JP2024512238A - 器具ロール制御 - Google Patents
器具ロール制御 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024512238A JP2024512238A JP2023549628A JP2023549628A JP2024512238A JP 2024512238 A JP2024512238 A JP 2024512238A JP 2023549628 A JP2023549628 A JP 2023549628A JP 2023549628 A JP2023549628 A JP 2023549628A JP 2024512238 A JP2024512238 A JP 2024512238A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- handle
- catch
- axis
- instrument
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 57
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 95
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 40
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 24
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 98
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 206010029148 Nephrolithiasis Diseases 0.000 description 23
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 21
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 20
- 208000000913 Kidney Calculi Diseases 0.000 description 19
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 18
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 13
- 210000000626 ureter Anatomy 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 12
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 12
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 210000001635 urinary tract Anatomy 0.000 description 8
- 241001164374 Calyx Species 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000013276 bronchoscopy Methods 0.000 description 6
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 6
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 6
- 208000009911 Urinary Calculi Diseases 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 210000000244 kidney pelvis Anatomy 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 210000003708 urethra Anatomy 0.000 description 5
- 210000003932 urinary bladder Anatomy 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 210000000028 corpus adiposum pararenale Anatomy 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 4
- 208000008281 urolithiasis Diseases 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 210000002254 renal artery Anatomy 0.000 description 3
- 210000005085 renal fascia Anatomy 0.000 description 3
- 210000002796 renal vein Anatomy 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004100 adrenal gland Anatomy 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 2
- 230000036757 core body temperature Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000009212 extracorporeal shock wave lithotripsy Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 2
- 210000000885 nephron Anatomy 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 2
- 208000004998 Abdominal Pain Diseases 0.000 description 1
- 241000581613 Alchemilla arvensis Species 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000473391 Archosargus rhomboidalis Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007027 Calculus urinary Diseases 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 1
- LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N D-cystine Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CSSC[C@@H](N)C(O)=O LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 208000019693 Lung disease Diseases 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000006568 Urinary Bladder Calculi Diseases 0.000 description 1
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960000510 ammonia Drugs 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 210000000120 body fluid compartment Anatomy 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000000621 bronchi Anatomy 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 201000001883 cholelithiasis Diseases 0.000 description 1
- 238000002052 colonoscopy Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003238 esophagus Anatomy 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 1
- 210000003195 fascia Anatomy 0.000 description 1
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000001165 lymph node Anatomy 0.000 description 1
- 210000003563 lymphoid tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 1
- 230000003211 malignant effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 210000004303 peritoneum Anatomy 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
- A61B17/221—Gripping devices in the form of loops or baskets for gripping calculi or similar types of obstructions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/068—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps
- A61B17/072—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps for applying a row of staples in a single action, e.g. the staples being applied simultaneously
- A61B17/07207—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps for applying a row of staples in a single action, e.g. the staples being applied simultaneously the staples being applied sequentially
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
- A61B1/00066—Proximal part of endoscope body, e.g. handles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
- A61B1/0052—Constructional details of control elements, e.g. handles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/267—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the respiratory tract, e.g. laryngoscopes, bronchoscopes
- A61B1/2676—Bronchoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/307—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the urinary organs, e.g. urethroscopes, cystoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/90—Identification means for patients or instruments, e.g. tags
- A61B90/98—Identification means for patients or instruments, e.g. tags using electromagnetic means, e.g. transponders
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00043—Operational features of endoscopes provided with output arrangements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
- A61B1/00149—Holding or positioning arrangements using articulated arms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
- A61B1/0016—Holding or positioning arrangements using motor drive units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/012—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
- A61B1/0676—Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
- A61B1/0684—Endoscope light sources using light emitting diodes [LED]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
- A61B2017/00207—Electrical control of surgical instruments with hand gesture control or hand gesture recognition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00367—Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like
- A61B2017/00398—Details of actuation of instruments, e.g. relations between pushing buttons, or the like, and activation of the tool, working tip, or the like using powered actuators, e.g. stepper motors, solenoids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/068—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps
- A61B17/072—Surgical staplers, e.g. containing multiple staples or clamps for applying a row of staples in a single action, e.g. the staples being applied simultaneously
- A61B2017/07214—Stapler heads
- A61B2017/07271—Stapler heads characterised by its cartridge
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
- A61B17/221—Gripping devices in the form of loops or baskets for gripping calculi or similar types of obstructions
- A61B2017/2212—Gripping devices in the form of loops or baskets for gripping calculi or similar types of obstructions having a closed distal end, e.g. a loop
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
- A61B2034/2046—Tracking techniques
- A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/301—Surgical robots for introducing or steering flexible instruments inserted into the body, e.g. catheters or endoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/303—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body lumens, e.g. within lumen of gut, spine, or blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
- A61B2090/306—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using optical fibres
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
- A61B2090/309—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using white LEDs
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Robotics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
医療用器具は、ロール軸線を画定する細長いシャフトと、細長いシャフトに結合されたハンドルとを含む。ハンドルは、ロール軸線を中心にハンドルに対して細長いシャフトを回転させるように動作可能なロボット駆動入力部と、ロックアウト機構であって、ロックアウト機構がロール軸線を中心としたハンドルに対する細長いシャフトの回転を妨げる係合位置と、ロックアウト機構がロール軸線を中心としたハンドルに対する細長いシャフトの回転を許容する係合解除位置との間で移動可能な、ロックアウト機構と、を含む。
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、2021年2月17日に出願され、「INSTRUMENT ROLL CONTROL」と題する米国特許仮出願第63/150,318号の優先権を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年2月17日に出願され、「INSTRUMENT ROLL CONTROL」と題する米国特許仮出願第63/150,318号の優先権を主張するものであり、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
特定のロボット医療処置は、開口(例えば、自然開口)を通して患者に挿入され、標的解剖学的部位まで前進させられ得る、内視鏡などのシャフト型器具の使用を伴う場合がある。そのような医療用器具は、器具のシャフトがその軸線を中心にロールするように、手動で回転可能であり得る。
様々な実施形態が、例解目的のために添付の図面に描写され、決して本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。加えて、開示した異なる実施形態の種々の特徴を組み合わせて、本開示の一部である更なる実施形態を形成することができる。図面の全体を通して、参照番号を、参照要素間の対応関係を示すために再使用する場合がある。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロボットエンドエフェクタに結合されたシャフト型器具を含むロボット医療システムの一実施形態を図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、診断及び/又は治療的気管支鏡検査のために配列されたロボットシステムを図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、台ベースのロボットシステムを図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、図1~図3の医療システムのいずれかに実装され得る医療システム構成要素を図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、図1~図3の医療システムのいずれかに実装され得る医療システム構成要素を図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、患者の泌尿器系の一部分に配設されたシャフト型器具を図示する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロボットアームと関連付けられた器具マニピュレータアセンブリの分解図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドルの切り欠き斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドルの切り欠き斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドルの切り欠き図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドルの切り欠き図を示す。
図10-1、図10-2、及び図10-3は、1つ又は2つ以上の実施形態による、ロール軸アセンブリの斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、図10-1、図10-2、及び図10-3に示すロール軸アセンブリの分解図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック解除位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック解除位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、ロック解除位置における軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、軸キャッチを含む、ある特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、ロック解除構成/状態及びロック構成/状態における器具についてのロールロック特徴を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、ロック解除構成/状態及びロック構成/状態における器具についてのロールロック特徴を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具シャフトをロールするためのプロセスについてのフロー図を提供する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具シャフトをロールするためのプロセスについてのフロー図を提供する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、器具シャフトをロールするためのプロセスについてのフロー図を提供する。
1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、図15-1、図15-2、及び図15-3のプロセスと関連付けられた様々なブロック、状態、及び/又は動作に対応する特定の画像を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、図15-1、図15-2、及び図15-3のプロセスと関連付けられた様々なブロック、状態、及び/又は動作に対応する特定の画像を示す。
1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、図15-1、図15-2、及び図15-3のプロセスと関連付けられた様々なブロック、状態、及び/又は動作に対応する特定の画像を示す。
本明細書で提供される見出しは、単に便宜上のものであり、特許請求される発明の範囲又は意味に必ずしも影響を及ぼさない。特定の好ましい実施形態及び実施例が以下に開示されるが、発明の主題は、具体的に開示された実施形態を超えて他の代替実施形態及び/又は用途まで、並びにそれらの修正及び均等物まで拡張する。したがって、本明細書から生じ得る特許請求の範囲は、以下に記載される特定の実施形態のうちのいずれかによって限定されない。例えば、本明細書で開示した任意の方法又はプロセスにおいて、方法又はプロセスの行為又は動作は、任意の好適な順序で行ってもよく、必ずしも何らかの特定の開示した順序に限定されない。様々な動作が、ある特定の実施形態を理解することに役立ち得る方法で、複数の別個の動作として順々に説明され得るが、しかしながら、説明の順序は、これらの動作が順序に依存することを含意するように解釈されるべきではない。更に、本明細書に記載の構造体、システム、及び/又はデバイスは、統合された構成要素又は別個の構成要素として具体化され得る。様々な実施形態を比較する目的で、これらの実施形態のある特定の態様及び利点について説明する。必ずしも全のこのような態様又は利点が、任意の特定の実施形態によって実現されるわけではない。したがって、例えば、様々な実施形態が、本明細書で同様に教示又は示唆され得る他の態様又は利点を必ずしも実現することなく、本明細書で教示される1つの利点又は利点の群を実現又は最適化する方法で行われ得る。
ある特定の空間的に相対的な用語、例えば「外側」、「内側」、「上側」、「下側」、「下方」、「上方」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「側方」及び同様の用語は、本明細書では、あるデバイス/要素又は解剖学的構造体の別のデバイス/要素又は解剖学的構造体に対する空間的関係を記載するために使用されるが、これらの用語は、本明細書では、図面の例示された配向に対してなどの、要素/構造体間の位置関係を記載するために記載を簡単にするために使用されることを理解されたい。空間的に相対的な用語は、図面に示す配向に加えて、使用又は動作時に、要素/構造体の異なる配向を包含することが意図されていることを理解されたい。例えば、別の要素/構造体の「上方」にあると説明される要素/構造体は、対象患者又は要素/構造体の代替的な配向に対して、そのような他の要素/構造体の下方又は脇にある位置を表すことがあり、逆もまた同様である。上に列挙されたものを含む空間的に相対的な用語は、参照される図のそれぞれの図示された配向に対して理解され得ることを理解されたい。
ある特定の参照番号は、1つ又は2つ以上の点で類似し得る特徴を有するデバイス、構成要素、システム、特徴、及び/又はモジュールの便宜のために、本開示の図セットのうちの異なる図にわたって再使用される。しかしながら、本明細書に開示される実施形態のいずれかに関して、図面における共通の参照番号の再使用は、そのような特徴、デバイス、構成要素、又はモジュールが同一又は同様であることを必ずしも示さない。むしろ、当業者は、共通の参照番号の使用が、参照される主題間の類似性を含意し得る程度に関する文脈によって通知され得る。特定の図の説明の文脈における特定の参照番号の使用は、その特定の図における識別されたデバイス、構成要素、態様、特徴、モジュール、又はシステムに関連するものであり、必ずしも、別の図において同じ参照番号によって識別される任意のデバイス、構成要素、態様、特徴、モジュール、又はシステムに関連するわけではないと理解され得る。更に、共通の参照番号で識別される別個の図の態様は、特性を共有するように、又は互いに完全に独立しているように解釈され得る。いくつかの文脈において、共通の参照番号によって識別される別個の図と関連付けられた特徴は、少なくともある特定の態様に関して関連しておらず、かつ/又は同様ではない。
本開示は、医療用内視鏡などの器具シャフトのロールを実装及び制御するためのシステム、デバイス、及び方法を提供する。本開示で記載される医療用器具に関して、「器具」という用語は、その広義かつ通常の意味に従って使用され、任意のタイプのツール、デバイス、アセンブリ、システム、サブシステム、装置、構成要素などを指し得る。本明細書のいくつかの文脈において、「デバイス」という用語は、「器具」という用語と実質的に互換的に使用され得る。更に、「シャフト」という用語は、本明細書では、その広義かつ通常の意味に従って使用され、断面形状にかかわらず、任意のタイプの細長い円筒、管、スコープ(例えば、内視鏡)、プリズム(例えば、矩形、卵形、楕円形、若しくは長円形プリズム)、ワイヤ、又は同様のものを指し得る。本明細書における「シャフト」又は「器具シャフト」へのいずれの言及も内視鏡を指す可能性があると理解され得ることを理解されたい。
医療処置
本開示のある特定の態様は、腎臓結石の除去/治療処置など、腎臓、泌尿器、及び/又は腎臓学的処置の文脈において本明細書に詳述されるが、そのような文脈は、便宜上及び明確性のために提供され、本明細書に開示するロボット及び手動器具シャフトロールの概念は、ロボット気管支鏡検査などの任意の好適な医療処置に適用可能であることを理解されたい。しかしながら、述べられるように、腎臓/泌尿器系の解剖学的構造並びに関連する医療問題及び処置の説明が、本明細書に開示される発明の概念の説明を補助するために以下に提示される。
本開示のある特定の態様は、腎臓結石の除去/治療処置など、腎臓、泌尿器、及び/又は腎臓学的処置の文脈において本明細書に詳述されるが、そのような文脈は、便宜上及び明確性のために提供され、本明細書に開示するロボット及び手動器具シャフトロールの概念は、ロボット気管支鏡検査などの任意の好適な医療処置に適用可能であることを理解されたい。しかしながら、述べられるように、腎臓/泌尿器系の解剖学的構造並びに関連する医療問題及び処置の説明が、本明細書に開示される発明の概念の説明を補助するために以下に提示される。
尿管鏡検査処置などのある特定の医療処置において、アクセスシースを通して処置部位にアクセスする細長い医療用器具を利用して、腎臓結石及び結石片又は他の廃物若しくは汚染物質などの細片を処置部位から除去することができる。尿路結石症としても知られている腎臓結石疾患は、「腎臓結石」、「尿路結石」、「腎結石」、「腎臓結石症」、又は「腎結石症」と称される、尿路における物質の固体片の形成を伴う医学的状態である。尿路結石は、腎臓、尿管、及び膀胱内で形成及び/又は見出される場合がある(「膀胱結石」と称される)。このような尿路結石は、尿中のミネラルが濃縮した結果として形成される可能性があり、このような結石が、尿管又は尿道を通る尿流を妨げるのに十分なサイズに達すると、著しい腹痛を引き起こす可能性がある。尿路結石は、カルシウム、マグネシウム、アンモニア、尿酸、シスチン、及び/若しくは他の化合物、又はそれらの組み合わせから形成され得る。
腎臓結石を伴う患者を治療するためには、観察、医学的治療(排除療法など)、非侵襲的治療(体外衝撃波砕石術(extracorporeal shock wave lithotripsy、ESWL)など)、低侵襲的又は外科治療(尿管鏡検査及び経皮的腎切石術(ureteroscopy and percutaneous nephrolithotomy、PCNL)など)などを含む、いくつかの方法が使用され得る。いくつかのアプローチ(例えば、尿管鏡検査及びPCNL)において、医師は、結石へのアクセスを得て、結石は、より小さい破片又は断片に破壊され、比較的小さい結石片/微粒子は、バスケットデバイス及び/又は吸引を使用して腎臓内から抽出される。
いくつかの処置において、外科医は、膀胱及び尿管から尿路結石を除去するために、尿道を通して内視鏡(例えば、尿管鏡)を尿路内に挿入し得る。典型的には、尿管鏡は、その遠位端に尿路の可視化を可能にするように構成されたカメラを含む。尿管鏡はまた、尿管結石を捕捉又は破砕するように構成された砕石デバイスを含むか、又は尿管鏡の作業チャネル内に配置することを可能にすることができる。尿管鏡処置中に、1人の医師/技師が、尿管鏡の位置を制御し得る一方で、別の医師/技師は、砕石デバイスを制御し得る。
比較的大きい結石/断片を除去するための処置など、いくつかの処置において、医師は、結石を粉砕及び/又は除去するために、皮膚を通して(すなわち、経皮的に)及び介在する組織を通して腎盂尿管鏡を挿入して、治療部位へのアクセスを提供することを伴う、経皮的腎石切除(「PCNL」)技法を使用し得る。標的解剖学的部位へのアクセスチャネルを提供するために使用される経皮的アクセスデバイス(例えば、腎盂尿管鏡、シース、シースアセンブリ、及び/又はカテーテル)(及び/又は直接進入内視鏡)は、標的部位に灌注流体流を提供するため、並びに/又は(例えば、受動的流出及び/若しくは能動的吸引を通して)標的部位から流体を吸引するための、1つ若しくは2つ以上の流体チャネルを含み得る。
尿管鏡処置の場合、医師は、比較的大きい腎結石を比較的より小さい破片に破壊して、その摘出を容易にする処置を実施し得る。例えば、ある特定の器具を利用して、レーザ処理によって、又は腎結石への劈開力の他の適用を通してなど、結石をより小さな破片に破壊することができる。いくつかの処置によれば、バスケットデバイス/システムが、比較的より小さい結石片を捕捉し、治療部位から患者の外へ抽出するために、使用され得る。概して、結石が捕捉されるときに、外科医は、結石を検体収集構造体又はエリア内に堆積/落下させるためにバスケットを開く前に、尿管アクセスシースを通して結石を迅速に抽出することを望む場合があり、その後、残っている結石又は結石片があればそれを抽出する目的で、バスケットが閉じられ、アクセスシースを通して(例えば、内視鏡/尿管鏡の作業チャネル内に)再挿入され得る。
ロボット支援尿管鏡処置は、腎臓結石除去処置など様々な医療処置に関連して実施され得、ロボットツールは、医師/泌尿器科医が内視鏡標的アクセス並びに経皮的アクセス/治療を行うことを可能にすることができる。有利には、本開示の態様は、処置の効率及び有効性を改善するために、内視鏡/尿管鏡の軸方向の回転/ロールをロボットで制御するためのシステム、デバイス、及び方法に関する。
医療システム
図1に、本開示の態様による、様々な医療処置を行うための医療システム例100を例示する。医療システム100は、例えば、内視鏡(例えば、尿管鏡)処置に使用され得る。上記で言及し、説明したように、特定の尿管鏡処置は、腎臓結石の治療/除去を伴う。いくつかの実装形態において、腎結石治療は、ある特定のロボット技術/デバイスの支援から利益を享受することができる。ロボット医療ソリューションは、厳密に手動の処置と比較して、特定の器具に関して相対的に高い精度、より優れた制御、及び/又はより優れた手と眼との協調を提供することができる。例えば、いくつかの処置による、腎臓へのロボット支援尿管鏡のアクセスは、有利には、泌尿器科医が内視鏡制御及びバスケット制御の両方を個別に実行することを可能にすることができる。
図1に、本開示の態様による、様々な医療処置を行うための医療システム例100を例示する。医療システム100は、例えば、内視鏡(例えば、尿管鏡)処置に使用され得る。上記で言及し、説明したように、特定の尿管鏡処置は、腎臓結石の治療/除去を伴う。いくつかの実装形態において、腎結石治療は、ある特定のロボット技術/デバイスの支援から利益を享受することができる。ロボット医療ソリューションは、厳密に手動の処置と比較して、特定の器具に関して相対的に高い精度、より優れた制御、及び/又はより優れた手と眼との協調を提供することができる。例えば、いくつかの処置による、腎臓へのロボット支援尿管鏡のアクセスは、有利には、泌尿器科医が内視鏡制御及びバスケット制御の両方を個別に実行することを可能にすることができる。
図1のシステム100は、尿管鏡処置の文脈から提示されているが、本明細書に開示される原理は、任意のタイプの内視鏡処置において実装され得ることを理解されたい。更に、本明細書で説明される例のうちのいくつかは、腎臓からの腎臓結石の除去を伴う物体除去処置に関する。しかしながら、本開示は、腎結石除去のみに限定されない。例えば、以下の説明は、経皮的及び/又は内視鏡的アクセスを介して治療部位又は患者腔(例えば、食道、尿管、腸、眼など)から除去することができる任意の物体を含む、患者からの物体の除去に関する他の外科手術若しくは医療手術又は医療処置、例えば、胆嚢結石除去、肺(肺疾患/経胸腔)腫瘍生検、又は白内障摘出などにも適用可能である。
医療システム100は、患者7に対し直接進入処置を実行するために、近位ハンドル31と、その近位部分でハンドル31に結合されたシャフト40とを含む医療用器具19(例えば、尿管鏡)に係合し、かつ/又はそれを制御するように構成されたロボットシステム10(例えば、移動式ロボットカート)を含む。「直接進入」という用語は、本明細書では、その広義かつ通常の意味に従って使用され、患者の身体の天然又は人工開口部を通した器具類の任意の進入を指し得る。例えば、図1を参照すると、患者7の尿路内へのスコープ/シャフト40の直接進入は、尿道65を介して行われ得る。
直接進入器具19は、内視鏡(尿管鏡など)、カテーテル(操向可能又は非操向可能なカテーテルなど)、腎盂尿管鏡、腹腔鏡、又は他のタイプの医療用器具を含む、任意のタイプのシャフトベースの医療用器具であり得ることを理解されたい。尿管アクセスシース(例えば、尿管アクセスシース90)を通して腎臓結石を除去するための尿管鏡処置に関する本開示の実施形態はまた、経皮アクセスシースを通すなど、経皮的アクセスを通して物体を除去するためのソリューションに適用可能である。例えば、器具は、腎臓結石を捕捉して除去するために、例えば経皮アクセスシースを通して経皮的に腎臓にアクセスし得る。「経皮アクセス」という用語は、本明細書では、その広く通常の意味に従って使用され、患者の皮膚、及び処置と関連付けられた標的の解剖学的な場所(例えば、腎臓70の腎杯網)に到達するために必要な任意の他の身体層を通した器具の穿刺及び/又は小切開などによる進入を指し得る。
医療システム100は、ロボットシステム10と連動し、処置に関する情報を提供し、かつ/又は種々の他の動作を実行するように構成された制御システム50を含む。例えば、制御システム50は、医師5及び/又は他の技師若しくは個人を支援するために特定の情報を提示するように構成された1つ若しくは2つ以上のディスプレイ56を含むことができる。医療システム100は、患者7を保持するように構成された台15を含むことができる。システム100は、ロボットシステム10のロボットアーム12のうちの1つ若しくは2つ以上によって保持され得るか、又は独立型デバイスであり得る、電磁(electromagnetic、EM)場発生器18を更に含み得る。様々なロボットアーム12が様々な位置で示され、様々なツール/デバイスに結合されているが、そのような構成は、便宜上及び例解目的上、示されており、そのようなロボットアームは、経時的に、かつ/又は医療処置中の異なる時点で異なる構成を有し得ることを理解されたい。更に、ロボットアーム12は、図1に示すものとは異なるデバイス/器具に結合され得、いくつかの場合又は期間において、アームのうちの1つ若しくは2つ以上は、医療用器具(例えば、器具マニピュレータ/結合器)に利用又は結合されない場合がある。シャフト40のロールは、ロボットアーム12aと関連付けられたエンドエフェクタの動作を通してなど、ロボットで、かつ/又は手動で制御され得、そのような動作は、制御システム50及び/又はロボットシステム10によって制御され得る。「エンドエフェクタ」という用語は、本明細書では、その広義かつ通常の意味に従って使用され、任意のタイプのロボットマニピュレータデバイス、構成要素、及び/又はアセンブリを指し得る。滅菌アダプタなどのアダプタがロボットエンドエフェクタ又は他のロボットマニピュレータに結合される場合、「エンドエフェクタ」という用語は、アダプタ(例えば、滅菌アダプタ)、又はエンドエフェクタと関連付けられた及び/あるいは結合された任意の他のロボットマニピュレータデバイス、構成要素、若しくはアセンブリを指し得る。いくつかの文脈において、ロボットエンドエフェクタとアダプタとの組み合わせは、器具マニピュレータアセンブリと称され得、そのようなアセンブリはまた、アダプタ及び/又はエンドエフェクタに物理的に結合される医療用器具(又は器具ハンドル/基部)を含むこともあれば、含まない場合がある。「ロボットマニピュレータ」及び「ロボットマニピュレータアセンブリ」という用語は、それらの広義及び通常の意味に従って使用され、ロボットエンドエフェクタ及び/あるいはエンドエフェクタに結合された滅菌アダプタ又は他のアダプタ構成要素を集合的に若しくは個別に指し得る。例えば、「ロボットマニピュレータ」又は「ロボットマニピュレータアセンブリ」は、ロボットエンドエフェクタ、滅菌アダプタ、及び/又は他の構成要素において具現化されるかどうかにかかわらず、1つ若しくは2つ以上の駆動出力部を含む器具デバイスマニピュレータ(instrument device manipulator、IDM)を指し得る。
例示的な使用事例において、患者7が腎臓70に位置する腎臓結石(又は結石片)180を有する場合、医師は、尿管(63、60、65)を通して結石180を除去するための処置を実行し得る。いくつかの実施形態において、医師5は、制御システム50及び/又はロボットシステム10と相互作用して、ロボットシステム10に、尿道65から、膀胱60を通って、尿管63の上方へと、かつ結石180が位置する腎盂71及び/又は腎臓70の腎杯網内へと医療用器具シャフト40(例えば、スコープ)を前進させ、ナビゲートさせる/ロボットシステム10を制御することができる。医師5は更に、制御システム50及び/又はロボットシステム10と相互作用して、器具シャフト40の作業チャネルを通したバスケットデバイス30の前進を引き起こす/制御することができ、バスケットデバイス30は、腎臓結石又は結石片の捕捉及び除去を容易にするように構成されている。制御システム50は、医師5がそのような器具をナビゲート/制御するのを支援するために、医療用器具40及び/又はシステム100の他の器具と関連付けられた情報、例えば、それで捕捉されたリアルタイムの内視鏡画像を、ディスプレイ56を介して提供し得る。
腎解剖学的構造は、本発明の概念の態様に関連する特定の医療処置に関して参考のために本明細書に記載されている。図1の典型的な解剖学的位置に大まかに示された腎臓70は、概して、後腹膜腔内でそれぞれ左側及び右側に位置する2つの豆形状の器官を含む。成人のヒトでは、腎臓は、概して、高さ/長さが約11cmである。腎臓は、対の腎動脈69から血液を受容し、血液は、対の腎静脈67を介して腎臓から出る。各腎臓70は、腎臓70から膀胱60に排出された尿を運ぶ管を一般的に含む、それぞれの尿管63と流体結合している。
腎臓70は、典型的には、腹腔内で相対的に高く位置し、わずかに斜めの角度で後腹膜位置にある。概して肝臓の位置によって生じる腹腔内の非対称性は、(図1に詳細に示すように)典型的には、右腎臓を左よりわずかに低く、かつ小さくし、左腎臓よりもわずかに中央に配置させる。各腎臓の上部には、副腎(図示せず)がある。腎臓70の上部は、第11肋骨及び第12肋骨によって部分的に保護される(図示せず)。その副腎を伴う各腎臓は、脂肪の2つの層、すなわち、腎筋膜と腎被膜との間に存在する腎周囲脂肪、及び腎筋膜の上方にある腎傍脂肪によって概して囲繞される。
腎臓70は、様々な体液区画の体積、流体浸透圧、酸塩基平衡、様々な電解質濃度、及び毒素の除去の制御に関与する。腎臓70は、特定の物質を分泌し、他の物質を再吸収することによって、濾過機能を提供する。尿中に分泌される物質の例は、水素、アンモニウム、カリウム、及び尿酸である。加えて、腎臓はまた、ホルモン合成などの様々な他の機能を行う。
腎臓70の凹状境界上の陥凹エリアは、腎動脈69(腎臓70の詳細図には図示せず)が腎臓70に入り、腎静脈67(詳細図には図示せず)及び尿管63が退出する、腎門181である。腎臓70は、頑丈な線維組織である、腎被膜74によって囲繞され、これは、それ自体が腎周囲脂肪、腎筋膜、及び腎傍脂肪によって囲繞される。これらの組織の前(正)面は腹膜であり、一方で後(裏)面は横筋筋膜である。
腎臓70の機能基質又は実質は、2つの主要な構造体、すなわち、外側腎皮質77及び内側腎髄質187に分割される。これらの構造体は、各々、腎錐体72と呼ばれる髄質の一部分を囲繞する腎皮質を含有する、複数の略円錐形の腎葉の形状をとる。腎錐体72の間には、腎柱73と呼ばれる皮質の突起がある。腎臓の尿産生機能構造体である、ネフロン(図1に詳細に図示せず)は、皮質77及び髄質187にまたがる。ネフロンの初期フィルタリング部分は、皮質に位置する腎小体であり、皮質から髄様ピラミッドの奥へと入る腎管が続く。腎皮質の一部である、髄線は、単一の集合管の中に排出する尿細管の集合である。
各腎錐体の先端/頂部、又は乳頭79は、尿をそれぞれの小腎杯75に出し、小腎杯75は、大腎杯76の中に出し、大腎杯76は、尿管63に移行する腎盂71の中に出す。小腎杯及び大腎杯のマニホールド型の集合は、本明細書では、腎臓の「腎杯網」と称され得る。腎門181では、尿管63及び腎静脈67は、腎臓を出て、腎動脈69は、入る。腎門部脂肪及びリンパ節を伴うリンパ組織は、これらの構造体を囲繞する。腎門部脂肪は、腎洞と呼ばれる脂肪で充填された体腔に隣接する。腎洞は、腎盂71及び杯75、76を集合的に含有し、これらの構造体を腎髄組織から分離する。杯と関連付けられた漏斗状/管状解剖学的構造は、漏斗と称され得る。すなわち、漏斗は概して、乳頭が杯内で曝露される杯の終端部をもたらす。
医療システム100を更に参照すると、医療用器具シャフト40(例えば、スコープ、直接進入器具など)は、尿路を通して腎臓70の中に前進させられ得る。具体的には、尿管アクセスシース190は、腎臓70の近くのエリアへの尿路内に配設され得る。シャフト40は、図示するように、腎臓70の内部解剖学的構造へアクセスするために尿管アクセスシース190を通過され得る。腎臓結石180の部位に(例えば、結石180にアクセス可能である腎臓70の標的杯75内に)来ると、医療用器具19及び/又はそのシャフト40を使用して、バスケットデバイス30を標的場所に導く/方向付けることができる。結石180がバスケットデバイス30/アセンブリの遠位バスケット部分35内に捕捉されると、利用された尿管アクセス経路を使用して、腎臓結石180を患者7から摘出し得る。
システム100のシャフト40など、本明細書に開示される様々なスコープ/シャフト型器具は、ヒトの解剖学的構造の自然開口又は管腔内など、ヒトの解剖学的構造内でナビゲートするように構成することができる。「スコープ」及び「内視鏡」という用語は、それらの広義かつ通常の意味に従って本明細書で使用され、画像生成、視認、及び/又は捕捉機能を有し、かつ身体の任意のタイプの器官、空洞、管腔、小室、又は空間に導入されるように構成された任意のタイプの細長い(例えば、シャフト型)医療用器具を指し得る。スコープは、例えば、(例えば、尿路にアクセスするための)尿管鏡、腹腔鏡、(例えば、腎臓にアクセスするための)腎盂尿管鏡、(例えば、気管支などの気道にアクセスするための)気管支鏡、(例えば、結腸にアクセスするための)結腸鏡、(例えば、関節にアクセスするための)関節鏡、(例えば、膀胱にアクセスするための)膀胱鏡、(例えば、結腸及び/又は直腸にアクセスするための)結腸鏡、ボアスコープなどを含むことができる。スコープ/内視鏡は、いくつかの事例では、少なくとも部分的に剛性及び/又は可撓性チューブを備え得、外側シース、カテーテル、イントロデューサ、若しくは他の管腔型デバイス内を通過させられるように定寸され得るか、又はそのようなデバイスを用いることなく使用され得る。
図2は、1つ又は2つ以上の実施形態による、診断及び/又は治療的気管支鏡検査のために配列されたカートベースのロボットシステム101を図示する。気管支鏡検査の間、ロボットシステム10のアーム12は、診断及び/又は治療ツールを送達するために、自然開口アクセスポイント(例えば、本実施例において、台15上に位置決めされた患者7の口)を通して、気管支鏡検査のための処置特有気管支鏡であり得る操向可能な内視鏡などの医療用器具シャフト52を駆動するように構成され得る。図示するように、ロボットシステム10(例えば、カート)は、アクセスポイントへのアクセスを提供するために、患者の上部胴体に近接して位置決めされ得る。同様に、ロボットアーム12は、アクセスポイントに対して気管支鏡/シャフト52を位置決めするように作動され得る。図2における配列はまた、消化管(Gastro-Intestinal、GI)処置が、GI処置のために特化した内視鏡である胃鏡を用いて実施するときに、利用され得る。
ロボットシステム10が適切に位置決めされると、ロボットアーム12は、操向可能な内視鏡52をロボットで、手動で、又はそれらの組み合わせで患者内に挿入し得る。操向可能な内視鏡52は、内側リーダ部分及び外側シース部分などの少なくとも2つの入れ子式パートを備え得、各部分は、器具フィーダ及び/又は器具ハンドル111のセットから別個の器具フィーダに結合され、各器具フィーダ/ハンドルは、それぞれのロボットアーム12の遠位端に結合される。フィーダ/ハンドル111のこの線形配列は、1つ若しくは2つ以上のロボットアーム12を異なる角度及び/又は位置に操作することによって空間内で再位置決めされ得る「仮想レール」103を作成することができる。器具フィーダ/ハンドル111のうちの1つ又は2つ以上は、シャフトのロボットロールを実装するように構成され得、そのような目的のために本明細書に開示される1つ又は2つ以上の実施形態により構成され得る。
内視鏡52は、標的手術部位に到達するまで、ロボットシステム10からの正確なコマンドを使用して挿入後に患者の気管及び肺の下流に方向付けられ得る。例えば、内視鏡52は、患者の肺内の病巣又は小結節などの標的に生検針を送達するように方向付けられ得る。病理医によって分析される組織試料を得るように、針は内視鏡の長さにわたる作業チャネルを展開させることができる。病理の結果に応じて、更なるツールは、更なる生検について内視鏡の作業チャネルを展開させることができる。例えば、小結節が悪性であると識別されたときに、内視鏡52は、ツールを内視鏡下で送達し、潜在的ながん組織を切除することができる。いくつかの事例では、診断的治療及び治療的治療を別の処置で送達することができる。これらの状況において、内視鏡52はまた、基準を送達して、標的となる小結節の場所を「マーク」するのに使用され得る。他の事例では、診断的治療及び治療的治療を同じ処置中に送達することができる。
システム101において、患者イントロデューサ102は、ポート(図示せず、例えば、外科用チューブ)を介して患者7に取り付けられる。イントロデューサ102の湾曲は、ロボットシステム10が、患者アクセスポートと直接軸方向に位置合わせしていない位置から器具52を操作することを可能にし得、それによって、室内でのロボットシステム10の配置におけるより大きな柔軟性を可能にする。更に、イントロデューサ102の湾曲は、ロボットシステム10のロボットアーム12が患者イントロデューサ102と実質的に水平に位置合わせされることを可能にし得、これは、必要に応じてロボットアーム12の手動移動を容易にし得る。制御システム50及び/又はロボットカート10は、本明細書に記載されるようなスコープロール制御を実装するように構成される制御回路を含むことができる。
図3は、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態による、台ベースのロボットシステム104を図示する。システム104は、ロボット構成要素105を台/プラットフォーム147に組み込んでおり、それによって、いくつかのカートベースのロボットシステムと比較して、手術室内の資本設備の量の低減を可能にし、それは、いくつかの事例では、患者7へのより多くのアクセスを可能にすることができる。カートベースのシステムと同様に、システム104のロボットアーム212と関連付けられた器具デバイスマニピュレータアセンブリは、概して、カテーテル48などの細長い医療用器具/シャフトを仮想レール又は経路に沿って操作するように設計された器具及び/又は器具フィーダを備え得る。
図示するように、ロボット対応台システム104は、1つ又は2つ以上のキャリッジ141(例えば、リング形状の可動構造体)に結合されたカラム144を含むことができ、そこから1つ又は2つ以上のロボットアーム212が発出し得る。キャリッジ141は、カラム144の長さの少なくとも一部分にわたる垂直カラムインターフェースに沿って並進して、そこからロボットアーム212を患者7に達するように位置決めされ得る異なる視座を提供し得る。キャリッジ141は、いくつかの実施形態において、カラム144内に位置決めされた機械式モータを使用して、カラム144の周りを回転して、ロボットアーム212に、台104の複数の側面へアクセスさせることができる。キャリッジ141の回転及び/又は並進は、システム104が内視鏡及びカテーテルなどの医療用器具を患者の異なるアクセスポイントに位置合わせさせることを可能にすることができる。垂直方向の調節を提供することによって、ロボットアーム212は、有利には、台システム104のプラットフォーム147の下にコンパクトに収容され、その後、処置中に上昇されるように構成され得る。
ロボットアーム212は、ロボットアーム212に追加の構成可能性を提供するために個別に回転し得る及び/又は入れ子式に延在し得る一連の関節を備え得る1つ若しくは2つ以上のアームマウント145を通してキャリッジ141に搭載され得る。カラム144は、台プラットフォーム147についての支持及びキャリッジ141の垂直方向の並進のための経路を構造的に提供する。カラム144はまた、キャリッジ141及び/又はその上に搭載されたロボットアーム212に電力及び制御信号を伝達し得る。システム104は、アーム212のうちの1つのエンドエフェクタに結合され得る器具フィーダ211を使用して、器具シャフト240の駆動及び/又はロールを制御するように構成された特定の制御回路を含むことができ、器具フィーダ211は、器具48の遠位端の判定された位置に基づいて、細長い器具(例えば、内視鏡)48に関して軸方向駆動速度を自動的に修正するように制御される。例えば、器具48の遠位端が所定の自動一時停止場所に位置決められるときに、器具フィーダ211は、本明細書で詳細に記載されるように、検体収集を可能にするために軸方向後退を自動的に一時停止/停止するように制御/駆動され得る。
図1~図3、及び図1~図3のいずれかの制御システムの例示的な実施形態を示す図4-1を参照すると、関連する制御システム50は、様々な機能を提供して医療処置の実行を支援するように構成され得る。いくつかの実施形態では、制御システム50は、ロボットシステム10に結合され、ロボットシステム10と協働して動作して、患者7に医療処置を実行することができる。例えば、制御システム50は、(例えば、ロボットシステム10を制御するために)無線又は有線接続を介してロボットシステム10と通信することができる。更に、いくつかの実施形態では、制御システム50は、ロボットシステム10と通信して、そこからスコープ40、アクセスシース90、又はバスケットデバイス30の遠位端の位置に関する位置データを受信することができる。スコープ40、アクセスシース90、又はバスケットデバイス30の位置に関するそのような位置データは、それぞれの構成要素と関連付けられた1つ若しくは2つ以上の電磁センサ、スコープ画像処理機能を使用して、及び/又はロボットシステムデータ(例えば、アーム位置データ、様々なシステム構成要素の既知のパラメータ/寸法など)に少なくとも部分的に基づいて導出され得る。更に、いくつかの実施形態において、制御システム50は、台15と通信して、台15を特定の配向に位置決めするか、又は別様に台15を制御することができる。いくつかの実施形態において、制御システム50は、EM場発生器18と通信して、患者7の周囲及び/又は器具フィーダ11のエリア内のEM場の生成を制御することができる。
図4-1は、図1~図3のいずれかのロボットシステムの例示的な実施形態を更に示す。ロボットシステム10は、医療処置の実行を少なくとも部分的に容易にするように構成することができる。ロボットシステム10は、特定の処置に応じて種々の方式で配列され得る。ロボットシステム10は、例えば、スコープ40及び/又はバスケットデバイス/システム30に係合し、及び/又は制御して、処置の1つ若しくは2つ以上の態様を実行するように構成された1つ若しくは2つ以上のロボットアーム12を含むことができる。図示するように、各ロボットアーム12は、複数の移動度/自由度を提供し得る、関節24に結合された複数のアームセグメント23を含み得る。図1の例では、ロボットシステム10は、患者の脚に近接して位置決めされ、ロボットアーム12は、患者7の尿道65などアクセス開口部内へのアクセスのために、スコープ40に係合し、それを位置決めするように作動される。ロボットシステム10が適切に位置決めされると、スコープ40は、ロボットアーム12を使用してロボットで、医師5によって手動で、又はそれらの組み合わせで、患者7に挿入され得る。図1を参照すると、スコープ-ドライバ/フィーダ器具結合器11(すなわち、器具デバイスマニピュレータ(IDM))は、アーム12bのうちの1つの遠位エンドエフェクタ22に取り付けられて、スコープ40のロボット制御/前進を容易にすることができる。アームのうちの別のもの12aは、バスケットデバイス30の前進及び動作を容易にするように構成されている器具結合器/マニピュレータ19と関連付けられ得る。器具結合器19は、スコープ40のためのハンドル31を更に提供し得、スコープ40は、スコープ40の近位端においてハンドル31に物理的に結合される。スコープ40は、1つ又は2つ以上の作業チャネルを含み得、この作業チャネルを通して、砕石器、バスケットデバイス、鉗子などの更なるツールを治療部位に導入することができる。
ロボットシステム10は、制御システム50、台15、EM場発生器18、スコープ40、バスケットシステム30、及び/又は任意のタイプの経皮的アクセス器具(例えば、針、カテーテル、腎盂尿管鏡など)のような、医療システム100の任意の構成要素に結合され得る。いくつかの実施形態では、ロボットシステム10は、制御システム50に通信可能に結合されている。例えば、ロボットシステム10は、制御システム50から制御信号を受信して、特定の様式でロボットアーム12のうちの1つ又は2つ以上を位置決めする、スコープ40を操作する、バスケットシステム30を操作するなど、特定の動作を実行するように構成され得る。それに応答して、ロボットシステム10は、ロボットシステム10の特定の制御回路211、アクチュエータ217、及び/又は他の構成要素を使用して、ロボットシステム10の構成要素を制御して、動作を実施することができる。例えば、制御回路211は、器具ハンドル31に結合されたエンドエフェクタ22の駆動出力部402を作動させることによって、シャフト/スコープ40のロールを制御し得る。いくつかの実施形態において、ロボットシステム10及び/又は制御システム50は、患者7の内部解剖学的構造、及び/又はアクセスシース若しくは他のデバイス構成要素の部分を表す画像及び/又は画像データをスコープ40から受信するように構成されている。
ロボットシステム10は、概して、細長い支持構造体14(「カラム」とも称される)、ロボットシステム基部25、及びカラム14の上部におけるコンソール13を含む。カラム14は、1つ又は2つ以上のロボットアーム12(図1には3つが示されている)の展開を支持するための1つ又は2つ以上のアーム支持体17(「キャリッジ」とも称される)を含み得る。アーム支持体17は、患者に対するより所望の位置決めのために、垂直軸線に沿って回転してロボットアーム12の基部を調整する、個別に構成可能なアームマウントを含み得る。
アーム支持体17は、カラム14に沿って垂直に並進するように構成され得る。いくつかの実施形態では、アーム支持体17は、アーム支持体17の垂直方向の並進を誘導するためにカラム14の両側に位置決めされる、スロット20を通してカラム14に接続することができる。スロット20は、ロボットシステム基部25に対して様々な垂直方向の高さにおいてアーム支持体17を位置決めし、保持するための垂直方向の並進インターフェースを収容する。アーム支持体17の垂直方向の並進は、ロボットシステム10が、種々の台の高さ、患者のサイズ、及び医師の選好を満たすようにロボットアーム12の到達範囲を調整することを可能にする。同様に、アーム支持体17上の個別に構成可能なアームマウントは、ロボットアーム12のロボットアーム基部21が種々の構成で角度付けられることを可能にすることができる。
ロボットアーム12は、概して、各関節が1つ又は2つ以上の独立したアクチュエータ217を備える、一連の関節24によって接続される一連の連結アームセグメント23によって分離されたロボットアーム基部21及びエンドエフェクタ22を備え得る。各アクチュエータは、独立して制御可能なモータを備え得る。各独立して制御可能な関節24は、ロボットアームに利用可能な独立した自由度を提供するか、又は表すことができる。いくつかの実施形態では、アーム12の各々は、7つの関節を有し、したがって、「冗長」自由度を含む7つの自由度を提供する。冗長自由度により、ロボットアーム12が、様々なリンク位置及び関節角度を使用して、空間において特定の位置、配向、及び軌道で、そのそれぞれのエンドエフェクタ22を位置決めすることが可能になる。これにより、システムが空間において望ましい個所から医療用器具を位置決めし、方向付けることが可能になる一方、医師がアーム関節を患者から離れる臨床上都合の良い位置に移動させて、アームの衝突を回避しながらより大きいアクセスを引き起こすことを可能にする。
ロボットシステム基部25は、床の上のカラム14、アーム支持体17、及びアーム12の重量の平衡を保つ。したがって、ロボットシステム基部25は、電子機器、モータ、電源、並びに移動を選択的に可能にするか、又はロボットシステムを固定化する構成要素などの特定の相対的により重い構成要素を収納し得る。例えば、ロボットシステム基部25は、処置前にロボットシステムが手術室中をあちこちに容易に移動することを可能にする、ホイール形状のキャスタ28を含むことができる。適切な位置に到達した後、キャスタ28は、処置中にロボットシステム10を適所に保持するためのホイールロックを使用して、固定化され得る。
カラム14の上端に位置決めされると、コンソール13は、ユーザ入力を受信するためのユーザインターフェース並びに術前及び術中データの両方を医師/ユーザに提供するためのディスプレイ画面16(又は、例えば、タッチスクリーンなどの二重目的デバイス)の両方を提供することができる。コンソール/ディスプレイ16又はディスプレイ56上の潜在的な術前データは、術前計画、術前コンピュータ断層撮影(computerized tomography、CT)スキャンから導出されたナビゲーション及びマッピングデータ、並びに/又は術前の患者への問診からのメモを含み得る。ディスプレイ上の術中データが、ツールから提供される光学情報、センサからのセンサ情報及び座標情報と共に、呼吸、心拍数、及び/又はパルスなどの不可欠な患者統計も含むことがある。コンソール13は、医師がアーム支持体17の反対側のカラム14の側面からコンソールにアクセスすることを可能にするように位置決めされ、傾転され得る。この位置から、医師は、コンソール13をロボットシステム10の背後から動作させながら、コンソール13、ロボットアーム12、及び患者を視認し得る。図示するように、コンソール13はまた、ロボットシステム10の操作及び安定化を支援するためのハンドル27を含むことができる。
ロボットアーム12の各々のエンドエフェクタ22は、いくつかの事例では、滅菌アダプタ構成要素を使用して取り付けられ得る、器具デバイスマニピュレータ(IDM)29を備えるか、又はそれに結合されるように構成され得る。エンドエフェクタ22及び関連するIDMの組み合わせ、並びに任意の介在する技巧又は結合器(例えば、滅菌アダプタ)は、マニピュレータアセンブリ111と称され得る。いくつかの実施形態において、IDM29は、除去され、異なるタイプのIDMで置き換えられることができ、例えば、IDM/器具の第1のタイプ11は、内視鏡/シャフトを操作するように構成され得、IDM/器具の第2のタイプ19は、シャフトと関連付けられ(例えば、その近位部分に結合され)、シャフトをロール及び/又は関節運動させ、及び/又はバスケットデバイスを操作するように構成され得る。別のタイプのIDM/器具は、電磁場発生器18を保持するように構成され得る。IDMは、電力及び制御インターフェースを提供することができる。例えば、インターフェースは、空気圧、電力、電気信号、及び/又は光信号をロボットアーム12からIDMに伝達するためのコネクタを含むことができる。IDM29は、例えば、直接駆動、高調波駆動、ギア駆動、ベルト及びプーリ、磁気駆動、及び同等物を含む技法を使用して、スコープ40などの医療用器具(例えば、外科用ツール/器具)を操作するように構成され得る。いくつかの実施形態において、デバイスマニピュレータ29は、ロボットアーム12のそれぞれ1つに取り付けられることができ、ロボットアーム12は、それぞれの結合された医療用器具を治療部位の中に挿入するか又は治療部位から後退させるように構成されている。
上で言及されるように、システム100は、ロボットシステム10の制御回路211及び制御システム50の制御回路251を含む、本明細書に記載の特定の機能を実行するように構成された、特定の制御回路を含むことができる。すなわち、システム100、101、104の制御回路は、ロボットシステム10、制御システム50、又はそれらのいくつかの組み合わせの一部であり得る。したがって、本明細書における制御回路への全ての言及は、それぞれ、ロボットシステム、制御システム、又は図1~図3に示す医療システム100、101、及び104などの医療システムの任意の他の構成要素に具現化された回路を指し得る。「制御回路」という用語は、その広義かつ通常の意味に従って本明細書で使用され、プロセッサ、処理回路、処理モジュール/ユニット、チップ、ダイ(例えば、1つ若しくは2つ以上の能動及び/又は受動デバイス及び/又は接続性回路を含む、半導体ダイ)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理デバイス、状態機械(例えば、ハードウェア状態機械)、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、及び/又は回路のハードコーディング並びに/あるいは動作命令に基づいて信号(アナログ及び/又はデジタル)を操作する任意のデバイスの任意の集合を指し得る。本明細書で言及される制御回路は、1つ若しくは2つ以上の回路基板(例えば、プリント回路基板)、導電性トレース及びビア、並びに/又は搭載パッド、コネクタ、並びに/又は構成要素を更に含み得る。本明細書で言及される制御回路は、単一のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、及び/又はデバイスの埋め込まれた回路で具現化され得る、1つ若しくは2つ以上の記憶デバイスを更に備え得る。そのようなデータ記憶装置は、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、データ記憶レジスタ、及び/又はデジタル情報を記憶する任意のデバイスを備え得る。制御回路が、ハードウェア及び/又はソフトウェア状態機械、アナログ回路、デジタル回路、並びに/若しくは論理回路を備える、実施形態では、任意の関連動作命令を記憶するデータ記憶デバイス/レジスタは、状態機械、アナログ回路、デジタル回路、及び/又は論理回路を備える回路内に埋め込まれるか、又はその外部にあり得ることに留意されたい。
制御回路211、251は、本図のうちの1つ若しくは2つ以上に例解され、かつ/又は本明細書に記載されたステップ及び/又は機能のうちの少なくともいくつかに対応する、ハードコード化及び/又は動作命令を記憶する、及び/又はそれらを記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体を備え得る。そのようなコンピュータ可読媒体は、いくつかの事例では、製造物品に含めることができる。制御回路211/251は、完全にローカルに維持/配設され得るか、又は少なくとも部分的に遠隔に位置し得る(例えば、ローカルエリアネットワーク及び/又はワイドネットワークを介して間接的に通信可能に結合されている)。制御回路211、251のうちのいずれかは、以下に記載されるように、図15-1及び図15-2に示すプロセスを含む、本明細書に開示される様々なプロセスの任意の態様を実行するように構成され得る。
ロボットシステム10に関して、制御回路211の少なくとも一部分は、ロボットシステム10の基部25、カラム14、及び/若しくはコンソール13、並びに/又はロボットシステム10に通信可能に結合された別のシステムと統合され得る。制御システム50に関して、制御回路251の少なくとも一部分は、制御システム50のコンソール基部51及び/又はディスプレイユニット56と統合され得る。機能的制御回路又は関連機能の本明細書における任意の記載はまた、ロボットシステム10、制御システム50、若しくはそれらの任意の組み合わせで、及び/又は、開示された実施形態のいずれかによる、シャフト型器具(例えば、内視鏡)のハンドル/基部と関連付けられた制御回路など、少なくとも部分的に1つ若しくは2つ以上の他のローカル若しくは遠隔システム/デバイスで具現化されると理解され得ることを理解されたい。
図4-1を更に参照すると、制御システム50は、医療処置を実行することにおいて医師5又は他者を支援するように構成された様々なI/O構成要素258を含むことができる。例えば、入力/出力(input/output、I/O)構成要素258は、ユーザ入力が、患者7内でスコープ40及び/又はバスケットシステムを制御/ナビゲートすることを可能にするように構成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、医師5は、制御システム50及び/又はロボットシステム10に入力を提供することができ、そのような入力に応答して、制御信号をロボットシステム10に送信して、スコープ40及び/又はカテーテルバスケットシステム30を操作することができる。制御システム50は、処置に関する様々な情報を提供するために1つ又は2つ以上のディスプレイデバイス56を含み得る。例えば、ディスプレイ56は、スコープ40及び/又はバスケットシステム30に関する情報を提供し得る。例えば、制御システム50は、スコープ40によって捕捉されたリアルタイム画像を受信し、ディスプレイ56を介してリアルタイム画像を表示することができる。追加的又は代替的に、制御システム50は、患者7と関連付けられた医療モニタ及び/又はセンサから信号(例えば、アナログ、デジタル、電気、音響/音波、空気圧、触覚、油圧など)を受信することができ、ディスプレイ56は、患者7の健康又は環境に関する情報を提示することができる。かかる情報は、例えば、心拍数(例えば、ECG、HRVなど)、血圧/血流速度、筋肉生体信号(例えば、EMG)、体温、血液酸素飽和度(例えば、SpO2)、CO2、脳波(例えば、EEG)、環境及び/又は局所若しくは中核体温に関する情報など、医療モニタを介して表示される情報を含み得る。
システム100の様々な構成要素は、ネットワーク上で相互に通信可能に結合することができ、これは、無線及び/又は有線ネットワークを含むことができる。例示的なネットワークは、1つ又は2つ以上のパーソナルエリアネットワーク(personal area network、PAN)、ローカルエリアネットワーク(local area network、LAN)、ワイドエリアネットワーク(wide area network、WAN)、インターネットエリアネットワーク(Internet area network、IAN)、セルラネットワーク、インターネット、パーソナルエリアネットワーク(PAN)、ボディエリアネットワーク(body area network、BAN)などを含む。例えば、図4-1のシステムの様々な通信インターフェースは、無線及び/又は有線ネットワーク接続上などで、1つ又は2つ以上のデバイス/センサ/システムと通信するように構成され得る。いくつかの実施形態において、様々な通信インターフェースは、Bluetooth、Wi-Fi、近距離無線通信(near field communication、NFC)などの無線技術を実装することができる。更に、いくつかの実施形態では、システム100の様々な構成要素は、1つ又は2つ以上の支持ケーブル、管などを介して、データ通信、流体交換、電力交換などのために接続することができる。
制御システム50及び/又はロボットシステム10は、1つ若しくは2つ以上のボタン、キー、ジョイスティック、ハンドヘルドコントローラ(例えば、ビデオゲーム型コントローラ)、コンピュータマウス、トラックパッド、トラックボール、制御パッド、並びに/又は手のジェスチャ及び指のジェスチャを捕捉するセンサ(例えば、モーションセンサ若しくはカメラ)など任意のタイプのユーザ入力(及び/又は出力)デバイス若しくはデバイスインターフェース、タッチスクリーン、並びに/又はそのためのインターフェース/コネクタを備え得る、特定のユーザ制御(例えば、制御55)を含むことができる。そのようなユーザ制御は、それぞれの制御回路に通信可能に及び/又は物理的に結合される。いくつかの実施形態において、ユーザは、本明細書に記載されるように、ロボットシャフト回転/ロールを指令するために、ユーザ制御55を係合し得る。
図4-2は、1つ又は2つ以上の実施形態による、図1~図3の医療システムのいずれかにおいて実装され得るスコープ519及びバスケット30デバイス/アセンブリ519を含む医療システム構成要素を図示する。いくつかの実施形態において、スコープアセンブリ519は、内視鏡40に結合されたハンドル又は基部31を含む。例えば、内視鏡(すなわち、「スコープ」又は「シャフト」)は、1つ若しくは2つ以上のライト49及び1つ若しくは2つ以上のカメラ又は他の撮像デバイス48を含む、細長いシャフトを含むことができる。スコープ40は、スコープ40の長さにわたり得る、1つ又は2つ以上の作業チャネル44を更に含むことができる。いくつかの実施形態において、そのようなチャネルは、スコープ40を通して細長いバスケットワイヤ/タインのためのアクセスを提供するために利用され得る。
バスケットアセンブリ30は、1つ又は2つ以上のワイヤタイン36から形成されたバスケット35を備えることができる。例えば、バスケットシステム30は、バスケットシース37内にその長さにわたって配設された4つのワイヤタインを備え得、タインはシース37の遠位端から突出してバスケット形状35を形成する。タイン36は、シース37の近位端から更に延在する。タイン36は、ある程度の摩擦抵抗を受けて、バスケットシース37内で摺動可能であるように構成され得る。タイン36及びシース37は、バスケットカートリッジ構成要素32のそれぞれのアクチュエータ195に結合され得る。バスケットカートリッジ32は、スコープアセンブリ519のハンドル部分/構成要素31に物理的に及び/又は通信可能に結合され得る。ハンドル構成要素31は、手動で、若しくはロボット制御を通してバスケット及び/又はスコープ制御を支援するために使用されるように構成され得る。
スコープアセンブリ519は、電力インターフェース79を通して電力供給され得、かつ/又は制御インターフェース78を通して制御され得、それらの各々又は両方は、ロボットシステム10のロボットアーム/構成要素と連動し得る。スコープアセンブリ519は、圧力及び/又は他の力読み取りセンサなど、1つ若しくは2つ以上のセンサ72を更に備え得、センサ72は、アクチュエータ195及び/又はスコープ/バスケットシステム519の他の結合器のうちの1つ若しくは2つ以上において/によって経験される力を示す信号を生成するように構成され得る。
スコープアセンブリ519は、シャフト40をその軸線を中心にロールさせる(例えば、その基部/近位端でシャフトの軸線を中心にロールさせる)ための特定の機構を含む。例えば、シャフト40は、その近位部分にロールギア構成要素45と関連付け得る。そのようなロールギア45は、スコープアセンブリ519のハンドル31と関連付けられたアクチュエータ構成要素に噛合又は係合するように構成された1つ若しくは2つ以上の歯又は他の特徴を有し得る。スコープアセンブリシャフト40は、ハンドル31と関連付けられた1つ又は2つ以上のアクチュエータ構成要素(例えば、ギア、ベルト、軸など)を使用してロールギア45を作動させることによって、ロール/回転され得る。いくつかの実施形態において、スコープ/シャフト40は、シャフトの屈曲からのシャフトの近位部分/近位端上の歪みを低減するように、及び/又はシャフトの近位部分における屈曲角を低減するように構成された、ゴム円錐又は他の形体/材料を含み得る、歪み緩和構成要素43を含む。
シャフト40のロールギア45は、ハンドル31のハウジング80内に少なくとも部分的に配設され得る。更に、ロールギア45及びシャフト40のロール/回転を引き起こすように構成された追加の構成要素は、ハウジング80内に少なくとも部分的に配設され得る。いくつかの実施形態において、ハンドル31は、ロボットエンドエフェクタ及び/又はそれと関連付けられたアダプタの駆動出力部に係合したときに軸線を中心に回転するように構成された駆動入力部を備え得る、外部からアクセス可能/作動可能なロール軸85と関連付けられている。いくつかの実施形態において、ロール軸85は、ロールギア45及び/又はシャフト40の軸線に対して横方向である、直交する、及び/又は垂直である軸線を有する。したがって、ハンドル31は、ロール軸85の回転をロールギア45の軸線と平行である軸線に伝える/転換するように構成され得る角度転換ギア89を更に含み得る。角度転換ギア89は、例えば、ロール軸85又はロールギア45と噛合係合するベベルギアであり得る。回転/ロール伝動器83は、ロール軸85とロールギア45との間のある種の直接的又は間接的な物理的結合器を通して、ロール軸85の回転をロールギア45の回転に伝えるように構成され得る。例えば、ロール伝動器83は、1つ又は2つ以上のベルト、ケーブル、ロッドなどを備え得る。いくつかの実施形態において、ロール軸85は、ハンドル31の下側の開口を介してアクセス可能である。
スコープアセンブリは、ロール軸キャッチ又はロック手段/機構90を更に含むことができ、これは、そのキー構成要素95がロール軸85の嵌合特徴に係合されるロック構成をとるように、又はキー構成要素95がロール軸85の嵌合特徴に係合されないロック解除位置をとるように作動するように構成された構造体を備え得る。ロール軸キャッチ90は、ロール軸90の本体及び/又はキー特徴95と一体の形体であり得る、アクチュエータ構成要素91を更に含み得る。アクチュエータ91は、ハウジング80内の開口又は他のアクセス部81を通してアクセス可能であり得、アクセス部81は、ハンドル31及び/又はハウジング80の外部からロール軸キャッチアクチュエータ91の作動を可能にする。スコープアセンブリ519の様々な構成要素は、以下でより詳細に記載される。
スコープロール
図5は、1つ又は2つ以上の実施形態による、患者の泌尿器系の部分に配設された尿管鏡40を図示する。上で言及されるように、尿管鏡処置は、ヒトの尿管内の異常を調査し、かつ/又は同異常を治療するために実施することができる。例えば、尿管鏡処置は、腎臓結石を治療及び/又は除去するために実施することができる。そのような処置は、少なくとも部分的に手動で実施され得、及び/又は少なくとも部分的にロボット技術を使用して実行され得る。例えば、特定の内視鏡処置のためのロボットデバイス及び/又はシステムの使用は、厳密に手動の処置と比較して、相対的に高い精度、制御、及び/又は協調を提供することができる。いくつかの実施形態において、スコープ40は、バスケットデバイス30(例えば、バスケット構成要素35)をスコープ40の遠位端で動作領域に展開するための作業チャネル44を含む。
図5は、1つ又は2つ以上の実施形態による、患者の泌尿器系の部分に配設された尿管鏡40を図示する。上で言及されるように、尿管鏡処置は、ヒトの尿管内の異常を調査し、かつ/又は同異常を治療するために実施することができる。例えば、尿管鏡処置は、腎臓結石を治療及び/又は除去するために実施することができる。そのような処置は、少なくとも部分的に手動で実施され得、及び/又は少なくとも部分的にロボット技術を使用して実行され得る。例えば、特定の内視鏡処置のためのロボットデバイス及び/又はシステムの使用は、厳密に手動の処置と比較して、相対的に高い精度、制御、及び/又は協調を提供することができる。いくつかの実施形態において、スコープ40は、バスケットデバイス30(例えば、バスケット構成要素35)をスコープ40の遠位端で動作領域に展開するための作業チャネル44を含む。
スコープ/シャフト(例えば、内視鏡/尿管鏡)40は、解剖学的構造の画像を捕捉するために患者の解剖学的構造に挿入され、及びその1つ又は複数の作業チャネルを使用して特定のタスクを実行するように構成されている、管状かつ可撓性の医療用シャフト/器具を備え得る。いくつかの実施形態では、スコープ40は、光学カメラなど撮像デバイス48を含むことができる、光学アセンブリ及びスコープ40の遠位端42へ/から信号を伝達するためのワイヤ及び/又は光ファイバを収容することができる。スコープ40は、LED又は光ファイバ光源/レンズなどの光源49を更に含むことができる。
スコープシャフト40は、アクセスシース190を通して標的場所に前進させられ得る。アクセスシース190は、尿管63を通して、腎盂71及び/又は腎盂尿管移行部71付近の位置まで前進させられ得る。アクセスシース190の遠位端は、尿管63及び/又は腎盂71内の位置に留置され得る。アクセスシース190は、その特定の部分内で多少蛇行し得る尿路経路によって許容される範囲で、可能な限り腎臓の解剖学的構造内の奥に配置され得る。概して、アクセスシース190は、スコープ40が関節運動され得る程度まで関節運動可能でない場合があり、したがって、アクセスシース190を腎臓にナビゲート/駆動することは実用的でない場合がある。
スコープ40は、スコープ40がヒトの解剖学的構造内で操縦され得るように、スコープ40の少なくとも遠位部分230に対してなど、関節運動可能な場合がある。いくつかの実施形態において、スコープ40は、例えば、XYZ座標移動、並びにピッチ、ヨー、及びロールを含む、6自由度で関節運動されるように構成されている。スコープ40の特定の位置センサ(例えば、電磁センサ)は、実装される場合、それらが生成/提供する位置情報に関して同様の自由度を有し得る。
ロボット実装形態の場合、ロボットシステムのロボットアームは、スコープ40を操作するように構成される/構成可能であり得る。例えば、器具デバイスマニピュレータ(例えば、スコープハンドル)は、ロボットアームのエンドエフェクタに結合されることができ、細長い移動部材を使用してスコープ40を操作することができる。細長い移動部材は、1つ若しくは2つ以上のプルワイヤ(例えば、プル若しくはプッシュワイヤ)、ケーブル、ファイバ、及び/又は可撓性シャフを含み得る。例えば、ロボットアームは、スコープ40に結合された複数のプルワイヤ(図示せず)を作動させて、スコープ40の先端42を偏向させるように構成され得る。プルワイヤは、ステンレス鋼、ケブラー、タングステン、炭素繊維、及び同等物などの金属及び非金属材料などの任意の好適な又は望ましい材料を含み得る。いくつかの実施形態において、スコープ40は、細長い移動部材によって加えられた力に応答して、非線形挙動を示すように構成されている。非直線的挙動は、スコープの剛性及び圧縮性、並びに異なる細長い移動部材間の緩み又は剛性の変動性に基づき得る。
カメラ/撮像デバイス48を使用して、腎臓70の内部杯など、内部解剖学的空間の画像を捕捉することができる。スコープ40は、発光ダイオードなどの近位に位置する光源からスコープの遠位端42に光を運ぶための光ファイバを収容するように更に構成され得る。いくつかの実施形態において、スコープ40は、それぞれ、図1、図2、及び図3に示すロボットシステム100、101、及び104と1つ又は2つ以上の点で同様のロボットシステムによって制御されるように構成されている。
いくつかの実施形態において、シャフト(例えば、スコープ)40は、センサ位置データを生成し、かつ/又は別のデバイスに送信し、あるいは電磁場に検出可能な歪み又はシグネチャを生成するように構成されているセンサを含む。センサ位置データは、医療用器具40(例えば、その遠位端42)の位置及び/若しくは配向を示すことができ、かつ/又は医療用器具の位置/配向を判定/推定するために使用することができる。例えば、センサ(「位置センサ」と称されることもある)は、導電性材料のコイルを有する電磁(EM)センサ、又はアンテナの他の形体/実施形態を含むことができる。
本開示の実施形態は、ロボットで制御されたシャフトロールの実装、及び器具がロボットシステムからドッキング解除されたときのシャフトロール機能のロックに関する。そのようなロボットシャフトロールは、限定された回転の角度に制限されることができ、それは、器具損傷を防止することができる。医療用器具及び/又はそのハンドルが、ロボットエンドエフェクタ及び/又はそれと関連付けられたアダプタ(例えば、滅菌アダプタ)構成要素からラッチ解除され、ドッキング解除され、又は別様に分離されるときに、医療用器具及び/又はそのハンドルは、「ロボットから離れている」とみなされ得、一方、医療用器具及び/又はそのハンドルが、ロボットエンドエフェクタ及び/又はそれと関連付けられたアダプタ(例えば、滅菌アダプタ)構成要素にラッチされ、ドッキングされ、又は別様に結合されるときに、医療用器具及び/又はそのハンドルは、「オンロボット」であるとみなされ得る。
器具基部/ハンドル31は、ロボットエンドエフェクタ6に取り付ける、搭載する、又は別様に接続若しくは結合されるように構成され得る。例えば、ロボットアームは、エンドエフェクタ及び/又は滅菌アダプタを備える器具駆動機構/アセンブリを含むことができ、器具基部/ハンドル31は、器具駆動機構/アセンブリに取り付けられることができる。器具駆動機構は、医療用器具19を操作するために、器具基部/ハンドル31上の対応する駆動入力部に係合して作動させるように構成された駆動出力部を含むことができる。例えば、ロボットエンドエフェクタ6の1つ又は2つ以上の駆動出力部は、本明細書で詳細に記載されるように、シャフトロールを制御するように構成され得る。エンドエフェクタの駆動出力部は、エンドエフェクタの駆動出力部からアダプタの駆動出力部に駆動トルクを伝達するように構成されているアダプタ(例えば、滅菌アダプタ)の1つ又は2つ以上の駆動結合部に結合され得る。本明細書におけるロボットエンドエフェクタ及び/又は駆動出力部又はその他の特徴への言及は、エンドエフェクタに連結されたアダプタ(例えば、滅菌アダプタ)及び/又はアダプタの駆動出力部を指すと理解され得る。例えば、エンドエフェクタ上への器具のドッキングの記載は、アダプタがエンドエフェクタに結合されているときのアダプタ上への器具のドッキングを指すと理解されたい。
いくつかの構成において、医療用器具19の細長いシャフト40は、器具ハンドル31と器具フィーダ11との間、及び/又は関連するロボットアーム間にサービスループ43を形成するように配列される。サービスループ43は、器具基部31/ハンドルとフィーダデバイス11との間のシャフト40の長さを含み得る。シャフト40の長さが器具基部/ハンドル31とフィーダデバイス11との間の距離Da(図1参照)を超えると、シャフト40は、垂れ下がり(及び/又は側面に)、器具基部/ハンドル31とフィーダデバイス11との間にサービスループ43が形成され得る。サービスループ43は、より速いシャフト40の挿入及び/又は後退を可能にするために使用され得るシャフト40における緩みを提供することができる。例えば、挿入中に、サービスループ49における緩みは、対処され得る(サービスループ49を短縮する又は収縮する)。後退中に、サービスループ49は、生成され得る(長さにおいて増加する又は拡大する)。
スコープ40は、第1の/一次平面Pp内の1つ又は2つの方向に偏向可能であり得る。スコープ40はまた、一次平面Ppに直交し得る第2の/二次平面Psにおいて1つ又は2つの方向に偏向可能であり得る。例えば、それは、スコープ40の少なくとも遠位部230が、特定の前方又は後方に向いた杯などの所望のエリアに到達するように、2つ以上の平面において偏向可能であることが望まれ得る。一次偏向面Pp及び二次偏向面Psが特定構成において示されているが、図示された二次平面Psは、一次平面Ppであり得、逆もまた同様であることを理解されたい。
いくつかの実施形態において、スコープ40は、遠位関節部230を備える。1つ若しくは2つ以上のケーブル、プルワイヤ、又はプルワイヤセグメントは、シャフト40の外面に沿ってわたることができる。追加的に、1つ又は2つ以上のケーブルは、シャフト40の中央管腔に沿ってわたることができる。1つ又は2つ以上のケーブルの操作は、関節部230の作動又は偏向をもたらす。1つ若しくは2つ以上のケーブルの操作は、器具基部/ハンドル31内に位置決めされるか、又はそれに接続される、1つ若しくは2つ以上の器具ドライバを介して制御され得る。
器具基部/ハンドル31は、概して、器具ドライバの取付け表面上で1つ又は2つ以上のトルクカプラと往復嵌合するように設計された1つ又は2つ以上の機械的入力部(例えば、レセプタクル、プーリ、スプール、雌型入力部など)を有する取付けインターフェースを含むことができる。器具ハンドル31は、複数の駆動入力部を含むことができる。複数の制御ケーブルは、複数の駆動入力部に結合され、可撓性シャフト40に沿って延在することができる。複数の駆動入力部は、医療ロボットシステムからの駆動出力部に応答して、複数のプルワイヤ又は制御ケーブルに張力を制御又は加えるように構成され得る。
解剖学的構造を通してスコープ40をナビゲートするために、スコープ40の関節部230は、一次平面Ppにおいてで偏向可能であることができる。関節部230の遠位部は、二次平面Ps内で2つの方向において更に偏向可能であり得る。したがって、関節部230の遠位部は、2つの平面及び4つの方向(例えば、左/右及び上/下)において偏向可能であり得る。スコープ40の曲げ半径は、二次平面Ps(例えば、いずれかの方向において180°以下)におけるよりも、一次平面Pp(例えば、いずれかの方向において最大270°以上)において大きくなり得る。したがって、これは、腎臓70の腎杯網内でスコープ40の関節部分230の到達範囲を最大化するために、一次平面Ppが腎臓の平面Pkと位置合わせされることが望ましくあり得る。医師は、エンドエフェクタ6にドッキングする前に、ハンドル31の手動操作を通して、そのような位置合わせを手動で達成しようとし得る。手動位置合わせの後、医師は、例えば、約90°のシャフトのロール/回転をもたらし得る、ハンドル31をエンドエフェクタ6上にドッキングし得る。本開示の実施形態は、いくつかの実装形態において、ハンドル31のドッキング後に自動的に実行され得る、ロボットロール制御を通したそのような位置合わせ外の回転/ロールについての補償を可能にする。
本開示の態様によるロボットロール制御は、少なくともその近位端で、細長いシャフト40の長手方向軸線を中心とする器具ハンドル31に対する細長いシャフト40の回転を伴うことができる。本明細書における記載又はその軸線を中心としたシャフトロール/回転は、少なくともシャフトの近位端又は部分での、その軸線を中心としたシャフトの回転を指すと理解されたい。ハンドル31に対するシャフト40の回転は、患者の上下平面であり得る、腎臓の平面Pk内にシャフト40を位置合わせさせるように動作可能であり得る。例えば、腎臓70は、形状、サイズ、及び構成において可変的であり得るが、上極、中極、及び下極を有する略平面構造体として概略で一般化可能である。これらの極の各々から、前方又は後方を指す一連の杯をステムする。スコープ40は、関節部230を標的腎杯の方向と位置合わせさせるように回転/ロールされ得る。
図6は、1つ又は2つ以上の実施形態による、ロボットアーム12と関連付けられた器具デバイスマニピュレータアセンブリ150の分解図を示す。器具デバイスマニピュレータアセンブリ150は、ロボットアーム12の遠位端と関連付けられたエンドエフェクタ6を含む。器具マニピュレータアセンブリ150は、シャフト型器具19のハンドル31を更に含む。器具ハンドル31は、内視鏡又は他のシャフト型器具のような、それと関連付けられたシャフト構成要素をロール/回転させるための機械的(及び/又は電気的)手段を組み込むことができる。上配向及び下配向の表面、プレート、面、構成要素、及び/又は他の特徴若しくは構造体の本明細書における記載は、(示される傾転され、分解された配向ではなく)組み立てられたときの図6に示す器具デバイスマニピュレータアセンブリ150の特定の配向を参照して理解され得る。すなわち、エンドエフェクタ6は、概して、ある範囲の方向及び配向に面する及び/又は配向されるように構成可能であり得るが、便宜上、本明細書におけるそのような構成要素(及びそれに直接又は間接的に取り付けられる/ラッチされる構成要素/デバイス)の記載は、図6に示すエンドエフェクタ6の略垂直に面する配向の文脈内であり得る。
いくつかの実施形態において、器具デバイスマニピュレータアセンブリ150は、エンドエフェクタ6に搭載可能であり、エンドエフェクタ6と器具ハンドル31との間にドライバインターフェースを提供するように構成されたアダプタ構成要素8を更に含む。アダプタ8及び/又は器具ハンドル31は、ロボットアーム12から除去可能又は着脱可能であり得、いくつかの実施形態において、モータなどのあらゆる電気機械部品を欠き得る。この二分は、医療処置において使用される医療用器具を滅菌する必要性、並びに医療用器具の複雑な機械的アセンブリ及び敏感な電子機器に起因して高価な資本設備を十分に滅菌することができないことによって引き起こされ得る。したがって、器具ハンドル31及び/又はアダプタ8は、個々の滅菌又は廃棄のために、エンドエフェクタ6(したがって、システム)から取り外され、除去され、かつ交換されるように設計され得る。対照的に、エンドエフェクタ6は、いくつかの場合において、交換又は滅菌される必要はなく、保護のために(例えば、ドレープ301を使用して)覆われ得る。
いくつかの実施形態において、アダプタ8は、空気圧、電力、電気信号、及び/又は光信号をロボットアーム12及び/又はエンドエフェクタ6から器具ハンドル31に伝達するためのコネクタを含むことができる。ロボットアーム12は、結合された器具ハンドル31を治療部位の内外に前進/挿入又は後退させることができる。いくつかの実施形態において、器具ハンドル31は除去され、異なるタイプの器具で置き換えられ得る。ロボットアーム12のエンドエフェクタ6は、アダプタ8、器具ハンドル、及び/又はシャフト40の構成要素に接続及び/又は位置合わせするように構成された様々な構成要素/要素を含むことができる。例えば、エンドエフェクタ6は、医療用器具を制御/関節運動させるための駆動出力部302(例えば、係合特徴を有する駆動スプライン、ギア、又は回転可能ディスク)、医療用器具からデータを読み取るためのリーダ304(例えば、医療用器具からシリアル番号を読み取るための無線周波数識別(radio-frequency identification、RFID)リーダ)、器具ハンドル31及び/又はアダプタ8をエンドエフェクタ6に取り付けるための1つ若しくは2つ以上の締結具306、患者に手動で取り付けられる器具(例えば、アクセスシース)と位置合わせするための、及び/又はデバイスマニピュレータアセンブリ150の前面を画定するためのマーカ308を含むことができる。いくつかの実施形態において、アダプタ8の一部分(例えば、プレート)315は、エンドエフェクタ6に結合されたときに、アダプタ8及び/又はエンドエフェクタ6のうちの1つ又は2つ以上の他の構成要素とは独立して回転/スピンするように構成され得る。アダプタ8は、ハンドル31の対応する入力部602と嵌合/結合するように構成された1つ又は2つ以上の出力部309を含むことができる。
いくつかの構成において、プラスチックシートなどの滅菌ドレープ301は、ロボットアーム12と器具ハンドル31との間に滅菌バリアを提供するために、エンドエフェクタ6とアダプタ8との間に配設され得る。例えば、ドレープ301は、エンドエフェクタ6からアダプタ8への機械的トルクの伝動を可能にするようにそのような方式でアダプタ8に結合され得る。アダプタ8は、概して、アダプタ8自体が滅菌バリアを提供するように、その作動構成要素の周囲にシールを維持するように構成され得る。アダプタ8及び/又はデバイスマニピュレータアセンブリ(すなわち、「ロボットマニピュレータ」又は「ロボットマニピュレータアセンブリ」)150のより多くの他の構成要素に結合されたドレープ301の使用は、ロボットアーム12と手術野との間に滅菌バリアを提供し得、それによって、滅菌手術野におけるアーム12と関連付けられたロボットカートの使用を可能にする。エンドエフェクタ6は、ロボットアーム12のエンドエフェクタ6上に装填され得、及び/又はそこから除去され得る、様々なタイプの滅菌アダプタに結合されるように構成され得る。アーム12がプラスチックで覆われた状態で、医師及び/又は他の技師は、処置中にアーム12及び/又はロボットカートの他の構成要素(例えば、スクリーン)と相互作用し得る。ドレーピングは、設備のバイオハザード汚染に対して更に保護し、及び/又は処置後の清掃を最小限にし得る。
器具ハンドル31は、器具ハンドル31のハウジング80の下面336上に複数の駆動入力部602、87を含むことができる。図示された実施形態において、駆動装置31は、3つの駆動入力部602、87を含むが、他の実施形態において、別の数の駆動入力部が含まれ得る。駆動入力部は、器具ハンドル31の下側嵌合面336に沿って離間した固定位置にあることができ、これにより、駆動入力部602、87を、モジュール式使用して様々な他の器具を取り付けるように設計されている、対応する嵌合面に沿った離間した固定位置にあり得る、エンドエフェクタ6の対応する駆動出力部302に結合することが容易になる。ハンドル31は、アダプタ8及び/又はエンドエフェクタ6の対応する構造体に物理的に結合するためのラッチクリップ719又は他のラッチ特徴/手段を含むことができる。
器具ハンドル31内の機械的アセンブリは、駆動入力部602がシャフト40の関節運動を駆動するために使用されることを可能にすることができ、一方、駆動入力部87は、シャフト40のロールを駆動するために使用され得る。駆動入力部602、87の各々は、エンドエフェクタ6上の対応する駆動出力部302に係合するように構成され得る。例えば、各駆動入力部は、スプラインとして構成されている駆動出力部と嵌合するように構成されたレセプタクルを備えることができる。駆動入力部及び駆動出力部は、これらの間で運動を伝達するために係合するように構成することができる。したがって、駆動出力部を回転させて、駆動入力部の対応する回転を引き起こし、器具ハンドル31の様々な機能を制御することができる。
本明細書における「器具デバイスマニピュレータアセンブリ」、「器具マニピュレータアセンブリ」、「マニピュレータ」、「マニピュレータアセンブリ」、並びにそれらの他の変形への言及は、ロボットアーム、ロボットアームのエンドエフェクタ、ロボットエンドエフェクタに結合されるように構成されたアダプタ、エンドエフェクタ及び/若しくはアダプタに結合されるように構成された器具基部/ハンドル、並びに/又は器具基部/ハンドルと関連付けられた他のアクチュエータ構成要素、手段、及び/若しくは機構を含む、図6に示すアセンブリ150の構成要素の任意のサブセットを指すことができる。更に、本明細書における「アクチュエータ」への言及は、アセンブリ150の構成要素に係合された、結合された、又は別様にそれによって作動可能な器具/構成要素の移動に直接又は間接的に影響を及ぼす、又はそれを引き起こす、図6に示すアセンブリ150の任意の構成要素を指すことができることを理解されたい。例えば、本明細書に開示される実施形態によると、「アクチュエータ」は、以下のデバイス又は構成要素、フィードローラ、シャフト作動ホイール/ローラ、フィードローラチャネル、器具フィーダ駆動入力部、アダプタ駆動出力部、アダプタ駆動入力部、プーリ、ベルト、ギア、ペグ、ピン、エンドエフェクタ駆動出力部、及び/又はそれらの作動を引き起こすように構成される構造体及び/又は制御回路の任意のセット又はサブセットを備え得る。例えば、アクチュエータは、その動きが、アクチュエータと統合されているか、若しくは分離されているかにかかわらず、別の構成要素、デバイス、若しくは構造体において対応する動きを引き起こすように構成された任意の構成要素、デバイス、又は構造体であり得る。
図7A、図7Bは、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態による、ロボットシャフトロールを実装するように構成された器具ハンドルの断面斜視図を示す。シャフトロールがシャフト及び/又はハンドルの手動ロールに限定される特定の解決策とは異なり、本開示のいくつかの実施形態は、有利には、1つ若しくは2つ以上の機械的ギア及び/又は他の回転-並進手段/機構を使用して実施され得るロボットシャフトロール制御を、可能にする。
ハンドル31は、器具のシャフト40がロボットでロール/回転することを可能にする1つ又は2つ以上の機構と関連付けられている。例えば、そのような機構は、ロボットエンドエフェクタ出力駆動の回転をハンドル/基部31に伝達し、更に、ベルト83又は他の回転伝動器構成要素を介してシャフト40の基部(例えば、近位端)45に伝達するように構成され得る。いくつかの実施形態において、ベベルギア又は他の角度転換ギア/構成要素89は、ベルト83に取り付けられ得、それによって、ロール軸/ギア85及び/又はシャフトギア45のうちの少なくとも1つに取り付けられ得る。ベベルギア89は、軸/ベルトギア85の回転を90°又は他の角度だけ変換して得、シャフトギア45との噛合係合を可能にし、シャフトギア45を回転させ、それによってシャフト40をロールさせることができる。
細長いシャフト40の近位端は、器具ハンドル/基部31から延在する。いくつかの実施形態において、細長いシャフト40は、可撓性シャフト及び/又は関節運動シャフトを含む。上述したように、プルワイヤ(図示せず)は、ハンドル31及び細長いシャフト40内に又はそれらの上に含められ、細長いシャフト40の関節運動を制御することができる。ハンドル31は、シャフト40の手動制御及びロボット制御の両方を可能にするように構成されている。例えば、器具ハンドル31は、手動制御を提供するために物理的に保持され、手動で操作され、及びロボット制御を提供するために器具駆動機構に結合されるように構成され得る。いくつかの実施形態において、滅菌アダプタは器具ハンドル31と器具駆動機構(例えば、ロボットエンドエフェクタ又は他のロボットマニピュレータ)との間に位置決めされ、医療処置中に滅菌野を維持することができる。
図示するように、器具ハンドル31は、本明細書に記載されるロール制御構成要素/機構のうちの1つ又は2つ以上を収容し得る、ハウジング80を含む。器具ハンドル31のハウジング80は、ユーザ/施術者の手にある器具ハンドルに人間工学的適合を提供するように、及び/又は別の器具をそれに結合することを可能にするために成形され得る。例えば、ハウジング80の形状は、本開示の態様によるシャフト40を手動でロールさせるためなど、手動制御中に器具ハンドル31をより容易に又は快適に保持することを可能にすることができる。更に、ハウジング80の形状は、ハンドル31が別の器具/デバイス(例えば、バスケット又はレーザ処理カートリッジ)による使用のために物理的に結合/ラッチされるアダプタ及び/又はエンドエフェクタと関連付けられた1つ若しくは2つ以上のロボット駆動出力部へのアクセス(例えば、阻止しない)を提供することができる。器具ハンドル31は、医療用器具システムの1つ又は2つ以上の器具(例えば、内部制御回路)に電力供給するために電力ユニットに接続するための電力アクセスポート714を含むことができる。電力アクセスポート714は、シャフト40に電気的及び/又は視覚的接続を提供するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、器具ハンドル31は、シャフト歪み緩和形体43によって制御可能な手動ロール入力部を含む。いくつかの実施形態において、細長いシャフト40は、シャフト出口歪み緩和形体43を通って、ハンドル31のハウジング80内に延在する。シャフト出口歪み緩和形体43は、細長いシャフトが器具ハンドル31に対して回転することを可能にするように構成され得る。図示するように、シャフト出口歪み緩和形体43は、ハウジング80に対して回転することができるツイスト可能又は回転可能なハンドル又は把持部であることができる。例えば、シャフト歪み緩和形体43は、時計回り及び/又は反時計回りの動きで回転することができる。シャフト40は、シャフト歪み緩和形体43の回転がシャフト40の回転を引き起こすように、シャフト出口歪み緩和形体43に対して回転で固定され得る。シャフト40の回転は、歪み緩和形体43の対応する動きと同じ方向であり、それと等しい/一致することができるが、これは全ての実施形態においてそうである必要はない。シャフト40は、少なくとも90、少なくとも100、少なくとも110、少なくとも120、少なくとも130、少なくとも140、少なくとも150、少なくとも160、少なくとも170、少なくとも180、少なくとも190、少なくとも200、少なくとも210、少なくとも220、少なくとも230、少なくとも240、少なくとも250、少なくとも260、少なくとも270、少なくとも280、少なくとも290、少なくとも300、少なくとも310、少なくとも320、少なくとも330、少なくとも340、少なくとも350、又は少なくとも360度だけ、両方の回転方向へ回転(例えば、ロール)することが許容され得る。そのようなロールは、図10-1、図10-2、図10-3、及び図10-4に関して以下に詳細に記載されるロール軸回転限定特徴/機構によって限定され得る。
歪み緩和特徴43は、図示するように、テーパ状円錐の形状におけるゴム又は他の少なくとも部分的に弾性/可撓性材料を含み得る。そのような円錐は、シャフト40のロール位置を示す視覚表示及び/又は手動/触覚係合特徴を提供し得る、円周頂点47を有し得る。例えば、頂点47は、シャフトが回転するにつれてシャフトの軸線を中心に回転し得る。頂点特徴によって少なくとも部分的に提供され得るような円錐の形体は、シャフト40を手動で回転させるためのユーザによる手動操作のための操作表面を提供することができる。概して、円錐43の頂点47と、例えば、ハンドル31の側面部分747又は他の部分との位置合わせは、シャフト40がホーム(例えば、ゼロ/ロック)位置に回転で位置合わせされることと関連付けられることができる。いくつかの実施形態において、頂点47は、カメラ及び/又はシャフト40の作業チャネルと位置合わせされ得る。いくつかの実施形態において、シャフト40のロール位置の視覚的表示は、頂点に加えて、及び/又はその代替として、1つ若しくは2つ以上の他の視覚的マーカによって示され得る。例えば、シャフト40上のバンド、ノッチ、又は他の視覚的マーキング、歪み緩和形体、及び/又はハンドル31の側面747若しくは他の部分は、シャフト40のロール配向を示し得る。
図6、図7A、及び図7Bを参照すると、ハンドル31は、複数のロボット駆動入力部87、602(図7A、図7Bには図示せず、図6参照)を含むことができ、これは、1つ又は2つ以上の入力ポート762を介してアクセス可能であり得る。エンドエフェクタ及び/又はアダプタ(図6参照)のロボット駆動出力部は、ロボット内視鏡駆動入力部87、602に係合し、トルクを伝達する(例えば、回転させる)ことができる。例えば、駆動入力部87は、ロール軸85と関連付けられ得る。駆動入力部のいずれも、時計回り及び反時計回りの両方向に回転可能であり得る。駆動入力部87、602は、溝付き又はキー止め陥凹として構成され得、突出/突起スプラインとして構成されたロボット駆動出力部302(図6参照)に係合するように構成され得る。ロボット駆動出力部302は、モータによって駆動され、時計回り及び反時計回り方向に回転することができる。ロボット駆動出力部がそれぞれのロボット内視鏡駆動入力部に係合されているときに、ロボット駆動出力部は、概して、ロボット内視鏡駆動入力部に回転運動を伝達し得る。駆動入力部602及び入力ポート762の各々は、シャフト40の関節運動を引き起こすように構成された1つ若しくは2つ以上のプーリ、ギア、及び/又は他の機構と関連付けられ得る。
シャフト40の配向は、ハンドル31をエンドエフェクタ6及び/又はアダプタ8上に手動でドッキングするプロセスにおいて、約90°回転され得る。シャフト40を手動でロールさせるときに、医師は、ハンドル31を保持し、ハンドル全体を回転させて、シャフト40の所望の回転/ロールを引き起こして、シャフト40の関節運動の平面Ppを腎臓の平面Pk(例えば、腎杯網を略二等分する平面)と位置合わせし得る。器具ハンドル31がロボットエンドエフェクタ6にドッキングされるときに、本開示の実施形態は、シャフト40の関節運動の平面Ppを腎臓の平面Pkと位置合わせさせる機構を含み得、そのような位置合わせは、エンドエフェクタ6へのドッキングの目的でハンドル31の回転によって少なくとも部分的に補償され得、及び/又は必要とされ得る。
ロボットシャフトロールは、第1のベベルギア89及び第2のベベルギア45によって達成され得る。すなわち、いくつかの実施形態において、シャフトギア45は、ベベルギアであり得る。第1のベベルギア89は、駆動入力部87及び/又はロール軸85の回転が第1のベベルギア89の回転を引き起こすように、ロボット駆動入力部87及び/又はロール軸85に結合され得る。第1のベベルギアは、ギア89、ロール軸85、及び/又はロール駆動入力部87のトルク/回転軸線を、シャフト40及び/又はシャフトギア45の基部と平行及び/又は同軸である軸線に転換するための角度転換ギアとして役割を果たすことができる。シャフトギア45(例えば、ベベルギア)は、シャフトギア45の回転が器具ハンドル31に対する細長いシャフト40の回転を引き起こすことができるように、シャフト40の近位端に取り付けられることができる。
第1及び第2のベベルギア89、45は、ロール軸85の回転運動をシャフト40に伝達するように係合/噛合され得る。例えば、図示するように、駆動ベルト83又は他の回転伝動器手段/機構は、第1のベベルギア89をロール軸85に、ある距離から動作可能に結合するために、使用され得る。ロール軸85及びその駆動入力特徴87、又はそれと関連付けられたロール軸85及び駆動入力特徴87は、角度転換ベベルギア89の近位にあり得、いくつかの実施形態において、シャフト関節運動入力部602/762の間に配設され得る。ロール軸85の回転運動をシャフト40に伝達するための他の方法及び機構も可能である。いくつかの実施形態において、シャフト40がロールされるにつれて、内部構成要素(例えば、1つ若しくは2つ以上のコイルパイプ、プルワイヤ、電気ワイヤ、及び/又は光ファイバ)は、シャフト40の近位端及び遠位端の両方への固定に起因して、ツイストするように傾き得る。内部構成要素のツイストは、細長いシャフト40の長さの全体にわたって発生することができ、その近位及び遠位終端に加えられる結果として生じる力/トルクを最小化する。
図7A及び図7B、並びに図5を更に参照すると、本開示の態様によるシャフトロールの実装は、シャフト40の偏向平面を腎臓70の平面Pkと位置合わせするための手段又は機構として望ましくあり得る。例えば、シャフト40と関連付けられた一次偏向平面Ppが腎臓70の腎杯網の平面Pkと位置合わせされることが望ましくあり得る。更に、シャフトロールは、作業チャネル44内に配設された作業器具の利用を容易にする位置にシャフト40の作業チャネル44を位置合わせするように実装され得る。すなわち、図5の詳細画像に示すように、作業チャネル44は、概して、シャフト40の軸方向中心になくてもよく、むしろ、少なくとも部分的に、片側に半径方向にオフセットされ得る。したがって、作業チャネル44が位置ずれしている場合、意図された目的のためにその中に配設された器具を利用する能力は、制約され得る。概して、腎臓70の平面Pkは、図5に示すように、腎臓の二等分平面に対応し得る。しかしながら、特定の患者の解剖学的構造に基づいて、1つ又は2つ以上の腎杯がわずかに面外であり得ることを理解されたい。しかしながら、そのような腎杯は、腎臓の一次平面Pkからの位置からアクセス可能であり得る。シャフト40の一次偏向平面Ppと腎臓の平面Pkとの位置合わせは、有利には、腎臓内のシャフト40の最大/高度の到達を提供することができる。
上述したように、いくつかの実施形態において、シャフト40は、1つ又は2つ以上の平面におけるその関節運動が実装され得るように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、シャフト40は、一次偏向平面Ppにおいて、約270°以上など、180°を超える量で関節運動するように構成され得、一方、スコープは、二次偏向平面Psにおいて、シャフト40が一次関節運動平面Ppを関節運動することができる程度以下の程度まで関節運動することができる。例えば、シャフト40は、いくつかの実施形態において、1つ又は2つ以上の平面において最大90°以下だけ関節運動するように構成され得る。本開示の態様によるシャフトロール制御は、有利には、シャフト40の一次関節運動平面Ppと腎杯網内の腎杯のエリアとのロボットによる位置合わせを可能にして、腎結石又は摘出される他の検体を対象とするナビゲーションを可能にすることができる。一次平面Pp及び二次平面Psにおけるそのように記載される関節運動は、有利には、所与の関節運動平面内の両方/2つの方向であり得る。概して、シャフト40の所与の偏向平面における偏向/関節運動の程度は、シャフト40の関節部分230の個々の構造リンクが提供する自由度の量に基づいて、限定され得る。いくつかの実施形態において、ハンドル31での、ハンドル31内の、及び/又はハンドル31の近傍のシャフト40の近位部分は、2つの方向のみに曲がるように構成されるが、シャフト40の遠位部分は、4つの方向に曲がるように構成され得、又はその逆であり得る。
いくつかの実装形態において、ある量の手動回転/操作の後、ハンドル31は、ロボットマニピュレータ6上に配置され得る(図6参照)。エンドロボットマニピュレータ(例えば、エフェクタ6及び/又はアダプタ8)上の手動保持位置とドッキング位置との間のそのような移行において、器具ハンドル31及び/又はシャフト40の配向は、シャフト40がハンドル31の回転に相応する量だけロールするように、約90°回転され得る。したがって、いくつかの場合において、ロボットロール調整は、ハンドル31のドッキング後に望ましくあり得る。例えば、システム制御回路は、ハンドル31のドッキングから生じるシャフトロールの90°(又は他の)変化を補償するために、ハンドル31の関連するアクチュエータ/技巧を駆動してシャフト40をロールさせるように構成され得る。そのような自動ロール補正は、患者の位置に少なくとも部分的に基づき得る。自動シャフトロール補正が記載されているが、そのようなシャフトロール補正は、本明細書に記載されるように、特定のユーザ入力制御(例えば、図1の制御デバイス55)を使用して、オペレータによって実装され得ることを理解されたい。
図8は、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドル831の断面図を示す。図8の実施形態は、シャフト基部/ギア845を有するハンドル831のロール軸885の回転をシャフトロール軸の回転を伝えるために、図7A及び図7Bの実施形態と比較した代替的な回転伝動機構を提供する。例えば、図8の実施形態は、ハンドル831がシャフトギア845に結合されるロール軸885からの回転力の軸ベースの伝達、及びロボットエンドエフェクタ/アダプタの関連する出力駆動を示し、軸885の回転は、ベベルギア881又は他の角度転換ギアを介して横断軸線ロッド883に回転を伝達する。
図8の回転伝動機構は、ロール軸85とロッド883に結合されたベベルギア881との間の噛合係合を介してロール軸885に機械的に結合され得る直接駆動ロッド883を含む。ロッド883は、遠位シャフト作動ギア889に結合され得る。概して、ベルト又は他の解決策と比較して、シャフトロールを駆動するためのロッドの使用は、有利には、比較的少ない損失を提供することができる。すなわち、駆動ギア885、881の回転のより高い割合は、概して、特定のベルト型の解決策などの特定の他の解決策に関してよりも、作業ギア845に伝えられ得る。
遠位駆動ギア889及びシャフトギア845は、いくつかの実施形態では、平ギアであり得る。いくつかの実施形態において、近位駆動ギア881は、ベベル型ロール軸885との近位駆動ギア881の噛合を可能にするように構成されたベベルギアであり、ロール軸885は、近位駆動ギア881に対して直交/横断している。ロール軸885、近位駆動ギア881、遠位駆動ギア889、及び/又はシャフトギア845のうちの1つ若しくは2つ以上について平ギアを実装することは、いくつかの場合において、ベベルギアに対する平ギアの歯の比較的確実な噛合に起因して望ましくあり得る。すなわち、ベベルギアの位置決め及び係合は、バインド及び/又は分割する傾向に起因して、平ギアと比較して比較的高い精度を必要とし得る。したがって、デバイスのギアのうちの1つ若しくは2つ以上についての平ギアの使用は、ベベルギア及び/又は他の解決策と比較して、ギアの位置及び/又は角度に関してより高い自由度を提供することができる。
遠位駆動ギア889は、有利には、遠位ケーブル(例えば、電力ケーブル/ワイヤ)がそれによってポート814を通過することを可能にする場所に位置決めされ得る。図7A及び図7Bに示すようなベルト型ロール制御システムと比較して、ケーブル又はロッドベースの機構は、より少ない遊び/撓みを有し得るが、設置及び/又は組み立てが比較的より困難であり得る。更に、ベルトベースのシステムについて、そのようなシステムは、時間と共に多かれ少なかれ張力を失う傾向があり得る。
図9は、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態による、図8に示す実施形態とある点で類似し得る、ロッドベースの回転伝動機構を有する器具ハンドル931の断面図を示す。図9の実施形態において、遠位駆動ギア989は、ギア989、945の両方に係合されたベルト901又は他の回転伝動器を介して、ロッド983の回転をシャフトギア945に伝達するように構成されている。
図10-1、図10-2、及び図10-3は、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態によるロール軸アセンブリ105の斜視図を示す。図10-4は、図10-1、図10-2、及び図10-3に示すロール軸アセンブリ105の分解図を示す。ロール軸アセンブリ105は、本明細書に開示されるロール軸のいずれかの一実施形態を表し得るロール軸85を含む。ロール軸アセンブリ105は、ロール軸85、並びに回転限定スライダ構成要素/部分26、及び本開示の態様による特定の回転限定特徴を有する軸保持構造体84を含む。
概して、いずれか/両方向(すなわち、時計回り及び反時計回り)における医療用器具のシャフトの完全な360°以上の回転が、望ましくあり得る。しかしながら、ロボットで制御されたシャフトロールに関して、360°を超えるロールは、過剰ロールに起因するツイストからシャフトと関連付けられたワイヤ及び他の構成要素への損傷を引き起こすことができるため、無限ロールを許容することは望ましくない場合がある。したがって、シャフト及び/又はシャフトギアの近位端から発出し得る特定のプルワイヤ、カメラワイヤ、及び/若しくは他のワイヤ、ケーブル、又は他の構成要素のツイスト及び/若しくは損傷を回避するために、軸85の回転を限定することが望ましくあり得る。すなわち、軸85及び/又はシャフトギア45がいずれかの方向に約360°を超えて回転するのを防止するために(例えば、全回転で720°未満)、軸85の回転を限定することが望ましくあり得る。
軸85の回転の限定は、軸85の開放環状チャネル118及び/又は軸保持構造体84の開放環状チャネル111を使用して達成され得、そのようなチャネルは、いくつかの実施形態において、互いに向かって開放され得る。環状チャネルは、軸85及び保持構造体84の両方と関連付けられるように示されるが、軸回転限定は、軸85及び保持構造体84の両方ではなく、いずれかにおける環状チャネルを使用して実装され得ることを理解されたい。例えば、軸85は、概して回転構成要素であり得、一方、軸保持構造体84は、概して静的/定常構成要素であり得、軸85の一方又は両方向への回転は、チャネル118内に露出される軸85のストッパ接触表面/面116、117と、保持構造体84の環状チャネル111内に露出される軸保持構造体84のストッパ接触表面/面114、115との間の直接的又は間接的な接触によって停止され得る。軸85と軸保持構造体84との間のそのような接触は、軸85の環状チャネル118内の接触を、センサ保持構造体84の環状チャネル111の接触表面114、115に伝え得る、スライダ構造体/構成要素26を介して間接的に行われ得る。例えば、スライダ26は、軸85の環状チャネル118内に少なくとも部分的に適合し、その中で摺動可能に移動するように構成される、下側係合特徴125を含み得る。スライダ26は、軸保持構造体84の環状チャネル111内に少なくとも部分的に適合し、その中で摺動可能に移動するように構成される上部係合特徴127を更に含み得る。
軸85の回転は、それぞれ、スライダ26のいずれかの環状端部が軸のストッパ表面及び軸保持構造体のストッパ表面に接触することによって限定され得る。例えば、そのようなストッパ表面は、それぞれ、軸85及び軸保持構造体84の開放環状チャネル111、118内に露出され得る。すなわち、軸85が所与の方向に回転すると、スライダ26の下側部分125は、軸85の開放環状チャネル118内に収まるように構成され得、チャネル118のストッパ表面に接触し、チャネル118内に露出されるまでチャネル内を摺動し得る。スライダが軸85の開放環状チャネル118内のストッパ表面と接触している状態で、軸は、スライダ26の上側部分127が軸保持構造体84のチャネル111のストッパ表面に対してハードストップに到達し、その中に露出されるまで、回転し続けることを許容され得る。
スライダ26は、有利には、センサ保持構造体84の環状チャネル111内での摺動運動を通して軸85の回転範囲を拡張することができる。例えば、軸85を所与の方向に回転させるとき、そのような回転は、スライダ26及び軸チャネル118の接触表面が互いに接触することによって引き起こされるハードストップによって停止され得、軸チャネル118のストッパ表面に接触した後、及び軸が同じ方向に更に回転した後、スライダの反対端上の接触表面はまた、軸保持構造体84の開放チャネル111のハードストップ表面に接触し得る。例示的な使用事例として、図10-1は、その最も遠く許容された時計回りの回転でのロール軸85を示す。図10-2は、スライダ26の反対側の端部との接触位置まで(図10-1の構成と比較して)反時計回りに回転されたロール軸85を示し、スライダ26の下側部分125と関連付けられたエリアにおけるスライダ26の側面112及び/又は内側129は、軸85のチャネル118内のストッパ表面117と接触している。図10-2において、軸85は、スライダ26の上側部分127の側面113が保持構造体84の環状チャネル111の内側ストッパ接触表面115によって停止されるまで反時計回りに回転し続けることができ、この構成は、図10-3に示されている。
スライダ26は、有利には、軸85の有効接触を軸保持構造体84の環状チャネル118内に拡張し、チャネル111の弧長Lc1からスライダ26の弧長Lsを引いたものに等しい追加量だけ軸85を回転させることを可能にすることによって、軸チャネル111の限定を超えて軸の許容回転を拡張することができる。したがって、軸85の許容回転の総量は、軸チャネル118の弧長Lc1及び保持構造体チャネル111の弧長Lc2の度数の合計から、スライダの弧長Lsの2倍を引いたものにほぼ等しく(又は比例し)あり得る。スライダの弧長Lsは、軸チャネル118及び保持構造体チャネル111の両方において占有されるその空間に関して考慮される必要があり得る。いくつかの実施形態において、軸チャネル118は、360°未満の回転量を可能にし得るが、スライダ26と保持構造体84の軸チャネル111との追加の係合は、軸の回転範囲を、360°を超えてさえも拡張することができる。
軸85のスライダチャネル118の環状/弧長Lc1は、以下に詳細に記載されるように、軸85についてのキー溝/ロック側面/エリアを提供し得る、噛合特徴/チャネル88の存在によって、少なくとも部分的に制限され得る。すなわち、いくつかの実施形態において、嵌合特徴/チャネル88のサイズは、軸85のチャネル118の使用可能な環状長さから離れた空間を占有する。
ロール軸85の回転範囲は、スライダ26の弧長Lsによって少なくとも部分的に判定され得る。すなわち、スライダ26の弧長Lsが、スライダのそれぞれの部分によって占有される軸85のチャネル118及び保持構造体84のチャネル111内の環状長さの量に関して長いほど、許容される回転範囲は小さくなる。
概して、スライダ26の半径方向厚さTs及び弧長Lsは、スライダ26が1つ若しくは2つ以上のチャネル内でバインドし、及び/又はそれぞれのストッパ表面に関してハードストップ力に耐える傾向に関して、スライダ26に所望の構造的安定性を提供するように判定され得る。例えば、スライダ26が環状長さLsに関して狭すぎる場合、及び/又は半径方向厚さTsに関して狭すぎる場合、破壊及び/又はシーリング(sheering)は、その上のハードストップ力から発生することができる。しかしながら、そのような寸法は、軸85の回転を限定し、及び/又はより大きなサイズ/空間を必要とし得る。したがって、スライダの設計は、構造的安定性とサイズとの間のトレードオフを伴う。例えば、スライダ26は、軸85の環状チャネル118及び保持構造体84の環状チャネル111内での摺動を容易にし、その中への好都合な適合を提供するために、比較的頑丈に設計することが望ましくあり得る。更に、スライダ26の比較的長い環状長さLsは、それぞれのチャネル内での摺動を容易にし、スライダ26がひっくり返り、チャネル内でバインディングするか、又は別様にチャネル内で斜めになるリスクを低減することができる。
図10-1~図10-4に示す軸85、スライダ26、及び保持構造体84のアセンブリ105は、特定の用途に好適であり得る回転限定軸の回転範囲を増加させるための解決策を提供する。本開示の実施形態に関連して、関連するハンドル/器具と関連付けられたロール制御ギアのうちの1つ又は2つ以上と関連付けられたギア直径を変化させることなどによって、ロール軸の回転範囲を増加させるための追加の解決策が、実装され得る。例えば、器具シャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアのギア直径を減少させることは、シャフトの許容回転を増加させることができる。追加的に、遠位駆動ギアの直径を増加させることは、ロール軸の回転に対するシャフトの回転を増加させ、それによって、ロールの動作可能範囲を増加させることができる。図10-1~図10-4に示す特定のアセンブリは、本開示の様々な図に示すように、ハンドル内などの空間制約によって限定される環境において、所望のシャフトロール範囲を提供するために好適であり得る。
いくつかの実装形態において、本開示の実施形態は、シャフト型器具が手動及びロボットの両方で使用されることを可能にする。そのような実装形態において望ましくあり得るように、本開示のある特定の実施形態は、ハンドルが手動で操作されるときに、シャフト回転を適所に自動的にロック又は固定するように構成された器具ハンドルに関する。例えば、そのような器具ハンドルは、ハンドルがロボットエンドエフェクタにドッキングされるときに、シャフトの回転/ロールが自動的にロック解除され、エンドエフェクタ(及び/又は取り付けられたアダプタ)並びに器具のハンドルと関連付けられた1つ又は2つ以上の構成要素を介してロボットで制御されることを可能にするように構成され得る。本明細書におけるエンドエフェクタ及び/又はその構成要素若しくは特徴への任意の言及は、エンドエフェクタ自体ではなく、エンドエフェクタに連結されたアダプタと関連付けられた同様の構成要素又は特徴を指すことができることを理解されたい。
図11A、図11B、及び図11Cは、本開示の1つ又は2つ以上の実施形態による、ロール軸85の回転が軸キャッチ90によって限定/制限されるロック位置における軸キャッチ90を含む、特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。図12A、図12B、及び図12Cは、図11A~図11Cに示す器具ハンドル構成要素の斜視図を示し、軸キャッチは、アダプタ又はエンドエフェクタデバイスのアクチュエータ係合ボス9がキャッチ90に係合し、キャッチ90の垂直並進を引き起こし、それによってキャッチ90のキー特徴95をロール軸85の嵌合特徴88から持ち上げ/移動させ、それによってロール軸85が駆動入力部に応答して自由に回転することを可能にするロック解除位置にある。以下の記載のいずれもが、図11A~図11C及び/又は図12A~図12Cに関して理解され得る。
上述したように、いくつかの場合において、医師又は他のオペレータ/技師は、器具のハンドルを手に保持し、自分たちの腕及び/又は手を回転させて、ハンドル及びそれに結合されたシャフトをユニットとして一緒に回転させることによって、器具シャフトロールを実行し得る。すなわち、本開示の図/実施形態のいずれかに関して、器具19のシャフト40を手動でロールさせるときに、ハンドル31の回転がシャフト40に伝えられることを可能にするために、そのハンドル31に対するシャフト40のロールが制限/ロックされることが必要であるか、又は望ましくあり得る。概して、ハンドヘルド手動ロール/回転の実装は、約180°の回転を可能にし得、そのような回転は、ユーザにわたってある程度変動し得る、腕及び/又は手/手首の物理的制約によって限定される。
図11A~図11C及び図12A~図12Cの器具ハンドル31は、ロール軸85を並進させてそれとキー止めするように構成され得るロール軸ロック構造体/キャッチ90を含む。「キャッチ」という用語は、本明細書では、その広義かつ通常の意味に従って使用され、回転軸構成要素、特徴、又はデバイスに関して理解され得る、任意のタイプのロック、停止、阻止、妨害、又は干渉構造体を指し得る。ハンドル31がユーザによって手動で保持/操作されるように、器具が手動で使用されるときに、ばね又は他の付勢特徴93は、キャッチ90のキー構成要素95をロール軸85の嵌合特徴88(例えば、キー溝)と係合するような方法で、キャッチ構造体90をロール軸85に向かって付勢し得る。例えば、ユーザがシャフト40(図11A~図11Cには図示せず)を手動で回転させて、ロール軸85の合致特徴を軸キャッチ90のキー特徴95と位置合わせするときに、ロール軸85の平面に向かってキャッチ90を付勢することは、キー特徴95をキー溝嵌合特徴88に係合させることができ、それによってロール軸85の回転を適所にロックする。そのようなロック状態において、シャフト40は、自由に回転すること、及び/又はロボット駆動を通して作動されることを許容されない場合がある。
図11A及び図11B並びに図12A及び図12Bにおいて、ロール軸85は、キー特徴95が嵌合特徴88の内外に移動することができるように、嵌合特徴88がキー特徴95と回転で位置合わせされる、ホーム/ゼロ位置に回転されている。ロール軸85が、そのロール軸線を中心としたシャフト40及び/又はその回転軸線を中心としたロール軸85に関して事前定義された角度位置と関連付けられ得るホーム回転位置にない場合、本明細書に記載されるようなシャフトロールロックを実装することが可能でない場合がある。したがって、ハンドル31をロボットシステムからラッチするか又はラッチ解除する前に、シャフトロールロックを可能にするためにシャフト40及び/又は軸85をホーム位置に回転させることが必要であるか又は望ましくあり得る。例えば、ハンドル31のラッチ解除/ドッキング解除前に、シャフト40及び/又は軸85がホーム位置に回転される場合、そのようなラッチ解除/ドッキング解除は、キャッチ90に軸85を自動的にロックさせ得る。いくつかの実装形態において、システム制御回路は、ハンドル31のドッキング解除前に、シャフト40及び/又は軸85をホーム位置に自動的にロールさせるように構成されている。いくつかの実装形態において、ラッチ解除/ドッキング解除は、シャフト40及び/又は軸85がホーム位置にない限り、及びホーム位置にあるまで、制限/ロックされ得る。シャフトロールがホーム位置にあるかどうかは、電子的に及び/又は機械的に判定され得る。
図6に戻って参照すると、ロボットエンドエフェクタ6及び/又はそれと関連付けられたアダプタ構成要素8は、ハンドル31がエンドエフェクタ/アダプタ8にドッキングされたときにキャッチ90のアクチュエータ特徴91を押し下げるように構成されたキャッチ作動ボス9又は他の特徴を含み得、そのようなアクチュエータ係合は、キャッチ90のキー特徴95を軸85の嵌合特徴(例えば、キー溝)88から並進させることによってキャッチ90のロックアウト機構を係合解除するように役割を果たすことができる。すなわち、ハンドル31をアダプタ8上に押し下げてハンドル31をアダプタ8にラッチすることによって、キャッチ作動突起/ボス9は、アクチュエータ接触表面98を自動的に押して、軸キャッチ90をそのロック位置から垂直に(図示の配向に関して)移動/並進させて、キー95を軸85の嵌合特徴88から除去し得る。したがって、本開示の実施形態は、エンドエフェクタ及び/又はアダプタ8(又は他のタイプのロボットマニピュレータ)上にハンドルをドッキングすることによって、ユーザが器具ハンドルと関連付けられたシャフトロール制御機構をロック解除することを可能にする解決策を提供する。そのようなロック解除状態において、ハンドルは、特定の制御信号及び/又は駆動入力に応答して器具のシャフトをロールさせるように自由に動作し得る。
キー特徴95は、軸85のロック特徴を提供する。いくつかの実施形態において、キー特徴95は、軸85の回転が制限されるロック位置における軸85の嵌合特徴88にキー止めする。嵌合特徴88におけるキー95の適合は、有利には、軸のロール/回転を制限するときにキー特徴95のバックラッシュ/排出を防止するのに十分に緊密であり得るが、キャッチを嵌合特徴88と嵌合係合するように及び/又は嵌合係合から外れるように作動させるときにバインディング摩擦を引き起こすほど緊密すぎない。例えば、キャッチアクチュエータ構成要素91は、キャッチアクチュエータ91の作動(例えば、その垂直並進)が、キャッチ90への不均一な力を加えることに起因してキャッチ90がバインドする傾向をもたらし得るように、キー特徴95に対してキャッチ90の別個の端部501に位置決めされ得る。したがって、キー特徴95の周りにある程度の隙間があることが、望ましくあり得る。しかしながら、嵌合特徴88内のキー特徴95間のいかなる量のクリアランスも、キー95がロック位置にあるときに軸85の許容可能な回転に伝え得る。したがって、キー95は、いくつかの実施形態において、嵌合特徴88内に比較的ぴったりと適合し得る。
いくつかの実施形態において、軸85の軸線Aaに関して、軸キャッチ90は、キー95が嵌合特徴88から上昇するように、軸線Aaと平行に垂直に並進するように構成され得る。軸保持構造体84(明確にするために図11A~図11C及び図12A~図12Bには示されていない)は、キャッチ90が垂直に並進することができる距離に対する限定を提示することができる。図10-1~図10-4も参照すると、軸カバー/保持特徴84は、ロール軸85をそれと関連付けられた駆動入力部と位置合わせする役割を果たすことができる。いくつかの実施形態において、ピン181は、軸85の軸方向カップ119内に、及び軸保持構造体84の対応する対向カップ120内に配設されている。代替的に、位置合わせピン181は、カバー94と統合された形体であり得る。ピン181は、有利には、軸85によってその周りの回転について可能にし得る。
軸85は、図11A~図11Cに示すロック位置において付勢され得、軸キャッチ90は、キー95が軸85の嵌合特徴88に係合するように位置決めされる。いくつかの実施形態において、そのような付勢は、1つ若しくは2つ以上のばね122又は他の付勢特徴を使用して実装され得る。例えば、ばね122は、軸キャッチ90を(図示された配向に関して)下方に押して、キー特徴95を嵌合特徴/チャネル88内に下方に付勢し得る。いくつかの実施形態において、ばね122は、軸保持構造体84又は他の構造体の下側など、ハンドルハウジングの1つ又は2つ以上の構成要素の下側/表面を押す。いくつかの実施形態において、軸キャッチ90は、図11A及び図11Bに示すように、カップ又は陥凹特徴などのばね保持特徴93を含む。例えば、ばね保持特徴93は、ばね122が付勢力を加えることができる座部94を備えた開放円筒形状を有し得る。カップ型のばね保持特徴が示されているが、ばね122をキャッチ90に固定するための取付け手段又は機構(例えば、1つ又は2つ以上のフック、クリップ、接着剤など)など、任意のタイプのばね保持形体又は構造体が実装され得ることを理解されたい。
1つ又は2つ以上の位置合わせピン121を利用して、軸50の軸線Aaと略平行であるキャッチ90の並進を容易にし得る。すなわち、ピン121は、キャッチ90の移動の方向及び/又は配向を制御/誘導するように構成されることができ、それによって、並進するときに(例えば、キャッチ90の平坦な上面に関して)キャッチ90を面内に保つ。例えば、付勢構成要素(例えば、ばね)122がキャッチ90の一方の端部501の比較的近くに配設される実施形態において、それによって提供される付勢力は、並進するときにキャッチ90を傾け、及び/又はバインドさせるように傾けられ得る。ピン121は、そのような傾斜すること/バインディングを防止/低減し得る。いくつかの実施形態において、キャッチ90は、ピン121についてキャッチ90のためのトラック/ガイドを提供するために、ピン121が中に配設されるように構成された1つ又若しくは2つ以上の開口又は他の特徴92を含む。ピン121は、何らかの様式でハウジング80に固定され得、ハンドルの他の構造体と統合され得、あるいはハウジング及び/又は軸保持構造体84の1つ若しくは2つ以上の保持特徴と入れ子にされることによって適所に固定される別個の構成要素であり得る。
図6に戻って参照すると、アダプタ構成要素8は、ハンドル31がアダプタ8及び/又はエンドエフェクタ6にラッチされるときにアクチュエータ91に係合するように構成されている、キャッチアクチュエータ係合特徴/ボス9を含む。例えば、ハンドル31がアダプタ8及び/又はエンドエフェクタ6にラッチ/ドッキングされるときに、ボス9は、アクチュエータ91の係合表面98を押し付けるように構成されることができ、それによって、キャッチアクチュエータ91及び結合/統合されたキャッチ90を、ボス9、アクチュエータ91、及び/又はキャッチアクチュエータアクセスチャネル176の軸線と略平行である方向に並進させる。そのような手段によって、ボス9は、キー95が軸85の嵌合特徴88から出るようにキャッチ90を並進させることによって軸85をロック解除するように構成され得る。そのようなロック解除は、ハンドル31のハウジング30の外側から実行され得る。いくつかの実施形態において、軸アクチュエータ91は、図11Cに示すように、ばね保持カップ93と軸方向に位置合わせされる。
いくつかの実施形態において、キャッチアクチュエータ91(例えば、プラグ、ピン、ボタン、ペグ、プランジャ、又は他のアクチュエータ手段若しくは形体)は、ハンドルハウジング80のアクチュエータアクセスチャネル176の中に、及び/又はそれを通して突出する。いくつかの実施形態において、アクチュエータ91は、アクチュエータチャネル176を通してハンドルハウジング80の中への流体進入を防止するように構成される、Oリング又は他のタイプの密閉構成要素を収容し得る、環状間隙又は空間96を含む。いくつかの実施形態において、環状間隙/チャネル96は、その中に配設された封止特徴を有さず、むしろ、アクチュエータ周辺の周囲を通過する任意の流体が概して間隙空間96内に集まり得る、空隙を提供する。
キャッチ90は、位置合わせピンチャネル92を含むキャッチのエリアの高さに対応する高さ寸法H1を有し得、高さ寸法H1は、位置合わせピン121の周りに表面積を提供して、その位置合わせを容易にし、位置合わせチャネル92を位置合わせピンと実質的に平行に保つ。例えば、並進するときにキャッチ90が揺動/傾斜することを許容することが有利であり得、揺動/傾斜することに対するそのような傾きは、高さ寸法H1及び/又は位置合わせチャネル92内のピンの周りのクリアランスに少なくとも部分的に依存し得る。したがって、揺動/傾斜することを低減するために、位置合わせチャネル92は、有利には、わずかなクリアランスで位置合わせピン121の周りに比較的密接に適合し得るが、軸方向に並進するときにピンの周りのキャッチ90に対する摩擦拘束を回避するために、ある程度のクリアランスを可能にする。更に、位置合わせチャネル92のエリアにおけるキャッチの高さH1は、ハウジング80内の関連する空間制約を考慮して可能な限り大きくされ得る。例えば、ハンドル31のプーリ、ワイヤ、及び/又は他の構成要素は、ハウジング80内のキャッチ90の上に少なくとも部分的に配設され得、キャッチ90は、ロック解除構成又はロック構成の間、そのような空間を占有しない。キャッチ90の下側のトポロジは、有利には、ハウジング80内の利用可能な空間を充填して、キャッチ90がロック位置にあるときに、キャッチ90がハウジング80の基部の構造構成要素にその底面で接触してキャッチ90がロック位置において静止することを可能にする1つ又は2つ以上の軸受表面を提供し得る。キャッチ90は、キャッチ90の本体の高さH1よりも大きいアクチュエータ91を含む全高H2を有し得る。
アダプタ8(及び/又はエンドエフェクタ6)のアクチュエータ係合ボス9は、ハンドル31以外の他の器具がそこにタッチされるときに、器具構成要素と接触することを回避するように、高さが限定され得る。例えば、アダプタ8は、カテーテル型器具などを含む様々なタイプの器具が取り付けられるように構成され得る。いくつかの実施形態において、ピンは、約2.2mm以下の高さを有する。いくつかの実施形態において、ピンは、2.2mmを超える高さである。
キャッチ90は、示すように、長さ寸法L及び幅寸法Wを有し得、長さ寸法Lは、幅寸法Wよりも大きい。例えば、幅寸法Wは、概して、キー95の突起寸法と平行であり得るのに対し、長さ寸法Lは、幅寸法Wに対して横断/直交し得る。キャッチ90の端部501、502は、キャッチ90の長さ方向の半分又は3分の1であるとみなされ得、いくつかの実施形態において、キー95は、アクチュエータ91並びに/又はばね122及びばね保持カップ93とは反対側のキャッチ90の長手方向側面/端部502の一部であり得、又は別様にそれと関連付けられ得る。少なくとも1つの位置合わせピン121及び/又は関連する位置合わせピンチャネル92は、対向する端部501、502の間のキャッチ90の長手方向中間部分と関連付けられ得る。
単一のアクチュエータペグ/形体91、チャネル176、及びアクチュエータボス9が示され、上記で記載されるが、キャッチ90、ハウジング80、及び/又はアダプタ8は、任意の数のアクチュエータ、アクチュエータアクセスチャネル、及び/又はアクチュエータピン構成要素と共に実装され得ることを理解されたい。例えば、2つのキャッチアクチュエータを含むことによって、並進中のキャッチ90の安定性が、改善され得る。例えば、そのような複数のアクチュエータ及び関連付けられた構成要素/特徴は、キャッチ90の別個の側面/端部501、502に、及び/又は端部/側面501、502の間と関連付けられ得る。概して、端部領域501におけるアクチュエータ91の位置は、並進位置合わせの観点から理想的ではない場合がある。しかしながら、ハンドルハウジング80と関連付けられた特定の物理的/位置的制約に起因して、図11A~図11C及び図12A~図12Cに示す構成が必要又は望ましくあり得、アクチュエータ91の位置/場所によって提示される任意の位置合わせ欠陥は、位置合わせピンチャネル92、ばね保持カップ93、高さ/厚さ寸法H1、H2、及びキー軸係合特徴のうちの1つ又は2つ以上を使用して補償され得る。
図13-1及び図13-2は、1つ又は2つ以上の実施形態による、軸キャッチ146を含む特定の器具ハンドル構成要素の斜視図を示す。図11A~図11C及び図12A~図12Cに示す実施形態と比較して、垂直並進キャッチではなく回転キャッチを使用することは、特定の利点を提供することができる。例えば、垂直に並進するキャッチ構造体に関して、特定の汚染物質は、それと関連付けられたアクチュエータチャネル内に捕らわれ得、これは、消毒/洗浄することが比較的困難であり得る。例えば、図11A~図11C及び図12A~図12Cのプラグ型アクチュエータの実施形態に関して、アクチュエータ接触表面98とアクチュエータプラグ91の基部との間のエリアは、洗浄及び/又はアクセスすることが困難であり得る。図13A~図13Cの回転アクチュエータに関して、そのアクチュエータ140は、軸線に沿って及び/又はハンドルのハウジング内に物理的に並進するのとは対照的に、アクチュエータが単に適所に回転することに起因して、汚染物質がアクチュエータ140の周りを通過する傾向がない場合がある。
いくつかの実施形態において、キャッチ146のアクチュエータ140は、カムアクチュエータである。そのようなシステムにおいて、ハンドル131が取り付けられるアダプタ及び/又はエンドエフェクタ147は、アクチュエータ係合突起/ボス143を含むことができ、これは、任意の好適な若しくは望ましい形状を有するか、又はアクチュエータ140のカムソケット141を作動させるように構成され得る。例えば、アクチュエータ係合突起/ボス143は、示すように、矩形/長円形の断面形状を有し得る。アクチュエータ係合突起/ボス143をカムソケット141に押し込むことによって、カムソケット141の角度付き/湾曲したカム面/溝142は、軸キャッチ146をアクチュエータ140の軸線Acを中心に回転させられ得、それによってキャッチ146の屈曲突起149が軸145の嵌合特徴148の外へ回転させられる。キャッチ146は、屈曲突起149の端部144が軸145の側面と関連付けられた嵌合特徴148内に突出するロック位置において付勢され得、それによって、軸の回転をロックする。
キャッチ146は、ねじりばね又はいくつかの他の付勢デバイス/機構を介してロール軸145に向かって付勢され得、キャッチ146は、エンドエフェクタ及び/又はそれと関連付けられたアダプタにドッキングされるときに、ロール軸145から離れて自動的に回転するように構成されている。
カムアクチュエータ140に関して、角度付き/湾曲カム表面/溝142の角度がより積極的であるほど、アクチュエータ係合ボス143によってアクチュエータ140のカムソケット141内に突出される距離の単位当たり、より多くの回転がキャッチ146に伝えられ、これは、ハンドル131がアダプタ/エンドエフェクタ147上にドッキングされるときに、ラッチ解除/ロック解除の成功が達成され得る確率を増加させ得る。概して、アクチュエータ係合ボス143は、カムキャッチ146の回転をもたらすために、付勢力(例えば、ばね力)に打ち勝つ必要があり得る。
回転軸キャッチ146は、軸の嵌合特徴に係合し、かつそこから係合解除するために垂直に並進するのではなく、回転して軸145のキー止め特徴148と係合するように構成されている。回転は、キャッチ146に形成された、及び/又は何らかの様式でそれと関連付けられたカム特徴を使用して達成され得る。図13-1及び図13-2の回転キャッチの実施形態は、流体進入を防止するのに好適であり得る。
図14-1及び図14-2は、1つ又は2つ以上の実施形態による、器具ハンドル175及びシャフト40構成要素を有する器具についてのロールロック特徴163を示す。ロールロック特徴163は、いくつかの実施形態において器具ハンドル175が取り付けられるアダプタ及び/又はエンドエフェクタ構成要素の略半径方向外側に配設され得るフォーク状シャフト回転ストッパを備えることができる。ストッパ163は、シャフト440及び/若しくは基部151又はそれと関連付けられた歪み緩和形体153に直接接触することによって、シャフト440をロックするように構成され得る。シャフトロールストッパ163は、器具のハンドル175の遠位部分から遠位に延出することができる。
ストッパ163は、ストリップ166とシャフト440の構成要素/部分とが接触しているときにロール抵抗を増加させるように構成された高摩擦係数材料を有するストリップ166又はエリアを含み得る。本明細書におけるシャフト440への言及は、細長い管状シャフト部分440自体、並びに/又はシャフト基部151及び歪み緩和形体153のいずれか若しくは両方を指すことができる。いくつかの実施形態において、ストッパ特徴163は、シャフト440、歪み緩和形体153、及び/又はその基部151と関連付けられた対応する係合特徴にキー止めするように構成されているキー特徴(図示せず)を含む。
シャフト440の基部151は、シャフト440及び基部が一緒に回転するような方法で、シャフト440に結合され、及び/又は統合され得る。いくつかの実施形態において、基部151は、シャフト440の剛性円筒形基部構造体151を備え、これは、いくつかの実施形態において、歪み緩和特徴153(存在する場合)の近位にあり得、ストッパ特徴163のための係合表面を提供し得る。例えば、ストッパ163のフォーク状部分162は、基部部分151の外面に係合/接触して、シャフト440についてロール停止抵抗/トラクションを提供するように構成され得る。
ストッパ163は、図14-1及び図14-2に示すように、概して直線及び/若しくは細長い基部部分160を含み得、又はストッパ163の垂直摺動若しくは他の移動(例えば、回転)を許容して、その接触表面166をシャフト440の一部分(例えば、シャフト基部151)と接触させるように構成された任意の他の好適な若しくは望ましい形状を有し得る。いくつかの実施形態において、基部部分160は、ストッパ163の並進/摺動を容易にするように構成されたスロット161又は他の特徴を含む。例えば、ピン152又は他の形体/構成要素は、ピン152がロック位置とロック解除位置との間で、スロット161内で摺動するように、ストッパの移動に対応するストッパ163の並進について可能にしながらストッパ163を保持するために、スロット161内に少なくとも部分的に挿入/配設され得る。例えば、ロック解除位置(図14-1)では、ピン152は、スロット161の頂部又はその近傍にあり得、一方、ロック位置(図14-2)では、ピン152は、スロット161の底部又はその近傍にあり得る。図14-1は、ロック解除位置におけるストッパ163を示しており、この位置において、ストッパは、接触エリア/ストリップ166がシャフト440又はそれと関連付けられた構成要素(例えば、シャフト基部151)と接触しないように、ハウジング170内に収まる。
図14-2は、ロック位置におけるストッパ163を示しており、この位置において、ストッパ163は、シャフト基部151、歪み緩和構成要素153、及び/又はシャフト本体440などのシャフト440の構成要素に対して接触エリア166で力を及ぼすように、垂直に並進/作動されている。ロック位置とロック解除位置との間のストッパ163の作動は、任意の好適な又は望ましいアクチュエータ手段又は機構を使用して達成され得る。いくつかの実施形態において、ストッパ163は、ロック位置又はロック解除位置のいずれかにおいて、1つ若しくは2つ以上のばね又は他の付勢デバイスの使用などを通して付勢される。いくつかの実施形態において、ストッパ163は、何らかの様式においてロボットで作動されるように構成されている。ストッパ163のフォーク状部分162は、半円形の形状/形体を有するものとして例示されているが、そのような構成要素/部分は、任意の好適な又は望ましい形状及び/又は接触表面/エリアを有し得ることを理解されたい。
シャフトロールプロセス
図15-1、図15-2、及び図15-3は、1つ又は2つ以上の実施形態による、器具シャフト154をロールするためのプロセス1500についてのフロー図を提供する。図16-1、図16-2、及び図16-3は、1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、図15-1、図15-2、及び図15-3のプロセス1500と関連付けられた様々なブロック、状態、及び/又は動作に対応する特定の画像を示す。プロセス1500は、本明細書で記載されるように、特定のロボットシステム制御回路によって少なくとも部分的に実行され得る。
図15-1、図15-2、及び図15-3は、1つ又は2つ以上の実施形態による、器具シャフト154をロールするためのプロセス1500についてのフロー図を提供する。図16-1、図16-2、及び図16-3は、1つ又は2つ以上の実施形態による、それぞれ、図15-1、図15-2、及び図15-3のプロセス1500と関連付けられた様々なブロック、状態、及び/又は動作に対応する特定の画像を示す。プロセス1500は、本明細書で記載されるように、特定のロボットシステム制御回路によって少なくとも部分的に実行され得る。
プロセス1500は、腎結石除去処置などの医療処置、又は、内視鏡、尿管鏡などのシャフト型医療用器具159を使用して実施され得る他の処置に関連して実施され得る。すなわち、プロセス1500は、患者の腎臓の腎杯網などの患者の特定の標的解剖学的構造内での、シャフト型医療用器具159(例えば、内視鏡)のシャフト154の遠位端の配置に続いて、少なくとも部分的に実施され得る。プロセス1500の1つ又は2つ以上の動作は、医療用器具のシャフトの遠位端による標的解剖学的構造へのアクセスの前に実施され得る。
ブロック1502において、プロセス1500は、医療用器具159のシャフト154をそのハンドル151に対して手動で回転させてシャフト154をホーム位置にもたらすことを伴い、ハンドル151のシャフトロールロック機構は、画像1602に示すように、シャフトがホーム位置に手動で回転されるときに係合/ロックするように構成され得る。例えば、ハンドル151は、ハンドル151に対するシャフト154の位置合わせを示す1つ又は2つ以上のマーキング又は特徴と関連付けられ得る。例えば、本明細書で詳細に記載されるような円錐型形体などの歪み緩和形体153は、シャフト154の配向を示す、円周頂点又は他の特徴などの1つ若しくは2つ以上の特徴を有し得る。例えば、マーカ/インジケータは、シャフト154の作業チャネル又は他の特徴と位置合わせされ得る。いくつかの実装形態において、プロセス1500のブロック1502と関連付けられた動作は、シャフト154の近位端部分と関連付けられた歪み緩和特徴153を手動で保持又は把持すること、及びそのような形体/特徴153を示されたホーム位置に回転させることを伴い、それによってロールロックキャッチ又は他の特徴がハンドル151のロール軸と係合し、それによって医療用器具159のシャフト154とハンドル151との間の相対的なロールをロックすることを引き起こすことができる。
ブロック1504において、プロセス1500は、本明細書に記載されるように、シャフトロールロック付勢(例えば、ロック構成において軸ロック/キャッチを付勢する軸ロック/キャッチ上のばね荷重)によって実装される相対的なロックロール構成においてシャフト154を有するハンドル151を手動で回転させることによって、医療用器具159のシャフト154を手動でロール/回転させることを伴う。例えば、シャフト154は、シャフト154の近位部分に結合され得るハンドル151と関連付けられ得る。自動ロールロックに起因して、医療用器具159は、ハンドル151の回転がシャフト154の回転に伝えられるように構成され得る。すなわち、シャフト154は、ハンドル151に対して自由に回転しない場合があり、むしろハンドル151に対してロックされた回転を有し得る。例えば、ハンドル151は、本明細書に詳細に記載されるように、それと関連付けられたロールロッキングキャッチ特徴を有し得、そのような特徴は、器具159が手動で操作/動作されるときに、シャフト154とハンドル151との間の相対回転を防止するように、ロック位置において付勢され得る。ブロック1504に関連して医療用器具159のハンドル151を手動でロールさせることは、シャフト154及び/又はその遠位端部分の偏向平面を、シャフトが配設される特定の解剖学的構造の平面と位置合わせさせるように実行され得る。例えば、医療用器具のハンドル159の手動操作及び回転は、腎臓手術に関してシャフト154を患者の腎臓と位置合わせさせるように実行され得る。
ブロック1506において、プロセス1500は、ロボットエンドエフェクタ/システム158上に医療用器具159のハンドル151をドッキングすることを伴う。例えば、ハンドル151は、本明細書に詳細に記載されるような滅菌アダプタなどのアダプタ上にドッキングされ得、次にロボットシステム(例えば、カートシステム)のロボットアームのエンドエフェクタに物理的に結合され得る。ハンドル151をドッキングすることは、ハンドルを長手方向に約90°回転させて、ハンドル31をロボット器具マニピュレータアセンブリ158(例えば、アダプタ及び/又はエンドエフェクタ)の係合表面と位置合わせさせることを伴うことができる。
ブロック1508において、プロセス1500は、医療用器具159のハンドル151の(例えば、その中の)ロール軸をロック解除することを伴う。例えば、そのようなロック解除することは、ハンドル151がエンドエフェクタ/アダプタ158上にラッチされるときに、実質的に自動的に起こり得る。例えば、エンドエフェクタ/アダプタ158の1つ若しくは2つ以上の特徴は、ハンドル151がエンドエフェクタ/アダプタ158上に配置され及び/又は押し付けられたときに、ハンドル151の軸キャッチ構成要素を作動させるように構成され得る。
ブロック1510において、プロセス1500は、医療用器具159のハンドル151に対してシャフト154をロボットでロールさせることを伴う。例えば、ロボットシステム158の1つ又は2つ以上の駆動出力部は、器具ハンドル151の駆動入力部との係合を通してシャフトロールを引き起こすように実装され得る。ブロック1512において、プロセス1500は、ハンドルに対するそのロール配向に関してホーム位置にシャフト154を戻すことを伴い得る。そのような動作は、ロボットで、又は手動で実行され得、ロボットシステム158からハンドル/器具151のドッキング解除前又は後に発生し得る。
ブロック1514において、プロセス1500は、エンドエフェクタ/アダプタ158からハンドル151をラッチ解除/ドッキング解除することを伴い、それによってハンドル151に対するシャフト154の回転をロックする。シャフト154がまだホーム位置に移動されていない場合、ハンドル151に対してシャフト154を手動で回転させて、シャフト154をホームロール位置に移動させる必要であり得、それによってハンドル151の軸キャッチの付勢を通してシャフト154ロールのロックを可能にする。
本明細書に記載されるのは、特定の医療処置に関連して、医療用器具のシャフトのロボットロール、並びにそのようなロールの限定及び/又は制限を容易にするシステム、デバイス、及び方法である。特に、本開示の1つ又は2つ以上の態様による、システム、デバイス、及び方法は、ロボットシャフトロールのロックを容易にすることができ、これは、ロボットエンドエフェクタ又は他のシステム構成要素からの器具のドッキング解除に関連して自動的に実施され得る。本明細書に開示される様々な実施形態による、ロボットシャフトロール、シャフトロールロック、及びシャフトロール制限/限定は、有利には、器具のロールと関連付けられた特定のリスク及び/又は非効率性を低減することができる。
いくつかの実装形態において、本開示は、ロール軸線を画定する細長いシャフトと、細長いシャフトに結合されたハンドルとを備える医療用器具に関する。ハンドルは、ロール軸線を中心にハンドルに対して細長いシャフトを回転させるように動作可能なロボット駆動入力部と、ロックアウト機構であって、ロックアウト機構がロール軸線を中心としたハンドルに対する細長いシャフトの回転を妨げる係合位置と、ロックアウト機構がロール軸線を中心としたハンドルに対する細長いシャフトの回転を許容する係合解除位置との間で移動可能な、ロックアウト機構と、を備える。
ロックアウト機構は、ハンドルがロボットから離れている構成において係合位置に移動するように構成され得る。いくつかの実施形態において、ロックアウト機構は、ハンドルがロボットから離れており、細長いシャフトがロール軸線を中心とした事前定義された角度位置にある構成において、係合位置に移動するように構成されている。
医療用器具は、第1の軸線を有する軸と、細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、第1の軸線と平行である第3の軸線を有するベベルギアであって、シャフトギアと噛合構成にある、ベベルギアと、を更に備えることができる。ベベルギアは、軸の回転運動をベベルギアに伝えるように構成されたベルトによって軸に結合され得る。
医療用器具は、第1の軸線を有する軸と、細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有するシャフトギアと、軸と噛合構成でハンドル内に配設されたベベルギアであって、第2の軸線に平行である第3の軸線を中心に回転するように構成された、ベベルギアと、ベベルギアに結合され、かつベベルギアと同軸のロッドと、を更に備えることができる。ロッドは、シャフトギアを回転させるように構成され得る。
医療用器具は、ロボット駆動入力部によって作動可能な軸と、軸の上に少なくとも部分的に配設された軸保持構造体であって、軸の回転を限定するように構成されている、軸保持構造体と、を更に備えることができる。いくつかの実施形態において、軸保持構造体は、第1の開放環状チャネルと、第1の開放環状チャネル内に露出され、軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面と、を含む。例えば、軸は、第1の開放環状チャネルに対して少なくとも部分的に開放されている第2の開放環状チャネルと、第2の開放環状チャネル内に露出され、軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面と、を含むことができる。医療用器具は、第1の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面に接触するように構成された第1の部分と、第2の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面に接触するように構成された第2の部分と、を備える、スライダ形体、を更に備えることができる。
いくつかの実装形態において、本開示は、複数の駆動出力部及びボスを備えるロボットマニピュレータを備えるロボット医療システムに関する。ロボット医療システムは、アダプタに搭載可能なハンドルと、患者に挿入可能な細長いシャフトとを備える医療用器具を更に備え、ハンドルは、複数の駆動入力部と、ハンドルに対する細長いシャフトの回転を選択的に許容する又は妨げるように構成されたロックアウト機構とを備える。ボスは、ハンドルをアダプタに搭載する際にロックアウト機構を係合解除するように構成されている。
いくつかの実施形態において、ロボットマニピュレータアセンブリは、複数の駆動出力部を含むロボットエンドエフェクタと、ロボットエンドエフェクタに搭載可能であり、複数の駆動カプラとボスとを備えるアダプタと、を備える。ボスは、ロックアウト機構の少なくとも一部分を垂直に並進させるように構成され得る。いくつかの実施形態において、ボスは、ロックアウト機構の少なくとも一部分を回転させるように構成されている。
いくつかの実装形態において、本開示は、細長いシャフトと、細長いシャフトの近位部分に結合されたハンドルと、ハンドルと関連付けられた軸であって、軸の回転が細長いシャフトの軸線を中心に細長いシャフトを回転させるように構成された、軸と、ハンドル内に少なくとも部分的に配設され、軸の回転を妨げるように作動するように構成された軸キャッチと、を備える医療用器具に関する。
いくつかの実施形態において、軸キャッチは、軸の嵌合特徴に係合するように構成されたキーを備える。例えば、キーが軸の嵌合特徴内に少なくとも部分的に配設されるときに、軸の回転は、制限され得る。軸キャッチのキーは、軸の軸線に関して軸方向に軸の嵌合特徴に入るように構成され得る。いくつかの実施形態において、軸キャッチは、軸の軸線に平行である方向に作動されるように構成されている。例えば、軸キャッチは、1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルを含むことができ、1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルは、軸の軸線と平行である軸線を有し、内部に少なくとも部分的に配設されたそれぞれの位置合わせピンを有するように構成されており、それぞれの位置合わせピンは、軸キャッチの作動を軸の軸線と平行である方向に誘導する。軸キャッチのキーは、軸の側面部分を通って軸の嵌合特徴に入るように構成され得る。例えば、軸キャッチは、軸の軸線と平行である軸線を中心に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態において、キーは、屈曲突起を備える。
軸キャッチは、キャッチアクチュエータを備えることができる。例えば、キャッチアクチュエータは、軸キャッチと一体の形体であり得る。いくつかの実施形態において、キャッチアクチュエータは、軸キャッチの第1の長手方向端部と関連付けられており、キャッチアクチュエータは、軸キャッチの第2の長手方向端部と関連付けられている。いくつかの実施形態において、キャッチアクチュエータは、ハンドルの外側からアクセス可能である。例えば、キャッチアクチュエータは、ハンドルの開口形体内に少なくとも部分的に配設されるように構成されたプラグを備えることができる。代替的に、キャッチアクチュエータは、カム構造体を備えることができ、カム構造体は、カム構造体の軸線を中心に回転するように構成されている。
いくつかの実装形態において、本開示は、軸の回転が妨げられるロック構成に付勢される軸キャッチに関する。医療用器具は、軸キャッチのカップ形体内に少なくとも部分的に配設され、軸キャッチをロック構成に付勢する力を軸キャッチに及ぼすように構成されたばねを更に備えることができる。いくつかの実施形態において、医療用器具は、ハンドル内に配設された軸リテーナ構造体を更に備え、軸リテーナ構造体が、軸を適所に軸方向に固定し、ばねが、カップ形体内に少なくとも部分的に配設されるときに、軸リテーナ構造体の下側を押すように構成されている。
本開示を要約する目的のために、ある特定の態様、利点、及び新規の特徴が記載されている。必ずしも全てのこのような利点が、任意の特定の実施形態により実現され得るわけではないことを理解されたい。したがって、開示された実施形態は、本明細書で教示又は示唆され得る他の利点を必ずしも実現することなく、本明細書で教示される1つの利点又は利点の群を実現又は最適化する、方法で行われ得る。
更なる実施形態
実施形態に応じて、本明細書に記載のアルゴリズム又はプロセスのうちのいずれかの特定の行為、事象、又は機能は、異なる順序で行うことができ、追加し、マージし、又は完全に除外してもよい。したがって、ある特定の実施形態では、説明した行為又は事象の全てがプロセスの実行にとって必要なわけではない。
実施形態に応じて、本明細書に記載のアルゴリズム又はプロセスのうちのいずれかの特定の行為、事象、又は機能は、異なる順序で行うことができ、追加し、マージし、又は完全に除外してもよい。したがって、ある特定の実施形態では、説明した行為又は事象の全てがプロセスの実行にとって必要なわけではない。
とりわけ、「することができる(can)」、「することができる(could)」、「し得る(might)」、「し得る(may)」、「例えば(e.g.)」、及び同等物などの本明細書で使用される条件的文言は、別途具体的に記述されない限り、又は使用される文脈内で別途理解されない限り、その通常の意味で意図され、全般的に、ある特定の実施形態が、ある特定の特徴、要素、及び/又はステップを含むが、他の実施形態が含まないことを伝達することを意図している。したがって、そのような条件的文言は、一般的に、特徴、要素、及び/又はステップが、1つ若しくは2つ以上の実施形態のために任意の方法で必要とされること、又は1つ若しくは2つ以上の実施形態が、オーサ入力若しくはプロンプティングの有無を問わず、これらの特徴、要素、及び/若しくはステップが任意の特定の実施形態に含まれるか、又は実施されるかどうかを決定するための論理を必ず含むことを含意することを意図しない。「備える(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)」などの用語は、同意語であり、それらの通常の意味で使用され、非限定的な様式で包括的に使用され、更なる要素、特徴、行為、動作などを除外しない。また、「又は」という用語は、使用される場合、例えば、要素の列挙を接続するために、「又は」という用語は、列挙された要素のうちの1つ、いくつか、又は全てを意味するように、その包含的な意味で(かつその排他的な意味ではなく)使用される。別途具体的に記述されない限り、「X、Y及びZのうちの少なくとも1つ」という句などの接続的文言は、アイテム、用語、要素などがX、Y、又はZのいずれかであり得ることを伝えるために、一般的に使用されるような文脈で理解される。したがって、そのような接続的文言は、一般に、ある特定の実施形態が、Xのうちの少なくとも1つ、Yのうちの少なくとも1つ、及びZのうちの少なくとも1つが、各々存在することを要求することを含意することを意図しない。
実施形態の上記の説明では、様々な特徴は、時として、本開示を合理化し、様々な発明の態様のうちの1つ又は2つ以上の理解を補助する目的で、単一の実施形態、図、又はその説明においてグループ化されることを理解されたい。しかしながら、本開示の方法は、任意の請求項がその請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映すると解釈されるべきではない。更に、本明細書の特定の実施形態に例解及び/又は記載される任意の構成要素、特徴、又はステップは、任意の他の実施形態に適用されるか、又はそれと共に使用することができる。更に、いずれの構成要素、特徴、ステップ、又は構成要素、特徴、若しくはステップの群も、各実施形態のために必要又は不可欠ではない。したがって、本明細書で開示され、以下に特許請求される本発明の範囲は、上記の特定の実施形態によって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ判定されるべきであることが意図される。
特定の序数用語(例えば、「第1」又は「第2」)が参照を容易にするために提供される場合があり、必ずしも物理的特性又は順序付けを含意するわけではないことを理解されたい。したがって、本明細書で使用される場合、構造体、構成要素、動作などの要素を修正するために使用される序数用語(例えば、「第1」、「第2」、「第3」など)は、必ずしも任意の他の要素に関して要素の優先順位又は順序を示すわけではなく、むしろ、全般的に、要素を(序数用語の使用を別として)同様又は同一の名称を有する別の要素と区別し得る。加えて、本明細書で使用される場合、不定冠詞(「a」及び「an」)は、「1つ」ではなく「1つ又は2つ以上」を示し得る。更に、条件又は事象に「基づいて」実施される動作はまた、明示的に列挙されていない1つ若しくは2つ以上の他の条件又は事象に基づいて実施され得る。
別途定義されない限り、本明細書で使用されている全ての用語(技術的及び科学的用語を含む)は、実施形態例が属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に使用される辞書で定義されているものなどの用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそのように定義されない限り、理想的な意味又は過度に形式的な意味で解釈されるべきではないことを更に理解されたい。
「外側」、「内側」、「上側」、「下側」、「下方」、「上方」、「垂直」、「水平」という空間的に相対的な用語、及び同様の用語は、図面に例解されるような1つの要素又は構成要素と別の要素又は構成要素との間の関係を説明するための説明を容易にするために、本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に描写される配向に加えて、使用又は動作時のデバイスの異なる配向を包含することを意図していると理解されたい。例えば、図面に示すデバイスが反転される場合、別のデバイスの「下方」又は「下に」位置決めされたデバイスは、別のデバイスに「上方」に配置され得る。したがって、「下方」という例解的用語は、下側及び上側位置の両方を含み得る。デバイスはまた、他の方向に配向される場合があり、したがって、空間的に相対的な用語は、配向に応じて異なって解釈され得る。
別途明記されない限り、「より少ない」、「より多い」、「より大きい」などの比較及び/又は定量的用語は、平等の概念を包含することを意図している。例えば、「より少ない」は、厳密な数学的意味での「より少ない」だけでなく、「以下」も意味することができる。
〔実施の態様〕
(1) 医療用器具であって、
ロール軸線を画定する細長いシャフトと、
前記細長いシャフトに結合されたハンドルと、を備え、前記ハンドルが、
前記ロール軸線を中心に前記ハンドルに対して前記細長いシャフトを回転させるように動作可能なロボット駆動入力部と、
ロックアウト機構であって、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を妨げる係合位置と、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を許容する係合解除位置との間で移動可能な、ロックアウト機構と、を備える、医療用器具。
(2) 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れている構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、実施態様1に記載の医療用器具。
(3) 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れており、前記細長いシャフトが前記ロール軸線を中心とした事前定義された角度位置にある構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、実施態様1又は2に記載の医療用器具。
(4) 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記第1の軸線と平行である第3の軸線を有するベベルギアであって、前記シャフトギアと噛合構成にある、ベベルギアと、を更に備え、
前記ベベルギアが、前記軸の回転運動を前記ベベルギアに伝えるように構成されたベルトによって前記軸に結合されている、実施態様1~3のいずれかに記載の医療用器具。
(5) 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記軸と噛合構成で前記ハンドル内に配設されたベベルギアであって、前記第2の軸線に平行である第3の軸線を中心に回転するように構成されている、ベベルギアと、
前記ベベルギアに結合され、かつ前記ベベルギアと同軸のロッドと、を更に備え、
前記ロッドが、前記シャフトギアを回転させるように構成されている、実施態様1~4のいずれかに記載の医療用器具。
(1) 医療用器具であって、
ロール軸線を画定する細長いシャフトと、
前記細長いシャフトに結合されたハンドルと、を備え、前記ハンドルが、
前記ロール軸線を中心に前記ハンドルに対して前記細長いシャフトを回転させるように動作可能なロボット駆動入力部と、
ロックアウト機構であって、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を妨げる係合位置と、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を許容する係合解除位置との間で移動可能な、ロックアウト機構と、を備える、医療用器具。
(2) 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れている構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、実施態様1に記載の医療用器具。
(3) 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れており、前記細長いシャフトが前記ロール軸線を中心とした事前定義された角度位置にある構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、実施態様1又は2に記載の医療用器具。
(4) 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記第1の軸線と平行である第3の軸線を有するベベルギアであって、前記シャフトギアと噛合構成にある、ベベルギアと、を更に備え、
前記ベベルギアが、前記軸の回転運動を前記ベベルギアに伝えるように構成されたベルトによって前記軸に結合されている、実施態様1~3のいずれかに記載の医療用器具。
(5) 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記軸と噛合構成で前記ハンドル内に配設されたベベルギアであって、前記第2の軸線に平行である第3の軸線を中心に回転するように構成されている、ベベルギアと、
前記ベベルギアに結合され、かつ前記ベベルギアと同軸のロッドと、を更に備え、
前記ロッドが、前記シャフトギアを回転させるように構成されている、実施態様1~4のいずれかに記載の医療用器具。
(6) 前記ロボット駆動入力部によって作動可能な軸と、
前記軸の上に少なくとも部分的に配設された軸保持構造体であって、前記軸の回転を限定するように構成されている、軸保持構造体と、を更に備える、実施態様1~5のいずれかに記載の医療用器具。
(7) 前記軸保持構造体が、
第1の開放環状チャネルと、
前記第1の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面と、を含む、実施態様6に記載の医療用器具。
(8) 前記軸が、
前記第1の開放環状チャネルに対して少なくとも部分的に開放されている第2の開放環状チャネルと、
前記第2の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面と、を含む、実施態様7に記載の医療用器具。
(9) スライダ形体を更に備え、前記スライダ形体が、
前記第1の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面に接触するように構成された第1の部分と、
前記第2の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面に接触するように構成された第2の部分と、を備える、実施態様8に記載の医療用器具。
(10) ロボット医療システムであって、
複数の駆動出力部とボスとを備えるロボットマニピュレータと、
前記ロボットマニピュレータに搭載可能なハンドルと、患者に挿入可能な細長いシャフトとを備える医療用器具であって、前記ハンドルが、複数の駆動入力部と、前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を選択的に許容するか又は妨げるように構成されたロックアウト機構とを備える、医療用器具と、を備え、
前記ボスが、前記ハンドルをアダプタに搭載する際に前記ロックアウト機構を係合解除するように構成されている、ロボット医療システム。
前記軸の上に少なくとも部分的に配設された軸保持構造体であって、前記軸の回転を限定するように構成されている、軸保持構造体と、を更に備える、実施態様1~5のいずれかに記載の医療用器具。
(7) 前記軸保持構造体が、
第1の開放環状チャネルと、
前記第1の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面と、を含む、実施態様6に記載の医療用器具。
(8) 前記軸が、
前記第1の開放環状チャネルに対して少なくとも部分的に開放されている第2の開放環状チャネルと、
前記第2の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面と、を含む、実施態様7に記載の医療用器具。
(9) スライダ形体を更に備え、前記スライダ形体が、
前記第1の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面に接触するように構成された第1の部分と、
前記第2の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面に接触するように構成された第2の部分と、を備える、実施態様8に記載の医療用器具。
(10) ロボット医療システムであって、
複数の駆動出力部とボスとを備えるロボットマニピュレータと、
前記ロボットマニピュレータに搭載可能なハンドルと、患者に挿入可能な細長いシャフトとを備える医療用器具であって、前記ハンドルが、複数の駆動入力部と、前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を選択的に許容するか又は妨げるように構成されたロックアウト機構とを備える、医療用器具と、を備え、
前記ボスが、前記ハンドルをアダプタに搭載する際に前記ロックアウト機構を係合解除するように構成されている、ロボット医療システム。
(11) ロボットマニピュレータアセンブリが、
複数の駆動出力部を含むロボットエンドエフェクタと、
前記ロボットエンドエフェクタに搭載可能であり、複数の駆動カプラと前記ボスとを備えるアダプタと、を備える、実施態様10に記載のロボット医療システム。
(12) 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を垂直に並進させるように構成されている、実施態様10又は11に記載のロボットシステム。
(13) 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を回転させるように構成されている、実施態様10~12のいずれかに記載のロボットシステム。
(14) 医療用器具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトの近位部分に結合されたハンドルと、
前記ハンドルと関連付けられた軸であって、前記軸の回転が前記細長いシャフトの軸線を中心に前記細長いシャフトを回転させるように構成されている、軸と、
前記ハンドル内に少なくとも部分的に配設され、前記軸の回転を妨げるように作動するように構成された軸キャッチと、を備える、医療用器具。
(15) 前記軸キャッチが、前記軸の嵌合特徴に係合するように構成されたキーを備え、
前記キーが前記軸の前記嵌合特徴内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸の回転が、制限される、実施態様14に記載の医療用器具。
複数の駆動出力部を含むロボットエンドエフェクタと、
前記ロボットエンドエフェクタに搭載可能であり、複数の駆動カプラと前記ボスとを備えるアダプタと、を備える、実施態様10に記載のロボット医療システム。
(12) 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を垂直に並進させるように構成されている、実施態様10又は11に記載のロボットシステム。
(13) 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を回転させるように構成されている、実施態様10~12のいずれかに記載のロボットシステム。
(14) 医療用器具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトの近位部分に結合されたハンドルと、
前記ハンドルと関連付けられた軸であって、前記軸の回転が前記細長いシャフトの軸線を中心に前記細長いシャフトを回転させるように構成されている、軸と、
前記ハンドル内に少なくとも部分的に配設され、前記軸の回転を妨げるように作動するように構成された軸キャッチと、を備える、医療用器具。
(15) 前記軸キャッチが、前記軸の嵌合特徴に係合するように構成されたキーを備え、
前記キーが前記軸の前記嵌合特徴内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸の回転が、制限される、実施態様14に記載の医療用器具。
(16) 前記軸キャッチの前記キーが、前記軸の軸線に対して軸方向に前記軸の前記嵌合特徴に入るように構成されている、実施態様15に記載の医療用器具。
(17) 前記軸キャッチが、前記軸の軸線に平行である方向に作動するように構成されている、実施態様15に記載の医療用器具。
(18) 前記軸キャッチが、1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルを含み、前記1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルが、前記軸の前記軸線と平行である軸線を有し、内部に少なくとも部分的に配設されたそれぞれの位置合わせピンを有するように構成されており、前記それぞれの位置合わせピンが、前記軸キャッチの作動を前記軸の前記軸線と平行である前記方向に誘導する、実施態様17に記載の医療用器具。
(19) 前記軸キャッチの前記キーが、前記軸の側面部分を通って前記軸の前記嵌合特徴に入るように構成されている、実施態様17に記載の医療用器具。
(20) 前記軸キャッチが、前記軸の軸線と平行である軸線を中心に回転するように構成されている、実施態様19に記載の医療用器具。
(17) 前記軸キャッチが、前記軸の軸線に平行である方向に作動するように構成されている、実施態様15に記載の医療用器具。
(18) 前記軸キャッチが、1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルを含み、前記1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルが、前記軸の前記軸線と平行である軸線を有し、内部に少なくとも部分的に配設されたそれぞれの位置合わせピンを有するように構成されており、前記それぞれの位置合わせピンが、前記軸キャッチの作動を前記軸の前記軸線と平行である前記方向に誘導する、実施態様17に記載の医療用器具。
(19) 前記軸キャッチの前記キーが、前記軸の側面部分を通って前記軸の前記嵌合特徴に入るように構成されている、実施態様17に記載の医療用器具。
(20) 前記軸キャッチが、前記軸の軸線と平行である軸線を中心に回転するように構成されている、実施態様19に記載の医療用器具。
(21) 前記キーが、屈曲突起を備える、実施態様20に記載の医療用器具。
(22) 前記軸キャッチが、キャッチアクチュエータを備える、実施態様14~21のいずれかに記載の医療用器具。
(23) 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチと一体の形体である、実施態様22に記載の医療用器具。
(24) 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第1の長手方向端部と関連付けられ、
前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第2の長手方向端部と関連付けられている、実施態様22に記載の医療用器具。
(25) 前記キャッチアクチュエータが、前記ハンドルの外側からアクセス可能である、実施態様22に記載の医療用器具。
(22) 前記軸キャッチが、キャッチアクチュエータを備える、実施態様14~21のいずれかに記載の医療用器具。
(23) 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチと一体の形体である、実施態様22に記載の医療用器具。
(24) 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第1の長手方向端部と関連付けられ、
前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第2の長手方向端部と関連付けられている、実施態様22に記載の医療用器具。
(25) 前記キャッチアクチュエータが、前記ハンドルの外側からアクセス可能である、実施態様22に記載の医療用器具。
(26) 前記キャッチアクチュエータが、前記ハンドルの開口形体内に少なくとも部分的に配設されるように構成されたプラグを備える、実施態様25に記載の医療用器具。
(27) 前記キャッチアクチュエータが、カム構造体を備え、前記カム構造体が、前記カム構造体の軸線を中心に回転するように構成されている、実施態様25に記載の医療用器具。
(28) 前記軸キャッチは、前記軸の回転が妨げられるロック構成に付勢される、実施態様14~27のいずれかに記載の医療用器具。
(29) 前記軸キャッチのカップ形体内に少なくとも部分的に配設され、前記軸キャッチを前記ロック構成に付勢する力を前記軸キャッチに及ぼすように構成されたばねを更に備える、実施態様28に記載の医療用器具。
(30) 前記ハンドル内に配設された軸リテーナ構造体を更に備え、
前記軸リテーナ構造体が、前記軸を適所に軸方向に固定し、
前記ばねが、前記カップ形体内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸リテーナ構造体の下側を押すように構成されている、実施態様29に記載の医療用器具。
(27) 前記キャッチアクチュエータが、カム構造体を備え、前記カム構造体が、前記カム構造体の軸線を中心に回転するように構成されている、実施態様25に記載の医療用器具。
(28) 前記軸キャッチは、前記軸の回転が妨げられるロック構成に付勢される、実施態様14~27のいずれかに記載の医療用器具。
(29) 前記軸キャッチのカップ形体内に少なくとも部分的に配設され、前記軸キャッチを前記ロック構成に付勢する力を前記軸キャッチに及ぼすように構成されたばねを更に備える、実施態様28に記載の医療用器具。
(30) 前記ハンドル内に配設された軸リテーナ構造体を更に備え、
前記軸リテーナ構造体が、前記軸を適所に軸方向に固定し、
前記ばねが、前記カップ形体内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸リテーナ構造体の下側を押すように構成されている、実施態様29に記載の医療用器具。
Claims (30)
- 医療用器具であって、
ロール軸線を画定する細長いシャフトと、
前記細長いシャフトに結合されたハンドルと、を備え、前記ハンドルが、
前記ロール軸線を中心に前記ハンドルに対して前記細長いシャフトを回転させるように動作可能なロボット駆動入力部と、
ロックアウト機構であって、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を妨げる係合位置と、前記ロックアウト機構が前記ロール軸線を中心とした前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を許容する係合解除位置との間で移動可能な、ロックアウト機構と、を備える、医療用器具。 - 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れている構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、請求項1に記載の医療用器具。
- 前記ロックアウト機構は、前記ハンドルがロボットから離れており、前記細長いシャフトが前記ロール軸線を中心とした事前定義された角度位置にある構成において、前記係合位置に移動するように構成されている、請求項1又は2に記載の医療用器具。
- 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記第1の軸線と平行である第3の軸線を有するベベルギアであって、前記シャフトギアと噛合構成にある、ベベルギアと、を更に備え、
前記ベベルギアが、前記軸の回転運動を前記ベベルギアに伝えるように構成されたベルトによって前記軸に結合されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の医療用器具。 - 第1の軸線を有する軸と、
前記細長いシャフトの近位端と関連付けられたシャフトギアであって、前記第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を有する、シャフトギアと、
前記軸と噛合構成で前記ハンドル内に配設されたベベルギアであって、前記第2の軸線に平行である第3の軸線を中心に回転するように構成されている、ベベルギアと、
前記ベベルギアに結合され、かつ前記ベベルギアと同軸のロッドと、を更に備え、
前記ロッドが、前記シャフトギアを回転させるように構成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の医療用器具。 - 前記ロボット駆動入力部によって作動可能な軸と、
前記軸の上に少なくとも部分的に配設された軸保持構造体であって、前記軸の回転を限定するように構成されている、軸保持構造体と、を更に備える、請求項1~5のいずれか一項に記載の医療用器具。 - 前記軸保持構造体が、
第1の開放環状チャネルと、
前記第1の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面と、を含む、請求項6に記載の医療用器具。 - 前記軸が、
前記第1の開放環状チャネルに対して少なくとも部分的に開放されている第2の開放環状チャネルと、
前記第2の開放環状チャネル内に露出され、前記軸の回転を限定するように構成された、1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面と、を含む、請求項7に記載の医療用器具。 - スライダ形体を更に備え、前記スライダ形体が、
前記第1の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第1のストッパ表面に接触するように構成された第1の部分と、
前記第2の開放環状チャネル内に少なくとも部分的に配設され、前記1つ又は2つ以上の第2のストッパ表面に接触するように構成された第2の部分と、を備える、請求項8に記載の医療用器具。 - ロボット医療システムであって、
複数の駆動出力部とボスとを備えるロボットマニピュレータと、
前記ロボットマニピュレータに搭載可能なハンドルと、患者に挿入可能な細長いシャフトとを備える医療用器具であって、前記ハンドルが、複数の駆動入力部と、前記ハンドルに対する前記細長いシャフトの回転を選択的に許容するか又は妨げるように構成されたロックアウト機構とを備える、医療用器具と、を備え、
前記ボスが、前記ハンドルをアダプタに搭載する際に前記ロックアウト機構を係合解除するように構成されている、ロボット医療システム。 - ロボットマニピュレータアセンブリが、
複数の駆動出力部を含むロボットエンドエフェクタと、
前記ロボットエンドエフェクタに搭載可能であり、複数の駆動カプラと前記ボスとを備えるアダプタと、を備える、請求項10に記載のロボット医療システム。 - 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を垂直に並進させるように構成されている、請求項10又は11に記載のロボットシステム。
- 前記ボスが、前記ロックアウト機構の少なくとも一部分を回転させるように構成されている、請求項10~12のいずれか一項に記載のロボットシステム。
- 医療用器具であって、
細長いシャフトと、
前記細長いシャフトの近位部分に結合されたハンドルと、
前記ハンドルと関連付けられた軸であって、前記軸の回転が前記細長いシャフトの軸線を中心に前記細長いシャフトを回転させるように構成されている、軸と、
前記ハンドル内に少なくとも部分的に配設され、前記軸の回転を妨げるように作動するように構成された軸キャッチと、を備える、医療用器具。 - 前記軸キャッチが、前記軸の嵌合特徴に係合するように構成されたキーを備え、
前記キーが前記軸の前記嵌合特徴内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸の回転が、制限される、請求項14に記載の医療用器具。 - 前記軸キャッチの前記キーが、前記軸の軸線に対して軸方向に前記軸の前記嵌合特徴に入るように構成されている、請求項15に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチが、前記軸の軸線に平行である方向に作動するように構成されている、請求項15に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチが、1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルを含み、前記1つ又は2つ以上の位置合わせピンチャネルが、前記軸の前記軸線と平行である軸線を有し、内部に少なくとも部分的に配設されたそれぞれの位置合わせピンを有するように構成されており、前記それぞれの位置合わせピンが、前記軸キャッチの作動を前記軸の前記軸線と平行である前記方向に誘導する、請求項17に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチの前記キーが、前記軸の側面部分を通って前記軸の前記嵌合特徴に入るように構成されている、請求項17に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチが、前記軸の軸線と平行である軸線を中心に回転するように構成されている、請求項19に記載の医療用器具。
- 前記キーが、屈曲突起を備える、請求項20に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチが、キャッチアクチュエータを備える、請求項14~21のいずれか一項に記載の医療用器具。
- 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチと一体の形体である、請求項22に記載の医療用器具。
- 前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第1の長手方向端部と関連付けられ、
前記キャッチアクチュエータが、前記軸キャッチの第2の長手方向端部と関連付けられている、請求項22に記載の医療用器具。 - 前記キャッチアクチュエータが、前記ハンドルの外側からアクセス可能である、請求項22に記載の医療用器具。
- 前記キャッチアクチュエータが、前記ハンドルの開口形体内に少なくとも部分的に配設されるように構成されたプラグを備える、請求項25に記載の医療用器具。
- 前記キャッチアクチュエータが、カム構造体を備え、前記カム構造体が、前記カム構造体の軸線を中心に回転するように構成されている、請求項25に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチは、前記軸の回転が妨げられるロック構成に付勢される、請求項14~27のいずれか一項に記載の医療用器具。
- 前記軸キャッチのカップ形体内に少なくとも部分的に配設され、前記軸キャッチを前記ロック構成に付勢する力を前記軸キャッチに及ぼすように構成されたばねを更に備える、請求項28に記載の医療用器具。
- 前記ハンドル内に配設された軸リテーナ構造体を更に備え、
前記軸リテーナ構造体が、前記軸を適所に軸方向に固定し、
前記ばねが、前記カップ形体内に少なくとも部分的に配設されるときに、前記軸リテーナ構造体の下側を押すように構成されている、請求項29に記載の医療用器具。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163150318P | 2021-02-17 | 2021-02-17 | |
US63/150,318 | 2021-02-17 | ||
PCT/IB2022/051376 WO2022175835A1 (en) | 2021-02-17 | 2022-02-16 | Instrument roll control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024512238A true JP2024512238A (ja) | 2024-03-19 |
Family
ID=82930405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023549628A Pending JP2024512238A (ja) | 2021-02-17 | 2022-02-16 | 器具ロール制御 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230135444A1 (ja) |
EP (1) | EP4294311A1 (ja) |
JP (1) | JP2024512238A (ja) |
KR (1) | KR20230146582A (ja) |
CN (1) | CN116847802A (ja) |
WO (1) | WO2022175835A1 (ja) |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4207898A (en) * | 1978-03-27 | 1980-06-17 | Senco Products, Inc. | Intralumenal anastomosis surgical stapling instrument |
DE3441332A1 (de) * | 1984-11-12 | 1986-05-22 | Forschungsinstitut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen in der Institutsgemeinschaft Stuttgart e.V., 7000 Stuttgart | Gelenkantrieb, insbesondere fuer industrieroboter |
US5814038A (en) * | 1995-06-07 | 1998-09-29 | Sri International | Surgical manipulator for a telerobotic system |
US6389921B1 (en) * | 1999-08-12 | 2002-05-21 | Nachi-Fujikoshi Corp. | Wrist mechanism of industrial robot |
US7770775B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-08-10 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Motor-driven surgical cutting and fastening instrument with adaptive user feedback |
US8931682B2 (en) * | 2007-06-04 | 2015-01-13 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Robotically-controlled shaft based rotary drive systems for surgical instruments |
US7922063B2 (en) * | 2007-10-31 | 2011-04-12 | Tyco Healthcare Group, Lp | Powered surgical instrument |
US8752749B2 (en) * | 2008-02-14 | 2014-06-17 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Robotically-controlled disposable motor-driven loading unit |
US7819296B2 (en) * | 2008-02-14 | 2010-10-26 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Surgical stapling apparatus with retractable firing systems |
KR100971900B1 (ko) * | 2008-06-11 | 2010-07-22 | (주)미래컴퍼니 | 수술용 로봇 암의 인스트루먼트 |
US9545253B2 (en) * | 2010-09-24 | 2017-01-17 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Surgical instrument with contained dual helix actuator assembly |
EP2901960B1 (en) * | 2010-11-15 | 2017-01-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Decoupling instrument shaft roll and end effector actuation in a surgical instrument |
US9604355B2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-03-28 | Textron Innovations Inc. | Handle for a hydraulically driven tool with heat transmission reducing properties |
US8899462B2 (en) * | 2011-10-25 | 2014-12-02 | Covidien Lp | Apparatus for endoscopic procedures |
RU2669463C2 (ru) * | 2013-03-01 | 2018-10-11 | Этикон Эндо-Серджери, Инк. | Хирургический инструмент с мягким упором |
US9314308B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-04-19 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Robotic ultrasonic surgical device with articulating end effector |
US9649110B2 (en) * | 2013-04-16 | 2017-05-16 | Ethicon Llc | Surgical instrument comprising a closing drive and a firing drive operated from the same rotatable output |
US10172636B2 (en) * | 2013-09-17 | 2019-01-08 | Ethicon Llc | Articulation features for ultrasonic surgical instrument |
US10478189B2 (en) * | 2015-06-26 | 2019-11-19 | Ethicon Llc | Method of applying an annular array of staples to tissue |
EP3096671B1 (en) * | 2014-01-24 | 2023-08-09 | Koninklijke Philips N.V. | Robotic actuator for transesophageal echocardiography probe |
EP3096672B1 (en) * | 2014-01-24 | 2022-07-20 | Koninklijke Philips N.V. | Sensorless force control for transesophageal echocardiography probe |
DE102014009891B4 (de) * | 2014-07-04 | 2022-05-05 | Abb Schweiz Ag | Instrument |
US9791467B2 (en) * | 2014-08-04 | 2017-10-17 | Alexander V. Drynkin | Adjustable robotic picker for laboratory containers |
DE102014117408A1 (de) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | avateramedical GmBH | Vorrichtung zur robotergestützten Chirurgie |
US11304695B2 (en) * | 2017-08-03 | 2022-04-19 | Cilag Gmbh International | Surgical system shaft interconnection |
DE102017009319C5 (de) * | 2017-10-09 | 2023-08-03 | Günther Zimmer | Adaptersystem zur Anbindung des letzten Gliedes einer kinematischen Kette an eine Handhabungsvorrichtung |
US11446104B2 (en) * | 2017-10-26 | 2022-09-20 | Cilag Gmbh International | Manual release assembly for robotic surgical tool |
US11045270B2 (en) * | 2017-12-19 | 2021-06-29 | Cilag Gmbh International | Robotic attachment comprising exterior drive actuator |
AU2019326548B2 (en) * | 2018-08-24 | 2023-11-23 | Auris Health, Inc. | Manually and robotically controllable medical instruments |
US11278362B2 (en) * | 2019-06-27 | 2022-03-22 | Cilag Gmbh International | Surgical instrument drive systems |
US20220202517A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-06-30 | Ethicon Llc | Robotic surgical tools having dual articulation drives |
-
2022
- 2022-02-16 EP EP22755661.0A patent/EP4294311A1/en active Pending
- 2022-02-16 CN CN202280015070.7A patent/CN116847802A/zh active Pending
- 2022-02-16 WO PCT/IB2022/051376 patent/WO2022175835A1/en active Application Filing
- 2022-02-16 JP JP2023549628A patent/JP2024512238A/ja active Pending
- 2022-02-16 KR KR1020237031227A patent/KR20230146582A/ko unknown
- 2022-12-02 US US18/073,919 patent/US20230135444A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022175835A1 (en) | 2022-08-25 |
KR20230146582A (ko) | 2023-10-19 |
US20230135444A1 (en) | 2023-05-04 |
CN116847802A (zh) | 2023-10-03 |
EP4294311A1 (en) | 2023-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7404342B2 (ja) | 手動及びロボット制御可能な医療用器具 | |
KR20220049546A (ko) | 다수의 의료 기구를 갖는 로봇 의료 시스템 | |
WO2021242736A1 (en) | Methods and systems for disposable endoscope | |
US20240000528A1 (en) | Instrument shaft tensioning | |
JP2024502808A (ja) | ロボット器具駆動制御 | |
US20230101211A1 (en) | Imedical instrument drive assembly and docking system | |
US20230135444A1 (en) | Instrument roll control | |
US20240000530A1 (en) | Robotic and manual aspiration catheters | |
US20230075052A1 (en) | Robotic instrument alignment | |
US20230113687A1 (en) | Systems and methods for robotic endoscopic submucosal dissection | |
JP2024503315A (ja) | カテーテル先端 | |
CN116916849A (zh) | 机器人器械驱动控制 | |
CN117042715A (zh) | 器械轴张紧系统和方法 | |
JP2023553816A (ja) | 器具の回転のための視覚化調整 | |
WO2024141903A1 (en) | Determination of direction reversal exits for robotically controlled endoscopes |