JP2015528717A - 遠位に位置付けられた変換器を伴う超音波外科用器具 - Google Patents

Abstract

様々な実施形態は、エンドエフェクタ、関節運動シャフト、及び超音波変換器アセンブリを備える外科用器具を対象としている。エンドエフェクタは、超音波ブレードを備えることができる。関節運動シャフトは、エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びることができ、関節連結部にて枢動可能に連結された近位シャフト部材及び遠位シャフト部材を備えることができる。超音波変換器アセンブリは、超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を備えることができる。超音波変換器アセンブリは、関節連結部から遠位方向に配置されることができる。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、以下の同時出願の米国特許出願に関連し、これらは本明細書において参照としてその全体が組み込まれる：
米国特許出願第号、表題「Ｈａｐｔｉｃ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４２ＵＳＮＰ／１１０３８８号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｌｏｃｋｏｕｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｕｓｅ ｗｉｔｈ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４３ＵＳＮＰ／１１０３８９号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｃｌｏｓｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４４ＵＳＮＰ／１１０３９０号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ６４２３ＵＳＮＰ／１１０３９２号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４７ＵＳＮＰ／１１０３９４号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ｄｉｓｔａｌｌｙ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ Ｊａｗ Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４８ＵＳＮＰ／１１０３９５号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０４９ＵＳＮＰ／１１０３９６号、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０５０ＵＳＮＰ／１１０３９７号、及び
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｆｌｕｉｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ」、代理人整理番号第ＥＮＤ７０５１ＵＳＮＰ／１１０３９９号。

様々な実施形態は、遠位に位置付けられた変換器を伴う超音波器具を含む外科用器具を対象としている。

超音波メスなどの超音波外科用装置は、これらの固有の性能特性のために、外科的処置において多く使用されている。特定の装置構成及び外科用パラメータにより、超音波外科用装置は組織の実質的に同時の切除及び凝固によるホメオスタシスを提供することができ、望ましくは患者の外傷を最小化する。超音波外科用装置は、近位に配置された超音波変換器、並びに組織を切断及び封止するために、遠位に取り付けられたエンドエフェクタを有する超音波変換器に連結された器具を含む。エンドエフェクタは一般的に、シャフトを介してハンドル及び／又はロボット外科用器具のいずれかに連結されている。ブレードは、シャフトを通って延びる導波管を介して、変換器に音響的に連結されている。この性質の超音波外科用装置は、開腹外科用途、腹腔鏡、又は内視鏡外科処置（ロボット支援手術を含む）のために構成され得る。

超音波エネルギーは、電気外科的処置にて使用されるものより低い温度を使用して、組織を切断して凝固させる。高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動する超音波ブレードは、組織内のタンパク質を変性して、べったりとした凝塊を形成する。ブレード表面により組織に及ぼす圧力は血管を崩壊し、凝塊が止血シールを形成することを可能にする。外科医は、エンドエフェクタによって組織に適用される力による切断速度及び凝固、力が適用される時間、及び選択されるエンドエフェクタの実行レベルを制御することができる。

超音波及び電気外科用装置の双方に関して、超音波及び／又はＲＦエネルギーの適用を対象とするためには、器具シャフトの遠位部を関節運動することが、多くの場合に臨床医に望ましい。そのような関節をもたらして制御することはしかし、多くの場合に大変に困難である。

様々な実施形態の特徴が、特許請求の範囲で詳細に示される。ただし、構成及び操作方法の両方に関する様々な実施形態は、それらの利点と共に、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照すれば最もよく理解することができる。
外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの一実施形態を示す。 図１に示される外科用器具の一実施形態を示す。 超音波エンドエフェクタの一実施形態を示す。 超音波エンドエフェクタの別の実施形態を示す。 図１に示される外科用器具の一実施形態の分解組立図を示す。 図１に示される外科用器具の一実施形態の切欠図を示す。 図１に示される外科用器具の一実施形態の様々な内部構成要素を示す。 外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの一実施形態の上面図を示す。 図１の外科用器具の一実施形態例に含まれる回転アセンブリの一実施形態を示す。 単一要素エンドエフェクタを有する外科用器具を含む外科用システムの一実施形態を示す。 ロボット外科用システムの一実施形態のブロック図を示す。 ロボットアームカートの一実施形態を示す。 図１２のロボットアームカートのロボットマニピュレータの一実施形態を示す。 代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカートの一実施形態を示す。 図１１〜１４のロボットアームカートなど、ロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラの一実施形態を示す。 ロボットシステムとの使用に適応した超音波外科用器具の一実施形態を示す。 図２５は、ロボットシステムとの使用に適応した電気外科用器具の一実施形態を示す。 図１６に示される外科用器具を受容して制御する手術マニピュレータに連結することができる器具駆動アセンブリの一実施形態を示す。 図１６の外科用器具を含む図２６の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。 図２８は、図２５の電気外科用器具を含む図２６の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の一実施形態を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の一実施形態を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の一実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の一実施形態を示す。 内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の一実施形態を示す。 遠位に位置付けられた超音波変換器アセンブリを備える関節運動が可能な外科用器具の一実施形態を示す。 ロボット外科用システムの器具取り付け部と併せて使用される図３７のシャフト及びエンドエフェクタの一実施形態を示す。 図３７〜３８のシャフト及びエンドエフェクタの一実施形態の切欠図を示す。 図３７〜３８の器具など、手動器具と併せて図３９の制御部材の差動並進を駆動する一実施形態を示す。 図３７〜３８の器具など、手動器具と併せて図３９の制御部材の差動並進を駆動する一実施形態を示す。 図３７〜３８の超音波変換器アセンブリの一実施形態の切欠図を示す。 ４本のバーを有する連結部の一部として配列された図３７〜３８の超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態を示す。 遠位シャフト部分に連結されて開放位置にある、図４２に示すように配列された超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態の側面図を示す。 遠位シャフト部分に連結されて閉鎖位置にある、図４２に示すように配列された図３７〜３８の超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態の側面図を示す。 シャフトの近位部分を含む、図４２に示すように配列された図３７〜３８の超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態の側面図を示す。 シャフトの近位部分を含む、図４２に示すように配列された図３７〜３８の超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態の側面図を示す。 互い違いに形成された超音波ブレード及びクランプアームを有するエンドエフェクタの一実施形態を示す。 互い違いに形成された超音波ブレード及びクランプアームを有するエンドエフェクタの一実施形態を示す。 可撓性の超音波変換器アセンブリを備える別のエンドエフェクタの一実施形態を示す。 関節連結部から近位方向に延びる変換器アセンブリを有する手動外科用器具の一実施形態を示す。 図５０に示すように配列された変換器アセンブリ、遠位シャフト部分、関節連結部、及びエンドエフェクタの接近図を示す。 シャフトを関節運動させ、ホー部材を作動させる一実施形態例を示すよう、遠位シャフト部分及び近位シャフト部分が取り除かれた状態の関節連結部の一実施形態を示す。 関節運動が可能な、回転可能なエンドエフェクタを有するシャフトを備える手動外科用器具の一実施形態を示す。 制御部材に連結された図５３の器具の関節レバーの一実施形態を示す。 エンドエフェクタ回転ダイアルと中央シャフト部材との間のキー付き接続を示す器具の一実施形態を示す。 関節連結部に注目する図５３のシャフトの一実施形態を示す。 ヒンジ付き機械的構成要素にて作製された中央シャフト部材の一実施形態を示す。 遠位シャフト部分及び近位シャフト部分を備える図５３のシャフトの一実施形態を示す。 インナーシャフト部材とクランプアームとの間の連結を示す図５３のシャフト及びエンドエフェクタの一実施形態を示す。 エンドエフェクタ１３１２の関節運動及び回転がモータ化されている外科用器具用制御機構を示す。 エンドエフェクタ１３１２の関節運動及び回転がモータ化されている外科用器具用制御機構を示す。 本明細書に説明する任意の様々な外科用器具と共に利用され得るシャフトの一実施形態を示す。 本明細書に説明する任意の様々な外科用器具と共に利用され得るシャフトの一実施形態を示す。 ケーブル及びプーリー機構を利用して関節運動され得るシャフトの一実施形態を示す。 遠位シャフト部分がどのように関節運動され得るかを更に詳細に示す図６４のシャフトの一実施形態を示す。 本明細書に説明する任意の種々の器具及び／又はシャフトと共に利用され得るエンドエフェクタの一実施形態を示す。 代替的なプーリー駆動式エンドエフェクタに連結された図６４のシャフトの一実施形態を示す。 エンドエフェクタの一実施形態を示す。

本明細書に説明する実施形態例は、関節運動をする超音波外科用器具、そのシャフト、及びこれらの使用方法を対象としている。様々な実施形態例では、超音波器具は、超音波ブレードを備える遠位に位置付けられたエンドエフェクタを備える。超音波ブレードは、遠位に位置付けられた超音波変換器アセンブリにて駆動されることができる。器具のシャフトは、関節連結部にて互いに枢動可能に連結された近位及び遠位シャフト部材を備えることができる。エンドエフェクタは、エンドエフェクタ（及び少なくとも遠位シャフト部材の一部）がシャフトの長手方向軸を中心として関節運動が可能であるよう、遠位シャフト部材の遠位部に連結されることができる。関節運動を促進するよう、遠位に位置付けられた超音波変換器アセンブリは、関節連結部から部分的又は完全に遠位に配置されることができる。このようにして、超音波ブレードは、超音波ブレード自体又は任意の中間導波管が関節連結部の長さでないように、超音波変換器アセンブリに音響的に連結されることができる。

超音波及び／又は電気外科的要素を含むエンドエフェクタを伴う手動及びロボット外科用器具の実装例を示す実施形態を含む、数々の実施形態に対して、ここで詳細に参照する。実施可能であれば、同様又は類似の参照番号を図中に使用することができ、同様又は類似の機能を示すことができる。例示のみを目的として、図は本開示の外科用器具及び／又は使用方法の代表的な実施形態を示す。以下の説明から、本明細書に示す構造及び方法の代替的な実施形態例が、本明細書に説明する原理から逸脱することなく用いることができることを当業者は容易に理解するであろう。

図１は、超音波外科用器具１０の一実施形態の右側面図である。示された実施形態では、超音波外科用器具１０は、内視鏡的又は伝統的な観血的外科的処置を含む様々な外科的処置において使用され得る。一実施形態例では、超音波外科用器具１０は、ハンドルアセンブリ１２と、細長いシャフトアセンブリ１４と、超音波変換器１６とを含む。ハンドルアセンブリ１２は、トリガアセンブリ２４、遠位回転アセンブリ１３、及びスイッチアセンブリ２８を含む。細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を含み、このエンドエフェクタアセンブリ２６は、組織を解離するか、あるいは、血管及び／又は組織を、相互に把持、切断、及び凝固するための要素と、エンドエフェクタアセンブリ２６を作動させる作動要素とを含む。ハンドルアセンブリ１２は、超音波変換器１６を近位端に受容するように適合される。超音波変換器１６は、細長いシャフトアセンブリ１４及びエンドエフェクタアセンブリ２６の部分に機械的に係合される。超音波変換器１６は、ケーブル２２を介して発生器２０に電気的に連結される。大多数の図は、腹腔鏡外科的処置に関連して使用する複数のエンドエフェクタアセンブリ２６を描くが、多くの従来の観血的外科的処置並びに他の実施形態において超音波外科用器具１０を用いることができ、これを内視鏡手術に使用するよう構成することができる。本明細書における目的のために、超音波外科用器具１０は、内視鏡器具に関して記載されるが、開腹及び／又は腹腔鏡型の超音波外科用器具１０も、本明細書において記載されるものと同じか、又は同様の操作構成要素及び機構を含むことができることが想定される。

様々な実施形態では、発生器２０は、モジュール及び／又はブロックなど、いくつかの機能的要素を含む。種々の種類の外科用装置を駆動するために、種々の機能的要素又はモジュールを構成することができる。例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波外科用器具１０など、超音波装置を駆動することができる。いくつかの実施形態例では、発生器２０は、電気外科用装置駆動用の電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３（又は超音波外科用器具１０の電気外科的実施形態）も含む。図１に示す実施形態例では、発生器２０は、発生器２０と一体の制御システム２５と、ケーブル２７を介して発生器と接続された足踏みスイッチ２９とを含む。発生器２０はまた、器具１０など、外科用器具を始動するトリガ機構を含むことができる。トリガ機構は、電源スイッチ（図示せず）、同様に足踏みスイッチ２９を含むことができる。足踏みスイッチ２９によって始動されると、発生器２０はエネルギーを提供して外科用器具１０の音響アセンブリを駆動し、エンドエフェクタ１８を所定の実行レベルにて駆動することができる。発生器２０は音響アセンブリの任意の好適な共振周波数にて音響アセンブリを駆動若しくは励起し、及び／又は治療レベル／治療レベル未満の電磁／ＲＦエネルギーを駆動する。

一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを用いて双極電気外科手術を行うのに十分な電力を供給することができる電気外科ユニット（ＥＳＵ：electrosurgery unit）として取り付けられてもよい。一実施形態では、ＥＳＵは、ＥＲＢＥ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ、Ｇｅｏｒｇｉａ）から市販の双極ＥＲＢＥ ＩＣＣ ３５０であり得る。双極電気外科用途では、先述のように、活性電極と戻り電極とを有する外科用器具を使用することができ、その場合、電流が組織を通って活性電極から戻り電極まで流れることができるように、活性電極及び戻り電極は、処置対象組織に接するか、又は隣接した状態で位置付けられ得る。したがって、電気外科的／ＲＦモジュール２３発生器は、組織を処置するのに十分な電気エネルギーを組織Ｔに適用することによる治療目的（例えば、焼灼）のために構成されてもよい。

一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織インピーダンス測定モジュールを実行するために、治療レベル未満のＲＦ信号を供給するように構成されてもよい。一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、以下により詳細に説明される双極無線周波発生器を備える。一実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール１２は、組織Ｔの電気的インピーダンスＺをモニタし、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ部材上に提供された戻り電極を経由して、組織Ｔに基づく時間並びに電力レベルの特性を制御するよう構成することができる。したがって、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定する治療レベル未満の目的のために構成されてもよい。組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定する技術及び回路構成は、同時指定の米国公開特許公報第２０１１／００１５６３１号、表題「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」により詳細に説明されており、その開示はその全てが参照により本明細書に組み込まれるものとする。

好適な超音波発生器モジュール２１は、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、Ｏｈｉｏ）により販売されているＧＥＮ３００と同様の様式で機能的に作動するように構成されることができ、その全てが参照により本明細書に組み込まれる以下の米国特許の１つ又は２つ以上に開示されているようなものである：米国特許第６，４８０，７９６号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｔａｒｔ Ｕｐ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｎｄｅｒ Ｚｅｒｏ Ｌｏａｄ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）、米国特許第６，５３７，２９１号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｂｌａｄｅ Ｂｒｅａｋａｇｅ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｔｅ ａｎｄ／ｏｒ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、米国特許第６，６６２，１２７号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｂｌａｄｅ ｉｎ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，９７７，４９５号（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈａｎｄｐｉｅｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第７，０７７，８５３号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｏ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、米国特許第７，１７９，２７１号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｄｅ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｔ Ｓｔａｒｔｕｐ）、及び米国特許第７，２７３，４８３号（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｌｅｒｔｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）。

様々な実施形態では、発生器２０は、種々のモードにて作動するよう構成することができることが理解されよう。１つのモードでは、発生器２０は、超音波発生器モジュール２１及び電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３が独立して作動できるよう構成することができる。

例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波エネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６に適用するように始動させることができ、続いて治療レベル又は治療レベル未満のＲＦエネルギーのいずれかを、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３によりエンドエフェクタアセンブリ２６に適用することができる。先述のように、治療レベル未満の電気外科的／ＲＦエネルギーは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間にクランプした組織に適用されることができ、組織のインピーダンスを測定して超音波発生器モジュール２１の始動制御又は始動変更を行う。治療レベル未満のエネルギーの適用からの組織のインピーダンスのフィードバックはまた、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３の治療レベルを有効にするよう使用されることができ、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間にクランプした組織（例えば、血管）を封止する。

別の実施形態では、超音波発生器モジュール２１及び電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３を同時に作動させることができる。１つの例では、超音波発生器モジュール２１は治療レベル未満のＲＦエネルギーレベルと同時に始動させて組織のインピーダンスを同時に測定し、その間にエンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレードは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素との間の組織（又は、血管）を切断して凝固させる。そのようなフィードバックは、例えば、超音波発生器モジュール２１の駆動出力の調整に使用することができる。別の例では、超音波発生器モジュール２１は、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレード部を使用して損傷した組織を切断し、同時に電気外科的／ＲＦエネルギーをエンドエフェクタクランプアセンブリ２６の電極部に適用して組織（又は、血管）を封止するよう、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３と同時に動作させることができる。

発生器２０がトリガ機構によって始動されたときには、電気エネルギーが、発生器２０によって連続的に音響アセンブリの変換器スタック又はアセンブリに適用される。別の実施形態では、電気エネルギーは、発生器２０によって間欠的に適用される（例えば、パルス状）。発生器２０の制御システム中のフェーズロックドループは、音響アセンブリからのフィードバックを監視し得る。フェーズロックループは、発生器２０によって送られる電気エネルギーの周波数を、音響アセンブリの振動の選択された長手方向モードの共振周波数と一致するように調節する。更に、制御システム２５内の第２のフィードバックループは、音響アセンブリのエンドエフェクタ１８においてほぼ一定の振動幅を達成するために、音響アセンブリに供給される電流を予め選択された一定レベルに維持する。更に別の実施形態では、制御システム２５内の第３のフィードバックループは、エンドエフェクタアセンブリ２６内に配置された電極との間のインピーダンスを監視する。図１〜９は手動操作の超音波外科用器具を示すが、超音波外科用器具はまた、例えば、本明細書に説明するように、ロボットの用途にも使用でき、同様に、手動及びロボット用途を組み合わせて使用できることも理解されよう。

超音波作動モードでは、音響アセンブリに供給される電気信号は、エンドエフェクタ１８の遠位端に、例えば約２０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの範囲で長手方向に振動させ得ることになる。様々な実施形態によれば、ブレード２２は、約５４ｋＨｚ〜５６ｋＨｚの範囲、例えば、約５５．５ｋＨｚで振動することができる。他の実施形態では、ブレード２２は、例えば、約３１ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚを含め、他の周波数で振動することができる。ブレードにおける振動の偏位は、例えば、発生器２０によって音響アセンブリの変換器アセンブリに適用される電気信号の振幅を制御することにより制御され得る。前述のように、発生器２０のトリガ機構によって、ユーザーは、電気エネルギーを音響アセンブリに連続的又は間欠的に供給できるように、発生器２０を始動できるようになる。発生器２０はまた、電気外科ユニット又は従来の電気コンセントへの差し込み用の電力線を有する。また、バッテリなどの直流（ＤＣ）源によって発生器２０に電力供給することもできることが予期される。発生器２０は、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なモデル番号ＧＥＮ０４及び／又はモデル番号ＧＥＮ１１などのいずれか好適な発生器を含むことができる。

図２は、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、細長いシャフトアセンブリ１４、及びエンドエフェクタアセンブリ２６を示す、超音波外科用器具１０の一実施形態例の左斜視図である。示された実施形態では、細長いシャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合する大きさである遠位端５２と、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合する近位端５０とを含む。細長いシャフトアセンブリ１４の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３内で受容される。細長いシャフトアセンブリ１４と、ハンドルアセンブリ１２と、遠位回転アセンブリ１３との間の接続に関するより詳細は、図５及び７の説明において提供される。

示された実施形態では、トリガアセンブリ２４は、固定ハンドル３４と連携して作動するトリガ３２を含む。固定ハンドル３４及びトリガ３２は、ユーザーと快適に相互作用するように人間工学的に形成され、適合される。固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連される。トリガ３２は、超音波外科用器具１０の操作に関して以下に詳述されるように、固定ハンドル３４に対して枢動可能に移動可能である。トリガ３２は、ユーザーがトリガ３２に対して圧迫力をかけるとき、固定ハンドル３４への方向３３Ａに枢動可能に移動可能である。ばね要素９８（図５）は、ユーザーがトリガ３２に対する圧迫力を開放するとき、トリガ３２を方向３３Ｂに枢動可能に移動させる。

一実施形態例では、トリガ３２は、細長いトリガフック３６を含み、それは、細長いトリガフック３６とトリガ３２との間の開口３８を画定する。開口３８は、ユーザーの１つ又は複数の指をそこを通って受容するために好適な寸法である。トリガ３２は、トリガ３２の基質を覆うように成型される弾性部分３２ａも含むことができる。オーバーモールド弾性部分３２ａは、外向きの方向３３Ｂへのトリガ３２の制御のためのより快適な触覚面を提供するために形成される。一実施形態例では、オーバーモールド弾性部分３２ａは、細長いトリガフック３６の一部を覆うように提供され得る。細長いトリガフック３２の近位面は、被覆されていないか、又はユーザーが指を開口３８の内外へ容易に摺動することを可能にするために非弾性基質で被覆されたままである。別の実施形態では、トリガの形状は、完全に閉じたループを形成し、ユーザーの１つ又は複数の指をそこを通って受容するために好適な寸法である開口を画定する。完全に閉じたループトリガは、トリガ基質を覆うように成型される弾性部分も含むことができる。

一実施形態例では、固定ハンドル３４は、近位触覚面４０と、グリップアンカー又はサドル面４２とを含む。サドル面４２は、親指及び人差し指が手上で合わさる水かきの上に載る。近位触覚面４０は、リング又は開口を有さない通常のピストルグリップで手のひらを受容するピストルグリップ輪郭を有する。近位触覚面４０のプロファイル曲線は、手のひらに適合するか、又はこれを受容するような輪郭であり得る。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２のより近位の部分に向かって配置される。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２を安定させ、ハンドルアセンブリ１２をより制御可能にするために、親指と人差し指との間に配置される手の最も上の水かき部分と接触することができる。

一実施形態例では、スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０を含むことができる。トグルスイッチ３０は、同時起動の可能性を排除するために、ハンドルアセンブリ１２の内側に配置される中心枢動軸３０４を有する単一構成要素として実践され得る。一実施形態例では、トグルスイッチ３０は、最小電力レベル（例えば、ＭＩＮ）と最大電力レベル（例えば、ＭＡＸ）との間の超音波変換器１６の電源設定を設定するための第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂを備える。別の実施形態では、ロッカースイッチは、標準設定と特別設定との間を回転することができる。特別設定では、１つ又は２つ以上の特別プログラムを装置によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂが作動する際、中心枢動軸を中心に回転する。１つ又は２つ以上の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、１つ又は２つ以上のアームに連結され、それは、小アークを通って移動し、電気接触に、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの起動により超音波変換器１６を電気的に通電させるか、又は電力を切るように電気回路を開閉させる。トグルスイッチ３０は、超音波変換器２０の起動を制御するために発生器１６に連結される。トグルスイッチ３０は、超音波変換器１６を起動し、超音波変換器１６に対して１つ又は２つ以上の電源設定を設定するための１つ又は２つ以上の電源設定スイッチを備える。トグルスイッチ３０を起動するために必要な力は、サドル点４２に実質的に向かうため、トグルスイッチ３０が起動されるとき、手中で回転する器具のあらゆる傾向を回避する。

一実施形態例では、第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置され、それにより、それらは、ハンドグリップの最小の再配置を伴うか、又は実質的に再配置を伴わずに電力を起動するためにユーザーによって容易にアクセス可能であり得、トグルスイッチ３０を作動させている間に、制御を維持し、注意を外科用部位（例えば、腹腔鏡外科用におけるモニタ）に集中させることを好適にする。突起ノブ３０ａ、３０ｂは、様々な指の長さによってより容易にアクセス可能となり、扱い難い位置、又は短い指のために起動へアクセスのより高い自由度を可能にするために、ある程度、ハンドルアセンブリ１２の側面を包み込むように構成され得る。

示された実施形態では、第１の突起ノブ３０ａは、ユーザーが第１の突起ノブ３０ａと第２の突起ノブ３０ｂを区別することを可能にするために、示された実施形態では、複数の触覚要素３０ｃ、例えば、質感がある突起又は「隆起」を含む。ハンドルアセンブリ１２には、様々な人間工学的特徴部を組み込むことができることが、当業者には理解されよう。そのような人間工学的特徴は、この特許の内容全体を参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開公報第２００９／０１０５７５０号、表題「Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」に説明される。

一実施形態例では、トグルスイッチ３０は、ユーザーの手によって操作され得る。ユーザーは、不注意又は意図的でない起動を常に回避しつつ、任意の時点で第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂに容易にアクセスすることができる。トグルスイッチ３０は、超音波アセンブリ１６及び／又は超音波アセンブリ１６への電力を制御するために指で容易に操作され得る。例えば、人差し指を使用して、第１の接触部分３０ａを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最大（ＭＡＸ）電力レベルにすることができる。人差し指を使用して、第２の接触部分３０ｂを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最小（ＭＩＮ）電力レベルにすることができる。別の実施形態では、ロッカースイッチが、器具１０を標準設定と特別設定との間で枢動させ得る。特別設定では、１つ又は２つ以上の特別プログラムを、器具１０によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、ユーザーが第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを見なくても操作され得る。例えば、第１の突起ノブ３０ａ又は第２の突起ノブ３０ｂは、これらを見ずに第１と第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを触覚的に区別するために、粗い質感又は突起を備えることができる。

一実施形態例では、遠位回転アセンブリ１３は、長手方向軸「Ｔ」を中心とするいずれの方向に、制限されることなく回転可能である。遠位回転アセンブリ１３は、細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。遠位回転アセンブリ１３は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置される。遠位回転アセンブリ１３は、円筒形のハブ４６と、ハブ４６を覆うように形成される回転ノブ４８とを備える。ハブ４６は、細長いシャフトアセンブリ１４を機械的に係合する。回転ノブ４８は、縦溝彫りの高分子特徴部を含むことができ、細長いシャフトアセンブリ１４を回転させるために、指（例えば、人差し指）によって係合され得る。ハブ４６は、回転ノブ４８を形成するために、一次構造を覆うように成型される材料を含むことができる。回転ノブ４８は、ハブ４６を覆うようにオーバーモールドされ得る。ハブ４６は、遠位端で露出される端部キャップ部分４６ａを含む。ハブ４６の端部キャップ部分４６ａは、腹腔鏡外科用中にトロカールの表面に接触することができる。ハブ４６は、端部キャップ部分４６ａとトロカールとの間に生じ得るいかなる摩擦も軽減するために、ポリカーボネートなどの耐久性硬質プラスチックで形成され得る。回転ノブ４８は、より正確な回転グリップを提供するために、隆起リブ４８ａと、リブ４８ａの間に配置される凹部分４８ｂで形成される「扇形」又は縦溝を含むことができる。一実施形態例では、回転ノブ４８は、複数の縦溝（例えば、３つ又は４つ以上の縦溝）を含むことができる。他の実施形態では、任意の好適な数の縦溝が使用され得る。回転ノブ４８は、硬質プラスチック材料上にオーバーモールドされるより柔らかい高分子材料で形成され得る。例えば、回転ノブ４８は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるバーサフレックス（Versaflex）（登録商標）ＴＰＥ合金を含む可撓性の弾性可撓性高分子材料で形成され得る。このより柔らかいオーバーモールド材料は、より大きなグリップ及び回転ノブ４８の動作のより正確な制御を提供することができる。滅菌に対する妥当な耐性を提供し、生体適合性であり、外科用手袋に対する妥当な摩擦抵抗を提供する任意の材料は、回転ノブ４８を形成するために使用され得る。

一実施形態例では、ハンドルアセンブリ１２は、第１の部分１２ａと、第２の部分１２ｂとを含む２つのハウジング部分又は側板から形成される。遠位端から近位端へハンドルアセンブリ１２を見るユーザーの視点から、第１の部分１２ａは、右部分と見なされ、第２の部分１２ｂは、左部分と見なされる。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのそれぞれは、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合させ、係合する大きさであり、その内部機能構成要素を包囲する複数の境界面６９（図５）を含む。ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連する固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂを組み立てることで形になる。複数の追加的な境界面（図示せず）は、例えば、エネルギー方向／偏向点の超音波溶接の目的で、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂの周囲の様々な点で配置され得る。第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂ（並びに以下に説明される他の構成要素）は、当該技術分野において既知の任意の方法で、合わせて組み立てられ得る。例えば、整合ピン、スナップ様境界面、舌及び溝境界面、係止タブ、接着ポートは、全て、アセンブリの目的で、単独で、又は組み合わせてかのいずれかで利用され得る。

一実施形態例では、細長いシャフトアセンブリ１４は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合するように適合される近位端５０と、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合するように適合される遠位端５２とを含む。細長いシャフトアセンブリ１４は、外部管状シース５６と、外部管状シース５６内に配置される往復管状作動部材５８とを含む。管状往復管状作動部材５８の近位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答して方向６０Ａ又は６０Ｂのいずれかの方向に移動するように、ハンドルアセンブリ１２のトリガ３２に機械的に係合される。回転可能に移動可能なトリガ３２は、長手方向軸「Ｔ」に沿って往復する動きを生成し得る。そのような動きは、例えば、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョー又はクランピング機構の作動に使用することができる。一連の連結部は、トリガ３２の枢動回転を、作動機構に連結するヨークの軸方向動きに変換し、それは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、枢動点７０を中心に枢動可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに圧迫されるとき、枢動点７０を中心に、開放位置から閉鎖位置に方向６２Ａで移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂへ開放されるか、又は外向きに接触されるとき、枢動点７０を中心に、方向６２Ｂの閉鎖位置から開放位置に移動可能である。

一実施形態例では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、細長いシャフトアセンブリ１４の遠位端５２に取り付けられ、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを含む。エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーは、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６によって形成される。ブレード６６は、超音波始動式であり、超音波変換器１６に音響的に連結される。ハンドルアセンブリ１２上のトリガ３２は、クランプアームアセンブリ６４の動作に影響するように機械的に合わせて連携する駆動アセンブリに最終的に接続される。トリガ３２を方向３３Ａへ圧迫することは、クランプアームアセンブリ６４を開放位置から方向６２Ａに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプしたか、又は閉鎖位置へ配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、その間の組織を握るように連携する。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を含むことができる。トリガ３２を方向３３Ｂに開放することは、クランプアームアセンブリ６４を、閉じた関係から開放位置へ方向６２Ｂに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係に配置される。

ハンドルアセンブリ１２の近位部分は、超音波アセンブリ１６の遠位端を受容するための近位開口部６８を含む。超音波アセンブリ１６は、近位開口部６８に挿入され、細長いシャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。

一実施形態例では、トリガ３２の細長いトリガフック３６部分は、より短い全長及び回転する動きを有する、より長いトリガレバーを提供する。細長いトリガフック３６のより長いレバーは、ユーザーが開口３８内で複数の指を使用して、細長いトリガフック３６を操作し、トリガ３２を方向３３Ｂで枢動させて、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことを可能にする。例えば、ユーザーは、３本の指を（例えば、中指、薬指、及び小指）開口３８に挿入することができる。複数の指は、外科医が、エンドエフェクタアセンブリ２６を始動させるために、トリガ３２及び細長いトリガフック３２６上により高いインプット力を働かせることを可能にする。より短い全長及び回転する動きは、トリガ３２を方向３３Ａに閉じるか、若しくは圧迫するときか、又はトリガ３２を方向３３Ｂの外向きの開口動きに開くとき、より快適なグリップをもたらし、指を更に外向きに伸展させる必要が少なくなる。これは、方向３３Ｂへのトリガ３２の外向きの開口動きに関連する手の疲労及び緊張を実質的に少なくする。トリガの外向きの開口動きは、ばね要素９８（図５）によって、ばねの補助を受け、疲労を軽減することを助ける。開くばねの力は、開くことの容易性を支援するために十分であるが、切開を広げる間の組織間緊張の触覚的な反応に悪影響を与えるほど強くない。

例えば、外科的処置中、親指又は人差し指のいずれかを使用して、細長いシャフトアセンブリ１４の回転を制御し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを好適な向きで配置することができる。中指及び／又は他の下の指を使用して、トリガ３２を圧迫し、ジョー内の組織を掴むことができる。ジョーが所望の位置に配置され、ジョーが組織に対してクランプされると、人差し指を使用して、トグルスイッチ３０を始動し、超音波変換器１６の電力レベルを調整し、組織を治療することができる。組織が治療されると、次いで、ユーザーは、中指及び／又は下の指で細長いトリガフック３６を遠位方向に外向きに押すことによってトリガ３２を開放し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことができる。この基本的方法は、ユーザーがハンドルアセンブリ１２のグリップを調整することなく行うことができる。

図３〜４は、エンドエフェクタアセンブリ２６に対する細長いシャフトアセンブリ１４の接続を示す。前述の通り、示された実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、クランピング機構のジョーを形成する、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを含む。ブレード６６は、超音波変換器１６に音響的に連結される超音波始動式のブレードであり得る。トリガ３２は、駆動アセンブリに機械的に接続される。合わせて、トリガ３２及び駆動アセンブリは、クランプアームアセンブリ６４を開放位置に方向６２Ａで移動させるように機械的に連携し、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプした、又は閉鎖位置へ方向６２Ｂで配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、連携してその間の組織を掴む。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を含むことができる。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の始動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、枢動点７０を中心に枢動可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに圧迫されるとき、枢動点７０を中心に、開放位置から閉鎖位置に方向６２Ｂに移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂで開放されるか、又は外向きに接触されるとき、枢動点７０を中心に、閉鎖位置から開放位置に方向６２Ａで移動可能である。

先述のように、クランプアームアセンブリ６４は、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３に電気的に連結された電極を含み得て、治療レベル及び／又は治療レベル未満のエネルギーを受容し、ここで、電気外科的／ＲＦエネルギーは、ブレード６６に適用されている超音波エネルギーと同時又は非同時に電極に適用され得る。そのようなエネルギーの始動は、任意の好適な組み合わせで適用し、アルゴリズム又は他の制御ロジックと連携して所望する組織効果を達成することができる。

図５は、図２に示される超音波外科用器具１０の分解図である。示された実施形態では、分解図は、ハンドルアセンブリ１２の内部要素、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、スイッチアセンブリ２８、及び細長いシャフトアセンブリ１４を示す。示された実施形態では、第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、ハンドルアセンブリ１２を形成するために一致する。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、それぞれ、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合し、係合し、超音波外科用器具１０の内部機能構成要素を包囲する大きさである複数の境界面６９を含む。回転ノブ４８は、円方向５４に３６０度まで回転し得るよう、外部管状シース５６に機械的に係合する。外部管状シース５６は、往復管状作動部材５８を覆うように配置され、複数の連結要素７２を介してハンドルアセンブリ１２内に機械的に係合され、保持される。連結要素７２は、Ｏ字リング７２ａと、管カラーキャップ７２ｂと、遠位ワッシャ７２ｃと、近位ワッシャ７２ｄと、ねじ山管カラー７２ｅとを含むことができる。往復管状作動部材５８は、ハンドルアセンブリ１２の第１と第２の部分１２ａ、１２ｂとの間に保持される往復ヨーク８４内に配置される。ヨーク８４は、往復ヨークアセンブリ８８の一部である。一連の連結部は、細長いトリガフック３２の枢動回転を、往復ヨーク８４の軸方向動きに変換し、それは、超音波外科用器具１０の遠位端にあるエンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。一実施形態例では、４リンク設計は、例えば、比較的短い回転長さにおける機械利得を提供する。

一実施形態例では、超音波伝達導波管７８は、往復管状作動部材５８の内側に配置される。超音波伝達導波管７８の遠位端５２は、ブレード６６に音響的に連結され（例えば、直接的又は間接的に機械的に連結され）、超音波伝達導波管７８の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２内に受容される。超音波伝達導波管７８の近位端５０は、以下で詳述されるように、超音波変換器１６の遠位端に音響的に連結するように適合される。超音波伝達導波管７８は、保護シース８０及びシリコーンリングなどの複数の単離要素８２によって、細長いシャフトアセンブリ１４の他の要素から単離される。外部管状シース５６、往復管状作動部材５８、及び超音波伝達導波管７８は、ピン７４によって機械的に係合される。スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０と、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの始動により超音波変換器１６を通電させる電気要素８６ａ、ｂとを備える。

一実施形態例では、外部管状シース５６は、ユーザー又は患者を、超音波伝達導波管７８の超音波振動から単離する。外部管状シース５６は、一般的に、ハブ７６を含む。外部管状シース５６は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に螺入される。超音波伝達導波管７８は、外部管状シース５６の開口部を通って延び、単離要素８２は、超音波伝達導波管２４を外部管状シース５６から単離する。外部管状シース５６は、ピン７４で導波管７８に取り付けられ得る。導波管７８においてピン７４を受容するための穴は、名目上は変位節で生じ得る。導波管７８は、スタッドによってハンドピースハンドルアセンブリ１２内にねじ込む又は留めることができる。ハブ７６上の平坦部分は、アセンブリが必要なレベルまで捻られることを可能にすることができる。一実施形態例では、外部管状シース５６のハブ７６部分は、好ましくは、プラスチックから構築され、外部管状シース５６の管状細長い部分は、ステンレス鋼から作られる。あるいは、超音波伝達導波管７８は、それを外側の接触から隔離するために、それを取り囲むポリマー材料を含んでもよい。

一実施形態例では、超音波伝達導波管７８の遠位端は、好ましくは腹で、又はその付近の内部での螺入接続によって、ブレード６６の近位端に連結され得る。ブレード６６は、溶接継手などの任意の好適な手段によって、超音波伝達導波管７８に取り付けられ得ることが想到される。ブレード６６は、超音波伝達導波管７８から取り外し可能であり得るが、単一要素エンドエフェクタ（例えば、ブレード６６）及び超音波伝達導波管７８は、単一の一体型ピースとして形成され得ることも想到される。

一実施形態例では、トリガ３２は連結部機構に連結され、方向３３Ａ及び３３Ｂのトリガ３２の回転する動きを、方向６０Ａ及び６０Ｂに対応する往復管状作動部材５８の直線動きに変換する。トリガ３２は、第１のヨークピン９２ａを受容するように内部に形成された開口部を有する、第１のセットのフランジ９８を含む。第１のヨークピン９２ａはまた、ヨーク８４の遠位端に形成された開口部のセットを通るように配置される。トリガ３２はまた、リンク９２の第１の末端部９２ａを受容するための、第２のセットのフランジ９６も含む。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部に受容される。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部において受容され、トリガ３２に対するトリガ枢動点を形成するために、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂに連結するように適合される。リンク９２の第２の末端部９２ｂは、ヨーク８４の近位端に形成されるスロット３８４に受容され、第２のヨークピン９４ｂによってそこに保持される。トリガ３２がトリガピン９０によって形成される枢動点１９０を中心に枢動可能に回転する際、ヨークは、矢印６０Ａ、Ｂによって示される方向で、長手方向軸「Ｔ」に沿って水平に並進する。

図８は、超音波外科用器具１０の一実施形態例を示す。示された実施形態では、超音波変換器１６の断面図をハンドルアセンブリ１２の部分切り取り図内に示す。超音波外科用器具１０の一実施形態例は、ハンドピースハウジング９９を含む超音波変換器１６に連結される超音波信号発生器２０と、超音波始動式の単一又は複数の要素エンドエフェクタアセンブリ２６とを含む。先述のように、エンドエフェクタアセンブリ２６は、超音波始動式のブレード６６と、クランプアーム６４とを含む。超音波変換器１６は、「ランジュバンスタック」として既知であるが、一般に変換部分１００、第１の共振器部分又はエンドベル１０２、及び第２の共振器部分又はフォアベル１０４、及び付属構成要素を含む。これらの構成要素の全構成体は共振器である。超音波変換器１６は、好ましくは、後に詳述されるように、長さが２分の１システム波長の整数（ｎλ／２であり、「ｎ」は、任意の正の整数、例えば、ｎ＝１、２、３．．．である）である。音響アセンブリ１０６は、超音波変換器１６と、ノーズコーン１０８と、速度変成器１１８と、表面１１０とを含む。

一実施形態例では、エンドベル１０２の遠位端は変換部分１００の近位端に接続され、フォアベル１０４の近位端は変換部分１００の遠位端に接続される。フォアベル１０４及びエンドベル１０２は、変換部分１００の厚さ、エンドベル１０２及びフォアベル２２を作製するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波変換器１６の共振周波数などの多くの変数により決定される長さを有する。フォアベル１０４は、速度変成器１１８又は代替のもの（alternately）が増幅を持たないとき、超音波振動の振幅を増幅するようにその近位端からその遠位端に内側に細くなっていてもよい。好適な振動周波数範囲は、約２０Ｈｚ〜３２ｋＨｚであり、より適切な振動周波数範囲は約３０〜１０ｋＨｚであってよい。好適な動作振動周波数は、例えばおよそ５５．５ｋＨｚであってよい。

一実施形態例では、圧電素子１１２は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の好適な材料から作ることができる。正極１１４、負極１１６、及び圧電素子１１２のそれぞれは、中心を通って延びる穴を有する。正極１１４及び負極１１６は、ワイヤ１２０及び１２２にそれぞれ電気的に連結されている。ワイヤ１２０及び１２２は、ケーブル２２内に封入され、超音波信号発生器２０に電気的に接続可能である。

音響アセンブリ１０６の超音波変換器１６は、超音波信号発生器２０からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、それによって主として、超音波周波数における超音波変換器１６及びエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分の長手方向の振動の動きの音響定在波になる。別の実施形態では、超音波変換器の振動する動きは異なる方向に作用してもよい。例えば、振動する動きは、細長いシャフトアセンブリ１４の先端のより複雑な動きの局所長手方向の構成要素を含むことができる。好適な発生器は、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、Ｏｈｉｏ）から、モデル番号ＧＥＮ１１として入手可能である。音響アセンブリ１０６が活性化されると、振動する動きの定在波が音響アセンブリ１０６を通って発生する。超音波外科用器具１０は、共鳴で操作するように設計され、それにより、所定の振幅の音響定在波パターンが生み出される。音響アセンブリ１０６に沿う任意の点における振動の動きの振幅は、振動する動きが測定される音響アセンブリ１０６に沿う場所に依存する。振動する動き定在波における最小又はゼロ交差は、一般的に節（すなわち、動きが最小である）として称され、定在波における局所的最大絶対値又はピークは、一般的に、腹（例えば、局所的動きは最大である）として称される。腹とその最も近い節との間の距離は、波長の４分の１（λ／４）である。

ワイヤ１２０及び１２２は、超音波信号発生器２０から正極１１４及び負極１１６に電気信号を伝達する。圧電素子１１２は、例えば、音響アセンブリ１０６において音響定在波を生み出すための足踏みスイッチなどのアクチュエータ２２４に応答して、超音波信号発生器２０から供給される電気信号によって通電される。電気信号は、圧電素子１１２中に、繰り返される小変位形態の乱れを起こし、材料中に大きな交互の圧縮及び伸張力をもたらす。繰り返される小変位は、圧電素子１１２を連続的方式で電圧勾配の軸に沿って伸縮させ、超音波エネルギーの長手方向の波を生成する。超音波エネルギーは、細長いシャフトアセンブリ１４の伝達構成要素又は超音波伝達導波管部分７８を介してエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ音響アセンブリ１０６を通って伝達される。

一実施形態例では、音響アセンブリ１０６がエネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ供給するために、音響アセンブリ１０６の全ての構成要素は、ブレード６６に音響的に連結しなければならない。超音波変換器１６の遠位端は、スタッド１２４などの螺入接続によって、表面１１０において超音波伝達導波管７８の近位端に音響的に連結されてもよい。

一実施形態例では、音響アセンブリ１０６の構成要素は、好ましくは音響的に調整され、それにより、任意のアセンブリの長さは、２分の１波長の整数（ｎλ／２）であり、波長λは、音響アセンブリ１０６の予め選択されたか、又は作動中の長手方向振動駆動周波数ｆ_ｄの波長である。音響アセンブリ１０６は、音響要素の任意の好適な配列を組み込んでもよいことも想到される。

一実施形態例では、ブレード６６は、２分の１システム波長（ｎλ／２）の整数倍と実質的に等しい長さを有することができる。ブレード６６の遠位端は、遠位端の最大長手方向の振動幅を提供するために、腹付近に配置され得る。変換器アセンブリが通電されると、ブレード６６の遠位端は、例えば、５５ｋＨｚの所定の振動周波数において、例えば、約１０〜５００μｍのピークからピークまでの範囲内で、好ましくは、約３０〜６４μｍの範囲内で移動するように構成され得る。

一実施形態例では、ブレード６６は、超音波伝達導波管７８に連結され得る。ここに示すように、ブレード６６及び超音波伝達導波管７８は、超音波エネルギーの伝達のために好適な材料からの単一ユニット構成として形成される。こうした材料の例には、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタンの合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の好適な材料が挙げられる。あるいは、ブレード６６は超音波伝達導波管７８から分離可能（かつ異なる組成のもの）であって、例えば、スタッド、溶接、接着剤、急速接続、又は他の好適な既知の方法によって連結されてもよい。超音波伝達導波管７８の長さは、例えば２分の１波長の整数（ｎλ／２）に実質的に等しくてよい。超音波伝達導波管７８は、例えば上述のチタン合金（すなわち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）若しくは任意の好適なアルミニウム合金、又は他の合金など、超音波エネルギーを効率的に伝播するのに好適な材料から構築された中実コアシャフトから好ましくは作られてもよい。

一実施形態例では、超音波伝達導波管７８は、スタッド１２４などの螺入接続によって、超音波伝達導波管７８の表面１１０に連結するために、近位端にある長手方向に突起する取り付け支柱を含む。超音波伝達導波管７８は、複数の節に位置付けられる、複数の安定用のシリコーンリング又は適合する支持体８２（図５）を含むことができる。シリコーンリング８２は、望ましくない振動を緩衝し、超音波エネルギーを外側保護シース８０（図５）から分離して、最大効率でのブレード６６の遠位端への長手方向の超音波エネルギーのフローを確実にする。

図９は、近位回転アセンブリ１２８の一実施形態例を示す。示された実施形態では、近位回転アセンブリ１２８は、円筒形のハブ１３５を覆うように挿入される近位回転ノブ１３４を含む。近位回転ノブ１３４は、円筒形のハブ１３５の近位端上に形成される、対応するスロット１３０に受容される複数の放射状突起１３８を含む。近位回転ノブ１３４は、超音波変換器１６の遠位端を受容するための開口部１４２を画定する。放射状突起１３８は、柔らかいポリマー材料で形成され、超音波変換器１６の遠位端が嵌合されたときに摩擦干渉嵌合を生じさせるために、超音波変換器１６の外径に対して小さい直径を画定する。ポリマー放射状突起１３８は、超音波変換器１６の外部ハウジングをしっかりと把持する「グリッパ」リブを形成するために、開口部１４２へ半径方向に突出する。したがって、近位回転ノブ１３４は、超音波変換器１６をしっかりと把持する。

円筒形のハブ１３５の遠位端は、円周縁１３２と、円周軸受け表面１４０とを含む。円周縁はハウジング１２に形成された溝に係合し、円周軸受け表面１４０はハウジング１２に係合する。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング１２の２つのハウジング部分（図示せず）内に機械的に保持される。円筒形のハブ１３５の円周縁１３２は、第１と第２のハウジング部分１２ａ、１２ｂとの間に配置されるか、又は「嵌められ」、溝内の定位置で自由に回転できる。円周軸受け表面１４０は、適切な回転を補助するために、ハウジングの内側部分に対して位置付けられた。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング内の定位置で自由に回転できる。ユーザーは、ハウジング１２内で円筒形のハブ１３５を回転させるために、近位回転ノブ１３４上に形成される縦溝１３６を指又は親指のいずれかと係合させる。

一実施形態例では、円筒形のハブ１３５は、ポリカーボネートなどの耐久性プラスチックで形成され得る。一実施形態例では、円筒形のハブ１３５は、シリコン処理をしたポリカーボネート材料で形成され得る。一実施形態例では、近位回転ノブ１３４は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるバーサフレックス（Versaflex）（登録商標）ＴＰＥ合金を含む可撓性の弾性可撓性高分子材料で形成され得る。近位回転ノブ１３４は、例えば、エラストマ材料、サントプレーン（Santoprene）（登録商標）として周知の熱可塑性ゴム、他の熱可塑性加硫物（ＴＰＶｓ）、又はエラストマで形成され得る。ただし、実施形態はこの文脈に限定されない。

図１０は、単一要素エンドエフェクタ２７８を有する外科用器具２１０を含む外科用システム２００の一実施形態例を示す。システム２００は、ここに示されるように、エンドエフェクタ２７８に連結された変換器アセンブリ２１６と、エンドエフェクタ２７８の近位部分の周りに位置決めされたシース２５６とを含むことができる。変換器アセンブリ２１６及びエンドエフェクタ２７８は、前述の変換器アセンブリ１６及びエンドエフェクタ１８と同様の様式で動作して、ブレード２２６’を通じて組織に伝達できる超音波エネルギーを生み出すことができる。

外科的な巧緻性を向上させるためだけでなく、外科医が直感的な方式で患者に手術できるようにするために、長年にわたって、様々な最小侵襲ロボット（又は「遠隔手術（telesurgical）」）システムが開発されてきた。ロボット外科用システムは、本明細書で説明するように、例えば超音波器具を含め、多種多様な外科用器具と共に使用され得る。例示的なロボットシステムには、米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のインテュイティヴ・サージカル社（Intuitive Surgical, Inc.）によって製造されているものが挙げられる。そのようなシステム、並びに他の製造業者によるロボットシステムが、それぞれ参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５，７９２，１３５号、名称「向上した巧緻性及び感度で最低侵襲性外科手術を行うための連結外科用器具（Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity）」、米国特許第６，２３１，５６５号、名称「手術作業を実施するためのロボットアームＤＬＵＳ（Robotic Arm DLUS For Performing Surgical Tasks）」、米国特許第６，７８３，５２４号、名称「超音波焼灼及び切断器械を備えたロボット外科用用具（Robotic Surgical Tool With Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument）」、米国特許第６，３６４，８８８号、名称「最小侵襲手術機器におけるマスター及びスレーブのアライメント（Alignment of Master and Slave In a Minimally Invasive Surgical Apparatus）」、米国特許第７，５２４，３２０号、「ロボット外科用用具のための機械式アクチュエータインターフェイスシステム（Mechanical Actuator Interface System For Robotic Surgical Tools）」、米国特許第７，６９１，０９８号、名称「プラットフォーム関節手首（Platform Link Wrist Mechanism）」、米国特許第７，８０６，８９１号、名称「最小侵襲遠隔手術におけるマスター／スレーブ関係の再位置決め及び再配向（Repositioning and Reorientation of Master／Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery）」、並びに、米国特許第７，８２４，４０１号、名称「手関節型単極電気手術エンドエフェクタ（Surgical Tool With Writed Monopolar Electrosurgical End Effectors）」において開示されている。そのようなシステムの多くはしかしながら、組織を効果的に切断及び締結するのに必要な大きさの力を発生させることが、これまではできなかった。

図１１〜２６は、ロボット外科用システムの複数の実施形態例を示す。いくつかの実施形態では、開示されたロボット外科用システムは、本明細書に説明する超音波又は電気外科用器具を利用することができる。例示のロボット外科用システムは本明細書に説明するそれらの器具のみに限定されず、任意の適合する外科用器具を利用し得ることが当業者には明らかとなるであろう。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明するロボット外科用システムと共に使用することができることと同時に、本開示はそのように限定されず、任意の適合するロボット外科用システムと共に使用できることが当業者には更に明らかとなるであろう。

図１１〜１６は、いくつかの例示的なロボット外科用システム及びその構成要素の構造及び動作を示している。図１１は、例示的なロボット外科用システム１０００のブロック図である。システム１０００は、少なくとも１台のコントローラ５０８と、少なくとも１台のアームカート５１０とを含んでいる。アームカート５１０は、ボックス５１２にて示される、１つ又は２つ以上のロボットマニピュレータ又はアームに機械的に連結され得る。ロボットアーム５１２のそれぞれは、患者５０４に対して様々な外科用作業を実施するための１つ又は２つ以上の外科用器具５１４を含み得る。アーム５１２及び器具５１４を含めて、アームカート５１０の動作は、臨床医５０２によってコントローラ５０８から指示され得る。いくつかの実施形態では、第２の臨床医５０２’により操作される第２のコントローラ５０８’は、第１の臨床医５０２’と併せて、アームカート５１０の操作も指示し得る。例えば、それぞれの臨床医５０２、５０２’は、カートの異なるアーム５１２を制御することができ、場合によっては、アームカート５１０の完全制御は、臨床医５０２と５０２’との間を通され得る。いくつかの実施形態では、追加的アームカート（図示せず）を患者５０４に利用することができる。これらの追加的アームカートは、１つ又は２つ以上のコントローラ５０８、５０８’にて制御されることができる。単一又は複数のアームカート５１０及びコントローラ５０８、５０８’は通信リンク５１６を介して互いに通信することができ、この通信リンクは、任意の好適な通信プロトコルによる、任意の好適な種類の有線又は無線の、任意の好適な種類の信号（例えば、電気的、光学、赤外線、など）を運ぶ通信リンクとすることができる。システム１０００などのロボット外科用システムの例示的な実現形態が、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第７，５２４，３２０号に開示されている。したがって、そのような装置の各詳細については、本明細書において、特許権を請求する装置の各種の実施形態を理解するのに必要となり得る範囲を越えて説明しないことにする。

図１２は、ロボットアームカート５２０の一実施形態例を示す。ロボットアームカート５２０は、一般的に作業エンベロープ（work envelope）５１９内の５２２として指定されている、複数の外科用器具又は器具を始動するよう構成される。マスターコントローラ及びロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット外科用システム及び方法が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用するところの、発明の名称が「多部品テレプレゼンスシステム及び方法（Multi-Component Telepresence Systemand Method）」である、米国特許第６，１３２，３６８号に開示されている。異なる形態では、ロボットアームカート５２０は、示された実施形態では３個の外科用器具５２２を支持する基部５２４を有する。異なる形態では、外科用器具５２２は、一般的にセットアップ関節５２６と呼ばれる手動による関節の動きが可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ５２８によってそれぞれ支持される。ここで、これらの構造は、ロボット連結部の大部分を覆って延びる保護カバーと共に示されている。これらの保護カバーは必須のものではなく、こうした装置を操作するために使用されるサーボ機構が受ける慣性を最小化し、可動部品の容積を限定することで衝突を防止し、カート５２０の全体の重量を抑制するため、サイズを限定するか又は実施形態によっては完全に省略することができる。カート５２０は、外科用室間でカート５２０を輸送するのに適した寸法を一般的に有している。カート５２０は、通常、標準的な手術室のドアを通り、標準的な病院のエレベータに乗せられるように構成することができる。異なる形態では、カート５２０は好ましくは一定の重量を有し、１人の作業者がカート５２０を外科用台に隣接して位置決めすることができるように車輪（又は他の輸送）システムを有する。

図１３は、ロボットアームカート５２０のロボットマニピュレータ５２８の一実施形態例を示す。図１３に示す例では、ロボットマニピュレータ５２８は、外科用器具５２２の運動を規制する連結部５３０を備えることができる。その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発行米国特許第５，８１７，０８４号により詳しく述べられるように、異なる実施形態において、連結部５３０が、平行四辺形の配置において回転関節によって互いに連結された高剛性の連結部材を含むことにより、外科用器具５２２は空間内の点５３２を中心として回転する。この平行四辺形の配置により、回転は、時としてピッチ軸と呼ばれる軸５３４ａを中心とした枢動する動きに規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材は、セットアップ関節５２６（図１２）に枢動可能に取り付けられることにより、外科用器具５２２は時としてヨー軸と呼ばれる軸５３４ｂを中心として更に枢動する。ピッチ軸５３４ａとヨー軸５３４ｂは、外科用器具５２２のシャフト５３８に沿って調心されるリモートセンター５３６にて交差する。外科用器具５２２は、長手方向の器具軸「ＬＴ−ＬＴ」に沿った外科用器具５２２の摺動動きを含む、マニピュレータ５４０により支持される更なる駆動自由度を有し得る。外科用器具５２２が器具軸ＬＴ−ＬＴに沿ってマニピュレータ５４０に対して摺動する際（矢印５３４ｃ）、リモートセンター５３６はマニピュレータ５４０の基部５４２に対して固定されたままである。したがって、マニピュレータ５４０全体は概して、リモートセンター５３６を再配置するように移動される。マニピュレータ５４０の連結部５３０は、一連のモータ５４４により駆動される。これらのモータ５４４は、制御システムのプロセッサからの指令に応答して連結部５３０を能動的に移動させる。下記に更に詳細に述べるように、外科用器具５２２を操作するためにモータ５４４も用いられる。

図１４は、代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカート５２０’の一実施形態例を示す。この実施形態例では、外科用器具５２２は、２つの組織操作器具との間の代替的なマニピュレータ構造５２８’により支持される。当業者であれば、特許権を主張する装置の異なる実施形態が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、米国特許第５，８７８，１９３号に述べられるものを含む、様々な代替的なロボット構造を含み得る点を、認識するであろう。更に、ロボットコンポーネントとロボット外科用システムのプロセッサとの間のデータ通信については、本明細書では、主として外科用器具５２２とコントローラとの間の通信に関連して説明されているが、同様の通信はマニピュレータ、セットアップ関節、内視鏡又は他の画像撮影装置などの回路と、コンポーネントの適合性評価、コンポーネントの種類の識別、コンポーネントの較正（オフセットなど）の通信、コンポーネントのロボット外科用システムとの連結の確認などのためのロボット外科用システムのプロセッサとの間でも行われ得る点は理解されるはずである。

図１５は、図１２〜１４に描くロボットアームカート５２０、５２０’などのロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラ５１８の一実施形態例を示す。コントローラ５１８は、臨床医がステレオディスプレイ５２１を介して手術を見ながら掴んで空間内で操作するマスターコントローラ（図１５において５１９として一般的に表される）を一般的に有している。外科医用フィードバックメータ５１５はディスプレイ５２１を介して観察することができ、外科医用フィードバックメータ５１５は、切断器具又は動的クランピング部材に加えられている力の大きさの視覚的指示を外科医に与え得る。マスターコントローラ５１９は一般に手動入力装置を含み、その手動入力装置は好ましくは、多自由度で移動するものであり、また多くの場合、器具を作動させるための（例えば、握持のこぎりの閉鎖、電極への電位の印加などのための）ハンドル又はトリガを更に有している。

図１６は、ロボット外科用システムとの使用に適応した超音波外科用器具５２２の一実施形態例を示す。例えば、外科用器具５２２は、上述の外科用マニピュレータ５２８、５２８’の１つと連結することができる。図１６に見ることができるように、外科用器具５２２は、いくつかの実施形態において関節連結部５５６を備え得る細長いシャフトアセンブリ５５４に連結され得る、超音波ブレード５５０及びクランプアーム５５２を備える外科用エンドエフェクタ５４８を備える。図１７は、外科用マニピュレータ５２８、５２８’の１つに連結されることができ、外科用器具５２２を受容及び制御する器具駆動アセンブリ５４６の一実施形態例を示す。器具駆動アセンブリ５４６はまた、コントローラ５１８に動作可能に連結されることができ、臨床医からの器具５２２を制御する入力を受容する。例えば、クランプアーム５５２の作動（例えば、開閉）、ジョー５５１Ａ、５５１Ｂの作動（例えば、開閉）、超音波ブレード５５０の作動、ナイフ５５５の延長、及びエネルギー供給表面５５３Ａ、５５３Ｂの作動などは、コントローラ５１８を通って提供される臨床医からの入力に基づいて、器具駆動アセンブリ５４６を通って制御されることができる。外科用器具５２２は、５５８として大まかに示される器具取り付け部によってマニピュレータと動作可能に連結されている。外科用器具５２２は、器具取り付け部５５８をマニピュレータと機械的及び電気的に連結するインターフェース５６０を更に有している。

図１８は、超音波外科用器具５２２を含む図１７の器具駆動アセンブリの別の図を示す。器具取り付け部５５８は、それぞれが被駆動要素５６４の表面から延びる一対のピン５６６を含む複数の（図１７には４個が示されている）回転可能な本体部分、被駆動ディスク、又は要素５６４を動作可能に支持する器具取り付けプレート５６２を含む。一方のピン５６６は、同じ被駆動要素５６４上の他方のピン５６６よりもそれぞれの被駆動要素５６４の回転軸に近くなっており、被駆動要素５６４の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなる。被駆動要素５６４及びピン５６６は、器具取り付けプレート５６２のアダプタ側５６７に配置されることができる。

インターフェース５６０はまた、下記に更に述べるように、取り付けプレート５６２と取り付け可能に係合するように構成されたアダプタ部分５６８を有している。アダプタ部分５６８は、器具取り付け部５５８内の回路基板によってメモリ構造と連結することができる電気的接続ピン５７０のアレイを含み得る。本明細書では、インターフェース５６０は、機械的、電気的、及び磁気的連結要素と関連して説明するが、赤外線、誘導連結などを含む様々なテレメトリーモダリティを利用することが可能である点は理解されるはずである。

図１９〜２１は、図１７の器具駆動アセンブリ５４６のアダプタ部５６８の更なる図を示す。アダプタ部５６８は一般的に、器具側面５７２及びホルダ側面５７４（図１９）を含む。様々な実施形態では、複数の回転可能な本体５７６が、アダプタ５６８の主面に対して垂直な周囲のアダプタ構造に対して限定された動き範囲を有する浮動プレート５７８に取り付けられる。浮動プレート５７８の軸方向運動は、器具取り付け部ハウジング５８２の側部に沿うレバー５８０（図１６参照）が操作される際に、回転可能な本体５７６の器具取り付け部５５８からの取り外しを助ける。他の機構／配列を用いて、器具取り付け部５５８をアダプタ５６８に着脱可能に連結してもよい。少なくとも１つの形態では、各回転可能な本体５７６は、各回転可能な本体５７６の周囲の外周陥凹部内に延びる弾性径方向部材によって浮動プレート５７８に弾性的に取り付けられる。各回転可能な本体５７６は、これらの弾性構造が撓むことによってプレート５７８に対して軸方向に動くことができる。第１の軸方向位置（器具側面５７２に向かって）に配置された場合、各回転可能な本体５７６は、角度の制限なく自由に回転することができる。しかしながら、回転可能な本体５７６が器具側面５７２の方向に軸方向に動く際、タブ５８４（回転可能な本体５７６から径方向に延びる）が浮動プレート上の回り止めと横方向に係合することによって各回転可能な本体５７６のそれらの軸を中心とした角度回転が制限される。このような限定された回転を利用することで、ピン５８６が開口部５９０と整列する（及び開口部内に滑り込む）までロボットシステムの対応する器具ホルダ部分５８８の駆動ピン５８６が回転可能な本体５７６を制限された回転位置にまで押すことで、駆動ピン５８６と回転可能な本体５７６とを駆動可能に係合する助けとなり得る。

回転可能な本体５７６の器具側面５７２上の開口部５９０及びホルダ側面５７４上の開口部５９０は、器具取り付け部５５８の被駆動要素５６４（図１８、２８）を器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と正確に位置合わせするように構成されている。被駆動要素５６４の内側及び外側ピン５６６に関して上に述べたように、開口部５９０は、アラインメントがその目的とする位置から３３度とはならないように、それぞれの回転可能な本体５７６上の回転軸から異なる距離にある。更に、開口部５９０のそれぞれは、ピン５６６を外周方向に緊密に受容するようにわずかに径方向に細長くすることができる。これにより、ピン５６６は開口部５９０内で径方向に摺動可能となっており、器具５２２と器具ホルダ５８８との間の一定の軸方向のミスアラインメントが調整される一方で、駆動要素と被駆動要素との間の角度のミスアライメント及びバックラッシュが最小に抑えられる。図２１に最も分かりやすく示されるように、器具側面５７２上の開口部５９０は、ホルダ側面５７４上の開口部５９０（破線で示される）と約９０度オフセットし得る。

異なる実施形態は、アダプタ５６８のホルダ側面５７４上に配置された電気的コネクタピン５７０のアレイを更に含んでよく、アダプタ５６８の器具側面５７２は、器具取り付け部５５８からのピンアレイ（図示せず）を受容するためのスロット５９４（図２１）を含んでよい。外科用器具５２２、５２３と器具ホルダ５８８との間で電気信号を送信する以外に、これらの電気的接続の少なくとも一部をアダプタ５６８の回路基板によってアダプタ記憶装置５９６（図２０）と接続することができる。

取り外し可能なラッチ機構５９８を利用してアダプタ５６８を器具ホルダ５８８に着脱可能に取り付けることができる。本明細書で使用するところの「器具駆動アセンブリ」なる用語は、ロボットシステムとの関連で使用される場合、アダプタ５６８及び器具ホルダ５８８の異なる実施形態を少なくとも包含し、図１７において５４６として一般的に示されている。例えば、図１７に見られるように、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８に設けられた対応するクレビススロット６０２内に受容されるようなサイズの第１のラッチピン機構６００を有し得る。更に、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８の対応するラッチクレビス６０６内に保持されるようなサイズの第２のラッチピン６０４を更に有し得る。図２０を参照されたい。少なくとも１つの形態では、ラッチアセンブリ６０８はアダプタ５６８上に動き可能に支持され、ラッチピン６００がそれぞれのラッチクレビス６０６内に保持される第１のラッチ位置と、第２のラッチピン６０４がラッチクレビス６０６内に入るか又はそこから外れることができるラッチ解除位置との間で付勢可能である。ラッチアセンブリは、１乃至複数のばね（図示せず）を用いてラッチ位置に付勢される。アダプタ５６８の器具側面５７２上のリップが器具取り付けハウジング５８２の横方向に延びるタブを摺動可能に受容することができる。

説明のように、被駆動要素５６４は、駆動要素５９２の回転する動きが、対応する被駆動要素５６４の回転する動きを生じさせるように、器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と整列させることができる。駆動要素５９２及び被駆動要素５６４の回転は、例えば、コントローラ５０８を介して臨床医５０２から受信した命令に応じて、ロボットアーム６１２を介して電子的に制御することができる。器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転を外科用器具５２２、５２３の動きに変換することができる。

図２２〜２４は、被駆動要素５６４の運動を外科用器具５２２の運動に変換する構成要素を示す器具取り付け部５５８の一実施形態例を示す。図２２〜２４は、その遠位端に外科用エンドエフェクタ６１０を有する、シャフト５３８を有する器具取り付け部を示す。エンドエフェクタ６１０は、患者に外科用作業を行う任意の好適な種類のエンドエフェクタとすることができる。例えば、エンドエフェクタは、手術部位にある組織に超音波エネルギーを提供するよう構成することができる。シャフト５３８は、器具取り付け部５５８に回転可能に連結することができ、シャフト５３８のカプラ６５０にて上部シャフトホルダ６４６及び下部シャフトホルダ６４８によって固定される。

一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、様々な被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の回転、シャフト（例えば、関節）の軸に沿う部材の差動並進、及びシャフト５３８（例えば、５５５、オーバーチューブ、及び／又は他の構成要素など、組織切除要素の伸長及び格納用）の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進に変換する機構を備える。一実施形態例では、回転可能な本体６１２（例えば、回転可能なスプール）が被駆動要素５６４に連結される。回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４と一体に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４を駆動することで回転可能な本体６１２の回転が生じるように回転可能な本体６１２と被駆動要素５６４が固定式に連結されるのであれば、被駆動要素５６４とは別に形成され得る。回転可能な本体６１２のそれぞれは、シャフトの関節の動き及び回転、クランプジョーの開閉、並びにナイフの作動をもたらすように、ギヤトレーン又はギヤ機構に連結される。

一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う２つ又は３つ以上の部材の差動並進を生じさせる機構を含む。図２２〜２４に提供される例では、この運動は関節連結部５５６の操作に使用される。示された実施形態では、例えば、器具取り付け部５５８はラックピニオンギヤ機構を含んで、差動並進、したがってシャフト関節機能を提供する。一実施形態例では、ラックピニオンギヤ機構は、対応する被駆動要素５６４の回転によって第１のピニオンギヤ６１４が回転されるように、回転可能な本体６１２に連結された第１のピニオンギヤ６１４を含む。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１のピニオンギヤ６１４との間に設けられる。第１のピニオンギヤ６１４は、シャフト組立体５３８の関節区間５５６の関節の動きを左方向６２０Ｌに制御するために、第１のラックギヤ６１８に噛み合わされて第１のピニオンギヤ６１４の回転する動きを第１のラックギヤ６１８の直線動きに変換する。第１のラックギヤ６１８は、第１のラックギヤ６１８が遠位方向に直線運動することによってシャフト組立体５３８の関節区間５５６が左方向６２０Ｌに関節運動されるように、第１の関節バンド６２２（図２２）に取り付けられている。対応する被駆動要素５６４の回転によって第２のピニオンギヤ６２６が回転するように、第２のピニオンギヤ６２６は別の回転可能な本体６１２に連結される。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第２のピニオンギヤ６２６との間に設けられる。第２のピニオンギヤ６２６は、関節区間５５６の関節の動きを右方向６２０Ｒに制御するために、第２のラックギヤ６２８に噛み合わされて第２のピニオンギヤ６２６の回転する動きを第２のラックギヤ６２８の直線動きに変換する。第２のラックギヤ６２８は、第２のラックギヤ６２８が遠位方向に直線運動することによってシャフト組立体５３８の関節区間５５６を右方向６２０Ｒに関節運動させるように、第２の関節バンド６２４（図２３）に取り付けられている。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転する動きに変換する機構を更に含む。例えば、回転する動きはシャフト５３８自体の回転としてもよい。示された実施形態では、回転可能な本体６１２に連結された第１の螺旋状ウォームギヤ６３０と、シャフト組立体５３８に連結された第２の螺旋状ウォームギヤ６３２とが含んでいる。軸受け６１６（図１７）が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギヤ６３０との間に設けられる。第１の螺旋状ウォームギヤ６３０は第２の螺旋状ウォームギヤ６３２に噛み合わされており、これらはシャフト組立体５３８及び／又は、長手方向の回転が望まれる器具５２２、５２３の別の構成要素に連結され得る。回転は、第１及び第２の螺旋状ウォームギヤ６３０、６３２の回転方向に基づいて、時計回り方向（ＣＷ：clockwise）及び反時計回り方向（ＣＣＷ：counter-clockwise）に生じさせてもよい。したがって、第１の軸を中心とする第１の螺旋状ウォームギヤ６３０の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第２の螺旋状ウォームギヤ６３２の回転に変換される。図２２〜２３に示すように、例えば、第２の螺旋状ウォームギヤ６３２がＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＷで示す方向にＣＷに回転することになる。第２の螺旋状ウォームギヤ６３２がＣＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向にＣＣＷに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

一実施形態例では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する機構を含む。そのような並進は、例えば、５５５などの組織切断要素の駆動、閉鎖用オーバーチューブの駆動、及び／又はエンドエフェクタ６１０の関節の動き、などに使用することができる。示された実施形態では、例えば、ラックピニオンギヤ機構が往復並進を提供し得る。第１のギヤ６３６は回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第１のギヤ６３６が第１の方向に回転されるようになっている。第２のギヤ６３８が、器具取り付けプレート５６２に形成されたポスト６４０を中心として自在に回転する。第１のギヤ６３６は第２のギヤ６３８に噛み合わされており、そのため、第２のギヤ６３８が、第１のギヤ６３６とは反対の方向に回転するようになっている。一実施形態例では、第２のギヤ６３８は、直線方向に移動するラックギヤ６４２に噛み合わされるピニオンギヤである。ラックギヤ６４２は、ラックギヤ６４２の遠位方向及び近位方向に変換することができる変換ブロック６４４に連結されている。変換ブロック６４４はシャフト組立体５３８及び／又はエンドエフェクタ６１０の任意の好適な構成要素に連結されてもよく、それにより往復の長手方向の動きを提供する。例えば、変換ブロック６４４は、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５に機械的に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、変換ブロック６４４は、オーバーチューブ又はエンドエフェクタ６１０若しくはシャフト５３８の他の構成要素に連結されてもよい。

図２５〜２７は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及びシャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。代替的な回転機構をここで参照すると、第１の螺旋状ウォームギヤ６５２は、第３の螺旋状ウォームギヤ６５６に連結される第２の螺旋状ウォームギヤ６５４に連結される。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定され得る場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられ得る。第１の螺旋状ウォームギヤ６５２は回転可能な本体６１２に連結されている。第３の螺旋状ウォームギヤ６５６は、シャフト組立体５３８に連結された第４の螺旋状ウォームギヤ６５８に噛み合わされている。軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギヤ７３８との間に設けられる。別の軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第３の螺旋状ウォームギヤ６５２との間に設けられる。第３の螺旋状ウォームギヤ６５２は第４の螺旋状ウォームギヤ６５８に噛み合わされており、これは、シャフト組立体５３８及び／又は長手方向への回転が望まれる器具５２２の別の構成要素に連結され得る。回転は、螺旋状ウォームギヤ６５６、６５８の回転方向に基づいてＣＷ及びＣＣＷ方向に生じ得る。したがって、第１の軸を中心とする第３の螺旋状ウォームギヤ６５６の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第４の螺旋状ウォームギヤ６５８の回転に変換される。図２６及び２７に示すように、例えば、第４の螺旋状ウォームギヤ６５８はシャフト５３８に連結され、第４の螺旋状ウォームギヤ６５８のＣＷの回転は結果として、６３４ＣＷで示す方向にシャフト組立体５３８のＣＷの回転を引き起こす。第４の螺旋状ウォームギヤ６５８がＣＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向にＣＣＷに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

シャフト５３８の軸に沿う１つ又は２つ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例をここで参照すると、器具取り付け部５５８はラックピニオンギヤ機構を含み、シャフト５３８の軸に沿う往復並進を提供する（例えば、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５の並進）。一実施形態例では、第３のピニオンギヤ６６０が回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第３のピニオンギヤ６６０が第１の方向に回転されるようになっている。第３のピニオンギヤ６６０は、直線方向に移動するラックギヤ６６２に噛み合わされる。ラックギヤ６６２は、変換ブロック６６４に連結される。変換ブロック６６４は、例えば、ＲＦ外科用装置の組織切断要素５５５及び／又はオーバーチューブ若しくは長手方向に並進されることが望まれる他の構成要素などの装置５２２、５２３の構成要素に連結され得る。

図２８〜３２は、被駆動要素５６４の回転を、シャフト５３８の軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。図２８〜３２では、シャフト５３８は、カプラ６７６及びブッシュ６７８を介して取り付け部５５８のリマインダに連結されている。回転可能な本体６１２に連結された第１のギヤ６６６と、第１及び第２の開口部６７２を含む固定ポスト６６８と、シャフト組立体に連結された第１及び第２の回転可能なピン６７４と、ケーブル６７０（又はロープ）とを含む。ケーブルは回転可能な本体６１２に巻き付けられる。ケーブル６７０の一方の端部は、固定ポスト６６８の上部開口部６７２を貫いて配置され、上部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。ケーブル６７０のもう一方の端部は、固定ポスト６６８の下部開口部６７２を貫いて配置され、下部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定され得る場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられている。したがって、回転可能な本体６１２が回転することによって、シャフト組立体５３８を中心とする、回転可能な本体６１２の回転方向（例えば、シャフト５３８自体の回転）に基づいてＣＷ及びＣＣＷ方向に回転が引き起こされる。したがって、第１の軸を中心とする回転可能な本体６１２の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とするシャフト組立体５３８の回転に変換される。図２８〜２９に示すように、例えば、回転可能な本体６１２がＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＷで示す方向にＣＷに回転することになる。回転可能な本体６１２がＣＣＷに回転すると、結果として、シャフト組立体５３８が６３４ＣＣＷで示す方向にＣＣＷに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギヤとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギヤの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

図３３〜３６Ａは、シャフト５３８の軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節用）の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。例えば、図３３〜３６Ａに示すように、器具取り付け部５５８は、ダブルカム機構６８０を備え、シャフト関節機能を提供する。一実施形態例では、ダブルカム機構６８０は第１及び第２のカム部分６８０Ａ、６８０Ｂを含む。第１及び第２の従動アーム６８２、６８４が、対応するピボットスプール６８６に枢動可能に連結される。ダブルカム機構６８０に連結された回転可能な本体６１２が回転するとき、第１のカム部分６８０Ａは第１の従動アーム６８２に作用し、第２のカム部分６８０Ｂは第２の従動アーム６８４に作用する。カム機構６８０が回転するとき、従動アーム６８２、６８４はピボットスプール６８６を中心として枢動する。第１の従動アーム６８２は、差動並進される第１の部材に取り付けられることができる（例えば、第１の関節バンド６２２）。第２の従動アーム６８４は、差動並進される第２の部材に取り付けられる（例えば、第２の関節バンド６２４）。上部カム部分６８０Ａが第１の従動アーム６８２に作用するとき、第１及び第２の部材は差動並進する。第１及び第２の部材がそれぞれ関節バンド６２２及び６２４である実施形態例では、シャフト組立体５３８は左方向６２０Ｌに関節の動きをする。下部カム部分６８０Ｂが第２の従動アーム６８４に作用するとき、シャフト組立体５３８は右方向６２０Ｒに関節の動きをする。いくつかの実施形態例では、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の関節位置に影響を与えることなくシャフトの回転を可能にするために、２つの別々のブッシュ６８８、６９０が、それぞれ第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の下方に装着される。関節の動きのために、これらのブッシュは、ジョー９０２の回転位置に影響を及ぼすことなく第１及び第２の従動アーム６８２、６８４と共に往復する。図３６Ａは、第１及び第２のカム部分６８０Ｂ、６８０Ｂを含めて、ブッシュ６８８、６９０及び二重カム組立体６８０を示しており、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４はより詳細でかつ明確な図を提示するために取り除かれている。

様々な実施形態では、器具取り付け部５５８は、電子装置を駆動する内部エネルギー源を更に備え、所望する超音波及び／又はＲＦ周波数信号を手術用具に提供することができる。図３６Ｂ〜３６Ｃは、内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部５５８’の一実施形態を示す。例えば、ツール取り付け部５５８’を利用して取り付けられた外科用器具（例えば、器具５２２）は、外部発生器又は他の電源に配線接続する必要はない。その代わり、本明細書に説明する発生器２０の機能を、取り付け部５５８に実装することができる。

図３６Ｂ〜３６Ｃに示すように、器具取り付け部５５８’は遠位部７０２を備えることができる。遠位部７０２は、本明細書に先に説明するように、例えば、駆動要素６１２の回転を様々な外科用器具５２２のエンドエフェクタに連結する様々な機構を備えることができる。遠位部７０２の近位では、器具取り付け部５５８’は、内部直流（ＤＣ）エネルギー源並びに内部駆動及び制御回路７０４を備える。示された実施形態では、エネルギー源は第１及び第２のバッテリ７０６、７０８を含んでいる。他の点では、ツール取り付け部５５８’は、本明細書に先に説明するツール取り付け部５５８の様々な実施形態に類似する。制御回路７０４は、発生器２０に関して先に説明するものと同様の様式で動作することができる。例えば、制御回路７０４は、発生器２０に関して先に説明するものと同様の様式で、超音波及び／又は電気外科的駆動信号を提供することができる。

図３７は、遠位に位置付けられた超音波変換器アセンブリ１０１２を備える関節運動が可能な外科用器具１０００の一実施形態を示す。器具１０００のエンドエフェクタ１０１４は、超音波ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６を備える。エンドエフェクタ１０１４は、シャフト１００４の遠位端に連結されている。シャフト１００４は長手方向軸１００２に沿って延び、遠位シャフト部材１００７及び近位シャフト部材１００９を備える。例えば、エンドエフェクタ１０１４は、遠位シャフト部材１００７の遠位部に連結されることができる。遠位及び近位シャフト部材１００７、１００９は、関節連結部１０１０にて互いに回転可能に連結されている。例えば、遠位及び近位シャフト部材１００７、１００９は、長手方向軸１００２に垂直な軸１００６を中心として枢動するよう連結されることができる。関節運動の可能な方向が矢印１００８にて示されている。

図３７では、シャフト１００９の近位端はハンドル１００１に連結されている。ハンドル１００１は、例えば、トリガ１０２２及びボタン１０２４を含む、シャフト１００９及びエンドエフェクタ１０１４の動作を制御する様々な制御装置を備えることができる。これらの機能は、先に本明細書に説明するトリガ２４及びボタン２８のそれと同様の様式で作動することができる。いくつかの実施形態では、ハンドル１００１は１つ又は２つ以上の電気又は他のモータを備えることができ、シャフト１００７、１００９及びエンドエフェクタ１０１４の作動において臨床医を支援する。そのようなハンドルの例は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，８４５，５３７号に提供されている。図３８は、ロボット外科用システムの器具取り付け部１０２０と併せて使用するシャフト１００４及びエンドエフェクタ１０１４の一実施形態を示す。例えば、シャフト１００４、エンドエフェクタ１０１４、及び器具取り付け部１０２０は、先に本明細書に説明するロボット外科用システム５００と併せて使用することができる。

図３９は、シャフト１００４及びエンドエフェクタ１０１４の一実施形態の切欠図を示す。ここに示すように、遠位及び近位シャフト部分１００７、１００９は、関節連結部１０１０を形成するようピン１０３０により接合された各クレビス１０２６、１０２８を含むことができる。様々な実施形態では、ピン１０３０は、軸１００６に実質的に平行にすることができる（図３７〜３８）。また、関節連結部１０１０は図３９にクレビス１０２６、１０２８、及びピン１０３０と共に実装されて示されているが、任意の好適な種類の枢動可能な関節機構が使用され得ることが理解されよう。図３９はまた、本明細書に説明するように、エンドエフェクタ１０１４の１つ又は２つ以上の構成要素に連結されることができ、クランプアーム１０１６の開閉をもたらすクランプアーム制御部材１０４４を示す。電源線１０３８は、超音波変換器アセンブリ１０１２を、本明細書に説明する発生器２０などの発生器に接続するよう、超音波変換器アセンブリ１０１２、特にその超音波変換器１０４０に連結されることができる。

様々な実施形態では、遠位シャフト部材１００７及びエンドエフェクタ１０１４の関節運動は、関節運動制御部材１０３２、１０３４の並進を利用してもたらされることができる。制御部材１０３２、１０３４は、互いに実質的に長手方向軸１００２に対向させることができる。制御部材１０３２、１０３４の遠位部は、エンドエフェクタ１０１４又は遠位シャフト部材１００７のいずれかに連結されることができる。例えば、制御部材１０３２、１０３４は、ペグ１０４６、１０４８により遠位シャフト部材１００７に連結されるよう図３９に示されている。制御部材１０３２、１０３４は、関節連結部１０１０の後の近位方向及び近位シャフト部分１００９を通って延びる。

制御部材１０３２、１０３４は、エンドエフェクタ１０１４及び遠位シャフト部分１００７の関節運動を引き起こすよう差動並進されることができる。例えば、制御部材１０３４の近位並進は、図３９及び矢印１０４１にて示されるように、遠位シャフト部材１００７及びエンドエフェクタ１０１４を制御部材１０３４に向けて枢動させることができる。同様に、制御部材１０３２の近位並進は、図３９に示すそれとは反対の様式にて、遠位シャフト部材１００７及びエンドエフェクタ１０１４を制御部材１０３２に向けて枢動させることができる。様々な実施形態では、１つの制御部材１０３２、１０３４の近位並進は、例えば、関節運動を促進するよう、対向する制御部材１０３２、１０３４にたるみを提供するために、対向する制御部材の遠位並進と併せて生じてもよい。

制御部材１０３２、１０３４の差動並進は、任意の好適な様式にてもたらされることができる。例えば、ロボット外科用システムと併せて使用するとき、制御部材１０３２、１０３４の差動並進は、図２２〜３６Ｃに関して先に本明細書に説明する任意の装置及び方法を利用して開始させることができる。図４０〜４０Ａは、１０００など、手動器具と併せて制御部材１０３２、１０３４の差動並進を駆動する一実施形態を示す。図４０は、関節レバー１０５２を含む関節アセンブリ１０５０を含む器具１０００を示す。図４０Ａをここで参照すると、関節レバー１０５２はスピンドルギヤ１０５８に連結されている。それぞれの制御部材１０３２、１０３４は、スピンドルギヤ１０５８と相互作用する各近位ラックギヤ１０５４、１０５６を画定することができる。関節レバー１０５２及びスピンドルギヤ１０５８の第１の方向への、矢印１０６０にて示される回転は、制御部材１０３２の遠位並進及び制御部材１０３４の近位並進を引き起こすことができる。関節レバー１０５２の反対方向への、矢印１０６２にて示される回転は、制御部材１０３４の遠位並進及び制御部材１０３２の近位並進を引き起こすことができる。

図４１は、超音波変換器アセンブリ１０１２の一実施形態の切欠図を示す。ここに示すように、アセンブリ１０１２は、超音波変換器１０４０を包囲する外側ハウジング１０６４を備える。変換器は、本明細書に説明するように、電力ケーブル１０３８を介して発生器と電気通信することができる。遠位部では、超音波変換器１０４０が超音波ブレード１０１８に音響的に連結されている。変換器１０４０は、シリコーン又は別の好適な材料製とすることができるワッシャ１０７０により、ハウジング１０６４内に固定されることができる。特定の実施形態では、ハウジング１０６４は、本明細書に説明するように、例えば、アセンブリ１０１２をクランプアーム部材に連結するよう、本明細書に説明するように利用することができる、近位（１０６６）及び遠位（１０６８）ヒンジ部分を画定する。

図４２は、４本のバーを有する連結部の一部として配列された超音波変換器アセンブリ１０１２及びクランプアーム１０１６の一実施形態を示す。クランプアーム１０１６は、クランプアーム１０１６が閉鎖位置にあるときに、超音波ブレード１０１８と接触するよう配置されたクランプパッド１０７６を備えることができる。クランプアーム１０１６は、枢動点１０７２にて変換器アセンブリ１０１２に枢動可能に連結された近位部材１０７８を更に備えることができる。枢動点１０７２は、任意の好適な種類の機械的枢動とすることができ、図示のように、例えばピンを備えることができる。近位部材１０７８は、枢動点１０７２から更なる近位方向に、及び、近位端又はその付近にて延びることができ、連結部材１０７４に枢動点１０７５にて回転可能に連結されることができる。同様に、超音波変換器アセンブリ１０１２の近位部分は、連結部材１０７６に枢動点１０７７にて枢動可能に連結されることができる。連結部材１０７４、１０７６は、互いに、及びクランプアーム制御部材１０４４に枢動点１０８０にて枢動可能に連結されることができる。クランプアーム制御部材１０４４の近位及び遠位並進は、本明細書に説明するように、クランプアーム１０１６及び超音波ブレード１０１８を、開放位置と閉鎖位置との間で遷移させることができる。

図４２に示す実施形態例では、クランプアーム１０１６は、近位部材１０７８、１０７８’が超音波変換器アセンブリ１０１２に跨り、第２の連結部材１０７４’に枢動可能に連結されるように、第２の近位部材１０７８’を備えることができる。同様に、第２の連結部材１０７６’は、連結部材１０７８のそれと同様の様式で、超音波変換器アセンブリ１０１２に枢動可能に連結されることができる。連結部材１０７４、１０７４’、１０７８、１０７８’の全ては、枢動点１０８０にて互いに枢動可能に連結されることができる。様々な実施形態では、枢動点１０７５は、近位部材／連結部材１０７８／１０７４と近位部材／連結部材１０７８’／１０７４’との間に延びるバー１０８２を備えることができる。同様のバー１０８４が枢動点１０８０に配置されることができる。

図４３は、遠位シャフト部分１００７に連結されて開放位置にある、図４２に示すように配列された超音波変換器アセンブリ１０１２及びクランプアーム１０１６の一実施形態の側面図を示す。図４３に示すように、遠位シャフト部分１００７は、超音波変換器アセンブリ１０１２、クランプアーム１０１６、及びクレビスアーム１０８６が全て互いに対して枢動可能であるよう、超音波変換器アセンブリ１０１２及びクランプアーム１０１６に枢動点１０７２にて枢動可能に連結されているクレビスアーム１０８６を備える。いくつかの実施形態では、第２のクレビスアーム（図示せず）は、超音波変換器アセンブリ１０１２及びクランプアーム１０１６の反対側に存在する。ここに示すように、クランプアーム制御部材１０４４は、矢印１０８８にて示される方向に遠位方向に並進されている。これは連結部材１０７４、１０７６を離れるように押し、同様に、（例えば、アセンブリ１０１２に連結された）クランプアーム１０１６及びブレード１０１８を、図示の位置に互いから離れるように枢動点１０７２を中心として枢動させる。

図４４は、遠位シャフト部分１００７に連結されて閉鎖位置にある、図４２に示すように配列された超音波変換器アセンブリ１０１２及びクランプアーム１０１６の一実施形態の側面図を示す。図４４では、クランプアーム制御部材１０４４は、矢印１０９０の方向に近位方向に引かれている。これは連結部材１０７４、１０７６を引き、枢動点１０７５、１０７７を矢印１０９２、１０９４にて示される方向に互いに向かって移動させる。同様に、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６は、枢動点１０７２を中心として、互いに向かって矢印１０９６、１０９８の方向に図示の閉鎖位置に枢動されている。クランプアーム制御部材１０４４の遠位及び近位並進は、任意の好適な様式にてもたらすことができる。例えば、手持ち式器具では、クランプアーム制御部材１０４４は、管状作動部材５８に関して先に説明したものと同様の様式で遠位方向及び近位方向に並進させることができる。また、例えば、ロボット器具では、クランプアーム制御部材１０４４は、図２２〜３６Ｃに関して先に本明細書に説明するものと同様の様式で遠位方向及び近位方向に並進させることができる。

図４５及び４６は、シャフト１００４の近位部分を含む、図４２に示すように配列された図３７〜３８の超音波変換器アセンブリ及びクランプアームの一実施形態の側面図を示す。図４５では、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６は、図４４と同様に、閉鎖位置にて示されている。近位シャフト部分１００９は、トロカール１１００から延びた状態で示されている。遠位シャフト部分１００７及びエンドエフェクタ１０１４は、関節連結部１０１０を中心として矢印１１０２にて示される方向に関節運動している状態で示されている。クランプアーム制御部材１０４４は、矢印１０９０にて示されるように、近位方向に引かれており、関節連結部１０１０を中心として屈曲された状態で示されている。図４６では、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６は、図４３と同様に、開放位置にて示されている。クランプアーム制御部材１０４４は、１０８８にて示されるように、遠位方向に押されており、繰り返しになるが、関節連結部１０１０を中心として屈曲されている。図３７〜４６に示される実施形態及び本明細書に説明する様々な実施形態では、超音波ブレード及びクランプアームは、任意の好適な単一又は複数の形状をとることができる。例えば、図４７〜４８は、互い違いに形成された超音波ブレード１０１８’及びクランプアーム１０１６’を有するエンドエフェクタ１０１４’の一実施形態を示す。

図４９は、可撓性の超音波変換器アセンブリ１０１２’を備える別のエンドエフェクタ１０１４”の一実施形態を示す。超音波変換器アセンブリ１０１２’は、屈曲可能な中間部分１１０６により連結された遠位変換器部分１１０３及び近位変換器部分１１０４を備える。近位変換器部分１１０４は、近位変換器ブラケット１１０８に連結されることができる。例えば、変換器部分１１０４は、変換器の節に配置されることができる様々なディスク１０７０を利用してブラケット１１０８に連結されることができる。ブラケット１１０８は、連結部材１０７４に枢動点１０８０にて枢動可能に連結されることができる。遠位変換器部分１１０３は、繰り返しになるが、例えば、変換器の節にてディスク１０７０を利用して、遠位ブラケット１１１０に連結されることができる。遠位ブラケット１１１０は、クランプアーム１０１６及びクレビスアーム１０８６に枢動点１０７２にて回転可能に連結されることができる。様々な実施形態では、屈曲可能な中間部分１１０６は、遠位変換器部分１１０３及び近位変換器部分１１０４のそれより小さい横断面積を有することができる。また、いくつかの実施形態では、中間部分１１０６は、遠位及び近位変換器部分１１０３、１１０４とは異なる材料で作製されてもよい。例えば、遠位及び近位変換器部分１１０３、１１０４は、圧電素子（先に本明細書に説明する素子１１２など）から作製されてもよい。屈曲可能な中間部分１１０６は、例えば、チタン、チタン合金、ニチノール、等を含む、超音波エネルギーを伝達する任意の好適な柔軟材料から作製されてもよい。超音波変換器アセンブリ１０１２’は、実施形態をより明確に示すよう、任意の外側ハウジングが無い状態で図４９に示されていることが理解されよう。使用上では、超音波変換器アセンブリ１０１２は、図４１に関して先に本明細書に説明するハウジング１０６４などのハウジングを伴って利用されることができる。

使用上では、屈曲可能な中間変換器部分１１０６は、枢動点１０７７のそれと同様の機能をサーブすることができる。例えば、クランプアーム制御部材１０４４が遠位方向に押されると、屈曲可能な中間変換器部分１１０６は屈曲されることができ、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６を図４９に示される開放位置へと押す。クランプアーム制御部材１０４４が近位方向に引かれると、屈曲可能な中間変換器部分１１０６はより直線状となり、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６を閉鎖位置へと引く。

いくつかの実施形態例では、超音波変換器アセンブリは、変換器アセンブリの近位端が関節連結部から近位方向に延びるようにシャフト内に配置されることができる。これは、超音波ブレードの関節と遠位にある先端との間の距離を最小化するようサーブすることができる。図５０は、関節連結部１０１０から近位方向に延びる変換器アセンブリ１０１２を有する手動外科用器具１２００の一実施形態を示す。超音波ブレード１０１８の最遠位ポイントと関節連結部１０１０との間の距離１２０４は、超音波変換器アセンブリ１０１２の全てが関節連結部の遠位にあった場合のそれ未満であることを見ることができる。図５０に示される器具１２００は手動器具であるが、図５０に例示された構成にあるシャフト１００４及びエンドエフェクタ１０１４はまた、本明細書に説明するシステム５００などのロボット外科用システムと共に使用され得ることが理解されよう。

図５１は、図５０に示すように配列された変換器アセンブリ１０１２、遠位シャフト部分１００７、関節連結部１０１０、及びエンドエフェクタ１０１４の接近図を示す。図５２は、シャフト１００４を関節運動させ、ホー部材１０１６を作動させる一実施形態例を示すよう、遠位シャフト部分１００７及び近位シャフト部分１００９が取り除かれた状態の関節連結部１０１０の一実施形態を示す。図５２では、関節運動制御部材１２１０、１２１２はプーリー１２０６に連結されている。プーリーは同様に、プーリー１２０６の回転が、遠位シャフト部分１００７及びエンドエフェクタ１０１４の対応する枢動を引き起こすよう、例えば関節連結部１０１０にて遠位シャフト部分１００７に連結されることができる。制御部材１２１２の近位並進はプーリー１２０６をＣＷ（図５２に示される構成にて）に回転させることができ、これによってエンドエフェクタ１０１４を制御部材１２１２に向かって、図５２に示すように関節運動させる。同様に、制御部材１２１０の近位並進はプーリー１２０６をＣＣＷ（図５２に示される構成にて）回転させることができ、これによってエンドエフェクタ１０１４を制御部材１２１０に向かって、図５２に示すものとは反対に関節運動させる。

クランプアーム制御部材１０４４は、プーリー１２０６内のチャネル１２０８を通って延びることができる。ここに示すように、クランプアーム１０１６は、遠位プレート１２１５に枢動点１２１４にて枢動可能に連結されるよう構成されている。クランプアーム制御部材１０４４は、クランプアーム制御部材１０４４の遠位及び近位並進がクランプアーム１０１６を開閉するよう、クランプアーム１０１６に、枢動点１２１４からオフセットされたポイント１２１６にて連結されている。プレート１２１５は、例えば、遠位シャフト部分１００７（図５２に図示せず）、変換器アセンブリ１０１２、又は任意の他の好適な構成要素に連結されることができる。いくつかの実施形態では、クランプアーム１０１６は、遠位シャフト部分１００７及び／又は変換器アセンブリ１０１２に枢動可能に直接連結されている。

関節運動制御部材１２１０、１２１２は、遠位シャフト部分１００７及びエンドエフェクタ１０１４を関節運動するよう差動並進されることができる。制御部材１２１０、１２１２の差動関節運動は、任意の好適な様式にて作動させることができる。例えば、手動外科用器具では、制御部材１２１０、１２１２は、図４０Ａに示すように、関節レバー１０５２及びスピンドルギヤ１０５８を利用して差動並進させることができる。また、ロボット外科用器具では、制御部材１２１０、１２１２は、例えば、図２２〜３６Ｃに関して先に説明する任意の機構を利用して差動並進させることができる。クランプアーム制御部材１０４４は、例えば、本明細書に説明する更なる方法の全てを含む様々な方法にて駆動させることができる。

いくつかの実施形態では、外科用器具は、シャフトに独立して回転可能なエンドエフェクタを有する。例えば、シャフト自体は、関節連結部にて回転及び作動することができる。加えて、エンドエフェクタは、例えば、シャフトが関節運動されている間を含み、シャフトに独立して回転することができる。これは、エンドエフェクタの空間的範囲を効果的に拡げることができる。図５３は、関節運動が可能な、回転可能なエンドエフェクタ１３１２を有するシャフト１３０３を備える手動外科用器具１３００の一実施形態を示す。シャフト１３０３はハンドル１３０２を備える手動外科用器具と併用するよう例示されているが、同様のシャフトが、本明細書に説明するそれらなど、ロボット外科用システムと共に利用され得ることが理解されよう。

シャフト１３０３は、例えば、矢印１３０６にて示されるように、関節レバー１０５２を利用して関節運動されることができる関節連結部１０１０を備える。回転ノブ１３１４は、例えば、先に本明細書に説明する、回転ノブ４８がシャフト組立体１４を回転させるにしたがって、シャフト１３０３を回転させることができる。エンドエフェクタ回転ダイアル１３０４は、例えば、矢印１３１０にて示されるように、エンドエフェクタを回転させることができる。図５４は、器具１３００及びシャフト１３０３の一実施形態の切欠図を示す。図５４は、例えば、図３９、４０、及び４０Ａに関して先に説明したような、制御部材１０３２、１０３４に連結された関節レバー１０５２の一実施形態を示す。中央シャフト部材１３１６は、シャフト１３０３を通って延びることができ、エンドエフェクタ１３１２（例えば、超音波ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６）に遠位端にて連結されることができる。中央シャフト部材１３１６の近位端は、ダイアルの回転が、中央シャフト部材１３１６の回転及び、エンドエフェクタ１３１２の対応する回転を引き起こすよう、エンドエフェクタ回転ダイアル１３０４に連結されることができる。

中央シャフト部材１３１６は、任意の好適な構造による任意の好適な材料製とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、中央シャフト部材１３１６は、中実（又は、ワイヤ及び他の構成要素を包囲するために中空）とすることができる。中央シャフト部材１３１６は、外科用等級のゴム、チタン、ニチノール、等といった可撓性の金属などの柔軟材料製とすることができる。このようにして、中央シャフト部材１３１６は、シャフト１３０３が関節連結部１０１０にて関節運動されるときに屈曲されることができる。中央シャフト部材１３１６の回転は、関節連結部１０１０に渡ってエンドエフェクタ１３１２に依然として並進されることができる。

いくつかの実施形態では、中央シャフト部材１３１６はまた、エンドエフェクタ１３１２を回転させることに加え、クランプアーム１０１６を作動させることができる。例えば、中央シャフト部材１３１６は、例えば、トリガ１０２２の作動に応じて、遠位方向及び近位方向への並進によりクランプアーム１０１６を作動させることができる。先に説明した図５２は、遠位及び近位運動と共に開閉されることができるクランプアーム１０１６の一実施形態を示す。更なる実施形態を、図５９に関して以下に説明する。

中央シャフト部材１３１６がクランプアーム１０１６を関節運動させる実施形態では、ダイアル１３０４への中央シャフト部材１３１６の遠位及び／又は近位運動の並進を回避することが好適となり得る。図５５は、エンドエフェクタ回転ダイアル１３０４と中央シャフト部材１３１６との間のキー付き接続を示す器具１３００の一実施形態を示す。中央シャフト部材１３１６の近位部分は、スロット１３２６を画定するカラー１３２４に連結されることができる。ダイアル１３０４は、カラー１３２４内に位置するシャフト１３２０に連結されることができる。シャフト１３２０は、スロット１３２６内に嵌合するよう位置するキー又はスプライン１３２２を画定する。このようにして、ダイアル１３０４の回転は中央シャフト部材１３１６の対応する回転を引き起こすことができるが、中央シャフト部材１３１６の遠位及び近位並進は、ダイアル１３０４には伝達されることができない。図５５はまた、電気的駆動信号を変換器アセンブリ１０１２に渡す１つの方法例を示す。例えば、駆動ケーブル１３１８は、スリップリング１３２４に連結されることができる。スリップリング１３２４は、同様に、例えば中央シャフト部材１３１６を通ってなど、シャフト１３０３を通って延びることができる遠位駆動ケーブル１３３０（図５６）に連結されることができる。図５６は、関節連結部１０１０に注目するシャフト１３０３の一実施形態を示す。図５６に示す実施形態では、中央シャフト部材１３１６全体を屈曲可能とする必要はない。代わりに、図５６に示すように、中央シャフト部材１３１６は、シャフト１３０３の関節連結部１０１０に整列された屈曲可能なセクション１３３２を備える。

屈曲可能なセクション１３３２は、任意の好適な様式にて実装されることができる。例えば、屈曲可能なセクション１３３２は、例えば、外科用等級のゴム、又は、例えば、チタン、ニチノール、等といった屈曲可能な金属といった可撓性材料から構築することができる。また、いくつかの実施形態では、屈曲可能なセクション１３３２は、ヒンジ付き機械的構成要素製とすることができる。例えば、図５７は、ヒンジ付き機械的構成要素製の中央シャフト部材１３１６の一実施形態を示す。図５７に示すように、中央シャフト部材１３１６は、中央部材１３４２に回転可能に連結された遠位部材１３４０を備える。遠位（１３４０）及び中央（１３４２）部材は、互いに対して矢印１３４６にて示される方向に枢動することができる。中央部材１３４２はまた、近位部材１３４４に枢動可能に連結されることができる。中央（１３４２）及び近位（１３４４）部材は、互いに対して矢印１３４８にて示される方向に枢動することができる。例えば、部材１３４４、１３４２の枢動方向は、部材１３４２、１３４０の枢動方向に実質的に垂直とすることができる。このようにして、中央シャフト部材１３１６は、関節連結部１０１０と共に屈曲可能なセクション１３３２にて枢動中に、エンドエフェクタ１３１２に回転トルクを提供することができる。

図５６に戻ってこれを参照すると、関節連結部１０１０は、シャフト１３０３の連続的な可撓性部分１３５０として示されている。様々な他の構成を使用することができる。例えば、図５８は、遠位シャフト部分１３５６及び近位シャフト部分１３５８を備えるシャフト１３０３の一実施形態を示す。各シャフト部分１３５６、１３５８は、それぞれ、例えば、中間シャフト部分１３６０に、枢動点１３５２、１３５４にて枢動可能に連結されることができる。関節連結部１０１０は、図５８に示される構成では、例えば、図３９、４０、及び４０Ａに関して先に本明細書に説明するように、関節運動されることができる。

図５９は、中央シャフト部材１３１６とクランプアーム１０１６との間の連結を示すシャフト１３０３及びエンドエフェクタ１３１２の一実施形態を示す。図５９では、中央シャフト部材１３１６は、屈曲可能な及び／又は関節連結部１０１０に屈曲可能な部分を有する中実（又は中空）部材として示されている。図５９では、中央シャフト部材１３１６の作動を示すよう、遠位（１３５６）及び近位（１３５８）シャフト部分の一部が省略されている。例えば、中央シャフト部材１３１６は、超音波変換器アセンブリ１０１２及び変換器１０４０の周囲に延びることができ、クランプアーム１０１６に枢動点１３６６にて枢動可能に連結されることができる。クランプアーム１０１６はまた、遠位シャフト部分１３５６に枢動点１３６４にて枢動可能に連結されることができる。枢動点１３６４、１３６６は、長手方向軸１００２に対して互いからオフセットされることができる。中央シャフト部分１３１６が遠位方向に押されると、それはクランプアーム１０１６を枢動点１３６６にて遠位方向に押すことができる。枢動点１３６４は固定のままとなることができるため、クランプアーム１３６４は開放位置に枢動することができる。中央シャフト部分１３１６を近位方向に引くことで、クランプアーム１０１６が引かれて図５９に示される閉鎖位置に戻ることができる。ここに示すように、中央シャフト部分１３１６が遠位方向及び近位方向に並進されると、変換器アセンブリ１０１２及びブレード１０１８はまた、遠位方向及び近位方向に並進されることができる。

器具１３００は手動器具として本明細書に説明されているが、同様に、シャフト１３０３は説明された様々な実施形態にて、ロボット外科用器具に利用され得ることが理解されよう。例えば、制御部材１０３２、１０３４の差動並進、シャフト１３０３の回転、及び中央シャフト部材１３１６の回転は、図２２〜３６Ｃに関して先に本明細書に説明するようにもたらされることができる。同様に、シャフト１３０３は、エンドエフェクタ１３１２の関節運動及び回転がモータ化されている手動器具にて利用されることができる。図６０〜６１は、エンドエフェクタ１３１２の関節運動及び回転がモータ化されている外科用器具１３００’用制御機構を示す。器具１３００’は、例えば、図２２〜３６Ｃに関して本明細書に説明するモータ及び機構と同様の電動モータ及び機構を備えることができるハンドル１３０２’を備える。関節ノブ１３７０は、エンドエフェクタ１３１２を関節連結部１０１０を中心として関節運動するよう矢印１３７５の方向に移動されることができ、及び／又はエンドエフェクタ１３１２を（例えば、中央シャフト部材１３１６を回転させることで）回転させるよう矢印１３７２にて示される方向に回転されることができる。

図６２〜６３は、本明細書に説明する様々な外科用器具と共に利用され得るシャフト１４００の一実施形態を示す。シャフト１４００は、矢印１４１０及び１４１２にて示されるように複数の方向に関節運動されることができる２方向関節連結部１４０２を備えることができる。シャフト１４００は、関節部材１４０８に枢動可能に連結された近位シャフト部材１４０４を備えることができ、近位シャフト部材１４０４を関節部材１４０８に対して矢印１４１２の方向に枢動可能とする。関節部材１４０８はまた、遠位シャフト部材１４０６に枢動可能に連結されることができ、遠位シャフト部材１４０６を関節部材１４０８に対して矢印１４１０の方向に枢動可能とする。各部材１４０４、１４０６、１４０８との間の枢動可能な連結は、例えば、ピン及びクレビス連結を含む任意の好適な種類とすることができる。

図６３をここで参照すると、関節連結部１４０２は、一連の制御部材にて作動されることができる。制御部材１４１４、１４１２は、関節部材１４０８に連結されることができ、近位シャフト部材１４０４を通って近位方向に延びることができる。制御部材１４１４、１４１２の差動並進は、エンドエフェクタ１４１１を長手方向軸１００２から矢印１４１２の方向に離れるように回転させることができる。例えば、（例えば、制御部材１４１４の遠位並進によって伴われる）制御部材１４１２の近位並進は、エンドエフェクタ１４１１、遠位シャフト部材１４０６、及び関節部材１４０８を長手方向軸１００２から離れるように、制御部材１４１２に向けて引くことができる。同様に、（例えば、制御部材１４１２の遠位並進によって伴われる）制御部材１４１４の近位並進は、エンドエフェクタ１４１１、遠位シャフト部材１４０６、及び関節部材１４０８を長手方向軸１００２から離れるように、制御部材１４１４に向けて引くことができる。

追加的制御部材１４１６、１４１８は、遠位シャフト部材１４０６に連結することができる。制御部材１４１６の差動並進は、遠位シャフト部材１４０６及びエンドエフェクタ１４１１を矢印１４１０の方向に枢動させることができる。例えば、（例えば、制御部材１４１８の遠位並進によって伴われる）制御部材１４１６の近位並進は、エンドエフェクタ１４１１及び遠位シャフト部材１４０６を長手方向軸１００２から離れるように、制御部材１４１６に向けて引くことができる。同様に、（例えば、制御部材１４１６の遠位並進によって伴われる）制御部材１４１８の近位並進は、エンドエフェクタ１４１１及び遠位シャフト部材１４０６を長手方向軸１００２から離れるように、制御部材１４１８に向けて引くことができる。超音波変換器アセンブリ１０１２を駆動する駆動信号ワイヤは、近位シャフト部材１４０４、関節部材１４０８、及び遠位シャフト部材１４０６を通ることができる。

各制御部材１４１２、１４１４、１４１６、１４１８の差動並進は任意の好適な様式にて実装することができる。例えば、手動器具では、制御部材１４１２、１４１４、１４１６、１４１８の差動並進は、図３９、４０、及び４０Ａに関して先に説明した様式にて実装することができる。ロボット器具では、例えば、図２２〜３６Ｃに関して先に説明したそれらを含む任意の方法又は機構を使用することができる。

図６４は、ケーブル及びプーリー機構を利用して関節運動され得るシャフト１６００の一実施形態を示す。シャフト１６００は、本明細書に説明する任意の様々な外科用器具と共に利用することができる。シャフト１６００は、関節連結部１６１５にて連結された近位シャフト部材１６０２及び遠位シャフト部材１６１４を備える。エンドエフェクタ１６１７は、遠位シャフト部材１６１４の遠位部に連結されることができる。エンドエフェクタ１６１５は、図６４に示すように、図４２〜４６に示すエンドエフェクタ１０１４に関して本明細書に説明するそれと同様の４本のバーを有する連結部構成に配列された超音波ブレード１０１８、超音波変換器アセンブリ１０１２、クランプアーム１０１６、及び連結部材１６０８、１６１０を備えることができる。例えば、エンドエフェクタ１６１７は、遠位シャフト部材１６１４にクレビスアーム１６１５にて枢動可能に連結されることができる。クランプアーム制御部材１６２４は、先に説明するように、連結部材１６０８、１６１０に連結されることができ、クランプアーム部材１０１６を開閉する。シャフト１６００は、矢印１６０４にて示されるように回転されることができる。エンドエフェクタ１０１４とは反対に、エンドエフェクタ１６１７は、ここに示すように、単一の連結部材１６０８及び単一の連結部材１６１０のみを備えることができる。超音波変換器アセンブリ１０１２は、実施形態をより明確に示すよう、任意の外側ハウジングが無い状態で図６４に示されていることが理解されよう。使用上では、超音波変換器アセンブリ１０１２は、図４１に関して先に本明細書に説明するハウジング１０６４などのハウジングを伴って利用されることができる。

図６５は、遠位シャフト部分１６１４（及び、エンドエフェクタ１６１７（図６５には図示せず））がどのように関節運動され得るかを更に詳細に示すシャフト１６００の一実施形態を示す。例えば、制御部材１６２０、１６２２は、近位シャフト部材１６０２を通って、遠位シャフト部材１６１４に連結されたプーリー１６１８周囲に延びることができる。例えば、プーリー１６１８の軸１６１５（図６４）を中心とする回転は、遠位シャフト部分１６１４の枢動を引き起こすことができる。プーリー１６１８は、制御部材１６２０、１６２２の差動並進により回転されることができ、これによって遠位シャフト部分１６１４及びエンドエフェクタ１６１７の矢印１６０６の方向への関節運動がもたらされる。図６４は、長手方向軸１００２に対して第１の方向に関節運動されたエンドエフェクタ１６１７及び遠位シャフト部材１６１５の代替的な位置１６０１を示す。しかし、エンドエフェクタ１６１７及び遠位シャフト部材１６１５は、関節運動軸１６１９（図６４）を中心とする複数の方向に関節運動され得ることが理解されよう。

制御部材１６２０、１６２２及びクランプアーム制御部材１６２４は、任意の好適な様式にて作動させることができる。例えば、制御部材１６２０、１６２２は、エンドエフェクタ１６１７及び遠位シャフト部材１６１５を関節運動するよう差動並進させることができる。手動器具との使用上では、制御部材１６２０、１６２２は、例えば、図３９、４０、及び４０Ａに関して先に本明細書に説明するように、差動並進させることができる。ロボット器具との使用上では、制御部材１６２０、１６２２は、例えば、図２２〜３６Ｃに関して先に説明する任意の機構を利用して差動並進させることができる。手動器具では、クランプアーム制御部材１６２４は、先に説明したトリガ２２に連結されている管状作動部材５８などの器具トリガに機械的に連結されることができる。ロボット器具では、クランプアーム制御部材１６２４は、例えば、図２２〜３６Ｃに関して先に説明する任意の機構を利用して作動させることができる。

図６６は、本明細書に説明する任意の様々な器具及び／又はシャフトと共に利用されることができるエンドエフェクタ１７００の一実施形態を示す。エンドエフェクタ１７００は、クランプアーム１０１６及び超音波ブレード１０１８の別々の作動を促進することができる。エンドエフェクタ１７００は、先に本明細書に説明する４本のバーを有する連結部エンドエフェクタ１０１４と同様に作動することができる。連結部材１７０５、１７０７が単一のクランプアーム制御部材１０４４（図４２）に連結される代わりに、それぞれの連結部材１７０５、１７０７は異なる制御部材１７０２、１７０４に連結されることができる。例えば、連結部材１７０５は、クランプアーム制御部材１７０２に連結されることができ、一方で連結部材１７０７はブレード制御部材１７０４に連結されることができる。連結部材１７０５、１７０７の近位端は、シャフト１７１０（又は、その遠位部）にて画定されるスロット１７０６、１７０８内に乗ることができる。例えば、連結部材１７０５、１０７６は、スロット１７０６、１７０８内に乗る各ペグ１７１２、１７１４を備えることができる。いくつかの実施形態例では、連結部材１７０５、１７０７は、単一（連結部材１６０８、１６１０と同様）又は二重連結部材（連結部材１０７４、１０７４’、及び１０７６、１０７６’）とすることができる。

クランプアーム制御部材１７０２の遠位及び近位並進は、クランプアーム１０１６を枢動点１０７２を中心として枢動させることができる。例えば、クランプアーム制御部材１７０２の近位並進は、連結部材１７０５及びクランプアーム１０１６の近位部分１０７８を近位方向に引くことができ、クランプアーム１０１６を枢動点１０７２を中心として矢印１７１６にて示す方向に枢動させる傾向になる。クランプアーム制御部材１７０２の遠位並進は、連結部材１７０５及びクランプアーム部材１０７８の近位部分１０７８を遠位方向に押すことができ（１７２４にて示す）、クランプアーム１０１６を矢印１７１８にて示す方向に枢動点１０７２を中心として枢動させる傾向になる。同様に、ブレード制御部材１７０４の遠位及び近位並進は、ブレード１０１８を枢動点１０７２を中心として枢動させることができる。ブレード制御部材１７０４の近位並進は、連結部材１０７６及び変換器アセンブリ１０１２を近位方向に引くことができ、ブレード１０１８を枢動点１０７２を中心として矢印１７２０にて示す方向に枢動させる。ブレード制御部材１７０４の遠位並進は、連結部材１０７６及び変換器アセンブリ１０１２を遠位方向に押すことができ（１７２６にて示す）、ブレード１０１８を枢動点１０７２を中心として矢印１７２２にて示す方向に枢動させる傾向になる。

様々な制御部材１７０２、１７０４を操作することで、エンドエフェクタ１７００のブレード１０１８及びクランプアーム１０１６は、例えば、関節運動の更なる度合をエンドエフェクタ１７００に提供するよう開閉されることができ、また、枢動点１０７２を中心として共に枢動されることができる。例えば、ブレード１０１８及びクランプアーム１０１６は、長手方向軸１００２に沿って閉じられるように図６６に示されるが、同様に、構成要素１０１８、１０１６は、長手方向軸１００２から離れるように枢動された閉鎖位置に配置され得ることが理解されよう。

図６７は、代替的なプーリー駆動式エンドエフェクタ１８００に連結されたシャフト１６００の一実施形態を示す。図６８は、エンドエフェクタ１８００の一実施形態を示す。エンドエフェクタ１８００は、それぞれが各プーリー１８１４、１８１６に枢動可能に連結されることができる連結部材１８１０、１８１２を備えることができる。連結部材１８１０、１８１２は、プーリー１８１４、１８１６の回転が連結部材１８１０、１８１２を遠位方向及び近位方向に並進させるよう、プーリー１８１４、１８１６の中心１８１７からオフセットされた位置にてプーリー１８１４、１８１６に連結されることができる。プーリー１８１４、１８１６は、個別に駆動されることができる。例えば、プーリー１８１６は、制御部材１８０２、１８０４を差動並進させることで回転させることができる。同様に、プーリー１８１４は、制御部材１８０６、１８０８を差動並進させることで回転させることができる。プーリー１８１４が回転されると、連結部材１８１０は遠位方向及び近位方向に並進されることができ、クランプアーム１０１６の枢動点１０７２を中心とする矢印１８１４、１８１６にて示される方向への枢動を引き起こす。同様に、プーリー１８１６が回転されると、連結部材１８１２は遠位方向及び近位方向に並進されることができ、超音波変換器アセンブリ１０１２及びブレード１０１８の枢動点１０７２を中心とする矢印１８１８、１８２０の方向への枢動を引き起こす。制御部材のペア１８０２／１８０４及び１８０６／１８０８の差動並進は、任意の好適な様式にてもたらされることができる。例えば、手動器具では、制御部材のペアは、図３９、４０、及び４０Ａに関して先に説明したように差動並進されることができる。ロボット器具では、制御部材のペアは、図２２〜３６Ｃに関して先に説明したように差動並進されることができる。超音波変換器アセンブリ１０１２は、実施形態をより明確に示すよう、任意の外側ハウジングが無い状態で図６７〜６８に示されていることが理解されよう。使用上では、超音波変換器アセンブリ１０１２は、図４１に関して先に本明細書に説明するハウジング１０６４などのハウジングを伴って利用されることができる。

非制限実施形態
様々な実施形態は、エンドエフェクタ、関節運動シャフト、及び超音波変換器アセンブリを備える外科用器具を対象としている。エンドエフェクタは、超音波ブレードを備えることができる。関節運動シャフトは、エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びることができ、関節連結部にて枢動可能に連結された近位シャフト部材及び遠位シャフト部材を備えることができる。超音波変換器アセンブリは、超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を備えることができる。超音波変換器アセンブリは、関節連結部から遠位方向に配置されることができる。いくつかの実施形態では、超音波変換器アセンブリは、超音波変換器アセンブリの一部が関節連結部から近位に、超音波変換器アセンブリの別の一部が関節連結部から遠位になるよう配置されることができる。

いくつかの実施形態では、器具は、第１の制御部材の近位並進が遠位シャフト部材及びエンドエフェクタを第１の制御部材に向けて枢動させるよう、シャフトを通って延びる第１及び第２の制御部材を備える。また、いくつかの実施形態では、遠位シャフト部分は、プーリーの回転が遠位シャフト部分の関節運動を引き起こすよう、関節連結部の周辺にプーリーを画定する。第１及び第２の制御部材は、第１及び第２の制御部材の差動並進がプーリーの回転及び遠位シャフト部材の関節運動を引き起こすよう、プーリー周囲に配置されることができる。

また、いくつかの実施形態は、開放位置から、超音波ブレードに実質的に平行な閉鎖位置にクランプアーム枢動点を中心とする枢動可能なクランプアームを備える。クランプアーム枢動点は、長手方向軸からオフセットされることができる。クランプアーム制御部材は、クランプアーム制御部材の遠位並進がクランプアームを開放位置に枢動させ、クランプアーム制御部材の近位並進がクランプアームを閉鎖位置に枢動させるよう、クランプアームに長手方向軸からオフセットされた位置に連結されることができる。

いくつかの実施形態では、クランプアームは、クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及びクランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定する。第１の連結部材は、クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定することができる。第２の連結部材は、クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及びクランプアームの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定することができる。いくつかの実施形態では、第１の連結部材はブレード制御部材に連結されることができ、第２の連結部材はクランプアーム制御部材に連結されることができる。また、いくつかの実施形態では、第１及び第２の連結部材は、各制御部材により別個に枢動可能な各プーリーに連結されている。また、いくつかの実施形態では、第１及び第２の連結部材は、それぞれのプーリーが別個に回転可能であり、クランプアーム及びブレードを枢動させる各第１及び第２のプーリーに連結されることができる。

いくつかの実施形態では、超音波変換器アセンブリの近位部分及び超音波変換器アセンブリの遠位部は、超音波変換器アセンブリの遠位及び近位部分の長手方向の直径未満の横断面積を有する屈曲可能な、音響的に伝達可能なセクションにより分離されている。第１の連結部材は、先に説明するように接続されることができる。超音波変換器アセンブリの近位部分もまた、クランプアーム制御部材に連結されることができる。

出願人はまた、それらの各全体においてそれぞれを参照によって本明細書に組み込んだものとする以下の特許出願も所有する。
米国特許出願第１３／５３６，２７１号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｍｂｅｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３１ＵＳＮＰ／１２０１３５）、
米国特許出願第１３／５３６，２８８号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ Ｆｅａｔｕｒｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３２ＵＳＮＰ／１２０１３６）、
米国特許出願第１３／５３６，２９５号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｒｏｔａｒｙ Ａｃｔｕａｔａｂｌｅ Ｃｌｏｓｕｒｅ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３４ＵＳＮＰ／１２０１３８）、
米国特許出願第１３／５３６，３２６号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ Ｈａｖｉｎｇ Ａｎｇｌｅｄ Ｔｉｓｓｕｅ−Ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３５ＵＳＮＰ／１２０１３９）、
米国特許出願第１３／５３６，３０３号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３６ＵＳＮＰ／１２０１４０）、
米国特許出願第１３／５３６，３９３号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｊａｗ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３７ＵＳＮＰ／１２０１４１）、
米国特許出願第１３／５３６，３６２号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｍｕｌｔｉ−Ａｘｉｓ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３８ＵＳＮＰ／１２０１４２）、及び
米国特許出願第１３／５３６，４１７号、出願日：２０１２年６月２８日、及び表題「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｒｏｔａｒｙ Ｄｒｉｖｅｎ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１４９ＵＳＮＰ／１２０１５３）。

いくつかの実施形態では、シャフトは、関節の周辺に配置される関節部材を更に備える。結合部材は、遠位シャフト部材が結合部材に対して、長手方向軸に対して実質的に垂直な第１の枢動軸を中心として枢動可能であるよう、遠位シャフト部材に枢動可能に連結され、結合部材が、近位シャフト部材に相対的に、長手方向軸に対して実質的に垂直であり、第１の枢動軸に対して実質的に垂直な第２の枢動軸を中心として枢動可能であるよう、近位シャフト部材に枢動可能に連結されることができる。

用語「近位」及び「遠位」は、明細書全体において、患者の処置に使用される器具の一末端部を操作する臨床医を基準にして使用できることが理解できる。用語「近位」は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、用語「遠位」は、臨床医から最も遠い所に位置した部分を指す。簡潔にするため、また明確にするために、「垂直」、「水平」、「上」、「下」など、空間に関する用語は、本明細書において、図示した実施形態を基準にして使用できることが更に理解できる。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用され得、これらの用語は、限定的及び絶対的であることを意図したものではない。

外科用器具及びロボット外科用システムの様々な実施形態を本明細書に説明する。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明した外科用器具及びロボット外科用システムと共に使用することができることが当業者によって理解されよう。説明は例のみに提供されており、開示の実施形態は、本明細書に開示する装置のみに限定されず、任意の互換性のある外科用器具又はロボット外科用システムと共に使用することができることが当業者に理解されよう。

本明細書全体を通して、「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一実施形態例」、又は「実施形態」の参照は、その実施形態との関連において記述されている特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して複数の場所に出現する「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態例では」、又は「実施形態では」というフレーズは、必ずしも全てが同一の実施形態を指すものではない。更に、１つの実施形態例と関連させて説明又は記述した特定の機構、構造、又は特徴は、無制限に、１つ又は２つ以上の他の実施形態の機構、構造、又は特徴と、全部又は一部が組み合わされてもよい。

いくつかの実施形態の記載により本明細書の様々な実施形態が説明され、説明的実施形態がかなり詳細に記載されているが、出願人には添付された請求範囲をかかる詳細によっていかなる方法によっても制限する意図はない。当業者には更なる効果及び改変が直ちに明らかとなりうる。例えば、それぞれの開示の実施形態は、その目的の用途を制限することなく、内視鏡手術、腹腔鏡手術、同様に開放手術に用いることができる。

本明細書における図及び説明の少なくともいくらかは、開示を明確に理解するのに関連する要素を示すために簡素化されており、明確にする目的でその他の要素を排除していることを理解すべきである。しかしながら、当業者は、これらの及びその他の要素が望ましい可能性があることを認識するであろう。しかしながら、そのような要素は当該技術分野において周知であり、それらは本開示のよりよい理解を促進しないため、本明細書ではそのような要素についての議論はしない。

いくつかの実施形態を説明してきたが、本開示の利点のいくつか又は全てを習得した当業者は、これらの実施形態に対する様々な修正、変更及び適用を想起することができることは明白である。例えば、各種の実施形態によれば、所与の働きを成し遂げるために、単一の構成要素が複数の構成要素で置き換えられてもよく、また複数の構成要素が単一の構成要素で置き換えられてもよい。本願はしたがって、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲及び趣旨を逸脱することなく、そのような全ての修正、変更、及び改作を網羅することを意図したものである。

全体又は部分において、本明細書に参照により組み込まれると称されるいずれの特許公報又は他の開示物も、組み込まれた事物が現行の定義、記載、又は本開示に記載されている他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれる。このように及び必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載されている開示は、参照により本明細書に組み込んだ任意の矛盾する事物に取って代わるものとする。本明細書に参照により援用するものとされているが、既存の定義、見解、又は本明細書に記載された他の開示内容と矛盾する全ての内容、又はそれらの部分は、援用された内容と既存の開示内容との間にあくまで矛盾が生じない範囲でのみ援用するものとする。

〔実施の態様〕
（１） 外科用器具であって、
組織を治療するエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが超音波ブレードを備える、エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びる関節運動シャフトであって、前記関節運動シャフトが、
近位シャフト部材と、
前記近位シャフト部材に関節結合部にて枢動可能に連結された遠位シャフト部材と、を備える、関節運動シャフトと、
前記超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を備える超音波変換器アセンブリであって、前記超音波変換器アセンブリが前記関節結合部から遠位に位置する、超音波変換器アセンブリと、を備える外科用器具。
（２） 前記シャフトを通って延びる第１の制御部材と、
前記第１の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて前記シャフトを通って延びる第２の制御部材と、を更に備え、前記第１の制御部材の近位並進が、前記遠位シャフト部材及び前記エンドエフェクタを前記第１の制御部材に向かって枢動させる、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 開放位置から、前記超音波ブレードに実質的に平行な閉鎖位置へと、クランプアーム枢動点を中心として枢動可能なクランプアームを更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（４） 前記クランプアーム枢動点が前記長手方向軸からオフセットされており、前記外科用器具が、
前記クランプアームに前記長手方向軸からオフセットされた位置にて連結されたクランプアーム制御部材を更に含み、前記クランプアーム制御部材の遠位並進が前記クランプアームを前記開放位置に枢動させ、前記クランプアーム制御部材の近位並進が前記クランプアームを前記閉鎖位置に枢動させるようになっている、実施態様３に記載の外科用器具。
（５） 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、
前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第２の連結部材と、を更に備える、実施態様３に記載の外科用器具。

（６） 前記クランプアーム制御部材の近位並進が前記超音波ブレード及び前記クランプアームのクランプ部分を前記閉鎖位置に枢動させ、前記クランプアーム制御部材の遠位並進が前記超音波ブレード及び前記クランプアームのクランプ部分を前記開放位置に枢動させる、実施態様５に記載の外科用器具。
（７） 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、を更に含み、
前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分及び前記超音波変換器アセンブリの遠位部が、前記超音波変換器アセンブリの前記遠位部分及び近位部分の長手方向直径未満の横断面積を有する屈曲可能な、音響的に伝達可能な区分によって分離されており、
前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分が前記クランプアーム制御部材に連結されている、実施態様３に記載の外科用器具。
（８） 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、
前記シャフトを通って延びる超音波ブレード制御部材と、
前記超音波ブレード制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第２の連結部材と、を更に含む、実施態様３に記載の外科用器具。
（９） 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
前記長手方向軸に対して実質的に垂直なクランプアームプーリー軸を中心として回転可能なクランプアームプーリーと、
前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端及び前記クランプアームプーリーに前記クランプアームプーリー軸からオフセットされた位置にて枢動可能に連結された近位端を画定する第１の連結部材と、
前記クランプアームプーリー周囲に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定するクランプアーム制御部材と、を更に含む、実施態様３に記載の外科用器具。
（１０） 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
前記長手方向軸に対して実質的に垂直な超音波ブレードプーリー軸を中心として回転可能な超音波ブレードプーリーと、
前記超音波ブレードの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端及び前記超音波ブレードプーリーに前記超音波ブレードプーリー軸からオフセットされた位置にて枢動可能に連結された近位端を画定する第１の連結部材と、
前記超音波ブレードプーリー周囲に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定する超音波ブレード制御部材と、を更に含む、実施態様３に記載の外科用器具。

（１１） 前記関節運動シャフトが、前記エンドエフェクタに連結され、かつ前記エンドエフェクタから近位方向に延びる内側シャフトを更に含み、前記内側シャフトの回転が前記エンドエフェクタを回転させるようになっている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１２） 前記内側シャフトが、可撓性ロッドを含む、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１３） 前記内側シャフトが、
前記エンドエフェクタに連結された内側シャフト遠位部材と、
前記内側シャフト遠位部材に枢動可能に連結された内側シャフト結合部材と、
前記内側シャフト結合部材に枢動可能に連結された内側シャフト近位部材と、を含む、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１４） 前記関節運動シャフトが、
前記関節結合部の周辺に位置付けられた結合部材を更に含み、前記結合部材は、
前記遠位シャフト部材が、前記長手方向軸に対して実質的に垂直な第１の枢動軸を中心として前記結合部材に対して枢動可能となるよう、前記遠位シャフト部材に枢動可能に連結されており、
前記結合部材が、前記長手方向軸に対して実質的に垂直であり、前記第１の枢動軸に対して実質的に垂直な第２の枢動軸を中心として前記近位シャフト部材に対して枢動可能となるよう、前記近位シャフト部材に枢動可能に連結されている、実施態様１に記載の外科用器具。
（１５） 前記近位シャフト部材を通って延びる第１の制御部材と、
前記第１の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて前記近位シャフト部材を通って延びる第２の制御部材と、を更に含み、前記第１の制御部材の近位並進が、前記遠位シャフト部材を前記第１の制御部材に向けて前記第１の枢動軸を中心として枢動させる、実施態様１４に記載の外科用器具。

（１６） 前記結合部材に連結され、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第３の制御部材と、
前記結合部材に、前記第３の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて連結され、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第４の制御部材と、を更に含み、前記第３の制御部材の近位並進が、前記結合部材及び遠位シャフト部材を前記第３の制御部材に向けて前記第２の枢動軸を中心として枢動させる、実施態様１４に記載の外科用器具。
（１７） 前記遠位シャフト部材が前記関節結合部の周辺にプーリーを含み、前記外科用器具が、前記プーリーの周辺に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定する制御部材を更に含み、前記制御部材の前記第１の端部の近位並進が前記プーリーを回転させて前記遠位シャフト部材及びエンドエフェクタを前記関節結合部を中心として枢動させる、実施態様１に記載の外科用器具。
（１８） 外科用器具であって、
組織を治療するエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが超音波ブレードを含む、エンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びる関節運動シャフトであって、前記関節運動シャフトが、
近位シャフト部材と、
前記近位シャフト部材に関節結合部にて枢動可能に連結された遠位シャフト部材と、を含む、関節運動シャフトと、
前記超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を含む超音波変換器アセンブリであって、前記超音波変換器アセンブリが前記遠位シャフト部材に連結されており、前記関節結合部を超えて近位方向に延びる近位部分を含む、超音波変換器アセンブリと、を含む、外科用器具。
（１９） 前記遠位シャフト部材及びエンドエフェクタが、前記長手方向軸から離れるように前記関節結合部を中心として第１の方向とは反対の第２の方向に枢動するときに、前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分が、前記長手方向軸から離れるように前記第１の方向に枢動する、実施態様１８に記載の外科用器具。
（２０） 前記近位シャフト部材が、第１のクレビスアーム及び第２のクレビスアームを前記近位シャフト部材の遠位端に画定し、前記シャフトが直線状のときに、前記変換器アセンブリの前記近位部分が、前記第１のクレビスアームと前記第２のクレビスアームとの間に位置付けられる、実施態様１８に記載の外科用器具。

Claims (20)

1. 外科用器具であって、
   組織を治療するエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが超音波ブレードを備える、エンドエフェクタと、
   前記エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びる関節運動シャフトであって、前記関節運動シャフトが、
   近位シャフト部材と、
   前記近位シャフト部材に関節結合部にて枢動可能に連結された遠位シャフト部材と、を備える、関節運動シャフトと、
   前記超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を備える超音波変換器アセンブリであって、前記超音波変換器アセンブリが前記関節結合部から遠位に位置する、超音波変換器アセンブリと、を備える外科用器具。
2. 前記シャフトを通って延びる第１の制御部材と、
   前記第１の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて前記シャフトを通って延びる第２の制御部材と、を更に備え、前記第１の制御部材の近位並進が、前記遠位シャフト部材及び前記エンドエフェクタを前記第１の制御部材に向かって枢動させる、請求項１に記載の外科用器具。
3. 開放位置から、前記超音波ブレードに実質的に平行な閉鎖位置へと、クランプアーム枢動点を中心として枢動可能なクランプアームを更に備える、請求項１に記載の外科用器具。
4. 前記クランプアーム枢動点が前記長手方向軸からオフセットされており、前記外科用器具が、
   前記クランプアームに前記長手方向軸からオフセットされた位置にて連結されたクランプアーム制御部材を更に含み、前記クランプアーム制御部材の遠位並進が前記クランプアームを前記開放位置に枢動させ、前記クランプアーム制御部材の近位並進が前記クランプアームを前記閉鎖位置に枢動させるようになっている、請求項３に記載の外科用器具。
5. 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
   前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
   前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、
   前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第２の連結部材と、を更に備える、請求項３に記載の外科用器具。
6. 前記クランプアーム制御部材の近位並進が前記超音波ブレード及び前記クランプアームのクランプ部分を前記閉鎖位置に枢動させ、前記クランプアーム制御部材の遠位並進が前記超音波ブレード及び前記クランプアームのクランプ部分を前記開放位置に枢動させる、請求項５に記載の外科用器具。
7. 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
   前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
   前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、を更に含み、
   前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分及び前記超音波変換器アセンブリの遠位部が、前記超音波変換器アセンブリの前記遠位部分及び近位部分の長手方向直径未満の横断面積を有する屈曲可能な、音響的に伝達可能な区分によって分離されており、
   前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分が前記クランプアーム制御部材に連結されている、請求項３に記載の外科用器具。
8. 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
   前記シャフトを通って延びるクランプアーム制御部材と、
   前記クランプアーム制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第１の連結部材と、
   前記シャフトを通って延びる超音波ブレード制御部材と、
   前記超音波ブレード制御部材に枢動可能に連結された近位端及び前記超音波変換器アセンブリの近位部分に枢動可能に連結された遠位端を画定する第２の連結部材と、を更に含む、請求項３に記載の外科用器具。
9. 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
   前記長手方向軸に対して実質的に垂直なクランプアームプーリー軸を中心として回転可能なクランプアームプーリーと、
   前記クランプアームの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端及び前記クランプアームプーリーに前記クランプアームプーリー軸からオフセットされた位置にて枢動可能に連結された近位端を画定する第１の連結部材と、
   前記クランプアームプーリー周囲に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定するクランプアーム制御部材と、を更に含む、請求項３に記載の外科用器具。
10. 前記超音波ブレードが前記超音波変換器から遠位方向に延び、前記クランプアームが、前記クランプアーム枢動点から遠位方向に延びるクランプ部分及び前記クランプアーム枢動点から近位方向に延びる近位部分を画定し、前記外科用器具が、
    前記長手方向軸に対して実質的に垂直な超音波ブレードプーリー軸を中心として回転可能な超音波ブレードプーリーと、
    前記超音波ブレードの前記近位部分に枢動可能に連結された遠位端及び前記超音波ブレードプーリーに前記超音波ブレードプーリー軸からオフセットされた位置にて枢動可能に連結された近位端を画定する第１の連結部材と、
    前記超音波ブレードプーリー周囲に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定する超音波ブレード制御部材と、を更に含む、請求項３に記載の外科用器具。
11. 前記関節運動シャフトが、前記エンドエフェクタに連結され、かつ前記エンドエフェクタから近位方向に延びる内側シャフトを更に含み、前記内側シャフトの回転が前記エンドエフェクタを回転させるようになっている、請求項１に記載の外科用器具。
12. 前記内側シャフトが、可撓性ロッドを含む、請求項１１に記載の外科用器具。
13. 前記内側シャフトが、
    前記エンドエフェクタに連結された内側シャフト遠位部材と、
    前記内側シャフト遠位部材に枢動可能に連結された内側シャフト結合部材と、
    前記内側シャフト結合部材に枢動可能に連結された内側シャフト近位部材と、を含む、請求項１１に記載の外科用器具。
14. 前記関節運動シャフトが、
    前記関節結合部の周辺に位置付けられた結合部材を更に含み、前記結合部材は、
    前記遠位シャフト部材が、前記長手方向軸に対して実質的に垂直な第１の枢動軸を中心として前記結合部材に対して枢動可能となるよう、前記遠位シャフト部材に枢動可能に連結されており、
    前記結合部材が、前記長手方向軸に対して実質的に垂直であり、前記第１の枢動軸に対して実質的に垂直な第２の枢動軸を中心として前記近位シャフト部材に対して枢動可能となるよう、前記近位シャフト部材に枢動可能に連結されている、請求項１に記載の外科用器具。
15. 前記近位シャフト部材を通って延びる第１の制御部材と、
    前記第１の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて前記近位シャフト部材を通って延びる第２の制御部材と、を更に含み、前記第１の制御部材の近位並進が、前記遠位シャフト部材を前記第１の制御部材に向けて前記第１の枢動軸を中心として枢動させる、請求項１４に記載の外科用器具。
16. 前記結合部材に連結され、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第３の制御部材と、
    前記結合部材に、前記第３の制御部材から実質的に前記長手方向軸に対向する位置にて連結され、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第４の制御部材と、を更に含み、前記第３の制御部材の近位並進が、前記結合部材及び遠位シャフト部材を前記第３の制御部材に向けて前記第２の枢動軸を中心として枢動させる、請求項１４に記載の外科用器具。
17. 前記遠位シャフト部材が前記関節結合部の周辺にプーリーを含み、前記外科用器具が、前記プーリーの周辺に位置し、前記近位シャフト部材を通って近位方向に延びる第１及び第２の端部を画定する制御部材を更に含み、前記制御部材の前記第１の端部の近位並進が前記プーリーを回転させて前記遠位シャフト部材及びエンドエフェクタを前記関節結合部を中心として枢動させる、請求項１に記載の外科用器具。
18. 外科用器具であって、
    組織を治療するエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタが超音波ブレードを含む、エンドエフェクタと、
    前記エンドエフェクタから長手方向軸に沿って近位方向に延びる関節運動シャフトであって、前記関節運動シャフトが、
    近位シャフト部材と、
    前記近位シャフト部材に関節結合部にて枢動可能に連結された遠位シャフト部材と、を含む、関節運動シャフトと、
    前記超音波ブレードに音響的に連結された超音波変換器を含む超音波変換器アセンブリであって、前記超音波変換器アセンブリが前記遠位シャフト部材に連結されており、前記関節結合部を超えて近位方向に延びる近位部分を含む、超音波変換器アセンブリと、を含む、外科用器具。
19. 前記遠位シャフト部材及びエンドエフェクタが、前記長手方向軸から離れるように前記関節結合部を中心として第１の方向とは反対の第２の方向に枢動するときに、前記超音波変換器アセンブリの前記近位部分が、前記長手方向軸から離れるように前記第１の方向に枢動する、請求項１８に記載の外科用器具。
20. 前記近位シャフト部材が、第１のクレビスアーム及び第２のクレビスアームを前記近位シャフト部材の遠位端に画定し、前記シャフトが直線状のときに、前記変換器アセンブリの前記近位部分が、前記第１のクレビスアームと前記第２のクレビスアームとの間に位置付けられる、請求項１８に記載の外科用器具。

Images