JP6442572B2

JP6442572B2 - しまい込めるナイフブレードを持つ手術器具

Info

Publication number: JP6442572B2
Application number: JP2017145063A
Authority: JP
Inventors: ウェルマン，アシュレー; バーバンク，ウィリアム; ドゥキュー，グラント; フラナガン，パトリック
Original assignee: インテュイティブサージカルオペレーションズ，インコーポレイテッド
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: JP2019048153A; CN111281457B; JP2015504334A; KR20140093996A; US20150230794A1; KR102111471B1; US20170333037A1; CN103945783A; US10610223B2; KR102008221B1; EP2779921A4; KR20200055144A; CN103945783B; US20200187939A1; EP3527151B1; CN106377291B; KR20190095506A; JP6778246B2; US20130123822A1; EP2779921A2

Description

本出願は、２０１１年１１月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／５６０，２２５号の優先権の利益を主張し、その全体が本願に参照により援用される。

低侵襲手術技術は、診断又は外科的処置の間に傷つけられる無関係な組織の量を減らし、したがって患者の回復時間、不快感、及び有害な副作用を減らすことを目的とする。結果として、標準的な手術に対する病院の滞在の平均の長さは、低侵襲手術技術を用いて著しく短縮され得る。また、患者の回復時間、患者の不快感、外科的な副作用、及び仕事から離れる時間も低侵襲手術技術により減少され得る。

低侵襲手術の一般的な形態は内視鏡法であり、内視鏡法の一般的な形態は腹腔鏡検査法であり、これは腹腔内部の低侵襲検査及び手術である。標準的な腹腔鏡手術では、患者の腹部はガスを吹き込まれ、カニューレスリーブが、腹腔鏡器具のための入り口を提供するために小さい（約１／２インチ以下）切開部に通される。

腹腔鏡手術器具は一般的に、手術野を見るための内視鏡（例えば、腹腔鏡）及び手術野で作業するためのツールを含む。作業ツールは典型的には、作業端部又は各ツールのエンドエフェクタが延長チューブ（例えば、器具シャフト又はメインシャフトとしても知られる）によってハンドルから離されることを除いて、従来の（観血）手術で使用されるものと同様である。エンドエフェクタは、例えば、クランプ、把持装置、鋏み、ステープラ、焼灼ツール、リニアカッタ、又は持針器を含むことができる。

外科的処置を行うために、外科医は、作業ツールを内部のカニューレスリーブを通って手術野まで通すとともに腹部の外側からそれらを操作する。外科医は、内視鏡から撮られた手術野の画像を表示するモニタから処置を見る。同様の内視鏡技術は、例えば、関節鏡検査法、後腹膜鏡検査法、骨盤鏡検査法、腎盂尿管鏡検査法、膀胱鏡検査法、脳槽鏡検査法、洞房鏡検査法、子宮鏡検査法、尿道鏡検査法等で用いられる。

低侵襲遠隔手術ロボットシステムは、内部手術野で作業するとき外科医の器用さを増大させるために、並びに外科医が離れた場所（滅菌野の外側）から患者に手術することを可能にするために、開発されている。遠隔手術システムでは、外科医はしばしば制御コンソールにおいて手術野の画像を提供される。適切なビューア又はディスプレイによって手術野の３次元画像を見ながら、外科医は、制御コンソールのマスタ入力又は制御装置を操作することによって患者に外科的処置を実行する。それぞれのマスタ入力装置は、サーボ機械的に作動される／関節動作される手術器具の運動を制御する。外科的処置の間、遠隔手術システムは、マスタ入力装置の操作に応じて、例えば、針を把持又は動かす、血管を把持する、組織を切開する等、外科医のために様々な機能を実行する様々な手術器具又はエンドエフェクタを有するツールの機械的な作動及び制御を提供することができる。

これらのエンドエフェクタの操作及び制御は特に、ロボット手術システムの観点で有利である。このために、外科医の手首の自然な運動を模倣するためにエンドエフェクタの３自由度の回転運動を提供する機構を含む手術器具を提供することが望ましい。このような機構は、低侵襲手術での使用のために適切に寸法決めされるべきであるとともに故障の可能性のあるポイントを減らすために設計が比較的シンプルであるべきである。加えて、このような機構は、エンドエフェクタが多種多様な位置で操作されることを可能にするように、適切な動作の範囲を提供するべきである。

手術用クランピング及び切断器具（例えば、非ロボット式リニアクランピング、ステープリング、及び切断デバイス、手術用ステープラ及び電気手術血管シーリング装置としても知られる）は、多くの異なる外科的処置で用いられている。例えば、手術用ステープラは、消化管から癌性の又は異常な組織の一部を切除するために使用されることができる。既知の手術用ステープラを含む、多くの既知の手術用クランプ又は切断装置は、組織をクランプする対向ジョー及びクランプされた組織を切断する関節動作されるナイフを有する。

手術用クランプ及び切断器具はしばしば、制限的な体腔内（例えば、カニューレを通って骨盤の中に）に展開される。したがって、手術用クランプ及び切断器具が、手術野への最良のアクセス及び可視性のためにコンパクト且つ操作しやすいことの両方が望ましい。しかし、既知の手術用クランプ及び切断器具は、コンパクトでも操作しやすくもない場合がある。例えば、既知の手術用ステープラは、多自由度（例えば、ロール、ピッチ、及びヨー）及び関連する所望の可動域に関して、操作性を欠く場合がある。典型的には、既知の手術用ステープラは、望ましいものよりも小さいピッチの範囲を有するとともにヨー運動がない。

さらに、手術用クランプ及び切断器具は、（例えば、ナイフ経路を妨害する固い障害物のために）たまに、完全に作動することができず、潜在的にナイフブレードを露出したままにする。このような場合、ナイフブレードが手術野からの手術器具の除去に関して危険に相当し得る位置にないことが望ましい。しかし、既知の手術用クランプ及び切断器具は、潜在的なナイフの危険を避けることと同時にコンパクト且つ操作しやすいことを欠く場合がある。

したがって、改善された手術用クランプ及び切断器具並びに関連する方法に対する必要性があると考えられる。このような手術用クランプ及び切断器具は、コンパクト且つ操作し易くなるべきであるとともに、手術器具が完全に作動できないとき、手術野からの手術器具の除去に関して危険に相当しないナイフを用いるべきである。

改善された手術用クランプ及び切断器具（例えば、手術用ステープラ、及び電気手術血管シール装置）並びに関連する方法が開示される。ここに記載される手術用クランプ及び切断器具は、近位から遠位へのナイフ運動を用い、したがって、手術器具が完全に作動できない場合に手術野から手術器具を除去する間に意図せずに組織を切る可能性を減らすようにナイフを向ける。ここに記載される手術器具は、第１及び第２の可動部材を含み、この第１及び第２の可動部材は、組織を切るように及び続いてナイフをしまい込むことを容易にするために相対移動するように、第１の距離だけ同じ速度で遠位端に向かって動かされる。

したがって、１つの態様では、手術器具にナイフを関節動作させる方法が開示される。手術器具は近位端及び遠位端を有する。方法は、第１の部材からナイフを枢動可能に支持するステップを含む。ナイフは、ナイフが遠位端に向かって動かされるとき、切るように構成される。第１の部材に対するナイフの回転は、第１及び第２の部材を同じ速度で遠位端に向かって動かしている間、第２の部材によって妨げられる。第１及び第２の部材を同じ速度で遠位端に向かって動かした後、第１と第２の部材との間の相対運動が、ナイフの回転を許容すること又はナイフの回転を引き起こすことの少なくとも一つを達成するように生み出される。

多くの実施形態では、リードスクリューが、第１及び第２の部材を作動させるために使用される。例えば、第１及び第２の部材を遠位端に向かって同じ速度で移動させるステップは、第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方と動作可能に結合されるネジ部を有するリードスクリューを回転させるステップを含むことができる。第１と第２の部材との間に相対運動を発生させるステップは、ネジ部及び非ネジ部を有するリードスクリューを回転させるステップを含むことができる。ネジ部は、第１及び第２の部材の一方と動作可能に結合されることができ、非ネジ部は、リードスクリューの回転が第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるように、第１及び第２の部材の他方と相互作用することができる。

第１と第２の部材との間の任意の適切な相対運動が使用され得る。例えば、第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるステップは、第１の部材又は第２の部材のいずれか一方を、ナイフの回転を妨害しないように第１の部材に対して第２の部材を再位置決めするために、第１の部材又は第２の部材の他方が遠位端に向かって動くことを防ぎながら、遠位端に向かって動かすステップを含む。他の例として、第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるステップは、第１の部材又は第２の部材のいずれか一方を、ナイフの回転を妨害しないように第１の部材に対して第２の部材を再位置決めするために、第１の部材又は第２の部材の他方が近位端に向かって動くことを防ぎながら、近位端に向かって動かすステップを含む。

多くの実施形態では、第１と第２の部材との間の相対運動は、第１の部材に対するナイフの回転を引き起こす。例えば、ナイフは、第１と第２の部材との間の相対運動が、ナイフのギヤ歯に対する第２の部材のギヤ歯の運動及び第１の部材に対するナイフの付随する回転を生じさせるように、第２の部材に結合される外部ギヤ歯と噛み合う外部ギヤ歯を含むことができる。

ナイフは、ナイフを所望の位置に選択的に回転させるように１又は複数の機構と係合することができる。例えば、方法は、ナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むために第１の部材に対してナイフを回転させるようにナイフをキックダウン機構と係合させるステップを含むことができる。他の例として、方法は、ナイフを第２の部材に結合されるキックダウン機構と係合させるステップを含み、したがって、ナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むように第１の部材に対してナイフを回転させる。追加的な例として、方法は、第１及び第２の部材の遠位端へ向かう同じ速度での運動中に、ナイフを切断位置に回転させるようにナイフをキックアップ機構と係合させるステップを含むことができる。

方法はさらに、手術器具を使用して実行される追加的な動作を含むことができる。例えば、方法は、第１及び第２の部材の遠位端へ向かう同じ速度での運動中、ステープルを展開するステップを含むことができる。

他の態様では、手術器具が開示される。手術器具は、シャフト遠位端及びシャフト近位端を有する細長いシャフト、シャフト遠位端に結合されるとともに２つの対向ジョーを含むエンドエフェクタ、ジョーの一方に含まれるハウジング、ハウジングに取付けられるとともにハウジング遠位端に向かって移動可能である第１の部材、ナイフ、及び第２の部材を含む。第２の部材は、ハウジング遠位端に向かって第１の距離だけ第１の部材とともに動くように構成される。第１と第２の部材との間の相対運動は、第１及び第２の部材が第１の距離だけ動く後に生じる。ハウジングは、ハウジング近位端、ハウジング遠位端、ハウジング近位端と遠位端との間に延びる上面、ハウジング近位端と遠位端との間に延びる中心空洞、及び上面を通って延びる長手方向スロットを含む。ナイフは、第１の部材がハウジング遠位端に向かって動かされるとき、切るように構成される切断刃を有する。切断刃は、第１の部材の遠位運動の少なくとも一部のために、ハウジング上面の上に延びる。第２の部材は、第１の部材とともに同じ速度でのハウジング遠位端に向かう移動する間に第１の部材に対するナイフの回転を妨げるとともに、第１と第２の部材との間の相対運動後に回転を許容すること又は第１と第２の部材との間の相対運動中にナイフの回転を引き起こすことの少なくとも一方を行う。

多くの実施形態では、手術器具は、ハウジングに対する回転のためにハウジングに結合されるリードスクリューを含む。リードスクリューは、リードスクリューの回転に応じてリードスクリューの少なくとも一部に沿って結合された部材を駆動するように、第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方と動作可能に結合される。例えば、リードスクリューは、ネジ部及びネジ部の遠位に配置される非ネジ部を有することができる。第１及び第２の部材の両方は、第２の部材が第１の部材とともにハウジング遠位端に向かって同じ速度で動くとき、リードスクリューに沿って駆動されることができる。第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるために、第１及び第２の部材の一方は、非ネジ部と相互作用することができるとともに第１及び第２の部材の他方は、ネジ部と相互作用することができる。

手術器具は、第１と第２の部材との間の任意の適切な相対運動を用いることができる。例えば、第１の部材又は第２の部材は、第２の部材が第１の部材に対して動くとき、ハウジング遠位端に向かって動くことができる。他の例として、第１の部材又は第２の部材は、第２の部材が第１の部材に対して動くとき、ハウジング近位端に向かって動くことができる。

手術器具の多くの実施形態では、第１と第２の部材との間の相対運動は、第１の部材に対するナイフの回転を引き起こす。例えば、ナイフは、第１と第２の部材との間の相対運動が、ナイフのギヤ歯に対する第２の部材のギヤ歯の運動及び第１の部材に対するナイフの付随する回転を生じさせるように、第２の部材に結合されるギヤ歯と噛み合うギヤ歯を含むことができる。

手術器具の多くの実施形態では、第２の部材は、そのように動くことが妨げられるまで、第１の部材とともに動く。例えば、第２の部材は、ナイフの回転を妨害しないように第２の部材を再位置決めするために、ハウジング遠位端に向かう第１の部材の運動中に、ハウジング遠位端に向かって動くことを防ぐことができる。多くの実施形態では、第２の部材は、第１の部材とともに第１の距離に沿って動くように且つ遠位端に向かう第１の部材の運動中に遠位端に向かって動かないように、第１の部材にスライド可能に取付けられる。

手術器具は、ナイフを所望の位置に選択的に回転させるための１又は複数の機構を含むことができる。例えば、手術器具は、ナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むために第１の部材に対してナイフを回転させるようにハウジングに結合されるキックダウン機構を含むことができる。他の例として、手術器具は、第１と第２の部材との間の相対運動の間にナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むために第１の部材に対してナイフを回転させるように第２の部材に結合されるキックダウン機構を含むことができる。追加的な例として、手術器具は、第１及び第２の部材の遠位端へ向かう同じ速度での運動中に、ナイフを切断位置に回転させるようにハウジングに結合されるキックアップ機構を含むことができる。

手術器具は、追加機能を提供する追加的な機構を含むことができる。例えば、ハウジングは、上面と中心空洞との間に延びる複数のステープル開口を含むことができる。複数のステープルが、ステープル開口内に配置されることができ、各ステープルは、第１及び第２の部材のハウジング遠位端に向かう同じ速度での運動中に展開にされる。

他の態様では、手術器具の取外し可能に取付け可能なカートリッジが開示される。カートリッジは、手術器具のエンドエフェクタに取外し可能に取付け可能なハウジング、ハウジングに取付けられるとともにハウジングの遠位端に向かって移動可能である第１の部材、ナイフ、及び第２の部材を含む。第２の部材は、遠位端に向かって第１の距離だけ第１の部材とともに動くように動作可能である。第１と第２の部材との間の相対運動は、第１及び第２の部材が第１の距離だけ動く後に生じる。ハウジングは、近位端、遠位端、近位端と遠位端との間に延びる上面、近位端と遠位端との間に延びる中心空洞、及び上面を通って延びる長手方向スロットを含む。ナイフは、第１の部材又は第２の部材と枢動可能に結合される。ナイフは、遠位端に向かって動かされるとき、切るように構成される切断刃を有する。切断刃は、リードスクリューに沿う第１の部材の遠位運動の少なくとも一部のために、長手方向スロットを通って延びる。第２の部材は、第１の部材とともに動く間に第１の部材に対するナイフの回転を妨げる。第２の部材は、第１と第２の部材との間の相対運動後に、回転を許容するか又はナイフの回転を引き起こすかの少なくとも一方を行う。

多くの実施形態では、カートリッジは、ハウジングに対する回転のためのハウジングに結合されるリードスクリューを含む。リードスクリューは、リードスクリューの回転に応じてリードスクリューの少なくとも一部に沿って結合された部材を駆動するように、第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方と動作可能に結合される。例えば、リードスクリューは、ネジ部及びネジ部の遠位に配置される非ネジ部を有することができる。第１及び第２の部材の両方は、第２の部材が第１の部材とともにハウジング遠位端に向かって同じ速度で動くとき、リードスクリューに沿って駆動されることができる。第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるために、第１及び第２の部材の一方は、非ネジ部と相互作用することができるとともに第１及び第２の部材の他方は、ネジ部と相互作用することができる。

カートリッジの多くの実施形態では、リードスクリューは、ネジ部及びネジ部に対して遠位に向かって配置される非ネジ部を有する。第１及び第２の部材の両方は、第２の部材が第１の部材とともに遠位端に向かって同じ速度で動くとき、ネジ部に沿って駆動される。リードスクリューの回転に応じて第１と第２の部材との間の相対運動を発生させるために、第１及び第２の部材の一方は、ネジ部と相互作用することができるとともに第１及び第２の部材の他方は、非ネジ部と相互作用することができる。

カートリッジは、第１と第２の部材との間の任意の適切な相対運動を用いることができる。例えば、第１又は第２の部材は、第２の部材が第１の部材に対して動くとき、ハウジング遠位端に向かって動くことができる。他の例として、第１又は第２の部材は、第２の部材が第１の部材に対して動くとき、ハウジング近位端に向かって動くことができる。

カートリッジの多くの実施形態では、第１と第２の部材との間の相対運動は、第１の部材に対するナイフの回転を引き起こす。例えば、ナイフは、第１と第２の部材との間の相対運動が、ナイフのギヤ歯に対する第２の部材のギヤ歯の運動及び第１の部材に対するナイフの付随する回転を生じさせるように、第２の部材に結合されるギヤ歯と噛み合うギヤ歯を含むことができる。

カートリッジの多くの実施形態では、第２の部材は、そのように動くことが妨げられるまで、第１の部材とともに動く。例えば、第２の部材は、ナイフの回転を妨害しないように第２の部材を再位置決めするために、遠位端に向かう第１の部材の運動中に、遠位端に向かって動くことを防ぐことができる。多くの実施形態では、第２の部材は、第１の部材とともに第１の距離に沿って動くように且つ遠位端に向かう第１の部材の運動中に遠位端に向かって動かないように、第１の部材にスライド可能に取付けられる。

カートリッジは、ナイフを所望の位置に選択的に回転させるための１又は複数の機構を含むことができる。例えば、カートリッジは、ナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むために第１の部材に対してナイフを回転させるようにハウジングに結合されるキックダウン機構を含むことができる。他の例として、カートリッジは、第１と第２の部材との間の相対運動の間にナイフの切断刃をハウジングの上面の下にしまい込むために第１の部材に対してナイフを回転させるように第２の部材に結合されるキックダウン機構を含むことができる。追加的な例として、カートリッジは、第１の部材とともに遠位端へ向かう同じ速度での第２の部材の運動中に、ナイフを切断位置に回転させるようにハウジングに結合されるキックアップ機構を含むことができる。

カートリッジは、追加機能を提供する追加的な機構を含むことができる。例えば、ハウジングは、上面と中心空洞との間に延びる複数のステープル開口を含むことができる。複数のステープルが、ステープル開口内に配置されることができ、各ステープルは、第１及び第２の部材の遠位端に向かう同じ速度での運動中に展開される。

本発明の本質及び利点のより完全な理解のために、次の詳細な説明及び添付の図面が参照されるべきである。本発明の他の態様、目的及び利点は、図面及び以下の説明から明らかになるであろう。

多くの実施形態による、手術を実行するために使用されている低侵襲ロボット手術システムの平面図である。多くの実施形態による、ロボット手術システムのための外科医用制御コンソールの斜視図である。多くの実施形態による、ロボット手術システムエレクトロニクスカートの斜視図である。多くの実施形態による、ロボット手術システムを図式的に示す。多くの実施形態による、ロボット手術システムの患者側カート（手術ロボット）の正面図である。多くの実施形態による、ロボット手術ツールの正面図である。多くの実施形態による、対向クランプジョーを有するエンドエフェクタを含むロボット手術ツールの斜視図である。多くの実施形態による、リニアステープリング及び切断手術器具の取外し可能に取付け可能なカートリッジの斜視図である。多くの実施形態による、図７のカートリッジ及び取り付けられたステープル保持器の斜視図である。多くの実施形態による、図７のカートリッジとエンドエフェクタ組立体との間の取付け部の詳細を示す断面図である。図７のカートリッジの構成要素を示す分解斜視図である。図７のカートリッジのプリント回路組立体を示す斜視図である。図７のカートリッジのプリント回路組立体を示す斜視図である。図７のカートリッジのハウジングの遠位端を示す。図７のカートリッジのステープルプッシャの斜視図を示す。図７のカートリッジのナイフ関節動作及びステープル展開関連構成要素を示す斜視図である。図７のカートリッジのナイフ関節動作及びステープル展開関連構成要素をさらに示す斜視断面図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフの関節動作を示す概略図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフの関節動作を示す概略図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフの関節動作を示す概略図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフの関節動作を示す概略図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフの関節動作を示す概略図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフ関節動作及びステープル展開関連構成要素を示す斜視図である。多くの実施形態による、図１５Ａの構成要素に結合されるリードスクリューを示す斜視断面図である。図１５Ａの構成要素を示す分解斜視図である。図１５Ａの構成要素のスライド可能に取付けられる支持要素の平面図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフ関節動作及びステープル展開関連構成要素を示す側面図である。多くの実施形態による、手術器具のナイフ関節動作及びステープル展開関連構成要素を示す側面図である。多くの実施形態による、手術器具の切断ブレードを関節動作させる方法の動作を表にする。図１８の方法のオプションの動作を表にする。

以下の記載では、本発明の様々な実施形態が記載される。説明の目的で、実施形態のより完全な理解を提供するために、具体的な構成及び詳細が記載される。しかし、本発明はこの具体的詳細なしで実施され得ることは、当業者にもまた明白となるであろう。さらに、説明されている実施形態を曖昧にしないために、良く知られている特徴は省略又は簡略化され得る。

低侵襲ロボット手術
ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して同様の参照番号は同様の部分を表し、図１は、低侵襲ロボット手術（ＭＩＲＳ）システム１０の平面図であり、典型的には、手術台１４の上に横になっている患者１２に低侵襲診断又は外科的処置を行うために使用される。システムは、手術中の外科医１８による使用のための外科医用コンソール１６を含むことができる。１又は複数の助手２０もまた手術に参加し得る。ＭＩＲＳシステム１０はさらに患者側カート２２（手術ロボット）及びエレクトロニクスカート２４を含むことができる。患者側カート２２は、外科医１８がコンソール１６を通して手術野を見ながら、患者１２の体の低侵襲切開部を通って少なくとも１つの取り外し可能に結合されるツール組立体２６（以下単純に「ツール」と称される）を操作することができる。手術野の画像は、内視鏡２８、例えば、立体内視鏡によって得られることができ、この内視鏡は内視鏡２８をある方向に向けるために患者側カート２２によって操作されることができる。エレクトロニクスカート２４は、外科医用コンソール１６を通じた外科医１８へのその後の表示のために手術野の画像を処理するために使用されることができる。一度に使用される手術ツール２６の数は一般的に、他の要因の中で、診断又は手術及び手術室内のスペースの制約に依存する。手術中に使用されているツール２６の１又は複数を交換する必要がある場合、助手２０は、患者側カート２２からツール２６を取り外し得るとともに、それを手術室のトレイ３０から他のツール２６に交換し得る。

図２は、外科医用コンソール１６の斜視図である。外科医用コンソール１６は、外科医１８に奥行き知覚を可能にする手術野の調整された立体視を提示する左目ディスプレイ３２及び右目ディスプレイ３４を含む。コンソール１６はさらに、１又は複数の入力制御デバイス３６を含み、入力制御デバイス３６は患者側カート２２（図１に示される）に１又は複数のツールを操作させる。入力制御デバイス３６は、外科医にテレプレゼンスを、又は外科医がツール２６を直接的に制御しているという強い間隔を持つように、入力制御デバイス３６がツール２６と一体であるという知覚を提供するように、それらの付随するツール２６（図１に示される）と同じ自由度を提供することができる。この目的を達成するために、位置、力、及び触覚フィードバックセンサ（図示せず）が、ツール２６から入力制御デバイス３６を通じてまた外科医の手へ位置、力、及び触覚の感覚を伝達するために用いられ得る。

外科医用コンソール１６は通常、外科医が、手術を直接監視し得る、必要に応じて物理的に存在し得る、及び電話又は他の通信媒体を通してというよりむしろ直接的に助手に話し得るように、患者と同じ部屋に位置している。しかし、外科医は、異なる部屋、完全に異なる建物、又は遠隔手術を許している患者からの他の離れた場所にいることができる。

図３は、エレクトロニクスカート２４の斜視図である。エレクトロニクスカート２４は、内視鏡２８に結合されることができるとともに、外科医用コンソールの外科医に、又は局所的に及び／又は遠隔に配置されたディスプレイに等、以降の表示のために取得された画像を処理するためのプロセッサを含むことができる。例えば、立体内視鏡が使用される場合、エレクトロニクスカート２４は、外科医に手術野の調整された立体画像を提示するように取得された画像を処理することができる。このような調整は、対照させる画像の間のアライメントを含むことができるとともに、立体視内視鏡の立体作動距離を調整することを含む。他の例として、画像処理は、光学収差等、画像取得装置の結像誤差を補償するために依然に決定されたカメラ較正パラメータの使用を含むことができる。

図４は、ロボット手術システム５０（図１のＭＩＲＳシステム１０等）を図式的に示す。上述のように、外科医用コンソール５２（図１の外科医用コンソール１６等）は、低侵襲性手術中、患者側カート（手術ロボット）５４（図１の患者側カート２２等）を制御するために外科医によって使用されることができる。患者側カート５４は、手術野の画像を取得するとともに取得された画像をエレクトロニクスカート５６（図１のエレクトロニクスカート２４等）に出力するために、立体内視鏡等、撮像デバイスを使用することができる。上述のように、エレクトロニクスカート５６は、任意の後続の表示前に、種々の方法で取得された画像を処理することができる。例えば、エレクトロニクスカート５６は、外科医用コンソール５２を介して組み合わせた画像を外科医に表示する前に、取得された画像を仮想制御インターフェースと重ね合わせることができる。患者側カート５４は、エレクトロニクスカート５６の外部での処理のために取得された画像を出力することができる。例えば、患者側カート５４は、プロセッサ５８に取得された画像を出力することができ、このプロセッサ５８は取得された画像を処理するために使用することができる。画像はまた、エレクトロニクスカート５６及びプロセッサ５８との組み合わせによって処理されることができ、このエレクトロニクスカート５６及びプロセッサ５８は、取得された画像を、一緒に、連続して、及び／又はそれらの組み合わせで、処理するために一緒に結合されることができる。１又は複数の別個のディスプレイ６０もまた、手術野の画像、又は他の関連画像等の画像の局所及び／又は遠隔表示のために、プロセッサ５８及び／又はエレクトロニクスカート５６と結合されることができる。

図５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、患者側カート２２及び手術ツール６２を示す。手術ツール６２は、手術ツール２６の例である。図示された患者側カート２２は、３つの手術ツール２６、及び手術野の画像の取得のために使用される立体内視鏡等の撮像デバイス２８の操作を提供する。操作は、幾つかのロボット関節を有するロボット機構によって提供される。撮像デバイス２８及び手術ツール２６は、運動学的遠隔中心が、切開部のサイズを最小化するために切開部で維持されるように、患者の切開部を通って位置決めされるとともに操作されることができる。手術野の画像は、手術ツール２６が撮像デバイス２８の視野内に位置するときに、手術ツール２６の遠位端の画像を含むことができる。

組織把持エンドエフェクタ
図６は、近位シャシー７２、器具シャフト７４、及び患者の組織を把持するように関節動作されることができるジョー７８を有する遠位エンドエフェクタ７６を含む、手術ツール７０を示す。近位シャシーは、患者側カート２２の対応する出力カプラと相互作用するとともに同出力カプラによって駆動されるように構成される入力カプラを含む。入力カプラは、器具シャフト７４内に配置される駆動シャフトと駆動式に結合される。駆動シャフトは、エンドエフェクタ７６と駆動式に結合される。

リニアステープリング及び切断手術器具
図７は、多くの実施形態による、リニアステープリング及び切断手術器具の取外し可能に取付け可能なカートリッジ１００を示す。カートリッジ１００は、エンドエフェクタのジョーに取り外し可能に取り付けるように構成される。カートリッジは、エンドエフェクタのジョーに取付けられる近位端１０２及びエンドエフェクタのジョーの対応する遠位端に配置される遠位端１０４を有する。カートリッジ１００は、６列のステープル開口１０６、長手方向スロット１０８、近位ナイフガレージ１１０、遠位ナイフガレージ１１２、及び回転入力部１１４を含む。多くの実施形態では、ステープルは、ステープル開口それぞれに、そこからの展開のために配置される。長手方向スロット１０８は、ナイフ部材（図示せず）が近位ナイフガレージ１１０から遠位ナイフガレージ１１２に動かされるとき、そこに延びるナイフ部材の切断刃を収容する。動作において、ステープルは、カートリッジ近位端１０２において始まりカートリッジ遠位端１０３まで進んで展開される。切断刃は、完全にステープルされた組織のみが切られることを確実にするように組織のステープリングを追跡するように動かされる。図８は、取付けられるステープル保持器１１６を持つカートリッジ１００を示し、この保持器１１６はカートリッジ１００を使用する前に取り外される。

図９は、多くの実施形態による、エンドエフェクタ１１８へのカートリッジ１００の取付け部の詳細を示す断面図である。エンドエフェクタ１１８は、下方ジョー１２０、上方ジョー１２２、二自由度リスト１２４、回転式に駆動されるクランプ機構１２６、及びスプリング付勢カップリング１２８を含む。下方ジョー１２０は、カートリッジ１００を収容するとともに支持するように、並びにカートリッジ１００をスプリング付勢カップリング１２８に対して位置決めするように構成される。上方ジョー１２２は、組織をクランプするために下方ジョー１２０に対して関節動作するように下方ジョー１２０と枢動可能に結合される。上方ジョー１２２は、ステープルの展開の際、ステープルを「Ｂ」形に形成するように構成されるとともにステープル開口１０６に対して位置決めされるステープル形成凹部を含む。

二自由度リスト１２４は、器具シャフト１３０に対する２つの直交軸周りのエンドエフェクタ１１８の関節動作のために、細長い器具シャフト１３０へのエンドエフェクタ１１８の取付けを提供する。使用されることができる適切な二自由度リストの詳細は、２０１０年１１月１２日に出願された“ＳＵＲＧＩＣＡＬＴＯＯＬＷＩＴＨＡＴＷＯＤＥＧＲＥＥＯＦＦＲＥＥＤＯＭＷＲＩＳＴ”と題する米国特許出願第１２／９４５，７４８号（代理人整理番号ＩＳＲＧ０２３５０／ＵＳ）に開示され、この全開示が本願に参照により援用される。

回転駆動クランプ機構１２６は、上方と下方ジョーとの間に組織をしっかりとクランプするように、下方ジョー１２０に対して上方ジョー１２０を駆動する。クランプ機構１２６は、器具シャフト１３０の内部に配置される第１の駆動シャフト１３２によって回転駆動される。使用されることができる適切な回転駆動クランプ機構の詳細は、２０１０年１１月１２日に出願された“ＥＮＤＥＦＦＥＣＴＯＲＷＩＴＨＲＥＤＵＮＤＡＮＴＣＬＯＳＩＮＧＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ”と題する米国特許出願第１２／９４５，５４１号（代理人整理番号ＩＳＲＧ０２３３０／ＵＳ）に開示され、この全開示が本願に参照により援用される。

スプリング付勢カップリング１２８は、カートリッジ１００の回転入力部１１４を延長シャフト１３６に回転式に結合し、この延長シャフト１３６は器具シャフト１３０の内部に配置された第２の駆動シャフト１３８によって駆動される。スプリング付勢カップリング１２８は、コイルスプリング１４０及びカップリング取付部品１４２を含む。図示された実施形態では、カップリング取付部品１４２は、回転入力部１１４及び延長シャフト１３６の３面の外面と相互作用する３つの突出部のスプライン受け部を用いる。スプリング付勢カップリング１４２は、カートリッジ１００がエンドエフェクタ１１８に設置されるとき、発生する可能性がある３つの突出部のスプラインの角度のずれを調整する。スプリング付勢カップリング１４２は、角度アライメントに回転されるとき、３つの突出部のスプラインと完全に係合する。回転入力部１１４の回転は、カートリッジ１００の駆動部材を並進させるために使用される。駆動部材の結果として生じる運動は、ステープルを展開するために及びクランプされた組織を展開されたステープルの列の中心で切るようにナイフ部材を遠位に前進させるために使用される。

エンドエフェクタ１１８は、第１のユニバーサルジョイント組立体１４８及び第２のユニバーサルジョイント組立体１５０を含む。第１のユニバーサルジョイント組立体１４８は、クランプ機構１２６を第１の駆動シャフト１３２に回転結合する。第２のユニバーサルジョイント組立体１５０は、延長シャフト１３６を第２の駆動シャフト１３８に回転結合する。第１及び第２のユニバーサルジョイント組立体１４８、１５０のそれぞれは、器具シャフト１３０に対するエンドエフェクタ１１８のピッチ及びヨーの範囲に適する角度の範囲までトルクを伝達するように構成される。使用されることができる適切なユニバーサルジョイント組立体の詳細は、２０１０年１１月１２日に出願された“ＤＯＵＢＬＥＵＮＩＶＥＲＳＡＬＪＯＩＮＴ”と題する米国特許出願第１２／９４５，７４０号（代理人整理番号ＩＳＲＧ０２３４０／ＵＳ）に開示され、この全開示が本願に参照により援用される。

第１及び第２の駆動シャフト１３２、１３８は、器具シャフト１３０の中心線からオフセットされて（ずれて）配置され、独立して回転され得る。第１及び第２の駆動シャフト１３２、１３８を作動させるために使用されることができる適切な駆動機構の詳細は、２０１０年１１月１２日に出願された“ＭＯＴＯＲＩＮＴＥＲＦＡＣＥＦＯＲＰＡＲＡＬＬＥＬＤＲＩＶＥＳＨＡＦＴＳＷＩＴＨＩＮＡＮＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴＬＹＲＯＴＡＴＩＮＧＭＥＭＢＥＲ”と題する米国特許出願第１２／９４５，４６１号（代理人整理番号ＩＳＲＧ０２３６０／ＵＳ）に開示され、この全開示が本願に参照により援用される。

図１０は、カートリッジ１００の構成要素を示す分解斜視図である。図示された構成要素は、保持器１１６、６６のステープル１５２、プリント回路組立体（ＰＣＡ）スプリング１５４、ＰＣＡ１５６、カートリッジボディ１５８、２２、ステープルプッシャ１６０、第１の駆動部材１４４、第２の駆動部材１４５、ナイフ１４６、リードスクリュー１３４、スラストワッシャ１６２、リードスクリューナット１６４、及びカバー１６６を含む。カートリッジボディ１５８は、６列に配置された６６のステープル開口１０６を有し、ステープル開口１０６の３列は長手方向スロット１０８の両側に配置される。保持器１１６は、カートリッジ１００に取り外し可能に取付け可能であるとともに、カートリッジ１００の使用の前にステープル１５２を保持するためにステープル開口１０６を覆う。ステープルプッシャ１６０は、ステープル１５２と相互作用するとともに、カートリッジボディ１５８とスライド可能に相互作用する。リードスクリュー１３４は、ネジ部１３５及びネジ部１３５に対して遠位端１０４に向かって配置される非ネジ部１３７を有する。リードスクリュー１３４のネジ部１３５に沿った第１の駆動部材１４４の運動は、第１の駆動部材１４４が遠位端１０４に向かって動くとき、ステープル１５２を展開するために、カートリッジボディ１５８に対してステープルプッシャ１６０を上に駆動するように、第１の駆動部材１４４の遠位を向く傾斜面１７６によるステープルプッシャ１６０の係合をもたらす。ナイフ１４６は、第１の駆動部材１４４から枢動可能に支持される。ナイフ１４６は、第２の駆動部材１４５の外部ギヤ歯と相互作用する外部ギヤ歯を含む。カバー１６６は、カートリッジボディ１５８に取付けられる。

図１１Ａは、ＰＣＡ１５６及びＰＣＡスプリング１５４をさらに示す。ＰＣＡスプリング１５４は、カートリッジボディ１５８と相互作用するとともにＰＣＡ１５６を保持する。ＰＣＡスプリング１５４は、ＰＣＡスプリングフック１７２を含み、このＰＣＡスプリングフック１７２は、ＰＣＡスプリング１５４を保持するように、カートリッジボディ１５８をつかむ。カートリッジ１００がエンドエフェクタ１１８に取付けられるとき、エンドエフェクタ１１８の器具ピン１７４がＰＣＡ１５６の下にスライドするとともにＰＣＡ１５６を持ち上げ、したがってＰＣＡ１５６を器具ピン１７４と電気的に接続し、増大した公差の使用を可能にする。しかし、この配置は、器具ピン１７４がＰＣＡ１５６と適切に接触する限り、危機的ではない。したがって、幾つかの実施形態では、ＰＣＡ１５６は、図示されたチップが荷重経路の外にあるように、オンにされる端部であり得る。ＰＣＡ１５６は、カートリッジ１００に結び付けられる識別、構成、及び／又は用途情報を電子的に格納するために使用されることができる。

カートリッジ１００は、以下の組立順序を使用して組み立てられることができる。最初に、カートリッジボディ１５８を「底を上にした」向きにした状態で、ステープルプッシャ１６０がステープル開口１０６に取付けられる。次に、第１の駆動部材１４４、第１の駆動部材１４４から枢動可能に支持されたナイフ１４６、第２の駆動部材１４５、スラストワッシャ１６２、及びリードスクリューナット１６４がリードスクリュー１３４に取付けられ、リードスクリューナット１６４は、リードスクリュー１３４の端部に面一にレーザ溶接される。結果として得られるリードスクリュー組立体は次に、第１の駆動部材１４４が遠位に前進するとき組織を切るとともにカートリッジボディ１５８の遠位端に向かうナイフ１４６の移動の端の近くでナイフ１４６をしまい込むことに合致するよう、第１の駆動部材１４４に対して適切な向きでナイフ１４６を置くために、第１の駆動部材１４４に対する第２の駆動部材１４５の適切な配置で第1の駆動部材１４４及び第２の駆動部材１４５がリードスクリュー１３４の近位端に位置決めされた状態でカートリッジボディ１５８に取付けられる。結果として得られる組立体は次に、例えば、結果として得られる組立体を潤滑剤に浸すことによって、潤滑されることができる。次に、カバー１６６がカートリッジボディ１５８に取付けられる。次に、組立体は、「上部を上にする」向きにひっくり返され、ＰＣＡ１５６が取付けられる。次に、ＰＣＡスプリング１５４が、ＰＣＡスプリングフック１７２がかかるまでカートリッジボディ１５８に押し付けられる。次に、ステープル１５２がステープル開口１０６に取付けられ、保持器１１６がその後取付けられる。最後に、データがＰＣＡ１５６に導入される。

図１２Ａは、カートリッジボディ１５８の遠位端を示す。図１２Ｂは、ステープルプッシャ１６０の１つの上面図及び斜視図を示す。図示されるように、ステープル開口１０６及びステープルプッシャ１６０は、駆動部材１４４がカートリッジ遠位端１０４に向かって並進移動されるときの駆動部材１４４によって駆動されることに応じたステープル開口１０６内での並進運動のために、ステープルプッシャ１６０のそれぞれがステープル開口１０６の１つの中に収容されるように、相補的な形状を有する。

図１３Ａは、第１の駆動部材１４４、第１の駆動部材１４４（図示されないピボットピン）から枢動可能に支持されたナイフ１４６、第２の駆動部材１４５を含むカートリッジ１００の組立体２００を示す。図１３は、リードスクリュー１３４に結合された組立体を示す。第１の駆動部材１４４及び第２の駆動部材１４５のそれぞれは、リードスクリュー１３４の回転に応じたリードスクリュー１３４に沿った同時の並進運動のために、リードスクリュー１３４のネジ部１３５と動作可能に結合する内部ネジを含む。第１及び第２の駆動部材１４４、１４５がネジ部１３５に沿って並進運動するとき、第１及び第２の駆動部材１４４、１４５は、固定された相対位置を保ち、したがって第２の駆動部材１４５とナイフ１４６との間のギヤ接続を介して第１の駆動部材１４４に対するナイフ１４６の回転を妨げる。ナイフ１４６の関節動作の終わりの近くで、第１の駆動部材１４４は、リードスクリュー１３４の非ネジ部１３７の上に駆動される。その後、リードスクリュー１３４の継続する回転は、カートリッジボディ１５８に対する第１の駆動部材１４４のさらなる遠位の運動なしで、カートリッジボディ１５８に対する第２の駆動部材１４５の継続する遠位運動をもたらす。第１の駆動部材１４４に対する第２の駆動部材１４５の結果として得られる相対遠位運動は、ナイフ１４６を、例えば長手方向スロット１０８に、しまい込むように、第１の駆動部材１４４に対してナイフ１４６を回転させる。組立体２００は、第２の駆動部材１４５の遠位表面２０２が第１の駆動部材１４４に対するナイフ１４６の回転を終わらせるために第１の駆動部材１４４の近位表面２０４に接触するように構成されることができる。したがって、ネジ部１３５に沿った第２の駆動部材１４５の継続する遠位運動は、組立体２００を遠位に、例えば、カートリッジ１５８の遠位ガレージ１１２へ駆動するために使用されることができる。

図示された実施形態では、いったん第１の駆動部材１４４が非ネジ部１３７上に駆動されると、リードスクリュー１３４に沿った第２の駆動部材１４５の継続する遠位運動はナイフ１４６をしまい込むために使用される。代替的には、第１の駆動部材１４４がリードスクリュー１３４の非ネジ部１３７の上に駆動された後、リードスクリュー１３４の回転方向が、第１の駆動部材１４４に対して第２の駆動部材１４５を近位に動かすように反転されることができ、したがって、ナイフ１４６を長手方向スロット１０８内にしまい込むように第１の駆動部材１４４に対してナイフ１４６を回転させる。

図１４から１４Ｅは、多くの実施形態による、手術器具２１０のナイフを関節動作させるための他のアプローチを概略的に示す。手術器具２１０は、ハウジング２１２、リードスクリュー１３４、第１の駆動部材２１４、ナイフ２１６、第２の駆動部材２１８、ナイフキックアップ機構３３０、及びナイフキックダウン機構２２２を含む。ハウジング２１２は、近位端２２４、遠位端２２６、近位端２２４と遠位端２２６との間に延びる上面２２８、近位ナイフガレージ２３０、遠位ナイフガレージ２３２、近位端２２４と遠位端２２６との間に延びる中心空洞、及び上面２２８と中心空洞との間に延びる長手方向スロットを含む。リードスクリュー１３４はネジ部１３５及びネジ部１３５に対して遠位端２２６に向かって配置される非ネジ部１３７を含む。第１及び第２の駆動部材２１４、２１８は、リードスクリュー１３４の回転に応じたネジ部１３５に沿った並進運動のために、リードスクリュー１３４のネジ部１３５と結合するように構成される内部ネジ部を有する。ナイフ２１６は、第１の駆動部材２１４から枢動可能に支持される。ナイフキックアップ機構２２０及びナイフキックダウン機構２２２は、ハウジング２１２に結合されるとともに、ハウジング２１２に対して固定位置を有する。

図１４Ａは、ナイフ２１６が近位ガレージ２３０に配置されている始動形態の手術器具２１０を示す。ナイフ２１６は、第１の駆動部材２１４に対して非切断方向にある（すなわち、図１４Ｂに示されるナイフの切断方向に対して回転されている）状態で示される。ナイフの非切断方向は、第１の駆動部材２１４及びナイフ２１６の組み合わせの初期長さを減らすことによってより短いハウジングの使用を可能にし得る。より短いハウジングは、よりコンパクトな手術器具２１０を提供し、したがって、手術器具の操作のし易さ及び／又は手術野内の可視性を高める。代替的には、ナイフ部材２１６は切断位置で始動することができる。

図１４Ａに示される開始構成から、リードスクリュー１３４の回転は同時に、第１及び第２の駆動部材２１４、２１８をリードスクリュー１３４に沿って遠位に駆動する。第１の駆動部材２１４の初期遠位運動の間、ナイフ２１６は、キックアップ機構２２０に接触し、このキックアップ機構２２０は、第１の駆動部材２１４に対する図１４Ｂに示された切断位置へのナイフ２１６の回転を生じさせる。切断位置において、第１の駆動部材２１４に対するナイフ２１６のさらなる回転は第２の駆動部材２１８によって妨げられる。

図１４Ｂに示された位置から、リードスクリュー１３４の継続する回転は、第１の駆動部材２１４が図１４Ｃに示されるリードスクリュー１３４の非ネジ部１３７の上に駆動されるまで、リードスクリュー１３４に沿って第１及び第２の駆動部材２１４、２１８を遠位に同時に駆動し続ける。図１４Ｃに示される位置から、リードスクリュー１３４の継続する回転は、第２の駆動部材２１８が図１４Ｄに示される第１の駆動部材２１４に接触するところまでリードスクリュー１３４のネジ部１３５に沿って、第２の駆動部材２１８のみを回転させ続ける。図１４Ｄに示される位置では、第２の駆動部材２１８は、もはや第１の駆動部材２１４に対するナイフ２１６の回転を妨げるように、位置しない。図１４Ｄに示される位置から、リードスクリュー１３４の継続する回転は、リードスクリュー１３４のネジ部１３５に沿って第２の駆動部材２１８を駆動させ続け、したがってまた、リードスクリュー１３４の非ネジ部１３７に沿って第１の駆動部材２１４を駆動する。リードスクリュー１３４の非ネジ部１３７に沿って第１の駆動部材２１４を駆動することによって、ナイフ２１６はキックダウン機構２２２を接触し、したがって、ナイフ２１６が、図１４Ｅに示された位置への第１及び第２の駆動部材２１４、２１８の継続する遠位の運動の間に遠位ナイフガレージ２３２へのしまい込みのために、長手方向スロットに回転して下げることを確実にする。

図１５Ａから１５Ｄは、多くの実施形態による、手術器具のナイフを関節動作させるための他のアプローチを示す。ナイフ作動組立体２４０は、駆動部材２４２、ナイフ２４４、及び支持部材２４６を含む。駆動部材２４２は、リードスクリュー１３４の回転に応じたリードスクリュー１３４に沿った並進運動のために、リードスクリュー１３４に動作可能に結合するように、内部にネジ山を形成される。駆動部材２４２は、駆動部材２４２がリードスクリュー１３４に沿って並進運動するときステープルを展開するためのステープルプッシャと相互作用するように構成される遠位を向く傾斜面２４８を含む。ナイフ２４４は、ピボットピン（図示せず）を介して駆動部材２４２から枢動可能に支持される。支持部材２４６は、中心スロット２５０、遠位部２５２、及びガイドピン２５４を含む。支持部材２４６は、駆動部材２４２にスライド可能に取付けられる。支持部材２４６の遠位部２５２は、支持部材２４６が図１５Ａ及び１５Ｂに示されるように駆動部材２４２に対して位置するとき、駆動部材２４２に対するナイフ２４４の回転を妨げる。

ナイフ作動部材２４０は、ナイフ２４４の関節動作の開始からナイフ２４４の関節動作の終わりの近くまで図１５Ａ及び１５Ｂに示された形状を保つように構成され、したがって、ナイフ２４４を駆動部材２４２に対して切る向きに保つ。例えば、支持部材２４６と駆動部材２４２との間の締りばめ及び／又は保持対策（例えば、接着剤、壊れやすい機構）が、支持部材２４６と駆動部材２４２との間の意図しない運動を防ぐために使用されることができる。

ナイフ２４４の関節動作の終わりの近くで、支持部材２４６は、支持部材２４６のさらなる遠位運動を防止するとともに駆動部材２４２のさらなる遠位運動を妨げないハウジングの一部に接触する。その後、リードスクリュー１３４の継続する回転は、リードスクリュー１３４に沿った駆動部材２４２のさらなる遠位の運動をもたらし、したがって、支持部材２４６と駆動部材２４２との間の相対運動をもたらす。相対運動は、駆動部材２４２に対するナイフ２４４の以前に妨げられていた回転を可能にするために支持部材２４６の遠位部２５２及び中心スロット２５０を再位置決めするように、支持部材２４６を再位置決めする。いったん支持部材２４６が、駆動部材２４２に対するナイフ２４４の以前に妨げられていた回転を可能にするために駆動部材２４２に対して再位置決めされると、リードスクリュー１３４の継続する回転は、ナイフ２４４がキックダウン機構２５６と接触するように、リードスクリュー１３４に沿って駆動部材２４２を遠位にさらに動かすために使用されることができ、このキックダウン機構２５６は、ナイフ２４４をしまい込むために、駆動部材２４２に対するナイフ２４４の回転を確実にする。

図１６は、多くの実施形態による、手術器具のナイフを関節動作させるための他のアプローチを示す。ナイフ作動組立体２６０は、駆動部材２６２、ナイフ２６４、遠位部材２６６、及びリードスクリュー１３４を含む。駆動部材２６２及び遠位部材２６６は、ハウジングにスライド可能に取付けられるとともにリードスクリュー１３４に取付けられる。駆動部材２６２は、内部ネジ部２６８を有し、この内部ネジ部２６８は、リードスクリュー１３４の回転に応じてリードスクリュー１３４に沿って駆動部材２６２を動かすように、リードスクリュー１３４に動作可能に結合される。遠位部材２６６は、リードスクリュー１３４に動作可能に結合されていない。代わりに、遠位部材２６６は、駆動部材２６２によってリードスクリュー１３４に沿って遠位に押される。遠位部材２６６は、遠位部材２６６が駆動部材２６２によってリードスクリュー１３４に沿って押されるとき、ステープルプッシャと係合するように構成される。ナイフ２６４は、ピボットピン２７２を介して駆動部材２６２から枢動可能に支持される。

組立体２６０は、駆動部材２６２が遠位部材２６４をリードスクリューに沿って押すとき切断位置にナイフ２６４を向けるように及び駆動部材２６２が遠位部材２６４に対して近位に動かされるときナイフ２６４をしまい込むように構成される。遠位部材２６４は、駆動部材２６２に対してナイフ２６４を回転で向きを合わせるようにナイフ２６４と相互作用するインターフェース機構２７４を含む。駆動部材２６２が遠位部材２６４を押しているとき、インターフェース機構２７４は、ナイフ２６４を切断位置に向けるように及びピボットピン２７２周りのナイフ２６４の回転を妨げるように位置決めされ、したがって、ナイフ２６４を切断位置に保つ。インターフェース機構２７４はまた、駆動部材２６２が遠位部材２６４に対して近位に動かされるとき、駆動部材２６２に対するナイフ２６４の回転を含み、したがってナイフ２６４をしまい込む。動作において、リードスクリュー１３４は、最初に駆動部材２６２を遠位にリードスクリュー１３４に沿って進めるように回転され、それによって、ステープルを展開するように及びナイフ２６４を切断位置に保つように遠位部材２６２をリードスクリュー１３４に沿って押す。組立体２６０の遠位運動の終わりにおいて、リードスクリュー１３４の回転の方向は、遠位部材２６６に対して駆動部材２６２を近位に後退させるように反転され、それによって、ナイフ２６４をインターフェース機構２７２とナイフ２６４との間の相互作用を介してしまい込まれた位置に下へ回転させる。

図１７は、多くの実施形態による、手術器具のナイフを関節動作させるための他のアプローチを示す。ナイフ作動組立体２８０は、駆動部材２８２、ナイフ２８４、ナイフスレッド２８６、及びリードスクリュー１３４を含む。駆動部材２８２及びナイフスレッド２８６は、ハウジングにスライド可能に取付けられる。駆動部材２８２は、リードスクリュー１３４の回転に応じてリードスクリュー１３４に沿って駆動部材２８２を動かすようにリードスクリュー１３４に動作可能に結合される内部ネジ部を含む。ナイフスレッド２８６は、駆動部材２８２とナイフスレッド２８６の駆動機構２８８との間の接触を介して駆動部材２８２によって遠位に駆動可能である。ナイフ２８４は、ピボットピン２９０を介してナイフスレッド２８６から枢動可能に支持される。ナイフスレッド２８６に対するナイフ２８４の角度の向きは、駆動部材２８２のインターフェース機構２９２によってナイフスレッド２８６に対する駆動部材２８２の位置に結合され、このインターフェース機構２９２は、ナイフスレッド２８６に対するナイフ２８４の角度の向きを制御するためにナイフ２８４と相互作用する。駆動部材２８２は、駆動部材２８２がリードスクリュー１３４に沿って遠位に動くとき、ステープルプッシャと係合するように構成される遠位を向く傾斜面２９４を含む。

組立体２８０は、駆動部材２８２がナイフスレッド２８６をリードスクリューに沿って押すとき切断位置にナイフ２８４を向けるように及び駆動部材２８２がナイフスレッド２８６に対して近位に動かされるときナイフ２８４をしまい込むように構成される。動作において、リードスクリュー１３４は、最初に駆動部材２８２を遠位にリードスクリュー１３４に沿って進めるように回転され、それによって、ナイフスレッド２８６を遠位方向に押すとともにナイフ２８４を切断位置に角度に関して向ける。組立体２８０の遠位運動の終わりにおいて、リードスクリュー１３４の回転の方向は、ナイフスレッド２８６に対して駆動部材２８２を近位に後退させるように反転され、それによって、ナイフ２８４をインターフェース機構２９２とナイフ２８４との間の相互作用を介してしまい込まれた位置に下へ回転させる。

組み合わせ及び／又は変更
ここに開示される手術器具、組立体、及びカートリッジは、任意の適切な方法で、変更される及び／又は組み合わされることができる。例えば、ここに記載されるカートリッジ１００は、ここに記載される手術器具２１０で実施されるナイフ関節動作アプローチを用いるように、ここに記載されるナイフ作動組立体２４０を用いるように、ここに記載されるナイフ作動組立体２６０を用いるように、又はここに記載されるナイフ作動組立体２８０を用いるように、変更されることができる。同様に、ここに開示される手術器具２１０は、ここに記載されるナイフ作動組立体２００を用いるように、ここに記載されるようなナイフ作動組立体２４０を用いるように、ここに記載されるようなナイフ作動組立体２６０を用いるように、又はここに記載されるようなナイフ作動組立体２８０を用いるように、変更されることができる。そして、ここに開示される、又は前述の変更から生じる手術器具、組立体、及びカートリッジは、カートリッジ１００等取外し可能に取付け可能なカートリッジに統合されることができ、手術器具のエンドエフェクタに取り外し可能に取付け可能であることなしに手術器具に直接統合されることができる。

ナイフ関節動作方法
図１８は、多くの実施形態による、手術器具にナイフを関節動作させる方法３００の動作を示す。任意の適切な手術器具（例えば、ステープル及び切断手術器具、電気手術血管シール装置）が、方法３００を実施するために使用されることができる。例えば、ここに記載されるリニアステープル及び切断手術器具、カートリッジ、及び関連する組立体が方法３００を実施するために使用されることができる。

動作３０２において、ナイフは第１の部材から枢動可能に支持される。ナイフは、ナイフがハウジング遠位端に向かって動かされるとき、切るように構成される。動作３０４において、第１の部材に対するナイフの回転は、第１及び第２の部材を遠位端に向かって同じ速度で動かす間、第２の部材によって妨げられる。動作３０６において、第１及び第２の部材を遠位端に向かって同じ速度で動かした後、第２の部材は、ナイフの妨げられた回転を可能にすること又はナイフの妨げられた回転を引き起こすことの少なくとも一方を達成するように、第１の部材に対して動かされる。

図１９は、多くの実施形態による、方法３００で達成されることができるオプションの動作を示す。オプション動作３０８において、リードスクリューは、第１及び第２の駆動部材をリードスクリューに沿って遠位に動かすように回転される。オプション動作３１０において、ネジ部及び非ネジ部を有するリードスクリューは、第１の部材に対して第２の部材を動かすように回転される。オプション動作３１２において、ナイフ部材は、第１と第２の部材との間の相対運動に応じて第１の部材に対して回転される。オプション動作３１４において、第１及び第２の部材の一方は、遠位端に向かって動かされる一方、第１及び第２の部材の他方は、ナイフの回転を妨げないように第２の部材を再位置決めするために遠位端に向かって動くことが防がれる。オプション動作３１６において、ナイフは、ナイフの切断刃を手術器具のハウジングの上面の下にしまい込むようにナイフを回転させるキックダウン機構と係合される。オプション動作３１８において、ナイフは、ナイフの切断刃を手術器具のハウジングの上面の下にしまい込むようにナイフを回転させる第２の部材と結合されるキックダウン機構と係合される。オプション動作３２０において、ナイフは、第１及び第２の部材の遠位端に向かう同じ速度での運動中、ナイフを切断位置に回転させるためのキックアップ機構と係合される。オプション動作３２２において、ステープルは、第１及び第２の部材の遠位端に向かう同じ速度での運動中に展開される。

ここに開示される方法は、任意の適切な応用において用いられることができる。例えば、ここに開示される方法は、観血又は低侵襲（１つの又は複数ポートの）手術のために、手動又は動力式、ハンドヘルド又はロボット式、直接制御される又は遠隔操作される、手術器具に用いられることができる。

他の変形形態は、本発明の精神の範囲内にある。したがって、本発明は様々な変形形態及び代替構成を受け入れ得るが、そのいくつかの実施形態を図に示し、詳細に説明した。しかし、本発明を開示された特定の形態に限定する意図はなく、それどころか、意図は、添付の特許請求の範囲に定められるような、本発明の精神及び範囲に入るあらゆる変更、代替構成及び均等物をカバーすることにあることが理解されるべきである。

用語「力」は、特に明記されない限り又は文脈によって明確に否定されない限り、（特に以下の請求項の文脈において）力及びトルクの両方を包含するものとして解釈されるべきである。本発明を記載する文脈における用語１つの（“ａ”及び“ａｎ”）」及び「その（“ｔｈｅ”）」の使用は、特に明記されない限り又は文脈によって明確に否定されない限り、（特に以下の請求項の文脈において）単数及び複数の両方をカバーするように解釈されるべきである。用語「有する（“comprising”）」、「有する（“having”）」、含む（“including”」、及び「含有する（“containing”」は、特に断りのない限り、制限のない語(ｏｐｅｎ-ｅｎｄｅｄｔｅｒｍ)（即ち「含むが、限定されないこと」を意味する）と解釈されるべきである。用語「接続される」は、何かが介在する場合であっても、部分的に又は完全に、その中に含まれる、取付けられる、又は一緒に結合されるものと解釈されるべきである。本明細書中に列挙される値の範囲は、特に明記されない限り、範囲内に入る別々の各値を個別に参照する簡便な表記法として役立つように意図しているにすぎず、別々の各値は明細書中に個別に列記されているかのように組み込まれている。本明細書に記載される全ての方法は、特に明記されない限り又は文脈によって明確に否定されない限り、任意の適切な順序で実行されることができる。明細書中に与えられている任意の若しくはすべての例、又は例示的な語（例えば、「等」の使用は、本発明の実施形態をより良く照らし出すことを意図しているにすぎず、特に特許請求の範囲に記載されない限り本発明の範囲に限定を加えるものではない。本明細書中の語は、本発明の実施に必須であるとして特許請求の範囲に記載されてない構成要素を示すものと解釈されるべきでない。

本発明を実施するために発明者に知られているベストモードを含む、本発明の好適な実施形態がここに記載されている。これらの好適実施例の変更は、前述の記載を読めば、当業者に明らかになり得る。発明者は、熟練した技術者がこのような変更を適切に利用することを期待し、発明者は、本発明が特にここに記載されるものと異なる方法で実施されることを意図する。従って、本発明は適用される法律で認められるように、添付の請求項に記載された主題のあらゆる変更及び均等物を含む。さらに、あらゆる可能な変更における上述の要素の任意の組み合わせは、特に明記されない限り又は文脈によって明確に否定されない限り、本発明によって包含される。

本明細書に引用した刊行物、特許出願公報、及び特許公報を含む全ての参考文献は、各参考文献が参照により援用されるように個別に特に示されるとともに完全に記載されているのと同程度に、参照によって援用される。

Claims

手術器具の作動方法であって、前記手術器具は、近位端、遠位端、ナイフ、前記ナイフを枢動可能に支持する第１の部材、前記第１の部材に対する前記ナイフの回転を妨げる第２の部材、前記第１の部材又は前記第２の部材を駆動するためのネジ部及び非ネジ部を有するリードスクリュー、及び制御装置を有し、前記方法は：
前記制御装置が、前記ナイフの切断刃を前記遠位端に向けた状態で、前記第１の部材及び前記第２の部材を前記リードスクリューによって前記遠位端に向かって同じ速度で動かす、ステップ；
前記第１の部材及び前記第２の部材を前記遠位端に向かって前記同じ速度で動かすステップの間、前記第２の部材が、前記第１の部材に対する前記ナイフの回転を妨げるステップ；及び
前記第１の部材及び前記第２の部材を前記遠位端に向かって前記同じ速度で動かす前記ステップの後、前記ナイフの回転を許容するステップ又は前記ナイフの回転を引き起こすステップの少なくとも一つを達成するように、前記リードスクリューが、前記第１の部材と前記第２の部材との間の相対運動を発生させるステップ；を有し、
前記第１の部材及び前記第２の部材を前記遠位端に向かって前記同じ速度で動かす前記ステップは、前記リードスクリューを回転させるステップを含み、前記ネジ部は、前記第１の部材又は前記第２の部材の少なくとも一方に動作可能に結合される；及び
前記第１の部材と前記第２の部材との間に相対運動を発生させる前記ステップは、前記リードスクリューを回転させるステップを含み、前記リードスクリューの前記ネジ部は、前記第１の部材及び前記第２の部材の一方と動作可能に結合し、前記非ネジ部は、前記第１の部材及び前記第２の部材の他方と相互作用する、
方法。
前記リードスクリューは、前記第１の部材又は前記第２の部材の一方のみを前記遠位端に向かって動かすことによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間に前記相対運動を発生させて、前記ナイフの前記回転を妨げないように前記第１の部材に対して前記第２の部材を再位置決めする、
請求項１に記載の方法。
前記リードスクリューは、前記第１の部材又は前記第２の部材の一方のみを前記近位端に向かって動かすことによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間に前記相対運動を発生させて、前記ナイフの前記回転を妨げないように前記第１の部材に対して前記第２の部材を再位置決めする、
請求項１に記載の方法。
前記リードスクリューにより生じる前記第１の部材と前記第２の部材との間の前記相対運動は、前記第１の部材に対する前記ナイフの回転を引き起こす、
請求項１に記載の方法。
前記リードスクリューにより生じる前記第１の部材又は前記第２の部材の一方のみの前記遠位端に向かう動きは、前記ナイフの切断刃を前記手術器具のハウジングの上面の下にしまい込むために前記第１の部材に対して前記ナイフを回転させるように前記ナイフを前記手術器具の前記ハウジングに結合されるキックダウン機構と係合させる、
請求項２に記載の方法。
前記リードスクリューにより生じる前記第１の部材及び前記第２の部材の前記遠位端に向う前記同じ速度での動きは、前記ナイフを切断位置に回転させるように前記ナイフを前記手術器具のハウジングに結合されるキックアップ機構と係合させる、
請求項１に記載の方法。
前記第１の部材は、前記リードスクリューにより生じる前記第１の部材及び前記第２の部材の前記遠位端へ向かう前記同じ速度での動きの間に、ステープルを展開させる、
請求項１に記載の方法。