JP2022527575A - 弛みケーブル排除キャプスタン - Google Patents

Abstract

外科用ツールは、駆動ハウジングと、駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、入力シャフトに装着され、第１の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第２の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む駆動アセンブリと、を含む。第１の駆動ケーブル及び第２の駆動ケーブルは、上部キャプスタン及び下部キャプスタンに連結され、外科用ツールのエンドエフェクタまで延在する。入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、入力シャフトから下部キャプスタンが回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動し、入力シャフトを第２の角度方向に回転させることは、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第２の角度方向に駆動する。

Description

低侵襲手術（minimally invasive surgical、ＭＩＳ）器具は、術後回復時間が短縮され、かつ瘢痕が最小限であるため、多くの場合、従来の開腹手術デバイスよりも好ましい。腹腔鏡手術は、１つ又は２つ以上の小切開が患者の腹部に形成され、トロカールが切開を通して挿入されて、腹腔へのアクセスを提供する経路を形成する、ＭＩＳ手技の一種である。トロカールを通して、種々の器具及び外科用ツールを腹腔内に導入することができる。トロカールを介して腹腔内に導入されるこれらの器具及びツールを使用し、多くの方法で組織と係合し及び／又は組織を処置して、診断又は治療効果を得ることができる。

様々なロボットシステムが、ＭＩＳ手技を支援し、自然な目と手の軸を維持することによって、より直感的な手の動きを容易にするために、近年開発されている。このようなロボットシステムはまた、外科用ツールにより自然な手のような関節運動を作り出す「リスト部」関節を含ませることで、動きの自由度を高めることを可能にする。このようなシステムでは、外科用ツールの遠位端部において位置付けられたエンドエフェクタは、リスト部関節を通って延在する１つ又は２つ以上の駆動ケーブル（又は他の細長い部材）を有するケーブル駆動運動システムを使用して関節運動（移動）され得る。ユーザ（例えば、外科医）は、手術器具に連結されたツール駆動部と連通する１つ又は２つ以上のコントローラを空間内で把持及び操作することにより、器具のエンドエフェクタを遠隔操作することが可能である。ユーザ入力は、ロボット外科用システム内に組み込まれたコンピュータシステムにより処理され、ツール駆動部は、ケーブル駆動型運動システムにより応答するので、駆動ケーブル内の張力バランスを能動的に制御することができる。駆動ケーブルを移動させることにより、エンドエフェクタを所望の角度位置及び構成に関節運動させる。

エンドエフェクタ及びその関連するケーブル駆動運動システムの性能の一貫した予測可能な性能を可能にするために、構成要素の設計と組み立てを通じて、機械的及び製造上の多くのハードルを克服しなければならない。

以下の図は、本開示の特定の態様を例解するために含まれるが、排他的な実施形態として見られるべきではない。開示される主題は、本開示の範囲から逸脱することなく、形態及び機能における考慮すべき修正、変更、組み合わせ、及び等価物が可能である。
本開示の原理のいくつか又は全てを組み込むことができる例示的なロボット外科用システムのブロック図である。 図１の主制御コンソールのうちの１つの例示的実施形態である。 １つ又は２つ以上の実施形態による、図１のロボットマニピュレータの１つの例を示す。 本開示の原理のいくつか又は全てを組み込むことができる例示的な外科用ツールの等角側面図である。 図４のリスト部が関節運動（枢動）することが可能であり得る潜在的自由度を例解する。 図４の外科用ツールの遠位端部の拡大等角図である。 図４の外科用ツールの駆動ハウジングの底面図である。 図６の外科用ツールの駆動ハウジング内部の等角露出図である。 本開示の１つ又は２つ以上の実施形態による、図８の駆動アセンブリの拡大等角図及び分解図である。 本開示の１つ又は２つ以上の実施形態による、図８の駆動アセンブリの拡大等角図及び分解図である。 １つ又は２つ以上の実施形態による、図８の駆動アセンブリの一部分の拡大等角図である。

本開示は、ロボット外科用システムに関し、より具体的には、最小ケーブル張力が維持されることを確実にすることによって、駆動ケーブルの弛みを排除するように設計されたキャプスタン駆動アセンブリに関するものである。

本明細書で説明される実施形態は、細長いシャフトがそこから延在する駆動ハウジングと、細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタとを含む外科用ツールを説明する。駆動入力及び入力シャフトは、駆動ハウジングに回転可能に装着されており、駆動アセンブリは、入力シャフトに装着され、第１の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタンと、第２の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンとを含む。第１の駆動ケーブルは、上部キャプスタンに連結され、エンドエフェクタまで延在し、第２の駆動ケーブルは、下部キャプスタンに連結され、エンドエフェクタまで延在する。入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、下部キャプスタンを入力シャフトから回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動し、第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張る。入力シャフトを、第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることは、上部キャプスタンを入力シャフトから回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第２の角度方向に駆動し、第２の駆動ケーブルを第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る。

図１～図３は、例示的なロボット外科用システム及びその関連する構成要素の構成及び動作を例解する。ロボット外科用システムに適用可能であるが、本開示の原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、非ロボット手術システムにも同様に、又は代替的に適用され得ることに留意されたい。

図１は、本開示の原理のいくつか又は全てを組み込むことができる例示的なロボット外科用システム１００のブロック図である。例解されるように、システム１００は、少なくとも１つの主制御コンソール１０２ａ、及び少なくとも１つのロボットマニピュレータ１０４を含むことができる。ロボットマニピュレータ１０４は、１つ又は２つ以上のロボットアーム１０６に機械的及び／若しくは電気的に連結され得、又はそうでなければそれを含み得る。いくつかの実施形態では、ロボットマニピュレータ１０４は、ロボットマニピュレータ１０４及び関連するロボットアーム１０６の移動を可能にする輸送カート（代替的に「アームカート」とも称される）に装着され得る。各ロボットアーム１０６は、患者１１０に対して様々な外科的作業を実施するための１つ又は２つ以上の手術器具又はツール１０８を装着することができるツール駆動部を含んでよく、そうでなければそれを提供することができる。ロボットアーム１０６、対応するツール駆動部、及び関連するツール１０８の動作は、主制御コンソール１０２ａから臨床医１１２ａ（例えば、外科医）によって指示され得る。

いくつかの実施形態では、第２の臨床医１１２ｂによって動作させられる第２の主制御コンソール１０２ｂ（破線で示される）もまた、第１の臨床医１１２ａと共にロボットアーム１０６及びツール１０８の動作を指示することに役立ち得る。そのような実施形態では、例えば、各臨床医１１２ａ、ｂは、異なるロボットアーム１０６を制御し得、又は場合により、ロボットアーム１０６の完全な制御を臨床医１１２ａ、ｂの間に渡し得る。いくつかの実施形態では、追加のロボットアームを有する追加のロボットマニピュレータが、患者１１０の手術中に利用され得、これらの追加のロボットアームは、主制御コンソール１０２ａ、ｂのうちの１つ又は２つ以上によって制御され得る。

ロボットマニピュレータ１０４及び主制御コンソール１０２ａ、ｂは、通信リンク１１４を介して互いに通信し得、これは、任意の通信プロトコルに従って好適なタイプの信号（例えば、電気的、光学的、赤外線など）を伝送するように構成されている任意のタイプの有線又は無線通信リンクであってもよい。通信リンク１１４は実際の物理リンクであってもよく、又は、１つ若しくは２つ以上の実際の物理リンクを使用する論理リンクであってもよい。ネットワークの各ノードを接続する通信設備に関するコンピュータネットワーク分野で周知のように、リンクが論理リンクである場合、物理リンクのタイプは、例えば、データリンク、アップリンク、ダウンリンク、光ファイバリンク、２地点間リンクであってもよい。したがって、臨床医１１２ａ、ｂは、通信リンク１１４を介してロボットアーム１０６を遠隔制御することが可能であり得、したがって臨床医１１２ａ、ｂが遠隔で患者１１０に手術することを可能にする。

図２は、図１のロボットマニピュレータ１０４の動作を制御するために使用され得る主制御コンソール１０２ａの１つの例示的実施形態である。例解されるように、主制御コンソール１０２ａは、１つ又は２つ以上のユーザ入力デバイス（図示せず）を把持している間に、臨床医１１２ａ、ｂ（図１）が自分の前腕を休ませることができる支持部２０２を含むことができる。ユーザ入力デバイスは、例えば、ジョイスティック、エクソムグローブ、マスタマニピュレータなどであるが、これらに限定されない物理的コントローラを備えることができ、外科用ツール１０８（図１）の位置及び動作を制御するために、複数の自由度で移動可能であり得る。いくつかの実施形態では、主制御コンソール１０２ａは、臨床医１１２ａ、ｂによって係合可能な１つ又は２つ以上の足ペダル２０４を更に含んで、外科用システムの構成を変更し、及び／又は外科用ツール１０８の動作を制御するための追加の制御信号を生成し得る。

ユーザ入力デバイス及び／又は足ペダル２０４は、臨床医１１２ａ、ｂ（図１）が視覚的ディスプレイ２０６を介して手技を見ている間に操作され得る。視覚的ディスプレイ２０６上に表示された画像は、内視鏡カメラ又は「内視鏡」から得ることができる。いくつかの実施形態では、視覚的ディスプレイ２０６は、外科用ツール（即ち、切断器具又は動的クランプ部材）によって想定される力の大きさの視覚的指標を、臨床医１１２ａ、ｂに提供する力フィードバック計又は「力インジケータ」を含み得るか、又はそうでなければそれを組み込み得る。理解されるように、ステープルカートリッジがエンドエフェクタに装填されているか否か、又はアンビルが発射に先立って閉位置へ移動されているか否かなど、他の外科用ツール基準値の表示を主コントローラ１０２ａに提供するために、他のセンサ配列が用いられ得る。

図３は、１つ又は２つ以上の実施形態による、複数の外科用ツール１０８を動作させるために使用され得るロボットマニピュレータ１０４の一例を示す。例解されるように、ロボットマニピュレータ１０４は、垂直に延在する列３０４を支持する基部３０２を含み得る。複数のロボットアーム１０６（３つを示す）は、矢印Ａで示すように、基部３０２に対するロボットアーム１０６の高さを変化させるように選択的に調整可能なキャリッジ３０６において、列３０４に動作可能に連結され得る。

ロボットアーム１０６は、手動で関節運動可能なリンケージを備え得、代替的に「セットアップジョイント」と称される。例解される実施形態では、外科用ツール１０８は、各ロボットアーム１０６上に提供された対応するツール駆動部３０８に装着される。各ツール駆動部３０８は、外科用ツール１０８の対応する１つ又は２つ以上の駆動入力と相互作用するために使用される１つ又は２つ以上の駆動部又はモータを含み得、駆動入力の作動により、関連する外科用ツール１０８を動作させる。

外科用ツール１０８のうちの１つは、例えば腹腔鏡、関節鏡、子宮鏡などを含む内視鏡などの画像キャプチャデバイス３１０を含み得るか、又は、代替的に、超音波、赤外線、蛍光透視法、磁気共鳴画像法などの何らかの他の画像診断法を含み得る。画像キャプチャデバイス３１０は、細長いシャフトの遠位端部に位置する視野端を有し、これにより、視野端が、入口ポートを通して患者の身体の内部手術部位に挿入されることを可能にする。画像キャプチャデバイス３１０は、視覚的ディスプレイ２０６（図２）に通信可能に連結され得、視覚ディスプレイ２０６上に表示されるようにリアルタイムで画像を送信することができる。

残りの外科用ツールは、主制御コンソール１０２ａ（図２）において臨床医１１２ａ、ｂ（図１）によって保持されたユーザ入力デバイスに通信可能に連結され得る。ロボットアーム１０６及び関連する外科用ツール１０８の動きは、ユーザ入力デバイスを操作する臨床医１１２ａ、ｂによって制御され得る。以下により詳細に記載されるように、外科用ツール１０８は、関連する細長いシャフトの遠位端部上に枢動可能に装着された対応する関節運動可能なリスト部に装着されたエンドエフェクタを含むか、そうでなければそれを組み込み得る。細長いシャフトは、エンドエフェクタが、入口ポートを通って患者の身体の内部手術部位に挿入されることを可能にし、ユーザ入力デバイスはまた、エンドエフェクタの動き（作動）を制御する。

使用中、ロボットマニピュレータ１０４は、手術を必要とする患者に近接して位置決めされ、その後、実行される外科手技が完了するまで、通常は静止した状態にされる。ロボットマニピュレータ１０４は、典型的には、その移動を可能にするための車輪又はキャスタを有する。ロボットアーム１０６の横方向及び縦方向の位置決めは、臨床医１１２ａ、ｂ（図１）によって設定され、手術部位に対する所望の位置まで外科用ツール１０８及び画像キャプチャデバイス３１０の細長いシャフトを入口ポートに通すことを容易にすることができる。外科用ツール１０８及び画像キャプチャデバイス３１０がそのように位置決めされると、ロボットアーム１０６及びキャリッジ３０６は、適所にロックされ得る。

図４は、本開示の原理のいくつか又は全てを組み込むことができる例示的な外科用ツール４００の等角側面図である。外科用ツール４００は、図１及び図３の外科用ツール１０８と同一又は同様であり得、したがって、図１のロボット外科用システム１００などのロボット外科用システムと併せて使用され得る。したがって、外科用ツール４００は、ロボット外科用システム１００に含まれるツール駆動部に解放可能に連結されるように設計され得る。しかしながら、他の実施形態では、外科用ツール４００の態様は、本開示の範囲から逸脱することなく、手動又は手で操作される方法で使用するように適合され得る。

例解されるように、外科用ツール４００は、細長いシャフト４０２と、エンドエフェクタ４０４と、エンドエフェクタ４０４をシャフト４０２の遠位端部に連結するリスト部４０６（代替的に「リスト部関節」又は「関節運動可能なリスト部関節」と称される）と、シャフト４０２の近位端部に連結された駆動ハウジング４０８と、を含む。外科用ツールがロボット外科用システム（例えば、図１のロボット外科用システム１００）と共に使用される用途では、駆動ハウジング４０８は、外科用ツール４００をロボット外科用システムに解放可能に連結する連結機構を含むことができる。

「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用ツール４００（例えば、ハウジング４０８）をロボットマニピュレータに機械的及び電気的に連結するように構成されているインターフェースを有するロボット外科用システムに対して定義される。「近位」という用語は、ロボットマニピュレータにより近い要素の位置を指し、「遠位」という用語は、エンドエフェクタ４０４により近く、したがってロボットマニピュレータからより離れた要素の位置を指す。代替的に、手動又は手で操作される用途では、「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科医又は臨床医などのユーザに対して定義される。「近位」という用語は、ユーザにより近い要素の位置を指し、「遠位」という用語は、エンドエフェクタ４０４により近く、したがって、ユーザからより離れた要素の位置を指す。更に、上、下、上方、下方、上向き、下向き、左、右等などの方向用語の使用は、それらが図に示されるように例解的な実施形態に関連して使用され、上向き又は上方方向は、対応する図の頂部に向かっており、下向き又は下方方向は、対応する図の底部に向かっている。

外科用ツール４００の使用中、エンドエフェクタ４０４は、手術部位に対して所望の向き及び場所においてエンドエフェクタ４０４を位置付けるために、リスト部４０６においてシャフト４０２に対して移動（枢動）するように構成されている。これを達成するために、ハウジング４０８は、エンドエフェクタ４０４に関連付けられた様々な機構の動作（例えば、クランプ、発射、回転、関節運動、切断など）を制御するように設計された様々な駆動入力及びメカニズム（例えば、歯車、アクチュエータなど）を含む（収容する）。少なくともいくつかの実施形態では、シャフト４０２、したがってそれに連結されたエンドエフェクタ４０４は、シャフト４０２の長手方向軸Ａ_１の周りで回転するように構成されている。このような実施形態では、ハウジング４０８に含まれる駆動入力のうちの少なくとも１つは、長手方向軸Ａ_１の周りでのシャフト４０２の回転運動を制御するように構成されている。

外科用ツール４００は、少なくとも１つの外科的機能を実行することが可能な種々の構成のうちのいずれかを有することができる。例えば、外科用ツール４００としては、鉗子、把持器具、持針器、ハサミ、電気焼灼器ツール、ステープラ、クリップアプライヤ、フック、スパチュラ、吸引ツール、潅注ツール、撮像デバイス（例えば、内視鏡若しくは超音波プローブ）、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、外科用ツール４００は、高周波（ＲＦ）エネルギーなどのエネルギーを組織に加えるように構成され得る。例解される実施形態では、エンドエフェクタ４０４は、開放位置と閉鎖位置との間で移動（関節運動）するように構成されている、対向するジョー４１０、４１２を含む、組織把持器具及び血管シーラを備える。しかしながら、理解されるように、対向するジョー４１０、４１２は、外科用ハサミ、クリップアプライヤ、持針器、一対の対向する把持ジョーを含むバブコック、双極のジョー（例えば、双極メリーランド把持器具、鉗子、有窓把持器具等）などであるが、これらに限定されない、他のタイプのエンドエフェクタの一部を代替的に形成し得る。ジョー４１０、４１２の一方又は両方は、エンドエフェクタ４０４を開放位置と閉鎖位置との間で関節運動させるために、枢動するように構成され得る。

シャフト４０２は、ハウジング４０８から遠位に延在する細長い部材であり、その軸方向長さに沿って内部を通って延在する、少なくとも１つの管腔を有する。いくつかの実施形態では、シャフト４０２、ハウジング４０８に固定され得るが、代替的に、シャフト４０２が長手方向軸Ａ_１の周りで回転することを可能にするように、ハウジング４０８に回転可能に装着され得る。更に他の実施形態では、シャフト４０２は、ハウジング４０８に解放可能に連結され得、これにより、単一のハウジング４０８が、異なるエンドエフェクタを有する種々のシャフトに対して適合可能となり得る。

図５は、リスト部４０６が関節運動（枢動）することが可能であり得る潜在的自由度を例解する。リスト部４０６は、様々な構成のうちのいずれかを有することができる。一般に、リスト部４０６は、シャフト４０２に対するエンドエフェクタ４０４の枢動運動を可能にするように構成されている関節を備える。リスト部４０６の自由度は、３つの並進変数（即ち、サージ、ヒーブ、及びスウェイ）により、並びに３つの回転変数（即ち、オイラー角又はロール、ピッチ、及びヨー）により表される。並進変数及び回転変数は、所与の基準デカルトフレームに対する外科用システム（例えば、エンドエフェクタ４０４）の構成要素の位置及び向きを説明する。図５に示すように、「サージ」は、前方及び後方への並進運動を指し、「ヒーブ」は、上下への並進運動を指し、「スウェイ」は、左右の並進運動を指す。回転用語については、「ロール」とは、側面を傾斜させることを意味し、「ピッチ」とは、前方及び後方に傾斜させることを意味し、「ヨー」とは、左及び右に回転させることを指す。

枢動運動は、リスト部４０６の第１の軸（例えば、Ｘ軸）の周りのピッチ運動、リスト部４０６の第２の軸（例えば、Ｙ軸）の周りのヨー運動、及びこれらの組み合わせを含むことができ、リスト部４０６の周りでのエンドエフェクタ４０４の３６０°の回転運動を可能にすることができる。他の用途では、枢動運動は、単一平面内での運動、例えば、リスト部４０６の第１の軸の周りのピッチ運動のみ、又はリスト部４０６の第２の軸の周りのヨー運動のみに限定され得、その結果、エンドエフェクタ４０４は、単一平面内でのみ運動する。

再び図４を参照すると、外科用ツール４００はまた、シャフト４０２に対するエンドエフェクタ４０４の移動及び関節運動を容易にするように構成されているケーブル駆動運動システムの一部を形成する、複数の駆動ケーブル（図４では隠れている）を含み得る。駆動ケーブルの少なくともいくつかを移動させる（作動させる）ことにより、エンドエフェクタ４０４は、非関節運動位置と関節運動位置との間を移動する。エンドエフェクタ４０４は、エンドエフェクタ４０４の長手方向軸Ａ_２がシャフト４０２の長手方向軸Ａ_１と実質的に整列し、それにより、シャフト４０２に対するエンドエフェクタ４０４の角度が実質的にゼロになるような非関節運動位置において、図４に図示されている。関節運動位置では、長手方向軸Ａ_１、Ａ_２は、エンドエフェクタ４０４がシャフト４０２に対してゼロ以外の角度にあるように、互いから角度的にオフセットされることになる。

いくつかの実施形態では、外科用ツール４００には、ハウジング４０８に連結された電力ケーブル４１４を介して電力（電流）が供給され得る。他の実施形態では、電力ケーブル４１４は、省略され得、また電力は、１つ又は２つ以上の電池又は燃料電池などの内部電源を介して外科用ツール４００に供給され得る。このような実施形態では、外科用ツール４００は、代替的に、本明細書において、エンドエフェクタ４０４に電気エネルギーを供給することが可能な「電気外科用器具」として特徴付けられ得、別様にそのように称され得る。

電力ケーブル４１４は、外科用ツール４００を発生器４１６と連通させることができ、これは、電気エネルギー（例えば、高周波エネルギー）、超音波エネルギー、マイクロ波エネルギー、熱エネルギー、又はこれらの任意の組み合わせなどのエネルギーを、外科用ツール４００、より具体的にはエンドエフェクタ４０４に供給して、組織を焼灼及び／又は凝固させる。したがって、発生器４１６は、独立して又は同時に起動され得る高周波（ＲＦ）源、超音波源、直流源、及び／又は任意の他の好適なタイプの電気エネルギー源を備えることができる。

図６は、図４の外科用ツール４００の遠位端部の拡大等角図である。より具体的には、図６は、エンドエフェクタ４０４のジョー４１０、４１２が開放位置にある、エンドエフェクタ４０４及びリスト部４０６の拡大図を示す。リスト部４０６は、エンドエフェクタ４０４をシャフト４０２に動作可能に連結する。しかしながら、いくつかの実施形態では、シャフトアダプタは、リスト部４０６に直接連結され得、そうでなければシャフト４０２とリスト部４０６との間に介在し得る。したがって、リスト部４０６は、リスト部４０６がシャフト４０２の遠位端部に直接連結される直接連結係合、又はシャフトアダプタがリスト部４０６とシャフト４０２の遠位端部との間に介在する間接連結係合のいずれかを通して、シャフト４０２に動作可能に連結され得る。本明細書で使用する「動作可能に連結する」という用語は、直接的又は間接的な連結係合を指す。

エンドエフェクタ４０４をシャフト４０２に動作可能に連結するために、リスト部４０６は、第１の又は「遠位」リンケージ６０２ａ、第２の又は「中間」リンケージ６０２ｂ、及び第３の又は「近位」リンケージ６０２ｃを含む。リンケージ６０２ａ～ｃは、シャフト４０２に対するエンドエフェクタ４０４の関節動作を容易にするように構成されており、例えば、シャフト４０２の長手方向軸Ａ_１（図４）に対してエンドエフェクタ４０４を角度付けする。例解される実施形態では、リンケージ６０２ａ～ｃを介した関節運動は、ピッチのみ、ヨーのみ、又はこれらの組み合わせに限定され得る。例解されるように、遠位リンケージ６０２ａは、エンドエフェクタ４０４、より具体的には下部ジョー４１２（又は下部ジョー４１２の延長部）に連結され得る。遠位リンケージ６０２ａはまた、第１の軸６０４ａにおいて中間リンケージ６０２ｂに回転可能に連結され得、中間リンケージ６０２ｂは、第２の軸６０４ｂにおいて近位リンケージ６０２ｃに回転可能に連結され得る。近位連結機構６０２ｃは次に、シャフト４０２の遠位端部６０６（又は代替的にシャフトアダプタ）に連結され得る。

リスト部４０６は、第１の軸６０４ａを通って延在する第１の枢動軸Ｐ_１、及び第２の軸６０４ｂを通って延在する第２の枢動軸Ｐ_２を提供する。第１の枢動軸Ｐ_１は、エンドエフェクタ４０４の長手方向軸Ａ_２（図４）に対して実質的に垂直（直交）であり、第２の枢動軸Ｐ_２は、長手方向軸Ａ_２及び第１の枢動軸Ｐ_１の両方に対して実質的に垂直（直交）である。第１の枢動軸Ｐ_１の周りの運動は、エンドエフェクタ４０４の「ヨー」関節運動を提供し、第２の枢動軸Ｐ_２の周りの運動は、エンドエフェクタ４０４の「ピッチ」関節運動を提供する。代替的に、第１の枢動軸Ｐ_１は、「ピッチ」関節運動を提供するように構成することができ、第２の枢動軸Ｐ_２は、「ヨー」関節運動を提供するように構成することができる。

駆動ケーブル６０８ａ、６０８ｂ、６０８ｃ、及び６０８ｄとして示される複数の駆動ケーブルは、シャフト４０２（及び／又はシャフトアダプタ）によって画定された管腔６１０内で長手方向に延在し、また、リスト部４０６を通過してエンドエフェクタ４０４に動作可能に連結される。管腔６１０は、例解されているように単一の管腔であり得るか、又は代替的に、各々が駆動ケーブル６０８ａ～ｄのうちの１つ又は２つ以上を受容する複数の独立した管腔を備え得る。

駆動ケーブル６０８ａ～ｄは、簡潔に上述したケーブル駆動運動システムの一部を形成し、ケーブル、バンド、線、コード、ワイヤ、ロープ、ストリング、撚糸ストリング、細長い部材などと称され、そうでなければ特徴付けられ得る。駆動ケーブル６０８ａ～ｄは、金属（例えば、タングステン、ステンレス鋼など）、ポリマー（例えば、超高分子量ポリエチレン）、合成繊維（例えば、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）、ＶＥＣＴＲＡＮ（登録商標）など）、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない種々の材料から作製することができる。４本の駆動ケーブル６０８ａ～ｄが図６に示されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、４本超又は未満の駆動ケーブル６０８ａ～ｄを含み得る。

駆動ケーブル６０８ａ～ｄは、エンドエフェクタ４０４から駆動ハウジング４０８（図４）まで近位に延在し、これらは種々の作動メカニズム（例えば、キャプスタン）又はそこに収納されたデバイスに動作可能に連結され、管腔６１０内での駆動ケーブル６０８ａ～ｄの長手方向の移動（並進）を容易にする。駆動ケーブル６０８ａ～ｄの全て又は一部分の選択的作動は、エンドエフェクタ４０４をシャフト４０２に対して関節運動（枢動）させる。より具体的には、選択的作動により、対応する駆動ケーブル６０８ａ～ｄを管腔６１０内で長手方向に並進させ、それによって、リスト部４０６においてエンドエフェクタ４０４の枢動運動が生じる。駆動ケーブル６０８ａ～ｄを移動させることは、駆動ハウジング４０８（図４）に動作可能に連結された、又はその内部に収容された関連するアクチュエータ又はメカニズム（例えば、キャプスタン）をトリガするなどの種々の方法により、達成され得る。所与の駆動ケーブル６０８ａ～ｄを移動させることにより、所与の駆動ケーブル６０８ａ～ｄに近位方向において張力（即ち、引張力）が加わり、これは、所与の駆動ケーブル６０８ａ～ｄを並進させ、それによって、エンドエフェクタ４０４をシャフト４０２に対して移動（関節運動）させる。理解されるように、１つの駆動ケーブル６０８ａ～ｄに張力を加えて移動させると、移動する駆動ケーブル６０８ａ～ｄとは角度的に（又は斜めに）反対側の駆動ケーブル６０８ａ～ｄに弛みがもたらされることがある。本開示の実施形態は、この発生を緩和するように構成され得る。

駆動ケーブル６０８ａ～ｄはそれぞれ、第１のリンケージ、第２のリンケージ、及び第３のリンケージ６０２ａ～ｃを通って長手方向に延在し、第１のリンケージ６０２ａにおいて終端し、したがって、各駆動ケーブル６０８ａ～ｄをエンドエフェクタ４０４に、より具体的には下部ジョー４１２に動作可能に連結する。いくつかの実施形態では、例解されるように、各駆動ケーブル６０８ａ～ｄの遠位端部は、ボールクリンプ６１２（１つのみ図示）を含み得る。他の実施形態では、各駆動ケーブル６０８ａ～ｄの遠位端部は、溶接、接着剤取り付け、プレス嵌め、又は前述の任意の組み合わせを含み得る。

いくつかの実施形態では、電気導体６１４は、エンドエフェクタ４０４に、より具体的には、エンドエフェクタ４０４に含まれる電極６１６に供給し得る。電気導体６１４は、リスト部４０６を通って管腔６１０内で長手方向に延在し、電極６１６において終端する。エンドエフェクタ４０４は、単極性又は双極性動作用に構成することができる。例解される実施形態では、電極６１６は、下部ジョー４１２に装着されるか、又はそうでなければそれの一部を形成する。しかしながら、他の実施形態では、電極６１６は上部ジョー４１０の一部を形成し得るか、又は代替的にジョー４１０、４１２の両方に連結され得るか、若しくはその一部を形成し得る。いくつかの実施形態では、電気導体６１４及び電力ケーブル４１４（図４）は、同じ構造を備え得る。しかしながら、他の実施形態では、電気導体６１４は、電力ケーブル４１４に電気的に連結され得る。更に他の実施形態では、電気導体６１４は、駆動ハウジング４０８まで延在し得、そこで電池又は燃料電池などの内部電源に電気的に連結される。

例解される実施形態では、エンドエフェクタ４０４は、上部ジョー及び下部ジョー４１０、４１２の一方又は両方において長手方向に画定された溝又はスロット６２０内で、前進及び後退するように構成されている、ナイフ又は（ほとんど閉塞されている）「切断要素」６１８を含む、血管シーラを備える。例示的な動作において、ジョー４１０、４１２を作動させて閉じ、組織を把持し、その後、切断要素６１８をスロット６２０に沿って遠位方向に進めて、把持した組織を切断することができる。代替的に、切断要素６１８は、凝固した組織を切除するために電気エネルギーを印加した後に、展開することができる。

ジョー４１０、４１２は、上部ジョー４１０を下部ジョー４１２に対して枢動させることによって、閉鎖位置と開放位置との間で移動することができる。例解される実施形態では、上部ジョー４１０は、ジョー主軸６２２において下部ジョー４１２に回転可能に連結（装着）され得る。第３の枢動軸Ｐ_３は、ジョー主軸６２２を通って延在し、第１の枢動軸Ｐ_１に対して概ね垂直（直交）であり、第２の枢動軸Ｐ_２に平行である。中央プーリ６２４（部分的に見える）は、ジョー主軸６２２に装着され、ジョー４１０、４１２を選択的に開閉するように作動され得るジョーケーブル６２６を受容することができる。

駆動ケーブル６０８ａ～ｄと同様に、ジョーケーブル６２６は、管腔６１０内で長手方向に延在し、リスト部４０６を通過する。更に、ジョーケーブル６２６は、本明細書に記載されるケーブル駆動運動システムの一部を形成し得、したがって、エンドエフェクタ４０４から駆動ハウジング４０８（図４）へと近位方向に延在し得る。いくつかの実施形態では、ジョーケーブル６２６は、中央プーリ６２４において、又はその付近で接続され、駆動ハウジング４０８まで近位に延在する２つの線又はワイヤを備える。しかしながら、他の実施形態では、ジョーケーブル６２６は、中央プーリ６２４の周りに巻き付けられた単一の線又はワイヤを備え得、ジョーケーブル６２６の対向する第１の端部及び第２の端部６２８ａ、６２８ｂは、駆動ハウジング４０８の近位方向に延在する。

図７は、１つ又は２つ以上の実施形態による、駆動ハウジング４０８の底面図である。例解されるように、駆動ハウジング４０８は、駆動ハウジング４０８をロボットマニピュレータ（例えば、それぞれ、図３及び図５のロボットマニピュレータ３０６、５０２）のツール駆動部に動作可能に連結するために使用されるツール装着インターフェース７０２を含み得る。ツール装着インターフェース７０２は、それに対する締め付け、それに対するクリッピング、又は共に摺動可能に嵌合することなどによる種々の方法において、駆動ハウジング４０８をツール駆動部に解放可能に連結することができる。いくつかの実施形態では、ツール装着インターフェース７０２は、ツール駆動部の装着表面上の電気的接続部に連結され得る電気接続ピンのアレイを含んでよい。したがって、ツール装着インターフェース７０２は、駆動ハウジング４０８をツール駆動部に機械的に、磁気的に、及び／又は電気的に連結し得る。

例解されるように、インターフェース７０２は、駆動入力部７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０４ｄ、７０４ｅ、及び７０４ｆとして示される、複数の入力部を含み、これらを支持する。各駆動入力部７０４ａ～ｆは、所与のツール駆動部の対応するアクチュエータと整列し、連結するように構成されている、回転可能ディスクを備え得る。各駆動入力７０４ａ～ｆは、所与のアクチュエータ上に提供された対応する機構と整列して嵌合するように構成されている１つ又は２つ以上の表面機構７０６を提供又は画定し得る。表面機構７０６は、例えば、嵌合係合を容易にする種々の突出部及び／又は窪みを含むことができる。駆動入力７０４ａ～ｆの各々は、インターフェース７０２に連結されたツール駆動部に伝達されるユーザ入力に基づいて作動され得、ユーザ入力は、ロボット外科用システムに組み込まれたコンピュータシステムを介して受信され得る。

いくつかの実施形態では、第１の駆動入力部７０４ａの作動は、その長手方向軸Ａ_１の周りの、シャフト４０２の回転を制御するように構成され得る。シャフト４０２は、第１の駆動入力部７０４ａの回転方向に応じて、時計回り又は反時計回りに回転され得る。いくつかの実施形態では、第２の駆動入力７０４ｂの作動は、切断要素６１８を前進又は後退させるように構成され得る（図６）。いくつかの実施形態では、第３の駆動入力及び第４の駆動入力７０４ｃ、ｄの作動は、ジョー４１０、４１２を開閉するように構成され得る（図４及び６）。より具体的には、ジョーケーブル６２６（図６）の第１の端部及び第２の端部６２８ａ、ｂ（図６）は、第３の駆動入力及び第４の駆動入力７０４ｃ、ｄのうちの対応する１つまで延在し、かつ動作可能に連結され得、これにより、第３の駆動入力及び第４の駆動入力部７０４ｃ、ｄの協働的な作動により、ジョーケーブル６２６にジョー４１０、４１２を開閉させる。

いくつかの実施形態では、第５の駆動入力及び第６の駆動入力７０４ｅ、ｆの作動は、駆動ケーブル６０８ａ～ｄ（図６）を軸方向に並進させ、それによってエンドエフェクタ４０４を関節運動させるように構成され得る（図４及び６）。より具体的には、２つ駆動ケーブル６０８ａ～ｄは、各駆動入力７０４ｅ、ｆに動作可能に連結され得、それにより、第５の駆動入力７０４ｅの作動によって、２つの駆動ケーブル６０８ａ～ｄを軸方向に並進させ、第６の駆動入力７０４ｆの作動によって、他の２つの駆動ケーブル６０８ａ～ｄを軸方向に並進させる。一実施形態では、例えば、第２の駆動ケーブル及び第３の駆動ケーブル６０８ｂ、ｃは、第５の駆動入力７０４ｅの作動によって駆動され得、第１の駆動ケーブル及び第４の駆動ケーブル６０８ａ、ｄは、第６の駆動入力７０４ｅの作動によって駆動され得る。

図８は、１つ又は２つ以上の実施形態による、駆動ハウジング４０８の内部の、等角露出図である。駆動ハウジング４０８内に別様に収容され得るいくつかの構成要素は、示された構成要素の議論を可能にするように図８に示されてはいない。より具体的には、図８は、第６の駆動入力７０４ｆ（図７）に関連付けられた駆動アセンブリ８００を示しており、いくつかの穴８０２が駆動ハウジング４０８内に確定され、ここで、追加の駆動アセンブリ（図示せず）が、そうでなければ駆動ハウジング４０８に装着され、第１～第５の駆動入力７０４ａ～ｅにそれぞれ関連付けられ得る。

駆動アセンブリ８００は、入力シャフト８０４を含み得るか、そうでなければそれに装着され得る。入力シャフト８０４は、第６の駆動入力７０４ｆ（図７）に動作可能に連結されるか、又はそうでなければ延在することにより、第６の駆動入力７０４ｆの作動によって、入力シャフト８０４が対応して回転する。

駆動アセンブリ８００はまた、第１の又は「上部」キャプスタンアセンブリ８０６ａと、第２の又は「下部」キャプスタンアセンブリ８０６ｂと、を含み得、各キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂは、入力シャフト８０４に回転可能に装着され得る。上部キャプスタンアセンブリ８０６ａは、第１の又は「上部」キャプスタン８０８ａを含み、下部キャプスタン組立体８０６ｂは、第２の又は「下部」キャプスタン８０８ｂを含む。キャプスタン８０８ａ、ｂの各々は、それに連結され（即ち、その周りに巻き付けられ）、そこから延在する駆動ケーブルを有し得る。例解される実施形態では、第１の駆動ケーブル６０８ａ（破線として示される）は、上部キャプスタン８０８ａに連結され、第４の駆動ケーブル６０８ｄ（破線として示される）は、下部キャプスタン８０８ａに連結される。各駆動ケーブル６０８ａ、ｄは、対応するキャプスタン８０８ａ、ｂから、かつ駆動ハウジング４０８から外に延在する。理解されるように、第１の駆動ケーブル及び第４の駆動ケーブル６０４ケーブル６０８ａ、ｄは、代替的に、本開示の範囲から逸脱することなく、反対側のキャプスタン８０８ａ、ｂに連結され得る。更に、図６の駆動ケーブル６０８ａ～ｄのうちの２つの任意の組み合わせは、本開示に従って、キャプスタン８０８ａ、ｂに連結され得る。

上部キャプスタン８０８ａは、入力シャフト８０４を第１の角度方向８１０ａ（例えば、時計回り）に回転させると、それに対応して上部キャプスタン８０８ａが第１の角度方向８１０ａに駆動され、これにより、第１の駆動ケーブル６０８ａが第１の直線方向８１２ａ（例えば、近位方向）に引っ張られ、それに対応して上部キャプスタン８０８ａの周りに巻き付かせるように、入力シャフト８０４に動作可能に連結され得る。更に、入力シャフト８０４を第１の角度方向８１０ａに回転させることは、入力シャフト８０４から下部キャプスタン８０８ｂを回転的に係合解除させ、入力シャフト８０４が下部キャプスタン８０８ｂに対して回転することを可能にする。その結果、入力シャフト８０４が第１の角度方向８１０ａに回転するとき、第４の駆動ケーブル６０８ｄは、必要に応じて、第１の直線方向８１２ａとは反対の第２の直線方向８１２ｂ（例えば、遠位方向）に移動することを可能にされ得、そうでなければ、適切な引張荷重の維持に役立つように、下部キャプスタン８０８ｂから広げ得る。少なくとも１つの実施形態では、入力シャフト８０４が第１の角度方向８１０ａに回転するときに上部キャプスタン８０８ａ上に巻かれた第１の駆動ケーブル６０８ａの長さ（直線距離）は、下部キャプスタン８０８ｂから広げられた第４の駆動ケーブル６０８ｄの実質的に同じ長さ（直線距離）であってもよい。

逆に、下部キャプスタン８０８ｂは、入力シャフト８０４を第１の角度方向８１０ａとは反対の第２の角度方向８１０ｂ（例えば、反時計回り）に回転させると、それに対応して下部キャプスタン８０８ｂが第２の角度方向８１０ａに駆動され、これにより、第４の駆動ケーブル６０８ｄが第２の直線方向８１２ｂに引っ張られ、それに対応して下部キャプスタン８０８ｂの周りに巻き付くように、入力シャフト８０４に動作可能に連結され得る。更に、入力シャフト８０４を第２の角度方向８１０ｂに回転させることは、上部キャプスタン８０８ａを入力シャフト８０４から回転的に係合解除させ、したがって、入力シャフト８０４が上部キャプスタン８０８ａに対して相対的に回転することを可能にする。その結果、入力シャフト８０４が第２の角度方向８１０ｂに回転するとき、第１の駆動ケーブル６０８ａは、必要に応じて、第２の直線方向８１２ｂに移動することが可能にされ得、そうでなければ、適切な引張荷重を維持するのに役立つように、上部キャプスタン８０８ａから広げ得る。少なくとも１つの実施形態では、入力シャフト８０４が第２の角度方向８１０ｂに回転すると、下部キャプスタン８０８ｂ上に巻かれた第４の駆動ケーブル６０８ｂの長さ（直線距離）は、上部キャプスタン８０８ａから広げられた第１の駆動ケーブル６０８ａの実質的に同じ長さ（直線距離）であってもよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、駆動アセンブリ８００の拡大等角及び分解図である。例解されるように、入力シャフト８０４は、第１又は上端部９０２ａ、及び上端部９０２ａの反対側の第２の又は下端部９０２ｂを有する略細長い本体を備える。第６の駆動入力７０４ｆは、下端部９０２ｂに動作可能に連結され得る。いくつかの実施形態では、例えば、第６の駆動入力７０４ｆは、ねじなどを用いて、下端部９０２ｂに機械的に締結され得る。代替的に、入力シャフト８０４は、第６の駆動入力７０４ｆの一体延長部を形成し得る。駆動アセンブリ８００はまた、第６の駆動入力７０４ｆを駆動ハウジング４０８に回転可能に装着するのに役立つように構成されているフランジ付きブッシング９０４ａを含み得る（図４、７、及び８）。しかしながら、フランジ付きブッシング９０４ａは、任意選択的であり得る。

例解される実施形態では、上部キャプスタンアセンブリ８０６ａは、上部キャプスタン８０８ａ、アダプタ又はハウジング９０６、及び第１の一方向ベアリング９０８ａ（図９Ｂで最も良く見える）を含み得る。例解されるように、上部キャプスタン８０８ａは、上部キャプスタン８０８ａの少なくとも一部分の外周の周りに延在する第１の螺旋溝９１０ａを含む。第１の螺旋溝９１０ａは、上述したように、第１の駆動ケーブル６０８ａ（図６及び８）などの駆動ケーブルを受容するように構成され得る。第１の駆動ケーブル６０８ａの端部は、上部キャプスタン８０８ａに固定的に取り付けられ得、上部キャプスタン８０８ａが回転すると、第１の駆動ケーブル６０８ａは、回転方向に応じて、繰り出される（即ち、広げられる）か、又は引っ張られ得る。

上部キャプスタン８０８ａは、アダプタ９０６と嵌合可能であり得る。いくつかの実施形態では、図９Ｂで最も良く見えるように、上部キャプスタン８０８ａは、第１の嵌合構造体９１２ａを提供するか、そうでなければそれを画定することができ、アダプタ９０６は、第１の嵌合構造体９１２ａと嵌合可能な第２の嵌合構造体９１２ｂ（図９Ｂで部分的に見える）を提供するか、そうでなければそれを画定することができる。第１の嵌合構造体及び第２の嵌合構造体９１２ａ、ｂを適切に嵌合すると、上部キャプスタン８０８ａ及びアダプタ９０６は、単一のモノリシック本体として回転する。第１の嵌合構造体及び第２の嵌合構造９１２ａ、ｂは、上部キャプスタン８０８ａをアダプタ９０６に回転可能に固定し、またその逆を行う任意の嵌合可能な係合部を備え得る。例解される実施形態では、第１の嵌合構造体及び第２の嵌合構造体９１２ａ、ｂは、各構成要素部分上に画定された嵌合可能なキャスタレーション又はキャスタレーションされた（インターロック）機構である。しかしながら、他の実施形態では、第１の嵌合構造体及び第２の嵌合構造体９１２ａ、ｂは、蟻継ぎ係合、舌及び溝の係合、嵌合穴に係合するピン若しくはクリップ、スプライン係合、干渉若しくは焼き嵌め係合、溶接、接着結合、又はそれらの任意の組み合わせを代替的に含み得る。

少なくとも１つの実施形態において、上部キャプスタンアセンブリ８０６ａは、上部キャプスタン８０８ａがアダプタ９０６と嵌合するのに役立ち得るフランジ付きブッシング９０４ｂを更に含み得る。しかしながら、他の実施形態では、フランジ付きブッシング９０４ｂは、本開示の範囲から逸脱することなく省略され得る。フランジ付きブッシング９０４ｂは、上部キャプスタン８０８ａと、上部キャプスタン８０８ａを支持するために駆動ハウジング４０８（図４）内に配置されたフレーム構造（例解せず）との間の摩擦を緩和するフランジ付き平面ベアリングとして作用する。

アダプタ９０６は、第１の一方向ベアリング９０８ａを受容するようにサイズ決めされたキャビティ９１４を画定し得る。第１の一方向ベアリング９０８ａは、１つの角度方向での回転を可能にするが、反対方向の回転を防止する、任意のタイプのベアリングを備え得る。第１の一方向ベアリング９０８ａは、例えば、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、又はこれらの任意の組み合わせを備え得る。少なくとも１つの実施形態では、第１の一方向ベアリング９０８ａは、第１の方向への回転を可能にするが、第２の方向への回転を禁止するラチェットメカニズムを備え得る。第１の一方向ベアリング９０８ａは、締まり嵌め、機械的取り付け、溶接、接着剤、又はこれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、様々な取り付け手段を介してキャビティ９１４内に固着され得る。上部キャプスタン組立体８０６ａが入力シャフト７０４上に組み付けられるとき、第１の一方向ベアリング９０８ａの内側半径方向表面９１６は、上端部９０２ａにおいて、又はその付近で入力シャフト７０４の外側半径方向表面に係合するように位置決めされ得る。

したがって、少なくとも１つの実施形態では、上部キャプスタン８０８ａは、アダプタ９０６及び第１の一方向ベアリング９０８ａを介して、入力シャフト８０４に回転可能に装着され得る。しかしながら、他の実施形態では、アダプタ９０６は、上部キャプスタンアセンブリ８０６ａから省略され得る。そのような実施形態では、第１の一方向ベアリング９０８ａは、代替的に、上部キャプスタン８０８ａに固定され得る。

いくつかの実施形態では、第１の一方向ベアリンググ９０８ａは、第１の角度方向８１０ａに非回転可能であり得るが、第２の角度方向８１０ｂでの回転を可能にし得る。その結果、入力シャフト８０４を第１の角度方向８１０ａに回転させると、第１の一方向ベアリング９０８ａが入力シャフト８０４に対して結合して、入力シャフト８０４からのトルクを上部キャプスタン８０８ａに伝達し、それによって上部キャプスタン８０８ａを第１の角度方向８１０ａに駆動することができる。上で言及されるように、上部キャプスタン８０８ａを第１の角度方向８１０ａに回転させることにより、第１の駆動ケーブル６０８ａ（図６及び８）を上部キャプスタン８０８ａの周りに巻き付かせ得る。しかしながら、入力シャフト８０４が第２の角度方向８１０ｂに回転されると、第１の一方向ベアリング９０８ａは、入力シャフト８０４から上部キャプスタン８０８ａを回転的に係合解除させる自由運動を可能にし、それによって入力シャフト８０４が上部キャプスタン８０８ａに対して回転することを可能にし得る。

下部キャプスタンアセンブリ８０６ｂは、下部キャプスタン８０８ｂ及び第２の一方向ベアリング９０８ｂ（図９Ｂで最も良く見える）を含み得る。例解されるように、下部キャプスタン８０８ｂは、下部キャプスタン８０８ｂの少なくとも一部分の外周の周りに延在する第２の螺旋溝９１０ｂを含む。第２の螺旋溝９１０ｂは、上述するように、第４の駆動ケーブル６０８ｄ（図６及び８）などの駆動ケーブルを受容するように構成され得る。第４の駆動ケーブル６０８ｄの端部は、下部キャプスタン８０８ｂに固定的に取り付けられ得、下部キャプスタン８０８ｂが回転すると、第４の駆動ケーブル６０８ｄは、回転方向に応じて、繰り出される（即ち、広げられる）か、又は引っ張られ得る。

第２の一方向ベアリング９０８ｂは、下部キャプスタン８０８ｂに動作可能に連結され得る。一実施形態では、例えば、第２の一方向ベアリング９０８ｂは、下部キャプスタン８０８ｂによって画定されるキャビティ（図示せず）内に受容され得、締まり嵌め、機械的取り付け、溶接、接着剤、又はこれらの任意の組み合わせを介してキャビティ内に固着され得る。下部キャプスタン組立体８０６ｂが入力シャフト７０４上に組み付けられるとき、第２の一方向ベアリング９０８ｂの内側半径方向表面９１８は、上端９０２ａにおいて、又はその付近で入力シャフト７０４の外側半径方向表面に係合するように位置決めされ得る。

第１の一方向ベアリング９０８ａと同様に、第２の一方向ベアリング９０８ｂは、１つの角度方向での回転を可能にするが、反対方向の回転を防止する、任意のタイプのベアリングを備え得る。少なくとも１つの実施形態では、第１の一方向ベアリング及び第２の一方向ベアリング９０８ａ、ｂは同じタイプのベアリングであり得るが、第１のキャプスタン及び第２のキャプスタン８０８ａ、ｂが、入力シャフト８０４の反対の角度回転によって回転駆動されるように、反対側に装着され得る。

したがって、下部キャプスタン８０８ｂは、第２の一方向ベアリング９０８ｂを介して、入力シャフト８０４に回転可能に装着され得る。いくつかの実施形態では、第２の一方向ベアリンググ９０８ｂは、第２の角度方向８１０ｂに非回転可能であり得るが、第１の角度方向８１０ａでの回転を可能にし得る。その結果、入力シャフト８０４を第２の角度方向８１０ｂに回転させると、第２の一方向ベアリング９０８ｂが入力シャフト８０４に対して結合して、入力シャフト８０４からのトルクを下部キャプスタン８０８ｂに伝達し、それによって下部キャプスタン８０８ｂを第２の角度方向８１０ｂに駆動することができる。上で言及されるように、下部キャプスタン８０８ｂを第２の角度方向８１０ｂに回転させることにより、第４の駆動ケーブル６０８ｄ（図６及び８）を下部キャプスタン８０８ｂの周りに巻き付かせ得る。しかしながら、入力シャフト８０４が第１の角度方向８１０ａに回転されると、第２の一方向ベアリング９０８ｂは、入力シャフト８０４から下部キャプスタン８０８ｂを回転的に係合解除させる自由運動を可能にし、入力シャフト８０４が下部キャプスタン８０８ｂに対して回転することを可能にし得る。

駆動アセンブリ８００は、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂの間に動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材９２０を更に含み得る。例解される実施形態では、コンプライアント部材９２０は、コイルばねを備えるが、代替的に、トルクを伝達することができる任意の他のタイプのバイアスデバイスを備え得る。例えば、コンプライアント部材９２０は、各キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂにケーブルで取り付けられた圧縮バネを代替的に備え得る。例解されるように、コンプライアント部材９２０は、上部キャプスタンアセンブリ８０６ａと係合可能な第１の又は上端部９２２ａと、下部キャプスタンアセンブリ８０６ｂと係合可能な第２の又は下端部９２２ｂを有し得る。いくつかの実施形態では、上端部９２２ａは、アダプタ９０６上に画定された受容機構（図１０参照）と嵌合するように構成され得る。しかしながら、他の実施形態では、受容機構は、代替的に、本開示の範囲から逸脱することなく、上部キャプスタン８０８ａの一部を形成し得る。受容機構内で上端部９２２ａを受容することにより、コンプライアント部材９２０が上部キャプスタンアセンブリ８０６ａに、より具体的には上部キャプスタン８０８ａにトルクを伝達することを可能にし得る。

コンプライアント部材９２０の下端部９２２ｂは、下部キャプスタン８０８ｂに連結され得る。より具体的には、下端部９２２ｂは、横方向に延在し、下部キャプスタン８０８ｂ内に画定されたスロット９２４内に受容され得る。少なくとも１つの実施形態において、上部キャプスタン８０８ａの底端部は、駆動アセンブリ８００が組み立てられたときに、下端部９２２ｂをスロット９２４内に保持するのに役立ち得る。スロット９２４内で下端部９２２ｂを受容することにより、コンプライアント部材９２０が、より低いキャプスタンアセンブリ８０６ｂに、より具体的には下部キャプスタン８０８ｂにトルクを伝達することを可能にし得る。

図１０は、１つ又は２つ以上の実施形態による、駆動アセンブリ８００の一部分の拡大等角図である。より具体的には、図１０は、アダプタ９０６の底部分を示す。上で言及されるように、アダプタ９０６は、上部キャプスタン８０８ａの第１の嵌合構造９１２ａと嵌合可能な第２の嵌合構造９１２ｂを画定し得る。更に、アダプタ９０６は、コンプライアント部材９２０の上端９２２ａを受容し、そうでなければ嵌合するように構成されている受容機構１００２を提供するか、又は画定し得る。例解されるように、受容機構１００２は、上端部９２２ａを受容するようにサイズ決めされた穴又はキャビティを備え得るが、代替的にスロットなどを備え得る。しかしながら、アダプタ９０６が省略される実施形態では、代替的に受容機構１００２は、上部キャプスタン８０８ａ上に提供され得、又はコンプライアント部材９２０の上端９２２ａは、上部キャプスタン８０８ａに直接連結され得、上部キャプスタンアセンブリ８０６ａにねじれを伝達することができる。

再び図９Ａ～９Ｂを参照すると、コンプライアント部材９２０は、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂ上に一定量の対向するねじり負荷を提供し、それに連結された駆動ケーブルに発生し得るケーブル弛みの量を低減することに役立つように構成され得る。コンプライアント部材９２０は、駆動アセンブリ８００の組み立て中にプレテンションがかけられ得、これにより、コンプライアント部材９２０は、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂの両方に反対の角度方向で作用し、それにより、対応する上部キャプスタン及び下部キャプスタン８０８ａ、ｂを付勢して逆回転させる。いくつかの実施形態では、コンプライアント部材９２０によって提供されるトルクは、上部キャプスタン及び下部キャップスタン８０８ａ、ｂに取り付けられたケーブルのプレテンション限度以下に設定され得る。その結果、所与のケーブルの張力がプレテンション値を下回ると、コンプライアント部材９２０が対応するキャプスタン８０８ａ、ｂに作用し、キャプスタン８０８ａ、ｂを逆回転させ、弛みを除去することになる。

例示的な動作中、上述したように、第１の駆動ケーブル６０８ａ（図６及び８）を引っ張るために上部キャプスタン８０８ａを回転させると、第４の駆動ケーブル６０８ｄ（図６及び８）の張力は緩み得る。しかしながら、下部キャプスタン８０８ｂ上のコンプライアント部材９２０によって提供されるねじり負荷は、下部キャプスタン８０８ｂを逆回転させることができ、それによって、第４の駆動ケーブル６０８ｄ内のこの弛みを除去するのに役立ち得る。逆に、上述のように、下部キャプスタン８０８ｂを回転させて第４の駆動ケーブル６０８ｄを引っ張ると、第１の駆動ケーブル６０８ａの張力が緩むことがあるが、コンプライアント部材９２０が上部キャプスタン８０８ａに提供するねじり負荷によって、上部キャプスタン８０８ａが逆回転し、それによって第１の駆動ケーブル６０８ａに発生した弛みを除去するのに役立ち得る。これにより、ケーブルに張力を印加したときに剛性が非常に高くなるシステムが創り出され、したがって、システムは、外科手技中に印加される外部負荷に耐えることができる。

更に図９Ａ及び９Ｂを参照すると、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂを入力シャフト８０４に組み付けた後、ロックリング９２６を上端部９０２ａにおいて、又はその付近に入力シャフト８０４に固着して、キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂを入力シャフト８０４に固着し得る。いくつかの実施形態では、ロックリング９２６は、入力シャフト８０４の外側表面上に画定された環状溝９２８（図９Ｂ）内に嵌合するようにサイズ決めされ得る。理解されるように、ロックリング９２６は、本開示の範囲から逸脱することなく、入力シャフト８０４に装着された上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ８０６ａ、ｂを好適に維持することができる任意のデバイス又はメカニズムで置き換えられ得る。

本明細書に開示される実施形態は、以下を包含する。
Ａ．外科用ツールであって、そこから延在する細長いシャフトを有する駆動ハウジングと、細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタと、駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、入力シャフトに装着され、かつ第１の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、第２の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタン、上部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び下部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルを含む駆動アセンブリと、を備え、入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動し、第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、入力シャフトを、第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることは、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第２の角度方向に駆動し、第２の駆動ケーブルを第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、外科用ツール。
Ｂ．外科用ツールを動作させる方法は、外科用ツールを患者に隣接して位置決めすることを含み、外科用ツールが、それから延在する細長いシャフト、及び細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタを有する駆動ハウジングと、駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、入力シャフトに装着され、第１の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、第２の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタン、上部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び下部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルを含む駆動アセンブリと、を備える。駆動入力を作動させて、入力シャフトを第１の角度方向に回転させ、それによって、上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動して、第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張ることと、入力シャフトが第１の角度方向に回転するときに、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、駆動入力を作動させて、入力シャフトを第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させ、それによって、第２の角度方向に下部キャプスタンを駆動して、第２の駆動ケーブルを第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張ることと、入力シャフトが第２の角度方向に回転するとき、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、を更に含む方法。
Ｃ．外科用ツールのための駆動アセンブリであって、第１の一方向ベアリングを用いて外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第１のキャプスタンアセンブリと、第２の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリの間に動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアントであって、コンプライアント部材が、上部キャプスタン及び下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、上部キャプスタンに固着可能であり、かつ外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第１の駆動ケーブルと、下部キャプスタンに固着可能であり、かつエンドエフェクタまで延在可能な第２の駆動ケーブルと、を含み、入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動し、第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、入力シャフトを第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることは、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第２の角度方向に駆動して、第２の駆動ケーブルを第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、駆動アセンブリ。

実施形態Ａ、Ｂ、及びＣの各々は、以下の追加の要素のうちの１つ又は２つ以上を任意の組み合わせにおいて有し得る。要素１：入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、第２の駆動ケーブルが下部キャプスタンから巻き出すこと、及び第２の直線方向に移動することを可能にし、入力シャフトを第２の角度方向に回転させることは、第１の駆動ケーブルが上部キャプスタンから巻き出すこと、及び第１の直線方向に移動することを可能にする。要素２：上部キャプスタン及び下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を更に備え、コンプライアント部材が、上部キャプスタン及び下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、上部キャプスタン及び下部キャプスタン上に提供する。要素３：コンプライアント部材は、第１の駆動ケーブル及び第２の駆動ケーブルのプレテンション限界以下のトルクを提供するために、組み立て中にプレテンションをかけられる。要素４：第１の一方向ベアリングは、アダプタに固着され、アダプタが上部キャプスタンと嵌合可能であり、それによって、アダプタの回転が、対応して上部キャプスタンを回転させる。要素５：アダプタ及び上部キャプスタンは、各々、嵌合可能なインターロック機構を提供する。要素６：アダプタは、第１の一方向ベアリングを受容するようにサイズ決めされたキャビティを画定する。要素７：第１の一方向ベアリングは、上部キャプスタンに固着される。要素８：第１の一方向ベアリング及び第２の一方向ベアリングは、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。

要素９：入力シャフトが第１の角度方向に回転されるとき、第２の駆動ケーブルが下部キャプスタンから巻き出されること、及び第２の直線方向に移動することを可能にすることと、入力シャフトが第２の角度方向に回転されるとき、第１の駆動ケーブルが上部キャプスタンから巻き出されること、及び第１の直線方向に移動することを可能にすることと、を更に含む。要素１０：入力シャフトが第１の角度方向に回転されると、第１の駆動ケーブルの第１の長さを上部キャプスタンに巻き付け、同時に第２の駆動ケーブルの第２の長さを下部キャプスタンから広げることを更に含み、第１の長さ及び第２の長さが同じである。要素１１：上部キャプスタン及び下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を用いて、上部キャプスタン及び下部キャプスタン上に一定の対向するねじり負荷を提供することを更に含む。要素１２：コンプライアント部材を用いて上部キャプスタン及び下部キャプスタンを逆回転させるように付勢することを更に含む。要素１３：組み立て中に、コンプライアント部材にプリテンションをかけ、それによって第１の駆動ケーブル及び第２の駆動ケーブルのプリテンション限界以下のトルクを提供することを更に含む。要素１４：上部キャプスタンを第１の角度方向に駆動することが、コンプライアント部材が下部キャプスタンに作用している状態で、第２の駆動ケーブルの弛みを除去することを更に含み、下部キャプスタンを第２の角度方向に駆動することが、コンプライアント部材が上部キャプスタンに作用している状態で、第１の駆動ケーブルの弛みを除去することを更に含む。

要素１５：入力シャフトを第１の角度方向に回転させることは、第２の駆動ケーブルが下部キャプスタンから巻き出されること、及び第２の直線方向に移動することを可能にし、入力シャフトを第２の角度方向に回転させることは、第１の駆動ケーブルが上部キャプスタンから巻き出されること、及び第１の直線方向に移動することを可能にする。要素１６：第１のキャプスタンアセンブリは、アダプタの回転が対応して上部キャプスタンを回転させるように、上部キャプスタンと嵌合可能なアダプタを更に含み、第１の一方向ベアリングがアダプタに固着される。要素１７：第１の一方向ベアリング及び第２の一方向ベアリングは、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。

非限定的な例として、Ａ、Ｂ、及びＣに適用可能な例示的な組み合わせとしては、要素３を伴う要素２、要素５を伴う要素４、要素６を伴う要素４、要素１０を伴う要素９、要素１２を伴う要素１１、要素１３を伴う要素１１、及び要素１４を伴う要素１１が挙げられる。

したがって、開示されるシステム及び方法は、言及された結果及び利点、並びにその中で固有の結果及び利点を達成するように、十分に適合されている。本開示の教示は、異なってはいるが本明細書の教示の利益を有する当業者には明らかな同等の方法で修正及び実施され得るため、上記に開示された特定の実施形態は例解的であるに過ぎない。更に、以下の特許請求の範囲に記載されるもの以外の、本明細書に示される構造又は設計の詳細を、限定することを意図するものではない。したがって、上で開示された特定の例解的実施形態は、変更、組み合わせ、又は修正され得、またそのような全ての変形形態は、本開示の範囲内であると考えられる。本明細書に例解的に開示されたシステム及び方法は、本明細書に具体的に開示されていないいかなる要素、及び／又は本明細書に開示されたいかなる任意選択的な要素の不在下においても好適に実施され得る。組成物及び方法は、種々の構成要素及び工程を「含む（comprising）」、「含有する（containing）」、又は「含む（including）」という用語で記載されているが、組成物及び方法はまた、種々の構成要素及び工程「から本質的になる（consist essentially of）」又は「からなる（consist of）」こともできる。上で開示された全ての数及び範囲は、ある程度異なり得る。下限及び上限を伴う数値範囲が開示される場合はいつでも、その範囲内に収まる任意の数及び任意の含まれる範囲が具体的に開示される。特に、本明細書に開示される（形態の）値の全ての範囲（「約ａ～約ｂ」、又は同等に「およそａ～ｂ（from approximately a to b）」、又は同等に「およそａ～ｂ（from approximately a-b）」）は、広範な値の範囲内に包含される全ての数及び範囲を述べる、と理解されるべきである。また、特許請求の範囲における用語は、特許権者によりそれでないことが明示的かつ明確に定義されない限り、平易かつ通常の意味を有する。更に、請求項で使用する際に、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、本明細書では、それが導入する要素のうちの１つ又は２つ以上を意味するように定義される。本明細書及び参照により本明細書に組み込まれ得る１つ以上の特許又は他の文書において単語又は用語の使用に矛盾がある場合、本明細書と一致する定義を採用すべきである。

本明細書で使用する場合、一連の項目に先行する「のうちの少なくとも１つ」という句は、項目のうちのいずれかを分離するための「及び（and）」又は「又は（or）」という用語を伴うものであるが、一覧の各構成要素（即ち、各項目）ではなく、一覧を全体として修飾する。「のうちの少なくとも１つ」という句は、項目のうちのいずれかのうちの少なくとも１つ、及び／又は項目の任意の組み合わせのうちの少なくとも１つ、及び／又は項目のそれぞれのうちの少なくとも１つを含む意味を可能にする。例として、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」という句はそれぞれ、Ａのみ、Ｂのみ、若しくはＣのみ、Ａ、Ｂ、及びＣの任意の組み合わせ、並びに／又はＡ、Ｂ、及びＣのそれぞれのうちの少なくとも１つを意味する。

〔実施の態様〕
（１） 外科用ツールであって、
駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフトを有する、駆動ハウジングと、
前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されているエンドエフェクタと、
前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第１の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルと、を備え、
前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動し、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動し、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、外科用ツール。
（２） 前記入力シャフトを前記第１の角度方向に回転させることが、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第２の角度方向に回転させることが、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にする、実施態様１に記載の外科用ツール。
（３） 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を更に備え、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に提供する、実施態様１に記載の外科用ツール。
（４） 前記コンプライアント部材が、前記第１の駆動ケーブル及び前記第２の駆動ケーブルのプレテンション限界以下のトルクを提供するために、組み立て中にプレテンションをかけられる、実施態様３に記載の外科用ツール。
（５） 前記第１の一方向ベアリングが、アダプタに固着され、前記アダプタが、前記上部キャプスタンと嵌合可能であり、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させる、実施態様１に記載の外科用ツール。

（６） 前記アダプタ及び前記上部キャプスタンが、各々、嵌合可能なインターロック機構を提供する、実施態様５に記載の外科用ツール。
（７） 前記アダプタが、前記第１の一方向ベアリングを受容するようにサイズ決めされたキャビティを画定する、実施態様５に記載の外科用ツール。
（８） 前記第１の一方向ベアリングが、前記上部キャプスタンに固着される、実施態様１に記載の外科用ツール。
（９） 前記第１の一方向ベアリング及び前記第２の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施態様１に記載の外科用ツール。
（１０） 外科用ツールを動作させる方法であって、
手術のために、前記外科用ツールを患者に隣接して位置決めすることであって、前記外科用ツールが、
駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフト、及び前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタを有する、駆動ハウジングと、
前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第１の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルと、を備える、位置決めすることと、
前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させ、それによって、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動して、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張ることと、
前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転するとき、前記入力シャフトから前記下部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、
前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させ、それによって、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動して、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張ることと、
前記入力シャフトが前記第２の角度方向に回転するとき、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させることと、を含む、方法。

（１１） 前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転されるとき、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にすることと、
前記入力シャフトが前記第２の角度方向に回転されるとき、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にすることと、を更に含む、実施態様１０に記載の方法。
（１２） 前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転されるとき、前記第１の駆動ケーブルの第１の長さを前記上部キャプスタンに巻き付け、同時に前記第２の駆動ケーブルの第２の長さを前記下部キャプスタンから広げることを更に含み、前記第１の長さ及び前記第２の長さが、同じである、実施態様１１に記載の方法。
（１３） 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を用いて、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に一定の対向するねじり負荷を提供することを更に含む、実施態様１０に記載の方法。
（１４） 前記コンプライアント部材を用いて前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（１５） 組み立て中に、前記コンプライアント部材にプリテンションをかけ、それによって前記第１の駆動ケーブル及び前記第２の駆動ケーブルのプリテンション限界以下のトルクを提供することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。

（１６） 前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動することが、前記第２の駆動ケーブル内の弛みを、前記下部キャプスタンに作用する前記コンプライアント部材を用いて除去することを更に含み、
前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動することが、前記第１の駆動ケーブル内の弛みを、前記上部キャプスタンに作用する前記コンプライアント部材を用いて除去することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（１７） 外科用ツールのための駆動アセンブリであって、
第１の一方向ベアリングを用いて前記外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第１のキャプスタンアセンブリと、
第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、
前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材であって、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、
前記上部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記エンドエフェクタまで延在可能な第２の駆動ケーブルと、を備え、
前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動し、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動し、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、駆動アセンブリ。
（１８） 前記入力シャフトを前記第１の角度方向に回転させることが、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第２の角度方向に回転させることが、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にする、実施態様１７に記載の駆動アセンブリ。
（１９） 前記第１のキャプスタンアセンブリが、前記上部キャプスタンと嵌合可能なアダプタを更に含み、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させ、前記第１の一方向ベアリングが前記アダプタに固着される、実施態様１７に記載の外科用ツール。
（２０） 前記第１の一方向ベアリング及び前記第２の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施態様１７に記載の駆動アセンブリ。

Claims (20)

1. 外科用ツールであって、
   駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフトを有する、駆動ハウジングと、
   前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されているエンドエフェクタと、
   前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
   前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第１の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
   前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルと、を備え、
   前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動し、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、
   前記入力シャフトを、前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動し、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、外科用ツール。
2. 前記入力シャフトを前記第１の角度方向に回転させることが、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第２の角度方向に回転させることが、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にする、請求項１に記載の外科用ツール。
3. 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を更に備え、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に提供する、請求項１に記載の外科用ツール。
4. 前記コンプライアント部材が、前記第１の駆動ケーブル及び前記第２の駆動ケーブルのプレテンション限界以下のトルクを提供するために、組み立て中にプレテンションをかけられる、請求項３に記載の外科用ツール。
5. 前記第１の一方向ベアリングが、アダプタに固着され、前記アダプタが、前記上部キャプスタンと嵌合可能であり、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させる、請求項１に記載の外科用ツール。
6. 前記アダプタ及び前記上部キャプスタンが、各々、嵌合可能なインターロック機構を提供する、請求項５に記載の外科用ツール。
7. 前記アダプタが、前記第１の一方向ベアリングを受容するようにサイズ決めされたキャビティを画定する、請求項５に記載の外科用ツール。
8. 前記第１の一方向ベアリングが、前記上部キャプスタンに固着される、請求項１に記載の外科用ツール。
9. 前記第１の一方向ベアリング及び前記第２の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の外科用ツール。
10. 外科用ツールを動作させる方法であって、
    手術のために、前記外科用ツールを患者に隣接して位置決めすることであって、前記外科用ツールが、
    駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフト、及び前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタを有する、駆動ハウジングと、
    前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
    前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第１の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
    前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第２の駆動ケーブルと、を備える、位置決めすることと、
    前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させ、それによって、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動して、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張ることと、
    前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転するとき、前記入力シャフトから前記下部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、
    前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させ、それによって、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動して、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張ることと、
    前記入力シャフトが前記第２の角度方向に回転するとき、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させることと、を含む、方法。
11. 前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転されるとき、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にすることと、
    前記入力シャフトが前記第２の角度方向に回転されるとき、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にすることと、を更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記入力シャフトが前記第１の角度方向に回転されるとき、前記第１の駆動ケーブルの第１の長さを前記上部キャプスタンに巻き付け、同時に前記第２の駆動ケーブルの第２の長さを前記下部キャプスタンから広げることを更に含み、前記第１の長さ及び前記第２の長さが、同じである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を用いて、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に一定の対向するねじり負荷を提供することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記コンプライアント部材を用いて前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 組み立て中に、前記コンプライアント部材にプリテンションをかけ、それによって前記第１の駆動ケーブル及び前記第２の駆動ケーブルのプリテンション限界以下のトルクを提供することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動することが、前記第２の駆動ケーブル内の弛みを、前記下部キャプスタンに作用する前記コンプライアント部材を用いて除去することを更に含み、
    前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動することが、前記第１の駆動ケーブル内の弛みを、前記上部キャプスタンに作用する前記コンプライアント部材を用いて除去することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
17. 外科用ツールのための駆動アセンブリであって、
    第１の一方向ベアリングを用いて前記外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第１のキャプスタンアセンブリと、
    第２の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、
    前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材であって、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、
    前記上部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第１の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記エンドエフェクタまで延在可能な第２の駆動ケーブルと、を備え、
    前記入力シャフトを第１の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第１の角度方向に駆動し、前記第１の駆動ケーブルを第１の直線方向に引っ張り、
    前記入力シャフトを、前記第１の角度方向とは反対の第２の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第２の角度方向に駆動し、前記第２の駆動ケーブルを前記第１の直線方向とは反対の第２の直線方向に引っ張る、駆動アセンブリ。
18. 前記入力シャフトを前記第１の角度方向に回転させることが、前記第２の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第２の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第２の角度方向に回転させることが、前記第１の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第１の直線方向に移動することを可能にする、請求項１７に記載の駆動アセンブリ。
19. 前記第１のキャプスタンアセンブリが、前記上部キャプスタンと嵌合可能なアダプタを更に含み、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させ、前記第１の一方向ベアリングが前記アダプタに固着される、請求項１７に記載の外科用ツール。
20. 前記第１の一方向ベアリング及び前記第２の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１７に記載の駆動アセンブリ。

Images