JP2023544313A

JP2023544313A - 外科用ロボットアームをドッキングするためのシステム及び方法

Info

Publication number: JP2023544313A
Application number: JP2023519665A
Authority: JP
Inventors: ヴァーガス・マシュー; バホ・アンドレア; ワン・ネイサン; ゴードン・アレック; サヒン・コライ
Original assignee: Verb Surgical Inc
Current assignee: Verb Surgical Inc
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-10-23
Also published as: CN116322561A; KR20230079167A; EP4221625A1

Abstract

外科用ロボットアームにカニューレを取り付けるための方法及び装置が記載され、特許請求される。

Description

本開示は、概して、ロボット手術の分野に関するものであり、より具体的には、外科用アームをドッキングするためのシステム及び方法に関するものである。

腹腔鏡手術などの低侵襲手術（minimally-invasive surgery、ＭＩＳ）は、外科手技中の組織損傷を低減することを意図した技術を伴う。例えば、腹腔鏡手技は、典型的には、患者において（例えば、腹部内で）いくつかの小さな切開を作成することと、切開を通して患者内に１つ又は２つ以上のツール及び少なくとも１つの内視鏡カメラを導入することと、を伴う。次に、外科手技は、導入されたツールを使用して、カメラによって提供される視覚化補助を用いて実施される。一般に、ＭＩＳは、患者に残る傷跡が小さく、患者の疼痛が少なく、患者の回復期間が短縮され、患者の回復に関連する医療コストが低減できるなど、複数の利点を提供する。いくつかの実施形態では、ＭＩＳは、操作者からのコマンドに基づいて外科用器具を操作するための１つ又は２つ以上のロボットアームを含むロボットシステムを用いて実行されてもよい。

ロボットＭＩＳ中に、外科医又は他の操作者は、いくつかの異なる外科用器具を使用して、手術部位で手技を行い得る。しばしば、外科医は、患者の身体内の部位を標的にするために、トロカール又はカニューレの使用に依拠し得る。カニューレは、追加的な外科用器具が外科医によって導入及び取り外され得るチャネル又は開口部を提供し得る。例えば、カニューレは、患者の体腔内に位置決めすることができ、外科用器具は、カニューレに挿入し、カニューレを介して体腔へ誘導することができる。ロボットシステムにおいて、カニューレは、カニューレを動かすために外科医によって遠隔制御され得る１つ又は２つ以上のロボットアームに装着され得る。カニューレ装着部は、カニューレをロボットアームに取り付けて、患者内のカニューレの適切な制御及び配置を確実にするために使用され得る。

ＭＩＳ手技では、トロカールのカニューレが適切に位置決めされ、組織を通して患者の内部領域に挿入されたら、ロボットアーム又はツール駆動装置がカニューレに取り付けられて、ロボットアーム及びカニューレの堅固な機械的取り付けを提供する。ロボットアーム及びカニューレのかかる取り付けは、例えば、１つ又は２つ以上の外科用ツールを、カニューレの管腔を通して患者の内部領域に挿入することができるように、カニューレの安定化を提供することができる。これに関して、ロボットアーム／ツール駆動装置の遠位ブロックに位置する取り付けデバイス又はドッキングインターフェースを、取り付けデバイスが患者の外側に露出させたカニューレの取り付け部分（例えば、カニューレラグ）と位置合わせされるまで操作する。次いで、ロボットアーム／ツール駆動装置の取り付けデバイス又はインターフェースを、カニューレの取り付け部分にラッチ係合させて（又はクランプして）、ロボットアーム／ツール駆動装置及びカニューレの堅固な機械的取り付けを提供する。

ロボットアーム（手術台上、又はカート上の）は、外科スタッフ又は外科医によって、外科用ポート（切開部）内のカニューレに向かって手動で又は自律的に誘導することができる。その目的は、外科用アームをカニューレ／トロカールに「ドッキングして」、堅固な接続を確立し、次いで、アクセスチャネルを通して外科用ツールを配備することである。外科的切開との相互作用の繊細な性質及び手術室内の閉鎖空間のため、この動作は、片方の手をロボットに接触させ、もう片方の手をカニューレに接触させて、１人で行わなければならない。しかしながら、アームを把持するユーザの能力は、カニューレラッチ（例えば、取り付けデバイスのレバー又はアクチュエータ）の位置及びアームの幾何学形状によって制限される。例えば、ラッチは、全ての構成でアクセスできるとは限らない場合があり、アームの幾何学形状は、ピンチポイントをもたらす場合がある。１つの態様では、アームをドッキングする改善された方式が提供され、方法は、機械的接続を維持して、ユーザが自分の望む任意の場所でアームを把持することを可能にし、かつタスクの成功に関する可聴、触覚、及び視覚フィードバックを提供する。代表的には、アームをカニューレにドッキングする間に必要とされる３つの状態を自動的にステップ実行する、ドッキングインターフェース又は取り付けデバイスが提供される。これらの状態は、１）ユーザが、「ドッキングモード」が進行中であることをシステムに信号伝達することを可能にするロックアウト開位置、２）カニューレラッチがドッキングのための正しい位置にあることの機械的検出、３）カニューレラッチの自動的なクランプ及びユーザへの信号伝達、である。代表的には、取り付けデバイスは、ユーザによってトリガされたときにクランプを開構成（開位置）に保つロックアウト機構を有する、クランプに結合されたレバー又はアクチュエータを含み得る。この構成は、カニューレが「機械的に」検出されて、機構がクランプの作動を自動的にステップ実行するまで維持される。

別の態様では、システムは、取り付けデバイスを使用したカニューレの外科用ロボットアームへのドッキングを検出するための感知及びロジックを含み得る。代表的には、有限状態機械を駆動して、カニューレの存在、カニューレへの適切なラッチ係合又はクランプ、ドッキングされたカニューレのタイプ、及びカニューレの解放を示すことができる任意のシナリオを検出するセンサ群が、取り付けデバイス又はインターフェースに組み込まれ得る。これらの状態の各々は、次いで、ロボットアームにおける視覚、音声、又は他の形態のフィードバックを使用して、並びに外科医ブリッジにおける任意の形態の同様のフィードバックを介して、ユーザに通信することができる。代表的には、ロボットアームがカニューレにドッキングされる準備ができているとき、ラッチ、レバー、又はアクチュエータが押圧されて取り付けデバイスを開いて、ラッチを開いた状態に保持するロックアウト上にラッチ、レバー、又はアクチュエータが着座することを可能にし得る。ラッチアクチュエータのこの動きは、２つの冗長ラッチ位置エンコーダによって感知され得、また、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック（gravity compensated active back、ＧＣＡＢ）駆動機構が、アームをドッキング位置に位置決めすることを可能にし得る。アームが位置決めされて、カニューレが遠位ブロックに押し込まれた時点で、ロックアウトが係脱され、ラッチが閉じて、アームにカニューレを固定することが可能になる。この時点で、ラッチ位置エンコーダは、取り付けデバイスが閉じられて、機械的オーバーセンタポイントを通過したことを感知し得、これは、ＧＣＡＢを停止させて、アームをそのドッキング位置に保持する。これらのエンコーダからの信号は、能動的に監視され、カニューレがドッキングされた後にレバー又はラッチが偶発的に押下された場合、状態機械は、手順を停止してユーザに通知しなければならないエラー状態に移行する。

別の態様では、本発明は、オーバーセンタラッチ機構、取り付けデバイスとカニューレとの間の適切な取り付けを確実にするための取り付けデバイス及び／若しくはカニューレの一部としての構造位置合わせ特徴、並びに／又はカニューレと取り付けデバイスとの間の適切な取り付け及び／若しくは位置合わせを確実にするための可撓性部分及び剛性部分の両方を有するカニューレ滅菌アダプタを提供する。代表的には、取り付けデバイスは、カニューレに印加された力でレバー（又はラッチ）を開位置に逆駆動できないことを確実にするオーバーセンタ構成を備えた、レバー、アクチュエータ、などを含み得る。中心を超えると、カニューレに印加された荷重の任意の増加によって、ラッチがラッチ自体を次第に閉じさせる。この態様は、手術中にカニューレがしっかりかつ確実にロボットアームに保持されることを確実にする。別の態様では、カニューレ及び取り付けデバイスインターフェースは、取り付けデバイスに対するカニューレの適切な位置合わせ及び取り付けを確実にするように互いに嵌合する、位置合わせ特徴を有し得る。なお更なる態様では、カニューレと取り付けデバイスとの間に着座する滅菌アダプタは、カニューレ及び取り付けデバイスの位置合わせ特徴のインターフェース面が互いに嵌合して２つの構造間にしっかりとした取り付けを提供することを可能にする、剛性特徴及び構造的特徴の両方を有し得る。

別の態様では、取り付けデバイスは、取り付けデバイスの摩耗を低減し、かつ信頼性を高める玉軸受トリガ機構を含み得る。代表的には、（デバイスを開構成に保持する）取り付けデバイスのロックアウト機構は、固定構造の代わりにレバー又はアクチュエータの玉軸受とインターフェースするトリガフックを含み得る。これは、次に、インターフェース面の間の摩耗を低減する。加えて、トリガフックの幾何学形状は、力の望ましい量が、ロックアウト機構を、ロックアウト機構が軸受に係合するロックアウト開位置と、フックが軸受を係脱させる閉位置との間で移行させることを可能にする、特定のサイズ及び形状を有するように構成され得る。

別の態様では、取り付けデバイスは、取り付けデバイスをロックアウト開位置（例えば、ロックアウト機構が玉軸受と係合される）と、閉位置（例えば、ロックアウト機構が玉軸受を係脱させる）との間で移行させるために必要なドッキング力を調節するための調節機構を有し得る。例えば、取り付けデバイスは、締め付けたときにロックアウトを係脱に向かって付勢する、ロックアウト機構フックと軸受との間に位置決めされた止めねじを含み得る。ロックアウト調節止めねじが締め付けられると、ロックアウト調節止めねじが締め付けられる前よりもロックアウト軸受との係合が弱くなるように、ロックアウト調節止めねじが軸受を押圧してロックアウトをシフトさせる。係脱させるためにロックアウトを進行させなければならない距離を短縮することによって、力を少なくすることが可能である。その逆は、調節ねじを緩めて、係合をより強くすることを可能にすることによって達成することができる。いくつかの態様では、調節機構は、ロックアウト軸受を係脱させるために必要な力を３ポンドの力～１４ポンドの力の範囲内に調節するように動作可能である。

代表的には、１つの態様には、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置は、開位置と閉位置との間で移行するように構成された、第１のクランプ構成要素と、第１のクランプ構成要素から離間された第２のクランプ構成要素であって、第１のクランプ構成要素及び第２のクランプ構成要素が、領域を画定し、領域は、カニューレの一部分を受容するように構成され、かつ第１のクランプ構成要素が閉位置にあるときにカニューレの一部分を領域内に保持するように構成された、第２のクランプ構成要素と、第１のクランプ構成要素を開位置にロックして、領域内のカニューレの一部分の位置に基づいて、第１のクランプ構成要素が閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロック構成要素と、を含む。１つの態様では、カニューレの一部分の位置が領域内でずれているときに、ロック構成要素は、第１の構成要素を開位置にロックする。別の態様では、カニューレの一部分の位置が領域内で位置合わせされたときに、第１のクランプ構成要素が開位置から閉位置に自動的に移行する。別の態様では、カニューレは、領域内で位置合わせされたときにロック構成要素の一部分と接触して、ロック構成要素を第１のクランプ構成要素から係脱させて、第１のクランプ構成要素が開位置から閉位置に移行することを可能にする。なお更に、ロック構成要素は、カニューレの一部分が領域内で位置合わせされた位置にあるか、又はずれた位置にあるかを機械的に検出し得る。本装置は、第１のクランプ構成要素が開位置にあり、かつカニューレの一部分が領域内にあるときに、ユーザがロボット外科用システムにカニューレを取り付けているところであることを、ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを更に含み得る。

別の態様では、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるためのシステムであって、本システムは、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムのロボットアームにカニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、クランプアセンブリに結合されたロックアセンブリであって、クランプアセンブリを開位置にロックして、クランプアセンブリ内のカニューレの位置に基づいて、クランプアセンブリが閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロックアセンブリと、クランプアセンブリが、クランプアセンブリが開位置にロックされているときのドッキングモードにあるか、又はクランプアセンブリが閉位置にロックされているときのクランプモードにあるかを、ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を含む、システム。いくつかの態様では、ドッキングモードでは、カニューレの検出された位置が外科用ロボットシステムへの取り付けに適した位置になるまで、クランプアセンブリが開位置にロックされたままである。クランプモードでは、外科用ロボットシステムは、カニューレがロボット外科用システムに取り付けられていることをユーザに通知し得る。別の態様では、カニューレの検出された位置がずれているときに、ロックアセンブリは、クランプアセンブリを開位置にロックし得る。いくつかの態様では、カニューレの検出された位置が位置合わせされたときに、ロックアセンブリは、クランプアセンブリを開位置から閉位置に移行させるように更に構成されている。ロックアセンブリは、カニューレの位置に基づいてクランプアセンブリをロック又はロック解除するロックアウト機構に結合されたレバーを含み得る。

別の態様では、ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムは、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムのロボットアームにカニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、クランプアセンブリの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、１つ又は２つ以上のセンサによって感知された特性に基づいてクランプアセンブリの状態を判定して、クランプアセンブリの状態に関するフィードバックをユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を含み得る。クランプアセンブリは、クランプアセンブリを開位置と閉位置との間で移行させるように動作可能であるレバーを含み得、センサアセンブリは、レバーに結合された位置センサを備えている。いくつかの態様では、位置センサによって感知される特性は、レバーの角度である。いくつかの態様では、１つ又は２つ以上のプロセッサによって判定されるクランプアセンブリの状態は、開位置又は閉位置であり、レバーの角度に基づいて判定される。いくつかの態様では、クランプアセンブリの状態は（１）カニューレがクランプアセンブリ内に存在する、又は（２）カニューレがクランプアセンブリから解放されている、であることを、ユーザに示す視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構が提供され得る。

別の態様では、ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムであって、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムのロボットアームにカニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、クランプアセンブリによって受容されたときにカニューレの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、１つ又は２つ以上のセンサによって感知された特性に基づいてカニューレの状態を判定して、カニューレの状態に関するフィードバックをユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を含む。いくつかの態様では、位置センサは、磁気エンコーダであり、カニューレは、カニューレの特性を感知するために、磁気エンコーダによって感知される磁石を備えている。別の態様では、カニューレの特性は、クランプアセンブリの受容部分内のカニューレの存在を含む。いくつかの態様では、特性に基づいて判定されるカニューレの状態は、カニューレがロボットアームに適切に取り付けられているか、又はロボットアームへのカニューレ取り付けが解放されているか、である。別の態様では、カニューレの特性は、クランプアセンブリの受容部分内のカニューレのタイプである。いくつかの態様では、カニューレに結合される磁石の角度に基づいて、クランプアセンブリの受容部分内のカニューレのタイプが判定される。別の態様では、システムは、視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構を含む。

別の態様では、カニューレのロボット外科用システムへの取り付けを制御するための方法は、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能な、クランプアセンブリと、クランプアセンブリが開位置にあるか、若しくは閉位置にあるか、又はクランプアセンブリによって受容されたカニューレの存在を検出するように動作可能なセンサアセンブリと、センサアセンブリによる検出に基づいて、カニューレのロボット外科用システムへの取り付けを制御するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を含み得る。いくつかの態様では、センサアセンブリが、クランプアセンブリが開位置にあることを検出したとき、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、クランプアセンブリに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリを係脱することと、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック駆動機構に係合して、カニューレのクランプアセンブリ内での位置決めを可能にすることと、を行わせる。別の態様では、センサアセンブリがクランプアセンブリの閉位置への移行を検出したときに、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、クランプアセンブリに対するカニューレの現在位置が維持されるように、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる。別の態様では、センサアセンブリがクランプアセンブリの閉位置への移行を検出したとき、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、カニューレに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる。別の態様では、センサアセンブリは、カニューレがクランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、カニューレが存在することを検出すると、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、カニューレが外科用ロボットシステムに取り付けられたことをユーザに通知させる。別の態様では、センサアセンブリは、カニューレがクランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、カニューレが存在することを検出すると、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、カニューレのタイプを判定することと、カニューレのタイプをユーザに通知することと、を行わせる。別の態様では、センサアセンブリが、クランプアセンブリの開位置への移行を検出したときに、カニューレがクランプアセンブリ内に存在していないことを検出したときに、又はカニューレ識別子（identifier、ＩＤ）を感知しなかったときに、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、外科用ロボットシステムはカニューレの取り付けの準備ができていることをユーザに通知することと、を行わせる。

別の態様では、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置は、カニューレを受容するように構成された開位置と、カニューレをロボット外科用システムに取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、開位置と閉位置との間でクランプを移行させるように動作可能なアクチュエータと、第１の枢軸点でクランプに、及び第２の枢軸点でアクチュエータに枢動可能に結合されたリンク部材と、を含み得、閉位置おいて、第２の枢軸点は、第１の枢軸点に対してオーバーセンタである。いくつかの態様では、閉位置において、第２の枢軸点は、１度以下の角度だけ第１の枢軸点に対してオーバーセンタである。別の態様では、第１の枢軸点に対してオーバーセンタである第２の枢軸点を有することで、ロボット外科用システムに取り付けられたカニューレに印加された荷重の任意の増加によって、クランプに、クランプ自体を次第に閉位置にさせる。別の態様では、第１の枢軸点に対してオーバーセンタである第２の枢軸点を有することで、ロボット外科用システムに取り付けられたカニューレに力が印加されたときに、クランプが開位置に移行するのを防止する。別の態様では、クランプは、第３の枢軸点において基部部材に回転可能に結合される第１の端部と、前進位置まで回転して、ロボット外科用システムにカニューレを取り付ける第２の端部と、を含み得る。第２の端部は、カニューレのロボット外科用システムへの取り付けを補強するように構成されたカニューレ嵌合特徴を含み得る。いくつかの態様では、アクチュエータは、第４の枢軸点において基部部材に結合されて、４バーリンケージ機構を形成する。いくつかの態様では、アクチュエータは、ユーザが手動でアクチュエータにクランプを開位置に移行させることを可能にするように構成された第１の端部と、ロックアウト機構に近接する第２の端部と、を備え、ロックアウト機構は、アクチュエータと係合してクランプを開位置にロックして、カニューレが接触した時点で、アクチュエータから係脱してクランプが閉位置に移行することを可能にする。別の態様では、本装置は、クランプによってロボット外科用システムに取り付けられたときにカニューレが位置決めされるカニューレ受容チャンバを有する、基部部材を更に含み得、受容チャンバは、カニューレを受容チャンバ内に誘導して、カニューレのずれを防止するために、カニューレ嵌合特徴を備えている。

別の態様では、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための滅菌アダプタは、カニューレラグを受容するように寸法決めされた開口部を画定するカニューレインターフェース、カニューレインターフェースから延在する第１のカニューレインターフェース構造、及び第２のカニューレインターフェース、を有する、剛性障壁部分であって、第１のカニューレインターフェース及び第２のカニューレインターフェースが、カニューレラグの位置合わせ構造とインターフェースするように寸法決めされている、剛性障壁部分と、剛性障壁部分に成形された可撓性障壁部分であって、可撓性障壁部分が、その中に挿入されるカニューレラグを受容するように寸法決めされたキャビティを、剛性障壁部分の開口部の周りに画定し、キャビティが、第１のカニューレインターフェース構造によって画定された第１の側、及び第２のカニューレインターフェース構造がそれに沿って位置する第２の側を有し、第２のカニューレインターフェース構造が、可撓性障壁部分によって全体的に取り囲まれている、可撓性障壁部分と、を含む。いくつかの態様では、カニューレインターフェースは、ロボット外科用システムのロボット外科用アームに面するアーム側、及びカニューレラグに面するカニューレ側を有する、プレートを含み、第１のカニューレインターフェース構造は、アーム側からロボット外科用アームの方向に延在する。可撓性障壁部分は、プレートのアーム側に成形され得、キャビティの少なくとも３つの側面を画定する。いくつかの態様では、第１のカニューレインターフェース構造は、カニューレラグの相補的陥凹領域とインターフェースするように寸法決めされた竜骨形状の構造を含み得る。いくつかの態様では、剛性クランプインターフェース部分は、第２の側に成形されたプレートを含み得る。いくつかの態様では、プレートの角度は、カニューレラグの位置合わせ構造の角度に修正可能である。いくつかの態様では、保持バンプは、可撓性障壁部分の第２の側に結合され、保持バンプは、クランプアセンブリ内のカニューレラグの挿入及び取り外し中に、カニューレ滅菌アダプタをクランプアセンブリ内に保持するように寸法決めされる。加えて、嵌合データムは、可撓性障壁部分の第３の側に結合されて、その中に挿入されたカニューレラグと、関連するツールの軸との位置合わせを維持するように構成され得る。いくつかの態様では、剛性障壁部分は、プラスチック材料によって形成されている。いくつかの態様では、可撓性障壁部分は、剛性障壁部分にオーバーモールドされた可撓性エラストマー材料によって形成される。いくつかの態様では、可撓性障壁部分は、熱可塑性ポリウレタンを含む。

別の態様では、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置は、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための閉位置との間でクランプが移行するようにクランプに結合された、アクチュエータを備えている、クランプアセンブリと、クランプの移行を制御するようにクランプアセンブリに結合された、ロックアウトアセンブリであって、クランプが開位置にあるときにアクチュエータに結合された軸受に係合するように、かつ軸受を係脱してクランプが閉位置に自動的に移行することを可能にするように寸法決めされているフックを有する、ロックアウトアセンブリと、を含み得る。いくつかの態様では、フックは、軸受の接点を越えて延在して軸受に係合する先端を含み得、先端が接点と位置合わせされたときに、フックが軸受を係脱して、クランプが閉位置に移行することを可能にする。いくつかの態様では、先端を接点と位置合わせすることで、軸受の回転を生じさせ、回転は、フックが軸受を係脱することを可能にする。いくつかの態様では、フックは、ばねに結合されて、フックを付勢して軸受に係合させる。いくつかの態様では、フックと軸受との係合又は係脱は、ロックアウトアセンブリの係合状態をユーザに通知する可聴フィードバック又は触覚フィードバックを提供する。ロックアウトアセンブリは、クランプアセンブリに挿入されたカニューレが接触したときに、軸受から係脱され得る。本装置は、フックを軸受に係合又は係脱させるために必要な力を調節するように動作可能な調節機構を更に含み得る。調節機構は、フックと軸受との間隔を増加させる第１の位置と、フックと軸受との間隔を減少させる第２の位置との間で調節可能である、止めねじを含み得る。いくつかの態様では、第１の位置において、フックに軸受を係脱させるために必要な力が低減される。いくつかの態様では、第２の位置において、フックに軸受を係脱させるために必要な力が増加される。

別の態様では、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置は、カニューレを受容するように構成された開位置と、ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、クランプアセンブリに結合されて、クランプを開位置に保持し、カニューレによる力の印加時にクランプを閉位置に解放するための、ロックアセンブリであって、開位置においてクランプのロックアウト軸受に係合し、ロックアウト軸受を係脱してクランプを閉位置に解放する、ロックアウトフックを有する、ロックアセンブリと、ロックアウト軸受を係脱するために必要な力を調節するように動作可能な調節部材と、を含み得る。いくつかの態様では、ロックアウトフックは、ばねによってロックアウト軸受の係合に向かって付勢される。別の態様では、調節部材は、ロックアウトフックの位置をロックアウト軸受から離してシフトさせて、ロックアウト軸受を係脱するために必要な力を低減させる。別の態様では、調節部材は、ロックアウトフックの位置をロックアウト軸受に向かってシフトさせて、ロックアウト軸受を係脱するために必要な力を増加させる。いくつかの態様では、調節部材は、ロックアウトフックを通って、ロックアウトフックとロックアウト軸受との間の境界面まで延在する、止めねじを含む。１つの態様では、止めねじを締め付けることで、ロックアウトフックの位置をロックアウト軸受から離してシフトさせる。別の態様では、止めねじを緩めることで、ロックアウトフックの位置をロックアウト軸受に向かってシフトさせる。いくつかの態様では、ロックアウト軸受は、玉軸受である。別の態様では、クランプは、クランプの第１のクランプ構成要素に結合され、かつ第１のクランプ構成要素を開位置と閉位置との間で動かすように動作可能であるアクチュエータを含み得、玉軸受は、アクチュエータに結合される。

上記の概要は、本発明の全ての態様の網羅的なリストを含まない。本発明は、上記に要約された様々な態様の全ての好適な組み合わせから実施することができる全てのシステム及び方法、並びに以下の「発明を実施するための形態」に開示されているもの、特に本出願と共に提出された「特許請求の範囲」において指摘されているものを含むことが企図される。このような組み合わせは、上記の概要に具体的に記載されていない特定の利点を有する。

外科用ロボットシステムを備えた手術室の配置の概略図である。本開示の一態様による、ロボットアームの一部分の斜視図である。図２のロボットアームの取り付けデバイスの概略斜視図である。開位置にある図２のロボットアームの取り付けデバイスの側断面図である。閉位置にある図２のロボットアームの取り付けデバイスの側断面図である。図２のロボットアームの取り付けデバイスに関するユーザフィードバックを提供するための方法のプロセスフロー図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスと関連付けられたセンサアセンブリの側断面図である。図２のロボットアームの取り付けデバイスを使用してドッキングを検出するための方法のプロセスフロー図である。開位置にある図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図４Ｂ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図９Ａの取り付けデバイスの一部分の拡大側断面図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図４Ｂ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの別の態様の側断面図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの一部分の底部側面斜視図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの一部分の頂部側斜視図である。図４Ａ～図４Ｂの取り付けデバイスの滅菌アダプタの底面斜視図である。図１１Ａの滅菌アダプタの上面斜視図である。取り付けデバイスが開位置にある、図１１Ａの滅菌アダプタの側断面図である。取り付けデバイスが閉位置にある、図１１Ａの滅菌アダプタの側断面図である。一実施形態による、ロボットアーム及び取り付け機構を含む外科用ロボットシステムのためのユーザコンソールのコンピュータ部分のブロック図である。

様々な実施形態では、説明は、図を参照してなされる。しかしながら、特定の実施形態は、これらの具体的な詳細のうちの１つ又は２つ以上を伴うことなく、又は他の既知の方法及び構成と組み合わせて実践され得る。以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成、寸法、及びプロセスなどの、多数の具体的な詳細が記載される。他の場合では、説明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス及び製造技術は、特に詳細に説明されていない。本明細書の全体を通して、「一実施形態（one embodiment）」、「一実施形態（an embodiment）」などの参照は、説明される特定の特徴、構造、構成、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通した様々な場所での「一実施形態（one embodiment）」、「一実施形態（an embodiment）」などの句の出現は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、構成、又は特性は、１つ又は２つ以上の実施形態において任意の好適な様式で組み合わせられ得る。

加えて、本明細書で使用される専門用語は、特定の態様を説明することのみを目的とするものであり、本発明の限定を意図するものではない。「下（beneath）」、「下方（below）」、「下部（lower）」、「上方（above）」、「上部（upper）」などの空間的に相対的な用語は、図面に例示される、一方の要素又は特徴の、他方の要素又は特徴に対する関係の説明を容易にするために本明細書で使用され得る。これらの空間的に相対的な用語は、図面に示された配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。例えば、図面のデバイスを逆さまにした場合、他の要素又は特徴の「下方」又は「下」と記載された要素は、他の要素又は特徴の「上方」に配向されることになる。したがって、「下方」という例示的な用語は、上方及び下方の配向の両方を包含し得る。デバイスは、別様に配向され得（例えば、９０度又は他の配向に回転され得）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、それに応じて解釈される。

本明細書で使用される場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が別途指示しない限り、複数形も含むことを意図する。「備える（comprises）」及び／又は「備えている（comprising）」という用語は、記載された特徴、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を明示するものであるが、１つ又は２つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではないことが更に理解されるであろう。

本明細書で使用される場合、「又は（or）」及び「及び／又は（and/or）」という用語は、包括的であるか、あるいは任意の１つ又は任意の組み合わせを意味するものと解釈されるべきである。したがって、「Ａ、Ｂ、又はＣ」あるいは「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、「Ａ；Ｂ；Ｃ；Ａ及びＢ；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；Ａ、Ｂ及びＣ」、のうちのいずれかを意味する。この定義の例外は、要素、機能、ステップ、又は作用の組み合わせが、何らかの方式で本質的に互いに排他的である場合にのみ生じることになる。

更に、説明の全体を通じて相対的な用語の使用は、相対的な位置又は方向を表し得る。例えば、「遠位（distal）」は、基準点から離れた、例えば、ユーザから離れた、第１の方向を示し得る。同様に、「近位（proximal）」は、第１の方向とは反対の、例えば、ユーザに向かう、第２の方向の場所を示し得る。しかしながら、かかる用語は、関連する基準系を確立するために提供され、任意の特定の外科用ロボット構成要素の使用又は配向を、下の様々な実施形態に記載された特定の構成に限定することを意図するものではない。

図１を参照すると、本図は、手術室の例示的な外科用ロボットシステム１００の絵図である。外科用ロボットシステム１００は、ユーザコンソール１０２と、制御タワー１０３と、外科用ロボットプラットフォーム１０５、例えば、手術台、ベッド、などにある、ロボットアーム１０４を含む１つ又は２つ以上の外科用ロボット１２０と、を含む。システム１００は、患者１０６に手術を行うために使用される任意の数のデバイス、ツール、又はアクセサリを組み込むことができる。例えば、システム１００は、手術を行うために使用される１つ又は２つ以上の外科用ツール１０７を含み得る。外科用ツール１０７は、外科用アーム１０４の遠位端に取り付けられる、外科処置を実行するためのエンドエフェクタであり得る。

各外科用ツール１０７は、手術中に、手動で、ロボットで、又はその両方で操作されてもよい。例えば、外科用ツール１０７は、患者１０６の内部解剖学的構造に入る、それを見る、又は操作するために使用されるツールであってもよい。一実施形態では、外科用ツール１０７は、患者の組織を把持することができる把持器具である。外科用ツール１０７は、ベッドの傍らの操作者１０８によって手動で制御され得るか、又は外科用ツールが取り付けられている外科用ロボットアーム１０４の作動運動を介して、ロボット的に制御され得る。ロボットアーム１０４は、台に装着されたシステムとして示されているが、他の構成では、アーム１０４は、カート、天井、若しくは側壁に、又は別の好適な構造的支持体に装着され得る。

一般に、外科医又は他の操作者などの遠隔操作者１０９は、ユーザコンソール１０２を使用して、遠隔で、例えば、テレオペレーションで、アーム１０４及び／又は取り付けられた外科用ツール１０７を操作し得る。テレオペレーションは、ユーザの行動に基づいて係合又は係脱され得る。テレオペレーションモードに「係合する」ことは、例えば、外科用器具を制御することが防止されているＵＩＤ又はフットペダルが、現在外科用器具を制御することができるモード（例えば、テレオペレーションモード）に移行される動作を指すことを意図するものと理解されるべきである。その一方で、テレオペレーションモードを係脱することは、システムがテレオペレーションモードにあるときに起こり、次いで、ＵＩＤ又はフットペダルがもはや外科用器具を制御することができないモード（非テレオペレーションモード）に移行する動作を指すことを意図している。例えば、テレオペレーションモードは、システムが、検出された動きがユーザによる予想外の行動若しくは動きである、又はテレオペレーションモードがもはや係合されるべきでないことを示唆する任意の他の行動にユーザが係合する、と判定したときに係脱され得る。

図１に示されるように、ユーザコンソール１０２は、システム１００の残りの部分と同じ手術室に位置し得る。しかしながら、その他の環境では、ユーザコンソール１０２は、隣接する部屋若しくは近くの部屋に位置してもよいし、又は遠隔地、例えば、異なる建物、都市、若しくは国にあってもよい。ユーザコンソール１０２は、シート１１０と、１つ又は２つ以上のユーザインターフェースデバイス、例えば、足踏み式制御１１３又は手持ち式ユーザ入力デバイス（user input device、ＵＩＤ）１１４と、例えば、患者１０６の内部の手術部位の視野を表示するように構成されている、少なくとも１つのユーザディスプレイ１１５と、を備え得る。例示的なユーザコンソール１０２では、遠隔操作者１０９は、アーム１０４及び（アーム１０４の遠位端に装着されている）外科用ツール１０７を遠隔制御するために、足踏み式制御１１３及び手持ち式ＵＩＤ１１４を操作しながら、シート１１０に着座してユーザディスプレイ１１５を見ている。

いくつかの変形例では、ベッドの傍にいる操作者１０８はまた、「ベッド対面」モードでシステム１００を動作させ得、このモードでは、ベッドの傍にいる操作者１０８（ユーザ）は、ここでは患者１０６の傍に存在して、ロボット駆動型ツール（アーム１０４に取り付けられたエンドエフェクタ）を、例えば、手持ち式ＵＩＤ１１４を片手に保持した状態で、手動式腹腔鏡ツールと同時に操作している。例えば、ベッドの傍にいる操作者の左手は、手持ち式ユーザ入力装置を操作して、ロボット構成要素を制御していてもよく、一方、ベッドの傍にいる操作者の右手は、手動式腹腔鏡ツールを操作していてもよい。したがって、これらの変形例では、ベッドの傍にいる操作者１０８は、患者１０６に対してロボット支援型低侵襲手術及び手動腹腔鏡手術の両方を実施してもよい。

例示的な処置（手術）の間、患者１０６は、麻酔を達成するために、滅菌されて準備され覆われている。手術部位への初期アクセスは、（手術部位へのアクセスを容易にするために）ロボットシステム１００のアームが収容構成にあるか、又は引き込み構成である間に、手動で行われ得る。外科用器具の患者１０６への導入を可能にするためのポートを作成するために、トロカールアセンブリが、患者（例えば、腹壁において）の切開部又は進入点を通して、患者に少なくとも部分的に挿入され得る。トロカールアセンブリは、カニューレ若しくはトロカール、閉塞具、及び／又はシールを含み得る。いくつかの変形例では、トロカールアセンブリは、患者の皮膚を貫通するための鋭利な先端部を有する針などの閉塞具を含み得る。閉塞具は、患者１０６内に挿入されたときにカニューレの管腔内に配設され得、次いで、外科用器具がカニューレの管腔を通して挿入され得るように、カニューレから取り外され得る。本明細書で更に説明されるように、患者１０６の体内に位置決めされると、カニューレは、例えば、１つ又は２つ以上の外科用器具又はツールを患者１０６の体腔に挿入することができるように、患者１０６内の体腔又は他の部位にアクセスするためのチャネルを提供し得る。本明細書に記載されるカニューレは、トロカールの一部であり得、任意選択的に、閉塞具又は他の構成要素を含むことができることが理解されるであろう。

アクセスが完了すると、そのアーム１０４を含むロボットシステム１００の初期の位置決め又は準備が行われ得る。次に、ユーザコンソール１０２の遠隔操作者１０９が、足踏み式制御１１３及びＵＩＤ１１４を利用して、様々なエンドエフェクタ及びおそらくは撮像システムを操作して、手術を行うことによって手術を進める。手動による支援はまた、滅菌ガウンを着用したベッドの傍にいる要員、例えば、ベッドの傍にいる操作者１０８によって、処置ベッド又は台において提供され得、操作者は、組織を後退させる、手動の再位置決めを行う、及びロボットアーム１０４のうちの１つ又は２つ以上のツールを交換する、などのタスクを行い得る。また、ユーザコンソール１０２の遠隔操作者１０９を支援するために、非滅菌要員が存在し得る。処置又は手術が完了すると、システム１００及びユーザコンソール１０２は、洗浄又は滅菌及びユーザコンソール１０２を介した医療記録の入力又は印刷などの術後処置を容易にするための状態に構成又は設定され得る。

一実施形態では、遠隔操作者１０９は、ＵＩＤ１１４を保持し、動かして、ロボットシステム１００のロボットアームアクチュエータ１１７を動かすための入力コマンドを提供する。ＵＩＤ１１４は、例えば、コンソールコンピュータシステム１１６を介して、ロボットシステム１００の残りの部分に通信可能に結合され得る。代表的には、いくつかの実施形態では、ＵＩＤ１１４は、外科用ロボットシステムの別の構成要素に対して接地されてないポータブル手持ち式ユーザ入力デバイス又はコントローラであり得る。例えば、ＵＩＤ１１４は、ユーザコンソールとつながれている、又はつながれていない、のいずれかである間に、接地されなくてもよい。「接地されない」という用語は、例えば、両方のＵＩＤがユーザコンソールに対して機械的にも運動的にも拘束されていない実装形態を指すことを意図するものである。例えば、ユーザは、手にＵＩＤ１１４を保持して、例えば、ユーザコンソールの追跡機構によってのみ制限された空間内で、任意の可能な位置及び配向に自由に動き得る。ＵＩＤ１１４は、ＵＩＤ１１４の動き、例えば、ＵＩＤの手持ち式ハウジングの位置及び向きに対応する空間状態信号を生成することができ、空間状態信号は、ロボットアームアクチュエータ１１７の運動を制御するための入力信号であってもよい。ロボットシステム１００は、空間状態信号から導出された制御信号を使用して、アクチュエータ１１７の比例的運動を制御し得る。一実施形態では、コンソールコンピュータシステム１１６のコンソールプロセッサは、空間状態信号を受信し、対応する制御信号を生成する。アクチュエータ１１７に通電して、アーム１０４のセグメント又はリンクを動かす方法を制御するこれらの制御信号に基づいて、アームに取り付けられている対応する外科用ツールの動きが、ＵＩＤ１１４の動きを模倣し得る。同様に、遠隔操作者１０９とＵＩＤ１１４との間の相互作用により、例えば、外科用ツール１０７の把持器具の顎部を閉鎖させて患者１０６の組織を掴む、掴み制御信号を生成することができる。

外科用ロボットシステム１００は、いくつかのＵＩＤ１１４を含み得、そこでは、それぞれのアーム１０４のアクチュエータ及び外科用ツール（エンドエフェクタ）を制御するＵＩＤごとに、それぞれの制御信号が生成される。例えば、遠隔操作者１０９は、第１のＵＩＤ１１４を動かして、左のロボットアームにあるアクチュエータ１１７の運動を制御し得、アクチュエータは、そのアーム１０４内のリンケージ、歯車などを動かすことによって応答する。同様に、遠隔操作者１０９によって第２のＵＩＤ１１４の動きは、別のアクチュエータ１１７の運動を制御し、その運動は、ロボットシステム１００の他のリンケージ、歯車、などを動かす。ロボットシステム１００は、ベッド又は台に固定された患者の右側の右アーム１０４と、患者の左側の左アーム１０４と、を含み得る。アクチュエータ１１７は、１つ又は２つ以上のモータを含み得、モータは、アーム１０４のジョイントの回転を駆動して、例えば、患者に対する、そのアームに取り付けられている外科用ツール１０７の内視鏡又は把持器具の配向を変化させるように制御される。同じアーム１０４内のいくつかのアクチュエータ１１７の運動は、特定のＵＩＤ１１４から生成された空間状態信号によって制御することができる。ＵＩＤ１１４はまた、それぞれの外科用ツール把持器具の運動を制御することができる。例えば、各ＵＩＤ１１４は、患者１０６内の組織を掴むために外科用ツール１０７の遠位端にある把持器具の顎部を開放又は閉鎖するアクチュエータ、例えば、線形アクチュエータの運動を制御するための、それぞれの掴み信号を生成することができる。ユーザがＵＩＤ１１４で外科用ツールを制御し終ったとき、ユーザは、コンソール１０２に位置するドッキングステーション又はＵＩＤホルダによって、ＵＩＤ１１４をドッキング（すなわち、格納）し得る。例えば、コンソール１０２は、ドッキングステーション１３０を椅子１１０の左肘掛け及び右肘掛けの各々に含み得る。ＵＩＤ１１４をドッキングするために、ユーザは、左ＵＩＤ１１４を左ドッキングステーション１３０に、及び右ＵＩＤ１１４を右ドッキングステーション１３０に動かして、それらのそれぞれのドッキングステーションホルダに各ＵＩＤを配置し得る。

いくつかの態様では、プラットフォーム１０５とユーザコンソール１０２との間の通信は、制御タワー１０３を通し得、制御タワーは、ユーザコンソール１０２から（特にコンソールコンピュータシステム１１６から）受信されるユーザコマンドを、ロボットプラットフォーム１０５上のアーム１０４に送信されるロボット制御コマンドに変換し得る。制御タワー１０３はまた、状態及びプラットフォーム１０５からのフィードバックをユーザコンソール１０２へ返信し得る。ロボットプラットフォーム１０５と、ユーザコンソール１０２と、制御タワー１０３との間の通信接続は、様々なデータ通信プロトコルのうちの任意の好適なものを使用して、有線及び／又は無線リンクを介し得る。任意の有線接続が、手術室の床及び／又は壁若しくは天井に任意選択的に内蔵されていてもよい。ロボットシステム１００は、手術室内のディスプレイ、並びにインターネット又は他のネットワークを介してアクセス可能である遠隔ディスプレイを含む、１つ又は２つ以上のディスプレイへのビデオ出力を提供し得る。ビデオ出力又はフィードはまた、プライバシーを確保するために暗号化されてもよく、ビデオ出力の全て又は一部は、サーバ又は電子健康管理記録システムに保存されてもよい。図１の手術室シーンは、例示的なものであり、特定の医療行為を正確に表し得ないことが理解されるであろう。

図２を参照すると、本開示の一態様による、ロボットアーム２００（例えば、ロボットアーム１０４）の一部分が例示されている。本明細書に記載されるロボットアーム２００及び関連する構成要素は、本開示の一実施形態による外科用ロボットシステムを形成することができる。ロボットアーム２００は、図１を参照して説明される外科用ロボットシステム１００に組み込むことができるか、又は異なるシステムの一部分を形成することができる。単一のロボットアーム２００が例示されているが、ロボットアーム２００は、本開示を逸脱することなく、追加的なアーム部分を含み得るか、又は複数のアームの装置の構成要素であり得ることが理解されるであろう。

ロボットアーム２００は、複数のリンク（例えば、リンク２０２Ａ～２０２Ｅ）と、複数のリンクを互いに対して作動させるための複数のジョイントモジュール（例えば、ジョイント２０４Ａ～２０４Ｅ）を含み得る。ジョイントモジュールは、ピッチジョイント又はロールジョイントなどの様々なジョイントタイプを含むことができ、それらのいずれも、手動で又はロボットアームアクチュエータ（例えば、アクチュエータ１１７）によって作動され得、それらのいずれも、他の軸に対する特定の軸の周りの隣接するリンクの動きを実質的に拘束し得る。同じく示されるように、ツール駆動装置２０６は、ロボットアーム２００の遠位端に取り付けられている。本明細書で説明されるように、１つ又は２つ以上の外科用器具（例えば、内視鏡、ステープラなど）をトロカールのカニューレの管腔を通して誘導することができるように、ツール駆動装置２０６を、カニューレの取り付け部分（例えば、嵌合インターフェース又はカニューレラグ）を受容し、カニューレをロボットアームに取り付けるために、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２と共に構成することができる。例えば、ツール駆動装置２０６は、細長い基部（又は、「ステージ」）２０８と、細長い基部又はステージ２０８と摺動的に係合されたツールキャリッジ２１０と、を含み得る。ステージ２０８は、ロボットアーム２００の遠位端に結合するように構成され得、それにより、ロボットアーム２００の関節運動が、ツール駆動装置２０６を空間に位置決め及び／又は配向する。ツールキャリッジ２１０は、トロカールの関連するカニューレを通って延在するためのツールを受容するように構成され得る。追加的に、ツールキャリッジ２１０は、作動駆動装置によって操作及び制御されるケーブルシステム又はワイヤを通して、一組の関節運動の動きを作動させ得る（「ケーブル」及び「ワイヤ」という用語は、本出願の全体を通して交換可能に使用される）。ツールキャリッジ２１０は、機械式伝動装置などの、作動駆動装置の異なる構成を含み得る。ロボットアーム２００の複数のジョイントモジュール２０４Ａ～２０４Ｅは、ロボット手術のためのツール駆動装置２０６を位置決め及び配向するために作動させることができる。

追加的に図３を参照すると、図３は、ロボットアームと関連付けられた取り付けデバイス（例えば、ロボットアーム２００のドッキングインターフェース２１２）の拡大斜視図を例示する。図４Ａ～図４Ｂを参照してより詳細に説明するように、カニューレは、細長い基部２０８の遠位ブロックに位置する取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２において、外科用ロボットシステム１００のツール駆動装置２０６又は別の構成要素に結合することができる。取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、カニューレの一部分（例えば、カニューレラグ）を受容するように構成されている。取り付けられたデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、本明細書で交換可能にカニューレ若しくはトロカールドッキングインターフェース、取り付けデバイス、又は装着デバイスと称され得る。ドッキングインターフェース２１２は、外科用ロボットシステム１００にカニューレを取り付けるための信頼性の高い迅速な方式を提供することができる。

取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、ドッキングインターフェース２１２の口部又は前面開口部３０４を通してアクセス可能であるチャンバ３０２を画定することができ、チャンバ３０２は、トロカール又はカニューレの一部分（例えば、カニューレの近位部分のカニューレラグ）を受容するための受容空間３１２を画定するレシーバ３１０の周りに配置された第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８（例えば、アーム、プレート、レバー、部材）を含むことができる。クランプ構成要素３０６、３０８のうちの少なくとも１つは、開位置と閉位置との間で枢動可能であり得、それにより、カニューレの取り付け部分（例えば、カニューレラグ）を、クランプ構成要素３０６、３０８の間の受容空間３１２に挿入することができ、それにより、カニューレの一部分が、第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８に少なくとも部分的によって適所で保持される。

一変形例では、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、開位置と閉位置との間で、例えば、ピン及びスロット装置を通して、又は別の枢動可能若しくは移動可能な接続を通して、クランプ構成要素３０６と機械的に協働する、アクチュエータ、ラッチ若しくはレバー３１４、又は他の好適なロック構成要素などの、オーバーセンタ機構を含み得る。レバー３１４は、デバイスを開位置又は閉位置にロックするように結合され得るか、又は別様にそれを支援し得、したがって、本明細書では、ロックアセンブリ若しくは構成要素と称され得るか、又はロックアセンブリ若しくは構成要素の一部とみなされ得る。アクチュエータ又はレバー３１４は、前方のロック位置（例えば、ロックされたオーバーセンタ位置）と、後方のロック解除位置との間で移動可能であり得る。アクチュエータ又はレバー３１４をロック位置に向かって動かしたときに、レバー３１４は、クランプ構成要素３０６を受容空間３１２に向かって下方に付勢して、クランプ構成要素３０６を閉位置にロックし得、それにより、カニューレ（例えば、カニューレラグ）の一部分が、第１のクランプ構成要素３０６と第２のクランプ構成要素３０８との間でしっかりと保持される。いくつかの変形例では、第２のクランプ構成要素３０８は、動かなくてもよいか、又は固定されていてもよい。一変形例では、アクチュエータ又はレバー３１４は、手動で、若しくは自動的に、又は手動及び自動の組み合わせで制御及び／又は駆動することができる。代表的には、いくつかの態様では、取り付けデバイスは、完全に機械的なロックアセンブリを含み得、これは、クランプを開位置（例えば、ロックアウト位置）にロックし、次いで、カニューレが適切な位置でクランプに挿入されたことを検出した時点で、閉位置（例えば、ロック位置）に自動的に移行する。ロック構成要素の特定の構成及びその動作は、図４Ａ～図４Ｂを参照してより詳細に説明される。

いくつかの変形例では、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２はまた、カニューレと第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８（又は外科システムの他の非滅菌構成要素）などの非滅菌構成要素との間などの、滅菌構成要素の間に滅菌障壁を提供し得る。滅菌障壁は、例えば、（図１１Ａ～図１１Ｄを参照してより詳細に説明されるように）カニューレと第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８との間に介在させた滅菌アダプタによって提供され得る。

いくつかの態様では、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２はまた、センサシステム３１６も含み得る。センサシステム３１６は、図６～図７及び／又は図１０Ａ～図１０Ｂを参照してより詳細に説明されるように、例えば、ドッキングインターフェース２１２内に位置決めされたカニューレの特性を検出するために使用され得る。センサシステム３１６は、ドッキングインターフェース２１２の第１の場所のマザーボード又は第１のセンサボード３１８と、ドッキングインターフェース２１２の第２の場所にあり、ケーブル３２２又は他の導電接続を介して第１のセンサボード３１８と電気通信するドーターボード又は第２のセンサボード３２０と、を含み得る。一変形例では、センサボード３１８、３２０間の通信は、マルチスレーブ及びマルチマスタの集積回路間通信コンピュータバスを用いることができる。センサボード３１８、３２０のうちの一方又は両方は、例えば、センサボード３１８、３２０のセンサを制御及び／又は読み出して、並びにセンサボード３１８、３２０間の通信を容易にして、例えば、センサボード３１８、３２０間の一時的な同期を可能にするために、マイクロプロセッサ又は他の関連するプロセッサを含むことができる。示されるように、第１のセンサボード３１８及び第２のセンサボード３２０は、互いに離間されているが平行に、例えば、ドッキングインターフェース２１２のチャンバ３０２の対向する側面に互いに面して位置決めされる。第１のセンサボード３１８は、第１の複数のセンサ３２４を含み得、第２のセンサボード３２０は、第２の複数のセンサ３２６を含み得る。例えば、センサ３２４、３２６は、ロボットアーム２００又はツール駆動装置２１２に埋設され得るか、又は別様には結合され得る。複数のセンサ３２４、３２６の各々は、少なくとも１つのセンサ３２４、３２６が、別のそれぞれのセンサ３２４、３２６に対して後方に、例えば、ドッキングインターフェース２１２の前面開口部３０４から測定される深さに配設されるように配置され得る。センサ３２４、３２６は、格子状の列構成で記載されているが、複数のセンサ３２４、３２６の一方又は両方が、本開示から逸脱することなく、異なる配置を有することができることが理解されるであろう。

本明細書で更に説明されるように、センサ３２４、３２６は、その中に挿入されたカニューレと関連付けられた磁場を感知又は測定して、それぞれの対応する電気信号を生成するように動作可能であり得る。これに関して、センサ３２４、３２６は、磁力計として、例えば、磁場の少なくとも一部分を入力として受信して、磁場の強度又は他の特性に対応する出力電気信号を生成するセンサとして構成することができ、それにより、センサ３２４、３２６をトランスデューサとすることができる。センサ３２４、３２６のいずれかは、異なる物理的入力を受信して、対応する電気信号を生成するように構成することができ、例えば、慣性測定ユニット、加速度計などである。これに関して、本明細書で更に説明されるように、センサ３２４、３２６は、制御タワーに組み込まれているプロセッサ又はコントローラに電気通信されることができる出力電気信号を生成して、ロボットアームアクチュエータ（例えば、アクチュエータ１１７）を介して、ロボットアーム（例えば、ロボットアーム２００）の動きを命令するために、力又は速度コマンドを提供する。プロセッサは、外科用ロボットシステム１００の追加的又は代替的な部分に組み込むことができること、及びセンサシステム３１６は、１つ又は２つ以上の異なるプロセッサと電気通信することができることが理解されるであろう。例えば、本明細書で更に説明されるように、スイッチ３２８又は他の制御部は、アクチュエータ又はレバー３１４をスイッチ３２８と接触するように付勢することができるような位置で、ドッキングインターフェース２１２上又はその近くに、例えば、アクチュエータ又はレバー３１４の背面に装着される。スイッチ３２８は、本明細書で更に説明されるように、アルゴリズムに従って、制御タワー内のプロセッサと電気通信し、プロセッサに信号伝達し、センサボード３１８、３２０のうちの一方又は両方に通電するか又はそれを作動させ、センサシステム３１６を作動させ、磁場を感知又は測定し、そして、ロボットアームをカニューレに向かって誘導することができる。一変形例では、システム３１６は、スイッチ３２８の作動前に、又はそれとは独立して、プロセッサによって作動させることができ、スイッチ３２８は、センサシステム３１６から受信した信号に基づいて、計算を開始させるようにプロセッサに信号伝達して、カニューレの推定された姿勢を判定し、次いで、ロボットアーム２００及びその結合されたツール駆動装置２０６を誘導するために使用することができる。スイッチ３２８は、いくつかの異なる構成のうちの１つを有することができ、例えば、機械式ボタン及び機械式スイッチの組み合わせが好ましい場合があるが、ユーザによって作動させることができる別の形態の触覚インターフェース又はタッチスクリーンも可能である。

センサボード３１８、３２０は、概して、その中又はその上に埋設されたそれぞれのセンサ３２４、３２６を含むそれぞれの第１のプリント回路基板及び第２のプリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）として説明されているが、センサシステム３１６は、本開示を逸脱することなく、異なる配置で、例えば、別個の構成要素として提供することができることが理解されるであろう。追加的に、本明細書に記載される構成要素のいずれかは、様々なデータ通信プロトコルのうちの任意の好適なものを使用して、有線及び／又は無線リンクを介して通信することができることが理解されるであろう。

以下、取り付けデバイス又はドッキングインターフェースの態様及びその動作を、図４Ａ～図４Ｂを参照してより詳細に説明する。代表的には、図４Ａ～図４Ｂから分かるように、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、カニューレ４０４を受容するための開口部３０４（例えば、受容空間又はチャンバ）を画定する、第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８を含み得る。また、第１のクランプ構成要素３０６及び第２のクランプ構成要素３０８を、開位置（クランプ構成要素３０６、３０８の間へのカニューレ３００の挿入を可能にする）と閉位置（クランプ構成要素３０６、３０８の間でカニューレ３００をロック又はクランプする）との間で移行するための、ラッチ、アクチュエータ、又はレバー３１４も提供される。代表的には、第１のクランプ構成要素３０６は、図４Ａに示されるような開位置と図４Ｂに示されるような閉位置との間で、レバー３１４によって、クランプ枢軸点４０２を中心として移動可能又は枢動可能であり得る。いくつかの態様では、第２のクランプ構成要素３０８は、固定され得るか、又は静止状態であり得る。他の変形例では、第２のクランプ構成要素３０８は、第１のクランプ構成要素と同様に枢動可能であり得る。第２のクランプ構成要素３０８は、第１のクランプ構成要素３０６から離間されて、例えば、カニューレ４０４の取り付け部分又はカニューレラグ４０６などのカニューレ４０４の一部分を受容するように構成された開口部３０４を形成し得る。

２つのクランプ構成要素３０６、３０８は、例えば、ロボット外科用システムのツール駆動装置のプレート、バー、ビーム、又は他の好適な表面などの、支持構成要素４２０上で支持され得る。第１のクランプ構成要素３０６は、第１の枢軸点４０２（例えば、ピンジョイント、ヒンジなど）を介して、第１の場所において支持構成要素４２０上で支持され得、第２のクランプ構成要素３０８は、第１のクランプ構成要素３０６から離間された第２の場所において支持構成要素４２０上で支持され得る。いくつかの変形例では、第１のクランプ構成要素３０６は、第１のクランプ構成要素３０６が枢軸点４０２を中心として回転することを可能にする枢動構造に取り付けることができ、枢動構造は、支持構成要素４２０に取り付けることができる。かかる変形例では、第１のクランプ構成要素２３０は、締結具（例えば、ボルト、釘、ねじ、ピン、など）若しくは接着剤（例えば、エポキシ、ポリウレタン、ポリイミドなど）を介して、及び／又は、例えば、圧着、溶接、ろう付けなどを含む他の締結技術を介して、枢動構造に取り付けることができる。他の変形例では、第１のクランプ構成要素３０６は、例えば、リビングヒンジなどの枢動構造と一体的に形成することができる。いくつかの変形例では、第２のクランプ構成要素３０８は、締結具（例えば、ボルト、釘、ねじ、ピンなど）、接着剤（例えば、エポキシ、ポリウレタン、ポリイミドなど）、及び／又は他の締結技術（例えば、圧着、溶接、ろう付けなど）を介して、支持構成要素４２０に直接取り付けることができる。他の変形例では、第２のクランプ構成要素３０８は、支持構成要素４２０と一体的に形成することができる。いくつかの変形例では、２つのクランプ構成要素３０６、３０８は、プラスチック、金属、又は複合材料で形成することができる。いくつかの変形例では、２つのクランプ構成要素３０６、３０８は、機械加工、成形、又は他の製造技術を介して形成することができる。示される変形例は、概して、２つの対向するクランプ構成要素を表しているが、他の変形例では、取り付けデバイスが、２つを超えるクランプ構成要素を含み得ることが理解されるべきである。

いくつかの態様では、２つのクランプ構成要素３０６、３０８は非滅菌であり得、カニューレ４０４は滅菌であり得る。したがって、非滅菌クランプ構成要素３０６、３０８を滅菌カニューレ４０４から分離する、滅菌アダプタ４５０を提供することができる。図４Ａ～図４Ｂに表されるように、滅菌アダプタ４５０は、非滅菌クランプ構成要素３０６、３０８と滅菌カニューレ４０４との間に滅菌障壁を形成し得る。滅菌アダプタ４０４は、カバーとすることができ、これは、滅菌アダプタ４５０内で受容したときに取り付け部分４０６が滅菌アダプタ４５０によって覆われるか、又は取り囲まれるようにカニューレ４０４の取り付け部分４０６を受容するための開口部４５２を有する。滅菌アダプタ４５０は、特定の部分が、変形する（例えば、取り付け部分４０６が開口部を通して挿入されたときに取り付け部分４０６を受容する）ことができるように、十分に可撓性であり得るが、他の部分は、カニューレ４０４の取り付け部分４０６の形状に略対応する非変形形状又は静止形状を保持するように、十分な剛性を有し得る。可撓性部分及び剛性部分の両方を含む滅菌アダプタ４５０の特定の構成を、図１１Ａ～図１１Ｄを参照してより詳細に説明する。

滅菌アダプタ４５０は、必要に応じて交換することができるように、基部部材４２０に着脱可能に取り付けることができる。例えば、滅菌アダプタ４５０は、基部部材４２０（又は基部部材４２０に結合された他の支持部材）の縁部又はリッジ上へラッチ係合する、係合機構を含み得る。

更に示されるように、カニューレ４０４は、例えば、ハブ、継手、コネクタなどの、近位部分４１６を有し得る。カニューレ４０４の近位部分４１６は、取り付け部分４０６を含み得る。取り付け部分４０６は、近位部分４１６の側面から延在し得、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２の開口部３０４内に挿入するように構成され得る。カニューレ４０４はまた、近位部分４１６から延在するシャフト４１８（図４Ａ～図４Ｂに部分的に表される）も有し得る。シャフト４１８は、１つ又は２つ以上の外科用器具が挿入され得る管腔を有し得る。カニューレ４０４が患者内に配設されたときに、シャフトの遠位端が、例えば、体腔などの、患者の体内に位置決めされ得る。

ロボット外科処置の開始を可能にするために、外科用ロボットアームは、カニューレにドッキングされなければならない。したがって、ワークフローのある時点において、外科スタッフは、手術野へのアクセスを得るために、外科用ロボットアームを滅菌野に入れる。この動作中に、（外科テーブル又はカート上の）ロボットアームは、外科スタッフ又は外科医によって外科用ポート（切開部）に向かって手動で又は自律的に誘導される。その目的は、外科用アームをカニューレに「ドッキング」して、堅固な接続を確立し、次いで、外科用ツールをアクセスチャネルを通して配備することである。外科的切開との相互作用の繊細な性質及び手術室内の閉鎖空間のため、この動作は、典型的には、片手がロボットにあり、片手がカニューレにある状態で、１人で行われる。これは、アームを把持するユーザの能力は、カニューレの位置及びアームの幾何学形状によって制限されるので、問題になり得る。例えば、カニューレをアームにロックするためのロック構成要素（例えば、レバー又はアクチュエータ）は、全ての構成においてアクセス可能ではない場合があり、アームの幾何学形状は、ピンチポイントを提供し得る。取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、カニューレを外科用ロボットアームに取り付ける（例えば、ドッキングする）ための改善された構成を提供することによって、これらの問題のうちのいくつかに対処して、ユーザが自分の望む任意の場所でアームを把持することを可能にし、かつタスクの成功に関する可聴、触覚、及び視覚フィードバックを提供する。

代表的には、上で論じたように、取り付けデバイス又はドッキングインターフェース２１２は、完全に機械的なロックアセンブリを含み得、これは、デバイス（例えば、レバー３１４及び／又は第１のクランプ構成要素３０６）を開位置（例えば、ロックアウト位置）にロックし、次いで、カニューレが適切な位置でクランプに挿入されたことを検出した時点で、デバイス２１２が閉位置（例えば、ロック位置）に自動的に移行することを可能にする。例えば、アセンブリは、カニューレのロボットアームへのドッキング中に、３つの状態を通して自動的に移行し得る。代表的には、これらの状態は、１）ユーザが、「ドッキングモード」が進行中であることをシステムに信号伝達することを可能にするロックアウト開位置、２）カニューレがドッキングのための正しい位置にあることの機械的検出、３）カニューレの自動的なクランプ及びカニューレが取り付けられていることをユーザに信号伝達すること、を含み得る。

これらの状態を通して取り付けデバイス２１２を移行させるために、デバイスは、上で論じたようなレバー３１４を含み得、同様に、本明細書では交換可能にロック構成要素又はアクチュエータとも称され得る。レバー又はロック構成要素３１４は、基部４２０及び第１のクランプ構成要素３０６に移動可能に結合され得る。例えば、レバー又はロック構成要素３１４は、基部４２０に結合されて、枢軸点４２２において基部に対して動き得る。レバー又はロック構成要素３１４は、ロック構成要素３１４及び第１のクランプ構成要素３０６が互いに対して動くことを可能にする枢軸点４２６、４２８を含むリンク４２４によって、第１のクランプ構成要素３０６に更に結合され得る。例えば、図４Ａに示されるように、開位置（例えば、ロックアウト開位置）にあるとき、レバー又はロック構成要素３１４は、枢軸点４２２を中心として後方位置に（例えば、基部４２０から離れて）枢動される。リンク４２４によるロック構成要素３１４の第１のクランプ構成要素３０６への結合により、この動きは、次に、第１のクランプ構成要素３０６を、枢軸点４０２を中心として上方向に（例えば、開口部３０４から離れて）枢動させる。この態様では、ロック構成要素３１４及び／又は第１のクランプ構成要素３０６が開位置にあり、カニューレ４０４を開口部３０４に挿入することができる。

上で論じたように、ロック構成要素３１４及び第１のクランプ構成要素３０６は、カニューレ４０４が開口部３０４に適切に挿入されるまで、この開位置（例えば、ロックアウト開位置）に保持（又はロック）される。この態様では、デバイスは、カニューレの適切な挿入を機械的に検出するまで、ロック構成要素３１４及び第１のクランプ構成要素３０６をこの開位置（例えば、ロックアウト開位置）に保持又はロックするために、ロックアウト機構４３０を更に含み得る。例えば、ロックアウト機構４３０は、枢軸点４３４で基部４２０に枢動可能に結合される、一方の端部及び他方の端部にフック４３２を含む、トリガのような機構であり得る。フック４３２は、ロック構成要素３１４が開位置にあるときに、レバー又はロック構成要素３１４に取り付けられた軸受４３６の周りに引っ掛かり、又は別様にそれと係合して、レバー又はロック構成要素３１４（及び第１のクランプ構成要素３０６）をロックアウト開位置に保持するように構成されている。ロックアウト機構４３０は、突出部材４３８を更に含み得、これは、開口部３０４に適切に挿入された、及び／又は開口部３０４内で位置合わせされたカニューレと接触したときに、ロックアウト機構４３０をロック構成要素３１４から係脱させる。これは、次に、ロック構成要素３１４が閉位置に自動的に移行することを可能にする。例えば、突出部材４３８は、フック４３２と枢軸点４３４との間に存在し得、ロックアウト機構４３０がレバー又はロック構成要素３１４と係合した（例えば、フック４３２が軸受４３６の周りにある）ときに、開口部３０４内に延在し得る。カニューレラグ４０６が図４Ｂに示されるように開口部３０４内に挿入されたときに、カニューレラグ４０６は、突出部材４３６に接触して、それを開口部３０４から離れるように押す。これは、次に、ロックアウト機構４３０を後方向に枢動させて、フック４３２にロック構成要素軸受４３６を係脱又は別様には解放させる。ロック構成要素又はレバー３１４は、ばね４４０によって閉位置（例えば、前方位置）に向かって付勢され得、それにより、ロックアウト機構４３０から解放されたときに、閉位置へ前方に（例えば、基部４２０のより近くに）自動的に枢動して、ロボットアームにカニューレ４０４を取り付ける。

いくつかの態様では、取り付けデバイス又はインターフェース２１２に対するカニューレ４０４（例えば、カニューレラグ４０６）の適切なドッキング位置又は位置合わせは、ロック構成要素３１４及び／又はクランプ構成要素３０６、３０８のロックアウト開位置から閉位置への自動的な移行を起こさなければならず、又は別様に検出しなければならない。適切なドッキング又は位置合わせ位置は、カニューレが外科用ロボットシステムへの取り付けに適した、開口部内の位置にあることを意味する。不適切な又はずれた位置は、カニューレが外科用ロボットシステムへの取り付けに適していない、開口部内の位置にあることを意味する。例えば、上で論じたように、カニューレ端４１２がロックアウト機構４３０に接触してレバー３１４から係脱するために、カニューレ４０４が開口部３０４に十分に挿入されるように、カニューレ４０４は、開口部３０４内で適切なドッキング又は位置合わせ位置になければならない。カニューレ４０４が適切なドッキング位置にない、又はずれている場合、ロックアウト機構４３０は係脱せず、ロック構成要素３１４及び／又はクランプ構成要素３０６は、適切な位置合わせ又はドッキング位置が検出されるまで、ロックアウト位置のままである。したがって、カニューレの適切なドッキング又は位置合わせ位置は、カニューレラグ４０６がロックアウト機構４３０に接触したときに、又は別様にレバー３１４から係脱したときに、システムによって機械的に検出される（例えば、取り付けデバイス又はインターフェース２１２によって検出される）とみなされ得る。例えば、いくつかの態様では、取り付けデバイス又はインターフェース２１２は、カニューレ４０４とだけ係合する特定の形状及び／又は表面特徴を含み得、カニューレがドッキング位置にあるか、又は別様に開口部３０４内に適切に配列されたときに、カニューレ４０４が、レバー３１４からロックアウト機構４３０を係脱することを可能にする。更なる態様では、カニューレ４０４、より具体的にはカニューレラグ４０６は、取り付けデバイス又はインターフェース２１２とだけ篏合する特定の形状及び／又は表面特徴を有するものとみなされ得、カニューレラグ４０６がドッキング位置にあるか、又は別様に開口部３０４内に適切に位置合わせされたときに、カニューレ４０４が、レバー３１４からロックアウト機構４３０を係脱することを可能にする。

代表的には、いくつかの態様では、第２のクランプ構成要素３０８は、傾斜面の形状である位置合わせ構造４４４を有し得る。位置合わせ構造４４２は、カニューレラグ４０６の底部側の相補的に成形された位置合わせ構造４１４（例えば、傾斜面）と篏合すること、又は別様に位置合わせされることが可能であり得る。位置合わせ構造４４４、４１４は、図１０Ｂ～図１０Ｃを参照してより詳細に説明される。

なお更なる態様では、第１のクランプ構成要素３０６は、三角形の突起を形成する位置合わせ構造４４２を含み得る。位置合わせ構造４４２は、カニューレラグ４０６の頂部側の相補的に成形された位置合わせ構造４０８（例えば、陥凹領域）と係合すること、又は別様に位置合わせされることが可能であり得る。例えば、カニューレ４０４は、矢印の方向に動き得、それにより、カニューレ４０４の取り付け部分４０６が、２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されるか、又はより具体的には、２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間にある領域に位置する開口部３０４を通して挿入される。いくつかの変形例では、第１のクランプ構成要素３０６の表面は、取り付け部分４０６が２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されたときに、それを誘導及び配向するのを補助するように構成され得る。例えば、第１のクランプ構成要素３０６の表面は、角度付きであり得、それにより、取り付け部分４０６が図４Ａに示される予め画定された配向で（例えば、構造４０８が構造４４２に面して、インターフェース面の間に係合することを可能にする配向で）２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されたときに、取り付け部分４０６を滑らかに受容する。取り付け部分４０６が異なる配向で２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されたときに、構造４４２は、取り付け部分４０６を押して、又は別様にそれに干渉して、取り付け部分４０６が２つのクランプ構成要素３０６、３０８に対して適切に配向されていないことを示し得る。例えば、取り付け部分４０６が予め画定された配向で２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されていないときに、構造４４２は、（例えば、取り付け部分０６を領域に挿入するには小さ過ぎる隙間を作成することによって）取り付け部分４０６が、２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の領域に挿入されるのを防止し得る。いくつかの変形例では、取り付け部分４０６を２つのクランプ構成要素３０６、３０８の間の開口部３０４に誘導するのを補助するために、構造４４２、４０８は、取り付け構造４０６が単一の配向（例えば、適切なドッキング及び／又は位置合わせ位置）で開口部３０４に挿入される場合にだけ互いに篏合する、相補的角度を有し得る。

いくつかの態様では、カニューレラグ４０６の位置合わせ構造４０８、４１４は、ラグ４０６が、１つの位置だけにおいて取り付けデバイス２１２内に嵌合することを可能にする非対称形状を有するとみなされるように異なり得る。この態様では、（図４Ｂに示されるように）カニューレラグ４０６が開口部３０４内で適切なドッキング又は位置合わせされた位置にあることが検出されたときに、デバイス２１２が自動的に閉じて、カニューレ４０４上にクランプする。これは、次に、機械式レバーへのアクセスが困難又は不可能であるときに、カニューレをロボットアームにドッキングするための完全に機械的かつ安全な解決策を提供することによって、重要な外科的ワークフロー問題を解決する。追加的な位置合わせ構造及び構成は、図１０Ａ～図１０Ｃを参照してより詳細に説明される。

いくつかの態様では、カニューレ４０４が適切なドッキング位置にあること、及び／又はデバイス２１２が閉位置に移行したことを機械的に検出した時点で、システムは、カニューレがドッキング位置にあること、及び／又はカニューレが取り付けられたことをユーザに更に信号伝達し得る。例えば、上で論じられたセンサ（例えば、センサシステム３１６又はスイッチ３２８）のうちの１つ又は２つ以上は、デバイス２１２が閉位置にあることを検出して、カニューレが取り付けられたことをユーザに信号伝達し得る。加えて、システムは、デバイス２１２がロックアウト開位置にあるか、又は閉位置にあるかに基づいて、デバイス２１２がドッキングモードにあるか、又はクランプモードにあるかをユーザに信号伝達し得る。信号は、システムの状態又はモード（又はシステムの状態若しくはモードの変化）をユーザに示すためのシステムディスプレイ上のメッセージ若しくはインジケータ、音声フィードバック、触覚フィードバック、又は任意の他の好適な通知の形態であり得る。図５は、ユーザにデバイス２１２の状態又はモードを示すための例示的なプロセスフローを例示する。代表的には、プロセス５００は、動作５０２で、カニューレ取り付けデバイス（例えば、２１２）を提供すること、次いで、動作５０４で、デバイスが開位置にあるかどうかを判定することを含み得る。例えば、例えば、レバー３１４又は第１のクランプ構成要素３０６が開位置にある場合、デバイス２１２は、開位置にあると判定され得る。デバイスが開位置にあると判定された場合、動作５０６で、デバイスがドッキングモードにあることがユーザに通知される。換言すれば、ユーザがまだカニューレをデバイス開口部内に位置決めしていることがあり得、及び／又はカニューレが開口部にあるが、まだ適切に位置合わせされていないことがあり得る。デバイスが開位置にない場合、プロセスを続けて、動作５０６で、デバイスが閉位置にあるかどうかを判定する。例えば、例えばレバー３１４又は第１のクランプ構成要素３０６が閉位置にある場合、デバイス２１２は、閉位置にあると判定され得る。デバイスが閉位置にあると判定された場合、動作５０８で、デバイスがクランプモードにあること、又はカニューレが取り付けられたことがユーザに通知される。動作５０６でデバイスが閉位置にあることがまだ判定されていない場合は、ユーザがまだカニューレをデバイスに適切に位置決めしようとしていることを意味し得、したがって、プロセスは、動作５０６に戻り、デバイスがドッキングモードにあることをユーザに通知する。

なお更なる態様では、取り付けデバイス又はドッキングインターフェースは、カニューレの存在、カニューレへの適切なラッチ係合、レバーの角度、取り付け又はドッキングされたカニューレのタイプ、及び／又はカニューレの解放を示すことができる任意のシナリオの検出を可能にする、追加的な態様を含み得る。例えば、前述のシナリオ又は特性のうちの任意の１つ又は２つ以上検出するように有限状態機械を駆動するセンサは、デバイス２１２及び／又はカニューレ４０４に一体化され得る。これらの状態の各々は、次いで、ロボットアームにおける視覚、音声、又は他の形態のフィードバックを使用して、並びに外科医ブリッジにおける任意の形態の同様のフィードバックを介して、ユーザに通信することができる。背景として、外科用ロボットアームをカニューレにドッキングするときには、カニューレが、（１）取り付けデバイスが完全に閉じられた状態でアームに適切にドッキングされること、（２）どのタイプのカニューレ（例えば、標準／肥満、８ｍｍ／１２ｍｍ）がドッキングされたかを検出し、それをシステムに通信すること、及び（３）カニューレが何らかの形で解放又はドッキング解除されたかどうかを監視すること、を感知するための正確な方式が必要であることが理解されるべきである。この態様では、図６は、前述のシナリオ又は特性のうちの任意の１つ又は２つ以上を検出するための１つの代表的なセンサ配置の概略図を例示する。代表的には、図６は、ロック構成要素又はレバー３１４の特性を検出するための少なくとも１つのセンサ６０２、及びカニューレ４０４の特性を検出するための少なくとも１つのセンサ６０４を例示する。１つの態様では、センサ６０２、６０４は、磁石エンコーダであり得、レバー３１４及びカニューレ４０４は、それぞれ、エンコーダによって検出される磁石６０６、６０８を含み得る。

センサ６０２によって検出されたロック構成要素又はレバー３１４の特性は、ロック構成要素又はレバー３１４の角度であり得る。例えば、角度（Ａ）の範囲内の任意の角度が検出され得る。ロック構成要素又はレバー３１４の角度は、例えば、レバー３１４が開いているか、若しくは閉じているか、カニューレが適切にドッキングされているか、又はカニューレの取り付けと関連付けられる他の特性を判定するために更に使用され得る。例えば、レバー３１４が角度６１０で検出された場合、システムは、レバー３１４がロックアウト開位置にあると判定し得る。その一方で、レバー３１４が角度６１２で検出された場合、システムは、レバー３１４が閉位置にあると判定し得る。角度は、レバー位置を判定するのに適した任意の点、例えば、枢軸点４３６、又はレバー３１４の中心軸に対して測定され得る。

代表的には、上で論じたように、動作中に、ロボットアームがカニューレにドッキングされる準備ができているとき、レバー３１４は、ユーザによって手動で開位置に動かされ得、ロックアウト機構は、レバー３１４を開位置に保持する。センサ６０２によるこの動きの検出は、システムによって使用され得、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック（ＧＣＡＢ）駆動機構が係合されて、ロボットアームをドッキングインターフェース又は取り付けデバイス２１２に位置決めすることを可能にするべきであると判定する。上で論じたように、ロボットアームが位置決めされて、カニューレがデバイス２１２の開口部に押し込まれた時点で、ロックアウトが係脱され、ラッチを閉じて、カニューレをアームに固定することを可能にする。この時点で、レバーセンサ６０２は、レバーが閉じられたこと、及び（例えば、位置６１２に対応する角度である）機械的オーバーセンタ点を通過したことを感知する。この情報は、次に、システムに、ＧＣＡＢを係脱させて、ドッキング又は取り付けられた位置にアームを保持させ得る。センサ６０２からの信号は、能動的に監視され得、それによって、カニューレが取り付けられた後にレバー３１４が偶発的に押下された場合、システムは、手順を停止してユーザに通知しなければならないエラー状態に移行する。

以下、センサ６０４によって検出されたカニューレ４０４の特性を参照すると、代表的な特性は、限定されないが、（１）開いているデバイス２１２内のカニューレ４０４の存在、及び（２）カニューレのタイプ、であり得る。例えば、カニューレ４０４が開口部に挿入され、それによって、センサ６０４が磁石６０８を検出したときに、カニューレ４０４が存在すると判定され得る。センサ６０４が磁石６０８を検出しないときに、カニューレ４０４が存在しないと判定され得る。カニューレ４０４の存在（又は、不在）はまた、例えば、カニューレが適切にドッキング及び／又は解放されたかどうかを判定するために使用され得る。例えば、カニューレセンサ６０４によってカニューレの存在が検出され、かつレバーセンサ６０２からの情報に基づいてレバーが閉位置にあると判定された場合、システムは、カニューレがデバイス（及びロボットアーム）に適切に取り付けられていると判定し得る。その一方で、カニューレセンサ６０４によってカニューレの存在が検出されず、かつレバーセンサ６０２からの情報に基づいてレバーが開位置にあると判定された場合、システムは、カニューレが解放されている、又はデバイス（及びロボットアーム）に適切に取り付けられていないと判定し得る。

カニューレのタイプは、センサ６０４によって検出された磁石６０８の角度に基づいて検出され得る。加えて、磁気の配向を感知することは、カニューレがデバイス２１２内に存在して安定する追加的なデータポイントを提供するが、主に、情報をロボットシステム及びユーザに通信することができるようにドッキングされたカニューレのタイプに関する特定の識別情報を提供する役割を果たす。例えば、各タイプのカニューレ４０４は、磁石６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃによって例示されるように、異なる角度に位置決めされた磁石を有し得る。角度は、例えば、磁石のＮ極の配向に対する磁石の極軸の中心線の角度であり得る。したがって、センサ６０４が、角度付き磁石６０８Ａ、角度付き磁石６０８Ｂ、又は角度付き磁石６０８Ｃを検出したときに、システムは、検出された角度付き磁石を、それが関連付けられた特定のタイプのカニューレと照合して、カニューレのタイプをユーザに通知することができる。センサによって検出することができる代表的な磁場配向、及びシステムによって判定することができるそれらのそれぞれのカニューレのタイプは、以下の表１に示されている。

センサ６０４を使用してカニューレのタイプを監視することによって、偽の又は不適合のカニューレを検出する機会、並びにラッチ機構内のカニューレの過剰な動きを可能にし得るラッチ係合の問題を感知する機会が存在する。

更に、センサ６０４は、特定の磁気閾値に到達したことを示し、次に、デバイス２１２内のカニューレ４０４の存在を確認するために使用することができる、追加的な信号を提供する。これはまた、上で論じたように、有効なカニューレのタイプを有すること又は識別情報を読み出すことによっても達成されるが、この信号は、より明確な２進値であり、カニューレ存在について使用される主信号であり得る。任意の時点でのこの信号の消失は、カニューレの解放を示し得、手順を停止させてユーザに通知するエラー状態にシステムを移行させ得る。

図３を参照して上で論じたように、センサ６０２、６０４は、デバイス開口部３０４内に位置決めされたセンサボード３２０に電気的に接続され得、又は所望の特性を検出するのに好適なデバイス２１２の任意の場所に位置決めすることができる。センサボード３２０は、例えば、センサボード３２０のセンサ６０２、６０４を制御する、及び／又は読み出すために、センサ６０２、６０４からユーザへの情報の通信を容易にするために、センサ情報に基づいて上で論じた特性のうちの１つ又は２つ以上を判定するために、マイクロプロセッサ又は他の関連するプロセッサ６１４を含むことができる。加えて、センサ６０４は、カニューレの存在及びタイプを示す２つの別個の信号を出力する単一のセンサとして記載されているが、これらの特性の各々を別個に検出するための異なるセンサを使用することができる。なお更に、２つのセンサ６０２、６０４だけが例示されているが、安全上の理由で冗長性を提供するために少なくとも４つ又は５つ以上のセンサが使用され得ることが想到される。

以下、上で論じられるセンサによって検出された情報に基づくシステムの動作をより詳細に参照し、図７は、１つの代表的なプロセスを例示する。１つの態様では、プロセス７００は、動作７０２で、システムがカニューレをドッキングする準備ができているとみなされる、初期状態又はモードを含む。例えば、システム（例えば、センサ）が、取り付けデバイス又はインターフェースデバイス２１２がロックアウト開位置にあり、それによって、カニューレを挿入する準備ができている（例えば、レバー３１４がロックアウト機構４３０と係合され、レバー３１４及び／又は第１のクランプ３０６が開位置にある）ことを検出したときに、及び／又はカニューレが存在しないと判定されたときに、システムは、カニューレをドッキングする準備ができているとみなされ得る。動作７０２で、システムが、カニューレをドッキングする準備ができていると判定された時点で、動作７０４で、１つ又は２つ以上の関連するプロセッサが、外科用ロボットシステムに、外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリを係脱させ、外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック（「ＧＣＡＢ」）駆動機構に係合して、カニューレを外科用ロボットアームと関連付けられたクランプアセンブリ内に位置決めすることを可能にし得る。加えて、ＧＣＡＢが係合された時点で、システム（例えば、センサアセンブリ）が、クランプアセンブリ（例えば、取り付けデバイス２１２のレバー３１４又はクランプ３０６）の閉位置への移行、及び／又はカニューレがクランプアセンブリ内に存在しないこと、を検出した場合、プロセスは、動作７０２に戻る。例えば、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、クランプアセンブリに対するカニューレの現在位置が維持されるように、外科用ロボットアームと関連付けられたＧＣＡＢ駆動機構を係脱することと、を行わせ得る。代替的に、ＧＣＡＢが係合された時点で、システム（例えば、センサアセンブリ）がクランプアセンブリの閉位置への移行を検出し、かつカニューレが存在する場合、動作７０６で、システムは、カニューレがクランプアセンブリに挿入されていると判定し、１つ又は２つ以上のプロセッサは、外科用ロボットシステムに、カニューレが挿入されたことをユーザに通知させ得る。加えて、カニューレが検出され、かつシステムが動作７０６で挿入されたと認識した時点で、システムは、挿入されたカニューレのタイプを更に判定し、カニューレのタイプをユーザに通知し得る。例えば、上で論じたように、取り付けデバイスと関連付けられたセンサアセンブリは、磁石の配向に基づいて、カニューレのタイプを判定し得る。動作７０６で、カニューレが適切に挿入されたと判定された時点で、動作７０８で、システムは、カニューレが外科用ロボットアームの取り付け又はクランプアセンブリにドッキングされたか、又は別様に取り付けられたことをユーザに通知し得る。加えて、動作７０６で、カニューレは挿入されたが、次いで、システムが、クランプアセンブリが開いていると感知したこと、カニューレの存在が検出されていないこと、又はカニューレ識別子（ＩＤ）を検出できなかったと判定された時点で、システムは、ブレーキアセンブリに係合して、動作７０２に戻り得る。加えて、システムは、ラッチが現在開いており、及び／又はカニューレが検出されておらず、したがって、エラーが起こったかもしれず、手順が停止されたことをユーザに通知し得る。換言すれば、システムは、システムがカニューレを取り付ける準備ができていることをユーザに通知し得る。この態様では、取り付けデバイス（又は、クランプアセンブリ）に一体化されたセンサアセンブリは、有限状態機械を駆動して、カニューレの存在、カニューレへの適切なラッチ係合、ドッキングされたカニューレのタイプ、及びカニューレの解放を示すことができる任意のシナリオを検出するために使用される。これらの状態の各々は、次いで、ロボットアーム上の視覚、音声、又は他の形態のフィードバックを使用して、並びに外科医ブリッジ上の任意の形態の同様のフィードバックを介して、ユーザに通信することができる。

以下、取り付けデバイスの追加的な態様に戻ると、図８Ａ～図８Ｂは、取り付けデバイスのオーバーセンタ構成を例示する。図８Ａ～図８Ｂは、図４Ａ～図４Ｂを参照して説明されたものと同じ取り付けデバイス又はインターフェース２１２を例示しているが、以下、オーバーセンタ構成がより詳細に示される。オーバーセンタ構成は、カニューレの外科用ロボットアームへの信頼性の高い、安全な取り付けを確実にし、一方で、ユーザが、必要に応じて２つのアイテムを接続解除及び再接続することも可能にする。例えば、オーバーセンタ構成は、取り付け又はクランプ機構（例えば、レバー）が、カニューレに印加される力によって開位置へと逆駆動されることを防止し得る。オーバーセンタになった時点で、カニューレに印加された荷重の任意の増加によって、レバー自体を次第に閉じさせる。これは、手術中にカニューレがしっかりかつ確実にロボットアームに保持されることを確実にするのを補助する。代表的には、図８Ａは、図４Ａを参照して上で論じたように、ロックアウト開位置にある取り付けデバイス又はインターフェース２１２を例示する。この開位置では、取り付けデバイス又はインターフェース２１２は、オーバーセンタ構成にあるとみなされない。図８Ｂは、図４Ｂを参照して上で論じたように、閉位置にある取り付けデバイス又はインターフェース２１２を例示する。例えば、閉位置では、アクチュエータ又はレバーは全て、基部に対して前向きに静置されている。例えば、アクチュエータ又はレバーは、第１のクランプ構成要素を前向きに押し、次いで、第２のクランプ構成要素に対してカニューレラグをクランプし、それを取り付けデバイス又はインターフェース２１２でしっかりと保持する。この閉位置では、関連する４バーリンケージ機構がオーバーセンタになるように設計されているので、取り付けデバイス又はインターフェース２１２は、オーバーセンタ構成であるとみなされる。

代表的には、上で論じたように、取り付けデバイス又はインターフェース２１２は、一方の端部の近くの枢軸点４２２で基部４２０に移動可能に接続されているロック構成要素、アクチュエータ、又はレバー３１４を含み、これは、レバー３１４の他方の端部が開位置（後方位置）と閉位置（前方位置）との間で動くことを可能にする。１つの態様では、レバー３１４の端部３１４Ａは、開位置／閉位置の間で動き、ユーザによって手動で制御され得る。枢軸点４２２は、レバー３１４の他方の端部３１４Ｂの近くにあり得、これは、デバイスがロックアウト開位置にあるときに、ロックアウト機構に結合され得る。加えて、第１のクランプ構成要素３０６は、一方の端部３０６Ａの枢軸点４０２で基部４２０に移動可能に接続され、これは、第１のクランプ構成要素３０６の他方の端部３０６Ｂが開（非クランプ）位置と閉（クランプ）位置との間で動くことを可能にする。レバー３１４及び第１のクランプ構成要素３０６もまた、リンク４２４によって互いに移動可能に接続される。リンク４２４は、一方の端部の枢軸点４２８でレバー３１４に、及び枢軸点４２６で第１のクランプ構成要素３０６に接続される。換言すれば、デバイス２１２のリンケージ機構は、４バーリンケージ機構を形成する少なくとも４つの枢軸点４０２、４２２、４２６、及び４２８を含み得る。したがって、リンケージ機構枢軸点はまた、本明細書で、第１の枢軸点４２６、第２の枢軸点４２８、第３の枢軸点４０２、及び第４の枢軸点４２２とも称され得る。動作中に、閉鎖ストロークの開始時に（例えば、矢印によって例示されるように、レバー３１４が基部４２０に向かって前方方向に動くと）、枢軸点４２６（例えば、第１の枢軸点）が、機構の回転を通して、枢軸点４２８（例えば、第２の枢軸点）の前に出る。機構がその完全閉位置に近づくにつれて、図８Ｂに示されるように、枢軸点４２８（例えば、第２の枢軸点）が枢軸点４２６（例えば、第１の枢軸点）を追い越し、その時点で、取り付けデバイス２１２（例えば、レバー３１４）がオーバーセンタになると言われる。例えば、いくつかの態様では、枢軸点４２８（例えば、第２の枢軸点）が１度以下又は少なくとも１度のオーバーセンタ角度（over center angle、ＯＣＡ）だけ、枢軸点４２６（例えば、第１の枢軸点）に対してオーバーセンタであるときに、取り付けデバイス２１２は、完全に閉じられている（ラッチ係合されている）とみなされ得る。この特定のオーバーセンタ角度（ＯＣＡ）は、デバイスが実際にオーバーセンタになったが、カニューレラグへのクランプ力が減少し始めるような最大のオーバーセンタ角度に到達しないことを確実にするために重要である。上で論じたように、このオーバーセンタ構成の結果、取り付けデバイスは、カニューレに印加された荷重の任意の増加によって、それ自体（例えば、第１のクランプ構成要素３０６）を次第に閉じさせる。

以下、取り付けデバイスをロックアウト開位置に保持するためのロックアウト機構を、図９Ａ～図９Ｄを参照してより詳細に説明する。代表的には、図９Ａ～図９Ｂは、ロックアウト機構の拡大側断面図を例示し、図９Ｃ～図９Ｄは、図９Ｃ～図９Ｄのロックアウト機構の調節機構の拡大側断面図を例示する。図９Ａ～図９Ｄのロックアウト機構は、図４Ａ～図４Ｂを参照して説明されたロックアウト機構４３０と実質的に同じであり得、したがって同じ特徴を含み得る。しかしながら、明確にするために、ロックアウト機構の特定の特徴が図９Ａ～９Ｄから省略され得る。

以下、図９Ａをより詳細に参照すると、ロックアウト機構４３０は、枢軸点４３４で取り付けデバイスの基部に枢動可能に結合される一方の端部及び他方の端部のフック４３２を含む、トリガタイプのロック機構であり得る。フック４３２は、レバー３１４の軸受４３６の周りに引っ掛かるか、又は別様に係合して、レバー３１４（及び関連するクランプ構成要素）をロックアウト開位置に保持するように構成されている。ロックアウト機構４３０は、フック４３２と枢軸点４３４との間の突出部材４３８と、枢軸点４３４のばね９０２と、を更に含む。ばね９０２は、ロックアウト機構４３０をロックアウト開位置（例えば、フック４３２が軸受４３６の周りに引っ掛けられる位置）に向かって付勢し得る。突出部材４３８は、取り付けデバイスの開口部に面して、挿入中にカニューレによって押圧されて、ロックアウト機構４３０を枢軸点４３４に矢印で示されるように枢動させて、フック４３２をレバー３１４の軸受４３６と引っ掛け解除させるか、又は別様に係脱させ得る。これは、次に、上で論じたように、取り付けデバイスを閉位置に向かって付勢する（例えば、第１のクランプ構成要素をカニューレ上にクランプする）ので、取り付けデバイスが閉位置に自動的に移行することを可能にする。

このようにして、ロックアウト機構４３０は、数万回作動され得る。したがって、ロックアウト機構４３０の様々な構成要素は、摩耗すること又は信頼性を失うことなくかかる使用に耐えるように選択又は構成される。代表的には、ロックアウト機構４３０のフック４３２とレバー３１４の軸受４３６との間の境界面が経時的に摩耗することを防止するために、軸受４３６は、摺動する代わりにフック４３２の表面に沿って転がることが可能である玉軸受であり得る。例えば、フック４３２が、玉軸受４３６の代わりに固定構造の周りに引っ掛かる場合、２つの構造は、それらが係脱されてトリガを解放するまで互いに沿って摺動する。この摺動動作は、これらの境界面を経時的に摩耗させ得る。したがって、ロックアウト機構４３０は、静的金属表面が互いに摩擦及び摩耗しないことを確実にするために、フック４３２の任意のトリガ動作及び動きによって回転する、玉軸受４３６を含む。

加えて、フック４３２は、摩耗を低減し、かつ信頼性を高めるように構成され得る。例えば、フック４３２の幾何学形状は、境界面の摩耗を最小にしながら、必要に応じて、軸受４３６と係合及び係脱するように選択される。代表的には、以下、図９Ｂを参照すると、図９Ｂは、図９Ａの破線によって示されるフック／軸受の境界面の拡大図である。図９Ｂから分かるように、ロックアウト機構４３０が係合されてトリガされるのを待機しているときに、フック４３２の先端９０４は、軸受４３６の接点９０６の上にある（又はそれを越えている）。これは、軸受４３６がフック４３２内に完全に入れ子になるようにフック４３２を位置決めする。ロックアウト機構４３０がトリガされ始めて、その回転経路９１２に沿って動くときに、フック先端９０４は、係脱方向９０８に動いて、軸受４３６の接点９０６に近づく。フック先端９０４がその接点９０６に到達した時点で、軸受４３６が急速に回転して、ばね９０２によって軸受４３６を係脱するように付勢されるロックアウト機構４３０に、軸受４３６を解放させる。解放された時点で、軸受４３６は、（枢軸点４２２を中心としたレバー３１４回転の結果として）回転経路９１４に沿って動き、それにより、レバー３１４（及び第１のクランプ構成要素）が閉位置に自動的に移行することができる。ロックアウト機構４３０は、フック先端９０４を係合方向９１０に動かして、接点９０６を通過する（例えば、接点９０６を越えて延在する）ときに、レバー３１４と再係合する。したがって、フック４３２の幾何学形状は、軸受４３６の（例えば、湾曲した）外面に合致するように、及び軸受がフック４３２内に完全に着座したときに先端９０４が軸受接点９０６を越えて延在することを可能にする、フック９１６の先端９０４から底部まで測定した深さ（Ｄ）を有するように選択され得る。加えて、上で論じたように、このプロセスの全体を通して、フック４３２は、ばね９０２によって係合位置に付勢されて、トリガが故意にトリガされるまでトリガを解放しないことを確実にする。したがって、ばね９０２の重量もまた、ロックアウト機構４３０を解放するために必要とされる力に顕著な影響を及ぼすことなく、しっかりとした係合を提供するように選択され得る。

なお更なる態様では、ロックアウト機構４３０は、係合／係脱されたときに可聴及び／又は触覚フィードバックを提供し得る。例えば、軸受４３６がフック４３２から解放されたときに、回転動作は、軸受がフックから滑らかにスナップアウトして、機構が解放されたことをユーザに通知する可聴及び／又は触覚フィードバックを生成することを可能にする。加えて、ロックアウト機構４３０が再係合されたときに、軸受４３６は、解放時と同じ方式で作用し得、軸受の回転動作は、フィードバックを提供する場所に滑らかにスナップバックすることを可能にする。

加えて、いくつかの態様では、ロックアウト機構をトリガするために必要とされる力は、調節可能であり得る。上で論じたように、ロックアウト機構は、ドッキングワークフロー内にいくつかの有用性の利点を有する。ロックアウト機構をトリガしてドッキングを完了するために必要とされる力は、ワークフローにとって重要である。力の要件が大き過ぎると、外科スタッフがドッキング手順を完了することを非常に困難にし、一方で、力の要件が小さ過ぎると、ロックアウト機構の不用意なトリガ、及びドッキングが完了する前のラッチの尚早な閉鎖をもたらし得る。組み立て中にこの力を調節することを可能にすることで、有用性の観点から所望される正確なレベルに合わせることを可能にする。

代表的な力調節機構は、図９Ｃ～図９Ｄに示されている。いくつかの態様では、力調節機構９２０は、締め付けられたときに、ロックアウト機構４３０を係脱に向かって付勢する機構又は構造であり得る。例えば、力調節機構９２０は、いくつかの態様では、止めねじであり得る。図９Ｃに例示されるように、止めねじは、矢印９２２の方向に締め付けられたときに、ロックアウト機構４３０を通って、フック／軸受インターフェース間の境界面内に延在し得る。代表的には、ロックアウト調節止めねじが締め付けられると、ロックアウト軸受４３６を押圧して、締め付けられる前よりも少ないロックアウト軸受４３６との係合を有するようにフック４３２をシフトさせる。換言すれば、フック４３２の底部９１６と軸受４３６との間の距離（Ｄ１）が増加する。これにより、フック４３２を係脱するために進行させなければならない距離、次に、ロックアウト機構４３０を係脱するために必要な力が低減される。反対のことは、図９Ｄに示されるように、止めねじを矢印９２４の方向に緩めることによって達成することができる。具体的には、図９Ｄに示されるように、ねじが緩められたときに、フック４３２と軸受４３６との間の距離（Ｄ２）が減少し、フック４３２と軸受４３６との間により大きい係合をもたらす。これは、ロックアウト機構４３０を係脱するために必要な力の増加をもたらす。調節機構４３０の位置は、取り付けデバイスの組み立て後に設定することができ、作動力は、機構をロボットアーム内に組み立てる前に確認することができる。

加えて、上で論じたように、クランプ構成要素とカニューレとの間の境界面はまた、カニューレと取り付けデバイス（及び関連する外科用ロボットアーム）との間のしっかりとした取り付けを確実にする際の重要な役割を果たし得る。以下、いくつかの代表的なクランプ／カニューレの位置合わせ又はインターフェース構造の特定の態様が、図１０Ａ～図１０Ｃを参照してより詳細に説明される。図示されていないが、図１０Ａ～図１０Ｃを参照して説明される取り付けデバイス又はインターフェースは、図示されていない及び／又は特定の部品が省略されているが、図４Ａ～４Ｂを参照して上で論じられた取り付けデバイス又はインターフェース２１２と実質的に同じあり得ることが理解されるべきである。

図１０Ａは、カニューレラグの境界面又は位置合わせ構造の１つの態様の側断面図を例示する。代表的には、図４Ａ～図４Ｂを参照して上で論じたように、カニューレラグ４０６の頂部側は、位置合わせ構造４０８を含み得る。この図から、位置合わせ構造４０８は、傾斜面１００２、１００４によって形成される逆テーパ部を有するものとみなされ得ることが分かる。傾斜面１００２、１００４は、カニューレラグ４０６の頂部側に三角形形状の陥凹領域を形成する。第１のクランプ構成要素３０６は、次に、クランプが閉位置にあるときに構造４０８とインターフェースする、相補的カニューレ嵌合構造４４２を含み得る。例えば、嵌合構造４４２は、カニューレラグ４０６を取り付けデバイスに引き込むように設計された角度である、三角形形状の端部であり得る。例えば、クランプ構造４４２の角度で組み合わせられた構造４０８によって形成された逆テーパは、カニューレが完全に取り付けデバイス内に着座するように第１のクランプ構成要素３０６が閉じられたときに、矢印１００６の方向にカニューレラグ４０６をラッチ内に引き込むように設計されている。構造４０８、４４２のインターフェースの角度はまた、カニューレ４０４への外力がそれを取り付けデバイスから引き上げて引き抜こうとし得るときに、カニューレ４０４を取り付けデバイス内に（及び第２のクランプ構成要素３０８に対して）しっかりと着座させたままにする。

図１０Ｂ～図１０Ｃは、カニューレラグのインターフェース又は位置合わせ構造の別の態様の斜視図を例示する。代表的には、図４Ａ～図４Ｂを参照して上で論じたように、カニューレラグ４０６の底部側は、第２のクランプ構成要素３０８の位置合わせ構造４４４とインターフェースする位置合わせ構造４１４を含み得る。この図から、位置合わせ構造４１４は、カニューレラグ４０６の底部側に形成された竜骨形状の突起１００８を含み得ることが分かる。竜骨形状の突起１００８は、底壁１００８Ａ及び側壁１００８Ｂによって形成され得る。斜視図であるため、第２の側壁１００８Ｂが図から隠れて見えないことが理解されるべきである。底壁１００８Ａは、端部４１４近くの幅（Ｗ１）が本体４１６近くの幅（Ｗ２）よりも広くなるように、カニューレ本体４１６に向かって内向きにテーパ状であり得る。加えて、側壁１００８Ｂは、図１０Ａに示されるように、構造４１４が傾斜するように、端部４１２に向かって内向きにテーパ状であり得る。第２のクランプ構成要素３０８の頂部側のインターフェース又は相補的位置合わせ構造４４４は、次に、突起１００８を陥凹領域１０１０内に挿入することができるように、突起１００８対する相補的構成を有する陥凹領域１０１０を含み得る。代表的には、陥凹領域１０１０は、端部１０１２から端部１０１４へ内向きにテーパ状である底壁１０１０Ａ、及び構造４１４に対して相補的であるように端部１０１２に向かって内向きにテーパ状である側壁１０１０Ｂによって形成され得る。構造４１４、４４４のこの相補的構成は、カニューレ４０４の取り付けデバイス２１２への挿入を誘導するだけでなく、回転安定性を提供するのを補助する。加えて、この構成は、カニューレ４０４が横から装填されるときに、取り付けデバイス２１２内でのカニューレラグ４０６の偏向又はねじれを防止するのを補助する。

以下、図４Ａ～図４Ｂを参照して上で簡潔に論じた滅菌アダプタを参照して、以下、図１１Ａ～図１１Ｄを参照して滅菌アダプタの特定の詳細が説明される。代表的には、図１１Ａ～図１１Ｂは、それぞれ、滅菌アダプタの底面斜視図及び上面斜視図を例示する。図１１Ｃ～図１１Ｄは、カニューレと取り付けデバイスとの間の障壁としての役割を果たす、図１１Ａ～図－１１Ｂに例示される滅菌アダプタの側断面図を例示する。上で論じたように、滅菌アダプタは、ロボットアームと手術野との間に滅菌障壁を維持するために必要である。カニューレは、滅菌障壁を通して堅固に固定されなければならないが、全体的に剛性の又は全体的に可撓性障壁は、カニューレに取り付けデバイスをしっかりとクランプすることを困難にし得る。こうした問題を解決するために、滅菌アダプタ４５０は、剛性かつ可撓性である成形滅菌障壁を形成するために、可撓性エラストマー領域と共に成形された硬質プラスチック領域を有するように構成されている。硬質プラスチック／可撓性エラストマー滅菌障壁４５０は、例えば、剛性プラスチック部品をオーバーモールドして剛性部分を形成し、次いで、プラスチック部品の間に熱可塑性ポリウレタン（thermoplastic polyurethane、ＴＰＵ）などの軟質可撓性エラストマーを成形することによって形成され得る。この態様では、単一の剛性部品として直接一緒に成形されない任意の剛性プラスチック部品は、可撓性エラストマーによって単一の剛性部品と接続され、分離できない剛性部分及び可撓性部分を有する一体的に形成された滅菌障壁をもたらす。代表的には、滅菌アダプタ４５０は、可撓性障壁部分１１０４に成形された剛性障壁部分１１０２を含み得、これは、組み合わせて、カニューレラグを取り囲み、一方の側の取り付けデバイス２１２と他方の側のカニューレ４０４との間に滅菌障壁を提供する。剛性障壁部分１１０２は、カニューレラグが挿入される開口部４５２を画定するカニューレインターフェース部分１１０６を含み得る。カニューレインターフェース部分１１０６は、実質的に平坦な又はプレート状の部材であり得、これは、取り付けデバイス開口部（例えば、図４Ａ～図４Ｂに示されるようなデバイス２１２の開口部３１４）に挿入されたときに、一方の側がカニューレ（例えば、カニューレ側１１０８）に面し、反対側が取り付けデバイス及び／又は外科用ロボットアーム（例えば、アーム側１１１０）に面する。剛性障壁部分１１０２はまた、カニューレインターフェース部分１１０６の両側から延在する、位置合わせインターフェース部分１１１２及び外部位置合わせ部分１０１３も含み得る。例えば、外部位置合わせ部分１０１３は、カニューレインターフェース部分１１０６のカニューレ側１１０８から延在するリップであり得、位置合わせインターフェース部分１１１２は、剛性部分１１０２のアーム側１１１０からデバイス開口部（例えば、デバイス２１２の開口部３１４）内へ延在し得る。位置合わせインターフェース部分１１１２は、カニューレラグ及び第２のクランプ構成要素の位置合わせ構造と嵌合するように寸法決めされている嵌合特徴又は位置合わせ構造１１１４を含み得る。代表的には、位置合わせ構造１１１４は、図４Ａ～図４Ｂ及び図１０Ｂ～図１０Ｃを参照して上で論じたように、カニューレラグ４０６の位置合わせ構造４１４及び４４４と第２のクランプ構成要素３０８との間に位置決めされ、それらと嵌合するように構成され得る。この態様では、位置合わせ構造１１１４は、構造４１４、４４４と嵌合することができるように、滅菌アダプタ４５０の底部側にあり得るか、又はそれを形成し得る。位置合わせ構造１１１４は、起こる圧縮が最小であり、かつカニューレラグに対するクランプ力が失われないように、できる限り剛性かつ精密であり得る。例えば、位置合わせ構造４４４と同様に、位置合わせ構造１１１４は、位置合わせ構造４１４を受容することができるように、テーパ状の底壁１１１４Ａ及びテーパ状の側壁１１１４Ｂによって形成され得る。

加えて、図１０Ｂの上面斜視図から分かるように、滅菌アダプタ４５０の反対側（又は頂部側）は、クランプ動作中にクランプ構成要素とインターフェースする、別の剛性位置合わせ構造１１１６を含む。代表的には、頂部側剛性位置合わせ構造１１１６は、クランプ動作中に、第１のクランプ構成要素３０６の位置合わせ構造４４２及びカニューレラグ４０６の位置合わせ構造４０８（図４Ａ～図４Ｂ及び図１０Ａを参照）と位置合わせされるように、又は別様にインターフェースするように構成され得る。したがって、頂部側位置合わせ構造１１１６は、構造４０８、４４２とインターフェースすることを可能にする任意のサイズ、形状を有し得る。例えば、頂部側位置合わせ構造１１１６は、構造４０８又は構造４４２と同様のサイズ及び形状、例えば、細長い形状、多角形形状、又は任意の他の好適な形状を有し得る。頂部側位置合わせ構造１１１６は、クランプしたときにクランプがカニューレラグに接触し、任意の圧縮がクランプ力の低減及び保持をもたらす表面であるので、剛性部分１１０２の残部と同じ材料で作製され、できる限り小さい圧縮を有するように設計される。しかしながら、頂部側位置合わせ構造１１１６は、頂部側位置合わせ構造１１１６が、クランプ／ラグインターフェース領域の角度（例えば、クランプ３０６の位置合わせ構造４４２とラグ４０６の構造４０８との間の角度）まで、できる限り容易に回転できることを可能にするために、可撓性障壁部分１１０４によって全体的に取り囲まれている。頂部側位置合わせ構造１１１６の修正可能な角度は、図１１Ｃ～図１１Ｄを参照してより詳細に例示されている。具体的には、図１１Ｃでは、取り付けデバイス２１２及び第１のクランプ構成要素３０６が開構成にあるときに、頂部側位置合わせ構造１１１６が、周囲の可撓性障壁部分１１０４によって形成された滅菌アダプタ頂部側の残部と実質的に位置合わせされて、実質的に平坦な表面を形成し得ることが分かる。しかしながら、図１１Ｄに示されるように、第１のクランプ構成要素３０６が閉構成に動いたときに、第１のクランプ構成要素３０６は、頂部側位置合わせ構造１１１６を押圧する。これが、次に、頂部側位置合わせ構造１１１６をカニューレラグ４０６の位置合わせ構造４０８の表面１００２に押圧する。換言すれば、頂部側位置合わせ構造１１１６は、下方へ回転して、カニューレラグ４０６の位置合わせ構造４０８を形成する表面１００２の角度に一致するように、頂部側の残部に対して角度付けされる。これは、頂部側位置合わせ構造１１１６が全体的に可撓性障壁部分１１０４によって取り囲まれることにより起こり得る。例えば、可撓性障壁部分１１０４は、頂部側位置合わせ構造１１１６が位置を変えることを可能にする、ヒンジとして作用し得る。開位置にある滅菌アダプタの形状が、カニューレの挿入及び取り外しをできる限り容易にするように設計されるので、更に、可撓性設計が、滅菌アダプタの重要な嵌合面が必要な力を可能な限り少なくし、かつできる限り高い信頼性で、しっかりとした取り付け（例えば、クランプ）に必要な形状に合致させることができることを確実にするので、この滅菌アダプタ４５０の一部分の剛性／可撓性の性質は重要である。

以下、可撓性障壁部分１１０４に戻ると、上で論じたように、可撓性障壁部分は、剛性部分１１０２に成形されて、カニューレラグの残部を取り囲むように構成されている。この態様では、可撓性障壁部分１１０４は、剛性カニューレインターフェース部分１１０６のアーム側１１１０に、及び開口部４５２の周りに成形されて、そこから延在し得る。この態様では、可撓性障壁部分１１０４は、カニューレラグを受容するために寸法決めされているキャビティ１１２０を、剛性インターフェース部分１１０６の開口部４５２の周りに形成し得る。キャビティ１１２０は、剛性位置合わせ部分１１１４によって画定された底部側と、剛性位置合わせ部分１１１６によって画定された頂部側の一部分と、可撓性障壁部分１１０４によって実質的に画定されたキャビティの残部と、を有し得る。

滅菌アダプタ４５０の追加的な態様は、剛性インターフェース部分１１０６のアーム側１１１０に成形され、可撓性障壁部分１１０４の頂部側に沿って位置決めされた、剛性保持バンプ１１３０を含み得る。保持バンプ１１３０は、例えば、取り付けデバイス２１２の開口部の近くで相補的嵌合構造と嵌合して、カニューレ挿入及び取り外し中に、滅菌アダプタを取り付けデバイス２１２に着座させたままにするのを補助し得る。加えて、滅菌アダプタ４５０は、剛性カニューレインターフェース部分１１０６のアーム側に成形され、可撓性障壁部分１１０４の側面に沿って位置決めされた、１つ又は２つ以上の剛性嵌合データム１１３２を含み得る。例えば、少なくとも１つのデータム１１３２は、バンプ１１３０と異なるアダプタの側面並びに／又は頂部側及び底部側に沿って、例えば、頂部側及び底部側を接続する第３の側に位置決めされ得る。剛性嵌合データム１１３２は、カニューレをツール軸と正しく位置合わせされた状態に保つように設計された特定の配向で構成され得る。

図１２は、一実施形態による、上で論じられる動作を実施するように動作可能である外科用ロボットシステムのコンピュータ部分のブロック図である。例示的な外科用ロボットシステム１２００は、ユーザコンソール１０２と、外科用ロボット１２０と、制御タワー１０３と、を含み得る。外科用ロボットシステム１２００は、他の又は追加のハードウェア構成要素を含み得る。したがって、図は、例として提供されるものであり、このシステムアーキテクチャーへの限定ではない。

上述のように、ユーザコンソール１０２は、コンソールコンピュータ１２１１と、１つ又は２つ以上のＵＩＤ１２１２と、コンソールアクチュエータ１２１３と、ディスプレイ１２１４と、フットペダル１２１６と、コンソールコンピュータ１２１１と、ネットワークインターフェース１２１８と、を含み得る。加えて、ユーザコンソール１０２は、システムの動作に必要とされる様々な外科的条件（例えば、ＵＩＤの配向、ディスプレイに対する外科医の配向、コンソールシートの配向など）を検出するためのいくつかの構成要素、例えば、ＵＩＤトラッカ１２１５、ディスプレイトラッカ１２１７、及びコンソールトラッカ１２１９を含み得る。ユーザコンソール１０２に着座しているユーザ若しくは外科医は、ユーザコンソール１０２の人間工学的な設定を手動で調節することができ、又は設定は、ユーザプロファイル若しくは選好に従って自動的に調節することができることが更に理解されるべきである。手動調節及び自動調節は、ユーザ入力又はコンソールコンピュータ１２１１によって記憶された構成に基づいて、コンソールアクチュエータ１２１３を駆動することを通じて達成され得る。ユーザは、１つ又は２つ以上のマスタＵＩＤ１２１２及びフットペダル１２１６を使用して外科用ロボット１２０を制御することによってロボット支援手術を行い得る。ＵＩＤ１２１２の位置及び配向は、ＵＩＤトラッカ１２１５によって連続的に追跡され、状態の変化は、コンソールコンピュータ１２１１によってユーザ入力として記録されて、ネットワークインターフェース１２１８を介して制御タワー１０３に送られる。患者の解剖学的構造のリアルタイム外科用ビデオ、器具、及び関連するソフトウェアアプリケーションは、開放型又は没入型ディスプレイを含む、高解像度３Ｄディスプレイ１２１４上でユーザに提示することができる。

ユーザコンソール１０２は、制御タワー１０３に通信可能に結合され得る。ユーザコンソールはまた、改善された人間工学のための追加的な特徴も提供する。例えば、ユーザコンソールは、開放型ディスプレイを含むオープンアーキテクチャシステムであり得るが、場合によっては、没入型ディスプレイが提供され得る。更に、改善された人間工学のために、外科医のための高度に調節可能なシート及び電磁又は光トラッカを通じて追跡されるマスタＵＩＤがユーザコンソール１０２に含まれる。

制御タワー１０３は、タッチスクリーンディスプレイ、外科医のロボット支援型の器具の操作を制御するコンピュータ、安全システム、グラフィカルユーザインターフェース（graphical user interface、ＧＵＩ）、光源、並びにビデオ及びグラフィックコンピュータを収容する、治療現場移動カートとすることができる。図１２に示されるように、制御タワー１０３は、少なくとも視覚化コンピュータ、制御コンピュータ、及び補助コンピュータを含む中央コンピュータ１２３１と、チームディスプレイ及び看護師ディスプレイを含む様々なディスプレイ１２３３と、制御タワー１０３をユーザコンソール１０２及び外科用ロボット１２０の両方に結合するネットワークインターフェース１２１８と、を含み得る。制御タワー１０３は、看護師ディスプレイタッチスクリーン、ソフトパワー及びＥ－ホールドボタン、ビデオ及び静止画像のためのユーザフェーシングＵＳＢ、並びに電子キャスタ制御インターフェースなどの、ユーザの利便性のための追加的な特徴を提供し得る。補助コンピュータはまた、リアルタイムＬｉｎｕｘを実行し得、ロギング／監視、及びクラウドベースのウェブサービスとの相互作用を提供し得る。

外科用ロボット１２０は、標的の患者の解剖学的構造の上に位置決めすることができる複数の一体型ロボットアーム１２２２を備えた、手術台１２２４を含み得る。互換ツール１２２３一式は、アーム１２２２の遠位端に取り付けること、又はそこから取り外すことができ、外科医が、様々な外科手技を行うことを可能にする。外科用ロボット１２０はまた、アーム１２２２、台１２２４、及びツール１２２３の手動又は自動制御のための制御インターフェース１２２５も備え得る。制御インターフェースは、限定されないが、遠隔制御装置、ボタン、パネル、及びタッチスクリーンなどのアイテムを含むことができる。システムによって手技を行うために、トロカール（スリーブ、シールカートリッジ、及び閉塞具）及びドレープなどの他の付属品も必要であり得る。いくつかの変形例では、複数のアーム１２２２は、各側に２つのアームを備えた、手術台１２２４の両側に装着された４つのアームを含む。特定の外科手技の場合、台の一方の側に装着されたアームは、台及び他方の側に装着されたアームの下に伸ばして交差させることによって、台の反対側に位置決めすることができ、これにより合計で３つのアームが台１２２４の同じ側に位置決めされる。外科用ツールはまた、台のコンピュータ１２２１及びネットワークインターフェース１２１８も備えることができ、これらは、外科用ロボット１２０を制御タワー１０３と通信させることができる。

前述の説明は、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために特定の用語体系を使用した。しかしながら、本発明を実施するためには、具体的な詳細の多くが必要とされないことは、当業者には明らかであろう。したがって、特定の本発明の態様の上述の説明は、例示及び説明の目的で提示されている。それらは、網羅的であること、及び開示した正確な形態に本発明を制限することを意図するものではない。明確に、上記の教示に照らして、多くの修正及び変形が可能である。本明細書に記載の実施形態は、本発明の原理及びその実際的な用途の最良の説明を提供し、それによって当業者が本発明を様々な実施形態で、また企図される特定の用途に適するように様々な修正を行って最良に利用できるように、選択され説明された。

〔実施の態様〕
（１）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
開位置と閉位置との間で移行するように構成された第１のクランプ構成要素と、
前記第１のクランプ構成要素から離間された第２のクランプ構成要素であって、前記第１のクランプ構成要素及び前記第２のクランプ構成要素が、領域を画定し、前記領域は、前記カニューレの一部分を受容するように構成され、かつ前記第１のクランプ構成要素が前記閉位置にあるときに前記カニューレの前記一部分を前記領域内に保持するように構成された、第２のクランプ構成要素と、
前記第１のクランプ構成要素を前記開位置にロックして、前記領域内の前記カニューレの前記一部分の位置に基づいて、前記第１のクランプ構成要素が前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロック構成要素と、を備えている、装置。
（２）前記カニューレの前記一部分の前記位置が前記領域内でずれているときに、前記ロック構成要素が、前記第１の構成要素を前記開位置にロックする、実施態様１に記載の装置。
（３）前記カニューレの前記一部分の前記位置が前記領域内で位置合わせされたときに、前記第１のクランプ構成要素が前記開位置から前記閉位置に自動的に移行する、実施態様１に記載の装置。
（４）前記カニューレが、前記領域内で位置合わせされたときに前記ロック構成要素の一部分と接触して、前記ロック構成要素を前記第１のクランプ構成要素から係脱させて、前記第１のクランプ構成要素が前記開位置から前記閉位置に移行することを可能にする、実施態様１に記載の装置。
（５）前記ロック構成要素が、前記カニューレの前記一部分が前記領域内で位置合わせされた位置にあるか、又はずれた位置にあるかを機械的に検出する、実施態様１に記載の装置。

（６）前記第１のクランプ構成要素が前記開位置にあり、かつ前記カニューレの前記一部分が前記領域内にあるときに、ユーザが前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けているところであることを、前記ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを更に備えている、実施態様１に記載の装置。
（７）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリに結合されたロックアセンブリであって、前記クランプアセンブリを前記開位置にロックして、前記クランプアセンブリ内の前記カニューレの位置に基づいて、前記クランプアセンブリが前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロックアセンブリと、
前記クランプアセンブリが、前記クランプアセンブリが前記開位置にロックされているときのドッキングモードにあるか、又は前記クランプアセンブリが前記閉位置にロックされているときのクランプモードにあるかを、前記ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
（８）前記ドッキングモードでは、前記カニューレの検出された位置が前記外科用ロボットシステムへの取り付けに適した位置になるまで、前記クランプアセンブリが前記開位置にロックされたままである、実施態様７に記載のシステム。
（９）前記クランプモードでは、前記外科用ロボットシステムが、前記カニューレが前記ロボット外科用システムに取り付けられていることをユーザに通知する、実施態様７に記載のシステム。
（１０）前記カニューレの前記検出された位置がずれているときに、前記ロックアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置にロックする、実施態様７に記載のシステム。

（１１）前記カニューレの前記検出された位置が位置合わせされたときに、前記ロックアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置から前記閉位置に移行させるように更に構成されている、実施態様７に記載のシステム。
（１２）前記ロックアセンブリが、前記カニューレの前記位置に基づいて前記クランプアセンブリをロック又はロック解除するロックアウト機構に結合されたレバーを備えている、実施態様７に記載のシステム。
（１３）ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記１つ又は２つ以上のセンサによって感知された前記特性に基づいて前記クランプアセンブリの状態を判定して、前記クランプアセンブリの前記状態に関するフィードバックを前記ユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
（１４）前記クランプアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置と前記閉位置との間で移行させるように動作可能であるレバーを備え、前記センサアセンブリが、前記レバーに結合された位置センサを備えている、実施態様１３に記載のシステム。
（１５）前記位置センサによって感知される前記特性が、前記レバーの角度である、実施態様１４に記載のシステム。

（１６）前記１つ又は２つ以上のプロセッサによって判定される前記クランプアセンブリの前記状態が、前記開位置又は前記閉位置であり、前記レバーの前記角度に基づいて判定される、実施態様１５に記載のシステム。
（１７）前記クランプアセンブリの前記状態は（１）前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在する、又は（２）前記カニューレが前記クランプアセンブリから解放されている、であることを前記ユーザに示す、視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構を更に備えている、実施態様１３に記載のシステム。
（１８）ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリによって受容されたときに前記カニューレの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記１つ又は２つ以上のセンサによって感知された前記特性に基づいて前記カニューレの状態を判定して、前記カニューレの前記状態に関するフィードバックを前記ユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
（１９）前記位置センサは、磁気エンコーダであり、前記カニューレが、前記カニューレの前記特性を感知するために、前記磁気エンコーダによって感知される磁石を備えている、実施態様１８に記載のシステム。
（２０）前記カニューレの前記特性は、前記クランプアセンブリの受容部分内の前記カニューレの存在を含む、実施態様１９に記載のシステム。

（２１）前記特性に基づいて判定される前記カニューレの前記状態が、前記カニューレが前記ロボットアームに適切に取り付けられているか、又は前記ロボットアームへの前記カニューレの取り付けが解放されているか、である、実施態様１９に記載のシステム。
（２２）前記カニューレの前記特性が、前記クランプアセンブリの前記受容部分内のカニューレのタイプを含む、実施態様１９に記載のシステム。
（２３）前記カニューレに結合される前記磁石の角度に基づいて、前記クランプアセンブリの前記受容部分内の前記カニューレのタイプが判定される、実施態様２２に記載のシステム。
（２４）前記ロボット外科用システムが、視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構を備えている、実施態様１８に記載のシステム。
（２５）カニューレのロボット外科用システムへの取り付けを制御するためのシステムであって、前記システムが、
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能な、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリが前記開位置にあるか、若しくは前記閉位置にあるか、又は前記クランプアセンブリによって受容された前記カニューレの存在を検出するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記センサアセンブリによる前記検出に基づいて、前記カニューレの前記ロボット外科用システムへの取り付けを制御するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。

（２６）前記センサアセンブリが、前記クランプアセンブリが前記開位置にあることを検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
前記クランプアセンブリに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリを係脱することと、
前記外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック駆動機構に係合して、前記カニューレの前記クランプアセンブリ内での位置決めを可能にすることと、を行わせる、実施態様２５に記載のシステム。
（２７）前記センサアセンブリが前記クランプアセンブリの前記閉位置への移行を検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記クランプアセンブリに対する前記カニューレの現在位置が維持されるように、前記外科用ロボットアームと関連付けられた前記重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる、実施態様２６に記載のシステム。
（２８）前記センサアセンブリが前記クランプアセンブリの前記閉位置への移行を検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
前記カニューレに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記外科用ロボットアームと関連付けられた前記重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる、実施態様２６に記載のシステム。
（２９）前記センサアセンブリが、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、前記カニューレが存在することを検出すると、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、前記カニューレが前記外科用ロボットシステムに取り付けられたことをユーザに通知させる、実施態様２８に記載のシステム。
（３０）前記センサアセンブリが、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、前記カニューレが存在することを検出すると、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
カニューレのタイプを判定することと、
前記カニューレのタイプをユーザに通知することと、を行わせる、実施態様２８に記載のシステム。

（３１）前記センサアセンブリが、前記クランプアセンブリの前記開位置への移行を検出したときに、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在していないことを検出したときに、又はカニューレ識別子を検出しなかったときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記外科用ロボットシステムはカニューレの取り付けの準備ができていることをユーザに通知することと、を行わせる、実施態様２８に記載のシステム。
（３２）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記カニューレをロボット外科用システムに取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、
前記開位置と前記閉位置との間で前記クランプを移行させるように動作可能なアクチュエータと、
第１の枢軸点で前記クランプ（camp）に、及び第２の枢軸点で前記アクチュエータに枢動可能に結合されたリンク部材と、を備え、前記閉位置おいて、前記第２の枢軸点が、前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである、装置。
（３３）前記閉位置において、前記第２の枢軸点が、１度以下の角度だけ前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである、実施態様３２に記載の装置。
（３４）前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである前記第２の枢軸点を有することで、前記ロボット外科用システムに取り付けられた前記カニューレに印加された荷重の任意の増加によって、前記クランプに、前記クランプ自体を次第に前記閉位置にさせる、実施態様３２に記載の装置。
（３５）前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである前記第２の枢軸点を有することで、前記ロボット外科用システムに取り付けられた前記カニューレに力が印加されたときに、前記クランプが前記開位置に移行するのを防止する、実施態様３２に記載の装置。

（３６）前記クランプが、第３の枢軸点において基部部材に回転可能に結合された第１の端部と、前進位置まで回転して、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付ける第２の端部と、を備えている、実施態様３２に記載の装置。
（３７）前記第２の端部が、前記カニューレの前記ロボット外科用システムへの前記取り付けを補強するように構成されたカニューレ嵌合特徴を備えている、実施態様３６に記載の装置。
（３８）前記アクチュエータが、第４の枢軸点において前記基部部材に結合されて、４バーリンケージ機構を形成する、実施態様３６に記載の装置。
（３９）前記アクチュエータが、ユーザが手動で前記アクチュエータに前記クランプを前記開位置に移行させることを可能にするように構成された第１の端部と、ロックアウト機構に近接する第２の端部と、を備え、前記ロックアウト機構が、前記アクチュエータと係合して前記クランプを前記開位置にロックし、前記カニューレが接触した時点で、前記アクチュエータから係脱して前記クランプが前記閉位置に移行することを可能にする、実施態様３８に記載の装置。
（４０）前記クランプによって前記ロボット外科用システムに取り付けられたときに前記カニューレが位置決めされるカニューレ受容チャンバを有する、基部部材を更に備え、前記受容チャンバが、前記カニューレを前記受容チャンバ内に誘導して、前記カニューレのずれを防止するために、カニューレ嵌合特徴を備えている、実施態様３２に記載の装置。

（４１）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるためのカニューレ滅菌アダプタであって、前記アダプタが、
カニューレラグを受容するように寸法決めされた開口部を画定するカニューレインターフェース、前記カニューレインターフェースから延在する第１のカニューレインターフェース構造、及び第２のカニューレインターフェース、を有する剛性障壁部分であって、前記第１のカニューレインターフェース及び前記第２のカニューレインターフェースが、カニューレラグの位置合わせ構造とインターフェースするように寸法決めされている、剛性障壁部分と、
前記剛性障壁部分に成形された可撓性障壁部分であって、前記可撓性障壁部分が、その中に挿入されるカニューレラグを受容するように寸法決めされたキャビティを、前記剛性障壁部分の前記開口部の周りに画定し、前記キャビティが、前記第１のカニューレインターフェース構造によって画定された第１の側、及び前記第２のカニューレインターフェース構造が位置する第２の側を有し、前記第２のカニューレインターフェース構造が、前記可撓性障壁部分によって全体的に取り囲まれている、可撓性障壁部分と、を備えている、アダプタ。
（４２）前記カニューレインターフェースが、前記ロボット外科用システムのロボット外科用アームに面するアーム側、及び前記カニューレラグに面するカニューレ側を有する、プレートを備え、前記第１のカニューレインターフェース構造が、前記アーム側から前記ロボット外科用アームの方向に延在する、実施態様４１に記載のアダプタ。
（４３）前記可撓性障壁部分が、前記プレートの前記アーム側に成形され、前記キャビティの少なくとも３つの側面を画定する、実施態様４１に記載のアダプタ。
（４４）前記第１のカニューレインターフェース構造が、前記カニューレラグの相補的陥凹領域（complimentary recessed region）とインターフェースするように寸法決めされた竜骨形状の構造を備えている、実施態様４１に記載のアダプタ。
（４５）剛性クランプインターフェース部分が、前記第２の側に成形されたプレートを備えている、実施態様４１に記載のアダプタ。

（４６）前記プレートの角度が、前記カニューレラグの前記位置合わせ構造の角度に修正可能である、実施態様４５に記載のアダプタ。
（４７）前記可撓性障壁部分の前記第２の側に結合された保持バンプを更に備え、前記保持バンプが、クランプアセンブリ内の前記カニューレラグの挿入及び取り外し中に、前記カニューレ滅菌アダプタを前記クランプアセンブリ内に保持するように寸法決めされている、実施態様４１に記載のアダプタ。
（４８）前記可撓性障壁部分の第３の側に結合され、中に挿入された前記カニューレラグと、関連するツールの軸との位置合わせを維持するように構成されている、嵌合データムを更に備えている、実施態様４１に記載のアダプタ。
（４９）前記剛性障壁部分が、プラスチック材料によって形成されている、実施態様４１に記載のアダプタ。
（５０）前記可撓性障壁部分が、前記剛性障壁部分にオーバーモールドされた可撓性エラストマー材料によって形成されている、実施態様４１に記載のアダプタ。

（５１）前記可撓性障壁部分が、熱可塑性ポリウレタンを含む、実施態様４１に記載のアダプタ。
（５２）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間でクランプを移行させるように前記クランプに結合された、アクチュエータを備えている、クランプアセンブリと、
前記クランプの前記移行を制御するように前記クランプアセンブリに結合された、ロックアウトアセンブリであって、前記クランプが前記開位置にあるときに前記アクチュエータに結合された軸受に係合するように、かつ前記軸受を係脱して前記クランプが前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように寸法決めされているフックを有する、ロックアウトアセンブリと、を備えている、装置。
（５３）前記フックが、前記軸受の接点を越えて延在して前記軸受に係合する先端を備え、前記先端が前記接点と位置合わせされたときに、前記フックが前記軸受を係脱して、前記クランプが前記閉位置に移行することを可能にする、実施態様５２に記載の装置。
（５４）前記先端を前記接点と位置合わせすることで、前記軸受の回転を生じさせ、前記回転は、前記フックが前記軸受を係脱することを可能にする、実施態様５２に記載の装置。
（５５）前記フックが、ばねに結合されて、前記フックを付勢して前記軸受に係合させる、実施態様５２に記載の装置。

（５６）前記フックと前記軸受との前記係合又は前記係脱が、前記ロックアウトアセンブリの係合状態を前記ユーザに通知する可聴フィードバック又は触覚フィードバックを提供する、実施態様５２に記載の装置。
（５７）前記ロックアウトアセンブリが、前記クランプアセンブリに挿入されたカニューレが接触したときに、前記軸受から係脱される、実施態様５２に記載の装置。
（５８）前記フックを前記軸受に係合又は係脱させるために必要な力を調節するように動作可能な調節機構を更に備えている、実施態様５２に記載の装置。
（５９）前記調節機構が、前記フックと前記軸受との間隔を増加させる第１の位置と、前記フックと前記軸受との前記間隔を減少させる第２の位置との間で調節可能である、止めねじを備えている、実施態様５８に記載の装置。
（６０）前記第１の位置において、前記フックに前記軸受を係脱させるために必要な力が低減される、実施態様５９に記載の装置。

（６１）前記第２の位置において、前記フックに前記軸受を係脱させるために必要な力が増加される、実施態様５９に記載の装置。
（６２）ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、
前記クランプアセンブリに結合されて、前記クランプを前記開位置に保持し、カニューレによる力の印加時に前記クランプを前記閉位置に解放するための、ロックアセンブリであって、前記開位置において前記クランプのロックアウト軸受に係合し、前記ロックアウト軸受を係脱して前記クランプを前記閉位置に解放する、ロックアウトフックを有する、ロックアセンブリと、
前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な力を調節するように動作可能な調節部材と、を備えている、装置。
（６３）前記ロックアウトフックが、ばねによって前記ロックアウト軸受の係合に向かって付勢される、実施態様６２に記載の装置。
（６４）前記調節部材が、前記ロックアウトフックの位置を前記ロックアウト軸受から離してシフトさせて、前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な前記力を低減させる、実施態様６３に記載の装置。
（６５）前記調節部材が、前記ロックアウトフックの位置を前記ロックアウト軸受に向かってシフトさせて、前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な前記力を増加させる、実施態様６３に記載の装置。

（６６）前記調節部材が、前記ロックアウトフックを通って、前記ロックアウトフックと前記ロックアウト軸受との間の境界面まで延在する、止めねじを備えている、実施態様６３に記載の装置。
（６７）前記止めねじを締め付けることで、前記ロックアウトフックの前記位置を前記ロックアウト軸受から離してシフトさせる、実施態様６６に記載の装置。
（６８）前記止めねじを緩めることで、前記ロックアウトフックの前記位置を前記ロックアウト軸受に向かってシフトさせる、実施態様６６に記載の装置。
（６９）前記ロックアウト軸受が、玉軸受である、実施態様６２に記載の装置。
（７０）前記クランプが、前記クランプの第１のクランプ構成要素に結合されているアクチュエータを備えている、実施態様６２に記載の装置。

（７１）前記アクチュエータが、前記第１のクランプ構成要素を前記開位置と前記閉位置との間で動かすように動作可能であり、前記玉軸受が、前記アクチュエータに結合されている、実施態様７０に記載の装置。

Claims

ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
開位置と閉位置との間で移行するように構成された第１のクランプ構成要素と、
前記第１のクランプ構成要素から離間された第２のクランプ構成要素であって、前記第１のクランプ構成要素及び前記第２のクランプ構成要素が、領域を画定し、前記領域は、前記カニューレの一部分を受容するように構成され、かつ前記第１のクランプ構成要素が前記閉位置にあるときに前記カニューレの前記一部分を前記領域内に保持するように構成された、第２のクランプ構成要素と、
前記第１のクランプ構成要素を前記開位置にロックして、前記領域内の前記カニューレの前記一部分の位置に基づいて、前記第１のクランプ構成要素が前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロック構成要素と、を備えている、装置。
前記カニューレの前記一部分の前記位置が前記領域内でずれているときに、前記ロック構成要素が、前記第１の構成要素を前記開位置にロックする、請求項１に記載の装置。
前記カニューレの前記一部分の前記位置が前記領域内で位置合わせされたときに、前記第１のクランプ構成要素が前記開位置から前記閉位置に自動的に移行する、請求項１に記載の装置。
前記カニューレが、前記領域内で位置合わせされたときに前記ロック構成要素の一部分と接触して、前記ロック構成要素を前記第１のクランプ構成要素から係脱させて、前記第１のクランプ構成要素が前記開位置から前記閉位置に移行することを可能にする、請求項１に記載の装置。
前記ロック構成要素が、前記カニューレの前記一部分が前記領域内で位置合わせされた位置にあるか、又はずれた位置にあるかを機械的に検出する、請求項１に記載の装置。
前記第１のクランプ構成要素が前記開位置にあり、かつ前記カニューレの前記一部分が前記領域内にあるときに、ユーザが前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けているところであることを、前記ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサを更に備えている、請求項１に記載の装置。
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリに結合されたロックアセンブリであって、前記クランプアセンブリを前記開位置にロックして、前記クランプアセンブリ内の前記カニューレの位置に基づいて、前記クランプアセンブリが前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように構成された、ロックアセンブリと、
前記クランプアセンブリが、前記クランプアセンブリが前記開位置にロックされているときのドッキングモードにあるか、又は前記クランプアセンブリが前記閉位置にロックされているときのクランプモードにあるかを、前記ロボット外科用システムに信号伝達するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
前記ドッキングモードでは、前記カニューレの検出された位置が前記外科用ロボットシステムへの取り付けに適した位置になるまで、前記クランプアセンブリが前記開位置にロックされたままである、請求項７に記載のシステム。
前記クランプモードでは、前記外科用ロボットシステムが、前記カニューレが前記ロボット外科用システムに取り付けられていることをユーザに通知する、請求項７に記載のシステム。
前記カニューレの前記検出された位置がずれているときに、前記ロックアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置にロックする、請求項７に記載のシステム。
前記カニューレの前記検出された位置が位置合わせされたときに、前記ロックアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置から前記閉位置に移行させるように更に構成されている、請求項７に記載のシステム。
前記ロックアセンブリが、前記カニューレの前記位置に基づいて前記クランプアセンブリをロック又はロック解除するロックアウト機構に結合されたレバーを備えている、請求項７に記載のシステム。
ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記１つ又は２つ以上のセンサによって感知された前記特性に基づいて前記クランプアセンブリの状態を判定して、前記クランプアセンブリの前記状態に関するフィードバックを前記ユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
前記クランプアセンブリが、前記クランプアセンブリを前記開位置と前記閉位置との間で移行させるように動作可能であるレバーを備え、前記センサアセンブリが、前記レバーに結合された位置センサを備えている、請求項１３に記載のシステム。
前記位置センサによって感知される前記特性が、前記レバーの角度である、請求項１４に記載のシステム。
前記１つ又は２つ以上のプロセッサによって判定される前記クランプアセンブリの前記状態が、前記開位置又は前記閉位置であり、前記レバーの前記角度に基づいて判定される、請求項１５に記載のシステム。
前記クランプアセンブリの前記状態は（１）前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在する、又は（２）前記カニューレが前記クランプアセンブリから解放されている、であることを前記ユーザに示す、視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構を更に備えている、請求項１３に記載のシステム。
ロボット外科用システムへのカニューレの取り付けを検出するためのシステムであって、前記システムが、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムのロボットアームに前記カニューレを取り付けるように構成された閉位置と、を有する、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリによって受容されたときに前記カニューレの特性を感知するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記１つ又は２つ以上のセンサによって感知された前記特性に基づいて前記カニューレの状態を判定して、前記カニューレの前記状態に関するフィードバックを前記ユーザに提供するように構成された、１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
前記位置センサは、磁気エンコーダであり、前記カニューレが、前記カニューレの前記特性を感知するために、前記磁気エンコーダによって感知される磁石を備えている、請求項１８に記載のシステム。
前記カニューレの前記特性は、前記クランプアセンブリの受容部分内の前記カニューレの存在を含む、請求項１９に記載のシステム。
前記特性に基づいて判定される前記カニューレの前記状態が、前記カニューレが前記ロボットアームに適切に取り付けられているか、又は前記ロボットアームへの前記カニューレの取り付けが解放されているか、である、請求項１９に記載のシステム。
前記カニューレの前記特性が、前記クランプアセンブリの前記受容部分内のカニューレのタイプを含む、請求項１９に記載のシステム。
前記カニューレに結合される前記磁石の角度に基づいて、前記クランプアセンブリの前記受容部分内の前記カニューレのタイプが判定される、請求項２２に記載のシステム。
前記ロボット外科用システムが、視覚フィードバック機構又は音声フィードバック機構を備えている、請求項１８に記載のシステム。
カニューレのロボット外科用システムへの取り付けを制御するためのシステムであって、前記システムが、
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能な、クランプアセンブリと、
前記クランプアセンブリが前記開位置にあるか、若しくは前記閉位置にあるか、又は前記クランプアセンブリによって受容された前記カニューレの存在を検出するように動作可能なセンサアセンブリと、
前記センサアセンブリによる前記検出に基づいて、前記カニューレの前記ロボット外科用システムへの取り付けを制御するように構成された１つ又は２つ以上のプロセッサと、を備えている、システム。
前記センサアセンブリが、前記クランプアセンブリが前記開位置にあることを検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
前記クランプアセンブリに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリを係脱することと、
前記外科用ロボットアームと関連付けられた重力補償アクティブバック駆動機構に係合して、前記カニューレの前記クランプアセンブリ内での位置決めを可能にすることと、を行わせる、請求項２５に記載のシステム。
前記センサアセンブリが前記クランプアセンブリの前記閉位置への移行を検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記クランプアセンブリに対する前記カニューレの現在位置が維持されるように、前記外科用ロボットアームと関連付けられた前記重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる、請求項２６に記載のシステム。
前記センサアセンブリが前記クランプアセンブリの前記閉位置への移行を検出したときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
前記カニューレに結合された外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記外科用ロボットアームと関連付けられた前記重力補償アクティブバック駆動機構を係脱することと、を行わせる、請求項２６に記載のシステム。
前記センサアセンブリが、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、前記カニューレが存在することを検出すると、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、前記カニューレが前記外科用ロボットシステムに取り付けられたことをユーザに通知させる、請求項２８に記載のシステム。
前記センサアセンブリが、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在することを更に検出し、前記カニューレが存在することを検出すると、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
カニューレのタイプを判定することと、
前記カニューレのタイプをユーザに通知することと、を行わせる、請求項２８に記載のシステム。
前記センサアセンブリが、前記クランプアセンブリの前記開位置への移行を検出したときに、前記カニューレが前記クランプアセンブリ内に存在していないことを検出したときに、又はカニューレ識別子を検出しなかったときに、前記１つ又は２つ以上のプロセッサが、前記外科用ロボットシステムに、
外科用ロボットアームと関連付けられたブレーキアセンブリに係合することと、
前記外科用ロボットシステムはカニューレの取り付けの準備ができていることをユーザに通知することと、を行わせる、請求項２８に記載のシステム。
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
カニューレを受容するように構成された開位置と、前記カニューレをロボット外科用システムに取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、
前記開位置と前記閉位置との間で前記クランプを移行させるように動作可能なアクチュエータと、
第１の枢軸点で前記クランプに、及び第２の枢軸点で前記アクチュエータに枢動可能に結合されたリンク部材と、を備え、前記閉位置おいて、前記第２の枢軸点が、前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである、装置。
前記閉位置において、前記第２の枢軸点が、１度以下の角度だけ前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである、請求項３２に記載の装置。
前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである前記第２の枢軸点を有することで、前記ロボット外科用システムに取り付けられた前記カニューレに印加された荷重の任意の増加によって、前記クランプに、前記クランプ自体を次第に前記閉位置にさせる、請求項３２に記載の装置。
前記第１の枢軸点に対してオーバーセンタである前記第２の枢軸点を有することで、前記ロボット外科用システムに取り付けられた前記カニューレに力が印加されたときに、前記クランプが前記開位置に移行するのを防止する、請求項３２に記載の装置。
前記クランプが、第３の枢軸点において基部部材に回転可能に結合された第１の端部と、前進位置まで回転して、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付ける第２の端部と、を備えている、請求項３２に記載の装置。
前記第２の端部が、前記カニューレの前記ロボット外科用システムへの前記取り付けを補強するように構成されたカニューレ嵌合特徴を備えている、請求項３６に記載の装置。
前記アクチュエータが、第４の枢軸点において前記基部部材に結合されて、４バーリンケージ機構を形成する、請求項３６に記載の装置。
前記アクチュエータが、ユーザが手動で前記アクチュエータに前記クランプを前記開位置に移行させることを可能にするように構成された第１の端部と、ロックアウト機構に近接する第２の端部と、を備え、前記ロックアウト機構が、前記アクチュエータと係合して前記クランプを前記開位置にロックし、前記カニューレが接触した時点で、前記アクチュエータから係脱して前記クランプが前記閉位置に移行することを可能にする、請求項３８に記載の装置。
前記クランプによって前記ロボット外科用システムに取り付けられたときに前記カニューレが位置決めされるカニューレ受容チャンバを有する、基部部材を更に備え、前記受容チャンバが、前記カニューレを前記受容チャンバ内に誘導して、前記カニューレのずれを防止するために、カニューレ嵌合特徴を備えている、請求項３２に記載の装置。
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるためのカニューレ滅菌アダプタであって、前記アダプタが、
カニューレラグを受容するように寸法決めされた開口部を画定するカニューレインターフェース、前記カニューレインターフェースから延在する第１のカニューレインターフェース構造、及び第２のカニューレインターフェース、を有する剛性障壁部分であって、前記第１のカニューレインターフェース及び前記第２のカニューレインターフェースが、カニューレラグの位置合わせ構造とインターフェースするように寸法決めされている、剛性障壁部分と、
前記剛性障壁部分に成形された可撓性障壁部分であって、前記可撓性障壁部分が、その中に挿入されるカニューレラグを受容するように寸法決めされたキャビティを、前記剛性障壁部分の前記開口部の周りに画定し、前記キャビティが、前記第１のカニューレインターフェース構造によって画定された第１の側、及び前記第２のカニューレインターフェース構造が位置する第２の側を有し、前記第２のカニューレインターフェース構造が、前記可撓性障壁部分によって全体的に取り囲まれている、可撓性障壁部分と、を備えている、アダプタ。
前記カニューレインターフェースが、前記ロボット外科用システムのロボット外科用アームに面するアーム側、及び前記カニューレラグに面するカニューレ側を有する、プレートを備え、前記第１のカニューレインターフェース構造が、前記アーム側から前記ロボット外科用アームの方向に延在する、請求項４１に記載のアダプタ。
前記可撓性障壁部分が、前記プレートの前記アーム側に成形され、前記キャビティの少なくとも３つの側面を画定する、請求項４１に記載のアダプタ。
前記第１のカニューレインターフェース構造が、前記カニューレラグの相補的陥凹領域とインターフェースするように寸法決めされた竜骨形状の構造を備えている、請求項４１に記載のアダプタ。
剛性クランプインターフェース部分が、前記第２の側に成形されたプレートを備えている、請求項４１に記載のアダプタ。
前記プレートの角度が、前記カニューレラグの前記位置合わせ構造の角度に修正可能である、請求項４５に記載のアダプタ。
前記可撓性障壁部分の前記第２の側に結合された保持バンプを更に備え、前記保持バンプが、クランプアセンブリ内の前記カニューレラグの挿入及び取り外し中に、前記カニューレ滅菌アダプタを前記クランプアセンブリ内に保持するように寸法決めされている、請求項４１に記載のアダプタ。
前記可撓性障壁部分の第３の側に結合され、中に挿入された前記カニューレラグと、関連するツールの軸との位置合わせを維持するように構成されている、嵌合データムを更に備えている、請求項４１に記載のアダプタ。
前記剛性障壁部分が、プラスチック材料によって形成されている、請求項４１に記載のアダプタ。
前記可撓性障壁部分が、前記剛性障壁部分にオーバーモールドされた可撓性エラストマー材料によって形成されている、請求項４１に記載のアダプタ。
前記可撓性障壁部分が、熱可塑性ポリウレタンを含む、請求項４１に記載のアダプタ。
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるように構成されたクランプアセンブリであって、前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間でクランプを移行させるように前記クランプに結合された、アクチュエータを備えている、クランプアセンブリと、
前記クランプの前記移行を制御するように前記クランプアセンブリに結合された、ロックアウトアセンブリであって、前記クランプが前記開位置にあるときに前記アクチュエータに結合された軸受に係合するように、かつ前記軸受を係脱して前記クランプが前記閉位置に自動的に移行することを可能にするように寸法決めされているフックを有する、ロックアウトアセンブリと、を備えている、装置。
前記フックが、前記軸受の接点を越えて延在して前記軸受に係合する先端を備え、前記先端が前記接点と位置合わせされたときに、前記フックが前記軸受を係脱して、前記クランプが前記閉位置に移行することを可能にする、請求項５２に記載の装置。
前記先端を前記接点と位置合わせすることで、前記軸受の回転を生じさせ、前記回転は、前記フックが前記軸受を係脱することを可能にする、請求項５２に記載の装置。
前記フックが、ばねに結合されて、前記フックを付勢して前記軸受に係合させる、請求項５２に記載の装置。
前記フックと前記軸受との前記係合又は前記係脱が、前記ロックアウトアセンブリの係合状態を前記ユーザに通知する可聴フィードバック又は触覚フィードバックを提供する、請求項５２に記載の装置。
前記ロックアウトアセンブリが、前記クランプアセンブリに挿入されたカニューレが接触したときに、前記軸受から係脱される、請求項５２に記載の装置。
前記フックを前記軸受に係合又は係脱させるために必要な力を調節するように動作可能な調節機構を更に備えている、請求項５２に記載の装置。
前記調節機構が、前記フックと前記軸受との間隔を増加させる第１の位置と、前記フックと前記軸受との前記間隔を減少させる第２の位置との間で調節可能である、止めねじを備えている、請求項５８に記載の装置。
前記第１の位置において、前記フックに前記軸受を係脱させるために必要な力が低減される、請求項５９に記載の装置。
前記第２の位置において、前記フックに前記軸受を係脱させるために必要な力が増加される、請求項５９に記載の装置。
ロボット外科用システムにカニューレを取り付けるための装置であって、前記装置が、
前記カニューレを受容するように構成された開位置と、前記ロボット外科用システムに前記カニューレを取り付けるための閉位置との間で移行するように動作可能なクランプと、
前記クランプアセンブリに結合されて、前記クランプを前記開位置に保持し、カニューレによる力の印加時に前記クランプを前記閉位置に解放するための、ロックアセンブリであって、前記開位置において前記クランプのロックアウト軸受に係合し、前記ロックアウト軸受を係脱して前記クランプを前記閉位置に解放する、ロックアウトフックを有する、ロックアセンブリと、
前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な力を調節するように動作可能な調節部材と、を備えている、装置。
前記ロックアウトフックが、ばねによって前記ロックアウト軸受の係合に向かって付勢される、請求項６２に記載の装置。
前記調節部材が、前記ロックアウトフックの位置を前記ロックアウト軸受から離してシフトさせて、前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な前記力を低減させる、請求項６３に記載の装置。
前記調節部材が、前記ロックアウトフックの位置を前記ロックアウト軸受に向かってシフトさせて、前記ロックアウト軸受を係脱するために必要な前記力を増加させる、請求項６３に記載の装置。
前記調節部材が、前記ロックアウトフックを通って、前記ロックアウトフックと前記ロックアウト軸受との間の境界面まで延在する、止めねじを備えている、請求項６３に記載の装置。
前記止めねじを締め付けることで、前記ロックアウトフックの前記位置を前記ロックアウト軸受から離してシフトさせる、請求項６６に記載の装置。
前記止めねじを緩めることで、前記ロックアウトフックの前記位置を前記ロックアウト軸受に向かってシフトさせる、請求項６６に記載の装置。
前記ロックアウト軸受が、玉軸受である、請求項６２に記載の装置。
前記クランプが、前記クランプの第１のクランプ構成要素に結合されているアクチュエータを備えている、請求項６２に記載の装置。
前記アクチュエータが、前記第１のクランプ構成要素を前記開位置と前記閉位置との間で動かすように動作可能であり、前記玉軸受が、前記アクチュエータに結合されている、請求項７０に記載の装置。