JP6161612B2 - 可撓性ジョーおよび/または可撓性手首機構を有する医療機器 - Google Patents
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Description
本願は、2011年8月15日に出願された米国特許出願第13/210,142号および2011年8月15日に出願された米国特許出願第13/210,196号に対する優先権を主張し、これらの出願は、その全体が参照により本願明細書中に援用される。
プまたは要素を有する。ステップまたは要素は、添付図面を参照して解釈されたときに、
以下の発明を実施するための形態を読むことにより、当業者に明白となるであろう。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
単一ジョー構造を含む医療機器であって、
前記単一ジョー構造は、
コネクタ部分と、
前記コネクタ部分と可撓性に一体である第1のジョー部分と、
前記第1のジョー部分と一体である第1のアーム部分と、
アクチュエータ部分の直線運動時に前記第1のジョー部分の回転運動を引き起こすため
の前記第1のアーム部分と可撓性に一体であるアクチュエータ部分と
を有する、医療機器。
(項目2)
前記単一ジョー構造は、小型屈曲ヒンジを含む、項目1に記載の機器。
(項目3)
前記コネクタ部分は、幅を有し、前記第1のジョー部分は、前記幅の片側で前記コネク
タ部分と可撓性に一体であり、
前記第1のアーム部分は、前記第1のジョー部分から前記幅の反対側まで延在し、
前記アクチュエータ部分は、前記幅の中心にある、
項目1に記載の機器。
(項目4)
前記第1のジョー部分は、前記単一ジョー構造の異なる使用のために異なる形状および
異なる材料のタスクアダプタに適応するためのアダプタを含む、項目1に記載の機器。
(項目5)
前記単一ジョー構造は、
前記コネクタ部分と可撓性に一体である第2のジョー部分と、
前記アクチュエータ部分の前記直線運動時に前記第2のジョー部分の回転運動を引き起
こすための前記アクチュエータ部分と可撓性に一体である第2のアーム部分と
をさらに含む、項目1に記載の機器。
(項目6)
前記単一ジョー構造は、遠位端でより狭い先細形状を有する、項目1に記載の機器。
(項目7)
前記単一ジョー構造は、円筒構成を有する、項目1に記載の機器。
(項目8)
前記単一ジョー構造は、成形可能、形成可能、または接合可能プラスチックまたは金属
でできている、項目1に記載の機器。
(項目9)
前記単一ジョー構造を配向するための前記コネクタ部分に接続される手首機構をさらに
含む、項目1に記載の機器。
(項目10)
前記アクチュエータ部分の運動に対して静止した前記コネクタ部分を保持するための前
記コネクタ部分に直接接続される管と、
前記アクチュエータ部分の往復運動を引き起こすための前記アクチュエータ部分に連結
される作動部材と
をさらに含む、項目1に記載の機器。
(項目11)
前記アクチュエータ部分で力センサをさらに含む、項目1に記載の機器。
(項目12)
前記力センサは、モータに印加される電流あるいは油圧または空気圧式アクチュエータ
に印加される圧力の測定に基づく、項目11に記載の機器。
(項目13)
単一ジョー構造を含む医療機器であって、
前記単一ジョー構造は、
コネクタ部分と、
前記コネクタ部分と一体である第1の可撓性ヒンジと、
前記第1の可撓性ヒンジと一体である第1のジョー部分と、
前記第1のジョー部分と一体である第1のアーム部分と、
前記第1のアーム部分と一体である第1のアームヒンジ部分と、
アクチュエータ部分の直線運動時に前記第1のジョー部分の回転運動を引き起こすため
の前記第1のアームヒンジ部分と一体であるアクチュエータ部分と
を有する、医療機器。
(項目14)
前記単一ジョー構造は、小型屈曲ヒンジからの実質的にゼロの摩擦を含む、項目13
に記載の機器。
(項目15)
前記コネクタ部分は、直径を有し、前記第1の可撓性ヒンジは、前記直径の片側にあり
、
前記第1のアーム部分は、前記第1のジョー部分から前記直径の反対側まで延在し、
前記アクチュエータ部分は、前記直径の中心にある、
項目13に記載の機器。
(項目16)
前記第1のジョー部分は、前記単一ジョー構造の異なる用途のために異なる形状および
異なる材料のタスクアダプタに適応するためのアダプタを含む、項目13に記載の機器
。
(項目17)
前記第1のアームヒンジ部分、前記第1のアーム部分、前記第1の可撓性ヒンジ、また
はそれらの組み合わせは、前記第1のジョー部分に印加される力を制限する、項目13
に記載の機器。
(項目18)
前記単一ジョー構造は、遠位端でより狭い先細形状を有し、前記第1のジョー部分の前
記遠位端で丸みを帯びた角を有する、項目13に記載の機器。
(項目19)
前記単一ジョー構造は、丸みを帯びた外面を有する、前記第1のジョー部分との円筒構
成を有する、項目13に記載の機器。
(項目20)
前記単一ジョー構造は、
成形可能プラスチックまたは金属、
高温ガス、熱、またはレーザ溶接によって他のプラスチックまたは金属と接合されるこ
とが可能である、接合可能プラスチックまたは金属、あるいは、
放電加工によって形成可能な金属
でできている、項目13に記載の機器。
(項目21)
前記単一ジョー構造は、前記単一ジョー構造を位置付けて配向するための手首機構と一
体である、項目13に記載の機器。
(項目22)
前記アクチュエータ部分の運動に対して静止した前記コネクタ部分を保持するために前
記コネクタ部分に直接接続される、中空形状を有する管と、
前記アクチュエータ部分の運動を引き起こすように力を伝達するための前記管に封入さ
れ、前記アクチュエータ部分に接続される作動部材と、
前記アクチュエータ部分の往復運動を引き起こすための前記作動部材に接続されるアク
チュエータシステムと
をさらに含む、項目13に記載の機器。
(項目23)
前記アクチュエータ部分で力センサをさらに含む、項目13に記載の機器。
(項目24)
前記力センサは、モータに印加される電流あるいは油圧または空気圧式アクチュエータ
に印加される圧力の測定に基づく、項目23に記載の機器。
(項目25)
単一手首構造を含む医療機器であって、
前記単一手首構造は、
下停止表面を有する、第1のコネクタ部分と、
前記第1のコネクタ部分と一体である可撓性ヒンジと、
小型屈曲部と一体である第2のコネクタ部分であって、前記下停止表面より下側で前記
小型屈曲部と一体である上停止表面を有し、前記下停止表面と角度を形成する、第2のコ
ネクタ部分と
を有する、医療機器。
(項目26)
前記可撓性ヒンジは、小型屈曲部である、項目25に記載の機器。
(項目27)
前記上停止表面は、前記下停止表面の真下にあり、それに酷似している、項目25に
記載の機器。
(項目28)
前記第2のコネクタ部分は、前記上停止表面と前記可撓性ヒンジとの間にあり、かつそ
れらと一体である上レリーフ隙間を含み、
前記第1のコネクタ部分は、前記下停止表面と前記可撓性ヒンジとの間にあり、かつそ
れらと一体である下レリーフ隙間を含み、前記可撓性ヒンジおよび前記上レリーフ隙間の
半径とは異なる前記下レリーフ隙間の半径を形成する、
項目25に記載の機器。
(項目29)
前記第1のコネクタ部分は、前記下停止表面と前記小型屈曲部との間にあり、かつそれ
らと一体である下レリーフ隙間を含み、
前記第2のコネクタ部分は、前記上停止表面と前記小型屈曲部との間にあり、かつそれ
らと一体である上レリーフ隙間を有し、前記小型屈曲部および前記下レリーフ隙間と円筒
の一部分を形成する、
項目26に記載の機器。
(項目30)
前記可撓性ヒンジは、偏向の剪断構成要素の2倍以下であるS字屈曲構成要素を有する
ものとして特徴付けられる、項目25に記載の機器。
(項目31)
前記単一手首構造は、
前記第1のコネクタ部分および前記第2のコネクタ部分上のアクチュエータ穴であって
、中心線と平行な方向に前記第1のコネクタ部分および前記第2のコネクタ部分を通過す
る、アクチュエータ穴と、
前記第1のコネクタ部分に接続され、前記第2のコネクタ部分上の前記アクチュエータ
穴を通して位置付けられる作動部材と
をさらに含む、項目25に記載の機器。
(項目32)
前記単一手首構造は、円筒形状を有する、項目25に記載の機器。
(項目33)
前記単一手首構造は、前記第1のコネクタ部分に対して直角で屈曲するように前記第2
のコネクタ部分と可撓性に一体である第3のコネクタ部分をさらに含む、項目25に記
載の機器。
(項目34)
前記単一手首構造は、前記単一手首構造の中心線に沿って延在する中央チャネルを含み
、
前記単一手首構造は、前記中央チャネル内に位置付けられる作動部材をさらに含む、
項目25に記載の機器。
(項目35)
前記単一手首構造に接続されるジョー機構と、
前記ジョー機構の反対側で前記単一手首構造に接続される管と
をさらに含む、項目25に記載の機器。
(項目36)
単一手首構造を含む医療機器であって、
前記単一手首構造は、
水平面より上側で角度を形成する第1の下停止表面を有する、第1のコネクタ部分と、
前記第1のコネクタ部分と一体である第1の小型屈曲部と、
前記第1のコネクタ部分の反対側にあり、かつそれと整合させられる、前記第1の小型
屈曲部と一体である第2のコネクタ部分であって、前記第1の下停止表面の真下で前記水
平面より下側に角度を形成する第1の上停止表面を有し、前記角度で上方に傾斜した第2
の下停止表面を有する、第2のコネクタ部分と、
前記第2のコネクタ部分と一体である第2の小型屈曲部と、
前記第2のコネクタ部分の反対側にあり、かつそれと整合させられる、前記第2の小型
屈曲部と一体である第3のコネクタ部分であって、前記第2の下停止表面の真下で、前記
角度で下方に傾斜した第2の上停止表面を有し、前記角度で上方に傾斜した第3の下停止
表面を有する、第3のコネクタ部分と、
前記第3のコネクタ部分と一体である第3の小型屈曲部と、
前記第3のコネクタ部分の反対側にあり、かつそれと整合させられる、前記第3の小型
屈曲部と一体である第4のコネクタ部分であって、前記第3の下停止表面の真下で、前記
角度で下方に傾斜した第3の上停止表面を有し、前記角度で上方に傾斜した第4の下停止
表面を有する、第4のコネクタ部分と、
前記第4のコネクタ部分と一体である第4の小型屈曲部と、
前記第4のコネクタ部分の反対側にあり、かつそれと整合させられる、前記第4の小型
屈曲部と一体である第5のコネクタ部分であって、前記第4の下停止表面の真下で、前記
角度で下方に傾斜した第4の上停止表面を有する、第5のコネクタ部分と
を有する、医療機器。
(項目37)
前記第1の小型屈曲部、前記第2の小型屈曲部、前記第3の小型屈曲部、前記第4の小
型屈曲部、またはそれらの組み合わせは、前記小型屈曲部からの実質的にゼロの摩擦を含
む、項目36に記載の機器。
(項目38)
前記第1の小型屈曲部、前記第2の小型屈曲部、前記第3の小型屈曲部、および前記第
4の小型屈曲部は、前記第4の小型屈曲部と平行な前記第1の小型屈曲部を伴ってABB
A配列を有し、前記第2の小型屈曲部および前記第3の小型屈曲部は両方とも、前記第1
の小型屈曲部に対して直角で回転させられる、項目36に記載の機器。
(項目39)
前記第1の小型屈曲部、前記第2の小型屈曲部、前記第3の小型屈曲部、前記第4の小
型屈曲部は、それが隣接する前記小型屈曲部に対して直角で回転させられる前記小型屈曲
部のそれぞれを伴ってABBA配列を有する、項目36に記載の機器。
(項目40)
前記第2のコネクタ部分、前記第3のコネクタ部分、前記第4のコネクタ部分、または
それらの組み合わせは、それぞれ前記小型屈曲部とは異なる半径を形成する、上レリーフ
隙間および下レリーフ隙間を有する、項目36に記載の機器。
(項目41)
前記第1の小型屈曲部、前記第2の小型屈曲部、前記第3の小型屈曲部、前記第4の小
型屈曲部、またはそれらの組み合わせは、偏向の剪断構成要素の2倍以下であるS字屈曲
構成要素を有するものとして特徴付けられる、項目36に記載の機器。
(項目42)
前記第2のコネクタ部分、前記第3のコネクタ部分、前記第4のコネクタ部分、または
それらの組み合わせは、円形または楕円形断面を有する円筒の一部分を形成する各小型屈
曲部を伴って、上レリーフ隙間および下レリーフ隙間を有する、項目36に記載の機器
。
(項目43)
前記下停止表面は、下レリーフ隙間と一体であり、
前記上停止表面は、上レリーフ隙間と一体である、
項目36に記載の機器。
(項目44)
前記第1のコネクタ部分、前記第2のコネクタ部分、前記第3のコネクタ部分、前記第
4のコネクタ部分、前記第5のコネクタ部分、またはそれらの組み合わせを、前記単一手
首構造の前記部分を個別に制御するためのアクチュエータシステムと別々に連結する、作
動部材をさらに含む、項目36に記載の機器。
(項目45)
遠位端で前記単一手首構造と一体であるジョー機構をさらに含む、項目36に記載の
機器。
(項目46)
前記単一手首構造は、
成形可能プラスチックまたは金属、
高温ガス、熱、またはレーザ溶接によって他のプラスチックまたは金属と接合されるこ
とが可能である、接合可能プラスチックまたは金属、あるいは、
放電加工によって形成可能な金属
でできている、項目36に記載の機器。
以下の実施形態は、当業者が本発明を作製および使用することを可能にするように十分詳細に説明される。他の実施形態が、本開示に基づいて明白となり、本発明の範囲から逸脱することなく、システム、プロセス、または機械的変更が行われてもよいことを理解されたい。
機器の直径が縮小されるとき、ヒンジ回転滑車の直径またはヒンジレバーアームの長さも減少し、必要ケーブル力がさらに増加する。より高い摩擦力およびより低い機械効率は、作動ケーブルの近位端の所望されるよりも大きい移動が、所定量の遠位ヒンジ回転のために必要とされるように、ケーブル軸偏向または伸張を増加させ、これは、有効駆動系コンプライアンスが増加させられることを意味する。
P=部材に印加される負荷力
L=図20に示されるような梁長2008
E=ヤング係数
I=慣性モーメント
である。
剪断偏向距離項において、
P=部材に印加される負荷力
L=図20に示されるような梁長2008
k=剪断係数=長方形の梁断面については5/6
A=断面積
G=剪断弾性率
である。
さらに、
E=2*G(1+ν)、式中、ν=ポアソン比
I=b*h^3/12、式中、bは幅250であり、hは、梁の厚さ252である。
A=b*h
L=h*√(3(1+ν)/5) (2)
Claims (23)
- 単一ジョー構造を含む医療機器であって、前記単一ジョー構造は、
幅を有するコネクタ部分と、
前記幅の一方の側で前記コネクタ部分と可撓性を有して一体である第1のジョー部分と、
前記幅の他方の側で前記コネクタ部分と可撓性を有して一体である第2のジョー部分と、
前記第1のジョー部分と一体である第1のアーム部分であって、前記第1のアーム部分は、前記第1のジョー部分から前記幅の前記他方の側まで延在する、第1のアーム部分と、
前記第1のアーム部分と前記幅の前記他方の側で可撓性を有して一体であるアクチュエータ部分であって、前記アクチュエータ部分は、前記アクチュエータ部分の直線運動時に前記第1のジョー部分の回転運動を引き起こすためのものであり、前記アクチュエータ部分は、前記コネクタ部分の中心を通って延在する、アクチュエータ部分と
を有する、医療機器。 - 前記単一ジョー構造は、小型屈曲ヒンジを含む、請求項1に記載の機器。
- 前記第1のジョー部分は、前記単一ジョー構造の異なる用途のために異なる形状および異なる材料のタスクアダプタに適応するためのアダプタを含む、請求項1に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、
前記アクチュエータ部分と可撓性を有して一体である第2のアーム部分をさらに含み、前記第2のアーム部分は、前記アクチュエータ部分の前記直線運動時に前記第2のジョー部分の回転運動を引き起こすためのものである、請求項1に記載の機器。 - 前記単一ジョー構造は、遠位端でより狭い先細形状を有する、請求項1に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、円筒構成を有する、請求項1に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、成形可能、形成可能、または接合可能プラスチックまたは金属でできている、請求項1に記載の機器。
- 前記コネクタ部分に接続された手首機構であって、前記単一ジョー構造を配向するための手首機構をさらに含む、請求項1に記載の機器。
- 前記コネクタ部分に直接接続された管であって、前記アクチュエータ部分の運動に対して静止した前記コネクタ部分を保持するための管と、
前記アクチュエータ部分に結合された作動部材であって、前記アクチュエータ部分の往復運動を引き起こすための作動部材と
をさらに含む、請求項1に記載の機器。 - 前記アクチュエータ部分で力センサをさらに含む、請求項1に記載の機器。
- 前記力センサは、モータに印加される電流あるいは油圧または空気圧式アクチュエータに印加される圧力の測定に基づく、請求項10に記載の機器。
- 単一ジョー構造を含む医療機器であって、
前記単一ジョー構造は、
幅を有するコネクタ部分と、
前記幅の一方の側で前記コネクタ部分と一体である第1の可撓性ヒンジと、
前記第1の可撓性ヒンジと一体である第1のジョー部分と、
前記第1のジョー部分と一体である第1のアーム部分であって、前記第1のアーム部分は、前記第1のジョー部分から前記コネクタ部分の前記幅の他方の側まで延在する、第1のアーム部分と、
前記第1のアーム部分と一体である第1のアームヒンジ部分と、
前記第1のアームヒンジ部分と一体であるアクチュエータ部分であって、前記アクチュエータ部分は、前記アクチュエータ部分の直線運動時に前記第1のジョー部分の回転運動を引き起こすためのものである、アクチュエータ部分と
を有する、医療機器。 - 前記単一ジョー構造は、小型屈曲ヒンジを含む、請求項12に記載の機器。
- 前記コネクタ部分は、直径を有し、前記第1の可撓性ヒンジは、前記直径の一方の側にあり、
前記第1のアーム部分は、前記第1のジョー部分から前記直径の他方の側まで延在し、
前記アクチュエータ部分は、前記直径の中心にある、請求項12に記載の機器。 - 前記第1のジョー部分は、前記単一ジョー構造の異なる用途のために異なる形状および異なる材料のタスクアダプタに適応するためのアダプタを含む、請求項12に記載の機器。
- 前記第1のアームヒンジ部分、前記第1のアーム部分、前記第1の可撓性ヒンジ、またはそれらの組み合わせは、前記第1のジョー部分に印加される力を制限する、請求項12に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、遠位端でより狭い先細形状を有し、前記第1のジョー部分の前記遠位端で丸みを帯びた角を有する、請求項12に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、円筒構成を有し、前記第1のジョー部分は、丸みを帯びた外面を有する、請求項12に記載の機器。
- 前記単一ジョー構造は、
成形可能プラスチックまたは金属、
高温ガス、熱、またはレーザ溶接によって他のプラスチックまたは金属と接合されることが可能である、接合可能プラスチックまたは金属、あるいは、
放電加工によって形成可能な金属
でできている、請求項12に記載の機器。 - 前記単一ジョー構造は、前記単一ジョー構造を位置付けて配向するための手首機構と一体である、請求項12に記載の機器。
- 中空形状を有し、前記コネクタ部分に直接接続された管であって、前記アクチュエータ部分の運動に対して静止した前記コネクタ部分を保持するための管と、
前記管に封入され、かつ、前記アクチュエータ部分に接続された作動部材であって、前記アクチュエータ部分の運動を引き起こすように力を伝達するための作動部材と、
前記作動部材に接続されたアクチュエータシステムであって、前記アクチュエータ部分の往復運動を引き起こすためのアクチュエータシステムと
をさらに含む、請求項12に記載の機器。 - 前記アクチュエータ部分で力センサをさらに含む、請求項12に記載の機器。
- 前記力センサは、モータに印加される電流あるいは油圧または空気圧式アクチュエータに印加される圧力の測定に基づく、請求項22に記載の機器。
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