JP6174136B2 - 遠位に配置されたジョーアセンブリを有する超音波外科用器具 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、同時に出願された以下の米国特許出願に関連するものであり、これらの出願の全容を参照により本明細書に援用するものである。
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｈａｐｔｉｃ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０４２ＵＳＮＰ／１１０３８８、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｌｏｃｋｏｕｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｕｓｅ ｗｉｔｈ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０４３ＵＳＮＰ／１１０３８９、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｃｌｏｓｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０４４ＵＳＮＰ／１１０３９０、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号ＥＮＤ６４２３ＵＳＮＰ／１１０３９２、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ｄｉｓｔａｌｌｙ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ」、代理人整理番号ＥＮＤ６８１９ＵＳＮＰ／１１０３９３、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０４７ＵＳＮＰ／１１０３９４、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔｓ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０４９ＵＳＮＰ／１１０３９６、
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０５０ＵＳＮＰ／１１０３９７、及び
米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｗｉｔｈ Ｆｌｕｉｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ」、代理人整理番号ＥＮＤ７０５１ＵＳＮＰ／１１０３９９。

異なる実施形態は、ジョーアセンブリの遠位に配置された超音波器具に関するものである。

超音波メスなどの超音波外科用装置はそれらの固有の性能特性のために外科手術における多くの用途において使用されている。特定の装置の構成及び手術パラメータに応じて、超音波外科用装置は組織の切断及び凝固による止血をほぼ同時に行うことが可能であり、望ましくは患者の外傷を最小に抑える。超音波外科用装置は、近位に配置された超音波トランスデューサ、並びに組織を切断及びシールするための超音波ブレードを備えた、遠位に取り付けられたエンドエフェクタを有する超音波トランスデューサと結合された器具を備えている。エンドエフェクタは一般的に、シャフトを介してハンドル及び／又はロボット外科用器具のいずれかと結合されている。ブレードは、シャフトを通って延びる導波管を介してトランスデューサと音響的に結合されている。このような超音波外科用装置は、開放手術における使用、ロボット支援手術を含む腹腔鏡又は内視鏡手術用に構成することができる。

超音波エネルギーは、電気外科手術で用いられるよりも低い温度を使用して組織を切断し、凝固させる。超音波ブレードは高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動し、組織中のタンパク質を変性させて粘着性の凝塊を形成する。ブレード表面により組織に加えられる圧力によって血管が圧し潰され、凝塊が止血シールを形成する。外科医は、エンドエフェクタにより組織に加えられる力によって切断速度及び凝固、力が加えられる時間、及び選択されるエンドエフェクタの偏位レベルを制御することができる。

臨床医は、超音波及び／又はＲＦエネルギーの作用を方向付けるために器具のシャフトの遠位部分を関節運動させることがしばしば望ましい。このような関節運動は困難であり、超音波導波管が、近位に配置されたトランスデューサから遠位に配置された超音波ブレードに延びる実施形態では制限される。

様々な実施形態の特徴が、特許請求の範囲で詳細に示される。ただし、構成及び操作方法の両方に関する様々な実施形態は、それらの利点と共に、以下の説明を以下の添付図面と併せて参照すれば最もよく理解することができる。
外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの１つの実施形態を示す。 図１に示される外科用器具の１つの実施形態を示す。 超音波エンドエフェクタの１つの実施形態を示す。 超音波エンドエフェクタの別の実施形態を示す。 図１に示される外科用器具の１つの実施形態の分解組立図を示す。 図１に示される外科用器具の１つの実施形態の切欠図を示す。 図１に示される外科用器具の１つの実施形態の異なる内部の構成要素を示す。 外科用器具と超音波発生装置とを含む外科用システムの１つの実施形態の上面図を示す。 図１の外科用器具の１つの例示的な実施形態に含まれる回転アセンブリの１つの実施形態を示す。 単一要素エンドエフェクタを有する外科用器具を含む外科用システムの１つの実施形態を示す。 ロボット外科システムの１つの実施形態のブロック図を示す。 ロボットアームカートの１つの実施形態を示す。 図１２のロボットアームカートのロボットマニピュレータの１つの実施形態を示す。 代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカートの１つの実施形態を示す。 図１１〜１４のロボットアームカートなど、ロボットアームカートと併せて使用することができるコントローラの１つの実施形態を示す。 ロボットシステムとの使用に適応した超音波外科用器具の１つの実施形態を示す。 ロボットシステムとの使用に適応した電気外科用器具の１つの実施形態を示す。 図１６に示される外科用器具を受容して制御する手術マニピュレータに連結することができる器具駆動アセンブリの１つの実施形態を示す。 図１６の外科用器具を含む図２６の器具駆動アセンブリ実施形態の別の図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 図２６の器具駆動アセンブリ実施形態のアダプタ部の更なる図を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の１つの実施形態を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の１つの実施形態を示す。 被駆動要素の運動を外科用器具の運動に変換する構成要素を示す、図１６の器具取り付け部の１つの実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及び、シャフトの軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 被駆動要素の回転を、シャフトの軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す、図１６の器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 シャフトの軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節運動）の代替的な機構例を示す、器具取り付け部の代替的な実施形態を示す。 内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の１つの実施形態を示す。 内部電源及びエネルギー源を備えるツール取り付け部の１つの実施形態を示す。 遠位に配置されたジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 遠位に配置されたジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態の正面図である。 ロボット外科システムとともに使用するための器具取り付け部へ連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 ロボット外科システムとともに使用するための器具取り付け部へ連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 更なる制御機構を示す、図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 更なる制御機構を示す、図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 更なる制御機構を示す、図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 図３７〜３８の外科用器具の異なる制御ラインを作動させるための例示的な機構を示した、器具取り付け部の１つの実施形態を示す。 ルータの１つの実施形態の側面図を示す。 収縮可能な超音波ブレードを有する図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 収縮可能な超音波ブレードを有する図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 超音波ブレードを伸長及び収縮させるように構成されたロボット外科システムの器具取り付け部と連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 外部トランスデューサを有するロボット外科システムの器具取り付け部に連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の代替的な１つの実施形態を示す。 図４９に示されるような図３７〜３８の外科用器具の遠位部分の更なる図を示す。 クランプパッドを有するジョーアセンブリの１つの実施形態を示す。 Ｕ字状ジョー部材を有するジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 Ｕ字状ジョー部材を有するジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 Ｕ字状ジョー部材を有するジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 Ｕ字状ジョー部材を有するジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。 Ｕ字状ジョー部材を有するジョーアセンブリを有する外科用器具の遠位部分の１つの実施形態を示す。

本明細書に述べられる異なる実施形態は、遠位に配置された関節運動可能なジョーアセンブリを含む外科用器具に関するものである。ジョーアセンブリは、シャフトの関節運動に代えるか又はこれに加えて用いることができる。例えば、ジョーアセンブリを使用して、組織を把持し、これを超音波ブレード、ＲＦ電極、又は組織を治療するための他の構成要素に向かって動かすことができる。

１つの例示的な実施形態によれば、外科用器具は、超音波ブレードが遠位方向に延びるエンドエフェクタを含みうる。ジョーアセンブリは、関節運動可能であってもよく、少なくとも２つの軸を中心として旋回することができる。第１の軸、すなわち手首旋回軸は、器具シャフトの長手方向軸に対してほぼ垂直であってもよい。ジョーアセンブリは、ジョーアセンブリが超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置からジョーアセンブリが超音波ブレードとほぼ平行とならない第２の位置へと手首旋回軸を中心として旋回することができる。更に、ジョーアセンブリは、第２の軸、すなわちジョー旋回軸を中心として旋回可能な第１及び第２のジョー部材を有することができる。ジョー旋回軸は、手首旋回軸に対してほぼ垂直であってもよい。特定の実施形態では、ジョーアセンブリが手首旋回軸を中心として旋回する際にジョー旋回軸自体が旋回することができる。第１及び第２のジョー部材は、「開き」、かつ「閉じる」ことができるように、ジョー旋回軸を中心として互いに対して旋回することができる。更に、特定の実施形態では、第１及び第２のジョー部材は、第１及び第２のジョー部材の方向が変化することができるようにジョー旋回軸を中心として一緒に旋回可能であってもよい。

異なる実施形態において、ジョーアセンブリは、ジョーアセンブリからロボット外科システムの手動ハンドル及び／又は器具取り付け部にまで近位方向に延びる一連のライン及び／又はケーブルによって制御される。第１及び第２のラインは、手首旋回軸を中心としたジョーアセンブリの旋回運動を制御することができる。第１のラインは、手首旋回軸からオフセットした位置においてジョーアセンブリと連結することができる。第２のラインは、手首旋回軸からオフセットした、前記第１の位置とほぼ反対側の第２の位置においてジョーアセンブリと連結することができる。第１及び第２のラインの差動並進運動により、手首旋回軸を中心としたジョーアセンブリの旋回運動が生じうる。例えば、一方のラインの近位方向への並進運動により、ジョーアセンブリは、シャフトの長手方向軸から離れ、近位方向に並進運動するラインに近づく方向に旋回することができる。特定の実施形態では、ジョーアセンブリは、手首旋回軸を中心として配置されたプーリを有することができる。第１及び第２のラインは、プーリの周囲に巻きつけられた１本のラインの第１及び第２の端部であってもよい。

第１及び第２のジョー部材も同様に制御することができる。例えば、特定の実施形態では、各ジョー部材は、ジョーアセンブリからシャフトを通ってロボット外科システムの手動ハンドル及び／又は器具取り付け部にまで近位方向に延びる２本の制御ラインに連結される。各ジョー部材の制御ラインは、ジョー旋回軸を中心として互いからオフセットしてもよく、これにより、一方の制御ラインの近位方向への並進運動が、ジョー旋回軸を中心として第１の方向にジョーを旋回させ、他方の制御ラインの近位方向への並進運動が、ジョー旋回軸を中心として第１の方向と反対の第２の方向にジョーを旋回させる。特定の実施形態では、第１及び第２のジョー部材はジョー旋回軸を中心として配置されたプーリを有し、各ジョー部材の第１及び第２の制御ラインは、それぞれのプーリの周囲に巻きつけられた１本の制御ラインの両端である。特定の実施形態では、ジョー部材は別々に制御可能である。例えば、ジョー部材同士は、ジョー旋回軸を中心として開閉することができ、更にジョー旋回軸を中心として一緒に旋回することができる。

超音波及び／又は電気外科的要素を含むエンドエフェクタを有する手動及びロボット外科用器具の例示的な実行形態を示す実施形態を含む、複数の実施形態を以下に詳細に参照する。可能な場合、同様又は類似の参照符合を各図において使用する場合があり、これらの参照符合は同様又は類似の機能を示しうる。各図は、開示される外科用器具及び／又は使用方法の例示的実施形態を、あくまで例示のみを目的として示すものである。当業者であれば、以下の説明より、本明細書に示される構造及び方法の代替的な例示的実施形態を、本明細書に述べられる原理から逸脱することなく用いうる点は、直ちに理解されるところであろう。

図１は、超音波外科用器具１０の１つの実施形態の右側面図である。図に示される実施形態では、超音波外科用器具１０は、内視鏡手術又は従来の開放性外科手術を含む様々な外科手術において使用することができる。１つの例示的な実施形態では、超音波外科用器具１０は、ハンドルアセンブリ１２、長尺状シャフトアセンブリ１４、及び超音波トランスデューサ１６を有する。ハンドルアセンブリ１２は、トリガアセンブリ２４、遠位回転アセンブリ１３、及びスイッチアセンブリ２８を備える。長尺状シャフトアセンブリ１４はエンドエフェクタアセンブリ２６を備え、このエンドエフェクタアセンブリ２６は、組織を切断するか、又は血管及び／又は組織を相互に把持、切断、及び凝固するための要素と、エンドエフェクタアセンブリ２６を作動するための作動要素とから構成されている。ハンドルアセンブリ１２は、超音波トランスデューサ１６を近位端に受容するように構成されている。超音波トランスデューサ１６は、長尺状シャフトアセンブリ１４及びエンドエフェクタアセンブリ２６の部分に機械的に係合されている。超音波トランスデューサ１６は、ケーブル２２を介して発生器２０に電気的に接続されている。大部分の図は、腹腔鏡外科的処置に関連して使用される複数のエンドエフェクタアセンブリ２６を示しているが、より従来的な開放性外科的処置及び他の実施形態において超音波外科用器具１０を用いることができ、これを内視鏡手術で使用されるように構成することができる。本明細書における目的では、超音波外科用器具１０は内視鏡器具に関して説明されるが、開腹型及び／又は腹腔鏡型の超音波外科用器具１０も、本明細書に述べられるものと同じか又は同様の動作要素及び機構を有しうるものと考えられる。

異なる実施形態では、発生器２０は、モジュール及び／又はブロックなど、複数の機能的要素を有する。異なる種類の外科用装置を駆動するために異なる機能的要素又はモジュールを構成することができる。例えば、超音波発生器モジュール２１は、超音波外科用器具１０など、超音波装置を駆動することができる。いくつかの例示的な実施形態では、発生器２０は、電気外科用装置を駆動するための電気外科／ＲＦ発生器モジュール２３（又は超音波外科用器具１０の電気外科的実施形態）を更に有する。図１に示される例示的な実施形態では、発生器２０は、発生器２０と統合された制御システム２５、及びケーブル２７を介して発生器と接続されたフットスイッチ２９とを含む。発生器２０は、器具１０のような外科用器具を作動するトリガ機構を備えてもよい。トリガ機構は、電源スイッチ（図示せず）及びフットスイッチ２９を含みうる。発生器２０は、フットスイッチ２９によって作動されると、エネルギーを提供して外科用器具１０の音響アセンブリを駆動し、エンドエフェクタ１８を予め定められた偏位レベルにて駆動することができる。発生器２０は音響アセンブリの任意の適当な共振周波数にて音響アセンブリを駆動若しくは励起し、かつ／又は治療レベル／治療レベル未満の電磁／ＲＦエネルギーを誘導する。

１つの実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、高周波（ＲＦ）エネルギーを用いてバイポーラ電気外科手術を行うのに充分な電力を供給することができる電気外科ユニット（ＥＳＵ）として実施することもできる。１つの実施形態では、ＥＳＵは、ジョージア州マリエッタ所在のＥＲＢＥ ＵＳＡ社より市販されるバイポーラＥＲＢＥ ＩＣＣ ３５０であってもよい。バイポーラ電気外科手術用途では、上記に述べたように活性電極及び戻り電極を有する外科用器具を使用することができ、その場合、電流が組織を通って活性電極から戻り電極に流れることができるように、活性電極及び戻り電極を、処置を行う組織と接するか、又は隣接して配置することができる。したがって、電気外科的／ＲＦモジュール２３発生器は、組織Ｔを処置するのに充分な電気エネルギーを組織に印加する（例えば、焼灼）ことにより、治療目的に合うように構成することができる。例えば、特定の実施形態では、活性及び／又は戻り電極を、本明細書に述べられるジョーアセンブリ上に配置することができる。

１つの実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織インピーダンス測定モジュールを実施するために、治療レベル未満のＲＦ信号を供給するように構成されてもよい。１つの実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、以下により詳細に述べられるバイポーラ高周波発生器を有する。１つの実施形態では、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール１２は、組織Ｔの電気的インピーダンスＺを監視し、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ部材上に設けられた戻り電極により、組織Ｔに基づいて時間及び電力レベルの特性を制御するよう構成することができる。したがって、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３は、組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定するための治療レベル未満の目的に合わせて構成することができる。組織Ｔのインピーダンス又は他の電気的特性を測定するための技術及び回路構成については、本願と同一譲受人に譲渡された、発明の名称が「超音波外科用器具用の電気外科的発生器（Electrosugical Generator for Ultrasonic Surgical Instrument）」である米国特許出願公開第２０１１／００１５６３１号においてより詳細に検討されており、当該出願の開示内容をその全体にわたって本明細書に援用するものである。

いずれも参照により本明細書に援用するところの以下の米国特許の１つ以上に開示されるように、好適な超音波発生器モジュール２１は、オハイオ州シンシナティ所在のＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ社より販売されるＧＥＮ３００と同様の要領で機能的に動作するように構成することができる。すなわち、米国特許第６，４８０，７９６号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｔａｒｔ Ｕｐ ｏｆ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｕｎｄｅｒ Ｚｅｒｏ Ｌｏａｄ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）、米国特許第６，５３７，２９１号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｂｌａｄｅ Ｂｒｅａｋａｇｅ Ｕｓｉｎｇ Ｒａｔｅ ａｎｄ／ｏｒ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、米国特許第６，６６２，１２７号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｂｌａｄｅ ｉｎ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第６，９７７，４９５号（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｈａｎｄｐｉｅｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、米国特許第７，０７７，８５３号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｔｏ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、米国特許第７，１７９，２７１号（Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｉｖｉｎｇ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｌａｄｅ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｔ Ｓｔａｒｔｕｐ）、及び米国特許第７，２７３，４８３号（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｌｅｒｔｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）。

様々な実施形態では、発生器２０は、複数のモードで動作するように構成しうる点は認識されるであろう。１つのモードでは、発生器２０は、超音波発生器モジュール２１と電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３とを独立して動作させることができるように構成することができる。

例えば、超音波発生器モジュール２１を作動させて超音波エネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６に印加し、続いて治療レベル又は治療レベル未満のＲＦエネルギーを電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３によりエンドエフェクタアセンブリ２６に印加することができる。上記に述べたように、治療レベル未満の電気外科的／ＲＦエネルギーを、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素間にクランプ締めされた組織に印加することによって組織のインピーダンスを測定して超音波発生器モジュール２１の作動を制御するか又は作動を変更することができる。治療レベル未満のエネルギーの印加からの組織インピーダンスのフィードバックを利用して、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３を治療レベルで作動させることによって、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素間にクランプ締めされた組織（例えば、血管）を封止することもできる。

別の実施形態では、超音波発生器モジュール２１と電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３とを同時に作動させることができる。１つの例では、超音波発生器モジュール２１を、治療レベル未満のＲＦエネルギーレベルと同時に始動させることにより、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレードがエンドエフェクタアセンブリ２６のクランプ要素間にクランプ締めされた組織（又は血管）を切断して凝固させる間に組織のインピーダンスが同時に測定される。このようなフィードバックを利用して、例えば、超音波発生器モジュール２１の駆動出力を調整することができる。別の例では、超音波発生器モジュール２１を、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３と同時に駆動することによって、エンドエフェクタアセンブリ２６の超音波ブレード部分を使用して損傷した組織を切断すると同時に電気外科的／ＲＦエネルギーをエンドエフェクタクランプアセンブリ２６の電極部に印加して組織（又は血管）を封止することができる。

発生器２０がトリガ機構によって作動される場合、発生器２０によって電気エネルギーが音響アセンブリのトランスデューサ積層体又はアセンブリに連続的に印加される。別の実施形態では、電気エネルギーは、発生器２０によって断続的に（例えば、パルス状）印加される。発生器２０の制御システム内の位相固定ループによって、音響アセンブリからのフィードバックを監視することができる。位相固定ループは、発生器２０によって送られる電気エネルギーの周波数を、音響アセンブリの振動の選択された縦方向モードの共振周波数と一致させるように調節する。更に、制御システム２５内の第２のフィードバックループが、音響アセンブリに供給される電流を予め選択された一定レベルに維持することにより、音響アセンブリのエンドエフェクタ１８においてほぼ一定の偏位が実現される。更に別の実施形態では、制御システム２５内の第３のフィードバックループが、エンドエフェクタアセンブリ２６内に配置された電極間のインピーダンスを監視する。図１〜９は手動操作される超音波外科用器具を示したものであるが、超音波外科用器具は、例えば、本明細書に述べられるようなロボット用途、及び手動用途とロボット用途との組み合わせにおいても使用可能である点は認識されるであろう。

超音波作動モードでは、音響アセンブリに供給される電気信号によって、エンドエフェクタ１８の遠位端を、例えば約２０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの範囲で縦方向に振動させることができる。異なる実施形態によれば、ブレード２２は、約５４ｋＨｚ〜５６ｋＨｚの範囲、例えば、約５５．５ｋＨｚで振動することができる。他の実施形態では、ブレード２２は、例えば、約３１ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚなどの他の周波数で振動することができる。ブレードにおける振動の偏位は、例えば、発生器２０によって音響アセンブリのトランスデューサアセンブリに印加される電気信号の振幅を制御することにより制御することができる。上記に述べたように、発生器２０のトリガ機構は、電気エネルギーが音響アセンブリに連続的又は断続的に供給されるように使用者が発生器２０を作動することを可能とする。発生器２０は、電気外科ユニット又は従来の電気コンセントへの差し込み用の電力線を更に有している。また、バッテリなどの直流（ＤＣ）電源によって発生器２０に電力供給することも考えられる。発生器２０は、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ社より販売されるモデル番号ＧＥＮ０４及び／又はモデル番号ＧＥＮ１１などの任意の適当な発生器を含みうる。

図２は、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、長尺状シャフトアセンブリ１４、及びエンドエフェクタアセンブリ２６を示す、超音波外科用器具１０の１つの例示的な実施形態の左斜視図である。図に示される実施形態では、長尺状シャフトアセンブリ１４は、エンドエフェクタアセンブリ２６と機械的に係合する寸法を有する遠位端５２と、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３と機械的に係合する近位端５０とを有している。長尺状シャフトアセンブリ１４の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３内に受容されている。長尺状シャフトアセンブリ１４、ハンドルアセンブリ１２、及び遠位回転アセンブリ１３間の連結に関する更なる詳細は、図５及び７の説明で与えられる。

図に示される実施形態では、トリガアセンブリ２４は、固定ハンドル３４とともに作動するトリガ３２を有している。固定ハンドル３４及びトリガ３２は、使用者と快適に相互作用するように人間工学的に形成され、適合されている。固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連付けられている。トリガ３２は、超音波外科用器具１０の操作に関して以下に詳述されるように、固定ハンドル３４に対して旋回するように動かすことができる。トリガ３２は、使用者がトリガ３２に対して絞る力を加えると、固定ハンドル３４に近づく方向３３Ａに旋回するように動くことができる。バネ要素９８（図５）は、使用者がトリガ３２に対して絞る力を開放すると、トリガ３２を方向３３Ｂに旋回するように動かす。

１つの例示的な実施形態では、トリガ３２は長尺状トリガフック３６を備え、長尺状トリガフック３６は、長尺状トリガフック３６とトリガ３２との間に開口部３８を画定する。開口部３８は、使用者の１乃至複数の指をそこを通して受容するのに適した大きさとなっている。トリガ３２は、トリガ３２の基材を覆って成型された弾性部分３２ａを有してもよい。このようなオーバーモールド弾性部分３２ａを形成することで、外向きの方向３３Ｂにトリガ３２を制御するためのより快適な接触面が与えられる。１つの例示的な実施形態では、オーバーモールド弾性部分３２ａは、長尺状トリガフック３６の一部を覆うように設けることができる。長尺状トリガフック３２の近位面は、使用者が指を開口部３８の内側及び外側に容易に滑り動かせるように被覆されないままとするか、又は非弾性基質で被覆される。別の実施形態では、トリガの形状は、使用者の１本乃至複数の指をそこを通して受容するのに適した大きさの開口部を画定する、完全に閉じたループを形成する。完全に閉じたループトリガは、トリガ基材を覆って成型される弾性部分を備えてもよい。

１つの例示的な実施形態では、固定ハンドル３４は、近位接触面４０、及びグリップアンカー又はサドル面４２を備える。サドル面４２は、親指及び人差し指が手の上で合わさる蹼（みずかき）の上に載る。近位接触面４０は、リング又は開口を有さない通常のピストルグリップにおいて手のひらを受容するピストルグリップ輪郭を有する。近位接触面４０のプロファイル曲線は、手のひらが収まるか又は手のひらを受容するような輪郭とすることができる。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２のより近位の部分に向かって配置される。安定化尾部４４は、ハンドルアセンブリ１２を安定させ、ハンドルアセンブリ１２をより制御可能にするために、親指と人差し指との間に配置される手の最も上の蹼（みずかき）部分と接触することができる。

１つの例示的な実施形態では、スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０を備えることができる。トグルスイッチ３０は、同時起動の可能性を排除するために、ハンドルアセンブリ１２の内側に配置される中心旋回軸３０４を有する単一構成要素として実践されうる。１つの例示的な実施形態では、トグルスイッチ３０は、最小電力レベル（例えば、ＭＩＮ）と最大電力レベル（例えば、ＭＡＸ）との間の超音波トランスデューサ１６の電源設定を設定するための第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂを備える。別の実施形態では、ロッカースイッチは、標準設定と特別設定との間を回転することができる。特別設定では、１つ又はそれ以上の特別プログラムを装置によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、第１の突起ノブ３０ａ及び第２の突起ノブ３０ｂが作動する際、中心旋回軸を中心に回転する。１つ又はそれ以上の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、１つ又はそれ以上のアームに連結され、それは、小アークを通って移動し、電気接触に、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの起動により超音波トランスデューサ１６を電気的に通電させるか、又は電力を切るように電気回路を開閉させる。トグルスイッチ３０は、超音波トランスデューサ２０の起動を制御するために発生器１６に連結される。トグルスイッチ３０は、超音波トランスデューサ１６を起動し、超音波トランスデューサ１６に対して１つ又はそれ以上の電源設定を設定するための１つ又はそれ以上の電源設定スイッチを備える。トグルスイッチ３０を起動するために必要な力は、サドル点４２に実質的に向かうため、トグルスイッチ３０が起動される際、器具が手の中で回転しようとする傾向が防止される。

１つの例示的な実施形態では、第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂは、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置され、それにより、それらは、ハンドグリップの最小の再配置を伴うか、又は実質的に再配置を伴わずに電力を起動するために使用者によって容易にアクセス可能であり得、トグルスイッチ３０を作動させている間に、制御を維持し、注意を手術部位（例えば、腹腔鏡手術におけるモニタ）に集中させることを好適にする。突起ノブ３０ａ、３０ｂは、様々な指の長さによってより容易にアクセス可能となり、扱い難い位置、又は短い指のために起動へアクセスのより高い自由度を可能にするために、ある程度、ハンドルアセンブリ１２の側面を包み込むように構成されうる。

図に示される実施形態では、第１の突起ノブ３０ａは、使用者が第１の突起ノブ３０ａと第２の突起ノブ３０ｂを区別することを可能にするために、示された実施形態では、複数の接触要素３０ｃ、例えば、質感がある突起又は「隆起」を備える。ハンドルアセンブリ１２には、様々な人間工学的特徴を組み込むことができることが、当業者には理解されよう。そのような人間工学的特徴は、その全容を参照により本明細書に援用するところの米国特許出願公開公報第２００９／０１０５７５０号、発明の名称「Ｅｒｇｏｎｏｍｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」に述べられている。

１つの例示的な実施形態では、トグルスイッチ３０は、使用者の手によって操作されうる。使用者は、不注意又は意図的でない起動を常に回避しつつ、任意の時点で第１及び第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂに容易にアクセスすることができる。トグルスイッチ３０は、超音波アセンブリ１６及び／又は超音波アセンブリ１６への電力を制御するために指で容易に操作されうる。例えば、人差し指を使用して、第１の接触部分３０ａを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最大（ＭＡＸ）電力レベルにすることができる。人差し指を使用して、第２の接触部分３０ｂを起動し、超音波アセンブリ１６をオンにして、最小（ＭＩＮ）電力レベルにすることができる。別の実施形態では、ロッカースイッチが、器具１０を標準設定と特別設定との間で回転させうる。特別設定では、１つ又はそれ以上の特別プログラムを、器具１０によって実行することができる。トグルスイッチ３０は、使用者が第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを見なくても操作されうる。例えば、第１の突起ノブ３０ａ又は第２の突起ノブ３０ｂは、これらを見ずに第１と第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂを触覚的に区別するために、粗い質感又は突起を備えることができる。

１つの例示的な実施形態では、遠位回転アセンブリ１３は、長手方向軸「Ｔ」を中心とするいずれの方向に、制限されることなく回転可能である。遠位回転アセンブリ１３は、長尺状シャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。遠位回転アセンブリ１３は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に配置される。遠位回転アセンブリ１３は、円筒形のハブ４６と、ハブ４６を覆うように形成される回転ノブ４８とを備える。ハブ４６は、長尺状シャフトアセンブリ１４を機械的に係合する。回転ノブ４８は、縦溝彫りのポリマー形成部を含むことができ、長尺状シャフトアセンブリ１４を回転させるために、指（例えば、人差し指）によって係合されうる。ハブ４６は、回転ノブ４８を形成するために、一次構造を覆うように成型される材料を備えることができる。回転ノブ４８は、ハブ４６を覆うようにオーバーモールドされうる。ハブ４６は、遠位端で露出される端部キャップ部分４６ａを備える。ハブ４６の端部キャップ部分４６ａは、腹腔鏡手術中にトロカールの表面に接触することができる。ハブ４６は、端部キャップ部分４６ａとトロカールとの間に生じうるいかなる摩擦も軽減するために、ポリカーボネートなどの耐久性硬質プラスチックで形成されうる。回転ノブ４８は、より正確な回転グリップを提供するために、隆起リブ４８ａと、リブ４８ａの間に配置される凹部分４８ｂで形成される「扇形」又は縦溝を備えることができる。１つの例示的な実施形態では、回転ノブ４８は、複数の縦溝（例えば、３つ又はそれ以上の縦溝）を備えることができる。他の実施形態では、任意の好適な数の縦溝が使用されうる。回転ノブ４８は、硬質プラスチック材料上にオーバーモールドされるより柔らかいポリマー材料で形成されうる。例えば、回転ノブ４８は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるバーサフレックス（登録商標）（Versaflex（登録商標））ＴＰＥ合金を含む柔軟な弾性可撓性ポリマー材料で形成されうる。このより柔らかいオーバーモールド材料は、より大きなグリップ及び回転ノブ４８の動作のより正確な制御を提供することができる。滅菌に対する妥当な耐性を提供し、生体適合性であり、外科用手袋に対する妥当な摩擦抵抗を提供する任意の材料は、回転ノブ４８を形成するために使用されうる。

１つの例示的な実施形態では、ハンドルアセンブリ１２は、第１の部分１２ａと、第２の部分１２ｂとからなる２つのハウジング部分又は側板から形成される。遠位端から近位端へハンドルアセンブリ１２を見る使用者の視点から、第１の部分１２ａは、右部分と見なされ、第２の部分１２ｂは、左部分と見なされる。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのそれぞれは、機械的に整列して互いに係合することによりハンドルアセンブリ１２を形成するような寸法を有し、ハンドルアセンブリ１２の内部動作要素を格納する複数のインターフェース６９（図５）を有している。ハンドルアセンブリ１２と一体的に関連する固定ハンドル３４は、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂを組み立てることで形になる。複数の追加的な境界面（図示せず）は、例えば、エネルギー方向／偏向点の超音波溶接の目的で、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂの周囲の様々な点で配置されうる。第１及び第２の部分１２ａ及び１２ｂ（並びに以下に説明される他の構成要素）は、当該技術分野において既知の任意の方法で、一体に組み立てられうる。例えば、整合ピン、スナップ様境界面、舌及び溝境界面、係止タブ、接着ポートは、すべて、アセンブリの目的で、単独か、又は組み合わせてかのいずれかで利用されうる。

１つの例示的な実施形態では、長尺状シャフトアセンブリ１４は、ハンドルアセンブリ１２及び遠位回転アセンブリ１３を機械的に係合するように適合される近位端５０と、エンドエフェクタアセンブリ２６を機械的に係合するように適合される遠位端５２とを備える。長尺状シャフトアセンブリ１４は、外側管状シース５６と、外側管状シース５６内に配置される往復管状作動部材５８とを備える。管状往復管状作動部材５８の近位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答して方向６０Ａ又は６０Ｂのいずれかの方向に移動するように、ハンドルアセンブリ１２のトリガ３２に機械的に係合される。回転可能に移動可能なトリガ３２は、長手方向軸「Ｔ」に沿って往復運動を生成しうる。そのような運動は、例えば、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョー又はクランピング機構の作動に使用することができる。一連の連結部は、トリガ３２の旋回回転を、作動機構に連結するヨークの軸方向運動に変換し、それは、エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の作動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、旋回点７０を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに絞られる際、旋回点７０を中心に、開位置から閉位置に方向６２Ａで移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂへ開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点７０を中心に、方向６２Ｂの閉位置から開位置に移動可能である。

１つの例示的な実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、長尺状シャフトアセンブリ１４の遠位端５２に取り付けられ、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを含む。エンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーは、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６によって形成される。ブレード６６は、超音波作動式であり、超音波トランスデューサ１６に音響的に連結される。ハンドルアセンブリ１２上のトリガ３２は、クランプアームアセンブリ６４の動作に影響するように機械的に合わせて連携する駆動アセンブリに最終的に接続される。トリガ３２を方向３３Ａへ絞ることは、クランプアームアセンブリ６４を開位置から方向６２Ａに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプしたか、又は閉位置へ配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、その間の組織を握るように連携する。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を備えることができる。トリガ３２を方向３３Ｂに開放することは、クランプアームアセンブリ６４を、閉じた関係から開位置へ方向６２Ｂに移動させ、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係に配置される。

ハンドルアセンブリ１２の近位部分は、超音波アセンブリ１６の遠位端を受容するための近位開口部６８を備える。超音波アセンブリ１６は、近位開口部６８に挿入され、長尺状シャフトアセンブリ１４に機械的に係合される。

１つの例示的な実施形態では、トリガ３２の長尺状トリガフック３６部分は、より短い全長及び回転運動を有する、より長いトリガレバーを提供する。長尺状トリガフック３６のより長いレバーは、使用者が開口３８内で複数の指を使用して、長尺状トリガフック３６を操作し、トリガ３２を方向３３Ｂで旋回させて、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことを可能にする。例えば、使用者は、３本の指を（例えば、中指、薬指、及び小指）開口３８に挿入することができる。複数の指は、外科医が、エンドエフェクタアセンブリ２６を始動させるために、トリガ３２及び長尺状トリガフック３２６上により高いインプット力を働かせることを可能にする。より短い全長及び回転運動は、トリガ３２を方向３３Ａに閉じるか、若しくは絞るときか、又はトリガ３２を方向３３Ｂの外向きの開口運動に開くとき、より快適なグリップをもたらし、指を更に外向きに伸展させる必要が少なくなる。これは、方向３３Ｂへのトリガ３２の外向きの開口運動に関連する手の疲労及び緊張を実質的に少なくする。トリガの外向きの開口運動は、バネ要素９８（図５）によって、バネの補助を受け、疲労を軽減することを助ける。開くバネの力は、開くことの容易性を支援するために十分であるが、切開を広げる間の組織間緊張の触覚的な反応に悪影響を与えるほど強くない。

例えば、外科的処置中、いずれかの人差し指を使用して、長尺状のシャフトアセンブリ１４の回転を制御し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを好適な向きで配置することができる。中指及び／又は他の下の指を使用して、トリガ３２を絞り、ジョー内の組織をつかむことができる。ジョーが所望の位置に配置され、ジョーが組織に対してクランプされると、人差し指を使用して、トグルスイッチ３０を始動し、超音波トランスデューサ１６の電力レベルを調整し、組織を治療することができる。組織が治療されると、次いで、使用者は、中指及び／又は下の指で長尺状トリガフック３６を遠位方向に外向きに押すことによってトリガ３２を開放し、エンドエフェクタアセンブリ２６のジョーを開くことができる。この基本的方法は、使用者がハンドルアセンブリ１２のグリップを調整することなく行うことができる。

図３〜４は、エンドエフェクタアセンブリ２６に対する長尺状シャフトアセンブリ１４の接続を示す。前述の通り、示された実施形態では、エンドエフェクタアセンブリ２６は、クランピング機構のジョーを形成する、クランプアームアセンブリ６４と、ブレード６６とを備える。ブレード６６は、超音波トランスデューサ１６に音響的に連結される超音波作動式のブレードであってもよい。トリガ３２は、駆動アセンブリに機械的に接続される。合わせて、トリガ３２及び駆動アセンブリは、クランプアームアセンブリ６４を開位置に方向６２Ａで移動させるように機械的に連携し、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、互いに対して離間した関係において、クランプした、又は閉位置へ方向６２Ｂで配置され、クランプアームアセンブリ６４及びブレード６６は、連携してその間の組織をつかむ。クランプアームアセンブリ６４は、ブレード６６とクランプアーム６４との間の組織に係合するクランプパッド６９を備えることができる。管状往復管状作動部材５８の遠位端は、エンドエフェクタアセンブリ２６に機械的に係合される。示された実施形態では、管状往復管状作動部材５８の遠位端は、トリガ３２の始動及び／又は開放に応答してクランプアームアセンブリ６４を開閉するために、旋回点７０を中心に旋回可能であるクランプアームアセンブリ６４に機械的に係合される。例えば、示された実施形態では、クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ａに絞られる際、旋回点７０を中心に、開位置から閉位置に方向６２Ｂに移動可能である。クランプアームアセンブリ６４は、トリガ３２が方向３３Ｂに開放されるか、又は外向きに接触されるとき、旋回点７０を中心に、閉位置から開位置に方向６２Ａに移動可能である。

先述のように、クランプアームアセンブリ６４は、電気外科的／ＲＦ発生器モジュール２３に電気的に連結された電極を含み得て、治療レベル及び／又は治療レベル未満のエネルギーを受容し、ここで、電気外科的／ＲＦエネルギーは、ブレード６６に適用されている超音波エネルギーと同時又は非同時に電極に適用されうる。そのようなエネルギーの起動は、任意の好適な組み合わせで適用し、アルゴリズム又は他の制御ロジックと連携して所望する組織効果を達成することができる。

図５は、図２に示される超音波外科用器具１０の分解図である。図に示された実施形態では、分解図は、ハンドルアセンブリ１２の内部要素、ハンドルアセンブリ１２、遠位回転アセンブリ１３、スイッチアセンブリ２８、及び長尺状のシャフトアセンブリ１４を示す。示された実施形態では、第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、ハンドルアセンブリ１２を形成するために嵌合される。第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂは、それぞれ、ハンドルアセンブリ１２を形成するために互いに機械的に整合し、係合し、超音波外科用器具１０の内部動作要素を包囲する大きさである複数の境界面６９を備える。回転ノブ４８は、円方向５４に３６０度まで回転しうるよう、外側管状シース５６に機械的に係合する。外側管状シース５６は、往復管状作動部材５８を覆うように配置され、複数の連結要素７２を介してハンドルアセンブリ１２内に機械的に係合され、保持される。連結要素７２は、Ｏ−リング７２ａと、管カラーキャップ７２ｂと、遠位ワッシャ７２ｃと、近位ワッシャ７２ｄと、ねじ山管カラー７２ｅとを備えることができる。往復管状作動部材５８は、ハンドルアセンブリ１２の第１と第２の部分１２ａ、１２ｂとの間に保持される往復ヨーク８４内に配置される。ヨーク８４は、往復ヨークアセンブリ８８の一部である。一連の連結部は、長尺状トリガフック３２の旋回回転を、往復ヨーク８４の軸方向運動に変換し、それは、超音波外科用器具１０の遠位端にあるエンドエフェクタアセンブリ２６のクランピング機構のジョーの開閉を制御する。１つの例示的な実施形態では、４リンク設計は、例えば、比較的短い回転長さにおける機械利得を提供する。

１つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管７８は、往復管状作動部材５８の内側に配置される。超音波伝達導波管７８の遠位端５２は、ブレード６６に音響的に連結され（例えば、直接的又は間接的に機械的に連結され）、超音波伝達導波管７８の近位端５０は、ハンドルアセンブリ１２内に受容される。超音波伝達導波管７８の近位端５０は、以下で詳述されるように、超音波トランスデューサ１６の遠位端に音響的に連結するように適合される。超音波伝達導波管７８は、保護シース８０及びシリコーンリングなどの複数の単離要素８２によって、長尺状シャフトアセンブリ１４の他の要素から単離される。外側管状シース５６、往復管状作動部材５８、及び超音波伝達導波管７８は、ピン７４によって機械的に係合される。スイッチアセンブリ２８は、トグルスイッチ３０と、第１又は第２の突起ノブ３０ａ、３０ｂの始動により超音波トランスデューサ１６を通電させる電気要素８６ａ、ｂとを備える。

１つの例示的な実施形態では、外側管状シース５６は、使用者又は患者を、超音波伝達導波管７８の超音波振動から単離する。外側管状シース５６は、一般的に、ハブ７６を含む。外側管状シース５６は、ハンドルアセンブリ１２の遠位端上に螺入される。超音波伝達導波管７８は、外側管状シース５６の開口部を通って延在し、単離要素８２は、超音波伝達導波管２４を外側管状シース５６から隔離する。外側管状シース５６は、ピン７４で導波管７８に取り付けられうる。導波管７８においてピン７４を受容するための穴は、名目上は変位節で生じうる。導波管７８は、スタッドによってハンドピースハンドルアセンブリ１２内にねじ込む又は留めることができる。ハブ７６上の平坦部分は、アセンブリが必要なレベルまで捻られることを可能にすることができる。１つの例示的な実施形態では、外側管状シース５６のハブ７６部分は、好ましくは、プラスチックから構築され、外側管状シース５６の管状細長部分は、ステンレス鋼から作られる。あるいは、超音波伝達導波管７８は、それを外側の接触から隔離するために、それを取り囲むポリマー材料を含んでもよい。

１つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管７８の遠位端は、好ましくは腹で、又はその付近の内部での螺入接続によって、ブレード６６の近位端に連結されうる。ブレード６６は、溶接継手などの任意の好適な手段によって、超音波伝達導波管７８に取り付けられうることが想到される。ブレード６６は、超音波伝達導波管７８から取り外し可能であってもよいが、単一要素エンドエフェクタ（例えば、ブレード６６）及び超音波伝達導波管７８は、単一の一体型ピースとして形成されうることも想到される。

１つの例示的な実施形態では、トリガ３２は連結機構に連結され、方向３３Ａ及び３３Ｂのトリガ３２の回転運動を、方向６０Ａ及び６０Ｂに対応する往復管状作動部材５８の直線運動に変換する。トリガ３２は、第１のヨークピン９２ａを受容するように内部に形成された開口部を有する、第１のセットのフランジ９８を備える。第１のヨークピン９２ａはまた、ヨーク８４の遠位端に形成された開口部のセットを通るように配置される。トリガ３２はまた、リンク９２の第１の端部９２ａを受容するための、第２のセットのフランジ９６も備える。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部に受容される。トリガピン９０は、リンク９２及び第２のセットのフランジ９６に形成される開口部において受容され、トリガ３２に対するトリガ旋回点を形成するために、ハンドルアセンブリ１２の第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂに連結するように適合される。リンク９２の第２の端部９２ｂは、ヨーク８４の近位端に形成されるスロット３８４に受容され、第２のヨークピン９４ｂによってそこに保持される。トリガ３２がトリガピン９０によって形成される旋回点１９０を中心に旋回可能に回転する際、ヨークは、矢印６０Ａ、Ｂによって示される方向で、長手方向軸「Ｔ」に沿って水平に並進する。

図８は、超音波外科用器具１０の１つの例示的な実施形態を示す。示された実施形態では、超音波トランスデューサ１６の断面図をハンドルアセンブリ１２の部分切り取り図内に示す。超音波外科用器具１０の１つの例示的な実施形態は、ハンドピースハウジング９９を備える超音波トランスデューサ１６に連結される超音波信号発生器２０と、超音波作動式の単一又は複数の要素エンドエフェクタアセンブリ２６とを備える。先述のように、エンドエフェクタアセンブリ２６は、超音波作動式のブレード６６と、クランプアーム６４とを備える。超音波トランスデューサ１６は、「ランジュバンスタック」として既知であるが、一般に変換部分１００、第１の共振器部分又はエンドベル１０２、及び第２の共振器部分又はフォアベル１０４、及び付属構成要素を含む。これらの構成要素の全体の構造は共振器である。超音波トランスデューサ１６は、好ましくは、後に詳述されるように、長さが２分の１システム波長の整数（ｎλ／２であり、「ｎ」は、任意の正の整数、例えば、ｎ＝１、２、３．．．である）である。音響アセンブリ１０６は、超音波トランスデューサ１６と、ノーズコーン１０８と、速度変成器１１８と、表面１１０とを含む。

１つの例示的な実施形態では、エンドベル１０２の遠位端は変換部分１００の近位端に接続され、フォアベル１０４の近位端は変換部分１００の遠位端に接続される。フォアベル１０４及びエンドベル１０２は、変換部分１００の厚さ、エンドベル１０２及びフォアベル２２を作製するのに使用される材料の密度及び弾性率、並びに超音波トランスデューサ１６の共振周波数などの多くの変数により決定される長さを有する。フォアベル１０４は、速度変成器１１８又は代替のものが増幅を持たないとき、超音波振動の振幅を増幅するようにその近位端からその遠位端に内側に細くなっていてもよい。好適な振動周波数範囲は、約２０Ｈｚ〜３２ｋＨｚであり、より適切な振動周波数範囲は約３０〜１０ｋＨｚであってもよい。好適な動作振動周波数は、例えば、およそ５５．５ｋＨｚであってもよい。

１つの例示的な実施形態では、圧電素子１１２は、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料などの任意の好適な材料から作ることができる。正極１１４、負極１１６、及び圧電素子１１２のそれぞれは、中心を通って延びる穴を有する。正極１１４及び負極１１６は、ワイヤ１２０及び１２２にそれぞれ電気的に連結されている。ワイヤ１２０及び１２２は、ケーブル２２内に封入され、超音波信号発生器２０に電気的に接続可能である。

音響アセンブリ１０６の超音波トランスデューサ１６は、超音波信号発生器２０からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、それによって主として、超音波周波数における超音波トランスデューサ１６及びエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分の長手方向の振動運動の音響定在波が得られる。別の実施形態では、超音波トランスデューサの振動運動は異なる方向に作用してもよい。例えば、振動運動は、長尺状シャフトアセンブリ１４の先端のより複雑な運動の局所長手方向の構成要素を含むことができる。好適な発生器は、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ社（オハイオ州、シンシナティ）から、モデル番号ＧＥＮ１１として入手可能である。音響アセンブリ１０６が活性化されると、振動運動の定在波が音響アセンブリ１０６を通して発生する。超音波外科用器具１０は、共鳴で操作するように設計され、それにより、所定の振幅の音響定在波パターンが生み出される。音響アセンブリ１０６に沿う任意の点における振動運動の振幅は、振動運動が測定される音響アセンブリ１０６に沿う場所に依存する。振動運動定在波における最小又はゼロ交差は、一般的に節（すなわち、運動が最小である）として称され、定在波における局所的最大絶対値又はピークは、一般的に、腹（例えば、局所的運動は最大である）として称される。腹とその最も近い節との間の距離は、波長の４分の１（λ／４）である。

ワイヤ１２０及び１２２は、超音波信号発生器２０から正極１１４及び負極１１６に電気信号を伝達する。圧電素子１１２は、例えば、音響アセンブリ１０６において音響定在波を生み出すためのフットスイッチなどのアクチュエータ２２４に応答して、超音波信号発生器２０から供給される電気信号によって通電される。電気信号は、圧電素子１１２中に、繰り返される小変位形態の乱れを起こし、材料中に大きな交互の圧縮及び伸張力をもたらす。繰り返される小変位は、圧電素子１１２を連続的方式で電圧勾配の軸に沿って伸縮させ、超音波エネルギーの長手方向の波を生成する。超音波エネルギーは、長尺状シャフトアセンブリ１４の伝達構成要素又は超音波伝達導波管部分７８を介してエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ音響アセンブリ１０６を通って伝達される。

１つの例示的な実施形態では、音響アセンブリ１０６がエネルギーをエンドエフェクタアセンブリ２６のブレード６６部分へ供給するために、音響アセンブリ１０６のすべての構成要素は、ブレード６６に音響的に連結しなければならない。超音波トランスデューサ１６の遠位端は、スタッド１２４などの螺入接続によって、表面１１０において超音波伝達導波管７８の近位端に音響的に連結されてもよい。

１つの例示的な実施形態では、音響アセンブリ１０６の構成要素は、好ましくは音響的に調整され、それにより、任意のアセンブリの長さは、２分の１波長の整数（ｎλ／２）であり、波長λは、音響アセンブリ１０６の予め選択されたか、又は作動中の長手方向振動駆動周波数ｆ_ｄの波長である。音響アセンブリ１０６は、音響要素の任意の好適な配列を組み込んでもよいことも想到される。

１つの例示的な実施形態では、ブレード６６は、２分の１システム波長（ｎλ／２）の整数倍と実質的に等しい長さを有することができる。ブレード６６の遠位端は、遠位端の最大縦方向の偏位を提供するために、腹付近に配置されうる。トランスデューサアセンブリが通電されると、ブレード６６の遠位端は、例えば、約１０〜５００マイクロメートルのピークからピークまでの範囲内で、好ましくは、例えば、５５ｋＨｚの予め定められた振動周波数において、約３０〜６４マイクロメートルの範囲内で移動するように構成されうる。

１つの例示的な実施形態では、ブレード６６は、超音波伝達導波管７８に連結されうる。ここに示すように、ブレード６６及び超音波伝達導波管７８は、超音波エネルギーの伝達のために好適な材料からの単一ユニット構成として形成される。こうした材料の例には、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタンの合金）、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の好適な材料が挙げられる。或いは、ブレード６６は超音波伝達導波管７８から分離可能（かつ異なる組成のもの）であって、例えば、スタッド、溶接、接着剤、急速接続、又は他の好適な既知の方法によって連結されてもよい。超音波伝達導波管７８の長さは、例えば、２分の１波長の整数（ｎλ／２）に実質的に等しくてもよい。超音波伝達導波管７８は、例えば、上述のチタン合金（即ち、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）若しくは任意の好適なアルミニウム合金、又は他の合金など、超音波エネルギーを効率的に伝播するのに好適な材料から構築された中実コアシャフトから好ましくは作られてもよい。

１つの例示的な実施形態では、超音波伝達導波管７８は、スタッド１２４などの螺入接続によって、超音波伝達導波管７８の表面１１０に連結するために、近位端にある長手方向に突起する取り付け支柱を備える。超音波伝達導波管７８は、複数の節に配置された複数の安定用のシリコーンリング又は適合する支持体８２（図５）を含むことができる。シリコーンリング８２は望ましくない振動を減衰させ、外側保護シース８０（図５）から超音波エネルギーを隔離することで、ブレード６６の遠位端への長手方向の超音波エネルギーの最大効率の流れを保証する。

図９は、近位回転アセンブリ１２８の１つの例示的な実施形態を示す。示された実施形態では、近位回転アセンブリ１２８は、円筒形のハブ１３５を覆うように挿入される近位回転ノブ１３４を備える。近位回転ノブ１３４は、円筒形のハブ１３５の近位端上に形成される、対応するスロット１３０に受容される複数の放射状突起１３８を備える。近位回転ノブ１３４は、超音波トランスデューサ１６の遠位端を受容するための開口部１４２を画定する。放射状突起１３８は、柔らかいポリマー材料で形成され、超音波トランスデューサ１６の遠位端が嵌合されたときに摩擦干渉嵌合を生じさせるために、超音波トランスデューサ１６の外径に対して小さい直径を画定する。ポリマー放射状突起１３８は、超音波トランスデューサ１６の外部ハウジングをしっかりと把持する「グリッパ」リブを形成するために、開口部１４２へ半径方向に突出する。したがって、近位回転ノブ１３４は、超音波トランスデューサ１６をしっかりと把持する。

円筒形のハブ１３５の遠位端は、円周縁１３２と、円周軸受表面１４０とを備える。円周縁はハウジング１２に形成された溝に係合し、円周軸受表面１４０はハウジング１２に係合する。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング１２の２つのハウジング部分（図示せず）内に機械的に保持される。円筒形のハブ１３５の円周縁１３２は、第１と第２のハウジング部分１２ａ、１２ｂとの間に配置されるか、又は「嵌められ」、溝内の定位置で自由に回転できる。円周軸受表面１４０は、適切な回転を補助するために、ハウジングの内側部分に対して位置する。そのため、円筒形のハブ１３５は、ハウジング内の定位置で自由に回転できる。使用者は、ハウジング１２内で円筒形のハブ１３５を回転させるために、近位回転ノブ１３４上に形成される縦溝１３６を指又は親指のいずれかと係合させる。

１つの例示的な実施形態では、円筒形のハブ１３５は、ポリカーボネートなどの耐久性プラスチックで形成されうる。１つの例示的な実施形態では、円筒形のハブ１３５は、シリコン処理をしたポリカーボネート材料で形成されうる。１つの例示的な実施形態では、近位回転ノブ１３４は、例えば、ＧＬＳ社（GLS Corporation）によって作製されるＶｅｒｓａｆｌｅｘ（登録商標）ＴＰＥ合金を含む柔軟な弾性可撓性ポリマー材料で形成されうる。近位回転ノブ１３４は、例えば、エラストマ材料、Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）として周知の熱可塑性ゴム、他の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）、又はエラストマで形成されうる。ただし、実施形態はこの文脈に限定されない。

図１０は、単一要素エンドエフェクタ２７８を有する外科用器具２１０を含む外科用システム２００の１つの例示的な実施形態を示す。システム２００は、ここに示されるように、エンドエフェクタ２７８に連結されたトランスデューサアセンブリ２１６と、エンドエフェクタ２７８の近位部分の周りに位置決めされたシース２５６とを含むことができる。トランスデューサアセンブリ２１６及びエンドエフェクタ２７８は、前述のトランスデューサアセンブリ１６及びエンドエフェクタ１８と同様の要領で動作して、ブレード２２６’を通じて組織に伝達できる超音波エネルギーを生み出すことができる。

外科的な巧緻性を向上させるためだけでなく、外科医が直感的な方式で患者に手術できるようにするために、長年にわたって、様々な低侵襲性ロボット（又は「遠隔手術」）システムが開発されてきた。ロボット外科システムは、本明細書で説明するように、例えば超音波器具を含め、多種多様な外科用器具と共に使用することができる。例示的なロボットシステムには、米国、カリフォルニア州サニーベール所在のＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ社により製造されるものが挙げられる。そのようなシステム及び他の製造業者によるロボットシステムが、それぞれ参照によって本明細書に援用するところの米国特許第５，７９２，１３５号、発明の名称「向上した巧緻性および感度で低侵襲性手術を行うための関節を有する外科用器具（Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity）」、米国特許第６，２３１，５６５号、発明の名称「手術作業を実施するためのロボットアームＤＬＵＳ（Robotic Arm DLUs For Performing Surgical Tasks）」、米国特許第６，７８３，５２４号、発明の名称「超音波焼灼及び切断器械を備えたロボット手術用具（Robotic Surgical Tool With Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument）」、米国特許第６，３６４，８８８号、発明の名称「最小侵襲手術機器におけるマスター及びスレーブのアライメント（Alignment of Master and Slave In a Minimally Invasive Surgical Apparatus）」、米国特許第７，５２４，３２０号、「ロボット手術用具のための機械式アクチュエータインターフェイスシステム（Mechanical Actuator Interface System For Robotic Surgical Tools）」、米国特許第７，６９１，０９８号、発明の名称「プラットフォーム関節手首（WristedPlatform Link Wrist Mechanism）」、米国特許第７，８０６，８９１号、発明の名称「最小侵襲遠隔手術におけるマスター／スレーブ関係の再位置決め及び再配向（Repositioning and Reorientation of Master/Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery）」、及び米国特許第７，８２４，４０１号、発明の名称「手関節型単極電気手術エンドエフェクタ（Surgical Tool With Monopolar Electrosurgical End Effectors）」において開示されている。そのようなシステムの多くはしかしながら、組織を効果的に切断及び締結するのに必要な大きさの力を発生させることが、これまではできなかった。

図１１〜２６は、ロボット外科システムの複数の例示的な実施形態を示す。いくつかの実施形態では、開示されたロボット外科システムは、本明細書に説明する超音波又は電気外科用器具を利用することができる。例示のロボット外科システムは本明細書に説明するそれらの器具のみに限定されず、任意の適合する外科用器具を利用しうることが当業者には明らかとなるであろう。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明するロボット外科システムと共に使用することができることと同時に、本開示はそのように限定されず、任意の適合するロボット外科システムと共に使用できることが当業者にはさらに明らかとなるであろう。

図１１〜１６は、いくつかの例示的なロボット外科システム及びその構成要素の構造及び動作を示している。図１１は、例示的なロボット外科システム１０００のブロック図である。システム１０００は、少なくとも１台のコントローラ５０８と、少なくとも１台のアームカート５１０とを備えている。アームカート５１０は、ボックス５１２にて示される、１つ又はそれ以上のロボットマニピュレータ又はアームに機械的に連結されうる。ロボットアーム５１２のそれぞれは、患者５０４に対して様々な手術作業を実施するための１つ又はそれ以上の外科用器具５１４を備え得る。アーム５１２及び器具５１４を含めて、アームカート５１０の動作は、臨床医５０２によってコントローラ５０８から指示されうる。いくつかの実施形態では、第２の臨床医５０２’により操作される第２のコントローラ５０８’は、第１の臨床医５０２’と併せて、アームカート５１０の操作も指示しうる。例えば、それぞれの臨床医５０２、５０２’は、カートの異なるアーム５１２を制御することができ、場合によっては、アームカート５１０の完全制御は、臨床医５０２と５０２’との間を通されうる。いくつかの実施形態では、追加的アームカート（図示せず）を患者５０４に利用することができる。これらの追加的アームカートは、１つ又はそれ以上のコントローラ５０８、５０８’にて制御されてもよい。単一又は複数のアームカート５１０及びコントローラ５０８、５０８’は通信リンク５１６を介して互いに通信することができ、この通信リンクは、任意の好適な通信プロトコルによる、任意の好適な種類の有線又は無線の、任意の好適な種類の信号（例えば、電気的、光学、赤外線、等）を運ぶ通信リンクとすることができる。システム１０００などのロボット外科システムの例示的な実現形態が、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第７，５２４，３２０号に開示されている。したがって、そのような装置の各詳細については、本明細書において、特許権を請求する装置の各種の実施形態を理解するのに必要となり得る範囲を越えて説明しないことにする。

図１２は、ロボットアームカート５２０の１つの例示的な実施形態を示す。ロボットアームカート５２０は、一般的に作業エンベロープ５１９内の５２２として指定されている、複数の外科用器具又は器具を始動するよう構成される。マスターコントローラ及びロボットアームカートの構成を用いた各種のロボット外科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ところの、発明の名称が「多部品テレプレゼンスシステム及び方法（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。様々な形態では、ロボットアームカート５２０は、示された実施形態では３個の外科用器具５２２を支持する基部５２４を含む。様々な形態では、外科用器具５２２は、一般的にセットアップ関節５２６と呼ばれる手動による関節運動が可能な一連の連結部及びロボットマニピュレータ５２８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共に示されている。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、可動部品の容積を限定することで衝突を防止し、カート５２０の全体の重量を抑制するため、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５２０は、手術室間でカート５２０を輸送するのに適した寸法を一般的に有している。カート５２０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されてもよい。様々な形態では、カート５２０は好ましくは一定の重量を有し、１人の作業者がカート５２０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）システムを有する。

図１３は、ロボットアームカート５２０のロボットマニピュレータ５２８の１つの例示的な実施形態を示す。図１３に示す例では、ロボットマニピュレータ５２８は、外科用器具５２２の運動を規制する連結部５３０を含んでもよい。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５３０が、平行四辺形の配置において回転関節によって互いに連結された高剛性の連結部材を含むことにより、外科用器具５２２は空間内の点５３２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５３４ａを中心とした旋回運動に規制される。平行四辺形の連結部を支持する連結部材がセットアップ関節５２６（図１２）に旋回可能に取り付けられることにより、外科用器具５２２はヨー軸と呼ばれる場合もある軸５３４ｂを中心として更に回転する。ピッチ軸５３４ａとヨー軸５３４ｂは、外科用器具５２２のシャフト５３８に沿って調心されるリモートセンター５３６にて交差する。外科用器具５２２は、長手方向の器具軸「ＬＴ−ＬＴ」に沿った外科用器具５２２の摺動運動を含む、マニピュレータ５４０により支持される更なる駆動自由度を有しうる。外科用器具５２２が器具軸ＬＴ−ＬＴに沿ってマニピュレータ５４０に対して摺動する際（矢印５３４ｃ）、リモートセンター５３６はマニピュレータ５４０の基部５４２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５４０全体は概して、リモートセンター５３６を再配置するように移動される。マニピュレータ５４０の連結部５３０は、一連のモータ５４４により駆動される。これらのモータ５４４は、制御システムのプロセッサからの指令に応答して連結部５３０を能動的に移動させる。下記に更に詳細に述べるように、外科用器具５２２を操作するためにモータ５４４も用いられる。

図１４は、代替的なセットアップ関節構造を有するロボットアームカート５２０’の１つの例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態では、外科用器具５２２は、２つの組織操作器具との間の代替的なマニピュレータ構造５２８’により支持される。当業者であれば、特許権を主張する装置の異なる実施形態が、その開示内容の全体を本明細書に参照により援用する、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うる点を、認識するであろう。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、主として外科用器具５２２とコントローラ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システムとの連結の確認などのためのロボット外科システムのプロセッサとの間でも行われうる点は理解されるはずである。

図１５は、図１２〜１４に示されるロボットアームカート５２０、５２０’などのロボットアームカートとともに使用することができるコントローラ５１８の１つの例示的な実施形態を示す。コントローラ５１８は、臨床医がステレオディスプレイ５２１を介して手術を見ながらつかんで空間内で操作するマスターコントローラ（図１５において５１９として一般的に表される）を一般的に有している。外科医用フィードバックメータ５１５はディスプレイ５２１を介して観察することができ、外科医用フィードバックメータ５１５は、切断器具又は動的クランピング部材に加えられている力の大きさの視覚的指示を外科医に与え得る。マスターコントローラ５１９は一般に手動入力装置を備え、その手動入力装置は好ましくは、多自由度で移動するものであり、また多くの場合、器具を作動させるための（例えば、握持のこぎりの閉鎖、電極への電位の印加などのための）ハンドル又はトリガを更に有している。

図１６は、ロボット外科システムとの使用に適応した超音波外科用器具５２２の１つの例示的な実施形態を示す。例えば、外科用器具５２２は、上述の外科用マニピュレータ５２８、５２８’の１つと連結することができる。図１６に見ることができるように、外科用器具５２２は、いくつかの実施形態において関節ジョイント５５６を備えうる長尺状シャフトアセンブリ５５４に連結されうる、超音波ブレード５５０及びクランプアーム５５２を備える外科用エンドエフェクタ５４８を備える。図１７は、外科用マニピュレータ５２８、５２８’の一方に連結することができ、外科用器具５２２を受容及び制御する器具駆動アセンブリ５４６の１つの例示的な実施形態を示している。器具駆動アセンブリ５４６はまた、コントローラ５１８に動作可能に連結されることができ、臨床医からの器具５２２を制御する入力を受容する。例えば、クランプアーム５５２の作動（例えば、開閉）、ジョー５５１Ａ、５５１Ｂの作動（例えば、開閉）、超音波ブレード５５０の作動、ナイフ５５５の延長、及びエネルギー供給表面５５３Ａ、５５３Ｂの作動等は、コントローラ５１８を通して提供される臨床医からの入力に基づいて、器具駆動アセンブリ５４６を通して制御されることができる。外科用器具５２２は、５５８として大まかに示される器具取り付け部によってマニピュレータと動作可能に連結されている。外科用器具５２２は、器具取り付け部５５８をマニピュレータと機械的及び電気的に連結するインターフェース５６０を更に有している。

図１８は、超音波外科用器具５２２を含む図１７の器具駆動アセンブリの別の図を示す。器具取り付け部５５８は、それぞれが被駆動要素５６４の表面から延びる一対のピン５６６を含む複数の（図１７には４個が示されている）回転可能な本体部分、被駆動ディスク、又は要素５６４を動作可能に支持する器具取り付けプレート５６２を有している。一方のピン５６６は、同じ被駆動要素５６４上の他方のピン５６６よりもそれぞれの被駆動要素５６４の回転軸に近くなっており、被駆動要素５６４の正の角度アラインメントを確実に行う助けとなる。被駆動要素５６４及びピン５６６は、器具取り付けプレート５６２のアダプタ側５６７に配置されることができる。

インターフェース５６０はまた、下記に更に述べるように、取り付けプレート５６２と取り付け可能に係合するように構成されたアダプタ部分５６８を有している。アダプタ部分５６８は、器具取り付け部５５８内の回路基板によってメモリ構造と連結することができる電気的接続ピン５７０のアレイを含みうる。本明細書では、インターフェース５６０は、機械的、電気的、及び磁気的連結要素と関連して説明するが、赤外線、誘導連結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１９〜２１は、図１７の器具駆動アセンブリ５４６のアダプタ部５６８の更なる図を示している。アダプタ部５６８は一般的に、器具側面５７２及びホルダ側面５７４（図１９）を含む。様々な実施形態では、複数の回転可能な本体５７６が、アダプタ５６８の主面に対して垂直な周囲のアダプタ構造に対して限定された運動範囲を有する浮動プレート５７８に取り付けられる。浮動プレート５７８の軸方向運動は、器具取り付け部ハウジング５８２の側部に沿うレバー５８０（図１６参照）が作動される際に、回転可能な本体５７６を器具取り付け部５５８からの取り外し易くする。他の機構／配置を用いて、器具取り付け部５５８をアダプタ５６８に着脱可能に連結してもよい。少なくとも１つの形態では、各回転可能な本体５７６は、各回転可能な本体５７６の周囲の外周陥凹部内に延びる弾性径方向部材によって浮動プレート５７８に弾性的に取り付けられる。各回転可能な本体５７６は、これらの弾性構造が撓むことによってプレート５７８に対して軸方向に動くことができる。第１の軸方向位置（器具側面５７２に向かって）に配置された場合、各回転可能な本体５７６は、角度の制限なく自由に回転することができる。しかしながら、回転可能な本体５７６が器具側面５７２の方向に軸方向に動く際、タブ５８４（回転可能な本体５７６から径方向に延びる）が浮動プレート上の回り止めと横方向に係合することによって各回転可能な本体５７６のそれらの軸を中心とした角度回転が制限される。このような限定された回転を利用することで、ピン５８６が開口部５９０と整列する（及び開口部内に滑り込む）までロボットシステムの対応する器具ホルダ部分５８８の駆動ピン５８６が回転可能な本体５７６を制限された回転位置にまで押すことで、駆動ピン５８６と回転可能な本体５７６とを駆動可能に係合する助けとなりうる。

回転可能な本体５７６の器具側面５７２上の開口部５９０とホルダ側面５７４上の開口部５９０とは、器具取り付け部５５８の被駆動要素５６４（図１８、２８）を、器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と正確に整列させるように構成されている。被駆動要素５６４の内側及び外側ピン５６６に関して上に述べたように、開口部５９０は、アラインメントがその目的とする位置から３３度とはならないように、それぞれの回転可能な本体５７６上の回転軸から異なる距離にある。更に、開口部５９０のそれぞれは、ピン５６６を外周方向に緊密に受容するようにわずかに径方向に細長くすることができる。これにより、ピン５６６は開口部５９０内で径方向に摺動可能となっており、器具５２２と器具ホルダ５８８との間の一定の軸方向のミスアラインメントが調整される一方で、駆動要素と被駆動要素との間の角度のミスアライメント及びバックラッシュが最小に抑えられる。図３１にもっとも分かりやすく示されるように、器具側面５７２上の開口部５９０は、ホルダ側面５７４上の開口部５９０（破線で示される）と約９０度オフセットしうる。

異なる実施形態は、アダプタ５６８のホルダ側面５７４上に配置された電気的コネクタピン５７０のアレイを更に含んでもよく、アダプタ５６８の器具側面５７２は、器具取り付け部５５８からのピンアレイ（図示せず）を受容するためのスロット５９４（図２１）を含んでもよい。外科用器具５２２、５２３と器具ホルダ５８８との間で電気信号を送信する以外に、これらの電気的接続の少なくとも一部をアダプタ５６８の回路基板によってアダプタ記憶装置５９６（図２０）と接続することができる。

取り外し可能なラッチ機構５９８を利用してアダプタ５６８を器具ホルダ５８８に着脱可能に取り付けることができる。本明細書で使用するところの「器具駆動アセンブリ」なる用語は、ロボットシステムとの関連で使用される場合、アダプタ５６８及び器具ホルダ５８８の異なる実施形態を少なくとも包含し、図１７において５４６として一般的に示されている。例えば、図１７に見られるように、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８に設けられた対応するクレバススロット６０２内に受容されるようなサイズの第１のラッチピン機構６００を有しうる。更に、器具ホルダ５８８は、アダプタ５６８の対応するラッチクレバス６０６内に保持されるようなサイズの第２のラッチピン６０４を更に有しうる。図２０を参照されたい。少なくとも１つの形態では、ラッチアセンブリ６０８はアダプタ５６８上に運動可能に支持され、ラッチピン６００がそれぞれのラッチクレバス６０６内に保持される第１のラッチ位置と、第２のラッチピン６０４がラッチクレバス６０６内に入るか又はそこから外れることができるラッチ解除位置との間で付勢可能である。ラッチアセンブリは、１乃至複数のばね（図示せず）を用いてラッチ位置に付勢される。アダプタ５６８の器具側面５７２上のリップが器具取り付けハウジング５８２の横方向に延びるタブを摺動可能に受容することができる。

説明のように、被駆動要素５６４は、駆動要素５９２の回転運動が、対応する被駆動要素５６４の回転運動を生じさせるように、器具ホルダ５８８の駆動要素５９２と整列させることができる。駆動要素５９２及び被駆動要素５６４の回転は、例えば、コントローラ５０８を介して臨床医５０２から受信した命令に応じて、ロボットアーム６１２を介して電子的に制御することができる。器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転を外科用器具５２２、５２３の運動に変換することができる。

図２２〜２４は、被駆動要素５６４の運動を外科用器具５２２の運動に変換する構成要素を示す器具取り付け部の１つの例示的な実施形態を示す。図２２〜２４は、その遠位端に外科用エンドエフェクタ６１０を有する、シャフト５３８を有する器具取り付け部を示す。エンドエフェクタ６１０は、患者に手術作業を行う任意の好適な種類のエンドエフェクタとすることができる。例えば、エンドエフェクタは、手術部位にある組織に超音波エネルギーを提供するよう構成することができる。シャフト５３８は、器具取り付け部５５８に回転可能に連結することができ、シャフト５３８のカプラ６５０にて上部シャフトホルダ６４６及び下部シャフトホルダ６４８によって固定される。

１つの例示的な実施形態では、器具取り付け部５５８は、様々な被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の回転、シャフト（例えば、関節）の軸に沿う部材の差動並進、及びシャフト５３８（例えば、５５５、オーバーチューブ、及び／又は他の構成要素など、組織切除要素の伸長及び格納用）の軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進に変換する機構を備える。１つの例示的な実施形態では、回転可能な本体６１２（例えば、回転可能なスプール）が被駆動要素５６４に連結される。回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４と一体に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転可能な本体６１２は、被駆動要素５６４を駆動することで回転可能な本体６１２の回転が生じるように回転可能な本体６１２と被駆動要素５６４が固定式に連結されるのであれば、被駆動要素５６４とは別に形成されうる。回転可能な本体６１２のそれぞれは、シャフトの関節運動及び回転、クランプジョーの開閉、並びにナイフの作動をもたらすように、ギアトレーン又はギア機構に連結される。

１つの例示的な実施形態では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う２つ又はそれ以上の部材の差動並進を生じさせる機構を備える。図２２〜２４に示される例では、この運動は関節ジョイント５５６の操作に使用される。示された実施形態では、例えば、器具取り付け部５５８はラックピニオンギア機構を備えて、差動並進、したがってシャフト関節機能を提供する。１つの例示的な実施形態では、ラックピニオンギア機構は、対応する被駆動要素５６４の回転によって第１のピニオンギア６１４が回転されるように、回転可能な本体６１２に連結された第１のピニオンギア６１４を備える。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１のピニオンギア６１４との間に設けられる。第１のピニオンギア６１４は、シャフトアセンブリ５３８の関節区間５５６の関節運動を左方向６２０Ｌに制御するために、第１のラックギア６１８に噛み合わされて第１のピニオンギア６１４の回転運動を第１のラックギア６１８の直線運動に変換する。第１のラックギア６１８は、第１のラックギア６１８が遠位方向に直線運動することによってシャフトアセンブリ５３８の関節区間５５６が左方向６２０Ｌに関節運動されるように、第１の関節バンド６２２（図２２）に取り付けられている。対応する被駆動要素５６４の回転によって第２のピニオンギア６２６が回転するように、第２のピニオンギア６２６は別の回転可能な本体６１２に連結される。軸受け６１６が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第２のピニオンギア６２６との間に設けられる。第２のピニオンギア６２６は、関節区間５５６の関節運動を右方向６２０Ｒに制御するために、第２のラックギア６２８に噛み合わされて第２のピニオンギア６２６の回転運動を第２のラックギア６２８の直線運動に変換する。第２のラックギア６２８は、第２のラックギア６２８が遠位方向に直線運動することによってシャフトアセンブリ５３８の関節区間５５６を右方向６２０Ｒに関節運動させるように、第２の関節バンド６２４（図２３）に取り付けられている。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギアとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギアの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

１つの例示的な実施形態では、器具取り付け部５５８は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転運動に変換する機構を更に備える。例えば、回転運動はシャフト５３８自体の回転としてもよい。示された実施形態では、回転可能な本体６１２に連結された第１の螺旋状ウォームギア６３０と、シャフトアセンブリ５３８に連結された第２の螺旋状ウォームギア６３２とが備えられている。軸受け６１６（図１７）が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギア６３０との間に設けられる。第１の螺旋状ウォームギア６３０は第２の螺旋状ウォームギア６３２に噛み合わされており、これらはシャフトアセンブリ５３８及び／又は、長手方向の回転が望まれる器具５２２、５２３の別の構成要素に連結されうる。回転は、第１及び第２の螺旋状ウォームギア６３０、６３２の回転方向に基づいて、時計回り方向（ＣＷ：clockwise）及び反時計回り方向（ＣＣＷ：counter-clockwise）に生じさせてもよい。したがって、第１の軸を中心とする第１の螺旋状ウォームギア６３０の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第２の螺旋状ウォームギア６３２の回転に変換される。図２２〜２３に示すように、例えば、第２の螺旋状ウォームギア６３２が時計回りに回転すると、結果として、シャフトアセンブリ５３８が６３４ＣＷで示す方向に時計回りに回転することになる。第２の螺旋状ウォームギア６３２が反時計回りに回転すると、結果として、シャフトアセンブリ５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギアとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギアの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてよい。

１つの例示的な実施形態では、器具取り付け部５５８は、シャフト５３８の軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する機構を備える。そのような並進は、例えば、５５５などの組織切断要素の駆動、閉鎖用オーバーチューブの駆動、及び／又はエンドエフェクタ６１０の関節運動、等に使用することができる。示された実施形態では、例えば、ラックピニオンギア機構が往復並進を提供しうる。第１のギア６３６は回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第１のギア６３６が第１の方向に回転されるようになっている。第２のギア６３８が、器具取り付けプレート５６２に形成されたポスト６４０を中心として自在に回転する。第１のギア６３６は第２のギア６３８に噛み合わされており、そのため、第２のギア６３８が、第１のギア６３６とは反対の方向に回転するようになっている。１つの例示的な実施形態では、第２のギア６３８は、直線方向に移動するラックギア６４２に噛み合わされるピニオンギアである。ラックギア６４２は、ラックギア６４２の遠位方向及び近位方向に変換することができる変換ブロック６４４に連結されている。変換ブロック６４４はシャフトアセンブリ５３８及び／又はエンドエフェクタ６１０の任意の好適な構成要素に連結されてもよく、それにより往復の長手方向の運動を提供する。例えば、変換ブロック６４４は、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５に機械的に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、変換ブロック６４４は、オーバーチューブ又はエンドエフェクタ６１０若しくはシャフト５３８の他の構成要素に連結されてもよい。

図２５〜２７は、被駆動要素５６４の回転をシャフト５３８の軸を中心とする回転運動に変換する代替的な機構例、及びシャフト５３８の軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。代替的な回転機構をここで参照すると、第１の螺旋状ウォームギア６５２は、第３の螺旋状ウォームギア６５６に連結される第２の螺旋状ウォームギア６５４に連結される。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定されうる場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられうる。第１の螺旋状ウォームギア６５２は回転可能な本体６１２に連結されている。第３の螺旋状ウォームギア６５６は、シャフトアセンブリ５３８に連結された第４の螺旋状ウォームギア６５８に噛み合わされている。軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第１の螺旋状ウォームギア７３８との間に設けられる。別の軸受け７６０が回転可能な本体６１２に連結され、被駆動要素５６４と第３の螺旋状ウォームギア６５２との間に設けられる。第３の螺旋状ウォームギア６５２は第４の螺旋状ウォームギア６５８に噛み合わされており、これは、シャフトアセンブリ５３８及び／又は長手方向への回転が望まれる器具５２２の別の構成要素に連結されうる。回転は、螺旋状ウォームギア６５６、６５８の回転方向に基づいて時計回り及び反時計回り方向に生じうる。したがって、第１の軸を中心とする第３の螺旋状ウォームギア６５６の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とする第４の螺旋状ウォームギア６５８の回転に変換される。図２６及び２７に示されるように、例えば、第４の螺旋状ウォームギア６５８はシャフト５３８に連結され、第４の螺旋状ウォームギア６５８の時計回りの回転は結果として、６３４ＣＷで示す方向にシャフトアセンブリ５３８の時計回りの回転を引き起こす。第４の螺旋状ウォームギア６５８が反時計回りに回転すると、結果として、シャフトアセンブリ５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギアとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギアの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてもよい。

シャフト５３８の軸に沿う１つ又はそれ以上の部材の往復並進を生成する代替的な機構例をここで参照すると、器具取り付け部５５８はラックピニオンギア機構を備え、シャフト５３８の軸に沿う往復並進を提供する（例えば、ＲＦ外科用装置５２３の組織切断要素５５５の並進）。１つの例示的な実施形態では、第３のピニオンギア６６０が回転可能な本体６１２に連結されており、対応する被駆動要素５６４が回転することによって第３のピニオンギア６６０が第１の方向に回転されるようになっている。第３のピニオンギア６６０は、直線方向に移動するラックギア６６２に噛み合わされる。ラックギア６６２は、変換ブロック６６４に連結される。変換ブロック６６４は、例えば、ＲＦ外科用装置の組織切断要素５５５及び／又はオーバーチューブ若しくは長手方向に並進されることが望まれる他の構成要素などの装置５２２、５２３の構成要素に連結されうる。

図２８〜３２は、被駆動要素５６４の回転を、シャフト５３８の軸を中心とする回転運動に変換する別の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。図２８〜３２では、シャフト５３８は、カプラ６７６及びブッシュ６７８を介して取り付け部５５８の残りの部分と連結されている。回転可能な本体６１２に連結された第１のギア６６６と、第１及び第２の開口部６７２を備える固定ポスト６６８と、シャフトアセンブリに連結された第１及び第２の回転可能なピン６７４と、ケーブル６７０（又はロープ）とを備える。ケーブルは回転可能な本体６１２に巻き付けられる。ケーブル６７０の一方の端部は、固定ポスト６６８の上部開口部６７２を通って配置され、上部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。ケーブル６７０のもう一方の端部は、固定ポスト６６８の下部開口部６７２を通って配置され、下部の回転可能なピン６７４に固定式に連結されている。既存のロボットシステム１０００との互換性を維持すること及び／又は空間が限定されうる場所を含め、様々な理由により、そのような配列が設けられている。したがって、回転可能な本体６１２が回転することによって、シャフトアセンブリ５３８を中心とする、回転可能な本体６１２の回転方向（例えば、シャフト５３８自体の回転）に基づいて時計回り及び反時計回り方向に回転が引き起こされる。したがって、第１の軸を中心とする回転可能な本体６１２の回転が、第１の軸に対して直角をなす第２の軸を中心とするシャフトアセンブリ５３８の回転に変換される。図２８〜２９に示されるように−、例えば、回転可能な本体６１２が時計回りに回転すると、結果として、シャフトアセンブリ５３８が６３４ＣＷで示す方向に時計回りに回転することになる。回転可能な本体６１２が反時計回りに回転すると、結果として、シャフトアセンブリ５３８が６３４ＣＣＷで示す方向に反時計回りに回転することになる。更なる軸受けが回転可能な本体とそれに対応するギアとの間に設けられてもよい。例えば、装着を支持及び安定化し、シャフトとギアの回転摩擦を低減するために、任意の好適な軸受けが設けられてもよい。

図３３〜４６Ａは、シャフト５３８の軸に沿う部材の差動並進用（例えば、関節用）の代替的な機構例を示す器具取り付け部５５８の代替的な実施形態を示す。例えば、図３３〜３６Ａに示されるように、器具取り付け部５５８は、ダブルカム機構６８０を備え、シャフト関節機能を提供する。１つの例示的な実施形態では、ダブルカム機構６８０は第１及び第２のカム部分６８０Ａ、６８０Ｂを備える。第１及び第２の従動アーム６８２、６８４が、対応するピボットスプール６８６に旋回可能に連結される。ダブルカム機構６８０に連結された回転可能な本体６１２が回転するとき、第１のカム部分６８０Ａは第１の従動アーム６８２に作用し、第２のカム部分６８０Ｂは第２の従動アーム６８４に作用する。カム機構６８０が回転するとき、従動アーム６８２、６８４はピボットスプール６８６を中心として旋回する。第１の従動アーム６８２は、差動並進される第１の部材に取り付けられることができる（例えば、第１の関節バンド６２２）。第２の従動アーム６８４は、差動並進される第２の部材に取り付けられる（例えば、第２の関節バンド６２４）。上部カム部分６８０Ａが第１の従動アーム６８２に作用するとき、第１及び第２の部材は差動並進する。第１及び第２の部材がそれぞれ関節バンド６２２及び６２４である例示的な実施形態では、シャフトアセンブリ５３８は左方向６２０Ｌに関節運動する。下部カム部分６８０Ｂが第２の従動アーム６８４に作用するとき、シャフトアセンブリ５３８は右方向６２０Ｒに関節運動する。いくつかの例示的な実施形態では、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の関節位置に影響を与えることなくシャフトの回転を可能にするために、２つの別々のブッシュ６８８、６９０が、それぞれ第１及び第２の従動アーム６８２、６８４の下方に装着される。関節運動のために、これらのブッシュは、ジョー９０２の回転位置に影響を及ぼすことなく第１及び第２の従動アーム６８２、６８４と共に往復する。図３６Ａは、第１及び第２のカム部分６８０Ｂ、６８０Ｂを含めて、ブッシュ６８８、６９０及び二重カムアセンブリ６８０を示しており、第１及び第２の従動アーム６８２、６８４はより詳細でかつ明確な図を提示するために取り除かれている。

異なる実施形態において、器具取り付け部５８８は、電子部品を駆動し、所望の超音波及び／又はＲＦ周波数信号を外科用ツールに与えるための内部エネルギー源を更に含むことができる。図３６Ｂ〜３６Ｃは、内部電源及びエネルギー源を含むツール取り付け部５５８’の１つの実施形態を示す。例えば、ツール取り付け部５５８’を利用して取り付けられた外科用器具（例えば、器具５２２）は、外部の発生器又は他の電源と接続される必要がない。その代わりに本明細書に述べられる発生器２０の機能は、取り付け部５５８上で実行することができる。

図３６Ｂ〜３６Ｃに示されるように、器具取り付け部５５８’は遠位部７０２を有することができる。遠位部７０２は、本明細書で上記に述べたように、例えば、駆動要素６１２の回転を様々な外科用器具５２２のエンドエフェクタと連動させる様々な機構を有することができる。遠位部７０２の近位において、器具取り付け部５５８’は、内部直流（ＤＣ）エネルギー源並びに内部駆動及び制御回路７０４を備える。図に示される実施形態では、エネルギー源は第１及び第２のバッテリ７０６、７０８からなる。他の点では、ツール取り付け部５５８’は、本明細書で上記に述べたツール取り付け部５５８の様々な実施形態と同様である。制御回路７０４は、発生器２０に関して上記に述べたものと同様の要領で動作することができる。例えば、制御回路７０４は、発生器２０に関して上記に述べたものと同様の要領で、超音波及び／又は電気外科駆動信号を与えることができる。

図３７〜３８は、遠位に配置されたジョーアセンブリ１００３を有する外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態を示している。遠位部分１０００は、超音波ブレード１０１４、及び長手方向軸１００２に沿って延びるシャフト１００４を更に有している。シャフト１００４の遠位部に連結されたＵ字継手１００６が、ジョーアセンブリ１００３を旋回可能に受容している。例えば、ジョーアセンブリ１００３の手首部材１００８を、第１の軸すなわち手首旋回軸１０１８を中心としてＵ字継手１０１８と旋回可能に連結することができる。手首旋回軸１０１８を中心としたジョーアセンブリ１００３の旋回により、ジョーアセンブリ１００３は矢印１０２２によって示される方向に旋回する。手首部材１００８は、任意の適当な旋回可能なコネクタ又はコネクタアセンブリを用いてＵ字継手１００６と連結することができる。例えば、特定の実施形態では、手首部材１００８は、Ｕ字継手１００６によって画定される穴１０１３内に嵌まるピン１０１１によってＵ字継手１００６と連結することができる。

第１及び第２のジョー部材１０１０、１０１２が、手首部材１００８と旋回可能に連結され、第２の軸すなわちジョー旋回軸１０１６を中心として旋回するように構成されている。ジョー旋回軸１０１６を中心としたジョー部材１０１０、１０１２の旋回により、各ジョー部材１０１０、１０１２は矢印１０２０によって示される方向に旋回する。ジョー部材１０１０、１０１２は、互いに対して相対的に、また絶対的にジョー旋回軸１０１６を中心として旋回可能である。例えば、ジョー部材１０１０、１０１２は、ジョー部材１０１０、１０１２が図３７に示されるように互いから分離した開位置から、ジョー部材１０１０、１０１２が互いに対してほぼ平行となる（場合により互いに接触する）閉位置へと互いに対して旋回することができる。例えば、ジョー部材１０１０、１０１２が閉位置にあるか又は閉位置の近くにある場合にジョー部材１０１０、１０１２の間に組織をつかむことができる。特定の実施形態では、ジョー部材１０１０、１０１２の一方又は両方が、ジョー旋回軸１０１６を中心として絶対的に旋回する。これにより、ジョーアセンブリ１００３の全体的な向きは、軸１０１６を中心として旋回することが可能である（図３７に示される向きで左から右に）。

図３９は、図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態の正面図である。図３９では、制御ラインを通すための異なる制御プーリ１０２６、１０２８、１０３０、１０３２がＵ字継手１００６の開口部１０３１、１０３２とともに示されている。異なる制御ライン及び制御プーリの更なる詳細については下記に説明する。図３９には、ジョー部材１０１０、１０１２の更なる詳細についても示されている。例えば、図３９に示される実施形態では、ジョー部材１０１０、１０１２は歯列１０２４を画定している。特定の実施形態では、歯列１０２４は、ジョー部材１０１０、１０１２が互いに対して閉位置にある場合に噛み合う。しかしながら他の実施形態では、歯列１０２４は、ジョー部材１０１０、１０１２が互いに対して閉位置にある場合に噛み合わない。

図４０〜４１は、本明細書で上記に述べたシステム５００のようなロボット外科システムと使用するための器具取り付け部１０３４と連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態を示している。シャフト１００４は、器具取り付け部１０３４と連結することができる。基部取り付け部１０３４は、超音波ブレード１０１４を作動し、ジョーアセンブリ１００３を関節運動させ、特定の実施形態では、例えば、本明細書において下記に述べるように、超音波ブレード１０１４を収縮及び伸長するための様々な機構及びインターフェースを有しうる。

図４２〜４４は、更なる制御機構を示す、図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態を示している。ジョー部材１０１０、１０１２のそれぞれは、ジョー旋回軸１０１６上に中心を置くプーリ１０４１、１０４３をそれぞれ有している。プーリ１０４１、１０４３の回転により、ジョー部材１０１０、１０１２のそれぞれが対応して旋回運動を行うことができる。プーリ１０４１、１０４３の回転（及びジョー部材１０１０、１０１２の対応する旋回運動）は、制御ライン１０３８、１０４０、１０４８、１０５０を用いて行うことができる。例えば、制御ライン１０４０がプーリ１０４３と連結されるか、かつ／又はその周囲に巻回されることにより、制御ライン１０４０の近位方向への並進運動によってジョー部材１０１２が、制御ライン１０４０の方向にジョー旋回軸１０１６を中心として旋回することができる（図４２〜４３に示される斜視図においてページから出る方向）。ジョー部材１０１２の逆方向への旋回運動（例えば、図４２〜４３に示される斜視図においてページに入り込む方向）は、やはりプーリ１０４３と連結かつ／又はその周囲に巻回された制御ライン１０４８を使用して作動させることができる。制御ライン１０４８の近位方向への並進運動によって、ジョー部材１０１２は制御ライン１０４８の方向に旋回することができる。制御ライン１０４８がプーリ１０４３と連結される際、制御ライン１０４８は、制御ライン１０４０がプーリ１０４３と連結される位置とほぼ反対の位置に連結することができる。また、特定の実施形態では、制御ライン１０４８、１０４０は、プーリ１０４３の周囲に巻回された１本のケーブルの両端であってもよい。

同様に、制御ライン１０３８が、プーリ１０４１と連結されるか、かつ／又はその周囲に巻回されることにより、制御ライン１０３８の近位方向への並進運動によってジョー部材１０１０が制御ライン１０３８の方向にジョー旋回軸１０１６を中心として旋回することができる（例えば、やはり図４２〜４３に示される斜視図においてページから出る方向）。制御ライン１０５０が、プーリ１０４１と連結されるか、かつ／又はその周囲に巻回されることにより、制御ライン１０５０の近位方向への並進運動によってジョー部材１０１０は制御ライン１０５０の方向にジョー旋回軸を中心として旋回することができる（例えば、図４２〜４３に示される斜視図においてページに入り込む方向）。制御ライン１０３８、１０５０はプーリ１０４１と別々に連結することができ、又は特定の実施形態では、プーリ１０４１の周囲に巻回された１本のケーブル又は他のラインの別々の端部であってもよい。ジョーアセンブリ１００３が旋回軸１０１８を中心として旋回する際、プーリ１０４１、１０４３に対する制御ライン１０３８、１０４０、１０４８、１０５０の向きが変化しうる点は認識されるであろう。

各制御ラインが張り詰めるか、かつ／又はプーリ１０４１、１０４３から外れることを防止するには、シャフト１００４までの制御ライン１０３８、１０４０、１０４８、１０５０の経路を定めるための異なるアイドラローラ１０２６、１０２８、１０３６、１０４２、１０４６、１０４４、１０３０、１０３２（図３９）を含めることができる。また、特定の実施形態では、各制御ラインは、Ｕ字継手１００６の穴を介してシャフト１００４までの経路を定めることができる。図３９は、それぞれケーブル１０４８、１０５０によって利用することができる例示的な穴１０３１、１０３２を示している。

手首部材１００８（及びこれによるジョーアセンブリ１００３）の旋回運動は、各制御ラインを用いて作動させることもできる。例えば、図４２及び４４を参照すると、制御ライン１０５２が、手首旋回軸１０１８からオフセットした位置にある手首部材１００８と連結されている様子を見ることができる。制御ライン１０５２の近位方向への並進運動により、ジョーアセンブリ１００３が超音波ブレード１０１４から離れる方向に、例えば、図４２に示される斜視図において上方に、かつ図４４に示される斜視図においてページから出る方向に引かれうる。同様の制御ライン１０５３を手首部材１００８の下部に連結することができ、これにより、制御ライン１０５３の近位方向への並進運動によって、ジョーアセンブリ１００３が超音波ブレード１０１４に向かって旋回する（例えば図４２の斜視図において下方、かつ図４４の斜視図においてページに入り込む方向）。特定の実施形態では、制御ライン１０５２、１０５３は、手首部材１００８を通して巻きつけられ、手首部材１００８と連結された１本のケーブル又は制御ラインの両端であってもよい。また、特定の実施形態では、制御ライン１０５３は省略してもよい。超音波ブレード１０１４に向かう方向へのジョーアセンブリ１００３の旋回運動は、制御部材１０５２の遠位方向への並進運動によって生じさせることができる。

異なる制御ライン１０３８、１０４０、１０４８、１０５０、１０５２、１０５３は、シャフト１００４を通って近位方向に延び、そこで本明細書に述べられる器具取り付け部１０３４のようなロボット外科システムのハンドル又は器具取り付け部において作動させることができる。上記に述べたように、制御ラインのペア（１０３８／１０５０、１０４０／１０４８、１０５２、１０５３）の差動並進運動によって、ジョーアセンブリ１００３の異なる構成要素の関節運動を生じさせることができる。各制御ラインの差動並進運動は、例えば、上記に述べたような任意の適当な手動的及び／又は自動的方法で生じさせることができる。

図４５Ａは、図３７〜３８の外科用器具の異なる制御ラインを作動させるための例示的な機構を示した、器具取り付け部１０３４の１つの実施形態を示している。異なる制御ライン１０３８、１０４０、１０４８、１０５０、１０５２、１０５３は、シャフト１００４を通って近位方向に延び、器具取り付け部１０３４に入り込んでいる。異なる制御ラインは、ルータ１０５６により、上記に述べたような回転体に取り付けられた異なるスプール１０３９、１０４１、１０４３へと経路が定められている。図４５Ｂは、ルータ１０５６の１つの実施形態の側面図を示している。例えば、図４５Ｂに示されるルータ１０５６は、異なる制御ラインを受容し、経路を定めるための複数の溝１０５８を有している。例えばルータが経路を定めるように構成された制御ラインの数に基づいて、これよりも多いか又は少ない数の溝をルータ１０５６に設けることができる。

再び図４５Ａを参照すると、特定の実施形態では、制御ライン１０３８及び１０５０はスプール１０３９へと経路づけることができる。図に示された構成に従って、スプール１０３９の時計回りの回転により、制御ライン１０３８の近位方向への並進運動及び制御ライン１０５０の遠位方向への並進運動が生じる。上記に述べたように、これにより、ジョー部材１０１０が、図４４の斜視図において左に、図４２〜４３の斜視図においてページの外に、ジョー旋回軸１０１６を中心として旋回することができる。スプール１０３９の反時計回りの回転により、制御ライン１０３８の遠位方向への並進運動及び制御ライン１０５０の近位方向への並進運動が生じる。上記に述べたように、これにより、ジョー部材１０１０は、図４４の斜視図において右に、図４２〜４３の斜視図においてページに入り込む方向に、ジョー旋回軸１０１６を中心として旋回することができる。制御ライン１０４０及び１０４８はスプール１０３９へと経路づけることができる。スプール１０４１の時計回り及び反時計回りの回転によって、制御ライン１０４０及び１０４８を差動的に並進運動させることができ、これによりジョー部材１０１２は、上記に述べたジョー部材１０１０と同様、ジョー旋回軸１０１６を中心として旋回する。制御ライン１０５２及び１０５３は、スプール１０４３と同様に連結されることにより、スプール１０４３が時計回り及び反時計回りに回転する際の手首旋回軸１０１６を中心としたジョーアセンブリ１００３の旋回運動を制御することができる。

異なる実施形態に基づけば、図３７〜３８の外科用器具には、収縮可能な超音波ブレード１０１４を設けることができる。例えば、超音波ブレード１０１４は、シャフト１００４及び／又はＵ字継手１００６の内部に部分的又は完全に位置するように近位方向に収縮可能である。これにより、手首旋回軸１０１８を中心としたジョーアセンブリ１００３の運動範囲を大きくすることができる。図４６〜４７は、収縮可能な超音波ブレード１０１４を有する図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態を示している。次に図４６を参照すると、ブレード１０１４は、シャフト１００４内部に矢印１０６０によって示される近位方向に収縮している様子が示されている。図に見られるように、これにより、手首旋回軸１０１８を中心として旋回するジョーアセンブリ１００３の運動範囲が大きくなる。例えば、図４６に示されるように、ジョーアセンブリ１００３は、超音波ブレード１０１４と接触していたであろう位置へ、更にその位置を超えて旋回することができる。これにより、ジョーアセンブリ１００３が組織をつかむことができる範囲が大きくなりうる。使用時には、ジョーアセンブリ１００３は、図４６に示される位置にまで旋回した状態で組織をつかむことができる。この後、ジョーアセンブリ１００３が図４７に示される位置に、かつ／又はその位置を超えて戻る方向に旋回することにより、ブレード１０１４が遠位方向に延びてつかまれた組織に作用することができる。

超音波ブレード１０１４は、シャフト１００４を通って、上記に述べたトランスデューサ１６などの超音波トランスデューサにまで近位方向に延びうる超音波導波管１０５８と連結することができる。特定の実施形態では、超音波ブレード１０１４の並進運動は、ブレード１０１４、導波管１０５８、及びトランスデューサアセンブリの並進運動によって生じさせることができる。図４８は、超音波ブレード１０１４を伸長及び収縮させるように構成されたロボット外科システムの器具取り付け部１０３４と連結された図３８〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の１つの実施形態を示している。図に示されるように、導波管１０５８は、器具取り付け部１０３４からシャフト１００４を通って器具取り付け部にまで近位方向に延び、そこで器具取り付け部１０３４内に位置する超音波トランスデューサアセンブリ１０６４と連結される。ラックギア１０６２が導波管１０５８に連結され、器具取り付け部１０３４の回転体６１２の１つに連結された丸ギアと噛み合うように配置することができる。例えば、図４５は、ギア１０４７と連結されたラックギア１０６２を示しており、ギア１０４７は回転体６１２とともに回転するギア１０４５と連結されている。回転体６１２の交互の回転により、それぞれのギア１０４５、１０４７が回転し、これによりラックギア１０６２の遠位方向及び近位方向への並進運動が生じる。ラックギア１０６２は導波管１０５８と連結されているため、ラックギア１０６２の遠位方向及び近位方向の並進運動によって導波管１０５８、ブレード１０１４、及びトランスデューサ１０６４の遠位方向及び近位方向への並進運動も生じうる。

図４８に示される実施形態では、トランスデューサ１０６４は器具取り付け部１０３４の内部に配置されている。可撓性／伸張性ケーブル１０６６をトランスデューサ１０６４、及びひいては外部ケーブル１０６７と連結することができる。トランスデューサが導波管１０５８及びブレード１０１４とともに遠位方向及び近位方向に並進運動する際、ケーブル１０６６は交互に緩んだり張り詰めることにより、外部ケーブル１０６７との連結が維持される。図４９は、外部トランスデューサ１０７０を有するロボット外科システムの器具取り付け部に連結された図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の代替的な１つの実施形態を示している。図に示されるように、トランスデューサは、器具取り付け部１０３４を超えて延びている。図４９には、導波管１０５８、ブレード１０１４（図４９には示されていない）、及びトランスデューサ１０７０を近位方向及び遠位方向に並進運動させるように動作する（回転部材６１２の１つとともに）、導波管１０５８と連結されたトラックギア１０６２も示されている。図５０は、図４９に示されるような図３７〜３８の外科用器具の遠位部分１０００の更なる図を示している。

図５１は、クランプパッド１０７２を備えるジョーアセンブリ１００３の１つの実施形態を示している。クランプパッド１０７２は、手首部材１００８の少なくとも１つの面及び／又はジョー部材１０１０、１０１２の一方と連結された１以上の構成要素を備えてもよい。例えば、図５１は、超音波ブレード１０１４の方向に向けられた手首部材１００８の面１０７４及び超音波ブレード１０１４の方向に向けられたジョー部材１０１２の面１０７６を示している。これらの面の１つ以上をクランプパッド１０７２と連結することができる。クランプパッド１０７２は、本明細書に述べられるクランプアームアセンブリ６４と同様のものであってもよい。例えば、クランプパッド１０７２は、ブレード１０１４の動作に大きく影響することなく、超音波ブレード１０１４と物理的に接触するように構成することができる。これにより、臨床医は、ジョーアセンブリ１００３を使用して、クランプアームアセンブリ６４に関して上記に述べたのと同様にしてブレード１０１４に組織をクランプ締めすることができる。

図５２〜５５は、ジョーアセンブリ１１００を有する外科用器具の遠位部分１１０１の１つの実施形態を示す。遠位部分１１０１は、シャフト部分１１１０、Ｕ字継手１１０２及び超音波ブレード１１０６を更に備えてもよい。本明細書において上記に述べたように、超音波ブレード１１０６は、図１のトランスデューサ１６などのトランスデューサへと近位方向に延びうる超音波導波管（図５２には示されていない）と機械的に連動しうる。特定の実施形態では、超音波ブレード１１０６は、本明細書において上記に述べたように収縮可能であってもよい。

ジョーアセンブリ１１００は、ジョー部材１１０２及びこれと対向可能なＵ字状ジョー部材１１０４で構成することができる。ジョー部材１１０２、１１０４は、Ｕ字継手１１０２と旋回可能に連結することができ、Ｕ字継手１１０２は更にシャフト１１１０と連結することができる。ジョー部材１１０２、１１０４は、ジョー部材１０１０、１０１２が軸１０１６を中心として別々に旋回可能である上記に述べたのと同様の要領で軸１１０９を中心として別々に旋回可能である。例えば、ジョー部材１１０２、１１０４は、ジョー部材１１０２、１１０４が互いから離れる方向に旋回している開位置へと軸１１０９を中心として別々に旋回することができる。ジョー部材１１０２、１１０４は、ジョー部材１１０２、１１０４が例えば図５３及び５５に示されるように互いに近いか、かつ／又は接触している閉位置へと軸１１０９を中心として別々に旋回することもできる。異なる実施形態では、ジョー部材１１０２、１１０４は、シャフトの長手方向軸１００２に対して異なる角度で開位置又は閉位置のいずれかに位置することができる。例えば、図５２は、長手方向軸１００２から離れる方向に旋回している、開位置にあるジョー部材１１０２、１１０４を示している。図５３は、超音波ブレード１１０６とほぼ平行である、閉位置にあるジョー部材１１０２、１１０４を示している。軸１１０９は、長手方向軸１００２とほぼ平行であってもよい。

異なる実施形態において、ジョー部材１１０２、１１０４を用いて組織を捕捉し、捕捉された組織を超音波ブレード１１０６の方向に誘導して切断及び／又は凝固を行うことができる。例えば、Ｕ字形ジョー部材１１０４は、１対の叉１１０４ａ、１１０４ｂで構成されうる。叉１１０４ａ、１１０４ｂは、それらの間に開口部１１０５を画定することができる。ジョー部材１１０２及び超音波ブレード１１０６をこの開口部と整列させることができる。これにより、ジョー部材１１０２、１１０４は、少なくともジョー部材１１０２が長手方向軸１００２から離れる方向に位置する開位置へと旋回させることによって図５５に示される組織１１１４のような組織を捕捉することができる。特定の実施形態では、ジョー部材１１０２は少なくとも叉１１０４ａ、１１０４ｂの間の開口部１１０５内に嵌まりうる。したがって、ジョー部材１１０２は組織１１１４の一部を開口部１１０５に押し込み、そこでジョー部材１１０２は図５５に示されるように超音波ブレード１１０６と接触して切断及び／又は凝固を行うことができる。

ジョー部材１１０２、１１０４は、任意の適当な要領で制御することができる。例えば、図５６を参照すると、プーリ１１１６を、軸１１０９を中心として配置してジョー部材１１０４と連結することができる。同様のプーリ１１１８を軸１１０９を中心として配置し、ジョー部材１１０６と連結することができる。ケーブル１１２０、１１２２を、プーリ１０４１、１０４３及びケーブル１０３８、１０４０に関して上記に述べたのと同様の要領でそれぞれのプーリ１１０４、１１０６の周囲に連結することができる。ケーブル１１２０の差動運動により、上記に述べたようにジョー部材１１０４が軸１１０９を中心として旋回することができる。同様に、ケーブル１１２０の差動運動により、やはり上記に述べたようにジョー部材１１０４が軸１１０９を中心として旋回することができる。ここで図５４を参照すると、シャフト１１１２はキャビティ１１１５を画定することができる。それぞれのケーブル１１２０、１１２２は、ジョーアセンブリ１１００からキャビティ１１１５を通って近位方向に延びることができる。ケーブル１１２０、１１２２は任意の適当な要領で制御することができる。例えば、各ケーブルは、図４５に示される器具取り付け部と同様の器具取り付け部によって、かつ／又は本明細書において上記に述べたハンドル１２のような手持ち式コントローラによって制御することができる。

非限定的実施形態
異なる実施形態は、エンドエフェクタ、シャフト及びジョーアセンブリを有する外科用器具に関するものである。エンドエフェクタは、長手方向軸とほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを有する。シャフトは、長手方向軸に沿ってエンドエフェクタから近位方向に延びることができる。ジョーアセンブリは、第１及び第２のジョー部材を有することができる。ジョーアセンブリは、長手方向軸に対してほぼ垂直な第１の軸を中心として、第１及び第２のジョー部材が超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置から第２の位置へと旋回することができる。更に、第１及び第２のジョー部材は、前記第１の軸に対してほぼ垂直な第２の軸を中心として旋回可能であってもよい。

特定の実施形態では、ジョーアセンブリは、手首部材、第１のジョー部材、及び第２のジョー部材を含む。手首部材は、長手方向軸に対してほぼ垂直な手首旋回軸を中心として、手首部材が超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置から、手首部材が超音波ブレードから離れる方向に旋回された第２の位置へと旋回可能であってよい。第１のジョー部材は、手首部材から遠位方向に延びてもよく、手首部材と旋回可能に連結することができる。第１のジョー部材は、手首旋回軸に対してほぼ垂直なジョー旋回軸を中心として旋回可能であってもよい。第２のジョー部材は、手首部材から遠位方向に延びてよく、やはり手首部材と旋回可能に連結することができる。第２のジョー部材もまた、ジョー旋回軸を中心として旋回可能であってもよい。第１及び第２のジョー部材は、互いに対してジョー旋回軸を中心として、第１及び第２のジョー部材が互いから離れる方向に旋回された開位置から、第１及び第２のジョー部材が互いに近づく方向に旋回された閉位置へと更に旋回可能であってもよい。

本出願人は、それらの全容を参照によってそれぞれ本明細書に援用するところの以下の特許出願も所有するものである。すなわち、
米国特許出願第１３／５３６，２７１号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｍｂｅｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３１ＵＳＮＰ／１２０１３５）、
米国特許出願第１３／５３６，２８８号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ Ｆｅａｔｕｒｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３２ＵＳＮＰ／１２０１３６）、
米国特許出願第１３／５３６，２９５号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｒｏｔａｒｙ Ａｃｔｕａｔａｂｌｅ Ｃｌｏｓｕｒｅ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３４ＵＳＮＰ／１２０１３８）、
米国特許出願第１３／５３６，３２６号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ Ｈａｖｉｎｇ Ａｎｇｌｅｄ Ｔｉｓｓｕｅ−Ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３５ＵＳＮＰ／１２０１３９）、
米国特許出願第１３／５３６，３０３号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３６ＵＳＮＰ／１２０１４０）、
米国特許出願第１３／５３６，３９３号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｊａｗ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３７ＵＳＮＰ／１２０１４１）、
米国特許出願第１３／５３６，３６２号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｍｕｌｔｉ−Ａｘｉｓ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｒｏｔａｔｉｎｇ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１３８ＵＳＮＰ／１２０１４２）、及び
米国特許出願第１３／５３６，４１７号、出願日：２０１２年６月２８日、発明の名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｒｏｔａｒｙ Ｄｒｉｖｅｎ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌｓ」（代理人整理番号：ＥＮＤ７１４９ＵＳＮＰ／１２０１５３）。

「近位」及び「遠位」なる用語は、本明細書の全体を通じて、患者の処置に使用される器具の一端を操作する臨床医を基準として用いられる点は認識されるであろう。「近位」なる用語は、臨床医に最も近い器具の部分を指し、用語「遠位」は、臨床医から最も離れた位置に位置する部分を指す。簡潔にするため、また明確にするために、「垂直」、「水平」、「上」、「下」などの空間に関する用語は、本明細書において、図示した実施形態を基準にして使用されうる点は更に認識されるであろう。しかしながら、外科用器具は、多くの向き及び位置で使用され得、これらの用語は、限定的及び絶対的であることを意図したものではない。

外科用器具及びロボット外科システムの様々な実施形態を本明細書に説明する。本明細書に説明する様々な実施形態を、説明した外科用器具及びロボット外科システムと共に使用することができることが当業者によって理解されよう。説明は例のみに提供されており、開示の実施形態は、本明細書に開示する装置のみに限定されず、任意の互換性のある外科用器具又はロボット外科システムと共に使用することができることが当業者に理解されよう。

本明細書全体を通して、「様々な実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの例示的な実施形態」、又は「実施形態」の参照は、その実施形態との関連において記述されている特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの例示的な実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して複数の場所に出現する「様々な実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、「１つの例示的な実施形態では」、又は「実施形態では」というフレーズは、必ずしも全てが同一の実施形態を指すものではない。更に、１つの例示的な実施形態と関連させて説明又は記述した特定の機構、構造、又は特徴は、無制限に、１つ又はそれ以上の他の実施形態の機構、構造、又は特徴と、全部又は一部が組み合わされてもよい。

いくつかの実施形態の記載により本明細書の様々な実施形態が説明され、説明的実施形態がかなり詳細に記載されているが、出願人には添付された請求範囲をかかる詳細によっていかなる方法によっても制限する意図はない。当業者には更なる効果及び改変が直ちに明らかとなりうる。例えば、開示される実施形態のそれぞれを、内視鏡手術、腹腔鏡手術、及び開腹手術において、目的とする用途を制限することなく使用することができる。

本明細書における図及び説明の少なくともいくらかは、開示を明確に理解するのに関連する要素を示すために簡素化されており、明確にする目的でその他の要素を排除していることを理解すべきである。しかしながら、当業者は、これらの及びその他の要素が望ましい可能性があることを認識するであろう。しかしながら、そのような要素は当該技術分野において周知であり、それらは本開示のよりよい理解を促進しないため、本明細書ではそのような要素についての議論はしない。

幾つかの実施形態を説明してきたが、本開示の利点の幾つか又は全てを習得した当業者は、これらの実施形態に対する様々な修正、変更及び適用を想起することができることは明白である。例えば、各種の実施形態によれば、所与の働きを成し遂げるために、単一の構成要素が複数の構成要素で置き換えられてもよく、また複数の構成要素が単一の構成要素で置き換えられてもよい。本願はしたがって、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲及び趣旨を逸脱することなく、そのようなすべての修正、変更、及び改作を網羅することを意図したものである。

全体又は部分において、本明細書に参照により組み込まれると称されるいずれの特許公報又は他の開示物も、組み込まれた事物が現行の定義、記載、又は本開示に記載されている他の開示物と矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれる。このように及び必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載されている開示は、参照により本明細書に組み込んだ任意の矛盾する事物に取って代わるものとする。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。

〔実施の態様〕
（１） 長手方向軸に対してほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを備えるエンドエフェクタと、
前記長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、
ジョーアセンブリであって、
手首部材であって、前記手首部材が前記超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置から、前記手首部材が前記超音波ブレードから離れる方向に旋回された第２の位置へと、前記長手方向軸に対してほぼ垂直な手首旋回軸を中心として旋回可能な、手首部材と、
前記手首部材から遠位方向に延びて前記手首部材と旋回可能に連結された第１のジョー部材であって、前記手首旋回軸に対してほぼ垂直なジョー旋回軸を中心として旋回可能な、第１のジョー部材と、
前記手首部材から遠位方向に延びて前記手首部材と旋回可能に連結された第２のジョー部材であって、前記ジョー旋回軸を中心として旋回可能な、第２のジョー部材と、を備える、ジョーアセンブリと、を備え、前記第１及び第２のジョー部材が、前記第１及び第２のジョー部材が互いから離れる方向に旋回している開位置から前記第１及び第２のジョー部材が互いに近づく方向に旋回している閉位置へと、互いに対して前記ジョー旋回軸を中心として更に旋回可能である、外科用器具。
（２） 前記第１のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第１及び第２の制御ラインであって、前記第１及び第２の制御ラインの差動並進運動によって、前記第１のジョー部材が前記ジョー旋回軸を中心として旋回する、第１及び第２の制御ラインと、
前記第２のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第３及び第４の制御ラインであって、前記第３及び第４の制御ラインの差動並進運動によって、前記第２のジョー部材が前記ジョー旋回軸を中心として旋回する、第３及び第４の制御ラインと、を更に備える、実施態様１に記載の器具。
（３） 前記第１のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として配置されたプーリを備え、前記第１及び第２の第１のジョー制御ラインが前記プーリの周囲に延びる、実施態様２に記載の器具。
（４） 前記第１及び第２の制御ラインが、前記プーリの周囲に配置された１本の制御ラインの両端である、実施態様３に記載の器具。
（５） 前記第１及び第２のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として、個別に、及び一緒に旋回可能である、実施態様１に記載の器具。

（６） 前記手首部材と連結されて前記シャフトを通って近位方向に延びる第１の手首部材制御ラインを更に備え、前記第１の手首部材制御ラインの近位方向への並進運動が、前記手首部材を前記手首旋回軸を中心として前記第１の手首部材に向かって近位方向に旋回させる、実施態様１に記載の器具。
（７） 前記超音波ブレードが、伸長した位置から収縮した位置へと前記長手方向軸に対して平行な方向に並進運動可能である、実施態様１に記載の器具。
（８） 前記手首旋回軸を中心とした前記手首部材の運動範囲が、前記超音波ブレードが前記収縮した位置にある場合に大きくなる、実施態様１に記載の器具。
（９） 前記手首部材、前記第１のジョー部材、及び前記第２のジョー部材の少なくとも１つが、前記超音波ブレードの方向に向けられた面を画定し、前記面に連結されたクランプパッド材料を更に備える、実施態様１に記載の器具。
（１０） 長手方向軸に対してほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、
前記長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、
第１及び第２のジョー部材を有するジョーアセンブリと、を備え、前記ジョーアセンブリが、前記第１及び第２のジョー部材が前記超音波ブレードに対してほぼ平行となる第１の位置から第２の位置へと、前記長手方向軸に対してほぼ垂直な第１の軸を中心として旋回可能であり、前記第１及び第２のジョー部材が前記第１の軸に対してほぼ垂直な第２の軸を中心として旋回可能である、外科用器具。

（１１） 前記第１及び第２のジョー部材が、前記第１及び第２のジョー部材が互いに対してほぼ平行となる閉位置から開位置へと、前記第２の軸を中心として互いに対して旋回可能である、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１２） 前記ジョーアセンブリが前記第１の軸を中心として旋回可能な手首部材を更に備え、前記第１及び第２のジョー部材が前記第２の軸を中心として前記手首部材に旋回可能に連結されている、実施態様１０に記載の外科用器具。
（１３） 前記第１のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第１及び第２の制御ラインであって、前記第１及び第２の制御ラインの差動並進運動によって、前記第１のジョー部材が前記第２の軸を中心として旋回する、第１及び第２の制御ラインと、
前記第２のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第３及び第４の制御ラインであって、前記第３及び第４の制御ラインの差動並進運動によって、前記第２のジョー部材が前記第２の軸を中心として旋回する、第３及び第４の制御ラインと、を更に備える、実施態様１０に記載の器具。
（１４） 前記第１のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として配置されたプーリを備え、前記第１及び第２の第１のジョー制御ラインが前記プーリの周囲に延びる、実施態様１３に記載の器具。
（１５） 前記第１のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として配置されたプーリを有し、前記第１及び第２の第１のジョー制御ラインが前記プーリの周囲に延びる、実施態様１４に記載の器具。

（１６） 前記第１及び第２のジョー部材が、前記第２の軸を中心として、個別に、及び一緒に旋回可能である、実施態様１０に記載の器具。
（１７） 前記ジョーアセンブリと連結されて前記シャフトを通って近位方向に延びる第１の軸の制御ラインを更に備え、前記第１の軸の制御ラインの近位方向への並進運動が、前記ジョーアセンブリを前記手首旋回軸を中心として前記第１の手首部材に向かって近位方向に旋回させる、実施態様１０に記載の器具。
（１８） 前記超音波ブレードが、伸長した位置から収縮した位置へと前記長手方向軸に対して平行な方向に並進運動可能である、実施態様１０に記載の器具。
（１９） 前記第１の軸を中心とした前記ジョーアセンブリの運動範囲が、前記超音波ブレードが前記収縮した位置にある場合に大きくなる、実施態様１０に記載の器具。
（２０） 前記ジョーアセンブリが前記超音波ブレードの方向に向けられた面を画定し、前記面と連結されたクランプパッド材料を更に備える、実施態様１０に記載の器具。

（２１） 長手方向軸に対してほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、
前記長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、
ジョーアセンブリであって、
前記長手方向軸に対してほぼ垂直な第１の軸を中心として旋回可能な第１のジョー部材と、
前記第１の軸を中心として旋回可能な第２のジョー部材であって、第１及び第２の叉（tines）を画定する、第２のジョー部材と、を備え、前記第１及び第２のジョー部材が、前記第１及び第２のジョー部材が互いから離れる少なくとも１つの開位置から、前記第１及び第２のジョー部材が互いに近づく方向に旋回される少なくとも１つの開位置へと、前記第１の軸を中心として旋回可能であり、前記第１及び第２の叉が、前記第１のジョー部材及び前記超音波ブレードと整列した開口部を画定する、外科用器具。
（２２） 前記第１のジョー部材が、前記第１の軸を中心として配置されたプーリを備え、前記器具が、前記プーリの周囲に配置されて前記第１のジョー部材を前記第１の軸を中心として旋回させる第１のケーブルを更に備える、実施態様２１に記載の外科用器具。
（２３） 前記第２のジョー部材が、前記第１の軸を中心として配置されたプーリを備え、前記器具が、前記プーリの周囲に配置されて前記第２のジョー部材を前記第１の軸を中心として旋回させる第２のケーブルを更に備える、実施態様２１に記載の外科用器具。

Claims (19)

1. 長手方向軸に対してほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを備えるエンドエフェクタと、
   前記長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、
   ジョーアセンブリであって、
   手首部材であって、前記手首部材が前記超音波ブレードとほぼ平行となる第１の位置から、前記手首部材が前記超音波ブレードから離れる方向に旋回された第２の位置へと、前記長手方向軸に対してほぼ垂直な手首旋回軸を中心として旋回可能な、手首部材と、
   前記手首部材から遠位方向に延びて前記手首部材と旋回可能に連結された第１のジョー部材であって、前記手首旋回軸に対してほぼ垂直なジョー旋回軸を中心として旋回可能な、第１のジョー部材と、
   前記手首部材から遠位方向に延びて前記手首部材と旋回可能に連結された第２のジョー部材であって、前記ジョー旋回軸を中心として旋回可能な、第２のジョー部材と、を備える、ジョーアセンブリと、を備え、前記第１及び第２のジョー部材が、前記第１及び第２のジョー部材が互いから離れる方向に旋回している開位置から前記第１及び第２のジョー部材が互いに近づく方向に旋回している閉位置へと、互いに対して前記ジョー旋回軸を中心として更に旋回可能である、外科用器具。
2. 前記第１のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第１及び第２の制御ラインであって、前記第１及び第２の制御ラインの差動並進運動によって、前記第１のジョー部材が前記ジョー旋回軸を中心として旋回する、第１及び第２の制御ラインと、
   前記第２のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第３及び第４の制御ラインであって、前記第３及び第４の制御ラインの差動並進運動によって、前記第２のジョー部材が前記ジョー旋回軸を中心として旋回する、第３及び第４の制御ラインと、を更に備える、請求項１に記載の器具。
3. 前記第１のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として配置されたプーリを備え、前記第１及び第２の第１のジョー制御ラインが前記プーリの周囲に延びる、請求項２に記載の器具。
4. 前記第１及び第２の制御ラインが、前記プーリの周囲に配置された１本の制御ラインの両端である、請求項３に記載の器具。
5. 前記第１及び第２のジョー部材が、前記ジョー旋回軸を中心として、個別に、及び一緒に旋回可能である、請求項１に記載の器具。
6. 前記手首部材と連結されて前記シャフトを通って近位方向に延びる第１の手首部材制御ラインを更に備え、前記第１の手首部材制御ラインの近位方向への並進運動が、前記手首部材を前記手首旋回軸を中心として近位方向に旋回させる、請求項１に記載の器具。
7. 前記超音波ブレードが、伸長した位置から収縮した位置へと前記長手方向軸に対して平行な方向に並進運動可能である、請求項１に記載の器具。
8. 前記超音波ブレードが、伸長した位置から収縮した位置へと前記長手方向軸に対して平行な方向に並進運動可能であり、
   前記手首旋回軸を中心とした前記手首部材の運動範囲が、前記超音波ブレードが前記収縮した位置にある場合に大きくなる、請求項１に記載の器具。
9. 前記手首部材、前記第１のジョー部材、及び前記第２のジョー部材の少なくとも１つが、前記超音波ブレードの方向に向けられた面を画定し、前記面に連結されたクランプパッド材料を更に備える、請求項１に記載の器具。
10. 長手方向軸に対してほぼ平行に遠位方向に延びる超音波ブレードを有するエンドエフェクタと、
    前記長手方向軸に沿って前記エンドエフェクタから近位方向に延びるシャフトと、
    第１及び第２のジョー部材を有するジョーアセンブリと、を備え、前記ジョーアセンブリが、前記第１及び第２のジョー部材が前記超音波ブレードに対してほぼ平行となる第１の位置から第２の位置へと、前記長手方向軸に対してほぼ垂直な第１の軸を中心として旋回可能であり、前記第１及び第２のジョー部材が前記第１の軸に対してほぼ垂直な第２の軸を中心として旋回可能である、外科用器具。
11. 前記第１及び第２のジョー部材が、前記第１及び第２のジョー部材が互いに対してほぼ平行となる閉位置から開位置へと、前記第２の軸を中心として互いに対して旋回可能である、請求項１０に記載の外科用器具。
12. 前記ジョーアセンブリが前記第１の軸を中心として旋回可能な手首部材を更に備え、前記第１及び第２のジョー部材が前記第２の軸を中心として前記手首部材に旋回可能に連結されている、請求項１０に記載の外科用器具。
13. 前記第１のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第１及び第２の制御ラインであって、前記第１及び第２の制御ラインの差動並進運動によって、前記第１のジョー部材が前記第２の軸を中心として旋回する、第１及び第２の制御ラインと、
    前記第２のジョー部材から前記シャフトを通って近位方向に延びる第３及び第４の制御ラインであって、前記第３及び第４の制御ラインの差動並進運動によって、前記第２のジョー部材が前記第２の軸を中心として旋回する、第３及び第４の制御ラインと、を更に備える、請求項１０に記載の器具。
14. 前記第１のジョー部材が、前記第２の軸を中心として配置されたプーリを備え、前記第１及び第２の第１のジョー制御ラインが前記プーリの周囲に延びる、請求項１３に記載の器具。
15. 前記第１及び第２のジョー部材が、前記第２の軸を中心として、個別に、及び一緒に旋回可能である、請求項１０に記載の器具。
16. 前記ジョーアセンブリと連結されて前記シャフトを通って近位方向に延びる第１の軸の制御ラインを更に備え、前記第１の軸の制御ラインの近位方向への並進運動が、前記ジョーアセンブリを前記第１の軸を中心として近位方向に旋回させる、請求項１０に記載の器具。
17. 前記超音波ブレードが、伸長した位置から収縮した位置へと前記長手方向軸に対して平行な方向に並進運動可能である、請求項１０に記載の器具。
18. 前記第１の軸を中心とした前記ジョーアセンブリの運動範囲が、前記超音波ブレードが前記収縮した位置にある場合に大きくなる、請求項１７に記載の器具。
19. 前記ジョーアセンブリが前記超音波ブレードの方向に向けられた面を画定し、前記面と連結されたクランプパッド材料を更に備える、請求項１０に記載の器具。

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