタ１４は、シャフト１２の長手方向軸Ａ１を中心に回転するように構成されている。そのような実施形態では、ハウジング１８の様々な構成要素は、シャフト１２の回転の動きを制御するように構成されている。少なくともいくつかの実施形態では、この例示された実施形態のように、手術用具１０は、ロボット外科用システムに解放可能に結合するように構成され、用具ハウジング１８は、用具１０のロボット外科用システムへの解放可能な結合を可能にするように構成された結合特徴を含み得る。シャフト１２、エンドエフェクタ１４、リスト部１６、及びハウジング１８の各々は、更に以下で考察される。
【００２８】
手術用具１０は、任意の様々な構成を有することができる。一般に、手術用具１０は、少なくとも１つの手術機能を実行するように構成され得、例えば、鉗子、把持具、ニードルドライバ、ハサミ、エネルギを適用する電気焼灼器用具、ステープラ、クリップアプライヤ、吸引用具、潅注用具、撮像装置（例えば、内視鏡又は超音波プローブ）等のうちのいずれかを含み得る。少なくともいくつかの実施形態における手術用具１０は、エネルギ（高周波（ＲＦ）エネルギなど）を組織に印加するように構成されており、これに対して、他の実施形態では、手術用具１０は、エネルギを組織に印加するようには構成されていない。
【００２９】
シャフト１２は、任意の様々な構成を有することができる。一般に、シャフト１２は、ハウジング１８から遠位方向に延在し、内部を通って延在する少なくとも１つの内側の管腔を有する細長い部材である。シャフト１２は、ハウジング１８に固定されるが、他の実施形態では、シャフト１２は、ハウジング１８に解放可能に結合され得、その結果、シャフト１２は、他のシャフトと互いに交換可能とすることができる。これにより、単一のハウジング１８が、異なるエンドエフェクタを有する様々なシャフトに適合可能となり得る。
【００３０】
エンドエフェクタ１４は、様々な大きさ、形状、及び構成を有することができる。この例示された実施形態でのエンドエフェクタ１４は、解放位置と閉鎖位置との間を動くように構成された一対の対向する顎部２０、２２を有する組織把持具を含み、顎部２０、２２のうちの一方又は両方は、リスト部１６で枢動して、エンドエフェクタ１４を解放位置と閉鎖位置との間で動かすように構成されている。エンドエフェクタ１４は、他の構成、例えば、一対の対向する切断顎部を含むハサミ、一対の対向する把持顎部を含むバブコック、開創器等を有することができる。
【００３１】
リスト部１６は、任意の様々な構成を有することができる。手術用具のリスト部の典型的な実施形態は、２０１４年３月１３日に出願された「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｗｒｉｓｔ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１９５２号、２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１６２１号、２０１６年７月１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆｏｒ  Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｉｎｇ  Ａ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題する米国特許出願第１５／２００，２８３号に記載されており、これらは、それらの全体が、本明細書によって参照により組み込まれる。一般に、リスト部１６は、顎部２０、２２が枢動可能に取り付けられた枢動継手などの、シャフト１２に対するエンドエフェクタ１４の動きを可能にするように構成された継手を含むことができる。いくつかの実施形態では、枢動運動は、リスト部１６の第１の軸（例えば、Ｘ軸）を中心とするピッチ運動、リスト部１６の第２の軸（例えば、Ｙ軸）を中心とするヨー運動、及びこれらの組み合わせを含むことができ、リスト部１６を中心とするエンドエフェクタ１４の３６０°の回転運動を可能にすることができる。他の実施形態では、枢動運動は、単一の平面内での運動、例えば、リスト部１６の第１の軸を中心とするピッチ運動のみ、又はリスト部１６の第２の軸を中心とするヨー運動のみに限定することができ、その結果、エンドエフェクタ１４は、単一の平面内で回転する。図２は、所与の基準デカルトフレームに関して外科用システムの構成要素の位置及び配向を説明する、３つの並進又は位置変数、例えば、サージ、ヒーブ、スウェイによって、かつ３つの回転又は配向変数、例えば、オイラー角、又はロール、ピッチ、ヨーによって表されるシステムの自由度を例示している。本明細書で使用されるとき、かつ図２に例示されているように、用語「サージ」は、前方及び後方への運動を指し、用語「ヒーブ」は、上下の運動を指し、用語「スウェイ」は、左右の運動を指す。回転用語については、「ロール」は、側面を傾斜させることを指し、「ピッチ」は、前方及び後方に傾斜させることを指し、「ヨー」は、左及び右に回転させることを指す。
【００３２】
手術用具１０は、シャフト１２に対するエンドエフェクタ１４の動きをもたらすように構成された複数の細長い部材（図１では、隠れて見えない）を備えている。細長い部材は、用具ハウジング１８に動作可能に結合され、シャフト１２に沿って延在し、リスト部１６を介して延在し、そしてエンドエフェクタ１４と動作可能に係合されている。典型的な実施形態では、細長い部材は、シャフト１２の内側の管腔内でシャフト１２に沿って用具ハウジング１８から遠位方向に延在する。細長い部材を選択的に作動させて、エンドエフェクタ１４（例えば、顎部２０、２２のうちの一方又は両方）をシャフト１２に対して動かす（例えば、枢動させる）ことができる。細長い部材の選択的な作動により、細長い部材のうちの任意の１つ又は２つ以上を動かし、例えば、長手方向に並進させ、エンドエフェクタ１４の動きを引き起こすことができる。並進する細長い部材のうちの１つ又は２つ以上は、要求される動きに依存し、例えば、細長い部材のうちの適切な１つ又は２つ以上が、長手方向に並進して、エンドエフェクタ１４を関節運動させ（例えば、顎部２０、２２の両方を同じ方向に傾け）、エンドエフェクタ１４を開放させ（例えば、顎部２０、２２のうちの一方又は両方が、顎部２０、２２のうちの他方から離れるように動く）、又はエンドエフェクタ１４を閉鎖させる（例えば、顎部２０、２２のうちの一方又は両方が、顎部２０、２２のうちの他方に向かって動く）。この作動は、以下に更に考察されるように、用具ハウジング１８に動作可能に結合されたアクチュエータを作動させることなどによって、様々な任意の方法で達成することができる。一般に、この作動は、細長い部材のうちの１つ又は２つ以上に張力を近位方向に加えてその細長い部材のうちの１つ又は２つ以上を並進させ、それによって、エンドエフェクタ１４をシャフト１２に対して動かす。換言すれば、作動は、その細長い部材のうちの１つ又は２つ以上を近位方向に引っ張る。顎部２０、２２の両方がエンドエフェクタ１４を開閉移動するように構成されている場合、細長い部材のうちの少なくとも一方は、顎部２０のうちの一方に動作可能に結合されてその顎部２０を動かすことができ、可撓性部材のうちの少なくとも他方は、顎部２２のうちの他方に動作可能に結合されてその顎部２２を動かすことができる。顎部２０、２２のうちの一方のみがエンドエフェクタ１４を開閉移動するように構成されている場合、細長い部材のうちの少なくとも１つは、顎部２０、２２のうちの一方のみに動作可能に結合されて顎部２０、２２のうちのその一方を動かすことができる。
【００３３】
複数の細長い部材は、様々な構成、例えば、ケーブル、ワイヤ、又は撚り紐を有することができる。細長い部材は、金属（例えば、タングステン、ステンレス鋼等）などの任意の様々な材料から作製することができる。典型的な実施形態では、細長い部材は、各々、可撓性である。手術用具の細長い部材の典型的な実施形態は、前述した２０１４年３月１３日に出願された「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｗｒｉｓｔ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１９５２号、及び、２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１６２１号に記載されている。
【００３４】
可撓性部材のうちの１つ又は２つ以上の動きにより引き起こされたエンドエフェクタ１４の動きは、エンドエフェクタ１４がシャフト１２と実質的に長手方向に整列されている（例えば、エンドエフェクタ１４の長手方向軸Ａ２が、シャフト１２の長手方向軸Ａ１と実質的に整列されているため、エンドエフェクタ１４が、シャフト１２に対して実質的にゼロの角度にある）関節運動していない位置と、エンドエフェクタ１４がシャフト１２に対して角度の付いた状態で向けられている（例えば、エンドエフェクタ１４の長手方向軸Ａ２が、シャフト１２の長手方向軸Ａ１に対して傾斜しているため、エンドエフェクタ１４が、シャフト１２に対してゼロでない角度にある）関節運動した位置との間でのエンドエフェクタ１４の動きを含む。当業者であれば、製作公差及び測定装置の精度などの任意の数の要因に起因して、エンドエフェクタ１４が、シャフト１２と正確には整列されていない（例えば、シャフトに対して正確なゼロの角度にはない）ことがあるが、それにもかかわらず、シャフト１２と実質的に整列されている（例えば、実質的にゼロの角度にある）とみなしてもよいことを理解するであろう。エンドエフェクタ１４は、図１では、関節運動していない位置で示されている。
【００３５】
用具１０は、エンドエフェクタ１４に対して近位側に位置付けられたリスト部１６において複数のプーリ（図１では、隠れて見えない）を含む。プーリの各々は、細長い可撓性部材のうちの１つと動作可能に係合されている。細長い可撓性部材の各々は、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ１に対してゼロでない角度でエンドエフェクタ１４から近位方向に延在し、エンドエフェクタ１４が関節運動されたか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ１４が開放又は閉鎖されているか否かにかかわらず、実質的にゼロの角度でプーリのうちの細長い可撓性部材に関連付けられた１つに近づき、かつ係合する。換言すれば、細長い可撓性部材と細長い可撓性部材に関連付けられたプーリとの間のフリートアングルは、エンドエフェクタ１４が関節運動されたか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ１４が開放又は閉鎖されているか否かにかかわらず、実質的にゼロとすることができる。それぞれのプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する細長い可撓性部材は、細長い可撓性部材における摩擦及び相当する応力を低減するのに役立ち得、その理由は、細長い可撓性部材が、２つの係合された要素間の摩擦を低減する一貫した、最適な角度でそれらのそれぞれのプーリに近づき、かつ係合するからである。
【００３６】
用具ハウジング１８は、任意の様々な構成を有することができる。一般に、用具ハウジング１８は、複数の細長い部材の動きを引き起こし、それによってリスト部１６を中心にエンドエフェクタ１４の動きを引き起こすように構成された、少なくとも部分的に内部に配設された１つ又は２つ以上の作動機構を含むことができる。その１つ又は２つ以上の作動機構は、例えば、細長い部材の並進を引き起こすように動かされるように構成されたプーリ（複数可）などの、複数の可撓性部材に動作可能に結合された１つ又は２つ以上の運動機構を含むことができる。用具ハウジング１８は、用具１０をロボットに解放可能に取り付けるように、ロボット外科用システム（本明細書ではまた、「ロボット」又は「外科用ロボット」とも呼ばれる）に解放可能に取り付けられるように構成されている。用具ハウジング１８は、当業者により理解されるように、例えば、ロボットに締め付ける、ロボットにクリップ留めする、又はロボットに並進可能に嵌合するなど、任意の様々な方法でロボットに解放可能に付着するように構成され得る。１つ又は２つ以上の運動機構は、当業者により理解されるように、ロボットによって、例えば、１つ又は２つ以上の運動機構に動作可能に結合されている用具ハウジング１８の１つ又は２つ以上の入力部に動作可能に結合された１つ又は２つ以上のモータを含むロボットよって、制御されるように構成されている。このロボットは、コンピュータシステムを備えており、該コンピュータシステムは、ユーザの入力を受信することができ、そしてそのユーザの入力に応答してモータ（複数可）を制御することができ、したがって、細長い部材の動き、結果としてエンドエフェクタ１４の動きを制御することができる。
【００３７】
用具ハウジング１８が着脱可能かつ交換可能に結合するように構成されている用具駆動部は、任意の様々な構成を有することができる。図１の手術用具１０、及び本明細書に記載された手術用具の他の実施形態などの手術用具に着脱可能かつ交換可能に結合するように構成されている用具駆動部の典型的な実施形態は、前述の２０１６年７月１日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆｏｒ  Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｉｎｇ  Ａ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｔｏｏｌ」と題する米国特許出願第１５／２００，２８３号に記載されている。また、１つ又は２つ以上の作動機構を含み、ロボット外科用システムに解放可能に取り付けるように構成された手術用具の用具ハウジングの典型的な実施形態は、前述の２０１４年３月１３日に出願された「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｗｒｉｓｔ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１９５２号、及び２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１６２１号に記載されている。ロボット外科用システムの典型的な実施形態は、その全体が参照により本明細書によって組み込まれる２０１３年７月１５日に出願された「Ｐａｔｉｅｎｔ−Ｓｉｄｅ  Ｓｕｒｇｅｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｆｏｒ  Ａ  Ｔｅｌｅｏｐｅｒａｔｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する米国特許第８，８３１，７８２号、並びに前述の２０１４年３月１３日に出願された「Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｗｒｉｓｔ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１９５２号、及び、２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１６２１号に記載されている。
【００３８】
他の実施形態では、ロボット外科用システムに解放可能に結合するように構成される代わりに、用具ハウジング１８は、用具１０の使用中にユーザによって携帯されるように構成され得る。これらの実施形態における用具ハウジング１８は、当業者によって理解されるように、可撓性の細長い部材の動きを引き起こすように手動式又は電子式で操作されるように構成された引き金、レバー、又は他のアクチュエータを含むことができる。
【００３９】
図３は、手術用具１００の典型的な実施形態を例示しており、この手術用具は、細長いシャフト１０２、一対の対向する顎部１１２、１１４を含むエンドエフェクタ１０４、エンドエフェクタ１０４をシャフト１０２の遠位端においてシャフト１０２に結合するリスト部１０６、複数の細長い可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂ、リスト部２０６における第１の複数のプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂ（図４を参照）、及び、リスト部１０６における第２の複数のプーリ１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂ（図４を参照）を備えている。用具１００は、概して、図１の用具１０と同様に構成され、かつ使用される。図３は、関節運動していない位置にあり、顎部１１２、１１４が閉鎖されているエンドエフェクタ１０４を示す。図３では、用具１００の遠位部分のみが示されている。用具１００は、シャフト１０２の近位端に結合された用具ハウジング（図示せず）を備えることができる。本明細書で考察されているように、用具ハウジングは、用具１００の動きを制御する外科用ロボットに解放可能かつ交換可能に結合するように構成されることができ、又は、用具ハウジングは、携帯されるように、かつ用具１００の動きを制御するために手動で制御されるように、構成されることができる。
【００４０】
この例示された実施形態では、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、ケーブルの形態であるが、上述したように、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、他の構成（例えば、ワイヤ、撚り紐等）を有することができる。説明を分かりやすくするために、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの遠位部分のみが図中に示されている。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、エンドエフェクタ１０４から用具ハウジングまで近位方向に延在し、その用具ハウジングは、本明細書で考察されているように、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの動きを容易にするように構成されている。シャフト１０２は、内部を通って延在する内側管腔を含み、その管腔は、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを内部に受容する。内側管腔は、単一の内側管腔とすることができ、又は可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂのうちの１つを各々受容するいくつかの別個の管腔を含むことができる。別の方法として、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、シャフト１０２の外側表面内に形成された長手方向チャネル内などの、シャフトの外側にシャフト１０２に沿って延在することができる。
【００４１】
用具１００は、４つの可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを含み、一対は、顎部１１２、１１４の各々に動作可能に結合されているが、別の番号の可撓性部材は、他の実施形態で使用され得る。例えば、一対の顎部を含まないエンドエフェクタを有する手術用具は、エンドエフェクタの関節運動を引き起こすように動かされるように構成された２つの可撓性部材を備えることができる。
【００４２】
図３及び図５に示すように、用具１００は、第１の枢動軸Ｐ１を有し、顎部１１２、１１４は、その軸を中心に互いに対して枢動して開放位置と閉鎖位置との間でエンドエフェクタ１０４を動かすように構成され、顎部１１２、１１４は、その軸を中心に一緒に動いてエンドエフェクタ１０４を関節運動させるように構成されている。第１の枢動軸Ｐ１は、エンドエフェクタ１０４の長手方向軸Ａ３に対して実質的に垂直である。当業者は、軸が、製作公差及び測定装置の精度などの任意の数の要因に起因して、正確には互いに垂直ではないが、それにもかかわらず、実質的に垂直であるとみなしてもよいことを理解するであろう。用具１００は、第１の枢動軸Ｐ１において２つの継手、すなわち、顎部１１２、１１４の各々に対して１つの継手を有する。換言すれば、第１の顎部１１２は、２つの継手のうちの一方において第１の枢動軸Ｐ１を中心に枢動するように構成され、第２の顎部１１４は、２つの継手のうちの他方において第１の枢動軸Ｐ１を中心に枢動するように構成されている。２つの継手を有することにより、顎部１１２、１１４は、互いに対して各々動くことができる。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの作動は、第１の枢動軸Ｐ１において関連付けられた継手での第１の顎部１１２の動き、及び、第１の枢動軸Ｐ１において関連付けられた継手での第２の顎部１１４の動きを引き起こすように構成されている。典型的な実施形態では、顎部１１２、１１４は、それらのそれぞれの継手において縦列になって枢動するように構成されている。換言すると、顎部１１２、１１４の開放中に、顎部１１２、１１４の各々が、その関連付けられた継手において回転し、顎部１１２、１１４の閉鎖中に、顎部１１２、１１４の各々が、その関連付けられた継手において回転する。
【００４３】
図４に示すように、用具１００は、リスト部１０６において第２の枢動軸Ｐ２を有し、エンドエフェクタ１０４（例えば、顎部１１２、１１４）は、その軸を中心にシャフト１０２に対して関節運動するように構成されている。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの作動は、第２の枢動軸Ｐ２においてリスト部１０６の動きを引き起こし、したがって、本明細書で考察されているように、エンドエフェクタ１０４の関節運動を引き起こすように構成されている。このため、エンドエフェクタ１０４は、複数の自由度で、例えば、第１の枢動軸Ｐ１を中心に関節運動することによる自由度、及び、第２の枢動軸Ｐ２を中心に関節運動することによる別の自由度で、関節運動するように構成されている。この例示された実施形態におけるリスト部１０６は、単一の平面内の第２の枢動軸Ｐ２を中心に、例えば、ピッチ及びヨーのうちの一方で枢動するように構成されている。この例示された実施形態におけるエンドエフェクタ１０４は、単一の異なる平面内の第１の枢動軸Ｐ１を中心に、例えば、ピッチ及びヨーのうちの他方で枢動するように構成されている。
【００４４】
図４〜図１１に示すように、エンドエフェクタ１０４は、その内部に形成された複数の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂを有し、それらの溝は、各々、内部に可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂのうちの１つを着座させている。図６〜図８は、第１の顎部１１２を独立型の要素として例示し、図９〜図１１は、第２の顎部１１４を独立型の要素として例示している。第１の顎部１１２は、その内部に形成された第１の対の溝１２６ａ、１２６ｂを有し、その対は、第１及び第２の可撓性部材１０８ａ、１０８ｂを着座させ、第２の顎部１１４は、その内部に形成された第２の対の溝１２８ａ、１２８ｂを有し、その対は、第３の及び第４の可撓性部材１１０ａ、１１０ｂを着座させる。
【００４５】
溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂの各々は、螺旋状経路を画定する。これら経路は、各溝が螺旋形状を有するという点で、各々、螺旋状である。これらの螺旋は、各々、第１の枢動軸Ｐ１を中心とした螺旋状である。第１の枢動軸Ｐ１は、エンドエフェクタ１０４の長手方向軸Ａ３に実質的に垂直であるため、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、これによって、エンドエフェクタ１０４が関節運動されているか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ１０４がシャフトの長手方向軸Ａ４に対してゼロでない角度で関節運動されている場合に、エンドエフェクタ１０４が関節運動されているそのゼロでない角度にかかわらず、各々、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３から角度の付いた状態でオフセットされている。図３に示すように、エンドエフェクタ１０４が関節運動されていない場合、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３は、シャフトの長手方向軸Ａ４と整列されており、その結果、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂはまた、エンドエフェクタ１０４が関節運動されていない場合に、シャフトの長手方向軸Ａ４から、各々、角度の付いた状態でオフセットされている。また、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂの各々は、それらの螺旋形状がエンドエフェクタの長手方向軸Ａ３に対して実質的に垂直に延在しているため、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３に平行である単一の長手方向平面内には存在しない。図６は、第１の溝１２６ａの角度Ｇ１、及び第２の溝１２６ｂの角度Ｇ２を示し、各溝は、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３からゼロでない角度でオフセットされている。角度Ｇ１、Ｇ２は、互いに実質的に同じである。同様に、図９は、第３の溝１２８ａの角度Ｇ３、及び第４の溝１２８ｂの角度Ｇ４を示し、各溝は、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３からゼロでない角度でオフセットされている。角度Ｇ３、Ｇ４は、互いに実質的に同じである。
【００４６】
図４、図５、及び図１２〜図１６に示すように、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々は、エンドエフェクタ１０４から、そのそれぞれの溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂの螺旋経路に沿って、リスト部１０６及びシャフト１０２まで近位方向に延在している。換言すれば、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂの螺旋形状によって画定された螺旋状経路に沿って、エンドエフェクタ１０４から離れるように可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを誘導している。このため、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、エンドエフェクタ１０４が関節運動しているか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ１０４がシャフトの長手方向軸Ａ４に対してゼロでない角度で関節運動している場合に、エンドエフェクタ１０４が関節運動しているそのゼロでない角度にかかわらず、エンドエフェクタの長手方向軸Ａ３から角度の付いた状態でオフセットされている経路に沿って、エンドエフェクタ１０４から近位方向に各々延在している。
【００４７】
典型的な実施形態では、第１の顎部１１２内に形成された２つの溝１２６ａ、１２６ｂは、互いに異なる直径を有し、溝１２６ａ、１２６ｂ内に着座する可撓性部材１０８ａ、１０８ｂは、互いに実質的に同じ直径を有する。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂは、任意の様々な直径、例えば０．０１９ｍｍを有することができる。第１の顎部の溝１２６ａ、１２６ｂの異なる直径は、第１及び第２の溝１２６ａ、１２６ｂ内にそれぞれ着座する第１及び第２の可撓性部材１０８ａ、１０８ｂが、異なる負荷又は張力を経験し得ることを反映してもよい。典型的な実施形態では、溝１２６ａ、１２６ｂの各々の直径は、内部に着座する可撓性部材１０８ａ、１０８ｂの各々の直径にほぼ等しく、これは、それらの対応の溝１２６ａ、１２６ｂ内での可撓性部材１０８ａ、１０８ｂの横方向の動きを制限することによって摩擦を低減するのに役立ち得る。当業者は、それらの直径が、製作公差及び測定装置の精度などの任意の数の要因に起因して、正確には等しくないが、それにもかかわらず、ほぼ等しいとみなしてもよいことを理解するであろう。
【００４８】
図７に示すように、内部に第１の可撓性部材１０８ａを着座させる第１の顎部の第１の溝１２６ａは、直径Ｒ３を有し、その直径は、内部に第２の可撓性部材１０８ｂを着座させる第１の顎部の第２の溝１２６ｂの直径Ｒ４よりも小さい。第２の可撓性部材１０８ｂは、通常、エンドエフェクタ１０４を閉鎖するとき、並びに／又は、エンドエフェクタ１０４がその顎部１１２、１１４の間にある組織及び／又は他の材料を締め付けているときに、第１の可撓性部材１０８ａよりも高い負荷又は張力を経験するが、その理由は、第２の可撓性部材１０８ｂが動作して第１の顎部１１２を第２の顎部１１４に向かって引っ張り、顎部１１２、１１４の間にある組織及び／又は他の材料をしっかりと締め付けるために十分な力を提供する必要があるからである。図１２は、この構成を示しており、図中、第２の可撓性部材１０８ｂは、第１及び第２の顎部１１２、１１４に対するその位置により、典型的には、第１の可撓性部材１０８ａが経験するよりも大きい張力で近位方向に引っ張られ、第１の顎部１１２を第２の顎部１１４に向かって付勢する。
【００４９】
典型的な実施形態では、第１の顎部の溝１２６ａ、１２６ｂと同様に、第２の顎部１１４内に形成された２つの溝１２８ａ、１２８ｂは、互いに異なる直径を有し、内部に着座する可撓性部材１１０ａ、１１０ｂは、互いに実質的に同じ直径を有する。図１０に示すように、内部に第３の可撓性部材１１０ａを着座させる第２の顎部の第１の溝１２８ａは、直径Ｒ５を有し、その直径は、内部に第４の可撓性部材１１０ｂを着座させる第２の顎部の第２の溝１２８ｂの直径Ｒ６よりも大きい。図４及び図１３によって示されているように、第３の可撓性部材１１０ａは、通常、エンドエフェクタ１０４を閉鎖するとき、及び／又は、エンドエフェクタ１０４がその顎部１１２、１１４の間にある組織及び／若しくは他の材料を締め付けているときに、第４の可撓性部材１１０ｂよりも高い負荷又は張力を経験するが、その理由は、第３の可撓性部材１１０ａが動作して第２の顎部１１４を第１の顎部１１２に向かって引っ張り、顎部１１２、１１４の間にある組織及び／又は他の材料をしっかりと締め付けるために十分な力を提供する必要があるからである。典型的な別の実施形態では、手術用具のエンドエフェクタ内に形成され、内部に細長い可撓性部材を着座させるように構成された溝は、各々、同じ直径を有することができる。
【００５０】
螺旋状経路に沿って可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々を誘導する溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂが、実質的にゼロの角度でそれらのそれぞれのプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂに近づき、かつ係合することを可能にする。このため、この実質的にゼロ角度の接近及び係合は、エンドエフェクタ１０４が関節運動しているか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ１０４がシャフトの長手方向軸Ａ２に対してゼロでない角度で関節運動している場合には、エンドエフェクタ１０４が関節運動しているそのゼロでない角度にかかわらず、達成することができる。上述したように、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、実質的にゼロの角度でそれらのそれぞれのプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂに近づき、かつ係合し、その結果、実質的にゼロであるフリートアングルは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂと、それらの対応のプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂとの間の摩擦を最小限に抑えることができ、それによって、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの摩耗を低減し得、したがってそれらの有効な動作寿命を延ばすことに役立ち得る。第２の可撓性部材１０８ｂを着座させる第２の溝１２６ｂの直径Ｒ４をより大きくし、第３の可撓性部材１１０ａを着座させる第３の溝１２８ａの直径Ｒ５をより大きくすることにより、それらの対応の溝１１６ｂ、１１８ａ内の第２及び第３の可撓性部材１０８ｂ、１１０ａの横方向の動きを可能にすることができ、それによって、エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって、例えば、エンドエフェクタ１０４がその最大非ゼロ角度位置以下の任意の角度位置にある場合に、第２及び第３の可撓性部材１０８ｂ、１１０ａとそれらの関係付けられたプーリ１１６ｂ、１１８ａとの間の実質的にゼロのフリートアングルを維持するのに役立ち得る。
【００５１】
ケーブルとしての可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、典型的には、多数の別個の単繊維で形成され、その多数の単繊維は、それらの関係付けられたプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂに対する摩擦により、各々、別個に擦り減りかつ／又は破損し得、したがって、可撓性部材の全体的な摩耗に寄与し得る。実質的にゼロのフリートアングルを維持することによって、擦り減る及び／又は破損する繊維の数をより少なくし、それによって、可撓性部材の全体的な寿命を向上させ得る。
【００５２】
プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂの各々は、その円周の周りに延在するチャネルを有し、そのチャネルは、内部の可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂのうちの、関連付けられた１つを可動に着座させるように構成されている。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、エンドエフェクタ１０４の開放、閉鎖、又は関節運動を引き起こすように動かされるときに、それらの対応のプーリチャネル内で動くように構成されている。プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂの各々の面は、シャフト１０２の長手方向軸Ａ４と、また、エンドエフェクタ１０４が関節運動していない場合には、エンドエフェクタ１０４の長手方向軸Ａ３と、実質的に整列されている平面を画定する。それゆえに、チャネルは、各々、シャフト１０２の長手方向軸Ａ４と、また、エンドエフェクタ１０４が関節運動していない場合には、エンドエフェクタ１０４の長手方向軸Ａ３と、実質的に整列されている。このため、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、互いに絡まることなく、ハウジングに向かってシャフト１０２に沿って延在することができる。
【００５３】
プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂの各々は、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを着座させる少なくともそれらのチャネル上に表面仕上げを有し得、プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂの摩擦係数を低減することができ、したがって、プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂとそれらの関連付けられた可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂとの間の摩擦を更に低減することができる。
【００５４】
可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、第１の複数のプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂのうちのそれらの対応のプーリから、第２の複数のプーリ１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂのうちの対応のプーリまで、直線的かつ近位方向に延在している。第２の複数のプーリ１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂは、第１の複数のプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂと同様に方向付けられており、例えば、それらの面及びチャネルはシャフト１０２に対して同様に整列している。このため、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを、実質的にゼロの角度で、第２の複数のプーリ１２０ａ、１２０ｂ、１２２ａ、１２２ｂのうちのそれらの対応のプーリに同様に誘導するように構成されている。
【００５５】
可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々の遠位端は、動作可能に結合されている顎部１１２、１１４に対して固定された位置にある。図４、図５、及び図１４〜図１６に示すように、第１の顎部１１２には第１の二重円筒形要素１３０が結合されており、二重円筒形要素１３０は、第１の二重円筒形要素１３０内のそれぞれの孔内の遠位端を締め付けることによって、第１及び第２の可撓性部材１０８ａ、１０８ｂの遠位端を第１の顎部１１２に対して固定された位置に保持している。同様に、第２の顎部１１４には、第２の二重円筒形要素１３２が結合されており、第２の二重円筒形要素１３２は、第２の二重円筒形要素１３２内のそれぞれの孔内の遠位端を締め付けることによって、第３及び第４の可撓性部材１１０ａ、１１０ｂの遠位端を第２の顎部１１４に対して固定された位置に保持している。二重円筒形要素１３０、１３２は、可撓性部材の遠位端を締め付けているが、可撓性部材の遠位端は、接着剤、溶接等を使用することなどによる他の方法で、二重円筒形要素に固定されてもよい。更に、二重円筒形要素１３０、１３２は、使用される必要がなく、可撓性部材の遠位端は、例えば、遠位端を直接顎部１１２、１１４に接着するように接着剤を使用すること、遠位端を直接顎部１１２、１１４に溶接すること等による他の方法で、それらの対応の顎部１１２、１１４に対して固定されることができる。
【００５６】
可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを誘導する溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂ、及び可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂを着座させるプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂは、各々、リスト部１０６において機械効率を最大化するのに役立ち得る。一般に、リスト部１０６において機械効率を最大化することは、エンドエフェクタ１０４（例えば、エンドエフェクタの顎部１１２、１１４）が、顎部１１２、１１４間の組織及び／又は他の材料に十分な量の把持力又は圧縮力を加えるのに役立ち得るのと同時に、エンドエフェクタ１０４（例えば、エンドエフェクタの顎部１１２、１１４）が、例えば、エンドエフェクタ１０４の外側表面を圧迫する組織及び／又は他の材料などによってその外面に加えられる外部負荷に耐えるのに役立ち得る。把持力若しくは圧縮力、及び外部負荷の量は、様々であり得、一例では、把持力又は圧縮力は、約４ポンドであり得、外部負荷は、約２ポンドであり得る。
【００５７】
４つのパラメータが、図４及び図５に関して以下に考察するように、リスト部１０６における機械効率に影響を及ぼし得る。第１のパラメータは、エンドエフェクタ１０４の遠位先端部１２４と第１の枢動軸Ｐ１との間に延在する第１の距離Ｄ１である。第１の距離Ｄ１を最小化することは、機械効率を向上させ、例えば、第１の距離Ｄ１がより小さいほど、これに対応して顎部１１２、１１４の枢動運動のための曲率半径がより小さくなり、より小さい曲率半径は、曲率半径がより大きい場合よりもより小さい力で枢動運動を達成する。エンドエフェクタ１０４は、外科手技で使用する間中、組織に有効に係合し、かつ目に見える程度に十分な長さを有する必要があるため、距離Ｄ１は、ゼロとすることができず、これらの制約条件を考慮すると、機械効率の目的のために最適化するのが困難なパラメータであり得る。
【００５８】
第２のパラメータは、第１の枢動軸Ｐ１と第２の枢動軸Ｐ２との間に延在する第２の距離Ｄ２である。第２の距離Ｄ２を最小化することは、機械効率を向上させ、例えば、第２の距離Ｄ２がより小さいほど、これに対応してエンドエフェクタ１０４の関節運動のための曲率半径がより小さくなり、より小さい曲率半径は、曲率半径がより大きい場合よりもより小さい力で関節運動を達成する。２つの枢動軸Ｐ１、Ｐ２は、それらの間に距離を有し、それ以外の場合では、これらの枢動軸は同軸であり得、その結果、２つではなく１つのみの枢動軸となるため、距離Ｄ２は、ゼロとすることができず、これらの制約条件を考慮すると、機械効率の目的のために最適化するのが困難なパラメータであり得る。
【００５９】
第３のパラメータは、エンドエフェクタ１０４に直接接触している可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々の長さである。これらの長さを最大化することは、機械効率を向上させ、例えば、エンドエフェクタ１０４を動かすために必要とされる力は、より多くの可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂに沿って分布させることができる。可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂは、それらの対応の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂ内でエンドエフェクタ１０４と直接接触し、その結果、エンドエフェクタ１０４と直接接触している可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々の長さは、それらの対応の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂ内に着座している可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々の長さに対応する。螺旋状の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、可撓性部材を着座させている非螺旋状溝と比較して、エンドエフェクタ１０４と直接接触している可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂの各々の長さを増加させることができる。また、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂの螺旋形状は、直径を画定する。このため、第３のパラメータはまた、溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂによって画定された直径として表現することもできる。したがって、これらの直径を最大化することにより、機械効率を向上させることができる。例として、図４は、内部に第３の可撓性部材１１０ａを着座させている第３の溝１２８ａによって画定された直径Ｒ１、及び内部に第４の可撓性部材１１０ｂを着座させている第４の溝１２８ｂによって画定された直径Ｒ２を示している。
【００６０】
第４のパラメータは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂがそれらの対応の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂから、エンドエフェクタ１０４から近位方向に延在するときに、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂがそれぞれ近づき、かつ係合するプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂの直径である。これらのプーリ直径を最大化することにより、機械効率を向上させ、例えば、エンドエフェクタ１０４を動かすために必要とされる力は、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂのより長い長さに沿って分布させることができる。螺旋状の溝１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、１２８ｂは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂが、エンドエフェクタの関節運動の範囲にわたって実質的にゼロの角度でそれらの対応のプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂに近づき、かつ係合するのを可能にすることができ、このことは、可撓性部材１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂのための隙間の余裕をプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂに隣接して残す必要がないので、より大きいサイズのプーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂを可能にすることができる。換言すれば、ゼロでないフリートアングルは、プーリ１１６ａ、１１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂによって収容される必要はない。
【００６１】
図１７は、手術用具２００の別の典型的な実施形態を例示しており、この手術用具は、細長いシャフト２０２、対向した一対の顎部２１２、２１４を含むエンドエフェクタ２０４、シャフト２０２の遠位端においてエンドエフェクタ２０４をシャフト２０２に結合するリスト部２０６、複数の細長い可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂ、第１及び第２の二重円筒形部材２３０、２３２、リスト部２０６における第１の複数のプーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂ（図１８〜図２１を参照）、及びリスト部２０６における第２の複数のプーリ２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂ（図１８〜図２１を参照）を備えている。用具２００は、概して、図３の用具１００と同様に構成され、使用される。用具２００は、シャフト２０２の近位端に結合された用具ハウジング（図示せず）を備えることができる。用具２００は、第１の枢動軸Ｐ３を有し、顎部２１２、２１４がその枢動軸を中心に互いに対して枢動するように構成されて開放位置と閉鎖位置との間でエンドエフェクタ２０４を動かし、顎部２１２、２１４がその枢動軸を中心にエンドエフェクタ２０４を関節運動させるように共に動くように構成されている。用具２００はまた、リスト部２０６において第２の枢動軸Ｐ４をも有し、エンドエフェクタ２０４（例えば、顎部２１２、２１４）は、その枢動軸を中心にシャフト２０２に対して関節運動するように構成されている。
【００６２】
この例示された実施形態では、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂは、ケーブルの形態であるが、上述したように、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂは、他の構成を有することができる。説明を分かりやすくするために、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂの遠位部分のみが図中に示されている。
【００６３】
図１８及び図１９に示すように、エンドエフェクタ２０４は、内部に形成された複数の溝２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、２２８ｂを有し、それらの溝は、各々、螺旋状経路を画定し、内部に可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂのうちの１つを着座させている。溝２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、２２８ｂは、エンドエフェクタ２０４が関節運動しているか否かにかかわらず、また、エンドエフェクタ２０４がシャフトの長手方向軸に対してゼロでない角度で関節運動している場合には、エンドエフェクタ２０４が関節運動しているそのゼロでない角度にかかわらず、実質的にゼロのフリートアングルでプーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂのうちの対応のプーリに、当該溝の対応の可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂを誘導するように構成されている。この例示された実施形態では、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂは、第１の複数のプーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂのうちのそれらの対応のプーリにおいて曲がり、エンドエフェクタ２０４の反対側に屈曲し、第１の複数のプーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂに対して近位に位置する第２の複数のプーリ２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂのうちの１つと係合する。用具２００の反対側への可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂの曲がりは、エンドエフェクタ２０４が関節運動しているときに、可撓性部材の実質的にゼロの角度での第２の複数のプーリ２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂへの接近及びこれらとの係合を維持するのに役立ち得る。
【００６４】
図１８〜図２１は、関節運動しておらず、かつ、例えば、顎部２１２、２１４が閉鎖して閉鎖位置にある、エンドエフェクタ２０４を例示している。図２２及び図２３は、関節運動しておらず、かつ、例えば、顎部２１２、２１４が互いに離間して開放位置にある、エンドエフェクタ２０４を例示している。図２２及び図２３は、顎部２１２、２１４が開放され、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂが、実質的にゼロの角度で、プーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂのうちのそれらの対応のプーリ近づき、かつ係合しているところを示している。図２４〜図２６は、閉鎖位置にあり、かつ１つの自由度で関節運動しているエンドエフェクタ２０４を例示している。エンドエフェクタ２０４は、第２の枢動軸Ｐ４を中心に関節運動し（例えば、ピッチ運動）、第１の枢動軸Ｐ３を中心には関節運動していない（例えば、ヨー運動なし）。図２４〜図２６は、顎部２１２、２１４が１つの自由度内で関節運動しており、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂが、実質的にゼロの角度で、プーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂのうちのそれらの対応のプーリに近づき、かつ係合しているところを示している。１つの自由度で、かつ開放位置で関節運動しているエンドエフェクタ２０４は、結果として同様の可撓性部材の接近及び係合をもたらす。図２７〜図２９は、閉鎖位置にあり、かつ２つの自由度で関節運動しているエンドエフェクタ２０４を例示している。エンドエフェクタ２０４は、第２の枢動軸Ｐ４を中心に（例えば、ピッチ運動）、かつ第１の枢動軸Ｐ３を中心に（例えば、ヨー運動）関節運動している。図２７〜図２９は、顎部２１２、２１４が２つの自由度で関節運動しており、可撓性部材２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂが、実質的にゼロの角度で、プーリ２１６ａ、２１６ｂ、２１８ａ、２１８ｂ、２２０ａ、２２０ｂ、２２２ａ、２２２ｂのうちのそれらの対応のプーリに近づき、かつ係合するところを示している。そのように関節運動し、かつ開放位置にあるエンドエフェクタ２０４は、その結果として同様の可撓性部材の接近及び係合をもたらす。
【００６５】
図３０は、手術用具５００の更に別の典型的な実施形態を例示し、その手術用具は、細長いシャフト５０２、対向する一対の顎部５１２、５１４を含むエンドエフェクタ５０４、シャフト５０２の遠位端でシャフト５０２にエンドエフェクタ５０４を結合するリスト部５０６、複数の細長い可撓性部材５０８ａ、５０８ｂ、５１０ａ（第４の細長い可撓性部材は、図３０では隠れて見えない）、第１及び第２の二重円筒形部材５３０、５３２、リスト部５０６における第１の複数のプーリ５１６ａ、５１６ｂ（第１の複数のプーリのうちの更に２つは、図３０では隠れて見えない）、及びリスト部５０６における第２の複数のプーリ５２０ａ、５２０ｂ（第２の複数のプーリのうちの更に２つは、図３０では隠れて見えない）を備えている。用具５００は、概して、図３の用具１００と同様に構成及び使用される。用具５００は、シャフト５０２の近位端に結合された用具ハウジング（図示せず）を備えることができる。用具５００は、第１の枢動軸Ｐ５に２つの継手、すなわち顎部５１２、５１４の各々に対して１つを有する。この例示された実施形態では、顎部５１２、５１４に結合された結合部材５１８は、継手の各々まで延在しており、これは、その結合部材が、顎部がそこを中心に互いに対して枢動するように構成されている枢動軸にける継手まで延在していない結合部材、例えば、枢動軸Ｐ１における継手まで延在していない図３及び図５の用具１００の結合部材１３４とは対照的である。継手まで延在している結合部材５１８は、顎部の動きの安定性を提供するのに役立ち得、かつ／又はエンドエフェクタ５０４全体の安定性を向上させ得る。
【００６６】
図３１及び図３２は、ロボット外科用システム４０６の一実施形態を例示しており、該ロボット外科用システムは、患者Ｐに対する外科手技の実施を容易にし、本明細書に開示された手術用具の任意の実施形態に解放可能に結合されるように構成されている。ロボット外科用システム４０６は、電気機械アームの形態のアーム４００を備える。電気機械アーム４００は、電子的な入力に応答して動くように構成された１つ又は２つ以上の機械部材４０２を含む。アームを形成することができる機械部材の例としては、細長いシャフト、手術器具をアームに着脱可能かつ交換可能に結合するように構成された結合機構（例えば、クリップ、マグネット、スナップ嵌合機構、締まり嵌め又は圧力嵌めにより内部に器具を着座させるように構成された形状加工部材、クランプ、手術器具内に形成された対応する凹部内に着座するように構成された突起部、手術器具から延在した対応する突起部を内部に受容するように構成された凹部等）、及び継手（例えば、ヒンジ、ジンバル等）が挙げられる。アーム４００はまた、隣接する機械部材４０２と、本明細書に開示された手術用具のうちの１つを含み得る手術器具Ｉに着脱可能にかつ交換可能に結合するように構成された結合機構４０４との間に複数の継手も含む。アーム４００は、この例示された実施形態では、５つの機械部材４０２、及び４つの継手を含むが、アームは、任意の数の機械部材及び関連継手を有することができる。
【００６７】
図３３は、使用中のシステム４０６の一実施形態を示す。このシステム４０６は、ユーザＵへの情報を表示するように構成された少なくとも１つのディスプレイ４１０を含むユーザインターフェースサブシステム４０８、アーム４００の動きを制御するためにユーザ入力を受け取るように構成された少なくとも１つのユーザ入力装置４１２、システム４０６を使用して実施される外科手技の画像（複数可）を表示するように構成された少なくとも１つのディスプレイ４１６を含む可視化システム４１４、アーム４００の動きを制御するためにユーザ入力を受け取るように構成され、かつユーザＵが自由に周りを移動させる（例えば、手術室等内又はその近くの任意の空間の周りで携帯し、移動させる等）ように構成された、自由に持ち運び可能なユーザ入力装置４１８（この例示された実施形態では、鉗子のように示されている）、アーム４００と同様に構成され、使用される追加のアーム４２２、及びユーザ入力装置４１２、４１８へのユーザ入力、例えば、ユーザ入力装置の手動による動き、タッチ式スクリーン上へのタッチにより示される動き等を、アーム４００、４２２のうちの一方又は両方に適宜翻訳して伝えることによって、アーム４００、４２２の制御を容易にするように構成された制御システム４２６を含む。この例示された実施形態のシステム４０６は、２つのアーム４００、４２２を含むが、例えば、３つ、４つ等の別の数のアームを含むことができる。ユーザインターフェースサブシステム４０８の少なくとも１つのディスプレイ４１０は、ユーザ入力装置として、例えば、上部にユーザタッチ入力を受け入れるように構成されたタッチスクリーンとして構成され得る。ユーザインターフェースサブシステム４０８は、患者Ｐと同じ部屋に設置されてもよく、又は異なる部屋に設置されてもよい。
【００６８】
制御システム４２６は、少なくとも１つのコンピュータシステム４２８、１つ又は２つ以上のケーブル４３２、及び少なくとも１つの電源４３０を含む。コンピュータシステム４２８は、少なくとも１つのプロセッサ（図示せず）を含む。制御システムの少なくともいくつかの実施形態は、少なくとも部分的に無線式とすることができ、その場合には、ケーブル４３２の少なくともいくつかは、不要となる。ロボット外科用システム４０６は、ケーブル４３２のうちの１つを介してコンピュータシステム４２８に接続された少なくとも１つのフットペダル４３４を含み、これは、フットペダル４３４がユーザ入力装置としての機能を果たすことを可能にし得る。ロボット外科用システム４０６は、ケーブル４３２のうちの１つを介してコンピュータシステム４２８に接続された少なくとも１つの、ミシンの膝制御部と同様の膝制御部（図示せず）を含み得、これは、膝制御部がユーザ入力装置としての機能を果たすことを可能にし得る。
【００６９】
ロボット外科用システム４０６は、アーム４００、４２２の各々に対してフレーム４２４を含む。この例示された実施形態のフレーム４２４は、各々、手術台４２６に装着されているが、フレーム４２４は、他の場所に装着することができる。この例示された実施形態のフレーム４２４は、台４２６に装着されたレールに可動に結合された垂直延長部を含む。この垂直延長部は、レールに沿って動くように構成され、それによって、患者Ｐに対するアーム４００、４２２の位置決めを容易にする。
【００７０】
手動で操作される１つ又は２つ以上の手術器具４２０、例えば、ロボット外科用システム４０６の制御下にない器具もまた、患者Ｐに対して実施される外科手技を実行するために使用されている。他の実施形態では、手動器具４２０は、使用されない。
【００７１】
ロボット外科用システム４０６の態様は、前述した２０１４年３月１３日に出願された「Ｈｙｐｅｒｄｅｘｔｅｒｏｕｓ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する国際特許公開第ＷＯ２０１４／１５１６２１号に更に記載されている。
【００７２】
本明細書に開示されたシステム、装置、及び方法は、１つ又は２つ以上のコンピュータシステムを使用して実施することができる。本明細書に記載された主題の１つ又は２つ以上の態様又は特徴は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はこれらの組み合わせで実現することができる。これらの様々な態様又は特徴は、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能及び／又は解釈可能である１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムの実行を含み得、該プロセッサは、記憶システム、少なくとも１つの入力装置、及び少なくとも１つの出力装置からデータ及び命令を受信し、それらへデータ及び命令を送信するように接続された専用又は汎用プロセッサとすることができる。プログラム可能なシステム又はコンピュータシステムは、クライアント及びサーバを含んでもよい。クライアント及びサーバは、一般に、互いに隔たっており、典型的には、通信ネットワークを介して相互作用する。クライアント及びサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、かつ互いにクライアントサーバ関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。
【００７３】
コンピュータプログラムは、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、アプリケーション、コンポーネント、又はコードとも呼ばれることがあり、プログラム可能なプロセッサのための機械命令を含み、高級プロシージャ言語、オブジェクト指向プログラミング言語、関数型プログラミング言語、論理型プログラミング言語、及び／又はアセンブリ／機械言語で実現され得る。本明細書で使用されるとき、用語「機械可読媒体」とは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、及びプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）などの任意のコンピュータプログラム製品、機器、及び／又は装置を指し、これらは、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含む、プログラム可能なプロセッサに機械命令及び／又はデータ提供するために使用される。用語「機械可読信号」とは、プログラム可能なプロセッサに機械命令及び／又はデータ提供するために使用される任意の信号を指す。機械可読媒体は、例えば、非過渡的固体メモリ若しくは磁気ハードドライブ、又は任意の同等の記憶媒体などの、このような機械命令を非一時的に記憶することができる。機械可読媒体は、例えば、プロセッサキャッシュ、又は１つ若しくは２つ以上の物理的プロセッサコアに関連付けられた他のランダムアクセスメモリなどの一時的な方法で、そのような機械命令を一時的又は追加的に記憶することができる。
【００７４】
ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書に記載された主題のうちの１つ又は２つ以上の態様又は特徴は、例えば、ユーザに情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）モニタなどのディスプレイ装置、並びにキーボード、及び、例えば、マウス、トラックボール、ハンドトラッカ、ジェスチャ認識デバイス（例えば、Ｋｉｎｅｃｔ）等の、ユーザがコンピュータに入力を提供し得る入力装置などを有するコンピュータシステム上に実装することができる。他の種類の装置を使用して、ユーザとの相互作用を同様に提供することができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックなどの任意の形態の感覚フィードバックであり得、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、又は触覚入力を含むが、これらに限定されない任意の形態で受信されてもよい。他の可能な入力装置としては、タッチスクリーン、又は単一若しくはマルチポイント抵抗若しくは容量性トラックパッドなどの他のタッチ式装置、音声認識ハードウェア及びソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャ装置、並びに関連する解釈ソフトウェアなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７５】
図３４は、コンピュータシステム３００の典型的な一実施形態を例示する。図に示すように、コンピュータシステム３００は、コンピュータシステム３００の動作を制御することができる、１つ又は２つ以上のプロセッサ３０２を含むことができる。「プロセッサ」はまた、本明細書では「コントローラ」とも呼ばれる。プロセッサ（複数可）３０２は、プログラム可能な汎用若しくは専用マイクロプロセッサ、及び／又は様々な専用若しくは市販の単一若しくはマルチプロセッサシステムのいずれか１つを含む、任意の種類のマイクロプロセッサ若しくは中央処理装置（ＣＰＵ）を含むことができる。コンピュータシステム３００はまた、１つ又は２つ以上のメモリ３０４も含むことができ、それらは、プロセッサ（複数可）３０２によって実行されるコードのための、又は１つ若しくは２つ以上のユーザ、記憶装置、及び／若しくはデータベースから得られたデータのための一時記憶装置を提供することができる。メモリ３０４は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、１つ又は２つ以上の様々なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（例えば、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、若しくはシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））、及び／又はメモリ技術の組み合わせを含むことができる。
【００７６】
コンピュータシステム３００の様々な要素は、バスシステム３１２に接続することができる。例示されたバスシステム３１２は、適切なブリッジ、アダプタ、及び／又はコントローラによって接続された、任意の１つ又は２つ以上の別個の物理的バス、通信ライン／インターフェース、及び／又はマルチドロップ若しくはポイントツーポイント接続を表す抽象化したものである。コンピュータシステム３００はまた、１つ又は２つ以上のネットワークインターフェース（複数可）３０６、１つ又は２つ以上の入力／出力（ＩＯ）インターフェース（複数可）３０８、及び１つ又は２つ以上の記憶装置（複数可）３１０を含むこともできる。
【００７７】
ネットワークインターフェース（複数可）３０６は、コンピュータシステム３００が遠隔装置、例えば、他のコンピュータシステムとネットワークを介して通信することを可能にすることができ、非限定的な例として、遠隔デスクトップ接続インターフェース、イーサネットアダプタ、及び／又は他のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）アダプタであり得る。ＩＯインターフェース（複数可）３０８は、コンピュータシステム３００を他の電子機器と接続するための１つ又は２つ以上のインターフェース構成要素を含むことができる。非限定的な例として、ＩＯインターフェース（複数可）３０８は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、１３９４ポート、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の高速データポートを含むことができる。加えて、コンピュータシステム３００は、人間のユーザにアクセス可能であり得、したがってＩＯインターフェース（複数可）３０８は、ディスプレイ、スピーカ、キーボード、ポインティングデバイス、及び／又は様々な他のビデオ、オーディオ、若しくは英数字インターフェースを含むことができる。記憶装置（複数可）３１０は、不揮発性及び／又は非過渡的な方法でデータを記憶するための任意の従来式媒体を含むことができる。したがって、記憶装置（複数可）３１０は、永続的状態でデータ及び／又は命令を保持することができ、すなわち、その値は、コンピュータシステム３００への電力の中断にもかかわらず保持される。記憶装置（複数可）３１０は、１つ又は２つ以上のハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、ＵＳＢドライブ、光学ドライブ、様々なメディアカード、ディスケット、コンパクトディスク、及び／又はこれらの任意の組み合わせを含むことができ、コンピュータシステム３００に直接接続されてもよく、又はネットワークなどを介して遠隔接続されることも可能である。典型的な実施形態では、記憶装置（複数可）は、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、ＵＳＢドライブ、光学ドライブ、メディアカード、ディスケット、コンパクトディスクなどの、データを記憶するように構成された有形又は非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。
【００７８】
図３４に例示されている要素は、単一の物理的機械の要素の一部又は全てであり得る。更に、図示された要素の全てが同じ物理的機械上又は同じ物理的機械内に配置される必要はない。典型的なコンピュータシステムとしては、従来のデスクトップコンピュータ、ワークステーション、ミニコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話などが挙げられる。
【００７９】
コンピュータシステム３００は、ウェブページ又は他のマークアップ言語ストリームを検索すること、それらのページ及び／又はストリームを（視覚的に、聴覚的に、又は他の方法で）呈示すること、これらのページ／ストリーム上でスクリプト、コントロール、及び他のコードを実行すること、それらのページ／ストリームに対するユーザ入力を受諾すること（例えば、入力フィールドの完了のため）、それらのページ／ストリームに対するＨｙｐｅｒＴｅｘｔ転送プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストを発行する又は他の方法を行うこと（例えば、完了した入力フィールドからサーバ情報を提出するために）などを行うためのウェブブラウザを含むことができる。ウェブページ又は他のマークアップ言語は、ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＨＴＭＬ）、又は埋め込みＥｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＸＭＬ）、スクリプト、コントロールなどを含む他の従来の形態であり得る。コンピュータシステム３００はまた、ウェブページを生成する及び／又はウェブページをクライアントコンピュータシステムに配信するためのウェブサーバを含むこともできる。
【００８０】
典型的な実施形態では、コンピュータシステム３００は、単一のユニットとして、例えば単一のサーバとして、単一の筐体内に収容される単一のタワー等として提供することができる。単一のユニットは、システムの任意の他の態様の機能を中断することなく、例えば、アップグレード、交換、メンテナンスなどのために、必要に応じて交換することができるようにモジュール化することができる。したがって、単一のユニットはまた、追加のモジュールとして追加される能力を使用して拡張可能とすることができ、並びに／又は既存のモジュールの追加の機能性が所望され、かつ／若しくは改善される。
【００８１】
コンピュータシステムはまた、非限定的な例として、オペレーティングシステム及びデータベース管理システムを含む、様々な他のソフトウェア及び／又はハードウェア構成要素のいずれかを含むこともできる。本明細書には典型的なコンピュータシステムが図示及び説明されているが、これは一般概念及び便宜のためであることが理解されるであろう。他の実施形態では、コンピュータシステムは、本明細書で図示及び説明されるものとは、アーキテクチャ及び動作が異なる場合がある。
【００８２】
本明細書に開示される装置はまた、１回の使用の後に廃棄するように設計することもでき、又は複数回使用するように設計することもできる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも１回の使用後に再使用のために再調整することができる。再調整には、装置の分解工程、それに続く洗浄工程又は特定の部品の交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができる。特に、装置は分解することができ、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。特定の部分を洗浄及び／又は交換した後、装置を後の使用のために、再調整施設で、又は外科手技の直前に外科チームによってのいずれかで再組み立てることができる。当業者であれば、装置の再調整が、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、全て本出願の範囲内にある。
【００８３】
好ましくは、本明細書に記載する発明の構成要素は、使用前に処理されるであろう。最初に、新しい又は使用済みの器具を入手し、必要であれば洗浄する。次いで、器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次に、容器及び器具を、γ線、Ｘ線、又は高エネルギ電子など、容器を透過することができる放射線照射野に置く。放射線は、器具上又は容器内の細菌を死滅させる。この後、滅菌された器具を滅菌容器内で保管することができる。密封された容器は、医療設備において開封されるまで器具を滅菌状態に保つ。
【００８４】
典型的に、装置は滅菌される。これは、β線又はγ線放射、酸化エチレン、蒸気、及び液浴（例えば、低温浸漬）などの当業者には周知の様々な方法によって行うことができる。内部回路を含む装置を滅菌する典型的な実施形態は、２００８年２月８日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ  Ａｎ  Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許第８，１１４，３４５号により詳細に記載されている。装置は、インプラントされる場合、完全に密封されることが好ましい。これは、当業者に既知の様々な方法によって行うことができる。
【００８５】
当業者には、上述の実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点が認識されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除き、具体的に示され説明される内容により限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び参照文献はそれらの全容が参照によって本明細書に明示的に組み込まれる。
【００８６】
〔実施の態様〕
（１）  手術用具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、第１及び第２のチャネルを含み、各チャネルが、螺旋状経路に沿って延在する、エンドエフェクタと、
前記第１のチャネル内に着座し、かつ前記エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第１の細長い可撓性部材と、
前記第２のチャネル内に着座し、かつ前記エンドエフェクタの動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成された第２の細長い可撓性部材と、を備える、手術用具。
（２）  前記エンドエフェクタが、第１の枢動継手を中心に可動であり、前記エンドエフェクタが、第２の枢動継手を中心に互いに対して可動である第１及び第２の顎部を含み、前記第１及び第２の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動継手を中心に前記第１及び第２の顎部の動きをそれぞれ引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、実施態様１に記載の用具。
（３）  前記第１の顎部が、内部に形成された前記第１のチャネルを有し、前記第２の顎部が、内部に形成された前記第２のチャネルを有し、前記第１の顎部が、第３のチャネルを含み、前記第２の顎部が、第４のチャネルを含み、前記第３及び第４のチャネルが、螺旋状経路に沿って各々延在する、実施態様２に記載の用具。
（４）  前記第３のチャネル内に着座した第３の細長い可撓性部材であって、前記第１及び第３の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動点を中心に前記第１の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、第３の細長い可撓性部材と、
前記第４のチャネル内に着座した第４の細長い可撓性部材であって、前記第２及び第４の細長い可撓性部材が、前記第２の枢動点を中心に前記第２の顎部の動きを引き起こすように選択的に動かされるように構成されている、第４の細長い可撓性部材と、を更に備える、実施態様３に記載の用具。
（５）  前記第１のチャネルが、前記第３のチャネルの直径よりも大きい直径を有し、前記第１及び第３の細長い可撓性部材が、実質的に同じ直径を有し、前記第２のチャネルが、前記第４のチャネルの直径よりも大きい直径を有し、前記第２及び第４の細長い可撓性部材が、実質的に同じ直径を有する、実施態様４に記載の用具。
【００８７】
（６）  前記第１、第２、第３、及び第４の細長い可撓性部材が、前記第１の枢動点を中心に前記エンドエフェクタを関節運動させるように、選択的に作動されるように構成されている、実施態様４に記載の用具。
（７）  前記エンドエフェクタが、前記第１の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第１のプーリと、前記第２の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第２のプーリとを含むリスト部において前記細長いシャフトに結合されている、実施態様１に記載の用具。
（８）  前記第１の細長い可撓性部材が、前記第１のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で前記第１のプーリに近づき、かつ動作可能に係合し、前記第２の細長い可撓性部材が、前記第２のプーリの平面に対して実質的にゼロの角度で前記第２のプーリに近づき、かつ動作可能に係合する、実施態様７に記載の用具。
（９）  前記第１及び第２の細長い可撓性部材の各々が、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐からなる群から選択される、実施態様１に記載の用具。
（１０）  前記細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを更に備え、前記ハウジングが、前記第１及び第２の細長い可撓性部材の前記動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合されるように構成されている、実施態様１に記載の用具。
【００８８】
（１１）  手術用具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトに結合され、第１及び第２の顎部を有するエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタと前記細長いシャフトとの間に形成されたリスト部であって、前記リスト部が、第１及び第２のプーリを含み、前記リスト部が、前記細長いシャフトに対する前記エンドエフェクタの関節運動を可能にするように構成されている、リスト部と、
前記第１のプーリ及び前記第１の顎部と動作可能に係合された第１の細長い可撓性部材であって、前記第１の細長い可撓性部材の動きが、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記第１の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの関節運動の全範囲にわたって前記第１のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第１の細長い可撓性部材と、
前記第２のプーリ及び前記第２の顎部と動作可能に係合された第２の細長い可撓性部材であって、前記第２の細長い可撓性部材の動きが、前記エンドエフェクタの関節運動を引き起こすのに有効であり、前記第２の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの関節運動の前記全範囲にわたって前記第２のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第２の細長い可撓性部材と、を備える、手術用具。
（１２）  前記第１及び第２の細長い可撓性部材が、各々、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記エンドエフェクタの長手方向軸に対してゼロでない角度で、前記エンドエフェクタから、前記第１及び第２の細長い可撓性部材のそれぞれに関連付けられた第１及び第２のプーリに向かって近位方向に延在する、実施態様１１に記載の用具。
（１３）  前記第１の顎部が、内部に形成された第１の螺旋状溝であって、前記第１の細長い部材を着座させ、前記第１の細長い部材を前記第１の顎部から近位方向に誘導する、第１の螺旋状溝を有し、前記第２の顎部が、内部に形成された第２の螺旋状溝であって、前記第２の細長い部材を着座させ、前記第２の細長い部材を前記第２の顎部から近位方向に誘導する、第２の螺旋状溝を有する、実施態様１１に記載の用具。
（１４）  前記第１のプーリが、該第１のプーリの円周に沿って形成された第１の溝であって、内部に前記第１の細長い可撓性部材を着座させる、第１の溝を有し、前記第１の細長い可撓性部材は、前記エンドエフェクタが前記細長いシャフトの長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、前記第１のプーリとの前記実質的にゼロのフリートアングルを有し、
前記第２のプーリが、該第２のプーリの円周に沿って形成された第２の溝であって、内部に前記第２の細長い可撓性部材を着座させる、第２の溝を有し、前記第２の細長い可撓性部材は、前記エンドエフェクタが前記細長いシャフトの前記長手方向軸に対して関節運動しているか否かにかかわらず、前記第２のプーリとの前記実質的にゼロのフリートアングルを有する、実施態様１１に記載の用具。
（１５）  前記第１及び第２のプーリが、各々、前記細長いシャフトの前記長手方向軸に実質的に平行である平面を画定する面を有する、実施態様１４に記載の用具。
【００８９】
（１６）  前記第１の顎部と動作可能に係合された第３の細長い可撓性部材であって、前記第３の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記リスト部が、前記第３の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第３のプーリを含み、前記第３の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記第３のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第３の細長い可撓性部材と、
前記第２の顎部と動作可能に係合された第４の細長い可撓性部材であって、前記第４の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの動きを引き起こすのに有効であり、前記リスト部が、前記第４の細長い可撓性部材と動作可能に係合された第４のプーリを含み、前記第４の細長い可撓性部材が、前記エンドエフェクタの前記関節運動の前記全範囲にわたって、前記第４のプーリとの実質的にゼロのフリートアングルを有する、第４の細長い可撓性部材と、を更に備える、実施態様１１に記載の用具。
（１７）  前記第１及び第２の細長い可撓性部材の各々が、ケーブル、ワイヤ、及び撚り紐のうちの１つを含む、実施態様１１に記載の用具。
（１８）  前記細長いシャフトの近位端に結合されたハウジングを更に備え、前記ハウジングは、前記第１及び第２の細長い可撓性部材の前記動きを制御するように構成された外科用ロボットの駆動部に結合するように構成されている、実施態様１１に記載の用具。
（１９）  外科的方法であって、
手術用具のエンドエフェクタ内に形成された第１のチャネル内に着座した第１の細長い可撓性部材の動きを引き起こすことを含み、前記第１の細長い可撓性部材の前記動きが、前記エンドエフェクタを、細長いシャフトの遠位端に前記エンドエフェクタを有する前記細長いシャフトに対して動かし、前記第１のチャネルが、螺旋状経路に沿って延在し、前記第１の細長い可撓性部材が、実質的にゼロのフリートアングルにおいて前記手術用具の第１のプーリと動作可能に係合するように、前記第１のチャネルから近位方向に延在する、方法。
（２０）  前記エンドエフェクタ内に形成された第２のチャネル内に着座した第２の細長い可撓性部材の動きを引き起こすことを更に含み、前記第２の細長い可撓性部材の前記動きが、前記エンドエフェクタを前記細長いシャフトに対して動かし、前記第２のチャネルが、螺旋状経路に沿って延在し、前記第２の細長い可撓性部材が、実質的にゼロのフリートアングルにおいて前記手術用具の第２のプーリと動作可能に係合するように、前記第２のチャネルから近位方向に延在する、実施態様１９に記載の方法。
【００９０】
（２１）  前記第１の細長い可撓性部材が、前記第１のプーリの円周に沿って形成された第１の溝内に可動に着座し、前記第１の細長い可撓性部材の前記動きが、前記第１の細長い可撓性部材を、前記細長いシャフトの長手方向軸に実質的に平行である第１の軸に沿って前記第１の溝内で動かし、
前記第２の細長い可撓性部材が、前記第２のプーリの円周に沿って形成された第２の溝内で可動に着座し、前記第２の細長い可撓性部材の前記動きが、前記第２の細長い可撓性部材を、前記細長いシャフトの前記長手方向軸に実質的に平行である第２の軸に沿って前記第２の溝内で動かす、実施態様１９に記載の方法。
【図１】
2020501655.tif 000003
【図２】
2020501655.tif 000004
【図３】
2020501655.tif 000005
【図４】
2020501655.tif 000006
【図５】
2020501655.tif 000007
【図６】
2020501655.tif 000008
【図７】
2020501655.tif 000009
【図８】
2020501655.tif 000010
【図９】
2020501655.tif 000011
【図１０】
2020501655.tif 000012
【図１１】
2020501655.tif 000013
【図１２】
2020501655.tif 000014
【図１３】
2020501655.tif 000015
【図１４】
2020501655.tif 000016
【図１５】
2020501655.tif 000017
【図１６】
2020501655.tif 000018
【図１７】
2020501655.tif 000019
【図１８】
2020501655.tif 000020
【図１９】
2020501655.tif 000021
【図２０】
2020501655.tif 000022
【図２１】
2020501655.tif 000023
【図２２】
2020501655.tif 000024
【図２３】
2020501655.tif 000025
【図２４】
2020501655.tif 000026
【図２５】
2020501655.tif 000027
【図２６】
2020501655.tif 000028
【図２７】
2020501655.tif 000029
【図２８】
2020501655.tif 000030
【図２９】
2020501655.tif 000031
【図３０】
2020501655.tif 000032
【図３１】
2020501655.tif 000033
【図３２】
2020501655.tif 000034
【図３３】
2020501655.tif 000035
【図３４】
2020501655.tif 000036
【国際調査報告】
2020501655.tif 000037
2020501655.tif 000038
2020501655.tif 000039
2020501655.tif 000040
2020501655.tif 000041