(57)【要約】システムはコンソールアセンブリ、コンソールアセンブリに動作可能に接続されたトロカールアセンブリ、ステレオカメラアセンブリを有するコンソールアセンブリに動作可能に接続されたカメラアセンブリ、および、ピッチ軸あるいはヨー軸の少なくとも１つのまわりのステレオカメラアセンブリの回転を検出するように構成された少なくとも１つの回転位置センサーを含む。コンソールアセンブリは、第１のアクチュエーターと、第１のアクチュエーターに動作可能に接続された第１のアクチュエータープーリーとを含む。トロカールアセンブリは、内部と外径を有するトロカールと、少なくとも１つのシールを含み、かつ、トロカールに動作可能に接続された、シールサブアセンブリとを含む。カメラアセンブリは、遠位端と近位端を有するカメラ支持管を含み、ステレオカメラは支持管の遠位端に動作可能に接続され、第１のカメラモジュールと第２のカメラモジュールは、第１の光軸と第２の光軸とを有する。【選択図】図１Ａ
2020534075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
前記システムは：
ａ．
ｉ．第１のアクチュエーターと、
ｉｉ．第１のアクチュエーターに動作可能に接続された第１のアクチュエータープーリーとを含む、コンソールアセンブリと；
ｂ．コンソールアセンブリに動作可能に接続されたトロカールアセンブリであって、
前記トロカールアセンブリが、
ｉ．内径と外径を有するトロカール、および、
ｉｉ．少なくとも１つのシールを含む、トロカールに動作可能に接続されたシールサブアセンブリを含む、トロカールアセンブリと；
ｃ．コンソールアセンブリに動作可能に接続されたカメラアセンブリであって、
前記カメラアセンブリが、
ｉ．遠位端と近位端を有するカメラ支持管；
ｉｉ．カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続されたステレオカメラアセンブリであって、
前記ステレオカメラアセンブリが、
１．キャビティを画定する主カメラ本体、
２．ピッチ駆動アセンブリ、
３．ヨー駆動アセンブリであって、ピッチ駆動アセンブリとヨー駆動アセンブリが少なくとも２つの回転自由度を提供する、ヨー駆動アセンブリ、
４．第１の光軸を有する第１のカメラモジュール、
５．第２の光軸を有する第２のカメラモジュール、を含む、ステレオカメラアセンブリ、を含む、カメラアセンブリと；および、
ｄ．ピッチ軸あるいはヨー軸の少なくとも１つのまわりのステレオカメラアセンブリの回転を検出するように構成された少なくとも１つの回転位置センサーであって、ヨー軸が、カメラ支持管がある面に対して垂直であり、および、ピッチ軸がヨー軸に対して垂直である、
少なくとも１つの回転位置センサーと、
を含む、システム。
【請求項２】
第１のアクチュエーターの駆動がステレオカメラアセンブリをピッチ軸のまわりに回転させるように、ピッチ駆動アセンブリを第１のアクチュエータープーリーに動作可能に接続するピッチケーブルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
コンソールアセンブリは、
ａ．第２のアクチュエーターと、
ｂ．第２のアクチュエーターに動作可能に接続された第２のアクチュエータープーリーとをさらに含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
第２のアクチュエーターの駆動がステレオカメラアセンブリをヨー軸のまわりに回転させるように、第２のアクチュエーターを第２のアクチュエータープーリーに動作可能に接続するヨーケーブルをさらに含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
コンソールアセンブリはさらに、第１のアクチュエータープーリーとピッチ駆動アセンブリとの間でピッチケーブルの経路に沿って配置された第１の方向転換プーリーを含み、第１の方向転換プーリーは、ピッチケーブルの経路を、第１のアクチュエータープーリーから、カメラ支持管によって画定された第１のケーブル内腔へと方向転換するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
コンソールアセンブリは、第２のアクチュエータープーリーとヨー駆動アセンブリとの間でヨーケーブルの経路に沿って配置された第２の方向転換プーリーをさらに含み、第２の方向転換プーリーは、ヨーケーブルの経路を、第２のアクチュエータープーリーから、カメラ支持管によって画定された第２のケーブル内腔に方向転換するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
コンソールアセンブリは、第２のアクチュエータープーリーとヨー駆動アセンブリとの間でヨーケーブルの経路に沿って配置された方向転換プーリーをさらに含み、方向転換プーリーは、ヨーケーブルの経路を、第２のアクチュエータープーリーから、カメラ支持管によって画定された第２のケーブル内腔へと方向転換するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
シールサブアセンブリは第２のシールをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
トロカールアセンブリはシールプラグをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ステレオカメラアセンブリは周辺カメラをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
第１のカメラモジュールの第１の光軸、および第２のカメラモジュールの第２の光軸は、立体視を提供するように構成された軸間距離を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
ステレオカメラアセンブリは、挿入構成と展開構成を有し、ここで、挿入構成では、第１のカメラモジュールの第１の光軸と第２のカメラモジュールの第２の光軸は、カメラ支持管に対して垂直に向けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
第１のカメラモジュールは、第１の外縁を有する第１のカメラモジュール本体を含み、第２のカメラモジュールは、第２の外縁を有する第２のカメラモジュール本体を含み、
および、第１のカメラモジュール本体の第１の外縁から第２のカメラモジュール本体の第２の外縁までの最大距離は、カメラ支持管の軸に垂直に得られたステレオカメラアセンブリの断面の最大幅よりも大きい、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
コンソールアセンブリは複数のアクチュエーターをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
トロカールアセンブリは、通過軸を有する通過路を画定するトロカール嵌合固定具をさらに含み、通過軸はカメラ支持管の長手軸と平行であり、および、通過路は、カメラコンソールアセンブリを介する、および、トロカールアセンブリを介するアクセスを許可するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
カメラアセンブリであって：
ａ．遠位端と近位端を有するカメラ支持管と；
ｂ．カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続されたステレオカメラアセンブリであって、
前記ステレオカメラアセンブリが、
ｉ．カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続された主カメラ本体であって、前記主カメラ本体が電気部品のキャビティを画定する、主カメラ本体、
ｉｉ．第１の光軸を有する第１のカメラモジュール、
ｉｉｉ．第２の光軸を有する第２のカメラモジュール、および、
ｉｖ．ピッチ駆動アセンブリとヨー駆動アセンブリとを含む駆動システムであって、少なくとも２つの回転自由度を提供する、駆動システム、を含む、ステレオカメラアセンブリと；
ｃ．ピッチ軸あるいはヨー軸の少なくとも１つのまわりのステレオカメラアセンブリの回転を検出するように構成された少なくとも１つの回転位置センサーであって、ヨー軸が、カメラ支持管がある面に対して垂直であり、および、ピッチ軸がヨー軸に対して垂直である、
少なくとも１つの回転位置センサーと、
を含む、カメラアセンブリ。
【請求項１７】
駆動システムはケーブル駆動である、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項１８】
駆動システムはモーター駆動である、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項１９】
ヨー駆動アセンブリは、ステレオカメラアセンブリをヨー軸のまわりで駆動させるように構成される、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２０】
ピッチ駆動アセンブリは、ステレオカメラアセンブリをピッチ軸のまわりで駆動させるように構成される、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２１】
ピッチ駆動アセンブリは、ヨー駆動アセンブリとは無関係に、ステレオカメラアセンブリをピッチ軸のまわりで駆動させるように構成される、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２２】
ステレオカメラアセンブリは第１の周辺カメラをさらに含む、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２３】
ステレオカメラアセンブリは第２の周辺カメラをさらに含む、請求項２２に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２４】
ステレオカメラアセンブリは電源に動作可能に接続された光源をさらに含む、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２５】
ステレオカメラアセンブリは電気通信部品をさらに含み、電気通信部品は、第１のカメラモジュール、第２のカメラモジュール、あるいは少なくとも１つの回転位置センサーの少なくとも１つによって捉えられた情報を送信するように構成される、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２６】
電気通信部品はフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）を含む、請求項２５に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２７】
電気通信部品はプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む、請求項２５に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２８】
電気通信部品は、少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成され、電気通信部品は、少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動中に、第１のカメラモジュール、第２のカメラモジュール、あるいは少なくとも１つの回転位置センサーの少なくとも１つによって捉えられた情報を送信するように構成される、請求項２５に記載のカメラアセンブリ。
【請求項２９】
電気通信部品は、損傷を受けたり、使用不能になったりすることなく、許容される最小の曲げ半径まで曲げられ得る、請求項２８に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３０】
電気通信部品の保護ケーシングを提供するフレックスシールドをさらに含む、請求項２８に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３１】
フレックスシールドはさらに側壁を含む、請求項３０に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３２】
電気通信部品は、主カメラ本体によって画定された電気通信部品のキャビティに位置している、請求項２８に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３３】
フレックスラップガイドと定荷重ばねをさらに含む、請求項３２に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３４】
主カメラ本体はさらに、機械加工された表面アパーチャを画定する、請求項３２に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３５】
電気通信部品固定装置をさらに含む、請求項２８に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３６】
第１のカメラモジュールの第１の光軸、および第２のカメラモジュールの第２の光軸は、立体視を提供するように構成された軸間距離を有する、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３７】
ステレオカメラアセンブリは、挿入構成と展開構成とを有し、ここで、挿入構成では、第１のカメラモジュールの第１の光軸と第２のカメラモジュールの第２の光軸は、カメラ支持管に対して垂直に向けられる、請求項１６に記載のカメラアセンブリ。
【請求項３８】
第１のカメラモジュールは、第１の外縁を有する第１のカメラモジュール本体を含み、第２のカメラモジュールは、第２の外縁を有する第２のカメラモジュール本体を含み、および、第１のカメラモジュール本体の第１の外縁から第２のカメラモジュール本体の第２の外縁までの最大距離は、カメラ支持管の軸に垂直に得られたステレオカメラアセンブリの断面の最大幅よりも大きい、請求項３７に記載のカメラアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１７年９月１４日に出願された「Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｃａｍｅｒａ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国仮特許出願第６２／５５８，５８３号の優先権を主張し、当該文献は全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は一般に、最小侵襲手術、最小侵襲手術カメラ、およびバーチャルリアリティ最小侵襲手術システムに関連する。
【０００３】
関連技術の詳細
最小侵襲手術の分野は、１９００年代の初めから途方もない発展と成長を遂げており、このような発展と成長が患者にとってより良い結果を生み出している。最小侵襲手術分野での主要な発展の１つは、手術ロボット装置の導入であった。最小侵襲手術分野における手術用ロボット装置の導入と活用により、こうした装置を用いて行うことができる手術の数と種類が増加している。この増加は、回復時間の短縮、転帰の改善、手術時間の短縮など、患者に多くの改善をもたらした。手術ロボット装置の利用の増加により、様々な機能や手術を行うことができ、様々な手技で制御・操作が可能な機器が増えている。
【０００４】
最小侵襲手術中、通常、内視鏡カメラは、手術部位と手術腔の画像を外科医に提供するために使用され、それにより、外科医はロボットツールを操作し、他の人が行われている手術を見ることができる。通常、最小侵襲手術では、外科医は組織の操作や臓器の収縮の作業に集中している。こうした作業を達成するために、外科医は、手順を実行するために適切な視野を得るべく、内視鏡カメラを所望の場所と位置に手動で操作する。典型的には、内視鏡カメラは、限定された狭い視野を与えるため、結果として、外科医は、視野外のツールまたは組織を見るために、内視鏡カメラを手動で前後に移動させたり、別の場所に移動させたりしなければならない。外科医が内視鏡カメラを手動で動かす必要があるため、外科医は手術を行うことから意識を切り替え、適切な視野を得ることに集中しなければならず、その結果、手術時間が長くなり、患者の回復時間が長くなる。
【０００５】
一般的に、最小侵襲手術全体を通して、手術を行う外科医には手術野の複数の視野と角度が必要である。一般に、内視鏡は、操作中に、より大きな視野または異なる視野を得るために、手動で左、右、後、および／または前に限界まで移動させてもよく、その後、外科医が所望の倍率で組織および／または臓器を見ることができるように、元の位置および向きに戻すように移動させてもよい。内視鏡カメラを物理的に操作すると、手術を行う代わりに外科医の焦点を術野に切り替える必要があり、患者が偶発的なアクシデントに見舞われたり、回復時間が長くなったり、手術時間が長くなったりすることがある。
【０００６】
手術部位の複数の視野を得るために内視鏡カメラを手動で移動させる必要性をなくし、さらに広い視野を得るために、複数の内視鏡カメラを利用して、患者の腔内の異なる切開部から各内視鏡カメラを挿入するものもある。これにより、外科医は複数の異なる視野を得ることができるようになったが、患者にとってはコストがかかるようになった。なぜなら、複数の内視鏡カメラを挿入するために複数の切開を行わなければならず、ヘルニアのリスク、感染症のリスク、痛み、および、一般的な罹患率を高めることになるからである。加えて、複数の内視鏡カメラを利用することで、外科医の作業スペースが減り、外科医にとっては手術を行うことがさらに困難になる。
【０００７】
従来の最小侵襲手術や既存のロボット手術では、内視鏡カメラを使用して手動で動かして操作することは実行可能な選択肢ではあるが、バーチャルリアリティ手術中にカメラを動かして操作することは現実的ではなく、直感的な方法ではない。バーチャルリアリティ手術では、外科医は、手術部位で患者の体内に凝縮されているような感覚を持つ。バーチャルリアリティゴーグルによって提供される三次元の可視化と組み合わせて、外科医は手術を見て、あたかもロボットアームが自分の腕や手の形をしているかのように、ロボットアームと相互作用する。バーチャルリアリティ手術では、外科医は自然で没入型のバーチャルリアリティのユーザーインターフェースに夢中になる。外科医がバーチャルリアリティのユーザーインターフェースに浸っている間、内視鏡カメラを手動で操作して所望の位置に移動させることは、自然で没入型のバーチャルリアリティのユーザーインターフェースから外科医を切り離して去らせることが必要になるため、外科医にとっては面倒なことである。あるいは、外科医が内視鏡カメラを手動で操作する場合、そのような操作は外科医にとって混乱を招き、その結果、手術時間の増加につながるだけでなく、外科医の作業の流れを乱すことにもなりかねない。外科医が自然で没入型のバーチャルリアリティのユーザーインターフェースに没入したままでいられるようにするためには、カメラを制御して術野の複数の視野を得る別の技術がバーチャルリアリティ手術に必要である。
【０００８】
人間のようなロボットシステムでは、成功したシステムを持つことは、自然で直感的な人と機械のインターフェース（ＨＭＩ）を維持することに起因する。このように、バーチャルリアリティ手術では、外科医にとっては、人間のようなロボットの機能を維持したまま、カメラと相互作用して操作することができることが有利である。
【発明の概要】
【０００９】
１つの実施形態では、本発明は、システムを含み、上記システムは、第１のアクチュエーターと、第１のアクチュエーターに動作可能に接続された第１のアクチュエータプーリーとを含む、コンソールアセンブリと；コンソールアセンブリに動作可能に接続されたトロカールアセンブリであって、上記トロカールアセンブリが、内径と外径を有するトロカール、および、少なくとも１つのシールを含むシールサブアセンブリ、トロカールに動作可能に接続されたシールサブアセンブリ、を含む、トロカールアセンブリと；コンソールアセンブリに動作可能に接続されたカメラアセンブリであって、上記カメラアセンブリが、遠位端と近位端を有するカメラ支持管、カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続されたステレオカメラアセンブリであって、上記ステレオカメラアセンブリが、キャビティを画定する主カメラ本体、ピッチ駆動アセンブリ、ヨー駆動アセンブリであって、ピッチ駆動アセンブリとヨー駆動アセンブリが少なくとも２つの回転自由度を提供する、ヨー駆動アセンブリ、第１の光軸を有する第１のカメラモジュール、および、第２の光軸を有する第２のカメラモジュール、を含む、ステレオカメラアセンブリを含む、カメラアセンブリと；ピッチ軸あるいはヨー軸の少なくとも１つのまわりのステレオカメラアセンブリの回転を検出するように構成された少なくとも１つの回転位置センサーであって、ヨー軸が、カメラ支持管がある面に対して垂直であり、および、ピッチ軸がヨー軸に対して垂直である、少なくとも１つの回転位置センサーと、を備える。システムのシールサブアセンブリはさらに、第２のシールを含み得る。システムのトロカールアセンブリはさらに、シールプラグを含み得る。システムのステレオカメラアセンブリはさらに、周辺カメラを含み得る。システム、第１のカメラモジュールの第１の光軸、および第２のカメラモジュールの第２の光軸は、立体視を提供するように構成された軸間距離を有する。システムのコンソールアセンブリはさらに、複数のアクチュエーターを含み得る。システムのトロカールアセンブリはさらに、通過軸を有する通過路を画定するトロカール嵌合固定具を含み得、通過軸は、カメラコンソールアセンブリを介する、および、トロカールアセンブリを介するアクセスを許可するように構成される。
【００１０】
システムはさらに、第１のアクチュエーターの駆動がステレオカメラアセンブリをピッチ軸のまわりに回転させるように、ピッチ駆動アセンブリを第１のアクチュエータプーリーに動作可能に接続するピッチケーブルを含み得る。ピッチケーブルをシステムにおいて、コンソールアセンブリはさらに、第２のアクチュエーターと、第２のアクチュエーターに動作可能に接続された第２のアクチュエータプーリーとを含み得る。第２のアクチュエーターを有するコンソールアセンブリを含むシステムにおいて、第２のアクチュエーターの駆動がステレオカメラアセンブリをヨー軸のまわりに回転させるように、第２のアクチュエーターを第２のアクチュエータプーリーに動作可能に接続するヨーケーブルがさらに含まれ得る。ヨーケーブルを含むシステムにおいて、コンソールアセンブリはさらに、第１のアクチュエータプーリーとピッチ駆動アセンブリとの間でピッチケーブルの経路に沿って配置された第１の方向転換プーリーを含み得、第１の方向転換プーリーは、ピッチケーブルの経路を、第１のアクチュエータプーリーから、カメラ支持管によって画定された第１のケーブル内腔へと方向転換するように構成される。ヨーケーブルを含むシステムにおいて、コンソールアセンブリはさらに、第２のアクチュエータプーリーとヨー駆動アセンブリとの間でヨーケーブルの経路に沿って配置された方向転換プーリーを含み得、方向転換プーリーは、ヨーケーブルの経路を、第２のアクチュエータプーリーから、カメラ支持管によって画定された第２のケーブル内腔へと方向転換するように構成される。
【００１１】
第１の方向転換プーリーを有するコンソールアセンブリを含むシステムにおいて、第２のアクチュエータプーリーとヨー駆動アセンブリとの間で配置された第２の方向転換プーリーがさらに含まれ得、第２の方向転換プーリーは、ヨーケーブルの経路を、第２のアクチュエータプーリーから、カメラ支持管によって画定された第２のケーブル内腔に方向転換するように構成される。
【００１２】
他の実施形態では、システムのステレオカメラアセンブリは、挿入構成と展開構成とを有し、ここで、挿入構成では、第１のカメラモジュールの第１の光軸と第２のカメラモジュールの第２の光軸は、カメラ支持管に対して垂直に向けられる。挿入構成と展開構成を有するステレオカメラアセンブリを備えるシステムにおいて、第１のカメラモジュールは、第１の外縁を有する第１のカメラモジュール本体を含み、第２のカメラモジュールは、第２の外縁を有する第２のカメラモジュール本体を含み、および、第１のカメラモジュール本体の第１の外縁から第２のカメラモジュール本体の第２の外縁までの最大距離は、カメラ支持管の軸に垂直に得られたステレオカメラアセンブリの断面の最大幅よりも大きい。
【００１３】
他の態様では、本発明はカメラアセンブリを含み、上記カメラアセンブリは、遠位端と近位端を有するカメラ支持管；カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続されたステレオカメラアセンブリであって、上記ステレオカメラアセンブリが、カメラ支持管の遠位端に動作可能に接続された主カメラ本体であって、上記主カメラ本体が電気部品のキャビティを画定する、主カメラ本体、第１の光軸を有する第１のカメラモジュール、第２の光軸を有する第２のカメラモジュール、および、ピッチ駆動アセンブリとヨー駆動アセンブリとを含む駆動システムであって、少なくとも２つの回転自由度を提供する、駆動システム、を含む、ステレオカメラアセンブリ；ピッチ軸あるいはヨー軸の少なくとも１つのまわりのステレオカメラアセンブリの回転を検出するように構成された少なくとも１つの回転位置センサーであって、ヨー軸が、カメラ支持管がある面に対して垂直であり、および、ピッチ軸がヨー軸に対して垂直である、少なくとも１つの回転位置センサー、とを備える。１つの実施形態では、カメラアセンブリの駆動システムは、ケーブル駆動である。別の実施形態では、カメラアセンブリの駆動システムは、モーター駆動である。他の実施形態では、カメラアセンブリのヨー駆動アセンブリは、ステレオカメラアセンブリをヨー軸のまわりで駆動させるように構成される。さらに別の実施形態では、カメラアセンブリのピッチ駆動アセンブリは、ステレオカメラをピッチ軸のまわりで駆動させるように構成される。他の実施形態では、カメラアセンブリのピッチ駆動アセンブリは、ヨー駆動アセンブリとは無関係に、ステレオカメラアセンブリをピッチ軸のまわりで駆動させるように構成される。カメラアセンブリのステレオカメラはさらに、電源に動作可能に接続された光源を含み得る。
【００１４】
別の実施形態では、カメラアセンブリのステレオカメラアセンブリはさらに、第１の周辺カメラを含み得る。第１の周辺カメラを含むカメラアセンブリでは、ステレオカメラアセンブリはさらに、第２の周辺カメラを含み得る。
【００１５】
さらに別の実施形態では、カメラアセンブリのステレオカメラアセンブリはさらに、電気通信部品を含み得、電気通信部品は、第１のカメラモジュール、第２のカメラモジュール、あるいは少なくとも１つの回転位置センサーの少なくとも１つによって捉えられた情報を送信するように構成される。電気通信部品を含むカメラアセンブリでは、電気通信部品はさらに、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）を含み得る。別の実施形態では、カメラアセンブリは電気通信部品を含み、電気通信部品はさらに、プリント回路基盤（ＰＣＢ）を含み得る。
【００１６】
電気通信部品を含むカメラアセンブリの別の実施形態において、電気通信部品は、少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成され、電気通信部品は、少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動中に、第１のカメラモジュール、第２のカメラモジュール、あるいは少なくとも１つの回転位置センサーの少なくとも１つによって捉えられた情報を送信するように構成される。少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成された電気通信部品を含むカメラアセンブリの別の実施形態では、電気通信部品は、損傷を受けたり、使用不能になったりすることなく、許容される最小の曲げ半径まで曲げられ得る。少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成された電気通信部品を含むカメラアセンブリでは、電気通信部品固定装置がさらに含まれ得、電気通信部品固定装置は、駆動システムが使用中に、電気通信部品が損傷を受けるのを防ぐ。
【００１７】
別の実施形態において、少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成された電気通信部品を含むカメラアセンブリはさらに、電気通信部品の保護ケーシングを提供するフレックスシールドを含み得、フレックスシールドは、カメラアセンブリが使用中に、電気通信部品が他の物体および／または部品と接触するのを防ぐ。フレックスシールドを含むカメラアセンブリでは、フレックスシールドはさらに側壁を含み得る。
【００１８】
少なくとも２つの回転自由度でステレオカメラアセンブリを駆動させ得るように物理的に構成された電気通信部品を含むカメラアセンブリのさらに別の実施形態では、電気通信部品は、主カメラ本体によって画定された電気通信キャビティに位置している。電気通信キャビティに位置する電気通信部品を有するカメラアセンブリでは、フレックスラップガイドと定荷重ばねがさらに含まれ得、定荷重ばねは電気通信部品に対して径方向の力を加える。電気通信キャビティに位置する電気通信部品を有するカメラアセンブリの別の実施形態では、主カメラ本体はさらに、機械加工された表面アパーチャを画定し得る。
【００１９】
カメラアセンブリの他の実施形態では、第１のカメラモジュールの第１の光軸と第２のカメラモジュールの第２の光軸は、立体視を提供するように構成された軸間距離を有する。別の実施形態では、カメラアセンブリのステレオカメラアセンブリは、挿入構成と展開構成を有し、挿入構成では、第１のカメラモジュールの第１の光軸と第２のカメラモジュールの第２の光軸は、カメラ支持管に対して垂直に向けられる。挿入構成と展開構成を有するステレオカメラアセンブリを有するカメラアセンブリでは、第１のカメラモジュールは、第１の外縁を有する第１のカメラ本体を含み、第２のカメラモジュールは、第２の外縁を有する第２のカメラモジュール本体を含み、第１のカメラモジュール本体の第１の外縁から第２のカメラモジュール本体の第２の外縁までの最大の距離は、カメラ支持管の軸に垂直に得られたステレオカメラアセンブリの断面の最大幅よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
番号を付けられたアイテムはすべての図で一貫していることに留意する。同じ番号を付けられたアイテムは、同じアイテムであるか、あるいはそのアイテムの同一のコピーである。異なる番号を付けられたアイテムは、異なる設計の部分であるか、あるいは異なる目的に役立つたまに同一の部分である。
【図１Ａ】ロボットカメラシステムの１つの実施形態の正面等角図である。
【図１Ｂ】ロボットカメラシステムの１つの実施形態の背面等角図である。
【図２Ａ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリの背面等角図である。
【図２Ｂ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリの正面等角図である。
【図２Ｃ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリの側面等角図である。
【図３】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリの分解側面等角図である。
【図４Ａ】１つの実施形態に係るカメラコンソールベースの等角図である。
【図４Ｂ】１つの実施形態に係るカメラコンソールベースの正面等角図である。
【図５Ａ】１つの実施形態に係るトロカール嵌合固定具の正面等角図である。
【図５Ｂ】１つの実施形態に係るトロカール嵌合固定具の斜視等角図である。
【図５Ｃ】１つの実施形態に係るトロカール嵌合固定具の正面輪郭図である。
【図５Ｄ】１つの実施形態に係るトロカール嵌合固定具の背面輪郭図である。
【図６】１つの実施形態に係るカメラコンソールベースへ接続され得るいくつかの部品の等角分解図である。
【図７Ａ】１つの実施形態に係るプーリーハウジングブロックの等角図である。
【図７Ｂ】１つの実施形態に係るプーリーハウジングブロックの平面等角図である。
【図７Ｃ】１つの実施形態に係るプーリーハウジングブロックの底面等角図である。
【図８Ａ】プーリーハウジングブロックと１つの実施形態に従ってプーリーハウジングブロックに接続され得る部品の分解等角図である。
【図８Ｂ】方向転換プーリーと方向転換プーリーカバーが接続された状態のプーリーハウジングブロックの分解等角図である。
【図９Ａ】１つの実施形態に係るコンソール嵌合サポートの等角図である。
【図９Ｂ】１つの実施形態に係るコンソール嵌合サポートの平面等角図である。
【図９Ｃ】１つの実施形態に係るコンソール嵌合サポートの底面輪郭図である。
【図１０Ａ】１つの実施形態に係るフレックスシールドの等角図である。
【図１０Ｂ】１つの実施形態に係るフレックスシールドのさらなる等角図である。
【図１０Ｃ】１つの実施形態に係るフレックスシールドの平面輪郭図である。
【図１１Ａ】１つの実施形態に係るフレックスシールドに接続されたカメラリジッド基板の正面等角図である。
【図１１Ｂ】１つの実施形態に係るフレックスシールドに接続されたカメラリジッド基板の平面等角図である。
【図１２】１つの実施形態に係る上部コンソール本体の等角図である。
【図１３】１つの実施形態に係るトロカールアセンブリの分解側面輪郭図である。
【図１４Ａ】１つの実施形態に係るトロカールの等角図である。
【図１４Ｂ】１つの実施形態に係るトロカールの分解等角図である。
【図１５Ａ】１つの実施形態に係るシールサブアセンブリの等角図である。
【図１５Ｂ】１つの実施形態に係るシールサブアセンブリの分解等角図である。
【図１６Ａ】１つの実施形態に係るシールサブアセンブリの断面輪郭図である。
【図１６Ｂ】１つの実施形態に係るシールサブアセンブリの等角断面図である。
【図１７Ａ】１つの実施形態に係る膨張可能なシールの正面等角図である。
【図１７Ｂ】１つの実施形態に係る膨張可能なシールの背面等角図である。
【図１８Ａ】１つの実施形態に係る翼付リングの正面輪郭図である。
【図１８Ｂ】１つの実施形態に係る翼付リングの平面等角図である。
【図１９Ａ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリに接続されたロボットカメラアセンブリの正面等角図である。
【図１９Ｂ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリに接続されたロボットカメラアセンブリの正面分解等角図である。
【図２０Ａ】１つの実施形態に係るカメラ支持管の正面等角図である。
【図２０Ｂ】１つの実施形態に係るカメラ支持管の背面等角図である。
【図２１Ａ】１つの実施形態に係るステレオカメラの分解等角図である。
【図２１Ｂ】１つの実施形態に係るステレオカメラの正面分解等角図である。
【図２２Ａ】１つの実施形態に係るピッチ駆動アセンブリの輪郭図である。
【図２２Ｂ】１つの実施形態に係るピッチ駆動アセンブリの分解輪郭図である。
【図２２Ｃ】１つの実施形態に係るピッチ駆動アセンブリの分解等角図である。
【図２３Ａ】１つの実施形態に係るピッチプーリーの右側の等角図である。
【図２３Ｂ】１つの実施形態に係るピッチプーリーの左側の等角図である。
【図２３Ｃ】１つの実施形態に係るピッチプーリーの正面等角図である。
【図２４Ａ】１つの実施形態に係る主カメラ本体の平面等角図である。
【図２４Ｂ】１つの実施形態に係る主カメラ本体の底面等角図である。
【図２５Ａ】１つの実施形態に係る主カメラ本体マウントの平面等角図である。
【図２５Ｂ】１つの実施形態に係る主カメラ本体マウントの等角図である。
【図２５Ｃ】１つの実施形態に係る主カメラ本体マウントのさらなる等角図である。
【図２６Ａ】１つの実施形態に係るヨー駆動アセンブリの分解等角図である。
【図２６Ｂ】１つの実施形態に係るヨー駆動アセンブリのさらなる分解等角図である。
【図２７】１つの実施形態に係る、主カメラ本体マウントとヨー駆動アセンブリとの間の接続の分解等角図である。
【図２８Ａ】１つの実施形態に係るヨープーリーの平面輪郭図である。
【図２８Ｂ】１つの実施形態に係るヨープーリーの側面等角図である。
【図２８Ｃ】１つの実施形態に係るヨープーリーの底面等角図である。
【図２９Ａ】１つの実施形態に係るヨープーリーブロックの平面等角図である。
【図２９Ｂ】１つの実施形態に係るヨープーリーブロックの側面等角図である。
【図２９Ｃ】１つの実施形態に係るヨープーリーブロックの底面等角図である。
【図３０】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリの等角図である。
【図３１Ａ】１つの実施形態に係る逆回転プーリーシステムの分解輪郭図である。
【図３１Ｂ】１つの実施形態に係る逆回転プーリーシステムの分解背面輪郭図である。
【図３１Ｃ】１つの実施形態に係る逆回転プーリーシステムの輪郭図である。
【図３２Ａ】１つの実施形態に係るカメラコンソールベースに対するトロカール嵌合固定具の接続の分解等角図である。
【図３２Ｂ】１つの実施形態に係るカメラコンソールアセンブリと、１つの実施形態に係るトロカールアセンブリとの間の接続の分解図である。
【図３３Ａ】１つの実施形態に係るトロカールアセンブリの等角図である。
【図３３Ｂ】１つの実施形態に係るトロカールアセンブリの分解等角図である。
【図３４Ａ】１つの実施形態に係る電気通信部品のキャビティの等角図である。
【図３４Ｂ】１つの実施形態に係る電気通信部品のキャビティの等角図である。
【図３４Ｃ】１つの実施形態に係る電気通信部品のキャビティの等角図である。
【図３５Ａ】１つの実施形態に係る主カメラ本体マウントの分解等角図である。
【図３５Ｂ】１つの実施形態に係る主カメラ本体マウントの等角図である。
【図３６】１つの実施形態に係る、主カメラ本体マウントとヨー駆動アセンブリとの間の接続の分解等角図である。
【図３７】１つの実施形態に係るヨー駆動アセンブリの分解等角図である。
【図３８Ａ】１つの実施形態に係るピッチ駆動アセンブリの輪郭図である。
【図３８Ｂ】１つの実施形態に係るピッチ駆動アセンブリの等角図である。
【図３９Ａ】１つの実施形態に係るカメラアセンブリの分解等角図である。
【図３９Ｂ】１つの実施形態に係るカメラアセンブリの等角図である。
【図４０】１つの実施形態に係るカメラアセンブリの断面図である。
【図４１】１つの実施形態に係る第１のカメラモジュール本体と第２のカメラモジュール本体の正面図である。
【図４２】１つの実施形態に係る回転のヨー軸とピッチ軸を強調しているステレオカメラアセンブリの正面図である。
【図４３】１つの実施形態に係る挿入構成のステレオカメラアセンブリの等角図である。
【図４４】１つの実施形態に係る展開構成のステレオカメラアセンブリの等角図である。
【図４５】１つの実施形態に係る通過軸を強調しているロボットカメラシステムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本システムは腹腔内で外科医によって使用されるように設計されているが、システムの多くの代替的な使用が可能である。例えば、ユーザーは、医師の助手、看護師、手術補助者、またはその他の手術要員であってもよい。さらに、上記装置は、患者の身体のいかなる部分内に配置され得、先の実施形態は、患者の身体のより小さい領域内での使用を可能にするように、はるかに小さく設計可能である。小さい装置と大きい装置の両方は、副鼻腔、結腸、胃、または、限定されないが腹部、頭蓋、および頸部を含む人体内の任意の他の領域などの領域で使用されるように製造可能である。ＭＥＭＳあるいた他の手段を利用する微細加工により、ヒトの血管などの非常に小さな領域内に装置を配置することが可能である。
【００２２】
いくつかの実施形態では、装置は、爆弾の拡散、軍事偵察、検査業務、またはカメラの手動操作なしで複数のカメラ視野を得ることを必要とする他のタスクなどの非外科的または非医療的タスクに使用され得る。加えて、いくつかの実施形態は、要員の訓練のためなどの教育目的に使用され得る。明らかに、そのような実施形態では、ユーザーの多くは必ずしも外科医である必要はない。加えて、いくつかの実施形態は人員の訓練のためのなどの教育目的に使用されてもよい。装置のいくつかの実施形態は、人間の大きさに、または、実物の大きさよりも大きくなるようにさえ製造され得、人間が到達することができない、または人間が見ることができない領域から視覚を得ることを可能にする。そのような実施形態では、明らかに、ユーザーは必ずしも外科医である必要はない。
【００２３】
概観
特定の実施形態では、本明細書に開示される手術装置システムは、本明細書において参照により全体として本明細書に組み込まれる国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２９２４６（国際特許出願ＷＯ２０１５１７１６１４Ａ１として公開）において開示されたバーチャルリアリティ手術装置に組み込まれ、かつ、上記装値とともに使用されるように設計されている。上記の文にもかかわらず、いくつかの実施形態では、本明細書に開示される手術装置システムは、他の既存の、および、将来のロボット手術システムおよび／または装置によって実行および利用され得る。
【００２４】
本システムの目的は、ＭＩＳ手術を行う外科医が、内視鏡カメラを手動で操作したりおよび／または動かしたりすることなく、手術部位の複数の視野と角度を得ることができるようにすることである。本システムは、外科医が見たい方向に直感的に頭部を動かすことによって所望の視野を得ることができるように、外科医が自分の頭部の動きに基づいてカメラの操作を制御することを可能にする。本システムが使用中に、外科医は、患者の身体内部にいる感覚を持つようなやり方で、手術部位を見ることができ、および、外科医は、周囲を見渡すだけで術野全体を見て所望の視野を得ることができる。これは、好都合なことに、外科医が所望の視野を効率的に得ることを可能にし、外科医が処置中に集中力を維持することを可能にし、その結果、患者のためにより短い手術時間とより迅速な回復時間をもたらす。
【００２５】
別段の記載がない限り、本明細書で使用される「遠位」という用語は、基準点から相対的に離れていることを意味し、「近位」は基準点に相対的に近いことを意味する。一般に、基準点は、本システムが使用されている患者の身体上の切開部位となる。
【００２６】
図１Ａは、ロボットカメラシステム（１００）の１つの実施形態の正面等角図を示す。図１Ｂはロボットカメラシステム（１００）の１つの実施形態の図を与える。図１Ａ−１Ｂに示される実施形態で例示されるように、ロボットカメラシステム（１００）は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）、トロカールアセンブリ（１０２）、およびロボットカメラアセンブリ（１０３）からなる。前述のアセンブリの各々は、サブアセンブリ、および追加の部品から構成され、これらは、ロボットカメラシステム（１００）を構成するために結合される。
【００２７】
カメラコンソールアセンブリ
図１Ａと図１Ｂで例示されるように、ロボットカメラシステム（１００）の近位部には、カメラコンソールアセンブリ（１０１）がある。図２Ａ−図２Ｃは、カメラコンソールアセンブリ（１０１）の例示的な実施形態の複数の等角図である。カメラコンソールアセンブリ（１０１）は、システムのアクチュエータ（１０６）のためのハウジングとして機能するため、ロボットカメラシステム（１００）全体に対する本質的な部分である。加えて、カメラコンソールアセンブリは、トロカールアセンブリおよびカメラアセンブリ、ならびに、様々な実施形態では、他の装置および部品のための主要な嵌合および取り付け機能を提供する。さらに、カメラコンソールアセンブリは、システムの一部が他の部品から移動したり外れたりするのを防止することにより、システム全体の制約と安定性を提供する。図２Ａ−図２Ｃで示される実施形態において例示されるように、カメラコンソールアセンブリ（１０１）は、アセンブリを製作するためにまとめて組み合わされる多くの部品を含む。
【００２８】
図３は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）の１つの実施形態の分解組立図を示す。１つの実施形態では、カメラコンソールベース（１０８）は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）の遠位端に位置する。カメラコンソールベース（１０８）は、システムのアクチュエータ（１０６）のサポートとして機能する。加えて、カメラコンソールベース（１０８）は、ロボットカメラアセンブリ（１０３）とトロカールアセンブリ（１０２）の取り付け点を提供する。
【００２９】
図４Ａおよび図４Ｂは、カメラコンソールベース（１０８）の例示的な実施形態の複数の等角図を示す。１つの実施形態では、カメラコンソールベース（１０８）は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）のサポート、および、トロカールアセンブリ（１０２）のための取り付け点として機能するプレートとして構成される。いくつかの実施形態において、カメラコンソールベース（１０８）は、スナップフィット接続を介して互いに固定される２つの半分として製造される。他の実施形態では、スナップフィット接続はピンホール接続の代わりに使用されるが、さらなる実施形態では、接着接続、溶接接続、磁気接続、および／または当該技術分野で知られている他の任意の方法または方法の組み合わせなどの他の接続方式および／または方法が利用される。代替的な実施形態では、カメラコンソールベース（１０８）は、１つの剛性のピースとして製造される。いくつかの実施形態において、カメラコンソールベース（１０８）はステンレス鋼から構築されるが、代替的な実施形態では、プレートは、プラスチック、セラミック、および／または、カメラコンソールアセンブリ（１０１）を支持することができる、当該技術分野で知られている他の種類の材料から構築される。
【００３０】
図４Ａと図４Ｂの例示的な実施形態で示されるように、カメラコンソールベース（１０８）は、カメラコンソールベース（１０８）に固定される複数のアクチュエータマウント（１１６）を含む。代替的な実施例では、たった１つのアクチュエータマウント（１１６）がカメラコンソールベース（１０８）に固定されるが、さらなる実施形態は、２〜５のアクチュエータマウント（１１６）をどこかに有し得、あるいは、それ以上のマウントがカメラコンソールベース（１０８）に固定され得る。さらなる実施形態では、カメラコンソールアセンブリは取り除かれ、アクチュエーターは外部サポートまたは装置に収容される。
【００３１】
１つの実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）は、ねじ接続部によってカメラコンソールベース（１０８）に固定される。他の実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）は、ピン接続によってカメラコンソールベース（１０８）に固定されるが、さらなる実施形態では、接着接続、スナップフィット接続、および／または溶接接続などの当該技術分野で知られている他の接続方式および／または方法が利用される。代替的に、他の実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）とカメラコンソールベース（１０８）は、１つの剛性のピースとして製造される。
【００３２】
アクチュエータマウント（１１６）は、アクチュエータ（１０６）がシステム駆動中に空間内で綴じ込まれたままであるように、システムのアクチュエーター（１０６）（図２Ａ−図２Ｃ）を適所に固定するように構成される。アクチュエータマウント（１１６）は、１つの実施形態において、ねじ接続部によって、アクチュエータ（１０６）をカメラコンソールベース（１０８）に固定させる。代替的な実施形態では、スナップフィット接続、接着接続、および／または、アクチュエーターを固定することができる別の方法あるいは方法の組み合わせなどの、当該技術分野で知られている様々なタイプの接続方法が、アクチュエータ（１０６）をアクチュエータマウント（１１６）に連結するために利用される。１つの実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）は、アクチュエータ（１０６）が適所に閉じ込められ、したがって、使用中にアクチュエータ（１０６）のいかなる動きも防ぐように、アクチュエータ（１０６）を囲む３つの（３）壁として構築される。他の実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）は２つの壁として構成され、１つの壁は、アクチュエータ（１０６）が２つの壁の間に挟まれるように、アクチュエータ（１０６）のいずれかの側に位置している。さらなる実施形態では、アクチュエータマウント（１１６）は取り除かれ得、アクチュエータ（１０６）はカメラコンソールベース（１０８）へ直接連結される。アクチュエータマウント（１１６）は、ケーブルがロボットカメラアセンブリ（１０３）の駆動を干渉および／または妨害しないように、ケーブルをロボットカメラアセンブリ（１０３）からトロカールアセンブリ（１０２）を介してアクチュエータ（１０６）へとルーティングできる任意の位置および配置のカメラコンソールベース（１０８）上に位置し得る。
【００３３】
図６は、カメラコンソールベース（１０８）へ連結される嵌合部品のいくつかを例証する、カメラコンソールベース（１０８）の１つの実施形態の分解組立図を示す。図６で示される実施形態において例示されるように、カメラコンソールベース（１０８）は、トロカール嵌合固定具（１１４）が置かれるアパーチャを含む。１つの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）は、アパーチャから突出する遠位端と、カメラコンソールベース（１０８）に固定される近位端とを有する。
【００３４】
図５Ａ−図５Ｄは、トロカール嵌合固定具（１１４）の例示的な実施形態の複数の図面を示す。１つの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位部には複数の取り付け環が備え付けられている。取り付け環は、トロカール嵌合固定具（１１４）を、カメラコンソールベース（１０８）へ嵌合させて取り付けるために使用される。１つの実施形態では、取り付け環は、ねじ接続部によって、カメラコンソールベース（１０８）へ固定され、取り付け環はカメラコンソールベース（１０８）の頂部に位置するように構成され、ねじは、取り付け環の穴を通ってカメラコンソールベース（１０８）上の穴にねじ込まれる。他の実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）は接着接続を介してカメラコンソールベース（１０８）へ固定されるが、代替的な実施形態では、溶接接続などの当該技術分野で知られている他の接続方法および／または方法の組み合わせが利用される。加えて、さらなる実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）とカメラコンソールベース（１０８）は、１つの剛性のピースとして製造される。
【００３５】
いくつかの実施形態において、カメラコンソールベース（１０８）が２つの半分として構築される場合、トロカール嵌合固定具（１１４）はカメラコンソールベースの２つの半分を嵌合させるために使用される。この実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位端の１つの側は、カメラコンソールベースの半分の一方に固定されるが、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位端のもう一方の側は、カメラコンソールベースのもう半分の方に固定され、こうしてカメラコンソールベース（１０８）の２つの半分を嵌合させる。
【００３６】
上記のように、１つの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）は、カメラコンソールベース（１０８）の底部から突出する遠位端を含み、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位端はカメラコンソールベース（１０８）上で静止している。１つの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）には、接続ハウジング（１１７）が装備されている（図５Ａ−５Ｄ）。１つの実施形態では、接続ハウジング（１１７）は、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位端から近位および遠位に伸びる。１つの実施形態では、接続ハウジング（１１７）は、接続部品がハウジングに入って遠位に伸びることを可能にするために、中空の中心を有する角柱として構成される。他の実施例では、接続ハウジング（１１７）は、当該技術分野で知られている任意の他の形状あるいは構成などの、接続部品が入って遠位に伸びることを可能にする、様々な形状および構成を呈することができる。
【００３７】
様々な実施形態において、様々な接続部品はトロカール嵌合固定具（１１４）とトロカールアセンブリ（１０２）を嵌合させるために利用される。１つの実施形態では、くの字型スナップボタン接続部は、トロカール嵌合固定具（１１４）をトロカールアセンブリ（１０２）に連結するために使用される。この実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）には、接続アパーチャ（１１８）が装備され、これは、トロカール嵌合固定具（１１４）の前面に位置する。この実施形態では、くの字型スナップボタン（図示されず）は、トロカール嵌合固定具（１１４）の接続ハウジング（１１７）内にある。くの字型スナップボタンは、スナップボタンが部分的に押圧されるように、接続ハウジング（１１７）の壁に対して押し付けられた状態のくの字型スナップボタンの後部タブとの摩擦によって、接続ハウジング（１１７）内で拘束される。くの字型スナップボタンの前部タブは、突出しているとともにトロカール嵌合固定具（１１４）の接続アパーチャ（１１８）に入るボタンを含み、それによって、くの字型スナップボタンを適所で固定し、カメラコンソールアセンブリ（１０１）をトロカールアセンブリ（１０２）と連結する。
【００３８】
いくつかの実施形態において、トロカール嵌合固定具（１１４）の遠位端は、図５Ａ−図５Ｄで示される例示的な実施形態において描かれるピンおよびスロット接続部（１１９）を含む。１つの実施形態では、ピンおよびスロット接続部（１１９）は、接続ハウジング（１１７）の反対側になるように、トロカール嵌合固定具（１１４）の背面に位置している。ピンおよびスロット接続部（１１９）は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）とトロカールアセンブリ（１０２）を連結して固定するように構成される。加えて、ピンおよびスロット接続部（１１９）は、使用中にカメラコンソールベース（１０８）が上下方向に曲がるのを防ぐように、および、カメラコンソールアセンブリ（１０１）とトロカールアセンブリ（１０２）との間の気密接続を維持するために、トロカールアセンブリ（１０２）の操作中に、カメラコンソールベース（１０８）の一方の側が上昇するのを防ぐように、構成される。代替的な実施形態では、ピンおよびスロット接続部（１１９）は、プレスフィット接続部、接着接続部、および／または、当該技術分野で知られている任意の他の接続方法あるいは方式の代わりに使用され、トロカールアセンブリ（１０２）でカメラコンソールアセンブリ（１０１）を連結および固定し、ならびに、駆動中にカメラコンソールベース（１０８）がいかなる屈曲および／または上昇も経験することのないようにすることができる。
【００３９】
加えて、いくつかの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）は通信遮断部（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｃｕｔ−ｏｕｔ）を含む。通信遮断部は、制御情報と他のデータをロボットカメラアセンブリ（１０３）からカメラリジッド基板（１１５）まで送ることができるようにするために、トロカールアセンブリ（１０２）を介してルーティングされるロボットカメラアセンブリ（１０３）からの電気通信部品を、カメラリジッド基板（１１５）に嵌合および連結させるように構成される（図６）。様々な実施形態において、限定されないが、フレキシブルプリント回路基板（「ＦＰＣＢ」）および／またはプリント回路基盤（「ＰＣＢ」））を含む、様々なタイプの電気通信部品が利用され得る。加えて、いくつかの実施形態では、トロカール嵌合固定具は、手術道具および／または装置などの物体が、カメラコンソールアセンブリ（１０１）を通って、トロカールアセンブリ（１０２）に入り、トロカールアセンブリ（１０２）を通過することを可能にするように構成された通過路を含む。図５Ｂは、１つの実施形態に係るトロカール嵌合固定具（１１４）の実施形態を示す。これらの実施形態では、トロカール嵌合固定具（１１４）は、軸を有する通過路（２１３）を有している。図４５は、１つの実施形態に係るロボットカメラシステム（３００）の断面図を示す。図４５で示されるように、カメラ支持管がトロカールアセンブリを通って挿入されているとき、通過軸（２１２）は、カメラ支持管の長手軸（２１７）と平行に延びている。上記のように、通過路は、密封を維持しながら、ツール、装置、機器、あるいは他の部品がトロカールアセンブリの下の手術部位へ入ることができるように、カメラコンソールアセンブリを介して、および、トロカールアセンブリを介してアクセスすることを可能にするように構成される。この構成によって、ロボットカメラアセンブリは、ツール、装置、および機器とともに、同じトロカールを利用して手術部位に挿入され得、したがって手術を行うために必要とされる切開の回数を抑えることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、上に詳述された、くの字型スナップ接続部が除去される。図３０は、カメラコンソールアセンブリ（３０１）の例示的な実施形態を示す。これらの実施形態では、コンソールベース（３０８）のアパーチャの下でコンソールベース（３０８）に取り付けられるものは、嵌合ばね（１９９）である。図３２Ａに示される実施形態で示されるように、嵌合ばね（１９９）は、嵌合ばねがコンソールベース（３０８）に直接取り付けられることを可能にするため、コンソールベース上の開口部より大きな直径を有するように構成される。一実施形態では、嵌合ばねは接着接続によってコンソールベースに取り付けられるが、他の実施形態では、限定されないが、溶接接続、プレスフィット、あるいは当技術分野において既知の他の技術および／または方法を含む様々な接続技術が利用される。これらの実施形態では、トロカール嵌合固定具（３１４）は、コンソールベース（３０８）の下部に固定される。一実施形態では、ねじ接続はコンソールベース（３０８）にトロカール嵌合固定具（３１４）を固定するために利用されるが、他の実施形態では、限定されないが、接着接続、あるいは溶接接続を含む既知の他の接続方法が使用される。嵌合ばね（１９９）は、トロカール嵌合固定具（３１４）の内部に収まるように構成される。加えて、これらの実施形態では、トロカール（３３３）は、２つのピンおよびスロット接続部（２０１）を有するように製造され、上記１つの接続部がトロカールのいずれかの側面上にある。トロカール（３３３）がトロカール嵌合固定具（３１４）と嵌合すると、嵌合ばね（１９９）がトロカール（３３３）およびコンソールベース（３０８）を押し離し、ピンおよびスロット接続部（２０１）がトロカール（３３３）およびコンソールベース（３０８）を適所に固定するように、トロカール（３３３）はトロカール嵌合固定具（３１４）内に収まるように構成される。この接続部は、ロボットカメラシステムに軸剛性を提供する。これらの実施形態では、コンソールベースからトロカールを分離するために、ユーザーまたは外科医は、嵌合ばねが圧縮されるようにトロカールに圧力を加え、その後、トロカールを回転させ、これにより、ピンが接続スロットから取り除かれ、したがって、トロカール嵌合固定具およびコンソールベースからトロカールを開放する。他の実施例では、嵌合ばね（１９９）は、トロカール嵌合固定具の外側に配置される。加えて、さらなる実施形態では、トロカールはトロカール嵌合固定具の外側に位置するように構成される。
【００４１】
いくつかの実施形態において、トロカール嵌合固定具（１１４）も前記アセンブリにカメラコンソールアセンブリ（１０１）の他の構成要素を嵌合および固定するように利用される。いくつかの実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は、トロカール嵌合面（１１４）の近位端に嵌合および結合される。図３に示されるカメラコンソールアセンブリ（１０１）の例示的な実施形態に示されるように、プーリーハウジングブロック（１１２）は、トロカール嵌合固定具（１１４）の近位端に固定するように構成される。一実施形態では、プーリーハウジングブロック（１１２）は、ねじ接続によってトロカール嵌合固定具（１１４）に固定されるが、他の実施形態では、スナップフィット接続、プレスフィット接続、接着接続、溶接接続、および／または他の接続方法あるいは当技術分野において既知の方法の組み合わせが代用される。
【００４２】
プーリーハウジングブロック（１１２）は、カメラ方向転換プーリー（１１１）を収容および拘束するために利用される。一実施形態では、プーリーハウジングブロック（１１２）は、４つのカメラ方向転換プーリー（１１１）を収容するように構成されるが、他の実施形態では、プーリーハウジングブロック（１１２）は、わずか１つのカメラ方向転換プーリー（１１１）を収容するように構成される。他の実施例では、プーリーハウジングブロック（１１２）は、４つ以上の方向転換プーリー（１１１）を収容するように構成される。
【００４３】
ケーブルが複数のアクチュエータープーリー（１０５）にルーティングされ得、それによって、アクチュエーター（１０６）が前記ケーブルを駆動させることができるように、方向転換プーリー（１１１）は、ロボットのカメラアセンブリ（１０３）のヨーおよびピッチのケーブルを垂直の向きから水平の向きへと方向転換する。
【００４４】
図７Ａは、プーリーハウジングブロック（１１２）の例示的な実施形態を示す。一実施形態では、図７Ａに示されるように、プーリーハウジングブロック（１１２）は、複数の方向転換プーリースロット（１２０）を含む。一実施形態では、複数の方向転換プーリースロット（１２０）は、複数の方向転換プーリー（１１１）を拘束し、複数の方向転換プーリー（１１１）の各々は、複数の方向転換プーリースロット（１２０）の１つに配置される（図８Ａ−８Ｂ）。いくつかの実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は、たった１つの方向転換プーリースロット（１２０）を含む。方向転換プーリースロット（１２０）は、方向転換プーリー（１１１）のいずれかが別の方向転換プーリー（１１１）と接触するのを防ぎながら、方向転換プーリー（１１１）がそれぞれのスロット内に位置するのを可能にするように構成される。一実施形態では、方向転換プーリースロット（１２０）は、方向転換プーリー（１１１）が互いに接触するのを防ぐように角度付けされるが、他の実施形態では、方向転換プーリースロット（１２０）は間隔が開けられ、それにより、プーリー（１１１）が互いに接触することを防ぐ。
【００４５】
一実施形態では、方向転換プーリースロット（１２０）は、方向転換プーリースロット（１２０）の上部に配置されるシャフトチャネル（１２１）を含む（図７Ａ−７Ｂ）。この実施形態では、２つの端部を含有するシャフトは、方向転換プーリースロット（１２０）内の方向転換プーリー（１１１）を保持および拘束するために使用される。一実施形態では、シャフトの一端は、１つの方向転換プーリースロット（１２０）の１つのスロットチャネル（１２１）内にあり、ならびに、方向転換プーリー（１１１）のアパーチャを通過し、上記シャフトの他端は、別の方向転換プーリースロット（１２０）の隣接したスロットチャネル（１２１）内にある。いくつかの実施形態では、複数のシャフトが、そのそれぞれのスロット（１２０）において各方向転換プーリー（１１１）を拘束するために使用されるが、他の実施例では、わずか１つのシャフトが、それぞれのスロット（１２０）において各方向転換プーリー（１１１）のすべてを拘束するために使用される。それぞれのスロット（１２０）内での方向転換プーリー（１１１）の拘束に加えて、シャフトは支点としても機能し、それにより、プーリーが前記シャフトの周りを回転することを可能にする。シャフトは、様々な実施形態において様々な形状および構成、例えば、筒状形状、カテノイダル（ｃａｔｅｎｏｉｄａｌ）形状、および／または、プーリーがシャフトの周りを回転することを可能にすることができる他の形状を呈することができる。他の実施例では、シャフトは除去され、各方向転換プーリー（１１１）は、前記方向転換プーリー（１１１）の各側面に突出部とともに製造され、方向転換プーリー（１１１）の中心から伸びる前記突出部はシャフトチャネル（１２１）の１つ内にある。
【００４６】
さらに、いくつかの実施形態では、方向転換プーリー（１１１）はさらに、方向転換プーリーカバー（１１０）によって方向転換プーリースロット（１２０）において拘束される。図８Ａは、方向転換プーリーカバー（１１０）を強調する、プーリーハウジングブロック（１１２）の例示的な実施形態の分解図を示す。図８Ａに示される実施形態に示されるように、方向転換プーリーカバー（１１０）は、方向転換プーリー（１１１）のまわりに留め金で固定され、および、方向転換プーリースロットの上部に固定されるように構成される。それぞれのスロットにおける方向転換プーリー（１１１）の拘束に加えて、方向転換プーリーカバー（１１０）はまた、ケーブルが方向転換プーリー（１１１）との接触を維持するように、前記ケーブルを拘束するように構成される。図８Ｂは、方向転換プーリーカバー（１１０）によって拘束された方向転換プーリー（１１１）を有する、プーリーハウジングブロック（１１２）の例示的な実施形態のさらなる図を示す。
【００４７】
いくつかの実施形態では、方向転換プーリーカバー（１１０）は、ねじ接続によって方向転換プーリースロット（１２０）の上部に固定されるが、他の実施例では、方向転換プーリーカバー（１１０）は、スナップフィット接続によって方向転換プーリースロット（１２０）に固定される。他の実施例では、様々な接続技術が、方向転換プーリーを方向転換プーリーカバー（１１０）に固定するために利用され、それは、限定されないが、プレスフィット接続、接着接続、および／または当技術分野において既知の接続部技術の他の技術の組み合わせを含む。
【００４８】
さらに、いくつかの実施形態では、プーリーハウジングブロック（１１２）は硬化ロッドアパーチャを含み、硬化ロッド（図示せず）が硬化ロッドアパーチャに入ることを可能にするように構成される。硬化ロッドは、ロボットカメラシステム（１００）および挿入されるデバイス、例えば、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２９２６（国際特許出願ＷＯ２０１５１７１６１４Ａ１として公開）で開示されたバーチャルリアリティ外科用デバイスが、患者への挿入のために適切に位置合わせされるのを確実にするべく、前記デバイスを位置合わせするための位置合わせ機能として作用する。加えて、いくつかの実施形態では、硬化ロッドは、ロボットカメラシステム（１００）を患者に挿入されるデバイスと嵌合するためにも使用される。
【００４９】
一実施形態では、硬化ロッドは、硬化ロッドアパーチャに押し込まれるねじによって、硬化ロッドがプーリーハウジングブロック（１１２）に接続することを可能にする２つのネジ山が刻設されたアパーチャを含む。他の実施形態では、限定されないが、スナップフィット接続、プレスフィット接続、および／または他の技術あるいは当技術分野において既知の技術の組み合わせを含む、様々な接続技術が利用される。あるいは、いくつかの実施形態では、硬化ロッドは除去される。様々な実施形態において、硬化ロッドは、炭素繊維、ステンレス鋼、および／または複合材料を含むが、これらに限定されない様々な材料から製造される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は、前記ハウジングブロック（１１２）の内部に配置される屈曲キャビティ（１２２）を含む図７Ｃは、屈曲キャビティ（１２２）を強調する、プーリーハウジングブロック（１１２）の例示的な実施形態の底面図を示す。屈曲キャビティ（１２２）は、ロボットのカメラアセンブリ（１０３）の電気通信部品が、トロカール嵌合固定具（１１４）の通信遮断部へと方向転換することを可能にするように構成される。さらに、屈曲キャビティ（１２２）は、電気通信部品が損傷し、および／または曲げられて使用不可能になる前に、電気通信部品の最小許容曲げ半径に適応するように構成される。上述されるように、様々な実施形態において、限定されないが、フレキシブルプリント回路基板（「ＦＰＣＢ」）および／またはプリント回路基盤（「ＰＣＢ」））を含む様々なタイプの電気通信部品が利用され得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は、プーリーハウジングブロック（１１２）の内部に位置するカメラ支持管アパーチャ（１２３）（図７Ｂ）を含む。カメラ支持管アパーチャ（１２３）は、カメラ支持管（１２４）（図２０Ａ−２０Ｂ）がプーリーハウジングブロック（１１２）と嵌合および結合することを可能にするように構成され、したがって、ロボットのカメラアセンブリおよびカメラコンソールアセンブリを嵌合する。図２０Ａ−２０Ｂは、カメラ支持管（１２４）の例示的な実施形態の複数の図を示す。カメラ支持管（１２４）の嵌合点を提供することに加えて、カメラ支持管アパーチャ（１２３）は、ケーブルが駆動している間に、カメラ支持管（１２４）に耐屈曲性を提供することにより、カメラ支持管（１２４）の有効な剛性を増大させるように構成される。様々な実施形態において、カメラ支持管アパーチャ（１２３）は、下方へ伸びてカメラ支持管（１２４）を囲む壁とともに構築され、したがって、カメラ支持管に追加的支援を提供しており、それにより、ケーブルが駆動する時にカメラ支持管によって経験される屈曲が最小限になり、カメラ支持管が変形するおよび／または破損するのを防ぐ。
【００５２】
様々な実施形態において、様々な接続技術は、カメラ支持管アパーチャ（１２３）においてカメラ支持管（１２４）を嵌合および結合するために利用され、それは、限定されないが、ねじ接続、プレスフィット接続、および／またはスナップフィット接続を含む。他の実施例では、リベット接続および／または他の接続技術、および／または技術の組み合わせが、カメラ支持管アパーチャ（１２３）においてカメラ支持管（１２４）を嵌合および結合するために利用される。
【００５３】
さらに、いくつかの実施形態では、プーリーハウジングブロック（１１２）は、ロボットのカメラアセンブリのケーブルを外したり、紐を外したり（ｕｎｓｔｒｉｎｇ）する必要なく、カメラコンソールアセンブリの任意の構成要素を取り除き、および／または交換され得るように、ロボットのカメラアセンブリからのケーブルがプーリーハウジングブロック（１１２）を出入りするための、前記ハウジングブロックの背面にあるアセンブリスロットを含む。
【００５４】
さらに、様々な実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は挿入口（１２５）（図７Ａ）を含む。挿入口は、手術道具および／またはロボット装置などの物体が、通過してトロカールアセンブリ（１０２）に進むことを可能にするように構成される。いくつかの実施形態において、挿入口（１２５）は、物体およびデバイスが、接触したり、鋭い縁に引っかかったりすることなく挿入口を通過することを可能にする傾斜した内壁を含むように製造される。加えて、挿入口（１２５）は、患者への挿入を容易にするために、トロカールアセンブリ（１０２）を通じてツール、デバイス、および他の物体をガイドするために利用される。
【００５５】
いくつかの実施形態において、プーリーハウジングブロック（１１２）は、接続ハウジング（１１７）の上部が空洞内に入って留まることを可能にするように、トロカール嵌合固定具（１１４）の接続ハウジング（１１７）（図５Ｂ）の構成および形状と一致するように構成されるキャビティを有する。いくつかの実施形態において、キャビティは、上に詳述される、くの字型スナップボタンなどのコネクターが、プーリーハウジングブロック（１１２）を分離および取り除く必要なくトロカール嵌合固定具（１１４）から取り除かれ、ならびに、全システムの組み立てを容易にすることを可能にするためにオリフィスとして製造される。代替的実施例ではキャビティは、接続ハウジング（１１７）の上部が前記キャビティに入ることを可能にする押し出しスロットとして構成されるが、他の実施形態では、空洞は除去される。
【００５６】
いくつかの実施形態において、カメラコンソールアセンブリ（１０１）は、カメラコンソールベース（１０８）に固定されるコンソール嵌合支持部（１１３）を含む。図９Ａ−９Ｂは、コンソール嵌合支持部（１１３）の例示的な実施形態の等角図を示す。コンソール嵌合支持部（１１３）は、位置合わせ機能および全システム（１００）のための硬化要素として作用する。一実施形態では、コンソール嵌合支持部（１１３）は、硬化ロッドがアパーチャに入ることを可能にするように構築される位置合わせのためのアパーチャを含み、そこで前記硬化ロッドがねじ接続によってコンソール嵌合支持部（１１３）に結合される。他の実施例では、様々な接続技術が、硬化ロッドをコンソール嵌合支持部（１１３）に結合するために使用され、それは限定されないが、スナップフィット接続、プレスフィット接続、ネジ接続、および／または他の接続技術あるいは当技術分野の技術の組み合わせを含む。
【００５７】
加えて、上述のように、様々な実施形態において、コンソール嵌合支持部（１１３）は、さらなる安定性をシステム全体に提供するように構成される。いくつかの実施形態において、位置合わせのためにアパーチャの内面に配置されるのは、アパーチャに挿入された硬化ロッドと接触する複数の硬化バンパー（２１８）（図９Ａ−９Ｂ）である。これらの実施形態では、硬化バンパー（２１８）は、アパーチャの上部から前記アパーチャの底へと伸びる半円筒として製造される。硬化バンパーは、最小量の接点を硬化ロッドに提供し、したがってシステム（１００）が使用されている時に硬化ロッドを安定化および固定することによって、システム（１００）上の過剰拘束の量を減らすように構成される。
【００５８】
上述のように、コンソール嵌合支持部（１１３）はカメラコンソールベース（１０８）に固定される。図９Ｃは、コンソール嵌合支持部（１１３）の例示的な実施形態の底面の輪郭図を示す。図９Ｃに示される実施形態に示されるように、コンソール嵌合支持部（１１３）の下部に配置されるのは、コンソール嵌合支持部（１１３）をカメラコンソールベース（１０８）（図示せず）と結合および固定するために使用される複数の接続孔（２１９）である。様々な実施形態において、様々な接続技術および方法、例えば、ねじ接続、プレスフィット接続、スナップフィット接続、および／またはコンソール嵌合支持部（１１３）をカメラコンソールベース（１０８）に固定および結合することができる、当技術分野において既知の他の方法あるいは技術またはそれらの組み合わせが利用される。同様に、図９Ｂに示される例示的な実施形態に示されるように、いくつかの実施形態では、コンソール嵌合支持部（１１３）の上面に配置されるのは、複数の嵌合孔（２２０）である。これらの実施形態では、嵌合孔は、上部コンソール本体（１０７）（図示せず）とコンソール嵌合支持部（１１３）の上部を嵌合するために使用される。様々な実施形態において、限定されないが、スレッド接続、スナップフィット接続、プレスフィット接続、接着接続、および／または、当技術分野において既知の他の方法あるいは技術を含む様々な接続技術および方法が利用される。
【００５９】
他の実施例では、カメラコンソールアセンブリは、コンソール嵌合支持部を含まない。図３０に示される例示的な実施形態に示されるように、いくつかの実施形態では、カメラコンソールアセンブリ（３０１）は、上部コンソール本体（３０７）をカメラコンソールベース（３０８）と嵌合および結合するために使用される複数の硬化ロッドアパーチャ（２１６）を含む。これらの実施形態では、硬化ロッドは硬化ロッドアパーチャ（２１６）に入って通過し、カメラコンソールベース（３０８）上に配置されるスロットに入って嵌合し、上部コンソール本体（３０７）およびカメラコンソールベース（３０８）を結合する。さらに、いくつかの実施形態では、上部コンソール本体（３０７）は、トロカールアセンブリを介して挿入され、および患者の身体に入るデバイスを位置合わせするための位置合わせスロット（２０５）を含む。これらの実施形態では、位置合わせロッドの一端は位置合わせスロット（２０５）に入って嵌合し、位置合わせロッドの他端はデバイス上の対応するスロットに入り、それにより、トロカールアセンブリを介した挿入のためにデバイスを位置合わせする。さらに、位置合わせロッドはさらに、デバイスをコンソールアセンブリと嵌合する。
【００６０】
いくつかの実施形態において、カメラコンソールアセンブリ（１０１）は、カメラコンソールベース（１０８）の下部に固定されたフレックスシールド（１０９）を備えている。図１０Ａ−１０Ｃは、フレックスシールド（１０９）の例示的実施形態の複数の図を示す。フレックスシールド（１０９）は、ロボットカメラアセンブリからルーティングされている電気通信部品の保護キャスティングを設けており、これにより、システムの使用中に、前記電気通信部品が他の対象および部品と接触するのを妨げる。加えて、いくつかの実施形態において、フレックスシールド（１０９）は、カメラリジッド基板（１１５）（図１１Ａ−１１Ｂ）が位置するための表面の他、カメラリジッド基板（１１５）をカメラコンソールベース（１０８）に繋げることを可能にするための嵌合面を設ける。
【００６１】
図１０Ａ−１０Ｃに示される実施形態に例示されるように、一実施形態において、フレックスシールド（１０９）は輪郭をつけた縁部を備えており、該縁部は、フレックスシールド（１０９）がトロカールアセンブリ（１０２）の近位部の外部表面に沿って静止するのを可能とするべく、トロカールアセンブリ（１０２）の近位部と同じ形状を持つように構成される。様々な実施形態において、輪郭をつけた縁部は、フレックスシールド（１０９）がトロカールアセンブリ（１０２）の近位部の外部表面に沿って静止するのを可能とする一方で、他の実施形態では輪郭をつけた縁部が排除されている、様々な構成をとることができる。加えて、いくつかの実施形態において、フレックスシールドは側壁（１２６）を備えている。側壁（１２６）は、ロボットカメラアセンブリ（１０３）からカメラリジッド基板（１１５）へとルーティングされる電気通信部品に対する保護をもたらす。加えて、図１０Ａ−１０Ｂに表わされた実施形態に示されるように、側壁（１２６）は近位に伸長することで、カメラコンソールベース（１０８）からの分離をもたらし、電気通信部品がフレックスシールド（１０９）に進入し、かつカメラリジッド基板（１１５）に嵌合するのを可能にする。いくつかの実施形態において、側壁（１２６）はフレックスシールド（１０９）の縁部全体に沿っている一方、他の実施形態において、フレックスシールド（１０９）の縁部の一部のみに沿っている。
【００６２】
上述のように、いくつかの実施形態において、フレックスシールド（１０９）は、カメラコンソールベース（１０８）の下部に嵌合かつ結合する。様々な実施形態において、様々な接続の方法と技術が、カメラコンソールベース（１０８）の下部にフレックスシールド（１０９）を繋げるために利用され、限定されないが、ネジ接続、スナップフィット接続部、プレスフィット接続、溶接接続、および／または接着接続が挙げられる。一実施形態において、フレックスシールド（１０９）は複数のフレックスシールドスタンドオフ（１２７）を備えている（図１０Ａ−１０Ｃ）。本実施形態において、フレックスシールドスタンドオフ（１２７）は、フレックスシールド（１０９）がカメラリジッド基板（１１５）に嵌合かつ結合するための表面を設けており、カメラリジッド基板はフレックスシールド（１０９）とカメラコンソールベース（１０８）の下部の両方に繋がれている。さらに、本実施形態において、フレックスシールドスタンドオフ（１２７）はまた、以下に詳述されるように、電気通信部品がカメラリジッド基板（１１５）の下部と上部の両方に接続するのを可能とするべく、カメラリジッド基板（１１５）を持ち上げるのに利用される。
【００６３】
図１１Ａ−１１Ｂは、フレックスシールド（１０９）とカメラリジッド基板（１１５）との間の接続の複数の図を示す。一実施形態において、ねじは、フレックスシールド（１０９）の下部、続いてフレックスシールドスタンドオフ（１２７）に入り、カメラリジッド基板（１１５）にあるアパーチャを通過して、カメラリジッド基板（１１５）とカメラコンソールベース（１０８）との間に挟持されるスタンドオフに入り、カメラコンソールベース（１０８）上のネジ接続孔に入る。代替的な実施形態において、ねじ接続は、当該技術分野で基地の他の接続技術と置き換えてもよく、限定されないがプレスフィット接続および／またはスナップフィット接続が挙げられる。
【００６４】
上述のように、カメラリジッド基板（１１５）はフレックスシールドスタンドオフ（１２７）上にある。カメラリジッド基板（１１５）は、ロボットカメラアセンブリ（１０３）からルーティングされる電気通信部品のための媒介物質として作用し、前記リジッド基板は、電気通信部品のためのデータと情報を得て、モーター制御基板や外部コンピューターなどの必要位置に情報をルーティングする。一実施形態において、カメラリジッド基板（１１５）は、上部と下部の表面を備えており、両表面には、電気通信部品が接続する複数のコネクターがある。
【００６５】
上述のように、様々な電気通信部品は、ＰＣＢやＦＰＣＢを含むがこれらに限定されない、様々な実施形態において使用される。一実施形態において、カメラリジッド基板（１１５）からのＦＰＣＢは、モーター制御基板へとルーティングされ、前記ＦＰＣＢは、ロボットカメラアセンブリからの位置および配向のセンサーデータを提供する。同様に、一実施形態において、２つのＦＰＣＢが、カメラリジッド基板（１１５）から、ロボットカメラアセンブリ上に位置するセンサーから得られたカメラフィードとデータを提供するコンピューター基板へとルーティングされる。加えて、一実施形態において、カメラリジッド基板（１１５）には複数のトレース（ｔｒａｃｅｓ）が備わっており、該トレースは、前記基板にわたりルーティングされるとともに、ロボットカメラアセンブリの電気通信部品からのトレースが同じ長さを持つのを確保するように構成されており、それにより、データおよびカメラフィードは同じ時間にそれぞれの位置に到達し、ゆえにシステムのデータフロー中のあらゆる混乱も減少する。
【００６６】
上述のように、いくつかの実施形態において、カメラリジッド基板（１１５）はモーター制御基板に動作可能に接続される。モーター制御基板は、以下に詳述されるように、ロボットカメラアセンブリのセンサーのほか、外科医が着用するヘッドマウントディスプレイの位置と配向を追跡するセンサーシステムから得られる、位置および配向のデータを処理するように構成される。モーター制御基板は、前記センサーおよびセンサーシステムから得たデータを処理し、かつ、複数のアクチュエーター（１０６）に駆動コマンドを送信し、どのぐらいの駆動力がロボットカメラアセンブリのケーブルにかけられるべきかを知らせることで、ステレオカメラ（１４３）が外科医の頭の動きに追従かつ位置を合わせるように駆動させる。これらの実施形態において、モーター制御基板は、カメラコンソールアセンブリに堅く固定される。
【００６７】
上述のように、いくつかの実施形態において、カメラコンソールベース（１０８）は複数のアクチュエーターマウント（１１６）に備え付けられており、これは複数のアクチュエーター（１０６）を固定するために使用されるものである（図２Ａ）。アクチュエーター（１０６）は、ロボットカメラアセンブリ（１０３）からルーティングされるケーブルを駆動させるべく利用される。いくつかの実施形態において、アクチュエータープーリー（１０５）は、アクチュエーター（１０６）に動作可能に繋がれる。これら実施形態において、アクチュエータープーリー（１０５）は、アクチュエーター（１０６）からロボットカメラアセンブリのケーブルへとトルク力を伝達するように構成される。いくつかの実施形態において、アクチュエータープーリー（１０５）は、アクチュエータープーリーカバー（１０４）に囲まれており、これはアクチュエーター（１０６）の上部に固定されている。アクチュエータープーリーカバー（１０４）は、駆動中にアクチュエータープーリー（１０５）の溝内にケーブルを閉じ込め、かつ保持するように構成される。
【００６８】
異なる実施形態において、異なるタイプのアクチュエーターが利用され、サーボモーター、ロータリーアクチュエーター、リニアアクチュエーター、および／またはステッピングモーターが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、システム（１００）は４つ（４）のアクチュエーターを備えており、２つのアクチュエーターがヨーケーブルを駆動させるべく指定され、かつ残り２つのアクチュエーターはロボットカメラアセンブリ（１０３）からルーティングされるピッチケーブルを駆動させるべく指定される。代替的に、他の実施形態において、システムはわずか２つ（２）のアクチュエーターしか備えておらず、１つのアクチュエーターがヨーケーブルを駆動させるべく指定され、残り１つはロボットカメラアセンブリからルーティングされるピッチケーブルを駆動させるべく指定される。
【００６９】
アクチュエーターマウント（１１６）を介してカメラコンソールベース（１０８）に固定されているアクチュエーター（１０６）に加えて、いくつかの実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は、システム（１００）全体に付加的な安定性をもたらすとともに、アクチュエーター（１０６）を適所に固定するべく利用される。上部コンソール本体（１０７）は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）を閉じ込め、かつ、ケーブルの駆動中のアクチュエーター（１０６）からの張力により、アセンブリが内側へ曲がるとともに折り畳まるのを妨げるべく構成される。
【００７０】
図２Ｃに示されるカメラコンソールアセンブリ（１０１）の例示的実施形態に表わされるように、上部コンソール本体（１０７）はアクチュエーター（１０６）の近くに位置しており、前記上部コンソール本体（１０７）はアクチュエーター（１０６）の上面に固定されるように構成される。図１２は、上部コンソール本体（１０７）の例示的実施形態の等角図を示す。図１２に示されるように、一実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は、複数の取り付け孔を備えており、これは、アクチュエーター（１０６）（図１２に示されず）に上部コンソール本体（１０７）を固定するとともに、上部コンソール本体（１０７）の上部に、およびアクチュエータープーリー（１０５）のまわりに複数のアクチュエータープーリーカバー（１０４）を取り付け且つ固定するために使用される。加えて、いくつかの実施形態において、取り付け孔は、上部コンソール本体をプーリーハウジングブロック（１１２）の上面に結合かつ嵌合させるほか、上部コンソール本体（１０７）をコンソール嵌合支持部の上面に結合させるために使用される。様々な実施形態において、当該技術分野で既知の様々な取り付けの方法と技術が利用され、ねじ接続、プレスフィット接続、スナップフィット接続、および／または、当該技術分野で既知の他の方法または技術、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００７１】
図１２に示されるように、一実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は複数のアクチュエーターアパーチャ（１２８）を備えている。アクチュエーターアパーチャ（１２８）の数は、システム（１００）のアクチュエーター（１０６）の数に直接関連付けられており、したがって、いくつかの実施形態において、上部コンソール本体（１０７）はわずか１つのアクチュエーターアパーチャ（１２８）しか備えていない一方、他の実施形態において、上部コンソール本体（１０７）に見られるアクチュエーターアパーチャ（１２８）の数は、２（２）から４（４）、またはそれ以上に及ぶ場合がある。アクチュエーターアパーチャ（１２８）は、アクチュエーター（１０６）のほか、該アクチュエーターに固定されるアクチュエータープーリー（１０５）の形状を呈するように製造され、その結果、アクチュエーター（１０６）の上面は、上部コンソール本体（１０７）と同一面上にあることで、アクチュエータープーリー（１０５）が上部コンソール本体（１０７）の上にあるのを可能とする（図２Ｃ）。
【００７２】
同様に、いくつかの実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は、前記プレートの中心に位置するデバイス開口部（１２９）を備えている。一実施形態において、デバイス開口部（１２９）は、プーリーハウジングブロック（１１２）の上に直接位置しており、前記開口部は、方向転換プーリー（１１１）へのアクセスを可能とするほか、デバイスおよび／または対象がデバイス開口部（１２９）を通過するとともにプーリーハウジングブロック（１１２）の挿入開口部（１２５）に入るのを可能とするのに十分な大きさの断面積を持つように構成される。加えて、いくつかの実施形態において、デバイス開口部（１２９）は、硬化ロッドが、コンソール嵌合支持部（１１３）に位置するアパーチャを通過し、かつそれに入るための空間を設けるように構成される。
【００７３】
いくつかの実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は近位硬化ロッドアパーチャ（１３０）を備えている。これら実施形態において、近位硬化ロッドアパーチャ（１３０）は、プーリーハウジングブロック（１１２）の硬化ロッドアパーチャ上に直接位置付けられる。加えて、これら実施形態において、近位硬化ロッドアパーチャ（１３０）は、硬化ロッドが近位硬化ロッドアパーチャ（１３０）を通過するとともに硬化ロッドアパーチャに入るのを可能にするべく、硬化ロッドアパーチャと同じ断面積を持つように構成される。
【００７４】
一実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は、スナップフィット接続を介して互いに固定される２つの部分として製造される。他の実施形態において、スナップフィット接続はピンホール接続部と置き換えられる一方、さらなる実施形態において、他の接続のタイプおよび／または方法が利用され、例えば、接着接続、溶接接続、磁気接続、および／または当該技術分野で既知の他の方法、またはそれらの組み合わせが挙げられる。代替的な実施形態において、上部コンソール本体（１０７）は１つの剛性片として製造される。いくつかの実施形態において、上部コンソール本体（１０７）はステンレス鋼から構成される一方、代替的な実施形態において、プレートは、プラスチック、セラミック、および／または、カメラコンソールアセンブリ（１０１）を支持可能な、当該技術分野で既知の他のタイプの材料から構成される。
【００７５】
上述のように、いくつかの実施形態において、カメラコンソールアセンブリは、２つのアクチュエーターを備えるように構成される。図３０は、２つのアクチュエーターを備えたカメラコンソールアセンブリ（３０１）の例示的実施形態を示す。これら実施形態において、１つの自由度において駆動をもたらす、各アクチュエーター（３０６）に対して２つ（２）の逆回転プーリー（２００ａ）と（２００ｂ）のセットが存在する。これら実施形態において、一本のケーブルが、１つのアクチュエーター、１セットの逆回転プーリー、およびトーションばね（２０２）と共に使用されることで、ヨーまたはピッチのいずれにおいても、カメラアセンブリの１つの自由度をもたらす。図３１Ａ−３１Ｃは、逆回転プーリーセットの例示的実施形態を示す。図３１Ａ−３１Ｃに見られるように、これら実施形態において、逆回転プーリー（２００ａ）と（２００ｂ）は互いに積み重ねられ、下部逆回転プーリー（２００ｂ）はアクチュエーター（３０６）に直接固定されている。逆回転プーリー（２００ａ）と（２００ｂ）のセット間に、トーションばね（２０２）が存在し、これは逆回転プーリーのセット間にあるハウジング中にある。トーションバネは逆回転プーリー（２００ａ）と（２００ｂ）の両方に繋がれる。プーリーが前記プーリーの軸のまわりでしか回転できないように、上部逆回転プーリー（２００ａ）は並進運動的に制限される。下部と上部両方の逆回転プーリーはそれぞれ、終止部位を備えており、そこでは、駆動に使用されるケーブルの一端が終端となる。ケーブルは、ヨー駆動アセンブリまたはピッチ駆動アセンブリの何れかを介してルーティングされ、前記ケーブルの一端は、下部逆回転プーリー（２００ｂ）のまわりでルーティングされ、およびその上で終端となり、ケーブルの他端は、上部逆回転プーリー（２００ａ）のまわりでルーティングされ、およびその上で終端となる。ケーブルは、その長さが固定されるように終端化され、その結果、アクチュエーターの駆動時に、両方のプーリーが同じ方向に回転し、ステレオカメラを所望の自由度で正または負に回転させる。
【００７６】
これら実施形態において、アクチュエーターが下部逆回転プーリー（２００ｂ）を駆動させると、前記プーリーは、プーリー上で終端となるケーブルの端部上で引っ込む。下部逆回転プーリー（２００ｂ）は回転している一方、上部逆回転プーリー（２００ａ）も、前記プーリー間の結合により回転する。ケーブル上での引っ込みは、どのようにしてケーブルがカメラアセンブリを介してルーティングされるかに依存して、ステレオカメラをパン撮りする、または傾ける。ステレオカメラを反対方向にパン撮りする、または傾けるために、アクチュエーターは反対方向に回転する。アクチュエーターが反対方向に回転すると、トーションばね（２０２）は、その自由状態に向けて後方に動くと、上部逆回転プーリー（２００ａ）に力を加える。トーションバネによりかけられた力は、ケーブルの他端の緩んだ状態を引っ込めさせて、ステレオカメラを反対方向にパン撮りまたは傾けさせる。
【００７７】
トロカールアセンブリ
上記に詳述されるように、トロカールアセンブリ（１０２）がトロカール嵌合固定具（１１４）の遠位端に付けられている。図１３は、トロカールアセンブリ（１０２）の一実施形態の展開図を示す。図１３に示される実施形態に見られるように、トロカールアセンブリ（１０２）は、前記アセンブリを作成するべく一体的に結合される複数の部品を備えている。トロカールアセンブリ（１０２）は、患者の体へと挿入される外科手術用の装置、ツール、および／または他の対象の入口（ｐｏｒｔａｌ）として機能する。
【００７８】
一実施形態において、トロカールアセンブリ（１０２）はトロカール（１３３）を備えている。図１４Ａは、一実施形態に係るトロカール（１３３）の例示的実施形態を示す。トロカール（１３３）は、患者の身体の外部にあるロボットカメラアセンブリ（１０３）および他の外科手術用装置が患者の身体に進入するのを可能としつつ密封を維持し、その結果、患者の腹部が処置全体にわたり吹き込まれ続けるように、構成される。
【００７９】
図１４Ｂは、一実施形態に係るトロカール（１３３）の展開図を示す。図１４Ｂに示されるように、一実施形態において、トロカール（１３３）は、２つの部分、すなわち主トロカール本体（１３５）とトロカールネック（１３６）として製造される。主トロカール本体（１３５）は、トロカールネック（１３６）の内部に位置するように構成される遠位部を備えている。一実施形態において、主トロカール本体（１３５）は、気密シールを作り出すなどのために、接着接続を介してトロカールネック（１３６）に繋がれ、これにより、空気または二酸化炭素が吹込み中にトロカール（１３３）を通って漏れ出るのを妨げる。他の実施形態において、当該技術分野で既知の様々な接続の方法および技術が、トロカールネック（１３６）に主トロカール本体（１３５）を固定するために利用される。代替的に、他の実施形態において、主トロカール本体（１３５）およびトロカールネック（１３６）は１つの部分として製造される。
【００８０】
利用中、主トロカール本体（１３５）は患者の外腹部壁に位置しており、トロカールネック（１３６）は患者の腹部壁に挿入されることで、ロボットカメラアセンブリ（１０３）だけでなく様々な外科手術用装置や機器の挿入を可能にする。一実施形態において、翼付リング（１３４）がトロカールネック（１３６）に固定されている。翼付リング（１３４）は、手術中だけでなく、ロボットカメラアセンブリおよび外科手術用装置・ツールが患者の身体に挿入されるときに、トロカールアセンブリ（１０２）のあらゆる動作を妨げるべく、患者の外腹部壁にトロカールアセンブリ（１０２）を固定するように構成される。図１８Ａ−１８Ｂは、一実施形態に係る翼付リング（１３４）の複数の図を示す。図１８Ｂに示されるように、一実施形態において、翼付リング（１３４）は、中空中心を伴う本体を有するように構成され、中心はトロカールネック（１３６）のまわりに適合するように構成される。本実施形態において、ねじ（１４２）が翼付リング（１３４）の本体の両側に位置付けられる。ねじ（１４２）は、患者の身体にトロカールアセンブリ（１０２）を固定するために利用される。処置中に、いったん外科医が患者の腹壁へとトロカールネック（１３６）を挿入すると、外科医は、ねじ（１４２）の各々のまわりに一本の縫合糸を巻き付け、患者の腹壁に縫合糸を縫い、患者の身体にトロカールアセンブリ（１０２）を固定する。一実施形態において、翼付リング（１３４）は、摩擦により保持される２つのねじを介してトロカールネック（１３６）に繋がれる。他の実施形態において、当該技術分野で既知の様々な結合の方法および技術が、トロカールネック（１３６）に翼付リング（１３４）を結合させるために利用され、限定されないが、スナップフィット接続、接着接続、溶接接続、および／またはネジ接続が挙げられる。加えて、代替的な実施形態において、翼付リング（１３４）およびトロカールネック（１３６）は１つの部分として製造される。
【００８１】
一実施形態において、主トロカール本体（１３５）は、前記主トロカール本体（１３５）の側壁に位置するシールポート（１３７）を備えている。本実施形態において、ルアーロック接続は、以下に詳述されるように、シールポート（１３７）を通過して、膨張可能なシール（１３２）に位置する空気ポート（１４０）に接続する。シールポート（１３７）は、主トロカール本体（１３５）の側壁に位置することで、膨張可能なシール（１３２）の内壁に位置する複数のシース（１３９）への空気の送り込みを可能にする。本実施形態において、空気ホースがルアーロック接続部に繋がれ、空気ホースはポンプに繋がれる。空気が空気ポート（１４０）を介して複数のシース（１３９）へと送り込まれると、シース（１３９）は膨張かつ拡大し、気腹の損失を妨げるトロカールアセンブリ（１０２）のトロカール（１３３）を介して患者に挿入された装置のまわりに合うシールを作り出す。
【００８２】
いくつかの実施形態において、２つのシール、すなわち膨張可能なシール（１３２）とユニバーサルシール（１３１）で構成されるシールサブアセンブリ（１３８）が、主トロカール本体（１３５）の内部に位置する。図１５Ａ−１５Ｂは、シールサブアセンブリ（１３８）の例示的実施形態を示す。一実施形態において、膨張可能なシール（１３２）は、近位端と遠位端、および中空中心を有する、円柱状形態となるように製造される。図１９Ａ−１９Ｂは、一実施形態に係る膨張可能なシール（１３２）を示す。いくつかの実施形態において、複数のシース（１３９）が、前記シールの双方上にある膨張可能なシール（１３２）の内部に位置する。図１６Ａ−１６Ｂは、シース（１３９）を強調した状態の、シールサブアセンブリ（１３８）の例示的実施形態の断面を示す。複数のシース（１３９）は、シールの外壁に固定され、シールの近位端から遠位端へと伸長する。当該技術分野で既知の標準の取り付け方法および技術が、膨張可能なシール（１３２）の内壁に複数のシース（１３９）を固定するために使用され、限定されないが接着接続が挙げられる。一実施形態において、複数のシース（１３９）は２つの端部を有するように構成され、両端には、機械的ガスケットとして作用するｏ−リングがある。
【００８３】
加えて、これら実施形態において、膨張可能なシール（１３２）の１つの壁には、前記壁から突出する空気ポート（１４０）が位置付けられる。空気ポート（１４０）は、主トロカール本体（１３５）のシールポート（１３７）を通過するルアーロック適合部と対合するのを可能にするべく螺合されるように作成され、これにより、膨張可能なシール（１３２）を回転可能にかつ軸移動方向に閉じ込める。さらに、これら実施形態において、空気ポート（１４０）も、複数の弾性シース（１３９）に動作可能に接続される。これら実施形態において、空気ポート（１４０）は、前記複数のシース（１３２）への二酸化炭素（ＣＯ２）または空気の送り込みを可能にするように、ルアーロックを備えている。上記に詳述されるように、空気が複数のシース（１３９）へと送り込まれると、シースは膨張かつ拡大し、主トロカール本体（１３５）を通過する装置に合う形態適合シールを作り出し、これにより気体が患者の腹部から漏れ出るのを妨げつつ、前記装置が同時に操作されるのを可能にする。シース（１３９）の弾性により、複数の装置は、気密シールを維持しつつトロカールアセンブリ（１０２）を通過する、またはそれを介してルーティングされる場合がある。様々な実施形態において、複数のシース（１３９）は、膨張時にあらゆる形状に適合可能な、ラテックス、ネオプレン、ゴム、および／または当該技術分野で既知の他の材料を含むがこれらに限定されない、様々な材料から製造され得る。加えて、さらなる実施形態において、複数のシース（１３９）は、膨張可能なシール（１３２）の内周全体を覆う、１つの弾性シースと置き換えられる。代替的な実施形態において、膨張可能シールに位置する空気ポートは排除される。これら実施形態において、膨張可能シールは、トロカールのシールポートと位置合わせされたアパーチャを備えている。空気ホースは、トロカール上のシールポートを通過するとともに膨張可能シール上のアパーチャに直接嵌合する、ルアーロック接続部に直接ルーティングされる。
【００８４】
他の実施形態において、膨張可能シールはＡｉｒＳｅａｌ（登録商標）など、当該技術分野で既知の他のシールと置き換えられる。本実施形態において、ＣＯ２は、トロカール中のチャネルを介して断続的に送り出され、ツールの挿入および操作の間に気腹の損失を妨げる圧力差を作り出す。代替的な実施形態において、膨張可能シールは、トロカールの空間を同様に満たすとともに、トロカールを通過するツール、装置、または他のアイテムの形状に合う、準拠的な材料と交換される。いくつかの実施形態において、アヒルのくちばし状のシールが利用され、さらなる実施形態において、当該技術分野で既知のシールの組み合わせを利用することで、ツールの挿入中、および操作全体にわたって気腹の損失が妨げられる。
【００８５】
一実施形態において、膨張可能なシール（１３２）の近位端と遠位端は、ネジ山が刻設された端部を備えることで、遠位端が主トロカール本体（１３５）に嵌合および結合し、近位端がユニバーサルシール（１３１）に嵌合および結合するのを可能にするように、構成される。代替的な実施形態において、当該技術分野で既知の様々な接続方法および取り付け方法が、主トロカール本体（１３５）に膨張可能なシール（１３２）を結合するだめでなく、ユニバーサルシール（１３１）を膨張可能なシール（１３２）に繋げるために使用され、限定されないが。接着接続、スナップフィット接続、および／またはねじ接続が挙げられる。
【００８６】
図１６Ａ−１６ＢＤに示される実施形態に例示されるように、膨張可能なシール（１３２）の近位端には、ユニバーサルシール（１３１）が繋げられる。ユニバーサルシール（１３１）は、主要なシールとして使用されている膨張可能なシールとともに第２のシールとして利用される。ユニバーサルシール（１３１）は、トロカールアセンブリ（１０２）に密封の付加的な層を設けることで、手術用装置および／またはツールの患者の身体への挿入時、および身体からの抽出時に吹き込み圧力が確実に失われないようにするだけでなく、システムの利用および駆動中に吹き込み圧力が確実に失われないようにするべく、構成される。ユニバーサルシールは、中空中心を備えることで、ロボットカメラアセンブリだけでなく手術用装置および／またはツールが患者の身体を通過し、かつ、身体に挿入され、または身体から除去されるのを可能にするべく、構成される。一実施形態において、ユニバーサルシール（１３１）は、円柱状形態となるように構成され、ユニバーサルシール（１３１）は遠位端と近位端を備えており、遠位端の直径は近位端よりも長い。一実施形態において、ユニバーサルシール（１３１）は、2つの部品として製造され、これは互いに、当該技術分野で既知の標準の取り付け方法および技術を介して固定されており、方法および技術には、限定されないが、ねじ接続、プレスフィット接続、スナップフィット接続、接着接続、および／またはネジ接続が挙げられる。
【００８７】
一実施形態において、ユニバーサルシール（１３１）の近位端は、シールの外周から前記シールの中空中心へと内部へ伸長する、複数のシールフラップ（１４１）を備え付けられる（図１６Ａ−１６Ｂ）。一実施形態において、複数のシールフラップ（１４１）は接着接続を介して周囲に固定され、一方で他の実施形態において、外側リングは、ねじ接続を介して複数のフラップ（１４１）の各々の外縁のまわりに締め付けられる。代替的に、他の実施形態において、当該技術分野で既知の標準の取り付け方法および／または技術が、ユニバーサルシール（１３１）の外周にシールフラップ（１４１）を固定するために使用され、限定されないが、プレスフィット接続、および／またはスナップフィット接続が挙げられる。
【００８８】
いくつかの実施形態において、複数のシールフラップ（１４１）は、対象がユニバーサルシール（１３２）の中空中心を通過するのを可能にしつつ、通過する対象の周囲に合うような方法で、互いを重ねるように構成され、その結果、シールが作り出されて、患者の身体から空気が漏れ出るのを妨げる。一実施形態において、複数のシールフラップ（１４１）は半円状として製造され、複数のフラップの各々は別のフラップの一部に重なっている。代替的な実施形態において、複数のシールフラップ（１４１）は、様々な形状の何れかを呈するように構成され、限定されないが、三角形、平行四辺形、楕円形、および／または三日月形が挙げられる。加えて、様々な実施形態において、シールフラップ（１４１）は、可撓性かつ弾性である、ゴム、ラテックス、ネオプレン、シリコーン、および／または当該技術分野で既知の他の材料を含むがこれらに限定されない、様々な材料から構成される。
【００８９】
上述のように、一実施形態において、ユニバーサルシール（１３１）は、遠位端の直径が近位端よりも長くなるように構成される。本実施形態において、遠位端は、遠位に伸長する側壁を持つ中空中心を備えることで、膨張可能なシール（１３２）の近位端がユニバーサルシール（１３２）の遠位端内に位置するのを可能にするべく構成され、その結果、ユニバーサルシール（１３１）の側壁は膨張可能なシール（１３１）の近位端を取り囲む。一実施形態において、ユニバーサルシール（１３２）の遠位端側壁の内周には、膨張可能なシール（１３２）の弾性シース（１３９）からのｏ−リングが中に位置するのを可能とするように構成された溝部が位置付けられる。本実施形態において、ユニバーサルシール（１３１）の遠位端は、膨張可能なシール（１３２）の近位端の周囲に適合し、シース（１３９）からのｏ−リングは、ユニバーサルシール（１３１）の遠位端の内壁上の溝部に進入し、これにより、締まりばめを作り出し、ユニバーサルシール（１３１）と膨張可能なシール（１３２）を結合させる。代替的な実施形態において、当該技術分野で既知の標準の取り付けは、ユニバーサルシール（１３１）と膨張可能なシール（１３２）を結合させるために利用され、限定されないが、接着接続、ネジ接続、プレスフィット接続、および／またはスナップフィット接続が挙げられる。
【００９０】
代替的な実施形態において、ユニバーサルシールは様々な構成を呈することができる。図３３Ｂに示される例示的実施形態に表わされるように、一実施形態において、ユニバーサルシール（３３１）は３つの部品を備えており、ユニバーサルシールは膨張可能なシール（３３２）に嵌合する。本実施形態において、ユニバーサルシール（３３１）は、上部シールカバー（２０３）、シールフラップ（３４１）、および下部シールカバー（２０４）を備えている。シールフラップ（３４１）は、上部シールカバー（２０３）と下部シールカバー（２０４）との間に繋げられる。上部シールカバー（２０３）は、中空中心および内部唇部を備えるように構成され、これらに関して、シールフラップ（３４１）および下部シールカバー（２０４）が中に適合するように製造さえる。加えて、本実施形態において、膨張可能なシール（３３２）も上部シールカバー（２０３）の内部唇部に適合するように構成される。いくつかの実施形態において、ユニバーサルシール（３３１）の上部シールカバー（２０３）は、トロカール（３３３）の近位部と同じ直径である外部直径を持つように構成され、これにより、上部シールカバーがトロカール（３３３）に結合かつ嵌合する。加えて、これら実施形態の図３３Ａに示されるように、上部シールカバー（２０３）は、上記に詳述されるように、トロカール（３３３）の嵌合スロット接続部を備えることで、ピンが進入し、カメラコンソールアセンブリ（３０１）のトロカール嵌合固定具（３１４）にトロカールアセンブリ（３０２）を嵌合させるのを可能にするように、製造される。一実施形態において、上部シールカバー（２０３）は、ねじ接続を介してトロカール（３３３）に繋げられ、一方で他の実施形態において、当該技術分野で既知の様々な接続が使用され、限定されないが、接着接続、またはプレスフィット接続が挙げられる。
【００９１】
ロボットカメラアセンブリ
図１９Ａに見られるように、システムの一実施形態において、カメラコンソールアセンブリ（１０１）の遠位には、ロボットカメラアセンブリ（１０３）が位置付けられる。図１９Ｂは、一実施形態に係る、ロボットカメラアセンブリ（１０３）とカメラコンソールアセンブリ（１０１）との間の結合の展開図である。ロボットカメラアセンブリ（１０３）は、手術部位のライブカメラフィードを外科医にもたらすだけでなく、外科医がステレオカメラ（１４３）を駆動かつ制御するのを可能にするように構成され、これにより、外科医は手術部位の複数の画像を入手できる。さらに以下に詳述されるように、一実施形態において、外科医は、自身の頭部の動きに基づいてステレオカメラ（１４３）の動きを制御し、これにより外科医は、直観的かつ自然な様式で手術部位の望ましい図の入手が可能となる。
【００９２】
上述のように、一実施形態において、ロボットカメラアセンブリ（１０３）は、カメラ支持管（１２４）を介してカメラコンソールアセンブリ（１０１）に繋がれる（図１９Ｂ）。カメラ支持管（１２４）は遠位端と近位端を有するように構成され、近位端がカメラコンソールアセンブリ（１０１）に繋がれ、かつ遠位端がステレオカメラ（１４３）に繋がれる。ステレオカメラを支持し、かつカメラコンソールアセンブリ（１０１）にロボットカメラアセンブリ（１０３）を繋げるのに加えて、カメラ支持管（１２４）はまた、ロボットカメラアセンブリ（１０３）からカメラコンソールアセンブリ（１０１）までケーブルおよび電気通信部品をルーティングし且つ保護するように構成され、これにより、ケーブルおよび電気通信部品は、システムの挿入および駆動中だけでなく、他のデバイスがトロカールアセンブリ（１０２）を介して患者の身体に挿入されるときに、損傷を受けない。
【００９３】
一実施形態において、複数のチャネルおよび／または溝部を搭載したカメラ支持管（１２４）は、ケーブルが中に位置するのを可能にすることで、前記ケーブルがカメラコンソールアセンブリ（１０１）へとルーティングさせるためのトラックを設けるほか、システムの駆動中に前記ケーブルを保護するように、構成される。代替的な実施形態において、カメラ支持管は、ケーブルが中を通りルーティングされる内腔に備え付けられる。加えて、一実施形態において、カメラ支持管（１２４）は、ステレオカメラからカメラコンソールアセンブリまで電気通信部品をルーティングするように構成された、溝部および／または起伏（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ）を備えている。代替的な実施形態において、溝部および／又は起伏は、カメラ支持管（１２４）の側部に位置することで、電気通信部品を支持管と同一面にするのを可能とし、電気通信部品が屈曲し、かつ損傷を受けるのを妨げる。
【００９４】
一実施形態において、カメラ支持管（１２４）は、ねじ接続を介してカメラコンソールアセンブリ（１０１）のプーリーハウジングブロック（１１２）に繋がれ、一方で他の実施形態において、当該技術分野で既知の標準の結合方法および技術が利用され、限定されないが、スナップフィット接続、プレスフィット接続、接着接続、および／または溶接接続が挙げられる。カメラ支持管（１２４）は、トロカールアセンブリ（１０２）に適合し、かつそれを通過することで、患者の身体へのロボットカメラアセンブリ（１０３）の挿入を可能とするように、構成される。
【００９５】
いくつかの実施形態において、カメラ支持管（１２４）は、垂直のオフセットを持つことで、ステレオカメラが、トロカールアセンブリ（１０２）を介して挿入されている他の器機またはデバイスに干渉しないのを可能とするように、構成される。これら実施形態において、トロカールアセンブリにとどまるカメラ支持管の近位部には、他の器機および／または装置がトロカールを通過して手術場所に向かうのを可能にする小さな断面積がある。カメラ支持管の遠位端には、手術場所の内部にあるときにカメラ支持管の遠位端が上方に湾曲する（ｊｏｇｇｅｄ）ような垂直のオフセットがあり、これにより、ステレオカメラは、他の器機および／または装置がトロカールアセンブリに進入かつ通過し、手術場所に向かうのを可能にする空間の上を上昇され続ける。他の実施形態において、カメラ支持管の遠位端は、水平または角度をつけたオフセットを備えるように製造され、一方でさらなる実施形態において、カメラ支持管は水平および垂直のオフセットを有するように構成される。
【００９６】
上述のように、一実施形態において、カメラ支持管（１２４）の遠位端には、ステレオカメラ（１４３）が動作可能に接続される（図２１Ｂ）。図２１Ａは、ステレオカメラ（１４３）の例示的実施形態の展開図を示す。ステレオカメラ（１４３）は、手術中に手術部位のライブステレオカメラフィードを外科医に提供するために利用される。ステレオカメラ（１４３）は、トロカールアセンブリに進入し、かつ通過して、患者の身体に進入するように構成される。いくつかの実施形態において、ステレオカメラは、ピッチ駆動アセンブリとヨー駆動アセンブリを有する駆動システムを備えており、２つのカメラアセンブリには、以下の詳述されるような部品の中でも、カメラモジュールまたはカメラモジュールアセンブリが備わっている。
【００９７】
一実施形態において、ステレオカメラ（１４３）は主カメラ本体（１４４）を備えており、これを使用することで、カメラ支持管（１２４）にステレオカメラ（１４３）を嵌合および結合させる。図２４Ａ−２４Ｂは、主カメラ本体（１４４）の例示的実施形態の複数の図を示す。一実施形態において、主カメラ本体（１４４）は、ステレオカメラ（１４３）およびその部品のための支持部としても利用される。加えて、いくつかの実施形態において、主カメラ本体（１４４）は、電気通信部品、およびケーブルを、ステレオカメラ（１４３）からカメラ支持管（１２４）まで保持かつ方向転換するように構成される。一実施形態において、主カメラ本体（１４４）の上面には溝部および／またはチャネルが位置付けられ、これは、ステレオカメラ（１４３）からカメラ支持管（１２４）までケーブルをルーティングさせるために使用される。加えて、一実施形態において、主カメラ本体（１４４）は、電気通信部品キャビティ（１４５）を備え、そこでは、電気通信部品が中に位置している。一実施形態において、電気通信部品キャビティ（１４５）は、電気通信部品がポケット内を移動可能となるように構成され、その結果、ステレオカメラ（１４３）の駆動中に、電気通信部品は、損傷を受けるように湾曲せず、および／またはしわにならないように、移動かつ伸長するための空間を有する。
【００９８】
図３４Ａ−３４Ｂに見られるように、一実施形態において、電気通信部品キャビティ（３４５）は、電気通信部品をルーティングさせるためのフレックスラップガイド（１９８）および定荷重ばね（１９７）を備え付けられる。これら実施形態において、電気通信部品は、以下に詳述されるのと同じ様式で、ヨープーリーブロック（１６６）を介して、および前記ヨープーリーブロック（１６６）の突出部（１７１）のまわりにルーティングされる。図３４Ｂに例示されるように、一実施形態において、ヨープーリーブロックのまわりを巻きつけられた後、電気通信部品は、フレックスラップガイド（１９８）のまわりにルーティングされ、電気通信部品の一部がヨー駆動中に自由に動かすことで、電気通信部品が電気通信部品キャビティ（３４５）へと伸長するのを可能とし、かつ、ヨー軸のまわりでのステレオカメラの駆動の方向に応じてヨープーリーブロックの周囲で後方に動かされるのを可能にする。これら実施形態において、定荷重ばね（１９７）の一端は、ヨープーリーブロック（１６６）の突出部に繋がれ、定荷重ばね（１９７）の他端はばねスプール（１９６）の周囲に巻きつけられる（図３４Ａ）。ばねスプール（１９６）は、電気通信部品キャビティ上に位置するピンの上に位置し、これに対してばねスプールが回転する。定荷重ばね（１９７）は、ヨープーリーブロックの周囲に巻きつけられると電気通信部品に追従し、その結果、電気通信部品は定荷重ばねに取り囲まれる。定荷重ばね（１９７）は、ヨー軸のまわりでのステレオカメラの駆動中、電気通信部品がつつかれるヨープーリーブロックの周囲の空間内で前記部品がもつれ、または引っかかるのを防ぐために、電気通信部品に内向きの半径方向力をかけるように構成される。
【００９９】
一実施形態において、主カメラ本体（１４４）の上面には、主本体フレックスカバー（１４６）が固定される（図１９Ａ）。主本体フレックスカバー（１４６）は、電気通信部品キャビティ（１４５）に位置する電気通信部品に対する保護の追加の層を設けるだけでなく、主カメラ本体マウント（１４７）が結合かつ嵌合するベアリング表面を設けるように構成される。一実施形態において、主本体フレックスカバー（１４７）は、ねじ接続を介して主カメラ本体に繋がれ、一方で他の実施形態において、当該技術分野で既知の標準の結合および取り付けの方法が使用され、限定されないが、スナップフィット接続、接着接続、および／またはプレスフィット接続が挙げられる。
【０１００】
上述のように、一実施形態において、主カメラフレックスカバー（１４６）は、主カメラ本体マウント（１４７）が回転することができるベアリング表面を設ける。図２５Ａ−２５Ｄは、主カメラ本体の例示的実施形態の複数の図を示す。主カメラ本体マウント（１４７）は、ステレオカメラ（１４３）のピッチ駆動アセンブリ（１４８）（図２２Ａ−２２Ｃ）に対するハウジングとして機能し、そのために、左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）が繋げられる。加えて、主カメラ本体マウント（１４７）は、主カメラ本体（１４４）をステレオカメラ（１４３）に接続するためにも利用される。さらに、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）はまた、ロボットカメラアセンブリ（１０３）のヨー駆動アセンブリ（１５１）（図２７）のための接続点を設ける。一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）の上面には、ボールベアリングがそれに沿って位置し、かつ乗せるためのベアリングレースを形成する、ヨーベアリング突出部（１５２）が位置付けられる。加えて、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）の上面は機械的停止部を備えており、これにより、ステレオカメラ（１４３）がその許容可能な駆動範囲を超えて回転し、かつ駆動されるのを妨げるだけでなく、主カメラ本体マウント（１４７）を介してルーティングされる電気通信部品が駆動中に損傷を受けるのを妨げる。
【０１０１】
一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）は、中空中心を持つことで、左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）のピッチ回転を可能にするように構成される。加えて、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）は複数のアパーチャを備えており、１つのアパーチャは主マウント挿入部（１５３）を接続するために利用され、もう１つのアパーチャはピッチ駆動アセンブリ（１４８）からケーブルをルーティングさせるために利用され、さらに１つのアパーチャは左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）を位置合わせするための位置合わせピンホールとして利用され、またもう１つのアパーチャは主カメラ本体マウント（１４４）を介して電気通信部品をルーティングさせるために使用される。一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）は、回転位置センサー（２０９）とコンデンサーが中に位置している、機械加工面を持つアパーチャを備えており、これにより、前記回転位置センサー（２０９）とコンデンサーに動作可能に接続される電気通信部品が、主カメラ本体マウント（１４７）の外面に対して平らに位置し（図２１Ｂおよび図２５Ｂ）、したがって、ステレオカメラ（１４３）の駆動中に電気通信部品へのあらゆる損傷を防ぐのを可能にする。一実施形態において、回転位置センサーは互いに直交して位置決めされ、前記センサーは、ピッチ回転の軸へと中心を向けられる。一実施形態において、２つの回転位置センサーが主カメラ本体マウント（１４７）に繋がれ、一方で他の実施形態において、３つ以上の回転位置センサーが主カメラ本体マウントに繋がれる。回転位置センサーは、ステレオカメラの位置および配向のデータを入手するために使用され、前記データは電気通信部品により外部コンピューターに送信される。様々な実施形態において、様々なタイプの位置および配向のセンサーが利用され、限定されないが、ホールエフェクトセンサーおよびコンデンサー、ジャイロスコープ、アクセラレーター、および／または光学エンコーダーが挙げられる。
【０１０２】
加えて、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）は、主マウント挿入部（１５３）が進入し、かつ結合されるポケットを備えている。一実施形態において、主マウント挿入部（１５３）が主カメラ本体マウント（１４４）に結合し、かつ主カメラ本体マウント（１４４）が、駆動中にロボットカメラアセンブリの残部から移動し、およびそこから外れるのを防ぐように、ポケットは組み立てられる。主マウント挿入部（１５３）は以下に詳細に説明される。加えて、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）の内壁に、ピッチベアリングレース（１５４）の回転を制限するように構築される有鍵の溝部（ｋｅｙｅｄ  ｇｒｏｏｖｅｓ）が位置付けられる。
【０１０３】
異なる実施形態において、主カメラ本体マウントは、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）の組み立てと修復の容易さをもたらすために、互いに結合する複数の部品として製造される。図３５Ａ−３５Ｂに示される例示的実施形態に表わされるように、一実施形態において、主カメラ本体マウント（３４７）は、主マウント（１８１）、主マウントカバー（１８２）、および主マウントストラップ（１８３）を備えている。ピッチ駆動アセンブリ（１４８）のためのハウジングの提供に加えて、本実施形態において、主カメラ本体マウント（３４７）は、主カメラ本体（１４４）をステレオカメラ（１４３）のカメラアセンブリに接続するためにも利用される。図３５Ｂに表わされるように、主マウント（１８１）の上面にヨーベアリング突出部（３５２）が位置付けられ、これにより、ヨーボールベアリングをそれに沿って位置付けかつ乗せるためのベアリングレースが形成される。
【０１０４】
加えて、いくつかの実施形態において、主マウント（１８１）は、カメラアセンブリがその許容可能な駆動範囲を超えて駆動かつ回転される防ぐための機械的停止部を備えている。一実施形態において、機械的停止部は、２つの同心リングとして構成され、一方は主本体フレックスカバーに固定される内側リングであり、他方は、同心的に回転するとともに、主マウントに位置付けられる、外側リングである。本実施形態において、両同心リングは放射状突出部を備えており、該突出部は、外向きに放射状に伸長する内側リング上に、および内向きに放射状に伸長する外側リング上に位置しており、その結果、それら突出部は互いに直接干渉することはない。内側および外側の同心リングは、ベアリングボールが自由に動くトラックを形成するように間隔を空けられている。形成されたトラックは、ベアリングボールよりもわずかに大きくなるように構成されるが、円形の経路に沿ってベアリングボールを閉じ込める。ヨー軸のまわりでのカメラアセンブリの駆動中、外側リング上の突出部は、ボールベアリングに接触し、ボールベアリングが内側リング上の突出部に接触しかつそれに引っかかるまで自由に回転する。異なる実施形態において、突出部の位置は、回転の開始と停止を構成するように調整可能であり、一方で他の実施形態において、突出部の幅は、望ましい量の回転を構成するように構成可能である。達成可能な回転の量は、同心リング上の突出部の構成および位置に応じて、０度の回転から７００度の回転まで幅広く及んでいる。他の実施形態において、機械的停止部は、３つの同心リングおよび２つのベアリングボールを備えるように構成され、これにより、より大きな範囲の回転の達成が可能となる。
【０１０５】
加えて、いくつかの実施形態において、主マウントは、ピッチ駆動アセンブリからケー物を、およびカメラアセンブリから電気通信部品をルーティングさせるための複数のアパーチャを備えている。加えて、主マウント（１８１）の内表面上に、回転位置センサーおよびコンデンサーが中に位置する機械加工表面がある。いくつかの実施形態において、使用される回転位置センサーは、２つのホールエフェクトセンサーおよびコンデンサーであり、これは、主マウントの内面の中に位置し、一方でさらなる実施形態において、２つより多くのホールエフェクトセンサーおよびコンデンサーは、主マウントの内面の中にある。加えて、主マウント（１８１）の内部に、中に位置付けるべきピッチ駆動アセンブリのピッチベアリングレースのための機械加工表面がある。
【０１０６】
主マウント（１８１）と同様に、いくつかの実施形態において、主マウントカバー（１８２）の内面に、中に位置付けるべき回転位置センサーのための機械加工表面のほか、中に位置付けるべきピッチ駆動アセンブリからのピッチベアリングレースのための対応する機械加工表面がある（図３５Ａと図３５Ｂ）。これら実施形態において、主マウント（１８１）および主マウントカバー（１８２）は、主マウントストラップ（１８３）を介して互いに結合される。主マウントストラップ（１８３）は、主マウント（１８１）および主マウントカバー（１８２）を結合するように製造され、その結果、主マウントおよび主マウントカバーは互いに対して固定された状態でとどまり、異物と流体が進入するのを防ぐ。
【０１０７】
上述のように、一実施形態において、主カメラ本体マウントは、ピッチ駆動アセンブリを収容するように構成される。図２２Ａ−２２Ｃは、一実施形態に係るピッチ駆動アセンブリ（１４８）の複数の図を示す。ピッチ駆動アセンブリ（１４８）は、回転のピッチ軸におけるステレオカメラ（１４３）を駆動かつ回転させることで、外科医が手術部位の追加の画像を入手するのを可能にするように、構成される。一実施形態において、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）は、ピッチプーリー（１５５）、ピッチスラストベアリング（１５６）、ピッチベアリングレース（１５４）、複数のピッチボールベアリング（１５７ａ）、および複数のピッチボールベアリング（１５７ｂ）を備えている。
【０１０８】
図２３Ａ−２３Ｃは、一実施形態に係るピッチプーリー（１５５）の複数の図を示す。一実施形態において、ピッチプーリー（１５５）は、ステレオカメラ（１４３）がピッチ方向で駆動されるとき、電気通信部品がまわりを動くための表面を設けるように構成される。加えて、ピッチプーリー（１５５）は、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）からカメラコンソールアセンブリ（１０１）のアクチュエーター（１０６）までルーティングされるケーブルを介して、ステレオカメラ（１４３）をピッチ方向に駆動させるように構成される。さらに、ピッチプーリー（１５５）は、左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）の両方が、軸に沿った両カメラアセンブリの回転を制限することにより、一貫した様式でピッチ軸に沿って回転するように、ステレオカメラ（１４３）のピッチ駆動中にスタビライザーとして作用するように構成される。
【０１０９】
一実施形態において、ピッチプーリー（１５５）は、電気通信部品がステレオカメラの駆動中に周囲に巻きつけられるのを可能にするように構成される、ピッチプーリーマンドレル（１５８）を備えている（図２３Ｃ）。一実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）は、電気通信部品がピッチプーリー（１５５）の前面に置かれたフレックススロット（１５９）を出ると、電気通信部品を平らにするのを可能にする。加えて、本実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）は、電気通信部品がマンドレルのまわりに巻きつけられるのを可能とするように、および、前記電気通信部品が駆動中に損傷を受けるのを妨げるべく周囲に巻きつけられたときに積み重なるのを可能とするように、製造される。一実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）は、長方形形状となるように製造され、前記マンドレルでは、上部の直径の方が幅広く、下部の直径の方が小さい。代替的な実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）は、様々な形状および構成を呈することができ、これにより、電気通信部品が、それ自体への損傷を妨げるべく簡潔な様式で周囲に巻きつけられることが可能となる。これら実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）は、丸い縁部を持つ三角形状、半円形状、および／または、丸い縁部を持つ他の多角形状となるように構成され得る。
【０１１０】
一実施形態において、ピッチプーリーマンドレル（１５８）の外部には、２つのアパーチャが位置付けられ、そこには位置合わせピンが備わっている。本実施形態において、位置合わせピンは、ピッチプーリー（１５５）をピッチスラストベアリング（１５６）と位置合わせさせるために使用される。一実施形態において、ピッチプーリー（１５５）は、ねじ接続を介してピッチスラストベアリング（１５６）に結合かつ嵌合し、ねじはピッチプーリーマンドレル（１５８）に位置するアパーチャにある。他の実施形態において、当該技術分野で既知の様々な結合方法が、ピッチプーリー（１５５）をピッチスラストベアリング（１５６）に結合かつ嵌合させるために使用され、限定されないが、プレスフィット接続、スナップフィット接続、および／または接着接続が挙げられる。
【０１１１】
加えて、一実施形態において、ピッチプーリー（１５５）は、ケーブルが周囲にルーティングされるピッチケーブルチャネル（１６０）を備えている。一実施形態において、ピッチケーブルチャネル（１６０）の内部にはアパーチャが位置付けられ、前記アパーチャはピッチプーリー（１５５）の中心面を横断している。本実施形態において、ケーブルは、アパーチャに進入する場合にピッチプーリー（１５５）の周囲でルーティングされ、ピッチプーリー（１５５）の反対側面を通過し、主カメラ本体（１４４）を介してルーティングされる。本実施形態において、ケーブルは、ピッチケーブルチャネル（１６０）のアパーチャを介してルーティングされるまでピッチケーブルチャネル（１６０）にあり、いったんケーブルがプーリーの反対側のアパーチャを通過すると、ねじのセットはケーブルをアパーチャ内で適所に保持し、これによりケーブルが駆動中に動くのを防ぐ。一実施形態において、ケーブルの一端は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）のアクチュエーター（１０６）の一方にルーティングされ、他端は異なるアクチュエーター（１０６）にルーティングされる。本実施形態において、アクチュエーター（１０６）の一方は、ピッチ軸周囲の上向きの方向においてピッチプーリー（１５５）を駆動させるように構成され、アクチュエーター（１０６）の他方は、ピッチ軸周囲の下向きの方向においてピッチプーリー（１５５）を駆動させるように構成される。他の実施形態において、ケーブルの両端は、わずか１つのアクチュエーター（１０６）にしかルーティングされない場合もあり、アクチュエーターは、ピッチ軸周囲の上向きおよび下向き両方の方向においてピッチプーリー（１５５）を駆動させるように構成される。加えて、代替的な実施形態において、２本以上のケーブルが、ピッチプーリー（１５５）を駆動させるために使用されてもよい。加えて、いくつかの実施形態において、ピッチプーリー（１５５）はベアリング表面（１６１）も備えており、前記ベアリング表面は、ピッチボールベアリング（１５７ａ）が位置付けられるのを可能にするために製造される。
【０１１２】
上述のように、いくつかの実施形態において、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）には、ピッチベアリングレース（１５４）が備わっている（図２２Ｃ）。ピッチベアリングレース（１５４）は、駆動中にピッチボールベアリング（１５７ａ）がともに乗せられるための平滑面を備えるとともに、ピッチボールベアリング（１５７ａ）を閉じ込めるように構成され、その結果、それらがピッチプーリーのベアリング表面およびピッチベアリングレース（１５４）との接触を維持する。一実施形態において、ピッチベアリングレース（１５４）は、駆動中にピッチベアリングレース（１５４）の回転を制限するために、主カメラ本体マウント（１４７）の内部に位置する溝部に嵌合かつ結合する２つの突出部を持つように製造される。突出部は、主カメラ本体マウント（１４７）の内部に位置する溝部に嵌合するように製造され、したがって、異なる実施形態において、突出部は、主カメラ本体マウント（１４７）の内部に閉じ込められる溝部に位置し、かつそれと嵌合するのを可能にする任意の形状を呈することができる。一実施形態において、ピッチベアリングレース（１５４）は突出部を１つしか持たないように製造され、一方で他の実施形態において、ピッチベアリングレース（１５４）は２つ以上の突出部を持つように構成される。代替的な実施形態において、突出部は排除され、ピッチベアリングレース（１５４）は摩擦により閉じ込められる。
【０１１３】
上述のように、いくつかの実施形態において、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）にはピッチスラストベアリング（１５６）が備わっている。ピッチスラストベアリング（１５６）は、左カメラアセンブリ（１４９）および右カメラアセンブリ（１５０）のピッチのための回転ベアリング、および駆動中にロボットカメラアセンブリ（１０３）に作用する軸力を補うためのスラストベアリングとして作用するように構成される。ピッチスラストベアリング（１５６）は、主カメラ本体マウント（１４７）の内部で回転し、ピッチプーリー（１５５）に嵌合する。一実施形態において、ピッチスラストベアリング（１５６）は、ピッチボールベアリング（１５７ｂ）が位置するベアリング表面を備えている。本実施形態において、ピッチボールベアリング（１５７ｂ）は、ピッチスラストベアリング（１５６）のベアリング表面、および主カメラ本体マウント（１４７）の内部に位置する機械加工ベアリングレースの上にある。
【０１１４】
一実施形態において、ピッチスラストベアリング（１５６）は複数のアパーチャを備えており、そのうち２つは、ピッチスラストベアリング（１５６）を左前カメラ支持部（１６２）に嵌合かつ結合させるために使用され、１つはピッチスラストベアリング（１５６）をピッチプーリー（１５５）と位置合わせするために使用され、１つはピッチ駆動アセンブリ（１４８）を介して電気通信部品をルーティングさせるために使用され、２つは左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）を望ましい位置と配向に位置合わせするためのアパーチャであり、残り１つは左カメラアセンブリ（１４９）と右カメラアセンブリ（１５０）を接続するアパーチャである。一実施形態において、ピッチスラストベアリング（１５６）は、右カメラアセンブリ（１５０）の右後カメラ支持部（１６３）を位置合わせするための刻み目を備えている。
【０１１５】
他の実施形態において、ピッチ駆動アセンブリは様々な構成を呈することができる。図３８Ａ−３８Ｂは、ピッチ駆動アッセンブリ（３４８）の例示的実施形態を示す。図３８Ａ−３８Ｂに表わされるように、一実施形態において、ピッチプーリーおよびピッチスラストベアリングは、ピッチ駆動本体（１８５）を作り出す１つの片として製造される。本実施形態において、ピッチ駆動本体（１８５）は、ピッチプーリーおよびピッチスラストベアリングについて上記に詳述されたものと同じ機能を提供し、一方で組み立ての容易さ、および位置合わせの改善を可能とする。本実施形態において、ピッチボールベアリング（３５７ｂ）は、主カメラ本体マウントのベアリング表面の代わりに、ピッチベアリングレース（３５４ｂ）およびピッチ駆動本体（１８５）の表面に沿って乗せられる。加えて、本実施形態において、ピッチ駆動アセンブリ（３４８）はピッチアセンブリリング（１８６）を備えており、これは、ピッチボールベアリング（３５７ｂ）とピッチベアリングレース（３５４ｂ）を保持する筐体として作用する。さらに、本実施形態において、ボールベアリング（３５７ａ）は、ピッチベアリングレース（３５４ａ）およびピッチ駆動本体（１８５）の表面に沿って乗せられる。加えて、この実施形態は、筐体として作用する追加のピッチアセンブリリング（１８６）を備えており、ピッチボールベアリング（３５７ａ）およびピッチベアリングレース（３５４ａ）を保持する。加えて、本実施形態において、図３８Ａに表わされるように、ピッチ磁石（３８０）はピッチ駆動アセンブリ（３４８）内に位置する。
【０１１６】
代替的な実施形態において、ピッチ駆動アセンブリは、アクチュエーターにより直接駆動されるように製造される。これら実施形態において、アクチュエーターは、上記に詳述されるケーブルプーリーシステムと置き換えられる。異なるタイプのアクチュエーターが異なる実施形態において利用されてもよく、限定されないが、超音波モーター、リニアアクチュエーター、サーボモーターまたはステッピングモーターなどの回転式モーター、または当該技術分野で既知の他のアクチュエーターが挙げられる。これら実施形態において、アクチュエーターは、ピッチ軸まわりのステレオカメラの回転運動をもたらす。
【０１１７】
代替的な実施形態において、ステレオカメラのピッチ駆動は、カメラ支持管の近位端に位置するピッチ軸まわりでカメラ支持管を回転させることにより行われる。これら実施形態において、アクチュエーターは、ピッチ軸まわりで前記支持管を回転させるためにカメラ支持管の近位端に固定され得る。異なる実施形態において、異なるタイプのアクチュエーターが利用されてもよく、限定されないが、回転運動を提供可能な、超音波モーター、リニアアクチュエーター、サーボモーターまたはステッピングモーターなどの回転式モーター、または当該技術分野で既知の他のアクチュエーターが挙げられる。代替的に、いくつかの実施形態において、カメラ支持管は、ピッチ軸まわりで、手動で回転される。
【０１１８】
さらなる実施形態において、カメラ支持管は、支持管の遠位端に位置するアクチュエーターを備え付けられ、これにより、ピッチ軸まわりで主カメラ本体が回転される。これら実施形態において、ステレオカメラのピッチ駆動アセンブリは排除され、または、上記の駆動方法と組み合わせて使用され得る。異なる実施形態において、異なるタイプのアクチュエーターが利用されてもよく、限定されないが、回転運動を提供可能な、超音波モーター、リニアアクチュエーター、サーボモーターまたはステッピングモーターなどの回転式モーター、または当該技術分野で既知の他のアクチュエーターが挙げられる。
【０１１９】
前述のように、一実施形態において、主カメラ本体マウント（１４７）は、主マウント挿入部（１５３）を介して主カメラ本体（１４４）に繋がれる。一実施形態において、主マウント挿入部（１５３）は、主カメラ本体マウント（１４７）およびヨー駆動アセンブリ（１５１）を接続するように構成される。一実施形態において、主マウント挿入部（１５３）は、ケーブルが損傷を受けることなく前記ケーブルが表面を横断するのを可能にする、平らにされた表面（ｆｉｌｌｅｔｅｄ  ｓｉｄｅｓ）を持つ底面上にアパーチャを備えている。加えて、いくつかの実施形態において、主マウント挿入部（１５３）の底面は、主カメラ本体マウント（１４７）のボアに一致する形状において湾曲されるように構成され、その結果、主マウント挿入部（１５３）は主カメラ本体マウント（１４７）と同じ高さに位置付けられる。加えて、いくつかの実施形態において、主マウント挿入部（１５３）は、ヨー駆動アセンブリ（１５１）のスロットに嵌合し、かつその内部に位置する、ステムを備えている。これら実施形態において、主マウント挿入部（１５３）のステムは、主カメラ本体マウント（１４７）を通過し、ヨー駆動アセンブリ（１５１）に嵌合する。
【０１２０】
図２６Ａ−２６Ｂは、一実施形態に係るヨー駆動アセンブリ（１５１）の複数の図を示す。ヨー駆動アセンブリは、ヨー軸のまわりで、ステレオカメラまたはステレオカメラアセンブリ（１４３）のヨー回転運動をもたらすように構成される。ヨー駆動アセンブリは、ステレオカメラ（１４３）に追加の自由度をもたらし、これにより外科医は手術部位のより幅広い画像域を入手可能となる。一実施形態において、ヨー駆動アセンブリ（１５１）は、ヨー磁石（１６４）、ヨープーリー（１６５）、ヨープーリーブロック（１６６）、および２つのセットのヨーボールベアリング（１７４ａ）および（１７４ｂ）を備えるように製造され、これらの部品全てが一体的に結合かつ嵌合することで、ヨー駆動アセンブリ（１５１）が作り出される。
【０１２１】
図２８Ａ−２８Ｃは、一実施形態に係るヨープーリーの複数の図を示す。一実施形態において、ヨープーリー（１６５）は、平らな側部を持つアパーチャを含有する、フランジ付きシリンダーの形状となるように構成され、前記アパーチャは、ケーブルに損傷を及ぼすことなくケーブルの通過を可能にするようにシリンダーの中心を通る。加えて、一実施形態において、ヨープーリー（１６５）は、ケーブルがそれに沿ってルーティングされるヨーケーブル表面（１６７）を備えている。
【０１２２】
一実施形態において、ヨーケーブル表面（１６７）に対し、ケーブルがルーティングされる開口部が垂直に存在する（図２８Ｂ）。本実施形態において、ケーブルの一端は、いったん第１の方向に存在するとヨーケーブル表面（１６７）の周囲にルーティングされ、前記ケーブルの他端は、第１の方向とは反対の第２の方向に位置するとヨーケーブル表面（１６７）の周囲にルーティングされる。本実施形態において、いったんケーブルの両端がそれぞれの方向においてヨーケーブル表面（１６７）の周囲にルーティングされると、ケーブルの各端は、カメラコンソールアセンブリ（１０１）のアクチュエーター（１０６）の１つにルーティングされ、各端は、別個のアクチュエーター（１０６）にルーティングされている。本実施形態において、１つのアクチュエーター（１０６）は、第１のヨー方向においてステレオカメラ（１４３）を回転させるために使用され、１つのアクチュエーター（１０６）は、第２のヨー方向においてステレオカメラ（１４３）を回転させるために使用される。代替的な実施形態において、ケーブルの両端は、わずか１つのアクチュエーター（１０６）にしかルーティングされない場合があり、前記アクチュエーター（１０６）は、第１および第２のヨー方向両方においてステレオカメラ（１４３）を回転させるように構成される。
【０１２３】
一実施形態において、ヨープーリー（１６５）のヨーケーブル表面（１６７）の下に、蹄鉄形状に機械加工される接続ボス（１６８）が位置する。本実施形態において、接続ボス（１６８）は、１つの配向においてヨープーリーブロック（１６６）に嵌合することしかできないように構成される。異なる実施形態において、接続ボス（１６８）は、わずか１つの配向においてヨープーリーブロック（１６６）と嵌合可能となる様々な形状を呈するように製造され、限定されないが、六角形状および／またはあらゆる多角形が挙げられる。代替的な実施形態において、２つの接続ボス（１６８）は、ヨープーリー（１６５）をヨープーリーブロック（１６６）に接続するために使用される。加えて、他の実施形態において、当該技術分野で既知の様々な接続が、ヨープーリー（１６５）をヨープーリーブロック（１６６）に接続するために使用され、限定されないが、ピンおよびスロット接続、ねじ接続、および／またはスナップフィット接続が挙げられる。加えて、いくつかの実施形態において、接続ボス（１６８）はヨープーリーの代わりにヨープーリーブロック上に位置付けられる。
【０１２４】
上述のように、幾つかの実施形態において、ヨープーリー（１６５）の接続ボス（１６８）には、ヨープーリーブロック（１６６）が繋がれる。図２９Ａ−２９Ｃは、一実施形態に係るヨープーリーブロック（１６６）の複数の図を示す。一実施形態において、ヨープーリーブロック（１６６）は、接続ポケット（１６９）を備えた上面を持つように構成され、前記接続ポケット（１６９）は、ヨープーリー（１６５）の接続ボス（１６８）がそれに進入し、かつ結合するのを可能にするように構成され、これにより、ヨープーリー（１６５）をヨープーリーブロック（１６６）に接続する。
【０１２５】
加えて、いくつかの実施形態において、接続ポケット（１６９）は、ヨー磁石（１６４）が位置する空間を備えている。これらの実施形態において、ヨー磁石（１６４）は、ヨープーリー（１６５）およびヨープーリーブロック（１６６）の間に挟まれる。一実施形態において、ヨー磁石（１６４）はリング磁石として構成される。本実施形態において、ヨー磁石（１６４）は正反対に磁化され、その結果、ヨー磁石（１６４）がその円筒状軸のまわりを回転すると、磁場が変化する。本実施形態において、磁場の変化は、回転位置センサーにより測定され、前記センサーは、磁場の変化を回転位置データに変換するプロセッサーへとデータを送信する。この変換は、磁石およびセンサーの物理的構成の把握により行われる。本実施形態において、いくつかの回転位置センサーが、互いに直交して正反対に磁化された磁石のまわりに配置される。正反対に磁化された磁石が回転すると、これによりもたらされる磁場は回転位置センサーに対しても変化する。単純な三角法を使用すると、２つの直交に配置されたセンサーの組み合わせは、センサー間の相対的な磁場の強さの比較により、磁場の方向を判定することができる。この計算は、正反対に磁化された磁石の配向、および、さらに言えば、ステレオカメラの配向をもたらす。追加の回転位置センサーは、冗長性のために本実施形態において配置されるが、絶対配向計算に必要なセンサーの合計数は、磁石およびセンサーの選択構成に依存する。
【０１２６】
センサーから得た回転データにより、システムは、ステレオカメラ（１４３）がヨー軸まわりでどのくらい回転したかを正確に示し、これにより駆動中にステレオカメラ（１４３）の回転位置を入手できる。他の実施形態において、ヨー磁石（１６４）は、馬蹄形磁石、円盤磁石、球体磁石、円筒状磁石、および／または当該技術分野で既知の他の形状の磁石として構成される。加えて、異なる実施形態において、磁場感知が可能な、当該技術分野で既知の様々な回転位置センサーが使用されてもよく、限定されないが、ホールエフェクトセンサー、および／または磁気抵抗器が挙げられる。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、主カメラ本体（１４４）の電気通信部品キャビティ（１４５）は、内部にセンサーおよびコンデンサーを含む機械加工表面アパーチャを備えており、前記センサーおよびコンデンサーは、ヨー軸まわりのステレオカメラ（１４３）の回転位置データを入手する。同様に、電気通信部品キャビティ（３４５）は、ステレオカメラアセンブリの回転位置データを得るために回転位置センサー（２０９）およびコンデンサーを備え付けられる（図３４Ｃ）。他の実施形態において、電気通信部品キャビティは、回転位置センサーおよびコンデンサーが保持される別個の容器（ｅｎｃａｓｉｎｇ）を備えている。上述のように、センサーおよびコンデンサーは、ステレオカメラの回転位置データ、より具体的には、ヨー軸まわりのカメラアセンブリの回転位置データを入手するために利用される。他の実施形態において、カメラアセンブリの回転位置を判定するためのセンサーは電気通信部品キャビティの外部に位置付けられ、一方でさらなる実施形態において、センサーは主本体フレックスカバーまたは主カメラ本体に位置付けられる。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、ヨープーリーブロック（１６６）は、前記ヨープーリーブロック（１６６）の底面上に突出部（１７１）を備えている。いくつかの実施形態において、突出部（１７１）はスロットを備えており、このスロットにより、電気通信部品が、駆動中に前記スロットを介して、および突出部（１７１）のまわりでルーティングされる。いくつかの実施形態において、突出部（１７１）は円形状に構成され、これにより、電気通信部品を駆動中に前記突出部のまわりに巻きつけられることが可能となる。他の実施形態において、突出部（１７１）は、電気通信部品が駆動中にそのまわりを巻きつけられるのを可能とする様々な形状を呈することができ、限定されないが、楕円形状、球状、および／または円柱状が挙げられる。
【０１２９】
いくつかの実施形態において、突出部（１７１）は、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）のケーブルが、前記ヨー駆動アセンブリ（１５１）を通って、カメラコンソールアセンブリ（１０１）のアクチュエーター（１０６）にルーティングされることを可能にするように構成されるピッチケーブルアパーチャ（１７０）を含む。さらに、いくつかの実施形態では、突出部（１７１）は、位置合わせポケットおよび主マウント挿入ポケット（１７２）を含む。これらの実施形態では、位置合わせポケットは、主カメラ本体マウント（１４７）の位置合わせピンが位置合わせポケットに入り、ヨープーリーブロック（１６６）および主カメラ本体マウント（１４７）を位置合わせすることを可能にするように構成される。主マウント挿入ポケット（１７２）は、主マウント挿入部のステム（１５３）が、ヨープーリーブロック（１６６）に入り、かつ主カメラ本体マウント（１４７）と結合させることを可能にするように構成される。一実施形態では、止めねじ孔は突出部（１７１）の側に配置される。この実施形態では、止めねじは止めねじ孔に入り、主マウント挿入部（１５３）を主マウント挿入ポケット（１７２）に結合し、したがって、主カメラ本体マウント（１４７）をヨー駆動アセンブリ（１５１）に固定する。他の実施形態では、主マウント挿入部（１５３）を主マウント挿入ポケット（１７２）に固定するために、当技術分野において既知の様々な取り付けおよび結合方法および／または技術が利用され、それらは、限定されないが、プレスフィット接続、スナップフィット接続、および／または接着接続を含む。
【０１３０】
さらに、いくつかの実施形態では、ヨープーリーブロック（１６６）の上面の周りに配置されているのは、ヨーベアリング表面（１７３）である。これらの実施形態では、ヨーベアリング表面（１７３）は、１セットのヨーボールベアリング（１７４ａ）が前記ベアリングレース内に位置することを可能にするように構成される。これらの実施形態では、ヨー駆動アセンブリ（１５１）は、主カメラ本体（１４４）および主本体フレックスカバー（１４６）内で回転する。これらの実施形態では、主本体フレックスカバー（１４６）はベアリング表面を含み、この表面に沿ってヨーボールベアリングの一方のセット（１７４ａ）が乗って位置しており、ならびに、主カメラ本体（１４４）はベアリング表面を含み、この表面に沿ってヨーボールベアリングの他方のセット（１７４ｂ）が乗って位置する。これらの実施形態では、ヨーベアリング表面（１７３）のヨープーリーブロック（１６６）は、ヨーボールベアリングの一方のセット（１７４ａ）と嵌合し、かつ主カメラ本体（１４４）のベアリング表面に乗り、および、ヨーボールベアリングの他方のセット（１７４ｂ）は、主カメラ本体マウント（１４７）のベアリング表面ならびに主本体フレックスカバー（１４６）のベアリング表面に乗る。この構成により、ステレオカメラ（１４３）がヨー軸の周りで回転することができる。
【０１３１】
図３７に示されるように、一実施形態では、ヨー駆動アセンブリ（３５１）は、ヨーボールベアリング（３７４ａ）が乗るヨーベアリングレース（１８４）を含む。この実施形態では、ヨーボールベアリング（３７４ａ）は、ヨーベアリングレース（１８４）に沿って、およびヨープーリーブロック（３６６）上のベアリング表面に乗る。さらに、この実施形態では、ヨーボールベアリング（３７４ｂ）（図３６）は、主本体フレックスカバー上、および主カメラ本体マウント（３４７）の主マウント（１８１）上のベアリングレースに乗る。図３７に示されるように、例示的な実施形態では、ヨー駆動アセンブリ（３５１）は、ヨープーリー（３６５）、ヨー磁石（３６４）、ヨープーリーブロック（３６６）、ヨーボールベアリング（３７４ａ）、およびヨーベアリングレース（１８４）を含む。この実施形態では、ヨープーリー（３６５）、ヨー磁石（３６４）、およびヨープーリーブロック（３６６）は、上に詳述された実施形態と同じ機能を提供する。
【０１３２】
他の実施例では、ヨー駆動アセンブリは、アクチュエーターによって直接駆動されるように製造される。これらの実施形態では、アクチュエーターは、上に詳述されたケーブルプーリーシステムに取って代わる。様々なタイプのアクチュエーターを様々な実施形態で利用することができ、限定されないが、圧電モーター、リニアアクチュエーター、回転モーター、例えば、サーボモーターまたはステッピングモーター、あるいは当該分野で既知の他のアクチュエーターを含む。これらの実施形態では、アクチュエーターは、ヨー軸の周りのステレオカメラに回転運動をもたらす。
【０１３３】
上述されるように、いくつかの実施形態において、ステレオカメラアセンブリは、２つのカメラアセンブリ（各々が光軸を有する）を有するように構築される。いくつかの実施形態では、カメラアセンブリは同じ構成要素を有するように製造されるが、他の実施形態では、カメラアセンブリは異なる構成要素を含有するように製造される。他の実施例では、カメラアセンブリは、同じ構成要素の様々な変形を含むように製造される。図２１Ａ−２１Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、ステレオカメラアセンブリ（１４３）は、左のカメラアセンブリ（１４９）および右のカメラアセンブリ（１５０）を含むように製造される。
【０１３４】
一実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）は、左前カメラ支持部（１６２）、左後カメラ支持部（１７５）、カメラケース（１７６）、カメラコネクター（図示せず）、およびカメラモジュール（１７７ａ）で構成される（図２１Ａ−２１Ｂ）。左前カメラ支持部（１６２）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）を収容および拘束するように構成される。いくつかの実施形態では、左前カメラ支持部（１６２）は、ピッチ磁石（１８０）を保持するように構成される。この実施形態では、ピッチ磁石（１８０）は正反対に磁化されており、それにより、ピッチ磁石（１８０）がその円筒軸の周りを回転すると、磁場が変わる。この実施形態では、磁場の変化は回転位置センサーによって測定され、回転位置センサーは、磁場の変化を回転位置データに変換するプロセッサーにデータを送信する。センサーから得られた回転位置データを用いて、システムは、ステレオカメラ（１４３）がピッチ軸の周りをどれくらい回転したかを正確に示し、したがって、駆動中にピッチ軸周りのステレオカメラ（１４３）の回転位置を得ることができる。
【０１３５】
一実施形態では、左前カメラ支持部（１６２）は、ピッチ駆動アセンブリ（１４８）上のアパーチャに嵌合および結合する位置合わせ突出部を含み、それにより、左前カメラ支持部（１６２）をピッチ駆動アセンブリ（１４８）に固定する。さらに、一実施形態では、左前カメラ支持部（１６２）は、左前カメラ支持部（１６２）を左後カメラ支持部（１７５）と位置合わせおよび結合するための位置合わせピンホールを含む。加えて、一実施形態では、左前カメラ支持部（１６２）は、ピッチプーリー（１５５）との接続のためのねじ孔、ならびに、エンドキャップ（１７８）との接続のための別のねじ孔を含む。この実施形態では、エンドキャップは、ステレオカメラ（１４３）の挿入を容易にするのを支援するように構成される。一実施形態では、エンドキャップ（１７８）は、トロカールアセンブリ（１０２）のシールに穴をあけることなく、トロカールアセンブリを通ってステレオカメラを挿入することができるように、丸みを帯びた縁を有する。
【０１３６】
一実施形態では、左前カメラ支持部（１６２）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラコネクター（図示せず）がある溝部を含む。一実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラコネクターは、３０のピン接続部として構成され、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）を、カメラのリジッド基板へと走る電気通信部品に接続する。カメラコネクターは、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）によって得られたビデオフィードが、カメラのリジッド基板に送信されることを可能にし、ここで、前記リジッド基板は、ビデオフィードを処理して外部プロセッサーにそれを送信し、外部プロセッサーは、外部モニターあるいは外科医によって着用されたヘッドマウントディスプレイにビデオフィードを出力することにより、外科医が手術部位を見ることを可能にする。
【０１３７】
上述のように、左前カメラ支持部（１６２）は、左のカメラアセンブリのカメラモジュール（１７７ａ）を拘束および収容するように構成される。カメラモジュールは、外科医に手術部位のライブビデオフィードを提供するために利用される。いくつかの実施形態において、カメラモジュール（１７７ａ）は、レンズスタック、赤外線フィルター、モジュール本体、およびデジタルセンサーを備えるデジタルセンサー基板を有するように製造される。いくつかの実施形態において、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉカメラモジュール、ｅ−ｃｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標）カメラモジュール、および／または同様のカメラモジュールなどの、現在市場に出ているカメラモジュールが利用されるが、他の実施形態では、オーダーメイドのカメラモジュールがライブビデオフィードを提供するために使用されてもよい。
【０１３８】
一実施形態では、カメラモジュールのモジュール本体は、外縁および内縁を有するように製造され、外縁は、カメラアセンブリのエンドキャップに接近している。さらに、一実施形態では、カメラモジュールのモジュール本体は、カメラモジュールのレンズスタックの中心からの水平変位があるように、カメラモジュールのデジタルセンサーがシフトすることを可能にするように製造される。レンズスタックの中心からのデジタルセンサーの水平変位は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）から得られた画像、および右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）から得られた画像がより大きな重複領域を有することを可能にし、したがって、外科医により広い立体視野を提供する。より広い立体視野により、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）から得られた画像と、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）から得られた画像との間の視差量が制限され、したがって、外科医によって経験される眼精疲労の量を減少する。
【０１３９】
上述のように、いくつかの実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）は、左前カメラ支持部（１６２）および左後カメラ支持部（１７５）によって拘束される。これらの実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）の後部を支持するように構成され、前記カメラモジュールの後部が静止するために表面を提供し、および、左前カメラ支持部（１６２）に結合される表面も提供する。一実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）の後部部分は、左後カメラ支持部がカメラケース（１７６ａ）内に収まることを可能にするために、丸みを帯びた表面であるように構成される。一実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）は、電気通信部品がルーティングされるスロットを含み、前記電気通信部品は、主カメラ本体マウント（１４７）を通って、カメラコンソールアセンブリ（１０１）のリジッド基板（１１５）へとルーティングされる。一実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）は、複数の貫通孔を含み、前記貫通孔は、止めねじが通過し、カメラモジュール（１７７ａ）の位置合わせを調節することを可能にするように構成される。さらに、いくつかの実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）は、左後カメラ支持部（１７５）を左前カメラ支持部（１６２）と結合および嵌合するため、ならびに、エンドキャップ（１７８ａ）を取り付けるための、複数の接続孔を含有している。
【０１４０】
上述のように、いくつかの実施形態では、左後カメラ支持部（１７５）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）内に収まるように構成される。左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）、左前カメラ支持部（１６２））、左後カメラ支持部（１７５）、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラコネクター、ならびに、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）からルーティングされる電気通信部品を収容するように構成される。左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）は、液体および他の物質が左のカメラアセンブリ（１４９）に入るのを防ぐように製造される。左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）は、上記の参照部分上を摺動するように構成され、かつ、左のカメラアセンブリ（１４９）のエンドキャップ（１７８ａ）によって一端上で、および主カメラ本体マウント（１４７）によって他端上で拘束されるように構成される。一実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）のエンドキャップ（１７８ａ）は、互いに嵌合する２つの部品として構成される。様々な実施形態において、当技術分野において既知の様々な接続方法および技術が、左のカメラアセンブリ（１４９）のエンドキャップ（１７８ａ）を、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）に結合し、ならびに、前記カメラケースを主カメラ本体マウント（１４７）に結合するために利用される。そのような方法は、限定されないが、ねじ接続、接着接続、および／またはプレスフィット接続を含む。さらに、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７）が手術部位を明確に見ることを可能にするためのアパーチャを含む。
【０１４１】
上述のように、ステレオカメラまたはステレオカメラアセンブリ（１４３）は、右のカメラアセンブリ（１５０）も含む（図１９Ｂ）。一実施形態では、右のカメラアセンブリ（１５０）は、右前カメラ支持部（１７９）、右後カメラ支持部（１６３）、カメラモジュール（１７７ｂ）、カメラコネクター（図示せず）、およびカメラケース（１７６ｂ）から構成される。
【０１４２】
一実施形態では、左前カメラ（１６２）が左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）を収容および支持する方法と同様に、右前カメラ支持部（１７９）は、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）を支持および収容するように構成される。一実施形態では、右前カメラ支持部（１７９）は、主カメラ本体マウント（１４７）の内部に配置されるピッチスラストベアリング（１５６）と直接結合する。さらに、一実施形態では、右前カメラ支持部（１７９）は、左前カメラ支持部（１６２）および左後カメラ支持部（１７５）の嵌合および結合のための、上に詳述されるのと同じ様式で、右後カメラ支持部（１６３）と嵌合および結合する。一実施形態では、右後カメラ支持部（１６３）は、ピッチスラストベアリング（１５６）上でスロット内に収まるように構成される突出部を含み、それにより、右のカメラアセンブリ（１５０）をピッチ駆動アセンブリ（１４８）と嵌合させる。
【０１４３】
さらに、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）と同様に、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）は、手術部位のライブビデオフィードを外科医に提供するように構成される。左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）について上に詳述されるように、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）は、レンズスタック、赤外線フィルター、モジュール本体、およびデジタルセンサーから構成される。同様に、いくつかの実施形態では、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉカメラモジュール、ｅ−ｃｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標）カメラモジュール、および／または同様のカメラモジュールなどの、現在市場に出ているカメラモジュールが利用されるが、他の実施形態では、オーダーメイドのカメラモジュールがライブビデオフィードを提供するために使用されていてもよい。
【０１４４】
加えて、いくつかの実施形態では、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）のモジュール本体は、内縁および外縁を有するように製造され、外縁はカメラアセンブリのエンドキャップに接近している。さらに、いくつかの実施形態では、右のカメラアセンブリ（１５０）のモジュール本体（１７７ｂ）は、カメラモジュール（１７７ｂ）のレンズスタックの中心からの水平変位があるように、前記カメラモジュールのデジタルセンサーがシフトすることを可能にするように製造される。前記カメラモジュールのレンズスタックの中心からのカメラモジュール（１７７ｂ）のカメラデジタルセンサーの水平変位は、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）から得られた画像、および左のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ａ）によって得られた画像がより大きな重複領域を有することを可能にし、したがって、外科医により広い立体視野を提供する。これらの実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラモジュール（１７７ａ）のデジタルセンサーは、左へシフトされ、右のカメラアセンブリ（１５０）に含まれるカメラモジュール（１７７ｂ）のデジタルセンサーは、右へシフトされる。
【０１４５】
上述のように、右のカメラアセンブリ（１５０）はカメラコネクター（図示せず）を含む。右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラコネクターが右前カメラ支持部（１７９）の溝部内に位置するという点で、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラコネクターは左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラコネクターと類似している。同様に、一実施形態では、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラコネクターは、３０のピン接続部として構成され、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）を、カメラのリジッド基板（１１５）へと走る電気通信部品に接続する。右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラコネクターは、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）によって得られたビデオフィードが、カメラのリジッド基板（１１５）に送信されることを可能にし、ここで、前記リジッド基板は、ビデオフィードを処理して外部プロセッサーにそれを送信し、外部プロセッサーは、外部モニターあるいは外科医によって着用されたヘッドマウントディスプレイにビデオフィードを出力することにより、外科医が手術部位を見ることを可能にする。
【０１４６】
さらに、カメラケース（１７６ｂ）が、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）、右前カメラ支持部（１７９）、左後カメラ支持部（１６３）、右カメラアセンブリ（１５０）のカメラコネクター、ならびに右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）からルーティングされる電気通信部品を収容するという点で、右のカメラアセンブリ（１５０）のカメラケース（１７６ｂ）は、左のカメラアセンブリ（１４９）のカメラケース（１７６ａ）と類似している。カメラケース（１７６ｂ）は、液体および他の物質が右のカメラアセンブリ（１５０）に入ることを防ぐように製造される。加えて、カメラケース（１７６ｂ）は、上記の参照部分上を摺動するように構成され、かつ、右のカメラ（１５０）のエンドキャップ（１７８ｂ）によって一端上で、および主本体マウント（１４７）によって他端上で拘束されるように構成される。一実施形態では、エンドキャップ（１７８ｂ）は互いに嵌合する２つの部品であるように構成される。様々な実施形態において、当技術分野において既知の様々な接続方法および技術が、エンドキャップ（１７８ｂ）をカメラケース（１７６ｂ）に結合し、ならびに、前記ケースを主カメラ本体マウント（１４７）に結合するために利用される。そのような方法は、限定されないが、ねじ接続、接着接続、および／またはプレスフィット接続を含む。さらに、カメラケース（１７６ｂ）は、右のカメラ（１５０）のカメラモジュール（１７７ｂ）が手術部位を明確に見ることを可能にするためのアパーチャを含む。
【０１４７】
上述のように、いくつかの実施形態では、左右のカメラアセンブリは同じ構成要素を含み、したがって同一である。図３９Ａ−３９Ｂは、カメラアセンブリ（１８７）の例示的な実施形態を示す。図３９Ａで見られるように、一実施形態では、カメラアセンブリ（１８７）は、カメラモジュールアセンブリ（１９０）、電気通信部品固定装置（１８９）、フレックスマンドレル（１８８）、カメラケース（３７６）、およびエンドキャップ（３７８）を含む。この実施形態では、カメラモジュールアセンブリ（１９０）は、カメラモジュール本体（１９５）、レンズスタック（１９２）、赤外線フィルター（１９３）、デジタルセンサー基板（１９１）、およびカメラウィンドウ（１９４）を含む（図３９Ａ）。この実施形態では、カメラモジュールアセンブリ（１９０）の構成要素は、ともに結合されて１つの部品を形成する。いくつかの実施形態では、生体適合性の接着剤はカメラモジュールアセンブリ（１９０）の構成要素のすべてを結合するために使用され、他の実施形態では、当技術分野において既知の様々な結合方法が利用される。図３９Ａに示されるように、いくつかの実施形態では、カメラモジュールアセンブリ（１９０）はカメラウィンドウ（１９４）を含む。これらの実施形態では、カメラウィンドウ（１９４）は、カメラアセンブリ（１８７）のレンズスタック（１９２）を保護する。いくつかの実施形態において、カメラウィンドウ（１９４）は、サファイアガラスから構築され、他の実施形態では、当該分野において既知の他のタイプのガラス、および／またはプラスチックウィンドウが使用される。さらなる実施形態では、レンズスタック（１９２）を保護することができる、当技術分野において既知の他の透明な生体適合性材料が使用される。さらに、この実施形態では、カメラモジュールアセンブリ（１９０）をピッチ駆動アセンブリと位置合わせおよび嵌合させ、かつ、カメラモジュールアセンブリ（１９０）を電気通信部品固定装置（１８９）と位置合わせおよび嵌合させるために、ならびに、左右のカメラアセンブリの位置合わせを確実にするために、カメラモジュール本体（１９５）の両側は位置合わせ突出部を含む。
【０１４８】
述べられるように、一実施形態では、カメラアセンブリ（１８７）は電気通信部品固定装置（１８９）を含む。電気通信部品固定装置（１８９）は、カメラアセンブリ（１８７）の駆動中に電気通信部品が破損するのを防ぐために、デジタルセンサー基板（１９１）に結合された前記電気通信部品が位置するように使用される。この実施形態では、カメラモジュールアセンブリ（１９０）はピッチ駆動アセンブリに結合され、カメラモジュール本体（１９５）は、カメラケース（３７６）内の適所に電気通信部品固定装置（１８９）を保持する。いくつかの実施形態において、カメラアセンブリ（１８７）はフレックスマンドレル（１８８）を含む。これらの実施形態では、フレックスマンドレル（１８８）は、カメラモジュールアセンブリ（１９０）に結合された電気通信部品を包み、ルーティングするために使用される。フレックスマンドレル（１８８）は、電気通信部品固定装置（１８９）の間隔内に位置するように構成され、前記電気通信部品固定装置は、カメラケース（３７６）内に適合および位置し、かつエンドキャップ（３７８）と嵌合してカメラアセンブリ（１８７）を密封するように構成される。
【０１４９】
様々な実施形態において、ステレオカメラおよびカメラアセンブリの構成要素は、特定のユーザーに合わせられるユーザー体験を提供するように構成することができ、それは、ユーザーが、ヘッドマウントディスプレイ内のステレオ画像を自然で快適に感じる様式で見ることを可能にする。いくつかの実施形態において、カメラアセンブリ間の軸間距離は、ユーザーによって知覚される手術部位の奥行きを調節するために変更される。いくつかの実施形態において、カメラモジュールのデジタルセンサーまたはデジタルセンサー基板は、より広い立体視野を提供するために、レンズスタックに対してシフトされる。さらに、いくつかの実施形態では、カメラモジュールの焦点距離は、カメラアセンブリの焦点距離を調節するために調節される。
【０１５０】
上述にように、カメラアセンブリ間の軸間距離は、ユーザーによって知覚される手術部位の奥行きを調節するために変更され得る。より大きな軸間距離は知覚される奥行きを増大させ、より小さな軸間距離は、手術部位の知覚される奥行きを減少させる。軸間距離が増大すると、カメラアセンブリによって得られる画像において重複の量が減少する。カメラアセンブリに近い距離では、画像における重複は、存在しないか、あるいは立体視には不十分な場合がある。
【０１５１】
図４３は、一実施形態による挿入構成のステレオカメラアセンブリを示す。図４３で見られるように、いくつかの実施形態では、ステレオカメラアセンブリの挿入中に、カメラアセンブリは、カメラモジュールの光軸（２１５ａおよび２１５ｂ）がカメラの支持管に対して垂直に配向されるように配置される。これらの実施形態では、ステレオカメラアセンブリは２つのカメラアセンブリを含み、第１のカメラアセンブリは第１のカメラモジュールを有し、および第２のカメラアセンブリは第２のカメラモジュールを有する。これらの実施形態では、第１のカメラモジュールは、外縁および内縁を備えるカメラモジュール本体、ならびに、光学部品、例えば、赤外線フィルター、デジタルセンサー基板、レンズスタック、およびカメラウィンドウを有する。同様に、第２のカメラモジュールは、外縁および内縁を備えるカメラモジュール本体、ならびに、光学部品、例えば、赤外線フィルター、デジタルセンサー基板、レンズスタック、およびカメラウィンドウを有する。これらの実施形態では、第１のカメラモジュール本体の外縁から第２のカメラモジュール本体の外縁までの最大距離は、挿入の軸に垂直なステレオカメラアセンブリの断面の最大幅より大きくなるように構成される。図４０は、ステレオカメラアセンブリ（３４３）の断面（２０７）の最大幅を強調するステレオカメラアセンブリ（３４３）の実施形態の断面を示し、第１のカメラアセンブリ（１８７ｂ）および第２のカメラアセンブリ（１８７ａ）は、カメラの支持管の軸（２０６）に対して垂直に配向される。図４１は、一実施形態による、第１のカメラモジュール本体（１９５ｂ）の外縁から第２のカメラモジュール本体（１９５ａ）の外縁までの最大距離（２０８）を示す。この構成により、第１および第２のカメラモジュールの間の増加した軸間距離を得ることができる。カメラモジュール間の軸間距離が増加すると、ステレオカメラアセンブリは、視差を視覚化する能力が向上し、したがって、ユーザーが手術部位のより大きな奥行知覚を得ることを可能にする。いくつかの実施形態において、軸間距離は、自然でヒトのようなシステムを維持するように選択され、それにより、ヒトの瞳孔間距離で割られたヒトの腕の長さが、カメラモジュールの間の軸間距離で割られたロボットアーム（あるいはツール、機器またはデバイス）の長さと等しくなる。他の実施例では、カメラモジュールの間の軸間距離は、挿入されるロボット装置、ツールまたは機器の最大の断面の測定値より小さくなるように構成される。
【０１５２】
加えて、上に詳述されるように、カメラモジュールまたはカメラモジュールアセンブリのデジタルセンサーあるいはデジタルセンサー基板は、立体視野を増大させるためにシフトされ得る。一実施形態では、左のカメラアセンブリ（１４９）および右のカメラアセンブリ（１５０）について上に詳述された方法と同様に、レンズスタック（１９２）の中心からの水平変位があるように、カメラモジュールアセンブリ（１９０）のデジタルセンサー基板（１９１）をシフトすることができる。この実施形態では、デジタルセンサー基板（１９１）の水平変位は、１つのカメラアセンブリ（１８７）から得られた画像および別のカメラアセンブリから得られた画像が、より大きな重複領域を有することを可能にし、したがって、外科医またはユーザーにより広い立体視野を提供する。これらの実施形態では、左側に配置されるカメラアセンブリのデジタルセンサー基板は、左へとシフトされ、右側に配置されるカメラアセンブリのデジタルセンサー基板は、右へシフトされる。カメラアセンブリの各々におけるデジタルセンサー基板のシフト距離が十分な場合、ゼロ視差平面（ｚｅｒｏ−ｄｉｓｐａｒｉｔｙ  ｐｌａｎｅ）（ＺＤＰ）が達成され、カメラアセンブリからの両方の画像が完全に重複する。したがって、カメラアセンブリの間の軸間距離を調節し、前記カメラアセンブリのデジタルセンサー基板をシフトすることによって、得られた立体視野を最大化することができる。
【０１５３】
さらに、上述のように、カメラアセンブリの焦点距離は、カメラモジュールまたはモジュールアセンブリの焦点を合わせるために調節することができる。焦点距離は、カメラアセンブリのレンズスタックをデジタルセンサーまたはデジタルセンサー基板に向かって、あるいはそれから離れて移動させることにより調節される。いくつかの実施形態において、レンズスタックは、実施形態に応じて、カメラモジュール本体（１９５）あるいはカメラモジュール（１７７）のハウジングのねじ孔に螺挿するねじ付き外面を有する。これらの実施形態では、焦点距離は、それがカメラアセンブリのデジタルセンサーまたはデジタルセンサー基板に近づくか、あるいは遠ざかるように、レンズスタックを螺入することによって調節される。外科医またはユーザーによって見られる領域に焦点が合うように焦点距離が調節され、それにより、手術部位の明瞭な画像を提供する。いくつかの実施形態では、レンズスタックは手動で調節されるが、他の実施形態では、焦点距離は、小さなアクチュエーター、例えば、リニアアクチュエーター、またはロータリーアクチュエーター、および／または、当該分野で既知の任意の他の小さなアクチュエーターを利用して電気機械的に調節される。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、カメラアセンブリは、手術部位を照らして、外科医またはユーザーの視認性を増大させるのを支援するための明かりが装備されている。一実施形態では、カメラアセンブリのエンドキャップは、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイが装備されている。ワイヤーが電源につながれる場合に、患者の体外からカメラアセンブリを通ってルーティングされた前記ワイヤーによって動力がＬＥＤに供給される。ＬＥＤの熱は主カメラ本体内で放散される。いくつかの実施形態では、小量の無菌の生理食塩水あるいは他の生体適合性の液体は、主カメラ本体を冷却するために主カメラ本体を通って流れるが、他の実施形態では、生体適合性の液体あるいはガスは、冷却目的のために主カメラ本体を通される。これらの実施形態では、生体適合性の液体あるいはガスは、患者の体外からカメラアセンブリを通ってルーティングされる冷却ラインを介して、主カメラ本体を通ってルーティングされる。冷却ラインは、液体またはガス源（実施形態に応じて）、および冷却ラインを介して液体またはガスを送り込むポンプに結合される。いくつかの実施形態において、液体またはガスは連続的にポンプで送り込まれ、冷却ラインを通って循環するが、他の実施形態では、液体またはガスが冷却ラインに一度に、あるいはある時間間隔で送り込まれてもよい。他の実施形態では、カメラアセンブリが安全な温度範囲内に維持されることを確実にするために、主カメラ本体は温度センサーが装備されている。他の実施例では、ＬＥＤは、カメラの支持管および／または主カメラ本体マウント上に配置される。さらなる実施形態では、手術部位を照らすために、ＬＥＤの代わりにファイバーオプティクスが使用される。
【０１５５】
いくつかの実施形態において、カメラアセンブリは、カメラアセンブリのレンズにあるあらゆる物質あるいは異物を、拭き取り、ブラシをかけ、および／または取り除くためのワイパーが装備されている。一実施形態では、２つのレンズワイパーが主カメラ本体に取り付けられており、各カメラアセンブリにつき１つのワイパーがある。レンズワイパーは、使用中に、カメラアセンブリに向かって主カメラ本体の遠位へと伸びるように製造される。この実施形態では、レンズワイパーが使用中に、カメラアセンブリのレンズを横切って左右に揺れることができるように、レンズワイパーは当技術分野において既知のヒンジ接続によって主カメラ本体に取り付けられる。他の実施形態では、レンズワイパーは主カメラ本体にしっかりと固定され、ステレオカメラは、カメラアセンブリのレンズがレンズワイパーを横切って移動し、あらゆる異物あるいは物質を取り除いて拭き取るように駆動する。他の実施例では、レンズワイパーは、カメラアセンブリに直接取り付けられる。
【０１５６】
他の実施例では、レンズワイパーは、主カメラ本体からカメラアセンブリへと向かって上下に移動するように製造される。これらの実施形態では、レンズワイパーは折り畳み可能に構成される。レンズワイパーが上下に移動し、カメラアセンブリのレンズと接触し、ならびに、カメラアセンブリ上にある異物または物質を拭き取るか、あるいは取り除く際に、レンズワイパーは、主カメラ本体からカメラアセンブリのレンズへと向かって拡大および伸長する。いくつかの実施形態では、レンズワイパーは当技術分野において既知の柔らかい生体適合性のゴムから製造されるが、他の実施形態では、レンズワイパーは、柔らかい生体適合性のセラミックスなどの当技術分野において既知の他の生体適合性材料で製造される。
【０１５７】
さらなる実施形態では、カメラアセンブリは、カメラアセンブリから異物または物質を取り除くことを支援し、ならびに、異物または物質が拭き取られる時にカメラアセンブリのレンズが汚れるのを防ぐために、水あるいは他の溶液または液体を噴霧するための潅漑システムが装備される。これらの実施形態では、カメラアセンブリは、患者の体外からカメラアセンブリを通ってルーティングされる液体ラインを装備している。流体ラインは、液体源、および液体ラインを介して主カメラ本体へと配置される噴霧器に液体を送り込むポンプに結合される。この実施形態では、噴霧器は、液体がカメラアセンブリのレンズ上へと噴霧されるように配置される。いくつかの実施形態では、液体が噴霧される圧力は外科医またはユーザーによって制御され、他の実施形態では、液体は設定された速度で噴霧するように設定される。いくつかの実施形態において、カメラアセンブリは、潅漑システムおよびレンズワイパーの両方を含む。これらの実施形態では、カメラアセンブリ上のあらゆる異物あるいは物質を取り除くために、潅漑システムおよびレンズワイパーは連携して機能する。
【０１５８】
いくつかの実施形態において、カメラアセンブリは、カメラアセンブリの挿入および除去の間に、外科医またはユーザー手術部位のリアルタイム画像を提供するための周辺カメラが装備される。一実施形態では、カメラアセンブリのエンドキャップは、挿入と除去のリアルタイム画像をキャプチャするために、周辺カメラを含む。カメラアセンブリが挿入されると、周辺カメラは、外科医に手術部位の画像を提供する。これらの実施形態では、周辺カメラは挿入に対して前方に面するように配向され、それにより、周辺カメラは、ステレオカメラが挿入されると、手術部位の画像を提供するように挿入の方向を見ている。周辺カメラからの画像を用いて、外科医は、手術部位に何らかの予期しない状態があるか否かを決定し、ならびに、挿入の角度あるいは挿入のポイントを変更する必要があるか否かを決定することができる。
【０１５９】
上述のように、いくつかの実施形態では、両方のカメラアセンブリのエンドキャップは周辺カメラを含む。これらの実施形態では、周辺カメラの１つは、ステレオカメラの挿入中に手術部位の画像をキャプチャするために使用され、第２の周辺カメラは、挿入されているロボット装置、ツール、および／または機器の画像をキャプチャするために使用される。第２の周辺カメラは、外科医またはユーザーが、トロカールアセンブリを通って挿入されているツール、ロボット装置、あるいは機器の挿入をモニタリングすることを可能にする。第２の周辺カメラの画像を用いて、外科医またはユーザーは、挿入されているデバイスまたは機器の挿入角度または位置を変更することができる。加えて、手術中に、周辺カメラは、手術部位のさらなる画像をキャプチャするために利用される。手術中の周辺カメラの画像は、ステレオカメラの配向および／または位置を調節しないとステレオカメラがキャプチャすることができない画像を外科医またはユーザーに提供する。
【０１６０】
他の実施例では、カメラアセンブリの１つのエンドキャップのみが周辺カメラを含んでいるが、さらなる実施形態では、エンドキャップは複数の周辺カメラを含むことができる。いくつかの実施形態において、周辺カメラは、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉカメラモジュール、ｅ−ｃｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標）カメラモジュール、および／または、当該分野で既知の他の同様のカメラモジュールなどの市場に出ている既知のカメラモジュールに含む。他の実施形態では、周辺カメラはカスタムカメラモジュールを含んでもよい。
【０１６１】
＜挿入＞
前述のように、ロボットカメラシステムは、外科手術中に手術部位の複数の視野を得るように構成され、カメラアセンブリは患者の体内に挿入される。一実施形態では、カメラアセンブリを挿入するために、トロカールアセンブリは、患者の体内に初めに挿入される。この実施形態では、トロカールアセンブリは、当技術分野において既知の標準オブチュレータを使用して、患者の身体に挿入される。この実施形態では、オブチュレータは患者の腹壁を穿刺し、トロカールが患者の腹部に挿入されるのを可能にするのに十分な幅のアパーチャを作る。トロカールは、翼付きリングが患者の腹部の外壁と同じ高さに位置するように挿入され、トロカールアセンブリの近位部は患者の身体外に配置される。その後、翼付きリングは、外科用糸によって患者の身体に固定される。一実施形態では、患者の身体に翼付きリングを固定するために２つの外科用糸が使用される。この実施形態では、外科用糸の各部分の一端は翼付きリングのねじに固定され、外科用糸の各部分の他端は患者の身体に縫い付けられ、それにより、患者の身体にトロカールアセンブリを固定する。患者の身体にトロカールアセンブリが固定されると、患者の腹腔は送気され、それにより、患者の腹腔を拡張してカメラアセンブリを挿入する余地を作る。他の実施形態では、現在市場に出ているおよび当技術分野において既知の標準トロカールが、患者の腹腔に送気するために患者の身体に挿入され、その後、トロカールアセンブリが患者の身体に挿入される。
【０１６２】
患者の腹腔に送気されると、膨張可能なシールのシースは、空気口に結合されたポンプおよび／または圧縮機を介して膨張する。シースが膨張すると、カメラアセンブリは、トロカールアセンブリを通って、患者の腹腔へと挿入される。一実施形態では、カメラアセンブリの挿入前に、ステレオカメラは、左のカメラアセンブリのエンドキャップが初めにトロカールアセンブリを通過し、患者の腹腔へと入るように配向される。他の実施例では、ステレオカメラは、右のカメラアセンブリのエンドキャップが初めにトロカールアセンブリを通過し、患者の腹腔へと入るように配向される。あるいは、ステレオカメラが周辺カメラを含む実施形態では、ステレオカメラのその端が初めに挿入されることがある。
【０１６３】
一旦、カメラアセンブリが患者の腹腔に挿入されると、カメラコンソールアセンブリのトロカール嵌合固定具がトロカールに結合され、それにより、カメラコンソールアセンブリおよびトロカールアセンブリを固定する。この接続はシステムを安定化させるために使用され、それにより、カメラアセンブリが駆動中にトロカールアセンブリと位置合わせされたままとなり、他のデバイスがトロカールアセンブリを通過して患者の腹腔に入ることができる。他の実施例では、カメラコンソールアセンブリおよびトロカールアセンブリは互いに結合されず、それにより、カメラコンソールアセンブリおよびカメラアセンブリが、患者の身体に挿入される間に回転することを可能にし、ならびに、カメラアセンブリが患者の腹腔へとさらに押し込まれ、および／またはトロカールの方へと引き戻されることを可能にする。図４３は、挿入構成におけるステレオカメラ（３４３）の例示的な実施形態を示す。図４３に示されるように、いくつかの実施形態では、挿入中、カメラモジュールの第１の光軸（２１５ｂ）および第２の光軸（２１５ａ）はカメラ支持管（１２４）に対して垂直に配向される。カメラアセンブリが患者の腹腔に挿入されると、ステレオカメラは駆動する準備ができている。図４４は、一実施形態による、展開した構成におけるステレオカメラ（３４３）を示す。図４４に示される実施形態で例示されるように、ステレオカメラ（３４３）が展開した構成にあるとき、第１の光軸（２１５ｂ）および第２の光軸（２１５ａ）はステレオカメラの回転に基づいて動く。
【０１６４】
一旦、ステレオカメラが患者の腹腔に挿入されると、ツール、装置、および／または機器は、トロカールアセンブリを介して患者の腹腔へと挿入され得る。一実施形態では、トロカールアセンブリを介したツール、機器あるいはロボット装置の挿入前に、前記ロボット装置、ツール、機器はシールプラグに入る。シールプラグは、密封を維持し、および二酸化炭素が漏れるのを防ぎながら、ツール、ロボット装置あるいは機器がシールサブアセンブリを通過することを可能にするように、ツール、ロボット装置あるいは機器を患者の腹腔に導入する通路管として機能する。一実施形態では、シールプラグは、デバイス、ツールあるいは他の物体がその中に収まるための中空の中心を有するように構成される。トロカールアセンブリに挿入される前に、デバイス、ツール、あるいは他の物体はシールプラグに挿入される。駆動中に、シールプラグは、機器の遠位部がプラグの外にあり、機器の近位部がプラグに包含されるように配置される。シールプラグがトロカールアセンブリへ導入されると、シールプラグはシールサブアセンブリを通過し、シールプラグの近位部はシールサブアセンブリの外に残る。シールプラグは、シールサブアセンブリのシールがシールサブアセンブリ内に含まれるシールプラグの一部を囲み、したがって、密封を作り出すように、トロカールにおけるオープンスペースのすべてを満たすべく製造される。機器が手術領域から取り除かれる準備ができるまで、シールプラグはトロカールアセンブリ内に残る。
【０１６５】
＜駆動＞
ステレオカメラは、所望の位置および方向へとステレオカメラを駆動させることにより、手術部位の複数の視野を得るように構成される。図４２は、一実施形態による、カメラアセンブリのヨー軸（２１０）およびピッチ軸（２１１）を強調する、ステレオカメラアセンブリ（３４３）の例示的な実施形態を示す。図４２に例示されるように、一実施形態では、ヨー軸（２１０）はカメラ支持管（１２４）がある平面に垂直であり、ピッチ軸（２１１）はヨー軸（２１０）に垂直である。上に詳述されるように、一実施形態では、ステレオカメラは、ピッチ軸（２１１）の周りを上下に回転し、ヨー軸（２１０）の周りを左右に回転するように構成される（図４２）。この実施形態では、ピッチ駆動アセンブリのケーブルおよびヨー駆動アセンブリのケーブルは、カメラアセンブリからカメラコンソールアセンブリのアクチュエーターへとルーティングされる。アクチュエーターは、ピッチ駆動アセンブリおよびヨー駆動アセンブリからルーティングされるケーブルに駆動力を提供することにより、ピッチ軸（２１１）およびヨー軸（２１０）の周りでステレオカメラを回転させるように構成される。
【０１６６】
一実施形態では、ステレオカメラは外科医の頭を動かすことによって駆動する。例えば、手術中に、外科医が現在の視野の上にある物体を見たい場合、外科医は見上げ、ステレオカメラはピッチ軸の周りを上に回転することになる。この実施形態では、国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２９２４６号に開示されるように、外科医は、ステレオカメラによって得られるライブカメラフィードを見るために、バーチャルリアリティーヘッドマウントディスプレイを着用する。Ｏｃｕｌｕｓ  Ｒｉｆｔなどの適切なヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）は、手術部位のヘッドマウント視野、ディスプレイ内の焦点を当てた視野を可能にするレンズ、およびディスプレイの位置および方向のトラッキングを提供するセンサーシステムをユーザーに提供する。Ｏｃｕｌｕｓ  ＲｉｆｔおよびＨＴＣ  ＶｉｖｅなどのＨＭＤは、ＨＭＤのヨー、ピッチ、およびロールの生の配向データ、ならびにＨＭＤのデカルト空間（ｘ、ｙ、ｚ）の位置データを得る、内蔵されたトラッキングおよびセンサーシステムを有する。しかし、ＨＭＤの内蔵されたトラッキングシステムの代わりに、あるいはそのトラッキングシステムに加えて、ディスプレイの補足的な位置および方向のトラッキングデータを提供するために、代替的トラッキングシステムが使用されてもよい。位置および方向のセンサーシステムは、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、赤外線トラッキング、コンピュータービジョン、金属マーカートラッキング（ｆｉｄｕｃｉａｌ  ｔｒａｃｋｉｎｇ）、磁気トラッキング、レーザートラッキング、超音波トラッキング、エンコーダーを用いた機械的なトラッキング、あるいは、位置および方向の少なくとも１つを追跡する他の方法、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。前述のセンサートラッキングシステムは、ユーザーによって着用されるヘッドマウントディスプレイを追跡するために、ならびに、駆動中にステレオカメラの回転位置を追跡するために使用することができる。
【０１６７】
この実施形態では、センサーシステムは、外科医のヘッドマウントディスプレイの位置および方向を追跡する。センサーシステムは、方向データをコンピューターにリアルタイムで中継する。カメラシステムのこの実施形態では空間内で独立して変換することができないので、カメラシステムのこの実施形態において位置データは必要ではない。しかし、カメラシステムの他の実施形態は、追加の動作のために、あるいは補足的データを提供するために位置データに依存し得る。方向の測定はＨＭＤの内蔵された座標系に対して提示される。コンピューターは、データの座標系を、ＨＭＤの内蔵された座標系から、カメラシステムによって定義された座標系と一致する座標系へと変換することによって、生の方向データを解釈する。この実施形態では、ＨＭＤの内蔵された座標系およびカメラシステムの定義された座標系の両方が固定されており、既知であるため、単純な一定の回転がこの変換に適用されなければならない。
【０１６８】
コンピューターはさらに、カメラアクチュエーターの物理的構成によって決定される回転順序を実施する場合に、特異点が達成されないことを確実にする。第２の回転角が９０度（ｐｉ／２ラジアン）に近づくと生じる自然な特異点を回避するために、アルゴリズムは、第２の回転角が、定義された特異点の閾値と超えると、第３の回転角より第１の回転角の方を重く重み付けし始める。その後、コンピューターは、カメラコンソールアセンブリのアクチュエーターに動作可能に接続されるモーター制御ボードに解釈されたデータを送信する。
【０１６９】
モーター制御ボードは、コンピューターから送られる方向データを受け取り、アクチュエーターを駆動してカメラシステムを所望の方向に向けるために必要な制御力を決定する。カメラシステムの物理的特性、例えば、プーリーの直径、ケーブルの直径、摩擦プロファイル、およびアクチュエーター制約は、アクチュエーターコマンドを計算する際に考慮される。カメラシステムのこの実施形態では、アクチュエーターコマンドは、位置制御を使用して設計され、ステレオカメラの所望の出力方向を結果としてもたらす特定位置にアクチュエーターを駆動する。トルク制御あるいはより高度な技術を使用するカメラシステムの他の実施形態では、代わりに、制御トルクが計算されて、所望の方向にステレオカメラを駆動するようにアクチュエーターに命じることができる。
【０１７０】
モーター制御基板は、アクチュエーターがステレオカメラを駆動させて、外科医の頭の動きをリアルタイムで追うように、カメラコンソールアセンブリのアクチュエーターにこれらの駆動コマンドを送信する。この実施形態では、ピッチ駆動アセンブリおよびヨー駆動アセンブリに動作可能に接続された回転位置センサーから得られる位置および／または方向のデータは、モーター制御基板に同時に送り戻され、それにより、モーター制御基板が、ステレオカメラのパンおよびティルトを調節して外科医の頭の動きと一致させることを可能にするために、ステレオカメラの位置および方向をモーター制御基板が常に把握する。他の実施形態では、ステレオカメラの駆動が十分に厳密である場合、ピッチおよび／またはヨーの駆動の位置および／または方向の感知を省略することができ、それにより、アクチュエーター（モーター）位置は、ステレオカメラのピッチおよび／またはヨー位置に直接相関すると仮定され得る。他の実施例では、位置および／または方向の感知は完全に省略され、ステレオカメラは、前の位置および／または方向に対してピッチならびにヨー軸の周りで駆動される。
【０１７１】
カメラのリジッド基板は、ステレオカメラから得られるビデオフィードを処理する。ステレオカメラのカメラモジュールから得られる画像および／またはビデオフィードは、ヘッドマウントディスプレイ上に表示される。ステレオカメラの左側のカメラアセンブリから得られる画像および／またはビデオフィードは、外科医の左眼に表示され、ステレオカメラの右側のカメラアセンブリから得られる画像および／またはビデオフィードは、外科医の右眼に表示される。ステレオカメラのカメラアセンブリから得られる左眼視野および右眼視野の組み合わせは、手術部位の立体視野を外科医に提供する。いくつかの実施形態において、ソフトウェアは、ステレオカメラの位置と外科医の頭の位置との間のいかなる差も補償するべく、ステレオカメラのビューをわずかに調節するために利用される。
【０１７２】
上述のように、カメラモジュールおよびカメラモジュールアセンブリは、手術部位の画像のおよび／またはビデオフィードをキャプチャするデジタルセンサー基板を含む。カメラモジュールおよびモジュールアセンブルのデジタルセンサー基板は、ビデオプロセッサー基板と通信する。様々な実施形態では、限定されないが、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ、ｅＩｎｆｏｃｈｉｐのＤＶＰＢ、ＮＶＩＤＩＡ  ｊｅｔｓｏｎ  ｂｏａｒｄ、あるいは当技術分野において既知の他の既知のビデオプロセッサー基板の様々なタイプを含む、様々なビデオプロセッサー基板が利用される。デジタルセンサー基板は、ＭＩＰＩ通信プロトコルによってビデオプロセッサー基板と通信する。いくつかの実施形態では、各カメラモジュールからの画像および／またはビデオフィードは、それ自体のビデオプロセッサー基板に送られるが、他の実施形態では、両方のカメラモジュールからの画像および／またはビデオフィードの両方は、同じビデオプロセッサー基板に送られる。ビデオプロセッサー基板は、ビデオレンダリングソフトウェアを使用して、画像／ビデオフィードをコード化するコンピューターと通信する。いくつかの実施形態では、使用されるビデオレンダリングソフトウェアはＦＦｍｐｅｇであるが、他の実施例では、当該分野で既知の他のビデオレンダリングソフトウェアが利用される。その後、コンピューターは、カメラモジュールまたはモジュールアセンブリから得られる画像および／またはビデオフィードを、ネットワークストリーミングによってバーチャルリアリティーコンピューターアプリケーションに送る。バーチャルリアリティーコンピューターアプリケーションは、ネットワークストリームからの画像および／またはビデオフィードを取得し、ビデオレンダリングソフトウェアを使用してそれをデコードする。画像および／またはビデオフィードは、ＨＭＤのソフトウェアによって、ビデオレンダリングソフトウェアからＨＭＤに送られる。
【０１７３】
＜コンピューターシステム＞
本明細書に記載される主題は、デジタル電子回路において、あるいはコンピューターソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア（この明細書で開示される構造的手段およびその構造的同等物を含む）において、あるいはそれらの組み合わせにおいて実装することができる。本明細書に記載される主題は、データ処理装置（例えば、プログラム可能なプロセッサー、１つのコンピューター、または複数のコンピューター）による実行、あるいはデータ処理装置の動作の制御のために、１つ以上のコンピュータプログラム製品、例えば、情報担体（例えば、機械可読な記憶装置における）で明確に具体化されるか、あるいは伝搬信号で具体化された１つ以上のコンピュータプログラムとして実装することができる。コンピュータプログラム（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、あるいはコードとしても知られている）は、コンパイラ型言語あるいはインタープリタ型言語を含むプログラミング言語の任意の形態で書かれてもよく、スタンドアロンプログラムとして、あるいはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、あるいは計算環境で使用するのに適した他のユニットとしての形態を含む、任意の形態で展開可能である。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステム内のファイルに相当するわけではない。プログラムは、他のプログラムあるいはデータを保持するファイルの一部に、問題となっているプログラム専用の単一のファイルに、あるいは複数の統合されたファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、あるいはコードの一部を格納するファイル）に格納可能である。コンピュータプログラムは、１つのコンピューター又は１つの場所における複数のコンピューター上で実行されるように、あるいは、複数の場所に分布されて通信ネットワークにより相互接続されるように展開することができる。
【０１７４】
本明細書に記載される主題の方法の工程を含むこの明細書に記載されるプロセスおよび論理の流れは、入力データで操作し、ならびに出力を生成することによって、本明細書に記載される主題の機能を実行するための、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサーによって実施することができる。プロセスおよび論理の流れはさらに、特殊用途ロジック回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）あるいはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実施することができ、ならびに、本明細書に記載される主題の装置は、上記特殊目的ロジック回路として実装することができる。
【０１７５】
コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサーとしては、一例として、汎用マイクロプロセッサと特殊用途マイクロプロセッサの両方、および任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサーが挙げられる。一般に、プロセッサーは読み出し専用メモリまたはランダムアクセスメモリあるいはその両方からの命令とデータを受け取る。コンピューターの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサーと、命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリ装置である。一般に、コンピューターはさらに、データを格納するための１つ以上の大容量記憶装置（例えば、光磁気ディスクあるいは光ディスク）を含むか、あるいは、上記大容量記憶装置からのデータを受け取るか、あるいは上記大容量記憶装置にデータを転送するか、またはその両方のために動作可能に連結される。コンピュータプログラム命令およびデータを具体化するのに適した情報担体は、一例として、半導体記憶装置（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置）；磁気ディスク（例えば、内部ハードディスクあるいはリムーバブルディスク）；光磁気ディスク；ならびに、光ディスク（例えば、ＣＤおよびＤＶＤディスク）を含む、不揮発性メモリのすべての形態を含む。プロセッサーおよびメモリは、特殊用途ロジック回路によって補足されるか、あるいは特殊用途ロジック回路に組み込まれ得る。
【０１７６】
ユーザーとの対話を提供するために、本明細書に記載される主題は、ユーザーに情報を表示するための、表示装置、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニター、キーボードならびにポインティングデバイス（例えば、マウスあるいはトラックボール）を備えるコンピューター上で実装され、それによって、ユーザーは、コンピューターに入力を提供することができる。他の種類のデバイスも同様に、ユーザーとの対話を提供するために使用することができる。例えば、ユーザーに提供されたフィードバックは、感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、あるいは触覚フィードバック）の任意の形態であり得、ユーザーからの入力は、音響、音声、あるいは触覚の入力を含む任意の形態で受け取ることができる。
【０１７７】
本明細書に記載される主題は、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバ）、ミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）、あるいはフロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザーが本明細書に記載される主題の実施と相互作用することができる、グラフィカルユーザインターフェースあるいはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）を含むコンピューティングシステム、あるいはそのようなバックエンド、ミドルウェア、およびフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせにおいて実装することができる。上記システムのコンポーネントは、任意の形態あるいはデジタルデータ通信（例えば、通信ネットワーク）の媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）およびワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えば、インターネットを含む。
【０１７８】
開示される主題が、構造の詳細、および以下の説明において記載されるか、あるいは図面において例証される構成要素の配置に限定されないことが理解されるべきである。開示される主題は、他の実施形態が可能であり、および、様々な方法で実施ならびに実行可能である。さらに、本明細書で使用される表現や用語は説明目的のためであり、限定的であるとみなされてはならないことが理解されよう。
【０１７９】
したがって、当業者は、この開示の基礎となる概念が、開示される主題のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、およびシステムの設計の基礎として容易に利用され得ることを認識する。したがって、開示される主題の精神および範囲から逸脱しない限り、請求項はそのような同等の構成を含むと見なされることが重要である。
【０１８０】
開示される主題が前述の例示的実施形態で説明および例示されてきたが、本開示は、ほんの一例であり、開示される主題の精神および範囲（以下の請求項によってのみ限定される）から逸脱することなく、開示される主題の実施の詳細における多数の変更がなされることが理解される。
【図１Ａ】
2020534075.tif 000003
【図１Ｂ】
2020534075.tif 000004
【図２Ａ】
2020534075.tif 000005
【図２Ｂ】
2020534075.tif 000006
【図２Ｃ】
2020534075.tif 000007
【図３】
2020534075.tif 000008
【図４Ａ】
2020534075.tif 000009
【図４Ｂ】
2020534075.tif 000010
【図５Ａ】
2020534075.tif 000011
【図５Ｂ】
2020534075.tif 000012
【図５Ｃ】
2020534075.tif 000013
【図５Ｄ】
2020534075.tif 000014
【図６】
2020534075.tif 000015
【図７Ａ】
2020534075.tif 000016
【図７Ｂ】
2020534075.tif 000017
【図７Ｃ】
2020534075.tif 000018
【図８Ａ】
2020534075.tif 000019
【図８Ｂ】
2020534075.tif 000020
【図９Ａ】
2020534075.tif 000021
【図９Ｂ】
2020534075.tif 000022
【図９Ｃ】
2020534075.tif 000023
【図１０Ａ】
2020534075.tif 000024
【図１０Ｂ】
2020534075.tif 000025
【図１０Ｃ】
2020534075.tif 000026
【図１１Ａ】
2020534075.tif 000027
【図１１Ｂ】
2020534075.tif 000028
【図１２】
2020534075.tif 000029
【図１３】
2020534075.tif 000030
【図１４Ａ】
2020534075.tif 000031
【図１４Ｂ】
2020534075.tif 000032
【図１５Ａ】
2020534075.tif 000033
【図１５Ｂ】
2020534075.tif 000034
【図１６Ａ】
2020534075.tif 000035
【図１６Ｂ】
2020534075.tif 000036
【図１７Ａ】
2020534075.tif 000037
【図１７Ｂ】
2020534075.tif 000038
【図１８Ａ】
2020534075.tif 000039
【図１８Ｂ】
2020534075.tif 000040
【図１９Ａ】
2020534075.tif 000041
【図１９Ｂ】
2020534075.tif 000042
【図２０Ａ】
2020534075.tif 000043
【図２０Ｂ】
2020534075.tif 000044
【図２１Ａ】
2020534075.tif 000045
【図２１Ｂ】
2020534075.tif 000046
【図２２Ａ】
2020534075.tif 000047
【図２２Ｂ】
2020534075.tif 000048
【図２２Ｃ】
2020534075.tif 000049
【図２３Ａ】
2020534075.tif 000050
【図２３Ｂ】
2020534075.tif 000051
【図２３Ｃ】
2020534075.tif 000052
【図２４Ａ】
2020534075.tif 000053
【図２４Ｂ】
2020534075.tif 000054
【図２５Ａ】
2020534075.tif 000055
【図２５Ｂ】
2020534075.tif 000056
【図２５Ｃ】
2020534075.tif 000057
【図２６Ａ】
2020534075.tif 000058
【図２６Ｂ】
2020534075.tif 000059
【図２７】
2020534075.tif 000060
【図２８Ａ】
2020534075.tif 000061
【図２８Ｂ】
2020534075.tif 000062
【図２８Ｃ】
2020534075.tif 000063
【図２９Ａ】
2020534075.tif 000064
【図２９Ｂ】
2020534075.tif 000065
【図２９Ｃ】
2020534075.tif 000066
【図３０】
2020534075.tif 000067
【図３１Ａ】
2020534075.tif 000068
【図３１Ｂ】
2020534075.tif 000069
【図３１Ｃ】
2020534075.tif 000070
【図３２Ａ】
2020534075.tif 000071
【図３２Ｂ】
2020534075.tif 000072
【図３３Ａ】
2020534075.tif 000073
【図３３Ｂ】
2020534075.tif 000074
【図３４Ａ】
2020534075.tif 000075
【図３４Ｂ】
2020534075.tif 000076
【図３４Ｃ】
2020534075.tif 000077
【図３５Ａ】
2020534075.tif 000078
【図３５Ｂ】
2020534075.tif 000079
【図３６】
2020534075.tif 000080
【図３７】
2020534075.tif 000081
【図３８Ａ】
2020534075.tif 000082
【図３８Ｂ】
2020534075.tif 000083
【図３９Ａ】
2020534075.tif 000084
【図３９Ｂ】
2020534075.tif 000085
【図４０】
2020534075.tif 000086
【図４１】
2020534075.tif 000087
【図４２】
2020534075.tif 000088
【図４３】
2020534075.tif 000089
【図４４】
2020534075.tif 000090
【図４５】
2020534075.tif 000091
【国際調査報告】
2020534075.tif 000092