JP5649143B2 - オフセット遠隔中心マニピュレーター - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、医療、外科、および/またはメボット利用デバイスおよびシステムに関する。例示の実施形態では、本発明は、最小侵襲的ロボット利用手術の間に、外科用器具の位置を束縛するオフセット中心マニピュレーターを提供する。
本発明は、一般に、医療、手術、および/またはロボット利用デバイスおよびシステムに関する。特に、本発明は、外科用器具を支持するために用いられる改良された遠隔中心マニピュレーターに関し、そして最小侵襲的ロボット利用手術の間の器具の所望の位置で任意のベアリングまたは機械的支持体から遠隔にある球回転の中心を提供する。この遠隔中心マニピュレーターは、器具が回転の固定された中心の周りで動くように束縛し、これは、好ましくは、患者の腹腔壁のような患者中の侵入切開と一致する。1つの例示の実施形態では、本発明は、オフセット遠隔中心平行四辺形マニピュレーター連結アンセブリを提供し、これは、最小侵襲的ロボット利用手術の間に外科用器具の位置を束縛する。この改良された遠隔中心マニピュレーターは、第1および第2の軸に沿った器具の動きの範囲を有利に増大し、これは、同時に、このロボット利用外科用システムの複雑さ、サイズ、および物理的重量を低減する。このような利点は、次いで、このようなロボット利用外科用システムの使用の効率および容易さを増大する。
例えば、本願発明は以下を提供する。
(項目1)
最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、上記外科用器具が、細長いシャフトを含み、上記シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、上記遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、上記平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよびジョイントによって上記器具ホルダーに連結され、上記リンクおよびジョイントが、上記器具が上記器具ホルダーに取り付けられ、そして上記シャフトが少なくとも1つの自由度で移動するとき、平行四辺形を、上記器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、上記第1の軸および上記平行四辺形連結ベースに隣接する上記平行四辺形の第1の辺が、上記回転の中心で上記シャフトと交差し、そして上記平行四辺形の第1の辺が上記第1の軸から角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。
(項目2)
上記第1の軸が、上記回転の中心で交差する、項目1に記載のマニピュレーター。
(項目3)
上記平行四辺形の第1の辺が、上記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目4)
上記平行四辺形の第1の辺が、上記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目5)
上記平行四辺形の第1の辺が、上記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目6)
上記平行四辺形の遠位端が、上記器具ホルダーに隣接するジョイントから上記回転の中心まで延び、そして上記平行四辺形の遠位端が、上記細長いシャフトから角度がオフセットされる、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目7)
上記平行四辺形の第1の辺が、上記第1の軸の下で延びる、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目8)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±90゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目9)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±168゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目10)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±55゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目11)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±75゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目12)
上記リンクの少なくとも1つが屈曲している、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目13)
上記リンクの少なくとも1つが約22゜の角度で屈曲している、項目12に記載のマニピュレーター。
(項目14)
上記マニピュレーターが、少なくとも1つの自由度で釣り合っていない,項目2に記載のマニピュレーター。
(項目15)
上記関節連結アセンブリに連結されたブレーキシステムをさらに備え、上記ブレーキシステムが、上記ジョイントの少なくとも1つの関節を離脱可能に阻害する、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目16)
上記複数のリンクおよびジョイントが、少なくとも1つのプーリー、および上記プーリーに連結され、上記回転の中心に対してシャフト移動を束縛する形態である少なくとも1つの可撓性要素を備える、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目17)
上記複数のリンクおよびジョイントが、6つのプーリーおよび4つのベルトを備える、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目18)
上記複数のリンクおよびジョイントが、サーボ機構によって駆動される、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目19)
上記複数のリンクおよび上記平行四辺形が、異なる平面でオフセットされている、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目20)
上記リンクおよび上記器具ホルダーが、同一平面中に位置される、項目2に記載のマニピュレーター。
(項目21)
上記関節連結アセンブリが、上記回転の中心に対するシャフト移動を、上記シャフトが少なくとも1つの自由度で回転移動されるとき、上記シャフトが上記回転の中心を通って実質的に整列されるように束縛するような形態である、項目2に記載のマニピュレーター。(項目22)
最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、上記外科用器具が、細長いシャフトを含み、上記シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、上記遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、上記平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよび旋回軸によって上記器具ホルダーに連結され、上記リンクおよび旋回軸が、上記器具が上記器具ホルダーに取り付けられ、そして上記シャフトが上記平行四辺形の平面に沿って移動するとき、平行四辺形を、上記器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、上記第1の軸および上記平行四辺形連結ベースに隣接する上記平行四辺形の第1の旋回軸が、角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。
(項目23)
上記第1の軸および第2の軸が、上記回転の中心で交差する、項目22に記載のマニピュレーター。
(項目24)
上記平行四辺形の第1の旋回軸が、上記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目25)
上記平行四辺形の第1の旋回軸が、上記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目26)
上記平行四辺形の第1の旋回軸が、上記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目27)
上記平行四辺形の遠位端が、上記器具ホルダーに隣接するジョイントから上記回転の中心まで延び、そして上記平行四辺形の遠位端が、上記細長いシャフトから角度がオフセットされる、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目28)
上記平行四辺形の第1の旋回軸が、上記第1の軸の下で延びる、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目29)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±90゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目30)
上記マニピュレーターが、上記第1の軸に対して±168゜の間の範囲にあるシャフト移動を提供する、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目31)
上記オフセットされた平行四辺形および屈曲リンクが、上記第2の軸に対して±55゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目32)
上記オフセットされた平行四辺形および屈曲リンクが、上記第2の軸に対して±75゜より大きい範囲にあるシャフト移動を提供する、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目33)
上記リンクの少なくとも1つが約22゜の角度で屈曲している、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目34)
上記マニピュレーターが、少なくとも1つの自由度で釣り合っていない,項目23に記載のマニピュレーター。
(項目35)
上記関節連結アセンブリに連結されたブレーキシステムをさらに備え、上記ブレーキシステムが、上記旋回軸の少なくとも1つの関節を離脱可能に阻害する、項目34に記載のマニピュレーター。
(項目36)
上記複数のリンクおよび旋回軸が、少なくともプーリー、および上記プーリーに連結され、上記回転の中心に対してシャフト移動を束縛する形態である少なくとも1つの可撓性要素を備える、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目37)
上記複数のリンクおよび旋回軸が、6つのプーリーおよび4つのベルトを備える、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目38)
上記複数のリンクおよび上記平行四辺形が、異なる平面でオフセットされている、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目39)
上記リンクおよび上記器具ホルダーが、同一平面中に位置される、項目23に記載のマニピュレーター。
(項目40)
最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の位置を束縛するための遠隔中心マニピュレーターであって、上記外科用器具が、細長いシャフトを含み、上記シャフトが、患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、上記遠隔中心マニピュレーターが:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを備え、上記平行四辺形連結ベースが複数のリンクおよび旋回軸によって上記器具ホルダーに連結され、上記リンクおよび旋回軸が、上記器具が上記器具ホルダーに取り付けられ、そして上記シャフトが上記平行四辺形の平面に沿って移動するとき、平行四辺形を、上記器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、上記第1の軸および上記平行四辺形が上記回転の中心で上記シャフトと交差し、そして上記平行四辺形が上記第1の軸から角度をなしてオフセットされる、マニピュレーター。
(項目41)
上記第1の軸および第2の軸が、上記回転の中心で交差する、項目40に記載のマニピュレーター。
(項目42)
上記平行四辺形が、上記第1の軸から、少なくとも2゜だけ角度がオフセットされる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目43)
上記平行四辺形が、上記第1の軸から、約2゜〜約45゜の範囲で角度がオフセットされる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目44)
上記平行四辺形が、上記第1の軸から、約10゜だけ角度がオフセットされる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目45)
上記平行四辺形連結ベースに隣接する上記平行四辺形の第1の軸および第1の辺が、上記回転の中心で上記シャフトと交差し、そして上記平行四辺形の第1の辺がが、上記第1の軸から角度がオフセットされる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目46)
上記平行四辺形連結ベースに隣接する上記第1の軸および上記平行四辺形の第1の旋回軸が、上記回転の中心で上記シャフトと交差し、そして上記平行四辺形の第1の旋回軸が上記第1の軸から角度がオフセットされる、
上記第1の軸の下で延びる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目47)
上記平行四辺形の遠位端が、上記器具ホルダーに隣接するジョイントから上記回転の中心まで延び、そして上記平行四辺形の遠位端が、上記細長いシャフトから角度をなしてオフセットされる、項目41に記載のマニピュレーター。
(項目48)
最小侵襲的ロボット利用手術の間に器具ホルダーに連結された外科用器具の旋回移動のための遠隔中心マニピュレーターであって、上記外科用器具が、細長いシャフトを含み、上記シャフトが、近位端、および患者の身体壁中の切開を通り、身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し、上記遠隔中心マニピュレーターが:
連結ベース;
上記連結ベースによって旋回可能に支持される第1の連結アセンブリであって、第1の外側ハウジンクを有する連結アセンブリ;および
近位旋回ジョイントと遠位旋回ジョイントとの間で片持ちされ、そしてそれらの間に延びる第2の連結アセンブリ軸を規定する第2の連結アセンブリを備え、上記近位旋回ジョイントが上記第2の連結アセンブリを上記第1の連結アセンブリに連結し、上記遠位旋回ジョイントが上記第2の連結アセンブリを上記器具ホルダーに連結し、上記第1および第2の旋回アセンブリが上記シャフトの側方移動を上記シャフトに沿って配置された回転の中心の周りの旋回移動に束縛し、上記第2の連結が第2の外側ハウジングを有し、上記第2の外側ハウジングが上記第1のジョイントと第2のジョイントとの間の間に配置され、そしてそれらから分離された凹部を有し、上記第1の連結アセンブリの第1の外側ハウジングが、上記シャフトの近位端が上記連結ベースに向かって移動するとき、上記凹部中に突き出し、そして上記第2の連結軸を横切り得る、マニピュレーター。
(項目49)
上記第2の連結アセンブリが、上記近位旋回ジョイントと上記遠位旋回ジョイントとの間で伸張する可撓性部材を備え、そして少なくとも1つのガイドが、上記可撓性部材を、上記可撓性部材を上記凹部から離れて配置するように側方に係合する、項目48に記載のマニピュレーター。
(項目50)
器具ホルダーに連結された外科用器具を採用して、患者の身体腔内で最小侵襲的ロボット利用手術を実施するための方法であって、上記器具が、細長いシャフトを含み、上記シャフトが身体壁中の切開を通る身体腔中への挿入のための形態である遠位作業端部を有し:
第1の軸の周りの回転のための平行四辺形連結ベースに回転可能に連結された取り付けベースを有する関節連結アセンブリを提供する工程であって、上記平行四辺形連結ベースが、複数のリンクおよびジョントによって上記器具ホルダーに連結され、上記リンクおよびジョイントが、平行四辺形を、上記器具の細長いシャフトが、上記器具が上記器具ホルダーに取り付けられ、そして上記シャフトが少なくとも1つの自由度で移動するとき、上記器具の細長いシャフトを回転の中心に対して束縛するように規定し、ここで、上記第1の軸および上記平行四辺形連結ベースに隣接する平行四辺形の第1の辺が、上記回転の中心で上記シャフトと交差し、そして上記平行四辺形の第1の辺が上記第1の軸から角度をなしてオフセットされる工程;
上記器具を上記器具ホルダーに連結する工程;
上記器具シャフトの少なくとも遠位作業端部を、上記身体腔中に上記切開を通じて導入する工程;および
上記器具の少なくとも1つのシャフトを、少なくとも1つの自由度で、上記遠位作業端部が上記身体腔内にある間、そして上記オフセットされた関節連結アセンブリが、上記シャフトの側方移動を上記回転の中心の周りの旋回移動に、上記シャフトが上記回転の中心を通って実質的に整列されるように束縛する間、旋回可能に移動する工程、を包含する、方法。
図1〜4は、最小侵襲的ロボット利用手術を実施するためのロボット利用外科用システム1を示し、これは、米国特許第6,246,200号中により詳細に記載されている。操作者O(一般に外科医)は、手術台Tに横たわる患者Pに対し最小侵襲性外科的手順を実施し、この操作者Oは、医師のコンソール3で1つ以上の入力デバイスまたはマスター2を操作する。外科医の入力に応答して、コンソール3のコンピュータープロセッサー4は、内視鏡器具またはツール5の移動を指示し、ロボット患者側システム6(この例では、荷車に載せられたシステム)を経由して器具のサーボ機構移動を行う。
Claims (10)
- 装置であって:
近位端および遠位端を有するベースリンク(42);
近位端および遠位端を有する第1のリンク(44)であって、該第1のリンクの近位端が該ベースリンクの遠位端に回転可能に連結される第1のリンク;
近位端および遠位端を有する第2のリンク(46)であって、該第2のリンクの近位端が該第1のリンクの遠位端に回転可能に連結され、該第2のリンクが、該ベースリンクに対して回転することから束縛される第2のリンク;および
該第2のリンクの遠位端に回転可能に連結される器具ホルダーのリンク(34)であって、該第1のリンクに対して回転することから束縛される器具ホルダーのリンク、を備え、
該第2のリンクが、該第1のリンクが該第2のリンク上に静止するための間隔を提供するように角度をなして屈曲される、装置。 - 少なくとも1つのプーリー(76、78a、78b、80、82a、82b)および該プーリーに連結された少なくとも1つの可撓性要素(84a、84b、86a、86b)をさらに備え、該可撓性要素が、回転の中心に対する前記器具ホルダーに連結されたシャフトの動きを束縛するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記器具ホルダーが、該器具ホルダーの長手軸に沿って外科用器具(32)をスライド可能に延ばすよう構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のリンクが、前記装置を駆動するための少なくとも1つのモーターを収容する、請求項1に記載の装置。
- 取り付けベース(40)をさらに備え、該ベースがさらに、前記近位端および前記遠位端を連結する連結軸(56)を備え、前記ベースリンクの近位端が該取り付けベースに直接連結される、請求項1に記載の装置。
- 前記器具ホルダーが、該器具ホルダーの長手軸(74)に沿って前記外科用器具をスライデ可能に延ばすように構成されている、請求項3に記載の装置。
- 少なくとも2つの直接連結されるリンクが、互いからオフセットされる回転の平面を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のリンクおよび前記第2のリンクが、互いからオフセットされる回転の平面を有する、請求項7に記載の装置。
- 前記器具ホルダーのリンクおよび前記第2のリンクが、互いからオフセットされる回転の平面を有する、請求項7に記載の装置。
- 取り付けベース(40)をさらに備え、前記ベースリンクの近位端が該取り付けベースに連結され、該ベースリンクの近位端が該取り付けベースに対して第1の軸(56)の周りで回転可能であり、該ベースリンクの遠位端が該第1の軸からオフセットされる軸(68)上に横たわる、請求項1に記載の装置。
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JP5649143B2 (ja) | オフセット遠隔中心マニピュレーター | |
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