JP2016147057A - 外科手術用ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この外科手術用ロボットは、直線移動用の直動モジュールと、回転移動用のタレットモジュールと、回転移動用の肘転動モジュールと、回転移動用の手首傾動モジュールと、を含む。タレットモジュールは、タレット回転軸を有する。回転的であるための肘転動モジュールは、タレット回転軸に対してある角度を成す肘転動回転軸を有する。手首傾動モジュールは、タレット回転軸に対してある角度を成す手首傾動回転軸、及び肘転動回転軸を有する。直動モジュール、タレットモジュール、肘転動モジュール、及び手首傾動モジュールは、動作可能に互いに接続されて外科手術用ロボットを形成することができ、これらのモジュールのうちの一つは、外科手術用器具に動作可能に接続できる。外科手術用ロボットは、その他のモジュールのうちの一つに取り付け可能なアーチデバイスユニットを含み得る。
【選択図】図1
Description
1.外科手術用器具モジュール210内に端部のねじ山を有するトロカール250を挿入し(P1)、これを数回回転させる(R1)。
2.ガイドスタイレット254内に鋸歯状中空ドリル252を挿入し、これらを外科手術用器具モジュール210内へと押す(P2)。
3.ドリル支持部222をスロットプレート258内へと押す(P3)。
1.前方アダプタ部分264をアダプタのナット部分262内へと押す(P1)。
2.前方案内部268をドリルキット220のスタイレット254まで摺動させる(P2及びP3)。
3.前方案内部268を有する外科手術用器具210を貫通モジュール30(アダプタ142及び前方支持部134)内へと押す(P4)。
4.閉鎖具266をアダプタ142内へと押す(P5)。
1.トロカール250、鋸歯状中空ドリル252、及びガイドスタイレット254を、皮質骨まで(回転させずに)貫通させる(直線移動)。尖鋭なトロカール250が、鋸歯状中空ドリル252内に挿入され、これらは、ガイドスタイレット254内に挿入され、次いで切開部内に、トロカールの先端が骨と接触するまで挿入される。トロカールの先端は、左右に移動されて、骨表面から付着している構造体を引き離すことができる。ドリルキットは次いで、ガイドスタイレット254が骨表面上にしっかりと留まるまで押される(図20(a))。
2.ガイドスタイレット254を所定位置に保持し、次いでトロカール250を約20mm以上後方に引き込む(直線移動)(図20(b))。
3.ガイドスタイレット254を所定位置に保持し、鋸歯状中空ドリル252をサンプリングの標的へと(回転させることにより)前進させる(直線移動及び回転移動)(図20(c))。
4.鋸歯状中空ドリルが骨を完全に通過したことが触知されると、押すことが停止され、鋸歯状中空ドリルが、2回の完全な回転によって回転される。このステップは、試料の内方表面に、その骨膜の付着物がないことを保証するであろう。
5.次いで、ドリルキット(図示せず)を外に引き戻し、この結果ドリルキットは、骨及び皮膚から引き出される。
11 座標系
12 外科手術用ロボット
13 座標系
14 外科手術用器具モジュール
16 アーチデバイスユニット、アーチユニット
20 レール
21 超音波モータ
22 直動モジュール
24 タレットモジュール
25 ギア機構
26 肘転動モジュール
27 リードスクリュー
28 手首傾動モジュール
29 ナット
30 貫通モジュール
31 ハウジング
32 ハウジングカバー
34 直動ガイドシャフト
36 支持プレート
38 モータプレート
40 シャフト穴
42 ガイド穴
44 迅速接続部分
46 ねじ穴
48 位置合わせピン穴
50 超音波モータ
51 エンコーダ
52 ウォーム
54 シャフト
56 ウォームギア
58 支持プレート
60 ハウジング
62 モータプレート
70 超音波モータ
71 エンコーダ
72 ウォーム
74 シャフト
76 ウォームギア
78 支持プレート
80 ハウジング
82 モータプレート
84 ベアリング
90 超音波モータ
91 エンコーダ
94 シャフト
98 支持プレート
100 ハウジング
102 ハウジングカバー
104 モータプレート
105 ハードストップ
106 ベアリング
107 ハードストップ
108 ハードストップ
120 超音波モータ
121 エンコーダ
122 力センサ
124 リードスクリュー
126 ナット
128 ギア
130 ガイドシャフト
132 旋回ブロック
133 接続リブ
134 前方支持部
136 ハウジング
138 モータプレート
140 ベアリング
142 アダプタ部分
143 ねじ山付きの穴
150 タレット及び肘接続ユニット
152 支持プレート
154 第1の旋回リング
156 第2のハードストップ
158 ハードストップ
160 ハードストップ
162 開口
164 開口
170 転動接続ユニット
171 シャフト
172 ハウジング
173 ハードストップ
174 ベアリング
175 開口
176 シャフトリング
178 開口
180 クイックコネクタ、クイックコネクタモジュール
190 アーチフレーム
192 直動アクチュエータ
194 超音波モータ
196 モータプレート
198 カラー
200 リードスクリュー
202 キャリッジ
204 基部プレート
206 MRI台
208 中央突条
209 ケーブルコネクタプレート
210 外科手術用器具モジュール
212 超音波モータ
213 エンコーダ
214 モータプレート
216 プーリ
220 ドリルキット
222 取り外し可能なドリル支持部
223 ナット
224 支持フレーム
226 ギアボックス
227 リードスクリュー
228 ガイド支持部
229 ピン
230 外科手術用器具モジュール
231 プレート
232 超音波モータ
233 エンコーダ
234 モータプレート
235 プーリ
236 プーリ
237 ピストン
238 空圧ユニット、空圧アクチュエータ
239 空気アクチュエータ
250 トロカール
252 鋸歯状中空ドリル
254 ガイドスタイレット
258 スロットプレート
262 ナット部分
264 前方アダプタ部分
266 前方閉鎖部分、閉鎖具
268 前方案内部
270 MRI
272 人
300 外科手術用ロボット組立体
302 アーチデバイスユニット
304 アーチフレーム
306 レール
308 外科手術用ロボット
310 取り付けデバイス
312 超音波モータユニット
400 肘転動モジュール
500 肘転動モジュール
Claims (51)
- 直線移動用の直動モジュールと、
タレット回転軸を有する回転移動用のタレットモジュールと、
前記タレット回転軸に対してある角度を成す肘転動回転軸を有する回転移動用の肘転動モジュールと、
前記タレット回転軸に対してある角度を成しかつ前記肘転動回転軸に対してある角度を成す手首傾動回転軸を有する回転移動用の手首傾動モジュールと、を備えている、外科手術用器具と関連付けて使用するための構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボットであって、
前記直動モジュール、タレットモジュール、肘転動モジュール、及び手首傾動モジュールは、前記構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボットを形成するように動作可能に互いに接続でき、前記モジュールのうちの一つは、前記外科手術用器具に動作可能に接続できる、構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。 - 前記直動モジュールの前記直線移動がz軸を規定し、前記タレット回転軸が前記z軸と平行な軸であり、前記肘転動回転軸がx軸を中心としており、前記x軸は前記z軸に概ね直交し、前記手首傾動回転軸がy軸を中心としており、前記y軸は前記z軸に概ね直交しかつ前記x軸に対して横断方向である、請求項1に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記タレットモジュール及び前記肘転動モジュールに接続可能なタレット肘接続モジュールをさらに含んでいる、請求項1又は2に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記手首傾動モジュール及び前記肘転動モジュールに接続可能な転動接続ユニットをさらに含んでいる、請求項3に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記直動モジュールが、モータに動作可能に接続されたリードスクリュー及びナット及びギアの機構を含んでいる、請求項1から4のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記直動モジュールの前記ギア機構がウォーム及びウォームギアを含んでおり、前記モータが超音波回転モータである、請求項5に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記直動モジュールが、前記ナットの移動を制限するためのハードストップを含んでいる、請求項5又は6に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記タレットモジュールが、シャフト、及びモータに動作可能に接続されたギア機構を含んでいる、請求項1から7のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記タレットモジュールの前記ギア機構がウォーム及びウォームギアを含んでおり、前記タレットモジュールの前記モータが超音波回転モータである、請求項8に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記タレットモジュールが、前記シャフトの回転を制限するためのハードストップを含んでいる、請求項8又は9の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記肘転動モジュールが、シャフト、及びモータに動作可能に接続されたギア機構を含んでいる、請求項1から10のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記肘転動モジュールの前記ギア機構がウォーム及びウォームギアを含んでおり、前記肘転動モジュールの前記モータが超音波回転モータである、請求項11に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記肘転動モジュールが、前記シャフトの回転を制限するためのハードストップを含んでいる、請求項11又は12の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記手首傾動モジュールが、一対のシャフト、及び一対のモータに動作可能に接続された一対のギア機構を含んでいる、請求項1から13のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記手首傾動モジュールの各ギア機構がウォーム及びウォームギアを含んでおり、前記手首傾動モジュールの前記モータが超音波回転モータである、請求項14に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記手首傾動モジュールが、前記シャフトの回転を制限するためのハードストップを含んでいる、請求項14又は15に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- それ自体に接続可能な貫通モジュールをさらに含んでおり、前記外科手術用器具が前記貫通モジュールに取り付け可能である、請求項1から16のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記貫通モジュールが、モータに動作可能に接続されたリードスクリュー及びナット及びギアの機構を含んでいる、請求項17に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記貫通モジュールの前記ギア機構が一対の平歯車を含んでおり、前記貫通モジュールの前記モータが超音波回転モータである、請求項18に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用器具が、前記貫通モジュールに接続可能な外科手術用器具モジュールであり、前記外科手術用器具モジュールが、モータに動作可能に接続されたリードスクリュー及びナット及びギアの機構を含んでいる、請求項17から19のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用器具モジュールがドリルキットに動作可能に接続されている、請求項20に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用器具モジュールが、前記ドリルキットに動作可能に接続されたプーリ及びタイミングベルトをさらに含んでいる、請求項21に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用器具モジュールが、前記ドリルキットに動作可能に接続された空圧ユニットを含んでいる、請求項21に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記ドリルキットが、トロカール、ドリル、及びガイドスタイレットを含んでいる、請求項21から23のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記貫通モジュールがアダプタをさらに含んでおり、前記外科手術用器具モジュールが前記アダプタに取り付け可能である、請求項21から24のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記アダプタが、ナット部分、前記ナット部分に接続できる取り外し可能な前方アダプタ部分、及び前記取り外し可能な前方アダプタ部分に接続できる取り外し可能な前方閉鎖部分を含んでいる、請求項25に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 外科手術用器具キットが、スロットプレートに着脱可能に接続できる取り外し可能な支持部を含んでいる、請求項26に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記取り外し可能な前方アダプタ部分、前記取り外し可能な前方閉鎖部分、前記取り外し可能な支持部、及び前記ドリルキットが全て殺菌可能である、請求項27に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用器具モジュールの前記モータが超音波回転モータである、請求項20から28のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記直動モジュール、前記タレットモジュール、前記肘転動モジュール、及び前記手首傾動モジュールのうちの一つに動作可能に取り付けることのできるアーチデバイスユニットをさらに含んでいる、請求項1から29のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記アーチデバイスユニットが、アーチフレームの両端部に一対の直動アクチュエータをさらに含んでいる、請求項30に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記アーチデバイスユニットの各直動アクチュエータが、リードスクリューに動作可能に接続された超音波モータ、及び前記リードスクリューに移動可能に接続された一対のキャリッジを含んでおり、前記一対のキャリッジが前記アーチフレームに接続され、前記超音波モータを作動させることによって、前記キャリッジが前記リードスクリューに沿って移動される、請求項31に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 各直動アクチュエータが基部プレートに接続されており、前記基部プレートが手術台に接続可能である、請求項31又は32に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記直動モジュール、前記タレットモジュール、前記肘転動モジュール、及び前記手首傾動モジュールのうちの一つに接続可能なクイックコネクタモジュールをさらに含んでいる、請求項30から33のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記アーチデバイスユニットがレールを含んでおり、前記外科手術用ロボットが前記レールに移動可能に取り付けられている、請求項30から34のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記外科手術用ロボットが前記レールに沿って手動で移動される、請求項35に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- アーチデバイスユニットが、外科手術用ロボットを前記レールに沿って駆動するためのアーチモータをさらに含んでいる、請求項35に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- 前記構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボットの要素の全てがMRI適合型である、請求項1から37のいずれか一項に記載の構成変更可能なモジュール式外科手術用ロボット。
- アーチフレームを有するアーチユニットと、
前記アーチフレームに沿った様々な場所において前記アーチユニットに移動可能に取り付けることのできる外科手術用ロボットと、を備えている、外科手術用器具又は外科手術用器具モジュールと関連付けて使用するための、外科手術用ロボット組立体。 - 前記アーチユニットが、前記アーチフレームの両端部において一対の直動アクチュエータをさらに含んでいる、請求項39に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 各直動アクチュエータが、リードスクリューに動作可能に接続された超音波モータ、及び前記リードスクリューに移動可能に接続された一対のキャリッジを含み、前記一対のキャリッジが前記アーチフレームに接続され、前記超音波モータを作動させることによって、前記一対のキャリッジが前記リードスクリューに沿って移動される、請求項40に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 各直動アクチュエータが基部プレートに接続され、前記基部プレートが手術台に接続可能である、請求項40又は41に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 前記アーチユニットがレールを含み、前記外科手術用ロボットが前記レールに移動可能に取り付けられている、請求項39から42のいずれか一項に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 前記外科手術用ロボットが、前記レールに沿って手動で移動される、請求項43に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 前記アーチデバイスが、外科手術用ロボットを前記レールに沿って駆動するためのアーチモータをさらに含んでいる、請求項43に記載の外科手術用ロボット組立体。
- 少なくとも一つの回転移動組立体と、
前記回転移動組立体のうちの一つに動作可能に接続された貫通モジュールと、を備えている、器具キットと関連付けて使用するための外科手術用ロボットであって、
前記貫通モジュールが、ナット部分を有するアダプタ、前記ナット部分に接続できる取り外し可能な前方アダプタ部分、及び前記取り外し可能な前方アダプタ部分に接続できる取り外し可能な前方閉鎖部分を含んでおり、前記器具キットが前記アダプタに取り付け可能である、外科手術用ロボット。 - 外科手術用器具キットが、スロットプレートに着脱可能に接続できる取り外し可能な支持部を含んでいる、請求項46に記載の外科手術用ロボット。
- 前記取り外し可能な前方アダプタ部分、前記取り外し可能な前方閉鎖部分、前記取り外し可能な支持部、及び前記器具キットが全て殺菌可能である、請求項46又は47に記載の外科手術用ロボット。
- 前記少なくとも一つの回転移動組立体が、タレット移動組立体であり、前記タレット移動組立体に動作可能に接続された肘転動移動組立体である第2の回転移動組立体をさらに含んでいる、請求項46から48のいずれか一項に記載の外科手術用ロボット。
- 前記第1及び第2の回転移動組立体に動作可能に接続された手首傾動移動組立体である第3の回転組立体をさらに含んでいる、請求項49に記載の外科手術用ロボット。
- 直線移動組立体をさらに含んでいる、請求項50に記載の外科手術用ロボット。
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