本開示の実施形態が、付随する図面を参照して本明細書に説明される。
図1Aは、本開示による、医療ワークステーションおよび動作コンソールの概略図である。
図1Bは、図1Aの医療ワークステーションの制御デバイスのモータの斜視図である。
図2は、本開示の実施形態による、器具駆動アセンブリの斜視図である。
図3は、図2の器具駆動アセンブリの後面斜視図である。
図4は、図3の切断線4−4に沿って得られた図2の器具駆動アセンブリの斜視断面図である。
図5Aは、種々の部分がそれから除去された図2の器具駆動アセンブリの後面斜視図である。
図5Bは、図5Aの器具駆動アセンブリの正面斜視図である。
図6は、器具駆動シャフトと結合された図2の器具駆動アセンブリの内側駆動アセンブリおよび駆動部材の斜視図である。
図7は、図6の詳細の面積の斜視図である。
図8Aは、遠位位置に結合アセンブリを伴う図3の切断線8−8に沿って得られた図2の器具駆動アセンブリの側面断面図である。
図8Bは、近位位置に結合アセンブリを伴う図3の切断線8−8に沿って得られた図2の器具駆動アセンブリの側面断面図である。
図9は、図8Aの詳細の面積の側面図である。
図10は、図2の切断線10−10に沿って得られた図2の器具駆動アセンブリの側面断面図である。
図11は、本開示の別の実施形態による、器具駆動アセンブリの斜視図である。
図12は、図11の器具駆動アセンブリの正面斜視図である。
図13は、図11の器具駆動アセンブリの後面斜視図である。
図14は、図13の切断線14−14に沿って得られた図12の器具駆動アセンブリの斜視断面図である。
図15は、図11の器具駆動アセンブリの部品分離図である。
図16は、種々の部品が除去された、図11の器具駆動アセンブリの正面斜視図である。
図17は、図13の切断線17−17に沿って得られた図12の器具駆動アセンブリの側面断面図である。
図18A−18Cは、器具スリーブの挿入中の種々の作動状態時の図11の器具駆動アセンブリの保持機構の側面図である。
図18A−18Cは、器具スリーブの挿入中の種々の作動状態時の図11の器具駆動アセンブリの保持機構の側面図である。
図19A−19Dは、器具スリーブの除去中の種々の作動状態時の図18A−Cの保持機構の側面図である。
図19A−19Dは、器具スリーブの除去中の種々の作動状態時の図18A−Cの保持機構の側面図である。
図20A−20Cは、それとの器具駆動シャフトの結合中の種々の作動状態時の図11の器具駆動アセンブリの側面図である。
図21Aは、器具駆動シャフトと結合された図11の器具駆動アセンブリの駆動アセンブリおよび駆動リンクの斜視図である。
図21Bは、図21Aの詳細の面積の斜視図である。
図22は、本開示の別の実施形態による、器具駆動アセンブリの後面斜視図である。
図23は、図22の切断線23−23に沿って得られた図22の器具駆動アセンブリの斜視断面図である。
図24は、図22の器具駆動アセンブリの部品が分離された斜視図である。
図25は、種々の部品が除去された、図22の器具駆動アセンブリの正面斜視図である。
図26は、図22の切断線26−26に沿って得られた図22の器具駆動アセンブリの側面断面図である。
図27Aおよび27Bは、それぞれ、第1の位置および第2の位置における図22の器具駆動アセンブリの保持機構のボタンおよびラッチプレートの上面図である。
図28A−28Dは、種々の作動状態時の図22の器具駆動アセンブリの保持機構の側面斜視図および断面である。
図28A−28Dは、種々の作動状態時の図22の器具駆動アセンブリの保持機構の側面斜視図および断面である。
図29Aおよび29Bは、器具スリーブの挿入中の種々の作動状態時の図28A−28Dの保持機構の斜視図であり、図29Cは、上面図である。
図29Aおよび29Bは、器具スリーブの挿入中の種々の作動状態時の図28A−28Dの保持機構の斜視図であり、図29Cは、上面図である。
図30A−30Cは、それとの器具駆動シャフトの結合中の種々の作動状態時の図22の器具駆動アセンブリの結合アセンブリの側面断面図である。
図31Aは、器具駆動シャフトと結合された図22の器具駆動アセンブリの駆動アセンブリおよび駆動リンクの斜視図である。
図31Bは、図31Aの詳細のエリアの斜視図である。
図32は、手術器具の別の実施形態と結合された器具駆動アセンブリの別の実施形態の斜視図である。
図33は、図32の切断線33−33に沿って得られるような図32の手術器具の拡大断面図である。
図34は、図33の端面図である。
本開示される器具駆動アセンブリの実施形態は、同様の参照番号が、いくつかの図の各々において同じまたは対応する要素を指定する図面を参照して詳細に説明される。当技術分野で使用されるように、用語「遠位」は、ユーザからより遠い器具またはその一部の位置を指し、用語「近位」は、ユーザにより近い器具またはその一部の位置を指す。加えて、例えば、水平、垂直、上部、上側、下側、底部、左、および右等の全ての空間的言及は、例証目的のためのみであり、本開示の範囲内で変動させられることができる。例えば、言及「上側」および「下側」は、相対的であり、他方との関連のみで使用され、必ずしも「上位」および「下位」ではなく、逆も同様である。
最初に図1Aおよび1Bを参照すると、医療ワークステーションは、概して、ワークステーション1として示され、概して、複数のロボットアーム2、3と、制御デバイス4と、制御デバイス4と結合される動作コンソール5とを含む。動作コンソール5は、特に3次元画像を表示するように設定されるディスプレイデバイス6と、それを用いて、個人(図示せず)、例えば、外科医が、原則として当業者に公知であるように、第1の動作モードでロボットアーム2、3を遠隔操作することができる手動入力デバイス7、8とを含む。
ロボットアーム2、3の各々は、継手を通して接続される複数の部材と、器具制御ユニット100とを含み、器具制御ユニット100は、例えば、手術器具1000の器具駆動アセンブリ200に取り付けられ得る、手術器具1000は、例えば、一対のジョー部材、電気手術鉗子、切断器具、または任意の他の内視鏡もしくは切開手術デバイスを含むエンドエフェクタ(図示せず)を支持する。器具制御ユニット100と共に使用するためのエンドエフェクタの構造および動作の詳細な議論および例証的例に関して、2014年10月20日に出願され(国際特許出願第WO2015/088647号)、「Wrist and Jaw Assemblies for Robotic Surgical Systems」と題され、現在は米国特許出願第US2016/0303743号である共同所有された国際特許出願第PCT/US14/61329号(その内容全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる)が、参照され得る。
ロボットアーム2、3は、制御デバイス4に接続される電気駆動部(図示せず)によって駆動され得る。制御デバイス4(例えば、コンピュータ)は、ロボットアーム2、3、器具制御ユニット100、したがって、手術器具10が、手動入力デバイス7、8を用いて画定される移動に従って、所望の移動または関節運動を実行するような方法で、特に、コンピュータプログラムを用いて、駆動部をアクティブにするように設定される。制御デバイス4は、それがロボットアーム2、3および/または駆動部の移動を調整するような方法でも設定され得る。
医療ワークステーション1は、手術器具1000を用いて切開手術または低侵襲様式で治療されるべき患者台12上に横たわる患者13上への使用のために構成されている。医療ワークステーション1は、3つ以上のロボットアーム2、3も含み得、追加のロボットアームが、同様に制御デバイス4に接続され、動作コンソール5を用いて遠隔操作可能である。器具制御ユニットおよび手術器具も、追加のロボットアームに取り付けられ得る。医療ワークステーション1は、データベース14を含み得、データベース14は、特に、例えば、制御デバイス4に、またはそれと結合され、患者13および/または解剖図解書からの術前データが、データベース14に記憶され得る。
医療ワークステーション1の構造および動作の詳細な議論に関して、2011年11月3日に出願され、「Medical Workstation」と題された米国特許第8,828,023号(その内容全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる)が、参照され得る。
制御デバイス4は、複数のモータ(例えば、「M1」−「M6」)を制御し得る。モータ「M」は、器具制御ユニット100の一部であり、および/または、器具制御ユニット100の外部に配置され得る。モータ「M」(例えば、器具制御ユニット100の外部に位置するモータ「M」)は、クラウン歯車「CG」(図1B)等を回転させるように構成され得、クラウン歯車CGは、モータ「M」のうちの少なくともいくつかの回転可能シャフトにキー固定されるか、または、それに非回転可能に支持されるか、または、ケーブルに作用し、ケーブルの長さを引き込み、またはそれを外に出し、ロボットアーム2、3を作動させる。使用時、モータ「M」が駆動されると、クラウン歯車「CG」の回転は、下で議論されるように、手術器具1000の器具駆動アセンブリ200、およびそれに取り付けられたエンドエフェクタの動作、移動、および/または関節運動をもたらす。さらに、少なくとも1つのモータ「M」は、(例えば、制御デバイス4から)信号を無線で受信することが想定される。制御デバイス4が、種々のモータ(モータ1・・・n)のアクティブ化を調整し、ロボットアーム2、3および/または手術器具1000の動作、移動、および/または、関節運動を調整することが想定される。各モータが器具制御ユニット100と係合されるロボットアーム2、3、および/または手術器具1000の別個の自由度に対応し得ることが想定される。さらに、全モータ(モータ1・・・n)を含む2つ以上のモータが、各自由度のために使用されることが想定される。
ここで、図2−13を参照すると、器具駆動アセンブリ200は、その近位端201において器具制御ユニット100に係合し、その遠位端202において手術器具1000に結合するように構成され、手術器具1000は、本明細書に説明されるように、器具駆動アセンブリ200から遠位に延びている。器具駆動アセンブリ200は、(例えば、モータ「M」を介して)器具制御ユニット100によって供給される回転移動を駆動部材380(図5Aおよび7−10)の縦方向移動に移し、手術器具1000の種々の機能をもたらすように構成されている。
図2および8−10を参照すると、器具駆動アセンブリ200は、近位筐体210と、遠位筐体220とを含む筐体アセンブリ205を含む。近位筐体210および遠位筐体220は、互いに解放可能に結合可能であり、それは、器具駆動アセンブリ200の組立を促進し得、少なくとも部分的にその中に収納される部品のアクセス、修理、および/または交換を促進し得る。筐体アセンブリ205は、その中に内側駆動アセンブリ300(図7)を収納するための(図4で最良に図示されるような)少なくとも1つのボア207を画定する。筐体アセンブリ205は、4つの別個のボア207を含み、各ボア207は、互いに少なくとも部分的に分離され、各ボア207は、別個の単一内側駆動アセンブリ300を収納するように構成されることが、想定される。加えて、下で議論されるように、各それぞれのボア207は、その中に縦方向に延びているチャネル206(例えば、4つのチャネル206)を含む(図4)。各チャネル206は、下で説明されるように、駆動ナット350(図7)のレール353をスライドして受け入れるように構成されている。図示される実施形態において、器具駆動アセンブリ200は、4つの内側駆動アセンブリ300を含むが、しかしながら、器具駆動アセンブリ200は、本開示の範囲から逸脱することなく、より多い(例えば、5つまたは6つ)またはより少ない(例えば、3つ)内側駆動アセンブリ300を含み得る。全ての内側駆動アセンブリ300、または選択数の内側駆動アセンブリは、1つ以上のそれぞれの駆動部材380に結合され得る一方で、例示的説明図は、下で説明されるように、駆動部材380に結合される単数の内側駆動アセンブリ300を提供することが、さらに想定される。
図3、4、および7を参照すると、各内側駆動アセンブリ300は、近位歯車310と、近位軸受320と、遠位軸受330と、駆動ねじ340と、駆動ナット350とを含む。駆動ねじ340は、近位部分342と、近位シャフト343と、ねじ山付き部分345と、遠位シャフト344とを含み、その半径方向中心を通って延びている縦軸「A−A」を画定する(図7)。近位歯車310は、クラウン歯車「CG」の回転が、近位歯車310の対応する回転を引き起こすように、器具制御ユニット100の器具制御歯車(例えば、モータ「M」のクラウン歯車「CG」)と直接または間接的に係合するように構成されている。近位歯車310は、モータ「M」のクラウン歯車「CG」と嵌め合う、および/または噛合するように構成されたクラウン歯車「CG」であり得る。近位歯車310は、駆動ねじ340の近位部分342に機械的に係合するように構成されたそれを通して縦方向に延びている開口312を含む。示されるように、開口312および駆動ねじ340の近位部分342は、近位歯車310および駆動ねじ340が互いにキー固定され、それらの間に回転固定された接続をもたらすように、対応する非円形断面を有する。近位歯車310の回転は、対応する回転方向および率で縦軸「A」の周りに駆動ねじ340を回転させる。
駆動ナット350は、駆動ねじ340のねじ山付き部分345に機械的に係合するように構成されたそれを通して縦方向に延びているねじ山付き開口352を含む。すなわち、駆動ナット350および駆動ねじ340は、互いにねじ式で係合される。駆動ナット350は、その外面に沿って縦方向に延びているレール353を含み、筐体アセンブリ205のボア207に形成された縦方向に延びているチャネル206内にスライド可能に配置されるように構成される(図6および9)。駆動ナット350のレール353は、ボア207のチャネル206と協働し、駆動ねじ340が回転されるとき、駆動ナット350が縦軸「A」の周りに回転することを阻止または防止する。故に、駆動ナット350は、駆動ねじ340の回転が、駆動ナット350の縦方向平行移動を引き起こすような様式で、駆動ねじ340上に位置付けられるように構成されている。より具体的に、第1の方向(例えば、時計回り)への近位歯車310の回転は、駆動ねじ340を対応する第1の方向に回転させ、駆動ナット350を近位歯車310に対して第1の縦方向に(例えば、近位に)平行移動させ、第2の方向(例えば、反時計回り)への近位歯車310の回転は、駆動ねじ340を対応する第2の方向に回転させ、駆動ナット350を近位歯車310に対して第2の縦方向に(例えば、遠位に)平行移動させる。
駆動ナット350は、ねじ山付き開口352から側方にオフセットされ、ねじ山付き開口352と平行なボア孔354をさらに画定する。ボア孔354は、下で議論されるように、駆動ナット350が駆動部材380に結合され得るように、内面上にねじ山を画定し得ることが想定される。
図示されるように(図5Aおよび9)、1つの内側駆動アセンブリ300の駆動ナット350は、駆動部材380に結合され、駆動部材380は、例えば、下で説明されるような駆動バーまたはプッシュバーを画定し得る。互いに側方にオフセットされた2つのボア孔362、364を画定するリンクバー360は、駆動ナット350と駆動部材380とを結合するように構成される(図7および9)。それぞれのリンクバー360が、各それぞれの内側駆動アセンブリ300のために提供され得るか、または、選択数のリンクバー360が、選択数の内側駆動アセンブリ300のために提供され、それによって、それぞれの内側駆動アセンブリ300の各駆動ナット350が、それぞれの駆動部材380または同じ駆動部材380に結合され得ることが想定される。
リンクバー360は、駆動ナット350、リンクバー360、および駆動部材380が、1つの単一体から成るように、駆動ナット350、駆動部材380、または、駆動ナット350および駆動部材380の両方とモノリシックに形成され得る。代替として、駆動ナット350、リンクバー360、および駆動部材380は、例えば、ねじまたはボルトを利用することによる等、当業者に公知である任意の機械的手段によって、留められ得る。そのような実施形態において、リンクバー360のボア孔362、364は、ボルトまたはねじが、リンクバー360と駆動ナット350との間、および、リンクバー360と駆動部材380との間にねじ式に係合され得るように、その内面上にねじ山を画定し得る。より具体的に、ねじが、リンクバー360のボア孔362および駆動ナット350のボア孔354を通してねじ式に係合され、それによって、それらにリンクバー360を固定し得る。追加のねじが、リンクバー360のボア孔364および駆動部材380のボア孔382を通してねじ式に係合され、それによって、それらにリンクバー360を固定し得る。駆動ナット350が駆動部材380に結合されると、近位歯車310に対する駆動ナット350の近位および遠位平行移動が、下でさらに詳細に議論されるように、駆動部材380の対応する近位または遠位平行移動をもたらすことを理解されたい。
内側駆動アセンブリ300および筐体アセンブリ205が組み立てられると、近位軸受320は、近位筐体210の近位軸受空洞211内に配置され、遠位軸受330は、遠位筐体220の遠位軸受空洞212内に配置される(図9)。近位軸受320および遠位軸受330の各々は、筐体アセンブリ205に対して駆動ねじ340の回転を促進し、それぞれ、駆動ナット350のための近位および遠位停止部としての役割をさらに果たし得る。
駆動部材380は、筐体アセンブリ205の中心ボア208(図8−10)を通してリンクバー360から遠位に延び、本明細書に説明されるように、手術器具1000の一部に機械的に係合するように構成されている。駆動部材380の縦方向平行移動は、手術器具1000の遠位端に配置されるエンドエフェクタの機能を駆動するように構成されている。例えば、手術器具1000は、駆動部材380の遠位平行移動が、互いに対して接近するように移動するようにクランプ締めデバイスの一対のジョー部分を向かわせるように構成された第1の端部エフェクタを含み得、駆動部材380の近位平行移動は、他のジョー部材に対して間隔を置かれた位置に少なくとも1つのジョー部材を移動させるように構成され得る。駆動部材380の近位および遠位平行移動は、例えば、切断刃の作動、および/または、組織等への電気手術エネルギーの送達の開始等のそれぞれの手術器具1000の任意の数の独特のエンドエフェクタの動作、関節運動、または作動をもたらすように構成され得ることを理解されたい。
図2、8A、および8Bを参照して、器具駆動アセンブリ200へ、より具体的に、筐体アセンブリ205および駆動部材380への手術器具1000の係合が、説明されるであろう。筐体アセンブリ205は、筐体アセンブリ205の遠位端202の遠位に配置される結合アセンブリ500をさらに含む。結合アセンブリ500は、手術器具1000を筐体アセンブリ205に解放可能に結合し、手術器具1000の器具駆動シャフト1020を駆動部材380に解放可能に結合する役割を果たす(図8A−10)。
簡潔に、手術器具1000は、その中に器具駆動シャフト1020の少なくとも一部を受け取るように構成された縦方向に延びている管腔1012を画定する器具スリーブ1010と、器具駆動シャフト1020の遠位端に結合され、それに配置されたエンドエフェクタ(図示せず)とを含み得る。器具駆動シャフト1020は、器具駆動シャフト1020が、例えば、それらの間で組織を把持するための第1および第2のジョー部材の接近、組織を切断するためのナイフ刃の前進、エンドエフェクタの向きおよび/または方向の関節運動、および/または、本明細書に説明されるか、または、当技術分野で公知である任意の他の機能等のエンドエフェクタの作動、関節運動、および/または発射を制御するように、器具スリーブ1010の管腔1012内で縦方向に平行移動するように構成されている。より具体的に、器具スリーブ1010に対する器具駆動シャフト1020の近位および遠位平行移動を通して、器具駆動シャフト1020は、エンドエフェクタを作動させる。例えば、第1の方向への(例えば、遠位に)器具駆動シャフト1020の平行移動は、組織がそれらの間に配置され得るように、第1および第2のジョー部材(図示せず)を互いに対して間隔を置かれた構成に移動し得、第2の方向への(例えば、近位に)器具駆動シャフト1020の平行移動は、それらの間に配置される組織がしっかりと把持されるように、第1および第2のジョー部材を互いに対して接近構成に移動し得る。上記の例は、本質的に例示的であり、器具駆動シャフト1020およびエンドエフェクタは、任意の数の方法で作動するように構成され得ることを理解されたい。
図8A−10を参照すると、結合管400が、筐体アセンブリ205と結合アセンブリ500とを相互接続する役割を果たす。結合管400は、筐体アセンブリ205の遠位筐体220の遠位空洞250内に配置された近位部分402を含み、それから遠位に延びている。遠位空洞250は、筐体アセンブリ205の中心ボア208と同軸であり、その中に結合管400の直径を受け取るように構成されている。図示されるように、結合管400の縦方向に延びている管腔410は、駆動部材380の一部がそれを通して平行移動可能であるように、その中に駆動部材380の遠位部分390をスライドして受け取るように構成されている。結合管400は、下で議論されるように、結合アセンブリ500がその上でスライド可能に支持されるように、結合アセンブリ500の縦方向空洞510を通して遠位に延びている。したがって、筐体アセンブリ205の中心ボア208、駆動部材380、結合管400、および結合アセンブリ500の縦方向空洞510が同軸であることを理解されたい。
結合アセンブリ500は、筐体アセンブリ205に対して近位位置(図8B)と遠位位置(図8A)との間で結合管400に沿って縦方向に平行移動可能である。下で説明されるであろうように、近位位置において、手術器具1000の器具スリーブ1010は、結合アセンブリ500に解放可能に結合され、器具駆動シャフト1020は、駆動部材380に解放可能に結合され、遠位位置において、器具スリーブ1010は、結合アセンブリ500にしっかりと結合され、器具駆動シャフト1020は、駆動部材380にしっかりと結合される。結合アセンブリ500は、加えて、結合中、器具駆動シャフト1020と駆動部材380との整列を補助し得ることが想定される。
より具体的に、手術器具1000の器具スリーブ1010は、結合管400の遠位開口部404の中にスライド可能に挿入される。器具スリーブ1010の外面から外向きに延びている切り欠き1014は、手術器具1000の器具スリーブ1010が結合管400の中に完全に挿入されると、結合管400の遠位端404に接触するように構成されている。さらに、結合アセンブリ500は、手術器具1000の器具スリーブ1010が、結合管400内で解放可能に保持または固定され、したがって、結合アセンブリ500、したがって、筐体アセンブリ205に解放可能に固定されるように、保持機構550を提供することが想定される。下で本明細書に説明されるであろうように、保持機構550は、係止構成と係止解除構成との間で遷移可能である。
手術器具1000の器具スリーブ1010が、結合管400内で近位にスライドすると、結合アセンブリ500の縦方向空洞510内に配置されるボタンまたは付勢部材552は、器具スリーブ1010の外面上に配置される陥凹1015に係合するように構成されることが想定される。図8Aおよび8Bに最良に図示されるように、ボタン552は、それが結合管400の一部を通して延びている放射状空洞405内に存在するように、縦方向空洞510内に配置され得る。ボタン552は、結合管400の縦軸「B」(図8A)に対して半径方向内向きに平行移動して、係止構成で手術器具1000の器具スリーブ1010に係合し、半径方向外向きに平行移動して(図8B)、係止解除構成で器具スリーブ1010を係合解除することを理解されたい。ボタン552が係止構成であると、ボタン552は、結合管400内の手術器具1000の器具スリーブ1010の縦方向平行移動が阻止されるように、陥凹1015と係合され、係止解除構成において、ボタン552は、器具スリーブ1010が結合管400内で近位および遠位に自由にスライドするように、陥凹1015から係合解除される。放射状空洞405は、ボタン552が係止構成と係止解除構成との間で作動するとき、ボタン552が、結合管400およびその中に挿入された手術器具1000の器具スリーブ1010と垂直に平行移動するように、結合管400の縦軸「B」を横断し得る。代替として、放射状空洞405およびボタン552は、ボタン552が、手術器具1000の器具スリーブ1010の陥凹1015と係合するように、および係合から外されるようにスライドするように、ボタン552が結合管400の縦軸「B」に対してある角度で平行移動するように構成され得る。
さらに、保持機構550は、結合管400の遠位端404の近位に配置され、手術器具1000の器具スリーブ1010が、保持部材550のボタン552に係合することに先立って、初期距離を近位方向に結合管400内でスライドし得ることが想定される。さらに、付勢部材555は、結合アセンブリ500の縦方向空洞510内に配置され、ボタン552を係止構成に付勢するように構成され得ることが想定される。付勢部材555は、ボタン552と縦方向空洞510および/または結合管400との両方と接触して放射状空洞405内に配置されたばね要素を含み得る。ボタン552が係止構成に付勢された状態で、器具スリーブ1010が近位にスライドすると、付勢部材555は、克服され、ボタン552は、係止解除構成まで半径方向外向きに押しやられる。器具スリーブ1010が初期距離を近位に平行移動させられると、陥凹1015は、ボタン552と整列させられ、ボタン552が係止構成に戻ることを可能にする。
上で参照されるように、筐体アセンブリ205の結合アセンブリ500は、筐体アセンブリ205に対して近位位置と遠位位置との間で結合管400上でスライド可能に支持される。結合アセンブリ500が、遠位位置、例えば、係止構成にあると、保持機構550のボタン552は、手術器具1000の器具スリーブ1010に対して係止構成で維持され、結合アセンブリ500が、近位位置、例えば、係止解除構成にあると、ボタン552は、器具スリーブ1010に対して係止解除構成まで作動させられ得る。したがって、結合アセンブリ500の平行移動は、手術器具1000の器具スリーブ1010の係止および係止解除を可能にする。
結合アセンブリ500の縦方向空洞510の遠位部分511が、結合アセンブリ500が近位位置にあるとき、縦方向空洞510の遠位部分511がボタン552と整列するように、より大きい直径を画定し、それによって、ボタン552が、その中に配置され、したがって、手術器具1000の器具スリーブ1010に対して係止解除構成まで半径方向外向きに平行移動させられることを可能にすることを理解されたい。
結合アセンブリ500は、結合アセンブリ500が、遠位位置、例えば、係止構成に付勢されるように、付勢要素580をさらに含むことが想定される。例示的説明図において、付勢要素580は、縦方向空洞510の近位部分509内に配置されるが、しかしながら、付勢要素580は、結合アセンブリ500の任意の部分内に配置され得ることが想定される。より具体的に、器具駆動アセンブリ200から手術器具1000を結合解除するとき、結合アセンブリ500は、近位に平行移動させられ、それによって、ボタン552は、結合アセンブリ500の縦方向空洞510の遠位部分511と整列し、かつ、ボタン552は、器具スリーブ1010の陥凹1015との係合から外れるように半径方向外向きに平行移動し得る。ボタン552が係合解除されると、器具スリーブ1010は、遠位にスライドし、結合管400および器具駆動アセンブリ200から除去されることを可能にされる。
図7−9を参照すると、内側駆動アセンブリ300の駆動部材380と手術器具1000の器具駆動シャフト1020との係合が、議論されるであろう。図7で最良に図示されるように、駆動部材380の遠位部分382は、係合領域386を画定する。駆動部材380の係合領域386は、複数の縦方向に延びているスリット384を含み、各スリット384は、駆動部材380の遠位端388の円周の周りに配置され、駆動部材380の一部に沿って遠位端388から近位に延びている。複数の縦方向に延びているスリット384の結果として、駆動部材380の係合領域386は、拡張可能リーフ特徴を形成し、したがって、それは、半径方向外向きに曲がり、係合領域386との手術器具1000の器具駆動シャフト1020の解放可能な結合を促進し得る。さらに、駆動部材380の保持領域386の内面は、下で説明されるように、手術器具1000の器具駆動シャフト1020の結合ボール1022を受け取るように構成された弓状空洞、例えば、ソケット継手を画定し得ることが想定される。駆動部材380の係合領域386は、その内側に面する表面上の駆動部材380の遠位端388に配置される保持フック385をさらに含み、保持フック385は、係合領域386内の器具駆動シャフト1020の結合ボール1022の保持を促進することが想定される。
より具体的に、手術器具1000の器具駆動シャフト1020は、その近位端1021から近位に延びているネック1024を含み、結合ボール1022(図7に想像線で示される)は、ネック1024の近位端1023に配置される。結合ボール1022、ネック1024、および器具駆動シャフト1020は、当技術分野で公知である任意の手段によって結合され得、および/または、モノリシックに形成され得ることが想定される。ネック1024の直径は、結合ボール1022の直径よりも小さくあり得、結合ボール1022が駆動部材380の保持領域386内で受け取られると、保持領域386の保持フック385は、結合ボール1022を包囲および封入し、したがって、保持領域386内でのさらなる固定を提供する。内側駆動アセンブリ300の駆動部材380と手術器具1000の器具駆動シャフト1020とを結合するとき、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022は、駆動部材380の保持領域386と接近させられる。器具駆動シャフト1020が、駆動部材380に対して近位に移動させられると、結合ボール1022は、保持領域386が半径方向外向きに曲がるようにし、結合ボール1022が、その中に受け取られる。結合ボール1022が、保持領域386内で受け取られると、結合ボール1022は、それによって、駆動部材380に解放可能に結合される。駆動部材380が器具駆動シャフト1020に結合されると、駆動部材380の近位および遠位平行移動は、器具駆動バー1020の対応する近位および遠位平行移動を導く。
内側駆動アセンブリ300の駆動部材380から手術器具1000の器具駆動シャフト1020を結合解除するために、器具駆動バー1020は、結合ボール1022が保持領域386から引き出され、それから解放されるように、駆動部材380に対して遠位に移動させられる。
使用中、器具駆動アセンブリ200が、アクティブ状態であると(例えば、器具制御ユニット100のモータ「M」が近位歯車310を回転させるとき)、近位歯車310の回転は、駆動ねじ340の対応する回転をもたらす。駆動ねじ340の回転は、駆動ねじ340のねじ山付き部分345と駆動ナット350のねじ山付き開口352との間の係合に起因して、駆動ナット350の縦方向平行移動を引き起こす。上で議論されるように、近位歯車310、したがって、駆動ねじ340の回転方向は、駆動ナット350の縦方向平行移動の方向を決定する。手術器具1000の器具スリーブ1010が、結合アセンブリ500に結合され、器具駆動シャフト1020が、駆動部材380に結合されると、近位歯車310の回転は、駆動部材380および器具駆動シャフト1020の直線平行移動を導く。より具体的に、第1の方向(例えば、時計回り)への近位歯車310の回転は、駆動ねじ340に対応する第1の方向に回転させ、駆動ナット350を近位歯車310に対して第1の縦方向に(例えば、近位に)平行移動させ、それは、駆動部材380および器具駆動シャフト1020を対応する第1の縦方向に(例えば、近位に)平行移動させる。第2の方向(例えば、反時計回り)への近位歯車310の回転は、駆動ねじ340に対応する第2の方向に回転させ、駆動ナット350を近位歯車310に対して第2の縦方向に(例えば、遠位に)平行移動させ、それは、駆動部材380および器具駆動シャフト1020を対応する第2の縦方向に(例えば、遠位に)平行移動させる。
図11−21Bを参照すると、本開示による器具駆動アセンブリ200の代替実施形態が、器具駆動アセンブリ2000を参照して説明されるであろう。下で議論されるように、手術器具1000の器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020も、器具駆動アセンブリ2000に解放可能に結合可能である。
図11、12、および15を参照すると、器具駆動アセンブリ2000は、第1の側面2001および第2の側面2002を有する筐体アセンブリ2005を含み、第1および第2の側面2001、2002は、それらの間に空洞2020を画定する。筐体アセンブリ2005は、その近位端2003において支持される近位端プレート2010と、その遠位端2004において支持される遠位端プレート2030と、空洞2020内に支持される駆動アセンブリ2300と、空洞2020内に支持される内部プレート2040と、空洞2020内に配置される結合アセンブリ2500と、遠位端プレート2030によって支持され、その遠位に延びている結合管2400とをさらに含む。図15に最良に図示されるように、筐体アセンブリ2005の第1および第2の側面2001、2002は、シェルの2つの半分としての機能を果たし、近位端プレート2010は、近位壁としての機能を果たし、遠位端プレート2030は、遠位壁としての機能を果たす。筐体アセンブリ2005は、第1の側面2001、第2の側面2002、および/または第1および第2の側面2001、2002の両方の上に配置された解放機構2006をさらに含む。筐体アセンブリ2005の解放機構2006は、器具駆動アセンブリ2000と器具制御ユニット1000とを結合および結合解除するための迅速かつ容易な手段を提供する役割を果たす。
筐体アセンブリ2005の近位端プレート2010は、その中に少なくとも1つの貫通孔2011を画定し、実施形態において、近位端プレート2010がその中に4つの貫通孔2011を画定し得ることが想定される。各貫通孔2011は、近位歯車2310が、器具制御ユニット100の器具制御歯車に係合し得るように、それを通して駆動アセンブリ2300の近位歯車2310を受け取るように構成されている。
筐体アセンブリ2005の遠位端プレート2030は、少なくとも1つのロッド受け取り部分2032と、少なくとも1つの遠位軸受空洞2039とを含み、ロッド受け取り部分2032および遠位軸受空洞2039は、遠位端プレート2030の近位表面2036上に配置される。実施形態において、遠位端プレート2030は、互いに側方にオフセットされた一対のロッド受け取り部分2032を含み得ることが想定される。遠位端プレート2030は、細長い空洞2034をさらに画定し、細長い空洞2034が、遠位端プレート2030の外縁2038から内向きに延び、筐体アセンブリ2005の縦軸「C」(図11および17)と整列する。筐体アセンブリ2005の遠位端プレート2030の細長い空洞2034は、結合管2400を支持するように構成された略「U」字形空洞を画定し、それによって、下で説明されるように、結合管2400が、その中に支持され、筐体アセンブリ2005の空洞2020から遠位に延びることが想定される。
筐体アセンブリ2005の内部プレート2040は、筐体アセンブリ2005の縦軸「C」に対して同軸である第1の貫通孔2042、縦軸「C」から側方にオフセットされ、近位端プレート2010の少なくとも1つの貫通孔2011と同軸である第2の貫通孔2044、および縦軸「C」から側方にオフセットされた少なくとも1つのロッド受け取り部分2046を画定する。内部プレート2040の側縁2048は、筐体アセンブリ2005の第1および第2の側面2001、2002の両方の内面2022内に画定されるチャネル2021内に支持され、内部プレート2040は、筐体アセンブリ2005の中に固定される。内部プレート2040は、筐体アセンブリ2005のための構造支持を提供し、下で議論されるような駆動アセンブリ2300のための支持をさらに提供することが想定される。
図15−17を参照すると、筐体アセンブリ2005の駆動アセンブリ2300が、さらに説明されるであろう。筐体アセンブリ2005の駆動アセンブリ2300は、近位歯車2310と、近位軸受2320と、遠位軸受2330と、駆動ねじ2340と、駆動プレート2350と、ガイドロッド2360とを含む。駆動ねじ2340は、近位部分2342と、近位シャフト2343と、ねじ山付き部分2345と、遠位シャフト2344とを含み、その半径方向中心を通して延びている縦軸「D」を画定する(図16)。近位歯車2310は、クラウン歯車「CG」の回転が、近位歯車2310の対応する回転を引き起こすように、器具制御ユニット100の器具制御歯車(例えば、モータ「M」のクラウン歯車「CG」)と係合するように構成されている。近位歯車2310は、モータ「M」のクラウン歯車「CG」と嵌め合う、および/または噛合するように構成されたクラウン歯車「CG」であり得る。近位歯車2310は、駆動ねじ2340の近位部分2342に機械的に係合するように構成されたそれを通して縦方向に延びている開口2312を含む。図示されるように、開口2312および駆動ねじ2340の近位部分2342は、近位歯車2310と駆動ねじ2340とが、互いにキー固定され、それらの間に回転固定された接続をもたらすように、対応する非円形断面を有する。近位歯車2310の回転は、対応する回転方向および率で駆動ねじ2340の縦軸「D」の周りに駆動ねじ2340を回転させる。
駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350は、少なくとも1つのねじ山付き開口2352と、それを通して縦方向に延びている少なくとも1つの貫通孔2354とを含む。ねじ山付き開口2352は、駆動ねじ2340のねじ山付き部分2345に機械的に係合するように構成されている。すなわち、駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350と駆動ねじ2340とは、互いにねじ式で係合される。駆動アセンブリ2300のガイドロッド2360は、駆動プレート2350の貫通孔2354内にスライド可能に配置され、ガイドロッド2360の第1の端部2362は、遠位端プレート2030のロッド受け取り部分2032に結合され、ガイドロッド2360の第2の端部2364は、内部プレート2040のロッド受け取り部分2046に結合される。ガイドロッド2360は、駆動ねじ2340の縦軸「D」から側方にオフセットされ、それと平行であることが想定される。筐体アセンブリ2005は、任意の数のガイドロッド2360を含み得、各ガイドロッド2360は、近位端プレート2030のそれぞれのロッド受け取り部分2032、内部プレート2040のそれぞれのロッド受け取り部分2046、および駆動プレート2350のそれぞれの貫通孔2353内に配置されることを理解されたい。実施形態において、筐体アセンブリ2005は、一対のガイドロッド2360を含み得、ガイドロッド2360は、筐体アセンブリ2005の縦軸「C」から側方にオフセットされ、それに対して対称に間隔を置かれることが想定される。したがって、ガイドロッド2360は、駆動ねじ2340が回転されると、駆動プレート2350が、駆動ねじ2340の縦軸「D」の周りに回転することを阻止または防止する。故に、駆動プレート2350は、駆動ねじ2340の回転が駆動プレート2350の縦方向平行移動を引き起こすような様式で、駆動ねじ2340と係合されるように構成されている。より具体的に、第1の方向(例えば、時計回り)への近位歯車2310の回転は、駆動ねじ2340を対応する第1の方向に回転させ、駆動プレート2350を近位歯車2310に対して第1の縦方向に(例えば、近位に)平行移動させ、第2の方向(例えば、反時計回り)への近位歯車2310の回転は、駆動ねじ2340を対応する第2の方向に回転させ、駆動プレート2350を近位歯車2310に対して第2の縦方向に(例えば、遠位に)平行移動させる。
駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350は、その遠位に面する表面2371から遠位に延びている搭載ブラケット2370をさらに含む。図15を簡潔に参照すると、駆動プレート2350の搭載ブラケット2370は、その上に結合アセンブリ2500を支持する。結合アセンブリ2500は、近位歯車2310に対する駆動プレート2350の近位および遠位平行移動が、下でさらに詳細に議論されるように、器具駆動シャフト1020の近位および遠位平行移動をもたらすように、手術器具1000の器具駆動シャフト1020に機械的に係合するように構成されている。駆動プレート2350の縦方向平行移動は、器具駆動アセンブリ200の駆動部材380と同様の様式で、手術器具1000のエンドエフェクタの機能を駆動するように構成され、したがって、本明細書ではこれ以上詳細に議論されないであろう。駆動プレート2350の縦方向平行移動は、下で議論されるように、器具駆動シャフト1020に対する結合アセンブリ2500の係止および係止解除をさらに導く。
駆動アセンブリ2300および筐体アセンブリ2005が組み立てられると、駆動アセンブリ2300の近位軸受2320は、内部プレート2040の貫通孔2011内で支持され、駆動アセンブリ2300の遠位軸受2330は、遠位端プレート2030の遠位軸受空洞2039内に配置される(図17)。近位軸受2320および遠位軸受2330の各々は、筐体アセンブリ2005に対する駆動ねじ2340の回転を促進し、内部プレート2040および遠位端プレート2030は、それぞれ、駆動プレート2350のための近位および遠位停止部としての役割を果たし得る。駆動アセンブリ2300は、駆動アセンブリ2300の近位軸受2320と駆動アセンブリ2300の駆動ねじ2340のねじ山付き部分2345との間で駆動ねじ2030の近位シャフト2343の周りに配置されたワッシャまたはスペーサ2301をさらに含み得る。ワッシャ2301は、駆動ねじ2340の回転をさらに促進する。駆動アセンブリ2300は、ワッシャ2301と駆動プレート2350との間で駆動ねじ2340の周りに配置された付勢要素2380をさらに含み得る。付勢要素2380は、下で議論されるように、遠位バイアスを駆動プレート2340に提供する復帰ばねとしての役割を果たす。
図17を参照すると、筐体アセンブリ2005は、結合管2400をさらに含む。結合管2400は、貫通孔2403を画定する近位端2402と、近位端2402から遠位に延びている縦方向ボアまたは管腔2405とを含む。縦方向ボア2405は、縦方向ボア2405が、その中に手術器具1000の器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020の両方を受け取るように構成され、貫通孔2403が、下で議論されるように、それを通して器具駆動シャフト1020のみを受け取るように構成されるように、貫通孔2403よりも大きい直径を画定することが想定される。結合管2400は、結合管2400の遠位部分2401が遠位端プレート2030から遠位に延びているように、筐体アセンブリ2005の遠位端プレート2030の細長い空洞2034内で支持される。結合管2400は、遠位端プレート2030とモノリシックに形成され得るか、または、代替として、結合管2400が細長い空洞2030と係合するように、かつ係合から外れるようにスライドするように、細長い空洞2034に解放可能に結合可能であり得ることが想定される。結合管2400の縦方向ボア2405および貫通孔2403は、筐体アセンブリ2005の縦軸「C」と同軸であり得る結合管2400(図18A)の縦軸「T」を画定する。縦方向ボア2405は、器具スリーブ1010の近位部分1009をスライドして受け取るように構成されている。器具駆動アセンブリ2000との手術器具1000の結合中、結合管2400は、器具駆動シャフト1020および駆動アセンブリ2300の整列を補助し得ることが想定される。より具体的に、手術器具1000の器具スリーブ1010は、器具駆動アセンブリ2000の筐体アセンブリ2005の結合管2400の遠位開口部2404の中にスライド可能に挿入される。手術器具1000の器具スリーブ1010が、結合管2400の縦方向ボア2405の中に完全に挿入されると、器具スリーブ1010の近位端1011は、結合管2400の近位端2402の遠位に面する表面に接触する。
筐体アセンブリ2005は、手術器具1000の器具スリーブ1010を結合管2400に、したがって、筐体アセンブリ2005に解放可能に保持または固定するように構成された保持機構2550をさらに含む。図15、16、および18A−19Dを参照すると、保持機構2550は、係止プレート2552と、ボタン2555と、解放アーム2558とを含む。筐体アセンブリ2005の結合管2400は、係止プレート2552が、その中にスライド可能に挿入可能であるように、その長さに沿って配置される係止空洞2551を画定する。係止プレート2552は、それを通して器具スリーブ1010をスライドして受け取るように構成される貫通孔2553を画定し、下で議論されるように、器具スリーブ1010に対して係止構成と係止解除構成との間で遷移可能である。より具体的に、係止構成において、係止プレート2552の貫通孔2553は、結合管2400の縦軸「T」の軸外にあり、それからオフセットされ、または角度を付けられ、係止解除において、係止プレート2552の貫通孔2553は、結合管2400の縦軸「T」と同軸である。
保持機構2550の解放アーム2558は、ボタン2555の一部に係合するように構成される係合領域2557、および係止プレート2552に接触するように構成される接触領域2556を画定する。ボタン2555は、筐体アセンブリ2005にスライド可能に結合され、第1の位置と第2の位置との間で作動可能である。ボタン2555が、筐体アセンブリ2005に対して近位に平行移動すると、ボタン2555は、解放アーム2558の係合領域2557が、ボタン2555のカムスロット2554に沿って乗るように、第1の位置から第2の位置までスライドする。ボタン2555のカムスロット2554は、第1の端部2554aと、第2の端部2554bとを有し、ボタン2555が第1の位置にあるとき、解放アーム2558の係合領域2557は、カムスロット2554の第1の端部2554aに配置され、解放アーム2558の接触領域2556は、係止プレート2552から間隔を置かれる。ボタン2555が、第2の位置にあるとき、解放アーム2558の係合領域2557は、カムスロット2554の第2の端部2554bに配置され、解放アーム2558の接触領域2556は、係止プレート2552と接触している。故に、係合領域2557が、カムスロット2554に沿ってカム作用すると、解放アーム2558の接触領域2556は、係止プレート2552と接触し、それから外れ、したがって、それぞれ、係止構成と係止解除構成との間で係止プレート2552を遷移させる。
第1の位置から第2の位置までのボタン2555の遷移は、係止解除構成への係止プレート2552の遷移に対応し得ることが想定される。保持機構2550は、係止プレート2552が係止構成に付勢されるように、係止空洞2551内に配置される付勢部材2559をさらに含み得ることが想定される。ボタン2555が、ボタン2555が第1の位置に付勢されるように、その上に支持される付勢部材(図示せず)をさらに含み得ることが想定される。
図18A−19Dを継続して参照すると、器具駆動アセンブリ2000の保持機構2550への手術器具1000の器具スリーブ1010の結合および結合解除が、議論されるであろう。保持機構2550への器具スリーブ1010の結合中、器具スリーブ1010は、結合管の遠位開口部2404の中に挿入され、結合管の中で近位にスライドさせられる(図18A)。器具スリーブ1010の近位端1011が、結合管2400の近位端2402に接近すると、器具スリーブ1010の近位端1011は、係止解除構成に遷移するように係止プレート2551を押しやる(例えば、貫通孔2553は、結合管2400の縦軸「T」と同軸である)(図18B)。器具スリーブ1010が、近位にスライドし続けると、係止プレート2552は、器具スリーブ1010の陥凹1015と整列し(図18C)、それによって、係止プレート2552は、係止構成に遷移することを可能にされる(例えば、貫通孔2553が結合管2400の縦軸「T」からオフセットされるか、または、角度を付けられる)。係止プレート2551が、器具スリーブ1010の陥凹1015内で係合されると、結合管2400内での器具スリーブ1010の縦方向平行移動は、阻止される。
器具駆動アセンブリ2000の保持機構2550からの手術器具1000の器具スリーブ1010の結合解除中、ボタン2555は、解放アーム2558の係合領域2557が、カムスロット2554の第2の端部2554bの中にボタン2555のカムスロット2554に沿ってカム作用するように、第2の位置に遷移させられる(図19Aおよび19B)。係合領域2557が、カムスロット2554の第2の端部2554bにあると、解放アーム2558の接触領域2556は、係止プレート2552と接触させられ、係止プレート2551を係止解除構成に押しやる(例えば、貫通孔2553は、結合管2400の縦軸「T」と同軸である)(図19B)。係止プレート2551が、係止解除構成であると、係止プレート2551は、器具スリーブ1010が結合管2400から自由に引き出され、それから結合解除されるように、器具スリーブ1010の陥凹1015から係合解除する(図19Cおよび19D)。
図15および16を参照すると、器具駆動アセンブリ2000の結合アセンブリ2500が、議論されるであろう。結合アセンブリ2500は、筐体アセンブリ2005の空洞2020内に配置され、駆動プレート2350によって支持される。結合アセンブリ2500は、手術器具1000の器具駆動シャフト1020を筐体アセンブリ2005の駆動アセンブリ2300に解放可能に結合する役割を果たす。結合アセンブリ2500は、駆動プレート2350の搭載ブラケット2370と係合し、搭載ブラケット2370は、上記のように、駆動プレート2350の遠位に面する表面2371から遠位に延びている。
駆動プレート2350の搭載ブラケット2370は、その上で駆動リンク2510を旋回可能に支持するように構成され、駆動リンク2510は、下で議論されるように、手術器具1000の器具駆動シャフト1020と係合し、それに結合するように構成されている。搭載ブラケット2370は、一対の受け取りアーム2374を含み、受け取りアーム2374は、互いに間隔を置かれ、その中に受け取りヌークまたは貫通孔2372を画定し、各受け取りアーム2374の貫通孔2372は、第1のピン2376がその中に配置され得るように整列させられる。駆動リンク2510は、搭載ブラケット2370の受け取りアーム2374間に受け取られるように構成され、第1のピン2376を介してそれに旋回可能に結合される。第1のピン2376は、受け取りアーム2374の各貫通孔2372および駆動リンク2510のカムスロット2512を通過する。駆動リンク2510は、代替として、駆動リンク2510の交互側面から延びている一対の押し出し、または隆起を介して、搭載ブラケット2370に結合され得ることが想定される。
結合アセンブリ2500の駆動リンク2510は、その中に貫通孔2514をさらに画定し、第2のピン2378が、駆動リンク2510を結合管2400の近位部分2408上に配置される貫通孔2407に結合する。結合管2400の貫通孔2407は、筐体アセンブリ2005の縦軸「C」を横断し得ることが想定される。したがって、結合されたとき、駆動リンク2510は、手術器具1000の器具駆動シャフト1020に対して係止位置と係止解除位置との間で結合管2400に旋回可能に結合される。より具体的に、駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350が、上で議論されるように、近位または遠位に平行移動すると、第1のピン2376は、駆動リンク2510のカムスロット2512に沿って乗り、第2のピン2378の周りに旋回するように駆動リンク2510を導く。
図21Aおよび21Bを参照すると、結合アセンブリ2500の駆動リンク2510は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022を解放可能に保持および固定するように構成されたその遠位に面する表面上に配置される受け取り領域2516をさらに画定する。駆動リンク2510の受け取り領域2516は、その中の空洞2517、空洞2517の中に延びているポート2518、および空洞2517に沿って延びているチャネル2519を画定する。駆動リンク2510の受け取り領域2516は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022のためのソケット継手としての機能を果たし、結合ボール1022は、ポート2518を通してのみ、空洞2517に進入し、それから退出することができる。係止解除位置と係止位置との間の駆動リンク2510の旋回を通して、ポート2518は、それぞれ、結合管2400の縦軸「T」と整列させられるように、その軸外にされるように、または、それから角度を付けられるように、対応して向けられる。より具体的に、駆動リンク2510が係止解除位置にあると、ポート2518は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022がその中に受け取られ得るように、縦軸「T」と整列させられる。駆動リンク2510が、係止位置に旋回させられると、ポート2518は、結合管2400の縦軸「T」の軸外にされ、またはそれから角度を付けられ、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022は、空洞2517内で捕捉される。係止位置において、器具シャフト1020のネック1024は、駆動リンク2510の受け取り領域2516のチャネル2519内に存在し、チャネル2519は、結合ボール1022の直径よりも小さく、したがって、駆動リンク2510の受け取り領域2516の空洞2517内で結合ボール1022を係止するように構成されている。したがって、駆動リンク2510の受け取り領域2516のポート2518が、それを通して器具駆動シャフト1020の結合ボール1022を受け取るように構成される一方で、駆動リンク2510の受け取り領域2516のチャネル2519は、結合ボール1022が空洞2517から出ることを阻止するように構成されている。図21Aおよび21Bを参照すると、結合ボール1022(想像線で示される)は、受け取り領域2516の空洞2517内に配置され、ネック1024は、チャネル2519内に配置されている。
図20A−20Cを参照すると、器具駆動アセンブリ2000の結合アセンブリ2500への手術器具1000の器具駆動シャフト1020の係合が、議論されるであろう。上で議論されるように、駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350の近位および遠位平行移動は、係止解除位置と係止位置との間で駆動リンク2510を旋回させ、それによって、結合アセンブリ2500は、それぞれ、係止解除構成と係止構成との間で遷移する。駆動プレート2350が最遠位位置にあると、駆動リンク2510のポート2518が、結合管2400の縦軸「T」と整列させられるように、結合アセンブリ2500は、係止解除構成であり、駆動リンク2510は、係止解除位置にある(図20A)。ポート2518が、縦軸「T」と整列させられると、器具駆動シャフト1020は、結合管2400の遠位端2404の中に挿入され、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022が駆動リンク2510の受け取り領域2516のポート2518と接近させられるように、近位に平行移動させられる。器具駆動シャフト1020が近位に平行移動すると、結合ボール1022は、ポート2518を通して挿入され、駆動リンク2510の保持領域2516の空洞2517の中に運ばれる(図20B)。結合ボール1022が、空洞2517内に存在すると、駆動プレート2350は、近位に平行移動させられる。駆動プレート2350が近位に平行移動させられると、第1のピン2376は、駆動リンク2510が係止位置まで第2のピン2378の周りに旋回するように、駆動リンク2510のカムスロット3512に沿って乗る。駆動リンク2510が係止位置にあると、器具シャフト1020のネック1024は、駆動リンク2510のチャネル2519内に配置され、したがって、駆動リンク2510の受け取り領域2516の空洞2517内で結合ボール1022を捕捉する(図20C)。さらに、係止位置において、駆動リンク2510の受け取り領域2516のポート2518は、結合管2400の縦軸「T」の軸外にされるか、または、それから角度を付けられる。駆動リンク2510が、係止位置まで旋回させられると、結合アセンブリ2500は、したがって、器具駆動シャフト1020に対して係止構成である。駆動プレート2350のさらなる近位移動は、係止位置を越えて駆動リンク2510を旋回させ、器具駆動シャフト1020の近位平行移動を導く。故に、駆動プレート2350の近位平行移動は、係止位置を越えて駆動プレート2510を旋回させ、したがって、器具駆動シャフト1020の遠位端に配置されるエンドエフェクタ(図示せず)を作動させる器具駆動シャフト1020の近位平行移動を導く。
図19A−20Cを参照すると、手術器具1000への器具駆動アセンブリ2000の完全な結合および分断が、簡潔に議論されるであろう。最初に、手術器具1000の器具スリーブ1010は、筐体アセンブリ2005の結合管2400の中に挿入され、保持機構2550の係止プレート2552が、器具スリーブ1010の陥凹1015と係合させられるまで、近位に平行移動させられ、したがって、器具スリーブ1010のこれ以上の平行移動を阻止する。器具スリーブ1010と保持機構2550との結合が、第1または第2の位置のいずれかにおける保持機構のボタン2555を用いて実施され得ることを理解されたい。次に、駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350は、駆動リンク2510が係止解除位置まで旋回させられるように、最遠位位置まで平行移動させられる。器具駆動シャフト1020は、次いで、結合ボール1022が駆動リンク2510と係合されるまで、器具スリーブ1010を通して近位に挿入される。器具スリーブ1010は、代替として、省略され得、したがって、器具駆動シャフト1020は、結合管2400を通して直接挿入され得ることが想定される。結合ボール1022が、駆動リンク2510の受け取り領域2516内に配置されると、駆動プレート2350は、駆動リンク2510が、係止位置まで旋回させられ、結合アセンブリ2500が、係止構成まで平行移動させられるように、近位に平行移動させられる。器具駆動シャフト1020が、駆動リンク2510を介して駆動プレート2350と結合すると、駆動プレート2350のさらなる近位平行移動は、手術器具1000のエンドエフェクタの作動、関節運動、または発射を導く。
分断中、駆動アセンブリ2300の駆動プレート2350は、駆動リンク2510が係止解除位置まで旋回し、結合アセンブリ2500が係止解除構成まで平行移動するように、最遠位位置に戻される。手術器具1000の器具駆動シャフト1020は、ここで、結合ボール1022が、駆動リンク2510の受け取り領域2516から外に運ばれ、またはそれから引き出され、器具駆動アセンブリ2000から分断され得るように、遠位に平行移動させられ得る。保持機構2550のボタン2555は、解放アーム2558が係止プレート2552に接触し、したがって、手術器具1000の器具スリーブ1010の陥凹1015との係合から外れるように係止プレート2552を押しやるように、第2の位置まで平行移動させられ得る。器具スリーブ1010は、ここにおいて、遠位に平行移動させられ、結合管2400から引き出され得る。外側スリーブ1010および器具駆動シャフト1020は、独立して、および/または任意の順序で、結合および結合解除されるように構成され得ることが想定される。
器具駆動アセンブリ2000の使用中、第1の方向(例えば、時計回り)への駆動アセンブリ2300の近位歯車2310の回転は、駆動ねじ2340を対応する第1の方向に回転させ、駆動プレート2350を第1の縦方向に(近位に)平行移動させ、駆動リンク2510を(図20Cに図示されるような係止位置に向かって)旋回することを理解されたい。第1の縦方向への駆動プレート2350のさらなる平行移動は、器具駆動シャフト1020が第1の縦方向に平行移動させられるように、係止位置を越えて駆動リンク2510に旋回させ続けさせる。同様に、第2の方向(例えば、反時計回り)への駆動アセンブリ2300の近位歯車2310の回転は、駆動ねじ2340を対応する第2の方向に回転させ、駆動プレート2350を第2の縦方向に(遠位に)平行移動させ、駆動リンク2510を(図20Bに図示されるような係止解除位置に向かって)旋回する。駆動リンク2510が、係止位置に向かって係止位置を越えた位置から旋回すると、器具駆動シャフト1020は、第2の縦方向に駆動される。第2の縦方向への駆動プレート2350のさらなる平行移動は、器具駆動シャフト1020がそれから分断され得るように、係止解除位置まで駆動リンク2510を旋回させる。
図22−31Bを参照すると、本開示による器具駆動アセンブリの別の実施形態が、器具駆動アセンブリ3000を参照して説明されるであろう。器具駆動アセンブリ3000および医療ワークステーション1の係合および駆動は、器具駆動アセンブリ2000のそれに類似し、したがって、器具駆動アセンブリ3000の差異および区別のみが、下で本明細書に議論されるであろう。手術器具1000の器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020が器具駆動アセンブリ3000に解放可能に結合され得ることも理解されたい。
図22−26を参照すると、器具駆動アセンブリ3000は、第1の側面3001および第2の側面3002を有する筐体アセンブリ3005を含み、第1および第2の側面3001、3002は、それらの間に空洞3020を画定する。筐体アセンブリ3005は、その近位端3003において支持される近位端プレート3010と、筐体アセンブリ3005の遠位端3004において支持される遠位端プレート3030と、空洞3020内に支持される駆動アセンブリ3300(図25)と、空洞3020内に支持される内部プレート3040と、空洞3020内に配置される保持機構3550と、遠位端プレート3030によって支持される結合管3400と、空洞3020内に配置される結合アセンブリ3500(図30A−31B)とをさらに含む。筐体アセンブリ3005は、第1の側面3001、第2の側面3002、および/または第1および第2の側面3001、3002の両方の上に配置された解放機構3006をさらに含む。器具駆動アセンブリ2000の筐体アセンブリ2005と類似する様式で、筐体アセンブリ3005の解放機構3006は、器具制御ユニット100から器具駆動アセンブリ3000を分断するための迅速かつ容易な手段を提供する役割を果たす。
筐体アセンブリ3005の近位端プレート3010は、それを通して少なくとも1つの貫通孔3011を画定し、実施形態において、近位端プレート3010がそれを通して4つの貫通孔3011を画定し得ることが想定される。各貫通孔3011は、近位歯車3310が、器具制御ユニット100の器具制御歯車に係合し得るように、それを通して駆動アセンブリ3300の近位歯車3310を受け取るように構成されている。
筐体アセンブリ3005の遠位端プレート3030は、細長い空洞3034が、遠位端プレート3030の外縁3038から内向きに延び、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」と整列するように、細長い空洞3034を画定する(図26)。筐体アセンブリ3005の遠位端プレート3030の細長い空洞3034は、結合管3400がその中に支持され、筐体アセンブリ3005の空洞3020から遠位に延びているように、結合管3400を支持するように構成される略「U」字形空洞または外形を画定することが想定される。
筐体アセンブリ3005の内部プレート3040は、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」と同軸である中心貫通孔3042、縦軸「E」から側方にオフセットされ、近位端プレート3010のそれぞれの貫通孔3011と同軸である少なくとも1つの軸受空洞3044(図26)、中心貫通孔3042と同軸であり、中心貫通孔3042に対してより大きい直径を画定する内部プレート3040の近位表面3045に沿って配置される中心空洞3046を画定する。内部プレート3040の側縁3048は、筐体アセンブリ3005の第1および第2の側面3001、3002内で支持され、内部プレート3040が、筐体アセンブリ3005内で捕捉され、その中で直線状に固定されるように、筐体アセンブリ2005の第1および第2の側面3001、3002の両方の内面3022から延びている少なくとも1つの停止部材3021に係合する。内部プレート3040は、筐体アセンブリ3005のための構造支持を提供し、さらに、駆動アセンブリ3300のための支持を提供することが想定される。
図22−26を参照すると、駆動アセンブリ3300は、係合アセンブリ3302と、伝達アセンブリ3304とを含む。図示されるように、駆動アセンブリ3300は、2つの係合アセンブリ3302を含むが、しかしながら、任意の数の係合アセンブリ3302が、本明細書に想定される。各係合アセンブリ3302は、結合ロッド3309と、近位歯車3310と、近位軸受3320と、遠位軸受3330と、近位軸受3320と遠位軸受3330との間に配置される遠位歯車3340とを含む。
結合ロッド3309は、近位部分3307と、遠位部分3308とを含み、その半径方向中心を通して延びている縦軸「F」を画定する(図25)。近位歯車3310は、クラウン歯車「CG」の回転が、近位歯車3310の対応する回転を引き起こすように、器具制御ユニット100の器具制御歯車(例えば、モータ「M」のクラウン歯車「CG」)と係合するように構成されている。近位歯車3310は、モータ「M」のクラウン歯車「CG」と嵌め合う、および/または噛合するように構成されたクラウン歯車「CG」であり得る。近位歯車3310は、結合ロッド3309の近位部分3307に機械的に係合するように構成されたそれを通して縦方向に延びている開口3312を含む。図示されるように、開口3312および結合ロッド3309の近位部分3307は、近位歯車3310および結合ロッド3309が互いにキー固定され、それらの間に回転固定された接続をもたらすように、対応する非円形断面を有する。近位歯車3310の回転は、対応する回転方向および率で結合ロッド3309の縦軸「F」の周りに、結合ロッド3309を回転させる。遠位歯車3340は、結合ロッド3309の遠位部分3308に結合され、近位歯車3310の回転を介した結合ロッド3309の回転が、対応する回転方向および率で回転するように遠位歯車3340を導くように、近位軸受3310と類似する様式で結合ロッド3309に対してキー固定されるか、または、別様に回転固定され得る。代替として、遠位歯車3340は、結合ロッド3309が、それから近位に延びているように、結合ロッド3309とモノリシックに形成され得る。
駆動アセンブリ3300の伝達アセンブリ3304は、中心歯車3350と、中心歯車3350から遠位に延びているステム3352と、近位軸受3353と、遠位軸受3354とを含む。ステム3352は、ステム3352の遠位端3351から近位に延びている陥凹3355をその中に画定する。中心歯車3350は、内部プレート3040と近位端プレート3010との間に位置付けられる。近位軸受3353は、中心歯車3350と近位端プレート3010との間に挿入され、遠位軸受3354は、ステム3352の周りに位置付けられ、中心歯車3350のステム3352と内部プレート3040の中心空洞3046との間に挿入される。したがって、中心歯車3350は、筐体アセンブリ3005内で縦方向に固定され、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」(図26)の周りに回転可能であり、結合ロッド3309によって画定される係合アセンブリ3302の縦軸「F」(図25)から側方にオフセットされる。中心歯車3350は、近位歯車3310の回転を介した遠位歯車3040の回転が、中心歯車3350の回転に対応するように、係合アセンブリ3302の遠位歯車3340と係合および篏合するように構成されている。ステム3352および中心歯車3350は、中心歯車3350の回転が、対応する回転方向および率で回転するようにステム3252を導くように、回転固定されるか、または、モノリシックに形成され得ることを理解されたい。
図24−26を継続して参照すると、駆動アセンブリ3300は、結合器3360と、駆動ねじ3370と、停止キャップ3376と、クリップ3378とを含む。結合器3360は、その外面3365上にねじ山付き開口3362およびキー特徴3364をさらに画定する。結合器3360は、中心歯車3350のステム3352の陥凹3355内に配置され、それと直線状に回転固定される。キー特徴3364は、中心歯車3350の回転が、対応する回転方向および率で回転するように結合器3360を導くように、陥凹3355の対応するキー特徴3356と篏合する。駆動ねじ3370は、結合器3360のねじ山付き開口3362に係合するように構成されたその近位部分3371の周りに配置されるねじ山付き部分3372と、その遠位部分3373に配置される結合特徴3374とを含む。したがって、結合器3360は、駆動ねじ3370と中心歯車3350とを相互接続する。駆動ねじ3370の遠位部分3373は、結合特徴3374が、遠位端プレート3030の細長い空洞3034の位部分3036内に位置付けられるように、結合器3360から遠位に延びている。駆動アセンブリ3300は、駆動ねじ3370の周りに配置され、内部プレート3040と停止キャップ3376または遠位端プレート3030の細長い空洞3034の近位縁3032との間に挿入される駆動ばね3380をさらに含み得る。駆動ばね3380は、駆動ねじ3370の直線平行移動を減衰させる役割を果たす。
駆動ねじ3370の結合特徴3374は、結合アセンブリ3500に係合する。図24を簡潔に参照すると、遠位端プレート3030は、その上に結合アセンブリ3500を旋回可能に支持する。器具駆動アセンブリ3000の結合アセンブリ3500は、結合器3360に対する駆動ねじ3370の近位および遠位平行移動が、器具駆動シャフト1020の近位および遠位平行移動をもたらすように、手術器具1000の器具駆動シャフト1020に機械的に係合するように構成されている。駆動ねじ3370の直線平行移動は、器具駆動アセンブリ200の駆動部材380および器具駆動アセンブリ2000の駆動プレート2350と類似する様式で手術器具1000のエンドエフェクタの機能を駆動するように構成され、したがって、本明細書ではこれ以上詳細に議論されないであろう。駆動ねじ3370の直線平行移動は、器具駆動シャフト1020に対する結合アセンブリ3500の係止および係止解除をさらに導く。
中心歯車3350の回転を介した結合器3360の回転中、結合器3360のねじ山付き開口3362は、駆動ねじ3370のねじ山付き部分3372に係合し、それを駆動する。結合器3360が、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」の周りに回転させられると、駆動ねじ3370は、結合器3360に対して直線状に平行移動する。したがって、係合アセンブリ3302を介した中心歯車3350の回転運動は、結合器3360のねじ山付き開口3362と駆動ねじ3370のねじ山付き部分3372との間の係合を介して、駆動ねじ3370の直線運動に移される。故に、中心歯車3340が、縦軸「E」の周りに回転すると、結合器3360も、縦軸「E」の周りに回転し、それと係合される駆動ねじ3370は、それらの間のねじ式関係の結果として、縦軸「E」に沿って結合器3360に対して直線状に平行移動させられる。
停止キャップ3376は、ねじ山付き部分3372の遠位に駆動ねじ3370の周りに配置され、それによって、駆動ねじ3370の近位部分3371は、停止キャップ3376の貫通孔3375内で直線状にスライドし得る。クリップ3378は、停止キャップ3376の遠位に駆動ねじ3370の周りに配置され、駆動ねじ3370上に画定される陥凹3377に係合するように構成されている。クリップ3378が、ねじ山付き部分3372と結合特徴3374との間の位置に停止キャップ3376を取り付けることを理解されたい。さらに、停止キャップ3376およびクリップ3378は、遠位端プレート3030の細長い空洞3034の近位縁3032上に配置される陥凹3031に係合する。結合器3360に対する駆動ねじ3370の直線平行移動中、停止キャップ3376は、駆動ねじ3370の最大遠位位置を画定する。より具体的に、停止キャップ3376が、遠位端プレート3030の陥凹3031と係合されると、駆動ねじ3370が、最大遠位位置まで遠位に平行移動すると、そのねじ山付き部分3372は、停止キャップ3376と接触し、それによって、停止キャップ3376は、クリップ3378および遠位端プレート3030との係合を介して直線状に固定され、したがって、駆動ねじ3370のさらなる遠位平行移動を阻止する。
図24および26を継続して参照すると、筐体アセンブリ3005は、結合管3400を含む。結合管3400は、筐体アセンブリ3005から遠位に延び、器具駆動ユニット2000の結合管2400のそれと類似する様式で、手術器具1000の器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020を受け取るように構成されている。結合管3400は、貫通孔3403を画定する近位端3402と、それから遠位に延びている縦方向ボアまたは管腔3405とを含む。縦方向ボア3405が、その中に手術器具1000の器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020を受け取るように構成され、貫通孔3403が、それを通して器具駆動シャフト3020のみを受け取るように構成されるように、縦方向ボア3405は、貫通孔3403よりも大きい直径を画定することが想定される。結合管3400は、結合管3400の遠位部分3401が、それから遠位に延びているように、筐体アセンブリ3005の遠位端プレート3030の細長い空洞3034内で支持される。結合管3400は、遠位端プレート3030とモノリシックに形成され得るか、または、代替として、結合管3400が、細長い空洞3030と係合するように、かつ係合から外れるようにスライドするように、細長い空洞3034に解放可能に結合可能であり得ることが想定される。結合管3400の縦方向ボア3405および貫通孔3403は、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」と同軸であり得る結合管3400の縦軸「G」(図24)を画定する。縦方向ボア3405は、器具スリーブ1010の近位部分1009をスライドして受け取るように構成されている。器具駆動アセンブリ3000との手術器具1000の結合中、結合管3400は、器具駆動シャフト1020と駆動アセンブリ3300との整列を補助し得ることが想定される。より具体的に、手術器具1000の器具スリーブ1010は、結合管3400の遠位開口部3404の中にスライド可能に挿入される。手術器具1000の器具スリーブ1010が、結合管3400の縦方向ボア3405の中に完全に挿入されると、器具スリーブ1010の近位端1011は、結合管3400の近位端3402の遠位に面する表面に接触する。
筐体アセンブリ3005は、手術器具1000の器具スリーブ1010を結合管3400に、したがって、筐体アセンブリ3005に解放可能に保持または固定するように構成された保持機構3550をさらに含む。図24−29Cを参照すると、保持機構3550は、ラッチプレート3552と、ボタン3555と、ボタン3555から延びているカムアーム3558とを含む。筐体アセンブリ3005の結合管3400は、縦方向ボア3405の中に延びている近位端3402の遠位に配置される係止空洞3551を画定する。ラッチプレート3552は、アーム3553と、旋回陥凹3554とを含む。旋回陥凹3554は、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」から側方にオフセットされている遠位端プレート3030の旋回ステム3039と旋回可能に結合するように構成され、それによって、旋回ステム3039は、遠位端プレート3030から遠位に延びている。より具体的に、ラッチプレート3552は、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」および結合管3400の縦軸「G」を横断する、旋回陥凹3554および旋回ステム3039の周りに旋回する。
ラッチプレート3552が、旋回ステム3039に旋回可能に結合されると、ラッチプレート3552は、ラッチプレート3552が旋回すると、ラッチプレート3552のアーム3553が、結合管3400の縦方向ボア3405と整列し、整列から外れるように旋回するように、係止空洞3551内に配置される。したがって、ラッチプレート3552は、器具スリーブ1010に対して係止構成と係止解除構成との間で旋回する。より具体的に、係止構成において、ラッチプレート3552のアーム3553は、結合管3400の縦方向ボア3405内に位置付けられ、その縦軸「G」に交差し(図27A、28A、および28B)、係止解除構成において、ラッチプレート3552のアーム3553は、結合管3400の縦方向ボア3405から外に位置付けられ、その縦軸「G」の軸外であり、それからオフセットされるか、または、角度を付けられる(図27B、28C、および28D)。
ボタン3555は、器具スリーブ1010が器具駆動ユニット3000に解放可能に結合可能であるように、器具駆動ユニット2000のボタン2555のそれと類似する器具解放ボタンとしての機能を果たすことを理解されたい。ボタン3555は、筐体アセンブリ3005にスライド可能に結合され、遠位端プレート3030に対して第1の位置と第2の位置との間で直線状に遷移可能である。第1の位置と第2の位置との間のボタン3555の直線関節運動は、それぞれ、係止構成と係止解除構成との間でラッチプレート3552を遷移させるように作用する。より具体的に、ボタン3555が、遠位端プレート3030に対して矢印「X」の方向に第1の位置(図27A、28A、および28B)から第2の位置(図27B、28C、および28D)に向かって近位に平行移動すると、ボタン3555のカムアーム3558は、ラッチプレート3552のアーム3553に係合する。カムアーム3558が、アーム3553に係合すると、アーム3553は、縦方向ボア3405から外に矢印「Y」の方向に旋回させられ、ラッチプレート3552を器具スリーブ1010に対して係止解除構成(図27B、28C、および28D)にさせる。理解されるはずであるように、ボタン3555が遠位端プレート3030に対して第1の位置から第2の位置に向かって遠位に平行移動すると、カムアーム3558は、ラッチプレート3552のアーム3553と係合解除され、アーム3553が縦方向ボア3405と整列するように旋回することを可能にし、ラッチプレート3552を器具スリーブ1010に対して係止構成(図27A、28A、および28B)にさせる。
保持機構3550は、ラッチプレート3552が、係止空洞3551の中および外に付勢され、したがって、係止または係止解除構成のいずれかに付勢されるように、ラッチプレート3552と結合管3400との間に挿入された第1の付勢部材3557をさらに含み得る。さらに、保持機構3550は、ボタン3555が、第1または第2の位置のいずれかに付勢されるように、ボタン3555と遠位端プレート3030との間に挿入された第2の付勢部材3559を含み得る。
図27A−29Cを継続して参照すると、器具駆動アセンブリ3000の保持機構3550への手術器具1000の器具スリーブ1010の結合および結合解除が、議論されるであろう。結合アセンブリ3500への器具スリーブ1010の結合中、器具スリーブ1010は、結合管3400の遠位開口部3404の中に挿入され、その中で近位にスライドさせられる(図29A)。器具スリーブ1010の近位端1011が、結合管3400の近位端3402に接近すると、器具スリーブ1010の近位端1011は、係止解除構成に遷移するようにラッチプレート3552のアーム3553を押しやる(例えば、アーム3553は、結合管3400の係止空洞3551内で、かつ縦方向ボア3405の外の位置まで、結合管3400の縦軸「G」の軸外に旋回する)(図27B、28C、28D、および29A)。器具スリーブ1010が、近位にスライドし続けると、アーム3553は、アーム3553が、係止構成まで旋回することを可能にされる(例えば、アーム3553が、結合管3400の係止空洞3551内で、かつ器具スリーブ1010の陥凹1015と係合するように旋回する)ように、器具スリーブ1010の陥凹1015と整列する(図29B)。ラッチプレート3552のアーム3553が、器具スリーブ1010の陥凹1015内で係合されると、結合管3400内の器具スリーブ1010の縦方向平行移動は、阻止される。第1の付勢要素3557を用いた実施形態において、ラッチプレート3552は、係止構成に付勢され得、アーム3553は、陥凹1015と係合するように付勢され、したがって、器具スリーブ1010の挿入時、跳ねて陥凹1015と係合する。
ボタン3555は、器具スリーブ1010および保持機構3550の結合中、矢印「X」の方向に第1の位置から第2の位置に向かって近位にスライドし得、器具スリーブ1010が、結合管3400内に完全に挿入され、アーム3553が、陥凹1015と整列する(図29C)と、ボタン3555は、矢印「Z」の方向に第2の位置から第1の位置に向かって遠位にスライドさせられることを理解されたい。第2の付勢要素3559を用いた実施形態において、アーム3553が、器具スリーブ1010の陥凹1015に係合すると、ボタン3555が、第1の位置に向かって跳ねるように、ボタン3555は、矢印「Z」の方向に第1の位置に向かって付勢され得る(例えば、カムアーム3558は、アーム3553との係合から外れるように付勢される)。
器具駆動アセンブリ3000の保持機構3550からの手術器具1000の器具スリーブ1010の結合解除中、ボタン3555は、矢印「X」の方向に第1の位置(例えば、図27A、28A、29B、および29Cに図示される近位位置)から第2の位置(例えば、図27B、28C、29Aに図示される遠位位置)に向かって遷移させられる。ボタン3555が第2の位置に向かってスライドすると、ボタン3555のカムアーム3558は、ラッチプレート3552のアーム3553に沿ってカム作用し、アーム3553を縦方向ボア3405の外の位置まで、かつ係止解除構成まで結合管340の縦軸「G」の軸外に旋回する(例えば、アーム3553は、器具スリーブ1010の陥凹1015との係合から外れるように結合管3400の係止空洞3551内で旋回する)(図28Dおよび29A)。アーム3553が、器具スリーブ1010の陥凹1015から外に旋回させられると、器具スリーブ1010は、自由に結合管3400から引き出され、それから結合解除される。
図24および25を参照すると、器具駆動アセンブリ3000の結合アセンブリ3500が、議論されるであろう。結合アセンブリ3500は、筐体アセンブリ3005の空洞3020内に配置され、遠位端プレート3030によって旋回可能に支持される。結合アセンブリ3500は、手術器具1000の器具駆動シャフト1020を駆動アセンブリ3300に解放可能に結合する役割を果たす。
結合アセンブリ3500は、手術器具1000の器具駆動シャフト1020と係合し、それに結合するように構成された駆動リンク3510を含む。駆動リンク3510は、対向突出部3512の組を介して遠位端プレート3030に旋回可能に結合され、対向突出部3512は、遠位端プレート3030を通して画定されるスロット3514内に存在する駆動リンク3510から延びている。対向突出部3512は、駆動リンク3510とモノリシックに形成され得るか、または、代替として、ピンを画定し得ることが想定され、ピンは、駆動リンク3510を通過し、スロット3514内に存在する。ピン3516は、駆動リンク3510と駆動ねじ3370の結合特徴3374とを結合し、ピン3516は、駆動リンク3510のピンホール3515および結合特徴3374を通過する。そのような実施形態において、結合特徴3374は、筐体アセンブリ3005の縦軸「E」を横断し得る貫通孔3379を画定し得る。実施形態において、結合特徴3374は、ピンホール3515に係合し、それによって、駆動ねじ3370と駆動リンク3510とを結合する隆起または突出部を画定し得る。
したがって、結合されると、駆動リンク3510は、駆動リンク3510の突出部3512と遠位端プレート3030のスロット3514との係合を介して、遠位端プレート3030に旋回可能に結合され、ピン3516と駆動ねじ3370の結合特徴3374の貫通孔3379との係合を介して、駆動ねじ3370に旋回可能に結合される。したがって、駆動リンク3510は、手術器具1000の器具駆動シャフト1020に対して係止位置(図30C)と係止解除位置(図30Aおよび30B)との間で遷移可能である。より具体的に、駆動アセンブリ3300の駆動ねじ3370が、上で議論されるように、近位または遠位に平行移動すると、駆動リンク3510は、突出部3512の周りに旋回させられる。故に、器具駆動ユニット2000のそれと同様に、器具駆動シャフト1020は、駆動ねじ3370の直線平行移動および駆動リンク3510の旋回の協調を通して、器具駆動ユニット3000に結合され、それから結合解除され得る。
図31Aおよび31Bを参照すると、結合アセンブリ3500の駆動リンク3510は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022を解放可能に保持および固定するように構成されたその遠位に面する表面上に配置される受け取り領域3518をさらに画定する。駆動リンク3510の受け取り領域3518は、その中の空洞3520、空洞3520の中に延びているポート3522、および空洞3520に沿って延びているチャネル3524を画定する。駆動リンク3510の受け取り領域3518は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022のためのソケット継手としての機能を果たし、結合ボール1022は、ポート3522を通してのみ、空洞3520に進入し、それから退出することができる。係止解除位置と係止位置との間の駆動リンク3510の旋回を通して、ポート3522は、それぞれ、結合管3400の縦軸「G」と整列させられるように、その軸外にされるように、または、それから角度を付けられるように、対応して向けられる。より具体的に、駆動リンク3510が係止解除位置(図30Aおよび30B)にあると、ポート3522は、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022がその中に受け取られ得るように、縦軸「G」と整列させられる。駆動リンク3510が係止位置(図30C−31B)に旋回させられると、ポート3522は、結合管3400の縦軸「G」の軸外にされ、またはそれから角度を付けられ、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022は、空洞3520内で捕捉される。係止位置において、器具シャフト1020のネック1024は、駆動リンク3510の受け取り領域3518のチャネル3524内に存在し、チャネル3524は、結合ボール1022の直径よりも小さく、したがって、駆動リンク3510の受け取り領域3518の空洞3520内で結合ボール1022を捕捉するように構成されている。したがって、駆動リンク3510の受け取り領域3518のポート3522は、それを通して器具駆動シャフト1020の結合ボール1022を受け取るように構成される一方で、駆動リンク3510の受け取り領域3518のチャネル3524は、結合ボール1022が、空洞3520から出ることを阻止するように構成されている。図31Aおよび31Bを参照すると、結合ボール1022(想像線で示される)は、受け取り領域3518の空洞3520内に配置され、ネック1024は、チャネル3524内に配置される。
図30A−30Cを参照すると、器具駆動アセンブリ3000の結合アセンブリ3500への手術器具1000の器具駆動シャフト1020の係合が、議論されるであろう。上で議論されるように、駆動アセンブリ3300の駆動ねじ3370の近位および遠位平行移動は、結合アセンブリ3500が、それぞれ、係止解除構成と係止構成との間で遷移するように、係止解除位置と係止位置との間で駆動リンク3510を旋回させる。駆動ねじ3370が最遠位位置にあると、駆動リンク3510のポート3522が、結合管3400の縦軸「G」と整列させられるように、駆動リンク3510は、係止解除位置にあり、結合アセンブリ3500は、係止解除構成にある(図30Aおよび30B)。ポート3522が、縦軸「G」と整列させられると、器具駆動シャフト1020は、結合管3400の遠位開口部3404の中に挿入され、器具駆動シャフト1020の結合ボール1022が、駆動リンク3510の受け取り領域3518のポート3522と接近させられるように、近位に平行移動させられる。器具駆動シャフト1020が近位に平行移動すると、結合ボール1022は、ポート3522を通して挿入され、駆動リンク3510の保持領域3518の空洞3520の中に運ばれる(図30B)。結合ボール1022が、空洞3520内に存在すると、駆動ねじ3370は、近位に平行移動させられる。駆動ねじ3370が近位に平行移動させられると、駆動リンク3510は、係止位置まで突出部3512の周りに旋回する。駆動リンク3510が、係止位置にあると、器具シャフト1020のネック1024は、駆動リンク3510のチャネル3524内に配置され、したがって、駆動リンク3510の受け取り領域3518の空洞3520内で結合ボール1022を捕捉する(図30C)。さらに、係止位置において、駆動リンク3510の受け取り領域3518のポート3522は、結合管3400の縦軸「G」の軸外にされるか、または、それから角度を付けられる。駆動リンク3510が、係止位置まで旋回させられると、結合アセンブリ3500は、したがって、器具駆動シャフト1020に対して係止構成にある。結合アセンブリ3500が、係止構成にあると、駆動ねじ3370のさらなる近位移動は、係止位置を越えて駆動リンク3510に旋回させ、器具駆動シャフト1020の近位平行移動を導く。故に、駆動ねじ3370の近位平行移動は、係止位置を越えて駆動リンク3510を旋回させ、したがって、器具駆動シャフト1020の遠位端に配置されるエンドエフェクタ(図示せず)を作動させる器具駆動シャフト1020の近位平行移動を導く。
図27A−31Bを参照すると、手術器具1000への器具駆動アセンブリ3000の完全な結合および分断が、簡潔に議論されるであろう。最初に、手術器具1000の器具スリーブ1010は、筐体アセンブリ3005の結合管3400の中に挿入され、保持機構3550のラッチプレート3552のアーム3553が、器具スリーブ1010の陥凹1015と係合させられるまで、近位に平行移動させられ、したがって、器具スリーブ1010のこれ以上の平行移動を阻止する。器具スリーブ1010および保持機構3550の結合は、第1または第2の位置のいずれかにおける保持機構3550のボタン3555を用いて実施され得ることを理解されたい。次に、駆動アセンブリ3300の駆動ねじ3370は、駆動リンク3510が、係止解除位置まで旋回させられ、結合アセンブリ3500が、係止解除構成にされるように、最遠位位置まで平行移動させられる。器具駆動シャフト1020は、次いで、結合ボール1022が駆動リンク3510と係合されるまで、器具スリーブ1010を通して近位に挿入される。代替として、器具スリーブ1010は、省略され得、したがって、器具駆動シャフト1020は、結合管3400を通して直接挿入され得ることが想定される。結合ボール1022が、駆動リンク3510の受け取り領域3518内に配置されると、駆動ねじ3370は、駆動リンク3510が係止位置まで旋回させられ、結合アセンブリ3500が係止構成まで平行移動させられるように、近位に平行移動させられる。器具駆動シャフト1020が、駆動リンク3510と結合すると、駆動ねじ3370のさらなる近位平行移動は、手術器具1000のエンドエフェクタの作動、関節運動、または発射を導く。
分断中、駆動アセンブリ3300の駆動ねじ3370は、駆動リンク3510が、係止解除位置まで旋回し、結合アセンブリ3500が、係止解除構成に遷移するように、最遠位位置に戻される。手術器具1000の器具駆動シャフト1020は、ここで、結合ボール1022が、駆動リンク3510の受け取り領域3518から外に運ばれ、またはそれから引き出され、器具駆動アセンブリ3000から分断され得るように、遠位に平行移動させられ得る。保持機構3500のボタン3555は、第1の位置(例えば、遠位位置)から第2の位置(例えば、近位位置)に向かって平行移動させられ得、それによって、ボタン3555のカムアーム3558は、ラッチプレート3552のアーム3553に係合し、手術器具1000の器具スリーブ1010の陥凹1015との係合から外れるようにそれを旋回させる。器具スリーブ1010は、ここにおいて、遠位に平行移動させられ、結合管3400から引き出され得る。外側スリーブ1010および器具駆動シャフト1020は、独立して、および/または、任意の順序で、結合および結合解除されるように構成され得ることが想定される。
器具駆動アセンブリ3000の使用中、第1の方向(例えば、時計回り)への駆動アセンブリ3300の近位歯車3310の回転が、反対方向に中心歯車3350に回転させ、第1の直線方向に(例えば、近位に)に平行移動するように駆動ねじ3370を導き、駆動リンク3510を(図30Cに図示されるような係止位置に向かって)旋回させることを理解されたい。第1の直線方向への駆動ねじ3370のさらなる平行移動は、器具駆動シャフト1020が、第1の直線方向に平行移動させられるように、係止位置を越えて駆動リンク3510に旋回させ続けさせる。同様に、第2の方向(例えば、反時計回り)への駆動アセンブリ3300の近位歯車3310の回転は、中心歯車3350を反対方向に回転させ、第2の直線方向に(例えば、遠位に)平行移動するように駆動ねじ3370を導き、駆動リンク3510を(図30Aおよび30Bに図示されるような係止解除位置に向かって)旋回させる。駆動リンク3510が係止位置に向かって係止位置を越えた位置から旋回すると、器具駆動シャフト1020は、第2の直線方向に駆動される。第2の直線方向への駆動ねじ3370のさらなる平行移動は、器具駆動シャフト1020がそれから分断され得るように、係止解除位置まで駆動リンク3510に旋回させ続けさせる。
手術器具1000の器具スリーブ1010は、器具スリーブ1010の近位端1011(図11)の遠位に配置された洗浄または膨張ポート1080をさらに含み得ることが想定される。ポート1080は、器具スリーブ1010の縦方向管腔1012を通して手術部位の中または外に流体を導入するために使用され得る。ポート1080は、整列特徴としてさらに使用され得、結合管2400の遠位開口部2404または結合管3400の遠位開口部3404に沿って配置された少なくとも1つの陥凹900または3900が、手術器具1000の器具スリーブ1010および/または器具駆動シャフト1020のためのキー固定特徴としての機能を果たす(図12および31A)。少なくとも2つの陥凹900、3900が、含まれ、結合管2400の遠位開口部2404または結合管3400の遠位開口部3404の周りに180°間隔を置かれ得ることが想定される。器具駆動アセンブリ200の結合管400は、同様に、器具駆動アセンブリ200および手術器具1000の器具スリーブ1010を結合するとき、キー固定特徴としての役割を果たすように遠位開口部404に沿って配置された陥凹を画定し得ることが想定される。
なおもさらに、器具駆動アセンブリ3000は、筐体アセンブリ3005内に配置されるコントローラ3950を含み得る(図24)。器具駆動アセンブリ200、2000、および3000は、コントローラ3950をさらに含み得ることが想定される。コントローラ3950は、コントローラ3950が、特定の手術道具1000のために器具駆動アセンブリ200、2000、または3000を調節および調整され得るように、有線または無線データ通信(例えば、Bluetooth(登録商標)、WiFI(登録商標)、ZigBee(登録商標)、RFID等)のいずれかを通して、それに結合される手術器具1000を識別するように構成されている。コントローラ3950は、内部記憶媒体または外部記憶媒体、例えば、医療ワークステーション1との有線または無線通信から、識別された手術道具1000の動作パラメータに関するデータを読み出し得る。手術道具1000のそのようなデータは、力またはトルク能力、較正手順、使用データ、シリアルまたは識別マーカ、エンドエフェクタ機能および動作パラメータ、器具スリーブ1010および/または器具駆動シャフト1020の長さ等を含み得る。
図1−31Bを参照して、キットが、説明されるであろう。キットは、1つ以上の器具駆動アセンブリ200、1つ以上の器具駆動アセンブリ2000、1つ以上の器具駆動アセンブリ3000、または、それらの任意の組み合わせを含み得る。キットは、1つ以上の手術器具1000をさらに含み得、各手術器具のエンドエフェクタは、変動し、いくつかのエンドエフェクタオプションをユーザに提供し得る。キットが、オペレータが所与の手技のために器具スリーブ1010および器具駆動シャフト1020を交換し得るように、代替器具スリーブ1010および/または器具駆動シャフト1020を含み得ることが想定される。ユーザが、利用可能な種々のサイズの手術器具1000を有するように、一連の長さおよび/または直径を画定する種々の器具スリーブ1010および/または、器具駆動シャフト1020が、ユーザに提供され得る。
ここで図32−34を参照すると、概して、4000と称される手術アセンブリは、縦軸「L」を画定し、一緒に選択的にねじ式に結合するように構成された器具駆動アセンブリ4100および手術器具4200を含む。手術アセンブリ4000の器具駆動アセンブリ4100は、器具駆動アセンブリ200、2000、3000に類似するが、器具駆動アセンブリ4100の遠位端部分上で支持される結合管4110を含む。器具駆動アセンブリ4100の結合管4110は、手術器具4200の近位部分にねじ式に結合し、手術器具4200を器具駆動アセンブリ4100に軸方向に固定するように構成されたねじ山付き外面4112を含む。
手術アセンブリ4000の手術器具4200は、その近位端部分上でノブ4220を支持するシャフトアセンブリ4210と、その遠位端部分上のジョーアセンブリ4230とを含む。ジョーアセンブリ4230は、第1のジョー部材4230aと、第1のジョー部材4230bとミラー関係で配置される第2のジョー部材4230bとを含む。ジョーアセンブリ4230の第1および第2のジョー部材4230a、4230bの一方または両方は、第1および第2のジョー部材4230a、4230bによって捕捉される組織を治療する(例えば、把持、切断、ステープル固定、密閉のうちの1つ以上のもの)ために、第1および/または第2のジョー部材4230a、4230bが、矢印「P」によって示されるように、開放位置(図32)と閉鎖位置(図示せず)との間で移動することを可能にするように、互いに対して移動可能(例えば、旋回可能)であり得る。
手術器具4200のノブ4220は、ハンドル部分4220aと、ハンドル部分4220aから遠位に延びている突出部分4220bとを含む。ノブ4220は、外面4220cと、内面4220dとをさらに含む。ノブ4220の外面4220cは、(例えば、器具駆動アセンブリ4100の結合管4110に対する)ハンドル部分4220aの握持および回転を向上させるように、ノブ4220のハンドル部分4220aに沿って画定される握持溝4220eを含む。ノブ4220の内面4220dは、ノブ4220を通してボア4222を画定し、ボア4222の周りにハンドル部分4220aに沿って延びているねじ山4224を含む。ノブ4220の内面4220dに沿ったねじ山4224は、矢印「T」によって示されるように、器具駆動アセンブリ4100の結合管4110のねじ山付き外面4112とねじ式に結合し、手術アセンブリ4000の手術器具4200および器具駆動アセンブリ4100が、一緒に選択的にねじ式に結合する(および/または、例えば、器具交換、および/または、手術器具4200の清掃/高圧蒸気滅菌のために結合解除する)ことを可能にするように構成されている。ノブ4220の内面4220dはさらに、環状肩部4226を含む。
手術器具4200のシャフトアセンブリ4210は、外側シャフトアセンブリ4212と、内側シャフト4214とを含む。シャフトアセンブリ4210の外側シャフトアセンブリ4212は、外側シャフトアセンブリ4212の内面によって画定される管腔4212bと流体連通するルアー洗浄ポート4212aをその近位端部分内に(例えば、清掃を促進するために)画定する。外側シャフトアセンブリ4212の管腔4212bは、その中に内側シャフト4214を受け取るように位置付けられ、ルアー洗浄ポート4212aから外側シャフトアセンブリ4212の遠位端部分まで外側シャフトアセンブリ4212を通して延びている。外側シャフトアセンブリ4212は、手術器具4200のジョーアセンブリ4230が、2つの向きのうちのいずれか1つ(例えば、180度離れた2つの垂直向きのうちの1つ)で維持されるように、外側管アセンブリ4212が、器具駆動アセンブリ4100の結合管4110内で支持される補完的特徴(図示されないが、クロッキング平面4212c、4212eと回転可能に係止するようにキー固定される)に係合することを可能にするように位置付けられる一対のクロッキング平面4212c、4212eを含む。例えば、第1の向きにおいて、クロッキング平面4212cは、第1のジョー部材4230aが、第2のジョー部材4230bの上位に位置付けられるように、クロッキング平面4212dの上位に位置付けられる。第2の向きにおいて、クロッキング平面4212dは、第2のジョー部材4230bが、第1のジョー部材4230aの上位に位置付けられるように、クロッキング平面4212eの上位に位置付けられる。
垂直向きとして示され、説明されるが、手術器具4200の外側シャフトアセンブリ4212のクロッキング平面4212c、4212d、および/または手術器具4200の第1および/または、第2のジョー部材4230a、4230bは、互いに対して任意の数の向きおよび/または配列(例えば、互いに対して好適な角度円弧によって分離され得る側方および/または傾斜/角度付き向き等の3つ以上の向きおよび/または、非垂直向き)を有することができる。例えば、180度離れている2つのクロッキング位置とともに示されているが、任意の数のクロッキング平面が、45度、60度、90度、120度等の1つ以上の円弧長によって分離され得る。
手術器具4200の外側シャフトアセンブリ4212は、手術器具4200のノブ4220の環状肩部4226に接触し、手術器具4200のノブ4220および/または内側シャフト4214に対する外側管アセンブリ4212の軸方向移動を防止するように位置付けられる、環状フランジ4212eをさらに含む。外側シャフトアセンブリ4212は、挿入係止アセンブリ4216も支持する。挿入係止アセンブリ4216は、外側シャフトアセンブリ4212の管腔4212bの中に挿入係止アセンブリ4216の係止体4216b(金属材料を含み得る)を押し進めるように、および/または半径方向に拘束するように機能するクリップ4216a(例えば、エラストマ材料を含み得るC−クリップ)を含む。挿入係止アセンブリ4216の機能は、内側シャフト4214(および取り付けられた構成要素)と外側シャフトアセンブリ4212(および取り付けられた構成要素)との間の相対回転を防止することである。これは、ジョーアセンブリ4230の第1および第2のジョー部材4230a、4230bの一方または両方において捻じり負荷を引き起こすために必要であり得る。ノブ4220は、挿入係止アセンブリ4216を係止/係止解除し、ユーザが、例えば、道具(例えば、ジョーアセンブリ4230)を交換することを可能にするように、近位に/遠位に前進させられ得る。
外側管アセンブリ4214の挿入係止アセンブリ4216の係止体4216bは、クリップ4216aによって保持される。特に、クリップ4215aは、外側シャフトアセンブリ4212に対して半径方向内向きに係止体4216bを装填する。手術器具4200の内側シャフト4214上の平面4212c、4212eは、いくつかの向きで、係止体4216bが半径方向外向きに押し進められるように、提供される。ノブ4220が、近位に前進させられると、係止体4216bの半径方向外向きの運動が、防止され、したがって、道具の回転も、防止される。ノブ4220が、遠位に前進させられると、係止体4216bの半径方向外向きの運動が、可能にされ、したがって、道具の回転(例えば、ジョーアセンブリ4230の回転)が、外側シャフトアセンブリ4212に対して可能にされる。これは、次いで、外側シャフトアセンブリ4212からの道具(例えば、ジョーアセンブリ4230)の除去および交換を可能にする。
手術器具4200の内側シャフトアセンブリ4214は、上で説明される(例えば、図8A−10参照)手術器具1000の器具駆動シャフト1020と同様に構築され、動作するが、そのそれぞれの近位および遠位端において近位および遠位接触部4214b、4214cを画定する陥凹状区画4214aを含む。外側管アセンブリ4214の挿入係止アセンブリ4216の係止体4216bは、内側シャフトアセンブリ4214が、矢印「N」によって示されるように、その近位位置と遠位位置との間で外側管アセンブリ4214に対して軸方向に移動すると、陥凹状区画4214aの近位および遠位接触部4214b、4214cに係合し、外側管アセンブリ4214に対する内側シャフトアセンブリ4214の軸方向移動を限定するように位置付けられる。
種々の修正が、本明細書に開示される実施形態に行われ得ることを理解されたい。したがって、上記説明は、限定的としてではなく、単に種々の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、それに添付された請求項の範囲および精神内の他の修正を想定するであろう。