JP2018515212A - 駆動を伝達するための外科用ロボットドレープ - Google Patents

Abstract

外科用器具２０５に駆動を提供するための駆動装置２２９を備える外科用ロボットアーム２０３を覆うための外科用ロボットドレープ２２５であって、駆動装置２２９は、外科用器具２０５の対応するインターフェースに結合するためのインターフェースを含む一方、外科用ロボットドレープ２２５は、ロボットアーム２０３を覆ってその上に無菌境界を画定するためのカバー１０２１と、カバー１０２１に取り付けられたインターフェースエレメント１００９と、を備え、インターフェースエレメント１００９は、駆動装置２２９を外科用器具２０５に連結して、外科用ロボットドレープ２２５を介して外科用器具２０５に駆動を提供するように、駆動装置のインターフェースと器具のインターフェースを係合するように構成されている一方、駆動装置のインターフェースに対してインターフェースエレメント１００９を配置するためにカバー１０２１に取り付けられたガイド構造１００１を備えており、ガイド構造１００１は、外科用ロボットドレープ２２５が収納された状態の収納構成１０１７と、ガイド構造１００１が、インターフェースエレメント１００９を駆動装置２２９のインターフェースに対して係合状態で配置してロボットアーム２０３に取り付けられるように構成された動作構成１０１９と、の間で変形可能とされている。【選択図】図１０

Description

本発明は、ロボット駆動装置に対してインターフェースエレメントを配置するためのガイド構造を備える外科用ドレープに関するものである。

図１は、ロボット手術を実行するための代表的な外科用ロボットを示したものである。外科用ロボット１０１は、その端部の一方に外科用器具１０５が取り付けられたロボットアーム１０３を備えている。外科用器具１０５は、手術を行うために患者に通すように操作可能である。ロボットアーム１０３は、１つ以上のジョイント１０７を備えており、かかるジョイント１０７周りにロボットアーム１０３を関節運動させて外科用器具１０５の移動および／または位置をコントロールすることができる。ロボットアーム１０３は、外科用器具１０５（無菌でなければならない）とロボットアーム１０３（無菌でなくてもよい）の間に無菌境界を提供するために外科用ドレープ１０９によって覆われている。外科用ドレープ１０９は、ロボットアーム１０３と、ロボットアーム１０３が配置される無菌フィールド（例えば、手術室）との間の境界を提供している。

外科用器具は、１つ以上の運動自由度を有していてもよい。例えば、外科用器具は、リストジョイントおよび／または、グリップ部または鍔部のような遠位エンドエフェクタを備えていてもよい。リストジョイントとエンドエフェクタは、外科用ロボットが外科手術の特定のステップを実行できるように関節運動可能であってもよい。これらのジョイントは、1つ以上のモータによって動力を供給される駆動装置によって機械的に駆動されるようになっていてもよい。外科用器具内よりもむしろロボットアーム内に駆動装置を収容することが望ましいことが多い。これは、外科用器具が、駆動装置にダメージを与える可能性のある殺菌を受けやすいためである。加えて、かかる外科用器具から駆動装置を取り外すことは外科用器具のコストを低減し、このことは外科用器具が各手術手順の後に交換されるように設計されている場合にはおそらく望ましいことであろう。

それゆえ、駆動装置がロボットアーム内に収容されている場合には、機械的駆動は、外科用ドレープを介して外科用器具に接続されているかまたは結合されている必要がある。これを行うための１つの方法は、インターフェースプレートを使用することである。かかるインターフェースプレートは、一般的に、複数の動作可能なインターフェースエレメントを保持する１つまたは複数のプレート（例えば、フロントプレートとバックプレート）を備えている。これらのインターフェースエレメントは駆動装置と外科用器具に結合されており、外科用器具のジョイントを駆動するために駆動装置によって提供された機械的駆動を外科用器具に伝達する。インターフェースプレートは外科用ドレープに組み込まれていてもよく、例えば、外科用ドレープに穴を開け、作成された開口にインターフェースプレートを挿入することによって行うことができる。次に、外科用ドレープは、ロボットアームと、駆動装置に接続されたインターフェースプレースの上方に配置できる。それから、外科用器具はインターフェースプレートに接続でき、したがって無菌境界を維持することができる。

インターフェースプレートの問題は、その相対的な複雑さと部品の数のため、（外科用ドレープと比べて）製造するのに比較的費用がかかる可能性があることである。インターフェースプレートはまた多数のインターフェースエレメントを含んでいてもよいことから、インターフェースプレートはまた比較的かさばったものであるかもしれず、このことは空間的に効果的な方法で外科用ドレープを包装し保管することをより困難にしている。

したがって、改善された外科用ドレープの必要性が存在する。

本発明の第１の態様によれば、器具に駆動を提供するための駆動装置を備える外科用ロボットアームを覆うための外科用ロボットドレープであって、前記駆動装置は、前記器具の対応するインターフェースに結合するためのインターフェースを含む一方、前記ドレープは、前記ロボットアームを覆ってその上に無菌境界を画定するためのカバーと、前記カバーに取り付けられたインターフェースエレメントと、を備え、前記インターフェースエレメントは、前記駆動装置を前記器具に連結して、前記ドレープを介して前記器具に駆動を提供するように、前記駆動装置の前記インターフェースと前記器具の前記インターフェースを係合するように構成されている一方、前記駆動装置の前記インターフェースに対して前記インターフェースエレメントを配置するために前記カバーに取り付けられたガイド構造を備えており、前記ガイド構造は、前記ドレープが収納された状態の収納構成と、前記ガイド構造が、前記インターフェースエレメントを前記駆動装置の前記インターフェースに対して係合状態で配置して前記ロボットアームに取り付けられるように構成された動作構成と、の間で変形可能とされていることを特徴とする。

ガイド構造は、かかる構造が平面状である収納構成から変形可能であってもよい。

ガイド構造は、かかる構造が折り畳まれた配置にある動作構成に変形可能であってもよい。

ガイド構造は、第１のセグメントと第２のセグメントを備えていてもよく、第１および第２のセグメントは、かかる構造をその収納構成と動作構成との間で変形させるために互いにジョイントでつながれている。

ガイド構造は、かかる構造がその動作構成にあるとき、第１のセグメントが第２のセグメントに対して横方向になるように構成されていてもよい。

ガイド構造は、かかる構造がその収納構成にあるとき、第１および第２のセグメントが互いに平行であるように構成されていてもよい。

ガイド構造は、かかる構造がその収納構成にあるとき、第１および第２のセグメントが同一平面上の平面であるように構成されていてもよい。

第１および第２のセグメントはそれぞれ、インターロックインターフェースを備えていてもよく、ガイド構造は、その動作構成の際に第１および第２のセグメントを共に固定するようにインターロックインターフェースが互いに係合されている。

第１のセグメントのインターロックインターフェースは突起であってもよく、第２のセグメントのインターロックインターフェースは突起を弾性的に収容するように構成された凹部であってもよい。

ガイド構造の第１および第２のセグメントの一方は、取り付けのためにロボットアーム上の相補的な面と摺動可能に係合するように構成されていてもよい。

第１および第２のセグメントの一方は、ロボットアームの相補的な面に摺動可能に係合することができる圧縮構成と、相補的な面に摺動可能に係合できない拡張構成と、の間で弾性的に変形可能であってもよい。

ガイド構造の第１および第２のセグメントのうちの一方は、その拡張構成に付勢されるように構成されていてもよい。

ガイド構造は、かかる構造の境界線によって規定される側壁を備えていてもよく、ガイド構造は、取り付けのためにロボットアーム上の相補的な面に摺動可能に係合するように構成された側壁上の表面的特徴を備えている。

表面的特徴は、側壁に取り付けられた１つ以上のリブを備えていてもよく、かかるリブは、ロボットアーム上に配置されたそれぞれの溝に摺動可能に係合するように構成されている。

表面的特徴は、側壁に対して横方向に延在する１つ以上のラグを備えていてもよく、かかるラグは、ロボットアーム上に配置された溝に摺動可能に係合するように構成されている。

ガイド構造は、カバーに取り付けられて、インターフェースエレメントとカバーの生地を囲む閉ループ構造を構成していてもよい。

外科用ロボットドレープは、空間的配置でカバーに取り付けられた複数のインターフェースエレメントを備えていてもよく、その結果、各インターフェースエレメントは、カバーの生地によって各他のインターフェースエレメントから空間的に分離されている一方、外科用ロボットドレープは、ガイド構造が複数のインターフェースエレメントを囲むように構成されている。

ガイド構造は、インターフェースエレメントに対してカバー上に配置されていてもよく、その結果、ガイド構造がその動作構成でロボットアームに取り付けられているときに、インターフェースエレメントは係合のために駆動装置のインターフェースに対して配置されている。

本発明の第２の態様によれば、器具に駆動を提供するための駆動装置を備える外科用ロボットアームを覆うための外科用ロボットドレープであって、前記駆動装置は、前記器具の対応するインターフェースに結合するためのインターフェースを含む一方、前記ドレープは、前記ロボットアームを覆ってその上に無菌境界を画定するためのカバーと、前記カバーに取り付けられたインターフェースエレメントと、を備え、前記インターフェースエレメントは、前記駆動装置を前記器具に連結して、前記ドレープを介して前記器具に駆動を提供するように、前記駆動装置の前記インターフェースと前記器具の前記インターフェースを係合するように構成されている一方、前記インターフェースエレメントと前記カバーの生地を包含する前記カバーに取り付けられたたが状のガイド構造を備えており、前記たが状のガイド構造は、前記ロボットアームに取り付けられて、前記インターフェースエレメントを前記駆動装置の前記インターフェースに対して配置して係合するように構成されていることを特徴とする。

以下、本発明を、添付図面を参照して説明する。

ロボット手術を実行するように設定された外科用ロボットを示す図。 複数の運動自由度を有する外科用器具を備えた、ロボット手術を実行するように設定された外科用ロボットを示す図。 ジョイントによって連結された外科用器具の２つのセグメントを示す図。 駆動装置の動きが外科用ドレープを介して伝達されて器具ジョイントを作動させることができるように、外科用ドレープを介して外科用器具に結合されたロボットアーム駆動装置を示す側面図。 外科用ドレープを介してロボットアームを外科用器具に結合するための複数のインターフェースエレメントを備えた、平面構成における外科用ドレープの一例を示す図。 インターフェースエレメントのいくつかの例を示す図。 ロボットアーム駆動装置または外科用器具のコンポーネントを受容するためのポケットを備える外科用ドレープの一例を示す図。 複数のポケットを備えた外科用ドレープの一例を示す図。 外科用器具に結合するためのロボットアームの遠位端を示す図。 収納構成と動作構成において外科用ドレープのカバーに取り付けられたガイド構造を示す図。 ガイド構造が取り付けられたロボットアームの遠位端を示す図。 ロボットアームを摺動可能に係合するための表面的特徴を有するガイド構造の例を示す図。 ガイド構造を動作構成に固定するためのインターロックインターフェースを備える、収納および動作構成におけるガイド構造の一部を示す図。 ガイド構造の別の例を示す図。

図２は、手術を行うための外科用ロボット２００の一例を示している。外科用ロボット２００は、ベース２０１、ロボットアーム２０３と外科用器具２０５を備えている。ロボットアーム２０３は、その近位端においてベース２０１に取り付けられている。外科用器具２０５は、ロボットアーム２０３の遠位端に取り外し可能に取り付けられている。ベース２０１は、使用中、外科用ロボット２００を適切なアンカーポイントに固定するために用いられていてもよい。ベース２０１は、外科用ロボット２００を、例えば手術室の床、または天井に固定するために用いられていてもよい。ロボットアーム２０３は、一般に２０７で示される、複数のジョイントを備えていてもよい。かかるジョイント２０７は、ロボットアーム２０３が、外科手術を実行するためのオペレータの制御下で、位置や向きが動かされることを可能にしている。

外科用ドレープ２２５は、その上に無菌境界を画定するために、ロボットアーム２０３を包むあるいは覆うカバー２２７を備えている。かかるカバー２２７は、柔軟性があり、異なる大きさや形状のロボットアームの使用に適するようにある程度のコンプライアンスを許容するように、可撓性を有していてもよい。カバー２２７は、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の材料で形成されていてもよい。外科用ドレープ２２５は、ロボット手術中の無菌環境を画定するために用いられている。外科用ドレープ２２５の外部環境（外科用器具２０５を含む）は、好ましくは、外科手術中に無菌であることが望ましい。その大きさのためロボットアーム２０３を殺菌することが困難であり非現実的であることが多い、というのは殺菌に耐えることができないモータおよび駆動装置のようなコンポーネントを含んでいるからである。したがって、外科用ドレープ２２５は、ロボットアーム２０３を覆い、滅菌された外科的環境を維持するために使用される。

外科用器具２０５は、ロボットアーム２０３に取り外し可能に接続されていてもよい。これにより、外科用器具２０５を外科手術の間の期間に殺菌または交換してもよいように、外科用器具２０５をロボットアーム２０３から取り外すことが許容されている。また、このことは、技術者および外科医のような人員が、外科手術の間に外科用器具２０５を交換することを許容している。外科用器具２０５は、無菌境界が維持されるように、外科用ドレープ２２５を介してロボットアーム２０３に接続されている（以下でより詳細に説明する）。

外科用器具２０５は、その近位端でロボットアーム２０３に取り付けられたシャフト２０９と、シャフト２０９の先端に取り付けられたリスト部材２１１を備えている。かかるリスト部材２１１は、他端においてエンドエフェクタ２１３に取り付けられている。リスト部材２１１は、シャフト２０９（１つの“ピッチジョイント”）の長手方向に対してほぼ横方向となる軸線Ａ−Ａ’周りにシャフト２０９に対してリスト部材２１１が旋回することを許容するジョイント２１５によってシャフト２０９に取り付けられている。外科用器具２０５は、リスト部材２１１が、ジョイント２１５の軸およびシャフト２０９の長手方向の両方に対して横方向となる第２の軸周りにさらに旋回できると共にシャフト２０９の長手方向に沿って位置する第３の軸周りに回転できるように構成されていてもよい。したがって、リスト部材２１１は３つの自由度を有していてもよい。エンドエフェクタ２１３は、それぞれのジョイント２１７，２１９によってリスト部材２１１に取り付けられた一対のグリップ部２２１，２２３を備えている。これにより、各顎部が、リスト部材２１１の長手方向にたいしてほぼ横方向となる軸周りにリスト部材２１１に対して独立して旋回することを可能にしている。

ここに示されるジョイント２１５，２１７，２１９は一例であり、外科用器具２０５は任意の数のジョイントを備えていてもよいことは、理解されるであろう。１つ以上のジョイントは、ピッチジョイント、ロールジョイント（一般に器具に沿った軸周りに回転）、またはそれらの組合せであってもよい。さらに、エンドエフェクタ２１３は一対のグリップ部２２１，２２３を備えていなくてもよいが、代わりにブレードまたは焼灼器のような外科用器具を備えていてもよい。

ロボットアーム２０３は、外科用器具２０５のジョイント２１５，２１７，２１９を選択的に作動させるための駆動装置２２９を備えている（例えば、リスト部材２１１および／またはエンドエフェクタ２１３のグリップ部２２１，２２３を旋回させるために）。駆動装置２２９は、これらのジョイント２１５，２１７，２１９を機械的に駆動するように構成されていてもよい。駆動装置２２９は、ロボットアーム２０３内に収容されていてもよい。このことは、外科用器具２０５のコストおよびサイズを低減することから望ましく、外科用器具２０５が使い捨て可能であれば特に重要である。駆動装置２２９は、直線運動および／または回転運動を生成する１つ以上のモータまたはサーボ機構によって動力を供給されていてもよい。駆動装置２２９は、各器具ジョイントを互いに独立して作動できるようにしてもよい。すなわち、駆動装置２２９は、ジョイントを選択的に作動させることができる。駆動装置２２９は、複数のジョイントを同時に作動できるようにしてもよい。

図３は、器具ジョイントがロボットアームの駆動装置によって駆動される１つの方法を示したものである。図３は、リスト部材２１１とシャフト２０９間の関節運動を示している。シャフト２０９の遠位端は、シャフト２０９の本体が一緒にクレビス３０３を形成する２つの対向するアーム３０１_a，３０１_bを備えている。ロッドまたは車軸３０５は、シャフト２０９を横切ってその長手方向とほぼ直交する方向に向かって横方向に延び、両アーム３０１_a，３０１_bを貫通している。ロッド３０５は、破線Ａ−Ａ’で示すジョイント２１５の軸を規定している。ロッド３０５上にはプーリー３０７が取り付けられている。プーリー３０７は固定的に取り付けられていてもよいし、ロッド３０５とプーリー３０７が軸Ａ−Ａ’周りに一緒に回転するようにロッド３０５と一体であってもよい。この場合、ロッド３０５は、クレビス３０３に対するロッド３０５の回転を可能にするためにベアリング上のクレビス３０３に取り付けられていてもよい。あるいは、プーリー３０７とロッド３０５との間の相対的な回転を可能にするために、ロッド３０５がクレビス３０３に固定された状態で、プーリー３０７がロッド３０５上に取り付けられていてもよい。プーリー３０７に堅固に固定された部材は、一対の第２の対向するアーム３０９_a，３０９_bであり、リスト部材２１１の一部を構成している。リスト部材２１１の残りの部分とエンドエフェクタは、分かりやすくするために、この図から省略されている。例えば、リスト部材２１１は、ハウジングを備えていてもよいし、対向するアーム３０９_a，３０９_bに固定可能なケーシングを備えていてもよい。

ケーブルまたは駆動ベルト３１１は、プーリー３０７に掛け渡されているか、またはループされている。すなわち、ケーブル３１１は、プーリー３０７に接触し、その円周の一部に沿って延在している。ケーブル３１１は、プーリー３０７の溝内に着座して、プーリー３０７に対するケーブル３１１の横方向の動きを減少するようになっていてもよい。プーリー３０７上にケーブル３１１をループさせると、３１３_a，３１３_bで示される２つのケーブルセグメントを形成し、これらはそれぞれ、プーリー３０７の対向する側面からシャフト２０９の近位端に向かって延在している。

ジョイント２１５を作動させてリスト部材２１１を外科用器具２０５に対して旋回させると、プーリー３０７のセグメント３１３_a，３１３_bが往復運動する。例えば、セグメント３１３_aがシャフト２０９の近位端に向かって下方に引かれている場合には（矢印Ｄ₁によって示されている）、リスト部材２１１は矢印Ｐ₁の方向に向かって軸Ａ−Ａ’周りに旋回する。あるいは、セグメント３１３_bがシャフト２０９の近位端に向かって下方に引かれている場合には（矢印Ｄ₂によって示されている）、リスト部材２１１はＰ₁とは反対方向の矢印Ｐ₂の方向に向かって軸Ａ−Ａ’周りに旋回する。

図３では、リストジョイント２１５のみが示されているが、外科用器具２０５の他のジョイント（例えば、ジョイント２１７，２１９）は類似の方法で駆動されていてもよいことは理解されるであろう。各器具ジョイントは、自身のプーリーによって駆動されていてもよい。各プーリーは、自身のケーブルを有していてもよい。したがって、外科用器具は、各ジョイントを作動させるための別個のケーブルを有していてもよい。例えば、リストジョイントと２つの個別に制御可能なエンドエフェクタを有する外科用器具は、３つのプーリーと３本のケーブルを備えていてもよい。

プーリー３０７上にループされた単一のケーブル３１１の代わりに、プーリー３０７の対向する側面にそれぞれ固定された２つの別個のケーブルが使用され得ることは理解されるであろう。この場合、２つのケーブルセグメント３１３_a，３１３_bは、２つの異なるケーブルに対応する。したがって、この配置において、各ジョイントは、プーリー３０７および一対のケーブルによって駆動されてもよく、それゆえ外科用器具は、各ジョイント用の一対の駆動ケーブルを備えていてもよい。

駆動装置は、外科用器具内の適切なケーブルを往復運動させることにより、外科用器具の選択されたジョイントを作動させるように働く。駆動装置は、外科用器具内で適切なプーリーを駆動することによって、選択されたジョイントまたは選択された複数のジョイントを作動させるように構成されていてもよい。駆動装置および外科用器具は外科用ドレープ２２５によって分離されていることから、駆動装置によって生成された機械的駆動は、外科用ドレープ２２５を介して外科用器具に結合されているあるいは接続されている必要がある。図４は、駆動装置が外科用ドレープを介して外科用器具に結合され得る方法の一例である。

図４には、一般に４０１で示される駆動装置と、一般に４０３で示される外科用器具が示されており、両者共に破線で示されるように断面で示されている。外科用器具のハウジングあるいは外側ケースは、明確にするために、この図では省略されている。駆動装置４０１は、図２に示すロボットアーム２０３のように、ロボットアーム（図示せず）内に収容されている。

外科用器具４０３と駆動装置４０１は、駆動装置４０１を覆ってその上に無菌境界を画定する外科用ドレープ４０７によって分離されている。外科用器具４０３は、ラグ４０９と、駆動ケーブル４１５によって駆動されるプーリー４１１，４１３を備えている。駆動ケーブル４１５は、ラグ４０９の動きが駆動ケーブル４１５の対応する動きをもたらすように、ラグ４０９に固定的に取り付けられている。ラグ４０９は、外科用器具４０３をロボットアームに接続することができるように外科用器具４０３の近位端に配置されていてもよい。プーリー４１１，４１３は、例えば、外科用器具４０３のシャフト内に収容されていてもよい。さらに外科用器具４０３はプーリー４１７を備えている。プーリー４１７は、例えばリスト部材内のような、外科用器具４０３の異なるセグメント内に収容されていてもよい。プーリー４１１が器具シャフトの近位端に配置されていてもよいし、プーリー４１３が器具ジョイントの境界を定めるように遠位端に配置されていてもよい。プーリー４１３は、例えば図３に示すプーリー３０７に対応していてもよい。このように、プーリー４１３は、外科用器具４０３のリストジョイントを画定していてもよい。外科用器具４０３は、さらにリスト部材の遠位端に取り付けられたエンドエフェクタ（図示せず）を備えていてもよい。

外科用器具４０３は、さらなる器具ジョイントを作動させるための追加のプーリーおよびケーブルをさらに備えていてもよい。本図では、説明のために、単一のジョイントのみが示されている。外科用器具４０３はまた、加えて減速機等を備えていてもよい。

駆動装置４０１は、器具ラグを受容するように構成されたソケット４１９を備えている。かかるソケット４１９は、キャリッジ４２１の一部を構成している。かかるキャリッジ４２１は、支持ベース４２３に固定され、支持ベース４２３はそこを貫通する穴４２５を備えている。駆動装置４０１は、キャリッジ４２１を矢印４２７によって示される双方向に向かって直線的に移すためのリニアアクチュエータをさらに備えている。今回の例では、リニアアクチュエータは、モータ４３１によって動力を供給されるリードスクリュー４２９を備えている。かかるリードスクリュー４２９上のねじ山は、リードスクリュー４２９の回転が支持ベース４２３それゆえキャリッジ４２１の直線運動をもたらすように、穴４２５内の対応するねじ山と係合している。これにより、支持ベース４２３は、リードスクリューナットとして機能する。リードスクリュー４２９の回転は、モータ４３１によってコントロールされ得る。

外科用ドレープ４０７は、カバー４３３と、複数のインターフェースエレメント４３５，４３７を備えている。今回の例では、外科用ドレープ４０７は、２つのインターフェースエレメント４３５，４３７を備えている。インターフェースエレメント４３５，４３７は、各インターフェースエレメント４３５，４３７がカバーの生地によって互いに空間的に分離されるように、空間的配置でカバーに固定されている。すなわち、各インターフェースエレメント４３５，４３７は、複数のインターフェースエレメント４３５，４３７が共通のプラスチックプレートによって保持されるよりむしろ、カバーの生地によって適所に保持されているあるいは固定されている。

外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置インターフェースと器具インターフェースの両方と係合するように構成されている。各インターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置インターフェースに係合するための第１のインターフェース面と、器具インターフェースに係合するための第２のインターフェースエレメントとを備えていてもよい。第１および第２のインターフェース面は、対向する面であってもよい。それらは、カバーの対向する側面にあってもよい。駆動装置インターフェースは、外科用ドレープ４０７が駆動装置４０１に固定されたときに、インターフェースエレメント４３５，４３７と対向する駆動装置４０１の一部である。今回の例では、駆動装置インターフェースは、ソケットの内部の対向面４３９，４４１である。器具インターフェースは、同様に、外科用器具４０３が外科用ドレープ４０７を介して駆動装置４０１に連結されているときに、インターフェースエレメント４３５，４３７と対向する外科用器具４０３の一部である。今回の例では、器具インターフェースは、ラグの２つのサブセクション４４３，４４５である。

あるいは、駆動装置インターフェースおよび／または器具インターフェースは、インターフェースエレメント４３５，４３７と係合する特定のコンポーネント（例えば、スタッド）であってもよい。第１のインターフェース面は、駆動装置インターフェースの相補的な面と係合するように構成されていてもよく、第２のインターフェース面は、器具インターフェースの相補的な面と係合するように構成されていてもよい。このことがおそらくしっかりした係合を容易にするであろう。今回の例では、器具インターフェースは、相補的な面を有していないが、代わりにインターフェースエレメント４３５，４３７に対向するラグ４０９の外面の２つの部分である。インターフェースエレメント４３５，４３７の様々な例は、以下でより詳細に説明される。

駆動装置４０１と外科用器具４０３の両方のインターフェースを係合することにより、インターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置４０１が外科用ドレープ４０７を介して外科用器具４０３に結合されることを可能にする。これにより、駆動装置４０１によって提供される機械的駆動が外科用ドレープ４０７を介して外科用器具４０３に伝達され、１つ以上の器具ジョイントを作動させることが可能になる。例えば、リードスクリュー４２９の回転が、キャリッジ４２１に矢印Ｌ₁で示す直線方向への移動をもたらしてもよい。かかる直線運動は、外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７を介してキャリッジ４２１から器具インターフェース４０９に伝達され、これによりラグ４０９の対応する動きをもたらす。ラグ４０９のこの運動は、器具ケーブル４１５およびプーリー４１１，４１３を反時計回り方向に駆動する。この方向にプーリー４１３を駆動することは、器具ジョイントを駆動し、リスト部材を軸に対してＰ₁方向に旋回させる。同様に、キャリッジ４２１をＬ₂方向に駆動するためにリードスクリュー４２９を回転することは、リスト部材をＰ₂方向に旋回させる。

インターフェースエレメント４３５，４３７は、カバーに対する補強エレメントまたは構造としての役割を果たす。これは都合がよい、なぜならば、駆動装置４０１の動きが、外科用ドレープ４０７に潜在的に大きな変位や剪断力をもたらし、インターフェースエレメントがなければカバーの生地を損傷する可能性があるからである。しかしながら、駆動装置４０１はインターフェースエレメント４３５，４３７を介して外科用器具４０３に結合されていることから、駆動力はインターフェースエレメント４３５，４３７を介して伝達され、これによってカバーへのダメージが防止される。カバーへのダメージまたは破断を防止することは、外科手術中に無菌バリアを維持するのに役立つことから、特に重要であるかもしれません。

カバーの生地は、適度に可撓性を有していてもよいし、変形可能であってもよい。カバーは、弾性度を有していてもよい。かかる生地は、例えばポリエチレンであってもよい。外科用ドレープ４０７の各インターフェースエレメント４３５，４３７は、カバーの生地によって互いに空間的に分離されていることから、カバーの可撓性またはコンプライアンスあるいは変形性を許容することは、インターフェースエレメント４３５，４３７の相対的な空間的配置が調整されることを可能にする。すなわち、各インターフェースエレメント４３５，４３７は、各他のインターフェースエレメント４３７，４３５に対して空間的に固定されていない。インターフェースエレメント４３５，４３７の空間的配置それ自体が、カバーの構成または配置に依存するようになっていてもよい。

例えば、外科用ドレープ４０７を駆動装置インターフェースに固定した状態で、カバーが引き伸ばされ、折り畳まれまたは捩られている場合、インターフェースエレメント４３５，４３７は、互いに空間的に相対的に移動し、それによってそれらの空間的配置を変更してもよい。別の例として、インターフェースエレメント４３５，４３７は、外科用ドレープ４０７が平面状に配置されているときには第１の空間的配置を有し、外科用ドレープ４０７が折り畳まれているあるいは平面状配置が何らかの方法で変形されたときには、第２の異なる空間的配置を有していてもよい。このことは、外科用ドレープ４０７を様々な異なるロボットアームおよび外科用器具に取り付けることができるので有利である。例えば、各タイプの外科用ロボットアームは、異なる駆動装置を有していてもよく、そういうものとして駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースの配置または構成は変化してもよい。しかし、ドレープインターフェースエレメント４３５，４３７の空間的配置は可変であることから、外科用ドレープ４０７は、異なる駆動装置をカバーするように操作されてもよい。このことは、インターフェースエレメントが剛性のあるプラスチックプレートに保持されている従来技術のシステムではできないかもしれない。

別の例では、外科用器具は、その近位端に配置された複数のラグを備えていてもよい。例えば、外科用器具は、３つのラグを備えていてもよい。各ラグは、それぞれの器具ジョイントに機械的に結合されていてもよい。ラグは、駆動装置によって選択的に駆動することができ、これにより器具ジョイントを選択的に作動させることができる。外科用ドレープは、これらのラグの各々に配置された器具インターフェースを係合するように構成されたインターフェースエレメントを備えていてもよい。

外科用ドレープ４０７がどのようにロボットアームに固定され得るかの例について説明する。外科手術のために外科用ロボットが準備されるときには、外科用器具４０３はロボットアームから取り外されている。次いで、外科用ドレープ４０７は、駆動装置４０１を含むロボットアームを覆うようにロボットアーム上に配設される。外科用ドレープ４０７は、外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７を駆動装置インターフェースに係合させることにより、ロボットアーム上の所定の位置に取り付けられる。かかるインターフェースエレメント４３５，４３７は、インターフェースエレメント４３５，４３７が駆動装置インターフェースに固定されるように、所定の位置に例えばスナップ嵌合あるいは押し嵌めあるいは嵌め込まれていてもよい。一旦外科用ドレープ４０７がロボットアーム上の適所に取り付けられると、外科用器具４０３は、ロボットアームに対して外科用器具４０３を固定するために、駆動装置４０１に連結される。外科用器具４０３は、外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７を器具インターフェースに係合させることにより適所に取り付けられている。今回の例では、このことは、器具ラグを駆動装置４０１のソケット４１９内に配置することを意味している。インターフェースエレメント４３５，４３７は、器具インターフェースにしっかりと係合するように構成されていてもよい。このように、外科用器具４０３に駆動を伝達することに加えて、インターフェースエレメント４３５，４３７は、外科用ドレープ４０７をロボットアームに固定するようにさらに働くことができる。このことは都合がよい、なぜなら、この機能を実行するために外科用ドレープ４０７に別個のプレートを必要とせず、外科用ドレープ４０７をロボットアームに固定でき、それゆえ外科用ドレープ４０７の部品点数を削減することができるからである。例えば、各インターフェースエレメント４３５，４３７は、器具インターフェース上に配置されたそれぞれのスロットによって受容され得る突起を備えていてもよい。

インターフェースエレメント４３５，４３７は、外科用器具４０３とロボットアームとの両方から外科用ドレープ４０７を取り外すことができるように、外科用器具４０３および駆動装置インターフェースを解除可能に係合するように適切に構成されていてもよい。インターフェースエレメント４３５，４３７は、別々に互いに独立して駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースから取り外すことができるように構成されていてもよい。例えば、手術中に外科用器具４０３を交換することが望ましい場合があってもよい。この場合、外科用器具４０３は、ロボットアームに取り付けられた外科用ドレープ４０７を残しながら、外科用ドレープ４０７から取り外すことができる。外科手術の終了時に、外科用ドレープ４０７は、廃棄または再滅菌することができるように、ロボットアームから取り外すこともできる。外科用器具４０３および駆動装置インターフェースとの係合を可能にするインターフェースエレメント４３５，４３７の特徴は、以下でより詳細に説明される。

図５に、平面状配置における外科用ドレープ５０１の一例を示す。外科用ドレープ５０１は、カバー５０３と、複数のインターフェースエレメント５０５とを備えている。各インターフェースエレメント５０５は、外科用器具の少なくとも１つのジョイントを作動させるために、駆動装置によって提供される機械的駆動を外科用ドレープ５０１を介して外科用器具に伝達する駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースの両方に係合するように構成されている。

インターフェースエレメント５０５は、各インターフェースエレメント５０５がカバー５０３の生地によって各他のインターフェースエレメント５０５から空間的に分離されるような空間的配置でカバー５０３に固定されている。上述したように、カバー５０３は、インターフェースエレメント５０５が互いに空間的に固定されないように、可撓性であってもよいし、変形可能であってもよいし、または柔軟性を有していてもよい。図示されたインターフェースエレメント５０５は、単一の外科用器具に結合する単一のロボットアームの１つ以上の駆動装置インターフェースを係合するためのものである。すなわち、カバー５０３の生地によって空間的に分離されたインターフェースエレメント５０５は、１つのロボットアームの駆動装置を１つの外科用器具に連結することにより駆動装置からの動きを伝達して外科用器具の１つ以上のジョイントを作動させるために、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースと係合するように構成されている。１つの外科用器具に言及することは、外科用ドレープ５０１が異なる外科用器具を使用することができないことを意味するものではなく、むしろインターフェースエレメント５０５のセットは、ロボットアームと外科用器具間の１対１の連結で使用されている（複数のロボットアームを複数の外科用器具に同時に連結するためにインターフェースエレメント５０５のセットが使われているのとは対照的に）。しかし、外科用ドレープ５０１は、複数の組のインターフェースエレメント５０５を備えるように構成されていてもよく、各セットは１つのロボットアームを１つの外科用器具に連結するために使われている。このような外科用ドレープは、複数のロボットアームを備えた外科用ロボットとの使用に適しているかもしれない。

外科用ドレープ５０１は、駆動装置と３つのジョイントを備えた外科用器具間の運動を結合するのに適しているかもしれない。例えば、複数のインターフェースエレメントは、インターフェースエレメント５０５の３つのサブセット（５０５_a，５０５_b，５０５_c）を備えているとみなしてもよい。各サブセットは、駆動装置と器具インターフェースとを係合させて駆動装置を外科用器具に連結し、これにより外科用器具のそれぞれのジョイントを作動させるために駆動装置の動きを伝達するように構成されていてもよい。この場合、サブセット５０５_aは、第１の器具ジョイントを作動させるために動きを伝達するために使用されていてもよい。サブセット５０５_bは、第２の器具ジョイントを作動させるために動きを伝達するために使用されていてもよい。サブセット５０５_cは、第３の器具ジョイントを作動させるために動きを伝達するために使用されていてもよい。図４を参照すると、インターフェースエレメント５０５の各サブセット５０５_a，５０５_b，５０５_cが、例えば、それぞれの器具ラグに係合するように構成されていてもよい。もちろん、これは単なる一例であり、外科用ドレープ５０１は、任意の適切な数のジョイントを作動させるために駆動装置から外科用器具に動きを伝達するために、任意の適切な数のインターフェースエレメント５０５を備えていてもよい。

インターフェースエレメント５０５は、外科用ドレープ５０１の製造中にカバー５０３に接着されていてもよいし、固定されていてもよいし、あるいは取り付けられていてもよい。それらは、例えば、カバー５０３の生地に対して接着、熱成形またはクリップ留めされていてもよい。それらは、カバー５０３が熱硬化される前に、カバー５０３に押し込まれるか、またはカバー５０３にクリップ留めされていてもよい。

インターフェースエレメント５０５は、スタッドの形態であってもよい。スタッドは、様々な形態をとることができ、例えば、ディスク、ボタン、またはプレートであってもよい。これらは、金属製であってもよいし、ＰＶＣやポリプロピレンやアクリル等の好適な硬質プラスチックで形成されていてもよい。インターフェースエレメントの種々の例が、図６に示されている。

図６には、インターフェースエレメント６０１，６０３，６０５，６０７，６０９，６１１が示されている。各インターフェースエレメント６０１，６０３，６０５，６０７，６０９，６１１は、周囲のカバーの生地６１３の領域によって保持されていることが示されている。各インターフェースエレメント６０１，６０３，６０５，６０７，６０９，６１１は、第１のインターフェース面（それぞれ６１５，６１７，６１９，６２１，６２３，６２５で示されている）を備えている一方、第２のインターフェース面（インターフェースエレメント６０９、６１１に対するもののみが、６２７，６２９でそれぞれ示されている）。第１のインターフェース面６１５，６１７，６１９，６２１，６２３，６２５は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースのうちの一方を係合するためのものである一方、第２のインターフェース面６２７，６２９は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースのうちの他方を係合するためのものである。

インターフェースエレメントは、例えば図４に示されているように、駆動装置のインターフェースおよび器具のインターフェースと係合して、外科用ドレープを介して直線運動を伝達するように構成されていてもよい。インターフェースエレメントは、カバーの生地によって適所に確実に保持されるようになっていてもよい。すなわち、インターフェースエレメントは、例えば上述した方法の１つを用いて、カバー生地にしっかりと固定されていてもよいし、あるいは取り付けられていてもよい。このようなインターフェースエレメントの一例が、６０１で示されている。インターフェースエレメント６０１は、単純なプラスチックスタッドまたはディスクの形態であってもよい。かかるインターフェースエレメントは、製造が比較的簡単で安価であるという利点を有している。

インターフェースエレメント６０１は、代わりに、外科用ドレープを介して回転運動を伝達するために駆動装置のインターフェースおよび外科用器具のインターフェースと係合するように構成されていてもよい。この場合、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースは、スプールやキャプスタン等の回転エレメントの形態であってもよい。駆動装置インターフェースは、モータのような回転アクチュエータによって駆動されていてもよい。器具スプールは、プーリー（プーリー４１３，３０７のような）を駆動するように構成されている駆動ケーブルに取り付けられていてもよい。器具スプールの回転が、駆動ケーブルの動きを介してプーリーを回転し、したがって器具内のジョイントを作動させる。インターフェースエレメントは、第１および第２のインターフェース面が周囲のカバーの生地６１３に対して回転するように構成されていてもよい。インターフェースエレメントは、一方のインターフェース面の回転が他方のインターフェース面の対応する回転をもたらすように構成されていてもよい。

作業中に、駆動装置は、１つ以上の駆動装置インターフェースを回転するように構成されていてもよい。かかる回転により、各係合されたインターフェースエレメントのインターフェース面も回転する。インターフェース面の回転は、係合された器具インターフェースに伝達され、これによりそれらも回転する。このようにして、駆動装置の回転運動を外科用ドレープを介して外科用器具に伝達することができる。

回転するインターフェースエレメントの例は、一般に６０９および６１１で示されている。インターフェースエレメント６０９は、第１および第２のインターフェース面６２３，６２７を備えている。各面６２３，６２７は、取付板６３３を貫通して延びる車軸６３１上に取り付けられている。かかる車軸６３１は、取付板６３３に回転可能に固定されて、それらの間で相対的な回転を許容するように構成されている。取付板６３３は、カバーの生地６１３によって固定されているか、または保持されている。それゆえ、インターフェース面の一方の回転は、インターフェース面の他方に対応する回転をもたらす。

回転するインターフェースエレメントのもう１つの例が、６１１で示されている。インターフェースエレメント６１１は、ドラム６３５の一部を形成する、第１および第２のインターフェース面６２５，６２９を備えている。ドラム６３５は、外側ケースあるいはフレーム６３７内に回転可能に取り付けられている。かかるケースは、カバーの生地６１３によって固定あるいは保持されている。

インターフェースエレメント６１１は、駆動装置から外科用器具に直線運動および回転運動の両方を伝達するように適切に構成されていてもよい。これにより、インターフェースエレメント６１１は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースに係合されたときに外科用器具に対して回転運動を伝達するように、また係合を使って駆動装置から直線運動を伝達するように、第１および第２のインターフェース面６２５，６２９が周囲のカバー生地に対して回転できるように構成されていてもよい。インターフェースエレメント６１１は、第１の器具ジョイントを作動させるために回転駆動を伝達すると共に、第２の器具ジョイントを作動させるために線形駆動を伝達してもよい。これにより、インターフェースエレメント６１１は、２つのジョイントを作動させる運動を伝達することができるようになっていてもよい。

今回の場合、駆動装置は、リニアアクチュエータと回転アクチュエータの両方を備えていてもよい。リニアアクチュエータは、例えば図４を参照して説明したように、インターフェースエレメント４３５，４３７を介して線形運動を伝達させてもよい。かかる直線運動は、外科用器具内のケーブルを駆動して、器具ジョイントの１つを作動させるためにプーリーを次々に駆動する。回転アクチュエータは、インターフェースエレメントのインターフェース面を回転するようにしてもよい。このことは、第２のケーブルを駆動して第２の器具ジョイントを次々に作動させて器具インターフェース内に対応する回転を引き起こす。これにより、器具インターフェースは、直線運動および回転運動の両方を受容するように構成されている。直線運動は、外科用器具内の第１のケーブルおよびプーリーを駆動する一方（これにより第１ジョイントを作動させる）、回転運動は、外科用器具内の第２のケーブルおよびプーリーを駆動する（これにより第２ジョイントを作動させる）。器具インターフェースは、直線運動を受容できるラグに回転可能に取り付けられたスプールまたはキャプスタンの形態をとっていてもよい。駆動装置インターフェースは、リニアアクチュエータによって駆動されるキャリッジに回転可能に取り付けられたスプールまたはキャプスタンの形態をとっていてもよい。

直線および回転運動の両方を伝達するようにインターフェースエレメントを構成することは、ドレープカバーに固定されるのに必要なインターフェースエレメントの数を減らすことができるかもしれないので、有利である。これは、複数のケーブル（したがって複数の器具ジョイント）が単一のインターフェースエレメントを介して駆動されているかもしれないからである。

インターフェースエレメントのインターフェース面は、駆動装置インターフェースと器具インターフェースを係合する際にインターフェースエレメントを手助けする表面的特徴を備えていてもよい。かかる表面的特徴は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェース上の相補的な面的特徴と、インターフェースで連結する、結合するまたは接続するように構成されていてもよい。表面的特徴は、インターフェースエレメントを器具インターフェースおよび駆動装置インターフェースにしっかりと保持するように構成されていてもよい。それにもかかわらず、表面的特徴は、インターフェースエレメントが、適切な手動力に応答して駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースの両方から解放されることを可能にするように構成されていてもよい。手動力は、（手術中に外科用ドレープおよび／または外科用器具が偶発的に外れないように）偶発的なノック等によってもたらされる小さな力に応答してインターフェースエレメントの取り外しを防止するようなものであってもよいが、外科用ドレープがロボットアームおよび／または外科用器具から手動で取り外されるのを防止するほど強くはない。

インターフェースエレメントの表面的特徴は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェース上の相補的な特徴と係合して、押し嵌めまたはスナップ嵌合を形成していてもよい。このような表面的特徴の一例が６０３で示されている。

インターフェースエレメント６０３の第１のインターフェース面６１７は、第１のインターフェース面６１７の平面に対してほぼ横方向に延びる複数の突起６４７を備えている。突起６４７は、駆動装置インターフェースと器具インターフェース内の対応する溝あるいは凹部と係合するように構成されている。突起６４７は、所定の場所に押し嵌めまたはスナップ嵌合されていてもよい。今回の例では、突起６４７はラグの形態で示されているが、例えばリッジのような他の形態をとってもよいことは理解されるであろう。あるいは、第１のインターフェース面６１７は、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェース上の対応する突起と係合するように構成された溝または凹部を備えていてもよい。インターフェースエレメントは、一方のインターフェース面上の突起と、他方のインターフェース面上の凹部／溝とを備えていてもよい。

インターフェースエレメント６０５は、ガイドスロット６３９の形態の表面的特徴を備えている。かかるガイドスロット６３９は、ガイドスロット６３９の一端に位置する開口６４１を介してピンあるいはラグを受容するように構成されている。ピンは、一旦ガイドスロット６３９に入るとピンがガイドスロット６３９に対して横方向に移動することが防止されるように形成されていてもよい。このようにして、ピンは、開口６４１を通してガイドスロット６３９を出入りすることだけができる。ピン／ラグは、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースに取り付けられていてもよい。これにより、インターフェースエレメントを駆動装置インターフェースに取り付けるために、ユーザーは、駆動装置上のピンの上方におけるインターフェースエレメントの一方のインターフェース面６１９上のガイドスロット６３９をスライドさせることができる。器具インターフェース上のピンは、インターフェースエレメントの対向するインターフェース面上のガイドスロット６３９内に摺動可能である。したがって、ガイドスロットおよびピンは、駆動装置のインターフェースおよび器具のインターフェースとインターフェースエレメントをしっかりと保持することができる。各インターフェース面は、代わりに、複数のピン／ラグを受容するための複数のガイドスロットを備えていてもよい。また、インターフェースエレメントがピン／ラグを備えていてもよいし、ガイドスロットが駆動装置インターフェースおよび器具インターフェース上に配置されていてもよいことも理解されるであろう。インターフェースエレメントは、一方のインターフェース面上のスロットと、他方のインターフェース面上のピン／ラグとを備えていてもよい。

インターフェースエレメントを駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースに（例えば表面的特徴を用いて）機械的に係合させるよりもむしろ、インターフェースエレメントは、代わりに磁気的接続を用いてこれらのインターフェースを係合していてもよい。磁気的な接続の場合には、インターフェースエレメントのインターフェース面は、磁性材料で構成されていてもよいし、あるいは磁性材料を含んでいてもよい。器具インターフェースおよび／または駆動装置インターフェースはまた、インターフェースエレメントとは反対の極性を有する、磁石あるいは電磁石であってもよい。あるいは、インターフェース面のうちの１つのみが磁性材料を含んでいてもよい。すなわち、インターフェースエレメントは、そのインターフェース面の一方が磁気的接続を介して器具インターフェースあるいは駆動装置インターフェースの１つと係合し、そのインターフェース面の他方が機械的接続を介して器具インターフェースあるいは駆動装置インターフェースの他方と係合するように構成されていてもよい。

インターフェースエレメントは、駆動装置インターフェースの相補的な面と結合するインターフェース面と、器具インターフェースの相補的な面と結合するインターフェース面が、器具よりも駆動装置からインターフェースエレメントを外すためにより大きな手動力を必要とするように構成されていてもよい。これにより、インターフェースエレメントは、器具インターフェースよりも駆動装置インターフェースに対してより強固に取り付けあるいは係合されていてもよい。すなわち、インターフェース面は、器具インターフェースとインターフェースエレメントを手動で解除しても、駆動装置インターフェースに係合されたインターフェースエレメントが残るように構成されていてもよい。このことは、ユーザー（例えば看護師または技術者）が、アームに取り付けられた外科用ドレープを残しながら、外科用器具を外科用ドレープから取り外すことができるので有利である。それゆえ、外科用器具は、ロボットアーム上の無菌境界を維持しながら、外科手術中に交換することができる。

インターフェースエレメントが器具よりも駆動装置により確実に取り付けられる１つの方法は、インターフェースエレメントの２つのインターフェース面が異なる表面的特徴を有することである。すなわち、器具インターフェースに係合する面は、駆動装置インターフェースに係合する面とは異なる表面的特徴を有していてもよい。

例えば、表面的特徴が突起状（例えばラグおよび／またはリッジ）の場合、駆動装置インターフェースに係合するインターフェース面は、器具インターフェースと係合するインターフェース面よりも多くの突起を有していてもよい。このことは、インターフェースエレメントが器具インターフェースよりも駆動装置により強固に取り付けられていることを意味しているであろう。あるいは、インターフェースエレメントが磁気接続を介して駆動装置およびインターフェースに係合している場合には、インターフェースエレメントは、インターフェース面と器具インターフェースとの間の磁気的接続よりもインターフェース面と駆動装置インターフェースとの間の磁気的接続が大きくあるいは強くなるように構成されていてもよい。

あるいは、インターフェースエレメントは、環状であってもよいし、リング状であってもよい。リングは、様々な形状をとることができ、例えば円形または卵形であってもよい。菱形形状であってもよい。このようなインターフェースエレメントの一例が、６０７で示されている。インターフェースエレメント６０７は、境界を定めるあるいは境界線を描くあるいは内部ウィンドウ６４５を画定する環状体６４３、を備えている。かかる環状体６４３は、環状体６４３が、環状体６４３の領域内部のカバーを貫通するように、押し嵌めによってカバー生地に取り付けられていてもよい。このようにして、内部ウィンドウ６４５は、カバーの表面を貫通する通路を画定する開口部とされていてもよい。環状体は、駆動装置インターフェースと器具インターフェースとを係合して、駆動装置を外科用器具に連結されていてもよい。環状体は、円弧状の溝のような、駆動装置インターフェースや器具インターフェース上に配置された相補的な面に対して、例えば係合するかあるいは結合されていてもよい。

開口部６４５は、外科用ドレープを介して駆動装置から外科用器具にケーブルを受け入れるまたは通すために用いられていてもよい。かかるケーブルは、例えば、器具シャフトの遠位端に取り付けられたツールに電力を供給するための電力ケーブルであってもよい。ケーブルは、ロボットアームから開口部６４５を介して外科用器具まで延在していてもよい。したがって、開口部６４５は、手術用ロボットが外科手術を実行するようにセットアップされているときに、ケーブルが外科用ドレープを介して外科用器具に接続されることを許容している。このことは、無菌環境内にある外科用ドレープの外部に沿ってケーブルが配置されていることを必要とせずに、ロボットアームと外科用器具との間の電気的接続を可能にするので有利である。

環状体またはリングは、駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースの一方または両方が実質的に開口部を塞ぐあるいは閉鎖するように、これらのインターフェースに係合するように構成されていてもよい。例えば図４を参照すると、器具ラグ４０９は、各開口部が実質的に閉鎖されるように、インターフェースエレメント４３５，４３７の環状体と実質的に同じ高さであってもよい。しかしながら開口部は必ずしも完全に閉鎖される必要はない、なぜなら外科用ドレープによって形成された無菌境界は気密である必要はないからである。

例えば上記の例では、外科用ドレープは、ロボットアームをカバーするようにユーザーによって操作可能とされる平面状の構成として説明されてきた。別の例では、外科用ドレープは、外科用器具および／または駆動装置への取り付けにより適した形状または構成で製造されていてもよい。このような外科用ドレープの一例が図７に示されている。

図７は、ロボットアーム駆動装置を含むロボットアームを覆うカバー７０３を備える外科用ドレープ７０１を示している。明瞭化のために、カバー７０３の一部のみが示されている。外科用ドレープ７０１はさらに、カバー７０３の生地から形成されたポケット７０５を備えている。上記のように、カバー７０３の生地は可撓性を有していてもよい。カバー７０３それ自体は、シート、あるいはそれにポケット７０５が一体化された平坦部７１１、を備えていてもよい。ポケット７０５は、カバー７０３の平面をほぼ横切る側壁７１３を備えている。ポケット７０５はさらに、カバー７０３の平坦部７１１にほぼ平行で、側壁７１３と一体であるベース７１５を備えている。

今回の例では、ポケット７０５は一般的に直方体形状であるが、これは単に一例であって、ポケット７０５の形状は外科用ドレープ７０１の製造者によって完全に設定可能であることは理解されるであろう。このポケット７０５は、例えば、立方体または円筒形であってもよい。

インターフェースエレメント７０７，７０９はポケット７０５に固定されている一方、各々が駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースの両方と係合するように構成されている。インターフェースエレメント７０７，７０９は、前述したように、カバー７０３の生地によって互いに空間的に分離されている。今回の例では、インターフェースエレメント７０７，７０９は、ポケット７０５の対向する側面、特にポケット７０５の対向する側壁７１３に固定されている。インターフェースエレメント７０７，７０９は、本明細書に記載されたいずれのタイプのものであってもよい。インターフェースエレメント７０７，７０９の各々は、同じタイプのものであってもよいし、異なるタイプであってもよい。

ポケット７０５は、カバー７０３の一部を構成している。ポケット７０５は外科用ドレープ７０１の製造中に形成されていてもよいし、インターフェースエレメント７０７，７０９が取り付けられる前または後に形成されてもよい。ポケット７０５は、例えば、適切に成形された金型上に外科用ドレープ７０１／カバー７０３を熱成形することによって形成されていてもよい。ポケット７０５はそれ自体、外科用ドレープ７０１の永久的な特徴とされていてもよい。このことは、カバー７０３が可撓性を有さない／変形可能ではないということではないが、ポケット７０５はむしろ、単にユーザーによるカバー７０３の巧妙な取扱いによって形成されるのとは対照的に、外科用ドレープ７０１の本体の特徴である。

ポケット７０５は、それぞれのインターフェースがインターフェースエレメント７０７，７０９に係合できるように、外科用器具および／または駆動装置のコンポーネントを受容あるいは収納するように構成されていてもよい。ポケット７０５は、外科用器具の一部を受容すると共に係合される、またはロボットアーム駆動装置の一部によって受容されるように構成されていてもよい。あるいは、ポケット７０５は、駆動装置の一部分を受容すると共に係合される、または外科用器具の一部によって受容されるように構成されていてもよい。例えば、図４を再び参照して、ポケット７０５は、器具ラグ４０９を受容すると共に駆動装置のキャリッジ４２１によって受容されるように構成されていてもよい。このようにして、ポケット７０５は、インターフェースエレメント７０７，７０９が駆動装置インターフェースに係合する（そしてこれによって外科用ドレープ７０１をロボットアームに取り付ける）ことを可能にするためにキャリッジ４２１内に着座している。そして、器具ラグ４０９は、インターフェースエレメント７０７，７０９がさらに器具インターフェースに係合できるように、そしてこれによって外科用器具を駆動装置に連結できるように、ポケット７０５内に嵌っている。

カバー内にポケットを形成することにより、外科用ドレープが実質的にゆがめられるまたは変形されることを必要とすることなく、インターフェースエレメントが駆動装置および外科用器具のそれぞれのインターフェースに係合することを可能にしてもよい。このことは、カバーにかかる応力を低減し、それゆえ使用中に外科用ドレープが損傷する可能性を低減するのに有益であろう。このことはまた、外科手術のためにロボットアームをセットする際に、ユーザーが駆動装置インターフェースと外科用器具のインターフェースをより容易に位置決めすることを可能にするであろう。

今回の例では、外科用ドレープ７０１は、ポケット７０５に取り付けられた２つのインターフェースエレメント７０７，７０９を備えている。これは一例に過ぎず、外科用ドレープは任意の適切な数のインターフェースエレメントを含むことができることは理解されるであろう。例えば、外科用ドレープは、一組のインターフェースエレメント（例えば、２つ、３つ、あるいはそれ以上のインターフェースエレメント）を、第１の器具ジョイントを作動させるために駆動装置の動作を伝達する各駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースを係合するように構成されたそれらのインターフェースエレメントの第１のサブセットと、第２の器具ジョイントを作動させるために駆動装置の動作を伝達する各駆動装置インターフェースおよび器具インターフェースを係合するように構成されたそれらのエレメントの第２のサブセットを共に備えていてもよい。一般的には、外科用ドレープは、Ｎ個の器具ジョイントを駆動するために駆動装置の動きを伝達するインターフェースエレメントのＮ個のサブセットを形成する複数のインターフェースエレメントを備えていてもよい。

別の例では、外科用ドレープは、カバーから形成された複数のポケットを備えていてもよい。このような外科用ドレープの一例が、図８に示されている。この例では、外科用ドレープ８０１は、カバー８０９から形成された３つのポケット８０３，８０５，８０７を備えている。外科用ドレープ８０１は、複数のインターフェースエレメント８１１，８１３，８１５，８１７，８１９，８２１を備えている。インターフェースエレメント８１１，８１３はポケット８０３に取り付けられ、インターフェースエレメント８１５，８１７はポケット８０５に取り付けられ、そしてインターフェースエレメント８１９，８２１はポケット８０７に取り付けられている。

第１のポケットに取り付けられた各インターフェースエレメントは、駆動装置および器具のそれぞれのインターフェースを係合するためのものであり、駆動装置からの運動を伝達して第１の器具ジョイントを作動させるためのものである。第２のポケットに取り付けられた各インターフェースエレメントは、駆動装置および器具のそれぞれのインターフェースを係合するためのものであり、駆動装置からの運動を伝達して第２の器具ジョイントを作動させるためのものである。同様に、第３のポケットに取り付けられた各インターフェースエレメントは、駆動装置および器具のそれぞれのインターフェースを係合するためのものであり、駆動装置からの運動を伝達して第３の器具ジョイントを作動させるためのものである。このように、外科用ドレープのインターフェースエレメントの第１のサブセットは、機械的運動を伝達して第１のジョイントを作動させるために第１のポケットに取り付けられており、外科用ドレープのインターフェースエレメントの第２のサブセットは、機械的運動を伝達して第２のジョイントを作動させるために第２のポケットに取り付けられており、外科用ドレープのインターフェースエレメントの第３のサブセットは、機械的運動を伝達して第３のジョイントを作動させるために第３のポケットに取り付けられている。

例えば、外科用器具は３つのラグを備えていてもよく、その各々は、それぞれの器具ジョイントを作動させるために駆動装置の動作に応じて選択的に駆動されるように構成されている。各ラグの各々は、図４に示されるものと同様の形態であってもよい。第１のポケットは、これらのラグのうちの第１のラグを受容するように構成され、第２のポケットは、これらのラグのうちの第２のラグを受容するように構成され、そして第３のポケットは、これらのラグのうちの第３のラグを受容するように構成されている。図８には３つのポケットしか示されていないが、外科用ドレープは、任意の適切な数のポケットを備えていてもよいことは理解されるであろう。

ここで説明されるのは、複数のインターフェースエレメントを備えた外科用ドレープの様々な例である。外科用ドレープ上の複数のインターフェースエレメントは必ずしも同じである必要はないことが理解されよう。すなわち、インターフェースエレメントは、各々が同じタイプであってもよい（例えば、上述したタイプのうちの１つ）が、必ずしもそうでなくてもよい。カバーに固定された各インターフェースエレメントのタイプが、完全に設定可能であることは理解されるであろう。したがって、例えば、外科用ドレープは、インターフェースエレメント６０３および／または６０５のような表面的特徴を備えた１つまたは複数のインターフェースエレメントを備えていてもよいし、同様にインターフェースエレメント６０９および／または６１１のような回転可能な１つまたは複数のインターフェースエレメントを備えていてもよい。また、インターフェースエレメントが異なる第１および第２のインターフェース面を有することが可能であってもよい。それゆえ、インターフェースエレメントは、例えば磁気を帯びた１つのインターフェース面と、ガイドスロットを有する１つのインターフェース面を備えていてもよい。

上記の説明は、器具インターフェースおよび駆動装置インターフェースに言及したものである。器具インターフェースは、インターフェースエレメントが外科用器具に係合するときに、インターフェースエレメントに対向する外科用器具の一部を指す。これは、インターフェースエレメントが外科用器具に係合する時にインターフェースエレメントと合致する外科用器具の面または一部であってもよい。同様に、駆動装置インターフェースは、インターフェースエレメントが駆動装置と係合するときに、インターフェースエレメントに対向する駆動装置の一部を指す。器具インターフェースおよび／または駆動装置インターフェースは、それらが係合するインターフェースエレメントの面に対して相補的な面を備えていてもよい。あるいは、器具インターフェースおよび／または駆動装置インターフェースは、インターフェースエレメントと係合するように特別に設計されていない面を有していてもよい。器具インターフェースおよび／または駆動装置インターフェースは、大きな面と一体化していてもよいし、その一部であってもよい。この場合、器具インターフェースおよび／または駆動装置インターフェースは、サブセクション、またはインターフェースエレメントに対向する面の一部を指す。

外科用ドレープは、さらに、インターフェースエレメントが駆動装置インターフェースに係合することができるように、ユーザーがロボットアームに対して外科用ドレープを正確に位置決めするのを手助けするためのガイドエレメントを備えていてもよい。かかるガイドエレメントは、駆動装置インターフェースまたは器具インターフェースのいずれにも係合していなくてもよい。すなわち、ガイドエレメントは、駆動装置から外科用器具に駆動を提供するように作用しないが、代わりにユーザーが、インターフェースエレメントが駆動装置インターフェースに係合するように外科用ドレープを位置決めすることをより容易にできるようにする。このことは、バッキングプレートとは対照的に、インターフェースエレメントがドレープ生地によって保持される外科用ドレープに有利である。このような外科用ドレープでは、外科用ドレープの全体的な大きさと比較してインターフェースエレメントが相対的に小さいサイズのため、外科用ドレープを容易に位置決めすることは困難かもしれない。ガイドエレメントがロボットアームにどのように連結できるかを説明する前に、まず、ロボットアームの先端の一例について説明する。

図９は、外科用ロボットの一部を構成するロボットアーム９０１の遠位端を示す。ロボットアーム９０１は、例えば、図２に示されたロボットアーム２０３と同様であってもよい。ロボットアーム９０１は、外科用器具９１５に取り付けられるように構成された取付ブロック９０３を備えている。外科用器具９１５は、明瞭にするためにロボットアーム９０１から取り外されて示されている。また、外科用器具９１５は、ロボットアーム９０１と比較して縮尺されずに示されている。外科用器具９１５は、その近位端にハウジング９１７を備える一方、その遠位端にはエンドエフェクタ９１９を備えている（ここでは一対のグリップ部として示されている）。細長いシャフト９２１は、ハウジング９１７とエンドエフェクタ９１９との間に延在している。

取付ブロック９０３は、終端面９０７を備えている。終端面９０７の平面は、一般に、ロボットアーム９０１または取付ブロック９０３の長手方向に対して横方向に延在していてもよい。終端面９０７は、ロボットアーム９０１の最も遠位の点であってもよい。それは、ロボットアーム９０１の端部を規定していてもよい。さらに取付ブロック９０３は、ロボットアーム９０１の長手方向に沿って延在する平坦面９１３を備えている。平坦面９１３は、終端面９０７に対してほぼ横方向に延在していてもよい。平坦面９１３は、外科用器具の近位端に取り付けられた器具ハウジング９１７と係合または接続するように構成されていてもよい。取付ブロック９０３は、溝部または谷部９０５を規定している。溝部９０５は、ロボットアーム９０１の端末端部に開口あるいは口９２３を有している。溝部９０５は、Ｕ字断面形状である。溝部９０５は、器具の近位端を受容するように意図されている。外科手術におけるロボットの使用中には、ロボットアーム９０１は外科用ドレープによって覆われている。外科用ドレープのカバーは、取付ブロック９０３と溝部９０５の上に着座している。外科用ドレープは、ロボットアーム９０１上に無菌境界を画定するように作用する。

ロボットアーム９０１は、外科用ドレープを介して外科用器具に駆動を供給するための駆動装置を備えている。駆動装置は、ロボットアーム９０１内に収容されていてもよい。今回の例では、駆動装置は、溝部９０５の側壁から突出するキャリッジ９０９を含んでいる。キャリッジ９０９は、矢印９１１に示すようにロボットアーム９０１の長手方向に沿って双方向にキャリッジ９０９を駆動することができるリニアアクチュエータ（図示せず）に取り付けられていてもよい。キャリッジ９０９は、図４を参照して説明したように、外科用器具の近位端に配置されたラグを受容するように構成されていてもよい。ラグは、ハウジング９１７が取付ブロック９０３の平坦面９１３とインターフェースで接続されたときに、器具ラグが駆動装置のキャリッジ９０９によって受容できるように、例えばハウジング９１７内に配置されていてもよい。ラグがキャリッジ９０９によって受容されているときに、キャリッジ９０９の直線運動は、ラグの対応する運動を生じさせて、外科用器具に駆動を伝達する。ロボットアーム９０１は、上述したように、器具ジョイントを選択的に作動させるために外科用器具に駆動を供給するための複数のキャリッジ９０９（例えば３つ）を備えていてもよい。

外科用ドレープのガイド構造は、ロボットアーム９０１の取付ブロック９０３に取り付けるように構成されていてもよい。かかるガイド構造が取付ブロック９０３に取り付けられたときには、外科用ドレープのインターフェースエレメントは、駆動装置インターフェースに近接して配置されている。このことは、ユーザーがインターフェースエレメントを駆動装置に接続する手助けをしている。

図１０は、外科用ドレープ（部分のみが示されている）のカバー１０２１に取り付けられたガイド構造１００１の一例を示している。ガイド構造１００１は、一般に１０１７で示されている収納構成と、一般に１０１９で示されている動作構成の両方に示されている。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７と動作構成１０１９間で変形可能である。それは、例えば看護師または外科医によって手動で変形可能であってもよい。ガイド構造１００１は、外科用ドレープが収納されているとき（例えば、製造後、および／または販売前）には、収納構成１０１７とされていてもよい。外科用ドレープは、外科手術で使用されていないときには、収納されていてもよい。それは、外科用ロボットのオペレータまたは外科用ドレープの供給者によって収納されていてもよい。収納構成１０１７において、ガイド構造１００１は、平坦であってもよいし、平面状であってもよい。このことは、外科用ドレープを平坦に包装するか、または平坦な形態に折り畳まれることを可能にする。このことは、外科用ドレープがより効率的に包装されることを可能にするので有利である。例えば、このことは、外科用ドレープが、包装の量を低減して販売のための包装をすることを可能としてもよい。

動作構成において、ガイド構造１００１は、係合のために駆動装置のインターフェースに対して外科用ドレープのインターフェースエレメントを位置決めしてロボットアームに取り付けられるように構成されている。かかる動作構成において、ガイド構造１００１は、１０１９に示すような、折り畳まれた配置であってもよい。このことは、以下でより詳細に説明するように、ロボットアーム上の外科用ドレープを確実に覆うための手助けとなっていてもよい。

ガイド構造１００１は、第１のセグメント１０１３と第２のセグメント１０１５とを備えている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、その収納構成１０１７と動作構成１０１９の間でガイド構造１００１を変形するために互いにジョイントでつながれている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、例えば、互いにヒンジ式または旋回可能に連結されていてもよい。ガイド構造１００１がその収納構成１０１７にあるときには、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、同一平面にある。このことは、ガイド構造１００１は平坦であるか、または平面状であることに帰着する。平面状とは、２つのセグメント１０１３，１０１５間の角度が、例えば１５度、あるいは１０度、あるいは５度より小さいことを意味していてもよい。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７の際に、小さな湾曲やゆがみを示していてもよい。ガイド構造１００１が動作構成１０１９にあるときには、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、同一の平面を占有せず、互いに平行ではない。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５間の角度は、例えば４５度を超えていてもよい。それは、６０度を超えていてもよい。今回の例では、第１およびセグメントは、互いに横方向になるまたは垂直方向になる。横方向になることが、２つのセグメント１０１３，１０１５間の角度が例えば７０度、８０度または８５度よりも大きいことを意味していてもよい。

第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の各々は、それぞれ、１００３_a，１００３_bで示される外側側壁を規定する境界線を有している。第１のセグメント１０１３はさらに２つの対向する面１００５_a，１００７_aを含む一方、第２のセグメント１０１５はさらに２つの対向する面１００５_b，１００７_bを含んでいる。

ガイド構造１００１は、カバー１０２１の単一の表面または側面から突出するように、カバー１０２１に取り付けられていてもよい。ガイド構造１００１は、ロボットアームに対向するカバー１０２１の側面または表面に取り付けられていてもよい。すなわち、それは、非無菌環境とインターフェースで連結するカバー１０２１の表面に取り付けられていてもよい。この表面は、１０２５で示されている。ガイド構造１００１は、複数の方法、例えば、クリップや成型や接着や熱成形や熱シールでカバー１０２１に取り付けられていてもよい。ガイド構造１００１は、外科用ドレープの製造中にカバー１０２１に取り付けられていてもよい。それは、インターフェースエレメントが取り付けられる前または後に取り付けられてもよい。

ガイド構造１００１は、カバー１０２１に取り付けられて閉ループ構造を構成している。すなわち、ガイド構造１００１は、閉ループとして形成されている。かかるループは、非平面であってもよい（例えば、ガイド構造１００１がその動作構成１０１９にある場合）。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７のときに、リング状あるいは環状として形成されていてもよい。それは菱形形状であってもよい。

ガイド構造１００１は、インターフェースエレメント１００９を囲んでいるまたは囲いをしている。このように、インターフェースエレメント１００９は、ガイド構造１００１によって規定された境界内に配置されている。さらに、それは、カバー１０２１の生地を囲むあるいは周りに境界線を描いている（今回の場合、１０１１で示されるカバー１０２１のサブセクションの領域を囲んでいる）。すなわち、カバー１０２１の一部は、ガイド構造１００１によって規定される境界内に配置されている。かかる部分は、ガイド構造１００１によって形成された閉ループの内部である。したがって、ガイド構造１００１は、インターフェースエレメントを取り付けたカバー１０２１のサブセクション１０１１の輪郭を描いている。

取り囲まれたインターフェースエレメント１００９は、図７および図８に示されているように、１つ以上のポケットによってカバーに取り付けられていてもよい。今回の場合、ガイド構造１００１は、１つ以上のポケット（したがって、インターフェースエレメント１００９）を取り囲むあるいは囲んでいる。ガイド構造１００１は、１つ以上のポケットを備えたカバー１０２１の一部またはサブセクション１０１１に対している。インターフェースエレメント１００９（およびポケット、もしあれば）は、その収納構成１０１７において、平面視でリング状の構造の内部に配置されている。

その動作構成１０１９の際には、ガイド構造１００１は、ロボットアーム駆動装置の一部を構成する駆動装置インターフェースに対してインターフェースエレメント１００９を配置するように構成されている。これを行うため、ガイド構造１００１は、インターフェースエレメント１００９を駆動装置インターフェースに対して位置決めするためにロボットアームに取り付けるように構成されている。ガイド構造１００１の第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、両方とも、器具アームの取付ブロックに接続することができる。かかる２つのセグメント１０１３，１０１５は、ロボットアーム取付けブロックのそれぞれの面（例えば、面９０７，９１３）に接続していてもよい。

図１１は、ガイド構造１００１がロボットアーム９０１にどのように取り付けられるかの一例を示している。ロボットアームの取付ブロックは破線で示されており、それが外科用ドレープ（明瞭にするために部分のみが示されている）によって覆われていることを示している。同様に、外科用ドレープの単一のインターフェースエレメント１００９のみが図示されている。ガイド構造１００１がロボットアームに取り付けられている場合、インターフェースエレメント１００９は、ロボットアーム駆動装置のキャリッジ９０９に近接して配置されていることが分かる。次いで、ユーザーは、インターフェースエレメント１００９を所定の位置に操作することにより、インターフェースエレメント１００９をロボットアーム駆動装置に係合することができる。このことは、上述したように、ドレープカバーの柔軟性によって許容されていてもよい。

第１のセグメント１０１３は平坦面９１３に取り付けられ、第２のセグメント１０１５は終端面９０７に取り付けられている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、ロボットアーム上の位置に引っ掛けられていてもよい。あるいは、それらは、ロボットアーム上の位置に押し嵌めされるか、スナップ嵌合されるか、またはクリップ留めされていてもよい。かかる構造は、面１００５_a，１００５_bを介してロボットアームに接続されていてもよい。それゆえ、面１００５_a，１００５_bはロボットアームインターフェース面と呼ばれてもよい。例えば、面１００５_a，１００５_bは、ロボットアームの面９０７，９１３（例えば、溝）上の相補的な特徴と係合するように構成されている表面的特徴（例えば、隆起および／またはラグ）を備えていてもよい。あるいは、面１００５_a，１００５_bは、取付ブロック９０３上の隆起／ラグと係合するように構成されている溝または凹部を備えていてもよい。

あるいは、ガイド構造１００１は、ロボットアームに摺動可能に係合するように構成されていてもよい。ガイド構造１００１は、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の一方が、ロボットアーム上の相補的な面と摺動可能に係合するように構成されていてもよい。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の他方は、ロボットアームに対して押し嵌めまたはクリップ留めされていてもよい。例えば、第１のセグメント１０１３は、溝部９０５の境界線に沿って延びる溝（図９中に９２５で示す）に摺動可能に係合するように構成されていてもよい。かかる溝は、溝部の側壁に配置されていてもよい。それは、取付ブロック９０３の平坦面９１３に平行な方向に延在していてもよい。

ガイド構造１００１は、動作構成１０１９にあるときに、その境界線によって規定される形状が変形可能であるように、弾性的に変形可能であってもよい。ガイド構造１００１は、ガイド構造１００１が溝に摺動可能に係合できる圧縮構成と、ガイド構造１００１が溝に係合できない拡張構成の間で変形可能であってもよい。拡張構成は、ガイド構造１００１の直径が溝部９０５の幅よりも大きいものであってもよい。ガイド構造１００１は、その拡張構成に付勢されていてもよい。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の一方または両方が、弾性的に変形可能であってもよい。

ガイド構造１００１をロボットアームに摺動可能に係合するために、ユーザーが第１のセグメント１０１３の対向するアームを共に強く押すことで、第１のセグメント１０１３を圧縮構成に変形して第１のセグメント１０１３が溝９２５内に嵌合できるようになっていてもよい。次いで、第１のセグメント１０１３は、溝９２５内に嵌め込まれ得る。一旦ガイド構造１００１が溝９２５内に嵌め込まれると、拡張構成に向かう弾力のある付勢がガイド構造１００１を溝９２５内に確実に保持する。

ガイド構造は、溝に摺動可能に係合するように構成された第１のセグメントの外側側壁から突出する表面的特徴を備えていてもよい。このような表面的特徴の例が、図１２に示されている。各ガイド構造１２０１，１２０３は、第１のセグメント（それぞれ１２０５，１２０７で示される）と第２のセグメント（それぞれ１２０９，１２１１で示される）を備えている。ガイド構造１２０１，１２０３は、それらの収納構成で示されている。これらの図において、ドレープカバーは明瞭にするために省略されている。

第１のセグメント１２０５の外側側壁１２１３は、複数のラグ１２１５の形態の表面的特徴を有している。かかるラグ１２１５は、外側側壁１２１３に対して横方向に延び出している。ガイド構造１２０１がロボットアームに取り付けられているときには、ラグ１２１５はロボットアーム上に位置する溝（例えば、溝９２５）内に受容されている。ラグ１２１５は、ユーザーがガイド構造１２０１をロボットアームに正確に取り付けるのを手助けするガイドピンとして振る舞っていてもよい。

第１のセグメント１２０７の外側側壁１２１７は、リブ１２１９の形態の表面的特徴を有している。リブ１２１９は、外側側壁１２１７の周りに周方向に延在する。ガイド構造１２０３がロボットアームに取り付けられているときには、リブ１２１９は、ロボットアーム上に位置する溝（例えば、溝９２５）内に受容されている。あるいは、ガイド構造は、ロボットアーム上のそれぞれの溝と係合するように構成された複数のリブを備えていてもよい。

あるいは、ガイド構造１２０１，１２０３は、第２のセグメント１２０９，１２１１が、溝部に沿って円周方向に延在する溝（図９に９２７で示されている）に摺動可能に係合するように構成されていてもよい。かかる溝は、溝部の開口に近接して配置されていてもよい。それは、終端面９０７に平行な方向に延在していてもよい。今回の場合、第１のセグメント１２０５，１２０７は、ロボットアーム上に押し嵌めまたはクリップ留めされるように構成されていてもよい。第２のセグメント１２０９，１２１１はそれ自体、その外側側壁１００３ｂから突出する表面的特徴を備えていてもよい。これらの表面的特徴は、図１２を参照して上述したように、ラグまたはリブの形態であってもよい。あるいは、ガイド構造は、溝部９０５に突出する突起と係合するように構成された溝または凹部の形態で、その側壁上に表面的特徴を備えていてもよい。

上記の例では、第１および第２のセグメントの各々は、ロボットアームのそれぞれの面に係合するように構成されている。ロボットアームの複数の面に係合するガイド構造を有していることは、外科用ドレープがロボットアームをより確実に覆うことを可能にするので有利である。ガイド構造１００１では、第１のセグメント１０１３は、ユーザーがより容易に外科用ドレープのインターフェースエレメント１００９を駆動装置に係合できる手助けになるように、ロボットアームに取り付けられている。第２のセグメント１０１５は、ロボットアームを覆うように外科用ドレープを操作するのを手助けするように、ロボットアームの終端面９０７に取り付けられている（または溝９２７内に着座している）。外科用ドレープは、第２のセグメントを介して取り付けられることなくロボットアームの終端部の上方で操作されていてもよいが、このような外科用ドレープはロボットアームに確実に保持されないかもしれない。

ガイド構造の第１および第２のセグメントは、連動するように構成されていてもよいし、あるいはガイド構造がその動作構成にあるときに互いに連結するように構成されていてもよい。第１および第２のセグメントは、ガイド構造をその動作構成に確実に保持するように、互いにクリップ留めするように構成されていてもよい。第１および第２のセグメントが一緒にロックする方法の一例が、図１３に示されている。

図１３に、１３０３で示す収納構成および１３０５で示す動作構成におけるガイド構造１３０１の側面図を示す。第１と第２のセグメント（それぞれ１３０７と１３０９）間のピボット接続を中心にした構造の一部のみが示されている。ガイド構造１３０１と外科用ドレープの残りの部分は、明確にするために、省略されている。

第１および第２のセグメント１３０７，１３０９は各々、それぞれ１３１１と１３１３で示されているインターロックインターフェースを備えている。インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、ガイド構造１３０１がその動作構成１３０５にあるときに、第１および第２のエレメント１３０７，１３０９を一緒に固定するために、互いに係合するように構成されている。ガイド構造１３０１が収納構成１３０３にあるときには、インターロックインターフェース１３１１，１３１３は互いに係合されていない。インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、ガイド構造１３０１が収納構成１３０３にあるときには互いに交差していてもよい。

今回の例では、インターロックインターフェース１３１１，１３１３は共に、押し嵌めあるいはスナップ嵌合するように構成されている。インターロックインターフェース１３１１は、インターロックインターフェース１３１３のパーツを形成する凹部と連結するまたは係合するように構成されている、マッシュルームヘッド形状の突起を備えている。ここに示されている突起は単なる例であり、インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、互いにロックすることができる任意の適切な相補的な面であることは理解されるであろう。

インターロックインターフェースは、解除可能にロックするように構成されていてもよい。すなわち、第１および第２のセグメントは、適切な手動力で動作構成から収納構成に変形可能であってもよい。適切な手動力は、ユーザーによって手動でインターフェースを解錠することを可能にするのに十分に低いが、例えばユーザーが外科手術中にガイド構造を偶然にノックした場合に、インターフェースが意図せずに解錠されないように十分に高いものであってもよい。

一対のインターロックインターフェース１３１１，１３１３のみが図１３に示されているが、ガイド構造は、ガイド構造の反対側に第２の一対のインターロックインターフェースを備えていてもよいことは理解されるであろう。第１および第２の一対のインターロックインターフェースは、その収納構成と動作構成の間で変形される際に、ガイド構造がその周りに旋回する旋回軸上または近位にあってもよい。

別の例では、ガイド構造は、収納構成にあるときに第１および第２のセグメントは平行であるが平面ではないように構成されてもよい。第１および第２のセグメントは、例えば、積み重ねられた配置であってもよい。すなわち、第１および第２のセグメントのうちの一方は、ガイド構造が収納構成にあるときに、第１および第２のセグメントのうちの他方の上に折り返されている。したがって、第１および第２のセグメントは、ガイド構造がその収納構成にあるときに一致していてもよい。このことは、第１および第２のセグメントが平行かつ平面である場合と比較して、収納構成時のガイド構造の表面積を減少させて、保管および梱包のためにドレープを容易に折り畳むことができる場合がある。

上述の実施例では、ガイド構造は、互いに対して旋回可能な第１および第２のセグメントを備えている。あるいは、ガイド構造は、閉ループ構造を形成する単一のセグメントを備えていてもよい。かかるセグメントは、ガイド構造をその収納構成と動作構成の間で変形可能とするために、弾性あるいは可撓性を有していてもよい。ガイド構造は、ガイド構造がその収納構成（その中でセグメントが平面状、あるいは平坦、もしくは平らである）の方へ向かって付勢されるように、収納構成と動作構成の間で弾性的に変形可能であってもよい。このようなガイド構造は、上述の例のように、ロボットアームに取り付けるための表面的特徴を備えていてもよい。さらに、上述した実施例では、ガイド構造は、複数のドレープインターフェースエレメントを取り囲んでいるが、ガイド構造は、駆動装置に対して単一のインターフェースエレメントを配置するためにも同様に使用可能であることは理解されるであろう。それゆえ、ガイド構造は、単一のインターフェースエレメントを取り囲むか、または包囲することができる。

図１４は、ガイド構造１４０１の別の例を示している。かかるガイド構造１４０１は、外科用ドレープ１４０３のカバーに取り付けられたたが形状を有している。明瞭化のために、カバーの一部のみが示されている。ガイド構造１４０１は、開ループとして形成されている。すなわち、ガイド構造１４０１は、上述の例のように閉ループを形成していない。ガイド構造１４０１は、円弧状または三日月状の形状であってもよい。ガイド構造１４０１は、半円として形成されていてもよい。ガイド構造１４０１は、上記ガイド構造の第１のセグメントに似ていてもよい。

たが形状は、外側側壁１４０９を画定する境界線を有している。ガイド構造１４０１はさらに、対向面１４１１，１４１３を備えている。ガイド構造１４０１は、対向面１４１１，１４１３の１つのみ（今回の例では面１４１１）を介してカバーに取り付けられていてもよい。ガイド構造１４０１は、非無菌環境とインターフェースで連結するカバー１４１５側に取り付けられていてもよい。他の対向面（１４１３）は、ガイド構造１４０１をロボットアームに取り付けるために用いられていてもよい。面１４１３それ自体が、ロボットアームインターフェース面と呼ばれていてもよい。

たが形状は、カバー１４１５の生地と、カバー１４１５に固定された複数のインターフェースエレメント１４０５を包含している。すなわち、外科用ドレープのインターフェースエレメント１４０５（図１４に記載されていませんが、図１４の４つの円柱状の突起がそれに当たると思われますので、前置補正で図１４を修正します）は、たが形状の境界内のカバー１４１５上に配置されている。かかるインターフェースエレメント１４０５は、例えばたが形状が平面視されたときに、たが形状の内部にある。このようにして、たが形状は、インターフェースエレメント１４０５を含むドレープカバー１４０７のサブセクションまたは部分を囲んでいる。たが形状は、複数のインターフェースエレメント１４０５を添付するドレープカバー１４０７の一部に対していてもよい。たが形状は、図８を参照して上述したように１つ以上のポケットを備えたカバーの生地を包含していてもよい。それゆえ、たが形状は、一つ以上のポケットを形成するカバーの生地に対していてもよい。

ガイド構造は複数のインターフェースエレメントに対して配置されており、その結果、ガイド構造がロボットアームに取り付けられている時には、複数のインターフェースエレメントが係合のために駆動装置のインターフェースに対して配置されている。これにより、ガイド構造がロボットアームに取り付けられている時には、インターフェースエレメントは、駆動装置インターフェースに近接して置かれるまたは配置されている。ガイド構造は、図１１〜図１２を参照して説明した実施例のいずれかに従ってロボットアームに取り付けるように構成されていてもよい。例えば、ガイド構造が、ロボットアーム上に配置された相補的な面（例えば、溝９２５または９２７）と摺動可能に係合していてもよい。今回の場合、外側側壁１４０９は、ロボットアーム上の相補的な面と係合するように構成された表面的特徴を有していてもよい。あるいは、ガイド構造は、ガイド構造をロボットアーム上に押し嵌め、スナップ嵌合あるいはクリップ留めできるようにするロボットアームインターフェース面１４１３の表面的特徴を備えていてもよい。

ガイド構造１４０１は開ループ構造として示されているが、あるいはガイド構造１４０１は閉ループとして形成されていてもよい。それゆえ、ガイド構造１４０１は、環状であってもよいし、あるいはリング状であってもよい。ガイド構造は、剛性を有していてもよい。すなわち、ガイド構造は単一の構成を有し、収納構成と動作構成の間で変形可能でなくてもよい。あるいは、ガイド構造は、単一のインターフェースエレメントとカバーの生地を包含していてもよい。

出願人はこれによって、ここに記載の分離した各個別の特徴および２つ以上のそのような特徴の任意の組み合わせを開示しており、そのような特徴または特徴の組み合わせが当業者の共通の一般的な知識に照らして全体として本明細書に基づいて実施されることが可能な程度に開示している。なお、そのような特徴または特徴の組合せが本明細書に開示される任意の問題を解決するかどうかは関係がなく、またかかる具体的記載が特許請求の範囲を限定するものでもない。出願人は、本発明の態様は、このような個々の特徴または特徴の組み合わせから成ってもよいことを示している。以上の説明に鑑みて、種々の改変が本発明の範囲内でなされ得ることは当業者にとって明らかであろう。

それゆえ、駆動装置がロボットアーム内に収容されている場合には、機械的駆動は、外
科用ドレープを介して外科用器具に接続されているかまたは結合されている必要がある。
これを行うための１つの方法は、インターフェースプレートを使用することである。かか
るインターフェースプレートは、一般的に、複数の動作可能なインターフェースエレメン
トを保持する１つまたは複数のプレート（例えば、フロントプレートとバックプレート）
を備えている。これらのインターフェースエレメントは駆動装置と外科用器具に結合され
ており、外科用器具のジョイントを駆動するために駆動装置によって提供された機械的駆
動を外科用器具に伝達する。インターフェースプレートは外科用ドレープに組み込まれて
いてもよく、例えば、外科用ドレープに穴を開け、作成された開口にインターフェースプ
レートを挿入することによって行うことができる。次に、外科用ドレープは、ロボットア
ームと、駆動装置に接続されたインターフェースプレートの上方に配置できる。それから
、外科用器具はインターフェースプレートに接続でき、したがって無菌境界を維持するこ
とができる。

外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置イン
ターフェースと器具インターフェースの両方と係合するように構成されている。各インタ
ーフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置インターフェースに係合するための第
１のインターフェース面と、器具インターフェースに係合するための第２のインターフェ
ース面とを備えていてもよい。第１および第２のインターフェース面は、対向する面であ
ってもよい。それらは、カバーの対向する側面にあってもよい。駆動装置インターフェー
スは、外科用ドレープ４０７が駆動装置４０１に固定されたときに、インターフェースエ
レメント４３５，４３７と対向する駆動装置４０１の一部である。今回の例では、駆動装
置インターフェースは、ソケット内部の対向面４３９，４４１である。器具インターフェ
ースは、同様に、外科用器具４０３が外科用ドレープ４０７を介して駆動装置４０１に連
結されているときに、インターフェースエレメント４３５，４３７と対向する外科用器具
４０３の一部である。今回の例では、器具インターフェースは、ラグの２つのサブセクシ
ョン４４３，４４５である。

駆動装置４０１と外科用器具４０３の両方のインターフェースを係合することにより、
インターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置４０１が外科用ドレープ４０７
を介して外科用器具４０３に結合されることを可能にする。これにより、駆動装置４０１
によって提供される機械的駆動が外科用ドレープ４０７を介して外科用器具４０３に伝達
され、１つ以上の器具ジョイントを作動させることが可能になる。例えば、リードスクリ
ュー４２９の回転が、キャリッジ４２１に矢印Ｌ₁で示す直線方向への移動をもたらして
もよい。かかる直線運動は、外科用ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５
，４３７を介してキャリッジ４２１から器具インターフェース４０９に伝達され、これに
よりラグ４０９の対応する動きをもたらす。ラグ４０９のこの運動は、駆動ケーブル４１
５およびプーリー４１１，４１３を反時計回り方向に駆動する。この方向にプーリー４１
３を駆動することは、器具ジョイントを駆動し、リスト部材を軸に対してＰ₁の方向に旋
回させる。同様に、キャリッジ４２１をＬ₂方向に駆動するためにリードスクリュー４２
９を回転することは、リスト部材をＰ₂方向に旋回させる。

ガイド構造１００１は、第１のセグメント１０１３と第２のセグメント１０１５とを備
えている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、その収納構成１０１７と
動作構成１０１９の間でガイド構造１００１を変形するために互いにジョイントでつなが
れている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、例えば、互いにヒンジ式
または旋回可能に連結されていてもよい。ガイド構造１００１がその収納構成１０１７に
あるときには、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、同一平面にある。こ
のことは、ガイド構造１００１は平坦であるか、または平面状であることに帰着する。平
面状とは、２つのセグメント１０１３，１０１５間の角度が、例えば１５度、あるいは１
０度、あるいは５度より小さいことを意味していてもよい。ガイド構造１００１は、収納
構成１０１７の際に、小さな湾曲やゆがみを示していてもよい。ガイド構造１００１が動
作構成１０１９にあるときには、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、同
一の平面を占有せず、互いに平行ではない。第１および第２のセグメント１０１３，１０
１５間の角度は、例えば４５度を超えていてもよい。それは、６０度を超えていてもよい
。今回の例では、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、互いに横方向にな
るまたは垂直方向になる。横方向になることが、２つのセグメント１０１３，１０１５間
の角度が例えば７０度、８０度または８５度よりも大きいことを意味していてもよい。

Claims (20)

1. 器具に駆動を提供するための駆動装置を備える外科用ロボットアームを覆うための外科用ロボットドレープであって、
   前記駆動装置は、前記器具の対応するインターフェースに結合するためのインターフェースを含む一方、
   前記ドレープは、前記ロボットアームを覆ってその上に無菌境界を画定するためのカバーと、前記カバーに取り付けられたインターフェースエレメントと、を備え、前記インターフェースエレメントは、前記駆動装置を前記器具に連結して、前記ドレープを介して前記器具に駆動を提供するように、前記駆動装置の前記インターフェースと前記器具の前記インターフェースを係合するように構成されている一方、
   前記駆動装置の前記インターフェースに対して前記インターフェースエレメントを配置するために前記カバーに取り付けられたガイド構造を備えており、前記ガイド構造は、前記ドレープが収納された状態の収納構成と、前記ガイド構造が、前記インターフェースエレメントを前記駆動装置の前記インターフェースに対して係合状態で配置して前記ロボットアームに取り付けられるように構成された動作構成と、の間で変形可能とされている
   ことを特徴とする外科用ロボットドレープ。
2. 前記ガイド構造は、前記構造が平面状である収納構成から変形可能である請求項１に記載の外科用ロボットドレープ。
3. 前記ガイド構造が、前記構造が折り畳まれた配置にある動作構成に変形可能である請求項１または２に記載の外科用ロボットドレープ。
4. 前記ガイド構造は、第１のセグメントと第２のセグメントを備えており、前記第１および第２のセグメントは、前記構造をその収納構成と動作構成の間で変形させるために互いに関節でつながれている請求項１〜３の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
5. 前記ガイド構造は、前記構造がその動作構成にあるとき、前記第１のセグメントが前記第２のセグメントに対して横方向になるように構成されている請求項５に記載の外科用ロボットドレープ。
6. 前記ガイド構造は、前記構造がその収納構成にあるとき、前記第１および第２のセグメントが互いに平行であるように構成されている請求項４または５に記載の外科用ロボットドレープ。
7. 前記ガイド構造は、前記構造がその収納構成にあるとき、前記第１および第２のセグメントが同一平面上の平面であるように構成されている請求項６に記載の外科用ロボットドレープ。
8. 前記第１のセグメントと前記第２のセグメントはそれぞれ、インターロックインターフェースを備えており、前記ガイド構造は、その動作構成の際に前記第１および第２のセグメントを共に固定するように前記インターロックインターフェースが互いに係合されている請求項４〜７の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
9. 前記第１のセグメントの前記インターロックインターフェースは突起であり、前記第２のセグメントの前記インターロックインターフェースは前記突起を弾性的に収容するように構成された凹部である請求項８に記載の外科用ロボットドレープ。
10. 前記ガイド構造の前記第１および第２のセグメントの一方は、取り付けのために前記ロボットアーム上の相補的な面と摺動可能に係合するように構成されている請求項４〜９の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
11. 前記第１および第２のセグメントの一方は、前記ロボットアームの前記相補的な面に摺動可能に係合することができる圧縮構成と、前記相補的な面に摺動可能に係合できない拡張構成と、の間で弾性的に変形可能である請求項１０に記載の外科用ロボットドレープ。
12. 前記ガイド構造の前記第１および第２のセグメントのうちの前記一方は、その拡張構成に付勢されるように構成されている請求項１１に記載の外科用ロボットドレープ。
13. 前記ガイド構造は、前記構造の境界線によって規定される側壁を備えており、前記ガイド構造は、取り付けのために前記ロボットアーム上の前記相補的な面に摺動可能に係合するように構成された前記側壁上の表面的特徴を備えている請求項１０〜１２の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
14. 前記表面的特徴は、前記側壁に取り付けられた１つ以上のリブを備えており、前記リブは、前記ロボットアーム上に配置されたそれぞれの溝に摺動可能に係合するように構成されている請求項１３に記載の外科用ロボットドレープ。
15. 前記表面的特徴は、前記側壁に対して横方向に延在する１つ以上のラグを備えていてもよく、前記ラグは、前記ロボットアーム上に配置された溝に摺動可能に係合するように構成されている請求項１３に記載の外科用ロボットドレープ。
16. 前記ガイド構造は、前記カバーに取り付けられて、前記インターフェースエレメントと前記カバーの生地を囲む閉ループ構造を構成する請求項１〜１５の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
17. 前記ドレープは、空間的配置で前記カバーに取り付けられた複数のインターフェースエレメントを備え、その結果、各前記インターフェースエレメントは、前記カバーの生地によって各他の前記インターフェースエレメントから空間的に分離されている一方、前記ドレープは、前記ガイド構造が前記複数のインターフェースエレメントを囲むように構成されている請求項１〜１６のいずれか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
18. 前記ガイド構造は、前記インターフェースエレメントに対して前記カバー上に配置されており、その結果、前記ガイド構造がその動作構成で前記ロボットアームに取り付けられているときに、前記インターフェースエレメントは係合のために前記駆動装置の前記インターフェースに対して配置されている請求項１〜１６のいずれか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
19. 器具に駆動を提供するための駆動装置を備える外科用ロボットアームを覆うための外科用ロボットドレープであって、
    前記駆動装置は、前記器具の対応するインターフェースに結合するためのインターフェースを含む一方、
    前記ドレープは、前記ロボットアームを覆ってその上に無菌境界を画定するためのカバーと、前記カバーに取り付けられたインターフェースエレメントと、を備え、前記インターフェースエレメントは、前記駆動装置を前記器具に連結して、前記ドレープを介して前記器具に駆動を提供するように、前記駆動装置の前記インターフェースと前記器具の前記インターフェースを係合するように構成されている一方、前記インターフェースエレメントと前記カバーの生地を包含する前記カバーに取り付けられたたが状のガイド構造を備えており、前記たが状のガイド構造は、前記ロボットアームに取り付けられて、前記インターフェースエレメントを前記駆動装置の前記インターフェースに対して配置して係合するように構成されている
    ことを特徴とする外科用ロボットドレープ。
20. 外科用ロボットドレープは、実質的に添付図面の図１０〜図１４を参照して記述されている。

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