JP2008514357A - オフセット遠隔中心マニピュレーター - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、医療、外科、および/またはメボット利用デバイスおよびシステムに関する。例示の実施形態では、本発明は、最小侵襲的ロボット利用手術の間に、外科用器具の位置を束縛するオフセット中心マニピュレーターを提供する。
本発明は、一般に、医療、手術、および/またはロボット利用デバイスおよびシステムに関する。特に、本発明は、外科用器具を支持するために用いられる改良された遠隔中心マニピュレーターに関し、そして最小侵襲的ロボット利用手術の間の器具の所望の位置で任意のベアリングまたは機械的支持体から遠隔にある球回転の中心を提供する。この遠隔中心マニピュレーターは、器具が回転の固定された中心の周りで動くように束縛し、これは、好ましくは、患者の腹腔壁のような患者中の侵入切開と一致する。1つの例示の実施形態では、本発明は、オフセット遠隔中心平行四辺形マニピュレーター連結アンセブリを提供し、これは、最小侵襲的ロボット利用手術の間に外科用器具の位置を束縛する。この改良された遠隔中心マニピュレーターは、第1および第2の軸に沿った器具の動きの範囲を有利に増大し、これは、同時に、このロボット利用外科用システムの複雑さ、サイズ、および物理的重量を低減する。このような利点は、次いで、このようなロボット利用外科用システムの使用の効率および容易さを増大する。
図1〜4は、最小侵襲的ロボット利用手術を実施するためのロボット利用外科用システム1を示し、これは、米国特許第6,246,200号中により詳細に記載されている。操作者O(一般に外科医)は、手術台Tに横たわる患者Pに対し最小侵襲性外科的手順を実施し、この操作者Oは、医師のコンソール3で1つ以上の入力デバイスまたはマスター2を操作する。外科医の入力に応答して、コンソール3のコンピュータープロセッサー4は、内視鏡器具またはツール5の移動を指示し、ロボット患者側システム6(この例では、荷車に載せられたシステム)を経由して器具のサーボ機構移動を行う。
Claims (50)
- 最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、該外科用器具が、細長いシャフトを含み、該シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、該遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、該平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよびジョイントによって該器具ホルダーに連結され、該リンクおよびジョイントが、該器具が該器具ホルダーに取り付けられ、そして該シャフトが少なくとも1つの自由度で移動するとき、平行四辺形を、該器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、該第1の軸および該平行四辺形連結ベースに隣接する該平行四辺形の第1の辺が、該回転の中心で該シャフトと交差し、そして該平行四辺形の第1の辺が該第1の軸から角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。 - 前記第1の軸が、前記回転の中心で交差する、請求項1に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の辺が、前記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の辺が、前記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の辺が、前記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の遠位端が、前記器具ホルダーに隣接するジョイントから前記回転の中心まで延び、そして該平行四辺形の遠位端が、前記細長いシャフトから角度がオフセットされる、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の辺が、前記第1の軸の下で延びる、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±90゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±168゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±55゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±75゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記リンクの少なくとも1つが屈曲している、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記リンクの少なくとも1つが約22゜の角度で屈曲している、請求項12に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、少なくとも1つの自由度で釣り合っていない,請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記関節連結アセンブリに連結されたブレーキシステムをさらに備え、該ブレーキシステムが、前記ジョイントの少なくとも1つの関節を離脱可能に阻害する、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよびジョイントが、少なくとも1つのプーリー、および該プーリーに連結され、該回転の中心に対してシャフト移動を束縛する形態である少なくとも1つの可撓性要素を備える、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよびジョイントが、6つのプーリーおよび4つのベルトを備える、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよびジョイントが、サーボ機構によって駆動される、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよび前記平行四辺形が、異なる平面でオフセットされている、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記リンクおよび前記器具ホルダーが、同一平面中に位置される、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 前記関節連結アセンブリが、前記回転の中心に対するシャフト移動を、該シャフトが少なくとも1つの自由度で回転移動されるとき、該シャフトが該回転の中心を通って実質的に整列されるように束縛するような形態である、請求項2に記載のマニピュレーター。
- 最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、該外科用器具が、細長いシャフトを含み、該シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、該遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、該平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよび旋回軸によって該器具ホルダーに連結され、該リンクおよび旋回軸が、該器具が該器具ホルダーに取り付けられ、そして該シャフトが該平行四辺形の平面に沿って移動するとき、平行四辺形を、該器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、該第1の軸および該平行四辺形連結ベースに隣接する該平行四辺形の第1の旋回軸が、角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。 - 前記第1の軸および第2の軸が、前記回転の中心で交差する、請求項22に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の旋回軸が、前記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の旋回軸が、前記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の旋回軸が、前記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の遠位端が、前記器具ホルダーに隣接するジョイントから前記回転の中心まで延び、そして該平行四辺形の遠位端が、前記細長いシャフトから角度がオフセットされる、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形の第1の旋回軸が、前記第1の軸の下で延びる、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±90゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、前記第1の軸に対して±168゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記オフセットされた平行四辺形および屈曲リンクが、前記第2の軸に対して±55゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記オフセットされた平行四辺形および屈曲リンクが、前記第2の軸に対して±75゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記リンクの少なくとも1つが約22゜の角度で屈曲している、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記マニピュレーターが、少なくとも1つの自由度で釣り合っていない,請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記関節連結アセンブリに連結されたブレーキシステムをさらに備え、該ブレーキシステムが、前記旋回軸の少なくとも1つの関節を離脱可能に阻害する、請求項34に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよび旋回軸が、少なくともプーリー、および該プーリーに連結され、該回転の中心に対してシャフト移動を束縛する形態である少なくとも1つの可撓性要素を備える、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよび旋回軸が、6つのプーリーおよび4つのベルトを備える、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記複数のリンクおよび前記平行四辺形が、異なる平面でオフセットされている、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 前記リンクおよび前記器具ホルダーが、同一平面中に位置される、請求項23に記載のマニピュレーター。
- 最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、該外科用器具が、細長いシャフトを含み、該シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、該遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、該平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよび旋回軸によって該器具ホルダーに連結され、該リンクおよび旋回軸が、該器具が該器具ホルダーに取り付けられ、そして該シャフトが該平行四辺形の平面に沿って移動するとき、平行四辺形を、該器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、該第1の軸および該平行四辺形が該回転の中心で該シャフトと交差し、そして該平行四辺形が該第1の軸から角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。 - 前記第1の軸および第2の軸が、前記回転の中心で交差する、請求項40に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形が、前記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、請求項41に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形が、前記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、請求項41に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形が、前記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、請求項41に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形連結ベースに隣接する前記平行四辺形の第1の軸および第1の辺が、前記回転の中心で前記シャフトと交差し、そして該平行四辺形の第1の辺がが、該第1の軸から角度がオフセットされる、請求項41に記載のマニピュレーター。
- 前記平行四辺形連結ベースに隣接する前記第1の軸および前記平行四辺形の第1の旋回軸が、前記回転の中心で前記シャフトと交差し、そして該平行四辺形の第1の旋回軸が該第1の軸から角度がオフセットされる、
前記第1の軸の下で延びる、請求項41に記載のマニピュレーター。 - 前記平行四辺形の遠位端が、前記器具ホルダーに隣接するジョイントから前記回転の中心まで延び、そして該平行四辺形の遠位端が、前記細長いシャフトから角度をなしてオフセットされる、請求項41に記載のマニピュレーター。
- 最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の旋回移動のための遠隔中心マニピュレーターであって、該外科用器具が、細長いシャフトを含み、該シャフトが、近位端、および患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、該遠隔中心マニピュレーターが:
連結ベース;
該連結ベースによって旋回可能に支持される第1の連結アセンブリであって、第1の外側ハウジンクを有する連結アセンブリ;および
近位旋回ジョイントと遠位旋回ジョイントとの間で片持ちされ、そしてそれらの間に延びる第2の連結アセンブリ軸を規定する第2の連結アセンブリを備え、該近位旋回ジョイントが該第2の連結アセンブリを該第1の連結アセンブリに連結し、該遠位旋回ジョイントが該第2の連結アセンブリを該器具ホルダーに連結し、該第1および第2の旋回アセンブリが該シャフトの側方移動を該シャフトに沿って配置された回転の中心の周りの旋回移動に束縛し、該第2の連結が第2の外側ハウジングを有し、該第2の外側ハウジングが該第1のジョイントと第2のジョイントとの間の間に配置され、そしてそれらから分離された凹部を有し、該第1の連結アセンブリの第1の外側ハウジングが、該シャフトの近位端が該連結ベースに向かって移動するとき、該凹部中に突き出し、そして該第2の連結軸を横切り得る、マニピュレーター。 - 前記第2の連結アセンブリが、前記近位旋回ジョイントと前記遠位旋回ジョイントとの間で伸張する可撓性部材を備え、そして少なくとも1つのガイドが、該可撓性部材を、該可撓性部材を前記凹部から離れて配置するように側方に係合する、請求項48に記載のマニピュレーター。
- 器具ホルダーに連結された外科用器具を採用して、患者の身体腔内で最小侵襲的ロボット利用手術を実施するための方法であって、該器具が、細長いシャフトを含み、該シャフトが身体壁中の切開を通る身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを提供する工程であって、該平行四辺形連結ベースが、複数のリンクおよびジョントによって該器具ホルダーに連結され、該リンクおよびジョイントが、平行四辺形を、該器具の細長いシャフトが、該器具が該器具ホルダーに取り付けられ、そして該シャフトが少なくとも1つの自由度で移動するとき、該器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、該第1の軸および該平行四辺形連結ベースに隣接する平行四辺形の第1の辺が、該回転の中心で該シャフトと交差し、そして該平行四辺形の第1の辺が該第1の軸から角度をなしてオフセットされる工程;
該器具を該器具ホルダーに連結する工程;
該器具シャフトの少なくとも遠位作業端部を、該身体腔中に該切開を通じて導入する工程;および
該器具の少なくとも1つのシャフトを、少なくとも1つの自由度で、該遠位作業端部が該身体腔内にある間、そして該オフセットされた関節連結アセンブリが、該シャフトの側方移動を該回転の中心の周りの旋回移動に、該シャフトが該回転の中心を通って実質的に整列されるように束縛する間、旋回可能に移動する工程、を包含する、方法。
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