JP2021035541A - 駆動を伝達するための外科用ロボットドレープ - Google Patents

Abstract

【課題】外科用ロボットの一部を覆うための外科用ロボットドレープを提供する。【解決手段】ドレープ４０７は、外科用ロボットの駆動装置４０１を覆ってその上に無菌境界を画定するカバー４３３と、複数のインターフェースエレメント４３５，４３７とを含み、各インターフェースエレメントは駆動装置のインターフェースおよび器具４０３のインターフェースの両方と係合して、駆動装置を器具に連結させることによって駆動装置から供給された機械的駆動をドレープを介して伝達し、器具の少なくとも１つのジョイントを選択的に作動させるようになっていると共に、複数のインターフェースエレメントが空間的配置によりカバーに取り付けられることによって、複数のインターフェースエレメントのそれぞれがカバーの生地によって他の複数のインターフェースエレメントのそれぞれに対して分離されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ロボット手術に使用される外科用器具と整合するための複数のインターフェースエレメントを含んで構成された外科用ドレープに関するものである。

図１に、ロボット手術を行うための典型的な外科用ロボットを示す。外科用ロボット１０１は、ロボットアーム１０３を含んで構成されており、ロボットアーム１０３の一方の端部が外科用器具１０５に取り付けられている。外科用器具１０５は、手術を行うために、患者に挿入するように作動可能である。ロボットアーム１０３は１つ以上のジョイント１０７を有しており、ジョイント１０７を中心としてアームを関節運動させて、外科用器具１０５の動作および／または位置を制御できるようになっている。ロボットアーム１０３は外科用ドレープ１０９によって覆われており、外科用器具１０５（滅菌されていなければならない）とロボットアーム１０３（滅菌されてなくてもよい）の間に無菌境界が設けられる。ドレープ１０９は、ロボットアーム１０３と、アームの位置する無菌フィールド（例えば手術室）の間に、境界を形成する。

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／またはグリップ部や顎部等の遠位エンドエフェクタを含んで構成されていてもよい。外科用ロボットが外科的処置の特定のステップを実行することができるように、リストジョイントおよびエンドエフェクタは、関節運動可能とされていてもよい。これらの関節は、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得る。駆動装置を、外科用器具内ではなく、ロボットアーム内に収容することが望ましい場合が多い。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がある滅菌を施されるからである。加えて、外科用器具から駆動装置を取り去ることにより、外科用器具のコストが低減される。これは外科用器具が各外科的処置の後に交換するよう設計されている場合には望ましいであろう。

従って、駆動装置がロボットアーム内に収容されている場合、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または連結される必要がある。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。このような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つ以上のプレート（例えば、フロントプレートおよびバックプレート）を含んで構成されている。これらのインターフェースエレメントは、駆動装置および外科用器具に連結されており、外科用器具の関節を駆動するために駆動装置によって供給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、作成された開口部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。そして、外科用器具はインターフェースプレートに接続することができ、それによって無菌境界を維持することが可能となる。

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比較的かさばったものとなる場合もあり、このことは空間的に効果的な方法で外科用ドレープを梱包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の態様は、外科用ロボットの一部を覆うための外科用ロボットドレープであって、該外科用ロボットは、少なくとも１つのジョイントを備えた器具と、駆動装置を備えたロボットアームとを含んで構成されており、該駆動装置が、該少なくとも１つのジョイントを選択的に作動させるための機械的駆動を供給するようになっていると共に、該器具と該駆動装置が、該駆動装置からの該機械的駆動を該器具に連結する複数のインターフェースをそれぞれ有しており、前記ドレープは、前記外科用ロボットの前記駆動装置を覆ってその上に無菌境界を画定するカバーと、複数のインターフェースエレメントと、を含んで構成されており、各該インターフェースエレメントは、前記駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースの両方と係合して、該駆動装置を該器具に連結させることによって該駆動装置から供給された前記機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の前記少なくとも１つのジョイントを選択的に作動させるようになっていると共に、該複数のインターフェースエレメントが空間的配置により前記カバーに取り付けられることによって、該複数のインターフェースエレメントのそれぞれが該カバーの生地によって他の該複数のインターフェースエレメントのそれぞれに対して分離されていることを特徴とする外科用ロボットドレープである。

前記カバーの前記生地が可撓性とされていることにより、前記複数のインターフェースエレメントのそれぞれが他の該インターフェースエレメントのそれぞれに対して空間的に相対固定されていなくてもよい。

前記カバーの前記生地が可撓性とされていることにより、前記インターフェースエレメントの前記空間的配置が調整可能とされていてもよい。

前記カバーの前記生地が可撓性とされていることにより、前記複数のインターフェースエレメント間で空間的な相対移動が許容されて、それらの前記空間的配置が変わってもよい。

前記インターフェースエレメントの相互に対する前記空間的配置が、前記カバーの構成に依存してもよい。

各前記インターフェースエレメントが、前記駆動装置の前記インターフェースを係合する第１のインターフェース面と、前記器具の前記インターフェースを係合する第２のインターフェース面とを含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントのそれぞれが、前記駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースと取り外し可能に係合するようになっていてもよい。

各前記インターフェースエレメントについて、該インターフェースエレメントを前記器具の前記インターフェースから取り外すよりも前記駆動装置の前記インターフェースから取り外す方がより大きな力を必要とするように、前記第１のインターフェース面が該駆動装置の該インターフェースの相補的な表面と係合するようになっていると共に、前記第２のインターフェース面が該器具の該インターフェースの相補的な表面と係合するようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が前記駆動装置の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する表面的特徴を含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第２のインターフェース面が前記器具の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する表面的特徴を含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が前記駆動装置の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する前記表面的特徴を含んで構成されていると共に、前記第２のインターフェース面が前記器具の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する前記表面的特徴を含んで構成されていてもよい。

前記第１のインターフェース面の前記表面的特徴が前記駆動装置の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合するようになっていることにより、前記ドレープが前記ロボットアームに固定されてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が、前記駆動装置の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する前記表面的特徴としての複数の突起または複数の凹部を含んで構成されていると共に、前記第２のインターフェース面が、前記器具の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合する前記表面的特徴としての複数の突起または複数の凹部を含んで構成されていてもよい。

前記少なくとも１つのインターフェースエレメントについて、前記第１のインターフェース面を構成する前記突起または凹部の数が、前記第２のインターフェース面を構成する前記突起または凹部の数よりも大きくされていることにより、該インターフェースエレメントを前記器具の前記インターフェースから取り外すよりも前記駆動装置の前記インターフェースから取り外す方がより大きな力を必要としてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が磁性材料を含んで構成されており、該第１のインターフェース面が、磁気吸引力を介して前記駆動装置の前記インターフェースと係合するようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第２のインターフェース面が磁性材料を含んで構成されており、該第２のインターフェース面が、磁気吸引力を介して前記器具の前記インターフェースと係合するようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が磁性材料を含んで構成されており、該第１のインターフェース面が、磁気吸引力を介して前記駆動装置の前記インターフェースと係合するようになっていると共に、前記第２のインターフェース面が磁性材料を含んで構成されており、該第２のインターフェース面が、磁気吸引力を介して前記器具の前記インターフェースと係合するようになっており、該第１および第２のインターフェース面について、該第２のインターフェース面が該器具の該インターフェースと係合する磁気吸引力よりも強い磁気吸引力を介して該第１のインターフェース面が該駆動装置の該インターフェースと係合するようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１のインターフェース面が、前記駆動装置の前記インターフェースの一部を形成するラグを収容するガイドスロットを含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第２のインターフェース面が、前記器具の前記インターフェースの一部を形成するラグを収容するガイドスロットを含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、前記第１および第２のインターフェース面が周囲の前記カバーの前記生地に対して相対回転可能とされて、回転駆動を前記駆動装置から前記器具に伝達することによって該器具の少なくとも１つの前記ジョイントを選択的に作動させるようになっており、該少なくとも１つのインターフェースエレメントについて、該第１のインターフェース面の回転が該第２のインターフェース面の回転と連結されるようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つが、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して該駆動装置の線形駆動を該器具に伝達することによって該器具の少なくとも１つの前記ジョイントを選択的に作動させるようになっていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントの少なくとも１つについて、（ｉ）前記第１および第２のインターフェース面が周囲の前記カバーの前記生地に対して相対回転可能とされて、回転駆動を前記駆動装置から前記器具に伝達することによって該器具の第１の前記ジョイントを作動させるようになっており、前記少なくとも１つのインターフェースエレメントについて、該第１のインターフェース面の回転が該第２のインターフェース面の回転と連結されるようになっていると共に、（ｉｉ）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して線形駆動を該駆動装置から該器具に伝達することによって該器具の第２の前記ジョイントを作動させるようになっていてもよい。

各前記インターフェースエレメントが前記カバーに直接装着されていてもよい。

各前記インターフェースエレメントが前記カバーの前記生地によって所定位置に保持されていてもよい。

各前記インターフェースエレメントが前記カバーに押し嵌めされることによって、該インターフェースエレメントが該カバーに取り付けられていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントが、前記インターフェースエレメントの第１のサブセットであって、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第１の前記ジョイントを作動させるようになっている第１のサブセットと、前記インターフェースエレメントの第２のサブセットであって、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第２の前記ジョイントを作動させるようになっている第２のサブセットとを含んで構成されていてもよい。

前記複数のインターフェースエレメントが、該インターフェースエレメントの第３のサブセットを含んで構成されており、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第３の前記ジョイントを作動させるようになっていてもよい。

前記ドレープが、前記カバーからそれぞれ形成された第１，第２および第３のポケットを含んで構成されており、各該ポケットが、前記器具の近位部分から突出するそれぞれ対応するラグを収容するようになっていると共に、前記ドレープについて、前記インターフェースエレメントの第１のサブセットが該第１のポケットに取り付けられて、前記インターフェースエレメントの第２のサブセットが該第２のポケットに取り付けられて、さらに前記インターフェースエレメントの第３のサブセットが該第３のポケットに取り付けられるようになっていてもよい。

前記インターフェースエレメントの第１のサブセットが、第１のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっており、前記インターフェースエレメントの第２のサブセットが、第２のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっていると共に、前記インターフェースエレメントの第３のサブセットが、第３のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっていてもよい。

前記ドレープが、前記カバーから形成されたポケットを含んで構成されており、該ポケットが、前記器具の近位部分から突出するラグを収容するようになっていると共に、該ポケットには少なくとも１つの前記インターフェースエレメントが取り付けられており、該インターフェースエレメントが、前記駆動装置の前記インターフェースと、該ラグに配置された前記器具の前記インターフェースを係合することにより、機械的駆動を該ドレープを介して伝達し、該器具の第１の前記ジョイントを作動させるようになっていてもよい。

前記ドレープが、前記カバーからそれぞれ形成された第１，第２および第３のポケットを含んで構成されており、各該ポケットが、前記器具の近位部分から突出するそれぞれ対応するラグを収容するようになっていると共に、各ポケットには少なくとも１つの前記インターフェースエレメントが取り付けられており、該インターフェースエレメントが、前記駆動装置の前記インターフェースと、それぞれ対応する該ラグに配置された前記器具の前記インターフェースを係合することにより、該器具のそれぞれ対応する前記ジョイントを作動させるようになっていてもよい。

本発明の第２の態様は、ロボット手術を行うための外科用ロボットシステムであって、少なくとも１つのジョイントを備えた器具と、駆動装置を備えたロボットアームとを含んで構成された外科用ロボットであって、該駆動装置が、該少なくとも１つのジョイントを選択的に作動させるための機械的駆動を供給するようになっていると共に、該器具と該駆動装置が、該駆動装置からの該機械的駆動を該器具に連結する複数のインターフェースをそれぞれ有している外科用ロボットと、外科用ロボットドレープであって、前記外科用ロボットの前記駆動装置を覆ってその上に無菌境界を画定するカバーと、複数のインターフェースエレメントと、を含んで構成されており、各該インターフェースエレメントは、該駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースの両方と係合して、該駆動装置を該器具に連結させることによって該駆動装置から供給された前記機械的駆動を該ドレープを介して伝達し、該器具の前記少なくとも１つのジョイントを選択的に作動させると共に、該複数のインターフェースエレメントが空間的配置により該カバーに取り付けられることによって、該複数のインターフェースエレメントのそれぞれが該カバーの生地によって他の該複数のインターフェースエレメントのそれぞれに対して分離されている外科用ロボットドレープと、を含んで構成されている外科用ロボットシステムである。

以下、本発明を、添付図面を参照しつつ説明する。

ロボット手術を行う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、ロボット手術を行う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接続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連結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連結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部品を収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。 外科用器具に連結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に、手術を行うための外科用ロボット２００の一実施例を示す。ロボット２００は、ベース２０１と、ロボットアーム２０３と、外科用器具２０５とを含んで構成されている。ロボットアーム２０３は、その近位端がベース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、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利用されてもよい。例えば、ベース２０１を利用してロボット２００を手術室の床や天井に固定してもよい。ロボットアーム２０３は、全体を２０７で示された複数のジョイントを備えていてもよい。ロボットアーム２０３は、複数のジョイントによって、外科的処置を行うオペレータの制御下で、様々な位置や向きへ移動することができる。

外科用ドレープ２２５は、ロボットアーム２０３を包むもしくは覆うことによりその上に無菌境界を画定するカバー２２７を含んで構成されている。カバー２２７は、可撓性を有していてもよく、それによって、異なる大きさや形状を有する様々な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ことができる。カバー２２７は、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の素材で形成され得る。外科用ドレープ２２５は、ロボット手術中に無菌環境を画成するために使用される。ドレープ外部の環境（外科用器具２０５を含む）は、外科的処置中は滅菌されることが好ましい。ロボットアーム２０３は、その大きさや、滅菌に耐性のないモータや駆動装置のような部品を含んでいることが原因で、滅菌することが困難であり、非現実的であることが多い。従って、ドレープ２２５は、ロボットアーム２０３を包み、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をアーム２０３から取り外すことができ、外科的処置の合間に滅菌や交換を行うことが可能となる。また、技術者や外科医のようなスタッフが外科的処置中に外科用器具２０５を交換することもできる。以下でより詳細に説明するとおり、外科用器具２０５は、無菌境界を維持することができるように、ドレープ２２５を介してロボットアーム２０３に接続される。

外科用器具２０５は、その近位端がロボットアーム２０３に取り付けられたシャフト２０９と、シャフト２０９の遠位端に取り付けられたリスト部材２１１を含んで構成されている。リスト部材２１１の他端はエンドエフェクタ２１３に取り付けられている。リスト部材２１１は、ジョイント２１５によってシャフト２０９に取り付けられており、それによってリスト部材２１１はシャフト２０９（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Ａ−Ａ’を中心として、シャフト２０９に対して旋回可能とされている。外科用器具２０５は、リスト部材２１１がさらにジョイント２１５の軸とシャフト２０９の長手方向の両方に対して横方向となる第２の軸を中心として旋回し、シャフト２０９の長手方向に沿って位置する第３の軸を中心に回転するように構成されていてもよい。従って、リスト部材２１１は３自由度を有していてもよい。エンドエフェクタ２１３は、それぞれジョイント２１７，２１９でリスト部材２１１に取り付けられた一対のグリップ部２２１，２２３を備えており、それによって各顎部がリスト部材２１１の長手方向に対してほぼ横方向となる軸を中心として、リスト部材２１１に対して独立して旋回可能とされている。

ここに示される関節は、あくまでも例示であって、外科用器具２０５は任意の数のジョイントを含んで構成されてもよいことが理解されるべきである。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（外科用器具の長さに略沿った軸を中心とした回転）、またはそれらを組み合わせたものを含んで構成されていてもよい。さらに、エンドエフェクタ２１３は、一対のグリップ部２２１，２２３を備えている必要はなく、代わりにブレードや焼灼器等の外科用器具を備えていてもよい。

ロボットアーム２０３は、外科用器具のジョイントを選択的に作動させる（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）ための駆動装置２２９を含んで構成されている。駆動装置２２９は、これらのジョイントを機械的に駆動するようになっていてもよい。駆動装置２２９は、ロボットアーム２０３内に収容されてもよい。これにより、外科用器具のコストおよび大きさを低減できるため望ましい。これは、外科用器具が使い捨てである場合に特に重要となり得る。駆動装置２２９は、直線および／または回転運動を発生させる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もよい。駆動装置２２９は、各器具ジョイントを互いに個々に独立して作動させることが可能とされていてもよい。要するに、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、同時に複数のジョイントを作動させることが可能とされていてもよい。

図３に、器具ジョイントがロボットアーム２０３の駆動装置２２９によって駆動される１つの方法を例示する。図３は、リスト部材２１１と器具シャフト２０９の間の関節を示している。シャフト２０９の遠位端は２つの対向するアーム３０１_ａ，３０１_ｂを含んで構成されており、アーム３０１_ａ，３０１_ｂはシャフト２０９の本体と協働してクレビス３０３を形成する。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を通過している。ロッド３０５は破線Ａ−Ａ’で示されたジョイント２１５の軸を構成している。ロッド３０５にはプーリー３０７が取り付けられている。プーリー３０７はロッド３０５に固定的に取り付けられていてもよいし、ロッド３０５と一体とされていてもよく、それによってロッド３０５とプーリー３０７が軸Ａ−Ａ’を中心として一緒に回転する。この場合、ロッド３０５はクレビス３０３に対する相対回転が許容されるようにベアリング上でクレビス３０３に取り付けられていてもよい。あるいは、ロッド３０５がクレビス３０３に固定的に取り付けられて、プーリー３０７とロッド３０５の相対回転が許容されるように、プーリー３０７がロッド３０５に取り付けられていてもよい。プーリー３０７には、一対の第２の対向するアーム３０９_ａ，３０９_ｂが強固に取り付けられており、アーム３０９_ａ，３０９_ｂはリスト部材２１１の一部を形成する。なお、分かりやすさのために、リスト部材２１１およびエンドエフェクタ２１３の残りの部分は図面から省略されている。リスト部材２１１は、例えば、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、巻き付けられている。即ち、ケーブル３１１はプーリー３０７に接触しており、その周囲の一部に沿って延びている。ケーブル３１１は、プーリー３０７に対する横方向の動きを低減するために、プーリー３０７の溝内に配置されていてもよい。ケーブル３１１をプーリー３０７に巻き付けることにより、２本のケーブルセグメント３１３_ａ，３１３_ｂが形成される。ケーブルセグメント３１３_ａ，３１３_ｂは、プーリー３０７の対向側面からシャフト２０９の近位端に向かってそれぞれ延びている。

ジョイント２１５を作動させてリスト部材２１１を外科用器具に対して旋回させるには、プーリー３０７のセグメント３１３_ａ，３１３_ｂが往復運動を行う。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る場合（矢印Ｄ_１で示す）、リスト部材２１１は軸Ａ−Ａ’を中心として矢印Ｐ_１の方向に旋回する。もしくは、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る場合（矢印Ｄ_２で示す）、リスト部材２１１は軸Ａ−Ａ’を中心としてＰ_１とは逆方向の矢印Ｐ_２の方向に旋回する。

なお、図３ではリストジョイント２１５のみが示されているが、外科用器具の他のジョイント（例えば、ジョイント２１７，２１９）が類似の方法で駆動可能であることが理解されるべきである。各器具ジョイントは、それぞれのプーリーで駆動されてもよい。各プーリーはそれぞれケーブルを有していてもよい。従って、外科用器具は、各ジョイントを作動させるために個別のケーブルを有していてもよい。例えば、１つのリストジョイントと２つの別々に制御可能なエンドエフェクタを備えた外科用器具は、３つのプーリーと３本のケーブルを含んで構成されていてもよい。

プーリー３０７に巻き付けられた１本のケーブル３１１の代わりに、プーリー３０７の対向側面にそれぞれ固定された２本の別個のケーブルを使用してもよい。この場合、２本のケーブルセグメント３１３_ａ，３１３_ｂは２本の異なるケーブルに相当する。従って、この構成では、各ジョイントが１つのプーリーと一対のケーブルによって駆動され、それによって、外科用器具は各ジョイントに対して一対の駆動ケーブルを備えることになってもよい。

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動作する。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１つの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なっていてもよい。駆動装置と外科用器具は、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、ドレープを介して外科用器具に連結、または接続される必要がある。図４に、駆動装置がドレープを介して外科用器具に連結され得る１つの方法の実施例を示す。

図４は、全体を４０１で示した駆動装置と、全体を４０３で示した外科用器具であり、共に破線の印で示されるように、断面図で示されている。なお、分かりやすさのために、外科用器具４０３のハウジングまたは外側ケースは図面から省略されている。駆動装置４０１は、図２に示されるロボットアーム２０３のような、図示しないロボットアーム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を包んで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を含んで構成されている。駆動ケーブル４１５は、ラグ４０９に固定的に取り付けられており、それによってラグ４０９の動作が駆動ケーブル４１５の対応する動作を引き起こすようになっている。ラグ４０９は、外科用器具４０３の近位端に配置されていてもよく、それによって、外科用器具４０３がロボットアームに接続可能となる。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。外科用器具４０３は、さらにプーリー４１７を備えている。プーリー４１７は、外科用器具の別の異なるセグメント、例えばリスト内に収容されてもよい。プーリー４１１が器具シャフトの近位端に配置され、プーリー４１３がその遠位端に配置されて器具ジョイントを構成するようになっていてもよい。プーリー４１３は、例えば、図３に示されたプーリー３０７に相当し得る。従って、プーリー４１３は、外科用器具４０３のリストジョイントを構成してもよい。外科用器具４０３は、さらに、リストの遠位端に取り付けられた図示しないエンドエフェクタを含んでいてもよい。

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含んで構成されていてもよい。本図では、説明のために、１つのジョイントのみが示されている。外科用器具４０３は、さらに、減速機等を備えていてもよい。

駆動装置４０１は、外科用器具のラグ４０９を収容する構成されたソケット４１９を含んで構成されている。ソケット４１９は、キャリッジ４２１の一部を形成する。キャリッジ４２１は支持ベース４２３に固定されており、支持ベース４２３には、穴４２５が貫通形成されている。駆動装置４０１は、さらに、矢印４２７で示されるように、キャリッジ４２１を二方向に直線的に変位させるためのリニアアクチュエータを含んで構成されている。本実施例では、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。リードスクリュー４２９のねじ山は、穴４２５内の対応するねじ山と係合して、リードスクリュー４２９が回転することにより、支持ベース４２３、ひいてはキャリッジ４２１が直線運動するようになっている。従って、支持ベース４２３は、リードスクリュー４２９の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によって制御されてもよい。

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を含んで構成されている。本実施例では、ドレープ４０７は２つのインターフェースエレメントを備えている。インターフェースエレメント４３５，４３７は、空間的に配置されてカバー４３３に固定されており、それによって各インターフェースエレメントはカバー４３３の生地によって互いに空間的に分離されている。要するに、複数のインターフェースエレメントが共通のプラスチック板によって保持されるのではなく、各インターフェースエレメントがカバー４３３の生地によって所定の位置に保持される、もしくは固定される。

ドレープ４０７のインターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置のインターフェースと外科用器具のインターフェースの両方と係合するようになっている。各インターフェースエレメント４３５，４３７は、駆動装置のインターフェースを係合する第１のインターフェース面と、外科用器具のインターフェースを係合する第２のインターフェース面を含んで構成されてもよい。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し、カバー４３３の対向する側面上にあってもよい。駆動装置のインターフェースは、ドレープ４０７が駆動装置４０１に固定された際に、駆動装置４０１においてインターフェースエレメント４３５，４３７に面する部分とされている。本実施例では、駆動装置のインターフェースは、ソケット４１９の内部の対向面４３９，４４１とされている。同様に、外科用器具のインターフェースは、外科用器具４０３がドレープ４０７を介して駆動装置４０１に連結された際に、外科用器具４０３においてインターフェースエレメント４３５，４３７に面する部分とされている。本実施例では、外科用器具のインターフェースは、ラグ４０９の２つのサブセクション４４３，４４５とされている。

あるいは、駆動装置のインターフェースおよび／または外科用器具の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特定の部品（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が、駆動装置のインターフェースの相補的な表面と係合するようになっていてもよいし、第２のインターフェース面が、外科用器具のインターフェースの相補的な表面と係合するようになっていてもよい。これにより、確実な係合が容易になる。本実施例では、外科用器具のインターフェースは相補的な表面を有しておらず、インターフェースエレメント４３５，４３７と面しているのはラグ４０９の外面の両側部分である。以下に、インターフェースエレメントの様々な実施例をより詳細に説明する。

駆動装置４０１と外科用器具４０３の両方のインターフェースと係合することにより、インターフェースエレメントは、駆動装置４０１を、ドレープ４０７を介して外科用器具４０３に連結することができる。これにより、駆動装置４０１によって供給された機械的駆動が、ドレープ４０７を介して外科用器具４０３に伝達され、外科用器具４０３の１つ以上の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が回転することにより、キャリッジ４２１は矢印Ｌ_１で示した直線方向に移動してもよい。この直線運動がキャリッジ４２１からドレープ４０７のインターフェースエレメントを介して外科用器具のインターフェースに伝達され、それによってラグ４０９の対応する動作を引き起こすようになっている。ラグ４０９のこの動作により、駆動ケーブル４１５とプーリー４１１，４１３を反時計回り方向に駆動する。プーリー４１３をこの方向に駆動することにより、外科用器具４０３のジョイントを駆動し、リストがシャフトに対してＰ_１の方向に相対旋回する。同様に、リードスクリュー４２９が回転してキャリッジ４２１をＬ_２の方向に駆動すると、リストがＰ_２の方向に旋回する。

インターフェースエレメントは、カバー４３３に対する補強エレメントまたは補強構造として機能する。これには利点がある。なぜなら、駆動装置４０１の動作によりドレープ４０７は場合によっては大きく変位させられたり、剪断力を受けたりして、インターフェースエレメントがなければカバー４３３の生地を損傷する可能性があるからである。しかし、駆動装置４０１は外科用器具４０３にインターフェースエレメントを介して連結されているため、駆動力はインターフェースエレメントを介して伝達され、カバー４３３の損傷を防止することができる。カバー４３３の損傷や破断を防止することは、外科的処置中の無菌バリアを維持するのに役立つため、特に重要となり得る。

カバー４３３の生地は、適度に可撓性を有していてもよいし、または変形可能とされていてもよい。カバー４３３は、ある程度の弾性を有していてもよい。生地は、例えば、ポリエチレンであってもよい。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４３３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４３３のある一定量の可撓性、コンプライアンスもしくは変形性を許容することにより、エレメントの相対的、空間的配置が調整可能とされる。要するに、各インターフェースエレメントは、他のインターフェースエレメントのそれぞれ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の空間的配置それ自体が、カバー４３３の構成または配置に依存していてもよい。

例えば、ドレープ４０７を駆動装置のインターフェースに固定した状態でカバー４３３を広げたり、折り畳んだり、ねじったりした場合、インターフェースエレメントは互いに空間的に相対移動し、それらの空間的配置が変わる可能性がある。別の実施例として、インターフェースエレメントは、ドレープ４０７が平面状に配置された場合の第１の空間的配置と、ドレープ４０７が折り畳まれた、または平面状配置が何らかの形に変形した場合の第２の別の空間的配置を有していてもよい。これにより、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装着することができるため有利である。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する可能性があり、そのために、駆動装置および外科用器具のインターフェースの配置または構成も多様となり得る。しかし、ドレープのインターフェースエレメントの空間的配置が可変であることから、ドレープは様々な異なる駆動装置を覆うよう操作することができる。これは、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板で保持される従来技術のシステムでは不可能である場合がある。

別の実施例においては、外科用器具は、近位端に配置された複数のラグを含んで構成されていてもよい。外科用器具は、例えば、３つのラグを含んでいてもよい。各ラグは、それぞれ器具ジョイントに機械的に連結されていてもよい。ラグは、駆動装置によって選択的に駆動することができ、それによって器具ジョイントを選択的に作動させることができる。ドレープは、これらの各ラグに配置された器具インターフェースを係合するインターフェースエレメントを含んで構成されていてもよい。

ドレープ４０７がロボットアームにどのように固定され得るかの実施例について説明する。外科用ロボットが処置のために準備される際、外科用器具はロボットアームから取り外される。次に、ドレープ４０７がロボットアーム上に配置されて駆動装置４０１を含むアームを覆う。ドレープ４０７は、ドレープ４０７のインターフェースエレメントを駆動装置のインターフェースに係合させることによって、ロボットアームの所定位置に装着される。インターフェースエレメントは、例えば、スナップ嵌合、押し嵌め、もしくは差し込みによって所定位置に装着されてもよく、それによって、インターフェースエレメントが駆動装置のインターフェースに固定される。ドレープ４０７がロボットアーム上の所定位置に装着されると、外科用器具が駆動装置に連結されて外科用器具がロボットアームに相対固定される。外科用器具は、ドレープ４０７のインターフェースエレメントを器具インターフェースに係合させることによって所定位置に装着される。本実施例では、器具のラグを駆動装置のソケット内に配置することもこれに含まれる。インターフェースエレメントは、器具インターフェースを固定的に係合するようになっていてもよい。従って、インターフェースエレメントは、駆動を外科用器具に伝達することに加えて、ドレープ４０７をロボットアームに固定するように作動することもできる。これにより、ドレープ４０７をロボットアームに固定するための別個のプレートをドレープ内に設けることなくドレープ４０７をロボットアームに固定することが可能となり、ドレープ４０７の部品点数を削減することができるので有利である。例えば、各インターフェースエレメントが突起を含んで構成されており、器具インターフェースに配置された各スロットに嵌め入れられるようになっていてもよい。

インターフェースエレメントは、外科用器具と駆動装置を取り外し可能に係合するように適切に構成されていてもよく、それによって、ドレープを外科用器具とロボットアームとの両方から取り外すことができる。インターフェースエレメントは、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からそれぞれ独立して取り外せるようになっていてもよい。例えば、外科的処置中に外科用器具を交換することが望ましい場合がある。この場合、ドレープをロボットアームに取り付けたまま、外科用器具をドレープから取り外すことができる。処置終了時には、ドレープも取り外すことができ、廃棄または再滅菌することが可能となる。以下に、外科用器具および駆動装置との係合を可能にするインターフェースエレメントの特徴を、より詳細に説明する。

図５に、平面状に配置された外科用ドレープ５０１の実施例を示す。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を含んで構成されている。各インターフェースエレメント５０５は、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の両方と係合するようになっており、駆動装置によって供給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させて、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。

インターフェースエレメント５０５は、空間的配置によりカバー５０３に固定されており、それによって、各インターフェースエレメント５０５が他のインターフェースエレメントのそれぞれに対してカバー５０３の生地によって空間的に分離されている。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、可撓性を有していてもよいし、変形可能とされていてもよいし、または柔軟性があってもよい。図示されたインターフェースエレメント５０５は、単一の外科用器具と連結する単一のロボットアームの１つ以上の駆動装置のインターフェースと係合するためのものである。即ち、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、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合し、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ようになっている。これにより、駆動装置からの動作を伝達し、外科用器具の１つ以上のジョイントを作動させる。「１つの外科用器具」とは、ドレープ５０１が様々な異なる外科用器具と共に使用できないということではなく、むしろ、（インターフェースエレメントのセットが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のに使用されるのとは対照的に）インターフェースエレメントのセットがロボットアームと外科用器具との間の１対１の連結に使用されるということである。しかしながら、ドレープ５０１は、インターフェースエレメントの複数のセットを含んで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のに使用される。このようなドレープは、複数のロボットアームを備えた外科用ロボットと共に使用するのに適している場合がある。

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の間の動作を連結するのに適している場合がある。例えば、複数のインターフェースエレメント５０５が、（５０５_ａ，５０５_ｂ，５０５_ｃで示された）エレメントの３つのサブセットを含んで構成されると考えてもよい。各サブセットが駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合し、駆動装置を外科用器具に連結することにより、駆動装置の動作を伝達して、外科用器具の対応する各ジョイントを作動させるようになっていてもよい。この場合、サブセット５０５_ａを使用して第１の器具ジョイントを作動させるための動作を伝達し、サブセット５０５_ｂを使用して第２の器具ジョイントを作動させるための動作を伝達し、そしてサブセット５０５_ｃを使用して第３の器具ジョイントを作動させるための動作を伝達してもよい。図４を参照すると、例えば、インターフェースエレメントの各サブセットが対応する各外科用器具のラグと係合するようになっていてもよい。もちろん、これはあくまでも例示であって、ドレープ５０１は、駆動装置から外科用器具に動作を伝達して任意の適切な数のジョイントを作動させるために、任意の適切な数のインターフェースエレメントを含んで構成されていてもよい。

インターフェースエレメントは、ドレープ５０１の製造工程において、カバー５０３に対して接着されたり、固定されたり、取り付けられたり、もしくは装着されたりしてもよい。インターフェースエレメントは、例えば、カバー５０３の生地に対して接着されたり、熱形成されたり、もしくはクリップ留めされたりしてもよい。インターフェースエレメントは、カバー５０３が熱硬化される前に、カバー５０３に対して押し込まれたり、もしくはクリップ留めされたりしてもよい。

インターフェースエレメントは、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、円盤、ボタン、またはプレートであってもよい。スタッドは、金属製であってもよいし、もしくはＰＶＣ、ポリプロピレン、アクリル等の適切な硬質プラスチックで形成されていてもよい。図６に、インターフェースエレメントの様々な実施例を示す。

図６には、様々な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は、その周囲を囲む一定領域のカバーの生地６１３に保持された状態で図示されている。各インターフェースエレメントは、第１のインターフェース面（それぞれ６１５，６１７，６１９，６２１，６２３，６２５で示す）と、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のみ、それぞれ６２７，６２９で示す）を含んで構成されている。第１のインターフェース面は駆動装置のインターフェースと外科用器具のインターフェースの一方と係合するためのものであり、第２のインターフェース面は、駆動装置および外科用器具のインターフェースの他方と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に示すように、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合して、ドレープを介して直線運動を伝達するようになっていてもよい。そのため、インターフェースエレメントは、カバーの生地６１３によって所定位置に固定的に保持されていてもよい。即ち、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つを使用して、カバーの生地６１３に固定的に取り付けられたり、装着されたりしてもよい。このようなインターフェースエレメントの例が６０１で示されているものである。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、もしくは円盤の形態であってもよい。このインターフェースエレメント６０１は製造が比較的簡単で安価であるという利点を有する。

あるいは、インターフェースエレメントは、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合して、ドレープを介して回転運動を伝達するようになっていてもよい。この場合、駆動装置および外科用器具の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。駆動装置のインターフェースは、モータ等の回転アクチュエータによって駆動されてもよい。外科用器具のスプールは、プーリー４１３，３０７のようなプーリーを駆動する駆動ケーブルに取り付けられていてもよい。外科用器具のスプールが回転すると、駆動ケーブルの動作を介してプーリーが回転し、外科用器具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に対して相対回転するように構成されていてもよい。また、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が回転すると他方のインターフェース面がそれに対応して回転するようになっていてもよい。

作動において、駆動装置は、１つ以上の駆動装置のインターフェースを回転させてもよい。この回転により、係合された各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、係合された外科用器具のインターフェースに伝達され、それによって外科用器具のインターフェースも回転する。このようにして、駆動装置の回転運動をドレープを通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実施例は、全体を６０９および６１１で示されているものである。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を含んで構成されている。各インターフェース面６２３，６２７は、取付板６３３を貫通して延びる車軸６３１に装着されている。車軸６３１は、取付板６３３に回転可能に固定されており、それらの相対回転を許容するようになっている。取付板６３３は、カバーの生地６１３に固定されるか、保持されている。従って、一方のインターフェース面が回転することにより、他方のインターフェース面がそれに対応して回転する。

回転するインターフェースエレメントの別の実施例が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を含んで構成されている。ドラム６３５は、外側ケースまたはフレーム６３７内に回転可能に装着されている。外側ケース６３７は、カバーの生地６１３に固定されるか、保持されている。

また、インターフェースエレメントは、直線運動および回転運動の両方を駆動装置から外科用器具に伝達するように、適切に構成されていてもよい。従って、インターフェースエレメントは、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合した時に、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に対して相対回転して、回転駆動を外科用器具に伝達し、また、その係合を利用して駆動装置からの線形駆動をも伝達するようになっていてもよい。インターフェースエレメントは、回転駆動を伝達して第１の器具ジョイントを作動させるとともに、線形駆動を伝達して第２の器具ジョイントを作動させるようになっていてもよい。このようにして、１つのインターフェースエレメントが、動作を伝達して２つのジョイントを作動させることが可能とされていてもよい。

この場合、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含んで構成されていてもよい。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を介して直線運動を伝達するようになっていてもよい。この直線運動が外科用器具内のケーブルを駆動して、次にプーリーを駆動して器具ジョイントの１つを作動させる。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させるようになっていてもよい。これにより、外科用器具のインターフェースの対応する回転が生じ、第２のケーブルを駆動して、次に第２の器具ジョイントを作動させる。従って、外科用器具のインターフェースは、直線運動と回転運動の両方を行うようになっている。直線運動は外科用器具内の第１のケーブルとプーリーを駆動し（これにより第１のジョイントが作動する）、回転運動は外科用器具内の第２のケーブルとプーリーを駆動する（これにより第２のジョイントが作動する）。外科用器具のインターフェースは、直線運動可能な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ることができる。駆動装置の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ることができる。

直線運動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、ドレープの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削減できる可能性があるため、有利である。これは、単一のインターフェースエレメントを介して複数のケーブル（ひいては複数の器具ジョイント）を駆動できる場合があるからである。

インターフェースエレメントのインターフェース面は、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合する際にインターフェースエレメントを補助する表面的特徴を備えていてもよい。表面的特徴は、駆動装置および外科用器具のインターフェースにおける相補的な表面的特徴と整合、嵌合または接続するようなものであってもよい。表面的特徴は、駆動装置および外科用器具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をしっかりと保持するようなものであってもよい。しかしながら、表面的特徴は、しかるべき手動力によって、インターフェースエレメントを駆動装置および外科用器具のインターフェースの両方から取り外し可能とするようなものであってもよい。手動力は、不意にぶつかること等が原因の小さな力によってはインターフェースエレメントが外れることがない（従って、手術中にドレープおよび／または外科用器具が誤って外れることはない）程度の強さに相当してもよいが、ドレープを手動でロボットアームおよび／または外科用器具から取り外すのを妨げるほど強くはない。

インターフェースエレメントの表面的特徴は、駆動装置および外科用器具のインターフェースにおける相補的な特徴と嵌合して、押し嵌めまたはスナップ嵌合を形成してもよい。このような表面的特徴の実施例を６０３に示す。

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、その平面に対して略横向きに延びる複数の突起６４７を含んで構成されている。突起６４７は、駆動装置および外科用器具のインターフェースにおける対応する溝または凹部と嵌合するようになっている。突起６４７は、所定位置に押し嵌めまたはスナップ嵌合されてもよい。本実施例では、突起６４７はラグの形態をとっているが、他の形態、例えば突条とされていてもよいことが理解されるべきである。あるいは、インターフェース面は、駆動装置および外科用器具のインターフェースにおける対応する突起と嵌合する溝または凹部を含んで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が突起を備えており、他方のインターフェース面が凹部／溝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の形態とされた表面的特徴を含んで構成されている。ガイドスロット６３９は、その一方の端部に設けられた開口６４１を通じてピンまたはラグが嵌め入れられるようになっている。ピンは、いったんガイドスロット６３９に入ると、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な形状とされていてもよい。従って、ピンは、開口６４１を通じてガイドスロット６３９に出入りすることだけが可能とされている。ピン／ラグは、駆動装置および外科用器具の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のインターフェースに取り付けるには、使用者がインターフェースエレメント６０５の一方のインターフェース面６１９のガイドスロット６３９を駆動装置のピンの上でスライドさせればよい。外科用器具の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のガイドスロット内にスライドさせることができる。このようにして、ガイドスロットおよびピンは、駆動装置および外科用器具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をしっかりと保持することが可能となる。また、各インターフェース面は、複数のピン／ラグを嵌め入れるための複数のガイドスロットを含んで構成されていてもよい。あるいはまた、インターフェースエレメントがピン／ラグを備えており、ガイドスロットが駆動装置および外科用器具のインターフェースに設けられていてもよいことが理解されるべきである。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がガイドスロットを備えており、他方のインターフェース面がピン／ラグ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および外科用器具のインターフェースに対して（例えば、表面的特徴を利用して）機械的に嵌合させる代わりに、インターフェースエレメントは、磁気的接続を利用して、これらのインターフェースと係合してもよい。磁気的接続の場合、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形成されてもよいし、磁性材料を含んで構成されてもよい。外科用器具および／または駆動装置のインターフェースも磁性または電磁性を有していてもよく、インターフェースエレメントの極性とは反対の極性とされる。あるいは、一方のインターフェース面のみが磁性材料を含んで構成されてもよい。即ち、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が磁気的接続によって外科用器具と駆動装置の一方のインターフェースと係合するとともに、他方のインターフェース面が機械的接続によって外科用器具と駆動装置の他方のインターフェースと係合するようになっていてもよい。

インターフェースエレメントにおける、駆動装置のインターフェースの相補的な表面と嵌合するインターフェース面と、外科用器具のインターフェースの相補的な表面と嵌合するインターフェース面について、外科用器具からインターフェースエレメントを取り外すよりも駆動装置から取り外す方がより大きな手動力を必要とするように構成してもよい。このようにして、インターフェースエレメントを、外科用器具のインターフェースに対してよりも、駆動装置のインターフェースに対してより強固に取り付ける、または係合させることができる。即ち、インターフェース面は、インターフェースエレメントと外科用器具のインターフェースを手動で取り外しても、インターフェースエレメントと駆動装置のインターフェースが係合したままになるように構成されてもよい。これにより、ドレープをロボットアームに取り付けたままで、使用者（例えば、看護師または技術者）が外科用器具をドレープから取り外すことができるため、有利である。従って、ロボットアーム上の無菌境界を維持しながら、外科的処置中に外科用器具を交換することが可能となる。

インターフェースエレメントを外科用器具よりも駆動装置に対してより確実に取り付ける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を異なる表面的特徴を持たせることである。即ち、外科用器具のインターフェースと嵌合するインターフェース面が、駆動装置のインターフェースと嵌合するインターフェース面とは異なる特徴を有していてもよいということである。

例えば、表面的特徴が突起（例えば、ラグおよび／または突条）の形態をとる場合には、駆動装置のインターフェースと嵌合するインターフェース面が、外科用器具のインターフェースと嵌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。これにより、インターフェースエレメントが、外科用器具のインターフェースよりも駆動装置のインターフェースに対してより強固に取り付けられると言うことができる。あるいは、インターフェースエレメントが、駆動装置とインターフェース面を磁気的接続によって係合する場合には、インターフェースエレメントは、インターフェース面と駆動装置のインターフェース間の磁気的接続が、インターフェース面と外科用器具のインターフェース間の磁気的接続よりも大きいか、また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、環状体もしくはリングの形態とされていてもよい。リングは、様々な形状をとることが可能であり、例えば、円形または卵形であってもよい。リングは、ひし形とされていてもよい。このようなインターフェースエレメントの実施例が６０７に示されている。インターフェースエレメント６０７は、環状体６４３を含んで構成されており、環状体６４３は、内部ウィンドウ６４５と接する、またはその境界を定める、もしくは画定する。環状体６４３は、押し嵌めによってカバーの生地に装着されていてもよく、それによって環状体６４３は環状体６４３の内部領域においてカバーを貫通する。従って、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なり得る。環状体６４３は、駆動装置および外科用器具のインターフェースと係合して、駆動装置を外科用器具に連結させることができる。環状体６４３は、例えば、駆動装置および外科用器具のインターフェースに設けられた円形の溝等の相補的な表面と係合、または嵌合してもよい。

開口部６４５を使用して、駆動装置からドレープを介して外科用器具へ延びるケーブルを収容する、または通してもよい。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器具に動力を供給するための動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を通じて外科用器具へ延びることができる。従って、外科用ロボットが外科的処置を行うために準備された際に、開口部６４５により、ケーブルはドレープを通じて外科用器具に接続されることが可能となる。これは、ケーブルを無菌環境となるドレープの外部にそって設置することなくロボットアームと外科用器具の間の電気的接続を許容するので有利である。

環状体またはリングは、駆動装置および外科用器具のインターフェースの一方、または両方が開口部を実質的に封止、あるいは閉塞するように、駆動装置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なっていてもよい。例えば、図４を参照すると、外科用器具のラグ４０９は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一平面上にあるため、各開口部は実質的に閉鎖されている。しかしながら、ドレープによって形成される無菌境界は気密である必要はないため、開口部は必ずしも完全に閉鎖される必要はない。

上述の本実施例では、外科用ドレープは、使用者が操作してロボットアームを覆うことができるように、平面状の構成で形成されるものとして説明した。

別の実施例では、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となるように製造されてもよい。このようなドレープの実施例を図７に示す。

図７に、ロボットアームを包むカバー７０３を含んで構成された外科用ドレープ７０１を示す。ロボットアームは、ロボットアームの駆動装置を備えている。分かりやすさのために、カバー７０３の一部のみが図示されている。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を含んで構成されている。上述したように、カバー７０３の生地は可撓性を有していてもよい。カバー７０３は、それ自体が、ポケット７０５と一体形成されたシートまたは平坦部７１１を備えていてもよい。ポケット７０５は、カバー７０３の平面に対して略横方向に延びる側壁７１３を含んで構成されている。ポケット７０５は、さらに、カバー７０３の平坦部７１１と略平行で側壁７１３と一体形成されたベース７１５を備えている。

本実施例では、ポケット７０５は全体として直方体形状であるが、これはあくまでも例示であり、ポケットの形状はドレープの製造者によって全面的に設定可能であることが理解されるべきである。ポケットは、例えば、立方体状であってもよいし、円筒形状であってもよい。

ポケット７０５には、インターフェースエレメント７０７，７０９が固定されており、各インターフェースエレメント７０７，７０９が、駆動装置のインターフェースと外科用器具のインターフェースの両方と係合するようになっている。インターフェースエレメント７０７，７０９は、上述したように、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。本実施例では、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、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何れのタイプであってもよい。各インターフェースエレメント７０７，７０９は、同一のタイプであってもよいし、異なるタイプであってもよい。

ポケット７０５は、カバー７０３の一部を形成する。ポケット７０５は、ドレープ７０１の製造中に形成されてもよく、インターフェースエレメント７０７，７０９の取り付け前または後に形成されてもよい。ポケット７０５は、例えば、適切に形成された型上にドレープ／カバーを熱形成することによって形成されてもよい。ポケット７０５は、それ自体が、ドレープ７０１の永続的な特徴とされていてもよい。これは、カバー７０３が可撓性／変形性を有していないということではなく、使用者がカバーを操作することによって初めてポケットが形成される場合とは対照的に、ポケット７０５がドレープ７０１に元々備わっている特徴であるということである。

ポケット７０５は、外科用器具および／または駆動装置の部品を収容する、または格納するようになっていてもよく、それによって、外科用器具や駆動装置の各インターフェースがインターフェースエレメント７０７，７０９と係合することができる。ポケット７０５は、外科用器具の一部を収容し、ロボットアームの駆動装置の一部に係合する、または収容されてもよい。あるいは、ポケット７０５は、駆動装置の一部を収容し、外科用器具の一部に係合する、または収容されてもよい。例えば、再び図４を参照すると、ポケットは、外科用器具のラグ４０９を収容し、かつ駆動装置のキャリッジ４２１に収容されるようになっていてもよい。このようにして、ポケット７０５は、キャリッジ４２１内に位置して、インターフェースエレメント７０７，７０９が駆動装置のインターフェースと係合する（そして、それによってドレープをロボットアームに取り付ける）ことを可能にする。そして、外科用器具のラグ４０９は、ポケット７０５内に位置して、インターフェースエレメント７０７，７０９がさらに外科用器具のインターフェースと係合することを可能にし、それによって、外科用器具が駆動装置に連結される。

カバー内にポケットを形成することにより、ドレープが実質的に歪んだり変形したりすることなく、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各インターフェースと係合することが可能となり得る。これは、カバーにかかる応力を低減し、それによってドレープが使用中に損傷する可能性を低減するのに有益である場合がある。また、外科的処置のためにロボットアームを準備する際、使用者が駆動装置および外科用器具のインターフェースをより簡単に位置決めすることが可能となり得る。

本実施例では、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を含んで構成されているが、これはあくまでも例示であり、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備えてもよいことが理解されるべきである。例えば、ドレープは、（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のセットを含んで構成されていてもよい。この場合、インターフェースエレメントの第１のサブセットが、駆動装置および外科用器具のインターフェースとそれぞれ係合して、第１の器具ジョイントを作動させるための駆動装置の動作を伝達するようになっていると共に、インターフェースエレメントの第２のサブセットが、駆動装置および外科用器具のインターフェースとそれぞれ係合して、第２の器具ジョイントを作動させるための駆動装置の動作を伝達するようになっている。一般に、ドレープは、駆動装置の動作を伝達してＮ個の器具ジョイントを駆動するために、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。

別の実施例では、ドレープは、カバーから形成された複数のポケットを含んで構成されていてもよい。図８に、このようなドレープの実施例を示す。本実施例では、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を含んで構成されている。ドレープ８０１は、また、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に取り付けられており、インターフェースエレメント８１５，８１７はポケット８０５に取り付けられていると共に、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、駆動装置および外科用器具の各インターフェースと係合して、駆動装置からの動作を伝達し、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、駆動装置および外科用器具の各インターフェースと係合して、駆動装置からの動作を伝達し、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、駆動装置および外科用器具の各インターフェースと係合して、駆動装置からの動作を伝達し、第３の器具ジョイントを作動させるためのものである。従って、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、第１のポケットに取り付けられて機械的駆動を伝達し、第１のジョイントを作動させる。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、第２のポケットに取り付けられて機械的駆動を伝達し、第２のジョイントを作動させる。そして、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、第３のポケットに取り付けられて機械的駆動を伝達し、第３のジョイントを作動させる。

例えば、外科用器具は、３つのラグを含んで構成されており、各ラグが、駆動装置の動作に反応して選択的に駆動されて、対応する器具ジョイントを作動させるようになっていてもよい。各ラグは、図４に示したものと同様の形態であってもよい。第１のポケットが１つ目のラグを収容し、第２のポケットが２つ目のラグを収容し、第３のポケットが３つ目のラグを収容するようになっている。図８では、３つのポケットのみが示されているが、ドレープは、任意の適切な数のポケットを含んで構成されてもよいことが理解されるべきである。

本明細書において、複数のインターフェースエレメントを含んで構成された外科用ドレープの様々な実施例が記載される。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全てが同じものである必要はないことが理解されるべきである。即ち、インターフェースエレメントは、それぞれ同じタイプ（例えば、上述したタイプのうちの１つ）のものであってもよいし、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は全面的に設定可能であることが理解されるべきである。これにより、例えば、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つ以上のインターフェースエレメントと、インターフェースエレメント６０９および／または６１１のように回転可能な１つ以上のインターフェースエレメントとを含んで構成されていてもよい。また、インターフェースエレメントは、異なる第１および第２のインターフェース面を有していてもよい。従って、インターフェースエレメントは、例えば、磁性を有する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、外科用器具のインターフェースおよび駆動装置のインターフェースに言及している。外科用器具の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と係合する際に、インターフェースエレメントに面する外科用器具の一部を指す。それは、インターフェースエレメントが外科用器具と係合する際に、外科用器具においてインターフェースエレメントと合致する表面または部分となり得る。同様に、駆動装置の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際に、インターフェースエレメントに面する駆動装置の一部を指す。外科用器具および／または駆動装置の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表面に対して相補的な表面を含んで構成されていてもよい。あるいは、外科用器具および／または駆動装置のインターフェースは、インターフェースエレメントと嵌合するように特別に設計されていない表面を有していてもよい。外科用器具および／または駆動装置のインターフェースは、より大きな表面と一体形成された、またはその一部を形成するような表面であってもよい。この場合、外科用器具および／または駆動装置のインターフェースは、インターフェースエレメントに面するそのような表面のサブセクション、または一部を指す。

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のインターフェースと係合できるように、使用者がロボットアームに対してドレープを正確に位置決めするのを補助するガイド構造を含んで構成されていてもよい。ガイド構造は、駆動装置および外科用器具のインターフェースのいずれにも係合しなくてもよい。要するに、ガイド構造は、駆動装置からの駆動を外科用器具に提供するように作用するのではなく、インターフェースエレメントが駆動装置のインターフェースと係合できるように、使用者がドレープを位置決めすることがより容易に可能となるように機能する。これは、インターフェースエレメントが、裏板とは対照的にドレープの生地によって保持されるドレープに有利である。このようなドレープでは、ドレープの全体的な大きさに比べてインターフェースエレメントが比較的小さいために、ドレープを容易に位置決めすることが困難である場合がある。ガイド構造がどのようにロボットアームに接続されるかを説明する前に、まず、ロボットアームの遠位端の実施例について説明する。

図９に、外科用ロボットの一部を形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と同様とされていてもよい。ロボットアーム９０１は、外科用器具９１５に取り付けられる取付ブロック９０３を含んで構成されている。ここでは、分かりやすさのために、外科用器具９１５がロボットアーム９０１から取り外された状態で図示されている。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を備えており、その遠位端にエンドエフェクタ９１９（ここでは、一対のグリップ部として示されている）を備えている。ハウジング９１７とエンドエフェクタ９１９の間には、長手状のシャフト９２１が延在している。

取付ブロック９０３は、終端面９０７を含んで構成されている。終端面９０７の平面は、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略横向きであってもよい。終端面９０７は、ロボットアーム９０１の最遠位点であってもよく、ロボットアーム９０１の端部を規定していてもよい。取付ブロック９０３は、さらに、ロボットアーム９０１の長手方向に沿って延びる平坦面９１３を含んで構成されている。平坦面９１３は、終端面９０７に対して略横向きであってもよい。平坦面９１３は、外科用器具の近位端に取り付けられた器具のハウジング９１７と嵌合または接続するようになっていてもよい。取付ブロック９０３は、溝部または谷部９０５を画定している。溝部９０５は、ロボットアーム９０１の終端に開口または口９２３を有している。溝部９０５の断面はＵ字形状とされている。溝部９０５は、外科用器具の近位端を収容することを目的としている。外科的処置におけるロボット使用中は、ロボットアーム９０１は外科用ドレープに覆われている。ドレープのカバーは、取付ブロック９０３および溝部９０５の上に位置する。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動する。

ロボットアーム９０１は、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含んで構成されている。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。本実施例では、駆動装置は、溝部９０５の側壁から突出するキャリッジ９０９を含んで構成されている。キャリッジ９０９は、図示しないリニアアクチュエータに取り付けられていてもよい。リニアアクチュエータは、矢印９１１で示されるように、キャリッジ９０９をロボットアーム９０１の長手方向に沿って二方向に駆動することができる。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収容するようになっていてもよい。ラグは、例えば、ハウジング９１７内に配置されていてもよく、それによって、ハウジング９１７が取付ブロック９０３の平坦面９１３と整合した時に、外科用器具のラグが駆動装置のキャリッジ９０９に収容され得る。ラグがキャリッジ９０９に収容されると、キャリッジ９０９の直線運動がラグの対応する動作を引き起こし、外科用器具に駆動を伝達する。ロボットアーム９０１は、外科用器具に駆動を供給するために複数のキャリッジ（例えば、３つ）を備えていてもよく、それによって、上述したように、複数の器具ジョイントを選択的に作動させる。

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に取り付けられるようになっていてもよい。ガイド構造が取付ブロック９０３に取り付けられると、ドレープのインターフェースエレメントが駆動装置のインターフェース付近に位置決めされる。これにより、使用者がインターフェースエレメントを駆動装置に接続できるようになる。

図１０に、ドレープのカバー１０２１（一部分のみが示されている）に取り付けられたガイド構造１００１の実施例を示す。ガイド構造１００１は、全体を１０１７で示した収納構成と、全体を１０１９で示した動作構成の両方で図示されている。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７および動作構成１０１９の間で変形可能である。ガイド構造１００１は、例えば、看護師または外科医によって、手動で変形可能とされていてもよい。ガイド構造１００１は、ドレープが収納される時（例えば、製造後および／または販売前）に、収納構成１０１７とされてもよい。ドレープは、外科的処置で使用されていない時に、収納されてもよい。ドレープは、外科用ロボットのオペレータ、またはドレープの供給者によって収納されてもよい。収納構成１０１７においては、ガイド構造１００１は、平坦、または平面状であってもよい。これにより、ドレープを平坦に梱包するか、または平坦な形態に折り畳むことが可能になる。これは、ドレープをより効率的に梱包できるため有利である。これにより、例えば、少ない梱包量でドレープを販売のために梱包することが可能となり得る。

動作構成１０１９においては、ガイド構造１００１は、ロボットアームに取り付けられて、ドレープのインターフェースエレメントを駆動装置のインターフェースに対して係合するために位置決めするようになっている。動作構成１０１９においては、ガイド構造１００１は、１０１９で示すように、折り曲げられた配置であってもよい。これにより、以下でより詳細に説明するように、ドレープでロボットアームを確実に覆うのを補助し得る。

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を含んで構成されている。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、収納構成１０１７および動作構成１０１９の間で構造を変形させるために、互いに関節式に連結されている。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式に接続されていてもよい。ガイド構造１００１が収納構成１０１７にある時は、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は同一平面上にある。その結果、ガイド構造１００１は平坦、または平面状となる。平面状であるとは、２つのセグメント間の角度が、例えば１５度もしくは１０度、あるいは５度等より小さいことを意味し得る。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７にある時は、小さな湾曲、または撓みを呈していてもよい。ガイド構造１００１が動作構成１０１９にある時は、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は同一平面を占有せず、互いに平行でない。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５間の角度は、例えば、４５度より大きくてもよいし、６０度より大きくてもよい。本実施例では、第１および第２のセグメントは互いに横向き、または直交している。横向きとは、２つのセグメント間の角度が、例えば７０度、８０度または８５度よりも大きいことを意味し得る。

第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、それぞれ１００３_ａ，１００３_ｂで示される外側側壁を規定する周辺部を有する。第１のセグメントは、さらに、２つの対向する面１００５_ａ，１００７_ａを備えており、第２のセグメントは、さらに、２つの対向する面１００５_ｂ，１００７_ｂを備えている。

ガイド構造１００１は、カバー１０２１の一方の表面もしくは側面から突出するように、カバー１０２１に取り付けられてもよい。ガイド構造１００１は、カバー１０２１において、ロボットアームに面する側面もしくは表面に取り付けることができる。即ち、ガイド構造１００１は、カバー１０２１において、非無菌環境に整合する表面に取り付けられていてもよい。このような表面が１０２５で示されている。ガイド構造１００１は、多くの方法でカバー１０２１に取り付け可能であり、例えば、クリップ留め、成形、接着、熱形成もしくは熱融着されてもよい。ガイド構造１００１は、ドレープの製造中にカバー１０２１に取り付けられてもよい。ガイド構造１００１は、インターフェースエレメントの取り付け前もしく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形成する。即ち、ガイド構造１００１は、閉ループ状に形成される。ループは、（例えば、ガイド構造１００１が動作構成１０１９にある時に）非平面状であってもよい。ガイド構造１００１は、収納構成１０１７にある時は、リングまたは環体状に形成されてもよい。ガイド構造１００１は、ひし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を取り囲む、または柵で仕切っている。従って、インターフェースエレメント１００９は、ガイド構造１００１で画定された境界内に配置されている。ガイド構造１００１は、さらに、カバー１０２１の生地も取り囲む、もしくはその境界を定めている（この場合、ガイド構造１００１は、カバー１０２１における１０１１で示された領域またはサブセクションを取り囲んでいる）。即ち、カバー１０２１の一部がガイド構造１００１で画定された境界内に配置されている。この部分は、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。従って、ガイド構造１００１は、インターフェースエレメント１００９を取り付けたカバーのサブセクション１０１１の輪郭を描いている。

囲まれたインターフェースエレメントは、図７および図８に示されるような１つ以上のポケットによってカバーに取り付けられてもよい。この場合、ガイド構造は、１つ以上のポケット（ひいては、インターフェースエレメント）を囲む、または取り囲んでいる。ガイド構造は、１つ以上のポケット含んで構成されたカバーの一部もしくはサブセクションの輪郭を成している。インターフェースエレメント（そして、もし存在すれば、ポケット）は、収納構成の平面視において、リング状のガイド構造の内部に配置されている。

ガイド構造１００１は、動作構成１０１９にあるとき、ロボットアームの駆動装置の一部を形成する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を相対的に位置決めするようになっている。この位置決めを行うために、ガイド構造１００１は、インターフェースエレメント１００９を駆動装置のインターフェースに対して位置決めするように、ロボットアームに取り付けられるようになっている。ガイド構造１００１の第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の両方が器具アームの取付ブロックに接続可能とされている。２つのセグメント１０１３，１０１５は、ロボットアームの取付ブロックの各表面（例えば、面９０７，９１３）にそれぞれ接続されてもよい。

図１１に、ガイド構造１００１がどのようにロボットアーム９０１に取り付けられるかの実施例を示す。ロボットアーム９０１の取付ブロックは、破線で示されており、それがドレープ（分かりやすさのため、その一部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、説明のため、ドレープの１つのインターフェースエレメント１００９のみが示されている。ガイド構造１００１がロボットアーム９０１に取り付けられた時、インターフェースエレメント１００９がロボットアームの駆動装置のキャリッジ９０９付近に位置決めされることが分かる。すると、使用者は、インターフェースエレメント１００９を所定位置に移動させることによって、インターフェースエレメント１００９をロボットアームの駆動装置に係合させることができる。これは、上述したように、ドレープのカバーが可撓性を有することで可能となり得る。

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に取り付けられる。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、ロボットアーム９０１の所定位置に引っ掛けられてもよい。あるいは、第１および第２のセグメント１０１３，１０１５は、ロボットアーム９０１の所定位置に押し嵌め、スナップ嵌合、もしくはクリップ留めされてもよい。ガイド構造１００１は、面１００５_ａ，１００５_ｂを介してロボットアーム９０１に接続されてもよい。従って、面１００５_ａ，１００５_ｂは、ロボットアームインターフェース面と呼ぶことができる。例えば、面１００５_ａ，１００５_ｂが表面的特徴（例えば、突条および／またはラグ）を含んで構成されており、それがロボットアームの面９０７，９１３における相補的な特徴（例えば、溝）と係合するようになっていてもよい。あるいは、面１００５_ａ，１００５_ｂが溝または凹部を含んで構成されており、それが取付ブロック９０３における突条／ラグと係合するようになっていてもよい。

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なっていてもよい。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表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もよい。例えば、第１のセグメント１０１３が、溝部９０５の周囲に沿って延びる（図９において９２５で示された）溝と摺動可能に係合するようになっていてもよい。溝９２５は、溝部９０５の側壁に配置されていてもよい。溝９２５は、取付ブロックの平坦面９１３と平行な方向に延びていてもよい。

ガイド構造１００１は、その周辺部によって定義される形状が変形可能となるように、動作構成にある時に弾性的に変形可能とされていてもよい。ガイド構造１００１は、溝９２５と摺動可能に係合できる圧縮構成と、溝９２５と係合できない拡張構成との間で変形可能とされていてもよい。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とされていてもよい。ガイド構造１００１は、拡張構成に付勢されてもよい。第１および第２のセグメント１０１３，１０１５の一方または両方を、弾性的に変形可能とすることができる。

ガイド構造１００１をロボットアームと摺動可能に係合させるために、使用者は、第１のセグメント１０１３の対向するアームをまとめて強く握って、第１のセグメント１０１３が溝９２５内に嵌め込み可能とされる圧縮構成に変形させてもよい。これにより、第１のセグメント１０１３を溝９２５内に差し込むことができる。ガイド構造１００１がいったん溝９２５内に嵌め込まれると、拡張構成への弾性的な付勢により、ガイド構造１００１は溝９２５内で確実に保持される。

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含んで構成されていてもよい。このような表面的特徴の実施例を図１２に示す。各ガイド構造１２０１，１２０３は、（１２０５，１２０７で示された）第１のセグメントと、（１２０９，１２１１で示された）第２のセグメントをそれぞれ含んで構成されている。ガイド構造１２０１，１２０３は、収納構成で図示されている。分かりやすさのため、ドレープのカバーは図示を省略する。

第１のセグメント１２０５の外側側壁１２１３は、表面的特徴としての複数のラグ１２１５を有している。ラグ１２１５は、外側側壁１２１３に対して横方向に延びている。ガイド構造１２０１がロボットアームに取り付けられる時、ラグ１２１５はロボットアーム上に設けられた溝（例えば、溝９２５）内に嵌め入れられる。ラグ１２１５は、使用者がガイド構造１２０１をロボットアームに正確に取り付けるのを補助するガイドピンとして機能し得る。

第１のセグメント１２０７の外側側壁１２１７は、表面的特徴としてのリブ１２１９を有している。リブ１２１９は、外側側壁１２１７の周囲を周方向に延びている。ガイド構造１２０３がロボットアームに取り付けられる時、リブ１２１９はロボットアーム上に設けられた溝（例えば、溝９２５）内に嵌め入れられる。あるいは、ガイド構造１２０３が、複数のリブを含んで構成されており、ロボットアーム上の複数の溝とそれぞれ係合するようになっていてもよい。

あるいは、ガイド構造は、第２のセグメントが、溝部に沿って周方向に延びる（図９において９２７で示された）溝と摺動可能に係合するようになっていてもよい。溝９２７は、溝部の口９２３付近に配置されてもよい。溝９２７は、終端面９０７と平行な方向に延びていてもよい。この場合、第１のセグメントは、ロボットアームに押し嵌め、またはクリップ留めされるようになっていてもよい。第２のセグメントは、それ自体が、外側側壁１００３_ｂ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、その側壁において、溝または凹部の形態とされた表面的特徴を備えており、溝部９０５内に突出する突起と係合するようになっていてもよい。

上記実施例では、第１および第２のセグメントが、ロボットアームの対応する表面とそれぞれ係合するようになっている。ガイド構造がロボットアームの複数の表面と係合することにより、ドレープがより確実にロボットアームを包むことができるので有利である。ガイド構造１００１では、使用者がより簡単にドレープのインターフェースエレメント１００９を駆動装置と係合できるよう補助するために、第１のセグメント１０１３がロボットアームに取り付けられる。第２のセグメント１０１５は、ロボットアームの終端面９０７に取り付けられて（または溝９２７内に配置されて）、ドレープがアームを包むよう操作するのを補助する。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上で操作することもできるが、そのようなドレープがロボットアームに保持されるのは確実性において劣る場合がある。

ガイド構造の第１および第２のセグメントは、ガイド構造が動作構成にある時に、互いに連結する、あるいは接続するようになっていてもよい。第１および第２のセグメントは、ガイド構造を動作構成に確実に保持するために、互いにクリップ留めされるようになっていてもよい。第１および第２のセグメントを互いにロックする方法の実施例を、図１３に示す。

図１３には、ガイド構造１３０１の側面図が、１３０３で示された収納構成と、１３０５で示された動作構成で示されている。第１および第２のセグメント（それぞれ１３０７と１３０９で示す）の間のピボット接続されている部分を中心とした、ガイド構造１３０１の一部のみが示されている。分かりやすさのため、ガイド構造１３０１の残りの部分およびドレープは図示を省略する。

第１および第２のセグメント１３０７，１３０９は、それぞれ１３１１，１３１３で示すインターロックインターフェースを含んで構成されている。インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、ガイド構造１３０１が動作構成１３０５にある時に、互いに係合して第１および第２のセグメント１３０７，１３０９を相互固定するようになっている。インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、ガイド構造１３０１が収納構成１３０３にある時には互いに係合しない。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にある時には、互いに横向きであってもよい。

本実施例では、インターロックインターフェース１３１１，１３１３は、互いに押し嵌め、あるいはスナップ嵌合されるようになっている。インターロックインターフェース１３１１は、キノコ頭の形状とされた突起を含んで構成されており、その突起がインターロックインターフェース１３１３の一部を形成する凹部と連結、または嵌合するようになっている。ここで図示されている突起はあくまでも例示であって、インターロックインターフェースは、互いにロック可能な任意の適切な相補的表面であってもよいことが理解されるべきである。

インターロックインターフェースは、解除可能にロックされるようになっていてもよい。即ち、第１および第２のセグメントは、適切な手動力によって、動作構成から収納構成に変形可能とされていてもよい。適切な手動力とは、使用者によってインターロックインターフェースを手動でロック解除できる程度に小さなものであってもよいが、インターロックインターフェースが不意に、例えば、使用者が外科的処置中に誤ってガイド構造にぶつかってしまった場合に、ロック解除されることがない程度に充分大きなものである。

図１３では、一対のインターロックインターフェースのみが示されているが、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含んで構成されてもよいことが理解されるべきである。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、ガイド構造が収納構成と動作構成との間で変形する際に、ガイド構造が旋回する旋回軸上、またはその近位に設けられていてもよい。

別の実施例においては、ガイド構造は、収納構成にある時に、第１および第２のセグメントが平行ではあるが平面状ではない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、例えば、積み重ねられた配置とされていてもよい。即ち、ガイド構造が収納構成にある時に、第１および第２のセグメントの一方が他方の上に折り返されるということである。従って、ガイド構造が収納構成にある時に、第１および第２のセグメントが合致していてもよい。これにより、第１および第２のセグメントが平行でかつ平面状である場合の実施例と比較して、ガイド構造が収納構成にある時に、その表面積が小さくなって、ドレープを収納および梱包するために折り畳みやすくなる場合がある。

上述した実施例においては、ガイド構造は、互いに相対旋回可能な第１および第２のセグメントを含んで構成されているが、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含んで構成されていてもよい。セグメントは、ガイド構造が収納構成と動作構成との間で変形を許容されるように、弾性または可撓性を有していてもよい。ガイド構造は、収納構成と動作構成との間で弾性変形可能とされていてもよく、それによって、ガイド構造は、（セグメントが平面状、平坦、もしくは水平となる）収納構成に付勢される。このようなガイド構造は、上述した実施例において示されたような、ロボットアームに取り付けられるための表面的特徴を含んで構成されていてもよい。さらに、上述した実施例においては、ガイド構造は、複数のドレープのインターフェースエレメントを囲んでいるが、ガイド構造は、単一のインターフェースエレメントを駆動装置に対して相対的に位置決めするために、同様に好適に使用可能であることが理解されるべきである。従って、ガイド構造は、単一のインターフェースエレメントを囲む、または取り囲んでもよい。

図１４には、別の実施例としてのガイド構造１４０１が示されている。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である。分かりやすさのため、カバーの一部のみが図示されている。ガイド構造１４０１は、開ループ状とされている。即ち、ガイド構造１４０１は、上述した実施例に示されたような閉ループを形成しない。ガイド構造１４０１は、円弧状、または三日月状の構造であってもよいし、半円形状とされていてもよい。ガイド構造１４０１は、上述したガイド構造の第１のセグメントに類似していてもよい。

たが形状は、外側側壁１４０９を構成する周辺部を有している。ガイド構造１４０１は、さらに、対向する面１４１１，１４１３を含んで構成されており、対向する面１４１１，１４１３のうちの一方のみ（本実施例では、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、非無菌環境に整合するカバー１４１５側に取り付けられてもよい。他方の対向する面（１４１３）は、ガイド構造１４０１をロボットアームに取り付けるのに使用されてもよい。面１４１３は、それ自体が、ロボットアームインターフェース面と呼ぶことができる。

たが形状は、カバーの生地と、カバーに固定された複数のインターフェースエレメント１４０５を囲んでいる。即ち、ドレープのインターフェースエレメント１４０５は、たが形状の境界内においてカバー上に配置されている。インターフェースエレメント１４０５は、例えば、たが形状の平面視において、たが形状の内側にある。従って、たが形状は、ドレープカバー１４０７における、インターフェースエレメント１４０５を含むサブセクションまたは部分の境界を定めている。たが形状は、複数のインターフェースエレメント１４０５が固定されたドレープカバー１４０７の一部の輪郭を成していてもよい。たが形状は、図８を参照して上述した１つ以上のポケットを含んで構成された、カバーの生地を囲んでいてもよい。従って、たが形状は、１つ以上のポケットを形成するカバーの生地の輪郭を成していてもよい。

ガイド構造が複数のインターフェースエレメントに対して相対的に位置決めされることによって、ガイド構造がロボットアームに取り付けられる際に、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位置決めされる。従って、ガイド構造がロボットアームに取り付けられる際に、インターフェースエレメントは駆動装置のインターフェース付近に配置、または位置決めされる。ガイド構造は、図１１および図１２を参照して説明したいずれかの実施例に従ってロボットアームに取り付けられるようになっていてもよい。例えば、ガイド構造は、ロボットアームに設けられた相補的表面（例えば、溝９２５または９２７）と摺動可能に係合してもよい。この場合、外側側壁１４０９はロボットアーム上の相補的表面と係合する表面的特徴を有していてもよい。あるいは、ガイド構造は、ロボットアームに押し嵌め、スナップ嵌合、またはクリップ留めできるような表面的特徴をロボットアームインターフェース面１４１３上に備えていてもよい。

ガイド構造１４０１は開ループ構造として示されているが、閉ループ形状とされていてもよい。従って、ガイド構造は、環体もしくはリングの形態であってもよい。ガイド構造は、剛性を有していてもよい。即ち、ガイド構造が、収納構成と動作構成との間で変形可能とされておらず、単一の構成のみを有していてもよい。ガイド構造はまた、単一のインターフェースエレメントとカバーの生地を囲んでいてもよい。

出願人はこれによって、ここに記載の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別々に開示しており、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み合わせが本明細書に開示される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。

Claims (14)

1. 外科用ロボットの一部を覆ってその上に無菌境界を画定するための外科用ロボットドレープであって、該外科用ロボットは、３つのジョイントを備えた器具と、駆動装置を備えたロボットアームとを含んで構成されており、該駆動装置が、該３つのジョイントを作動させるための線形機械的駆動を供給するようになっていると共に、該器具と該駆動装置が、該駆動装置からの該線形機械的駆動を該器具に連結する複数のインターフェースをそれぞれ有しており、
   前記ドレープは、複数のインターフェースエレメントを含んで構成されており、各該インターフェースエレメントは、前記駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースの両方と係合して、該駆動装置を該器具に連結させることによって該駆動装置から供給された前記線形機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具のそれぞれ対応する前記ジョイントを作動させるようになっていると共に、該複数のインターフェースエレメントが前記ドレープの前記生地に取り付けられ、各該インターフェースエレメントが該ドレープの前記生地によって他の該インターフェースエレメントのそれぞれに対して分離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. 前記ドレープの前記生地が可撓性とされていることにより、前記インターフェースエレメントの配置が調整可能とされている請求項１に記載の外科用ロボットドレープ。
3. 前記インターフェースエレメントの相互に対する配置が、前記ドレープの構成に依存する請求項１または２に記載の外科用ロボットドレープ。
4. 各前記インターフェースエレメントが、前記駆動装置の前記インターフェースを係合する第１のインターフェース面と、前記器具の前記インターフェースを係合する第２のインターフェース面とを含んで構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
5. 各前記インターフェースエレメントが、前記駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースと取り外し可能に係合するようになっており、
   各前記インターフェースエレメントについて、該インターフェースエレメントを前記器具の前記インターフェースから取り外すよりも前記駆動装置の前記インターフェースから取り外す方がより大きな力を必要とするように、前記第１のインターフェース面が該駆動装置の該インターフェースの相補的な表面と係合するようになっていると共に、前記第２のインターフェース面が該器具の該インターフェースの相補的な表面と係合するようになっている請求項４に記載の外科用ロボットドレープ。
6. 少なくとも１つの前記インターフェースエレメントについて、前記第１のインターフェース面が前記駆動装置の前記インターフェースの相補的な表面と係合する表面的特徴を含んで構成されている請求項４に記載の外科用ロボットドレープ。
7. 少なくとも１つの前記インターフェースエレメントについて、前記第２のインターフェース面が前記器具の前記インターフェースの相補的な表面と係合する表面的特徴を含んで構成されている請求項４または６に記載の外科用ロボットドレープ。
8. 前記第１のインターフェース面の前記表面的特徴が前記駆動装置の前記インターフェースの前記相補的な表面と係合するようになっていることにより、前記ドレープが前記ロボットアームに固定される請求項６に記載の外科用ロボットドレープ。
9. 少なくとも１つの前記インターフェースエレメントについて、前記第１および第２のインターフェース面が周囲の前記ドレープの前記生地に対して相対回転可能とされて、回転駆動を前記駆動装置から前記器具に伝達することによって該器具の少なくとも１つの前記ジョイントを作動させるようになっており、該少なくとも１つのインターフェースエレメントについて、該第１のインターフェース面の回転が該第２のインターフェース面の回転と連結されるようになっている請求項４に記載の外科用ロボットドレープ。
10. 各前記インターフェースエレメントが前記ドレープの前記生地に直接装着されている請求項１〜９の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
11. 前記複数のインターフェースエレメントが、
    前記インターフェースエレメントの第１のサブセットであって、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第１の前記ジョイントを作動させるようになっている第１のサブセットと、
    前記インターフェースエレメントの第２のサブセットであって、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第２の前記ジョイントを作動させるようになっている第２のサブセットと、
    前記インターフェースエレメントの第３のサブセットであって、各該インターフェースエレメントが、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ことによって機械的駆動を前記ドレープを介して伝達し、該器具の第３の前記ジョイントを作動させるようになっている第３のサブセットと
    を含んで構成されている請求項１〜１０の何れか１項に記載の外科用ロボットドレープ。
12. 前記ドレープが、該ドレープからそれぞれ形成された第１，第２および第３のポケットを含んで構成されており、各該ポケットが、前記器具の近位部分から突出するそれぞれ対応するラグを収容するようになっていると共に、前記ドレープについて、前記インターフェースエレメントの第１のサブセットが該第１のポケットに取り付けられて、前記インターフェースエレメントの第２のサブセットが該第２のポケットに取り付けられて、さらに前記インターフェースエレメントの第３のサブセットが該第３のポケットに取り付けられるようになっている請求項１１に記載の外科用ロボットドレープ。
13. 前記インターフェースエレメントの第１のサブセットが、第１のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっており、前記インターフェースエレメントの第２のサブセットが、第２のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっていると共に、前記インターフェースエレメントの第３のサブセットが、第３のラグに配置されたそれぞれ対応する前記器具の前記インターフェースと係合するようになっている請求項１２に記載の外科用ロボットドレープ。
14. ロボット手術を行うための外科用ロボットシステムであって、
    ３つのジョイントを備えた器具と、駆動装置を備えたロボットアームとを含んで構成された外科用ロボットであって、該駆動装置が、該３つのジョイントを作動させるための線形機械的駆動を供給するようになっていると共に、該器具と該駆動装置が、該駆動装置からの該線形機械的駆動を該器具に連結する複数のインターフェースをそれぞれ有している外科用ロボットと、
    前記外科用ロボットの一部を覆ってその上に無菌境界を画定する外科用ロボットドレープであって、複数のインターフェースエレメントを含んで構成されており、各該インターフェースエレメントは、該駆動装置の前記インターフェースおよび前記器具の前記インターフェースの両方と係合して、該駆動装置を該器具に連結させることによって該駆動装置から供給された前記線形機械的駆動を該ドレープを介して伝達し、該器具のそれぞれ対応する前記ジョイントを作動させると共に、該複数のインターフェースエレメントが前記ドレープの前記生地に取り付けられ、各該インターフェースエレメントが該ドレープの前記生地によって他の該インターフェースエレメントのそれぞれに対して分離されている外科用ロボットドレープと、
    を含んで構成されている外科用ロボットシステム。

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