JP6129859B2 - 外科用ロボットと使用するために適合されたクリップアプライヤ - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１０月１９日出願の米国特許仮出願第６１／５４８，９８９号に基づく利益を主張するものである。

本開示は、一般的にはロボット手術の分野に関する。詳細には本開示は、それに限られるものではないがロボット制御された外科用器具に関する。より詳細には本開示は、それに限られるものではないが、外科用器具の外科用クリップをロボット供給及び成形するためのロボット制御された機構を有する、ロボット制御されたクリップアプライヤ器具に関する。

多くの外科手術では、血管又は他の内部組織を結紮することが求められる。多くの外科手術が、切開又は結紮を行うために外科医によって手持ち式器具が使用される低侵襲の方法を用いて行われている。

以下の詳細な説明を付属の図面と併せて考慮することで、本発明のより深い理解がなされるであろう。
ロボットマスター制御ステーションの等角図である。 ロボットアームカートの等角図である。 ロボットアームアセンブリの断面図である。 別のロボットアームカートの等角図である。 ロボット外科用システムと使用するために適合された外科用ツール駆動アセンブリの上部等角図である。 ロボット外科用システムと使用するために適合された外科用ツール駆動アセンブリの底部等角図である。 外科用ツール駆動アセンブリと使用するために適合されたクリップアプライヤのシャフトの分解図である。 ロボット外科用システムと使用するために適合された外科用ツール駆動アセンブリの第１の表現形態の分解図である。 図８の表現形態の回転機構の組み立て図である。 作動中の図８の回転機構の等角図である。 図８の表現形態のクリップ供給機構の組み立て図である。 作動中の図８のクリップ供給機構の等角図である。 図８の表現形態のクリップ成形機構の組み立て図である。 作動中の図８のクリップ成形機構の等角図である。 ロボット外科用システムと使用するために適合された外科用ツール駆動アセンブリの第２の表現形態の分解図である。 図１２の表現形態の回転機構の組み立て図である。 作動中の図１２の回転機構の等角図である。 図１２の表現形態のクリップ供給機構の組み立て図である。 作動中の図１２のクリップ供給機構の等角図である。 図１２の表現形態のクリップ成形機構の組み立て図である。 作動中の図１２のクリップ成形機構の等角図である。 ロボット外科用システムと使用するために適合された外科用ツール駆動アセンブリの第３の表現形態の分解図である。 図１６の表現形態の回転機構の組み立て図である。 作動中の図１６の回転機構の等角図である。 図１６の表現形態のクリップ供給機構の組み立て図である。 作動中の図１６のクリップ供給機構の等角図である。 図１６の表現形態のクリップ成形機構の組み立て図である。そして、 作動中の図１６のクリップ成形機構の等角図である。

本明細書の全体を通じて、「異なる実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「１つの表現形態において」といった語句の使用は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものではない。更に、１つ以上の実施形態の特定の特徴、構造、又は特性は、任意の好適な方法で、１つ以上の他の実施形態において組み合わせることができる。このような改変及び変形が本発明の範囲内に含まれることが意図される。

本発明は、一般的に、外科用クリップアプライヤ、及び外科用クリップアプライヤを使用して外科手術中に外科用クリップを血管、管路、シャントなどに適用するための方法を提供する。代表的な外科用クリップアプライヤは、本明細書で述べ、図面に示すように、外科用クリップの適用を容易にするための様々な特徴を有し得る。しかしながら、外科用クリップアプライヤは、これらの特徴の一部のみを有してもよく、かつ／又は当該技術分野では周知の様々な他の特徴を有してもよいことは当業者には認識されるところであろう。本明細書に述べられる外科用クリップアプライヤは、特定の代表的な実施形態を代表することを意図したものに過ぎない。

長年にわたって、外科手術における巧緻性を高め、外科医が直感的に患者に手術を行うことを目的とした様々な最小限に侵襲的なロボット（又は遠隔手術）システムが開発されてきた。こうしたシステムの多くのものが、それぞれの全容を本明細書に参照によりそれぞれ援用されている次の米国特許：発明の名称が「Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｗｉｔｈ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｅｘｔｅｒｉｔｙ ａｎｄ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」である米国特許第５，７９２，１３５号、発明の名称が「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ａｒｍ ＤＬＵＳ Ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔａｓｋｓ」である米国特許第６，２３１，５６５号、発明の名称が「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ Ｗｉｔｈ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｃａｕｔｅｒｉｚｉｎｇ ａｎｄ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」である米国特許第６，７８３，５２４号、発明の名称が「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｓｔｅｒ ａｎｄ Ｓｌａｖｅ Ｉｎ ａ Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」である米国特許第６，３６４，８８８号、発明の名称が「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｃｔｕａｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌｓ」である米国特許第７，５２４，３２０号、発明の名称が「Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｌｉｎｋ Ｗｒｉｓｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」である米国特許第７，６９１，０９８号、発明の名称が「Ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｓｔｅｒ／Ｓｌａｖｅ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｎ Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｔｅｌｅｓｕｒｇｅｒｙ」である米国特許第７，８０６，８９１号、及び発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ Ｗｉｔｈ Ｗｒｉｓｔｅｄ Ｍｏｎｏｐｏｌａｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」である米国特許第７，８２４，４０１号、に開示されている。しかしながら、過去においては、こうしたシステムの多くは血管及び組織を機械的に結紮することはできなかった。

図１は、図２に示されるタイプのロボットアームスレーブカート２００１タイプに接続して使用することができるマスターコントローラ１００１の１つの型を示したものである。マスターコントローラ１００１及びロボットアームスレーブカート２００１、並びにそれらのそれぞれのコンポーネント及び制御システムを本明細書ではまとめてロボットシステム１０００と呼ぶ。このようなシステム及び装置の例は、参照により本明細書に援用されている米国特許第７，５２４，３２０号に開示されている。したがって、こうした装置の異なる詳細を、本明細書の異なる実施形態及び形態を理解するうえで必要とされるところを超えて本明細書において詳細に述べることはしない。知られているように、マスターコントローラ１００１は、外科医がステレオディスプレイ１００２を介して手術を見ながら掴んで空間内で操作するコントローラ（図１において１００３として一般的に表される）を一般的に有している。マスターコントローラ１００１は、好ましくは複数の自由度で動き、ツールを作動させる（例えば、把持器具を閉じる、電位を電極に印加する、などを行う）ための作動可能なハンドルをしばしば更に有する手動入力装置を一般的に有している。

図２に見られるように、１つの形態では、ロボットアームカート２００１は、一般的に２００２として示される複数の外科用ツールを作動させるように構成される。マスターコントローラとロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット手術システム及び方法が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する発明の名称が「Ｍｕｌｔｉ−Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｔｅｌｅｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」である、米国特許第６，１３２，３６８号に開示されている。異なる形態において、ロボットアームカート２００１は、図の実施形態では３個の外科用ツール２００２を支持する基部２００８を有する。異なる形態において、外科用ツール２００２は一般的にセットアップ関節２００４と呼ばれる手動による関節動が可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ２００６によってそれぞれ支持される。ここで、これらの構造は、ロボット連結部の大部分を覆って延びる保護カバーとともに示されている。これらの保護カバーは必須のものではなく、こうした装置を操作するために使用されるサーボ機構が受ける慣性を最小化し、可動コンポーネントの容積を限定することで衝突を防止し、カート２００１の全体の重量を限定するため、サイズを限定するか又は実施形態によっては完全に省略することができる。カート２００１は、手術室間でカート２００１を輸送するのに適した寸法を一般的に有する。カート２００１は、通常、標準的な手術室のドアを通り、標準的な病院のエレベータに乗せられるように構成することができる。異なる形態において、カート２００１は好ましくは一定の重量を有し、１人の作業者がカート２００１を手術台に隣接して位置決めすることができるように車輪（又は他の輸送）システムを含む。

次に図３を参照すると、少なくとも１つの形態において、ロボットマニピュレータ２００６は、外科用ツール２００２の運動を規制する連結部３００８を有し得る。その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発行米国特許第５，８１７，０８４号により詳しく述べられるように、異なる実施形態において、連結部３００８が、平行四辺形の配置において回転関節によって互いに結合された剛性の連結部材を含むことにより、外科用ツール２００２は空間内の点３０１０を中心として回転する。この平行四辺形の配置により、回転は、時としてピッチ軸と呼ばれる軸３０１２ａを中心とした旋回に規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材は、セットアップ関節２００４（図２）に旋回可能に取り付けられることにより、外科用ツール２００２は時としてヨー軸と呼ばれる軸３０１２ｂを中心として更に回転する。ピッチ及びヨー軸３０１２ａ、３０１２ｂは、外科用ツール１２００２のシャフト３００８に沿って整列されたリモートセンター３０１４において交差する。外科用ツール２００２は、長手方向の器具軸「ＬＴ−ＬＴ」に沿った外科用ツール２００２の摺動運動を含む、マニピュレータ２００６により支持される更なる駆動自由度を有し得る。外科用ツール２００２が器具軸ＬＴ−ＬＴに沿ってマニピュレータ２００６に対して摺動する際（矢印３０１２ｃ）、リモートセンター３０１４はマニピュレータ２００６の基部３０１６に対して固定されたままである。したがって、マニピュレータ全体は、リモートセンター３０１４を再位置決めするように概ね動かされる。マニピュレータ２００６の連結部３００８は、一連のモータ３０２０により駆動される。これらのモータは、制御システムのプロセッサからの命令に応じて連結部３００８を能動的に動かす。下記に更に詳細に述べるように、外科用ツール２０２を操作するためにモータ３０２０も用いられる。

別のセットアップ関節構造を図４に示す。この実施形態では、外科用ツール２００２は２個の組織操作器具の間の別のマニピュレータ構造２００６’により支持される。当業者であれば、本明細書の異なる実施形態は、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、発明の名称が「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ」である米国特許第５，８７８，１９３号に述べられるものを含む、様々な代替的なロボット構造を含み得る点は、認識されるであろう。更に、ロボットコンポーネントとロボット外科用システムのプロセッサとの間のデータ通信については、本明細書では、主として外科用ツール２００２とマスターコントローラ１００１との間の通信に関連して説明されているが、同様の通信はマニピュレータ、セットアップ関節、内視鏡又は他の画像撮影装置などの回路と、コンポーネントの適合性評価、コンポーネントの種類の識別、コンポーネントの較正（オフセットなど）の通信、コンポーネントのロボット外科用システムとの結合の確認などのためのロボット外科用システムのプロセッサとの間でも行われ得る点は理解されるはずである。

操作者（すなわち外科医）からの入力によって動作可能なマスターコントローラ１００１に動作可能に結合されたツール駆動アセンブリ５０００を有するロボットシステム１０００との使用によく適合された代表的かつ非限定的な外科用ツール２００２が図５に示されている。図に見られるように、外科用ツール５０００は、クリップアプライヤを含む外科用エンドエフェクタ５００４を有している。少なくとも１つの形態において、外科用ツール５０００は、遠位ジョーアセンブリ５００４を有する長尺状シャフトアセンブリ５００１を一般的に有する。外科用ツール５０００は、５００３として大まかに示されるツール取り付け部分によってマニピュレータと動作可能に結合されている。外科用ツール５０００は、ツール取り付け部分５００３をマニピュレータと機械的及び電気的に結合するインターフェース６０１０（図６を参照）を更に有している。異なる実施形態において、ツール取り付け部分５００３は、それぞれが駆動要素６０２０の表面から延びる１対のピン６０３０を有する複数の（図６には４個が示されている）回転可能な本体部分、駆動ディスク又は要素６０２０を動作可能に支持するツール取り付けプレート５００３ａを有する。一方のピン６０３０は、同じ駆動要素６０２０上の他方のピン６０３０よりも各駆動要素６０２０の回転軸に近くあり得、これにより、駆動要素６０２０の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなり得る。インターフェース６０１０は、アーム２００６上の取り付け面と嵌合するように適合されている。取り付け部分５００３は、当該技術分野では周知であり、また理解されるように、アーム２００６上の電気的接続部と結合することができる電気的接続ピンのアレイ（図に示されていない）を有し得る。本明細書では、インターフェース５００３は、機械的、電気的、及び磁気的結合要素と関連して説明されるが、赤外線、誘導結合などを含む様々なテレメトリーモダリティを利用することが可能である点は理解されるはずである。

図７は、１つの代表的な外科用クリップアプライヤシャフト５００１及びジョーアセンブリ５００４の分解図を示す。このようなクリップアプライヤアセンブリについては、発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｌｉｐ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」である米国特許第７，２６１，７２４号、発明の名称が「Ｆｏｒｃｅ Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」である米国特許第７，２８８，０９８号、発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｌｉｐ Ａｐｐｌｉｅｒ Ｍｅｔｈｏｄｓ」である米国特許第７，２９７，１４９号、発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｌｉｐ Ａｐｐｌｉｅｒ Ｒａｔｃｈｅｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」である米国特許第７，６８６，８２０号、発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｌｉｐ」である米国特許第７，６９９，８６０号、及び発明の名称が「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｌｉｐ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」である米国特許第７，７３１，７２４号にこれまでに述べられており、これらの内容全体を参照により本明細書に援用するものである。異なるコンポーネントについて下記により詳細に説明する。

シャフト５００１は、シャフトコンポーネントを収容する外側管７０１０を有しており、シャフトコンポーネントは、クリップ軌道７０４０及びプッシュロッド溝７０５０が形成されたジョーリテーナシャフト７０３０を有するジョー保持アセンブリ７０２０を含み得る。ジョー７０６０は、クリップ軌道７０４０の遠位端と嵌合するように構成することができる。シャフトアセンブリ５００１はクリップ前進アセンブリも含んでよく、クリップ前進アセンブリは、１つの代表的な実施形態では、クリップ軌道７０４０内に摺動可能に配置されてその内部に配置された一連のクリップ７０８０を前進させるように適合されたフィーダシュー７０７０と、フィーダシュー７０７０をクリップ軌道７０４０を通じて駆動するように適合されたフィードバー７０９０と、を含み得る。フィードバー７０９０は、その遠位端と嵌合して最も遠位にあるクリップをジョー７０６０内に前進させるように適合されたアドバンサアセンブリ７１００を含み得る。シャフトアセンブリ５００１はクリップ成形又はカム作用アセンブリも含んでよく、クリップ成形又はカム作用アセンブリは、１つの代表的な実施形態では、ジョー７０６０と摺動可能に嵌合するように適合されたカム７１２０と、カム７１２０と連動してジョー７０６０に対してカム７１２０を動かすことができるプッシュロッド７１３０と、を含み得る。シャフトアセンブリは、クリップ軌道７０４０の遠位端と嵌合して手術部位に対するジョー７０６０の位置決めを促すことができる組織係止部材７１４０も含み得る。

引き続き図７を参照すると、ジョー保持アセンブリ７０２０が示されており、外側管７０１０と嵌合する近位端７０３０ａと、ジョー７０６０と嵌合するように適合された遠位端７０３０ｂと、を有する長尺状かつほぼ平面状のジョーリテーナシャフト７０３０を含んでいる。ジョーリテーナシャフト７０３０の近位端７０３０ａを外側管７０１０に嵌合するには様々な方法を使用することができるが、図の実施形態では、近位端７０３０ａは、外側管７０１０に形成された対応する穴又は開口部（図に示されていない）内に受容されるように適合され、近位端７０３０ａの両側に形成された歯７０３５と、近位端７０３０ａの両側が反るか又はばねを形成することを可能とする、近位端７０３０ａ内に形成された切欠き７０３６と、を含む。詳細には、切欠き７０３６により、ジョーリテーナシャフト７０３０が外側管７０１０に挿入される際にジョーリテーナシャフト７０３０の近位端７０３０ａの両側が互いに向かって圧縮されることが可能である。歯７０３５が外側管７０１０の対応する開口部と整列されると、ジョーリテーナシャフト７０３０の近位端７０３０ａがその最初の圧縮されていない形態に復帰することにより、歯７０３５が対応する開口部内に延びることで外側管７０１０と嵌合する。

ジョーリテーナシャフト７０３０の遠位端７０３０ｂをジョー７０６０と嵌合するのにも様々な方法を使用することができるが、図の実施形態では、ジョーリテーナシャフト７０３０の遠位端７０３０ｂには、ジョー７０６０上に形成された対応する突起又は歯７０６０ｂと嵌合するための数個の切欠き又は歯７０３５が内部に形成されている。歯７０３５により、ジョー７０６０の近位部分はジョーリテーナシャフト７０３０とほぼ同一平面上にある。

ジョー保持アセンブリ７０２０には、ジョー７０６０上にカム７１２０を前進させるために使用されるプッシュロッド７１３０を摺動可能に受容するためにそこに形成されるプッシュロッド溝７０５０も含み得る。プッシュロッド溝７０５０は様々な方法を使用して形成することが可能であり、プッシュロッド７１３０の形状及びサイズに応じて任意の形状及びサイズを有し得る。図に示されるように、プッシュロッド溝７０５０は、例えば溶接によってリテーナシャフト７０３０の上面に固定的に取り付けられ、ほぼ長方形の形状を有するとともにプッシュロッド溝７０５０を通じて延びる経路を画定する。プッシュロッド溝７０５０は、リテーナシャフト７０３０の全体又は一部のみに沿って延びてもよい。当業者であれば、ジョー保持アセンブリ７０２０は、外科用クリップアプライヤ５０００の長尺状シャフト５００１内におけるプッシュロッド７１３０の運動を促進するためにプッシュロッド溝７０５０を含む必要がない点は認識されるであろう。

ジョー保持アセンブリ７０２０には、クリップ軌道７０４０がジョー保持アセンブリ７０２０に嵌合されるか又はそこに形成されてもよい。クリップ軌道７０４０は、ジョーリテーナシャフト７０３０の内面に嵌合され、クリップ軌道７０４０の遠位端がジョー７０６０とほぼ同一直線上となるようにジョーリテーナシャフト７０３０の遠位端７０３０ｂを超えて遠位方向に延びている。クリップ軌道７０４０は使用時に少なくとも１個、好ましくは一連のクリップが内部に置かれるように構成される。したがって、クリップ軌道７０４０は、クリップの脚が互いに軸方向に整列するように、１つ又は２つ以上のクリップの対向する脚が内部に置かれるように適合された、対向するサイドレールを含むことができる。代表的な一実施形態では、クリップ軌道７０４０は、製造中にクリップ軌道７０４０内に予め配置される約２０個のクリップが置かれるように構成することができる。当業者であれば、クリップ軌道７０４０の形状、サイズ、及び構成は、クリップ又はクリップ軌道７０４０内に受容されるように適合されたステープルなどの他の閉鎖装置の形状、サイズ、数、及び構成に応じて異なり得る点は認識されるであろう。更に、長尺状シャフト５００１によるクリップの供給を保持するため、クリップ軌道７０４０の代わりに様々な他の方法を使用することができる。

クリップ軌道７０４０には、クリップ軌道７０４０内に配置されるように適合されたフィーダシュー７０７０上に形成された突起部７０７０ａを内部に受容するための数個の開口部も形成することができる。代表的な一実施形態では、クリップ軌道７０４０は、装置５０００内に予め配置され、使用中に適用されるように適合されたクリップの数に少なくとも対応する数の開口部を有する。これらの開口部は、好ましくは互いから等間隔とすることにより、フィーダシュー７０７０が前進させられる度、フィーダシュー７０７０上の突起部７０７０ａが開口部と嵌合する。図には示されていないが、クリップ軌道７０４０は、開口部の代わりに戻り止めを有してもよく、又は、クリップ軌道７０４０をフィーダシュー７０７０と嵌合させることでフィーダシュー７０７０の遠位方向への運動は防止する一方で近位方向への運動は可能とするような他の機構を有してもよい。クリップ軌道７０４０には、最遠位部分を超えたフィーダシュー７０７０の運動を防止するためにフィーダシュー７０７０上に形成された対応する係止突起部によって係合されるうえで有効な係止突起部もその上に形成することができる。係止突起部は、様々な形態を有し得るが、代表的な一実施形態では、クリップ軌道の一部を包囲するように互いに向かって延びる２個の隣接したタブの形態であり、これによりクリップが係止突起部を通過することができる。

クリップ軌道７０４０内におけるフィーダシュー７０７０の近位方向への運動を促すため、フィードバー７０９０が遠位方向に動かされる際にフィードバー７０９０がフィーダシュー７０７０に係合することを可能にするための突起部７０７０ｂが、フィーダシュー７０７０の内面に形成されてもよい。下側突起部７０７０ｂは、近位方向に角度をなしてよい点で上側突起部７０７０ａと同様である。使用時には、フィードバー７０９０が遠位方向に動かされる度、フィードバー７０９０に形成された戻り止めが下側突起部７０７０ｂと係合し、フィーダシュー７０７０をクリップ軌道７０４０内で所定の距離だけ遠位方向に動かすことができる。次いでフィードバー７０９０を近位方向に動かすことでその初期位置に戻すことができ、下側突起部７０７０ｂの角度のために、突起部はフィードバー７０９０に形成された次の戻り止めの中に滑り込むことになる。突起部及び開口部又は戻り止めの代わりに様々な他の機構を使用してクリップ軌道７０４０内におけるフィーダシュー７０７０の運動を制御することができる。

上記で述べたように、フィーダシュー７０７０には、フィーダシュー７０７０が最遠位の位置にあり、装置５０００内にクリップが残っていない場合にフィーダシュー７０７０の運動を停止させるように適合された係止部もその上に形成することができる。係止部は様々な形態を有し得るが、当該技術分野では周知であり、また理解されるように、クリップ軌道７０４０上に形成された係止突起部と係合するために下方向に延びる第３の突起部をフィーダシュー７０７０上に形成することができる。第３の突起部は、フィーダシュー７０７０が最遠位の位置にある場合にクリップ軌道７０４０上の係止突起部７０９０ａと係合するように配置され、これにより、クリップの供給が空になったところでフィーダシュー７０７０及びフィードバー７０９０の運動が防止される。

図に示されるように、フィードバー７０９０は、近位端及び遠位端を有する概ね長尺状の形状を有している。フィードバー７０９０の近位端は、フィードバーカップラ７２００と嵌合するように適合することができる。フィードバーカップラ７２００は、作動時に長尺状シャフト５００１、７０１０内において遠位方向にフィードバー７０９０を摺動させるのに効果的な様々なフィード連結部材と嵌合させることにより、クリップをジョー７０６０内に前進させることができる。

引き続き図７を参照すると、ジョー７０６０の代表的な一実施形態が示されている。上記に述べたように、ジョー７０６０は、ジョーリテーナシャフト７０３０上に形成された対応する歯７０３５と嵌合させるための歯７０６０ｂを有する近位部分を有し得る。しかしながら他の方法を使用してジョー７０６０をジョーリテーナシャフト７０３０と嵌合させることもできる。例えば、蟻継手、オスメス継手、などを使用することができる。また、ジョー７０６０をリテーナシャフト７０３０と一体に形成することもできる。ジョー７０６０の遠位部分は、その間にクリップを受容するように適合することができ、したがって遠位部分は、互いに対して動くことができる第１及び第２の対向したジョー部材を含むことができる。代表的な一実施形態では、ジョー部材は開位置に付勢されており、ジョー部材同士を互いに動かすためには力が必要とされる。各ジョー部材は、クリップの脚をジョー部材と整列させて受容するため、その対向した内表面の内部に溝が形成され得る。ジョー部材には、カム７１２０がジョー部材と噛合してジョー部材を互いに向かって動かすことを可能とするためのカム軌道も形成され得る。代表的な一実施形態では、カム軌道はジョー部材の上面に形成される。

ジョー部材と摺動可能に嵌合及び噛合する代表的なカム７１２０が図７に示されている。カム７１２０は様々な形態を有し得るが、図の実施形態では、プッシュロッド７１３０と嵌合するように適合された近位端７１２０ａと、ジョー部材と噛合するように適合された遠位端と、を有している。カム７１２０をプッシュロッド７１３０と嵌合させるために様々な方法を使用することができるが、図の代表的な実施形態では、カム７１２０には、プッシュロッド７１３０の遠位端に形成されたオス又はキー部材７１３０ａを受容するように内部に適合されたメス又はキー溝が付けられた切欠きが形成されている。図に示されるように、オス部材７１３０ａは、２個の部材７１２０、７１３０が嵌合できるように、切欠きの形状に対応した形状を有している。当業者であれば、カム７１２０とプッシュロッド７１３０とは、必要に応じて互いに一体に形成することができる点は認識されるであろう。プッシュロッド７１３０の近位端７１３０ｂは、プッシュロッド７１３０及びカム７１２０をジョー７０６０に対して動かすための閉鎖連結アセンブリと嵌合するように適合することができる。

様々な方法を使用することができるが、図の代表的な実施形態では、遠位端７１２０ｂには、ジョー部材上のカム軌道を摺動可能に受容するために内部に形成されたカム作用溝又はテーパ状凹部が含まれる。使用時には、カム７１２０を、ジョー部材が互いから一定の距離だけ離間する近位位置から、ジョー部材が互いに隣接して閉位置に位置する遠位位置へと前進させることができる。カム７１２０がジョー部材上に前進させられると、テーパ状凹部がジョー部材同士を互いに向かって押すことにより、ジョー部材の間に置かれたクリップがクリンプする。

次に図８を参照すると、クリップアプライヤ５０００表現形態の分解図が示されている。この表現形態においては、クリップアプライヤ５０００は、回転可能体すなわちスプール８０１０ａ、８０１０ｂ、８０１０ｃを有しており、回転可能体すなわち駆動要素６０２０と結合されている。スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、駆動要素６０２０と一体的に形成され得る。他の表現形態においては、要素６０２０を駆動するとスプール８０１０ａ、ｂ、ｃの回転が生じるようにスプール８０１０ａ、ｂ、ｃと要素６０２０とが固定的に結合されているならば、スプールと駆動要素６０２０とを別々に形成することができる。各スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、シャフトを回転させ、クリップを前進させ、クリップを成形するためにシャフト７０１０（又は外側管）に運動を伝達するためのギアトレイン又は駆動アセンブリと結合されている。図に示されるように、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃと取り付けプレート５００３ａとの間に置かれたスプールベアリング８０３０と接することにより、ロボットアーム２００６上の対応する駆動要素からの回転力の円滑な伝達が促進される。ベアリング８０３０は更に、例えば、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃの取り付けを支持及び安定化させ、シャフト及びギアの回転摩擦を低減するために設けることができる。

図８の表現形態においては、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、シャフトアセンブリ回転機構を含んでいる。例えば、図の表現形態では、外科用ツール５０００は、回転可能体６０２０と結合された第１の螺旋ウォームギア８０２０、及びシャフトアセンブリ５００１と結合された第２の螺旋ウォームギア８０１５を有している。ベアリング８０３０はスプール８０１０ａと結合されており、駆動要素８０１０ａと取り付けプレート６０１０との間に配置されている。第１の螺旋ウォームギア８０２０は第２の螺旋ウォームギア８０１５と噛み合わされ、第２の螺旋ウォームギア８０１５はシャフトアセンブリ５００１と結合されることで、第１の螺旋ウォームギア８０１５及び第２の螺旋ウォームギア８０２０の回転方向に基づいてシャフトアセンブリ５００１の回転を時計回り（ＣＷ）及び反時計回り（ＣＣＷ）方向に制御する。したがって、第１の軸を中心とした第１の螺旋ウォームギア８０２０の回転が、第１の軸に直交する第２の軸を中心とした第２の螺旋ウォームギア８０１５の回転に変換される。図９Ａ及び９Ｂに示されるように、例えばスプール８０１０ａの反時計回り（ＣＣＷ）の回転により、第１の螺旋ウォームギア８０２０が反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転し、これによりシャフトアセンブリ５００１が、図９Ａに示される方向（時計回り（ＣＷ））に回転する。スプールは、シャフトの正確な回転を与えるために漸増式に回転させることができる点は認識される。このような正確な回転は、当該技術分野では周知であり、また理解されるように、ソフトウェアアルゴリズムによって駆動されるユーザコンソール１０００とクリップアプライヤ５０００との間の電気的インターフェースによって実現することができる。シャフト５００１は、クランプ半部８０４０ａ及び８０４０ｂからなるベアリングクランプ８０４０によって取り付けアセンブリ５０１０に回転可能に固定することができる。シャフト５００１には、シャフト５００１に固定的に取り付けられたシャフトカラー８０５０、及びウォームギア８０１５からシャフト５００１への回転力の伝達を可能とするウォームギア８０１５が設けられている。クランプ半部８０４０ａ及び８０４０ｂはベアリングとして機能するとともにシャフトカラー８０５０を包囲し、シャフト５００１の直線運動は防止する一方でシャフト５００１の自由回転を可能とするための凹部が設けられている。この表現形態においては、クランプカラー８０５０には、クランプ８０４０の凹部と嵌合して軸方向の運動を防止するための環状フランジ８０５０ｂが設けられている。

引き続き図８の表現形態を参照すると、クリップアプライヤ５０１０のツール取り付け部分５００３は、ジョー７０６０内にクリップを供給するためのクリップ供給機構を有している。図の表現形態においては、例えば、外科用ツール５０００は、クリップ供給機能を与えるためにラック・アンド・ピニオンギア機構を有する。フィードギア８１００がスプール８０１０ｃと結合されることにより、対応する駆動要素６０２０の回転によってスプール８０１０ｃ及びフィードギア８１００が第１の方向に回転する。図８の表現形態では、フィードギア８１００は、直線方向に動くフィードラックギア８１１０と噛み合わされたピニオンギアである。ラックギア８１１０は、上記に述べたようにフィードバー７０３０に固定的に取り付けられたピン８１１０ａによりフィードバーカップラ７２００と結合されている。図に示されるように、フィードラック８１１０には、成形ラック８２００上の同様の切欠き部と擦り合うように構成された切欠き部が設けられることにより、フィードラックと成形ラックとは共にシャフト５００１を包囲し、連続した外径を有する一方で、互いに独立して動くようになっている。フィードラック８１１０には環状部分が設けられており、環状の外表面の一部はラック歯を構成している。フィードラック８１１０は、成形ラック８２００上の同様のフランジと摺動可能に嵌合するように適合されたフランジ部分を更に有している。ツール取り付け部分には、フィードラック８１１０と成形ラック８２００のフランジを共に受容するように適合され、更に直線運動を可能とする一方でツール取り付け部分５００３に対して固定された回転位置にフィードラック８１１０及び成形ラック８２００を保持するように適合されたカバー８０００内に配置されるラックスライド８２１０及びラック溝（図に示されていない）が更に設けられる。

図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、作動時には、フィードピニオン８１００はツール取り付け部分５００３内のフィードラック８１１０と噛み合わされる。フィードスプール８０１０ｃが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転され、これによりフィードピニオン８１００が反時計回りに回転する。この表現形態においては、フィードピニオン８１００は、クリップをジョー７０６０内に完全に前進させるのに充分な距離、ラック８１１０が遠位方向に前進するように充分に回転させる。ラック８１１０の移動距離は、例えばクリップの脚の長さ、ジョーの長さなどの数個の要因に基づいて異なり得る。この表現形態においては、フィードラックは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）移動する。フィードピニオン８１００の回転を電気的及びソフトウェアインターフェースによって正確に制御することによって、ジョー７０６０内にクリップを供給するために必要な、正確なフィードラック８１１０の移動を与えることができる。ジョー内にクリップが供給された時点、又はフィードピニオン８１００が所定量だけ回転した後、ピニオン８１００の回転が時計回り（ＣＷ）方向に逆転されてフィードラック８１１０を近位方向に動かすと、上記に述べたように、フィードバーカップラ７２００が近位方向に動き、これによりフィードバー７０３０が近位方向に動く。このプロセスを数回繰り返すことでシャフト内にある所定の数のクリップに対応することができる。ソフトウェアインターフェースは、ジョー内に供給されるクリップの数を数えて、これをユーザに対して表示するようにプログラムすることができ、更に、シャフトが空になったところでユーザが別のクリップを供給しようとするのを防止することができる。ソフトウェアインターフェースにより、シャフトが所定の量のクリップを収容している場合にユーザに警告することが考えられる。

再び図８を参照すると、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、ジョー７０６０内でクリップを成形するためのクリップ成形機構を有している。図の表現形態においては、例えば、外科用ツール５０００は、クリップ成形機能を与えるためにラック・アンド・ピニオンギア機構を有する。成形ギア８３００がスプール８０１０ｂと結合されることにより、対応する駆動要素６０２０の回転によってスプール８０１０ｂ及び成形ギア８３００が第１の方向に回転する。図８の表現形態では、成形ギア８３００は、直線方向に動くフィードラックギア８２００と噛み合わされたピニオンギアである。ラックギア８２００は、上記に述べたようにプッシュロッド７１３０のオス端部７１３０ｂと結合されており、アセンブリロック８４００によりシャフト５００１の周囲の定位置にロックされる。図に示されるように、成形ラック８２００が、フィードラック８１１０と擦り合うように構成されていることにより、供給ラックと成形ラックとはシャフト５００１を包囲する一方で互いに独立して動く。成形ラック８２００には環状の外表面が設けられており、この環状の外表面の一部は、ピニオンギア８３００と噛み合うように適合されたラック歯を構成している。成形ラック８２００は、上記に述べたように成形ラック８１１０上の同様のフランジと摺動可能に嵌合するように適合されたフランジ部分を更に有している。フィードラック８０１０及び成形ラック８２００のフランジは共にカバー８０００内の溝と嵌合することにより、横方向運動又は回転運動を防止する一方で直線運動は可能になる。

ここで図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、作動時には、成形ピニオン８３００はスプール８０１０ｂに固定的に取り付けられ、ツール取り付け部分５００３内のラック８２００と噛み合っている。供給機能が完了し、クリップがジョー内に置かれた時点で、スプール８０１０ｂが時計回り（ＣＷ）方向に回転し、ピニオン８３００に時計回り（ＣＷ）方向の回転を与えると、これによりラック８２００が遠位直線方向に駆動される。このようなラック８２００の遠位方向への直線運動により、プッシュロッド７１３０が遠位直線方向に駆動され、この遠位直線方向によりカム７１２０がジョー７０６０上に駆動され、上記に述べたようにジョー７０６０内のクリップを成形するか又はクリンプする。

ピニオン８３００の回転を正確に制御することにより、クリップを完全に成形するために所定の距離だけラック８２００を前進させるのに充分な数の回転を与えることができる。また、ピニオン８３００をゆっくりと回転させて、停止させることにより、解剖学的構造の周囲においてクリップを部分的に成形することが可能であり、これにより、解剖学的構造の周りに完全ではない状態で成形されたクリップを動かすことが可能である。クリップの配備位置が選択された時点で、ピニオン８３００を回転させることにより、クリップを完全に成形して解剖学的構造を閉塞することができる。クリップが配備された時点で、ピニオン８３００を反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転させると、ラック８２００が近位方向に駆動されてプッシュロッド７１３０を近位方向に動かし、これによりカム７１２０が近位方向に駆動されて、ジョー７０６０が開くことが可能になる。ジョー７０６０の開閉をクリップの供給とは独立して行えるようにすることが考えられるが、これにより、ユーザがクリップアプライヤ５０００のジョー７０６０を切開器具として使用することが可能となる。

次に図１２を参照すると、クリップアプライヤ５０００の第２の表現形態が示されている。図１２の表現形態においては、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、シャフトアセンブリ回転機構を含む。例えば、図の表現形態においては、外科用ツール５０００は、スプール８１０１ａと結合された回転ハブ１２１００を有している。ケーブル１２１５０の第１の端部は、上部回転ハブ１２１００ａに固定的に取り付けられている。ケーブル１２１５０は、シャフトカップラがシャフト５００１に固定的に取り付けられた位置においてシャフトカップラ又はスプール１２１１５に巻かれ、これを回転させるように係合している。ケーブル１２１５０の第２の端部はハブ１２１００の下部１２１００ｂに固定的に取り付けられている。図に示されるように、ケーブル１２１５０はシャフトカップラ１２１１５に２回巻かれることにより、１方向に７２０°の回転が可能となる。このようなハブ−ケーブル−カップラのアセンブリにより、ハブ１２１００の回転方向に基づき、時計回り（ＣＷ）及び反時計周り（ＣＣＷ）にシャフトアセンブリ５００１の回転が制御される。したがって、第１の軸を中心としたハブ１２１００の回転が、第１の軸に直交する第２の軸を中心としたカップラ１２１１５の回転に変換される。例えば図１３Ａ及び１３Ｂに示されるように、スプール８０１０ａの反時計回り（ＣＣＷ）の回転により、ハブ１２１００が反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転し、これによりハブの下部１２１００ｂにおいてケーブル１２１５０に張力がかかる。ハブの下部１２１００ｂにおいてケーブル１２１１０にかかるこの張力により、図１３Ａに示されるようにシャフトカップラが時計回り（ＣＷ）方向に回転する。同様に、ハブ１２１００の時計回り（ＣＷ）の回転によりハブ上端１２１００ａにおいてケーブル１２１５０に張力がかかり、スプール１２１１５の反時計回り（ＣＣＷ）回転を生じることにより、カップラ８０５０の反時計回り（ＣＣＷ）回転及びそれに伴うシャフト５００１の反時計回り（ＣＣＷ）の回転が生じる。スプール８０１０ａは、シャフトの正確な回転を与えるために漸増式に回転させることができる点は認識される。このような正確な回転は、当該技術分野では周知であり、また理解されるように、ソフトウェアアルゴリズムによって駆動されるユーザコンソール１０００とクリップアプライヤ５０００との間の電気的インターフェースによって実現することができる。シャフト５００１は、クランプ半部８０４０ａ及び８０４０ｂからなるクランプ８０４０によって取り付けアセンブリ５０１０に回転可能に固定することができる。シャフト５００１には、シャフト５００１に固定的に取り付けられたシャフトカラー８０５０、及びシャフト５００１への回転力の伝達を可能とするカップラ１２１１５が設けられている。クランプ半部８０４０ａ及び８０４０ｂはシャフトカラー８０５０を包囲し、シャフト５００１の直線運動は防止する一方でシャフト５００１の自由回転を可能とするための凹部が設けられている。この表現形態においては、クランプカラー８０５０には、クランプ８０４０の凹部と嵌合して軸方向の運動を防止するための環状フランジ８０５０ｂが設けられている。

引き続き図１２の表現形態を参照すると、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、図１４Ａ及び１４Ｂに示されるようなジョー７０６０内にクリップを供給するためのクリップ供給機構を有している。図の表現形態においては、例えば、外科用ツール５０００は、クリップ供給機能を与えるためにラック１２１１０及びウォームギア１２２１０を有する。ウォームギア１２２１０は、シャフトがシャフト取り付け部１４１１０に回転可能に取り付けられる位置においてシャフトに設けられた螺旋ねじ山からなる。取り付け部１４１１０は、ウォームギア１２２１０のシャフトの自由回転を可能とするが軸方向の運動は防止する。ウォームギア１２２１０は、上側及び下側の位置（図に示されていない）においてスプール８０１０ｃに取り付けられたケーブルによってスプール８０１０ｃと結合されて、対応する駆動要素６０２０の回転によりスプール８０１０ｃが回転し、スプールの回転方向に応じてスプール８０１０ｃの上側又は下側の位置のいずれかにおいてウォームギア１２２１０のケーブルに選択的に張力が作用する。この表現形態に示されるように、ラック１２１１０は直線方向に運動し、フィードバーカップラ７２００に取り付けられる。図１２の表現形態では、ウォームギア１２２１０は、直線方向に動くフィードラックギア１２１１０と噛み合わされる。図に示されるように、フィードラック１２１１０には、成形ラック上の同様の切欠き部と擦り合うように構成された切欠き部が設けられている。フィードラック１２１１０には長方形の外表面が設けられており、長方形の外側部分の１つの側面はラック歯を含む。フィードラック１２１１０は更にスロットを有するフランジ部を有している。ツール取り付け部分には、フィードラックスロット１２１１０ｂと嵌合するように適合されたカバー８０００内に配置された長方形のピンが更に設けられていることにより、ピンとスロット１２１１０ｂとの嵌合は、ラック１２１１０の直線運動を可能にする一方でツール取り付け部分５００３に対して固定された横方向の位置にラック１２１１０を維持する。

作動時には、ウォームギア１２２１０がフィードラック１２１１０と噛み合うことにより、ウォームギア１２２１０が第１又は第２の方向に回転させられると、ラック１２１１０が対応する第１又は第２の方向に直線的に動く。図１４Ａに示されるように、スプール８０１０ｃの反時計回り（ＣＣＷ）の回転によりウォームギアケーブルに選択的に張力がかかり、ウォームギア１２２１０が時計回り（ＣＷ）の方向に回転する。ウォームギア１２２１０の時計回り（ＣＷ）の回転によってラック１２１１０に遠位方向の直線運動が与えられ、これによりフィードバーカップラが遠位方向に動くと、上記に述べたようにフィードバー７０３０が遠位方向に動く。この表現形態においては、ウォームギア１２２１０は、クリップをジョー７０６０内に完全に前進させるのに充分な距離、ラック１２１１０が遠位方向に前進するように充分に回転させる。ラック１２１１０の移動距離は、例えばクリップの脚の長さ、ジョーの長さなどの数個の要因に基づいて異なり得る。この表現形態においては、フィードラックは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）移動する。フィードウォームギア１２２１０の回転を電気的及びソフトウェアインターフェースによって正確に制御することによって、ジョー７０６０内にクリップを供給するために必要な正確なフィードラック１２１１０の移動を与えることができる。ジョー内にクリップが供給された時点、又はフィードウォームギア１２２１０が所定量だけ回転した後、ウォームギア１２２１０の回転が時計回り（ＣＷ）方向に逆転されてフィードラック１２１１０を近位方向に動かすと、上記に述べたように、フィードバーカップラ７２００が近位方向に動き、これによりフィードバー７０３０が近位方向に動く。このプロセスを数回繰り返すことでシャフト内にある所定の数のクリップに対応することができる。ソフトウェアインターフェースは、ジョー内に供給されるクリップの数を数えて、これをユーザに対して表示するようにプログラムすることができ、更に、シャフトが空になったところでユーザが別のクリップを供給しようとするのを防止することができる。ソフトウェアインターフェースにより、シャフトが所定の量のクリップを収容している場合にユーザに警告することが考えられる。

再び図１２、並びに図１５Ａ及び１５Ｂを参照すると、クリップアプライヤ５０１０のツール取り付け部分５００３は、ジョー７０６０内でクリップを成形するためのクリップ成形機構を有している。図の表現形態においては、例えば、外科用ツール５０００は、クリップ成形機能を与えるためにラック・アンド・ウォームギア機構を有する。成形ウォームギア１２３００は、シャフト１２３３０がベルクランク１２３２０に取り付けられる位置においてシャフト１２３３０に取り付けられた螺旋状の歯からなる（図１５Ａを参照）。ウォームギア１２３００が、ケーブル１２３１０によってスプール８０１０ｂのシャフトの上部及び下部においてスプール８０１０ｂと結合されることにより、対応する駆動要素６０２０の回転によってスプール８０１０ｂ及びウォームギア１２３００が第１の方向に回転する。図１２の表現形態では、ウォームギア１２３００は、直線方向に動くフィードラックギア１２２００と噛み合わされる。この噛合形態により、スプール８０１０ｂが回転される際にベルクランク１２３２０及びウォームギア１２３００が回転することが防止される。ラックギア１２２００はプッシュロッド７１３０のオス端部７１３０ｂと結合されている。成形ラック１２２００には長方形の外表面が設けられ、外表面の一側面が、ウォームギア１２３００の螺旋歯と噛み合うように適合されたラック歯を有している。成形ラック１２２００はスロット１２２００ｂを有するフランジ部を更に有している。ツール取り付け部分には、フィードラックスロット１２２００ｂと嵌合するように適合されたカバー８０００内に配置された長方形のピンが更に設けられていることにより、ピンとスロット１２２００ｂとの嵌合は、ラック１２２００をシャフト５００１の中心軸に対して固定された横方向の位置に維持する。

図１５Ａ及び１５Ｂを参照すると、作動時には、成形ウォームギア１２３００に、スプール８０１０ｂの下部及び上部に固定的に取り付けられたケーブルが巻かれ、成形ウォームギア１２３００はツール取り付け部分５００３内のラック１２２００と噛み合わされている。供給機能が完了し、クリップがジョー内に置かれた時点で、スプール８０１０ｂが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転し、ウォームギア１２３００に反時計回り（ＣＣＷ）方向の回転を与えると、これによりラック１２２００が遠位直線方向に駆動される。ラック１２２００のこのような遠位方向の直線運動により、プッシュロッド７１３０が遠位方向の直線方向に駆動され、遠位直線方向によりカム７１２０がジョー７０６０上に駆動され、上記に述べたようにクリップをクリンプする。

ウォームギア１２３００の回転を正確に制御することにより、クリップを完全に成形するために所定の距離、ラック１２２００を前進させるのに充分な数の回転を与えることができる。またウォームギア１２３００をゆっくりと回転させ、停止させることにより、解剖学的構造の周囲においてクリップを部分的に成形することが可能であり、これにより、解剖学的構造の周りに完全ではない状態で成形されたクリップを動かすことが可能である。クリップの配備位置が選択された時点で、ウォームギア１２３００を回転させることにより、クリップを完全に成形して解剖学的構造を閉塞することができる。クリップが配備された時点でスプール８０１０ｂが時計回り（ＣＷ）方向に駆動されると、ウォームギア１２３００が時計回り（ＣＷ）方向に回転し、これにより、ラック１２２００が近位方向に駆動されてプッシュロッド７１３０を近位方向に動かすと、カム７１２０が近位方向に駆動されてジョー７０６０が開くことが可能となる。ジョー７０６０の開閉をクリップの供給とは独立して行えるようにすることが考えられるが、これにより、ユーザがクリップアプライヤ５０００を切開器具として使用することが可能となる。

次に図１６を参照すると、本発明のクリップアプライヤ５０００の第３の表現形態の分解図が示されている。この表現形態においては、クリップアプライヤ５０００は、回転可能体すなわちスプール８０１０ａ、８０１０ｂ、８０１０ｃを有しており、回転可能体すなわち駆動要素６０２０と結合されている。スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、駆動要素６０２０と一体に形成することができる。他の表現形態においては、要素６０２０を駆動するとスプール８０１０ａ、ｂ、ｃの回転が生じるようにスプール８０１０ａ、ｂ、ｃと要素６０２０とが固定的に結合されているならば、スプールと駆動要素６０２０とを別々に形成することができる。各スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、シャフトを回転させ、クリップを前進させ、クリップを成形するためにシャフト７０１０に運動を伝達するためのギアトレイン又は駆動アセンブリと結合されている。図に示されるように、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃは、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃと取り付けプレート５００３との間に置かれたスプールベアリング８０３０と接することにより、ロボットアーム２００６上の対応する駆動要素からの回転力の円滑な伝達が促進される。ベアリング８０３０は更に、例えば、スプール８０１０ａ、ｂ、ｃの取り付けを支持及び安定化させ、シャフト及びギアの回転摩擦を低減するために設けることができる。

図１６の表現形態においては、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、シャフトアセンブリ回転機構を含んでいる。例えば、図の表現形態においては、外科用ツール５０００は、ケーブル１７１５０（図１７Ａを参照）によってスプール又はプーリ１６１１０と結合された回転ハブ１６１００を有している。ケーブル１７１５０の第１の端部は、上部回転ハブ１６１００ａに固定的に取り付けられている。ケーブル１７１５０は、シャフトカップラがシャフト５００１に固定的に取り付けられた位置においてシャフトカップラ又はスプール１６１１０に巻かれ、これを回転させるように係合している。ケーブル１７１５０の第２の端部はハブ１６１００の下部１６１００ｂに固定的に取り付けられている。図に示されるように、ケーブル１７１５０はシャフトカップラ１６１１０に２回巻かれることにより、１方向に７２０°の回転が可能となる。このようなハブ−ケーブル−カップラのアセンブリにより、ハブ１６１００の回転方向に基づき、時計回り（ＣＷ）及び反時計周り（ＣＣＷ）にシャフトアセンブリ５００１の回転が制御される。したがって、第１の軸を中心としたハブ１６１１０の回転が、第１の軸に直交する第２の軸を中心としたカップラ１６１１０の回転に変換される。例えば図１７Ａ及び１７Ｂに示されるように、スプール８０１０ａの反時計回り（ＣＣＷ）の回転により、ハブ１６１００が反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転し、これによりハブの下部１６１００ｂにおいてケーブル１７１５０に張力がかかる。ハブの下部１６１００ｂにおいてケーブル１７１５０にかかるこの張力により、図１７Ａに示されるようにシャフトカップラが時計回り（ＣＷ）方向に回転する。同様に、ハブ１６１００の時計回り（ＣＷ）の回転によりハブ上端１６１００ａにおいてケーブル１２１１０に張力がかかり、スプール１６１００の反時計回り（ＣＣＷ）回転を生じることにより、カップラ又はスプール１６１１０の反時計回り（ＣＣＷ）回転及びそれに伴うシャフト５００１の反時計回り（ＣＣＷ）の回転が生じる。スプール８０１０ａは、シャフトの正確な回転を与えるために漸増式に回転させ得る点は認識される。このような正確な回転は、当該技術分野では周知であり、また理解されるように、ソフトウェアアルゴリズムによって駆動されるユーザコンソール１０００とクリップアプライヤ５０００との間の電気的インターフェースによって実現することができる。シャフト５００１は、クランプ半部１６０４０ａ及び１６０４０ｂからなるクランプ１６０４０によって取り付けアセンブリ５０１０に回転可能に固定することができる。シャフト５００１には、シャフト５００１に固定的に取り付けられたシャフトカラー１６０５０、及びシャフト５００１への回転力の伝達を可能とするカップラ又はスプール１６１１０が設けられている。クランプ半部１６０４０ａ及び１６０４０ｂはシャフトカラー１６０５０を包囲し、シャフト５００１の直線運動は防止する一方でシャフト５００１の自由回転を可能とするための凹部が設けられている。この表現形態においては、クランプカラー１６０５０には、クランプ８０４０の凹部と嵌合して回転は可能としつつ軸方向の運動は防止するための環状フランジ１６０５０ｂが設けられている。

引き続き図１６の表現形態を参照すると、クリップアプライヤ５０１０のツール取り付け部分５００３は、ジョー７０６０内にクリップを供給するためのクリップ供給機構を有している。例えば図の表現形態においては、外科用ツール５０００は、クリップ供給機能を与えるためのフィードクランク、連結ロッド及びスライダのアセンブリを有している。フィードクランク１６２００がピン１６２００ｂによりスプール８０１０ｂに結合されることにより、対応する駆動要素６０２０の回転がスプール８０１０ｂ及びフィードクランク１６２００を第１の方向に回転させる。図１６の表現形態においては、フィードクランク１６２００は、フィード連結ロッド１６３００を介してフィードスライダ１６５００に連結される円形のクランクであり、フィードクランク１６２００の角運動は、連結ロッド１６３００を介してフィードスライダ１６５００の直線運動に変換される。フィードスライダ１６５００は、ほぼこれを取り囲むフィードバーカップラ７２００によりカップラ７２００と結合されており、スライダ１６５００には、カップラ７２００の角度フランジと嵌合する角度凹部が設けられている。上記に述べたように、カップラ７２００は、フィードバー７０３０に固定的に取り付けられている。

図１８Ａ及び１８Ｂを参照すると、作動時には、フィードクランク１６２００は、ツール取り付け部分５００３内の連結ロッド１６３００を介してフィードスライダ１６５００に連結される。フィードスプール８０１０ｂが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転され、これによりフィードクランク１６２００が反時計回りに回転する。図１８Ａの表現形態においては、フィード連結ロッド１６３００は、シャフト５００１により規定される軸とは反対の側でフィードクランク１６２００と連結される。この構成では、クランク１６２００の反時計回り（ＣＣＷ）の回転により連結ロッド１６３００が遠位方向に動くことによってスライダ１６５００が遠位方向に動き、これによりフィードバー７０３０が遠位方向に動いてクリップをジョー７０６０内に前進させる。この表現形態においては、フィードクランク１６２００は、クリップをジョー７０６０内に完全に前進させるのに充分な距離、連結ロッド１６３００及びスライダ１６５００を遠位方向に動かすように充分に回転させる。スライダ１６５００の移動距離は、例えばクリップの脚の長さ、ジョーの長さなどの数個の要因に基づいて異なり得る。この表現形態においては、フィードラックは約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）移動する。フィードクランク１６２００の回転を電気的及びソフトウェアインターフェースによって正確に制御することによって、ジョー７０６０内にクリップを供給するために必要な、正確なフィードスライダ１６５００の移動を与えることができる。ジョー内にクリップが供給された時点、又はフィードクランク１６２００が所定量だけ回転した後、クランク１６２００の回転が時計回り（ＣＷ）方向に逆転されてフィード連結ロッド１６３００及びスライダ１６５００を近位方向に動かすと、上記に述べたように、フィードバーカップラ７２００が近位方向に動き、これによりフィードバー７０３０が近位方向に動く。このプロセスを数回繰り返すことでシャフト内にある所定の数のクリップに対応することができる。ソフトウェアインターフェースは、ジョー内に供給されるクリップの数を数えて、これをユーザに対して表示するようにプログラムすることができ、更に、シャフトが空になったところでユーザが別のクリップを供給しようとするのを防止することができる。ソフトウェアインターフェースにより、シャフトが所定の量のクリップを収容している場合にユーザに警告することが考えられる。

再び図１６を参照すると、クリップアプライヤ５０００のツール取り付け部分５００３は、ジョー７０６０内でクリップを成形するためのクリップ成形機構を有している。例えば図の表現形態においては、外科用ツール５０００は、クリップ成形機能を与えるためのクランク、連結ロッド及び成形スライダを有している。成形クランク１６６００がピン１６６００ｂによりスプール８０１０ｃと結合されることにより、対応する駆動要素６０２０の回転によってスプール８０１０ｂ及び成形クランク１６６００が第１の方向に回転する。図１６の表現形態においては、成形クランク１６００は成形クランクを介して成形スライダ１６７００と機械的に連絡している。クランク１６６００の角度回転により連結ロッド１６８００の直線運動が生じ、これにより成形スライダ１６７００が直線方向に動く。成形スライダ１６７００は、上記に述べたように、プッシュロッド７１３０のオス端部７１３０ｂの周囲をほぼ取り囲み、これと結合されるスライダ半部１６７００ａ及び１６７００ｂで構成される。

図１９Ａ及び１９Ｂを参照すると、作動時には、成形クランク１６６００はツール取り付け部分５００３内のピン１６６００ｂによりスプール８０１０ｂに固定的に取り付けられる。供給機能が完了し、クリップがジョー内に置かれた時点で、スプール８０１０ｃが反時計回り（ＣＣＷ）方向に回転し、成形クランク１６６００に反時計回り（ＣＣＷ）方向の回転を与える。連結ロッド１６８００は、スプール８０１０ｃのシャフトとクリップアプライヤのシャフト５００１の間の表面上でクランク１６６００に取り付けられているため、クランク１６６００の反時計回り（ＣＣＷ）の回転によって成形連結ロッド１６８００に遠位方向の直線運動（ジョー７０６０に向かう方向）が与えられる。連結ロッド１６８００の遠位方向の直線運動によって成形スライダ１６７００が遠位直線方向に引かれると、これにより上記に述べたように、プッシュロッド７１３０が遠位直線方向に駆動され、カム７１２０がジョー７０６０上に駆動されることにより、ジョー７０６０内でクリップがクリンプする。

クランク１６６００の回転を正確に制御することにより、クリップを完全に成形するために所定の距離、連結ロッド１６８００及びスライダ１６７００を動かすのに充分な数の回転を与え得る。また、クランク１６６００をゆっくりと回転させ、停止させることにより、解剖学的構造の周囲においてクリップを部分的に成形することが可能であり、これにより、解剖学的構造の周りに完全ではない状態で成形されたクリップを動かすことが可能である。クリップの配備位置が選択された時点でクランク１６６００を回転させることにより、クリップを完全に成形して解剖学的構造を閉塞することができる。クリップが配備された時点で、クランク１６６００を時計回り（ＣＷ）方向に回転させると、連結ロッド１６８００及びスライダ１６７００が近位方向に駆動されてプッシュロッド７１３０を近位方向に動かし、これによりカム７１２０が近位方向に駆動されて、ジョー７０６０が開くことが可能となる。ジョー７０６０の開閉をクリップの供給とは独立して行えるようにすることが考えられるが、これにより、ユーザがクリップアプライヤ５０００を切開器具として使用することが可能となる。

特定の態様が、「結合された」及び「連結された」なる表現、並びにそれらの派生語を使用して説明され得る。これらの用語は、互いの同意語であることを意図したものではない。例えば、特定の態様を説明するのに、２個以上の要素が互いに直接的な物理的又は電気的な接触状態にあることを示すために「連結された」なる用語を使用する場合がある。別の例では、特定の態様を説明するのに、２個以上の要素が互いに直接的な物理的又は電気的な接触状態にあることを示すために「結合された」なる用語を使用する場合がある。しかしながら、「結合された」なる用語は、２個以上の要素が、互いに直接的に接触していないにも関わらず、互いに協働又は相互作用することを意味する場合もある。

本明細書における例は、機械的クリップアプライヤ器具との関連において述べられるが、本明細書の教示は、様々な他の種類の医療器具に容易に適用され得る点は理解されるはずである。あくまで例としであるが、本明細書の教示は、組織把持器、組織ハサミ、外科用切開器具、又は様々なエネルギーに基づく外科用器具などに容易に適用することができる。また、本明細書の教示は、本明細書において引用した参照文献のいずれかに述べられる器具のいずれにも容易に適用できることから、本明細書の教示は、本明細書において引用した参照文献のいずれかの教示と様々な方法で容易に組み合わせることが可能である点も理解されるはずである。本明細書の教示を取り入れることができる他の種類の器具は当業者には明らかであろう。

本明細書に参照により援用するものとするすべての特許、刊行物、又は他の開示物は、その全体又は一部において、援用文献が既存の定義、見解、又は本開示に記載される他の開示内容とあくまで矛盾しない範囲で本明細書に援用するものである点は認識されるべきである。このように、また必要な範囲で、本明細書に明確に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する内容に優先するものとする。本明細書に参照により援用するものとされているが既存の定義、見解、又は本明細書に記載された他の開示内容と矛盾するすべての内容、又はそれらの部分は、援用された内容と既存の開示内容との間にあくまで矛盾が生じない範囲でのみ援用するものとする。

本明細書に開示される装置及びそのコンポーネントの実施形態又は表現形態は、従来の内視鏡及び開放手術用の器具に使用することができるばかりでなく、ロボット支援手術においても使用することができる。

本明細書で開示した装置の実施形態は、１回の使用後に廃棄されるような設計とするか、又は、複数回使用されるような設計とすることができる。各実施形態は、いずれの場合も、少なくとも１回の使用後に再利用するための再調整を行うことができる。このような再調整には、装置の分解、それに続く特定の部品の洗浄及び交換、並びにその後の再組み立ての各工程の任意の組み合わせが含まれる。詳細には、装置の実施形態は分解することが可能であり、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。装置の実施形態は、特定の部品の洗浄及び／又は交換の際、再調整用の施設において、又は外科手術の直前に手術チームによって、再組み立てしてからその後の使用に供することができる。当業者であれば、装置の再調整において、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を使用できる点は理解されるであろう。こうした技術の使用、及び得られる再調整済みの装置はいずれも本出願の範囲に含まれるものである。

あくまで例としてであるが、本明細書に述べた実施形態は手術前に処理を行うことができる。最初に、新品又は使用済みの器具を入手し、必要に応じて洗浄することができる。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌法では、プラスチック又はＴＹＶＥＫバッグなどの閉鎖かつ密封された容器に器具を入れる。次いで、容器及び器具を、γ線、Ｘ線、又は高エネルギー電子のような容器を貫通する放射線場に置くことができる。放射線は、器具の表面上及び容器内部の細菌を死滅させることができる。次いで、滅菌した器具を滅菌容器内で保管することができる。この密封容器は、医療施設において開封されるまで器具を滅菌状態に保つことができる。装置はまた、これらに限定されるものではないが、ベータ線若しくはガンマ線、エチレンオキシド、又は水蒸気を含む、当該技術分野では周知の任意の他の技術を使用して滅菌することもできる。

以上、装置及びそのコンポーネントの異なる実施形態について図示、説明したが、本明細書に述べられる方法及びシステムの更なる適合を、当業者による適切な変更により、本発明の範囲を逸脱することなく実現することができる。そのような可能な改変の幾つかについて述べたが、その他の改変も当業者には明らかであろう。例えば上記で検討した実施例、実施形態、幾何学形状、材料、寸法、比率、工程などは例示的なものであって必須のものではない。したがって、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲において考慮されるべきものであり、本明細書及び図面において図示、説明した構造及び動作の細部に限定されないものとして理解される。

本明細書において述べた態様の特定の特徴について説明したが、多くの改変、置換、変更、及び均等物が当業者には想到されるであろう。したがって、付属の特許請求の範囲は、このような改変及び変更のすべてを、開示される実施形態の真の範囲に含まれるものとして網羅することを意図したものとして理解されるべきである。

〔実施の態様〕
（１） 組織上でクリップを支持及び配備することが可能なエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに作動運動を伝達するために前記エンドエフェクタと動作可能に結合された軸を中心として回転することが可能なシャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリと連結されたギア駆動トレインであって、ロボットシステムから電力及び制御を受けるように構成され、前記シャフトアセンブリの回転と、前記エンドエフェクタの作動とを別々に制御するように適合された、ギア駆動トレインと、を有する、外科用締結具の配備器具。
（２） 前記エンドエフェクタが、対向するジョーを有するクリップアプライヤである、実施態様１に記載の器具。
（３） 前記駆動トレインが、前記ジョー内にクリップを供給するように構成されている、実施態様２に記載の器具。
（４） 前記駆動トレインが、前記ジョー内において前記クリップをクリンプするように構成されている、実施態様３に記載の器具。
（５） 前記駆動トレインが、前記クリップを独立して供給及びクリンプするように構成されている、実施態様４に記載の器具。

（６） 組織上で締結具を支持及び配備することが可能なジョーアセンブリを有するエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに作動運動を伝達するために前記エンドエフェクタと動作可能に結合された軸を中心として回転することが可能なシャフトアセンブリであって、少なくとも１個の締結具を収容した、シャフトアセンブリと、
前記シャフトアセンブリと連結されたギア駆動トレインであって、ロボットシステムから電力及び制御を受けるように構成され、前記シャフトアセンブリの回転、前記ジョーの開閉、及び前記シャフトから前記ジョーアセンブリ内への前記締結具の前進を別々に制御するように適合された、ギア駆動トレインと、
を有する、外科用締結器具。
（７） 前記ギア駆動トレインが、ウォームギアと機械的に連絡するピニオンを含み、前記ウォームギアが前記シャフトアセンブリに取り付けられることにより、前記ピニオンの第１の方向への回転によって前記シャフトアセンブリが第１の方向に回転する、実施態様６に記載の器具。
（８） 前記ギア駆動トレインが、第１のラックと機械的に連絡する第２のピニオンを更に含み、前記第１のラックが締結具供給アセンブリと機械的に連絡することにより、前記ピニオンの第１の方向への回転によって、前記ラックが第１の直線方向に動いて前記締結具を前記シャフトアセンブリ内に前進させる、実施態様７に記載の器具。
（９） 前記ギア駆動トレインが、第２のラックと機械的に連絡する第２のピニオンを更に含み、前記第２のラックがジョー開閉アセンブリと機械的に連絡することにより、前記第２のピニオンの第１の方向への回転によって、前記第２のラックが第１の直線方向に動いて前記ジョー開閉アセンブリを作動させる、実施態様８に記載の器具。
（１０） ロボット外科用システムに取り付けられるように適合されたハウジングと、
複数のクリップが内部に格納されたシャフトであって、近位端と遠位端とを有する、シャフトと、
前記シャフトの遠位端に隣接したジョーと、
前記シャフトを回転させるために前記シャフトと連絡した前記ハウジング内のシャフト回転手段と、
前記クリップを前記シャフトから前記ジョー内に供給するために前記シャフトと連絡した前記ハウジング内のクリップ供給手段と、
前記ジョー内においてクリップをクリンプするために前記ジョーと連絡した前記ハウジング内のクリップ成形手段と、
を有する、外科用締結具の配備器具。

Claims (3)

1. 組織上で締結具を支持及び配備することが可能なジョーアセンブリを有するエンドエフェクタと、
   前記エンドエフェクタに作動運動を伝達するために前記エンドエフェクタと動作可能に結合された軸を中心として回転することが可能なシャフトアセンブリであって、少なくとも１個の締結具を収容した、シャフトアセンブリと、
   前記シャフトアセンブリと連結されたギア駆動トレインであって、ロボットシステムから電力及び制御を受けるように構成され、前記シャフトアセンブリの回転、前記ジョーの開閉、及び前記シャフトから前記ジョーアセンブリ内への前記締結具の前進を別々に制御するように適合された、ギア駆動トレインと、
   を有し、
   前記ギア駆動トレインが、ウォームギアと機械的に連絡するピニオンを含み、前記ウォームギアが前記シャフトアセンブリに取り付けられることにより、前記ピニオンの第１の方向への回転によって前記シャフトアセンブリが第１の方向に回転し、
   前記ギア駆動トレインが、第１のラックと機械的に連絡する第２のピニオンを更に含み、前記第１のラックが締結具供給アセンブリと機械的に連絡することにより、前記第２のピニオンの第１の方向への回転によって、前記第１のラックが第１の直線方向に動いて前記締結具を前記シャフトアセンブリ内に前進させる、外科用締結器具。
2. 前記ギア駆動トレインが、第２のラックと機械的に連絡する第３のピニオンを更に含み、前記第２のラックがジョー開閉アセンブリと機械的に連絡することにより、前記第３のピニオンの第１の方向への回転によって、前記第２のラックが第１の直線方向に動いて前記ジョー開閉アセンブリを作動させる、請求項１に記載の器具。
3. 前記ジョーアセンブリと摺動可能に嵌合するカムをさらに有し、前記カムは前記ジョーアセンブリに対して動かされる、請求項２に記載の器具。

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