JP2022501110A - 内部を通る電気信号伝送を含む高関節腹腔鏡関節 - Google Patents

Abstract

ロボット電気機械式外科手術器具は、筐体、筐体から遠位に延びる細長いシャフト、細長いシャフトで支持された手首アセンブリ、手首アセンブリに連結されたエンドエフェクタ、手首アセンブリに連結されたケーブル、およびエンドエフェクタに連結された電気ケーブルを含む。手首アセンブリは、第２の関節に連結された第１の関節を含む。第１の関節は、弓形表面を画定する近位のセグメントと、弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが近位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが遠位の弓形表面から離れるとともに、電気ケーブルが遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが近位の弓形表面から離れるように、近位の弓形表面および遠位の弓形表面に対して配置される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１月４日に出願された米国仮出願第６２／６１３，５６７号（Ｃ０００１４３５７．ＵＳＰ１（２０３−１１４８０））の利益と優先権を主張する部分継続出願であり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

ロボット外科システムは、低侵襲医療処置で使用されている。いくつかのロボット外科手術システムは、外科手術ロボットアームを支持するコンソールと、ロボットアームに載置された、少なくとも１つのエンドエフェクタ（例えば、鉗子、またはホチキス）を有する外科手術器具とを含む。ロボットアームは、手術器具に、その操作と動きのために、機械的動力を提供する。各ロボットアームは、外科手術器具に動作的に接続された器具駆動ユニットを含むことができる。外科手術器具は、外科手術器具のエンドエフェクタを操作するためにモータ駆動されるケーブルを含んでもよい。

本開示は外科手術器具に関する。より具体的には、本開示は、低侵襲外科処置を実施するために使用されるロボット外科手術システムのための関節式ロボット外科手術器具に関する。本開示は、より多くの関節運動、トルク伝達、および機械的操作を提供するロボット外科手術システム用の小型外科手術器具を提供する。

本開示の一態様によれば、ロボット電気機械式外科手術器具が提供される。外科手術器具は、筐体と、筐体から遠位に延びる細長いシャフトと、細長いシャフトで支持された手首アセンブリと、手首アセンブリに連結されたエンドエフェクタと、手首アセンブリに連結されたケーブルと、エンドエフェクタに連結された電気ケーブルと、を含む。

細長いシャフトは長手方向軸を画定する。手首アセンブリは、第２の関節に連結された第１の関節を含む。ケーブルは可動式であり、第１および第２の関節を操って、手首アセンブリが長手方向軸に対して関節運動できるようにする。第１の関節は、弓形表面を画定する近位のセグメントと、弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが近位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが遠位の弓形表面から離れるように、および電気ケーブルが遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが近位の弓形表面から離れるように、近位の弓形表面および遠位の弓形表面に対して配置される。

第１の関節の近位および遠位のセグメントは、細長いシャフトの長手方向軸に対する手首アセンブリの関節運動を容易にするために、互いに対して動くように支持される。リンクは、第１の関節の近位のセグメントを第１の関節の遠位のセグメントに連結していてもよい。

特定の態様では、第１の関節の近位のセグメントは近位の開口を画定し、第１の関節の遠位のセグメントは、近位の開口と整合していない遠位の開口を画定する。電気ケーブルは、近位の開口および遠位の開口を通して配設されてもよい。

特定の態様では、電気ケーブルは、遠位のセグメントが近位のセグメントに対して関節運動するにつれ、電線がある速度で遠位の弓形表面に巻き付くとともに、電線が同じ速度で近位の弓形表面から離れるように、第１の関節の近位のセグメントと遠位のセグメントとの間に配置される。

いくつかの局面において、電気ケーブルは、電気外科治療エネルギをエンドエフェクタの一部に伝達するように構成されている。加えて、またはあるいは、電気ケーブルは、エンドエフェクタからセンサ信号を送信するように構成されている。

いくつかの態様では、第２の関節は、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントと、遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが第２の関節の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが第２の関節の遠位の弓形表面から離れように、および電気ケーブルが第２の関節の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが第２の関節の近位の弓形表面から離れるように、第２の関節の近位の弓形表面および第２の関節の遠位の弓形表面に対して配置されてもよい。

特定の態様では、電気機械式外科手術器具は、第２の電気ケーブルを含んでもよい。第１の関節の近位のセグメントは、第２の近位の弓形表面を画定してもよく、第１の関節の遠位のセグメントは、第２の遠位の弓形表面を画定してもよく、第２の電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが第２の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、第２の電気ケーブルが第２の遠位の弓形表面から離れるように、および第２の電気ケーブルが第２の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、第２の電気ケーブルが第２の近位の弓形表面から離れるように配置されている。

特定の態様では、筐体は、その上に配設された電気接点を含み、電気ケーブルは、電気接点に連結されている。

別の態様によれば、電気機械式外科手術器具とともに使用するための手首アセンブリが提供される。手首アセンブリは、第１の関節に動作可能に連結された第１の関節および第２の関節、ならびに第１の関節または第２の関節の少なくとも一方に連結された複数のケーブルを含む。複数のケーブルは、手首アセンブリが無関節位置で手首アセンブリによって画定される長手方向軸に対して関節運動できるように、第１および第２の関節を操るように移動可能である。第１の関節は、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントと、遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが近位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが遠位の弓形表面から離れるように、および電気ケーブルが遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが近位の弓形表面から離れるように、近位の弓形表面および遠位の弓形表面に対して配置される。

特定の態様では、第１の関節の近位のセグメントは近位の開口を画定し、第１の関節の遠位のセグメントは、近位の開口と整合していない遠位の開口を画定する。電気ケーブルは、近位の開口および遠位の開口を通して配設されてもよい。リンクは、第１の関節の近位のセグメントを第１の関節の遠位のセグメントに連結していてもよい。

特定の態様では、電気ケーブルは、遠位のセグメントが近位のセグメントに対して関節運動するにつれ、電線がある速度で遠位の弓形表面に巻き付くとともに、電線が同じ速度で近位の弓形表面から離れるように、第１の関節の近位のセグメントと遠位のセグメントとの間に配置される。

いくつかの局面において、電気ケーブルは、電気外科治療エネルギをエンドエフェクタの一部に伝達するように構成されている。加えて、またはあるいは、電気ケーブルは、エンドエフェクタからセンサ信号を送信するように構成されている。

いくつかの態様では、第２の関節は、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントと、遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが第２の関節の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが第２の関節の遠位の弓形表面から離れるように、および電気ケーブルが第２の関節の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、電気ケーブルが第２の関節の近位の弓形表面から離れるように、第２の関節の近位の弓形表面および第２の関節の遠位の弓形表面に対して配置されてもよい。

特定の態様では、手首アセンブリは、第２の電気ケーブルを含んでもよい。第１の関節の近位のセグメントは、第２の近位の弓形表面を画定してもよく、第１の関節の遠位のセグメントは、第２の遠位の弓形表面を画定してもよく、第２の電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中に、電気ケーブルが第２の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、第２の電気ケーブルが第２の遠位の弓形表面から離れるように、および第２の電気ケーブルが第２の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、第２の電気ケーブルが第２の近位の弓形表面から離れるように配置されている。

有利なことに、現在開示されている外科手術器具は、（例えば、患者の解剖学的構造からの）外部負荷が駆動システムに影響を与えることに抵抗しながら、決定論的なエンドエフェクタの位置を提供する。さらに、現在開示されている外科手術器具は、エンドエフェクタの位置が非決定論的である関節の「Ｓ」状態を防ぐために歯車間の転がり接触を維持する連動形状を有するナックルギアリング（またはカップリング）を含む。

現在開示されている外科手術器具はまた、最小の曲げ半径を維持しながら、２つの方向に高い関節運動（例えば、±７０度）を提供する。いくつかの実施形態では、追加のケーブルを配線して、エンドエフェクタで付加的な機械的機能（例えば、専用の把持機能）を提供することができる。

加えて、現在開示されている外科手術器具および手首アセンブリは、手首アセンブリの関節運動中に電気ケーブルに加えられる最小の抵抗および最小の応力で、その内部を貫通して電気ケーブルが通過し易くなる構造的特徴を含む。手首アセンブリの構成要素が高度な関節運動をするにもかかわらず、電気ケーブルは、手首アセンブリの関節または構成要素のいずれかを長手方向に通って並進移動することはない。これにより、関節運動中にケーブルやワイヤーを駆動するために必要となる張力や繰り出し機構が不要になる。電気ケーブルの長手方向の移動を排除することで、電気ケーブルおよび電気ケーブルと接触している構成要素の摩耗や摩滅による故障の可能性も減少する。電気ケーブルは、手首アセンブリの関節運動中には、複数の方向に曲がるのではなく、単一の軸のみを介して曲がるので、電気ケーブル、および、電気ケーブルが接触している構成要素でさえも寿命が大幅に延びる。加えて、電気ケーブルは、関節の全範囲にわたって、手首アセンブリ内の、駆動ケーブルおよびシールド構造の下に配置されるため、偶発的な接触や再処理によって電線が損傷する可能性が低くなる。

本明細書で記載の例示の実施形態の一部、または全てによって提供される他の態様、特徴、および利点は、以下の説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、ロボット外科手術システム用の本外科手術器具の本開示の実施形態を示しており、上述した開示の一般的な説明および下記の実施形態の詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する役割を果たす。ここで、
本開示による、ロボット外科システムの概略図である。 図１のロボット外科手術システムの外科手術器具の無関節位置の斜視図である。 図２に示す詳細指示領域の拡大斜視図である。 図２の外科手術器具のエンドエフェクタの斜視図であって、外科手術器具の細長いシャフトアセンブリの手首アセンブリから分離されて示す図である。 図４の手首アセンブリの斜視図である。 図４の手首アセンブリの斜視図である。 図４の細長いシャフトアセンブリの部品を分離して示す斜視図である。 図５の断面線８−８に沿った、図５の手首アセンブリの拡大断面図である。 図５の手首アセンブリの拡大図であって、明確にするために一部を仮想線で示す図である。 図２に示す詳細指示領域の拡大縦断面図である。 図１０の断面線１１−１１に沿った図５の手首アセンブリの断面図である。 図２の外科手術器具の遠位部分の上面図であり、その手首アセンブリが関節運動位置に示されている図である。 図１２に示す詳細指示領域の拡大図である。 図１３の縦断面図である。 例示的な関節運動位置で示された図２の外科手術器具の斜視図である。 図１５に示す詳細指示領域の拡大図であって、明確にするためにその一部を取り除いた図である。 外科手術器具の代替実施形態の斜視図であって、例示的な関節運動位置を示す図である。 図１７の外科手術器具の手首アセンブリの斜視図である。 図１８の手首アセンブリの第１の関節の、未関節運動位置を示す断面図である。 関節運動位置にある図１８の手首アセンブリの第１の関節の断面図である。 図１８の手首アセンブリの第１の関節の、別の関節運動位置を示す断面図である。 図１８の手首アセンブリの第２の関節の、未関節運動位置を示す断面図である。 図１８の手首アセンブリの第２の関節の、関節運動位置を示す断面図である。 図１８の手首アセンブリの第２の関節の、別の関節運動位置を示す断面図である。

本ロボット外科手術システムのための外科手術器具の実施形態は、図面を参照して詳細に記載されており、図面の中で同様の参照番号は、いくつかの図の各々において同一のまたは対応する要素を示す。本明細書で使用される場合、「遠位」という用語は、患者に近い構造を指し、「近位」という用語は、患者から遠い構造を指す。

本明細書で使用される場合、「臨床医」という用語は、医者、看護師、または任意の他の医療提供者を指し、また、サポート要員を含む場合がある。以下の記載では、周知の機能または構成が、本開示を不必要に詳細に示して不明瞭にすることを避けるために、詳細には記載されていない。

最初に図１を参照すると、例えばロボット外科手術システム１等の外科手術システムは、一般に、１つ以上の外科手術ロボットアーム２、３と、制御デバイス４と、制御デバイス４と連結された操作コンソール５とを含む。外科手術ロボットアーム２、３のいずれも、ロボット外科手術アセンブリ１００と、そこに連結された電気機械外科手術器具２００とを有することができる。電気機械式外科手術器具２００は、その遠位部分に配設されたエンドエフェクタ３００を含む。いくつかの実施形態において、ロボット外科手術アセンブリ１００は、外科手術ロボットアーム２、３のうちの１つ以上のスライドレール４０に取り外し可能に取り付けてもよい。いくつかの実施形態において、ロボット外科手術アセンブリ１００は、外科手術ロボットアーム２、３のうちの１つ以上のスライドレール４０に固定して取り付けてもよい。

ロボット外科手術システム１の操作コンソール５は、原則として当業者に知られているように、３次元画像を表示するようにセットアップされた表示デバイス６と、ロボット外科手術システム１の臨床医（図示せず）が第１の操作モードにおいてロボットアーム２、３を遠隔操作することが可能である、手動入力デバイス７、８とを含む。各ロボットアーム２、３は、関節を通して接続することができる任意の数の部材で構成してもよい。ロボットアーム２、３は、制御デバイス４に接続されている、電気駆動装置（図示せず）によって駆動され得る。ロボット外科手術システム１の制御デバイス４（例えばコンピュータ）は、例えば、コンピュータプログラムによって駆動装置を起動するように設定されているので、ロボットアーム２，３、取り付けられたロボット外科手術アセンブリ１００、ひいてはロボット外科手術システム１の電気機械式外科手術器具２００（エンドエフェクタ３００を含む）は、手動入力デバイス７，８によって画定される動作に応じて所望の動作を実行する。制御デバイス４は、ロボットアーム２，３および／または駆動装置の動きを調整するように設定してもよい。

ロボット外科手術システム１は、外科手術台「ＳＴ」上に位置付けられた（例えば、横たわる）患者「Ｐ」を、外科手術器具、例えば電気機械式外科手術器具２００、より詳しくは、電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００によって最小侵襲様式で治療するために使用するように構成されている。ロボット外科手術システム１はまた、３つ以上のロボットアーム２、３を含んでもよく、付加的なロボットアームは、同様に、制御デバイス４に接続され、操作コンソール５によって遠隔操作可能である。外科手術器具、例えば電気機械式外科手術器具２００（その電気機械エンドエフェクタ３００を含む）はまた、任意の付加的なロボットアーム（複数可）にも取り付けてもよい。

ロボット外科手術システム１の制御デバイス４は、１つ以上のモータ、例えばモータ（図示せず）を制御してもよく、各モータは、ロボットアーム２、３のあらゆる方向における運動を駆動するように構成されている。制御デバイス４は、１つ以上のモータ５０（またはモータパック）を含む器具駆動ユニット１１０を制御してもよい。モータ５０は、電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００の様々な動作を駆動する。モータ５０は、例えば、キャニスタモータなどの回転モータを含んでもよい。モータ５０（または別のモータ、図示せず）のうちの１つ以上は、その長手方向軸「Ｌ−Ｌ」に対して、電気機械式外科手術器具２００またはその構成要素の回転を駆動するように構成されてもよい。１つ以上のモータは、電気機械式外科手術器具２００の電気機械式エンドエフェクタ３００の動作および／または移動をもたらすように構成することができる。

ここで図２に目を向けると、ロボット外科手術システム１の電気機械式外科手術器具２００は、その近位端部分に筐体２０２と、筐体２０２から遠位に延びる細長いシャフト２０４とを含む。細長いシャフト２０４は、エンドエフェクタ３００を細長いシャフト２０４に連結する、細長いシャフト２０４の遠位端部分に支持された手首アセンブリ２０６を含む。

電気機械式外科手術器具２００の筐体２０２は、例えば、ロボット外科手術アセンブリ１００の滅菌インターフェースモジュール１１２への側方負荷を介して、ロボット外科手術アセンブリ１００の器具駆動ユニット１１０に選択的に連結して、ロボット外科手術アセンブリ１００の器具駆動ユニット１１０のモータ５０が電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００を操作できるようにするように構成されている。電気機械式外科手術器具２００の筐体２０２は、ロボット外科手術アセンブリ１００の器具駆動ユニット１１０のモータ５０と機械的および／または電気的に協働する駆動アセンブリ２０３を支持する。

電気機械式外科手術器具２００の駆動アセンブリ２０３は、駆動力／動きを実現するための任意の好適な電気的および／または機械的構成要素を含むことができ、その構成要素は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年９月２１日に出願された一般所有の国際出願公開第ＷＯ２０１７０５３３５８号に記載されている駆動構成要素の構成要素に類似していてもよい。特に、図３および図４に見られるように、電気機械式外科手術器具２００の駆動アセンブリ２０３は、ケーブル駆動アセンブリ２０３ａおよび発射アセンブリ２０３ｂを含む。ケーブル駆動アセンブリ２０３ａは、２０１５年１０月２２日に出願された「電気機械式外科手術デバイスおよび外科手術装填ユニット、ならびにそれらの外科用システムを相互接続するためのジンバルを備えたアダプタアセンブリ」というタイトルの一般所有の米国特許出願公開第２０１５／０２９７１９９号に記載されているものと同様であり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

図１および図１５を参照すると、電気機械式外科手術器具２００のケーブル駆動アセンブリ２０３ａは、１つ以上の被駆動部材２０９、例えば、被駆動部材２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、および２０９ｄ（図１５）などを含み、ロボット外科手術アセンブリ１００がロボット外科手術アセンブリ１００のモータ５０から動力および作動力を伝達して、最終的に、電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００の構成要素の動きを駆動することができるようにする。

図３および図４に見られるように、電気機械式外科手術器具２００のケーブル駆動アセンブリ２０３ａは、電気機械式外科手術器具２００のそれぞれの被駆動部材２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、および２０９ｄ（図１５）の基端部分に連結されたケーブル２０５、例えば、ケーブル２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、および２０５ｄなどを含む。ケーブル駆動アセンブリ２０３ａのケーブル２０５は、その遠位端部分まで遠位に延び、長手方向軸「Ｌ−Ｌ」周りの円周方向に離間した位置（例えば、角度的に変位した）で細長いシャフト２０４の手首アセンブリ２０６に連結するフェルール２０５ｘ（図４）を含んで、１つ以上のケーブル２０５の作動時に、ケーブル２０５が、電気機械式外科手術器具２００の手首アセンブリ２０６および電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００の関節運動／ピッチ／ヨーを生じさせることができるようにしてもよい。ケーブル駆動アセンブリ２０３ａは、被駆動部材２０９および／またはケーブル２０５に直接または間接的に連結されて、被駆動部材２０９および／またはケーブル２０５を介して与えられる駆動運動を容易にする１つ以上のプーリ、摩擦ホイール、歯車、カプラ、ラックアンドピニオン装置などを含むことができる。ケーブル２０５は、対角ケーブル（例えばケーブル２０５ｄ、２０５ｂまたはケーブル２０５ａ、２０５ｃ。図４を参照）が複数の軸（例えば２つ）で関節運動を提供するために反対方向に駆動されるように配置できるように配列することができる。４本のケーブルのみが示されているが、ケーブル駆動アセンブリ２０３ａは、例えば、エンドエフェクタ３００で付加的な機能を提供するために、任意の数のケーブルを含むことができる。

図５および図６を参照すると、電気機械式外科手術器具２００の細長いシャフト２０４の手首アセンブリ２０６は、近位から遠位に、細長いシャフト２０４の外管２０４ａの遠位部分に連結された第１のインターフェース２０８、第１のインターフェース２０８の遠位部分に連結された第１の関節２１０、第１の関節２１０の遠位部分に連結され、そこから角度的に変位された（例えば、９０度オフセットされた）第２の関節２１２、および第２の関節２１２の遠位部分に連結された第２のインターフェース２１４を含む。

図７を参照すると、手首アセンブリ２０６の第１のインターフェース２０８は、管状インターフェースの形態であり、近位筐体２０８ａおよび近位筐体２０８ａから遠位に延びる遠位筐体２０８ｂと、駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂを受容するために、その内部を貫通して画定される中央開口２０８ｃとを含む。第１のインターフェース２０８の近位筐体２０８ａは、外管２０４ａの遠位に延びるタブ２０４ｂを受容する一対のサイドスロット２０８ｄ（一方のサイドスロット２０８ｄのみが示されるが、近位筐体２０８ａの反対側に同じように配設された他方を有する）を画定する。近位筐体２０８ａはさらに、近位筐体２０８ａの周りに円周方向に離間した位置に配設された複数のケーブルチャネル２０８ｆ（例えば、４つ）を画定する（１つのケーブルチャネル２０８ｆのみが明示的に示されている）。遠位筐体２０８ｂは、第１のレッジ２０８ｇおよび第２のレッジ２０８ｈを画定し、第１および第２のレッジ２０８ｈ、２０８ｇの間に横方向チャネル２０８ｉを画定する。第１および第２のレッジ２０８ｇ、２０８ｈは、ケーブルチャネル２０８ｆと整列して、その内部を貫通して駆動アセンブリ２０３のケーブル駆動アセンブリ２０３ａのケーブル２０５を受容するケーブル開口２０８ｊ（例えば、各々２つ）を画定する。第１および第２のレッジ２０８ｇ、２０８ｈは、そこから遠位方向に延びる遠位のタブ２０８ｋ、２０８Ｌをさらに含む。

手首アセンブリ２０６の第１の関節２１０は、（ケーブル２０５からの引張力によって生じる）軸方向荷重および横方向の不整合に抵抗するのを助けるリンクまたはキャップ２１０ｃ、２１０ｄによって一緒に旋回可能に連結される近位のセグメント２１０ａおよび遠位のセグメント２１０ｂを含む。さらに、リンク２１０ｃ、２１０ｄは、例えば、噛み合った歯車の歯のクリアランスを維持するのに役立つ（例えば、歯車の歯２１０ｊおよび２１０ｑが固着しないように、歯車の歯２１０ｊと２１０ｑとの間の十分な距離または軸方向の離隔を維持するリンク２１０ｄを示す図９を参照）。

第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａは、第１のインターフェース２０８の横方向チャネル２０８ｉ内で受容される近位のタブ２１０ｅ（一方のみを示すが、近位のセグメント２１０ａの反対側に示される同一のタブ２１０ｅも有する）を含む。近位のセグメント２１０ａは、近位のタブ２１０ｅから角度的に変位し（例えば、９０度）、第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａが長手方向軸「Ｌ−Ｌ」（図２）の周りを第１のインターフェース２０８に対して回転するのを防止するために、第１のインターフェース２０８の遠位のタブ２０８ｋ、２０８Ｌを受容するように配置される横方向の凹部２１０ｆを画定する（例えば、実矧ぎ継ぎタイプの相互接続）。近位のセグメント２１０ａは、近位のセグメント２１０ａの反対側で近位のセグメント２１０から遠位に延びる第１のカプラまたは歯車２１０ｇおよび第２のカプラまたは歯車２１０ｈを含む。第１および第２の歯車２１０ｇ、２１０ｈは、間隔を置いて配置された複数の歯２１０ｊを有する。第１および第２の歯車２１０ｇ、２１０ｈは、第１の関節２１０のリンク２１０ｄ、２１０ｃと係合するために、そこから横方向に（例えば、垂直に）延びるピン２１０ｋを含む。現在開示されているピンのいずれにも、リベットなどが含んでもよい。歯車２１０ｈ、２１０ｇは、第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａの側面から凹んでおり、遠位のセグメント２１０ｂが近位のセグメント２１０ａに対して関節運動するとき、近位のセグメント２１０ａに対する第１の関節２１０のリンク２１０ｃ、２１０ｄおよび第１の関節２１０の遠位のセグメント２１０ｂの動きを容易にする。第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａは、その内部を貫通して駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂを受容するための中央開口部２１０ｍ、およびその内部を貫通して駆動アセンブリ２０３のケーブル駆動アセンブリ２０３ａのケーブル２０５を受容するための複数のケーブル開口２１０ｎ（例えば、４つ）をさらに画定する。

第１の関節２１０の遠位のセグメント２１０ｂは、遠位のセグメント２１０ｂから近位方向に延び、第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａの第１および第２の歯車２１０ｇ、２１０ｈと噛み合うまたは幾何学的に連動する（例えば、その歯２１０ｑ）ように配置されたナックルまたは歯車２１０ｐ（一方のみを示すが、遠位のセグメント２１０ｂの反対側に示される第２の同一のカプラまたは歯車２１０ｐも有する）を備えたカプラを含み、それぞれの連動された歯車（例えば、２１０ｐ、２１０ｈ。図７、図９および図１３を参照）間の転がり接触を維持するとともに、エンドエフェクタの位置が非決定論的である関節の「Ｓ」状態になるのを防止する。遠位のセグメント２１０ｂは、歯車２１０ｐから横方向に（例えば、そこから垂直に）延びるピンまたはボス２１０ｒ（一方のみを示すが、遠位のセグメント２１０ｂの反対側に示される第２の同一のピン２１０ｒも有する）をさらに含む。遠位のセグメント２１０ｂは、凹部２１０ｔをさらに画定し、遠位端セグメント２１０ｂの遠位端部分の周りの角度的に変位した位置（例えば、９０度離れている）に交互に散在および配設される遠位に延びるタブ２１０ｕを含む。遠位のセグメント２１０ｂは、その内部を貫通して発射アセンブリ２０３ｂを受容するための中央開口２１０ｖと、その内部を貫通してケーブル駆動アセンブリ２０３ａのケーブル２０５を受容するための複数のケーブル開口２１０ｗ（例えば、４つ）とを画定する。

第１の関節２１０の近位および遠位のセグメント２１０ａ、２１０ｂの各々は、遠位のセグメント２１０ｂが近位のセグメント２１０ａに対して歯として関節運動できるようにするために、第１の関節２１０の遠位のセグメントおよび近位のセグメント２１０ａ、２１０ｂの間に空間を提供する一対のテーパー面２１０ｘを含むみ、近位および遠位のセグメント２１０ａ、２１０ｂの２１０ｊ、２１０ｑは、互いに噛み合っている。近位のセグメント２１０ａのテーパー面２１０ｘは、遠位のセグメント２１０ｂのテーパー面に接触して、近位のセグメント２１０ａに対する遠位のセグメント２１０ｂの関節運動を制限する（例えば、所与の方向における最大関節運動を画定する）ように構成されている。

第１の関節２１０のリンク２１０ｃ、２１０ｄは、近位および遠位のセグメント２１０ａ、２１０ｂのピン２１０ｋ、２１０ｒをそれぞれ受容する近位および遠位ピン開口２１０ｙ、２１０ｚを画定して、第１の関節２１０の近位および遠位のセグメント２１０ａ、２１０ｂを一緒に固定し、遠位のセグメント２１０ｂが近位のセグメント２１０ａに対して関節運動できるようにする。

手首アセンブリ２０６の第２の関節２１２は、手首アセンブリ２０６の第１の関節２１０と同一であるが、第１および第２の関節２１０、２１２が相互接続し、互いに対して関節運動／旋回できるように、第１の関節２１０に対して角度的に変位する（例えば、９０度）。特に、第２の関節２１２は、第２の関節２１２の近位のセグメント２１２ａ、遠位のセグメント２１２ｂ、およびリンク２１２ｃ、２１２ｄが、それぞれ、第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａ、遠位のセグメント２１０ｂ、およびリンク２１０ｃ、２１０ｄと同一であるように、リンク２１２ｃ、２１２ｄによって一緒に旋回可能に連結される近位のセグメント２１２ａおよび遠位のセグメント２１２ｂを含む。第２の関節２１２の近位のセグメント２１２ａは、第２の関節２１２の近位のセグメント２１２ａが第１の関節２１０の遠位のセグメント２１０ｂに回転係止されるように、第１の関節２１０の遠位のセグメント２１０ｂに連結される（例えば、舌および溝タイプの相互接続）。このようにして、第２の関節２１２の近位および遠位のセグメント２１２ａ、２１２ｂは、互いに関節運動／旋回することができ、一方、第１の関節２１０の遠位のセグメント２１０ｂは、第１の関節２１０の近位のセグメント２１０ａに対して関節運動／旋回する。

手首アセンブリ２０６の第２のインターフェース２１４は、管状インターフェースの形態であり、それぞれ互いに対応する、および／または互いに整列される近位および遠位の凹部２１４ａ、２１４ｂを画定する。第２のインターフェース２１４は、それぞれ互いに対応する、および／または互いに整列される近位のタブおよび遠位のタブ２１４ｃ、２１４ｄを含む。第２のインターフェース２１４の近位の凹部２１４ａおよび近位のタブ２１４ｃは、第２の関節２１２の遠位に延びるタブ２１０ｕおよび凹部２１０ｔ（例えば、舌および溝タイプの接続）と係合して、第２のインターフェース２１４を第２の関節２１２の遠位のセグメント２１０ｂに回転ロックするように構成されている。第２のインターフェース２１４はさらに、フェルール２０５ｘおよびその中のケーブル２０５を受容されてケーブル２０５を第２のインターフェース２１４に固定するように配置された、第２のインターフェース２１４の周りの円周方向に離間した位置にケーブルスロット２１４ｅを画定する。第２のインターフェース２１４はさらに、その内部を貫通して駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂを受容するように構成されている中央開口２１４ｆを画定する。第２のインターフェース２１４はまた、電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００への手首アセンブリ２０６の位置合わせおよび固定を容易にするための位置合わせ穴２１４ｇを画定する。

図７〜図１４を参照すると、多段式ユニバーサルジョイントアセンブリの形態である電気機械式外科手術器具２００の駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂは、駆動シャフト２２０、駆動シャフト２２０から遠位に延びるボールシャフト２２２、ボールシャフト２２２を回転可能に支持するためにボールシャフト２２２に支持された第１のベアリング２２４、ボールシャフト２２２の遠位部分に連結された第１のボール筐体２２６、第１のボール筐体２２６に連結され、第１のデュアルボールシャフト２２８を回転可能に支持する第２のベアリング２３０を支持する第１のデュアルボールシャフト２２８、第１のデュアルボールシャフト２２８の遠位部分に連結された第２のボール筐体２３２、第２のボール筐体２３２の遠位部分に連結され、第２のデュアルボールシャフト２３４を回転可能に第３のベアリング２３６を支持する第２のデュアルボールシャフト２３４、および第２のデュアルボールシャフト２３４の遠位部分に支持される駆動カプラ２３８を含む。

駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの駆動シャフト２２０は、ロボット外科手術アセンブリ１００（図１および図１５）のモータ５０の１つ以上に動作可能に連結する駆動アセンブリ２０３の被駆動部材２１１（図１５）に連結された近位端部分を有し、矢印「Ａ」（図７）によって示されるように、駆動シャフト２２０が長手方向軸「Ｌ−Ｌ」の周りを回転できるようにする。駆動シャフト２２０は、ボールシャフト２２２の近位部分によって受容されるように構成されているキー付き遠位部分２２０ａまで延びる。キー付き遠位部分２２０ａは、長方形構成で示されているが、三角形、正方形、星などの任意の好適な非円形構成を有していてもよく、キー付き遠位部分２２０ａは、その中にピン２２０ｄを受容するように構成されているピン穴２２０ｃを画定する。

発射アセンブリ２０３ｂのボールシャフト２２２は、ボールシャフト２２２が駆動シャフト２２０とともに回転できるように、駆動シャフト２２０のキー付き遠位部分２２０ａを受容するように構成されているキー付き孔２２２ｂ（図１０）を画定する近位部分２２２ａを有している。キー付き孔２２２ｂは、任意の好適な非円形構成を有することができ、ボールシャフト２２２と駆動シャフト２２０が一緒に回転するように、ボールシャフト２２２と駆動シャフト２２０との間の回転可能に係止された接続を容易にするために、駆動シャフト２２０のキー付き遠位部分２２０ａを補完するように構成してもよい。ボールシャフト２２２はさらに、ピン２２０ｄをその中に受容して駆動シャフト２２０をボールシャフト２２２に回転可能に連結するピン穴２２２ｃを画定する（図７および１１を参照）。ボールシャフト２２２は、その外面に環状クリップチャネル２２２ｅを画定する。環状クリップチャネル２２２ｅは、クリップ２２２ｆ（例えば、Ｅクリップ）を受容し、発射アセンブリ２０３ｂの第１のベアリング２２４をボールシャフト２２２のベアリング表面２２２ｇに軸方向に固定して維持できるように、第１のベアリング２２４の軸方向の動きを妨害するように構成されている。ボールシャフト２２２は、ボールシャフト２２２の遠位端部分に支持されたボール部材２２２ｈをさらに含む。ボールシャフト２２２のボール部材２２２ｈは、その内部を貫通してピン穴２２２ｋを画定するボールピン２２２ｊを受容するように構成されている横方向開口部２２２ｉを画定する。ボール部材２２２ｈはさらに、ボールピン２２２ｊのピン穴２２２ｋと整列するように構成されている細長いスロット２２２ｍを画定する。

駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの第１のボール筐体２２６は、ボールシャフト２２２のボール部材２２２ｈを回転可能に受容する近位の孔２２６ｂをその中に画定する近位のシェル２２６ａを有する。近位のシェル２２６ａは、その内部を貫通してピン２２６ｄを受容するピン通路２２６ｃをさらに画定する。ピン２２６ｄは、第１のボール筐体２２６の近位のシェル２２６ａを通して受容されている間、ボールシャフト２２２のボール部材２２２ｈを第１のボール筐体２２６の近位のシェル２２６ａに回転可能に連結して（図７および図８参照）ユニバーサルジョイントを画定し、第１のボール筐体２２６がボールメンバー２２２ｈの周りで関節運動／旋回すると、ピン２２６ｄがボールメンバー２２２ｈの細長いスロット２２２ｍを通って移動できるようにボールシャフト２２２のボール部材２２２ｈの細長いスロット２２２ｍ内に受容可能である（例えば、図１６に矢印「Ｄ」で示される関節運動／旋回を参照）。

発射アセンブリ２０３ｂの第１のボール筐体２２６はまた、第１のデュアルボールシャフト２２８に連結されるように構成されている遠位のシェル２２６ｉを含む。遠位のシェル２２６ｉは、その内部を貫通して遠位の孔２２６ｊと、その内部を貫通して、その中にピン２２６ｍを受容されて第１のデュアルボールシャフト２２８を遠位のシェル２２６ｉに回転可能／関節運動可能に連結する（例えば、別のユニバーサルジョイントを画定するための）ピン通路２２６ｋとを画定する。

発射アセンブリ２０３ｂの第１のデュアルボールシャフト２２８は、ベアリング支持面２２８ｂから近位方向に延びる近位ボール部材２２８ａと、第２のベアリング２３０を回転可能に支持するベアリング支持面２２８ｂから遠位に延びる遠位ボール部材２２８ｃとを含む。近位および遠位のボール部材２２８ａ、２２８ｃは、それぞれ、その内部を貫通する横方向の開口部２２８ｄ、２２８ｅ、およびその内部を貫通する細長いスロット２２８ｎ、２２８ｐをそれぞれ画定する。近位および遠位ボール部材２２８ａ、２２８ｃの横方向開口２２８ｄ、２２８ｅは、それぞれ、その中にボールピン２２８ｊ、２２８ｋを受容するように構成されている。各ボールピン２２８ｊ、２２８ｋは、その内部にピン穴２２８ｍを画定する。ボールピン２２８ｋのピン穴２２８ｍおよびボール部材２２８ａの細長いスロット２２８ｎは、第１のボール筐体２２６のピン２２６ｍを受容して、第１のデュアルボールシャフト２２８を第１のボール筐体２２６の遠位のシェル２２６ｉに回転可能／関節運動可能に連結する（例えば、ユニバーサルジョイントを画定する）ように構成されている。

駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの第２のボール筐体２３２は、発射アセンブリ２０３ｂの第１のボール筐体２２６と同一であり、近位のシェル２３２ａ、近位のシェル２３２ａから遠位に延びる遠位のシェル２３２ｂ、および近位および遠位のシェル２３２ａ、２３２ｂ内に受容されるピン２３２ｃ、２３２ｄをそれぞれ含む。第２のボール筐体２３２のピン２３２ｃ、２３２ｄは、ボールシャフト２２２および第１のデュアルボールシャフト２２８の第１のボール筐体２２６およびボール部材２２２ｈ、２２８ａそれぞれに対する上述した回転可能／関節運動可能な連結と同様に、第２のボール筐体２３２を第１のデュアルボールシャフト２２８および第２のデュアルボールシャフト２３４のボール部材２２８ｃ、２３４ａそれぞれに（例えば、ユニバーサルジョイントを画定するために）回転可能に連結する。

駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの第２のデュアルボールシャフト２３４は、発射アセンブリ２０３ｂの第１のデュアルボールシャフト２２８と同様であり、第３のベアリング２３６を支持するベアリング支持面２３４ｂから近位に延びる近位ボール部材２３４ａと、遠位ベアリング支持面２３４ｂから遠位に延びるボール部材２３４ｃを含む。ベアリング支持面２３４ｂはさらに、第３のベアリング２３６の軸方向の動きを妨害し、第２のデュアルボールシャフト２３４のベアリング支持面２３４ｂ上で第３のベアリング２３６を軸方向に支持するクリップ２３４ｅ（例えば、Ｅクリップ）を受容するように構成されている環状クリップチャネル２３４ｄを画定する。第２のデュアルボールシャフト２３４は、ボールピン２３４ｆ、２３４ｇをさらに含む。第２のデュアルボールシャフト２３４の近位ボール部材２３４ａは、第２のボール筐体２３２（例えば、ユニバーサルジョイント）の遠位のシェル２３２ｂに回転可能に連結され、第２のデュアルボールシャフト２３４の遠位ボール部材２３４ｃは、その上で駆動カプラ２３８を回転可能に支持する。

発射アセンブリ２０３ｂの駆動カプラ２３８は、第２のデュアルボールシャフト２３４の遠位ボール部材２３４ｃを回転可能に受容する近位の孔２３８ａ（図８）、および電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００に連結されるように構成されている遠位の孔２３８ｂを画定する。駆動カプラ２３８の遠位の孔２３８ｂは、Ｄ字形構成などの非円形構成を含むように示されているが、エンドエフェクタ３００またはその構成要素が駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂとともに回転できるように、発射アセンブリ２０３ｂとエンドエフェクタ３００との間の回転可能に係止された接続を容易にするために、遠位の孔２３８ｂは、任意の非円形構成（例えば、三角形、長方形、五角形など）を有することができる。駆動カプラ２３８はさらに、ピン２３８ｄを受容し、駆動カプラ２３８を第２のデュアルボールシャフト２３４の遠位ボール部材２３４ｃに回転可能に連結するピン穴２３８ｃを画定する。

図３を参照すると、電気機械式外科手術器具２００のエンドエフェクタ３００は、その近位端部分に取り付け部分３０２、ならびに取り付け部分３０２に連結されている第１の顎部材３０４（例えば、アンビル）および第２の顎部材３０６（例えば、カートリッジアセンブリ）を含む。第１および第２の顎部材３０４、３０６は、開位置（図３）と閉位置（図示せず）との間の旋回運動のために配置されている。第１および第２の顎部材３０４、３０６は、第２の顎部材３０６で支持されたファスナーカートリッジ３１０を発射するように構成されている駆動アセンブリ３０８を支持する。

図４に見られるように、エンドエフェクタ３００の取り付け部分３０２は、取り付けタブ３０２ａを含み、手首アセンブリ２０６の第２のインターフェース２１４のそれぞれの遠位凹部２１４ｂおよび遠位のタブ２１４ｄと係合する取り付け凹部３０２ｂを画定する。取り付け部分３０２は、手首アセンブリ２０６の第２のインターフェース２１４の位置合わせ穴２１４ｇ内に受容される位置合わせピン３０２をさらに含む。取り付け部分３０２はさらに、発射アセンブリ２０３ｂの駆動カプラ２３８を受容して、駆動カプラ２３８をエンドエフェクタ３００の駆動アセンブリ３０８に連結するように構成されている中央開口部３０２ｄを画定する。

図１０を参照すると、エンドエフェクタ３００の駆動アセンブリ３０８は、駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの駆動カプラ２３８の遠位の孔２３８ｂに受容される駆動カプラ３０８ａを含む。駆動アセンブリ３０８の駆動カプラ３０８ａは、駆動カプラ２３８が回転すると、被駆動カプラ３０８ａおよび駆動カプラ２３８が一緒に回転するように、被駆動カプラ３０８ａと駆動カプラ２３８が互いに対して回転可能に係止されるように発射アセンブリ２０３ｂの駆動カプラ２３８の遠位の孔２３８ｂにキーを形成される非円形構成（例えばＤ形状）を含む。被駆動カプラ３０８ａは、駆動ビーム３０８ｃを支持する送りねじ３０８ｂに固定され、被駆動カプラ３０８ａの回転により、送りねじ３０８ｂが回転し、駆動ビーム３０８ｃを送りねじ３０８ｂに沿って軸方向に前進させる。エンドエフェクタ３００と同様の例示的なエンドエフェクタの構成要素のより詳細な説明については、米国特許出願公開第２０１６／０２４２７７９号および第２０１５／０２９７１９９号を参照することができ、これらの各々の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

使用中、図１に見られるようにロボット外科手術アセンブリ１００に連結された電気機械式外科手術器具２００を用いて、器具駆動ユニット１１０の１つ以上のモータ５０を作動させて、電気外科手術器具２００の被駆動部材２０９の１つ以上を回転させて押し、または電気機械式外科手術器具２００の駆動アセンブリ２０３のケーブル駆動アセンブリ２０３ａの１つ以上のケーブル２０５を引っ張ることができる。ケーブル駆動アセンブリ２０３ａのケーブル２０５が矢印「Ｂ」（図９）によって示されるように軸方向に並進すると、手首アセンブリ２０６の第１および第２の関節２１０、２１２の一方または両方が、矢印「Ｃ」および「Ｄ」によって示されるように、駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの第１ボール筐体２２６、第１のデュアルボールシャフト２２８、第２のボール筐体２３２、および／または第２デュアルボールシャフト２３４のうちの１つ以上とともに長手方向軸「Ｌ−Ｌ」に対して相対的に回転し、および／または関節運動する（図１２〜図１６参照）。第１および第２の関節２１０、２１２の各々は、第１の関節２１０が最大７０度の関節角度「α」で関節運動でき、第２の関節２１２が最大７０度の関節角度で関節運動できるように、図１６に見られるように、最大７０度の関節角度「Θ」で関節運動するように構成することができる。理解できるように、第１および第２の関節２１０、２１２の１つ以上の構成要素が旋回、回転、および／または関節運動するとき、発射アセンブリ２０３ｂ（例えば、第１のボール筐体２２６、第１のデュアルボールシャフト２２８、第２のボール筐体２３２、および／または第２のデュアルボールシャフト２３４など）は、旋回、回転、および／または関節運動する。

手首アセンブリ２０６の第１および／または第２の関節２１０、２１２が関節運動位置（図１２〜１６）または未関節運動位置（図２）に配設されている間、発射アセンブリ２０３ｂは、器具駆動ユニット１１０（図１）のモータ５０のうちの１つ以上による被駆動部材２１１（図１５）の回転に応答して、矢印「Ａ」（図２および７を参照）によって示される長手方向軸「Ｌ−Ｌ」を中心に回転することができる。駆動アセンブリ２０３の発射アセンブリ２０３ｂの回転により、発射アセンブリ２０３ｂの駆動カプラ２３８は、矢印「Ｆ」（図１０）で示されるように、エンドエフェクタ３００の送りねじ３０８ｂをその軸、例えば軸「ＺーＺ」の周りで回転させる。エンドエフェクタ３００の送りねじ３０８ｂの回転は、矢印「Ｇ」によって示されるように、エンドエフェクタ３００の駆動ビーム３０８ｃを送りねじ３０８ｂに沿って遠位方向に前進させるので、エンドエフェクタ３００の第１および第２の顎部材３０４、３０６は、その開位置または非近似位置（図３）からその閉位置または近似位置（図示せず）に移動する。エンドエフェクタ３００の駆動ビーム３０８ｃが第１および第２の顎部材３０４、３０６に沿って遠位方向に前進し続けると、駆動ビーム３０８ｃはファスナーカートリッジ３１０（図３）を発射して、上記の米国特許出願公開第２０１５／０２９７１９９号に記載されているものと同様の第１および第２の顎部材３０４、３０６の間に捕捉された組織を固定および／または切断する。

ここで図１７、図１８、図１９Ａ〜図１９Ｃ、および図２０Ａ〜図２０Ｃに目を向けると、電気機械式外科手術器具の代替実施形態が、電気機械式外科手術器具２０００として示され、説明されている。電気機械式外科手術器具２０００は、上記の電気機械式外科手術器具２００と同様であり、電気機械式外科手術器具２００と同じ特徴および構成要素をすべて含み、電気機械式外科手術器具２００と同様にして手術システム１（図１）とともに使用可能（およびインターフェース）である。しかしながら、電気機械式外科手術器具２０００は、加えて、電気ケーブル１０００、２０００、および電気ケーブル１０００、２０００を支持するための手首アセンブリ２６００および筐体２０２０を含む。したがって、簡潔にするために、電気機械式外科手術器具２０００の基本的な構成要素、および電気機械式外科手術器具２０００と電気機械式外科手術器具２００との間の違いのみを説明する。

以下で詳細に記載されるように、手首アセンブリ２６００は、手首アセンブリ２６００の関節運動中に電気ケーブル１０００、２０００に加えられる最小の抵抗および最小の応力で、その内部を貫通して電気ケーブル１０００、２０００の通し易くする構造的特徴を含む。手首アセンブリ２６００の構成要素の高度な関節運動にもかかわらず、電気ケーブル１０００、２０００は、関節２１００、２１２０のいずれをも長手方向に並進しない。これにより、関節運動中にケーブルやワイヤーを駆動するために必要となる張力や繰り出し機構が不要になる。電気ケーブル１０００、２０００の長手方向の並進の排除はまた、電気ケーブル１０００、２０００および電気ケーブル１０００、２０００と接触している任意の構成要素の摩耗および摩滅による故障の可能性を低減する。加えて、電気ケーブル１０００、２０００は、複数の方向に曲げられるのとは対照的に、手首アセンブリ２６００の関節運動中に単一の軸のみを介して曲がるので、電気ケーブル１０００、２０００、および電気ケーブル１０００、２０００が接触している構成要素でさえも、寿命が大幅に延びる。加えて、電気ケーブル１０００、２０００は、手首アセンブリ２６００内で、関節運動の全範囲にわたってドライブケーブルおよびシールド構造の下に配置され、偶発的な接触および再処理による電気ケーブル１０００、２０００への損傷の可能性を低減する。

ロボット外科手術システム１（図１）の電気機械式外科手術器具２０００は、その近位端部分に筐体２０２０と、筐体２０２０から遠位に延びる細長いシャフト２０４０とを含む。手首アセンブリ２６００は、エンドエフェクタ３００を細長いシャフト２０４０に連結する細長いシャフト２０４０の遠位端部分に支持されている。

電気機械式外科手術器具２０００の筐体２０２０は、例えば、ロボット外科手術アセンブリ１００の滅菌インターフェースモジュール１１２への側方負荷を介して、ロボット外科手術アセンブリ１００（図１）の器具駆動ユニット１１０に選択的に連結して、ロボット外科手術アセンブリ１００の器具駆動ユニット１１０のモータ５０が電気機械式外科手術器具２０００のエンドエフェクタ３００を操作できるようにするように構成されている。電気機械式外科手術器具２０００の筐体２０２０は、ロボット外科手術アセンブリ１００の器具駆動ユニット１１０のモータ５０と機械的および／または電気的に協働する駆動アセンブリ２０３０（ケーブル駆動アセンブリ２０３０ａおよび発射アセンブリ２０３０ｂを含む）を支持する。加えて、筐体２０２０は、その近位部分に第１の電気接点２０９１を含み、これは、器具駆動ユニット１１０の対応する電気接点（図示せず）とインターフェースして、電気ケーブル１０００とロボット外科手術システム１の他の構成要素（例えば、電気外科用発電機、コントローラ、センサなど）との間に電気接続を作成する。筐体２０２０は、同様に、その近位部分に第２の電気接点２０９２を含み、これは、器具駆動ユニット１１０の対応する電気接点（図示せず）とインターフェースして、電気ケーブル２０００とロボット外科手術システム１の他の構成要素（例えば、電気外科用発電機、コントローラ、センサなど）との間に電気接続を作成する。電気機械式外科手術器具２０００は、電気ケーブル１０００および／または電気ケーブル２０００が連結されているプリント回路基板（図示せず）をさらに含んでいてもよいことが企図される。

電気ケーブル１０００、２０００を利用して、電気機械式外科手術器具２０００の任意の部分（例えば、エンドエフェクタ３００）とロボット外科手術システム１の任意の構成要素（例えば、ロボットアーム２、３、制御デバイス４および／または操作コンソール５）との間に電気接続を作成してもよい。一態様では、電気ケーブル１０００、２０００の少なくとも１つを使用して、電気外科治療エネルギを電気外科発電機「Ｇ」（図１を参照）からエンドエフェクタ３００の一部、例えばエネルギ送達部分またはデバイス（図示せず）エンドエフェクタ３００に連結されている。加えて、電気ケーブル１０００、２０００の一方または両方を利用して、エンドエフェクタ３００（またはそれに連結されたセンサ）とロボット外科手術システム１の他の任意の構成要素との間でセンサ信号を送信してもよい。

手首アセンブリ２６００は、細長いシャフト２０４０で支持され、第２の関節２１２０に連結された第１の関節２１００を含む。第１の関節２１００は、近位の弓形表面２１０４ａを画定する近位のセグメント２１００ａと、その各側に遠位の弓形表面２１０４ｂを画定する遠位のセグメント２１００ｂとを含む。近位のセグメント２１００ａは、一対のリンク２１１０ａ、２１１０ｂを介して遠位のセグメント２１００ｂに連結されている。同様に、第２の関節２１２０は、近位の弓形表面２１２４ａを画定する近位のセグメント２１２０ａと、その各側に遠位の弓形表面２１２４ｂを画定する遠位のセグメント２１２０ｂとを含む。近位のセグメント２１２０ａは、一対のリンク２１１２ａ、２１１２ｂを介して遠位のセグメント２１２０ｂに連結されている。

手首アセンブリ２６０に関して上で説明したように、エンドエフェクタ３００は手首アセンブリ２６００に連結され、複数のケーブルが手首アセンブリ２６００に連結されて、第１の関節２１００および第２の関節２１２０を操って、手首アセンブリ２６００が細長いシャフト２０４０によって画定される長手方向軸「Ｌ」（図２）に対して関節運動できるようにする。

電気ケーブル１０００、２０００は、手首アセンブリ２６００の第１の関節２１００および第２の関節２２００を通過し、電気ケーブル１０００、２０００の各々の遠位部分は、エンドエフェクタ３００に連結する。特に、第１の関節２１００の近位のセグメント２１００ａは、近位の開口２１０２ａを画定し、第１の関節２１００の遠位のセグメント２１００ｂは、近位の開口２１０２ａと整合していない遠位の開口２１０２ｂを画定する。同様に、第２の関節２１２０の近位のセグメント２１２０ａは、近位の開口２１２２ａを画定し、第２の関節２１２０の遠位のセグメント２１２０ｂは、近位の開口２１２２ａと整合していない遠位の開口２１２２ｂを画定する。電気ケーブル１０００は、第１の関節２１００の近位のセグメント２１００ａによって画定される近位の開口２１０２ａ、第１の関節２１００の遠位のセグメント２１００ｂによって画定される遠位の開口２１０２ｂ、第２の関節２１２０の近位のセグメント２１２０ａによって画定される近位の開口２１２２ａ、および第２の関節２１２０の遠位のセグメント２１２０ｂによって画定される遠位の開口２１２２ｂを通過する。同様に、電気ケーブル２０００は、第１の関節２１００および第２の関節２１２０の反対側にそれぞれ画定されたそれぞれの開口部を通過する。

第１の関節２１００に関して、特に図１９Ａ〜１９Ｃを参照すると、近位の弓形表面２１０４ａ、近位の開口２１０２ａ、遠位の弓形表面２１０４ｂ、および遠位の開口２１０２ｂは、手首アセンブリ２６００の関節運動中に、電気ケーブル１０００が近位の弓形表面２１０４ａに巻き付くときに、電気ケーブル１０００が遠位の弓形表面２１０４ｂから離れるように、および電気ケーブル１０００が、遠位の弓形表面２１０４ｂに巻き付くときに、電気ケーブル１０００が近位の弓形表面２１０４ａから離れるように配置および寸法決めされている。この構成では、遠位のセグメント２１００ｂが近位のセグメント２１００ａに対して関節運動するにつれ、電線１０００が、それが、近位の弓形表面２１０４ａから離れるのと同じ速度で遠位の弓形表面２１０４ｂに巻き付くように、近位のセグメント２１００ａと遠位のセグメント２１００ｂとの間に電気ケーブル１０００を配置することが可能である。したがって、関節運動中に、第１の関節２１００内の電気ケーブル１０００の一部に加えられる応力は、常に、第１の関節２１００内の電気ケーブル１０００の別の部分にかかる応力の緩和を打ち消すことを伴う。

電気ケーブル２０００は、第１の関節２１００の近位のセグメント２１００ａおよび遠位のセグメント２１００ｂの反対側に存在する同様の弓形表面で同様に配列される。特に、第１の関節２１００の近位のセグメント２１００ａは、その反対側に第２の近位の弓形表面２１０４ａａ（図１８）を画定し、第１の関節２１００の遠位のセグメント２１００ｂは、その反対側に第２の遠位の弓形表面２１０４ｂｂを画定する。第２の電気ケーブル２０００は、手首アセンブリ２６００の関節運動中に、電気ケーブル２０００が第２の近位の弓形表面２１０４ａａに巻き付くにつれ、第２の電気ケーブル２０００が第２の遠位の弓形表面２１０４ａａから離れるように、および第２の電気ケーブル２０００が第２の遠位の弓形表面２１０４ｂｂに巻き付くにつれ、第２の電気ケーブル２０００が近位の弓形表面２１０４ａａから離れるように配置される。

第２の関節２１２０に関して、特に図２０Ａ〜２０Ｃを参照すると、近位の弓形表面２１２４ａ、近位の開口２１２２ａ、遠位の弓形表面２１２４ｂ、および遠位の開口２１２２ｂは、手首アセンブリ２６００の関節運動中に、電気ケーブル１０００が近位の弓形表面２１２４ａに巻き付くときに、電気ケーブル１０００が遠位弓面２１２４ｂから離れるように、および電気ケーブル１０００が遠位の弓形表面２１２４ｂに巻き付くときに、電気ケーブル１０００が近位の弓形表面２１２４ａから離れるように配置および寸法決めされている。この構成では、遠位のセグメント２１２０ｂが近位のセグメント２１２０ａに対して関節運動するとき、電線１０００が、それが、近位の弓形表面２１２４ａから離れるのと同じ速度で遠位の弓形表面２１２４ｂに巻き付くように、近位のセグメント２１２０ａと遠位のセグメント２１２０ｂとの間に電気ケーブル１０００を配置することが可能である。したがって、関節運動中に、電気ケーブル１０００の一部分に加えられた応力は、常に、電気ケーブル１０００の別の部分に加えられた応力の緩和を打ち消すことを伴う。

電気ケーブル２０００は、第２の関節２１２０の近位のセグメント２１２０ａおよび遠位のセグメント２１２０ｂの反対側に存在する同様の弓形表面で同様に配列される。特に、第２の関節２１２０の近位のセグメント２１２０ａは、その反対側に第２の近位の弓形表面２１２４ａａ（図１８）を画定し、第２の関節２１２０の遠位のセグメント２１２０ｂは、その反対側に第２の遠位の弓形表面２１２４ｂｂを画定する。第２の電気ケーブル２０００は、手首アセンブリ２６００の関節運動中に、電気ケーブル２０００が第２の近位の弓形表面２１２４ａａに巻き付くにつれ、第２の電気ケーブル２０００が第２の遠位の弓形表面２１２４ｂｂから離れるように、および第２の電気ケーブル２０００が第２の遠位弓形表面２１２４ｂｂに巻き付くにつれ、第２の電気ケーブル２０００が第２の近位の弓形表面２１２４ａａから離れるように配置される。

図１９Ａは、未関節運動位置にある手首アセンブリ２６００の第１の関節２１００を示している。この位置では、電線１０００は、近位のセグメント２１００ａの弓形表面２１０４ａおよび遠位のセグメント２１００ｂの弓形表面２１０４ｂの両方と接触している。第１の関節２１００が未関節運動位置（図１９Ａ）から１つの完全に関節運動位置（図１９Ｂ）に移行すると、電気ケーブル１０００は、弓形表面２０１４ａのより広い領域に接触し、もはや弓形表面２１０４ｂと接触することはない。同様に、第１の関節２１００が未関節運動位置（図１９Ａ）から別の完全な関節運動位置（図１９Ｃ）に移行すると、電気ケーブル１０００はもはや弓形表面２１０４ａと接触せず、弓形表面２１０４ｂのより広い領域と接触する。第１の関節２１００が未関節運動位置と複数の関節位置との間で移行するとき、電気ケーブル１０００は、その寿命を延ばす複数の方向に曲がるのではなく、１つの軸だけを通って曲がる。図示されていないが、電気ケーブル２０００は、第１の関節２１００が未関節運動位置と複数の関節運動位置との間を移行するにつれ、第１の関節２１００の反対側の弓形表面と同様に相互作用する。

図２０Ａは、未関節運動位置にある手首アセンブリ２６００の第２の関節２１２０を示している。この位置では、電線１０００は、近位のセグメント２１２０ａの弓形表面２１２４ａおよび遠位のセグメント２１２０ｂの弓形表面２１２４ｂの両方と接触している。第２の関節２１２０が未関節運動位置（図２０Ａ）から１つの完全な関節運動位置（図２０Ｂ）に移行すると、電気ケーブル１０００は、弓形表面２０２４ａのより広い領域に接触し、弓形表面２１２４ｂとはもはや接触しない。同様に、第２の関節２１２０が未関節運動位置（図２０Ａ）から別の完全なに関節運動位置（図２０Ｃ）に移行すると、電気ケーブル１０００はもはや弓形表面２１２４ａと接触せず、弓形表面２１２４ｂのより広い領域と接触する。第２の関節２１２０が未関節運動位置と複数の関節運動位置との間で移行するとき、電気ケーブル１０００は、その寿命を延ばす複数の方向に曲がるのではなく、１つの軸だけを通って曲がる。図示されていないが、電気ケーブル２０００は、第２の関節２１２０が未関節運動位置と複数の関節運動位置との間で移行するにつれ、同様に第２の関節２１２０の反対側の弓形表面と相互作用する。

電気機械式外科手術器具２００、２０００は、ロボット外科手術システム１に関連して本明細書に記載されているが、現在開示されている電気機械式外科手術器具２００、２０００は、手動で駆動および／または動力を供給され得る手持ち式電気機械器具の形態で提供されてもよい。例えば、上記で参照された米国特許出願公開第２０１５／０２９７１９９号は、現在開示されている外科用器具２００，２０００に関連して、１つ以上の構成要素（例えば、その外科手術器具またはそのハンドル）を利用することができる、動力付き手持ち電気機械式器具の１つの例を記載している。

当業者であれば、本明細書において具体的に記載され、添付の図に示される構造および方法が、非限定的で例示的な実施形態であり、記載、開示、および図が、単に特定の実施形態を例示しているものと解釈されるべきであることを理解できるであろう。したがって、本開示は、説明される厳密な実施形態に限定されることがなく、種々の他の変更および修正を、本開示の範囲または主旨から逸脱することなく、当業者により行うことができることを理解されたい。加えて、特定の実施形態に関連して示されるか、または記載される構成要素および特徴は、特定の他の実施形態の要素および特徴と、本開示の範囲から逸脱することなく組み合わせることができ、このような修正および変形もまた、本開示の範囲に含まれる。したがって、本開示の主題は、具体的に示され、記載されているものによって限定されない。

Claims (20)

1. ロボット電気機械式外科手術器具であって、
   筐体と、
   長手方向軸を画定し、前記筐体から遠位に延びる細長いシャフトと、
   前記細長いシャフト上に支持され、第２の関節に連結された第１の関節を含み、前記第１の関節は、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントおよび遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントを含む、手首アセンブリと、
   前記手首アセンブリに連結されたエンドエフェクタと、
   前記手首アセンブリに連結された複数のケーブルであって、前記第１および第２の関節を操って前記手首アセンブリが前記長手方向軸に対して関節運動できるようにするように移動可能な、複数のケーブルと、
   電気ケーブルであって、前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記遠位の弓形表面から離れるように、および前記電気ケーブルが遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記ケーブルが近位の弓形表面から離れるように、前記近位の弓形表面および前記遠位の弓形表面に対して配置された電気ケーブルと、を備える、ロボット電気機械式外科手術器具。
2. 前記第１の関節の前記近位および遠位のセグメントが、前記細長いシャフトの前記長手方向軸に対する前記手首アセンブリの関節運動を容易にするために、互いに対して動くように支持されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
3. 前記近位のセグメントが近位の開口を画定し、前記遠位のセグメントが遠位の開口を画定し、前記電気ケーブルが前記近位の開口および前記遠位の開口を通して配設されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
4. 前記電気ケーブルが、前記遠位のセグメントが前記近位のセグメントに対して関節運動するにつれ、前記電線がある速度で前記遠位の弓形表面に巻き付くとともに、前記電線が前記ある速度で前記近位の弓形表面から離れるように、前記近位のセグメントと前記遠位のセグメントとの間に配置されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
5. 前記電気ケーブルが、電気外科治療エネルギを前記エンドエフェクタの一部に伝達するように構成されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
6. 前記電気ケーブルが、前記エンドエフェクタからのセンサ信号を伝達するように構成されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
7. 前記第１の関節の前記近位のセグメントを前記第１の関節の前記遠位のセグメントに連結するリンクをさらに備える、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
8. 前記第２の関節が、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントと、遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
9. 前記電気ケーブルが、前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記遠位の弓形表面から離れるように、および前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記近位の弓形表面から離れるように、前記第２の関節の前記近位の弓形表面および前記第２の関節の前記遠位の弓形表面に対して配置されている、請求項８に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
10. 第２の電気ケーブルをさらに備え、前記第１の関節の前記近位のセグメントが第２の近位の弓形表面を画定し、前記第１の関節の前記遠位のセグメントが第２の遠位の弓形表面を画定し、前記第２の電気ケーブルは、前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記第２の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記第２の電気ケーブルが前記第２の遠位の弓形表面から離れるように、および前記第２の電気ケーブルが前記第２の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記第２の電気ケーブルが前記第２の近位の弓形表面から離れるように配置されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
11. 前記筐体が、その上に配設された電気接点を含み、前記電気ケーブルが、前記電気接点に連結されている、請求項１に記載のロボット電気機械式外科手術器具。
12. 電気機械式外科手術器具とともに使用するための手首アセンブリであって、
    近位の弓形表面を画定する近位のセグメントおよび遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントを含む第１の関節と、
    前記第１の関節に動作可能に連結された第２の関節と、
    前記第１の関節または前記第２の関節の少なくとも一方に連結された複数のケーブルであって、第１および第２の関節を操って、前記手首アセンブリが未関節運動位置で前記手首アセンブリによって画定される長手方向軸に対して関節運動できるようにするように移動可能な複数のケーブルと、
    前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記遠位の弓形表面から離れるように、および前記電気ケーブルが前記遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記近位の弓形表面から離れるように、前記近位の弓形表面および前記遠位の弓形表面に対して配置された、電気ケーブルと、を備える、手首アセンブリ。
13. 前記近位のセグメントが近位の開口を画定し、前記遠位のセグメントが遠位の開口を画定し、前記電気ケーブルが前記近位の開口および前記遠位の開口を通して配設されている、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
14. 前記電気ケーブルが、前記遠位のセグメントが前記近位のセグメントに対して関節運動するにつれ、前記電線がある速度で前記遠位の弓形表面に巻き付くとともに、前記電線が前記ある速度で前記近位の弓形表面から離れるように、前記近位のセグメントと前記遠位のセグメントとの間に配置されている、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
15. 前記電気ケーブルが、電気外科治療エネルギを前記エンドエフェクタの一部に伝達するように構成されている、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
16. 前記電気ケーブルが、前記エンドエフェクタからのセンサ信号を伝達するように構成されている、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
17. 前記第１の関節の前記近位のセグメントを前記第１の関節の前記遠位のセグメントに連結するリンクをさらに備える、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
18. 前記第２の関節が、近位の弓形表面を画定する近位のセグメントと、遠位の弓形表面を画定する遠位のセグメントとを含む、請求項１２に記載の手首アセンブリ。
19. 電気ケーブルが、前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記遠位の弓形表面から離れるように、および前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記電気ケーブルが前記第２の関節の前記近位の弓形表面から離れるように、前記第２の関節の前記近位の弓形表面および前記第２の関節の前記遠位の弓形表面に対して配置されている、請求項１８に記載の手首アセンブリ。
20. 第２の電気ケーブルを備え、前記第１の関節の前記近位のセグメントが、第２の近位の弓形表面を画定し、前記第１の関節の前記遠位のセグメントが、第２の遠位の弓形表面を画定し、前記第２の電気ケーブルは、前記手首アセンブリの関節運動中に、前記電気ケーブルが前記第２の近位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記第２の電気ケーブルが前記第２の遠位の弓形表面から離れるように、および前記第２の電気ケーブルが前記第２の遠位の弓形表面に巻き付くにつれ、前記第２の電気ケーブルが前記第２の近位の弓形表面から離れるように配置されている、請求項１２に記載の手首アセンブリ。

Images