本願の出願人は、2018年9月24日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国特許出願第62/112,129号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT CONFIGURED TO MANIPULATE TISSUE USING MECHANICAL AND ELECTRICAL POWER」、
−米国特許出願第62/112,155号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A CAPTURE WIDTH WHICH IS LARGER THAN TROCAR DIAMETER」、
−米国特許出願第62/112,168号、発明の名称「SURGICAL SUTURING INSTRUMENT COMPRISING A NON−CIRCULAR NEEDLE」、
−米国特許出願第16/112,180号、発明の名称「ELECTRICAL POWER OUTPUT CONTROL BASED ON MECHANICAL FORCES」、
−米国特許出願第16/112,193号、発明の名称「REACTIVE ALGORITHM FOR SURGICAL SYSTEM」、
−米国特許出願第16/112,099号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING AN ADAPTIVE ELECTRICAL SYSTEM」、
−米国特許出願第16/112,112号、発明の名称「CONTROL SYSTEM ARRANGEMENTS FOR A MODULAR SURGICAL INSTRUMENT」、
−米国特許出願第16/112,119号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAMS FOR A SURGICAL SYSTEM COMPRISING MORE THAN ONE TYPE OF CARTRIDGE」、
−米国特許出願第16/112,097号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING BATTERY ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第16/112,109号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第16/112,117号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT SYSTEMS COMPRISING LOCKOUT MECHANISMS」、
−米国特許出願第16/112,095号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A LOCKABLE END EFFECTOR SOCKET」、
−米国特許出願第16/112,121号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A SHIFTING MECHANISM」、
−米国特許出願第16/112,151号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A SYSTEM FOR ARTICULATION AND ROTATION COMPENSATION」、
−米国特許出願第16/112,154号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING A BIASED SHIFTING MECHANISM」、
−米国特許出願第16/112,226号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING AN ARTICULATION DRIVE THAT PROVIDES FOR HIGH ARTICULATION ANGLES」、
−米国特許出願第16/112,062号、発明の名称「SURGICAL DISSECTORS AND MANUFACTURING TECHNIQUES」、
−米国特許出願第16/112,098号、発明の名称「SURGICAL DISSECTORS CONFIGURED TO APPLY MECHANICAL AND ELECTRICAL ENERGY」、
−米国特許出願第16/112,237号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER CONFIGURED TO STORE CLIPS IN A STORED STATE」、
−米国特許出願第16/112,245号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN EMPTY CLIP CARTRIDGE LOCKOUT」、
−米国特許出願第16/112,249号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING AN AUTOMATIC CLIP FEEDING SYSTEM」、
−米国特許出願第16/112,253号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE FIRING CONTROL」、及び
−米国特許出願第16/112,257号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER COMPRISING ADAPTIVE CONTROL IN RESPONSE TO A STRAIN GAUGE CIRCUIT」。
本願の出願人は、2018年5月1日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国特許出願第62/665,129号、発明の名称「SURGICAL SUTURING SYSTEMS」、
−米国仮特許出願第62/665,139号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING CONTROL SYSTEMS」、
−米国特許出願第62/665,177号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENTS COMPRISING HANDLE ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第62/665,128号、発明の名称「MODULAR SURGICAL INSTRUMENTS」、
−米国特許出願第62/665,192号、発明の名称「SURGICAL DISSECTORS」、及び
−米国特許出願第62/665,134号、発明の名称「SURGICAL CLIP APPLIER」。
本願の出願人は、2018年2月28日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国特許出願第15/908,021号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE」、
−米国特許出願第15/908,012号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLE MEMBERS TO EFFECT DIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT」、
−米国特許出願第15/908,040号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS」、
−米国特許出願第15/908,057号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS」、
−米国特許出願第15/908,058号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES」、及び
−米国特許出願第15/908,143号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSOR AND/OR CONTROL SYSTEMS」。
本願の出願人は、2017年10月30日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国仮特許出願第62/578,793号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH REMOTE RELEASE」、
−米国仮特許出願第62/578,804号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING DUAL ROTATABLE MEMBERS TO EFFECT DIFFERENT TYPES OF END EFFECTOR MOVEMENT」、
−米国仮特許出願第62/578,817号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS」、
−米国仮特許出願第62/578,835号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH ROTARY DRIVE SELECTIVELY ACTUATING MULTIPLE END EFFECTOR FUNCTIONS」、
−米国仮特許出願第62/578,844号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH MODULAR POWER SOURCES」、及び
−米国仮特許出願第62/578,855号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH SENSOR AND/OR CONTROL SYSTEMS」。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年12月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
−米国仮特許出願第62/611,341号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、
−米国仮特許出願第62/611,340号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」、及び
−米国仮特許出願第62/611,339号、発明の名称「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月28日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
−米国仮特許出願第62/649,302号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」、
−米国仮特許出願第62/649,294号、発明の名称「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」、
−米国仮特許出願第62/649,300号、発明の名称「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」、
−米国仮特許出願第62/649,309号、発明の名称「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」、
−米国仮特許出願第62/649,310号、発明の名称「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」、
−米国仮特許出願第62/649,291号、発明の名称「USE OF LASER LIGHT AND RED−GREEN−BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」、
−米国仮特許出願第62/649,296号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」、
−米国仮特許出願第62/649,333号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」、
−米国仮特許出願第62/649,327号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」、
−米国仮特許出願第62/649,315号、発明の名称「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」、
−米国仮特許出願第62/649,313号、発明の名称「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」、
−米国仮特許出願第62/649,320号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国仮特許出願第62/649,307号、発明の名称「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、及び
−米国仮特許出願第62/649,323号、発明の名称「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
−米国特許出願第15/940,641号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH ENCRYPTED COMMUNICATION CAPABILITIES」、
−米国特許出願第15/940,648号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS WITH CONDITION HANDLING OF DEVICES AND DATA CAPABILITIES」、
−米国特許出願第15/940,656号、発明の名称「SURGICAL HUB COORDINATION OF CONTROL AND COMMUNICATION OF OPERATING ROOM DEVICES」、
−米国特許出願第15/940,666号、発明の名称「SPATIAL AWARENESS OF SURGICAL HUBS IN OPERATING ROOMS」、
−米国特許出願第15/940,670号、発明の名称「COOPERATIVE UTILIZATION OF DATA DERIVED FROM SECONDARY SOURCES BY INTELLIGENT SURGICAL HUBS」、
−米国特許出願第15/940,677号、発明の名称「SURGICAL HUB CONTROL ARRANGEMENTS」、
−米国特許出願第15/940,632号、発明の名称「DATA STRIPPING METHOD TO INTERROGATE PATIENT RECORDS AND CREATE ANONYMIZED RECORD」、
−米国特許出願第15/940,640号、発明の名称「COMMUNICATION HUB AND STORAGE DEVICE FOR STORING PARAMETERS AND STATUS OF A SURGICAL DEVICE TO BE SHARED WITH CLOUD BASED ANALYTICS SYSTEMS」、
−米国特許出願第15/940,645号、発明の名称「SELF DESCRIBING DATA PACKETS GENERATED AT AN ISSUING INSTRUMENT」、
−米国特許出願第15/940,649号、発明の名称「DATA PAIRING TO INTERCONNECT A DEVICE MEASURED PARAMETER WITH AN OUTCOME」、
−米国特許出願第15/940,654号、発明の名称「SURGICAL HUB SITUATIONAL AWARENESS」、
−米国特許出願第15/940,663号、発明の名称「SURGICAL SYSTEM DISTRIBUTED PROCESSING」、
−米国特許出願第15/940,668号、発明の名称「AGGREGATION AND REPORTING OF SURGICAL HUB DATA」、
−米国特許出願第15/940,671号、発明の名称「SURGICAL HUB SPATIAL AWARENESS TO DETERMINE DEVICES IN OPERATING THEATER」、
−米国特許出願第15/940,686号、発明の名称「DISPLAY OF ALIGNMENT OF STAPLE CARTRIDGE TO PRIOR LINEAR STAPLE LINE」、
−米国特許出願第15/940,700号、発明の名称「STERILE FIELD INTERACTIVE CONTROL DISPLAYS」、
−米国特許出願第15/940,629号、発明の名称「COMPUTER IMPLEMENTED INTERACTIVE SURGICAL SYSTEMS」、
−米国特許出願第15/940,704号、発明の名称「USE OF LASER LIGHT AND RED−GREEN−BLUE COLORATION TO DETERMINE PROPERTIES OF BACK SCATTERED LIGHT」、
−米国特許出願第15/940,722号、発明の名称「CHARACTERIZATION OF TISSUE IRREGULARITIES THROUGH THE USE OF MONO−CHROMATIC LIGHT REFRACTIVITY」、及び
−米国特許出願第15/940,742号、発明の名称「DUAL CMOS ARRAY IMAGING」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
−米国特許出願第15/940,636号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL DEVICES」、
−米国特許出願第15/940,653号、発明の名称「ADAPTIVE CONTROL PROGRAM UPDATES FOR SURGICAL HUBS」、
−米国特許出願第15/940,660号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR CUSTOMIZATION AND RECOMMENDATIONS TO A USER」、
−米国特許出願第15/940,679号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR LINKING OF LOCAL USAGE TRENDS WITH THE RESOURCE ACQUISITION BEHAVIORS OF LARGER DATA SET」、
−米国特許出願第15/940,694号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR MEDICAL FACILITY SEGMENTED INDIVIDUALIZATION OF INSTRUMENT FUNCTION」、
−米国特許出願第15/940,634号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS FOR SECURITY AND AUTHENTICATION TRENDS AND REACTIVE MEASURES」、
−米国特許出願第15/940,706号、発明の名称「DATA HANDLING AND PRIORITIZATION IN A CLOUD ANALYTICS NETWORK」、及び
−米国特許出願第15/940,675号、発明の名称「CLOUD INTERFACE FOR COUPLED SURGICAL DEVICES」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月29日出願の以下の米国特許出願を所有する。
−米国特許出願第15/940,627号、発明の名称「DRIVE ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,637号、発明の名称「COMMUNICATION ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,642号、発明の名称「CONTROLS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,676号、発明の名称「AUTOMATIC TOOL ADJUSTMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,680号、発明の名称「CONTROLLERS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,683号、発明の名称「COOPERATIVE SURGICAL ACTIONS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、
−米国特許出願第15/940,690号、発明の名称「DISPLAY ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」、及び
−米国特許出願第15/940,711号、発明の名称「SENSING ARRANGEMENTS FOR ROBOT−ASSISTED SURGICAL PLATFORMS」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月30日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
−米国仮特許出願第62/650,887号、発明の名称「SURGICAL SYSTEMS WITH OPTIMIZED SENSING CAPABILITIES」、
−米国仮特許出願第62/650,877号、発明の名称「SURGICAL SMOKE EVACUATION SENSING AND CONTROLS」、
−米国仮特許出願第62/650,882号、発明の名称「SMOKE EVACUATION MODULE FOR INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、及び
−米国仮特許出願第62/650,898号、発明の名称「CAPACITIVE COUPLED RETURN PATH PAD WITH SEPARABLE ARRAY ELEMENTS」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、2018年4月19日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
−米国仮特許出願第62/659,900号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION」。
明細書に記載され、添付の図面に示されるように、実施形態の全体的な構造、機能、製造、及び使用の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。周知の動作、構成要素、及び要素は、本明細書に記載される実施形態を不明瞭にしないようにするため、詳細に記載されていない。読者は、本明細書に記載され図示された実施形態は、非限定的な例であり、したがって本明細書に開示された特定の構造的及び機能的詳細は、代表的及び例示的であり得ることを、理解するであろう。特許請求の範囲から逸脱することなく、それに対する変形及び変更を行うことができる。
「備える(comprise)」(「comprises」及び「comprising」など、compriseの任意の語形)、「有する(have)」(「has」及び「having」など、haveの任意の語形)、「含む(include)」(「includes」及び「including」など、includeの任意の語形)、及び「含有する(contain)」(「contains」及び「containing」など、containの任意の語形)という用語は、オープンエンドの連結動詞である。結果として、1つ又は2つ以上の要素を「備える」、「有する」、「含む」、若しくは「含有する」外科用システム、デバイス、又は装置は、それらの1つ又は2つ以上の要素を有するが、それらの1つ又は2つ以上のみを有することに限定されない。同様に、1つ又は2つ以上の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、若しくは「含有する」、システム、デバイス、又は装置の要素は、それら1つ又は2つ以上の特徴を有するが、それら1つ又は2つ以上の特徴のみを有することに限定されない。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的及び/又は絶対的であることを意図したものではない。
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科手術を行うための、様々な例示的なデバイス及び方法が提供される。しかしながら、本明細書に開示される様々な方法及びデバイスが、例えば開腹外科手術と関連するものを含む、多くの外科手術及び用途で使用され得ることが、読者には容易に理解されよう。本明細書の「発明を実施するための形態」を読み進めることで、読者は、本明細書に開示される様々な器具が、例えば、もとからある開口部を通じて、組織に形成された切開又は穿刺穴を通じてなど、任意の方法で体内に挿入され得ることを更に理解するであろう。これらの器具の作用部分すなわちエンドエフェクタ部分は、患者の体内に直接に挿入することもでき、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長いシャフトを進めることが可能な作用通路を有するアクセスデバイスを通じて挿入することもできる。
例えば、把持具などの外科用器具は、ハンドル、ハンドルから延在するシャフト、及びシャフトから延在するエンドエフェクタを備えることができる。様々な例において、エンドエフェクタは、第1のジョー及び第2のジョーを備え、ジョーの一方又は両方は、患者の組織を把持するように、他方に対して移動可能である。これにより、外科用器具のエンドエフェクタは、任意の好適な構成を備えることができ、任意の好適な機能を実行することができる。例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を切開又は分離するように構成された第1及び第2のジョーを備えることができる。また、例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を縫合及び/又はクリップ留めするように構成され得る。様々な例において、外科用器具のエンドエフェクタ及び/又はシャフトは、トロカール又はカニューレを通して患者に挿入されるように構成されており、例えば、およそ5mm、8mm、及び/又は12mmなどの任意の好適な直径を有することができる。米国特許出願第11/013,924号、発明の名称「TROCAR SEAL ASSEMBLY」、現在の米国特許第7,371,227号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。シャフトは、長手方向軸を画定することができ、エンドエフェクタの少なくとも一部分は、長手方向軸を中心に回転可能であり得る。更に、外科用器具は、エンドエフェクタの少なくとも一部分がシャフトに対して関節運動することを可能にし得る関節運動継手を更に備えることができる。使用中、臨床医は、エンドエフェクタを患者内で操作するためにエンドエフェクタを回転及び/又は関節運動させることができる。
外科用器具システムが、図1に描写されている。外科用器具システムは、ハンドルアセンブリ1000を備え、ハンドルアセンブリ1000は、シャフトアセンブリ2000、シャフトアセンブリ3000、シャフトアセンブリ4000、シャフトアセンブリ5000、及び/又は任意の他の好適なシャフトアセンブリと共に選択的に使用可能である。シャフトアセンブリ2000は、図2のハンドルアセンブリ1000に取り付けられ、シャフトアセンブリ4000は、図45のハンドルアセンブリ1000に取り付けられる。シャフトアセンブリ2000は、近位部分2100と、近位部分2100から延在する細長いシャフト2200と、遠位取り付け部分2400と、遠位取り付け部分2400を細長いシャフト2200に回転可能に接続する関節運動継手2300と、を備える。シャフトアセンブリ2000は、遠位取り付け部分2400に取り付けられた交換可能なエンドエフェクタアセンブリ7000を更に備える。交換可能なエンドエフェクタアセンブリ7000は、患者の組織をクランプ及び/又は操作するために開閉されるように構成されたジョーアセンブリ7100を備える。使用時には、以下で更に詳細に説明するように、エンドエフェクタアセンブリ7000は、関節運動継手2300を中心に関節運動することができ、かつ/又は長手方向軸を中心に遠位取り付け部分2400に対して回転されて、患者内のジョーアセンブリ7100をより良好に位置付けることができる。
再び図1を参照すると、ハンドルアセンブリ1000は、とりわけ、駆動モジュール1100を備える。以下でより詳細に説明するように、駆動モジュール1100は、臨床医がシャフトアセンブリ2000、3000、4000及び5000のうちの1つを例えば駆動モジュール1100に選択的に取り付けることを可能にする遠位装着インターフェースを備える。したがって、シャフトアセンブリ2000、3000、4000及び5000の各々は、駆動モジュール1100の遠位装着インターフェースと係合するように構成された同一の又は少なくとも同様の近位装着インターフェースを備える。以下でより詳細に説明するように、駆動モジュール1100の装着インターフェースは、選択されたシャフトアセンブリを駆動モジュール1100に機械的に固設及び電気的に結合する。駆動モジュール1100は、少なくとも1つの電気モータと、1つ若しくは2つ以上の制御部及び/又はディスプレイと、電気モータを動作させるように構成されたコントローラと、を更に備え、その回転出力は、駆動モジュール1100に取り付けられたシャフトアセンブリの駆動システムに伝達される。更に、駆動モジュール1100は、例えば、電源モジュール1200及び1300などの1つ又は2つ以上の電源モジュールと共に使用可能であり、これは、駆動モジュール1100に動作可能に取り付け可能であり、それに電力を供給する。
上記に加えて、図1及び図2を再び参照すると、ハンドル駆動モジュール1100は、ハウジング1110と、第1のモジュールコネクタ1120と、第2のモジュールコネクタ1120’と、を備える。電源モジュール1200は、ハウジング1210と、コネクタ1220と、1つ又は2つ以上の解放ラッチ1250と、1つ又は2つ以上の電池1230と、を備える。コネクタ1220は、電源モジュール1200を駆動モジュール1100に取り付けるために、駆動モジュール1100の第1のモジュールコネクタ1120と係合するように構成されている。コネクタ1220は、電源モジュール1200のハウジング1210を駆動モジュール1100のハウジング1110に機械的に連結及び固定して固設する1つ又は2つ以上のラッチ1240を備える。ラッチ1240は、電源モジュール1200が駆動モジュール1100から取り外され得るように解放ラッチ1250が押下されると、係合解除位置へと移動可能である。コネクタ1220はまた、電池1230及び/又は電池1230を含む電気回路を駆動モジュール1100内の電気回路と電気通信するように配置する1つ又は2つ以上の電気接点を備える。
上記に加えて、図1及び図2を再び参照すると、電源モジュール1300は、ハウジング1310と、コネクタ1320と、1つ又は2つ以上の解放ラッチ1350と、1つ又は2つ以上の電池1330と、を備える(図47)。コネクタ1320は、電源モジュール1300を駆動モジュール1100に取り付けるために、駆動モジュール1100の第2のモジュールコネクタ1120’と係合するように構成されている。コネクタ1320は、電源モジュール1300のハウジング1310を駆動モジュール1100のハウジング1110に機械的に連結及び固定して固設する1つ又は2つ以上のラッチ1340を備える。ラッチ1340は、電源モジュール1300が駆動モジュール1100から取り外され得るように解放ラッチ1350が押下されると、係合解除位置へと移動可能である。コネクタ1320はまた、電源モジュール1300の電池1330及び/又は電池1330を含む電力回路を駆動モジュール1100内の電力回路と電気通信するように配置する1つ又は2つ以上の電気接点を備える。
上記に加えて、駆動モジュール1100に取り付けられたときの電源モジュール1200は、臨床医が駆動モジュール1100を臨床医の手の上に配置するようにハンドル1000を保持することを可能にし得るピストルグリップを備える。駆動モジュール1100に取り付けられたときの電源モジュール1300は、臨床医がハンドル1000をワンドのように保持することを可能にする端部グリップを備える。電源モジュール1200及び1300は任意の好適な長さを備えることができるが、電源モジュール1200は電源モジュール1300よりも長い。電源モジュール1200は、電源モジュール1300よりも多くの電池セルを有し、その長さにより、これらの追加の電池セルを好適に収容することができる。様々な例において、電源モジュール1200は、電源モジュール1300よりもより多くの電力を駆動モジュール1100に提供することができ、一方、いくつかの例では、電源モジュール1200は、より長い期間電力を提供することができる。いくつかの例では、駆動モジュール1100のハウジング1110は、キー、及び/又は任意の他の好適な機構を備え、これは、電源モジュール1200が第2のモジュールコネクタ1120’に接続されることを防止し、同様に、電源モジュール1300が第1のモジュールコネクタ1120に接続されることを防止する。そのような構成は、より長い電源モジュール1200がピストルグリップ構成で使用され、より短い電源モジュール1300がワンドグリップ構成で使用されることを確実にすることができる。代替的な実施形態では、電源モジュール1200及び電源モジュール1300は、第1のモジュールコネクタ1120又は第2のモジュールコネクタ1120’のいずれかで駆動モジュール1100に選択的に連結され得る。このような実施形態は、ハンドル1000をそれらに好適な様式でカスタマイズするためのより多くの選択肢を臨床医に提供する。
様々な例において、上記に加えて、電源モジュール1200及び1300のうちの1つのみが、一度に駆動モジュール1100に連結される。特定の例では、電源モジュール1200は、例えばシャフトアセンブリ4000が駆動モジュール1100に取り付けられたときに妨げとなり得る。代替的に、電源モジュール1200及び1300の両方は、同時に駆動モジュール1100に動作可能に連結され得る。そのような例では、駆動モジュール1100は、電源モジュール1200及び1300の両方によって提供される電力へのアクセスを有することができる。更に、臨床医は、電源モジュール1200及び1300の両方が駆動モジュール1100に取り付けられたときに、ピストルグリップとワンドグリップとの間で切り替えることができる。更に、そのような構成により、電源モジュール1300は、例えば、駆動モジュール1100に取り付けられたシャフトアセンブリ2000、3000、4000又は5000などのシャフトアセンブリへの釣り合いとして機能することができる。
図7及び図8を参照すると、ハンドル駆動モジュール1100は、フレーム1500と、モータアセンブリ1600と、モータアセンブリ1600と動作可能に係合された駆動システム1700と、制御システム1800と、を更に備える。フレーム1500は、モータアセンブリ1600を通って延在する細長いシャフトを備える。細長いシャフトは、遠位端1510と、遠位端1510に画定された電気接点又はソケット1520と、を備える。電気接点1520は、1つ又は2つ以上の電気回路を介して駆動モジュール1100の制御システム1800と電気通信し、制御システム1800と、例えば、駆動モジュール1100に取り付けられたシャフトアセンブリ2000、3000、4000又は5000などのシャフトアセンブリとの間で信号及び/又は電力を伝達するように構成されている。制御システム1800は、プリント回路基板(printed circuit board、PCB)1810、少なくとも1つのマイクロプロセッサ1820、及び少なくとも1つのメモリデバイス1830を備える。基板1810は、剛性及び/又は可撓性であり得、任意の好適な数の層を備えることができる。マイクロプロセッサ1820及びメモリデバイス1830は、以下でより詳細に説明するように、モータアセンブリ1600の動作を制御する基板1810上に画定された制御回路の一部である。
図12及び13を参照すると、モータアセンブリ1600は、ハウジング1620と、駆動シャフト1630と、歯車減速システムと、を含む電気モータ1610を備える。電気モータ1610は、巻線1640を含む固定子と、磁気素子1650を含む回転子と、を更に備える。固定子巻線1640はハウジング1620内に支持され、回転子磁気素子1650は駆動シャフト1630に装着される。固定子巻線1640が制御システム1800によって制御された電流で通電されると、駆動シャフト1630は長手方向軸を中心に回転する。駆動シャフト1630は、中央太陽歯車と、太陽歯車に動作可能に噛み合ったいくつかの遊星歯車と、を含む第1の遊星歯車システム1660と動作可能に噛み合っている。第1の遊星歯車システム1660の太陽歯車は、駆動シャフト1630と共に回転するように駆動シャフト1630に固定的に装着される。第1の遊星歯車システム1660の遊星歯車は、第2の遊星歯車システム1670の太陽歯車に回転可能に装着され、また、モータハウジング1620の歯車付き又はスプライン付き内側表面1625と噛み合っている。上記の結果、第1の太陽歯車の回転は、第2の太陽歯車を回転させる第1の遊星歯車を回転させる。上記と同様に、第2の遊星歯車システム1670は、遊星歯車1665(図13)を更に備え、遊星歯車1665は、第3の遊星歯車システム、最終的には駆動シャフト1710を駆動する。遊星歯車システム1660、1670及び1680は、モータシャフト1620によって駆動シャフト1710に適用される速度を減速させるように協働する。減速システムを伴わずに、様々な代替的な実施形態が想定される。このような実施形態は、エンドエフェクタ機能を迅速に駆動することが望ましい場合に好適である。特に、駆動シャフト1630は、それを貫通して延在する開口部又は中空コアを備え、それを通してワイヤ及び/又は電気回路が延在することができる。
制御システム1800は、モータアセンブリ1600及び駆動モジュール1100の電力回路と通信する。制御システム1800は、モータアセンブリ1600に供給される電力を電力回路から制御するように構成されている。電力回路は、一定の、又は少なくともほぼ一定の直流(direct current、DC)電圧を供給するように構成される。少なくとも1つの例では、電力回路は、制御システム1800に3VDCを供給する。制御システム1800は、電圧パルスをモータアセンブリ1600に供給するように構成されたパルス幅変調(pulse width modulation、PWM)回路を備える。電圧パルスの持続時間若しくは幅、及び/又はPWM回路によって供給される電圧パルス間の持続時間若しくは幅は、モータアセンブリ1600に印加される電力を制御するために制御され得る。モータアセンブリ1600に印加される電力を制御することによって、PWM回路は、モータアセンブリ1600の出力シャフトの速度を制御することができる。PWM回路に加えて、又はその代わりに、制御システム1800は、周波数変調(frequency modulation、FM)回路を含むことができる。以下でより詳細に考察されるように、制御システム1800は、2つ以上の動作モードで動作可能であり、使用される動作モードに応じて、制御システム1800は、その動作モードに適切であると判定される速度又は速度の範囲でモータアセンブリ1600を動作させることができる。
上記に加えて、図7及び図8を再び参照すると、駆動システム1700は、スプライン付き遠位端1720と、内部に画定された長手方向開口部1730と、を含む回転可能シャフト1710を備える。回転可能シャフト1710は、回転可能シャフト1710がモータ出力シャフトと共に回転するように、モータアセンブリ1600の出力シャフトに動作可能に装着される。ハンドルフレーム1510は、長手方向開口部1730を通って延在し、回転可能シャフト1710を回転可能に支持する。結果として、ハンドルフレーム1510は、回転可能シャフト1710の軸受として機能する。ハンドルフレーム1510及び回転可能シャフト1710は、駆動モジュール1110の装着インターフェース1130から遠位に延在し、シャフトアセンブリ2000が駆動モジュール1100に組み付けられたときに、シャフトアセンブリ2000上の対応する構成要素と連結される。主に図3〜図6を参照すると、シャフトアセンブリ2000は、フレーム2500及び駆動システム2700を更に備える。フレーム2500は、シャフトアセンブリ2000を通って延在する長手方向シャフト2510と、シャフト2510から近位に延在する複数の電気接点又はピン2520と、を備える。シャフトアセンブリ2000が駆動モジュール1100に取り付けられると、シャフトフレーム2510上の電気接点2520は、ハンドルフレーム1510上の電気接点1520と係合し、それらの間に電気経路を形成する。
上記と同様に、駆動システム2700は、回転可能な駆動シャフト2710を備え、これは、シャフトアセンブリ2000が駆動モジュール1100に組み付けられ、駆動シャフト2710が駆動シャフト1710と共に回転するときに、ハンドル1000の回転可能な駆動シャフト1710に動作可能に連結される。この目的のため、駆動シャフト2710はスプライン付き近位端2720を備え、これは、駆動シャフト1710がモータアセンブリ1600によって回転されるときに駆動シャフト1710及び2710が一緒に回転するように、駆動シャフト1710のスプライン付き遠位端1720と嵌合する。駆動シャフト1710と2710との間のスプライン相互接続の性質、並びにフレーム1510と2510との間の電気的相互接続の性質を考慮すると、シャフトアセンブリ2000は、長手方向軸に沿ってハンドル1000に組み付けられる。しかしながら、駆動シャフト1710と2710との間の動作可能な相互接続、並びにフレーム1510と2510との間の電気的相互接続は、シャフトアセンブリが任意の好適な方法でハンドル1000に組み付けられ得る任意の好適な構成を備えることができる。
上で考察されるように、図3〜図8を参照すると、駆動モジュール1110の装着インターフェース1130は、例えば、シャフトアセンブリ2000、3000、4000及び5000上の対応する装着インターフェースに連結されるように構成されている。例えば、シャフトアセンブリ2000は、駆動モジュール1100の装着インターフェース1130に連結されるように構成された装着インターフェース2130を備える。より具体的には、シャフトアセンブリ2000の近位部分2100は、装着インターフェース2130を画定するハウジング2110を備える。主に図8を参照すると、駆動モジュール1100は、シャフトアセンブリ2000の装着インターフェース2130を駆動モジュール1100の装着インターフェース1130に対して解放可能に保持するように構成されたラッチ1140を備える。駆動モジュール1100及びシャフトアセンブリ2000が、上述のように長手方向軸に沿って一緒になったとき、ラッチ1140は、装着インターフェース2130に接触し、ロック解除位置へと外向きに回転する。主に図8、図10、及び図11を参照すると、各ラッチ1140は、ロック端部1142及び枢動部分1144を備える。各ラッチ1140の枢動部分1144は、駆動モジュール1100のハウジング1110に回転可能に連結され、ラッチ1140が外向きに回転されると、ラッチ1140は枢動部分1144を中心に回転する。特に、各ラッチ1140は、ラッチ1140をロック位置に内向きに付勢するように構成された付勢ばね1146を更に備える。各付勢ばね1146は、付勢ばね1146がラッチ1140に付勢力を加えるように、駆動モジュール1100のラッチ1140とハウジング1110との間で圧縮される。しかしながら、このような付勢力は、ラッチ1140がシャフトアセンブリ2000によってそれらのロック解除位置へと外向きに回転されるときに打ち消される。これにより、ラッチ1140が装着インターフェース2130に接触した後に外向きに回転すると、ラッチ1140のロック端部1142は、装着インターフェース2130内に画定されたラッチ窓2140内に入ることができる。ロック端部1142がラッチ窓2140を通過すると、ばね1146はラッチ1140を自身のロック位置に戻すことができる。各ロック端部1142は、シャフトアセンブリ2000を駆動モジュール1100にしっかりと保持するロック肩部又は表面を備える。
上記に加えて、付勢ばね1146はラッチ1140をそのロック位置に保持する。遠位端1142は、ラッチ1140がそれらのロック位置にあるときに、シャフトアセンブリ2000と駆動モジュール1100との間の相対的な長手方向の移動、すなわち長手方向軸に沿った並進を防止するか、又は少なくとも抑制するようにサイズ決め及び構成される。更に、ラッチ1140及びラッチ窓1240は、シャフトアセンブリ2000と駆動モジュール1100との間の相対的な横方向の移動、すなわち長手方向軸に対して横方向の並進を防止するようにサイズ決め及び構成される。加えて、ラッチ1140及びラッチ窓2140は、シャフトアセンブリ2000が駆動モジュール1100に対して回転することを防止するようにサイズ決め及び構成される。駆動モジュール1100は、臨床医によって押下されるとラッチ1140をそれらのロック位置からそれらのロック解除位置へと移動させる解放アクチュエータ1150を更に備える。駆動モジュール1100は、ハンドルハウジング1110の第1の側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第1の解放アクチュエータ1150と、ハンドルハウジング1110の第2の側、又は反対側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第2の解放アクチュエータ1150と、を備える。解放アクチュエータ1150は別々に作動可能であるが、通常、シャフトアセンブリ2000を駆動モジュール1100から完全にロック解除し、シャフトアセンブリ2000を駆動モジュール1100から取り外すことを可能にするために、解放アクチュエータ1150の両方を押下する必要がある。これにより、シャフトアセンブリ2000は、1つの解放アクチュエータ1150のみを押下することによって、駆動モジュール1100から取り外すことが可能となる。
シャフトアセンブリ2000がハンドル1000に固設され、例えば、エンドエフェクタ7000がシャフト2000に組み付けられると、臨床医は、ハンドル1000を操作してエンドエフェクタ7000を患者に挿入することができる。少なくとも1つの例では、エンドエフェクタ7000は、トロカールを通して患者に挿入され、次いで、患者の組織に対してエンドエフェクタアセンブリ7000のジョーアセンブリ7100を位置付けるために操作される。しばしば、ジョーアセンブリ7100は、トロカールを通して嵌合するために、その閉鎖構成又はクランプ構成とする必要がある。トロカールを貫通すると、ジョーアセンブリ7100は、患者組織がジョーアセンブリ7100のジョーの間に嵌合するように開放することができる。そのような時点で、ジョーアセンブリ7100は、ジョーの間の患者組織をクランプするために、その閉鎖構成に戻ることができる。ジョーアセンブリ7100によって患者組織に加えられるクランプ力は、外科手術中に組織を移動させるか、又は別の方法で操作するのに十分である。その後、ジョーアセンブリ7100を再び開放して、患者組織をエンドエフェクタ7000から解放することができる。このプロセスは、患者からエンドエフェクタ7000を取り除くことが望ましくなるまで、繰り返され得る。そのような時点で、ジョーアセンブリ7100は、その閉鎖構成に戻され、トロカールを通して後退させることができる。エンドエフェクタ7000が、開放切開部を通して、又はトロカールを使用せずに患者に挿入される、他の外科的技術が想定される。いずれにしても、ジョーアセンブリ7100は、外科的技術を通じて数回開閉されなければならない場合があることが想定される。
再び図3〜6を参照すると、シャフトアセンブリ2000は、クランプトリガシステム2600及び制御システム2800を更に備える。クランプトリガシステム2600は、シャフトアセンブリ2000の近位ハウジング2110に回転可能に接続されたクランプトリガ2610を備える。後述するように、クランプトリガ2610が作動されると、クランプトリガ2610は、モータ1610を作動させてエンドエフェクタ7000のジョー駆動部を動作させる。クランプトリガ2610は、ハンドル1000を保持しながら臨床医によって把持可能な細長い部分を備える。クランプトリガ2610は、クランプトリガ2610が固定された軸、又は少なくとも実質的に固定された軸を中心に回転可能であるように、近位ハウジング2110の装着部分2120に枢動可能に接続される装着部分2620を更に備える。閉鎖トリガ2610は、遠位位置と近位位置との間で回転可能であり、閉鎖トリガ2610の近位位置は、遠位位置よりもハンドル1000のピストルグリップに近い。閉鎖トリガ2610は、近位ハウジング2110内で回転する、そこから延在するタブ2615を更に備える。閉鎖トリガ2610がその遠位位置にあるとき、タブ2615は、近位ハウジング2110上に装着されたスイッチ2115の上方に位置付けられるが、接触はしていない。スイッチ2115は、その開放状態にある閉鎖トリガ2610の作動を検出するように構成された電気回路の一部であり、閉鎖トリガ2610は開放位置にある。閉鎖トリガ2610がその近位位置に移動されると、タブ2615はスイッチ2115と接触し、電気回路を閉鎖する。様々な例において、スイッチ2115は、例えば、閉鎖トリガ2610のタブ2615によって接触されたときに開放状態と閉鎖状態との間で機械的に切り替えられるトグルスイッチを備え得る。特定の例では、スイッチ2115は、例えば、近接センサ、及び/又は任意の好適なタイプのセンサを備え得る。少なくとも1つの例では、スイッチ2115は、閉鎖トリガ2610が回転された量を検出し、その回転量に基づいてモータ1610が動作される速度を制御し得るホール効果センサを備える。そのような例では、閉鎖トリガ2610のより大きな回転により、モータ1610の速度が速くなり、その一方で、より小さい回転は、例えば、より遅い速度をもたらす。いずれにしても、電気回路は、シャフトアセンブリ2000の制御システム2800と通信し、これは、以下でより詳細に考察する。
上記に加えて、シャフトアセンブリ2000の制御システム2800は、プリント回路基板(PCB)2810、少なくとも1つのマイクロプロセッサ2820、及び少なくとも1つのメモリデバイス2830を備える。基板2810は、剛性及び/又は可撓性であり得、任意の好適な数の層を備えることができる。マイクロプロセッサ2820及びメモリデバイス2830は、ハンドル1000の制御システム1800と通信する基板2810上に画定された制御回路の一部である。シャフトアセンブリ2000は、信号通信システム2900を更に備え、ハンドル1000は、シャフト制御システム2800とハンドル制御システム1800との間でデータを伝送するように構成された信号通信システム1900を更に備える。信号通信システム2900は、任意の好適なアナログ及び/又はデジタル構成要素を利用して、信号通信システム1900にデータを伝送するように構成される。様々な例において、通信システム2900及び1900は、マイクロプロセッサ1820の入力ゲートがマイクロプロセッサ2820の出力ゲートによって少なくとも部分的に直接制御されることを可能にする、複数の離散したチャネルを使用して通信することができる。いくつかの例では、通信システム2900及び1900は、多重化を利用することができる。少なくとも1つのこのような例において、制御システム2900は、単一の複合信号の形態で同時にキャリアチャネル上で複数の信号を、複合信号から分離信号を復元する制御システム1900の多重化デバイスに同時に送信する、多重化デバイスを含む。
通信システム2900は、回路基板2810に装着された電気コネクタ2910を備える。電気コネクタ2910は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性コンタクトとを備える。導電性コンタクトは、例えば、回路基板2810内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、雄型ピンを備える。他の例では、雄型ピンは、例えば、ゼロ挿入力(zero-insertion-force、ZIF)ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。通信システム1900は、回路基板1810に装着された電気コネクタ1910を備える。電気コネクタ1910は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性コンタクトと、を備える。導電性コンタクトは、例えば、回路基板1810内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、雌型ピンを備える。他の例では、雌型ピンは、例えば、ゼロ挿入力(ZIF)ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。シャフトアセンブリ2000が駆動モジュール1100に組み付けられると、電気コネクタ2910は、電気接点が電気的経路をそれらの間に形成するように、電気コネクタ1910に動作可能に連結される。上述したように、コネクタ1910及び2910は、任意の好適な電気接点を備えることができる。更に、通信システム1900及び2900は、任意の好適な方法で互いに通信することができる。様々な例において、通信システム1900及び2900は無線で通信する。少なくとも1つのそのような例では、通信システム2900は無線信号送信機を備え、通信システム1900は、シャフトアセンブリ2000がハンドル1000にデータを無線通信できるように無線信号受信機を備える。同様に、通信システム1900は無線信号送信機を備えることができ、通信システム2900は、ハンドル1000がシャフトアセンブリ2000にデータを無線通信できるように、無線信号受信機を備えることができる。
上で考察されるように、ハンドル1000の制御システム1800は、ハンドル1000の電力回路と通信し、ハンドル1000の電力回路を制御するように構成されている。ハンドル制御システム1800はまた、ハンドル1000の電力回路によって電力供給される。ハンドル通信システム1900は、ハンドル制御システム1800と信号通信し、ハンドル1000の電力回路によっても電力供給される。ハンドル通信システム1900は、ハンドル制御システム1800を介してハンドル電力回路によって電力供給されるが、電力回路によって直接電力供給され得る。上でも考察されるように、ハンドル通信システム1900は、シャフト通信システム2900と信号通信する。これにより、シャフト通信システム2900はまた、ハンドル通信システム1900を介してハンドル電力回路によって電力供給される。この目的のため、電気コネクタ1910及び2010は、ハンドル1000とシャフトアセンブリ2000との間の1つ又は2つ以上の信号回路及び1つ又は2つ以上の電力回路の両方を接続する。更に、シャフト通信システム2900は、上で考察されるようにシャフト制御システム2800と信号通信し、また、シャフト制御システム2800に電力を供給するように構成されている。したがって、制御システム1800及び2800並びに通信システム1900及び2900は全て、ハンドル1000の電力回路によって電力供給される。しかしながら、代替的な実施形態では、シャフトアセンブリ2000が、1つ又は2つ以上の電池などのそれ自体の電源、並びに電池からハンドルシステム2800及び2900に電力を供給するように構成された電力回路を備えることが想定される。少なくとも1つのこのような実施形態において、ハンドル制御システム1800及びハンドル通信システム1900は、ハンドル電力システム及びシャフト制御システム2800によって電力供給され、ハンドル通信システム2900は、シャフト電力システムによって電力供給される。
上記に加えて、クランプトリガ2610の作動は、シャフト制御システム2800によって検出され、通信システム2900及び1900を介してハンドル制御システム1800に通信される。クランプトリガ2610が作動されたという信号を受信すると、ハンドル制御システム1800は、モータアセンブリ1600の電気モータ1610に電力を供給して、ハンドル駆動システム1700の駆動シャフト1710及びシャフト駆動システム2700の駆動シャフト2710を、エンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100を閉鎖する方向に回転させる。駆動シャフト2710の回転をジョーアセンブリ7100の閉鎖運動に変換するための機構は、以下でより詳細に説明される。クランプトリガ2610がその作動位置に保持される限り、電気モータ1610は、ジョーアセンブリ7100がその完全にクランプされた位置に達するまで駆動シャフト1710を回転させる。ジョーアセンブリ7100がその完全にクランプされた位置に達すると、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610への電力を切断する。ハンドル制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100が任意の好適な方法でその完全にクランプされた位置に達したときを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610の出力シャフトの回転を監視し、その回転をカウントするエンコーダシステムを備えることができ、回転数が所定の閾値に達すると、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610への電力の供給を停止することができる。少なくとも1つの例では、エンドエフェクタアセンブリ7000は、ジョーアセンブリ7100がその完全にクランプされた位置に達したときを検出するように構成された1つ又は2つ以上のセンサを備えることができる。少なくとも1つのこのような例において、エンドエフェクタ7000内のセンサは、例えば電気接点1520及び2520を含み得るシャフトアセンブリ2000を通って延在する電気回路を介してハンドル制御システム1800と信号通信する。
クランプトリガ2610がその近位位置から遠位に回転されると、スイッチ2115は開放され、これはシャフト制御システム2800によって検出され、通信システム2900及び1900を介してハンドル制御システム1800に通信される。クランプトリガ2610がその作動位置から移動されたという信号を受信すると、ハンドル制御システム1800は、モータアセンブリ1600の電気モータ1610に印加される電圧差の極性を逆転させて、ハンドル駆動システム1700の駆動シャフト1710及びシャフト駆動システム2700の駆動シャフト2710を反対方向に回転させる。結果として、エンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100が開放することになる。ジョーアセンブリ7100がその完全開放位置に達すると、ハンドル制御システム1800は電気モータ1610への電力を切断する。ハンドル制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100が任意の好適な方法でその完全開放位置に達したときを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム1800は、エンコーダシステム及び/又は上述の1つ若しくは2つ以上のセンサを利用して、ジョーアセンブリ7100の構成を判定することができる。上記を考慮すると、臨床医は、ジョーアセンブリ7100をそのクランプ構成に維持するために、クランプトリガ2610をその作動位置に保持することに関して注意する必要があり、そうでなければ、制御システム1800はジョーアセンブリ7100を開放することになる。これを念頭に置いて、シャフトアセンブリ2000は、ジョーアセンブリ7100の偶発的な開放を防止するために、クランプトリガ2610をその作動位置に解放可能に保持するように構成されたアクチュエータラッチ2630を更に備える。アクチュエータラッチ2630は、臨床医によって手動で解放されるか、ないしは別の方法で無効にされて、クランプトリガ2610を遠位に回転させ、ジョーアセンブリ7100を開放することができる。
クランプトリガシステム2600は、例えば、クランプトリガシステム2600の閉鎖に抵抗するように構成された、ねじりばねなどの弾性付勢部材を更に備える。ねじりばねはまた、クランプトリガ2610の突然の移動及び/又はジッタを低減及び/又は軽減するのを支援することができる。このようなねじりばねはまた、クランプトリガ2610が解放されると、クランプトリガ2610をその非作動位置に自動的に戻すことができる。上記のアクチュエータラッチ2630は、クランプトリガ2610をその作動位置に、ねじりばねの付勢力に対して好適に保持することができる。
上で考察されるように、制御システム1800は、電気モータ1610を動作させてジョーアセンブリ7100を開閉する。制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を同じ速度で開閉するように構成されている。そのような例では、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を開閉する際に、異なる電圧極性を有する電気モータ1610に同じ電圧パルスを印加する。これにより、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を異なる速度で開閉するように構成され得る。例えば、ジョーアセンブリ7100は、第1の速度で閉鎖し、第1の速度よりも速い第2の速度で開放することができる。そのような例では、より遅い閉鎖速度は、臨床医に、組織をクランプしながらジョーアセンブリ7100をより良好に位置付ける機会を与える。代替的に、制御システム1800は、より遅い速度でジョーアセンブリ7100を開放することができる。そのような例では、開放速度が遅いほど、開放ジョーが隣接する組織と衝突する可能性が低くなる。いずれの場合も、制御システム1800は、電圧パルスの持続時間を減少させることができ、かつ/又は電圧パルス間の持続時間を増加させて、ジョーアセンブリ7100の運動を減速かつ/又は加速させることができる。
上で考察されるように、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を特定の構成に位置決めするコマンドとしてクランプトリガ2610の位置を解釈するように構成されている。例えば、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を閉鎖するコマンドとしてクランプトリガ2610の最近位位置と、ジョーアセンブリ7100を開放するためのコマンドとしてクランプトリガの任意の他の位置を解釈するように構成されている。これにより、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を閉鎖するコマンドとして、単一の位置の代わりに、位置の近位範囲におけるクランプトリガ2610の位置を解釈するように構成され得る。このような構成は、ジョーアセンブリ7000が臨床医の入力に応じてより良好になることを可能にし得る。そのような例では、クランプトリガ2610の運動範囲は、ジョーアセンブリ7100を閉鎖するコマンドとして解釈される近位範囲と、ジョーアセンブリ7100を開放するためのコマンドとして解釈される遠位範囲と、に分割される。少なくとも1つの例では、クランプトリガ2610の運動範囲は、近位範囲と遠位範囲との間の中間範囲を有し得る。クランプトリガ2610が中間範囲にあるとき、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を開閉しないコマンドとしてクランプトリガ2610の位置を解釈することができる。そのような中間範囲は、開放範囲と閉鎖範囲との間のジッタの可能性を防止又は低減することができる。上述の例では、制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100を開閉する累積コマンドを無視するように構成され得る。例えば、閉鎖トリガ2610が既に最近位位置へと完全に後退している場合、制御アセンブリ1800は、クランプトリガ2610が遠位又は開放範囲に入るまで、近位又はクランプ範囲におけるクランプトリガ2610の運動を無視することができ、そのような時点で、制御システム1800は、次いで、電気モータ1610を作動させて、ジョーアセンブリ7100を開放することができる。
特定の例では、上記に加えて、クランプトリガ範囲内のクランプトリガ2610の位置、又はクランプトリガ範囲の少なくとも一部分は、臨床医が電気モータ1610の速度(したがって、ジョーアセンブリ7100が制御アセンブリ1800によって開閉される速度)を制御することができる。少なくとも1つの例では、センサ2115は、ホール効果センサ、及び/又は、その遠位の非作動位置とその近位の完全作動位置との間のクランプトリガ2610の位置を検出するように構成された任意の他の好適なセンサを備える。ホール効果センサは、ハンドル制御システム1800がクランプトリガ2610の位置に応じて電気モータ1610の速度を制御できるように、シャフト制御システム2800を介してハンドル制御システム1800に信号を伝送するように構成されている。少なくとも1つの例では、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610の速度を、クランプトリガ2610の位置に比例して、又は直線的に制御する。例えば、クランプトリガ2610がその範囲を通って半分に移動される場合、ハンドル制御システム1800は、クランプトリガ2610が完全に後退したときに電気モータ1610が動作する速度の半分で電気モータ1610を動作させる。同様に、クランプトリガ2610がその範囲を通って4分の1に移動される場合、ハンドル制御システム1800は、クランプトリガ2610が完全に後退したときに電気モータ1610が動作する速度の4分の1で電気モータ1610を動作させる。ハンドル制御システム1800が、クランプトリガ2610の位置に対して非線形に電気モータ1610の速度を制御する他の実施形態が想定される。少なくとも1つの例では、制御システム1800は、クランプトリガ範囲の遠位部分において電気モータ1610をゆっくりと動作させる一方で、クランプトリガ範囲の近位部分内の電気モータ1610の速度を素早く加速させる。
上述したように、クランプトリガ2610は、電気モータ1610を動作させてエンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100を開閉するように移動可能である。電気モータ1610はまた、エンドエフェクタ7000を長手方向軸を中心に回転させ、エンドエフェクタ7000をシャフトアセンブリ2000の関節運動継手2300を中心に細長いシャフト2200に対して関節運動させるように動作可能である。主に図7〜図8を参照すると、駆動モジュール1100は、回転アクチュエータ1420及び関節運動アクチュエータ1430を含む入力システム1400を備える。入力システム1400は、制御システム1800のプリント回路基板(PCB)1810と信号通信するプリント回路基板(PCB)1410を更に備える。駆動モジュール1100は、例えば可撓性の配線ハーネス又はリボンなどの電気回路を備え、これは入力システム1400が制御システム1800と通信することを可能にする。回転アクチュエータ1420は、ハウジング1110上に回転可能に支持され、以下でより詳細に説明するように、入力基板1410及び/又は制御基板1810と信号通信する。関節運動アクチュエータ1430は、以下でより詳細に説明するように、入力基板1410及び/又は制御基板1810によって支持され、かつそれらと信号通信する。
主に図8、図10及び図11を参照すると、ハンドルハウジング1110は、上記に加えて、遠位装着インターフェース1130に隣接して内部に画定された環状溝又はスロットを備える。回転アクチュエータ1420は、環状溝内に回転可能に支持された環状リング1422を備え、環状溝の側壁の構成により、環状リング1422は、ハンドルハウジング1110に対して長手方向及び/又は横方向に並進しないように拘束される。環状リング1422は、駆動モジュール1100のフレーム1500を通って延在する長手方向軸を中心に、第1又は時計回りの方向及び第2又は反時計回りの方向に回転可能である。回転アクチュエータ1420は、環状リング1422の回転を検出するように構成された1つ又は2つ以上のセンサを備える。少なくとも1つの例では、回転アクチュエータ1420は、駆動モジュール1100の第1の側に位置付けられた第1のセンサと、駆動モジュール1100の第2の側、又は反対側に位置付けられた第2のセンサと、を備え、環状リング1422は、第1及び第2のセンサによって検出可能な検出可能要素を備える。第1のセンサは、環状リング1422が第1の方向に回転されたときを検出するように構成されており、第2のセンサは、環状リング1422が第2の方向に回転されたときを検出するように構成されている。第1のセンサが、環状リング1422が第1の方向に回転されたことを検出すると、ハンドル制御システム1800は、以下でより詳細に記載されるように、ハンドル駆動シャフト1710、駆動シャフト2710及びエンドエフェクタ7000を第1の方向に回転させる。同様に、ハンドル制御システム1800は、第2のセンサが、環状リング1422が第2の方向に回転したことを検出すると、ハンドル駆動シャフト1710、駆動シャフト2710及びエンドエフェクタ7000を第2の方向に回転させる。上記を考慮して、読者は、クランプトリガ2610及び回転アクチュエータ1420は両方とも駆動シャフト2710を回転させるように動作可能であることを理解すべきである。
様々な実施形態において、上記に加えて、第1及び第2のセンサは、環状リング1422の検出可能要素によって機械的に閉鎖可能であるスイッチを備える。環状リング1422が中心位置から第1の方向に回転されると、検出可能要素は、第1のセンサのスイッチを閉鎖する。第1のセンサのスイッチが閉鎖されると、制御システム1800は、電気モータ1610を動作させて、エンドエフェクタ7000を第1の方向に回転させる。環状リング1422が第2の方向に中心位置に向かって回転されると、検出可能要素は第1のスイッチから係合解除され、第1のスイッチは再び開放される。第1のスイッチが再び開放されると、制御システム1800は電気モータ1610への電力に切断して、エンドエフェクタ7000の回転を停止する。同様に、検出可能要素は、環状リング1422が中心位置から第2の方向に回転されるときに、第2のセンサのスイッチを閉鎖する。第2のセンサのスイッチが閉鎖されると、制御システム1800は、電気モータ1610を動作させて、エンドエフェクタ7000を第2の方向に回転させる。環状リング1422が第1の方向に中心位置に向かって回転されるとき、検出可能要素は、第2のスイッチから係合解除され、第2のスイッチは再び開放される。第2のスイッチが再び開放されると、制御システム1800は電気モータ1610への電力を切断して、エンドエフェクタ7000の回転を停止する。
様々な実施形態において、上記に加えて、回転アクチュエータ1420の第1及び第2のセンサは、例えば、近接センサを備える。特定の実施形態では、回転アクチュエータ1420の第1及び第2のセンサは、ホール効果センサ、並びに/又は環状リング1422の検出可能要素と第1及び第2のセンサとの間の距離を検出するように構成された任意の好適なセンサを備える。第1のホール効果センサが、環状リング1422が第1の方向に回転したことを検出した場合、次いで、上で考察されるように、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000を第1の方向に回転させる。加えて、制御システム1800は、検出可能要素が第1のホール効果センサに近接しているときに、検出可能要素が第1のホール効果センサから更に離れているときよりも高速でエンドエフェクタ7000を回転させることができる。第2のホール効果センサが、環状リング1422が第2の方向に回転したことを検出した場合、上で考察されるように、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000を第2の方向に回転させる。加えて、制御システム1800は、検出可能要素が第2のホール効果センサに近接しているときに、検出可能要素が第2のホール効果センサから更に離れているときよりも高速でエンドエフェクタ7000を回転させることができる。結果として、エンドエフェクタ7000が回転する速度は、環状リング1422が回転する量又は程度の関数である。制御システム1800は、エンドエフェクタ7000を回転させる方向及び速度を判定するとき、第1のホール効果センサ及び第2のホール効果センサの両方からの入力を評価するように更に構成されている。様々な例において、制御システム1800は、データの主要ソースとして、環状リング1422の検出可能要素に最も近いホール効果センサを、データの主要ソースによって提供されたデータを二重検査するためのデータの確認ソースとして、検出可能要素から最も遠いホール効果センサを使用することができる。制御システム1800は、制御システム1800が競合するデータを提供する状況を解決するためのデータ完全性プロトコルを更に備えることができる。いずれにせよ、ホール効果センサが、検出可能要素がその中心位置、又は第1のホール効果センサと第2のホール効果センサとの間の等距離の位置にあることを検出したとき、ハンドル制御システム1800は、ハンドル制御システム1800がエンドエフェクタ7000を回転させない中立状態に入ることができる。少なくとも1つのこのような例において、制御システム1800は、検出可能要素が位置の中央範囲にあるとき、その中立状態に入ることができる。このような構成は、臨床医がエンドエフェクタ7000を回転させることを意図していないときに回転ジッタの可能性を防止するか、又は少なくとも低減する。
上記に加えて、回転アクチュエータ1420は、臨床医によって解放されるとき、回転アクチュエータ1420を中心に、又は少なくとも実質的に中心になるように構成された1つ又は2つ以上のばねを備えることができる。そのような例では、ばねは電気モータ1610を遮断し、エンドエフェクタ7000の回転を停止するように作用することができる。少なくとも1つの例では、回転アクチュエータ1420は、回転アクチュエータ1420を第1の方向に回転させるように構成された第1のねじりばねと、回転アクチュエータ1420を第2の方向に回転させるように構成された第2のねじりばねと、を備える。第1及び第2のねじりばねは、第1及び第2のねじりばねのバランスによって加えられる力及び/又はトルクが、その中心位置で回転アクチュエータ1420を少なくとも実質的に均衡させるように、同じ又は少なくとも実質的に同じばね定数を有し得る。
上記を考慮して、読者は、クランプトリガ2610及び回転アクチュエータ1420は両方とも駆動シャフト2710を回転させるように動作可能であり、それぞれ、ジョーアセンブリ7100を動作させるか、又はエンドエフェクタ7000を回転させるように動作可能であることを理解すべきである。これらの機能を選択的に実行するために駆動シャフト2710の回転を使用するシステムは、以下により詳細に記載される。
主に図7及び8を参照すると、関節運動アクチュエータ1430は、第1の押しボタン1432及び第2の押しボタン1434を備える。第1の押しボタン1432は第1の関節運動制御回路の一部であり、第2の押しボタン1434は入力システム1400の第2の関節運動回路の一部である。第1の押しボタン1432は、第1の押しボタン1432が押下されたときに閉鎖される第1のスイッチを備える。ハンドル制御システム1800は、第1のスイッチの閉鎖、更には第1の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成されている。ハンドル制御システム1800が第1の関節運動制御回路が閉鎖されたことを検出すると、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610を動作させて、関節運動継手2300を中心に第1の関節運動方向にエンドエフェクタ7000を関節運動させる。第1の押しボタン1432が臨床医によって解放されると、第1の関節運動制御回路が開放され、制御システム1800によって検出されると、制御システム1800は、電気モータ1610への電力を切断してエンドエフェクタ7000の関節運動を停止する。
様々な例において、上記に加えて、エンドエフェクタ7000の関節運動範囲は制限されており、制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000が第1の方向に回転される量又は程度を監視するように電気モータ1610の回転出力を監視するために、上で考察されるエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はエンコーダシステムの代わりに、シャフトアセンブリ2000は、エンドエフェクタ7000が第1の方向のその関節運動の限度に達したときを検出するように構成された第1のセンサを備えることができる。いずれにしても、制御システム1800が、エンドエフェクタ7000が第1の方向の関節運動の限度に達したと判定すると、制御システム1800は、電気モータ1610への電力を切断して、エンドエフェクタ7000の関節運動を停止することができる。
上記と同様に、第2の押しボタン1434は、第2の押しボタン1434が押下されたときに閉鎖される第2のスイッチを備える。ハンドル制御システム1800は、第2のスイッチの閉鎖、更には第2の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成されている。ハンドル制御システム1800が第2の関節運動制御回路が閉鎖されたことを検出すると、ハンドル制御システム1800は、電気モータ1610を動作させて、関節運動継手2300を中心に第2の方向にエンドエフェクタ7000を関節運動させる。第2の押しボタン1434が臨床医によって解放されると、第2の関節運動制御回路が開放され、制御システム1800によって検出されると、制御システム1800は、電気モータ1610への電力を切断してエンドエフェクタ7000の関節運動を停止する。
様々な例において、エンドエフェクタ7000の関節運動範囲は制限されており、制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000が第2の方向に回転される量又は程度を監視するように電気モータ1610の回転出力を監視するために、上で考察されるエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はエンコーダシステムの代わりに、シャフトアセンブリ2000は、エンドエフェクタ7000が第2の方向のその関節運動の限度に達したときを検出するように構成された第2のセンサを備えることができる。いずれにしても、制御システム1800が、エンドエフェクタ7000が第2の方向の関節運動の限度に達したと判定すると、制御システム1800は、電気モータ1610への電力を切断して、エンドエフェクタ7000の関節運動を停止することができる。
上述のように、エンドエフェクタ7000は、中心又は非関節運動位置(図15)から第1の方向(図16)及び/又は第2の方向(図17)で関節運動可能である。エンドエフェクタ7000が関節運動されると、臨床医は、第1及び第2の関節運動押しボタン1432及び1434を使用することによってエンドエフェクタ7000を再センタリングすることを試み得る。読者が理解することができるように、臨床医は、例えば、エンドエフェクタ7000が患者内に位置付けられると、完全に見えない場合があるため、エンドエフェクタ7000を再センタリングするのに難儀する可能性がある。いくつかの例では、エンドエフェクタ7000が再センタリングされていない、又は少なくとも実質的に再センタリングされていない場合、エンドエフェクタ7000はトロカールを通って戻ることができない。これを念頭に置いて、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000がその非関節運動位置又は中心位置に移動されるときに、臨床医にフィードバックを提供するように構成されている。少なくとも1つの例では、フィードバックは、音声フィードバックを備え、ハンドル制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000がセンタリングされたときにビープなどの音を発するスピーカを備えることができる。特定の例では、フィードバックは、視覚フィードバックを備え、ハンドル制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000がセンタリングされたときに点滅するハンドルハウジング1110上に位置付けられた発光ダイオード(LED)を備えることができる。様々な例において、フィードバックは、触覚フィードバックを備え、ハンドル制御システム1800は、エンドエフェクタ7000がセンタリングされたときにハンドル1000を振動させる偏心要素を備える電気モータを備えることができる。このようにエンドエフェクタ7000を手動で再センタリングすることは、エンドエフェクタ7000がその中心位置に近づいているときにモータ1610を減速させる制御システム1800によって、促進され得る。少なくとも1つの例では、制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000がいずれかの方向においておよそ5度の中心内にあるとき、エンドエフェクタ7000の関節運動を減速させる。
上記に加えて、又は上記の代わりに、ハンドル制御システム1800は、エンドエフェクタ7000を再センタリングするように構成され得る。少なくとも1つのこのような例において、ハンドル制御システム1800は、関節運動アクチュエータ1430の関節運動ボタン1432及び1434の両方が同時に押下されると、エンドエフェクタ7000を再センタリングすることができる。ハンドル制御システム1800が、電気モータ1610の回転出力を監視するように構成されたエンコーダシステムを備えるとき、ハンドル制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000を再センタリング又は少なくとも実質的に再センタリングするために必要な関節運動の量及び方向を判定することができる。様々な例において、入力システム1400は、例えば、押下されたときにエンドエフェクタ7000を自動的にセンタリングするホームボタンを備えることができる。
主に図5及び図6を参照すると、シャフトアセンブリ2000の細長いシャフト2200は、近位部分2100の近位ハウジング2110に装着された外側ハウジング又はチューブ2210を備える。外側ハウジング2210は、それを通って延在する長手方向開口部2230と、外側ハウジング2210を近位ハウジング2110に固設する近位フランジ2220と、を備える。シャフトアセンブリ2000のフレーム2500は、細長いシャフト2200の長手方向開口部2230を通って延在する。より具体的には、シャフトフレーム2500のシャフト2510は、長手方向開口部2230を通って延在するより小さいシャフト2530にネックダウンする。これにより、シャフトフレーム2500は、任意の好適な構成を備えることができる。シャフトアセンブリ2000の駆動システム2700はまた、細長いシャフト2200の長手方向開口部2230を通って延在する。より具体的には、シャフト駆動システム2700の駆動シャフト2710は、長手方向開口部2230を通って延在するより小さい駆動シャフト2730にネックダウンする。これにより、シャフト駆動システム2700は、任意の好適な構成を備えることができる。
主に図20、図23及び24を参照すると、細長いシャフト2200の外側ハウジング2210は、関節運動継手2300に延在する。関節運動継手2300は、近位フレーム2310と外側ハウジング2210との間の相対並進及び/又は回転がほとんどないように外側ハウジング2210に装着された近位フレーム2310を備える。主に図22を参照すると、近位フレーム2310は、外側ハウジング2210の側壁に装着された環状部分2312と、環状部分2312から遠位に延在するタブ2314と、を備える。関節運動継手2300は、フレーム2310に回転可能に装着され、遠位取り付け部分2400の外側ハウジング2410に装着されたリンク2320及び2340を更に備える。リンク2320は、外側ハウジング2410に装着された遠位端2322を備える。より具体的には、リンク2320の遠位端2322は、外側ハウジング2410内に画定された装着スロット2412内に受容され、固定的に固設される。同様に、リンク2340は、外側ハウジング2410に装着された遠位端2342を備える。より具体的には、リンク2340の遠位端2342は、外側ハウジング2410内に画定された装着スロット内に受容され、固定的に固設される。リンク2320は、近位関節フレーム2310のタブ2314に回転可能に連結された近位端2324を備える。図22には示されていないが、ピンは、近位端2324及びタブ2314に画定された開口部を通って延在して、それらの間に枢動軸を画定する。同様に、リンク2340は、近位関節フレーム2310のタブ2314に回転可能に連結された近位端2344を備える。図22には示されていないが、ピンは、近位端2344及びタブ2314に画定された開口部を通って延在して、それらの間に枢動軸を画定する。これらの枢動軸は、同一直線上、又は少なくとも実質的に同一直線上であり、関節運動継手2300の関節運動軸Aを画定する。
主に図20、図23及び24を参照すると、遠位取り付け部分2400の外側ハウジング2410は、それを通って延在する長手方向開口部2430を備える。長手方向開口部2430は、エンドエフェクタ7000の近位取り付け部分7400を受容するように構成されている。エンドエフェクタ7000は、遠位取り付け部分2400の長手方向開口部2430内に緊密に受容される外側ハウジング6230を備え、これにより、エンドエフェクタ7000の近位取り付け部分7400とシャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400との間に相対的な半径方向移動がほとんどなくなる。近位取り付け部分7400は、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400内のエンドエフェクタロック6400によって解放可能に係合される外側ハウジング6230上に画定されたロックノッチ7410の環状アレイを更に備える。エンドエフェクタロック6400がロックノッチ7410のアレイと係合されると、エンドエフェクタロック6400は、エンドエフェクタ7000の近位取り付け部分7400とシャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400との間の相対的な長手方向の移動を防止するか、又は少なくとも抑制する。上記の結果として、エンドエフェクタ7000の近位取り付け部分7400とシャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400との間の相対回転のみが可能となる。この目的のため、エンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230は、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400内に画定された長手方向開口部2430内に緊密に受容される。
上記に加えて、図21を参照すると、外側ハウジング6230は、内部にOリング6275を受容するように構成された、内部に画定された環状スロット又は陥凹6270を更に備える。Oリング6275は、エンドエフェクタ7000が遠位取り付け部分2400に挿入されるときに、外側ハウジング6230と長手方向開口部2430の側壁との間で圧縮される。Oリング6275は、Oリング6275がエンドエフェクタ7000と遠位取り付け部分2400との間の意図しない相対回転を防止又は低減することができるように、エンドエフェクタ7000と遠位取り付け部分2400との間の相対回転に抵抗するがこれを可能とするように構成されている。様々な例において、Oリング6275は、エンドエフェクタ7000と遠位取り付け部分2400との間に封止物を提供して、例えば、シャフトアセンブリ2000内への流体侵入の可能性を防止するか、又は少なくとも低減することができる。
図14〜図21を参照すると、エンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100は、第1のジョー7110及び第2のジョー7120を備える。各ジョー7110、7120は、臨床医がエンドエフェクタ7000で組織を切開するのを支援するように構成された遠位端を備える。各ジョー7110、7120は、臨床医がエンドエフェクタ7000を用いて組織を把持して保持するのを支援するように構成された複数の歯を更に備える。更に、主に図21を参照すると、各ジョー7110、7120は、ジョー7110、7120を一緒に回転可能に接続する近位端(すなわち、近位端7115、7125)を備える。各近位端7115、7125は、ピン7130をその内部に緊密に受容するように構成された、その内部を通って延在する開口部を備える。ピン7130は、ジョー7110、7120の近位端7115、7125に画定された開口部内に緊密に受容される中央本体7135を備え、これにより、ジョー7110、7120とピン7130との間に相対的な並進がほとんどなくなる。ピン7130は、ジョー7110、7120を回転させ得るジョー軸Jを画定し、また、ジョー7110、7120をエンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230に回転可能に装着する。より具体的には、外側ハウジング6230は、内部に画定された開口部を有する遠位延在タブ6235を備え、これはまた、ジョーアセンブリ7100がエンドエフェクタ7000のシャフト部分7200に対して並進しないように、ピン7130を緊密に受容するように構成されている。ピン7130は、ジョー7110、7120がピン7130から外れることを防止し、またジョーアセンブリ7100がシャフト部分7200から外れることを防止する拡大端部を更に備える。この構成は、回転継手7300を画定する。
主に図21及び23を参照すると、ジョー7110及び7120は、駆動リンク7140、駆動ナット7150、及び駆動ねじ6130を含むジョーアセンブリ駆動部によって、それらの開放位置と閉鎖位置との間で回転可能である。以下でより詳細に説明するように、駆動ねじ6130は、シャフト駆動システム2700の駆動シャフト2730によって選択的に回転可能である。駆動ねじ6130は、エンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230内に画定されたスロット又は溝6232(図25)内に緊密に受容される環状フランジ6132を備える。スロット6232の側壁は、駆動ねじ6130と外側ハウジング6230との間の長手方向及び/又は半径方向の並進を防止又は少なくとも抑制するが、駆動ねじ6130と外側ハウジング6230との間の相対的な回転運動を可能にするように構成されている。駆動ねじ6130は、駆動ナット7150に画定されたねじ山開口部7160とねじ式に係合するねじ山端部6160を更に備える。駆動ナット7150は、駆動ねじ6130と共に回転することを抑制され、結果として、駆動ねじ6130が回転されると駆動ナット7150が並進する。使用中、駆動ねじ6130は、第1の方向に回転して駆動ナット7150を近位に変位させ、第2の側、又は反対側の方向に回転して、駆動ナット7150を遠位に変位させる。駆動ナット7150は、駆動リンク7140から延在するピン7145を緊密に受容するように構成された、内部に画定された開口部を含む遠位端7155を更に備える。主に図21を参照すると、第1の駆動リンク7140が遠位端7155の一方の側に取り付けられ、第2の駆動リンク7140が遠位端7155の反対側に取り付けられている。第1の駆動リンク7140は、そこから延在する別のピン7145を備え、これは、第1のジョー7110の近位端7115に画定された開口部内に緊密に受容され、同様に、第2の駆動リンク7140は、そこから延在する別のピンを備え、これは、第2のジョー7120の近位端7125に画定された開口部内に緊密に受容される。上記の結果として、駆動リンク7140は、ジョー7110及び7120を駆動ナット7150に動作可能に接続する。駆動ナット7150が上記のように駆動ねじ6130によって近位に駆動されるとき、ジョー7110、7120は、閉鎖構成又はクランプ構成に回転される。それに対応して、駆動ナット7150が駆動ねじ6130によって遠位に駆動されるとき、ジョー7110、7120はそれらの開放構成に回転される。
上で考察されるように、制御システム1800は、電気モータ1610を作動させて、3つの異なるエンドエフェクタ機能(ジョーアセンブリ7100をクランプ/開放すること(図14及び図15)、エンドエフェクタ7000を長手方向軸を中心に回転させること(図18及び19)、及びエンドエフェクタ7000を関節運動軸を中心に関節運動させること(図16及び図17))を実行するように構成される。主に図26及び図27を参照すると、制御システム1800は、これらの3つのエンドエフェクタ機能を選択的に実行するためにトランスミッション6000を動作させるように構成されている。トランスミッション6000は、駆動シャフト2730が回転される方向に応じて、駆動シャフト2730の回転をエンドエフェクタ7000の駆動ねじ6130に選択的に伝達してジョーアセンブリ7100を開閉するように構成された第1のクラッチシステム6100を備える。トランスミッション6000は、駆動シャフト2730の回転をエンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230に選択的に伝達してエンドエフェクタ7000を長手方向軸Lを中心に回転させるように構成された第2のクラッチシステム6200を更に備える。トランスミッション6000はまた、駆動シャフト2730の回転を関節運動継手2300に選択的に伝達して、関節運動軸Aを中心に遠位取り付け部分2400及びエンドエフェクタ7000を関節運動させるように構成された第3のクラッチシステム6300を備える。クラッチシステム6100、6200、及び6300は、例えば、シャフト2510、コネクタピン2520、コネクタピン1520及びシャフト1510を通って延在する電気回路を介して制御システム1800と電気通信する。少なくとも1つの例では、これらのクラッチ制御回路の各々は、例えば、2つのコネクタピン2520及び2つのコネクタピン1520を備える。
様々な例において、上記に加えて、シャフト2510及び/又はシャフト1510は、クラッチ制御回路の一部を形成する電気トレースを含むフレックス回路を備える。フレックス回路は、その中及び/又はその上に画定された導電経路を有するリボン又は基板を備えることができる。フレックス回路はまた、センサ及び/又は、例えば、それに装着された信号平滑化コンデンサなどの任意の固体構成要素を備えることができる。少なくとも1つの例では、導電経路の各々は、とりわけ、導電経路を介して伝送される信号の変動を均一にし得る1つ又は2つ以上の信号平滑化コンデンサを備えることができる。様々な例において、フレックス回路は、例えばエラストマーなどの少なくとも1つの材料でコーティングすることができ、この材料は、流体侵入に対してフレックス回路を封止することができる。
主に図28を参照すると、第1のクラッチシステム6100は、第1のクラッチ6110、拡張可能な第1の駆動リング6120及び第1の電磁アクチュエータ6140を備える。第1のクラッチ6110は環状リングを備え、駆動シャフト2730上に摺動可能に配設されている。第1のクラッチ6110は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置(図28)と、第1の電磁アクチュエータ6140によって生成された電磁場EFによる係合位置又は作動位置(図29)との間で移動可能である。様々な例において、第1のクラッチ6110は、例えば、鉄及び/又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも1つの例では、第1のクラッチ6110は永久磁石を備える。図22Aに示されるように、駆動シャフト2730は、駆動シャフト2730に対するクラッチ6110の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された1つ又は2つ以上の長手方向キースロット6115を備える。より具体的には、クラッチ6110は、キースロット6115内に延在する1つ又は2つ以上のキーを備え、それによりキースロット6115の遠位端がクラッチ6110の遠位移動を停止し、キースロット6115の近位端がクラッチ6110の近位移動を停止する。
第1のクラッチ6110がその係合解除位置にあるとき(図28)、第1のクラッチ6110は駆動シャフト2130と共に回転するが、第1の駆動リング6120に回転運動を伝達しない。図28に見られるように、第1のクラッチ6110は、第1の駆動リング6120から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト2730及び第1のクラッチ6110の回転は、第1のクラッチアセンブリ6100がその係合解除状態にあるとき、駆動ねじ6130に伝達されない。第1のクラッチ6110がその係合位置にあるとき(図29)、第1のクラッチ6110は、第1の駆動リング6120が半径方向外側に拡張又は伸張されて駆動ねじ6130と接触するように、第1の駆動リング6120と係合される。少なくとも1つの例では、第1の駆動リング6120は、例えば、エラストマーバンドを備える。図29に見られるように、第1の駆動リング6120は、駆動ねじ6130の環状内側側壁6135に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト2730及び第1のクラッチ6110の回転は、第1のクラッチアセンブリ6100がその係合状態にあるときに駆動ねじ6130に伝達される。駆動シャフト2730が回転される方向に応じて、第1のクラッチアセンブリ6100は、第1のクラッチアセンブリ6100がその係合状態にあるときに、ジョーアセンブリ7100をその開放構成及び閉鎖構成に移動させることができる。
上述したように、第1の電磁アクチュエータ6140は、第1のクラッチ6110をその係合解除(図28)と係合(図29)との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、図28を参照すると、第1の電磁アクチュエータ6140は、第1のクラッチアセンブリ6100がその係合解除状態にあるときに、第1のクラッチ6110を第1の駆動リング6120から離れるように反発又は駆動する磁場EFLを放出するように構成されている。第1の電磁アクチュエータ6140は、巻回コイルを含む第1の電気クラッチ回路を通って第1の方向に流れるときに磁場EFLを生成する、シャフトフレーム2530内に画定された空洞内に1つ又は2つ以上の巻回コイルを備える。制御システム1800は、第1の電圧極性を第1の電気クラッチ回路に印加して、第1の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、第1の電圧極性を第1の電気シャフト回路に連続的に印加して、第1のクラッチ6110をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第1のクラッチ6110が、第1の駆動リング6120に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。代替的に、制御システム1800は、第1の電圧極性を第1の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第1のクラッチ6110をその係合解除位置に位置付け、次いで、第1の電圧極性を第1の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。つまり、第1のクラッチアセンブリ6100は、第1のクラッチ6110をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された、駆動ねじ6130に装着された第1のクラッチロック6150を更に備える。第1のクラッチロック6150は、第1のクラッチ6110が第1の駆動リング6120と意図せず係合されるのを防止するか、又は少なくとも低減するように構成されている。図28に示されるように、第1のクラッチ6110がその係合解除位置にあるとき、第1のクラッチロック6150は、第1のクラッチ6110の自由移動と干渉し、それらの間の摩擦力及び/又は干渉力を介して第1のクラッチ6110を定位置に保持する。少なくとも1つの例では、第1のクラッチロック6150は、例えばゴムから構成されるエラストマープラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第1のクラッチロック6150は、電磁力によって第1のクラッチ6110をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。いずれにしても、以下でより詳細に説明するように、第1の電磁アクチュエータ6140は、これらの力を打ち消す電磁引力を第1のクラッチ6110に加えることができる。
上記に加えて、図29を参照すると、第1の電磁アクチュエータ6140は、第1のクラッチアセンブリ6100がその係合状態にあるときに、第1のクラッチ6110を第1の駆動リング6120に向かって引くか、又は駆動する磁場EFDを放出するように構成されている。第1の電磁アクチュエータ6140のコイルは、電流が第1の電気クラッチ回路を通って第2の、又は反対の方向に流れるとき、磁場EFDを生成する。制御システム1800は、反対の電圧極性を第1の電気クラッチ回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、反対の電圧極性を第1の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第1のクラッチ6110をその係合位置に連続的に保持し、第1の駆動リング6120と駆動ねじ6130との間の動作可能な係合を維持することができる。代替的に、第1のクラッチ6110は、第1のクラッチ6110がその係合位置にあるときに、第1の駆動リング6120内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム1800は、第1のクラッチアセンブリ6100をその係合状態に保持するために、第1の電気クラッチ回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム1800は、第1のクラッチ6110が第1の駆動リング6120内に十分にくさび留めされると、電圧極性の印加を停止することができる。
特に、上記に加えて、第1のクラッチロック6150はまた、第1のクラッチ6110がその係合解除位置にあるときにジョーアセンブリ駆動部をロックアウトするように構成されている。より具体的には、再び図28を参照すると、第1のクラッチ6110がその係合解除位置にあるとき、駆動ねじ6130が外側ハウジング6230に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しないように、第1のクラッチ6110は、駆動ねじ6130内の第1のクラッチロック6150をエンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230と係合させる。外側ハウジング6230は、第1のクラッチロック6150を受容するように構成された、内部に画定されたスロット6235を備える。第1のクラッチ6110がその係合位置に移動されると、図29を参照すると、第1のクラッチ6110はもはや第1のクラッチロック6150と係合されず、結果として、第1のクラッチロック6150はもはや外側ハウジング6230と係合するように付勢されず、駆動ねじ6130は外側ハウジング6230に対して自由に回転することができる。上記の結果として、第1のクラッチ6110は、少なくとも2つのことを行うことができる。すなわち、第1のクラッチ6110がその係合位置にあるときにジョー駆動部を動作させ、第1のクラッチ6110がその係合解除位置にあるときにジョー駆動部をロックアウトすることができる。
更に、上記に加えて、ねじ山付き部分6160及び7160のねじ山は、ジョー駆動部の逆駆動を防止するか、又は少なくともそれに抵抗するように構成することができる。少なくとも1つの例では、ねじ山付き部分6160及び7160のねじ山ピッチ及び/又は角度は、ジョーアセンブリ7100の逆駆動又は意図しない開口部を防止するように選択することができる。上記の結果、ジョーアセンブリ7100が意図せず開放又は閉鎖する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。
主に図30を参照すると、第2のクラッチシステム6200は、第2のクラッチ6210、拡張可能な第2の駆動リング6220及び第2の電磁アクチュエータ6240を備える。第2のクラッチ6210は環状リングを備え、駆動シャフト2730上に摺動可能に配設されている。第2のクラッチ6210は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置(図30)と、第2の電磁アクチュエータ6240によって生成された電磁場EFによる係合位置又は作動位置(図31)との間で移動可能である。様々な例において、第2のクラッチ6210は、例えば、鉄及び/又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも1つの例では、第2のクラッチ6210は永久磁石を備える。図22Aに示されるように、駆動シャフト2730は、駆動シャフト2730に対する第2のクラッチ6210の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された1つ又は2つ以上の長手方向キースロット6215を備える。より具体的には、第2のクラッチ6210は、キースロット6215内に延在する1つ又は2つ以上のキーを備え、それによりキースロット6215の遠位端が第2のクラッチ6210の遠位移動を停止し、キースロット6215の近位端が第2のクラッチ6210の近位移動を停止する。
第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるとき、図30を参照すると、第2のクラッチ6210は駆動シャフト2730と共に回転するが、第2の駆動リング6220に回転運動を伝達しない。図30に見られるように、第2のクラッチ6210は、第2の駆動リング6220から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト2730及び第2のクラッチ6210の回転は、第2のクラッチアセンブリ6200がその係合解除状態にあるとき、エンドエフェクタ7000の外側ハウジング6230に伝達されない。第2のクラッチ6210がその係合位置にあるとき(図31)、第2のクラッチ6210は、第2の駆動リング6220が半径方向外側に拡張又は伸張されて外側ハウジング6230と接触するように、第2の駆動リング6220と係合される。少なくとも1つの例では、第2の駆動リング6220は、例えば、エラストマーバンドを備える。図31に見られるように、第2の駆動リング6220は、外側ハウジング6230の環状内側側壁7415に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト2730及び第2のクラッチ6210の回転は、第2のクラッチアセンブリ6200がその係合状態にあるときに、外側ハウジング6230に伝達される。駆動シャフト2730が回転される方向に応じて、第2のクラッチアセンブリ6200は、第2のクラッチアセンブリ6200がその係合状態にあるときに、長手方向軸Lを中心にエンドエフェクタ7000を第1の方向又は第2の方向に回転させることができる。
上述したように、第2の電磁アクチュエータ6240は、第2のクラッチ6210をその係合解除(図30)と係合(図31)との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、第2の電磁アクチュエータ6240は、第2のクラッチアセンブリ6200がその係合解除状態にあるときに、第2のクラッチ6210を第2の駆動リング6220から離れるように反発又は駆動する磁場EFLを放出するように構成されている。第2の電磁アクチュエータ6240は、巻回コイルを含む第2の電気クラッチ回路を通って第1の方向に流れるときに磁場EFLを生成する、シャフトフレーム2530内に画定された空洞内に1つ又は2つ以上の巻回コイルを備える。制御システム1800は、第1の電圧極性を第2の電気クラッチ回路に印加して、第1の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、第1の電圧極性を第2の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第2のクラッチ6120をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第2のクラッチ6210が、第2の駆動リング6220に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。代替的に、制御システム1800は、第1の電圧極性を第2の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第2のクラッチ6210をその係合解除位置に位置付け、次いで、第1の電圧極性を第2の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。つまり、第2のクラッチアセンブリ6200は、第2のクラッチ6210をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された、外側ハウジング6230に装着された第2のクラッチロック6250を更に備える。上記と同様に、第2のクラッチロック6250は、第2のクラッチ6210が第2の駆動リング6220と意図せず係合されるのを防止するか、又は少なくとも低減することができる。図30に示されるように、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるとき、第2のクラッチロック6250は、第2のクラッチ6210の自由移動と干渉し、それらの間の摩擦力及び/又は干渉力を介して第2のクラッチ6210を定位置に保持する。少なくとも1つの例では、第2のクラッチロック6250は、例えばゴムから構成されるエラストマープラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第2のクラッチロック6250は、電磁力によって第2のクラッチ6210をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。これにより、以下でより詳細に説明するように、第2の電磁アクチュエータ6240は、これらの力を打ち消す電磁引力を第2のクラッチ6210に加えることができる。
上記に加えて、図31を参照すると、第2の電磁アクチュエータ6240は、第2のクラッチアセンブリ6200がその係合状態にあるときに、第2のクラッチ6210を第2の駆動リング6220に向かって引くか、又は駆動する磁場EFDを放出するように構成されている。第2の電磁アクチュエータ6240のコイルは、電流が第2の電気シャフト回路を通って第2の、又は反対の方向に流れるとき、磁場EFDを生成する。制御システム1800は、反対の電圧極性を第2の電気シャフト回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、反対の電圧極性を第2の電気シャフト回路に連続的に印加して、第2のクラッチ6210をその係合位置に連続的に保持し、第2の駆動リング6220と外側ハウジング6230との間の動作可能な係合を維持することができる。代替的に、第2のクラッチ6210は、第2のクラッチ6210がその係合位置にあるときに、第2の駆動リング6220内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム1800は、第2のクラッチアセンブリ6200をその係合状態に保持するために、第2のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム1800は、第2のクラッチ6210が第2の駆動リング6220内に十分にくさび留めされると、電圧極性を印加し続けることができる。
特に、上記に加えて、第2のクラッチロック6250はまた、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ7000の回転をロックアウトするように構成されている。より具体的には、再び図30を参照すると、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるとき、エンドエフェクタ7000がシャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しないように、第2のクラッチ6210は、外側シャフト6230内の第2のクラッチロック6250を押して、関節リンク2340と係合させる。図27に示されるように、第2のクラッチロック6250は、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるときに、関節リンク2340内に画定されたスロット又はチャネル2345内に位置付けられるか、又はくさび留めされる。上記の結果、エンドエフェクタ7000が意図せず回転する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。更に、上記の結果として、第2のクラッチ6210は、少なくとも2つのことを行うことができる。すなわち、第2のクラッチ6210がその係合位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部を動作させ、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部をロックアウトすることができる。
主に図22、図24、図25を参照すると、シャフトアセンブリ2000は、関節運動継手2300を中心に遠位取り付け部分2400及びエンドエフェクタ7000を関節運動させるように構成された関節運動駆動システムを更に備える。関節運動駆動システムは、遠位取り付け部分2400内に回転可能に支持される関節運動駆動部6330を備える。これにより、関節運動駆動部6330は、遠位取り付け部分2400内に緊密に受容され、それにより、関節運動駆動部6330は、遠位取り付け部分2400に対して並進しないか、又は少なくとも実質的に並進しない。シャフトアセンブリ2000の関節運動駆動システムは、関節フレーム2310に固定的に装着された固定歯車2330を更に備える。より具体的には、固定歯車2330は、固定歯車2330が関節フレーム2310に対して回転しないように、関節フレーム2310のタブ2314と関節リンク2340とを接続するピンに固定的に装着される。固定歯車2330は、中央本体2335と、中央本体2335の外周の周りに延在する固定歯2332の環状アレイとを備える。関節運動駆動部6330は、固定歯2332と噛み合って係合された駆動歯6332の環状アレイを備える。関節運動駆動部6330が回転されると、関節運動駆動部6330は、固定歯車2330を押し、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400及び関節運動継手2300を中心とするエンドエフェクタ7000を関節運動させる。
主に図32を参照すると、第3のクラッチシステム6300は、第3のクラッチ6310、拡張可能な第3の駆動リング6320及び第3の電磁アクチュエータ6340を備える。第3のクラッチ6310は環状リングを備え、駆動シャフト2730上に摺動可能に配設されている。第3のクラッチ6310は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置(図32)と、第3の電磁アクチュエータ6340によって生成された電磁場EFによる係合位置又は作動位置(図33)との間で移動可能である。様々な例において、第3のクラッチ6310は、例えば、鉄及び/又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも1つの例では、第3のクラッチ6310は永久磁石を備える。図22Aに示されるように、駆動シャフト2730は、駆動シャフト2730に対する第3のクラッチ6310の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された1つ又は2つ以上の長手方向キースロット6315を備える。より具体的には、第3のクラッチ6310は、キースロット6315内に延在する1つ又は2つ以上のキーを備え、それによりキースロット6315の遠位端が第3のクラッチ6310の遠位移動を停止し、キースロット6315の近位端が第3のクラッチ6310の近位移動を停止する。
第3のクラッチ6310がその係合解除位置にあるとき、図32を参照すると、第3のクラッチ6310は駆動シャフト2730と共に回転するが、第3の駆動リング6320に回転運動を伝達しない。図32に見られるように、第3のクラッチ6310は、第3の駆動リング6320から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト2730及び第3のクラッチ6310の回転は、第3のクラッチアセンブリ6300がその係合解除状態にあるとき、関節運動駆動部6330に伝達されない。第3のクラッチ6310がその係合位置にあるとき、図33を参照すると、第3のクラッチ6310は、第3の駆動リング6320が半径方向外側に拡張又は伸張されて関節運動駆動部6330と接触するように、第3の駆動リング6320と係合される。少なくとも1つの例では、第3の駆動リング6320は、例えば、エラストマーバンドを備える。図33に見られるように、第3の駆動リング6320は、関節運動駆動部6330の環状内側側壁6335に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト2730及び第3のクラッチ6310の回転は、第3のクラッチアセンブリ6300がその係合状態にあるときに関節運動駆動部6330に伝達される。駆動シャフト2730が回転される方向に応じて、第3のクラッチアセンブリ6300は、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400及びエンドエフェクタ7000を関節運動継手2300を中心に第1又は第2の方向に関節運動させることができる。
上述したように、第3の電磁アクチュエータ6340は、第3のクラッチ6310をその係合解除(図32)と係合(図33)との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、図32を参照すると、第3の電磁アクチュエータ6340は、第3のクラッチアセンブリ6300がその係合解除状態にあるときに、第3のクラッチ6310を第3の駆動リング6320から離れるように反発又は駆動する磁場EFLを放出するように構成されている。第3の電磁アクチュエータ6340は、巻回コイルを含む第3の電気クラッチ回路を通って第1の方向に流れるときに磁場EFLを生成する、シャフトフレーム2530内に画定された空洞内に1つ又は2つ以上の巻回コイルを備える。制御システム1800は、第1の電圧極性を第3の電気クラッチ回路に印加して、第1の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、第1の電圧極性を第3の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第3のクラッチ6310をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第3のクラッチ6310が、第3の駆動リング6320に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。代替的に、制御システム1800は、第1の電圧極性を第3の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第3のクラッチ6310をその係合解除位置に位置付け、次いで、第1の電圧極性を第3の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。
上記に加えて、第3の電磁アクチュエータ6340は、第3のクラッチアセンブリ6300がその係合状態にあるときに、第3のクラッチ6310を第3の駆動リング6320に向かって引くか、又は駆動する磁場EFDを放出するように構成されている。第3の電磁アクチュエータ6340のコイルは、電流が第3の電気クラッチ回路を通って第2の、又は反対の方向に流れるとき、磁場EFDを生成する。制御システム1800は、反対の電圧極性を第3の電気シャフト回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム1800は、反対の電圧極性を第3の電気シャフト回路に連続的に印加して、第3のクラッチ6310をその係合位置に連続的に保持し、第3の駆動リング6320と関節運動駆動部6330との間の動作可能な係合を維持することができる。代替的に、第3のクラッチ6210は、第3のクラッチ6310がその係合位置にあるときに、第3の駆動リング6320内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム1800は、第3のクラッチアセンブリ6300をその係合状態に保持するために、第3のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム1800は、第3のクラッチ6310が第3の駆動リング6320内に十分にくさび留めされると、電圧極性を印加し続けることができる。いずれにしても、エンドエフェクタ7000は、第3のクラッチアセンブリ6300がその係合状態にあるとき、駆動シャフト2730が回転される方向に応じて、第1の方向又は第2の方向に関節運動可能である。
上記に加えて、図22、図32、及び図33を参照すると、関節運動駆動システムは、第3のクラッチ6310がその係合解除位置にあるとき(図32)、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400及び関節運動継手2300を中心とするエンドエフェクタ7000の関節運動を防止するか、又は少なくとも抑制するロックアウト6350を更に備える。主に図22を参照すると、関節リンク2340は、内部に画定されたスロット又は溝2350を備え、ロックアウト6350はスロット2350内に摺動可能に位置付けられ、静止関節歯車2330の下に少なくとも部分的に延在する。ロックアウト6350は、第3のクラッチ6310と係合された取り付けフック6352を備える。より具体的には、第3のクラッチ6310は、内部に画定された環状スロット又は溝6312を備え、取り付けフック6352は、ロックアウト6350が第3のクラッチ6310と並進するように環状スロット6312内に位置付けられる。しかしながら、特に、ロックアウト6350は、第3のクラッチ6310と共に回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しない。代わりに、第3のクラッチ6310内の環状溝6312は、第3のクラッチ6310がロックアウト6350に対して回転することを可能にする。ロックアウト6350は、固定歯車2330の底部に画定された半径方向に延在するロックアウトスロット2334内に摺動可能に位置付けられるロックアウトフック6354を更に備える。図32に示されるように、第3のクラッチ6310がその係合解除位置にあるとき、ロックアウト6350は、ロックアウトフック6354がエンドエフェクタ7000が関節運動継手2300を中心に回転することを防止するロック位置にある。図33に示されるように、第3のクラッチ6310がその係合位置にあるとき、ロックアウト6350は、ロックアウトフック6354がロックアウトスロット2334内にもはや位置付けられていないロック解除位置にある。代わりに、ロックアウトフック6354は、固定歯車2330の中央又は本体2335内に画定されたクリアランススロット内に位置付けられる。そのような例では、ロックアウトフック6354は、エンドエフェクタ7000が関節運動継手2300を中心に回転するときに、クリアランススロット内で回転することができる。
上記に加えて、図32及び33に示される半径方向に延在するロックアウトスロット2334は、長手方向に、すなわち、細長いシャフト2200の長手方向軸に平行な軸に沿って延在する。しかしながら、エンドエフェクタ7000が関節運動されると、ロックアウトフック6354は、もはや長手方向ロックアウトスロット2334と整列しない。これを念頭に置いて、固定歯車2330は、固定歯車2330の底部に画定された、複数の又はアレイ状の半径方向に延在するロックアウトスロット2334を備え、それにより、第3のクラッチ6310が非作動にされ、エンドエフェクタ7000が関節運動した後にロックアウト6350が遠位に引かれると、ロックアウトフック6354は、ロックアウトスロット2334の1つに入り、エンドエフェクタ7000をその関節運動位置にロックすることができる。したがって、結果として、エンドエフェクタ7000は、非関節運動位置及び関節運動位置にロックされ得る。様々な例において、ロックアウトスロット2334は、エンドエフェクタ7000の別個の関節運動位置を画定することができる。例えば、ロックアウトスロット2334は、例えば、10度の間隔で画定することができ、これにより、10度の間隔でエンドエフェクタ7000に対する別個の関節運動配向を画定することができる。他の例では、これらの配向は、例えば、5度の間隔であり得る。代替的な実施形態では、ロックアウト6350は、第3のクラッチ6310が第3の駆動リング6320から係合解除されたときに、固定歯車2330内に画定された円周方向肩部と係合するブレーキを備える。このような実施形態では、エンドエフェクタ7000は、任意の好適な配向でロックされ得る。いずれにせよ、ロックアウト6350は、エンドエフェクタ7000が意図せずに関節運動する可能性を防止するか、又は少なくとも低減する。上記の結果として、第3のクラッチ6310は、それがその係合位置にあるときに関節運動駆動部を動作させ、それがその係合解除位置にあるときに関節運動駆動部をロックアウトすることができる。
主に図24及び図25を参照すると、シャフトフレーム2530及び駆動シャフト2730は、関節運動継手2300を通って遠位取り付け部分2400へと延在する。図16及び17に示されるように、エンドエフェクタ7000が関節運動しているとき、シャフトフレーム2530及び駆動シャフト2730は、エンドエフェクタ7000の関節運動に適応するように屈曲する。したがって、シャフトフレーム2530及び駆動シャフト2730は、エンドエフェクタ7000の関節運動に適応する任意の好適な材料で構成される。更に、上で考察されるように、シャフトフレーム2530は、第1、第2、及び第3の電磁アクチュエータ6140、6240、及び6340を収容する。様々な例において、第1、第2、及び第3の電磁アクチュエータ6140、6240、及び6340はそれぞれ、例えば銅線コイルなどの巻線コイルを備え、シャフトフレーム2530は、第1、第2、及び第3の電磁アクチュエータ6140、6240、及び6340の間の短絡を防止するか、又は少なくとも低減する絶縁材料で構成される。様々な例において、シャフトフレーム2530を通って延在する第1、第2、及び第3の電気クラッチ回路は、例えば絶縁電線から構成される。上記に加えて、第1、第2、及び第3の電気クラッチ回路は、電磁アクチュエータ6140、6240、及び6340を駆動モジュール1100内の制御システム1800と通信させる。
上述のように、クラッチ6110、6210及び/又は6310は、それらの係合位置へと意図せず移動しないように、それらの係合解除位置に保持され得る。様々な構成において、クラッチシステム6000は、例えば、第1のクラッチ6110をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第1の付勢部材、例えば、第2のクラッチ6210をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第2の付勢部材、及び/又は、例えば、第3のクラッチ6110をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第3の付勢部材を備える。このような構成では、ばねの付勢力は、電流によって通電されたときに電磁アクチュエータによって生成される電磁力によって選択的に打ち消すことができる。上記に加えて、クラッチ6110、6210及び/又は6310は、それぞれ駆動リング6120、6220及び/又は6320によってそれらの係合位置に保持され得る。より具体的には、少なくとも1つの例では、駆動リング6120、6220及び/又は6320は、それらの係合位置において、クラッチ6110、6210及び/又は6310をそれぞれ把捉又は摩擦保持する弾性材料で構成される。様々な代替的な実施形態では、クラッチシステム6000は、例えば、第1のクラッチ6110をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第1の付勢部材、例えば、第2のクラッチ6210をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第2の付勢部材、及び/又は、例えば、第3のクラッチ6110をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第3の付勢部材を備える。このような構成では、ばねの付勢力は、クラッチ6110、6210、及び6310をそれらの係合解除位置に選択的に保持するために必要に応じて、電磁アクチュエータ6140、6240及び/又は6340によってそれぞれ加えられる電磁力によって打ち消され得る。外科用システムの任意の1つの動作モードでは、制御アセンブリ1800は、他の2つの電磁アクチュエータに通電して他の2つのクラッチを係合解除する間に、電磁アクチュエータのうちの1つに通電して、クラッチのうちの1つを係合することができる。
クラッチシステム6000は、外科用システムの3つの駆動システムを制御するための3つのクラッチを備えるが、クラッチシステムは、任意の好適な数のシステムを制御するための任意の好適な数のクラッチを備え得る。更に、クラッチシステム6000のクラッチは、それらの係合位置と係合解除位置との間で近位及び遠位に摺動するが、クラッチシステムのクラッチは、任意の好適な方法で移動することができる。加えて、クラッチシステム6000のクラッチは、一度に1つの駆動運動を制御するために1つずつ係合されているが、様々な例において、2つ以上のクラッチが、一度に2つ以上の駆動運動を制御するように係合され得ることが想定される。
上記を考慮すると、読者は、制御システム1800は、第1に、モータシステム1600を動作させて駆動シャフトシステム2700を適切な方向に回転させ、第2に、クラッチシステム6000を動作させて、駆動シャフトシステム2700の回転をエンドエフェクタ7000の適切な機能に伝達するように構成されていることを理解すべきである。更に、上で考察されるように、制御システム1800は、シャフトアセンブリ2000のクランプトリガシステム2600及びハンドル1000の入力システム1400からの入力に応答する。上で考察されるように、クランプトリガシステム2600が作動されると、制御システム1800は、第1のクラッチアセンブリ6100を起動させ、第2のクラッチアセンブリ6200及び第3のクラッチアセンブリ6300を停止する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第1の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100をクランプする。制御システム1800が、ジョーアセンブリ7100がそのクランプ構成にあることを検出すると、制御システム1800は、モータアセンブリ1600を停止し、第1のクラッチアセンブリ6100を停止する。制御システム1800が、クランプトリガシステム2600がその非作動位置に移動されたか、又は移動されていることを検出すると、制御システム1800は、第1のクラッチアセンブリ6100を起動するか、又は起動維持し、第2のクラッチアセンブリ6200及び第3のクラッチアセンブリ6300を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第2の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000のジョーアセンブリ7100を開放する。
回転アクチュエータ1420が第1の方向に作動されると、上記に加えて、制御システム1800は、第2のクラッチアセンブリ6200を起動させ、第1のクラッチアセンブリ6100及び第3のクラッチアセンブリ6300を停止する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第1の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000を第1の方向に回転させる。制御システム1800が、回転アクチュエータ1420が第2の方向に作動されたことを検出すると、制御システム1800は、第2のクラッチアセンブリ6200を起動するか、又は起動維持し、第1のクラッチアセンブリ6100及び第3のクラッチアセンブリ6300を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第2の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000を第2の方向に回転させる。制御システム1800が、回転アクチュエータ1420が作動していないことを検出すると、制御システム1800は、第2のクラッチアセンブリ6200を停止する。
上記に加えて、第1の関節運動アクチュエータ1432が押下されると、制御システム1800は、第3のクラッチアセンブリ6300を起動させ、第1のクラッチアセンブリ6100及び第2のクラッチアセンブリ6200を停止する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第1の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000を第1の方向に関節運動させる。制御システム1800が、第2の関節運動アクチュエータ1434が押下されたことを検出すると、制御システム1800は、第3のクラッチアセンブリ6200を起動するか、又は起動維持し、第1のクラッチアセンブリ6100及び第2のクラッチアセンブリ6200を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム1800はまた、モータシステム1600に電力を供給して、駆動シャフトシステム2700を第2の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000を第2の方向に関節運動させる。制御システム1800が、第1の関節運動アクチュエータ1432も第2の関節運動アクチュエータ1434も作動されていないことを検出すると、制御システム1800は、第3のクラッチアセンブリ6200を停止する。
上記に加えて、制御システム1800は、シャフトアセンブリ2000のクランプトリガシステム2600及びハンドル1000の入力システム1400から受信する入力に基づいて、ステープリングシステムの動作モードを変更するように構成される。制御システム1800は、シャフト駆動システム2700を回転させる前にクラッチシステム6000をシフトさせて、対応するエンドエフェクタ機能を実行するように構成される。更に、制御システム1800は、クラッチシステム6000をシフトする前にシャフト駆動システム2700の回転を停止するように構成されている。このような構成は、エンドエフェクタ7000の突然の移動を防止することができる。代替的に、制御システム1800は、シャフト駆動システム2700が回転している間にクラッチシステム600をシフトさせることができる。このような構成は、制御システム1800が動作モード間で迅速にシフトすることを可能にし得る。
上で考察されるように、図34を参照すると、シャフトアセンブリ2000の遠位取り付け部分2400は、エンドエフェクタ7000がシャフトアセンブリ2000から意図せずに分離されることを防止するように構成されたエンドエフェクタロック6400を備える。エンドエフェクタロック6400は、エンドエフェクタ7000の近位取り付け部分7400上に画定されたロックノッチ7410の環状アレイと選択的に係合可能なロック端部6410と、近位端6420と、エンドエフェクタロック6400を関節リンク2320に回転可能に接続する枢動部6430と、を備える。図34に示されるように、第3のクラッチアセンブリ6300の第3のクラッチ6310がその係合解除位置にあるとき、第3のクラッチ6310は、エンドエフェクタロック6400の近位端6420と接触し、それにより、エンドエフェクタロック6400のロック端部6410はロックノッチのアレイ7410と係合される。そのような例では、エンドエフェクタ7000は、エンドエフェクタロック6400に対して回転することができるが、遠位取り付け部分2400に対して並進することはできない。図35に示されるように、第3のクラッチ6310がその係合位置に移動されると、第3のクラッチ6310は、エンドエフェクタロック6400の近位端6420ともはや係合していない。そのような例では、エンドエフェクタロック6400は、上向きに自由に枢動し、エンドエフェクタ7000がシャフトアセンブリ2000から取り外されることを可能にする。
上述したように、再び図34を参照すると、臨床医がシャフトアセンブリ2000からエンドエフェクタ7000を取り外すか、又は取り外そうとするとき、第2のクラッチアセンブリ6200の第2のクラッチ6210は、その係合解除位置にあることが可能である。上で考察されるように、第2のクラッチ6210は、第2のクラッチ6210がその係合解除位置にあるときに第2のクラッチロック6250と係合され、そのような例では、第2のクラッチロック6250は、関節リンク2340と係合するように押される。より具体的には、第2のクラッチ6210が第2のクラッチロック6250と係合しているときに、第2のクラッチロック6250は、関節運動2340内に画定されたチャネル2345内に位置付けられ、これにより、エンドエフェクタ7000がシャフトアセンブリ2000から取り外されることを防止するか、又は少なくとも妨げることができる。シャフトアセンブリ2000からエンドエフェクタ7000を解放するのを容易にするために、制御システム1800は、第3のクラッチ6310をその係合位置に移動させることに加えて、第2のクラッチ6210をその係合位置へと移動させることができる。そのような例では、エンドエフェクタ7000は、エンドエフェクタ7000が取り除かれると、エンドエフェクタロック6400及び第2のクラッチロック6250の両方を明確にすることができる。
少なくとも1つの例では、上記に加えて、駆動モジュール1100は、入力システム1400及び/又は制御システム1800を直接的に介して制御システム1800と通信する入力スイッチ及び/又はセンサを備え、これは、作動されると、制御システム1800にエンドエフェクタ7000をロック解除させる。様々な例において、駆動モジュール1100は、臨床医からのロック解除入力を受信するように構成された入力システム1400の基板1410と通信する入力スクリーン1440を備える。ロック解除入力に応答して、制御システム1800は、モータシステム1600が動作している場合にモータシステム1600を停止し、上述のようにエンドエフェクタ7000をロック解除することができる。入力スクリーン1440はまた、入力システム1800が第2のクラッチアセンブリ6200及び/又は第3のクラッチアセンブリ6300をそれらの非作動状態に移動させて、エンドエフェクタ7000をシャフトアセンブリ2000にロックするという臨床医からのロック入力を受信するように構成される。
図37は、少なくとも1つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ2000’を描写する。シャフトアセンブリ2000’は、多数の点でシャフトアセンブリ2000に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ2000と同様に、シャフトアセンブリ2000’は、シャフトフレーム、すなわちシャフトフレーム2530’を備える。シャフトフレーム2530’は、長手方向通路2535’、及びそれに加えて、複数のクラッチ位置センサ、すなわち、第1のセンサ6180’、第2のセンサ6280’、及びシャフトフレーム2530’内に位置付けられた第3のセンサ6380’を備える。第1のセンサ6180’は、第1の感知回路の一部として制御システム1800と信号通信する。第1の感知回路は、長手方向通路2535’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第1の感知回路は、制御システム1800と信号通信するように第1のセンサ6180’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第1のセンサ6180’は、第1のクラッチアセンブリ6100の第1のクラッチ6110の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム1800は、第1のセンサ6180’から受信したデータに基づいて、第1のクラッチ6110がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム1800は、外科用器具の動作状態を考慮して、第1のクラッチ6110が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのジョークランプ/開放動作状態にある場合、制御システム1800は、第1のクラッチ6110がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、以下に加えて、制御システム1800はまた、第2のクラッチ6210が第2のセンサ6280’を介してその係合解除位置にあり、第3のクラッチ6310が第3のセンサ6380’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム1800は、外科用器具がそのジョークランプ/開放状態にない場合、第1のクラッチ6110がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第1のクラッチ6110がその適切な位置にない限り、制御システム1800は、第1のクラッチ6110を適切に位置付ける試みにおいて、第1の電磁アクチュエータ6140を作動させることができる。同様に、制御システム1800は、必要に応じてクラッチ6210及び/又は6310を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ6240及び/又は6340を作動させることができる。
第2のセンサ6280’は、第2の感知回路の一部として制御システム1800と信号通信する。第2の感知回路は、長手方向通路2535’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第2の感知回路は、制御システム1800と信号通信するように第2のセンサ6280’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第2のセンサ6280’は、第1のクラッチアセンブリ6200の第2のクラッチ6210の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム1800は、第2のセンサ6280’から受信したデータに基づいて、第2のクラッチ6210がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム1800は、外科用器具の動作状態を考慮して、第2のクラッチ6210が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのエンドエフェクタ回転動作状態にある場合、制御システム1800は、第2のクラッチ6210がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、制御システム1800はまた、第1のクラッチ6110が第1のセンサ6180’を介してその係合解除位置にあることを検証することができ、以下に加えて、制御システム1800はまた、第3のクラッチ6310が第3のセンサ6380’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム1800は、外科用器具がそのエンドエフェクタ回転状態にない場合、第2のクラッチ6110がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第2のクラッチ6210がその適切な位置にない限り、制御システム1800は、第2のクラッチ6210を適切に位置付ける試みにおいて、第2の電磁アクチュエータ6240を作動させることができる。同様に、制御システム1800は、必要に応じてクラッチ6110及び/又は6310を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ6140及び/又は6340を作動させることができる。
第3のセンサ6380’は、第3の感知回路の一部として制御システム1800と信号通信する。第3の感知回路は、長手方向通路2535’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第3の感知回路は、制御システム1800と信号通信するように第3のセンサ6380’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第3のセンサ6380’は、第3のクラッチアセンブリ6300の第3のクラッチ6310の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム1800は、第3のセンサ6380’から受信したデータに基づいて、第3のクラッチ6310がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム1800は、外科用器具の動作状態を考慮して、第3のクラッチ6310が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのエンドエフェクタの関節運動動作状態にある場合、制御システム1800は、第3のクラッチ6310がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、制御システム1800はまた、第1のクラッチ6110が第1のセンサ6180’を介してその係合解除位置にあり、第2のクラッチ6210が第2のセンサ6280’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム1800は、外科用器具がそのエンドエフェクタの関節運動状態にない場合、第3のクラッチ6310がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第3のクラッチ6310がその適切な位置にない限り、制御システム1800は、第3のクラッチ6310を適切に位置付ける試みにおいて、第3の電磁アクチュエータ6340を作動させることができる。同様に、制御システム1800は、必要に応じてクラッチ6110及び/又は6210を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ6140及び/又は6240を作動させることができる。
上記に加えて、クラッチ位置センサ、すなわち、第1のセンサ6180’、第2のセンサ6280’、及び第3のセンサ6380’は、任意の好適なタイプのセンサを備えることができる。様々な例において、第1のセンサ6180’、第2のセンサ6280’、及び第3のセンサ6380’はそれぞれ、近接センサを備える。このような構成では、センサ6180’、6280’、及び6380’は、クラッチ6110、6210、及び6310がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出するように構成される。様々な例において、第1のセンサ6180’、第2のセンサ6280’、及び第3のセンサ6380’はそれぞれ、例えばホール効果センサを備える。このような構成では、センサ6180’、6280’、及び6380’は、クラッチ6110、6210、及び6310がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出するだけでなく、センサ6180’、6280’、及び6380’はまた、クラッチ6110、6210、及び6310がそれらの係合位置又は係合解除位置に対してどれだけ近いかを検出することができる。
図38は、少なくとも1つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ2000’及びエンドエフェクタ7000’’を描写する。エンドエフェクタ7000’’は、多数の点でエンドエフェクタ7000に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ7000と同様に、シャフトアセンブリ7000’’は、ジョーアセンブリ7100と、ジョーアセンブリ7100をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、を備える。ジョーアセンブリ駆動部は、駆動リンク7140、駆動ナット7150’’、及び駆動ねじ6130’’を備える。駆動ナット7150’’は、内部に位置付けられたセンサ7190’’を備え、これは、駆動ねじ6130’’内に位置付けられた磁気素子6190’’の位置を検出するように構成される。磁気素子6190’’は、駆動ねじ6130’’内に画定された細長い開口部6134’’内に位置付けられ、永久磁石を備えることができ、並びに/又は鉄、ニッケル、及び/若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ7190’’は、例えば、制御システム1800と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサ7190’’は、例えば、制御システム1800と信号通信するホール効果センサを備える。特定の例では、センサ7190’’は、例えば光学センサを備え、検出可能要素6190’’は、例えば、反射素子などの光学的検出可能要素を備える。いずれの場合も、センサ7190’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、及び/又はシャフトフレーム通路2532’を通って延在する有線接続を介して、制御システム1800と無線通信するように構成される。
上記に加えて、センサ7190’’は、磁気素子6190’’がセンサ7190’’に隣接しているときを検出するように構成されており、制御システム1800は、このデータを使用して、ジョーアセンブリ7100がそのクランプストロークの端部に達したと判定することができる。そのような時点で、制御システム1800はモータアセンブリ1600を停止することができる。センサ7190’’及び制御システム1800はまた、ジョーアセンブリ7100を閉鎖するために依然として必要とされる駆動ねじ6130’’の閉鎖ストローク量を計算するために、駆動ねじ6130’’が現在位置付けられている場所と、駆動ねじ6130’’をその閉鎖ストロークの端部に位置付けるべき場所との間の距離を判定するように構成される。更に、そのような情報は、ジョーアセンブリ7100の現在の構成、すなわち、ジョーアセンブリ7100がその開放構成、その閉鎖構成、又は部分的に閉鎖構成にあるかどうかを評価するために、制御システム1800によって使用することができる。センサシステムは、ジョーアセンブリ7100がその完全開放位置に達したときを判定し、その時点でモータアセンブリ1600を停止することができる。様々な例において、制御システム1800は、モータアセンブリ1600が旋回している間にジョーアセンブリ7100が移動していることを確認することによって、このセンサシステムを使用して第1のクラッチアセンブリ6100がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム1800は、モータアセンブリ1600が旋回している間にジョーアセンブリ7100が移動していないことを確認することによって、このセンサシステムを使用して第1のクラッチアセンブリ6100がその非作動状態にあることを確認することができる。
図39は、少なくとも1つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ2000’’’及びエンドエフェクタ7000’’’を描写する。シャフトアセンブリ2000’’’は、多数の点でシャフトアセンブリ2000及び2000’に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ7000’’’は、多数の点でエンドエフェクタ7000及び7000’’に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ7000と同様に、エンドエフェクタ7000’’’は、ジョーアセンブリ7100と、ジョーアセンブリ7100をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、加えて、シャフトアセンブリ2000’の遠位取り付け部分2400に対してエンドエフェクタ7000’’’を回転させるエンドエフェクタ回転駆動部と、を備える。エンドエフェクタ回転駆動部は、第2のクラッチアセンブリ6200によってエンドエフェクタ7000’’’のシャフトフレーム2530’’’に対して回転される外側ハウジング6230’’’を備える。シャフトフレーム2530’’’は、内部に位置付けられたセンサ6290’’’を備え、これは、外側ハウジング6230’’’内及び/又は外側ハウジング6230’’’上に位置付けられた磁気素子6190’’’の位置を検出するように構成されている。磁気素子6190’’’は、永久磁石を備えることができ、並びに/又は鉄、ニッケル、及び/若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ6290’’’は、例えば、制御システム1800と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサ6290’’’は、例えば、制御システム1800と信号通信するホール効果センサを備える。いずれの場合も、センサ6290’’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、及び/又はシャフトフレーム通路2532’を通って延在する有線接続を介して、制御システム1800と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム1800は、センサ6290’’’を使用して、磁気素子6190’’’が回転しているかどうかを確認することができ、したがって、第2のクラッチアセンブリ6200がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム1800は、センサ6290’’’を使用して、磁気素子6190’’’が回転していないかどうかを確認することができ、したがって、第2のクラッチアセンブリ6200がその非作動状態にあることを確認することができる。制御システム1800はまた、センサ6290’’’を使用して、第2のクラッチ6210がセンサ6290’’’に隣接して位置付けられていることを確認することによって、第2のクラッチアセンブリ6200がその非作動状態にあることを確認することができる。
図40は、少なくとも1つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ2000’’’’を描写する。シャフトアセンブリ2000’’’’は、多数の点でシャフトアセンブリ2000、2000’及び2000’’’に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ2000と同様に、シャフトアセンブリ2000’’’’は、とりわけ、細長いシャフト2200と、関節運動継手2300と、例えばエンドエフェクタ7000’などのエンドエフェクタを受容するように構成された遠位取り付け部分2400と、を備える。シャフトアセンブリ2000と同様に、シャフトアセンブリ2000’’’’は、関節運動駆動部、すなわち、関節運動継手2300を中心に遠位取り付け部分2400及びエンドエフェクタ7000’を回転させるように構成された関節運動駆動部6330’’’’を備える。上記と同様に、シャフトフレーム2530’’’’は、内部に位置付けられたセンサを備え、これは、関節運動駆動部6330’’’’内及び/又は関節運動駆動部6330’’’’上に位置付けられた磁気素子6390’’’’の位置及び/又は回転を検出するように構成される。磁気素子6390’’’’は、永久磁石を備えることができ、並びに/又は鉄、ニッケル、及び/若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサは、例えば、制御システム1800と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサは、例えば、制御システム1800と信号通信するホール効果センサを備える。いずれの場合も、センサは、無線信号送信機及び受信機を介して、及び/又はシャフトフレーム通路2532’を通って延在する有線接続を介して、制御システム1800と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム1800は、センサを使用して、磁気素子6390’’’が回転しているかどうかを確認することができ、したがって、第3のクラッチアセンブリ6300がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム1800は、センサを使用して、磁気素子6390’’’’が回転していないかどうかを確認することができ、したがって、第3のクラッチアセンブリ6300がその非作動状態にあることを確認することができる。特定の例では、制御システム1800は、センサを使用して、第3のクラッチ6310がセンサに隣接して位置付けられていることを確認することによって、第3のクラッチアセンブリ6300がその非作動状態にあることを確認することができる。
図40を再び参照すると、シャフトアセンブリ2000’’’’は、エンドエフェクタ7000’を例えばシャフトアセンブリ2000’’’’に解放可能にロックするように構成されたエンドエフェクタロック6400’を備える。エンドエフェクタロック6400’は、多数の点でエンドエフェクタロック6400に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、考察されない。しかしながら、特に、ロック6400’の近位端6420’は、第3のクラッチ6310の環状スロット6312と係合し、第3のクラッチ6310をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された歯6422’を備える。これにより、第3の電磁アセンブリ6340の作動は、第3のクラッチ6310をエンドエフェクタロック6400’から係合解除することができる。更に、そのような例では、第3のクラッチ6310の係合位置への近位移動は、エンドエフェクタロック6400’をロック位置へと回転させ、ロックノッチ7410と係合させて、エンドエフェクタ7000’をシャフトアセンブリ2000’’’’にロックする。それに対応して、第3のクラッチ6310のその係合解除位置への遠位移動は、エンドエフェクタ7000’をロック解除し、エンドエフェクタ7000’がシャフトアセンブリ2000’’’’から分解されることを可能にする。
上記に加えて、ハンドル及びそれに取り付けられたシャフトアセンブリを含む器具システムは、クラッチアセンブリ6100、6200、及び6300の状態を評価するための診断チェックを実行するように構成され得る。少なくとも1つの例では、制御システム1800は、電磁アクチュエータ6140、6240及び/又は6340を任意の好適な順序で順次作動させて、クラッチ6110、6210及び/若しくは6310の位置をそれぞれ検証し、かつ/又はクラッチが電磁アクチュエータに応答し、したがって、スタックしていないことを検証する。制御システム1800は、本明細書に開示されるセンサのいずれかを含むセンサを使用して、電磁アクチュエータ6140、6240及び/又は6340によって生成された電磁場に応答してクラッチ6110、6120、及び6130の移動を検証することができる。加えて、診断チェックはまた、駆動システムの運動を検証することも含み得る。少なくとも1つの例では、制御システム1800は、任意の好適な順序で電磁アクチュエータ6140、6240及び/又は6340を順次作動させて、ジョー駆動部がジョーアセンブリ7100を開閉すること、回転駆動部がエンドエフェクタ7000を回転させること、及び/又は関節運動駆動部がエンドエフェクタ7000を関節運動させることを検証する。制御システム1800は、ジョーアセンブリ7100及びエンドエフェクタ7000の運動を検証するためのセンサを使用することができる。
制御システム1800は、例えば、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられたとき、及び/又はハンドルが電源オンされているときなど、任意の好適な時間で診断試験を実行することができる。制御システム1800が、器具システムが診断試験を合格したと判定した場合、制御システム1800は、器具システムの通常の動作を可能にし得る。少なくとも1つの例では、ハンドルは、例えば、診断チェックが合格したことを示す、緑色LEDなどのインジケータを備え得る。制御システム1800が、器具システムが診断試験に不合格になったと判定した場合、制御システム1800は、器具システムの動作を防止及び/又は修正することができる。少なくとも1つの例では、制御システム1800は、例えば、エンドエフェクタ7000を真っ直ぐにする、及び/又はジョーアセンブリ7100を開閉するなど、器具システムの機能を、患者から器具システムを取り除くのに必要な機能のみに制限することができる。少なくとも1つの点において、制御システム1800は、リンプモードに入る。制御システム1800のリンプモードは、例えば、モータ1610の現在の回転速度を、約75%〜約25%の範囲から選択される任意の割合だけ低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ1610の現在の回転速度を50%低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ1610の現在の回転速度を75%低減させ得る。リンプモードは、例えば、モータ1610の現在トルクを約75%〜約25%の範囲から選択される任意の割合だけ低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ1610の現在のトルクを50%低減させ得る。ハンドルは、例えば赤色LEDなどのインジケータを備えることができ、これは、器具システムが診断チェックに不合格になったこと、及び/又は器具システムがリンプモードに入ったことを示す。上記したように、例えば、可聴警告及び/又は触覚若しくは振動警告など、器具システムが適切に動作していないことを臨床医に警告するために、任意の好適なフィードバックを使用することができる。
図41〜図43は、少なくとも1つの代替的な実施形態によるクラッチシステム6000’を描写する。クラッチシステム6000’は、多数の点でクラッチシステム6000に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。クラッチシステム6000と同様に、クラッチシステム6000’は、回転可能な駆動入力部6030’を回転可能な駆動出力部6130’と選択的に連結するように作動可能であるクラッチアセンブリ6100’を備える。クラッチアセンブリ6100’は、クラッチプレート6110’及び駆動リング6120’を備える。クラッチプレート6110’は、例えば鉄及び/又はニッケルなどの磁性材料から構成されており、永久磁石を備えることができる。以下でより詳細に説明するように、クラッチプレート6110’は、駆動出力部6130’内の非作動位置(図42)と作動位置(図43)との間で移動可能である。クラッチプレート6110’は、クラッチプレート6110’が非作動位置又は作動位置にあるかどうかにかかわらず、クラッチプレート6110’が駆動出力部6130’と共に回転するように、駆動出力部6130’に画定された開口部内に摺動可能に位置付けられる。
クラッチプレート6110’が非作動位置にあるとき、図42に示されるように、駆動入力部6030’の回転は駆動出力部6130’に伝達されない。より具体的には、駆動入力部6030’が回転されると、そのような例では、駆動入力部6030’は、駆動リング6120’を越えて摺動し、駆動リング6120’に対して回転し、結果として、駆動リング6120’はクラッチプレート6110’及び駆動出力部6130’を駆動しない。クラッチプレート6110’が作動位置にあるとき、図43に示されるように、クラッチプレート6110’は駆動リング6120’を駆動入力部6030’に対して弾性的に圧縮する。駆動リング6120’は、例えばゴムなどの任意の好適な圧縮性材料で構成される。いずれの場合も、そのような例では、駆動入力部6030’の回転は、駆動リング6120’及びクラッチプレート6110’を介して駆動出力部6130’に伝達される。クラッチシステム6000’は、クラッチプレート6110’をそれらの作動位置に移動させるように構成されたクラッチアクチュエータ6140’を備える。クラッチアクチュエータ6140’は、例えば鉄及び/又はニッケルなどの磁性材料から構成されており、永久磁石を備えることができる。クラッチアクチュエータ6140’は、駆動入力部6030’を通って延在する長手方向シャフトフレーム6050’内に摺動可能に位置付けられ、クラッチシャフト6060’によって非作動位置(図42)と作動位置(図43)との間で移動することができる。少なくとも1つの例では、可撓性駆動シャフト6060’は、例えば、ケーブルを備える。クラッチアクチュエータ6140’がその作動位置にあるとき、図43に示されるように、クラッチアクチュエータ6140’はクラッチプレート6110’を内向きに引いて、上で考察されるように駆動リング6120’を圧縮する。クラッチアクチュエータ6140’がその非作動位置に移動されると、図42に示されるように、駆動リング6120’は弾性的に拡張し、クラッチプレート6110’を駆動入力部6030’から離れるように押す。様々な代替的な実施形態では、クラッチアクチュエータ6140’は電磁石を備えてもよい。このような構成では、クラッチアクチュエータ6140’は、例えば、クラッチシャフト6060’内に画定された長手方向開口部を通って延在する電気回路によって作動され得る。様々な例において、クラッチシステム6000’は、例えば、長手方向開口部を通って延在する、電気ワイヤ6040’を更に備える。
図44は、ジョーアセンブリ7100aと、ジョーアセンブリ駆動部と、少なくとも1つの別の実施形態によるクラッチシステム6000aと、を含むエンドエフェクタ7000aを描写する。ジョーアセンブリ7100aは、枢動部7130aを中心に選択的に回転可能である第1のジョー7110a及び第2のジョー7120aを備える。ジョーアセンブリ駆動部は、枢動部7150aを中心にアクチュエータロッド7160aに枢動可能に連結された並進可能なアクチュエータロッド7160a及び駆動リンク7140aを備える。駆動リンク7140aはまた、ジョー7110a及び7120aに枢動可能に連結され、それによりジョー7110a及び7120aは、アクチュエータロッド7160aが近位に引かれると回転して閉鎖され、アクチュエータロッド7160aが遠位に押されると回転して開放される。クラッチシステム6000aは、多数の点でクラッチシステム6000及び6000’に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。クラッチシステム6000aは、以下でより詳細に説明するように、駆動入力部6030aの回転を選択的に伝達してジョーアセンブリ7100aを長手方向軸を中心に回転させ、ジョーアセンブリ7100aを関節運動継手7300aを中心に関節運動させるように構成された第1のクラッチアセンブリ6100a及び第2のクラッチアセンブリ6200aを備える。
第1のクラッチアセンブリ6100aは、クラッチプレート6110a及び駆動リング6120aを備え、クラッチプレート6110’及び上で考察される駆動リング6120’と同様の方法で動作する。クラッチプレート6110aが電磁アクチュエータ6140aによって作動されると、駆動入力部6030aの回転は外側シャフトハウジング7200aに伝達される。より具体的には、外側シャフトハウジング7200aは、近位外側ハウジング7210aと、近位外側ハウジング7210aによって回転可能に支持され、クラッチプレート6110aがそれらの作動位置にあるとき、駆動入力部6030aによって近位外側ハウジング7210aに対して回転される遠位外側ハウジング7220aと、を備える。遠位外側ハウジング7220aの回転は、ジョーアセンブリ7100aの枢動部7130aが遠位外側ハウジング7220aに装着されているという事実により、ジョーアセンブリ7100aを長手方向軸を中心に回転させる。結果として、外側シャフトハウジング7200aは、外側シャフトハウジング7200aが駆動入力部6030aによって第1の方向に回転されるときに、ジョーアセンブリ7100aを第1の方向に回転させる。同様に、外側シャフトハウジング7200aは、外側シャフトハウジング7200aが駆動入力部6030aによって第2の方向に回転されるときに、ジョーアセンブリ7100aを第2の方向に回転させる。電磁アクチュエータ6140aが通電解除されると、駆動リング6120aが拡張し、クラッチプレート6110aがそれらの非作動位置に移動され、それによって、エンドエフェクタ回転駆動部を駆動入力部6030aから分離する。
第2のクラッチアセンブリ6200aは、クラッチプレート6210a及び駆動リング6220aを備え、クラッチプレート6110’及び上で考察される駆動リング6120’と同様の方法で動作する。クラッチプレート6210aが電磁アクチュエータ6240aによって作動されると、駆動入力部6030aの回転は、関節運動駆動部6230aに伝達される。関節運動駆動部6230aは、エンドエフェクタ取り付け部分7400aの外側シャフトハウジング7410a内に回転可能に支持され、外側シャフトハウジング7410aを通って延在するシャフトフレーム6050aによって回転可能に支持される。関節運動駆動部6230aは、その上に画定された歯車面を備え、この歯車面は、外側シャフトハウジング7200aの近位外側ハウジング7210a上に画定された固定歯車面7230aと動作可能に噛み合う。結果として、関節運動駆動部6230aは、関節運動駆動部6230aが駆動入力部6030aによって第1の方向に回転されるときに、外側シャフトハウジング7200a及びジョーアセンブリ7100aを第1の方向に関節運動させる。同様に、関節運動駆動部6230aは、関節運動駆動部6230aが駆動入力部6030aによって第2の方向に回転されるときに、外側シャフトハウジング7200a及びジョーアセンブリ7100aを第2の方向に関節運動させる。電磁アクチュエータ6240aが通電解除されると、駆動リング6220aが拡張し、クラッチプレート6210aがそれらの非作動位置に移動され、それによって、エンドエフェクタ関節運動駆動部を駆動入力部6030aから分離する。
上記に加えて、シャフトアセンブリ4000が、図45〜49に示されている。シャフトアセンブリ4000は、多数の点でシャフトアセンブリ2000、2000’、2000’’’、及び2000’’’’に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ4000は、近位部分4100と、細長いシャフト4200と、遠位取り付け部分2400と、遠位取り付け部分2040を細長いシャフト4200に回転可能に接続する関節運動継手2300と、を備える。近位部分4100は、近位部分2100と同様に、ハンドル1000の駆動モジュール1100に動作可能に取り付け可能である。近位部分4100は、シャフトアセンブリ4000をハンドル1000の取り付けインターフェース1130に装着するように構成された取り付けインターフェース4130を含むハウジング4110を備える。シャフトアセンブリ4000は、シャフトアセンブリ4000がハンドル1000に取り付けられたときにハンドルフレーム1500のシャフト1510に連結されるように構成されたシャフト4510を含むフレーム4500を更に備える。シャフトアセンブリ4000はまた、シャフトアセンブリ4000がハンドル1000に取り付けられたときにハンドル駆動システム1700の駆動シャフト1710に動作可能に連結されるように構成された回転可能な駆動シャフト4710を含む駆動システム4700を備える。遠位取り付け部分2400は、例えばエンドエフェクタ8000などのエンドエフェクタを受容するように構成されている。エンドエフェクタ8000は、多数の点でエンドエフェクタ7000に類似しており、これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。これにより、エンドエフェクタ8000は、とりわけ組織を把持するように構成されたジョーアセンブリ8100を備える。
上で考察されるように、主に図47〜図49を参照すると、シャフトアセンブリ4000のフレーム4500は、フレームシャフト4510を備える。フレームシャフト4510は、内部に画定されたノッチ又は切り欠き部4530を備える。以下でより詳細に考察されるように、切り欠き部4530は、ジョー閉鎖作動システム4600のためのクリアランスを提供するように構成されている。フレーム4500は、遠位部分4550と、遠位部分4550をフレームシャフト4510に接続するブリッジ4540と、を更に備える。フレーム4500は、細長いシャフト4200を通って遠位取り付け部分2400まで延在する長手方向部分4560を更に備える。上記と同様に、フレームシャフト4510は、その上及び/又は内部に画定された1つ又は2つ以上の電気トレースを備える。電気トレースは、長手方向部分4560、遠位部分4550、ブリッジ4540、及び/又はフレームシャフト4510の任意の好適な部分を通って電気接点2520まで延在する。主に図48を参照すると、遠位部分4550及び長手方向部分4560は、内部に画定された長手方向開口部を備え、これは、以下でより詳細に説明するように、ジョー閉鎖作動システム4600のロッド4660を受容するように構成される。
上でも考察されるように、主に図48及び49を参照すると、シャフトアセンブリ4000の駆動システム4700は、駆動シャフト4710を備える。駆動シャフト4710は、フレームシャフト4510によって近位シャフトハウジング4110内に回転可能に支持され、フレームシャフト4510を通って延在する長手方向軸を中心に回転可能である。駆動システム4700は、伝達シャフト4750及び出力シャフト4780を更に備える。伝達シャフト4750はまた、近位シャフトハウジング4110内で回転可能に支持され、フレームシャフト4510に平行に、又は少なくとも実質的に平行に延在する長手方向軸及びそれを通って画定される長手方向軸を中心に回転可能である。伝達シャフト4750は、それに固定的に装着された近位平歯車4740を備え、それにより、近位平歯車4740は伝達シャフト4750と共に回転する。近位平歯車4740は、駆動シャフト4710の回転が伝達シャフト4750に伝達されるように、駆動シャフト4710の外周の周りに画定された環状歯車面4730と動作可能に噛み合っている。伝達シャフト4750は、それに固定的に装着された遠位平歯車4760を更に備え、それにより、遠位平歯車4760は伝達シャフト4750と共に回転する。遠位平歯車4760は、伝達シャフト4750の回転が出力シャフト4780に伝達されるように、出力シャフト4780の外周の周りに画定された環状歯車4770と動作可能に噛み合っている。上記と同様に、出力シャフト4780は、出力シャフト4780が長手方向シャフト軸を中心に回転するように、シャフトフレーム4500の遠位部分4550によって近位シャフトハウジング4110内に回転可能に支持される。特に、出力シャフト4780は、入力シャフト4710に直接連結されない。むしろ、出力シャフト4780は、伝達シャフト4750によって入力シャフト4710に動作可能に連結される。このような構成は、後述する手動作動式ジョー閉鎖作動システム4600のための余地を提供する。
上記に加えて、主に図47及び図48を参照すると、ジョー閉鎖作動システム4600は、枢動部4620を中心に近位シャフトハウジング4110に回転可能に連結された作動又ははさみトリガ4610を備える。作動トリガ4610は、細長い部分4612と、近位端4614と、臨床医によって把捉されるように構成された近位端4614に画定されたグリップリング開口部4616と、を備える。シャフトアセンブリ4000は、近位ハウジング4110から延在する固定グリップ4160を更に備える。固定グリップ4160は、細長い部分4162と、近位端4164と、臨床医によって把捉されるように構成された近位端4164に画定されたグリップリング開口部4166と、を備える。使用中、以下でより詳細に説明するように、作動トリガ4610は、非作動位置と作動位置(図48)との間、すなわち、固定グリップ4160に向かって回転可能であり、エンドエフェクタ8000のジョーアセンブリ8100を閉鎖する。
主に図48を参照すると、ジョー閉鎖作動システム4600は、枢動部4650を中心に近位シャフトハウジング4110に回転可能に連結された駆動リンク4640と、加えて、駆動リンク4640に動作可能に連結された作動ロッド4660と、を更に備える。作動ロッド4660は、長手方向フレーム部分4560内に画定された開口部を通って延在し、シャフトフレーム4500の長手方向軸に沿って並進可能である。作動ロッド4660は、ジョーアセンブリ8100に動作可能に連結された遠位端と、駆動リンク4640内に画定された駆動スロット4645内に位置付けられた近位端4665とを備え、それにより、作動ロッド4660は、駆動リンク4640が枢動部4650を中心に回転されるときに、長手方向に並進される。特に、近位端4665は、作動ロッド4660がエンドエフェクタ8000と共に回転することができるように、駆動スロット4645内で回転可能に支持される。
上記に加えて、作動トリガ4610は、作動トリガ4610が作動されるとき、すなわち近位シャフトハウジング4110に近接して移動されるとき、駆動リンク4640を近位に係合かつ回転させ、作動ロッド4660を近位に並進させるように構成された駆動アーム4615を更に備える。そのような例では、駆動リンク4640の近位回転は、例えば、駆動リンク4640とフレームシャフト4510との中間に位置付けられたコイルばね4670などの付勢部材を弾性的に圧縮する。作動トリガ4610が解放されると、圧縮コイルばね4670は再び拡張し、駆動リンク4640及び作動ロッド4660を遠位に押して、エンドエフェクタ8000のジョーアセンブリ8100を開放する。更に、駆動リンク4640の遠位回転は、作動トリガ4610がその非作動位置に戻るように駆動及び自動的に回転する。つまり、臨床医は、作動トリガ4610を手動でその非作動位置に戻すことができる。そのような例では、作動トリガ4610はゆっくりと開放することができる。いずれの場合も、シャフトアセンブリ4000は、作動トリガ4610をその作動位置に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備え、これにより、臨床医は、ジョーアセンブリ8100が意図せずに開放することなく、自分の手を使用して別のタスクを実行することができる。
様々な代替的な実施形態では、上記に加えて、作動ロッド4660は、ジョーアセンブリ8100を閉鎖するために遠位に押され得る。少なくとも1つのこのような例において、作動ロッド4660は、作動トリガ4610に直接装着され、それにより、作動トリガ4610が作動されると、作動トリガ4610が作動ロッド4660を遠位に駆動する。上記と同様に、作動トリガ4610は、作動トリガ4610が閉鎖されたときにばねを圧縮することができ、これにより、作動トリガ4610が解放されると、作動ロッド4660が近位に押される。
上記に加えて、シャフトアセンブリ4000は、3つの機能(エンドエフェクタのジョーアセンブリを開閉すること、エンドエフェクタを長手方向軸を中心に回転させること、及びエンドエフェクタを関節運動軸を中心に関節運動させること)を有する。シャフトアセンブリ4000のエンドエフェクタの回転及び関節運動機能は、ジョー作動機能がジョー閉鎖作動システム4600によって手動で駆動される間、駆動モジュール1100のモータアセンブリ1600及び制御システム1800によって駆動される。ジョー閉鎖作動システム4600は、モータ駆動システムであってもよいが、その代わりに、ジョー閉鎖作動システム4600は、臨床医がエンドエフェクタ内でクランプされている組織に対してより良好な感触を有することができるように、手動駆動システムに維持されている。エンドエフェクタの回転及び作動システムを電動化することは、エンドエフェクタの位置を制御するための特定の利点を提供するが、ジョー閉鎖作動システム4600を電動化することは、臨床医に組織に加えられている力の触覚的感覚を喪失させ、力が不十分か過剰であるかどうかを評価することができない場合がある。したがって、エンドエフェクタの回転及び関節運動システムがモータ駆動されたとしても、ジョー閉鎖作動システム4600は、手動で駆動される。
図50は、少なくとも1つの実施形態による、図1に示される外科用システムの制御システム1800の論理図である。制御システム1800は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ1820及びメモリ1830を備えるマイクロコントローラ1840を含む。例えば、センサ1880、1890、6180’、6280’、6380’、7190’’及び/又は6290’’’などの1つ又は2つ以上のセンサは、プロセッサ1820にリアルタイムフィードバックを提供する。制御システム1800は、電気モータ1610を制御するように構成されたモータドライバ1850と、例えば、クラッチ6110、6120、及び6130などの外科用器具内の1つ若しくは2つ以上の長手方向可動構成要素、及び/又はジョーアセンブリ駆動部の長手方向可動駆動ナット7150の位置を判定するように構成された追跡システム1860と、を更に備える。追跡システム1860はまた、例えば、駆動シャフト2530、外側シャフト6230及び/又は関節運動駆動部6330など、外科用器具内の1つ又は2つ以上の回転構成要素の位置を判定するように構成されている。追跡システム1860は、とりわけ、クラッチ6110、6120、及び6130及び駆動ナット7150の位置、並びにジョー7110及び7120の配向を判定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ1820に、位置情報を提供する。モータドライバ1850は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。しかしながら、追跡システム1860で使用するために、他のモータドライバが容易に代用され得る。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2017/0296213号、発明の名称「SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」に記載されている。
マイクロコントローラ1840は、例えば、Texas Instruments製のARM Cortexの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。少なくとも1つの例では、マイクロコントローラ1840は、例えば、その詳細が製品データシートから入手可能である、最大40MHzの256KBのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を40MHz超に改善するためのプリフェッチバッファ、32KBのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ(single-cycle serial random access memory、SRAM)、StellarisWare(登録商標)ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ(read-only memory、ROM)、2KBの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(electrically erasable programmable read-only memory、EEPROM)、1つ又は2つ以上のパルス幅変調モジュール、及び/又は周波数変調(FM)モジュール、1つ又は2つ以上の直交エンコーダ入力(quadrature encoder input、QEI)アナログ、12個のアナログ入力チャネルを備える1つ又は2つ以上の12ビットアナログ−デジタル変換器(Analog-to-Digital Converter、ADC)を含む、Texas Instrumentsから入手可能なLM4F230H5QR ARM Cortex−M4Fプロセッサコアであってもよい。
様々な例において、マイクロコントローラ1840は、同じくTexas Instruments製のHercules ARM Cortex R4の商品名で知られるTMS570及びRM4xなどの2つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを備える。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、IEC61508及びISO26262の安全限界用途専用に構成されてもよい。
マイクロコントローラ1840は、例えば、ジョー閉鎖アセンブリの駆動ナット7150の速度及び/又は位置を正確に制御するなど、様々な機能を実行するようにプログラムされる。マイクロコントローラ1840はまた、エンドエフェクタ7000の回転速度及び位置、並びにエンドエフェクタ7000の関節運動速度及び位置を正確に制御するようにプログラムされる。様々な例において、マイクロコントローラ1840は、マイクロコントローラ1840のソフトウェアにおける応答を計算する。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
モータ1610は、モータドライバ1850によって制御される。様々な形態では、モータ1610は、例えば、およそ25,000RPMの最大回転速度を有するブラシ付きDC駆動モータである。他の構成では、モータ1610は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでよい。モータドライバ1850は、例えば、電界効果トランジスタ(field-effect transistor、FET)を含むHブリッジドライバを備えてもよい。モータドライバ1850は、Allegro Microsystems,Incから入手可能なA3941であってもよい。A3941ドライバ1850は、ブラシ付きDCモータなどの誘導負荷に合わせて特別に設計された外部のNチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(metal oxide semiconductor field effect transistor、MOSFET)と共に使用するフルブリッジコントローラである。様々な例において、ドライバ1850は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、全(>10V)ゲート駆動を7Vまでの電池電圧に提供し、A3941が5.5Vまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、NチャネルのMOSFETに必要な上記の電池供給電圧を提供するために用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、DC(100%デューティサイクル)動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのFETによっても、ローサイドのFETによっても可能である。電力FETは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーMOSFETを保護するように構成され得る。他のモータドライバは、容易に代用され得る。
追跡システム1860は、例えば、センサ1880、1890、6180’、6280’、6380’、7190’’、及び/又は6290’’’などの1つ又は2つ以上の位置センサを含む、制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサは、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。本明細書で使用するとき、「変位部材」という用語は、一般的に、外科用システムの任意の可動部材を指すために使用される。様々な例において、変位部材は、線形変位を測定するのに好適な任意の位置センサに連結されてもよい。線形変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。線形変位センサは、線形可変差動変圧器(linear variable differential transformers、LVDT)、差動可変磁気抵抗型変換器(differential variable reluctance transducers、DVRT)、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線状に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線状に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線状に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、又は固定された光源及び一連の移動可能な直線状に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、あるいはこれらの任意の組み合わせを備えてもよい。
位置センサ1880、1890、6180’、6280’、6380’、7190’’、及び/又は6290’’’は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するかどうかに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁場検出に用いられる技術として、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、SQUID、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪/圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
様々な例において、追跡システム1860の位置センサのうちの1つ又は2つ以上は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。このような位置センサは、Austria Microsystems,AGから入手可能なAS5055EQFTシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよく、絶対位置決めシステムを提供するためにコントローラ1840とインターフェース接続することができる。特定の例では、位置センサは、低電圧及び低電力構成要素を備え、磁石に隣接して位置する位置センサの領域に4つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ADC及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、1桁毎の方法とボルダーアルゴリズム(Volder's algorithm)でも知られる、CORDIC(座標回転デジタルコンピュータ(Coordinate Rotation Digital Computer)の略)プロセッサが提供されている。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、SPIインターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ1840に伝送される。位置センサは、例えば、12ビット又は14ビットの解像度を提供することができる。位置センサは、例えば、小型のQFN16ピン4×4×0.85mmパッケージで提供されるAS5055チップであってもよい。
追跡システム1860は、PID、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ/又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のパルス幅変調(PWM)及び/又は周波数変調(FM)が挙げられる。位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ(複数可)が提供されてもよい。様々な例において、他のセンサ(複数可)としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第9,345,481号、発明の名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2014/0263552号、発明の名称「STAPLE CARTRIDGE TISSUE THICKNESS SENSOR SYSTEM」、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第15/628,175号、発明の名称「TECHNIQUES FOR ADAPTIVE CONTROL OF MOTOR VELOCITY OF A SURGICAL STAPLING AND CUTTING INSTRUMENT」に記載されているものなどのセンサ構成を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
絶対位置決めシステムは、モータ1610が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット(ゼロ又はホーム)位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
歪みゲージ又は微小歪みゲージを備えるセンサ1880は、例えば、クランプ動作中にジョー7110及び7120が受ける歪みなど、エンドエフェクタの1つ又は2つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ1820に提供される。センサ1880に加えて、又はセンサ1880の代わりに、例えば、負荷センサを備えるセンサ1890は、閉鎖駆動システムによってジョー7110及び7120に加えられる閉鎖力を測定することができる。様々な例において、モータ1610による電流引き込みを測定するために、電流センサ1870を用いることができる。ジョーアセンブリ7100をクランプするために要する力は、例えば、電気モータ1610によって引き出される電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ1820に提供される。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ1820に提供され得る。
センサによって測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び/又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、追跡されている可動部材の位置及び/又は速度を特性決定するために、コントローラ1840によって使用され得る。少なくとも1つの例では、メモリ1830は、評価においてコントローラ1840によって用いることができる技術、等式及び/又はルックアップテーブルを記憶することができる。様々な例において、コントローラ1840は、外科用器具を動作させるべき方法の選択を、外科用器具のユーザに提供することができる。この目的のため、ディスプレイ1440は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。更に、ディスプレイ1440上に表示される情報は、1つ若しくは2つ以上の内視鏡の撮像モジュール、及び/又は外科手術中に使用される1つ若しくは2つ以上の追加の外科用器具の撮像モジュールを介して取得された画像と重ね合わせることができる。
上で考察されるように、ハンドル1000並びに/又はシャフトアセンブリ2000、3000、4000及び/若しくは5000の駆動モジュール1100は、例えば、それに取り付け可能な制御システムを備える。制御システムの各々は、1つ若しくは2つ以上のプロセッサ及び/又はメモリデバイスを有する回路基板を備えることができる。とりわけ、制御システムは、例えば、センサデータを記憶するように構成される。これらはまた、シャフトアセンブリをハンドル1000に識別するデータを記憶するように構成されている。更に、これらはまた、シャフトアセンブリが以前に使用されているか否か、及び/又はシャフトアセンブリが何回使用されたかを含むデータを記憶するように構成されている。この情報は、例えば、シャフトアセンブリが使用に好適であるか否か、及び/又は所定の回数未満で使用されたかどうかを評価するために、ハンドル1000によって得ることができる。
少なくとも1つの代替実施形態による駆動モジュール1100’が、図51〜図53に示されている。駆動モジュール1100’は、多くの点で駆動モジュール1100に類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において考察されていない。駆動モジュール1100’は、エンドエフェクタ7000の回転及び関節運動を制御するように構成されたアクチュエータ1420’を備える。上で考察されるアクチュエータ1420と同様に、アクチュエータ1420’は、駆動モジュール1100に取り付けられたシャフトアセンブリを通って延在する長手方向軸LAを中心に回転可能である。例えば、シャフトアセンブリ3000が駆動モジュール1100’に組み付けられたとき、長手方向軸LAは、シャフトアセンブリ3000(図1)の細長いシャフト2200の中心又は実質的に中心を通って延在する。長手方向軸LAはまた、例えば、エンドエフェクタ7000がシャフトアセンブリ3000に取り付けられたときに、エンドエフェクタ7000の中心又は実質的に中心を通って延在する。
アクチュエータ1420’は、ハウジング1110内に画定されたチャネル1190’内で第1の方向に回転可能であり、エンドエフェクタ7000を第1の方向に回転させ、同様に第2の、又は反対の方向に回転させて、エンドエフェクタ7000を第2の方向に回転させる。駆動モジュール1100と同様に、駆動モジュール1100’は、長手方向軸LAを中心としたアクチュエータ1420’の回転を検出するように構成された制御システム1800と通信する、センサシステムを備える。少なくとも1つの例において、センサシステムは、長手方向軸LAを中心とした第1の方向(図52A)におけるアクチュエータ1420’の回転を検出するように構成された第1のセンサ1422’(図52A)と、長手方向軸LAを中心とした第2の方向(図52B)におけるアクチュエータ1420’の回転を検出するように構成された第2のセンサ1424’と、を備える。第1のセンサ1422’及び第2のセンサ1424’は、例えば、ホール効果センサを備えるが、任意の好適なタイプのセンサを備えてもよい。少なくとも1つのこのような例において、上記に加えて、アクチュエータ1420’は、アクチュエータ1420’の頂部に位置付けられた中央磁気要素1426’を備え、アクチュエータ1420’は、アクチュエータ1420’の回転を判定するために、第1のセンサ1422’及び第2のセンサ1424’によって検出可能である。中央磁気要素1426’は、永久磁石を備えることができ、並びに/又は例えば、鉄、及び/若しくはニッケルから構成されてもよい。
上記に加えて、制御システム1800は、アクチュエータ1420’が長手方向軸LAを中心として第1の方向に回転するときに、モータアセンブリ1600及びクラッチシステム6000を制御して、エンドエフェクタ7000を長手方向軸LAを中心として第1の方向に回転させるように構成されている。同様に、制御システム1800は、アクチュエータ1420’が長手方向軸LAを中心として第2の方向に回転するときに、モータアセンブリ1600及びクラッチシステム6000を制御して、エンドエフェクタ7000を長手方向軸LAを中心として第2の方向に回転させるように構成されている。長手方向軸LAを中心としたエンドエフェクタ7000の回転を、長手方向軸LAを中心としたアクチュエータ1420’の回転と関連付けることによって、臨床医は、非常に直感的に使用できるシステムが提供される。
上で考察されるように、エンドエフェクタ7000は、シャフトアセンブリ2000の遠位装着部分2400内に画定されたソケット内で長手方向軸を中心に回転するように構成されている。所望の回転量に応じて、エンドエフェクタ7000は、いずれかの方向において360度未満又は360度超で回転させることができる。様々な例において、エンドエフェクタ7000は、いずれかの方向にいくつかの回転を介して回転させることができる。代替的な実施形態では、長手方向軸を中心としたエンドエフェクタ7000の回転は、制限され得る。少なくとも1つの実施形態において、シャフトアセンブリ2000は、エンドエフェクタ7000の回転を1回転未満に制限する1つ又は2つ以上の停止部を備える。特定の実施形態では、制御システム1800は、例えばエンコーダ及び/又は絶対位置決めセンサシステムなどによって駆動シャフト1710の回転を監視し、エンドエフェクタ7000がその許容範囲の終了に達したときにモータ1610を停止又は休止することによってエンドエフェクタ7000の回転を制限する。少なくとも1つの例において、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000がその許容範囲の終了に達したときにエンドエフェクタ7000の回転を停止又は休止するために、駆動シャフト2730から第2のクラッチ6210を係合解除することができる。
上記に加えて、駆動モジュール1100’及び/又は駆動モジュール1100’に取り付けられたシャフトモジュールは、エンドエフェクタ7000がその回転の終わりに到達したというフィードバックを臨床医に提供することができる。駆動モジュール1100’及び/又はそれに取り付けられたシャフトモジュールは、例えば、図52Aに示すように、エンドエフェクタ7000が第1の方向のその許容される回転の終わりに達したときに制御システム1800によって照明されるモジュールハウジング1110’の第1の側に、赤色LEDなどのインジケータ光1427’を備えることができる。少なくとも1つの例において、駆動モジュール1100’及び/又はそれに取り付けられたシャフトモジュールは、例えば、図52Bに示すように、エンドエフェクタ7000が第2の方向のその許容される回転の終わりに達したときに制御システム1800によって照明されるモジュールハウジング1110’の第2の側に、赤色LEDなどのインジケータ光1429’を備えることができる。様々な例において、上記に加えて、第1の光1427’又は第2の光1429’のいずれかの照明は、モータ1610が休止されており、かつエンドエフェクタ7000がもはや回転していないことを臨床医に示すことができる。少なくとも1つの例では、モータ1610が休止されたときに、第1の光1427’及び/又は第2の光1429’は、点滅することができる。
上記に加えて、又は上記の代わりに、駆動モジュール1100’及び/又はそれに取り付けられたシャフトアセンブリは、制御システム1800と連通しているインジケータ光1428’の周辺部の周りに延在する環状の一連のインジケータ光1428’、又はインジケータ光1428’のアレイを含むことができ、エンドエフェクタ7000の回転配向を示すことができる。少なくとも1つの例において、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000の上部が配向される位置に対応するか、又は少なくとも実質的に対応する特定のインジケータ光を照明するように構成されている。少なくとも1つの例において、第1のジョー7110の中心は、例えば、エンドエフェクタ7000の上部と見なすことができる。そのような例では、照明された光は、エンドエフェクタ7000の頂部中心位置を示す。他の例では、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000の底部又は底部の中心が配向される位置に対応するか、又は少なくとも実質的に対応する特定のインジケータ光を照明することができる。少なくとも1つの例において、第2のジョー7210の中心は、例えば、エンドエフェクタ7000の底部と見なすことができる。上記の結果として、照明されたインジケータ光は、インジケータ光1428’のアレイの周りのエンドエフェクタ7000の回転に追従することができる。
上記に加えて、アクチュエータ1420’はまた、ハウジングチャネル1190’内の横軸TAを中心に回転可能又は傾斜可能である。駆動モジュール1100’のセンサシステムは、第1の傾斜方向及び第2の傾斜方向における横断軸TAを中心としたアクチュエータ1420’の回転を検出するように更に構成されている。少なくとも1つの例では、センサシステムは、第1の傾斜方向(図53A)における長手方向軸TAを中心としたアクチュエータ1420’の回転を検出するように構成された第1の傾斜センサ1423’と、第2の傾斜方向(図53B)におけるアクチュエータ1420’の回転を検出するように構成された第2の傾斜センサ1425’と、を備える。第1の傾斜センサ1423’及び第2の傾斜センサ1425’は、例えば、ホール効果センサを含むが、任意の好適なタイプのセンサを含み得る。アクチュエータ1420’は、第1の傾斜センサ1423’に隣接する第1の横方向磁気要素を更に備え、その動きは、第1の傾斜センサ1423’によって検出可能である。アクチュエータ1420’はまた、第2の傾斜センサ1425’に隣接する第2の横方向磁気要素を更に備え、その動きは、第2の傾斜センサ1425’によって検出可能である。第1及び第2の横方向磁気要素は、永久磁石を含むことができ、並びに/又は例えば、鉄、及び/若しくはニッケルから構成されてもよい。図53A及び図53Bに示されるように、アクチュエータ1420’の外側部は、横軸TAを中心として近位側及び遠位側に移動可能であり、その結果、第1及び第2の横方向磁気要素はまた、第1及び第2の傾斜センサに対して近位側及び遠位側に移動可能である。読者は、第1及び第2の横方向磁気要素が横軸TAを中心とした弓状経路に沿って実際に移動する間に、第1及び第2の横方向磁気要素が移動する距離は小さく、結果として、第1及び第2の横方向磁気要素の弓状運動は、近位方向及び遠位方向への平行移動に近似することを理解すべきである。
様々な実施形態において、上記に加えて、アクチュエータ1420’全体は、駆動モジュール1100’の傾斜センサ1423’及び1425’によって検出可能である材料の磁気リングを含む。このような実施形態では、アクチュエータ1420’が傾斜しているとき、長手方向軸LAを中心としたアクチュエータ1420’の回転は、傾斜センサに対する複合運動を生じないであろう。材料の磁気リングは、永久磁石を備えることができ、並びに/又は例えば、鉄、及び/若しくはニッケルから構成されてもよい。
いずれにしても、図53Aに示されるように、センサシステムがアクチュエータ1420’が第1の方向に傾けられたことを検出すると、制御システム1800は、モータアセンブリ1600及びクラッチシステム6000を動作させて、エンドエフェクタ7000を関節運動継手2300の周りで第1の方向に関節運動させる。同様に、制御システム1800は、図53Bに示されるように、センサシステムが、アクチュエータ1420’が第2の方向に傾けられたことをセンサシステムが検出したときに、モータアセンブリ1600及びクラッチシステム6000を動作させて、関節運動継手2300を中心として第2の方向にエンドエフェクタ7000を関節運動させる。関節運動継手2300を中心としたエンドエフェクタ7000の回転を、横断軸TAを中心としたアクチュエータ1420’の回転と関連付けることによって、臨床医は、非常に直感的に使用できるシステムが提供される。
上記に加えて、アクチュエータ1420’は、アクチュエータ1420’をその回転していない位置及び傾斜していない位置で中心に置くように構成された付勢システムを備える。様々な例において、付勢システムは、アクチュエータ1420’をその非回転位置で中心に置くように構成された第1及び第2の回転ばねと、アクチュエータ1420’をその非傾斜位置で中心に置くように構成された第1及び第2の傾斜ばねと、を備える。これらのバネは、例えば、ねじりばね及び/又は線形変位ばねを含み得る。
上で考察されるように、エンドエフェクタ7000は、シャフトアセンブリ3000の遠位装着部分2400に対して回転する。このような構成により、エンドエフェクタ7000は、シャフトアセンブリ3000を回転させる必要なく回転されることを可能にするが、エンドエフェクタ及びシャフトアセンブリが一緒に回転する実施形態が可能である。このことは、エンドエフェクタ7000をシャフトアセンブリ3000に対して回転させることによって、外科用システムの回転は全て、関節運動継手2300に対して遠位に生じる。このような構成は、エンドエフェクタ7000が関節運動され、次いで回転されるとき、エンドエフェクタ7000の大きなスイープを防止する。更に、関節運動継手2300はエンドエフェクタ7000と共に回転せず、その結果、関節運動継手2300の関節運動軸は、エンドエフェクタ7000の回転によって影響を受けない。この構成を模倣するために、横軸TAは、アクチュエータ1420’と共に回転しない。むしろ、横軸TAは、駆動モジュール1100’に対して静止したままである。このことは、代替的な実施形態では、関節運動継手がエンドエフェクタと共に回転するとき、横断軸TAは、エンドエフェクタ7000を回転させるか、又は追跡することができる。このような構成は、アクチュエータ1420’の運動とエンドエフェクタ7000の運動との間の直感的な関係を維持することができる。
上記に加えて、横軸TAは、長手方向軸LAに対して直交するか、又は少なくとも実質的に直交する。同様に、関節運動継手2300の関節運動軸は、長手方向軸LAに対して直交するか、又は少なくとも実質的に直交する。その結果、横軸TAは、関節運動軸に対して平行であるか、又は少なくとも実質的に平行である。
様々な代替実施形態では、傾斜可能なアクチュエータ1420’は、エンドエフェクタ7000の関節運動を制御するためにのみ使用され、長手方向軸LAを中心に回転可能ではない。むしろ、このような実施形態では、アクチュエータ1420’は、横軸TAを中心にのみ回転可能である。少なくとも1つの例において、駆動モジュール1100’のハウジングは、2つのポスト1421’(図51)を含み、それを中心にアクチュエータ1120’が回転可能に装着されて、横軸TAを画定する。ポスト1421’は、共通の軸に沿って整列される。上記のように、ポスト1421’又は任意の好適な構造体は、アクチュエータ1420’がエンドエフェクタ7000の回転及び関節運動を制御するように回転可能及び傾斜可能である実施形態で使用され得る。少なくとも1つのこのような例において、アクチュエータ1420’は、ポスト1421’が位置付けられる内部に画定された環状溝を含む。
様々な例において、駆動モジュール1100及び/又はそれに取り付けられたシャフトアセンブリは、制御システム1800と連通している連続的なインジケータ光1438’又はインジケータ光1438’のアレイを含むことができ、エンドエフェクタ7000の関節運動配向を示すことができる。少なくとも1つの例において、制御システム1800は、エンドエフェクタ7000が関節運動している位置に対応するか、又は少なくとも実質的に対応する特定のインジケータ光を照明するように構成されている。上記の結果、照明されたインジケータ光は、エンドエフェクタ7000の関節運動に追従することができる。このようなインジケータ光のアレイは、臨床医がエンドエフェクタ7000をトロカールを通して患者から除去しようと試みる前に、臨床医がエンドエフェクタ7000を真っ直ぐにすることを支援することができる。様々な例において、真っ直ぐにされていないエンドエフェクタは、トロカールを通過せず、患者からのエンドエフェクタの取り外しを防止し得る。
少なくとも1つの代替実施形態による駆動モジュール1100’’が、図54〜図57に示されている。エンドエフェクタ1100’’’’は、多くの点で駆動モジュール1100及び1100’に類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において考察されていない。駆動モジュール1100’’は、外科用器具システムの駆動シャフト及び/又はその任意の他の回転可能な構成要素が回転することを、外科用器具システムを使用して臨床医に通知するように構成されたフィードバックシステムを含む。フィードバックシステムは、例えば、視覚フィードバック、音声フィードバック、及び/又は触覚フィードバックを使用することができる。主に図55を参照すると、駆動モジュール1100’’は、駆動モジュール1100’’の駆動シャフト1710’’と動作可能に係合可能である触覚フィードバックシステムを含む。触覚フィードバックシステムは、摺動可能なクラッチ1730’’と、回転可能な駆動リング1750’’と、駆動リング1750’’に装着された偏心又はオフセット質量1770’’と、を含む。クラッチ1730’’は、駆動シャフト1710’’に沿って非作動位置(図56)と作動位置(図57)との間で摺動可能である。駆動シャフト1710’’は、駆動シャフト1710’’に対する摺動可能なクラッチ1730’’の移動を拘束するように構成されているその中に画定された1つ又は2つ以上のスロット1740’’を含み、これにより、クラッチ1730’’は、駆動シャフト1710’’に対して長手方向に並進するだけでなく、駆動シャフト1710’’と共に回転する。ハンドルフレーム1500’’のフレームシャフト1510’’は、内部に埋め込まれた電磁石1530’’を備え、電磁石1530’’は、図57に示されるように、クラッチ1730’’をその作動位置に向かって摺動させるために、第1の電磁場を放出し、かつ図56に示されるように、クラッチ1730’’をその非作動位置に向かって摺動させるために、第2の、又は反対の電磁場を放出するように構成されている。クラッチ1730’’は、例えば、永久磁石並びに/又は鉄及び/若しくはニッケルなどの磁性材料から構成される。電磁石1530’’は、制御システム1800によって制御されて、それにより、電磁石1530’’を含む回路に第1の電圧極性を印加して、第1の電磁場を生成し、かつその回路に第2の、又は反対の電圧極性を印加して、第2の電磁場を生成する。
クラッチ1730’’がその非作動位置にあるときに、図56に示すように、クラッチ1730’’は、駆動リング1750’’と動作可能に係合していない。そのような例では、クラッチ1730’’は、駆動シャフト1710’’と共に回転するが、駆動リング1750’’に対して回転する。別の言い方をすれば、クラッチ1730’’が非作動位置にあるとき、駆動リング1750’’は静止している。クラッチ1730’’がその作動位置にあるとき、図57に示されるように、クラッチ1730’’は、駆動リング1750’’の角度付き面1760’’と動作可能に係合され、そのため、駆動シャフト1710’’が回転するときに、駆動シャフト1710’’の回転がクラッチ1730’’を介して駆動リング1750’’に伝達される。偏心質量又はオフセット質量1770’’は、偏心質量1770’’が駆動リング1750’’と共に回転するように駆動リング1750’’に装着される。少なくとも1つの例において、偏心質量1770’’は、駆動リング1750’’と一体形成される。駆動リング1750’’及び偏心質量1770’’が駆動軸1710’’と共に回転するときに、偏心質量1770’’は、駆動モジュール1100’’及び/又はそれに組み付けられた電源モジュールを通じて臨床医が感じることができる振動を作り出す。この振動は、駆動シャフト1710’’が回転していることを臨床医に確認させる。少なくとも1つの例において、制御システム1800は、クラッチシステム6000のクラッチのうちの1つが通電されると、電磁石1530’’に通電する。そのような例では、振動は、駆動シャフト1710’’が回転しており、かつクラッチシステム6000内のクラッチのうちの1つが駆動シャフト1710’’と係合されることを臨床医に確認することができる。少なくとも1つの例において、臨床医が、組織がジョーアセンブリ7100内にクランプされていること、及び外科用器具を使用して、組織を操作することができることを知るように、クラッチ1730’’は、例えば、ジョーアセンブリ7100がその閉鎖位置に到達している、又は到達したときに作動され得る。上述のように、駆動モジュール1100’’の触覚フィードバックシステム、及び/又は任意の他のフィードバックシステムを使用して、適切なときに触知フィードバックを提供することができる。
滅菌プロセスは、一般的な外科的調製手順の部分である。外科用器具のために、様々な滅菌プロセスが存在する。様々な方法としては、例えば、高熱及び高圧を利用するオートクレーブによる滅菌、並びに蒸気、乾燥熱、及び/又は放射線を利用する滅菌が含まれる。しかしながら、最も広く使用されている滅菌方法のうちの1つは、エチレンオキシド処理である。エチレンオキシドは、微生物の複製を防止するために、微生物のDNAを阻害及び破壊するアルキル化化学化合物である。エチレンオキシド処理は、非常に効果的な滅菌プロセスであるが、コストがかからないわけではない。エチレンオキシド処理の間に関与する初期工程の一部は、外科用器具を持続可能な内部温度に加熱し、かつ外科用器具を加湿することを伴う。多くの場合、外科用器具は、単一の滅菌プロセスの間、12〜72時間のいずれかの加熱及び加湿プロセスを受ける。熱及び湿度に加えて、エチレンオキシドの効力は、電動外科用器具のソフト電子回路に影響を及ぼす傾向がある。内視鏡検査の分野では、例えば、ディスプレイスクリーンなどの電動内視鏡外科用器具の特定の構成要素は、エチレンオキシドが使用されるとき、滅菌プロセスに不十分に反応する。不適切に機能するディスプレイスクリーンは、外科手術中に困難及び/又は遅延をもたらす可能性がある。したがって、滅菌プロセスによって引き起こされる損傷を回避するために、様々な費用効率の良い使い捨て及び交換可能な構成要素を組み込む外科用器具システムが必要とされている。
外科用器具システムが、図58に示されている。図58に示された外科用器具は、多くの点で図1に示す外科用器具に類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書では繰り返されない。外科用器具システムは、以下でより詳細に考察するように、様々な交換式シャフトアセンブリ及び電源モジュールを含む。外科用器具システムは、ハンドルアセンブリ11000を含む。ハンドルアセンブリ11000は、シャフトアセンブリ12000、シャフトアセンブリ13000、シャフトアセンブリ14000、シャフトアセンブリ15000、及び/又は他の任意の他の好適なシャフトアセンブリなどの様々な交換式シャフトアセンブリと共に使用可能である。交換式シャフトアセンブリ12000、13000、14000及び15000は、多くの点でシャフトアセンブリ2000、3000、4000及び5000と同様である。シャフトアセンブリ2000と同様に、シャフトアセンブリ12000は、近位端部分12100と、近位端部分12100から延在する細長いシャフト12200と、を含む。シャフトアセンブリ12000はまた、関節運動継手12300によって細長いシャフト12200に回転可能に取り付けられたエンドエフェクタ12400を含む。エンドエフェクタ12400は、第1のジョー17000と、第2のジョー17100と、を含む。シャフトアセンブリ12000と同様に、シャフトアセンブリ13000は、近位端部分13100と、近位端部分13100から延在する細長いシャフト13200と、を含む。シャフトアセンブリ13000はまた、関節運動継手12300によって細長いシャフト13200に回転可能に取り付けられるエンドエフェクタ12400と共に使用するように構成されている。シャフトアセンブリ12000と同様に、シャフトアセンブリ14000は、近位端部分14100と、近位端部分14100から延在する細長いシャフト14200と、を含む。シャフトアセンブリ14000はまた、関節運動継手12300によって細長いシャフト14200に回転可能に取り付けられるエンドエフェクタ12400’と共に使用するように構成されている。エンドエフェクタ12400’は、第1のジョー18000と、第2のジョー18100と、を含む。シャフトアセンブリ15000は、シャフトアセンブリ12000、13000、及び14000の構成要素と同様の構成要素を含み、その多くは簡潔にするために詳細に考察されない。
再び図58を参照すると、ハンドルアセンブリ11000は、駆動モジュール11100を含む。駆動モジュール11100は、駆動モジュール11100とのシャフトアセンブリ12000、13000、14000及び15000のいずれか1つの選択的かつ別個の係合を可能にする、遠位装着インターフェース11130を含む。したがって、シャフトアセンブリ12000、13000、14000及び15000の各々は、駆動モジュール11100の遠位装着インターフェースと係合するように構成された同一の又は実質的に同様の近位装着インターフェースを含む。更に図58を参照すると、シャフトアセンブリ12000は、駆動モジュール11100の遠位装着インターフェース11130に駆動モジュール11100の少なくとも1つのラッチ11140によって取り付けられるように構成された近位装着インターフェース12130を含む。同様に、シャフトアセンブリ13000は、駆動モジュール11100の遠位装着インターフェース11130に駆動モジュール11100の少なくとも1つのラッチ11140によって取り付けられるように構成された近位装着インターフェース13130を含む。また、同様に、シャフトアセンブリ14000は、駆動モジュール11100の遠位装着インターフェース11130に駆動モジュール11100の少なくとも1つのラッチ11140によって取り付けられるように構成された近位装着インターフェース14130を含む。例えば、シャフトアセンブリ15000は、駆動モジュール11100の遠位装着インターフェース11130に取り付けられるように構成された近位装着インターフェース15130を含む。駆動モジュール11100は、シャフトアセンブリ12000、13000、14000、及び15000の各々に電気的に連結するように構成されている。外科用器具システムは、以下でより詳細に考察するように、ハンドルアセンブリ11000内に位置付けられたモータを含む。シャフトアセンブリ12000、13000、14000、及び15000の各々は、以下でより詳細に考察されるように、制御回路を含む。制御回路は、外科用器具システムの様々な機能を制御するために、モータと相互作用するように構成される。外科用器具システムは、モータを制御するために制御回路と通信するように構成されたモータ制御プロセッサを更に含む。図76Aを参照すると、プロセッサは、駆動モジュール11100から離れた外科用器具の任意の好適な部分に位置付けられる。例えば、プロセッサは、外科用器具システムのシャフトアセンブリ内に位置付けられる。ハンドルアセンブリ11000は、以下でより詳細に考察するように、少なくとも1つの電源モジュールと共に使用するように構成されている。
図58及び図59を参照すると、駆動モジュール11100は、例えば、電源モジュール11200及び11300などの様々な電源モジュールと共に使用することができるハウジング11110を含む。様々な例において、各電源モジュール11200及び11300は、異なる負荷要件を含むピストル、はさみ、及び/又は鉛筆グリップ構成を可能にするように構成された、図59に示されるような1つ又は2つ以上の電池セルを含む。具体的には、ハウジング11110は、ハンドルアセンブリ11000に取り付けられているシャフトアセンブリに応じて、ハンドルアセンブリ11000の底部又はハンドルアセンブリ11000の近位端のいずれかで電源モジュール11200又は電源モジュール11300のいずれかに係合するように構成された第1の取り付け部分11120及び第2の取り付け部分11120’を含む。例えば、シャフトアセンブリ14000がハンドルアセンブリ11000に取り付けられるとき、電源モジュールは、図58に示されるような第1の構成でハンドルアセンブリ11000の近位端に取り付けられる。別の例として、シャフトアセンブリ13000がハンドルアセンブリ11000に取り付けられると、電源モジュールは、ハンドルアセンブリ11000の底部に第2の構成で取り付けられる。図58及び図59に示されるように、第1の構成及び第2の構成は、互いに異なる。
更に図59を参照すると、駆動モジュール11100は、上記でより詳細に説明された回転アクチュエータ1420と同様の回転アクチュエータ11420を含む。駆動モジュール11100は、臨床医によって押下されるとラッチ11140をそれらのロック位置からそれらのロック解除位置へと移動させる解放アクチュエータ11150を更に含む。駆動モジュール11100は、ハンドルハウジング11110の第1の側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第1の解放アクチュエータ11150と、ハンドルハウジング11110の第2の側、又は反対側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第2の解放アクチュエータ11150と、を含む。
図59及び図60を参照すると、駆動モジュール11100は、関節運動アクチュエータ11430を含む。関節運動アクチュエータ11430は、第1の押しボタン11432及び第2の押しボタン11434を含む。第1の押しボタン11432は、第1の関節運動制御回路の部分であり、第2の押しボタン11434は、上記でより詳細に考察した入力システム1400と同様の入力システムの第2の関節運動回路の部分である。
再び図58を参照すると、外科用器具システムは、電源モジュール11200を含む。電源モジュール11200は、ハウジング11210と、コネクタ部分11220と、(少なくとも図59に示されるような)少なくとも1つの電池と、を含む。コネクタ部分11220は、電源モジュール11200をハンドルアセンブリ11000の底部に取り付けるために、第1のコネクタ部分11120と係合するように構成されている。電源モジュール11200は、電源モジュール11200の上部に位置付けられた少なくとも1つのラッチ11240を含み、このラッチ11240は、電源モジュール11200を駆動モジュール11100の底部に固定するように構成されている。より具体的には、ラッチ11240は、電源モジュール11200のハウジング11210をハンドルアセンブリ11000内に位置する駆動モジュール11100のハウジング11110にしっかりと取り付けるように構成されている。コネクタ部分11220は、電源モジュール11200と駆動モジュール11100との間の電気的接続を可能にする複数の電気接点を含む。電源モジュール11200は、駆動モジュール11000から電源モジュール11250を解放するように構成された解放ラッチ11250を含む。
再び図58を参照すると、外科用器具システムは、電源モジュール11300を含む。電源モジュール11300は、ハウジング11310と、コネクタ部分11320と、少なくとも1つの電池と、を含む。コネクタ11320は、電源モジュール11300を駆動モジュール1100に取り付けるために、第2のコネクタ部分11120’と係合するように構成されている。電源モジュール11300は、電源モジュール11300の遠位端部に位置付けられた少なくとも1つのラッチ11340を含み、このラッチ11340は、電源モジュール11300を駆動モジュール11100に固定するように構成されている。より具体的には、ラッチ11340は、電源モジュール11300のハウジング11310をハンドルアセンブリ11000内に位置する駆動モジュール11100のハウジング11110にしっかりと取り付けるように構成されている。コネクタ部分11320は、電源モジュール11300と駆動モジュール11100との間の電気的接続を可能にする複数の電気接点を含む。
更に図58を参照すると、電源モジュール11200及び電源モジュール11300は各々、少なくとも1つのディスプレイユニットを含む。電源モジュール11200は、電源モジュールハウジング11210上に位置するディスプレイユニット11440を含む。電源モジュール11300は、ディスプレイユニット11440’を含む。ディスプレイユニット11440及び11440’は、例えば、電動外科用デバイスと共に使用するように構成された任意の好適なディスプレイスクリーンを含むことができる。様々な例において、ディスプレイユニット11440及び11440’は、エレクトロクロミックディスプレイを含む。エレクトロクロミックディスプレイは、金属酸化物半導体から形成された電極のアレイを含む。電極は、エレクトロクロミック分子の付着を含む可撓性フィルム上に装着される。電荷が半導体電極に印加されると、エレクトロクロミック分子は、電荷を受容するためにフィルムの表面に移動する。エレクトロクロミック分子が帯電すると、分子内で色の変化が生じる。このタイプのディスプレイスクリーンの好適なバージョンは、例えば、Ntera and Seikoから入手可能である。
特定の例では、ディスプレイユニット11440及び11440’は、電気泳動ディスプレイを含む。電気泳動ディスプレイは、例えば、炭化水素油中に分散された直径約1マイクロメートルの二酸化チタン粒子を含む。暗色の染料もまた、粒子を電荷を帯びさせる界面活性剤及び帯電剤と共に油に添加される。二酸化チタン粒子と炭化水素油との混合物は、例えば、10〜100マイクロメートルの間隙によって分離された2つの平行導電性プレートの間に配置される。平行導電板は、互いに反対の電荷を含む。2つのプレートにわたって電圧が印加されると、二酸化チタン粒子は、粒子の電荷から反対の電荷を有するプレートに電気泳動的に移動する。粒子がディスプレイの前方(視野)側に位置する場合、光は高屈折率の二酸化チタン粒子によって観察者に向けて散乱されるため、白色に見える。粒子がディスプレイの後側に位置する場合、入射光は着色染料によって吸収されるため、暗色に見える。後側電極を多数の小画像素子(画素)に分割した場合、ディスプレイの各領域に適切な電圧を印加して反射領域及び吸収領域のパターンを作成することによって、画像を形成することができる。
ディスプレイスクリーンの他の好適な変形例としては、液晶文字表示モジュール、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ、及び/又は任意の他の好適なディスプレイスクリーンを含む、様々なタイプの液晶ディスプレイが含まれる。液晶文字表示モジュールは、バックライト又は反射器を使用することによってカラー又はモノクロの画像を生成するために、液晶の光変調特性を使用するフラットパネルディスプレイである。薄膜トランジスタ液晶ディスプレイは、コントラストを含むが、これらに限定されない改善された画質を提供する薄膜トランジスタ技術を使用する。追加のタイプのディスプレイスクリーンは、例えば、非晶質シリコン半導体又はポリチオフェン半導体を含む、タッチスクリーン対応のスクリーン及び/又はアクティブマトリクスバックプレーンを含む。
主に図59を参照すると、電源モジュール11200は、第1の配向においてハンドルアセンブリ11000に取り付けられる。電源モジュール11200が第1の配向に位置付けられると、第1の最大電力レベルが外科用器具システムに供給される。図59に見られるように、外科用器具システムは、電源モジュール11200が外科用器具に取り付けられたときにピストルグリップを含む。更に図59を参照すると、電源モジュール11200は、少なくとも第1の電池11230及び第2の電池11260を含む。図60を参照すると、電源モジュール11300は、電源モジュール11300を第2の配向においてハンドルアセンブリ11000に取り付けるように構成されたハウジング11310を含む。電源モジュール11300の第2の配向は、外科用器具が鉛筆又は杖グリップ構成を含むときに、適切な量の電力を供給するように構成されている。電源モジュール11200は、電力11200が第1の配向にあるときに、外科用器具により多くの電力を供給するように構成されており、電源モジュール11300は、第2の配向において外科用器具により少ない電力を供給するように構成されている。様々な電源モジュールを使用することにより、外科用器具システムの動作に必要な電力量が提供されることを確実にする。図60〜図62に関連して、駆動モジュール11100は、図7〜図9に関連して上で詳細に考察される駆動モジュール1100と同じ及び/又は同様の構成要素を含む。すなわち、駆動モジュール11100は、駆動モジュール1100がシャフトアセンブリ2000、3000、4000及び5000と相互作用するのと同じ及び/又は同様の様式で、シャフトアセンブリ12000、13000、14000及び15000の各々と相互作用する。
図63〜図65は、シャフトアセンブリ14000のはさみグリップ構成と共に使用するために第1の配向に電源モジュール11300を含む、外科用器具システムを示している。図63〜図65に示される外科用器具システムは、いくつかの態様において、上記でより詳細に考察された図45〜図47に示される外科用器具システムと同様であり、また、ディスプレイユニット11440’を含む電源モジュール11300と共に使用するように構成されている。本明細書に記載される様々な外科用器具は、電源モジュール11200及び11300と互換性がある。
ここで図66を参照すると、外科用器具システムは、とりわけ、鉛筆グリップハンドル、はさみグリップハンドル、ピストルグリップハンドルなどの様々なハンドルアセンブリと、例えば、ハンドルアセンブリの各々と共に使用され得るシャフトアセンブリ20000などのシャフトアセンブリと、を含むことができる。外科用器具システムは、鉛筆グリップハンドルである第1のハンドルアセンブリ21000を含む。主に図66A及び図68Aを参照すると、第1のハンドルアセンブリ21000は、1つの電気駆動モータと、第1の駆動シャフト21100と、1つの電気駆動モータを制御する第1の組の制御部と、を含む。シャフトアセンブリ20000がハンドルアセンブリ21000に取り付けられたときに、1つの駆動モータの駆動シャフト21100は、シャフトアセンブリ20000の駆動システムと連結されるように構成されている。図66の外科用器具システムと関連して使用される駆動モータは、例えば、モータ1610など、上記で詳細に考察される他のモータと多くの点で類似している。第1のハンドルアセンブリ21000は、ハンドルアセンブリ21000を、その上に画定された電気接点20022を介してシャフトアセンブリ20000と電気的に連通して配置するための複数の電気接点21022を更に含む。図66及び図66Aを参照すると、第1のハンドルアセンブリ21000は、ハンドルアセンブリ21000の近位端部に挿入可能な電源モジュール21020を更に含む。
外科用器具システムは、はさみグリップハンドルである第2のハンドルアセンブリ22000を更に含む。主に図66Bを参照すると、第2のハンドルアセンブリ22000は、第1及び第2の電気駆動モータと、駆動シャフト22100と、第2の駆動シャフト22200と、第1の駆動モータを制御する第1の組の制御部と、第2の駆動モータを制御する第2の組の制御部と、を含む。第1及び第2の駆動モータの第1の駆動シャフト22100及び第2の駆動シャフト22200は、シャフトアセンブリ20000の2つの駆動システムと連結され得る。第1及び第2の駆動モータは、例えば、モータ1610など、上記で詳細に考察される他のモータと多くの点で類似している。第2のハンドルアセンブリ22000は、図66Dに見られるように、ハンドルアセンブリ22000を、その上に画定された電気接点20022を介してシャフトアセンブリ20000と電気的に連通して配置するための複数の電気接点22022を更に含む。主に図66及び図66Bを参照すると、第2のハンドルアセンブリ22000は、ハンドルアセンブリ22000の近位端部に挿入可能な電源モジュール22020を更に含む。
図66及び66Cを参照すると、外科用器具システムは、ピストルグリップハンドルである第3のハンドルアセンブリ23000を更に含む。第3のハンドルアセンブリ23000は、第1、第2、及び第3の電気駆動モータと、第1の駆動シャフト23100と、第2の駆動シャフト23200と、第3の駆動シャフト23300と、第1の駆動モータを制御する第1の組の制御部と、第2の駆動モータを制御する第2の組の制御部と、第3の駆動モータを制御する第3の組の制御部と、を含む。第3のハンドルアセンブリ23000は、第3の組の制御部を含む。第1の駆動シャフト23100、第2の駆動シャフト23200及び第3の駆動シャフト23300は、シャフトアセンブリ20000の3つの駆動システムと連結され得る。第3のハンドルアセンブリ23000は、図66C及び図66Gに見られるように、ハンドルアセンブリ23000を、その上に画定された電気接点20022を介してシャフトアセンブリ20000と電気的に連通して配置するための複数の電気接点23022を更に含む。第3のハンドルアセンブリ23000は、ハンドルアセンブリ23000の近位端部に挿入可能な電源モジュール23020を更に含む。
上記に加えて、シャフトアセンブリ20000は、ハンドルアセンブリの駆動モータによって駆動可能である3つの駆動システムを含んでおり、当然のことながら、シャフトアセンブリ20000が取り付けられているハンドルアセンブリが、シャフトアセンブリ20000の3つの駆動システム全てを駆動するのに十分な数の駆動モータを有すると仮定する。換言すれば、第1のハンドルアセンブリ21000は、シャフトアセンブリ20000の駆動システムのうちの1つを駆動するための1つの駆動モータのみを有し、同様に、第2のハンドルアセンブリ22000は、シャフトアセンブリ20000の駆動システムのうちの2つを駆動するための2つの駆動モータのみを有する。したがって、シャフトアセンブリ20000の2つの駆動システムは、第1のハンドルアセンブリ21000によって駆動することができず、シャフトアセンブリ20000の1つの駆動システムは、第2のハンドルアセンブリ22000によって駆動することができない。様々な例において、シャフトアセンブリ20000の駆動されていないシステム(複数可)は、シャフトアセンブリ20000の他の駆動システム(複数可)が使用されている間、不活性のままであり得る。少なくとも1つの実施形態において、ハンドルアセンブリ21000及び22000は、使用されていないシャフトアセンブリ20000の駆動システムをロックアウトするように構成され得る。少なくとも1つの例において、ハンドルアセンブリ21000は、シャフトアセンブリ20000がハンドルアセンブリ21000に組み付けられたときにシャフトアセンブリ20000の第2及び第3の駆動システムと係合する、そこから延在する2つの固定ポストを含む。固定ポストは、シャフトアセンブリ20000の第2及び第3の駆動システムが意図せず作動されることを防止する。同様に、ハンドルアセンブリ22000は、シャフトアセンブリ20000の第3の駆動システムと係合して、第3の駆動システムが意図せず作動されることを防止するための、ハンドルアセンブリ22000から延在する1つの固定ポストを含む。第3のハンドルアセンブリ23000は、シャフトアセンブリ20000の駆動システムをロックするための固定ポストを含まず、シャフトアセンブリ20000の3つの駆動システムの全てが、第3のハンドルアセンブリ23000内の駆動モータに連結されている。
上記に加えて、又は上記の代わりに、シャフトアセンブリ20000は、第2の駆動システムを定位置にロックするためにロック構成に付勢される第2のロックと、第3の駆動部を定位置にロックするためにロック構成に付勢される第3のロックと、を含むことができる。シャフトアセンブリ20000が第1のハンドルアセンブリ21000に取り付けられると、シャフトアセンブリ20000は、第1のハンドルアセンブリ21000から電力を受け取らず、第2のロック又は第3のロックをロック解除する。シャフトアセンブリ20000が第2のハンドルアセンブリ22000に取り付けられると、シャフトアセンブリ20000は、電気接点22022を介して第2のハンドルアセンブリ22000から電力を受け取り、第2のロックがロック解除されることにより、シャフトアセンブリ20000の第2の駆動システムを、第2のハンドルアセンブリ22000によって使用することができる。このことにより、第2のハンドルアセンブリ22000は、第2及び第3のロックが別個の異なる回路の部分であるため、第3のロックをロック解除するために、第2のハンドルアセンブリ22000から電力を受け取らない。シャフトアセンブリ20000が第3のハンドルアセンブリ23000に取り付けられると、シャフトアセンブリ20000は、電気接点23022を介して第3のハンドルアセンブリ23000から電力を受け取って、シャフトアセンブリ20000の第2及び第3の駆動システムが第3のハンドルアセンブリ23000によって使用され得るように、第2及び第3のロックをロック解除する。
上で考察されるように、かつ図66を参照すると、シャフトアセンブリ20000は、第1のハンドルアセンブリ21000、第2のハンドルアセンブリ22000、及び第3のハンドルアセンブリ23000に選択的に取り付け可能である。そうは言っても、ハンドルアセンブリ21000、22000及び23000は全て、臨床医によって別様に保持されるように構成されている。第1のハンドルアセンブリ21000のペン構成は、臨床医の親指と人差し指との間に片手で保持又は挟持されるように構成されている。第2のハンドルアセンブリ22000のはさみ構成は、臨床医の未伸張の手によって把持されるように構成されている。第3のハンドルアセンブリ23000のピストル構成は、臨床医の閉じた握り締められた手によって把持されるように構成されている。結果として、ハンドル構成21000、22000及び23000は、シャフトアセンブリ20000が、臨床医の手の把持配向と一致するように、異なる配向において取り付けられるように構成され得る。例えば、シャフトアセンブリ20000は、第1の配向においてハンドルアセンブリ21000に取り付けられ、かつ第1の配向から90度回転される第2の配向においてシャフトアセンブリ22000及び23000に取り付けられる。このような構成は、シャフトアセンブリ20000の彼らの手に対する配向に関する臨床医の典型的な期待と一致する。同様に、第1の駆動モータを制御するための第1のハンドルアセンブリ21000上の第1の組の制御部は、第2のハンドルアセンブリ22000及び第3のハンドルアセンブリ23000上の第1の組の制御部の配向に対して90度に配向され得る。更に、シャフトアセンブリ20000の特定の機能は、ハンドルアセンブリが取り付けられるハンドルアセンブリにかかわらず、常にモータ駆動の駆動システムに連結されることが望ましい場合がある。これを達成するために、様々な例において、シャフトアセンブリ20000は、例えば、モータ駆動の駆動システムに関節運動駆動システムを整列させるために、異なる配向においてハンドル21000、22000及び23000に取り付けられなければならない場合がある。
ハンドルアセンブリ21000、22000及び23000の異なる構成に関する更なる情報が、図69に提示されている。例えば、鉛筆ハンドルアセンブリ21000は、シャフト20400の右関節運動及び左関節運動を可能にするように構成されたモータ駆動出力部を含む。エンドエフェクタは、シャフト20400に対して手動で回転させることができる。鉛筆ハンドルアセンブリ21000は、エンドエフェクタの作動運動又はシャフト20400の回転のためのモータ駆動出力を含まないため、エンドエフェクタの任意の作動運動又はシャフト20400の回転を実行するように構成されていない。別の実施例として、はさみグリップハンドルアセンブリ22000は、シャフト20400の右関節運動及び左関節運動を可能にするように構成されたモータ駆動出力部を含む。はさみグリップハンドルアセンブリ22000は、エンドエフェクタの第1の作動運動を可能にするように構成された別のモータ駆動出力部を含む。はさみグリップハンドルアセンブリ22000は、エンドエフェクタの第2の作動運動又はシャフト20400の回転のためのモータ駆動出力を含まないため、エンドエフェクタの第2の作動運動又はシャフト20400の回転を実行するように構成されていない。別の実施例として、ピストルハンドルアセンブリ23000は、シャフト20400の右関節運動及び左関節運動を可能にするように構成されたモータ駆動出力部を含む。ピストルハンドルアセンブリはまた、エンドエフェクタの第1及び第2の作動運動、並びにモータ及びシフト可能なトランスミッションを介したシャフト20400の回転を可能にするように構成されたモータ駆動出力部を含む。
主に図66D及び図68Dを参照すると、ハンドルアセンブリ24000は、多くの点でハンドルアセンブリ22000と同様であり、シャフトアセンブリ20000がシャフトアセンブリ20000に解放可能に保持されることを可能にするように屈曲するように構成された少なくとも1つのばね仕掛けのピン24024を含む。このような構成は、シャフトアセンブリ20000を解放可能に保持するために、ハンドルアセンブリ21000、22000及び23000に適合され得る。ハンドルアセンブリ22000と同様に、ハンドルアセンブリ24000は、1組の電気接点24022、第1の駆動シャフト24100、及び第2の駆動シャフト24200を含む。
上で考察されるように、シャフトアセンブリ20000は、第1の駆動シャフト20100と、第2の駆動シャフト20200と、第3の駆動シャフト20300と、を含み、その各々は、ハンドルアセンブリが連結されるのに十分な数の駆動部を有する限り、ハンドルアセンブリ21000、22000及び23000のうちのいずれか1つの駆動シャフトとの機械的接続を確立することによって、外科用器具システムの特定の機能を可能にする。シャフトアセンブリ20000が第1のハンドルアセンブリ21000に取り付けられている間、外科用器具及び/又はエンドエフェクタの特定の機能が可能になり、図69に見られ、かつ上記でより詳細に説明したように、外科用器具及び/又はエンドエフェクタの特定の機能がロックアウトされる。例えば、第1のハンドルアセンブリ21000は、シャフト20400の関節運動システムをその1つの駆動モータと共に駆動することができる。シャフトアセンブリ20000の他の全ての機能は、第1のハンドルアセンブリ21000の手動操作によって実行される必要がある。主に図66を参照すると、ハンドルアセンブリ21000の鉛筆グリップ構成は、エンドエフェクタを作動させる及び/又はシャフト20400を回転させるためのモータ駆動出力を提供しない。
第2のハンドルアセンブリ22000は、シャフトアセンブリ20000の駆動部のうちの2つを駆動するように構成された2つのモータを含む。シャフトアセンブリ20000が第2のハンドルアセンブリ22000に取り付けられている間、外科用器具及び/又はエンドエフェクタの特定の機能が可能になり、図69の表Aに見られ、かつ上記でより詳細に説明したように、外科用器具及び/又はエンドエフェクタの特定の機能がロックアウトされる。第2のハンドルアセンブリ22000の第1のモータは、シャフトアセンブリ20000の関節運動駆動部を駆動し、第2のハンドルアセンブリ22000の第2のモータは、シャフトアセンブリ20000のジョーアセンブリを駆動して、ジョーアセンブリを開放構成と閉鎖構成との間で動かす。シャフトアセンブリ20000の第3の機能、すなわち、長手方向軸を中心としたジョーアセンブリの回転は、長手方向軸を中心に第2のハンドルアセンブリ22000を回転させることによって手動で実行されなければならない。第3のハンドルアセンブリ23000は、シャフトアセンブリ20000の駆動部の3つ全てを駆動するように構成された3つのモータを含む。シャフトアセンブリ20000が第3の配向において第3のハンドルアセンブリ23000に取り付けられている間、外科用器具及び/又はエンドエフェクタの機能のいずれも、図69の表Aに見られ、かつ上記でより詳細に説明したように、ロックアウトされない。
図70を参照すると、第3のハンドルアセンブリ23000は、煙排出管23400と共に使用するように構成されたピストルグリップを含む。煙排出管23400は、ハンドルアセンブリ23000内の溝23420内に嵌合するように構成されている。シャフトアセンブリ20000は、シャフト20400の上に嵌合する煙排出管20410を更に含む。図71を参照すると、第3のハンドルアセンブリ23000は、エンドエフェクタの右関節運動及び左関節運動に電力を供給するように構成された第1のモータ23062を含む。第3のハンドルアセンブリは、シャフトアセンブリ20000のジョー駆動部に電力を供給するように構成された第2のモータを含む。第3のハンドルアセンブリ23000は、長手方向軸を中心としたエンドエフェクタの回転を電力供給するように構成された第3のモータを含む。ハンドルアセンブリ23000は、第1のモータ及び第2のギヤボックス23068の速度を低下させて、第2のモータの速度を低下させるための第1のギヤボックス23064を更に含む。更に図71を参照すると、挿入可能な電源モジュール23020は、少なくとも2つの電池セル23040及び23050を含む。
図72を参照すると、第2のハンドルアセンブリ22000は、煙排出管22400と共に使用するためのはさみグリップ構成を含む。煙排出管22400は、ハンドルアセンブリ22000内の溝22420内に嵌合するように構成されている。図73を参照すると、ハンドルアセンブリ22000は、第1のモータ22062及び第2のモータ22066を含み、それらは、上で考察されるように外科用器具システムの特定の機能に電力を供給するように構成されている。例えば、図73Bを参照すると、第1のモータ22062は、例えば、エンドエフェクタの右関節運動及び左関節運動に電力を供給するように構成されている。第2のモータ22066は、シャフトアセンブリ20000のジョー駆動部に電力を供給するように構成されている。ハンドルアセンブリ22000が使用されているとき、エンドエフェクタの回転は、臨床医によって手動で行われる。ハンドルアセンブリ22000は、ハンドルアセンブリ22000内に配設された第1の減速ギヤボックス22064及び第2の減速ギヤボックス22068を更に含む。更に図73を参照すると、挿入可能電源モジュール22020は、少なくとも2つの電池セル22040及び22050を含む。
図74を参照すると、第1のハンドルアセンブリ21000は、煙排出管21400と共に使用するように構成された鉛筆グリップを含む。煙排出管21400は、ハンドルアセンブリ21000内の溝21420内に嵌合するように構成されている。シャフトアセンブリ20000は、シャフト20400の上に嵌合する煙排出管20410を更に含む。図75を参照すると、ハンドルアセンブリ21000は、エンドエフェクタの右関節運動及び左関節運動に電力を供給するように構成されたモータ21062を含む。ハンドルアセンブリ21000が使用されているとき、エンドエフェクタの回転は臨床医によって手動で実行され、エンドエフェクタの第1の作動運動及び第2の作動運動などの特定の機能が、図75Bに見られるようにロックアウトされる。ハンドルアセンブリ21000は、ハンドルアセンブリ21000内に配置された減速ギヤボックス21064を更に含む。更に図75を参照すると、挿入可能電源モジュール21020は、少なくとも2つの電池セル21040及び21050を含む。
図77を参照すると、本明細書に記載される様々な外科用器具システムは、臨床医に外科用器具システムの状態を警告するように構成された1つ又は2つ以上のフィードバックシステムを含む。外科用器具システムは、ハンドルアセンブリ26000を含み、ハンドルアセンブリ26000は、第1の駆動部26100と、第2の駆動部26200と、第3の駆動部26300と、を含み、それらは、ハンドルアセンブリ26000内の駆動システムがシャフトアセンブリ27000の駆動システムに動作可能に連結されることを可能にするように構成されている。シャフトアセンブリ27000は、多くの点でシャフトアセンブリ20000に類似している。ハンドルアセンブリ26000は、ハンドルアセンブリ26000をシャフトアセンブリ27000と電気的に連通するように配置するように構成された複数の電気接点26022を更に含む。シャフトアセンブリ27000は、シャフト27770内に延在する作動ロッド27700を含み、ここにおいて、作動ロッド27700は、ハンドルアセンブリ26000の駆動システムによって駆動可能である。シャフトアセンブリ27000は、関節運動継手27300を中心にシャフト27770対して回転可能に取り付けられたエンドエフェクタ27200を更に含む。エンドエフェクタ27200は、作動ロッド27700の運動に応じて開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である第1のジョー27220及び第2のジョー27222を含む。ハンドルアセンブリ26000は、ハンドルアセンブリ26000に回転可能に接続された湾曲したトリガ26400を更に含み、これは、以下により詳細に記載されるように、駆動システムを制御するために使用される。湾曲したトリガ26400は、以下でも更により詳細に考察するように、それから延在する湾曲したトリガロッド26500を含む。
上記に加えて図79を参照すると、ハンドルアセンブリ26000は、上で言及されるようにシャフトアセンブリ27000の駆動システムを駆動するように構成されたモータ26030を動作させるように構成されたモータ制御システム26010を含む。ハンドルアセンブリ26000は、モータ制御システム26010の方向でモータ26030に電力を供給するように構成された電源モジュール26028を更に含む。ハンドルアセンブリ26000は、モータ制御システム26010と通信し、トリガ26400の動きを監視するように構成されたトリガセンサ26800を含む。トリガセンサ26800は、モータ制御システム26010によって検出可能である電圧電位を発生させるように構成されており、その大きさは、トリガ26400の作動及び/又は位置を確認するために使用され得る。トリガセンサ26800からの信号に応答して、モータ制御システム26010は、モータ26030を走行して、駆動ロッド26050を駆動するように構成されている。様々な例において、トリガセンサ26800は、例えば、可変抵抗センサを含み、モータ26030の速度は、トリガセンサ26800によって提供される信号に応答する。
駆動ロッド26050がモータ26030によって遠位に駆動されると、駆動ロッド26050は、力負荷を受ける。駆動ロッド26050が使用中に経験し得る広範囲の許容可能な力負荷が存在する。そのため、そのような力負荷は、外科用システムの性能に関する特定の情報を示唆することができる。例えば、許容範囲の頂部に向かう力負荷は、厚い及び/又は高密度の組織がエンドエフェクタ27200内に捕捉されていることを示すことができ、その一方で、許容可能な範囲の底部に向かう力負荷は、例えば、薄い及び/又は低密度の組織がエンドエフェクタ27200内に捕捉されていることを示すことができる。これ以上はなく、トリガ26400が駆動ロッド26050に機械的に連結されていないため、この情報は臨床医に伝達されない。むしろ、トリガ26400は、モータ制御システム26010を介してモータ26030に電気的に連結されている。この情報を伴わずに、臨床医は、外科用システム内で生じるものを完全に認識しない場合がある。この目的のために、外科用器具システムは、駆動ロッド26050が経験する力負荷を検出し、この情報を臨床医に伝達するための手段を含む。少なくとも1つの例において、外科用器具システムは、駆動ロッド26050内の力負荷を検出するように構成された1つ又は2つ以上のロードセル及び/又はひずみゲージを含む。これらの機械的検出システムに加えて、又はその代わりに、モータ制御システム26010は、使用中に電気モータ26030によって引き込まれた電流を監視するように構成され、この情報は、駆動ロッド26050によって経験される力負荷のプロキシとして使用される。図79を参照すると、ハンドルアセンブリは、電力制御システム26020及び/又はモータ制御システム26010と通信する電流センサ26012を含み、モータ制御システム26010は、モータ26030によって引き込まれる電流の量を監視するように構成されている。以下で考察されるのは、電力制御システム26020に供給された負荷データに基づいて、駆動システム内で経験されている負荷の臨床医の感知を復帰することができるシステムである。
図77A及び図77Bを参照すると、ハンドルアセンブリ26000は、その中に画定された開口内に位置付けられた電気活性ポリマー(以下、「EAP」)26600を更に含む。EAP26600は、電力制御システム26020と信号通信し、かつ電力制御システム26020によって提供される電圧出力に応答する。主に図77Bを参照すると、ハンドルアセンブリ26000は、トリガ26400の湾曲したトリガロッド26500の一部分を取り囲む湾曲した円筒26900を含む。より具体的には、湾曲したトリガロッド26500は、ハンドルアセンブリ26000内に位置付けられた湾曲した円筒26900を通って延在するトリガバー26550を含む。EAP26600は、ハンドル26000内に画定された湾曲したアパーチャの側壁によって半径方向に拘束される。EAP26600は、電力制御システム26020によって印加された電圧電位に反応し、駆動ロッド26050に印加される力の大きさに比例して寸法が拡張及び収縮する。EAP26600に印加される電圧が増加すると、ハンドルアセンブリ26000の壁は、EAP26600が拡張することを防止する。結果として、EAP26600は、湾曲したトリガ26500から延在するトリガバー26550に向かって拡張し、したがって、トリガバー26550に圧縮力を加える。トリガバー26550上のEAP26600によって印加される圧縮力は、トリガバー26550を圧縮し、その結果、そのことは、トリガバー26550がトリガ26400によって動かされるときに、EAP26600とトリガバー26550との間に抗力を生じさせる。この抵抗力は、臨床医がトリガ26400を引くことによって感じられ、エンドエフェクタ27200の力を臨床医に直接的に伝達する。駆動ロッド26050が受ける負荷力の大きさが増加するにつれて、電力制御システム26020によってEAP26600に印加される電圧が増加し、トリガ26400が経験する抗力がまた増加する。駆動ロッド26050が経験する負荷力の大きさが減少するにつれて、電力制御システム26020によってEAP26600に印加される電圧が低下し、トリガ26400が経験する抗力がまた減少する。これらの関係は、線形比例であり、しかしながら、任意の比例関係が用いられてもよい。更に、上記に加えて、電力制御システム26020によってEAP26600に印加される電圧電位の大きさは、例えば、モータ26030によって引き出されるモータ電流、ロードセル回路によって供給される電圧、及び/又はひずみゲージ回路によって供給される電圧に比例的に結合される。
図78Aを参照すると、EAP26600は、電圧電位がEAP26600に印加される前に、非通電状態で示されている。図78Aに見られるように、湾曲した円筒26900内のEAP26600と湾曲したトリガ26500との間に空間が画定されている。図78Bを参照すると、電圧電位がEAP26600に印加されると、EAP26600は、湾曲したトリガ26500のトリガバー26550を収縮させ、それにより、上で考察される抵抗力が生み出される。エンドエフェクタ27200及び/又はシャフト27770に対する力と、湾曲したトリガ26500上の圧縮力との間の関係が、図80及び図81に更に示されている。
図80を参照すると、L1は、モータ駆動シャフトが経験するトルクを示している。L2は、駆動ロッド26050が経験する負荷力を示している。L3は、EAP26600に印加される電圧を示している。駆動ロッド26050上の負荷力及びモータ駆動シャフト上のトルクは、EAP26600に印加される電圧の量に比例する。すなわち、図80のL1及びL2によって示されるように、負荷力及びトルクが増加するにつれて、EAP26600に印加される電圧がまた増加する。上記に加えて、トリガ26500に印加される圧縮力とEAP26600に印加される電圧との間に比例関係が存在する。EAP26600に印加される電圧が増加するにつれて、トリガ26500上の抵抗力は、上記でより詳細に考察されたように増加する。EAP26600に印加される電圧は、駆動ロッド26050上の力及びモータ駆動シャフト上のトルクの指標であるモータ26030を通って流れる電流の量との反応として増加する。図81を参照すると、L4は、経時的にEAP26600に印加される電圧電位の変化を示している。
図86を参照すると、縫合デバイスと共に使用するように構成されたものと同様の追加のフィードバックシステムが示されている。具体的には、様々な外科用器具システムは、図86に示される縫合デバイス28000のシャフト28100などの縫合デバイスシャフトに適用される曲げ荷重及び軸方向負荷を測定することが可能なプログラムを備えている。縫合デバイス28000は、外科手術中に縫合デバイスに電力を供給するように構成された少なくとも1つのモータを含む。縫合デバイス28000は、関節運動継手28200によってシャフト28100に回転可能に接続された遠位ヘッド28300を更に含む。縫合デバイス28000のハンドルは、ユーザに対する負荷の所定の割合を示すように構成されたディスプレイを含む。本明細書に記載される外科用器具システムはまた、ロボット外科用システム及びクラウドベースの技術と共に使用するように構成されている。参照により組み込まれて開示される様々な用途は、様々な外科的工程を画定するように構成された相互作用的なハブシステムの状況認識を開示する。主題の出願に開示されているデバイス、システム、及び方法はまた、その全内容が本明細書に参照によって組み込まれる、2018年4月19日出願の米国仮特許出願第62/659,900号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION」、2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,340号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」、及び2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,339号、発明の名称「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」に開示されているデバイス、システム、及び方法と共に使用することができる。そのような外科的工程は、縫合デバイス28000のハンドルを提供することと、縫合糸ステッチ又は結び目張力の一部分として及ぼされる負荷の量の割当量を更新することと、を含む。張力は、ステッチの気密性に対するステッチのより多くの標準化を作り出すために、ユーザによって使用される。本明細書に記載される外科用器具システムの新しいユーザの指示用途を含む更なる使用が想到される。図87は、異なるモータ(例えば、エンドエフェクタの作動運動を実行するために電力を供給するモータ、及び遠位ヘッドの回転運動を実行するために電力を供給するモータ)に基づいて、シャフト28100及び遠位ヘッド28300に加えられる力間の関係を更に示している。
上記でより詳細に考察される外科用器具システムは、ロック及び安全機構と共に使用するように構成されている。ロック機構は、モジュール式アタッチメントが使用可能又は使用不可能な状態にあるかどうかを検出するように構成された電気的感知手段を含む。ロック機構は、ロード可能な機構が使用可能又は使用不可能な状態にあるかどうかを検出するように構成された電気的感知手段を更に含む。図82は、シャフトアセンブリ20000と類似した例示的なシャフトアセンブリ30000を示している。以下でより詳細に考察されるロック機構は、本明細書に記載される外科用器具システムのいずれかと共に使用するように構成される。シャフトアセンブリ30000は、駆動部30100、第2の駆動部30200、及び第3の駆動部30300を含む。シャフトアセンブリ30000は、シャフトアセンブリ30000が取り付けられた際に本明細書に記載されるハンドルアセンブリのいずれかと電気的に連通するように構成された複数の電気接点30022を含む。シャフトアセンブリ30000は、内蔵の制御回路30500を更に含む。単一使用ロックアウト30400の一実施例を図83に示す。単一使用ロックアウトは、図84及び図85に見られるように、ロックソレノイド30410、ロックばね30420、及びロックピン30430を含む。ロックソレノイド30410は、シャフトアセンブリ30000に供給される電力に通電される。
そのような例では、ロックソレノイド30410は、ロックピン30430をロック位置へと外側に押すように構成され、しかしながら、ロックピン30430は、シャフトアセンブリ30000がハンドルから取り外されるまで、段階的な位置に保持される。そのような時点で、ロックばね30420は、ロックピン30430をその段階的位置からそのロック位置へと押すことができる。様々な例において、シャフトアセンブリ30000は、ロックピン30430をそのロック位置に保持し、かつロックピン30430がリセットされることを防止するように構成されたロック肩部30440を含む。そのような例では、ロックピン30430は、シャフトアセンブリ30000のハウジングから近位方向に突出し、それにより、シャフトアセンブリ30000がハンドルに再取り付けされることを防止する。ソレノイド30410は、特定の例においてロックピン30430をそのロック位置に駆動することができるが、他の例では、ソレノイド30410は、シャフトアセンブリ30000のハンドルへの取り付けによって通電されるまで、ロックピン30430をそのロック解除位置に保持し、ここにおいて、その時点で、ソレノイド30410は、ロックピン30430を解放することができ、これにより、ロックばね30420は、ロックピン30430を、シャフトアセンブリ30000がハンドルに取り付けられるその段階的位置に、及びシャフトアセンブリ30000がハンドルから取り外されるとそのロック位置に移動させることができる。
他のロックアウト機構は、使用され得るモジュール式シャフトが不適合なハンドルに取り付けられている場合に、外科用器具の駆動シャフトを固定するロック部材を含む。例えば、はさみグリップハンドルが遠位ヘッド回転を有する関節運動クリップアプライヤシャフトに取り付けられるとき、ロックアウトは、はさみグリップハンドルが、しばしばクリップ駆動部である1つの駆動システムのみに使用されるため、遠位ヘッド回転駆動を防止する。様々な例において、ロックアウトは、ロックアウト部材をシャフトの近位端部で駆動シャフトに係合させることによって、遠位ヘッドの回転を固定する。
本明細書に記載される外科用器具システムと共に使用するための追加のロック機構は、ロードされたカートリッジがジョー内にない場合、クリップアプライヤ又は縫合デバイスの作動運動を防止する遠位ロック機構を含む。同様のロックアウト機構は、使用済みカートリッジがジョー内に位置付けられている場合に、クリップアプライヤ又は縫合デバイスの作動運動を防止する遠位ロック機構を含む。遠位ロック機構は、モータの起動を防止するために、又はハンドルアセンブリがアタッチメント部分と不適合であるという触覚振動フィードバックを提供するようにモータに指示するために、遠位ロックアウトの係合状態を外科用器具のパワーシステムを通して感知するための手段を更に含む。追加のロックアウトアセンブリは、シャフトが使用不可能状態にあることが検出された場合にモータの動作を妨げる又は変更するモジュール式ロックアウトを含む。
ここで図88を参照すると、外科用器具システムの構成要素を識別するための例示的なシステムが開示されている。工程32100は、シャフトモジュールをハンドルアセンブリに取り付けることを含む。工程32200は、電池をハンドルアセンブリに取り付けることを含む。工程32300は、安全回路又はウォッチドッグプロセッサに通電することを含み、ここにおいて、そのいずれかは上記でより詳細に考察された外科用器具システムと適合性がある。決定32400は、外科用器具システム内の電気回路の完全性の確認を含む。回路の完全性が不良である場合、次いで、システムは、工程32410で、エラー信号を表示し、停止するように構成されている。回路の完全性が良好である場合、システムは、工程32420に示されるように、ハンドルアセンブリ、電池、及び/又はシャフトアセンブリと関連付けられたシリアル番号を識別及びログに記録するように構成される。決定32500は、ハンドルアセンブリのタイプを識別するように構成されている。例えば、ハンドルアセンブリが単純なはさみハンドルである場合、システムは、工程32500に示されるように、シャフト回転ロックアウトを含む単純な機構構成のためのプログラムを制御するように構成されている。ハンドルアセンブリが単純なはさみハンドルではないとシステムが判定した場合、次いで、システムは、工程32510に示されるように全ての器具機構の機能性を確認するように構成されている。
図88を更に参照すると、システムがハンドルアセンブリのタイプを識別すると、システムは、シャフトアセンブリが決定32600のロード可能部分を含むかどうかを判定するように構成されており、ロード可能部分の状態を判定するように更に構成されている。ロード可能部分がロードされていない場合、システムは、工程32610においてエラーメッセージを生成するように構成されており、これは、システムが、外科手技が継続し得る前に再ロードされるべきロード可能部分を待機することを示す。ロード可能部分がロードされている場合、システムは、判定32700中にディスプレイユニットが存在するかどうかを検出するように構成されている。外科用器具がディスプレイユニットを含まない場合、例えば、システムは、外科用器具が使用準備が整っていることを示すために単純な緑色光を使用するように構成されている。外科用器具がディスプレイユニットを含む場合、例えば、システムは、ステップ32720で、いずれかのシャフトアセンブリが外科用器具に取り付けられた状態で使用するように、ディスプレイユニットを構成する。追加のシステムは、様々な適合性があるシャフトアセンブリ及びハンドルアセンブリの識別を含む。他のシステムは、電源モジュールの状態の識別及び電源モジュールの状態を含む。上述の確認プロセスは、本明細書に記載される外科用器具システムのいずれかと共に使用するように構成されている。本明細書に開示される外科用器具、モジュール、システム、及び方法は、参照により組み込まれる様々な開示と共に使用され得る。主題の出願に開示されているデバイス、システム、及び方法はまた、その全内容が本明細書に参照によって組み込まれる、2018年4月19日出願の米国仮特許出願第62/659,900号、発明の名称「METHOD OF HUB COMMUNICATION」、2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,341号、発明の名称「INTERACTIVE SURGICAL PLATFORM」、2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,340号、発明の名称「CLOUD−BASED MEDICAL ANALYTICS」、及び2017年12月28日出願の米国仮特許出願第62/611,339号、発明の名称「ROBOT ASSISTED SURGICAL PLATFORM」に開示されているデバイス、システム、及び方法と共に使用することができる。
本明細書で説明した外科用器具システムは、電気モータにより動作するが、本明細書に記載された外科用器具システムは、任意の好適な方式で動作することができる。ある特定の例において、本明細書に開示されるモータは、ロボット制御システムの部分を備えてもよい。例えば、米国特許出願第13/118,241号、発明の名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」、現在は米国特許第9,072,535号は、ロボット外科用器具システムのいくつかの例をより詳細に開示しており、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載される外科用器具システムは、ステープルの展開及び変形に接続して使用することができる。例えば、クランプ又はタックなど、ステープル以外の締結要素を展開する様々な実施形態が想定される。更に、組織を封止するための任意の好適な手段を利用する、様々な実施形態も想到される。例えば、様々な実施形態によるエンドエフェクタは、組織を加熱して封止するように構成された電極を備え得る。また例えば、特定の実施形態によるエンドエフェクタは、組織を封止するために振動エネルギーを加えることができる。加えて、組織を切断するために好適な切断手段を利用する様々な実施形態が想定される。
以下の開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
−米国特許出願第11/013,924号、発明の名称「TROCAR SEAL ASSEMBLY」、現在は米国特許第7371227号、
−米国特許出願第11/162,991号、発明の名称「ELECTROACTIVE POLYMER−BASED ARTICULATION MECHANISM FOR GRASPER」、現在は米国特許第7862579号、
−米国特許出願第12/364,256号、発明の名称「SURGICAL DISSECTOR」、現在は米国特許出願公開第2010/0198248号、
−米国特許出願第13/536,386号、発明の名称「EMPTY CLIP CARTRIDGE LOCKOUT」、現在は米国特許第9282974号、
−米国特許出願第13/832,786号、発明の名称「CIRCULAR NEEDLE APPLIER WITH OFFSET NEEDLE AND CARRIER TRACKS」、現在は米国特許第9398905号、
−米国特許出願第12/592,174号、発明の名称「APPARATUS AND METHOD FOR MINIMALLY INVASIVE SUTURING」、現在は米国特許第8123764号、
−米国特許出願第12/482,049号、発明の名称「ENDOSCOPIC STITCHING DEVICES」、現在は米国特許第8628545号、
−米国特許出願第13/118,241号、発明の名称「SURGICAL STAPLING INSTRUMENTS WITH ROTATABLE STAPLE DEPLOYMENT ARRANGEMENTS」、現在は米国特許第9,072,535号、
−米国特許出願第11/343,803号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT HAVING RECORDING CAPABILITIES」、現在は米国特許第7845537号、
−米国特許出願第14/200,111号、発明の名称「CONTROL SYSTEMS FOR SURGICAL INSTRUMENTS」、現在は米国特許第9629629号、
−米国特許出願第14/248,590号、発明の名称「MOTOR DRIVEN SURGICAL INSTRUMENTS WITH LOCKABLE DUAL DRIVE SHAFTS」、現在は米国特許第9826976号、
−米国特許出願第14/813,242号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT COMPRISING SYSTEMS FOR ASSURING THE PROPER SEQUENTIAL OPERATION OF THE SURGICAL INSTRUMENT」、現在は米国特許出願公開第2017/0027571号、
−米国特許出願第14/248,587号、発明の名称「POWERED SURGICAL STAPLER」、現在は米国特許第9867612号、
−米国特許出願第12/945,748号、発明の名称「SURGICAL TOOL WITH A TWO DEGREE OF FREEDOM WRIST」、現在は米国特許第8852174号、
−米国特許出願第13/297,158号、発明の名称「METHOD FOR PASSIVELY DECOUPLING TORQUE APPLIED BY A REMOTE ACTUATOR INTO AN INDEPENDENTLY ROTATING MEMBER」、現在は米国特許第9095362号、
−国際出願PCT/US2015/023636号、発明の名称「SURGICAL INSTRUMENT WITH SHIFTABLE TRANSMISSION」、現在は国際公開第2015/153642(A1)号、
−国際出願PCT/US2015/051837号、発明の名称「HANDHELD ELECTROMECHANICAL SURGICAL SYSTEM」、現在は国際公開第2016/057225 (A1)号、
−米国特許出願第14/657,876号、発明の名称「SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES」、現在は米国特許出願公開第2015/0182277号、
−米国特許出願第15/382,515号、発明の名称「MODULAR BATTERY POWERED HANDHELD SURGICAL INSTRUMENT AND METHODS THEREFOR」、現在は米国特許出願公開第2017/0202605号、
−米国特許出願第14/683,358号、発明の名称「SURGICAL GENERATOR SYSTEMS AND RELATED METHODS」、現在は米国特許出願公開第2016/0296271号、
−米国特許出願第14/149,294号、発明の名称「HARVESTING ENERGY FROM A SURGICAL GENERATOR」、現在は米国特許第9795436号、
−米国特許出願第15/265,293号、発明の名称「TECHNIQUES FOR CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR」、現在は米国特許出願公開第2017/0086910号、及び
−米国特許出願第15/265,279号、発明の名称「TECHNIQUES FOR OPERATING GENERATOR FOR DIGITALLY GENERATING ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS AND SURGICAL INSTRUMENTS」、現在は米国特許出願公開第2017/0086914号は、参照により本明細書に組み込まれる。
実施例1−ハンドル及びシャフトを含む外科用器具システム。ハンドルは、ハウジングと、ハンドル内に配設されたモータと、少なくとも1つの制御スイッチと、モータを制御するために、少なくとも1つの制御スイッチと通信するモータ制御プロセッサであって、プロセッサが、ハンドル内に位置付けられていない、モータ制御プロセッサと、を含む。外科用器具システムはまた、ハウジングに取り付けられるように構成された使い捨て電池ハウジングを含む。使い捨て電池ハウジングは、使い捨て電池及びディスプレイユニットを含む。
実施例2−コントローラを更に含む、実施例1に記載の外科用器具システム。
実施例3−コントローラが、シャフト内に位置する、実施例2に記載の外科用器具システム。
実施例4−コントローラが、使い捨て電池ハウジング上のディスプレイユニットを制御するように構成された制御回路を含む、実施例2又は3に記載の外科用器具システム。
実施例5−使い捨て電池ハウジング上のディスプレイユニットが、タッチスクリーン対応である、実施例1、2、3、又は4に記載の外科用器具システム。
実施例6−ディスプレイユニットが、外科用器具システムの少なくとも1つの機能をユーザに示すように構成されたマルチカラーディスプレイを含む、実施例1、2、3、4又は5に記載の外科用器具システム。
実施例7−ハンドルと、シャフトと、使い捨て電源モジュールと、を含む、外科用器具。ハンドルは、ハウジングと、ハンドル内に位置するモータと、少なくとも1つの制御スイッチと、を含む。使い捨て電源モジュールは、使い捨て電池と、ディスプレイユニットと、を含む。外科用器具はまた、モータを制御するために、少なくとも1つの制御スイッチと通信するモータ制御プロセッサを含み、プロセッサは、シャフト及び使い捨て電源モジュールのうちの少なくとも1つ内に位置付けられている。
実施例8−コントローラを更に含む、実施例7に記載の外科用器具。
実施例9−コントローラが、シャフト内に位置する、実施例8に記載の外科用器具。
実施例10−コントローラが、使い捨て電源モジュール上のディスプレイユニットを制御するように構成された制御回路を含む、実施例8又は9に記載の外科用器具。
実施例11−使い捨て電源モジュール上のディスプレイユニットが、タッチスクリーン対応である、実施例7、8、9、又は10に記載の外科用器具。
実施例12−ディスプレイユニットが、外科用器具の少なくとも1つの機能を示すように構成されたマルチカラーディスプレイを含む、実施例7、8、9、10、又は11に記載の外科用器具。
実施例13−ハウジングと、ハウジングに取り付けられたハンドルと、エンドエフェクタと、シャフトと、マルチカラーディスプレイユニットを含む使い捨て電池と、を含む、外科用器具。ハンドルは、モータと、少なくとも1つの制御スイッチと、を含む。シャフトは、シャフト内に位置するコントローラを含み、コントローラは、エンドエフェクタの少なくとも1つの機能を制御するように構成されている。
実施例14−コントローラが、使い捨て電池上のディスプレイユニットを制御するように構成された制御回路を含む、実施例13に記載の外科用器具。
実施例15−エンドエフェクタは、少なくとも1つのセンサを更に含む、実施例13又は14に記載の外科用器具。
実施例16−使い捨て電池上のディスプレイユニットが、タッチスクリーン対応である、実施例13、14、又は15に記載の外科用器具。
実施例17−ハンドルアセンブリと、ハンドルアセンブリの遠位端部に取り付けられたシャフトと、使い捨て電池アセンブリと、シャフトの遠位端部に取り付けられたエンドエフェクタと、を含む、滅菌可能な外科用器具システム。ハンドルアセンブリは、モータと、少なくとも1つの制御スイッチと、を含む。シャフトは、シャフト内に位置するコントローラを含む。使い捨て電池アセンブリは、使い捨て電池及びディスプレイユニットを含む。
実施例18−コントローラが、使い捨て電池上のディスプレイユニットを制御するように構成された制御回路を含む、実施例17に記載の外科用器具システム。
実施例19−エンドエフェクタが、少なくとも1つのセンサを更に含む、実施例17又は18に記載の外科用器具システム。
実施例20−使い捨て電池ハウジング上のディスプレイユニットが、タッチスクリーン対応である、実施例17、18、又は19に記載の外科用器具システム。
実施例21−ディスプレイユニットが、外科用器具システムの少なくとも1つの機能を示すように構成されたマルチカラーディスプレイを含む、実施例17、18、19、又は20に記載の外科用器具システム。
実施例22−電気モータを含む駆動システムを含むハンドルアセンブリと、第1の電池セル及び第2の電池セルを含む電池と、ハンドルアセンブリに取り付け可能な第1のシャフトアセンブリと、ハンドルアセンブリに取り付け可能な第2のシャフトアセンブリと、を含む、外科用器具システム。駆動システムは、電池からの第1の電力負荷を利用して、第1のシャフトアセンブリを動作させ、第1の電力負荷は、第1の電池セルによって供給されており、かつ第2の電池セルによって供給されていない。駆動システムは、第2の電力負荷とは異なる第2のシャフトアセンブリを動作させるための第2の電力負荷を含み、第2の電力負荷は、第1の電池セル及び第2の電池セルによって供給されている。
実施例23−ハンドルアセンブリ及び電池を含む、外科用器具システム。ハンドルアセンブリは、ハウジングと、電気モータを含む駆動システムと、を含む。電池は、第1の配向及び第2の配向においてハウジング内に挿入可能である。電池は、電池が第1の配向にあるときに、駆動システムに第1の最大電力を供給するように構成されており、電池は、電池が第2の配向にあるときに、第2の最大電力を供給するように構成されており、第1の配向は、第2の配向とは異なる。
実施例24−電池は、第1のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第1の配向においてハンドル内に挿入されており、電池は、第2のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第2の配向に挿入されている、実施例23に記載の外科用器具システム。
実施例25−駆動モジュールハウジングを含む駆動モジュールと、駆動モジュールハウジングに取り付け可能なシャフトアセンブリと、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、駆動システムと、駆動モジュールハウジングに取り付け可能な電池と、を含む。駆動システムは、駆動モジュールハウジング内に位置付けられた電気モータと、シャフトアセンブリが駆動モジュールに取り付けられているときに、電気モータと動作可能に連結可能なシャフトアセンブリ内の駆動シャフトと、マイクロプロセッサを含む制御回路と、を含み、マイクロプロセッサは、シャフトアセンブリ内に位置付けられている。電池は、電池ハウジングと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、駆動システムに電力を供給するように構成されている、電池ハウジング内の少なくとも1つの電池セルと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、制御回路と通信するディスプレイと、を含む。
実施例26−ディスプレイが、電気泳動媒体を含む、実施例25に記載の外科用器具システム。
実施例27−ディスプレイが、アクティブマトリクスバックプレーンを含む、実施例25に記載の外科用器具システム。
実施例28−アクティブマトリクスバックプレーンが、非晶質シリコン半導体を含む、実施例27に記載の外科用器具システム。
実施例29−アクティブマトリクスバックプレーンが、ポリチオフェン半導体を含む、実施例27に記載の外科用器具システム。
実施例30−ディスプレイが、エレクトロクロミックディスプレイを含む、実施例27に記載の外科用器具システム。
実施例31−ディスプレイが、液晶ディスプレイを含む、実施例27に記載の外科用器具システム。
実施例32−ディスプレイが、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む、実施例27に記載の外科用器具システム。
実施例33−駆動モジュールハウジングを含む駆動モジュールと、駆動モジュールハウジングに取り付け可能な電池と、を含む、外科用器具システム。電池は、電池ハウジングと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、駆動システムに電力を供給するように構成されている、電池ハウジング内の少なくとも1つの電池セルと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、制御回路と通信するディスプレイと、を含む。外科用器具システムはまた、駆動システムと、駆動モジュールハウジング内に位置付けられた電気モータと、マイクロプロセッサを含む制御回路と、を含み、マイクロプロセッサは、電池ハウジング内に位置付けられている。
実施例34−ディスプレイが、電気泳動媒体を含む、実施例33に記載の外科用器具システム。
実施例35−ディスプレイが、アクティブマトリクスバックプレーンを含む、実施例33に記載の外科用器具システム。
実施例36−アクティブマトリクスバックプレーンが、非晶質シリコン半導体を含む、実施例35に記載の外科用器具システム。
実施例37−アクティブマトリクスバックプレーンが、ポリチオフェン半導体を含む、実施例35に記載の外科用器具システム。
実施例38−ディスプレイが、エレクトロクロミックディスプレイを含む、実施例33に記載の外科用器具システム。
実施例39−ディスプレイが、液晶ディスプレイを含む、実施例33に記載の外科用器具システム。
実施例40−ディスプレイが、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む、実施例33に記載の外科用器具システム。
実施例41−駆動モジュールハウジングを含む駆動モジュールと、駆動モジュールハウジングに取り付け可能な電池と、を含む、外科用器具システム。電池は、電池ハウジングと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、駆動システムに電力を供給するように構成されている、電池ハウジング内の少なくとも1つの電池セルと、電池が駆動モジュールハウジングに取り付けられているときに、制御回路と通信するディスプレイと、を含む。外科用器具システムはまた、駆動システムと、駆動モジュールハウジング内に位置付けられた電気モータと、マイクロプロセッサを含む制御システムと、を含み、マイクロプロセッサは、駆動モジュール内に位置付けられていない。
実施例42−制御システムが、駆動モジュール上の少なくとも1つの入力部を含む、実施例41に記載の外科用器具システム。
実施例43−制御システムが、駆動モジュール上の少なくとも1つのスイッチを含む、実施例41に記載の外科用器具システム。
実施例44−ハウジング及び電気モータを含む駆動モジュールと、駆動モジュールに選択的に取り付け可能な電池と、を含む、外科用器具システム。電池は、電池を駆動モジュールに解放可能に接続するように構成されたコネクタを含む、ハウジングと、少なくとも1つの電池セルと、電子ディスプレイと、を含む。
実施例45−ディスプレイが、電気泳動媒体を含む、実施例44に記載の外科用器具システム。
実施例46−ディスプレイが、アクティブマトリクスバックプレーンを含む、実施例44に記載の外科用器具システム。
実施例47−アクティブマトリクスバックプレーンが、非晶質シリコン半導体を含む、実施例46に記載の外科用器具システム。
実施例48−アクティブマトリクスバックプレーンが、ポリチオフェン半導体を含む、実施例46に記載の外科用器具システム。
実施例49−ディスプレイが、エレクトロクロミックディスプレイを含む、実施例44に記載の外科用器具システム。
実施例50−ディスプレイが、液晶ディスプレイを含む、実施例44に記載の外科用器具システム。
実施例51−ディスプレイが、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを含む、実施例44に記載の外科用器具システム。
実施例52−外科用器具システムと共に使用するためのハンドルであって、駆動モジュール及び封止された電池モジュールを含む、ハンドル。駆動モジュールは、ハウジングと、ハウジングと取り外し可能に位置決め可能な封止されたモータモジュールと、を含む。密封されたモータモジュールは、液密バリアと、液密バリアを通って延在する、少なくとも1つの電気入力部と、液密バリアを通って延在する、回転可能な出力部と、を含む。封止された電池モジュールは、封止された電池モジュールを駆動モジュールに取り付けるように構成されたコネクタを含む、ハウジングと、液密電池バリアと、液密電池バリアを通って延在する、少なくとも1つの電気出力部と、を含む。
実施例53−電気モータを含む駆動システムを含む、駆動モジュールと、駆動モジュールに取り付け可能なシャフトと、を含み、シャフトは、患者の組織を治療するように構成されたエンドエフェクタを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、駆動モジュールに取り付け可能な電池と、シャフト及び電池のうちの少なくとも1つ上の少なくとも1つの電子ディスプレイシステムと、を含む。外科用器具システムはまた、プロセッサを含む制御回路であって、制御回路が、駆動システムを制御するように構成されており、制御回路が、少なくとも1つの電子ディスプレイシステムと通信するように構成されている、制御回路と、電源スイッチが動作構成に配置されたときに、電池を制御回路との通信状態に置くように構成された電源スイッチであって、プロセッサが、外科用器具システム内の電子ディスプレイシステムの数を評価するために、シャフト及び電池から情報を得るように構成されている、電源スイッチと、を含む。
実施例54−プロセッサは、電源スイッチが動作構成に移動されているときに、シャフト及び電池から情報を得て、外科用器具システム内の電子ディスプレイシステムの数を評価するように構成されている、実施例53に記載の外科用器具システム。
実施例55−プロセッサは、電池が外科用器具システムに組み付けられているときに、シャフト及び電池から情報を得て、外科用器具システム内の電子ディスプレイシステムの数を評価するように構成されている、実施例53に記載の外科用器具システム。
実施例56−電気モータを含む駆動システムを含む、駆動モジュールと、駆動モジュールに取り付け可能なシャフトであって、患者の組織を治療するように構成されたエンドエフェクタを含む、シャフトと、駆動モジュールに取り付け可能な電池と、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、駆動モジュール、シャフト、及び電池のうちの少なくとも1つ上の少なくとも1つの電子ディスプレイシステムと、プロセッサを含む制御回路であって、制御回路が、駆動システムを制御するように構成されており、制御回路が、少なくとも1つの電子ディスプレイシステムと通信するように構成されており、プロセッサが、シャフト及び電池から情報を得て、外科用器具システム内の電子ディスプレイシステムの数を評価するように構成されている、制御回路と、を含む。
実施例57−プロセッサは、電池が外科用器具システムに組み付けられているときに、駆動モジュール、シャフト、及び電池から情報を得て、外科用器具システム内の電子ディスプレイシステムの数を評価するように構成されている、実施例56に記載の外科用器具システム。
実施例58−電気モータを含む駆動システムを含む、駆動モジュールと、駆動モジュールに取り付け可能なシャフトであって、患者の組織を治療するように構成されたエンドエフェクタを含む、シャフトと、駆動モジュールに取り付け可能な電池と、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、プロセッサを含む制御回路であって、制御回路が、動作シーケンス中に駆動システムを制御するように構成されており、電池が、開始シーケンス中に制御回路に電力を供給するように構成されている、制御回路と、開始シーケンス中にオフボード制御システムと通信し、かつそれからデータを受信するように構成された通信回路であって、通信回路が、制御回路と通信しており、制御回路が、通信回路からデータを受信するように構成されており、制御回路が、データを使用して、動作シーケンスを修正するように構成されている、通信回路と、を含む。
実施例59−開始シーケンスが、電池の駆動モジュールへの組み立てによって開始される、実施例58に記載の外科用器具システム。
実施例60−動作構成で構成可能なスイッチを更に含み、開始シーケンスが、スイッチを動作構成に配置することによって開始される、実施例58に記載の外科用器具システム。
実施例61−通信回路が、無線信号送信機及び無線信号受信機を含む、実施例58に記載の外科用器具システム。
実施例62−動作シーケンスが、アルゴリズムを含み、制御回路が、動作シーケンスを修正するときにアルゴリズムを修正する、実施例58に記載の外科用器具システム。
実施例63−制御回路が、アルゴリズムを修正するときに外科用器具システムの機能を低下させる、実施例62に記載の外科用器具システム。
実施例64−開始シーケンスが、アルゴリズムを含み、制御回路が、アルゴリズムを修正するときに外科用器具システムの機能を低下させる、実施例58に記載の外科用器具システム。
実施例65−外科用器具システムであって、エンドエフェクタの少なくとも3つの機能を実行するように構成された外科用器具と、第1のモータと、第2のモータと、第3のモータと、第1の数の制御部を含む第1のハンドルと、を含み、各制御部が、エンドエフェクタの3つの機能のうちの1つに対応する、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第2の数の制御部を含む第2のハンドルと、第1のハンドル及び第2のハンドルに取り付け可能なシャフトアセンブリと、を含み、シャフトアセンブリは、モータのうちの1つに係合するように第1の配向において第1のハンドルに取り付け可能であり、シャフトアセンブリは、モータのうちの異なる1つと係合する第2の配向において第2のハンドルに取り付け可能であり、外科用器具システムは、第1の配向及び第2の配向において異なるエンドエフェクタ機能を実行するように構成されており、特定のエンドエフェクタ機能は、どのモータが各配向において係合されるかに基づいてロックアウトされる。
実施例66−第1の数の制御部が、第2の数の制御部とは異なる、実施例65に記載の外科用器具システム。
実施例67−第1の配向が、第2の配向とは異なる、実施例65又は66に記載の外科用器具システム。
実施例68−第1の配向は、外科用器具がエンドエフェクタの少なくとも1つの機能を実行することを防止する、実施例65、66又は67に記載の外科用器具システム。
実施例69−第2の配向は、外科用器具がエンドエフェクタの少なくとも1つの機能を実行することを防止する、実施例65、66、67又は68に記載の外科用器具システム。
実施例70−エンドエフェクタの少なくとも3つの機能及び少なくとも3つの状態で動作可能なモータを実行するように構成された外科用器具を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1の数の制御部を含む第1のハンドルを含み、各制御部は、エンドエフェクタの機能、モータ駆動、及び第1の取り付け部分に対応し、第1の取り付け部分は、第1の組のエンドエフェクタ機能を可能にするために、第1の配向において外科用器具に接続する。外科用器具システムはまた、第2の数の制御部を含む第2のハンドルを含む。外科用器具システムはまた、第1のハンドル及び第2のハンドルに取り付け可能なシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリは、第1の配向において第1のハンドルに取り付け可能であり、シャフトアセンブリは、第2の配向において第2のハンドルに取り付け可能である。外科用器具システムはまた、シャフトアセンブリに取り付け可能なエンドエフェクタを含む。
実施例71−第1の数の制御部が、第2の数の制御部とは異なる、実施例70に記載の外科用器具システム。
実施例72−第1の配向が、第2の配向とは異なる、実施例70又は71に記載の外科用器具システム。
実施例73−第1の配向は、外科用器具がエンドエフェクタの少なくとも1つの機能を実行することを防止する、実施例70、71又は72に記載の外科用器具システム。
実施例74−第2の配向は、外科用器具がエンドエフェクタの少なくとも1つの機能を実行することを防止する、実施例70、71、72又は73に記載の外科用器具システム。
実施例75−エンドエフェクタの少なくとも3つの機能、第1のモータ、第2のモータ、及び第3のモータを実行するように構成された外科用器具を含む、外科用器具システム。外科用器具システムは、第1の数の制御部を含む第1のハンドルであって、各制御部がエンドエフェクタ機能に対応する、第1のハンドルと、第2の数の制御部を含む第2のハンドルと、第3の数の制御部を含む第3のハンドルと、を更に含む。外科用器具システムはまた、ハンドルの各々に取り付け可能なシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリは、異なる配向においてハンドルの各々に取り付け可能である。外科用器具システムは、各異なる配向において異なるエンドエフェクタ機能を実行するように構成されており、特定のエンドエフェクタ機能は、どのモータが各配向において係合されるかに基づいてロックアウトされる。
実施例76−エンドエフェクタの少なくとも3つの機能を実行するように構成された外科用器具を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1の数の制御部を含む第1のハンドルであって、各制御部がエンドエフェクタ機能に対応する、第1のハンドルと、第2の数の制御部を含む第2のハンドルと、第3の数の制御部を含む第3のハンドルと、を含む。外科用器具システムはまた、ハンドルの各々に取り付け可能なシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリは、異なる配向においてハンドルの各々に取り付け可能である。外科用器具システムは、各異なる配向において異なるエンドエフェクタ機能を実行するように構成されており、特定のエンドエフェクタ機能は、どのハンドルがエンドエフェクタに取り付けられるかに基づいてロックアウトされる。
実施例77−第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成された第1のシャフトアセンブリと、第1の機能及び第2の機能を実行するが、第3の機能を実行しないように構成された第2のシャフトアセンブリと、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、ハンドルを含み、第1のシャフトアセンブリ及び第2のシャフトアセンブリは、ハンドルに選択的かつ別個に取り付け可能であり、ハンドルは、第1の機能を駆動するように構成された第1の電気モータと、第2の機能を駆動するように構成された第2の電気モータと、第1のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の機能を駆動するように構成された第3の電気モータと、第2のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の電気モータが動作することを防止するように構成されたロックアウトと、を含む。
実施例78−第1のシャフトアセンブリが、ハンドルに第1の配向において取り付け可能であり、第2のシャフトアセンブリが、第2の配向においてハンドルに取り付け可能であり、第1の配向が、第2の配向とは異なる、実施例77に記載の外科用器具システム。
実施例79−第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成された第1のシャフトアセンブリと、第1の機能及び第2の機能を実行するように構成された第2のシャフトアセンブリと、ハンドルと、を含み、第1のシャフトアセンブリ及び第2のシャフトアセンブリが、選択的かつ別個にハンドルに取り付け可能である、外科用器具システム。ハンドルは、第1の機能を制御するように構成された第1の制御部と、第2の機能を制御するように構成された第2の制御部と、第1のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の機能を制御するように構成された第3の制御部と、第2のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の制御部をロックアウトするためのロック手段と、を含む。
実施例80−ハンドルが、入力ゲート及び出力ゲートを含むマイクロプロセッサを更に含み、第1の制御部、第2の制御部、及び第3の制御部が、入力ゲートを介してマイクロプロセッサと信号通信し、ロック手段は、第2のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の制御部と関連付けられた入力ゲートを停止させることを含む、実施例79に記載の外科用器具システム。
実施例81−ハンドルが、入力ゲート及び出力ゲートを含むマイクロプロセッサを更に含み、シャフトアセンブリが、出力ゲートを介してマイクロプロセッサと信号通信し、ロック手段は、第2のシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第3の機能と関連付けられた出力ゲートを停止させることを含む、実施例79に記載の外科用器具システム。
実施例82−第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成されたシャフトアセンブリを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1の機能を制御するための第1の制御部と、第2の機能を制御するための第2の制御部と、シャフトアセンブリが第1のハンドルに動作可能に連結されているときに、第3の機能を制御するための第3の制御部と、を含む。外科用器具システムはまた、第1の機能を制御するための第1の制御部と、第2の機能を制御するための第2の制御部と、シャフトアセンブリが第2のハンドルに動作可能に連結されているときに、シャフトアセンブリが第3の機能を実行することを防止するためのロックアウトと、を含む。
実施例83−シャフトアセンブリが、第1の配向において第1のハンドルに取り付け可能であり、かつ第2の配向においてハンドルに取り付け可能であり、第1の配向が、第2の配向とは異なる、実施例82に記載の外科用器具システム。
実施例84−シャフトアセンブリが、長手方向軸と、エンドエフェクタと、関節運動継手と、を含み、エンドエフェクタが、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能なジョーを含み、第1の機能が、ジョーを移動させることを含み、第2の機能が、関節運動継手を中心にエンドエフェクタを関節運動させることを含み、第3の機能が、長手方向軸を中心にシャフトアセンブリを回転させることを含む、実施例82又は83に記載の外科用器具システム。
実施例85−第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成されたシャフトアセンブリを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1の機能を駆動するための第1のモータと、第2の機能を駆動するための第2のモータと、シャフトアセンブリが第1のハンドルに動作可能に連結されているときに、第3の機能を駆動するための第3のモータと、を含む。外科用器具システムはまた、第1の機能を駆動するための第1のモータと、第2の機能を駆動するための第2のモータと、シャフトアセンブリが第2のハンドルに動作可能に連結されているときに、シャフトアセンブリが第3の機能を実行することを防止するためのロックアウトと、を含む。
実施例86−シャフトアセンブリが、第1の配向において第1のハンドルに取り付け可能であり、かつ第2の配向において第2のハンドルに取り付け可能であり、第1の配向が、第2の配向とは異なる、実施例85に記載の外科用器具システム。
実施例87−シャフトアセンブリが、長手方向軸と、エンドエフェクタと、関節運動継手と、を含み、エンドエフェクタが、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能なジョーを含み、第1の機能が、ジョーを移動させることを含み、第2の機能が、関節運動継手を中心にエンドエフェクタを関節運動させることを含み、第3の機能が、長手方向軸を中心にシャフトアセンブリを回転させることを含む、実施例85又は86に記載の外科用器具システム。
実施例88−シャフトアセンブリが、第1の機能を実行するための第1の駆動システムと、第2の機能を実行するための第2の駆動システムと、第3の機能を実行するための第3の駆動システムと、を含み、ロックアウトが、第3の駆動部に係合し、かつ第3の駆動部が第3の機能を駆動することを防止するように構成されたロック要素を含む、実施例85、86又は87に記載の外科用器具システム。
実施例89−シャフトアセンブリと、第1のハンドルと、第2のハンドルと、を含む、外科用器具システム。シャフトアセンブリは、第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成されており、第1の機能を実行するように構成された第1の駆動部と、第2の機能を実行するように構成された第2の駆動部と、第3の機能を実行するように構成された第3の駆動部と、ロックアウトと、を含み、ロックアウトが、ロック解除構成とロック構成との間で選択的に切り替え可能であり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、シャフトアセンブリが第3の機能を実行することを防止し、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、シャフトアセンブリが第3の機能を実行することを可能にする。第1のハンドルは、第1の機能を駆動するための第1のモータと、第2の機能を駆動するための第2のモータと、シャフトアセンブリが第1のハンドルに動作可能に連結されているときに、第3の機能を駆動するための第3のモータと、ロックアウトをロック解除構成に配置するように構成された制御システムと、を含む。第2のハンドルは、第1の機能を駆動するための第1のモータと、第2の機能を駆動するための第2のモータと、ロックアウトをロック構成に配置するように構成された制御システムと、を含む。
実施例90−第1の把持部分及び第1のシャフトロックを含む、第1のハンドルと、第2の把持部分及び第2のシャフトロックを含む、第2のハンドルと、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、選択的に、かつ別個に第1のハンドル及び第2のハンドルに取り付け可能なシャフトアセンブリを含み、第1のシャフトロックは、シャフトアセンブリが第1のハンドルに取り付けられているときに、第1の配向においてシャフトアセンブリを第1のハンドルに保持し、第2のシャフトロックは、シャフトアセンブリが第2のハンドルに取り付けられているときに、第2の配向においてシャフトアセンブリを第2のハンドルに保持し、第1の配向が、第2の配向とは異なる。
実施例91−シャフトアセンブリが、ハウジングと、ハウジングの周りに延在するロック開口部のアレイと、を含み、第1のシャフトロック及び第2のシャフトロックが、ロック開口部と係合する、実施例90に記載の外科用器具システム。
実施例92−第1のシャフトロックが、第1の端部及び第2の端部を含む弓状隆起部と、第1の端部にある第1のロック肩部であって、ロック開口部内に位置付け可能である、第1のロック肩部と、第2の端部にある第2のロック肩部であって、ロック開口部内に位置付け可能である、第2のロック肩部と、を含む、実施例91に記載の外科用器具システム。
実施例93−第2のシャフトロックが、第1の端部及び第2の端部を含む弓状隆起部と、第1の端部にある第1のロック肩部であって、ロック開口部内に位置付け可能である、第1のロック肩部と、第2の端部にある第2のロック肩部であって、ロック開口部内に位置付け可能である、第2のロック肩部と、を含む、実施例91又は92に記載の外科用器具システム。
実施例94−3つの駆動機能を含むシャフトアセンブリと、第1のハンドルと、第2のハンドルと、を含む、外科用器具システム。シャフトアセンブリは、第1のハンドルに選択的に取り付け可能であり、第1のハンドルは、シャフトアセンブリが第1のハンドルに取り付けられているときに、シャフトアセンブリの3つの駆動機能全てを駆動するように構成された駆動システムを含む。シャフトアセンブリは、第2のハンドルに選択的に取り付け可能であり、第2のハンドルは、シャフトアセンブリが第2のハンドルに取り付けられているときに、シャフトアセンブリの3つよりも少ない機能を駆動するように構成された駆動システムを含む。
実施例95−シャフトアセンブリが、3つの駆動機能の第1の駆動機能を実行するように構成された第1の駆動システムと、3つの駆動機能の第2の駆動機能を実行するように構成された第2の駆動システムと、3つの駆動機能の第3の駆動機能を実行するように構成された第3の駆動システムと、を含む、実施例94に記載の外科用器具システム。
実施例96−第2のハンドルが、ハウジングと、ロック突起部と、を含み、ロック突起部は、シャフトアセンブリが第2のハンドルに組み付けられているときに、第2の駆動システムの動作を防止するように第2の駆動システムと係合するように構成されている、実施例95に記載の外科用器具システム。
実施例97−第2のハンドルが、別のロック突起部を含み、別のロック突起部は、シャフトアセンブリが第2のハンドルに組み付けられているときに、第3の駆動システムの動作を防止するように第3の駆動システムと係合するように構成されている、実施例96に記載の外科用器具システム。
実施例98−ロック突起部が、ハウジングから延在している、実施例96又は97に記載の外科用器具システム。
実施例99−ロック突起部が、ハウジングと一体的に形成されている、実施例96、97又は98に記載の外科用器具システム。
実施例100−第1のハンドルが、ピストルグリップを含み、第2のハンドルが、はさみグリップを含む、実施例94、95、96、97、98又は99に記載の外科用器具システム。
実施例101−第1のハンドルが、ピストルグリップを含み、第2のハンドルが、鉛筆グリップを含む、実施例94、95、96、97、98又は99に記載の外科用器具システム。
実施例102−シャフトアセンブリが、クリップアプライヤを含む、実施例94、95、96、97、98、99、100、又は101に記載の外科用器具システム。
実施例103−電力閾値を上回る電力を必要とする3つの駆動機能を含むシャフトアセンブリと、第1のハンドルと、第2のハンドルと、を含む、外科用器具システム。シャフトアセンブリは、第1のハンドルに選択的に取り付け可能であり、第1のハンドルは、シャフトアセンブリが第1のハンドルに取り付けられているときに、電力閾値以上でシャフトアセンブリの3つの駆動機能全てを駆動するように構成された駆動システムを含む。シャフトアセンブリは、第2のハンドルに選択的に取り付け可能であり、第2のハンドルは、シャフトアセンブリが第2のハンドルに取り付けられているときに、電力閾値以上でシャフトアセンブリの3つより少ない機能を駆動するように構成された駆動システムを含み、第2のハンドルが、電力閾値を下回る電力を受容する駆動機能を無効化するように構成されている。
実施例104−ハンドルアセンブリを含む、外科用器具システム。ハンドルアセンブリは、湾曲した近位部分を含む作動トリガと、作動トリガの湾曲した近位部分を取り囲む湾曲した円筒と、を含み、湾曲した円筒は、少なくとも1つの電気活性ポリマーを含む。外科用器具システムはまた、モータと、ハンドルアセンブリに取り付けられたシャフトと、シャフトの遠位端部に取り付けられたエンドエフェクタと、作動力をエンドエフェクタに伝達するように構成された作動ロッドと、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、を含み、電気活性ポリマーが、作動力に応答し、電気活性ポリマーが、作動トリガに力を印加することによって、外科用器具システムのユーザに触覚フィードバックを提供する。
実施例105−電気活性ポリマーによって作動トリガに印加される力が、作動力に比例する、実施例104に記載の外科用器具システム。
実施例106−電気活性ポリマーによって作動トリガに印加される力が、作動力に正比例する、実施例105に記載の外科用器具システム。
実施例107−電気活性ポリマーによって作動トリガに印加される力が、作動力に線形比例する、実施例106に記載の外科用器具システム。
実施例108−電気活性ポリマーによって作動トリガに印加される力が、作動力に非線形比例する、実施例106に記載の外科用器具システム。
実施例109−電源と、センサシステム、湾曲した円筒、及び電源と通信する制御システムと、を更に含み、制御システムが、センサシステムによって検出された作動力に応答して、湾曲した円筒に電圧電位を印加するように構成されている、実施例104、105、106、107、又は108に記載の外科用器具システム。
実施例110−電圧電位が、作動力に比例する、実施例109に記載の外科用器具システム。
実施例111−電圧電位が、作動力に線形比例する、実施例110に記載の外科用器具システム。
実施例112−湾曲した円筒が、湾曲した円筒に印加された電圧電位の大きさに比例して拡張する、実施例109、110、又は111に記載の外科用器具システム。
実施例113−ハンドルが、側壁を含む空洞を含み、湾曲した円筒が、空洞内に位置付けられており、側壁は、湾曲した近位部分に把持力が印加されるように、湾曲した円筒に電圧電位が印加されるときに、湾曲した円筒の拡張を防止する、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、又は112に記載の外科用器具システム。
実施例114−エンドエフェクタが、患者の組織にクリップを適用するように構成された圧着機構を含み、圧着機構が、作動ロッドによって駆動される、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例115−エンドエフェクタが、患者の組織にステープルを適用するように構成されており、ステープルが、作動ロッドによってステープルカートリッジから押し出される、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例116−エンドエフェクタが、患者の組織に縫合糸を適用するように構成された針を含み、針が、作動ロッドによって駆動される、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例117−エンドエフェクタが、組織を把持するように構成されたジョーを含み、作動ロッドが、ジョーを閉鎖する、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例118−エンドエフェクタが、組織を切開するように構成されたジョーを含み、作動ロッドが、ジョーを開放する、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例119−エンドエフェクタが、組織を電気エネルギーで切除するように構成されている、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例120−エンドエフェクタが、少なくとも1つの電極を含み、RFエネルギーを組織に印加するように構成されている、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例121−ハンドルが、トランスデューサを含み、エンドエフェクタが、振動エネルギーを組織に印加するように構成されている、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例122−エンドエフェクタが、組織を切断するように構成されたナイフを含み、ナイフが、作動ロッドによって遠位方向に押される、実施例104、105、106、107、108、109、110、111、112、又は113に記載の外科用器具。
実施例123−ハンドルアセンブリを含む外科用器具システムであって、ハンドルアセンブリが、作動トリガと、作動トリガの一部分を取り囲む円筒と、を含み、円筒が、少なくとも1つの電気活性ポリマーを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電源と、モータと、作動力を伝達するように構成された作動部材と、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び円筒と通信する制御システムと、を含み、制御システムが、作動力に応答して、電源から円筒に電圧電位を印加するように構成されており、円筒が、作動力の大きさを示す把持力を作動トリガに印加する。
実施例124−ハンドルアセンブリを含む外科用器具システムであって、ハンドルアセンブリが、作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電圧源と、電気モータと、作動力を伝達するように構成された作動部材と、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、作動力に応答して、電圧源から電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、作動力の大きさに比例する把持力を作動トリガに印加する。
実施例125−ハンドルアセンブリを含む外科用器具システムであって、ハンドルアセンブリが、作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電源と、電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、作動力を伝達するように構成された電気モータに動作可能に連結された作動部材と、電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、電流に応答して、電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、電流の大きさに比例する把持力を作動トリガに印加する。
実施例126−外科用ロボットと、外科用ロボットを制御するように構成されたコンソールと、を含む、ロボット外科用器具システム。コンソールは、作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む。ロボット外科用器具システムはまた、電源と、電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、作動力を伝達するように構成された電気モータに動作可能に連結された作動部材と、電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、電流に応答して、電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、電流の大きさに比例する把持力を作動トリガに印加する。
実施例127−外科用ロボットと、外科用ロボットを制御するように構成されたコンソールと、を含む、ロボット外科用器具システム。コンソールは、作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む。ロボット外科用器具システムはまた、電圧源と、電気モータと、作動力を伝達するように構成された作動部材と、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、作動力に応答して、電圧源から電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、作動力の大きさに比例する把持力を作動トリガに印加する。
実施例128−作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む、ハンドルアセンブリを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電圧源と、電気モータと、作動力を伝達するように構成された作動部材と、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、作動力に応答して、電圧源から電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、作動力の大きさに比例する摩擦力を作動トリガに印加する。
実施例129−作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む、ハンドルアセンブリを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電圧源と、電気モータと、作動力を伝達するように構成された作動部材と、作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、作動力に応答して、電圧源から電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、作動力の大きさに比例する抵抗力を作動トリガに印加する。
実施例130−作動トリガ及び電気活性ポリマーアクチュエータを含む、ハンドルアセンブリを含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、電源と、電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、作動力を伝達するように構成された電気モータに動作可能に連結された作動部材と、電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、センサシステム及び電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムと、を含み、制御システムが、電流に応答して、電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されており、電気活性ポリマーアクチュエータが、電流の大きさに比例する抵抗力を作動トリガに印加する。
実施例131−外科用器具と、ハンドルアセンブリ、少なくとも1つのモータ、及び駆動シャフトを含む、ハウジングと、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、ハウジングの遠位端部に取り付けられるように構成されたシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリが、制御回路及びロック機構を含み、ロック機構は、シャフトアセンブリが外科用器具の動作を可能にする配向において外科用器具に取り付けられていない場合に、駆動シャフトの移動を防止し、ロック機構は、ロック機構が能動的に係合されているかどうかを判定するための感知手段と、シャフトアセンブリの遠位端部に取り付け可能なエンドエフェクタと、を更に含む。
実施例132−制御回路が、少なくとも1つの安全機構を更に含む、実施例131に記載の外科用器具システム。
実施例133−ロック機構が、外科用器具の作動を防止するように構成されている、実施例131又は132に記載の外科用器具システム。
実施例134−ロック機構が、モータの起動を防止するように構成されている、実施例131、132、又は133に記載の外科用器具システム。
実施例135−ロック機構は、シャフトアセンブリがハウジングに取り付けられていないときに、シャフトアセンブリの移動を防止する、実施例131、132、133、又は134に記載の外科用器具システム。
実施例136−ロック機構は、エンドエフェクタが使用可能な状態にあるかどうかを検出するように構成されている、実施例131、132、133、134、又は135に記載の外科用器具システム。
実施例137−感知手段が、外科用器具の状態をユーザに警告するために、モータの触覚フィードバックを可能にするように構成されている、実施例131、132、133、134、135又は136に記載の外科用器具システム。
実施例138−ハンドルアセンブリ、少なくとも1つのモータ、及び駆動シャフトを含む、ハウジング、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハウジングの遠位端部に取り付けられるように構成されたシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリが、制御回路及びロック機構を含み、ロック機構は、シャフトアセンブリが外科用器具の動作を可能にする配向において外科用器具に取り付けられていない場合に、駆動シャフトの移動を防止する。外科用器具はまた、シャフトアセンブリの遠位端部に取り付け可能なエンドエフェクタを含む。
実施例139−制御回路が、少なくとも1つの安全機構を更に含む、実施例138に記載の外科用器具。
実施例140−ロック機構が、外科用器具の作動を防止するように構成されている、実施例138又は139に記載の外科用器具。
実施例141−ロック機構が、モータの起動を防止するように構成されている、実施例138、139、又は140に記載の外科用器具。
実施例142−ロック機構は、シャフトアセンブリがハウジングに取り付けられていないときに、シャフトアセンブリの移動を防止する、実施例138、139、140、又は141に記載の外科用器具。
実施例143−ロック機構は、エンドエフェクタが使用可能な状態にあるかどうかを検出するように構成されている、実施例138、139、140、141、又は142に記載の外科用器具。
実施例144−感知手段が、外科用器具の状態をユーザに警告するために、モータの触覚フィードバックを可能にするように構成されている、実施例138、139、140、141、142、又は143に記載の外科用器具。
実施例145−外科用器具と、ハンドル、少なくとも1つのモータ、及び駆動シャフトアセンブリを含む、ハウジングと、を含む、外科用アセンブリ。外科用アセンブリはまた、ハウジングの遠位端部に取り付けられるように構成されたシャフトアセンブリを含み、シャフトアセンブリが、制御回路及びロック機構を含み、ロック機構は、シャフトアセンブリが外科用器具の動作を可能にする配向において外科用器具に取り付けられていない場合に、駆動シャフトの移動を防止し、ロック機構は、ロック機構が外科用器具内に能動的に係合されているかどうかを判定するための電気センサを更に含む。外科用アセンブリはまた、シャフトアセンブリの遠位端部に取り付け可能なエンドエフェクタを含む。
実施例146−制御回路が、少なくとも1つの安全機構を更に含む、実施例145に記載の外科用アセンブリ。
実施例147−ロック機構が、外科用器具の作動を防止するように構成されている、実施例145又は146に記載の外科用アセンブリ。
実施例148−ロック機構が、少なくとも1つのモータの起動を防止するように構成されている、実施例145、146、又は147に記載の外科用アセンブリ。
実施例149−ロック機構は、シャフトアセンブリがハウジングに取り付けられていないときに、シャフトアセンブリの移動を防止する、実施例145、146、147、又は148に記載の外科用アセンブリ。
実施例150−ロック機構は、エンドエフェクタが使用可能な状態にあるかどうかを検出するように構成されている、実施例145、146、147、148、又は149に記載の外科用アセンブリ。
実施例151−電気センサが、外科用器具の状態をユーザに警告するために、モータの触覚フィードバックを可能にするように構成されている、実施例145、146、147、148、149、又は150に記載の外科用アセンブリ。
実施例152−患者の組織にクリップを適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された複数のクリップを含む、交換可能なクリップカートリッジと、クリップを展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内にないときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられているときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータがクリップを展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、電気モータの作動を防止する。
実施例153−患者の組織にクリップを適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された複数のクリップを含む、交換可能なクリップカートリッジと、クリップを展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内にないときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられているときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータがクリップを展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、外科用器具のユーザに触覚フィードバックを提供する。
実施例154−患者の組織にクリップを適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された複数のクリップを含む、交換可能なクリップカートリッジと、クリップを展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジが完全に消費されたときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられており、かつ完全に消費されていないときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータがクリップを展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、電気モータの作動を防止する。
実施例155−患者の組織にクリップを適用するように構成された外科用器具システムであって、シャフトアセンブリであって、長手方向軸と、エンドエフェクタと、エンドエフェクタを、シャフトに回転可能に接続する関節運動継手と、シャフトを長手方向軸を中心に回転させるように構成された回転駆動シャフトと、クリップを展開するように構成されたクリップ発射駆動シャフトと、シャフトに対してエンドエフェクタを関節運動させるように構成された関節運動駆動シャフトと、を含む、シャフトアセンブリ、を含む、外科用器具システム。エンドエフェクタは、内部に取り外し可能に格納された複数のクリップを含むクリップカートリッジと、クリップを展開するように構成されたアクチュエータと、を含む。外科用器具システムはまた、回転駆動シャフトを駆動するように構成された回転駆動システムと、クリップ発射駆動シャフトを駆動するように構成されたクリップ発射駆動システムと、関節運動駆動シャフトを駆動するように構成された関節運動駆動システムと、を含む、第1のハンドル、を含む。外科用器具システムはまた、回転駆動シャフトをロックするように構成された回転駆動ロックアウトと、クリップ発射駆動シャフトを駆動するように構成されたクリップ発射駆動システムと、関節運動駆動シャフトをロックするように構成された関節運動駆動ロックアウトと、を含む、第2のハンドル、を含む。
実施例156−患者の組織に縫合糸を適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された縫合糸を含む、交換可能な縫合糸カートリッジと、縫合糸を展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能なクリップカートリッジがエンドエフェクタ内にないときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能な縫合糸カートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられているときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータが縫合糸を展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、電気モータの作動を防止する。
実施例157−患者の組織に縫合糸を適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された縫合糸を含む、交換可能なクリップカートリッジと、縫合糸を展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能な縫合糸カートリッジがエンドエフェクタ内にないときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能な縫合糸カートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられているときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータが縫合糸を展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、外科用器具のユーザに触覚フィードバックを提供する。
実施例158−患者の組織に縫合糸を適用するように構成された外科用器具であって、エンドエフェクタであって、内部に取り外し可能に格納された縫合糸を含む、交換可能な縫合糸カートリッジと、縫合糸を展開するように構成されたアクチュエータと、ロック構成及びロック解除構成に構成可能なロックアウトであって、ロックアウトは、交換可能な縫合糸カートリッジが完全に消費されたときに、ロック構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック構成にあるときに、アクチュエータが作動することを防止し、ロックアウトは、交換可能な縫合糸カートリッジがエンドエフェクタ内に位置付けられており、かつ完全に消費されていないときに、ロック解除構成にあり、ロックアウトは、ロックアウトがロック解除構成にあるときに、アクチュエータが縫合糸を展開することを可能にする、ロックアウトと、を含む、エンドエフェクタ、を含む、外科用器具。外科用器具はまた、ハンドルと、アクチュエータを駆動するように構成された電気モータと、電気モータを制御するように構成された制御回路と、ロックアウトがロック構成にあるときを判定するように構成された感知システムと、を含み、感知システムが、制御回路と通信しており、制御回路は、感知システムが、ロックアウトがロック構成にあると判定するときに、電気モータの作動を防止する。
実施例159−患者の組織を治療するように構成された外科用器具システムであって、シャフトアセンブリであって、長手方向軸と、エンドエフェクタであって、移動可能な部材と、複数の外科用クリップを展開するように構成されたアクチュエータと、を含む、エンドエフェクタと、エンドエフェクタを、シャフトに回転可能に接続する関節運動継手と、シャフトを長手方向軸を中心に回転させるように構成された回転駆動シャフトと、移動可能な部材を展開するように構成された発射駆動シャフトと、シャフトに対してエンドエフェクタを関節運動させるように構成された関節運動駆動シャフトと、を含む、シャフトアセンブリ、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、回転駆動シャフトを駆動するように構成された回転駆動システムと、発射駆動シャフトを駆動するように構成された発射駆動システムと、関節運動駆動シャフトを駆動するように構成された関節運動駆動システムと、を含む、第1のハンドル、を含む。外科用器具システムはまた、回転駆動シャフトをロックするように構成された回転駆動ロックアウトと、発射駆動シャフトを駆動するように構成された発射駆動システムと、を含む、第2のハンドル、を含む。
実施例160−患者の組織を治療するように構成された外科用器具システムであって、シャフトアセンブリであって、長手方向軸と、エンドエフェクタであって、移動可能な部材と、複数のクリップを展開するように構成されたアクチュエータと、を含む、エンドエフェクタと、エンドエフェクタを、シャフトに回転可能に接続する関節運動継手と、シャフトを長手方向軸を中心に回転させるように構成された回転駆動シャフトと、移動可能な部材を展開するように構成された発射駆動シャフトと、シャフトに対してエンドエフェクタを関節運動させるように構成された関節運動駆動シャフトと、を含む、シャフトアセンブリ、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、回転駆動シャフトを駆動するように構成された回転駆動システムと、発射駆動シャフトを駆動するように構成された発射駆動システムと、関節運動駆動シャフトを駆動するように構成された関節運動駆動システムと、を含む、第1のハンドル、を含む。外科用器具システムはまた、関節運動駆動シャフトをロックするように構成された関節運動駆動ロックアウトと、発射駆動シャフトを駆動するように構成された発射駆動システムと、を含む、第2のハンドル、を含む。
実施例161−患者の組織を治療するように構成された外科用器具システムであって、第1の機能、第2の機能、及び第3の機能を実行するように構成されたシャフトアセンブリであって、第1の機能を実行するように構成された第1の駆動シャフトと、第2の機能を実行するように構成された第2の駆動シャフトと、第3の機能を実行するように構成された第3の駆動シャフトと、を含む、シャフトアセンブリ、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1のハンドル及び第2のハンドルを含む。第1のハンドルは、第1の駆動シャフトを駆動するように構成された第1の駆動システムと、第2の駆動シャフトを駆動するように構成された第2の駆動システムと、第3の駆動シャフトを駆動するように構成された第3の駆動システムと、を含む。第2のハンドルは、第1の駆動シャフトをロックするように構成された第1の駆動ロックアウトと、第2の駆動シャフトを駆動するように構成された第2の駆動システムと、を含む。
実施例162−第2のハンドルが、第3の駆動シャフトをロックするように構成された駆動ロックアウトを含む、実施例161に記載の外科用器具システム。
実施例163−患者の組織を治療するように構成された外科用器具システムであって、シャフトアセンブリであって、第1の機能を実行するように構成された第1の駆動システムと、第2の機能を実行するように構成された第2の駆動システムと、第1の駆動システムに選択的に係合するように、かつ第1の駆動システムが第1の機能を実行することを防止するように構成された第1のロックアウトと、第2の駆動システムに選択的に係合するように、かつ第2の駆動システムが第2の機能を実行することを防止するように構成された第2のロックアウトと、を含む、シャフトアセンブリ、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、第1の駆動システムを動作させるように構成された第1の動作システムと、第2の駆動システムを動作させるように構成された第2の動作システムと、を含む、第1のハンドル、を含み、第1のロックアウト及び第2のロックアウトは、シャフトアセンブリが第1のハンドルに組み付けられているときに係合解除される。外科用器具システムはまた、第1の駆動システムを動作させるように構成された第1の動作システムを含むが、第2の駆動システムを動作させるように構成された第2の動作システムを含んでいない、第2のハンドル、を含み、シャフトアセンブリが第2のハンドルに組み付けられているときに、第1のロックアウトが係合解除され、かつ第2のロックアウトが係合される。
実施例164−第1のロックアウト及び第2のロックアウトは、シャフトアセンブリが第1のハンドル又は第2のハンドルのいずれにも組み付けられていないときに、それらの係合状態にある、実施例163に記載の外科用器具システム。
実施例165−外科用器具システムであって、電気モータを含む駆動システムを含む、ハンドルと、ハンドルに取り付け可能なシャフトアセンブリであって、シャフトアセンブリは、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられたときに、駆動システムと動作可能に係合された駆動シャフトを含み、駆動システムは、シャフトアセンブリが使用可能な状態にあるときに、駆動シャフトを駆動するように構成されている、シャフトアセンブリと、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、シャフトアセンブリの状態を評価するように構成されたセンサシステムと、駆動システム及びセンサシステムと通信する制御システムと、を含み、制御システムは、シャフトアセンブリが使用不可能な状態にあるときに、電気モータの動作を防止するように構成されている。
実施例166−制御システムと通信する触覚フィードバックシステムを更に含み、制御システムは、センサシステムが、シャフトアセンブリが使用不可能な状態にあることを検出するときに、触覚フィードバックシステムを作動させて、外科用器具システムのユーザに触覚フィードバックを提供するように構成されている、実施例165に記載の外科用器具システム。
実施例167−ハンドルが、第2の駆動システムを更に含み、シャフトアセンブリは、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、第2の駆動システムと動作可能に係合可能な第2の駆動シャフトを更に含み、制御システムは、センサシステムが、シャフトアセンブリが使用不可能な状態にあることを検出するときに、第2の駆動システムを使用するように構成されている、実施例165又は166に記載の外科用器具システム。
実施例168−ハウジングと、ハンドル電気コネクタと、電気モータを含む駆動システムと、電源と、を含む、ハンドル、を含む、外科用器具システム。外科用器具システムはまた、ハンドルに動作可能に取り付け可能なシャフトアセンブリであって、シャフトアセンブリは、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、ハウジングに取り付け可能なコネクタと、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、駆動システムと係合可能な駆動シャフトと、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、ハンドル電気コネクタと電気的に連結されるように構成されたシャフト電気コネクタと、シャフト電気コネクタと通信するシャフト制御システムであって、シャフト電気コネクタを介して電源から電力を受容するように構成されている、シャフト制御システムと、を含む。外科用器具システムはまた、シャフト制御システムと通信するロックアウトであって、ロックアウトは、ソレノイドと、ロック解除位置と、保持位置と、ロック位置との間で移動可能なロック要素と、ロック要素をロック解除位置に解放可能に保持するように構成された留め具であって、ソレノイドは、シャフト制御システムが電源から電力を受容するとき、留め具を解放するように、かつロック要素が保持位置へと移動されることを可能にするように構成されている、留め具と、留め具がロック要素を解放するときに、かつシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられている間に、ロック要素を保持位置に移動させるように構成された付勢部材であって、付勢部材は、シャフトアセンブリがハンドルから取り外されると、ロック要素をロック位置に移動させるように構成されており、ロック要素は、ロック要素がロック位置にあると、シャフトアセンブリがハンドルに再取り付けされることを防止する、付勢部材と、を含む、ロックアウトを含む。
実施例169−シャフトアセンブリが、ロック要素をロック位置に保持するように構成された解放不可能な留め具を含む、実施例168に記載の外科用器具システム。
実施例170−ハンドルと、ハンドルに動作可能に取り付け可能なシャフトアセンブリと、を含む、外科用器具システム。ハンドルは、ハウジングと、電源と、を含む。シャフトアセンブリは、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられたときに、ハウジングに取り付け可能なコネクタと、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられているときに、電源から電力を受容するように構成されたシャフト制御システムと、シャフト制御システムと通信するロックアウトと、を含む。ロックアウトは、ロック解除位置と、保持位置と、ロック位置との間で移動可能なロック要素と、ロック要素をロック解除位置に解放可能に保持するように構成された留め具であって、留め具は、シャフト制御システムが電源から電力を受容するときに、ロック要素が保持位置へと移動されることを可能にするように構成されている、留め具と、留め具がロック要素を解放するときに、かつシャフトアセンブリがハンドルに取り付けられている間に、ロック要素を保持位置に移動させるように構成された付勢部材であって、付勢部材は、シャフトアセンブリがハンドルから取り外されると、ロック要素をロック位置に移動させるように構成されており、ロック要素は、ロック要素がロック位置にあると、シャフトアセンブリがハンドルに再取り付けされることを防止する、付勢部材と、を含む。
実施例171−シャフトアセンブリが、ロック要素をロック位置に保持するように構成された解放不可能な留め具を含む、実施例170に記載の外科用器具システム。
特定の実施形態と共に本明細書で様々なデバイスについて説明したが、それらの実施形態に対して修正及び変更が実施されてもよい。特定の特徴、構造又は特性を、1つ以上の実施形態で、任意の適切な様式で組み合わせてもよい。したがって、一実施形態に関して図示又は説明される特定の特徴、構造、又は特性は、無制限に、1つ以上のその他の実施形態の特徴、構造、又は特性と全て、あるいは、部分的に組み合わされてよい。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。更に、様々な実施形態に従って、所与の機能(複数可)を実行するために、単一の構成要素を複数の構成要素に置き換えてもよく、また複数の構成要素を単一の構成要素に置き換えてもよい。以上の説明及び以下の特許請求の範囲は、そのような修正及び変形形態を全て包含することが意図される。
本明細書に開示される装置は、1回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、デバイスは少なくとも1回の使用後に再利用のために再調整され得る。再調整には、デバイスの分解工程、それに続くデバイスの特定の部品の洗浄工程又は交換工程、及びその後のデバイスの再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。具体的には、再調整の施設及び/又は外科チームは、デバイスを分解することができ、デバイスの特定の部品を洗浄及び/又は交換した後、デバイスをその後の使用のために再組み立てすることができる。当業者であれば、装置の再調整が、分解、洗浄/交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、すべて本出願の範囲内にある。
本明細書に開示のデバイスは、手術前に処理され得る。最初に、新品又は使用済みの器具が入手され、必要に応じて洗浄されてもよい。次いで器具を滅菌することができる。1つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はTYVEKバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、γ線、X線、及び/又は高エネルギー電子などの、容器を透過し得る放射線野に置くことができる。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。密封容器は、医療施設で開けられるまで、器具を滅菌状態に保つことができる。デバイスはまた、β線、γ線、エチレンオキシド、過酸化水素プラズマ、及び/又は水蒸気が挙げられるが、これらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の他の技術を用いて滅菌され得る。
代表的な設計を有するものとして本発明について記載してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正されてもよい。したがって、本出願は、その一般的原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用、又は適合を包含するものとする。
その全体又は部分において本明細書に参照によって組み込まれるものとする全ての特許、刊行物、又はその他の開示文献は、組み込まれる資料が本開示に記載される既存の定義、記述、又はその他の開示内容と矛盾しない範囲においてのみ本明細書に組み込まれるものとする。そのようなものであるから、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
〔実施の態様〕
(1) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
湾曲した近位部分を含む作動トリガと、
前記作動トリガの前記湾曲した近位部分を囲繞する湾曲した円筒であって、少なくとも1つの電気活性ポリマーを含む、湾曲した円筒と、を含む、ハンドルアセンブリと、
モータと、
前記ハンドルアセンブリに取り付けられたシャフトと、
前記シャフトの遠位端に取り付けられたエンドエフェクタと、
作動力を前記エンドエフェクタに伝達するように構成された作動ロッドと、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムであって、前記電気活性ポリマーが、前記作動力に応答し、前記電気活性ポリマーが、前記作動トリガに力を適用することによって、前記外科用器具システムのユーザに触覚フィードバックを提供する、センサシステムと、を備える、外科用器具システム。
(2) 前記電気活性ポリマーによって前記作動トリガに適用される前記力が、前記作動力に比例する、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(3) 前記電気活性ポリマーによって前記作動トリガに適用される前記力が、前記作動力に正比例する、実施態様2に記載の外科用器具システム。
(4) 前記電気活性ポリマーによって前記作動トリガに適用される前記力が、前記作動力に線形比例する、実施態様3に記載の外科用器具システム。
(5) 前記電気活性ポリマーによって前記作動トリガに適用される前記力が、前記作動力に非線形比例する、実施態様3に記載の外科用器具システム。
(6) 電源と、
前記センサシステム、前記湾曲した円筒、及び前記電源と通信する制御システムであって、前記センサシステムによって検出された前記作動力に応答して、前記湾曲した円筒に電圧電位を適用するように構成されている、制御システムと、を更に備える、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(7) 前記電圧電位が、前記作動力に比例する、実施態様6に記載の外科用器具システム。
(8) 前記電圧電位が、前記作動力に線形比例する、実施態様7に記載の外科用器具システム。
(9) 前記湾曲した円筒が、前記湾曲した円筒に適用される前記電圧電位の大きさに比例して拡張する、実施態様7に記載の外科用器具システム。
(10) 前記ハンドルが、側壁を含む空洞を含み、前記湾曲した円筒が、前記空洞内に位置付けられ、前記側壁は、把持力が前記湾曲した近位部分に適用されるように、電圧電位が前記湾曲した円筒に適用されるときに、前記湾曲した円筒の拡張を防止する、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(11) 前記エンドエフェクタが、患者の組織にクリップを適用するように構成された圧着機構を含み、前記圧着機構が、前記作動ロッドによって駆動される、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(12) 前記エンドエフェクタが、患者の組織にステープルを適用するように構成され、前記ステープルが、前記作動ロッドによってステープルカートリッジから押し出される、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(13) 前記エンドエフェクタが、患者の組織に縫合糸を適用するように構成された針を含み、前記針が、前記作動ロッドによって駆動される、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(14) 前記エンドエフェクタが、組織を把持するように構成されたジョーを含み、前記作動ロッドが、前記ジョーを閉鎖する、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(15) 前記エンドエフェクタが、組織を切開するように構成されたジョーを含み、前記作動ロッドが、前記ジョーを開放する、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(16) 前記エンドエフェクタが、組織を電気エネルギーで切除するように構成されている、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(17) 前記エンドエフェクタが、少なくとも1つの電極を含み、RFエネルギーを組織に印加するように構成されている、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(18) 前記ハンドルが、変換器を含み、前記エンドエフェクタが、振動エネルギーを組織に印加するように構成されている、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(19) 前記エンドエフェクタが、組織を切断するように構成されたナイフを含み、前記ナイフが、前記作動ロッドによって遠位方向に押される、実施態様1に記載の外科用器具システム。
(20) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
前記作動トリガの一部分を囲繞する円筒であって、少なくとも1つの電気活性ポリマーを含む、円筒と、を含む、ハンドルアセンブリと、
電源と、
モータと、
作動力を伝達するように構成された作動部材と、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記円筒と通信する制御システムであって、前記作動力に応答して、前記電源から前記円筒に電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記円筒が、前記作動力の前記大きさを示す把持力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。
(21) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、ハンドルアセンブリと、
電圧源と、
電気モータと、
作動力を伝達するように構成された作動部材と、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記作動力に応答して、前記電圧源から前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記作動力の前記大きさに比例する把持力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。
(22) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、ハンドルアセンブリと、
電源と、
前記電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、
作動力を伝達するように構成された前記電気モータに動作可能に連結された作動部材と、
前記電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記電流に応答して、前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記電流の前記大きさに比例する把持力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。
(23) ロボット外科用器具システムであって、
外科用ロボットと、
前記外科用ロボットを制御するように構成されたコンソールであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、コンソールと、
電源と、
前記電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、
作動力を伝達するように構成された前記電気モータに動作可能に連結された作動部材と、
前記電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記電流に応答して、前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記電流の前記大きさに比例する把持力を前記作動トリガに印加する、ロボット外科用器具システム。
(24) ロボット外科用器具システムであって、
外科用ロボットと、
前記外科用ロボットを制御するように構成されたコンソールであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、コンソールと、
電圧源と、
電気モータと、
作動力を伝達するように構成された作動部材と、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記作動力に応答して、前記電圧源から前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記作動力の前記大きさに比例する把持力を前記作動トリガに印加する、ロボット外科用器具システム。
(25) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、ハンドルアセンブリと、
電圧源と、
電気モータと、
作動力を伝達するように構成された作動部材と、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記作動力に応答して、前記電圧源から前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記作動力の前記大きさに比例する摩擦力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。
(26) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、ハンドルアセンブリと、
電圧源と、
電気モータと、
作動力を伝達するように構成された作動部材と、
前記作動力の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記作動力に応答して、前記電圧源から前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記作動力の前記大きさに比例する抵抗力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。
(27) 外科用器具システムであって、
ハンドルアセンブリであって、
作動トリガと、
電気活性ポリマーアクチュエータと、を含む、ハンドルアセンブリと、
電源と、
前記電源から電流を引き込むように構成された電気モータと、
作動力を伝達するように構成された前記電気モータに動作可能に連結された作動部材と、
前記電流の大きさを検出するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステム及び前記電気活性ポリマーアクチュエータと通信する制御システムであって、前記電流に応答して、前記電気活性ポリマーアクチュエータに電圧電位を印加するように構成されている、制御システムと、を備え、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、前記電流の前記大きさに比例する抵抗力を前記作動トリガに印加する、外科用器具システム。