JP6831057B2 - ロボット外科的デバイス、システムおよび関連する方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１３年７月１７日に出願され、Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓと題された、米国仮出願６１／８４７，３９４に対して、第３５巻第１１９条（ｅ）の下での利益を主張し、それはその全体で参照により本明細書中に援用される。

本明細書に開示される実施態様は、様々な医療用デバイスおよび関連するコンポーネント（ロボットおよび／またはインビボの医療用デバイスおよび関連するコンポーネントを含む）に関する。特定の実施態様は、様々なロボット医療用デバイス（体腔内に置かれるロボットデバイス、および、体腔内のオリフィスまたは開口部を通して置かれた支持コンポーネントを用いて配置されるロボットデバイスを含む）を含む。さらなる実施態様は、上記デバイスを操作するための方法およびデバイスに関する。

侵襲性の外科的手順は、様々な医学的状態を対処するために必須である。可能な場合は、腹腔鏡検査のような最小侵襲的な手順が好ましい。

しかしながら、腹腔鏡検査のような公知の最小侵襲的な技術は、１）アクセスポートを通して挿入される固い道具の使用により生じる可動性制限、および、２）制限された視覚フィードバックに、一部起因して、範囲および複雑性が制限される。ｄａ Ｖｉｎｃｉ（登録商標）Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ（カリフォルニア州サニーベールにあるＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．より入手可能）のような公知のロボットシステムもまた、アクセスポートにより制限され、そして、非常に大きくて、非常に高価で、ほとんどの病院で利用できず、および、感覚および運動の能力が制限されるという、さらなる不都合を有する。

改善された外科的方法、システム、およびデバイスに関する当分野での必要性が存在する。

本明細書において開示されるのは、様々なカメラシステムを受け入れるように構成されたカメラルーメンを備えた特定のシステムを含む、様々なロボット外科的システムである。さらなる実施態様は、空洞の通気を維持しながら患者の空洞内へ様々な外科的デバイスを挿入するために用いられるように構成された、外科的挿入デバイスに関する。

実施例１では、ロボット外科的システムは、デバイス本体、デバイス本体の遠位端に操作可能に連結された第一および第二の肩関節、第一の肩関節に操作可能に連結された第一のロボットアーム、第二の肩関節に操作可能に連結された第二のロボットアーム、およびカメラコンポーネントを備える。デバイス本体は、遠位端、近位端、およびカメラルーメン（カメラルーメンは、デバイス本体の近位端に近位ルーメン開口部を備え、デバイス本体の遠位端に遠位ルーメン開口部を備えるように、デバイス本体内に規定される）を備える。カメラコンポーネントは、コントローラー本体およびコントローラーに操作可能に連結された細長いチューブを備え、ここで、細長いチューブは、デバイス本体内に規定されるカメラルーメンを通して配置可能な構成およびサイズである。細長いチューブは、剛体部分、光学部分、および、光学部分を剛体部分に操作可能に連結する柔軟部分を備える。さらに、細長いチューブは、カメラコンポーネントがカメラルーメンを通して配置される場合に、光学部分が遠位ルーメン開口部から遠位に伸びるように構成されるような長さを有する。

実施例２は、実施例１に係るロボット外科的システムに関し、ここで、コントローラー本体は、カメラコンポーネントを操作するように構成されたコントローラーを含む。

実施例３は、実施例１に係るロボット外科的システムに関し、ここで、遠位ルーメン開口部は、第一の肩関節と第二の肩関節との間に配置される。

実施例４は、実施例１に係るロボット外科的システムに関し、ここで、光学部分は、剛体部分に対して柔軟部分で傾斜可能なように構成され、ここで、光学部分は、直線構造および傾斜構造を有する。

実施例５は、実施例１に係るロボット外科的システムに関し、ここで、細長いチューブは、コントローラー本体に対して回転可能なように構成される。

実施例６では、ロボット外科的システムは、デバイス本体、デバイス本体の遠位部に操作可能に連結された第一および第二の肩関節、第一の肩関節に操作可能に連結された第一のロボットアーム、第二の肩関節に操作可能に連結された第二のロボットアーム、および、カメラシステムを備える。デバイス本体は、デバイス本体の近位部に置かれたレセプタクル、および、カメラルーメン（カメラルーメンは、レセプタクルに近位ルーメン開口部を備え、デバイス本体の遠位部に規定される遠位ルーメン開口部を備えるように、デバイス本体内に規定される）を備える。カメラシステムは、レセプタクル内で対になるように（ｍａｔｅａｂｌｙ）配置可能なように構成されたシステム本体、および、システム本体に操作可能に連結された細長いチューブを備え、ここで、細長いチューブは、デバイス本体内に規定されるカメラルーメンを通して配置可能な構成およびサイズである。細長いチューブは、システム本体がレセプタクル内に配置される場合に、細長いチューブの一部が遠位ルーメン開口部から遠位に伸びるように構成されるような長さを有する。

実施例７は、実施例６に係るロボット外科的システムに関し、ここで、細長いチューブは、実質上剛体部分、光学部分、および、光学部分を剛体部分に操作可能に連結する柔軟部分をさらに備える。光学部分は、剛体部分に対して柔軟部分で傾斜可能なように構成され、ここで、光学部分は、直線構造および傾斜構造を有する。

実施例８は、実施例６に係るロボット外科的システムに関し、ここで、遠位ルーメン開口部は、第一の肩関節と第二の肩関節との間に配置される。

実施例９は、実施例６に係るロボット外科的システムに関し、ここで、細長いチューブは、システム本体に対して回転可能なように構成される。

実施例１０は、実施例６に係るロボット外科的システムに関し、デバイス本体に操作可能に連結された配置ロッドをさらに備える。

実施例１１は、実施例１０に係るロボット外科的システムに関し、ここで、配置ロッドは、配置ロッドに操作可能に連結されたハンドルをさらに備える。

実施例１２では、外科的挿入デバイスは、ルーメンを規定する折り畳み可能なキャニスター、キャニスターの近位端に連結された上部キャップ、キャニスターの遠位端に取り外し可能に連結された切り込みポート、上部キャップと切り込みポートとの間で、キャニスターに沿った位置でキャニスターに操作可能に連結された支持フレーム、および、支持ロッド（上部キャップおよび支持フレームが支持ロッドに対してスライド可能なように、上部キャップ、支持フレーム、および切り込みポートに操作可能に連結される）を備える。キャニスターは、ルーメン内に外科的デバイスを受け入れるサイズである。上部キャップは、上部キャップ内に規定される少なくとも１つのルーメンを有する。切り込みポートは、切り込みポートとキャニスターとの間の流体シールを維持するように構成された流体シールコンポーネントを備える。支持フレームは、キャニスターを支持するように構成される。

実施例１３は、実施例１２に係る外科的挿入デバイスに関し、ここで、デバイスは、引き込まれた構造（キャニスターが折り畳まれていない状態であるように、上部キャップおよび支持フレームが切り込みポートから最大限の距離に配置される）、および、展開した構造（キャニスターが折り畳まれた状態であるように、上部キャップおよび支持フレームが切り込みポートから最小限の距離に配置される）を備える。

実施例１４は、実施例１３に係る外科的挿入デバイスに関し、上部キャップに操作可能に連結されたハンドルをさらに備え、ここで、ハンドルは、引き込まれた構造と展開した構造との間で、上部キャップを動かす作動が可能なように構成される。

実施例１５は、実施例１３に係る外科的挿入デバイスに関し、ハンドル本体、ハンドル本体内に規定されるルーメン、ハンドル本体に操作可能に連結された作動レバー、および、作動レバーに操作可能に連結された連結コンポーネントを備えるハンドルを、さらに備える。ルーメンは、支持ロッドを受け入れるように構成される。作動レバーは、非作動構造と作動構造との間を移動可能なように構成される。連結コンポーネントは、支持ロッドを受け入れるように構成された開口部を備える。さらに、連結コンポーネントは、作動レバーが非作動構造である場合の支持ロッドとの摩擦接触と、作動レバーが作動構造である場合の支持ロッドとの非接触との間を、移動可能なように構成される。

多様な実施態様が開示されるが、本発明のさらに他の実施態様が、本発明の実例となる実施態様を示し説明する以下の詳細な説明から、当業者に明らかになるであろう。理解されるように、本発明は、様々の明らかな態様において修正が可能であり、本発明の意図および範囲を逸脱しない。したがって、図面および詳細な説明は、事実上、実例であり、限定でないと捉えるべきである。

一実施態様に係るロボット外科的デバイスの側面図である。 図１のデバイスの正面斜視図である。 図１のデバイスの斜視図である。 図１のデバイスの端面図である。 一実施態様に係るロボット医療用デバイスの内部本体および肩の切断図である。 図２Ａのロボット医療用デバイスの回転した切断図である。 図２Ａの実施態様に係る医療用デバイスの切断斜視図である。 図２Ａの実施態様に係る医療用デバイス本体のさらなる切断斜視図である。 図２Ａの実施態様に係るロボットデバイスの下部本体および肩の切断図である。 一実施態様に係るロボット医療用デバイスの上腕の切断側面図である。 図３Ａの実施態様の斜視図である。 図３Ａの実施態様の異なる斜視図である。 図３Ａの実施態様の背面斜視図である。 図３Ｄに示した医療用デバイスの別の斜視図である。 一実施態様に係るロボットデバイスの右上腕の内部コンポーネントの切断図である。 図４Ａの実施態様の回転した側面図である。 図４Ａの実施態様のさらなる回転した側面図である。 図４Ａの実施態様のエンドロング図（ｅｎｄｌｏｎｇ ｖｉｅｗ）である。 図４Ａの実施態様のさらなるエンドロング図である。 一実施態様に係るロボットデバイスの前腕のエンドロング図である。 ラインＡ−Ａに沿った、図５Ａの実施態様の前腕の内部コンポーネントの切断側面図である。 ラインＢ−Ｂに沿った、図５Ａの実施態様の前腕の内部コンポーネントの切断側面図である。 例示的な実施態様に係る、電気部分を示す前膊（ｆｏｒｅａｒｍ）の末端エフェクター部分の断面図である。 図６Ａの実施態様に対する、前膊の補完（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ）部分の外観図の上面斜視図である。 一実施態様に係るロボットデバイスの前腕の内部コンポーネントの底面概略斜視図である。 ラインＡ−Ａに沿った、図５Ａの実施態様の前腕の内部コンポーネントの切断側面図であり、電気コンポーネントをさらに詳しくする。 図８Ａの実施態様のＣ−Ｃ断面の接近図である。 一実施態様に係る前膊の外部の斜視図である。 図９Ａの実施態様の斜視の内部図である。 内側流体シールを備えるロボットデバイスの一実施態様の斜視図である。 さらなる外側流体シールをさらに備える、図１０Ａの実施態様の斜視図である。［ デバイスの前膊内のリジッド−フレックスＰＣＢコンポーネントの一実施態様の側面切断図である。 図１１Ａの実施態様のさらなる斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１２Ａのデバイスの正面図である。 図１２Ａのデバイスの側面図である。 図１２Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１３Ａのデバイスの正面図である。 図１３Ａのデバイスの側面図である。 図１３Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１４Ａのデバイスの正面図である。 図１４Ａのデバイスの側面図である。 図１４Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１５Ａのデバイスの正面図である。 図１５Ａのデバイスの側面図である。 図１５Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１６Ａのデバイスの正面図である。 図１６Ａのデバイスの側面図である。 図１６Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、挿入中のロボットデバイスの上面図を示す。 図１７Ａのデバイスの正面図である。 図１７Ａのデバイスの側面図である。 図１７Ａのデバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの一実施態様の斜視図である。 デバイスからカメラシステムを取り外した、図１８Ａのデバイスの別の斜視図である。 図１８Ａのカメラシステムの正面図である。 カメラが傾斜構造である、図１８Ａのカメラシステムの側面図である。 カメラが傾斜構造と直線構造との間の位置である、図１８Ａのカメラシステムの側面図である。 カメラが直線構造である、図１８Ａのカメラシステムの側面図である。 一実施態様に係る、カメラシステムの遠位端の近接図である。 さらなる実施態様に係る、別のカメラシステムの遠位端の近接図である。 さらなる実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの側面図である。 図１９Ａのデバイスの斜視図である。 図１９Ａのデバイスの別の斜視図である。 図１９Ａのデバイスの特定のコンポーネントのさらなる斜視図である。 図１９Ａのカメラシステムの斜視図である。 さらに別の実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの斜視図である。 図２０Ａのデバイスのカメラシステムの斜視図である。 図２０Ａのデバイスの特定のコンポーネントの斜視図である。 別の実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの斜視図である。 図２１Ａのデバイスのカメラシステムの斜視図である。 図２１Ａのデバイスの特定のコンポーネントの斜視図である。 さらに別の実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの斜視図である。 図２２Ａのデバイスのカメラシステムの斜視図である。 図２２Ａのデバイスの特定のコンポーネントの斜視図である。 さらに別の実施態様に係る、取り外し可能なカメラシステムを備える外科的デバイスの斜視図である。 図２３Ａのデバイスのカメラシステムの斜視図である。 図２３Ａのデバイスの特定のコンポーネントの斜視図である。 一実施態様に係る外科的デバイスのアームの斜視図である。 一実施態様に係る外科的デバイスの斜視図である。 一実施態様に係る、本明細書で検討される任意の外科的デバイスの実施態様を用いることができる手術室（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅａｔｅｒ）を示す。 使用中の、図２５Ａの手術室の一部の近接図である。 さらなる実施態様に係る、本明細書で検討される任意の外科的デバイスの実施態様を用いることができる別の手術室を示す。 一実施態様に係る、挿入システムの斜視図である。 図２７Ａの挿入システムの分解図である。 図２７Ａの挿入システムにおける、外科的ポートに連結されたポートの斜視図である。 図２７Ｃのポートおよび外科的ポートの分解図である。 挿入前の、図２７Ａの挿入システムの斜視図である。 挿入後の、図２７Ａの挿入システムの斜視図である。 図２７Ａの挿入システム内に配置されたロボットデバイスの概略図である。 一実施態様に係る、外部加圧された挿入システムの斜視図である。 図３０Ａの外部加圧された挿入システムのキャニスターの斜視図である。 図３０Ａのシステムのポートの斜視図である。 図３０Ａのシステムの支持ロッドの斜視図である。 図３０Ａのシステムのハンドルの側面図である。 図３０Ａのシステムのハンドルの正面図である。 図３０Ａのシステムのハンドルの別の側面図である。 図３０Ａのシステムの、その引き込まれた構造での側面図である。 図３０Ａのシステムの、その展開した構造での側面図である。 図３０Ａのシステムのポートの側面図である。 図３０Ａのシステムを用いた使用のための、拡張器の側面図である。 外科的デバイスが患者の空洞内へ挿入されている、図３０Ａのシステムの側面図である。 図３３Ａに示すシステムの正面図である。 カメラがルーメンの外に進行していて、外科的デバイスのアームが肘で曲げられている、図３０Ａのシステムの側面図である。 図３４Ａに示すシステムの正面図である。 カメラが傾斜していて、アームが広げられている、図３０Ａのシステムの側面図である。 図３５Ａに示すシステムの正面図である。 末端エフェクターの配置を最適化するために外科的デバイスのアームが角度付けられている、図３０Ａのシステムの側面図である。 図３６Ａに示すシステムの正面図である。 一実施態様に係る、本明細書に開示する任意の外科的デバイスの実施態様で用いることのできるコンソールの斜視図である。 図３７Ａのコンソールの一部のコンポーネントの斜視図である。 図３７Ａのコンソールのフレームの斜視図である。 別の実施態様に係る、本明細書に開示する任意の外科的デバイスの実施態様で用いることのできる別のコンソールの斜視図である。 図３８Ａのコンソールのフレームの斜視図である。 図３８Ａのコンソールのフレームの側面図である。 さらなる実施態様に係る、本明細書に開示する任意の外科的デバイスの実施態様で用いることのできる別のコンソールの斜視図である。 図３９Ａのコンソールのフレームの斜視図である。 さらに別の実施態様に係る、本明細書に開示する任意の外科的デバイスの実施態様で用いることのできるさらに別のコンソールの側面図である。 図４０Ａのコンソールの正面図である。 一実施態様に係るロボットデバイスの斜視図である。 図４１Ａのロボットデバイスの別の斜視図である。 図４１Ａのロボットデバイスの上面図である。 図４１Ｄのロボットデバイスの底面図である。

本明細書に開示される様々なシステムおよびデバイスは、医療の手順およびシステムでの使用のためのデバイスに関する。より具体的には、様々な実施態様は、ロボットデバイスを含む様々な医療用デバイス、および、関連する方法およびシステムに関する。

本明細書に開示される、ロボットデバイスおよび関連する方法およびシステムの様々な実施態様は、任意の他の公知の医療用デバイス、システム、および方法に組み込むことができ、またはこれらとともに用いることができることが理解される。

本明細書に開示される、ロボットデバイスおよび関連する方法およびシステムの様々な実施態様は、任意の他の公知の医療用デバイス、システム、および方法に組み込むことができ、またはこれらとともに用いることができることが理解される。例えば、本明細書に開示される様々な実施態様は、同時係属の米国出願１１／７６６、６８３（２００７年６月２１日に出願された、表題「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１１／７６６，７２０（２００７年６月２１日に出願された、表題「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１１／９６６，７４１（２００７年１２月２８日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ」）、６１／０３０，５８８（２００８年２月２２日に出願）、１２／１７１，４１３（２００８年７月１１日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」）、１２／１９２，６６３（２００８年８月１５日に出願された、表題「Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｆｌａｔｉｏｎ，Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１２／１９２，７７９（２００８年８月１５日に出願された、表題「Ｍｏｄｕｌａｒ ａｎｄ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１２／３２４，３６４（２００８年１１月２６日に出願された、表題「Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」）、６１／６４０，８７９（２０１２年５月１日に出願）、１３／４９３，７２５（２０１２年６月１１日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」）、１３／５４６，８３１（２０１２年７月１１日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、６１／６８０，８０９（２０１２年８月８日に出願）、１３／５７３，８４９（２０１２年１０月９日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／７３８，７０６（２０１３年１月１０日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ」）、１３／８３３，６０５（２０１３年３月１５日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／８３９，４２２（２０１３年３月１５日に出願された、表題「Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｔｅ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／８３４，７９２（２０１３年３月１５日に出願された、表題「Ｌｏｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１４／２０８，５１５（２０１４年３月１３日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ，ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ」）、１４／２１０，９３４（２０１４年３月１４日に出願された、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｆｏｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ」）、および、１４／２１２，６８６（２０１４年３月１４日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、および、米国特許第７，４９２，１１６号（２００７年１０月３１日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」）、第７，７７２，７９６号（２００７年４月３日に出願された、表題「Ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」）、および、第８，１７９，０７３号（２０１１年５月１５日に発行された、表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｉｔｈ Ａｇｅｎｔ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）に開示される、任意の医療用デバイスおよびシステムに取り込まれてよく、またはそれらとともに用いられてよく、それらの全てが、それらの全体で参照により本明細書中に援用される。

上記に挙げた出願に開示される特定のデバイスおよびシステムの実施は、本明細書に開示されるものと同様の支持コンポーネントと組み合わせて、患者の体腔内に配置することができる。本明細書において用いられる「インビボのデバイス」は、患者の体腔内に配置されている間、少なくとも部分的に、ユーザにより、配置、操作、またはコントロールすることができる、任意のデバイスを意味し、支持コンポーネント（例えば、ロッド、または、体腔の開口部またはオリフィスを通って置かれる他のそのようなコンポーネント）に連結される任意のデバイスを含み、また、実質的に、患者の体腔の壁に対して、または、隣接して、配置される任意のデバイスも含み、さらに、内部作動される（原動力の外部源を有さない）任意のそのようなデバイスを含み、加えて、外科的手順中に腹腔鏡下または内視鏡的に用いられ得る任意のデバイスを含む。本明細書において用いられる用語「ロボット」および「ロボットデバイス」は、コマンドに応答して、または自動的のいずれかで、タスクを行なうことのできる任意のデバイスを指す。

特定の実施態様は、空洞の十分な通気を維持しながら、空洞内への本発明の挿入を提供する。さらなる実施態様は、挿入プロセス中に、外科医または外科的ユーザが本発明と物理的に接触するのを最小限化する。他の実施は、患者および本発明に関する挿入プロセスの安全性を高める。例えば、一部の実施態様は、患者の空洞内へ挿入されているときに本発明の視覚化を提供し、システム／デバイスと患者との間に有害な接触が生じないことを保証する。加えて、特定の実施態様は、切り込みのサイズ／長さの最小限化を可能にする。さらなる実施は、アクセス／挿入の手順、および／または、手順に要するステップの、複雑性を低減させる。他の実施態様は、最小の輪郭、最小のサイズを有し、または、一般に取り扱いおよび使用の簡易性を高めるために機能および外観が最低限である、デバイスに関する。

本明細書に開示される特定の実施は、様々な構造に組み立てることのできる、「コンビネーション」または「モジュール」の医療用デバイスに関する。本出願の目的に関し、「コンビネーションデバイス」および「モジュールデバイス」は両方とも、様々な異なる構造に並べることのできるモジュールまたは交換可能なコンポーネントを有する、任意の医療用デバイスを意味する。また、本明細書に開示されるモジュールコンポーネントおよびコンビネーションデバイスは、セグメント化された三角形または四角形の形をしたコンビネーションデバイスも含む。三角形または四角形の構造を形成するために連結されるモジュールコンポーネント（本明細書において「セグメント」とも呼ぶ）で作り上げられるこれらのデバイスは、より大きなコンポーネントまたはより多くの操作コンポーネントに用いることのできる、デバイス内の実質的なペイロード空間も提供しながら、使用中、てこ作用（ｌｅｖｅｒａｇｅ）および／または安定性を提供することができる。上記に開示および記述される様々なコンビネーションデバイスと同様に、一実施態様によれば、これらの三角形または四角形のデバイスは、上記に記述および開示されるこれらのデバイスと同様の方法で、患者の体腔内部に配置することができる。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、および図１Ｄに示すように、特定の例示的な実施態様は、本体１２とそれに操作可能に連結された２つのアーム１４Ａ、１４Ｂを備える、デバイス１０に関する。本体１２は、示されるように、ケーシング３０を備える。本体１２は、「デバイス本体」とも呼ぶ。アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、アーム１４Ａ、１４Ｂを本体１２に連結する、第一の連結リンク１６Ａ、１６Ｂを備える。この第一の連結リンク１６Ａ、１６Ｂは、本明細書において、「第一の連結コンポーネント」または「肩リンク」とも呼ぶことができ、第一の回転可能な関節２４Ａ、２４Ｂ（本明細書において、「肩関節」とも呼ぶ）の一部である。アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、上腕（本明細書において、「内腕」、「内腕アセンブリ」、「内部リンク」、「内部リンクアセンブリ」、「上腕アセンブリ」「第一のリンク」、または、「第一のリンクアセンブリ」とも呼ぶ）１８Ａ、１８Ｂ、および、前膊（ｆｏｒｅａｒｍ）（本明細書において、「外腕」、「外腕アセンブリ」、「外部リンク」、「外部リンクアセンブリ」、「前膊アセンブリ」、「第二のリンク」、または、「第二のリンクアセンブリ」とも呼ぶ）２０Ａ、２０Ｂを備える。上腕１８Ａ、１８Ｂは、連結リンク１６Ａ、１６Ｂに回転可能に連結され、本体１２に回転可能に連結される。アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、上腕１８Ａ、１８Ｂを前膊２０Ａ、２０Ｂに連結する、第二の連結リンク２２Ａ、２２Ｂを備える。この第二の連結リンク２２Ａ、２２Ｂは、本明細書において、「第二の連結コンポーネント」または「肘リンク」とも呼ぶことができ、第二の回転可能な関節２６Ａ、２６Ｂ（本明細書において「肘関節」とも呼ぶ）の一部である。より具体的には、右アーム１４Ａでは、上腕１８Ａは、肘リンク２２Ａを介して肘関節２６Ａで前膊２０Ａに回転可能に連結され、一方で、左アーム１４Ｂでは、上腕１８Ｂは、肘リンク２２Ｂを介して肘関節２６Ｂで前膊２０Ｂに回転可能に連結される。

示されるように、アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、前膊２０Ａ、２０Ｂの遠位端に操作可能に連結された、末端エフェクター２８Ａ、２８Ｂも備える。末端エフェクターは、本明細書において、「操作コンポーネント」とも呼ぶことができる。

一実施において、アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、６自由度を有する。すなわち、以下にさらに詳細に説明するように、アーム１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、肩で３自由度、肘で１自由度、および、末端エフェクターで２自由度を有する（回転されることができ−末端エフェクターのロール−および、開かれる／閉じられることができる）。したがって、各アーム１４Ａ、１４Ｂの６自由度は、人の腕の自由度と類似する（それも肩で３自由度および肘で１を有する）。４自由度を有するアーム（２自由度を有する末端エフェクターを備える）の一つの利点は、末端エフェクターは、同一のデカルト点において多数の方向を有することができることである。この追加の巧妙さは、外科医または他のユーザをより自由にし、および、デバイスを操作している間のコントロールをより直感的にすることを可能にする。

一実施態様によれば、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、および図２Ｅは、本体１２の内部コンポーネントを示し、これらの図において、そのケーシング３０を含まずに示されている。より具体的には、これらの図は、右アーム１４Ａを制御／作動する内部コンポーネントおよび本体１２の右半分を示す。左アーム１４Ｂを操作／制御／作動する左半分の内部コンポーネント（図示せず）は、ここに示され記載されるものと実質的に同様であり、そして、以下に提供される説明は、これらのコンポーネントにも同等に当てはまることが、理解されるよう。

図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃは、本体１２の内部構造または支持コンポーネントを含む。一実施において、本体１２は、示されるように、内部の上部キャップ４０、内部の支持ロッド４２、および、内部の支持シェル４４を備える。支持ロッド４２は、上部キャップ４０を支持シェル４４に連結する。これらのコンポーネントは、本体１２の構造を維持し、その中に置かれるコンポーネントに構造支持を提供する。一実施態様によれば、内部の上部キャップ４０は、図２Ｃに最もよく示されるように、３つの部分的なルーメン４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃを規定する。上部キャップ４０は、部分的なルーメン４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃのそれぞれが、キャップ４０およびケーシング３０の連結により規定される完全なルーメンに形成されるようにして、本体ケーシング３０に連結する。以下にさらに詳細に説明するように、これらのルーメン４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃは、様々なワイヤ、コード、または、本体１２へ挿入または本体１２を通して挿入される他のコンポーネントを、受け入れるように構成することができる。

図２Ａ〜図２Ｃとは対照的に、図２Ｄは、内部作動および制御コンポーネントをより良く示すために内部構造または支持コンポーネントを隠して、本体１２の右半分の内部作動および制御コンポーネントを示す。これらの内部作動および制御コンポーネントは、肩関節２４Ａで２自由度を提供するように構成される。

図２Ｅは、本体１２の遠位端の拡大図である。

一実施態様では、図２Ｄおよび図２Ｅに示される特定の内部コンポーネントは、本体１２の縦軸と平行な軸Ａ（図２Ｂに最もよく示される）の周りを、肩関節２４Ａで、回転を作動するように構成される。軸Ａの周りでのこの回転は、「ヨー」または「肩のヨー」とも呼ぶ。回転は、一態様では、以下のように生じる。アクチュエーター６０（すなわち、本実施では、モーターアセンブリ６０）が提供される。モーターアセンブリ６０は、原動歯車６２の回転が被動歯車６４の回転を生じさせるように被動歯車６４に連結された原動歯車６２に、操作可能に連結される。被動歯車６４は、伝動シャフト６６（シャフト６６の逆末端に伝動歯車６８を備える）に固定して連結される。伝動歯車６８は、シャフト７２に固定して連結された被動歯車７０に連結される。マグネットを含むマグネットホルダー７６も、伝動歯車６８に操作可能に連結される。ホルダー７６およびマグネットは、マグネットエンコーダー（図示せず）に操作可能に連結される。マグネットホルダー７６、マグネット、およびマグネットエンコーダー（および、他の関節（ｊｏｉｎｔ）に関して本明細書において他で記載されるものと同様のコンポーネント）は、２０１２年８月８日に出願された米国仮出願第６１，６８０，８０９号（その全体で参照により本明細書中に援用される）に開示される絶対位置センサーの１つまたは複数と同一または実質的に同一の絶対位置センサーのコンポーネントであることが理解される。シャフト７２は、その遠位端において、回転可能なピッチハウジング７４（図２Ｂおよび図２Ｅに最もよく示される）に、被動歯車７０の回転がシャフト７２の回転を生じさせ、それにより、図２Ｂに示すように、軸Ａの周りでハウジング７４の回転を生じさせるように、固定して連結される。

一実施によれば、図２Ｄに示される特定の他の内部コンポーネントは、本体１２の縦軸に垂直な軸Ｂ（図２Ｄに最もよく示される）の周りを、肩関節２４Ａで、回転を作動するように構成される。軸Ｂの周りでのこの回転は、「ピッチ」または「肩のピッチ」とも呼ばれる。一実施態様では、回転は以下のように生じる。アクチュエーター８０（すなわち、本実施では、モーターアセンブリ８０）が提供される。モーターアセンブリ８０は、原動歯車８２の回転が被動歯車８４の回転を生じさせるように被動歯車８４に連結された原動歯車８２に、操作可能に連結される。被動歯車８４は、伝動シャフト８６（シャフト８６の逆末端に伝動歯車８８を備える）に固定して連結される。伝動歯車８８は、シャフト９２に固定して連結された被動歯車９０に連結される。マグネットを含むマグネットホルダー９８も、被動歯車９０に操作可能に連結される。ホルダー９８およびマグネットは、マグネットエンコーダー（図示せず）に、操作可能に連結される。図２Ｅに最もよく示されるように、シャフト９２の一部分は、上述のシャフト７２のルーメン７２Ａ内に置かれ、ハウジング７４内へ、シャフト７２の遠位端の外に伸びる。図２Ｅに最もよく示されるように、シャフト９２の遠位端は、ベベル歯車９４である回転歯車９４に連結される。回転歯車９４は、一実施によれば、リンク歯車９６（同じくベベル歯車９６である）に操作可能に連結される。リンク歯車９６は、シャフト９２の回転が回転歯車９４の回転を生じさせ、それにより、リンク歯車９６の回転を生じさせ、それから、図２Ｄに最もよく示されるように軸Ｂの周りでリンク１６Ａの回転を生じさせるように、肩リンク１６Ａ（上述）に操作可能に連結される。

この実施態様では、これらの２つの回転軸が連結される。すなわち、軸Ａの周りでの回転のみ（純粋なヨー）が所望の場合は、「ピッチ駆動トレイン」（モーター８０、および、軸Ｂの周りでの回転を達成するために必要な全ての連結された歯車およびコンポーネント）は、ピッチハウジング７４と回転歯車９４との間に相対的角変位がないように、「ヨー駆動トレイン」（モーター６０、および、軸Ａの周りでの回転を達成するために必要な全ての連結された歯車およびコンポーネント）のスピードに合わせなければならない。対照的に、軸Ｂの周りでの回転のみ（純粋なピッチ）が所望の場合は、ピッチ駆動トレインが作動する間、ヨー駆動トレインは位置を保たなければならない。

図２Ａに示す一実施では、本体１２は、本体内に置かれたリジッド−フレックスＰＣＢ１００を備える。ＰＣＢ１００は、モーター６０、８０およびマグネットエンコーダー（図示せず）に操作可能に連結されていて、それらをコントロールする。

別の実施態様によれば、少なくとも１つの連結コンポーネントは、本体１２と関連する。より具体的には、本実施において、電力／通信ライン１０２および焼灼電力ライン１０４は、それらの近位端で、１つまたは複数の外部電源（図示せず）に連結され、内部の上部キャップ４０により部分的に規定される３つのルーメン４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃの１つまたは複数を通ってデバイス１０へ及ぶ。ライン１０２、１０４は、本体１２を通って伸び、図２Ｂに示されるように出て、上腕セグメントへ伸びる。

一実施態様では、本体１２は、その近位端で、配置ロッド（「挿入ロッド」とも呼ばれる）に連結することができる（図示せず）。配置ロッドは、デバイス１０の配置および／またはデバイス１０の配置の保持および安定化を補助するための任意のそのような公知のコンポーネントであり得ることが理解される。一実施によれば、電力／通信ライン１０２および／または焼灼電力ライン１０４は、配置ロッド内の１つまたは複数のルーメンを通って近位に伸びることができる。

一実施態様では、本明細書に記述および示される任意のモーターは、ブラシまたはブラシレスのモーターであり得る。さらに、モーターは、例えば、６ｍｍ、８ｍｍ、または１０ｍｍの直径のモーターであり得る。あるいは、医療用デバイスに組み込むことのできる任意の公知のサイズを用いることができる。さらなる代替では、アクチュエーターは、コンポーネントの動作または作用を作動するために医療用デバイスで用いられる任意の公知のアクチュエーターであり得る。本明細書に記載のモーターに用いることのできるモーターの例は、ＥＣ １０ ＢＬＤＣ ＋ ＧＰ１０Ａ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒｈｅａｄ、ＥＣ ８ ＢＬＤＣ ＋ ＧＰ８Ａ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒｈｅａｄ、または、ＥＣ ６ ＢＬＤＣ ＋ ＧＰ６Ａ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒｈｅａｄを含み、それらは全て、マサチューセッツ州フォールリバーに位置するＭａｘｏｎ Ｍｏｔｏｒｓから市販される。

一実施態様に係る、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄ、および図４Ｅは、右上腕１８Ａの内部コンポーネントを示し、それらの図において、そのケーシング無しで示される。より具体的には、これらの図は右アーム１４Ａおよびその中の内部コンポーネントを示す。左上腕１８Ｂ内の内部コンポーネントは、ここに示され記載されるものと実質的に同様であり、そして、以下に提供される説明は、これらのコンポーネントにも同等に当てはまることが理解される。

図３Ａ〜図３Ｅは、内部コンポーネントをより良く示すために内部構造または支持コンポーネントを隠して、アクチュエーター、駆動コンポーネント、および電子機器を含む、右上腕１８Ａの内部コンポーネントを示す。図３Ａ〜図３Ｅとは対照的に、図４Ａ〜図４Ｅは、内部アクチュエーター、駆動、および電子機器コンポーネントの両方を含むが、右上腕１８Ａの内部構造または支持コンポーネントも含む。

一実施態様では、図３Ａ〜図３Ｅに示される特定の内部コンポーネントは、右上腕１８Ａの縦軸と平行な軸Ｃ（図３Ｂに最もよく示される）の周りを、肩リンク１６Ａで、回転を作動するように構成される。軸Ｃの周りでのこの回転は、「肩ロール」とも呼ばれる。回転は、一態様では、以下のように生じる。アクチュエーター１２０（すなわち、本実施態様では、モーターアセンブリ１２０）が提供される。モーターアセンブリ１２０は、原動歯車１２２に操作可能に連結される。原動歯車１２２は、軸受ペア１２４により支持される。原動歯車１２２は、原動歯車１２２の回転が被動歯車１２６の回転を生じさせるように、被動歯車１２６に連結される。被動歯車１２６は、被動歯車１２６の回転が、図３Ｂに示されるように軸Ｃの周りで肩リンク１６Ａの回転を生じさせるように、肩リンク１６Ａに固定して連結される。被動歯車１２６は、軸受ペア１２８により支持される。マグネットを含むマグネットホルダー１３０もまた、被動歯車１２６に、操作可能に連結される。ホルダー１３０およびマグネットは、マグネットエンコーダー１３２に、操作可能に連結される。

軸Ｃの周りでの肩リンク１６Ａの回転は、右上腕１８Ａ（したがって前膊２０Ａ）を本体１２に対して回転させる。一実施態様によれば、この回転は、従前の２アームの外科的デバイスでは提供されないさらなる自由度を加える。

一実施によれば、図３Ａ〜図３Ｅに示される特定の内部コンポーネントは、右上腕１８Ａの縦軸に垂直な軸Ｄ（図３Ｃに最もよく示される）の周りを、肘リンク２２Ａで、回転を作動するように構成される。軸Ｄの周りでのこの回転は、「肘のヨー」とも呼ばれる。回転は、一態様では、以下のように生じる。アクチュエーター１４０（すなわち、本実施では、モーターアセンブリ１４０）が提供される。モーターアセンブリ１４０は、原動歯車１４２（本実施態様ではベベル歯車）に、操作可能に連結される。原動歯車１４２は、軸受１４４により支持される。原動歯車１４２は、原動歯車１４２の回転が被動歯車１４６の回転を生じさせるように、被動歯車１４６に連結される。被動歯車１４６は、リンク歯車１４８に固定して連結され、それは、図３Ｃに示すように、被動歯車１４６の回転が、軸Ｄの周りで肘リンク２２Ａの回転を生じさせるように、肘リンク２２Ａの歯車の歯１５８（図３Ｂに最もよく示される）に連結される。被動歯車１４６およびリンク歯車１４８は、軸受ペア１５０により支持される。さらに、肘リンク２２Ａは軸受ペア１５２により支持される。マグネットを含むマグネットホルダー１５４もまた、肘リンク２２Ａに、操作可能に連結される。ホルダー１５４およびマグネットは、マグネットエンコーダー１５６に、操作可能に連結される。

一実施態様によれば、リンク歯車１４８および肘リンク２２Ａのさらなる連結は、さらなる外部減少（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）（歯車１４８は、肘リンク２２Ａよりも少ない歯車の歯を有するため）、および、上腕１８Ａの短縮化を含む、特定の利点を提供することができる（それにより、関節の動作範囲を改善する）。

図４Ｂに示すように、上腕１８Ａは、その中に置かれたリジッド−フレックスＰＣＢ１６０を備えることができる。一実施態様では、ＰＣＢ１６０は、モーター１２０、１４０、および、マグネットエンコーダー１３２、１５６と、操作可能に連結され、および、それらをコントロールする。

別の実施態様によれば、少なくとも１つの連結コンポーネントは、上腕１８Ａと関連する。より具体的には、本実施では、電力／通信ライン１０２および焼灼電力ライン１０４は、上腕１８Ａの近位端においてポート（図示せず）を通って入り、そして、遠位端においてポート（図示せず）を通って出る。

図５Ａ〜図９Ｂは、右前膊２０Ａの様々な実施態様を示す。本明細書に開示され示される様々な実施は、以下にさらに詳細に説明するように、アクチュエーター、駆動コンポーネント、および、ツールロールおよびツールドライブ（開／閉の動作）の両方を達成するために用いることのできる電子機器を備える。以下に記載のように、前膊２０Ａは、２つの電気的に分離された焼灼回路も有し、双極および単極の両方の焼灼末端エフェクターを可能にする。特定の実施態様は、末端エフェクターの簡単な取り外しおよび置き換えが可能であるように構成される（「クイックチェンジ」構造）。さらなる実施態様は、流体がメカニズムに侵入するのを防ぐのを助けるシーリングエレメントを備える。一実施によれば、図５Ａ〜図５Ｃに示される特定の内部コンポーネントは、右前膊２０Ａの縦軸と平行な軸Ｅ（図５Ｂに最もよく示される）の周りを、末端エフェクター２８Ａで、回転を作動するように構成される。軸Ｅの周りでのこの回転は、「ツールロール」とも呼ばれる。回転は、一態様では、以下のように生じる。アクチュエーター１８０（すなわち、本実施では、モーターアセンブリ１８０）が提供される。モーターアセンブリ１８０は、原動歯車１８２（本実施態様では平歯車である）に、操作可能に連結される。原動歯車１８２は、原動歯車１８２の回転が被動歯車１８４の回転を生じさせるように、被動歯車１８４に連結される。被動歯車１８４は、ロールハブ１８６に固定して連結され、それは軸受１８８により支持される。ロールハブ１８６は、末端エフェクター２８Ａにネジで連結された外部ネジ山１９０Ａを有するツールベースインターフェイス１９０に、固定して連結される。したがって、被動歯車１８４の回転は、ロールハブ１８６の回転を生じさせ、それがツールベースインターフェイス１９０の回転を生じさせ、それが図５Ｂに示されるように軸Ｅの周りで末端エフェクター２８Ａの回転を生じさせる。

一実施態様では、図５Ａ〜図５Ｃに示される特定の内部コンポーネントは、末端エフェクターが開いたり閉じたりするのを作動するように構成される。末端エフェクターが開いたり閉じたりするような末端エフェクターのアームのこの回転は、「ツールドライブ」とも呼ばれる。一態様では、作動は以下のように生じる。アクチュエーター２００（すなわち、本実施では、モーターアセンブリ２００）が提供される。モーターアセンブリ２００は、原動歯車２０２（本実施態様では平歯車である）に、操作可能に連結される。原動歯車２０２は、原動歯車２０２の回転が被動歯車２０４の回転を生じさせるように、被動歯車２０４に連結される。被動歯車２０４は、ツールドライブナット２０６に固定して連結され、それは軸受ペア２０８により支持される。ツールドライブナット２０６は、ネジ山がついた内部ルーメン２０６Ａを有し、そして、このネジ山がついた内部ルーメン２０６Ａは、主ネジ２１０に、ネジで連結される。より具体的には、主ネジ２１０の外側のネジ山は、内部ルーメン２０６Ａ上のネジ山に、ネジで連結される。主ネジ２１０は、ツールベースインターフェイス１９０（上述）に、回転して連結される。より具体的には、ツールベースインターフェイス１９０は、四角い形状の内部ルーメン１９０Ａを有し、そして、主ネジ２１０の遠位端は、内部ルーメン１９０Ａ内で適合する四角い形状の突出を有し、それにより、ツールベースインターフェイス１９０と連結する。主ネジ２１０の遠位端は、ルーメン１９０Ａ内で並進移動（ｍｏｖｅ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌｌｙ）することができるが、ツールベースインターフェイス１９０に対して回転することはできず、したがって、主ネジ２１０は、ツールベースインターフェイス１９０に対して並進移動することができるが、それに対して回転することはできない。また、主ネジ２１０は、主ネジ２１０の外側部分に置かれた絶縁スリーブ２１２も備え、それにより、以下に記載のように、分離した電気焼灼チャネルを維持する役割を果たす。さらに、主ネジ２１０は、ネジ山をつけた内部ルーメン２１０Ａを有し、ツールピン２１４にネジで連結される。ツールピン２１４は、ツールピン２１４の並進が、把持アームまたはブレードの開閉を生じさせるように、末端エフェクター２８Ａ内の公知のリンケージ機構に連結される。したがって、歯車２０２の作動は、被動歯車２０４の回転を生じさせ、ツールドライブナット２０６を回転させる。ツールドライブナット２０６の回転は、ナット２０６およびネジ２１０のネジ止め可能な連結の結果として主ネジ２１０を並進させる。ネジ２１０の並進は、ツールピン２１４を並進させて、それにより、末端エフェクター２８Ａのアームまたはブレードの開閉を生じさせる。

本実施態様では、これらの２つの回転軸は連結される。すなわち、純粋なロールが所望であれば、ツールドライブトレインは、ツールドライブナット２０６とツールベースインターフェイス１９０との間に相対的角変位が存在しないように、ロールトレインのスピードに合わせなければならない。

一実施によれば、末端エフェクター２８Ａは、以下の方法で、迅速およびかつ簡単に、前膊２０Ａに連結することができ、および、連結を外すことができる。適所に固定または維持されたロールおよびドライブ軸の両方により、末端エフェクター２８Ａは回転することができ、それにより、ネジ山１９０Ａおよび２１０Ａを連結し、または連結を外すことができる。すなわち、末端エフェクター２８Ａがある方向に回転されると末端エフェクター２８Ａが前膊２０Ａに連結され、他の方向に回転されると末端エフェクター２８Ａが前膊２０Ａから連結が外される。

一実施態様によれば、前膊２０Ａは、２つの非依存的な焼灼チャネル（本明細書において、「チャネルＡ」および「チャネルＢ」と呼ぶ）を有し、この前膊２０Ａにより、双極または単極のいずれかの焼灼末端エフェクターの使用を可能にする。

図６Ａに示されるように、チャネルＡコンポーネントが、示されるように前膊２０Ａにおいて示されている。ＰＣＢ２２０は、外部電源に連結された焼灼電力ライン（例えば上述の焼灼ライン１０４）のリードＡに、電気的に連結される。ＰＣＢ２２０は、さらに、ピン２２２に電気的に連結され、ソケット２２４（上述の主ネジ２１０の近位端において規定され、または、それに−電気的および機械的−に連結される）に、電気的に連結され、そして、ソケット２２４内に、スライド可能に配置される。主ネジ２１０は、図５Ｃに最もよく示されるように、末端エフェクターピン２１４に、電気的および機械的に連結される。したがって、焼灼ライン１０４中のリードＡに電圧を加えることは、双極の焼灼末端エフェクター２８Ａ中のチャネルＡに電圧を加える。

図６Ｂおよび図７に示すように、チャネルＢコンポーネントが、示されるように、前膊２０Ａに示される。上述のＰＣＢ２２０は、外部電源に連結された焼灼電力ライン（例えば上述の焼灼ライン１０４）のリードＢにも、電気的に連結される。ＰＣＢ２２０は、さらに導電ロッド２４０に電気的に連結され、それはワイパー２４２に電気的に連結される。ワイパー２４２は、機械的支柱２４４により片方の末端上に支持された、張力のかかったコンポーネントである。絶縁挿入２４６は、ワイパー２４２と機械的支柱２４４との間に配置される。その自由な末端において、ワイパー２４２は、プリローダ２４８により支持される。この構造に基づき、ワイパー２４２は、ツールベースインターフェイス１９０に対して−リーフスプリングのように−組み込まれ（ｌｏａｄｅｄ）、または、促され（ｕｒｇｅｄ）（上述）、したがって、ツールベースインターフェイス１９０に電気的に連結される。ツールベースインターフェイス１９０は、末端エフェクター２８Ａに機械的に連結され、その末端エフェクター２８ＡのチャネルＢに電気的に連結される。したがって、焼灼ライン１０４中のリードＢに電圧を加えることは、双極の焼灼末端エフェクター２８Ａ中のチャネルＢに電圧を加える。

一実施では、前膊２０Ａは、流体が前膊２０Ａへ侵入するのを防ぐのを助ける少なくとも１つの流体シールインターフェイスを備える。そのようなメカニズムの１つは、一実施態様によれば、図９Ａおよび図９Ｂに示されるモノリシックのシングル−ピースのハウジング２６０である。ハウジング２６０のワン−ピースの特質は、密封されなければならないインターフェイスの数を大幅に減らし、したがって、流体の漏れがより生じやすいインターフェイスの数を減らす。ハウジング２６０は、前膊２０Ａの内部コンポーネント上をスライドするように構成される。すなわち、ハウジング２６０の近位端は、ハウジング２６０が前膊２０Ａの上に正しく配置されるまで前膊２０Ａの上に配置されることのできる（または、前膊２０Ａがルーメンの中へ挿入される）、開口部を規定する。図９Ｂに最もよく示されるように、ハウジング２６０は、ハウジング２６０の遠位端に規定される穴２６４の周りに、ハウジング２６０内に規定される溝に配置されたｏ−リング２６２を備えることができる。穴２６４は、末端エフェクター２８Ａを受け入れるように構成される。一実施態様では、ロールハブ１８６（上述）は、ｏ−リング２６２がそのロールハブ１８６に対して予め組み込まれる（ｐｒｅｌｏａｄｅｄ）ように構成されるようにして穴２６４を通して配置され、それにより、ハウジング２６０とハブ１８６の外面との間に流体シールを形成する。

図８Ａに示すさらなる実施態様では、前膊２０Ａは、前膊ハウジング２６０（上述）の外側部分に規定される２つの溝２７０、２７２を有する。溝２７０、２７２は、内側バリア３００のスリーブの開口部に規定される弾性バンドが溝２７０、２７２に配置され得るようにして、外側バリア（以下にさらに詳しく説明される第一のバリア３００など）に関する取り付けポイントを提供するように構成することができ、それにより、ハウジング２６０に対するバリア３００の連結を高め、したがって、流体シールを高める。一実施態様では、溝２７０、２７２は、前膊ハウジング２６０全体を取り囲む。あるいは、第一のバリア３００は、接着または溶接を介してハウジング２６０に接合することができる。さらなる代替では、ハウジング２６０および第一のバリア３００は、単一のピースとして組み立てることができる。

別の実施によれば、図８Ａに示すように、前膊２０Ａハウジング２６０は、ハウジング２６０における穴２８２（それを通して末端エフェクター２８Ａが配置される）の周りに、ハウジング２６０内に規定される溝２８０を有することができる。溝２８０は、第二のバリア３１０のスリーブの開口部に規定される弾性バンドが溝２７０、２７２に配置され得るようにして、外側バリア（以下にさらに詳しく説明される外側バリア３１０など）に関する取り付けポイントを提供するように構成することができ、それにより、ハウジング２６０に対する第二のバリア３１０の連結を高め、したがって、流体シールを高める。

図８Ｂに示すように、別の流体シールは、別の実施態様によれば、一方の末端で主ネジ２１０（上述）に取り付けられ、もう片方の末端でツールベースインターフェイス１９０（上述）に取り付けられた、柔軟なメンブレン２９０の形状で、提供することができる。より具体的には、メンブレン２９０は、ｏ−リング２９２において主ネジ２１０に連結され、溝２９２においてツールベースインターフェイス１９０に連結される。一実施態様では、メンブレン２９０は、取り付け機構、例えばシンチ（図示せず）により、溝２９２において保持される。このメンブレン２９０は、任意の外部流体に対して、前膊２０Ａの内部コンポーネントのための液体シールを提供するのに役立つ。一実施では、末端エフェクター２８Ａが前膊２０Ａに連結されていてもいなくても、シールは維持される。あるいは、メンブレン２９０は、金属ベローズで置き換えることができる。

特定の実施態様によれば、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、さらなる流体シールを提供することができる。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、デバイス１０は、デバイスアーム１４Ａ、１４Ｂのそれぞれを保護する２つの流体的に密封されたバリアを備えることができる。第一のバリア（本明細書において、「内側バリア」とも呼ぶ）３００は図１０Ａに示され、それは、それぞれのアームの周りに配置され、そして、スリーブ末端３０２Ａ、３０２Ｂで、デバイス本体１２に、スリーブ末端３０２Ａ、３０２Ｂでの開口部を促す（ｕｒｇｅ）弾性のコンポーネント３０４Ａ、３０４Ｂを介して連結され、それにより流体シールを高める。示されるように本実施態様では、弾性のコンポーネント３０４Ａ、３０４Ｂは、前膊の遠位端で、アーム１４Ａの前膊の周りに配置される。あるいは、図８Ａに関して上記で詳述されるように、弾性のコンポーネント３０４Ａ、３０４Ｂは、前膊内に規定される溝（上述の溝２７０、２７２など）に配置することができる。

一実施態様では、内側バリア３００は、デバイス１０に永久的に結合されて、デバイス１０の操作寿命全体のあいだ、取り外されないメンブレンである。バリア３００は、デバイス１０とともに滅菌される。

第二のバリア（本明細書において、「外側バリア」とも呼ぶ）３１０は図１０Ｂに示され、それは、それぞれのアーム１４Ａ、１４Ｂの周りに、上述の内側バリア３００の上に配置され、そして、スリーブ末端３１２Ａ、３１２Ｂで、デバイス本体１２に、アーム１４Ａ、１４Ｂに対してスリーブ末端３１２Ａ、３１２Ｂでの開口部を促す弾性のコンポーネント３１４Ａ、３１４Ｂを介して連結され、それにより流体シールを高める。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、上述のデバイスの実施態様においてＰＣＢコンポーネントとして用いることのできる、リジッド−フレックスＰＣＢコンポーネント３２０の一実施態様を示す。リジッド−フレックスの組み立ては公知の製造方法であることが理解される。一実施態様では、ＰＣＢコンポーネント３２０は、公知の製造方法を用いて組み立てられているが、カスタムで設計および製造される。

図１２〜図１７に示す使用では、本明細書に開示および検討されるデバイスの実施態様は、整合性のある横断面および最小の輪郭を有するように構成され、それにより、切り込みを通した患者の空洞への、デバイスの挿入の簡易性を高める。さらに、一実施態様では、デバイス１０は、最適な方法で、最小の輪郭および整合性のある横断面を維持する、特定のセットのステップを介して挿入することができる。図１２に示すように、デバイス１０は、切り込み３３０を通って空洞３４０へ挿入されるように整えられる。デバイス１０のアーム１４Ａ、１４Ｂが真っ直ぐであることに注意する。図１３では、デバイス１０は、前膊２０Ａ、２０Ｂが空洞３４０内に配置されるように挿入される。図１４に示すように、それから、前膊２０Ａ、２０Ｂは、示されるように、挿入されることのできるデバイス１０の量を最大限にするように回転することができる。図１５に示すように挿入が続くと、上腕１８Ａ、１８Ｂも回転して外科的空間を最適化する。この時点で、アーム１４Ａ、１４Ｂは、最初に図１６に示すように反対の方向に動くようにそれらを促すことにより、それらの操作位置へ動くことができる。最終的に、アーム１４Ａ、１４Ｂは、図１７において肘が外側に突き出るように回転し、それにより、アーム１４Ａ、１４Ｂをそれらの好ましい操作位置へ動かす。

一実施では、デバイス１０は、デバイス１０とともに用いられる少なくとも１つのカメラを備える。例えば、デジタルズームを備える２自由度を有するカメラ（パンおよびチルトカメラ）などのカメラ（図示せず）を用いることができる。一実施態様では、図１Ｃに最もよく示されるように、それは、デバイス本体１２の近位端において規定されるカメラルーメン３２を通して挿入される。一実施によれば、カメラは、ユーザまたは外科医によりフットコントローラーを用いてコントロールすることができ、手順の間、簡単に取り外し、洗浄、および再挿入される。別の実施態様では、カメラは、同じ切り込みを通して、ルーメン３２を通して、または異なる切り込みを通して、挿入される標準的な腹腔鏡であってよい。

別の実施態様は、図１８Ａ〜図１８Ｈに示すように、カメラシステム３５２を備えるロボット外科的システム３５０に関する。図１８Ａおよび図１８Ｂに最もよく示されるように、この特定の実施でのカメラシステム３５２は、取り外し可能にロボットデバイス２５４へ組み込まれるように構成される。より具体的には、カメラシステム３５２は、システム３５２が、ルーメン３５８の近位開口部３６０を通してルーメン３５８内へ、システム３５２の遠位部が遠位開口部３６２から突き出るように挿入されるように、デバイス本体３５６内に規定されるルーメン３５８を通して取り外し可能に配置されるように構成される（図１８Ａに最もよく示される）。

図１８Ｃ〜図１８Ｆに示されるように、このカメラシステム３５２の実施態様は、コントローラー（「ハンドル」または「本体」とも呼ばれる）３７０、および、細長いコンポーネント（本明細書において「チューブ」とも呼ばれる）３７２（その近位端でハンドル３７０に操作可能に連結される）を備える。図１８Ｄに最もよく示されるように、チューブ３７２は、剛体部分３７２Ａ、柔軟部分３７２Ｂ、および光学部分３７２Ｃを備える。

一実施態様では、ハンドル３７０は、アクチュエーターとともに、ビデオ送信のためのローカル電子機器（図示せず）、および、チューブ２７３のパンおよびチルト機能を作動させるための関連する機構（図示せず）を備えるように構成される。ローカル電子機器、アクチュエーター、および関連する機構は、公知の標準的なコンポーネントであってよいことが理解される。さらなる実施では、ハンドル３７０は、ライトエンジン（ｌｉｇｈｔ ｅｎｇｉｎｅ）を備えてもよい。あるいは、ライトエンジンは別々のコンポーネントであってよく、ライトケーブル（ｌｉｇｈｔ ｃａｂｌｅ）が、ライトエンジンをハンドルに操作可能に連結することができる。

一実施によれば、チューブ３７２の剛体部分３７２Ａは実質上剛体であり、適切なワイヤ、および、必要に応じて光学部分３７２Ｃの光学コンポーネントをハンドル３７０に操作可能に連結するための光ファイバーを備える。剛体部分３７２Ａの実質的な剛体性は、ルーメン３５８内への簡単な挿入を含む、チューブ３７２の簡単な操作を可能にする。

一実施態様によれば、柔軟部分３７２Ｂは、図１８Ｄに示す傾斜構造と図１８Ｆにおける直線構造との間、または中間の任意の位置で、光学部分３７２Ｃの動きを可能にするように構成される。光学部分３７２Ｃは、剛体部分３７２Ａと全く同様に実質上剛体であり、適切なローカル電子機器に加えて光学素子、および、リングライト（ｒｉｎｇ ｌｉｇｈｔ）（図示せず）を備える。

使用において、カメラシステム３５２は、ハンドル３７０内のアクチュエーターおよび電子機器（図示せず）により動力供給されてコントロールされるパンおよびチルト機能を備える。チルト機能は、上述のように光学部分３７２Ｃを傾斜させることに関する。この傾斜は、ケーブルの作動が、図１８Ｄまたは図１８Ｅに示すように柔軟部分３７２Ｂを曲げることにより光学部分３７２Ｃが傾斜するのを生じさせるように、柔軟部分３７２Ｂまたは光学部分３７２Ｃに操作可能に連結されたケーブルを介して達成することができる。あるいは、このチルト機能は、柔軟部分３７２Ｂでチューブ３７２を曲げるための任意の他の公知の機構または方法により達成することができる。

特定の例示的な一実施態様では、図１８Ｇに示すように、チルト機能は、以下の構造を介して達成することができる。この実施態様では、柔軟部分３７２Ｂは、肘関節３７４および一組のチルトケーブル３７６Ａ、３７６Ｂを備え、ここで、チルトケーブル３７６Ａ、３７６Ｂはそれぞれ、その遠位端で光学部分３７２Ｃに操作可能に連結される。第一のチルトケーブル３７６Ａは、図１８Ｇに示され、関節３７４に対して光学部分３７２Ｃの片側で（示されるように、ケーブル３７６Ａを近位に促すと、光学部分３７２Ｃをそちら側で上向きに傾斜させるように）連結された、アクティブのチルトケーブル３７６Ａである。第二のチルトケーブル３７６Ｂは図１８Ｇで見えないが、第一のチルトケーブル３７６Ａおよび関節３７４に対して光学部分３７２Ｃの逆側において連結されたパッシブのチルトケーブル３７６Ｂである。第二のチルトケーブル３７６Ｂは、ユーザによって作動されない。その代わり、第二のチルトケーブル３７６Ｂは、ケーブル３７６Ｂが継続的に近位方向に促されるように所定のレベルの張力で維持され、それにより、光学部分３７２Ｃを図１８Ｆに示すような直線構造に促す。

したがって、図１８Ｇのこの実施では、光学部分３７２Ｃのデフォルトの位置は、図１８Ｆの直線構造である。すなわち、張力がかけられたパッシブのチルトケーブル３７６Ｂは、アクティブのチルトケーブル３７６Ａに対して力がかかっていない場合は、光学部分３７２Ｃを直線構造にさせ、ユーザは、アクティブのチルトケーブル３７６Ａを近位に引いて光学部分３７２Ｃを傾斜させることができる（および、ケーブル３７６Ａを放して部分３７２Ｃを直線構造に戻させることができる）。図１８Ｆの直線構造は、カメラシステム３５２をルーメン３５８内へ、図１８Ｂに示すように配置することを容易にさせ、さらに、システム３５２をルーメン３５８から同様に取り外すことを容易にさせる。使用において、ユーザは、要望／必要に応じて、アクティブのケーブル３７６Ａを近位に促して、光学部分３７２Ｃを傾斜させることができる。代替の実施態様では、システム３５２は、作動ボタン（または他のタイプのユーザインターフェイス）（図示せず）を備えることができ、それは、システム３５２が図１８Ｆの直線構造に動くのを作動させるように構成することができ、それにより簡単な挿入および／または除去を容易にさせる。

別の例示的な実施態様は、図１８Ｈに示すように、チルト機能を備える別のチューブ３７２を示す。この実施では、柔軟部分３７２Ｂは、一組のフレキシブルなスパイン３７７Ａ、３７７Ｂを備え、それらは、それらの近位端で剛体部分３７２Ａに操作可能に連結され、それらの遠位端で光学部分３７２Ｃに操作可能に連結され、そして、一組のディスク３７８により支持される。第一のフレキシブルなスパイン３７７Ａは、ディスク３７８に操作可能に連結された２以上の円筒３７７Ａで構成される、関節のある（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）スパイン３７７Ａである。アクティブのケーブル（見えない）は、円筒３７７Ａ内に置かれ、その遠位端で光学部分３７２Ｃに（ケーブル３７７Ａを近位に促すと、そちら側で光学部分３７２Ｃを上向きに傾斜させるように）操作可能に連結される。第二のフレキシブルなスパイン３７７Ｂは、バネエレメント３７７Ｂであり、それはユーザにより作動されないが、その代わり、バネエレメント３７７Ｂが直線である場合（光学部分３７２Ｃが図１８Ｆに示すように直線構造である場合）は張力がかからない状態であり、バネエレメント３７７Ｂが曲がっている場合は常に、（バネエレメント３７７Ｂが光学部分３７２Ｃを直線構造へ戻すのを促すように）張力がかけられた状態であるように構成される。したがって、図１８Ｇに示される、以前の実施態様と同様に、図１８Ｈのこの実施態様では、光学部分３７２Ｃのデフォルトの位置は、図１８Ｆの直線構造である。すなわち、第二のフレキシブルなスパイン３７７Ｂは、関節のあるスパイン３７７Ａ内のアクティブのケーブル（見えない）に力がかかっていない場合に光学部分３７２Ｃを直線構造にさせ、ユーザは、アクティブのケーブルを近位に引いて光学部分３７２Ｃを傾斜させることができる（および、ケーブルを放して部分３７２Ｃを直線構造へ戻させることができる）。

パン機能は、図１８Ｃで矢印Ａにより示すように、チューブ３７２の縦軸の周りでのチューブ３７２の回転を介して達成される。チューブ３７２の剛体部分３７２Ａ、柔軟部分３７２Ｂ、および光学部分３７２Ｃは、部分３７２Ａ、３７２Ｂ、３７２Ｃが互いに対して回転することができないように一緒に連結されている。換言すれば、部分３７２Ａ、３７２Ｂ、３７２Ｃは、単一のユニットとして一緒に回転する。しかしながら、チューブ３７２は、チューブ３７２が矢印Ａにより示すようにハンドル３７０に対して回転することができるようにハンドル３７０に回転可能に連結される。結果として、パン機能は、光学部分３７２Ｃをチルト構造（例えば図１８Ｄまたは図１８Ｅの構造）に配置して、チューブ３７２をハンドル３７０に対して回転させることにより与えられる。これは、光学部分３７２Ｃの光学コンポーネントが、カメラシステム３５２の周りの３６０度までを含む画像をキャプチャーすることができるように、チューブ３７２軸の周りで回転されるのをもたらす。

カメラシステム３５２は、同様に光学部分３７２Ｃに関してズームおよびフォーカス機能を与えることもできることが理解される。これらの機能は、任意の公知の機構または方法により達成することができる。また、カメラシステム３５２に関して与えられる全ての機能は、ユーザまたは外科医による使用のために与えられる任意のユーザインターフェイスまたはコンソールによりコントロールされ得ることも理解される。あるいは、これらの機能の一部または全ては、ハンドル上に与えられるボタンまたは他のインターフェイス機構（例えば図１９Ｂに示すハンドルと関連するボタン）を介して手作業でコントロールされてもよく、それらは以下に詳細に述べられる。

使用において、特定の実施によれば、カメラシステム３５２は、迅速かつ簡単にルーメン３５８（図１８Ａおよび図１８Ｂに最もよく示される）の中に配置され、そしてそこから取り除かれるように構成される。さらに、ルーメン３５８は、外科的処置中に内部体腔と外部エアーとの間の液体シールを提供する内部流体シール（図示せず）を備えるように構成され、それにより、カメラシステム３５２がルーメン３５８内に配置される場合および配置されない場合の両方で、空洞内の通気圧力の維持を可能にする。

一実施態様によれば、カメラシステム３５２は、清潔にされ、および／または、防曇され得るように、手順中は取り外すことができる。さらにまた、システム３５２は取り外すこともでき、標準的な腹腔鏡として用いることができる（デバイスのポートとは別の１つまたは複数の補助の腹腔鏡下のポートを通して配置されることにより補助の視界を与える。

図１９Ａ〜図１９Ｅは、取り外し可能なカメラシステム３８２を備えるロボット外科的システム３８０の別の実施を示す。この実施態様では、システム３８０は、その近位端で、カメラシステム３８２を受け入れるように構成されたレセプタクル３８８と操作可能に連結された、デバイス本体３８４を備える。さらにまた、システム３８２は、本体３８４の近位端および／またはレセプタクル３８８に取り外し可能に連結された、配置ロッド３８６（「コントロールロッド」とも呼ばれる）も備える。

図１９Ｅに最もよく示されるように、上述のシステム同様に、本実施態様でのカメラシステム３８２は、本体３９０および細長いコンポーネント３９２（その近位端で本体３９０に操作可能に連結される）を備える。本実施態様では、本体３９０は、インターフェイス３９４（本実施態様では様々なボタン３９４で構成される）を備える（外科医がインターフェイス３９４を介してシステム３８２をコントロールすることを可能にする）。

図１９Ｄに最もよく示されるように、一実施によれば、レセプタクル３８８は開口部３９６を規定し、その中にカメラシステム３８２を配置することができる。さらに、本実施態様では、システム３８２がレセプタクル内に配置されたときにユーザがインターフェイス３９４にアクセスするのを可能にするノッチ４００が、レセプタクルの側面に規定される。さらに、開口部３９６は、デバイス本体３８４内に規定されるルーメン（図示せず）と流体的に連通していて、それを通して、カメラシステム３８２をさらに配置することができる。より具体的には、図１９Ａおよび図１９Ｂに最もよく示されるように、カメラ３８２の細長いコンポーネント３９２は、レセプタクル３８８の開口部３９６を通してデバイス本体３８４のルーメン（図示せず）の中へ、細長いコンポーネント３９２の遠位端が本体３８４のルーメンの遠位端に規定されるオリフィス３９８の外に突き出るまで挿入することができる。

レセプタクル３８８は、一実施では、カメラシステム３８２のデバイス本体３８４との連結を安定化または強化するのを助けることができ、それにより、使用中にカメラシステム３８２がシステム３８０の残りから連結を絶たれる機会を減らす。

取り外し可能なカメラシステム４２２を備えるロボット外科的システム４２０の別の実施態様を、図２０Ａ〜図２０Ｃに示す。上記の実施態様と同様に、このシステム４２０は、カメラシステム４２２を受け入れるように構成されたレセプタクル４２４を備える。さらに、システム４２０は配置ロッド４２６も備える。カメラシステム４２２は、本体４２８および細長いコンポーネント４３０（その近位端で本体４２８に操作可能に連結される）を備える。加えて、本体４２８はインターフェイス４３２を備える。

取り外し可能なカメラシステム４４２を備えるロボット外科的システム４４０の別の実施態様を、図２１Ａ〜図２１Ｃに示す。上記の実施態様と同様に、このシステム４４０は、カメラシステム４４２を受け入れるように構成されたレセプタクル４４４を備える。さらに、システム４４０は配置ロッド４４６も備える。この実施態様では、配置ロッド４４６は、それに操作可能に連結された外科医ハンドル４５２も備える。カメラシステム４４２は、本体４４８および細長いコンポーネント４５０（その近位端で本体４４８に操作可能に連結される）を備える。

図２２Ａ〜図２２Ｃは、取り外し可能なカメラシステム４６２を備えるロボット外科的システム４６０のさらに別の実施態様を示す。この実施態様は、図２１Ａ〜図２２Ｃに示した実施態様の変形であるが、このバージョンは外科医ハンドルを備えない。このように、このシステム４６０は、カメラシステム４６２を受け入れるように構成されたレセプタクル４６４を備える。さらに、システム４６０は配置ロッド４６６も備える。カメラシステム４６２は、本体４６８および細長いコンポーネント４７０（その近位端で本体４６８に操作可能に連結される）を備える。

取り外し可能なカメラシステム４８２を備えるロボット外科的システム４８０の別の実施態様を、図２３Ａ〜図２３Ｃに示す。この実施では、システム４８０は、カメラシステム４８２内に規定される適合するルーメン（図示せず）内に挿入されるように構成された雄型ピン４８４を（レセプタクルの代わりに）備える。さらに、システム４８０は配置ロッド４８６も備える。カメラシステム４８２は、本体４８８および細長いコンポーネント４９０（その近位端で本体４８８に操作可能に連結される）を備える。ルーメン（図示せず）は、本体４８８の底面上に開口部を有するように本体４８８に規定される。したがって、使用において、カメラシステム４８２は、細長いコンポーネント４９０が、図２３Ａに最もよく示されるように遠位端が突き出るようにルーメン（図示せず）を通して配置されるように、配置することができる。同時に、本体４８８は、雄型ピン４８４が本体４８８のルーメン（図示せず）内に置かれるように配置され、それにより、カメラシステム４８２を、システム４８０と連結して適所に保持するのを助ける。

一部の実施態様では、カメラシステムをロボットシステムに連結する、上述の様々な連結の実施態様は、十分に安定および／または強力なので、外科医はカメラ本体を握ってそれを用いて、外科的デバイスを配置し、それ以外の操作をすることができる。さらなる代替では、カメラシステムをロボット外科的デバイスにしっかりと連結させる任意の公知の機構またはコンポーネントを用いることができる。

本明細書に記載の様々なカメラハンドル（または本体）は、特定の実施において、外科医がこれらのハンドルを掴んでデバイスを配置および／または操作している間に快適性を提供する人間工学的形状を有するように設計される。

図２４Ａおよび図２４Ｂは、様々な照明コンポーネントを１つの（ｕｎｉｑｕｅ）構造内に備えるロボット外科的システム５００の一実施態様を示す。標準的な照明構造は、典型的に、通常はカメラまたは腹腔鏡の周りに配置された照明リング（ｌｉｇｈｔ ｒｉｎｇ）からの、単一点の照明を伴う。単一点の照明の欠点は、低い照度、奥行き知覚の喪失、影などを含む。対照的に、本システム５００は、多数の照明コンポーネントを多くの位置に備え、それにより、より良い照明（事実上複数点である）を提供し、したがって、上述の欠点を取り除き、外科的処置中に外科医が空洞内の標的領域を見るのをより容易にさせる。

図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、システム５００は、ロボットアーム５０４Ａ、５０４Ｂのそれぞれでの照明コンポーネント５０２Ａ、５０２Ｂ、および、デバイス本体５０８と関連する４個の照明コンポーネント５０６Ａ、５０６Ｂ、５０６Ｃ、５０６Ｄを含む、６個の異なる照明コンポーネントを備える。加えて、特定の実施態様では、カメラチップ５１０は、標準的な照明リングを同様に備えることもできる。あるいは、カメラチップ５１０は照明コンポーネントを備えない。さらなる実施態様では、システム５００は、少なくとも２個の照明コンポーネントを備える。さらに別の実施態様では、システム５００は、少なくとも３個の照明コンポーネント（ロボットアーム５０４Ａ、５０４Ｂのそれぞれに少なくとも１個、および、デバイス本体５０８に少なくとも１個）を備える。さらなる代替では、外科的手順中に外科医に良質の照明を提供する任意の数の照明コンポーネントを用いることができる。

照明コンポーネントは、一実施において、ＬＥＤライトである。あるいは、任意の形状の任意の公知のライトを用いることができる。

特定の実施では、光源は、カメラシステムのハンドルに（例えば上述のシステム）、デバイス本体５０８の他のところに、または、患者の体の外側に配置された外部コンポーネント（例えば、コントローラーまたは別の光源など）に配置され、または他の方法で位置付けられる。これらの実施態様では、ファイバーワイヤが、光源および照明コンポーネントの両方に、（光源とコンポーネントとの間にワイヤが走るように）操作可能に連結され、それにより、光源からコンポーネントへの光の送信を可能にする。

図２５Ａおよび図２５Ｂは、上述の任意のロボット外科的システムを用いることができる、一実施態様に係る手術室（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅａｔｅｒ）５２０を示す。図２５Ａに最もよく示されるように、手術室５２０は、ロボット外科的システム５２２、配置ロッド（本明細書において「ロボット支持アーム」とも呼ばれる）５２４、手術台（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｔａｂｌｅ）５２６、外科用椅子（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｃｈａｉｒ）（本明細書において「外科医の椅子」または「外科医椅子」とも呼ばれる）５２８、コントローラー（本明細書において「コンソール」または「外科医コンソール」とも呼ばれる）５３０、および焼灼発生器５３２を備える。

ロボットシステム５２２は、ロボット支持アーム５２４の遠位端にクランプされる（または他の方法でクランプされる）。支持アーム５２４の近位端は、手術台５２６上の標準的な支持支柱にクランプされ、または他の方法でクランプされる。この実施態様では、支持アーム５２４は６自由度を有し、それは、単一のノブにより手動で解放される。使用において、ユーザは、ノブを緩めることにより支持アーム５２４を解放し、ロボットシステム５２２を適切な位置に動かし、それからノブを締めて、それにより、アーム５２４を硬くして（ｒｉｇｉｄｉｚｉｎｇ）、ロボットシステム５２２を所定の位置に固定することができる。市販される支持アーム５２４の一例は、Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐにより製造されるＩｒｏｎ Ｉｎｔｅｒｎ（商標）である。

手術台５２６は、標準的な処置室（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒｏｏｍ）に見られる標準的な手術台である。本実施態様では、付属品をクランプまたは取り付けるために、台５２６の両側に支持支柱（図示せず）を備える。

椅子５２８は、外科医の快適性および安全性を考慮して設計または選択される。椅子は、外科医の腕が手順全体を通して快適に支持され、疲れないように、調節可能な腕の支持体を備える。

図２５Ａおよび図２５Ｂの両方に関して最もよく示されるように、本実施態様でのコントローラー５３０は、外科的システム５２２と関連するカメラ出力、および、重大な（ｃｒｉｔｉｃａｌ）システム情報およびロボットシステム状態を表示する、外科用モニター（例えば高解像度モニター）５３４を備える。また、コントローラー５３０は、補助モニターおよびコントロールパッド５３６も備える。このコンポーネント５３６は、ユーザインターフェイスも提供しながら、重大でない（ｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ）システム情報を表示することができる。一実施態様では、この補助モニターおよびパッド５３６は、タッチスクリーンインターフェイス５３６であってよい。あるいは、伝統的なボタン／スイッチのコントロールパネルであってよい。さらなる代替では、補助モニターおよびパッド５３６は、その２つの組み合わせであってよい。補助モニターおよびパッド５３６により提供される補助コントロールは、限定されないが、カメラコントロール（パン、チルト、ズーム、フォーカス、照明など）、コントローラー入力スケーリング、および、挿入および引き抜きの手順を通したステップを含んでよい。

また、コンソール５３０は、ロボットシステム５２２をコントロールするために用いられる２個のハンドコントローラー（マニピュレーターとも呼ばれる）５３８も備える。本実施態様では、左コントローラー５３８は外科医の左手により操作することができ、ロボットシステム５２２の左腕をコントロールし、一方で、右コントローラー５３８は、外科医の右手により操作することができ、ロボットシステム５２２の右腕をコントロールする。特定の実施では、コントローラー５３８は、触覚フィードバックを与えて外科医にロボットの状態を知らせる。本明細書において用いられる触覚フィードバックは、制限されないが、ロボットシステム５２２のワークスペースの制限およびシステム５２２に与えられた負荷についての情報を含む。また、コントローラー５３８は、「デッドマン」スイッチを備えることもでき、それは、システム５２２を操作するために外科医が両方のコントローラーを適切に握ることを必要とする。一実施態様によれば、コントローラー５３８は７自由度（「ＤＯＦ」）を有することができ、それぞれ：デカルト座標Ｘ、Ｙ、およびＺに関する３ＤＯＦ、方向に関する３角度、および、ロボットシステム５２２の末端エフェクターの開閉のコントロールに関する１である。

一実施によれば、コンソール５３０は、フットペダル５４０を備えてもよい。フットペダル５４０は、例えば、単極焼灼のコントロール、双極焼灼のコントロール、および／またはクラッチを含む、様々な機能を提供することができる。

コンソール５３０は、特定の実施態様では、焼灼発生器５３２に連結することもできる。発生器５３２は、単極および双極の両方のツールに動力を供給することができる。それは、本実施態様では、起動および安全モニタリングのために、コンソール５３０を電気的に経由する。

さらなるコンソール５３０コンポーネントは、コンピューター（図示せず）および電源（図示せず）を含む。コンピューターは、一実施態様では、ユーザインターフェイスソフトウェアを実行し、ロボットシステム５２２の全てのハイレベル機能をコントロールすることができる。電源は、例えば、ロボットシステム５２２（および関係するカメラシステム）、コンピューター、および、動力を必要とする任意の他のコンポーネントを含むシステム全体に動力を分配する、公知の医療的に保証された電源ユニットであってよい。

図２６は、ロボットシステム５５２が異なる様式で操作される、手術室５５０の別の実施を示す。本実施態様では、外科医は（以前の実施態様で示したように座っている代わりに）コンソール５５４で立つ。さらに、この構造を使用している外科医（または手術室５５０にいる別の人）は、システム５５２を単に握ることにより、手で、ロボットシステム５５２の配置を手作業で操作することができる。

使用において、上記に詳述した任意のロボットシステムの実施態様は、以下の様式で、患者の標的空洞中へ挿入することができる。図２７Ａ〜図２７Ｄに示すように、一実施では、挿入システム５６０は、患者の通気された（ｉｎｓｕｆｆｌａｔｅｄ）空洞にアクセスする、および／または、外科的システムまたはデバイスを空洞中に配置するために用いることができる。本明細書において開示および検討する様々な挿入システムの実施態様は、空洞の十分な通気を維持しながら、空洞中への外科的システム／デバイスの挿入を提供する。すなわち、これらの挿入システムは、患者の内部空洞と圧力ロックを形成し、それにより、通気を失うことなく外科的デバイスの挿入、操作、引き抜き、および再配置を可能にする。さらなる実施態様は、挿入プロセス中に、外科医または外科的ユーザが外科的デバイス／システムと物理的に接触するのを最小限化する。他の実施は、患者およびシステム／デバイスに関する挿入プロセスの安全性を高める。例えば、一部の実施態様は、患者の空洞中へ挿入されているときにシステム／デバイスの視覚化を提供し、システム／デバイスと患者との間に有害な接触が生じないことを保証する。加えて、特定の実施態様は、切り込みのサイズ／長さの最小限化を可能にする。さらなる実施は、アクセス／挿入の手順、および／または、手順に要するステップの、複雑性を低減させる。他の実施態様は、最小の輪郭、最小のサイズを有し、または、一般に取り扱いおよび使用の簡易性を高めるために機能および外観が最低限である、デバイスに関する。

システム５６０は、適合した容量を有するフレキシブルおよび／または折り畳み可能な挿入バッグまたはキャニスター５６２を備える外部加圧されたシステム５６０である。システム５６０は、患者の空洞の通気を可能にしながら、挿入手順中にロボットシステムを包囲することができる。挿入バッグ５６２は、シールが任意の公知の通気圧力に耐えることができることが実証されるように、その近位端で近位挿入キャップ（「上部キャップ」とも呼ばれる）５６４と連結し、および、その遠位端で遠位挿入キャップ（「底部キャップ」または「ベース部」とも呼ばれる）５６６およびポート５６８と連結するように、構成される。ポート５６８は、患者の皮膚（図示せず）の切り込みに配置され、それにより、患者の空洞（図示せず）へのアクセスを提供する。

実施態様では、キャニスター５６２は、例えばポリエチレンプラスチック、ラテックス、ナイロン、またはシリコーンゴムのような、フレキシブルな材料から作られる。あるいは、キャニスター５６２は、医療用デバイスで用いることのできる任意の公知のフレキシブルまたは折り畳み可能な材料から作ることができる。キャニスター５６２の特定の実施態様は、透明であることが理解される。透明のキャニスター５６２は、挿入中にユーザが外科的デバイス（図示せず）を見ることを可能にする。あるいは、キャニスター５６２は透明でなく、キャニスター５６２内でデバイスを見ることができずにデバイスを挿入することができる。

一実施態様によれば、近位挿入キャップ５６４は、キャニスター５６２の近位端に連結され、ロボットシステムとバッグ５６２との間にインターフェイスを提供する。例示的な一実施態様では、ロボットデバイスは、デバイス本体の一部分の周り（またはデバイス上の他の場所）に規定される溝（図示せず）を備えることができ、その周りに、キャップ５６４が配置されてシールを確立することができる。また、キャップ５６４は、挿入手順中および操作全体を通じて、圧力の危険な蓄積を低減または防止することができる圧力解放弁（図示せず）を備えることもできる。

遠位挿入キャップ５６６は、シールが任意の公知の通気圧力に耐えることができることが確立されるように、挿入バッグ５６２の遠位端およびポート５６８に連結されるように構成される。遠位挿入キャップ５６６の、ポート５６８への連結は、標準的な既存のインターフェイスを通して達成することができる。一実施では、遠位挿入キャップ５６６は、リトラクターポート５６８および腹部へ押し込まれたときにロボットの簡単な挿入を可能にする形状にポート５６８を形作るような、剛体挿入シェイパーを備えることができる。一実施では、ポート５６８は、Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎから市販されるリトラクターポート５６８である。使用において、ポート５６８は、挿入手順のために作られた腹部の切り込み内に配置される。

一実施態様によれば、図２７Ｄに最もよく示されるように、ポート５６８は、外科医が用手補助腹腔鏡下手術を行なっているときに外科医の人の手首（ｈｕｍａｎ ｗｒｉｓｔ）の周りに流体シールを形成するように構成された括約筋スタイルのシールを備える、外科的ポート５７０に連結することができる。一実施では、外科的ポート５７０は、Ｊｏｈｎｓｏｎ＆Ｊｏｈｎｓｏｎから市販される用手補助腹腔鏡下手術（ＨＡＬＳ）のポートである。

使用において、一実施によれば、挿入プロセスは、以下の様式で行なうことができる。まず、ロボットシステム５７２は、その挿入構造内に（自動または手動のいずれかで）置かれる。ロボットシステム５７２は、それから、図２７Ａに最もよく示されるように、キャップ５６４がシステム５７２の一部分の周りでシールを確立するように近位挿入キャップ５６４と連結され、そして、キャップ５６４が挿入バッグ５６２に連結される。あるいは、キャップ５６４は、ロボットシステム５７２がキャップ５６４に連結される前に、バッグ５６２に連結することができる。バッグ５６２は、遠位挿入キャップ５６６にも連結される。

標的空洞へのアクセスを提供する患者での切り込みがされた時点で、ポート５６８の底部リングは、ポート５６８が切り込み内に配置されるように切り込みの中へ挿入される。この時点で、遠位挿入キャップ５６６は、バッグ５６２および残りの挿入アセンブリがポート５６８に連結されるようにポート５６８に連結される。ロボットシステム５７２は、それから、例えば、上述のようにシステム５７２を配置ロッドまたは支持アームに連結させることにより、必要に応じて外科的手順の前に安定化することができる。空洞が通気された時点で、ロボットシステム５７２は、システム５７２を下方に促すことにより空洞内へ挿入することができ、一方で、システム５７２は、上記でさらに詳細に記載したように、その挿入構造に踏み込む。システム５７２が操作構造になった時点で、支持アームを硬くすることができ（ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｒｉｇｉｄ）、操作を開始することができる。

一実施態様では、本明細書に記載の挿入手順は、事実上、実質的に手動であり、外科医が片方の手でコンソールをコントロールしながら、図２６に示すように、もう片方の手でロボットシステムを握ることにより手順を行なう。あるいは、一人の人がコンソールをコントロールする間に別の人がロボットシステムを握ることができる。さらなる実施態様では、ユーザは、ロボット自体にあるインターフェイス（ボタンなど）を用いて、ロボットシステムに、それが挿入されている間、命令することができる。これらの命令は、ロボットシステムに、その所定の挿入手順を踏むことを知らせる。

図２８Ａおよび図２８Ｂは、挿入バッグ５６２を備える挿入コンポーネント、および、挿入前（図２８Ａ）および挿入後（図２８Ｂ）のロボットシステム５７２を示す。本実施では、挿入バッグ５６２は、アコーディオン様のリブ５７４を備える。リブ５７４は、挿入中、または手順中の任意の他のときに、バッグ５６２がその円形の横断面を維持し、歪み、膨張、または他の変形をしないようにするのを助ける。一実施態様では、挿入コンポーネントは、バッグ５６２を図２８Ｂに示す構造に保持するように構成されたロック機構（図示せず）も備えることができ、それにより、内圧のせいでバッグ５６２が再膨張するのを防ぐ。加えて、高さセンサーも特定の実施において提供され、ソフトウェアおよび／または外科医に、挿入手順の状態に関する情報を提供することができる。この情報を挿入手順中に用いて、ロボットの挿入構造を知らせ、および／または、コントロールすることができる。

図２９に示す実施態様では、遠位挿入キャップ５６６は、動作Ｃの代表的な円錐形で概略的に示されるように、ロボットシステム５７２が、大体（ａｂｏｕｔ）その縦軸を約１８０度回転させることを可能にし、一方で、システム５７２がピッチおよびヨーの両方で約１５度傾斜させることも可能にするように構成される。あるいは、任意の他の回転および／または傾斜の制限が行われ得る。

あるいは、上述のロボットシステムの実施態様は、任意の公知の方法およびデバイスを介して標的空洞内へ挿入することができる。一実施では、引き抜きの手順が、逆の順番であるが、挿入手順と同様のステップセットの後に続いてよい。あるいは、任意の公知の引き抜きの方法を用いることができる。

外部加圧されたシステムまたは器具６００の代替の実施を図３０Ａ〜図３６Ｂに示す。器具６００は、フレキシブルなキャニスター６０２の上部に連結された上部キャップ６０４を具備する、フレキシブルなコンテナ、キャニスター、またはバッグ６０２を備える。本実施態様では、コンテナ６０２は、コンテナ６０２のベース部でコンテナ６０２に連結されたポート６０６を備える。この特定の実施では、ポート６０６は拡張器ポート６０６である。

あるいは、任意の公知のポートを用いることができる。拡張器ポート６０６は、患者の皮膚の切り込み内に配置可能に構成され、それにより、患者の空洞へのアクセスを提供する。図３０Ａおよび図３１Ａに最もよく示されるように、器具６００は、デバイス６０８が、器具６００のポート６０６を通って患者の空洞内へ挿入することができるように、外科的デバイス６０８を受け入れるように構成される。

図３０Ａに最もよく示されるように、キャニスター６０２の上部または近位部に連結された上部キャップ６０４に加えて、システム６００は、本実施態様において、キャニスター６０２の底部に連結されたベース連結コンポーネント（「ベース連結器」または「底部キャップ」とも呼ばれる）６１０（拡張器ポート６０６に連結する）、および、キャニスター６０２の本体に沿って連結された支持フレーム６１２も備える。上部キャップ６０４、ベース連結コンポーネント６１０、および支持フレーム６１２のそれぞれは、図３０Ａおよび図３０Ｄに最もよく示されるように、支持ロッド（「整列ロッド」とも呼ばれる）６１４にも連結可能である。支持フレーム６１２は、キャニスター６０２の圧縮中にキャニスター６０２に支持を提供するように構成され、それにより、キャニスター６０２の歪みまたは変形を防ぐ。上部キャップ６０４および支持フレーム６１２は、以下にさらに詳細に述べるように、上部キャップ６０４および支持フレーム６１２が、ロッド６１４に対してスライドして、引き込まれた位置と展開した位置との間でシステム６００を動かすことが可能なように、スライド可能に支持ロッド６１４に連結される。

図３０Ａおよび図３０Ｃに最もよく示されるように、拡張器ポート６０６は、底部キャップ連結部６５２、本体６５４、ポートルーメン６５６、突起６５８、および、支持ロッド６１４を受け入れるように構成されたロッドルーメン６６０を規定する遠位リップ６５０を備える。遠位リップ６５０および底部キャップ連結部６５２は、流体シールが底部キャップ６１０とポート６０６との間で確立されるように底部キャップ６１０に連結されるように構成され、それにより、用いられるシステム６００が、システム６００を用いた任意の外科的デバイスの挿入、操作、引き込み、および再配置の間、患者の空洞の通気を維持することを可能にする。加えて、一実施態様によれば、突起６５８は、突起６５８から伸びている連結ロッド６６２も備える。連結ロッド６６２を用いて、外科用テーブル（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｔａｂｌｅ）、アイロンインターン（ｉｒｏｎ ｉｎｔｅｒｎ）、または、システム６００を安定化し、および／または、その配置を維持するために用いることのできる、任意の他の安定した物に、システム６００を連結することができる。

一実施によれば、ポート６０６の本体６５４は、ルーメン６５６が、ポート６０６を通して配置可能な外科的デバイス６０８の外側横断面に実質的に似た横断面を有するように規定する形状である。本体６５４の、この特定の形状は、可能な限り最も小さな本体６５４の直径を用い、したがって、患者において可能な限り最も小さな切り込みを用いることを可能にする。加えて、この特定の実施態様は、リップ６５０上に２つの陥凹部またはノッチ６１６Ａ、６１６Ｂを備え、それらは底部キャップ６１０の突起６１８Ａ、６１８Ｂを受け入れるように構成される（図３０Ｂに最もよく示される）。したがって、ポート６０６および底部キャップ６１０は、突起６１８Ａ、６１８Ｂを、ポート６０６のノッチ６１６Ａ、６１６Ｂと連結することにより、取り外し可能に一緒に連結することができる。

支持フレーム６１２は、図３０Ｂに最もよく示されるように、キャニスター６０２に操作可能に連結される。フレーム６１２は、支持本体６２４を有する突起６２２を備える。支持本体６２４は、支持ロッド６１４を受け入れるように構成されたルーメン６２６を規定する。一実施態様では、支持本体６２４は、図３１Ｂに最もよく示されるように、システム６００がその完全に展開した構造である場合に、上部キャップ６０４、支持フレーム６１２、およびポート６０６の間の空間を維持するように構成される。

図３０Ａおよび図３０Ｄに戻り、支持ロッド６１４は、一実施態様によれば、六角形の横断面を有する。あるいは、支持ロッド６１４は、四角形の横断面、三角形の横断面、または、支持ロッド６１４を他のコンポーネント（例えば、拡張器ポート６０６、支持フレーム６１２、および上部キャップ６０４）に、他のコンポーネントが支持ロッド６１４にスライド可能に連結され得るがロッド６１４に対して回転できないように連結することを可能にする、任意の他の横断面の構造を有してよい。

図３０Ａ、図３０Ｅ、図３０Ｆ、および図３０Ｇに最もよく示されるように、システム６００の特定の実施態様は、ハンドル６３０を備える。ハンドル６３０は、本体６３２、本体６３２内のベース部６３４（本体６３２の残りよりも大きい）、支持ロッド６１４を受け入れるように構成されたベース部６３４を通して規定されるルーメン（図示せず）、および、作動レバー（本明細書において「トリガー」とも呼ばれる）６３６（ピボット６３８で本体６３２に枢動可能に連結され、トリガー６３６の作動が連結コンポーネント６４０を動かすように連結コンポーネント６４０に操作可能に連結される）を備える。より具体的には、一実施では、連結コンポーネント６４０は、支持ロッド６１４を受け入れてロッド６１４と連結可能であるように構成された、ルーメン（図示せず）を備える。加えて、ハンドル６３０は、上部キャップ６０４上の突起６８６に規定されるルーメン（図示せず）を通して配置可能かつ連結可能であるように構成された、３つの遠位突起６４２Ａ、６４２Ｂ、６４２Ｃも備える。

トリガー６３６が、図３０Ｅ、図３０Ｆ、および図３０Ｇに示すように非作動構造である場合、連結コンポーネント６４０は、連結コンポーネント６４０がロッド６１４と接触するようにハンドル６３０に対して配置され、連結コンポーネント６４０およびロッド６１４との間に摩擦連結（ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を生じる。したがって、非作動構造では、ハンドル６３０は、ハンドル６３０がロッド６１４に沿ってスライドしないようにロッド６１４に摩擦で固定され、それにより、その位置で支持ロッド６１４上にハンドル６３０を保持する。トリガー６３６が作動構造に作動されると（または他の方法で動かされると）、トリガー６３６は本体６３２により近く配置され（図示せず）、トリガー６３６の動きは、連結コンポーネント６４０を、摩擦の連結（ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）から支持ロッド６１４へ開放するように動かし、それにより、以下にさらに詳述するように、ハンドル６３０が支持ロッド６１４に対して上方または下方にスライドするのを自由にさせる。

一実施態様によれば、このデバイス６００におけるコンテナ６０２は、例えば、ポリエチレンプラスチック、ラテックス、ナイロン、またはシリコーンゴムのような、フレキシブルな材料から作られる。あるいは、医療用デバイスでの使用のための任意の公知のフレキシブルな材料を用いることができる。さらに、図３０Ａ〜図３６Ｂに示す特定の実施態様は、リブ６１１を備え（または「アコーディオン様」の構造を有する）、それは、コンテナ６０２の圧縮を、その変形を伴わずに促進する。あるいは、特定の実施態様はリブを備えない。したがって、コンテナ６０２は、コンテナ６０２の形状に関して操ることができ、かつ、構成可能であり、より具体的には、患者の空洞中へのロボットデバイスの挿入中にコンテナ６０２の高さを低くすることができるように、長手方向に圧縮することができる。このことは、本明細書中にさらに詳細に説明される。

図３０Ａに最もよく示されるように、上部キャップ６０４は、キャップ本体６８０、アクセスルーメン６８２、より小さなルーメン６８４、および突起６８６（支持ロッドルーメン（図示せず）を備え、それを通して支持ロッド６１４を配置することができる）を備える。加えて、一実施態様によれば、突起６１８は、突起６１８から伸びている連結ロッド６８８も備える。連結ロッド６８８を用いて、外科用テーブル、アイロンインターン、または、システム６００を安定化し、および／または、その配置を維持するために用いることのできる、任意の他の安定した物に、システム６００を連結することができる。

使用において、より大きな外科的手順の１つの特定のステップとして（以下に概して記載される）、図３１Ａおよび図３１Ｂに最もよく示される一実施によれば、システム６００を用いて、以下の様式で、外科的デバイス６０８を患者の体腔中へ展開することができる。図３１Ａに示されるように、外科的デバイス６０８を引き込まれた構造で配置して患者の空洞壁内に形成された切り込みを通してポート６０６が配置されるように、システム６００が配置される。外科医はそれから、トリガー６３６を作動させ、それにより、支持ロッド６１４に沿って遠位に動くようにハンドル６３０を解放することができる。一実施態様では、上部キャップ６０４は、実質的に中間点（例えば、支持フレーム６１２が配置される支持ロッド６１４に沿った位置）へ、遠位に進行することができる。別の実施では、上部キャップ６０４は、図３１Ｂに最もよく示されるように、システム６００が完全に展開した構造であるように、遠位に進行することができる。

図３２Ａ〜図３６Ｂは、手順を行なうための、システム６００を用いるステップの１セットを示す。より具体的には、これらのステップは、図１２Ａ〜図１７Ｄに関して上述したステップを行なうための、システム６００の使用に関する。したがって、使用において、一実施態様によれば、まず、患者の空洞７０２の壁７００内に切り込みが形成され、そして、図３２Ｂに示されるように、拡張器７０４が切り込み内に配置される。それから、図３２Ａに示されるように、ポート６０６が拡張器７０４に連結される。それから、図３３Ａおよび図３３Ｂに示されるように、外科的デバイス６０８は、ポート６０６および拡張器７０４を通して配置される。デバイス６０８がポート６０６を通して配置された時点で、図３４Ａおよび図３４Ｂに示されるように、キャニスター６０２がポート６０６に連結される。より具体的には、キャニスター６０２の底部キャップ６１０は、示されるようにポート６０６に連結される。

さらに、特定の実施では、図１２Ａ〜図１７Ｄに関して上記にさらに詳述のように、デバイス６０８のアーム７０６Ａ、７０６Ｂが作動されて肘で曲がり、図３４Ａおよび図３４Ｂに示すように、カメラ７０８がデバイス６０８から遠位に伸びる。さらに、一部の実施態様では、デバイス６０８のアームを作動して互いから離れて動かすことができ、カメラ７０８をさらに作動して図３５Ａおよび図３５Ｂに示すように曲げることができる。加えて、アーム７０６Ａ、７０６Ｂの前膊を作動して図３６Ａおよび図３６Ｂに示すように互いに向かって動かすことができ、それにより、ポートの配置などのような制限により制約される標準的な腹腔鏡下の外科的ツールを用いては達成することのできない方法で、アーム７０６Ａ、７０６Ｂ上の末端エフェクターの配置を最適化する構造をもたらす。

図３７Ａ〜図３７Ｃは、上述の任意のロボットシステムおよび／または外科室（ｓｕｒｇｉｃａｌ ｔｈｅａｔｅｒ）の構成で用いることのできる、コンソール８００の一実施態様を示す。コンソール８００を用いてロボットシステムおよび他のデバイスをコントロールすることができ、そして、情報および場合により他の外科医または職員と相互作用することができる。コンソール８００は、モニター８０２、二次モニター８０４、および、操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂを備える。外科医は、モニター８０２上で、外科的カメラからのフィードバックを含む様々なビジュアル情報を見ることができる。また、モニター８０２は、ロボットシステム、患者などの状態についての情報を表示することもできる。二次モニター８０４は、例えば、様々なロボットの機能およびコントロールを含む、さらなる情報を表示することができる。一実施では、モニター８０２、８０４の両方とも、外科医が情報を選択および入力することを可能にするタッチスクリーンであってよい。あるいは、コンソール８００は、１のみのモニターまたは３以上のモニターを備えてよい。

操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂは、外科医がロボットをコントロールすることを可能にする。一実施態様では、操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂは、ロボットシステムの様々な状態に基づく感覚、および触覚フィードバックを提供する。あるいは、操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂは、触覚フィードバックを提供しない。一実施態様によれば、モニター８０２、８０４、および、操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂは、外科医の快適性のために位置および角度を調節することができる。

コンソール８００は、図３０Ｃに最もよく示されるように、コンソール支持構造８０８を備える。操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂは、中央スパイン８１２により支えられた水平ビーム８１０により支持されている。また、中央スパイン８１２は、（手動で、または、電子的または他の作動により）伸長または短縮してコンソール８００の上部を上げる、または下げるように構成することもでき、それにより、外科医が、座っている、または立っている位置のいずれかの間に、コンソール８００と相互作用することを可能にする。一実施態様では、スパイン８１２は、モニター８０２、８０４および操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂが一緒に動くように、伸長および短縮するように構成される。あるいは、スパイン８１２は、モニター８０２、８０４が、操作レバー８０６Ａ、８０６Ｂに関して別々に動くように、伸長および短縮するように構成することができる。

一実施では、コンソール８００は、ロック可能な車輪を備える（図示せず）。また、コンソールは、フットペダル（単数または複数）を収納するために、コンソール８００の下部に中央トレイ８１４を備えることもできる。また、コンソール８００は、コンピューター（単数または複数）、電源（単数または複数）、および他の電子機器を収納するために、ボックスまたは他の構造８１６を備える。様々なコンピューターおよび他の電子機器は、コンソール全体に（例えばディスプレイに）存在してもよい。

コンソール８５０の別の実施態様を図３８Ａ〜図３８Ｃに示す。多くのコンポーネントは上記のコンソール８００のものと実質的に同様であるが、このコンソール８５０は、円柱状のスパイン８５２を備え、それは、スパイン８５２の簡単な拡張および引き込みが可能である。また、コンソール８５０は、異なる構造をした電子ボックス８５４も備える。

コンソール８６０のさらなる実施を図３９Ａおよび図３９Ｂに示す。大部分のコンポーネントは、上記のコンソール８００、８５０のものと実質的に同様だが、このコンソール８６０は、オープンの車輪（ｏｐｅｎ ｗｈｅｅｌ）８６２および上昇した電子ボックス８６４を備える。

図４０Ａおよび図４０Ｂは、上述のものと同様のコンポーネントを備えるコンソール８７０の別の実施態様を示す。本実施態様では、コンソール８７０は、ディスプレイ８７４および操作レバー８７６の支持構造８７８、８８０を上および下に動かすこと（座る、または立つ）、および、傾斜させることの、両方を可能にする回転関節８７２を備える。これらの動作は非依存的または連動であってよい。また、座る／立つ動作も、（上部ディスプレイと下部操作レバーとの間で）連動してよく、または非依存性であってよい。モニター８７４は、モニター８７４の動きを可能にするハンドル８８２を備える。フットペダル８８４は、電子ボックスとしての役割も果たすベースの中央に示されている。また、外科医の足を、彼／彼女がペダルを使用するときに支えるためのフットレール８８６も示される。

図４１Ａ〜図４１Ｄは、ロボットシステム９００の一実施態様を示す。システム９００は、デバイス本体９０２、右腕９０４、および左腕９０６を備える。デバイス本体９０２は、本体９０２内のルーメン（図示せず）から突き出ているカメラ９０８を備える。

本発明は、好ましい実施態様に関して説明されているが、当業者は本発明の意図および範囲を逸脱せずに、変更が形式および詳細においてなされ得ることを理解するであろう。

Claims (16)

1. ロボット外科的システムであって、以下を備える：
   （ａ）以下を備えるデバイス本体：
   （ｉ）遠位端；
   （ｉｉ）近位端、
   （ｉｉｉ）カメラルーメン、ここで、前記カメラルーメンは、前記デバイス本体の前記近位端に近位ルーメン開口部を備え、前記デバイス本体の前記遠位端に遠位ルーメン開口部を備えるように、前記デバイス本体内に規定される；および
   （ｉｖ）前記デバイス本体内に固定して配置された少なくとも２つの電動化本体アクチュエーター；
   （ｂ）前記デバイス本体の前記遠位端に操作可能に連結され、前記少なくとも２つの電動化本体アクチュエーターに操作可能に連結された、第一および第二の肩関節；
   （ｃ）前記の第一の肩関節に枢動可能に連結された、第一のロボットアーム、ここで前記第一のロボットアームは、少なくとも１つの第一の電動化アームアクチュエーターを備え；
   （ｄ）前記の第二の肩関節に枢動可能に連結された、第二のロボットアーム、ここで前記第二のロボットアームは、少なくとも１つの第二の電動化アームアクチュエーターを備え；および、
   （ｅ）以下を含むカメラコンポーネント：
   （ｉ）カメラコンポーネントを操作するために構成されたコントローラーを備えたコントローラー本体；
   （ｉｉ）前記コントローラーに操作可能に連結された、細長いチューブ、ここで、前記細長いチューブは、前記デバイス本体内に規定される前記カメラルーメンを通して配置可能な構成およびサイズであり、前記の細長いチューブは以下を含む：
   （Ａ）剛体部分；
   （Ｂ）光学部分；および、
   （Ｃ）前記光学部分を前記剛体部分に操作可能に連結する、柔軟部分、
   ここで、（ｉ）前記の細長いチューブは、前記カメラコンポーネントが前記カメラルーメンを通して配置される場合に、前記光学部分が前記の遠位ルーメン開口部から遠位に伸びるように構成されるような長さを有し、
   （ｉｉ）前記外科的システムは、前記第一および第二のロボットアームが前記デバイス本体の縦軸と実質的に平行であるように、前記第一および第二のロボットアームが前記デバイス本体の遠位端から遠位に伸びる挿入構成で構成可能である、
   ロボット外科的システム。
2. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記の遠位ルーメン開口部は、前記の第一の肩関節と第二の肩関節との間に配置される、
   ロボット外科的システム。
3. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記光学部分は、前記剛体部分に対して前記柔軟部分で傾斜可能なように構成され、
   ここで、前記光学部分は、直線構造および傾斜構造を有する、
   ロボット外科的システム。
4. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記の細長いチューブは、前記コントローラー本体に対して回転可能なように構成される、
   ロボット外科的システム。
5. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記デバイス本体内に配置された少なくとも２つの電動化本体アクチュエーターをさらに備える、
   ロボット外科的システム。
6. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記デバイス本体の近位部に置かれたレセプタクルをさらに備える
   ロボット外科的システム。
7. 請求項６のロボット外科的システムであって、
   前記の細長いチューブは、前記デバイス本体が前記レセプタクル内に配置される場合に、前記の細長いチューブの一部が前記の遠位ルーメン開口部から遠位に伸びるように構成されるような長さを有する、
   ロボット外科的システム。
8. 請求項１のロボット外科的システムであって、
   前記デバイス本体に操作可能に連結された配置ロッドをさらに備える、
   ロボット外科的システム。
9. 請求項８のロボット外科的システムであって、
   前記配置ロッドは、前記配置ロッドに操作可能に連結されたハンドルをさらに備える、
   ロボット外科的システム。
10. 請求項１のロボット外科的システムであって、
    前記柔軟部分は、前記光学部分に操作可能に連結された張力コンポーネントを備える、
    ロボット外科的システム。
11. 請求項１０のロボット外科的システムであって、
    前記柔軟部分は、前記光学部分に力を加えるように構成された細長いアクチュエーションコンポーネントをさらに備え、ここで、前記力は張力コンポーネントの張力に対抗する、
    ロボット外科的システム。
12. 請求項１０のロボット外科的システムであって、
    前記張力コンポーネントは、前記光学部分が直線構成にある減少した張力状態と、前記光学部分が傾斜構成にある増加した張力状態とを含む、
    ロボット外科的システム。
13. 請求項１２のロボット外科的システムであって、
    前記柔軟部分は、前記光学部分に力を加えるように構成された細長いアクチュエーションコンポーネントをさらに備え、ここで、前記力は張力コンポーネントの張力に対抗する、
    ロボット外科的システム。
14. 請求項１のロボット外科的システムであって、
    （ａ）前記光学部分を作動させるために遠位端で前記光学部分に作動可能に連結された細長いアクチュエーションコンポーネント；および
    （ｂ）近位端で前記剛体部分におよび遠位端で前記光学部分に連結された関節のあるフレキシブルなスパイン
    をさらに備え、
    前記細長いアクチュエーションコンポーネントは、前記関節のあるフレキシブルなスパインを通って配置される、
    ロボット外科的システム。
15. 請求項１４のロボット外科的システムであって、
    （ａ）近位端で前記剛体部分におよび遠位端で前記光学部分に連結された張力コンポーネント；および
    （ｂ）前記関節のあるフレキシブルなスパインおよび前記張力コンポーネントに動作可能に連結された複数のディスク
    をさらに備える、
    ロボット外科的システム。
16. 請求項１５のロボット外科的システムであって、
    前記張力コンポーネントは、バネエレメントを備え、
    前記バネエレメントは、第一端で前記光学部分と動作可能に連結し、第二端で前記剛体部分と連結している、
    ロボット外科的システム。