JP7279034B2 - 関節運動及び回転を補償するためのシステムを備える外科用器具 - Google Patents

関節運動及び回転を補償するためのシステムを備える外科用器具 Download PDF

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本出願は、２０１８年８月２４日に出願の、米国非仮特許出願第１６／１１２，１５１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＯＴＡＴＩＯＮ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ」の利益を主張するものであり、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１８年４月１９日出願の米国仮特許出願第６２／６５９，９００号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」の利益を主張するものであり、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１２８号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１２９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」、２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１３４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」、２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１３９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１７７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＨＡＮＤＬＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、及び２０１８年５月１日出願の米国仮特許出願第６２／６６５，１９２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ」の利益を主張するものであり、これらの開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、発明の名称「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、発明の名称「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、発明の名称「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、発明の名称「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号、発明の名称「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」、及び２０１８年３月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」の利益を主張するものであり、これらの開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，０１２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＤＵＡＬ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＥＭＢＥＲＳ ＴＯ ＥＦＦＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＴＹＰＥＳ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＭＯＶＥＭＥＮＴ」、２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，０２１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＲＥＬＥＡＳＥ」、２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，０４０号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，０５７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，０５８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲ ＳＯＵＲＣＥＳ」、及び２０１８年２月２８日出願の米国非仮特許出願第１５／９０８，１４３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＥＮＳＯＲ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」の利益を主張するものであり、これらの開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号、発明の名称「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」、２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」、及び２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」の利益を主張するものであり、これらの開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，７９３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＲＥＬＥＡＳＥ」、２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，８０４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＤＵＡＬ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＥＭＢＥＲＳ ＴＯ ＥＦＦＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＴＹＰＥＳ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＭＯＶＥＭＥＮＴ」、２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，８１７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，８３５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，８４４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲ ＳＯＵＲＣＥＳ」、及び２０１７年１０月３０日出願の米国仮特許出願第６２／５７８，８５５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＥＮＳＯＲ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」の利益を主張するものであり、これらの開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
（発明の分野）
本発明は、外科用システムに関し、とりわけ、様々な構成において、患者の組織を把持するように設計された把持器具、患者の組織を操作するように構成された切開器具、患者の組織をクリップするように構成されたクリップアプライヤ、及び患者の組織を縫合するように構成された縫合器具に関する。
本明細書に記載する実施形態の様々な特徴は、それらの利点と共に、以下の添付図面と併せて以下の説明によって理解することができる。
少なくとも１つの実施形態による、ハンドルと、ハンドルに選択的に取り付け可能であるいくつかのシャフトアセンブリと、を備える、外科用システムを示す。 図１の外科用システムのハンドル及びシャフトアセンブリのうちの１つの立面図である。 図２のシャフトアセンブリの部分断面斜視図である。 図２のシャフトアセンブリの別の部分断面斜視図である。 図２のシャフトアセンブリの部分分解図である。 図２のシャフトアセンブリの部分断面立面図である。 図１のハンドルの駆動モジュールの立面図である。 図７の駆動モジュールの断面斜視図である。 図７の駆動モジュールの端面図である。 ロック構成にある図２のハンドルとシャフトアセンブリとの間の相互接続の部分断面図である。 ロック解除構成にある図２のハンドルとシャフトアセンブリとの間の相互接続の部分断面図である。 図７の駆動モジュールのモータ及び減速歯車アセンブリの断面斜視図である。 図１２の減速歯車アセンブリの端面図である。 開放構成にある図２のシャフトアセンブリのエンドエフェクタの部分斜視図である。 閉鎖構成にある図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。 第１の方向に関節運動した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。 第２の方向に関節運動した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。 第１の方向に回転した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。 第２の方向に回転した図１４のエンドエフェクタの部分斜視図である。 図２のシャフトアセンブリから取り外された図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。 いくつかの構成要素が取り除かれて示された図１４のエンドエフェクタの分解図である。 図２のシャフトアセンブリの遠位取り付け部分の分解図である。 いくつかの構成要素が取り除かれて示された図２のシャフトアセンブリの遠位部分の分解図である。 図２のシャフトアセンブリから取り外された図１４のエンドエフェクタの別の部分断面斜視図である。 図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。 図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面斜視図である。 図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの別の部分断面斜視図である。 エンドエフェクタの第１、第２、及び第３のクラッチを描写する、図２のシャフトアセンブリに取り付けられた図１４のエンドエフェクタの部分断面図である。 非作動状態にある図２７の第１のクラッチを描写する。 作動状態にある図２７の第１のクラッチを描写する。 非作動状態にある図２７の第２のクラッチを描写する。 作動状態にある図２７の第２のクラッチを描写する。 非作動状態にある図２７の第３のクラッチを描写する。 作動状態にある図２７の第３のクラッチを描写する。 非作動状態にある図２７の第２及び第３のクラッチ、並びに図２のシャフトアセンブリにロックされた図１４のエンドエフェクタを描写する。 その非作動状態にある図２７の第２のクラッチ及びその作動状態にある図２７の第３のクラッチを描写する。 作動状態にある図２７の第２及び第３のクラッチ、並びに図２のシャフトアセンブリからロック解除された図１４のエンドエフェクタを描写する。 図２７の第１、第２、及び第３のクラッチの条件を検出するように構成されたセンサを備える、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。 図２７の第１、第２、及び第３のクラッチの条件を検出するように構成されたセンサを備える、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。 非作動状態にある図３８の第１及び第２のクラッチ、及び少なくとも１つの代替的な実施形態によるセンサを描写する。 非作動状態にある図３８の第２及び第３のクラッチ、及び少なくとも１つの代替的な実施形態によるセンサを描写する。 少なくとも１つの実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。 非作動状態で示されるクラッチを備える、図４１のシャフトアセンブリの部分断面図である。 作動状態にあるクラッチを示す、図４１のシャフトアセンブリの部分断面図である。 非作動状態で例示される第１及び第２のクラッチを備える少なくとも１つの実施形態によるシャフトアセンブリの部分断面図である。 図７のハンドル駆動モジュール及び図１の外科用システムのシャフトアセンブリの１つの斜視図である。 図７のハンドル駆動モジュール及び図４５のシャフトアセンブリの別の斜視図である。 図１のハンドルに取り付けられた図４５のシャフトアセンブリの部分断面図である。 図１のハンドルに取り付けられた図４５のシャフトアセンブリの別の部分断面図である。 図４５のシャフトアセンブリの部分断面斜視図である。 図１の外科用システムの制御システムの概略図である。 少なくとも１つの実施形態による、シャフトアセンブリの斜視図である。 いくつかの構成要素が取り除かれて例示されている、図５１のシャフトアセンブリの斜視図である。 図５１のシャフトアセンブリのエンドエフェクタの斜視図である。 図５１のシャフトアセンブリの駆動アセンブリの斜視図である。 図５４の駆動アセンブリの別の斜視図である。 図５４の駆動アセンブリの部分平面図である。 少なくとも１つの代替の実施形態による駆動アセンブリの部分断面図である。 いくつかの構成要素が取り除かれたシフト構成で例示されている、図５４の駆動アセンブリの立面図である。 いくつかの構成要素が取り除かれた駆動構成で例示されている、図５４の駆動アセンブリの立面図である。 駆動構成にある図５４の駆動アセンブリの上面図である。 シフト構成にある図５４の駆動アセンブリの上面図である。 図５３のエンドエフェクタの部分斜視断面図である。 図５３のエンドエフェクタの部分斜視断面図である。 関節運動駆動モードにある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 関節運動構成にある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 回転駆動装置モードにある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 回転構成にある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 ジョー開放／閉鎖駆動モードにある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 閉鎖構成にある図５３のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、シャフトアセンブリの駆動アセンブリの斜視図である。 開放構成にある図７０のシャフトアセンブリのエンドエフェクタの斜視図である。 図７１のエンドエフェクタの部分斜視断面図である。 図７１のエンドエフェクタの別の部分斜視断面図である。 関節運動駆動モードにある図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 関節運動構成にある図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 回転駆動装置モードの図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 回転構成にある図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 ジョー開放／閉鎖駆動モードにある図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 閉鎖構成にある図７１のエンドエフェクタの部分上面断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、駆動シャフトの部分上面断面図である。 関節運動構成にある図８０の駆動シャフトの部分上面断面図である。 少なくとも１つの実施形態による外科用器具のシャフトアセンブリの遠位端の部分斜視図である。 拡張ロック要素を例示する図８２の遠位端の部分斜視図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具のシャフトとハンドルとの相互接続の部分斜視図である。 電気モータ入力及びシフト可能な変速装置を備える外科用器具の駆動システムの部分斜視図である。 電気モータ入力及びシフト可能な変速装置を備える外科用器具の駆動システムの部分斜視図である。 第１の構成にある図８６の変速装置を描写する。 第２の構成にシフトされている図８６の変速装置を描写する。 第２の構成にある図８６の変速装置を描写する。 少なくとも１つの実施形態によるシフト可能な入力を備える外科用器具の駆動システムの部分断面図である。 開放構成にある図８７Ａの外科用器具を描写する。 関節運動解除構成にある図８７Ａの外科用器具を描写する。 関節運動構成にある図８７Ａの外科用器具を描写する。 少なくとも１つの実施形態による、変速装置を備える外科用器具の駆動システムの部分断面図である。 第２の構成にある変速装置を描写する。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の駆動システムの部分断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の駆動システムの部分斜視図である。 図９０の駆動システムの詳細図である。 少なくとも１つの実施形態による、可撓性駆動シャフトの斜視図である。 図９０の外科用器具の部分斜視図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具システムの部分斜視図である。 図９４の外科用器具システムの駆動システムの側面図である。 図９５Ａの駆動システムの端面図である。 第１のハンドルに取り付けられた少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の駆動システムの部分斜視図である。 第２のハンドルに取り付けられた図９６の駆動システムの部分斜視図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の駆動システムの部分断面図である。 図９８の外科用器具の一部分の端面図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の一部分の断面端面図である。 図９８の駆動システムの斜視図である。 いくつかの構成要素を取り除いて例示した少なくとも１つの実施形態による、駆動システムの部分斜視図である。 図１００の外科用器具の部分斜視図である。 外科用器具のエンドエフェクタの回転及び関節運動を描写するグラフである。 回転可能かつ関節運動可能なエンドエフェクタを備えるシャフトアセンブリの部分上面図である。 少なくとも１つの例における図１０５のエンドエフェクタの回転及び関節運動を描写するグラフである。 図１０５のシャフトアセンブリの別の部分上面図である。 少なくとも１つの例における図１０５のエンドエフェクタの回転及び関節運動を描写するグラフである。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の部分断面図である。 図１０９の外科用器具の部分断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、シフト可能な変速装置を備える外科用器具の部分断面図である。 第１の構成にある図１１１Ａの変速装置を例示する。 第２の構成にある図１１１Ｂの変速装置を例示する。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の部分斜視図である。 少なくとも１つの実施形態による、シャフトアセンブリ及び取り外し可能なエンドエフェクタを備える外科用器具の部分断面図である。 取り付けた状態にあるエンドエフェクタを描写する。 少なくとも１つの実施形態による、駆動シャフト相互接続の部分断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、エンドエフェクタ及び関節システムを備えるシャフトアセンブリの部分断面図である。 図１１５のシャフトアセンブリの部分断面図である。 図１１５の関節システムの部分分解図である。 少なくとも１つの実施形態による、関節運動システムを備える外科用器具の部分断面図である。 関節運動構成にある図１１８の外科用器具の部分断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の関節運動システムの部分平面図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の関節運動システムの部分平面図である。 少なくとも１つの実施形態による、外科用器具の関節運動システムの部分平面図である。 少なくとも１つの実施形態による、把持及び切開することができるジョーアセンブリを含む外科用器具の部分断面図である。 少なくとも１つの実施形態による、図１２３のジョーアセンブリの力、速度、及び配向を描写するグラフである。 組織を切断するために使用されている双極鉗子の部分斜視図である。 図１２５の双極鉗子の斜視図である。 少なくとも１つの実施形態による、図１２５の双極鉗子のジョーの力及び速度を描写するグラフである。 少なくとも１つの実施形態による、図１２５の双極鉗子の動作を描写する別のグラフである。
複数の図面を通して、対応する参照符号は対応する部分を示す。本明細書に記載される例示は、本発明の様々な実施形態を１つの形態で例示するものであり、かかる例示は、いかなる方法によっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本願の出願人は、２０１８年８月２４日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
－米国特許出願第１６／１１２，１２９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＭＡＮＩＰＵＬＡＴＥ ＴＩＳＳＵＥ ＵＳＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１５５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＣＡＰＴＵＲＥ ＷＩＤＴＨ ＷＨＩＣＨ ＩＳ ＬＡＲＧＥＲ ＴＨＡＮ ＴＲＯＣＡＲ ＤＩＡＭＥＴＥＲ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１６８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＮＯＮ－ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＮＥＥＤＬＥ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１８０号、発明の名称「ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ ＯＵＴＰＵＴ ＣＯＮＴＲＯＬ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＦＯＲＣＥＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１９３号、発明の名称「ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」、
－米国特許出願第１６／１１２，０９９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１１２号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ Ａ ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１１９号、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭＳ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＭＯＲＥ ＴＨＡＮ ＯＮＥ ＴＹＰＥ ＯＦ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」、
－米国特許出願第１６／１１２，０９７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＢＡＴＴＥＲＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１０９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＨＡＮＤＬＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１１４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＦＥＥＤＢＡＣＫ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１１７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＬＯＣＫＯＵＴ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，０９５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＬＯＣＫＡＢＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＳＯＣＫＥＴ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１２１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＳＨＩＦＴＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」、
－米国特許出願第１６／１１２，１５４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ Ａ ＢＩＡＳＥＤ ＳＨＩＦＴＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ」、
－米国特許出願第１６／１１２，２２６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＤＲＩＶＥ ＴＨＡＴ ＰＲＯＶＩＤＥＳ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＡＮＧＬＥＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，０６２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ ＡＮＤ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ」、
－米国特許出願第１６／１１２，０９８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＡＰＰＬＹ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＥＮＥＲＧＹ」、
－米国特許出願第１６／１１２，２３７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＮＦＩＧＵＲＥＤ ＴＯ ＳＴＯＲＥ ＣＬＩＰＳ ＩＮ Ａ ＳＴＯＲＥＤ ＳＴＡＴＥ」、
－米国特許出願第１６／１１２，２４５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＥＭＰＴＹ ＣＬＩＰ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＬＯＣＫＯＵＴ」、
－米国特許出願第１６／１１２，２４９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＮ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＣＬＩＰ ＦＥＥＤＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」、
－米国特許出願第１６／１１２，２５３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＦＩＲＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ」、及び
－米国特許出願第１６／１１２，２５７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＲＥＳＰＯＮＳＥ ＴＯ Ａ ＳＴＲＡＩＮ ＧＡＵＧＥ ＣＩＲＣＵＩＴ」。
本願の出願人は、２０１８年５月１日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
－米国仮特許出願第６２／６６５，１２９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＵＴＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６６５，１３９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６６５，１７７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＨＡＮＤＬＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６６５，１２８号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６６５，１９２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲＳ」、及び
－米国仮特許出願第６２／６６５，１３４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＣＬＩＰ ＡＰＰＬＩＥＲ」。
本願の出願人は、２０１８年２月２８日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
－米国特許出願第１５／９０８，０２１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＲＥＬＥＡＳＥ」、
－米国特許出願第１５／９０８，０１２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＤＵＡＬ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＥＭＢＥＲＳ ＴＯ ＥＦＦＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＴＹＰＥＳ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＭＯＶＥＭＥＮＴ」、
－米国特許出願第１５／９０８，０４０号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、
－米国特許出願第１５／９０８，０５７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、
－米国特許出願第１５／９０８，０５８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲ ＳＯＵＲＣＥＳ」、及び
－米国特許出願第１５／９０８，１４３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＥＮＳＯＲ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」。
本願の出願人は、２０１７年１０月３０日に出願された以下の米国特許出願を所有しており、これらはそれぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
－米国仮特許出願第６２／５７８，７９３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＲＥＬＥＡＳＥ」、
－米国仮特許出願第６２／５７８，８０４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＤＵＡＬ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＥＭＢＥＲＳ ＴＯ ＥＦＦＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＴＹＰＥＳ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＭＯＶＥＭＥＮＴ」、
－米国仮特許出願第６２／５７８，８１７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、
－米国仮特許出願第６２／５７８，８３５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」、
－米国仮特許出願第６２／５７８，８４４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲ ＳＯＵＲＣＥＳ」、及び
－米国仮特許出願第６２／５７８，８５５号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＥＮＳＯＲ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」。
本願の出願人は、各開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１２月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
－米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」、
－米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」、及び
－米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号、発明の名称「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２８日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
－米国仮特許出願第６２／６４９，３０２号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，２９４号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３００号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３０９号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３１０号、発明の名称「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，２９１号、発明の名称「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，２９６号、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３３３号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３２７号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３１５号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３１３号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３２０号、発明の名称「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６４９，３０７号、発明の名称「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、及び
－米国仮特許出願第６２／６４９，３２３号、発明の名称「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
－米国特許出願第１５／９４０，６４１号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＥＮＣＲＹＰＴＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６４８号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＯＦ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６５６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＮＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６６６号、発明の名称「ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＲＯＯＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６７０号、発明の名称「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＡＴＡ ＤＥＲＩＶＥＤ ＦＲＯＭ ＳＥＣＯＮＤＡＲＹ ＳＯＵＲＣＥＳ ＢＹ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６７７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＣＯＮＴＲＯＬ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６３２号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＳＴＲＩＰＰＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＯ ＩＮＴＥＲＲＯＧＡＴＥ ＰＡＴＩＥＮＴ ＲＥＣＯＲＤＳ ＡＮＤ ＣＲＥＡＴＥ ＡＮＯＮＹＭＩＺＥＤ ＲＥＣＯＲＤ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６４０号、発明の名称「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＨＵＢ ＡＮＤ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＡＮＤ ＳＴＡＴＵＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＴＯ ＢＥ ＳＨＡＲＥＤ ＷＩＴＨ ＣＬＯＵＤ ＢＡＳＥＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６４５号、発明の名称「ＳＥＬＦ ＤＥＳＣＲＩＢＩＮＧ ＤＡＴＡ ＰＡＣＫＥＴＳ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＡＴ ＡＮ ＩＳＳＵＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６４９号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＰＡＩＲＩＮＧ ＴＯ ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ Ａ ＤＥＶＩＣＥ ＭＥＡＳＵＲＥＤ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＡＮ ＯＵＴＣＯＭＥ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６５４号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＩＴＵＡＴＩＯＮＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６６３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６６８号、発明の名称「ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＰＯＲＴＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＤＡＴＡ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６７１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢ ＳＰＡＴＩＡＬ ＡＷＡＲＥＮＥＳＳ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥＡＴＥＲ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６８６号、発明の名称「ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＦ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＯＦ ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＯ ＰＲＩＯＲ ＬＩＮＥＡＲ ＳＴＡＰＬＥ ＬＩＮＥ」、
－米国特許出願第１５／９４０，７００号、発明の名称「ＳＴＥＲＩＬＥ ＦＩＥＬＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＤＩＳＰＬＡＹＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６２９号、発明の名称「ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＥＤ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，７０４号、発明の名称「ＵＳＥ ＯＦ ＬＡＳＥＲ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＲＥＤ－ＧＲＥＥＮ－ＢＬＵＥ ＣＯＬＯＲＡＴＩＯＮ ＴＯ ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＢＡＣＫ ＳＣＡＴＴＥＲＥＤ ＬＩＧＨＴ」、
－米国特許出願第１５／９４０，７２２号、発明の名称「ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＩＳＳＵＥ ＩＲＲＥＧＵＬＡＲＩＴＩＥＳ ＴＨＲＯＵＧＨ ＴＨＥ ＵＳＥ ＯＦ ＭＯＮＯ－ＣＨＲＯＭＡＴＩＣ ＬＩＧＨＴ ＲＥＦＲＡＣＴＩＶＩＴＹ」、及び
－米国特許出願第１５／９４０，７４２号、発明の名称「ＤＵＡＬ ＣＭＯＳ ＡＲＲＡＹ ＩＭＡＧＩＮＧ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
－米国特許出願第１５／９４０，６３６号、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６５３号、発明の名称「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＧＲＡＭ ＵＰＤＡＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＨＵＢＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６６０号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＣＵＳＴＯＭＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＡＴＩＯＮＳ ＴＯ Ａ ＵＳＥＲ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６７９号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＬＩＮＫＩＮＧ ＯＦ ＬＯＣＡＬ ＵＳＡＧＥ ＴＲＥＮＤＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＲＥＳＯＵＲＣＥ ＡＣＱＵＩＳＩＴＩＯＮ ＢＥＨＡＶＩＯＲＳ ＯＦ ＬＡＲＧＥＲ ＤＡＴＡ ＳＥＴ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６９４号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＭＥＤＩＣＡＬ ＦＡＣＩＬＩＴＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＩＮＤＩＶＩＤＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６３４号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＩＴＹ ＡＮＤ ＡＵＴＨＥＮＴＩＣＡＴＩＯＮ ＴＲＥＮＤＳ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＩＶＥ ＭＥＡＳＵＲＥＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，７０６号、発明の名称「ＤＡＴＡ ＨＡＮＤＬＩＮＧ ＡＮＤ ＰＲＩＯＲＩＴＩＺＡＴＩＯＮ ＩＮ Ａ ＣＬＯＵＤ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」、及び
－米国特許出願第１５／９４０，６７５号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＦＯＲ ＣＯＵＰＬＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月２９日出願の以下の米国特許出願を所有する。
－米国特許出願第１５／９４０，６２７号、発明の名称「ＤＲＩＶＥ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６３７号、発明の名称「ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６４２号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６７６号、発明の名称「ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＴＯＯＬ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６８０号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６８３号、発明の名称「ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、
－米国特許出願第１５／９４０，６９０号、発明の名称「ＤＩＳＰＬＡＹ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」、及び
－米国特許出願第１５／９４０，７１１号、発明の名称「ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ ＦＯＲ ＲＯＢＯＴ－ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭＳ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月３０日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
－米国仮特許出願第６２／６５０，８８７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＷＩＴＨ ＯＰＴＩＭＩＺＥＤ ＳＥＮＳＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６５０，８７７号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬＳ」、
－米国仮特許出願第６２／６５０，８８２号、発明の名称「ＳＭＯＫＥ ＥＶＡＣＵＡＴＩＯＮ ＭＯＤＵＬＥ ＦＯＲ ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」、及び
－米国仮特許出願第６２／６５０，８９８号、発明の名称「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ ＣＯＵＰＬＥＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＡＴＨ ＰＡＤ ＷＩＴＨ ＳＥＰＡＲＡＢＬＥ ＡＲＲＡＹ ＥＬＥＭＥＮＴＳ」。
本願の出願人は、その全体が各々参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の以下の米国仮特許出願を所有する。
－米国仮特許出願第６２／６５９，９００号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」。
明細書に記載され、添付の図面に示されるように、実施形態の全体的な構造、機能、製造、及び使用の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。周知の動作、構成要素、及び要素は、本明細書に記載される実施形態を不明瞭にしないようにするため、詳細に記載されていない。読者は、本明細書に記載され図示された実施形態は、非限定的な例であり、したがって本明細書に開示された特定の構造的及び機能的詳細は、代表的及び例示的であり得ることを、理解するであろう。特許請求の範囲から逸脱することなく、それに対する変形及び変更を行うことができる。
「備える（comprise）」（「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」など、ｃｏｍｐｒｉｓｅの任意の語形）、「有する（have）」（「ｈａｓ」及び「ｈａｖｉｎｇ」など、ｈａｖｅの任意の語形）、「含む（include）」（「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」及び「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」など、ｉｎｃｌｕｄｅの任意の語形）、及び「含有する（contain）」（「ｃｏｎｔａｉｎｓ」及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」など、ｃｏｎｔａｉｎの任意の語形）という用語は、オープンエンドの連結動詞である。結果として、１つ又は２つ以上の要素を「備える」、「有する」、「含む」、若しくは「含有する」外科用システム、デバイス、又は装置は、それらの１つ又は２つ以上の要素を有するが、それらの１つ又は２つ以上のみを有することに限定されない。同様に、１つ又は２つ以上の特徴を「備える」、「有する」、「含む」、若しくは「含有する」、システム、デバイス、又は装置の要素は、それら１つ又は２つ以上の特徴を有するが、それら１つ又は２つ以上の特徴のみを有することに限定されない。
「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用器具のハンドル部分を操作する臨床医を基準として使用される。「近位」という用語は、臨床医に最も近い部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から離れた位置にある部分を指す。便宜上及び明確性のために、「垂直」、「水平」、「上」、及び「下」などの空間的用語が、本明細書において図面に対して使用され得ることが更に理解されよう。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るものであり、これらの用語は限定的及び／又は絶対的であることを意図したものではない。
腹腔鏡下及び低侵襲性の外科手術を行うための、様々な例示的なデバイス及び方法が提供される。しかしながら、本明細書に開示される様々な方法及びデバイスが、例えば開腹外科手術と関連するものを含む、多くの外科手術及び用途で使用され得ることが、読者には容易に理解されよう。本明細書の「発明を実施するための形態」を読み進めることで、読者は、本明細書に開示される様々な器具が、例えば、もとからある開口部を通じて、組織に形成された切開又は穿刺穴を通じてなど、任意の方法で体内に挿入され得ることを更に理解するであろう。これらの器具の作用部分すなわちエンドエフェクタ部分は、患者の体内に直接に挿入することもでき、又は、外科用器具のエンドエフェクタ及び細長いシャフトを進めることが可能な作用通路を有するアクセスデバイスを通じて挿入することもできる。
例えば、把持具などの外科用器具は、ハンドル、ハンドルから延在するシャフト、及びシャフトから延在するエンドエフェクタを備えることができる。様々な例において、エンドエフェクタは、第１のジョー及び第２のジョーを備え、ジョーの一方又は両方は、患者の組織を把持するように、他方に対して移動可能である。これにより、外科用器具のエンドエフェクタは、任意の好適な構成を備えることができ、任意の好適な機能を実行することができる。例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を切開又は分離するように構成された第１及び第２のジョーを備えることができる。また、例えば、エンドエフェクタは、患者の組織を縫合及び／又はクリップ留めするように構成され得る。様々な例において、外科用器具のエンドエフェクタ及び／又はシャフトは、トロカール又はカニューレを通して患者に挿入されるように構成されており、例えば、およそ５ｍｍ、８ｍｍ、及び／又は１２ｍｍなどの任意の好適な直径を有することができる。米国特許出願第１１／０１３，９２４号、発明の名称「ＴＲＯＣＡＲ ＳＥＡＬ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」、現在の米国特許第７，３７１，２２７号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。シャフトは、長手方向軸を画定することができ、エンドエフェクタの少なくとも一部分は、長手方向軸を中心に回転可能であり得る。更に、外科用器具は、エンドエフェクタの少なくとも一部分がシャフトに対して関節運動することを可能にし得る関節運動ジョイントを更に備えることができる。使用中、臨床医は、エンドエフェクタを患者内で操作するためにエンドエフェクタを回転及び／又は関節運動させることができる。
外科用器具システムが、図１に描写されている。外科用器具システムは、ハンドルアセンブリ１０００を備え、ハンドルアセンブリ１０００は、シャフトアセンブリ２０００、シャフトアセンブリ３０００、シャフトアセンブリ４０００、シャフトアセンブリ５０００、及び／又は任意の他の好適なシャフトアセンブリと共に選択的に使用可能である。シャフトアセンブリ２０００は、図２のハンドルアセンブリ１０００に取り付けられ、シャフトアセンブリ４０００は、図４５のハンドルアセンブリ１０００に取り付けられる。シャフトアセンブリ２０００は、近位部分２１００と、近位部分２１００から延在する細長いシャフト２２００と、遠位取り付け部分２４００と、遠位取り付け部分２４００を細長いシャフト２２００に回転可能に接続する関節運動ジョイント２３００と、を備える。シャフトアセンブリ２０００は、遠位取り付け部分２４００に取り付けられた交換可能なエンドエフェクタアセンブリ７０００を更に備える。交換可能なエンドエフェクタアセンブリ７０００は、患者の組織をクランプ及び／又は操作するために開閉されるように構成されたジョーアセンブリ７１００を備える。使用時には、以下で更に詳細に説明するように、エンドエフェクタアセンブリ７０００は、関節運動ジョイント２３００を中心に関節運動することができ、かつ／又は長手方向軸を中心に遠位取り付け部分２４００に対して回転されて、患者内でジョーアセンブリ７１００をより良好に位置付けることができる。
再び図１を参照すると、ハンドルアセンブリ１０００は、とりわけ、駆動モジュール１１００を備える。以下でより詳細に説明するように、駆動モジュール１１００は、臨床医が例えば、シャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００及び５０００のうちの１つを駆動モジュール１１００に選択的に取り付けることを可能にする遠位装着インターフェースを備える。したがって、シャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００及び５０００の各々は、駆動モジュール１１００の遠位装着インターフェースと係合するように構成された同一の又は少なくとも同様の近位装着インターフェースを備える。以下でより詳細に説明するように、駆動モジュール１１００の装着インターフェースは、選択されたシャフトアセンブリを駆動モジュール１１００に機械的に固設及び電気的に連結する。駆動モジュール１１００は、少なくとも１つの電動モータと、１つ若しくは２つ以上の制御部及び／又はディスプレイと、電気モータを動作させるように構成されたコントローラと、を更に備え、その回転出力は、駆動モジュール１１００に取り付けられたシャフトアセンブリの駆動システムに伝達される。更に、駆動モジュール１１００は、例えば、電源モジュール１２００及び１３００などの１つ又は２つ以上の電源モジュールと共に使用可能であり、これは、駆動モジュール１１００に動作可能に取り付け可能であり、それに電力を供給する。
上記に加えて、図１及び図２を再び参照すると、ハンドル駆動モジュール１１００は、ハウジング１１１０と、第１のモジュールコネクタ１１２０と、第２のモジュールコネクタ１１２０’と、を備える。電源モジュール１２００は、ハウジング１２１０と、コネクタ１２２０と、１つ又は２つ以上の解放ラッチ１２５０と、１つ又は２つ以上の電池１２３０と、を備える。コネクタ１２２０は、電源モジュール１２００を駆動モジュール１１００に取り付けるために、駆動モジュール１１００の第１のモジュールコネクタ１１２０と係合するように構成されている。コネクタ１２２０は、電源モジュール１２００のハウジング１２１０を駆動モジュール１１００のハウジング１１１０に機械的に連結及び固定して固設する１つ又は２つ以上のラッチ１２４０を備える。ラッチ１２４０は、電源モジュール１２００が駆動モジュール１１００から取り外され得るように解放ラッチ１２５０が押下されると、係合解除位置へと移動可能である。コネクタ１２２０はまた、電池１２３０及び／又は電池１２３０を含む電気回路を駆動モジュール１１００内の電気回路と電気通信するように配置する１つ又は２つ以上の電気接点を備える。
上記に加えて、図１及び図２を再び参照すると、電源モジュール１３００は、ハウジング１３１０と、コネクタ１３２０と、１つ又は２つ以上の解放ラッチ１３５０と、１つ又は２つ以上の電池１３３０と、を備える（図４７）。コネクタ１３２０は、電源モジュール１３００を駆動モジュール１１００に取り付けるために、駆動モジュール１１００の第２のモジュールコネクタ１１２０’と係合するように構成されている。コネクタ１３２０は、電源モジュール１３００のハウジング１３１０を駆動モジュール１１００のハウジング１１１０に機械的に連結及び固定して固設する１つ又は２つ以上のラッチ１３４０を備える。ラッチ１３４０は、電源モジュール１３００が駆動モジュール１１００から取り外され得るように解放ラッチ１３５０が押下されると、係合解除位置へと移動可能である。コネクタ１３２０はまた、電源モジュール１３００の電池１３３０及び／又は電池１３３０を含む電力回路を駆動モジュール１１００内の電力回路と電気通信するように配置する１つ又は２つ以上の電気接点を備える。
上記に加えて、駆動モジュール１１００に取り付けられたときの電源モジュール１２００は、臨床医が駆動モジュール１１００を臨床医の手の上に配置するようにハンドル１０００を保持することを可能にし得るピストルグリップを備える。駆動モジュール１１００に取り付けられたときの電源モジュール１３００は、臨床医がハンドル１０００をワンドのように保持することを可能にする端部グリップを備える。電源モジュール１２００及び１３００は任意の好適な長さを備えることができるが、電源モジュール１２００は電源モジュール１３００よりも長い。電源モジュール１２００は、電源モジュール１３００よりも多くの電池セルを有し、その長さにより、これらの追加の電池セルを好適に収容することができる。様々な例において、電源モジュール１２００は、電源モジュール１３００よりもより多くの電力を駆動モジュール１１００に提供することができ、一方、いくつかの例では、電源モジュール１２００は、より長い期間電力を提供することができる。いくつかの例では、駆動モジュール１１００のハウジング１１１０は、キー、及び／又は任意の他の好適な機構を備え、これは、電源モジュール１２００が第２のモジュールコネクタ１１２０’に接続されることを防止し、同様に、電源モジュール１３００が第１のモジュールコネクタ１１２０に接続されることを防止する。そのような構成は、より長い電源モジュール１２００がピストルグリップ構成で使用され、より短い電源モジュール１３００がワンドグリップ構成で使用されることを確実にすることができる。代替的な実施形態では、電源モジュール１２００及び電源モジュール１３００は、第１のモジュールコネクタ１１２０又は第２のモジュールコネクタ１１２０’のいずれかで駆動モジュール１１００に選択的に連結され得る。このような実施形態は、ハンドル１０００をそれらに好適な様式でカスタマイズするためのより多くの選択肢を臨床医に提供する。
様々な例において、上記に加えて、電源モジュール１２００及び１３００のうちの１つのみが、一度に駆動モジュール１１００に連結される。特定の例では、電源モジュール１２００は、例えばシャフトアセンブリ４０００が駆動モジュール１１００に取り付けられたときに妨げとなり得る。あるいは、電源モジュール１２００及び１３００の両方は、同時に駆動モジュール１１００に動作可能に連結され得る。そのような例では、駆動モジュール１１００は、電源モジュール１２００及び１３００の両方によって提供される電力へのアクセスを有することができる。更に、臨床医は、電源モジュール１２００及び１３００の両方が駆動モジュール１１００に取り付けられたときに、ピストルグリップとワンドグリップとの間で切り替えることができる。更に、そのような構成により、電源モジュール１３００は、例えば、駆動モジュール１１００に取り付けられたシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００又は５０００などのシャフトアセンブリへの釣り合いとして機能することができる。
図７及び図８を参照すると、ハンドル駆動モジュール１１００は、フレーム１５００と、モータアセンブリ１６００と、モータアセンブリ１６００と動作可能に係合された駆動システム１７００と、制御システム１８００と、を更に備える。フレーム１５００は、モータアセンブリ１６００を通って延在する細長いシャフトを備える。細長いシャフトは、遠位端１５１０と、遠位端１５１０に画定された電気接点又はソケット１５２０と、を備える。電気接点１５２０は、１つ又は２つ以上の電気回路を介して駆動モジュール１１００の制御システム１８００と電気通信し、制御システム１８００と、例えば、駆動モジュール１１００に取り付けられたシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００又は５０００などのシャフトアセンブリとの間で信号及び／又は電力を伝達するように構成されている。制御システム１８００は、プリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）１８１０、少なくとも１つのマイクロプロセッサ１８２０、及び少なくとも１つのメモリデバイス１８３０を備える。基板１８１０は、剛性及び／又は可撓性であり得、任意の好適な数の層を備えることができる。マイクロプロセッサ１８２０及びメモリデバイス１８３０は、以下でより詳細に説明するように、モータアセンブリ１６００の動作を制御する基板１８１０上に画定された制御回路の一部である。
図１２及び１３を参照すると、モータアセンブリ１６００は、ハウジング１６２０と、駆動シャフト１６３０と、歯車減速システムと、を含む電気モータ１６１０を備える。電気モータ１６１０は、巻線１６４０を含む固定子と、磁気素子１６５０を含む回転子と、を更に備える。固定子巻線１６４０はハウジング１６２０内に支持され、回転子磁気素子１６５０は駆動シャフト１６３０に装着される。固定子巻線１６４０が制御システム１８００によって制御された電流で通電されると、駆動シャフト１６３０は長手方向軸を中心に回転する。駆動シャフト１６３０は、中央太陽歯車と、太陽歯車に動作可能に噛み合ったいくつかの遊星歯車と、を含む第１の遊星歯車システム１６６０と動作可能に噛み合っている。第１の遊星歯車システム１６６０の太陽歯車は、駆動シャフト１６３０と共に回転するように駆動シャフト１６３０に固定的に装着される。第１の遊星歯車システム１６６０の遊星歯車は、第２の遊星歯車システム１６７０の太陽歯車に回転可能に装着され、また、モータハウジング１６２０の歯車付き又はスプライン付き内側表面１６２５と噛み合っている。上記の結果、第１の太陽歯車の回転は、第２の太陽歯車を回転させる第１の遊星歯車を回転させる。上記と同様に、第２の遊星歯車システム１６７０は、遊星歯車１６６５（図１３）を更に備え、遊星歯車１６６５は、第３の遊星歯車システム、最終的には駆動シャフト１７１０を駆動する。遊星歯車システム１６６０、１６７０及び１６８０は、モータシャフト１６２０によって駆動シャフト１７１０に適用される速度を減速させるように協働する。減速システムを伴わずに、様々な代替的な実施形態が想定される。このような実施形態は、エンドエフェクタ機能を迅速に駆動することが望ましい場合に好適である。特に、駆動シャフト１６３０は、それを貫通して延在する開口部又は中空コアを備え、それを通してワイヤ及び／又は電気回路が延在することができる。
制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００及び駆動モジュール１１００の電力回路と通信する。制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００に供給される電力を電力回路から制御するように構成されている。電力回路は、一定の、又は少なくともほぼ一定の直流（direct current、ＤＣ）電圧を供給するように構成される。少なくとも１つの例では、電力回路は、制御システム１８００に３ＶＤＣを供給する。制御システム１８００は、電圧パルスをモータアセンブリ１６００に供給するように構成されたパルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）回路を備える。電圧パルスの持続時間若しくは幅、及び／又はＰＷＭ回路によって供給される電圧パルス間の持続時間若しくは幅は、モータアセンブリ１６００に印加される電力を制御するために制御され得る。モータアセンブリ１６００に印加される電力を制御することによって、ＰＷＭ回路は、モータアセンブリ１６００の出力シャフトの速度を制御することができる。ＰＷＭ回路に加えて、又はその代わりに、制御システム１８００は、周波数変調（frequency modulation、ＦＭ）回路を含むことができる。以下でより詳細に論じられるように、制御システム１８００は、２つ以上の動作モードで動作可能であり、使用される動作モードに応じて、制御システム１８００は、その動作モードに適切であると判定される速度又は速度の範囲でモータアセンブリ１６００を動作させることができる。
上記に加えて、図７及び図８を再び参照すると、駆動システム１７００は、スプライン付き遠位端１７２０と、内部に画定された長手方向開口部１７３０と、を含む回転可能シャフト１７１０を備える。回転可能シャフト１７１０は、回転可能シャフト１７１０がモータ出力シャフトと共に回転するように、モータアセンブリ１６００の出力シャフトに動作可能に装着される。ハンドルフレーム１５１０は、長手方向開口部１７３０を通って延在し、回転可能シャフト１７１０を回転可能に支持する。結果として、ハンドルフレーム１５１０は、回転可能シャフト１７１０の軸受として機能する。ハンドルフレーム１５１０及び回転可能シャフト１７１０は、駆動モジュール１１１０の装着インターフェース１１３０から遠位に延在し、シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられたときに、シャフトアセンブリ２０００上の対応する構成要素と連結される。主に図３～図６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、フレーム２５００及び駆動システム２７００を更に備える。フレーム２５００は、シャフトアセンブリ２０００を通って延在する長手方向シャフト２５１０と、シャフト２５１０から近位に延在する複数の電気接点又はピン２５２０と、を備える。シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に取り付けられると、シャフトフレーム２５１０上の電気接点２５２０は、ハンドルフレーム１５１０上の電気接点１５２０と係合し、それらの間に電気経路を形成する。
上記と同様に、駆動システム２７００は、回転可能な駆動シャフト２７１０を備え、これは、シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられたときに、駆動シャフト２７１０が駆動シャフト１７１０と共に回転するように、ハンドル１０００の回転可能な駆動シャフト１７１０に動作可能に連結される。この目的のため、駆動シャフト２７１０はスプライン付き近位端２７２０を備え、これは、駆動シャフト１７１０がモータアセンブリ１６００によって回転されるときに駆動シャフト１７１０及び２７１０が一緒に回転するように、駆動シャフト１７１０のスプライン付き遠位端１７２０と嵌合する。駆動シャフト１７１０と２７１０との間のスプライン相互接続の性質、並びにフレーム１５１０と２５１０との間の電気的相互接続の性質を考慮すると、シャフトアセンブリ２０００は、長手方向軸に沿ってハンドル１０００に組み付けられる。しかしながら、駆動シャフト１７１０と２７１０との間の動作可能な相互接続、並びにフレーム１５１０と２５１０との間の電気的相互接続は、シャフトアセンブリが任意の好適な方法でハンドル１０００に組み付けられ得る任意の好適な構成を備えることができる。
上述したように、図３～図８を参照すると、駆動モジュール１１１０の装着インターフェース１１３０は、例えば、シャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００及び５０００上の対応する装着インターフェースに連結されるように構成されている。例えば、シャフトアセンブリ２０００は、駆動モジュール１１００の装着インターフェース１１３０に連結されるように構成された装着インターフェース２１３０を備える。より具体的には、シャフトアセンブリ２０００の近位部分２１００は、装着インターフェース２１３０を画定するハウジング２１１０を備える。主に図８を参照すると、駆動モジュール１１００は、シャフトアセンブリ２０００の装着インターフェース２１３０を駆動モジュール１１００の装着インターフェース１１３０に対して解放可能に保持するように構成されたラッチ１１４０を備える。駆動モジュール１１００及びシャフトアセンブリ２０００が、上述のように長手方向軸に沿って一緒になったとき、ラッチ１１４０は、装着インターフェース２１３０に接触し、ロック解除位置へと外向きに回転する。主に図８、図１０、及び図１１を参照すると、各ラッチ１１４０は、ロック端部１１４２及び枢動部分１１４４を備える。各ラッチ１１４０の枢動部分１１４４は、駆動モジュール１１００のハウジング１１１０に回転可能に連結され、ラッチ１１４０が外向きに回転されると、ラッチ１１４０は枢動部分１１４４を中心に回転する。特に、各ラッチ１１４０は、ラッチ１１４０をロック位置に内向きに付勢するように構成された付勢ばね１１４６を更に備える。各付勢ばね１１４６は、付勢ばね１１４６がラッチ１１４０に付勢力を加えるように、駆動モジュール１１００のラッチ１１４０とハウジング１１１０との間で圧縮される。しかしながら、このような付勢力は、ラッチ１１４０がシャフトアセンブリ２０００によってそれらのロック解除位置へと外向きに回転されるときに打ち消される。これにより、ラッチ１１４０が装着インターフェース２１３０に接触した後に外向きに回転すると、ラッチ１１４０のロック端部１１４２は、装着インターフェース２１３０内に画定されたラッチ窓２１４０内に入ることができる。ロック端部１１４２がラッチ窓２１４０を通過すると、ばね１１４６はラッチ１１４０を自身のロック位置に戻すことができる。各ロック端部１１４２は、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００にしっかりと保持するロック肩部又は表面を備える。
上記に加えて、付勢ばね１１４６はラッチ１１４０をそのロック位置に保持する。遠位端１１４２は、ラッチ１１４０がそれらのロック位置にあるときに、シャフトアセンブリ２０００と駆動モジュール１１００との間の相対的な長手方向の移動、すなわち長手方向軸に沿った並進を防止するか、又は少なくとも抑制するようにサイズ決め及び構成される。更に、ラッチ１１４０及びラッチ窓１２４０は、シャフトアセンブリ２０００と駆動モジュール１１００との間の相対的な横方向の移動、すなわち長手方向軸に対して横方向の並進を防止するようにサイズ決め及び構成される。加えて、ラッチ１１４０及びラッチ窓２１４０は、シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に対して回転することを防止するようにサイズ決め及び構成される。駆動モジュール１１００は、臨床医によって押下されるとラッチ１１４０をそれらのロック位置からそれらのロック解除位置へと移動させる解放アクチュエータ１１５０を更に備える。駆動モジュール１１００は、ハンドルハウジング１１１０の第１の側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第１の解放アクチュエータ１１５０と、ハンドルハウジング１１１０の第２の側、又は反対側に画定された開口部内に摺動可能に装着された第２の解放アクチュエータ１１５０と、を備える。解放アクチュエータ１１５０は別々に作動可能であるが、通常、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００から完全にロック解除し、シャフトアセンブリ２０００を駆動モジュール１１００から取り外すことを可能にするために、解放アクチュエータ１１５０の両方を押下する必要がある。これにより、シャフトアセンブリ２０００は、１つの解放アクチュエータ１１５０のみを押下することによって、駆動モジュール１１００から取り外すことが可能となる。
シャフトアセンブリ２０００がハンドル１０００に固設され、例えば、エンドエフェクタ７０００がシャフト２０００に組み付けられると、臨床医は、ハンドル１０００を操作してエンドエフェクタ７０００を患者に挿入することができる。少なくとも１つの例では、エンドエフェクタ７０００は、トロカールを通して患者に挿入され、次いで、患者の組織に対してエンドエフェクタアセンブリ７０００のジョーアセンブリ７１００を位置付けるために操作される。しばしば、ジョーアセンブリ７１００は、トロカールを通して嵌合するために、その閉鎖構成又はクランプ構成とする必要がある。トロカールを貫通すると、ジョーアセンブリ７１００は、患者組織がジョーアセンブリ７１００のジョーの間に嵌合するように開放することができる。そのような時点で、ジョーアセンブリ７１００は、ジョーの間の患者組織をクランプするために、その閉鎖構成に戻ることができる。ジョーアセンブリ７１００によって患者組織に加えられるクランプ力は、外科手術中に組織を移動させるか、又は別の方法で操作するのに十分である。その後、ジョーアセンブリ７１００を再び開放して、患者組織をエンドエフェクタ７０００から解放することができる。このプロセスは、患者からエンドエフェクタ７０００を取り除くことが望ましくなるまで、繰り返され得る。そのような時点で、ジョーアセンブリ７１００は、その閉鎖構成に戻され、トロカールを通して後退させることができる。エンドエフェクタ７０００が、開放切開部を通して、又はトロカールを使用せずに患者に挿入される、他の外科的技術が想定される。いずれにしても、ジョーアセンブリ７１００は、外科的技術を通じて数回開閉されなければならない場合があることが想定される。
再び図３～６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、クランプトリガシステム２６００及び制御システム２８００を更に備える。クランプトリガシステム２６００は、シャフトアセンブリ２０００の近位ハウジング２１１０に回転可能に接続されたクランプトリガ２６１０を備える。後述するように、クランプトリガ２６１０が作動されると、クランプトリガ２６１０は、モータ１６１０を作動させてエンドエフェクタ７０００のジョー駆動装置を動作させる。クランプトリガ２６１０は、ハンドル１０００を保持しながら臨床医によって把持可能な細長い部分を備える。クランプトリガ２６１０は、クランプトリガ２６１０が固定された軸、又は少なくとも実質的に固定された軸を中心に回転可能であるように、近位ハウジング２１１０の装着部分２１２０に枢動可能に接続される装着部分２６２０を更に備える。閉鎖トリガ２６１０は、遠位位置と近位位置との間で回転可能であり、閉鎖トリガ２６１０の近位位置は、遠位位置よりもハンドル１０００のピストルグリップに近い。閉鎖トリガ２６１０は、近位ハウジング２１１０内で回転する、そこから延在するタブ２６１５を更に備える。閉鎖トリガ２６１０がその遠位位置にあるとき、タブ２６１５は、近位ハウジング２１１０上に装着されたスイッチ２１１５の上方に位置付けられるが、接触はしていない。スイッチ２１１５は、その開放状態にある閉鎖トリガ２６１０の作動を検出するように構成された電気回路の一部であり、閉鎖トリガ２６１０は開放位置にある。閉鎖トリガ２６１０がその近位位置に移動されると、タブ２６１５はスイッチ２１１５と接触し、電気回路を閉鎖する。様々な例において、スイッチ２１１５は、例えば、閉鎖トリガ２６１０のタブ２６１５によって接触されたときに開放状態と閉鎖状態との間で機械的に切り替えられるトグルスイッチを備え得る。特定の例では、スイッチ２１１５は、例えば、近接センサ、及び／又は任意の好適なタイプのセンサを備え得る。少なくとも１つの例では、スイッチ２１１５は、閉鎖トリガ２６１０が回転された量を検出し、その回転量に基づいてモータ１６１０が動作される速度を制御し得るホール効果センサを備える。そのような例では、閉鎖トリガ２６１０のより大きな回転により、モータ１６１０の速度が速くなり、その一方で、より小さい回転は、例えば、より遅い速度をもたらす。いずれにしても、電気回路は、シャフトアセンブリ２０００の制御システム２８００と通信し、これは、以下でより詳細に説明する。
上記に加えて、シャフトアセンブリ２０００の制御システム２８００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）２８１０、少なくとも１つのマイクロプロセッサ２８２０、及び少なくとも１つのメモリデバイス２８３０を備える。基板２８１０は、剛性及び／又は可撓性であり得、任意の好適な数の層を備えることができる。マイクロプロセッサ２８２０及びメモリデバイス２８３０は、ハンドル１０００の制御システム１８００と通信する基板２８１０上に画定された制御回路の一部である。シャフトアセンブリ２０００は、信号通信システム２９００を更に備え、ハンドル１０００は、シャフト制御システム２８００とハンドル制御システム１８００との間でデータを伝送するように構成された信号通信システム１９００を更に備える。信号通信システム２９００は、任意の好適なアナログ及び／又はデジタル構成要素を利用して、信号通信システム１９００にデータを伝送するように構成される。様々な例において、通信システム２９００及び１９００は、マイクロプロセッサ１８２０の入力ゲートがマイクロプロセッサ２８２０の出力ゲートによって少なくとも部分的に直接制御されることを可能にする、複数の離散したチャネルを使用して通信することができる。いくつかの例では、通信システム２９００及び１９００は、多重化を利用することができる。少なくとも１つのこのような例において、制御システム２９００は、単一の複合信号の形態で同時にキャリアチャネル上で複数の信号を、複合信号から分離信号を復元する制御システム１９００の多重化デバイスに同時に送信する、多重化デバイスを含む。
通信システム２９００は、回路基板２８１０に装着された電気コネクタ２９１０を備える。電気コネクタ２９１０は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性コンタクトとを備える。導電性コンタクトは、例えば、回路基板２８１０内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、雄型ピンを備える。他の例では、雄型ピンは、例えば、ゼロ挿入力（zero-insertion-force、ＺＩＦ）ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。通信システム１９００は、回路基板１８１０に装着された電気コネクタ１９１０を備える。電気コネクタ１９１０は、コネクタ本体と、コネクタ本体に装着された複数の導電性コンタクトと、を備える。導電性コンタクトは、例えば、回路基板１８１０内に画定された電気トレースにはんだ付けされる、雌型ピンを備える。他の例では、雌型ピンは、例えば、ゼロ挿入力（ＺＩＦ）ソケットを介して回路基板トレースと通信することができる。シャフトアセンブリ２０００が駆動モジュール１１００に組み付けられると、電気コネクタ２９１０は、電気接点が電気的経路をそれらの間に形成するように、電気コネクタ１９１０に動作可能に連結される。上述したように、コネクタ１９１０及び２９１０は、任意の好適な電気接点を備えることができる。更に、通信システム１９００及び２９００は、任意の好適な方法で互いに通信することができる。様々な例において、通信システム１９００及び２９００は無線で通信する。少なくとも１つのそのような例では、通信システム２９００は無線信号送信機を備え、通信システム１９００は、シャフトアセンブリ２０００がハンドル１０００にデータを無線通信できるように無線信号受信機を備える。同様に、通信システム１９００は無線信号送信機を備えることができ、通信システム２９００は、ハンドル１０００がシャフトアセンブリ２０００にデータを無線通信できるように、無線信号受信機を備えることができる。
上述のように、ハンドル１０００の制御システム１８００は、ハンドル１０００の電力回路と通信し、ハンドル１０００の電力回路を制御するように構成されている。ハンドル制御システム１８００はまた、ハンドル１０００の電力回路によって電力供給される。ハンドル通信システム１９００は、ハンドル制御システム１８００と信号通信し、ハンドル１０００の電力回路によっても電力供給される。ハンドル通信システム１９００は、ハンドル制御システム１８００を介してハンドル電力回路によって電力供給されるが、電力回路によって直接電力供給され得る。また上述したように、ハンドル通信システム１９００は、シャフト通信システム２９００と信号通信する。これにより、シャフト通信システム２９００はまた、ハンドル通信システム１９００を介してハンドル電力回路によって電力供給される。この目的のため、電気コネクタ１９１０及び２０１０は、ハンドル１０００とシャフトアセンブリ２０００との間の１つ又は２つ以上の信号回路及び１つ又は２つ以上の電力回路の両方を接続する。更に、シャフト通信システム２９００は、上述のようにシャフト制御システム２８００と信号通信し、また、シャフト制御システム２８００に電力を供給するように構成されている。したがって、制御システム１８００及び２８００並びに通信システム１９００及び２９００は全て、ハンドル１０００の電力回路によって電力供給される。しかしながら、代替的な実施形態では、シャフトアセンブリ２０００が、１つ又は２つ以上の電池などのそれ自体の電源、並びに電池からハンドルシステム２８００及び２９００に電力を供給するように構成された電力回路を備えることが想定される。少なくとも１つのこのような実施形態において、ハンドル制御システム１８００及びハンドル通信システム１９００は、ハンドル電力システム及びシャフト制御システム２８００によって電力供給され、ハンドル通信システム２９００は、シャフト電力システムによって電力供給される。
上記に加えて、クランプトリガ２６１０の作動は、シャフト制御システム２８００によって検出され、通信システム２９００及び１９００を介してハンドル制御システム１８００に通信される。クランプトリガ２６１０が作動されたという信号を受信すると、ハンドル制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００の電動モータ１６１０に電力を供給して、ハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０及びシャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０を、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を閉鎖する方向に回転させる。駆動シャフト２７１０の回転をジョーアセンブリ７１００の閉鎖運動に変換するための機構は、以下でより詳細に説明される。クランプトリガ２６１０がその作動位置に保持される限り、電気モータ１６１０は、ジョーアセンブリ７１００がその完全にクランプされた位置に達するまで駆動シャフト１７１０を回転させる。ジョーアセンブリ７１００がその完全にクランプされた位置に達すると、ハンドル制御システム１８００は、電気モータ１６１０への電力を切断する。ハンドル制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００が任意の好適な方法でその完全にクランプされた位置に達したときを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０の出力シャフトの回転を監視し、その回転をカウントするエンコーダシステムを備えることができ、回転数が所定の閾値に達すると、ハンドル制御システム１８００は、電動モータ１６１０への電力の供給を停止することができる。少なくとも１つの例では、エンドエフェクタアセンブリ７０００は、ジョーアセンブリ７１００がその完全にクランプされた位置に達したときを検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを備えることができる。少なくとも１つのこのような例において、エンドエフェクタ７０００内のセンサは、例えば電気接点１５２０及び２５２０を含み得るシャフトアセンブリ２０００を通って延在する電気回路を介してハンドル制御システム１８００と信号通信する。
クランプトリガ２６１０がその近位位置から遠位に回転されると、スイッチ２１１５は開放され、これはシャフト制御システム２８００によって検出され、通信システム２９００及び１９００を介してハンドル制御システム１８００に通信される。クランプトリガ２６１０がその作動位置から移動されたという信号を受信すると、ハンドル制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００の電気モータ１６１０に印加される電圧差の極性を逆転させて、ハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０及びシャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０を反対方向に回転させる。結果として、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００が開放することになる。ジョーアセンブリ７１００がその完全開放位置に達すると、ハンドル制御システム１８００は電気モータ１６１０への電力を切断する。ハンドル制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００が任意の好適な方法でその完全開放位置に達したときを判定することができる。例えば、ハンドル制御システム１８００は、エンコーダシステム及び／又は上述の１つ若しくは２つ以上のセンサを利用して、ジョーアセンブリ７１００の構成を判定することができる。上記を考慮すると、臨床医は、ジョーアセンブリ７１００をそのクランプ構成に維持するために、クランプトリガ２６１０をその作動位置に保持することに関して注意する必要があり、そうでなければ、制御システム１８００はジョーアセンブリ７１００を開放することになる。これを念頭に置いて、シャフトアセンブリ２０００は、ジョーアセンブリ７１００の偶発的な開放を防止するために、クランプトリガ２６１０をその作動位置に解放可能に保持するように構成されたアクチュエータラッチ２６３０を更に備える。アクチュエータラッチ２６３０は、臨床医によって手動で解放されるか、ないしは別の方法で無効にされて、クランプトリガ２６１０を遠位に回転させ、ジョーアセンブリ７１００を開放することができる。
クランプトリガシステム２６００は、例えば、クランプトリガシステム２６００の閉鎖に抵抗するように構成された、ねじりばねなどの弾性付勢部材を更に備える。ねじりばねはまた、クランプトリガ２６１０の突然の移動及び／又はジッタを低減及び／又は軽減するのを支援することができる。このようなねじりばねはまた、クランプトリガ２６１０が解放されると、クランプトリガ２６１０をその非作動位置に自動的に戻すことができる。上記のアクチュエータラッチ２６３０は、クランプトリガ２６１０をその作動位置に、ねじりばねの付勢力に対して好適に保持することができる。
上述したように、制御システム１８００は、電気モータ１６１０を動作させてジョーアセンブリ７１００を開閉する。制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を同じ速度で開閉するように構成されている。そのような例では、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開閉する際に、異なる電圧極性を有する電気モータ１６１０に同じ電圧パルスを印加する。これにより、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を異なる速度で開閉するように構成され得る。例えば、ジョーアセンブリ７１００は、第１の速度で閉鎖し、第１の速度よりも速い第２の速度で開放することができる。そのような例では、より遅い閉鎖速度は、臨床医に、組織をクランプしながらジョーアセンブリ７１００をより良好に位置付ける機会を与える。あるいは、制御システム１８００は、より遅い速度でジョーアセンブリ７１００を開放することができる。そのような例では、開放速度が遅いほど、開放ジョーが隣接する組織と衝突する可能性が低くなる。いずれの場合も、制御システム１８００は、電圧パルスの持続時間を減少させることができ、かつ／又は電圧パルス間の持続時間を増加させて、ジョーアセンブリ７１００の運動を減速かつ／又は加速させることができる。
上述のように、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を特定の構成に位置決めするコマンドとしてクランプトリガ２６１０の位置を解釈するように構成されている。例えば、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するコマンドとしてクランプトリガ２６１０の最近位位置と、ジョーアセンブリ７１００を開放するためのコマンドとしてクランプトリガの任意の他の位置を解釈するように構成されている。これにより、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するコマンドとして、単一の位置の代わりに、位置の近位範囲におけるクランプトリガ２６１０の位置を解釈するように構成され得る。このような構成は、ジョーアセンブリ７０００が臨床医の入力に応じてより良好になることを可能にし得る。そのような例では、クランプトリガ２６１０の運動範囲は、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するコマンドとして解釈される近位範囲と、ジョーアセンブリ７１００を開放するためのコマンドとして解釈される遠位範囲と、に分割される。少なくとも１つの例では、クランプトリガ２６１０の運動範囲は、近位範囲と遠位範囲との間の中間範囲を有し得る。クランプトリガ２６１０が中間範囲にあるとき、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開閉しないコマンドとしてクランプトリガ２６１０の位置を解釈することができる。そのような中間範囲は、開放範囲と閉鎖範囲との間のジッタの可能性を防止又は低減することができる。上述の例では、制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００を開閉する累積コマンドを無視するように構成され得る。例えば、閉鎖トリガ２６１０が既に最近位位置へと完全に後退している場合、制御アセンブリ１８００は、クランプトリガ２６１０が遠位又は開放範囲に入るまで、近位又はクランプ範囲におけるクランプトリガ２６１０の運動を無視することができ、そのような時点で、制御システム１８００は、次いで、電気モータ１６１０を作動させて、ジョーアセンブリ７１００を開放することができる。
特定の例では、上記に加えて、クランプトリガ範囲内のクランプトリガ２６１０の位置、又はクランプトリガ範囲の少なくとも一部分は、臨床医が電動モータ１６１０の速度（したがって、ジョーアセンブリ７１００が制御アセンブリ１８００によって開閉される速度）を制御することができる。少なくとも１つの例では、センサ２１１５は、ホール効果センサ、及び／又は、その遠位の非作動位置とその近位の完全作動位置との間のクランプトリガ２６１０の位置を検出するように構成された任意の他の好適なセンサを備える。ホール効果センサは、ハンドル制御システム１８００がクランプトリガ２６１０の位置に応じて電気モータ１６１０の速度を制御できるように、シャフト制御システム２８００を介してハンドル制御システム１８００に信号を伝送するように構成されている。少なくとも１つの例では、ハンドル制御システム１８００は、電気モータ１６１０の速度を、クランプトリガ２６１０の位置に比例して、又は直線的に制御する。例えば、クランプトリガ２６１０がその範囲を通って半分に移動される場合、ハンドル制御システム１８００は、クランプトリガ２６１０が完全に後退したときに電気モータ１６１０が動作する速度の半分で電気モータ１６１０を動作させる。同様に、クランプトリガ２６１０がその範囲を通って４分の１に移動される場合、ハンドル制御システム１８００は、クランプトリガ２６１０が完全に後退したときに電気モータ１６１０が動作する速度の４分の１で電気モータ１６１０を動作させる。ハンドル制御システム１８００が、クランプトリガ２６１０の位置に対して非線形に電気モータ１６１０の速度を制御する他の実施形態が想定される。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、クランプトリガ範囲の遠位部分において電気モータ１６１０をゆっくりと動作させる一方で、クランプトリガ範囲の近位部分内の電気モータ１６１０の速度を素早く加速させる。
上述したように、クランプトリガ２６１０は、電気モータ１６１０を動作させてエンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を開閉するように移動可能である。電気モータ１６１０はまた、エンドエフェクタ７０００を長手方向軸を中心に回転させ、エンドエフェクタ７０００をシャフトアセンブリ２０００の関節運動ジョイント２３００を中心に細長いシャフト２２００に対して関節運動させるように動作可能である。主に図７～図８を参照すると、駆動モジュール１１００は、回転アクチュエータ１４２０及び関節運動アクチュエータ１４３０を含む入力システム１４００を備える。入力システム１４００は、制御システム１８００のプリント回路基板（ＰＣＢ）１８１０と信号通信するプリント回路基板（ＰＣＢ）１４１０を更に備える。駆動モジュール１１００は、例えば可撓性の配線ハーネス又はリボンなどの電気回路を備え、これは入力システム１４００が制御システム１８００と通信することを可能にする。回転アクチュエータ１４２０は、ハウジング１１１０上に回転可能に支持され、以下でより詳細に説明するように、入力基板１４１０及び／又は制御基板１８１０と信号通信する。関節運動アクチュエータ１４３０は、以下でより詳細に説明するように、入力基板１４１０及び／又は制御基板１８１０によって支持され、かつそれらと信号通信する。
主に図８、図１０及び図１１を参照すると、ハンドルハウジング１１１０は、上記に加えて、遠位装着インターフェース１１３０に隣接して内部に画定された環状溝又はスロットを備える。回転アクチュエータ１４２０は、環状溝内に回転可能に支持された環状リング１４２２を備え、環状溝の側壁の構成により、環状リング１４２２は、ハンドルハウジング１１１０に対して長手方向及び／又は横方向に並進しないように拘束される。環状リング１４２２は、駆動モジュール１１００のフレーム１５００を通って延在する長手方向軸を中心に、第１又は時計回りの方向及び第２又は反時計回りの方向に回転可能である。回転アクチュエータ１４２０は、環状リング１４２２の回転を検出するように構成された１つ又は２つ以上のセンサを備える。少なくとも１つの例では、回転アクチュエータ１４２０は、駆動モジュール１１００の第１の側に位置付けられた第１のセンサと、駆動モジュール１１００の第２の側、又は反対側に位置付けられた第２のセンサと、を備え、環状リング１４２２は、第１及び第２のセンサによって検出可能な検出可能要素を備える。第１のセンサは、環状リング１４２２が第１の方向に回転されたときを検出するように構成されており、第２のセンサは、環状リング１４２２が第２の方向に回転されたときを検出するように構成されている。第１のセンサが、環状リング１４２２が第１の方向に回転されたことを検出すると、ハンドル制御システム１８００は、以下でより詳細に記載されるように、ハンドル駆動シャフト１７１０、駆動シャフト２７１０及びエンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。同様に、ハンドル制御システム１８００は、第２のセンサが、環状リング１４２２が第２の方向に回転したことを検出すると、ハンドル駆動シャフト１７１０、駆動シャフト２７１０及びエンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。上記を考慮して、読者は、クランプトリガ２６１０及び回転アクチュエータ１４２０は両方とも駆動シャフト２７１０を回転させるように動作可能であることを理解すべきである。
様々な実施形態において、上記に加えて、第１及び第２のセンサは、環状リング１４２２の検出可能要素によって機械的に閉鎖可能であるスイッチを備える。環状リング１４２２が中心位置から第１の方向に回転されると、検出可能要素は、第１のセンサのスイッチを閉鎖する。第１のセンサのスイッチが閉鎖されると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０を動作させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。環状リング１４２２が第２の方向に中心位置に向かって回転されると、検出可能要素は第１のスイッチから係合解除され、第１のスイッチは再び開放される。第１のスイッチが再び開放されると、制御システム１８００は電気モータ１６１０への電力に切断して、エンドエフェクタ７０００の回転を停止する。同様に、検出可能要素は、環状リング１４２２が中心位置から第２の方向に回転されるときに、第２のセンサのスイッチを閉鎖する。第２のセンサのスイッチが閉鎖されると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０を動作させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。環状リング１４２２が第１の方向に中心位置に向かって回転されるとき、検出可能要素は、第２のスイッチから係合解除され、第２のスイッチは再び開放される。第２のスイッチが再び開放されると、制御システム１８００は電気モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の回転を停止する。
様々な実施形態において、上記に加えて、回転アクチュエータ１４２０の第１及び第２のセンサは、例えば、近接センサを備える。特定の実施形態では、回転アクチュエータ１４２０の第１及び第２のセンサは、ホール効果センサ、並びに／又は環状リング１４２２の検出可能要素と第１及び第２のセンサとの間の距離を検出するように構成された任意の好適なセンサを備える。第１のホール効果センサが、環状リング１４２２が第１の方向に回転したことを検出した場合、次いで、上述のように、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。加えて、制御システム１８００は、検出可能要素が第１のホール効果センサに近接しているときに、検出可能要素が第１のホール効果センサから更に離れているときよりも高速でエンドエフェクタ７０００を回転させることができる。第２のホール効果センサが、環状リング１４２２が第２の方向に回転したことを検出した場合、上述のように、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。加えて、制御システム１８００は、検出可能要素が第２のホール効果センサに近接しているときに、検出可能要素が第２のホール効果センサから更に離れているときよりも高速でエンドエフェクタ７０００を回転させることができる。結果として、エンドエフェクタ７０００が回転する速度は、環状リング１４２２が回転する量又は程度の関数である。制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を回転させる方向及び速度を判定するとき、第１のホール効果センサ及び第２のホール効果センサの両方からの入力を評価するように更に構成されている。様々な例において、制御システム１８００は、データの主要ソースとして、環状リング１４２２の検出可能要素に最も近いホール効果センサを、データの主要ソースによって提供されたデータを二重検査するためのデータの確認ソースとして、検出可能要素から最も遠いホール効果センサを使用することができる。制御システム１８００は、制御システム１８００が競合するデータを提供する状況を解決するためのデータ完全性プロトコルを更に備えることができる。いずれにせよ、ホール効果センサが、検出可能要素がその中心位置、又は第１のホール効果センサと第２のホール効果センサとの間の等距離の位置にあることを検出したとき、ハンドル制御システム１８００は、ハンドル制御システム１８００がエンドエフェクタ７０００を回転させない中立状態に入ることができる。少なくとも１つのこのような例において、制御システム１８００は、検出可能要素が位置の中央範囲にあるとき、その中立状態に入ることができる。このような構成は、臨床医がエンドエフェクタ７０００を回転させることを意図していないときに回転ジッタの可能性を防止するか、又は少なくとも低減する。
上記に加えて、回転アクチュエータ１４２０は、臨床医によって解放されるとき、回転アクチュエータ１４２０を中心に、又は少なくとも実質的に中心になるように構成された１つ又は２つ以上のばねを備えることができる。そのような例では、ばねは電気モータ１６１０を遮断し、エンドエフェクタ７０００の回転を停止するように作用することができる。少なくとも１つの例では、回転アクチュエータ１４２０は、回転アクチュエータ１４２０を第１の方向に回転させるように構成された第１のねじりばねと、回転アクチュエータ１４２０を第２の方向に回転させるように構成された第２のねじりばねと、を備える。第１及び第２のねじりばねは、第１及び第２のねじりばねのバランスによって加えられる力及び／又はトルクが、その中心位置で回転アクチュエータ１４２０を少なくとも実質的に均衡させるように、同じ又は少なくとも実質的に同じばね定数を有し得る。
上記を考慮して、読者は、クランプトリガ２６１０及び回転アクチュエータ１４２０は両方とも駆動シャフト２７１０を回転させるように動作可能であり、それぞれ、ジョーアセンブリ７１００を動作させるか、又はエンドエフェクタ７０００を回転させるように動作可能であることを理解すべきである。これらの機能を選択的に実行するために駆動シャフト２７１０の回転を使用するシステムは、以下により詳細に記載される。
主に図７及び８を参照すると、関節運動アクチュエータ１４３０は、第１の押しボタン１４３２及び第２の押しボタン１４３４を備える。第１の押しボタン１４３２は第１の関節運動制御回路の一部であり、第２の押しボタン１４３４は入力システム１４００の第２の関節運動回路の一部である。第１の押しボタン１４３２は、第１の押しボタン１４３２が押下されたときに閉鎖される第１のスイッチを備える。ハンドル制御システム１８００は、第１のスイッチの閉鎖、更には第１の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成されている。ハンドル制御システム１８００が第１の関節運動制御回路が閉鎖されたことを検出すると、ハンドル制御システム１８００は、電気モータ１６１０を動作させて、関節運動ジョイント２３００を中心に第１の関節運動方向にエンドエフェクタ７０００を関節運動させる。第１の押しボタン１４３２が臨床医によって解放されると、第１の関節運動制御回路が開放され、制御システム１８００によって検出されると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０への電力を切断してエンドエフェクタ７０００の関節運動を停止する。
様々な例において、上記に加えて、エンドエフェクタ７０００の関節運動範囲は制限されており、制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００が第１の方向に回転される量又は程度を監視するように電気モータ１６１０の回転出力を監視するために、上述のエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はエンコーダシステムの代わりに、シャフトアセンブリ２０００は、エンドエフェクタ７０００が第１の方向のその関節運動の限度に達したときを検出するように構成された第１のセンサを備えることができる。いずれにしても、制御システム１８００が、エンドエフェクタ７０００が第１の方向の関節運動の限度に達したと判定すると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の関節運動を停止することができる。
上記と同様に、第２の押しボタン１４３４は、第２の押しボタン１４３４が押下されたときに閉鎖される第２のスイッチを備える。ハンドル制御システム１８００は、第２のスイッチの閉鎖、更には第２の関節運動制御回路の閉鎖を感知するように構成されている。ハンドル制御システム１８００が第２の関節運動制御回路が閉鎖されたことを検出すると、ハンドル制御システム１８００は、電気モータ１６１０を動作させて、関節運動ジョイント２３００を中心に第２の方向にエンドエフェクタ７０００を関節運動させる。第２の押しボタン１４３４が臨床医によって解放されると、第２の関節運動制御回路が開放され、制御システム１８００によって検出されると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０への電力を切断してエンドエフェクタ７０００の関節運動を停止する。
様々な例において、エンドエフェクタ７０００の関節運動範囲は制限されており、制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００が第２の方向に回転される量又は程度を監視するように電気モータ１６１０の回転出力を監視するために、上述のエンコーダシステムを利用することができる。エンコーダシステムに加えて、又はエンコーダシステムの代わりに、シャフトアセンブリ２０００は、エンドエフェクタ７０００が第２の方向のその関節運動の限度に達したときを検出するように構成された第２のセンサを備えることができる。いずれにしても、制御システム１８００が、エンドエフェクタ７０００が第２の方向の関節運動の限度に達したと判定すると、制御システム１８００は、電気モータ１６１０への電力を切断して、エンドエフェクタ７０００の関節運動を停止することができる。
上述のように、エンドエフェクタ７０００は、中心又は非関節運動位置（図１５）から第１の方向（図１６）及び／又は第２の方向（図１７）で関節運動可能である。エンドエフェクタ７０００が関節運動されると、臨床医は、第１及び第２の関節運動押しボタン１４３２及び１４３４を使用することによってエンドエフェクタ７０００を再センタリングすることを試み得る。読者が理解することができるように、臨床医は、例えば、エンドエフェクタ７０００が患者内に位置付けられると、完全に見えない場合があるため、エンドエフェクタ７０００を再センタリングするのに難儀する可能性がある。いくつかの例では、エンドエフェクタ７０００が再センタリングされていない、又は少なくとも実質的に再センタリングされていない場合、エンドエフェクタ７０００はトロカールを通って戻ることができない。これを念頭に置いて、制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００がその非関節運動位置又は中心位置に移動されるときに、臨床医にフィードバックを提供するように構成されている。少なくとも１つの例では、フィードバックは、音声フィードバックを備え、ハンドル制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされたときにビープなどの音を発するスピーカを備えることができる。特定の例では、フィードバックは、視覚フィードバックを備え、ハンドル制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされたときに点滅するハンドルハウジング１１１０上に位置付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることができる。様々な例において、フィードバックは、触覚フィードバックを備え、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００がセンタリングされたときにハンドル１０００を振動させる偏心要素を備える電動モータを備えることができる。このようにエンドエフェクタ７０００を手動で再センタリングすることは、エンドエフェクタ７０００がその中心位置に近づいているときにモータ１６１０を減速させる制御システム１８００によって、促進され得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００がいずれかの方向においておよそ５度の中心内にあるとき、エンドエフェクタ７０００の関節運動を減速させる。
上記に加えて、又は上記の代わりに、ハンドル制御システム１８００は、エンドエフェクタ７０００を再センタリングするように構成され得る。少なくとも１つのこのような例において、ハンドル制御システム１８００は、関節運動アクチュエータ１４３０の関節運動ボタン１４３２及び１４３４の両方が同時に押下されると、エンドエフェクタ７０００を再センタリングすることができる。ハンドル制御システム１８００が、電気モータ１６１０の回転出力を監視するように構成されたエンコーダシステムを備えるとき、ハンドル制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００を再センタリング又は少なくとも実質的に再センタリングするために必要な関節運動の量及び方向を判定することができる。様々な例において、入力システム１４００は、例えば、押下されたときにエンドエフェクタ７０００を自動的にセンタリングするホームボタンを備えることができる。
主に図５及び図６を参照すると、シャフトアセンブリ２０００の細長いシャフト２２００は、近位部分２１００の近位ハウジング２１１０に装着された外側ハウジング又はチューブ２２１０を備える。外側ハウジング２２１０は、それを通って延在する長手方向開口部２２３０と、外側ハウジング２２１０を近位ハウジング２１１０に固設する近位フランジ２２２０と、を備える。シャフトアセンブリ２０００のフレーム２５００は、細長いシャフト２２００の長手方向開口部２２３０を通って延在する。より具体的には、シャフトフレーム２５００のシャフト２５１０は、長手方向開口部２２３０を通って延在するより小さいシャフト２５３０にネックダウンする。これにより、シャフトフレーム２５００は、任意の好適な構成を備えることができる。シャフトアセンブリ２０００の駆動システム２７００はまた、細長いシャフト２２００の長手方向開口部２２３０を通って延在する。より具体的には、シャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７１０は、長手方向開口部２２３０を通って延在するより小さい駆動シャフト２７３０にネックダウンする。これにより、シャフト駆動システム２７００は、任意の好適な構成を備えることができる。
主に図２０、図２３及び２４を参照すると、細長いシャフト２２００の外側ハウジング２２１０は、関節運動ジョイント２３００に延在する。関節運動ジョイント２３００は、近位フレーム２３１０と外側ハウジング２２１０との間の相対並進及び／又は回転がたとえあったとしてもほとんどないように外側ハウジング２２１０に装着された近位フレーム２３１０を備える。主に図２２を参照すると、近位フレーム２３１０は、外側ハウジング２２１０の側壁に装着された環状部分２３１２と、環状部分２３１２から遠位に延在するタブ２３１４と、を備える。関節運動ジョイント２３００は、フレーム２３１０に回転可能に装着され、遠位取り付け部分２４００の外側ハウジング２４１０に装着されたリンク２３２０及び２３４０を更に備える。リンク２３２０は、外側ハウジング２４１０に装着された遠位端２３２２を備える。より具体的には、リンク２３２０の遠位端２３２２は、外側ハウジング２４１０内に画定された装着スロット２４１２内に受容され、固定的に固設される。同様に、リンク２３４０は、外側ハウジング２４１０に装着された遠位端２３４２を備える。より具体的には、リンク２３４０の遠位端２３４２は、外側ハウジング２４１０内に画定された装着スロット内に受容され、固定的に固設される。リンク２３２０は、近位関節フレーム２３１０のタブ２３１４に回転可能に連結された近位端２３２４を備える。図２２には示されていないが、ピンは、近位端２３２４及びタブ２３１４に画定された開口部を通って延在して、それらの間に枢動軸を画定する。同様に、リンク２３４０は、近位関節フレーム２３１０のタブ２３１４に回転可能に連結された近位端２３４４を備える。図２２には示されていないが、ピンは、近位端２３４４及びタブ２３１４に画定された開口部を通って延在して、それらの間に枢動軸を画定する。これらの枢動軸は、同一直線上、又は少なくとも実質的に同一直線上にあり、関節運動ジョイント２３００の関節運動軸Ａを画定する。
主に図２０、図２３及び２４を参照すると、遠位取り付け部分２４００の外側ハウジング２４１０は、それを通って延在する長手方向開口部２４３０を備える。長手方向開口部２４３０は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００を受容するように構成されている。エンドエフェクタ７０００は、遠位取り付け部分２４００の長手方向開口部２４３０内に緊密に受容される外側ハウジング６２３０を備え、これにより、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対的な半径方向移動が、たとえあったとしてもほとんどなくなる。近位取り付け部分７４００は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００内のエンドエフェクタロック６４００によって解放可能に係合される外側ハウジング６２３０上に画定されたロックノッチ７４１０の環状アレイを更に備える。エンドエフェクタロック６４００がロックノッチ７４１０のアレイと係合されると、エンドエフェクタロック６４００は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対的な長手方向の移動を防止するか、又は少なくとも抑制する。上記の結果として、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００とシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００との間の相対回転のみが可能となる。この目的のため、エンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００内に画定された長手方向開口部２４３０内に緊密に受容される。
上記に加えて、図２１を参照すると、外側ハウジング６２３０は、内部にＯリング６２７５を受容するように構成された、内部に画定された環状スロット又は陥凹６２７０を更に備える。Ｏリング６２７５は、エンドエフェクタ７０００が遠位取り付け部分２４００に挿入されるときに、外側ハウジング６２３０と長手方向開口部２４３０の側壁との間で圧縮される。Ｏリング６２７５は、Ｏリング６２７５がエンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間の意図しない相対回転を防止又は低減することができるように、エンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間の相対回転に抵抗するがこれを可能とするように構成されている。様々な例において、Ｏリング６２７５は、エンドエフェクタ７０００と遠位取り付け部分２４００との間に封止を提供して、例えば、シャフトアセンブリ２０００内への流体侵入の可能性を防止するか、又は少なくとも低減することができる。
図１４～図２１を参照すると、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００は、第１のジョー７１１０及び第２のジョー７１２０を備える。各ジョー７１１０、７１２０は、臨床医がエンドエフェクタ７０００で組織を切開するのを支援するように構成された遠位端を備える。各ジョー７１１０、７１２０は、臨床医がエンドエフェクタ７０００を用いて組織を把持してしっかり捕まえておくのを支援するように構成された複数の歯を更に備える。更に、主に図２１を参照すると、各ジョー７１１０、７１２０は、ジョー７１１０、７１２０を一緒に回転可能に接続する近位端（すなわち、近位端７１１５、７１２５）をそれぞれ備える。各近位端７１１５、７１２５は、ピン７１３０をその内部に緊密に受容するように構成された、内部を通って延在する開口部を備える。ピン７１３０は、ジョー７１１０、７１２０の近位端７１１５、７１２５に画定された開口部内に緊密に受容される中央本体７１３５を備え、これにより、ジョー７１１０、７１２０とピン７１３０との間の相対的な並進が、たとえあったとしてもほとんどなくなる。ピン７１３０は、ジョー７１１０、７１２０を回転させ得るジョー軸Ｊを画定し、また、ジョー７１１０、７１２０をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に回転可能に装着する。より具体的には、外側ハウジング６２３０は、内部に画定された開口部を有する遠位延在タブ６２３５を備え、これはまた、ジョーアセンブリ７１００がエンドエフェクタ７０００のシャフト部分７２００に対して並進しないように、ピン７１３０を緊密に受容するように構成されている。ピン７１３０は、ジョー７１１０、７１２０がピン７１３０から外れることを防止し、またジョーアセンブリ７１００がシャフト部分７２００から外れることを防止する拡大端部を更に備える。この構成は、回転継手７３００を画定する。
主に図２１及び２３を参照すると、ジョー７１１０及び７１２０は、駆動リンク７１４０、駆動ナット７１５０、及び駆動ねじ６１３０を含むジョーアセンブリ駆動部によって、それらの開放位置と閉鎖位置との間で回転可能である。以下でより詳細に説明するように、駆動ねじ６１３０は、シャフト駆動システム２７００の駆動シャフト２７３０によって選択的に回転可能である。駆動ねじ６１３０は、エンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０内に画定されたスロット又は溝６２３２（図２５）内に緊密に受容される環状フランジ６１３２を備える。スロット６２３２の側壁は、駆動ねじ６１３０と外側ハウジング６２３０との間の長手方向及び／又は半径方向の並進を防止又は少なくとも抑制するが、駆動ねじ６１３０と外側ハウジング６２３０との間の相対的な回転運動を可能にするように構成されている。駆動ねじ６１３０は、駆動ナット７１５０に画定されたねじ山開口部７１６０とねじ式に係合するねじ山端部６１６０を更に備える。駆動ナット７１５０は、駆動ねじ６１３０と共に回転することを抑制され、結果として、駆動ねじ６１３０が回転されると駆動ナット７１５０が並進する。使用中、駆動ねじ６１３０は、第１の方向に回転して駆動ナット７１５０を近位に変位させ、第２の側、又は反対側の方向に回転して、駆動ナット７１５０を遠位に変位させる。駆動ナット７１５０は、駆動リンク７１４０から延在するピン７１４５を緊密に受容するように構成された、内部に画定された開口部を含む遠位端７１５５を更に備える。主に図２１を参照すると、第１の駆動リンク７１４０が遠位端７１５５の一方の側に取り付けられ、第２の駆動リンク７１４０が遠位端７１５５の反対側に取り付けられている。第１の駆動リンク７１４０は、そこから延在する別のピン７１４５を備え、これは、第１のジョー７１１０の近位端７１１５に画定された開口部内に緊密に受容され、同様に、第２の駆動リンク７１４０は、そこから延在する別のピンを備え、これは、第２のジョー７１２０の近位端７１２５に画定された開口部内に緊密に受容される。上記の結果として、駆動リンク７１４０は、ジョー７１１０及び７１２０を駆動ナット７１５０に動作可能に接続する。駆動ナット７１５０が上記のように駆動ねじ６１３０によって近位に駆動されるとき、ジョー７１１０、７１２０は、閉鎖構成又はクランプ構成に回転される。それに対応して、駆動ナット７１５０が駆動ねじ６１３０によって遠位に駆動されるとき、ジョー７１１０、７１２０はそれらの開放構成に回転される。
上述したように、制御システム１８００は、電気モータ１６１０を作動させて、３つの異なるエンドエフェクタ機能（ジョーアセンブリ７１００をクランプ／開放すること（図１４及び図１５）、エンドエフェクタ７０００を長手方向軸を中心に回転させること（図１８及び１９）、及びエンドエフェクタ７０００を関節運動軸を中心に関節運動させること（図１６及び図１７））を実行するように構成される。主に図２６及び図２７を参照すると、制御システム１８００は、これらの３つのエンドエフェクタ機能を選択的に実行するためにトランスミッション６０００を動作させるように構成されている。トランスミッション６０００は、駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、駆動シャフト２７３０の回転をエンドエフェクタ７０００の駆動ねじ６１３０に選択的に伝達してジョーアセンブリ７１００を開閉するように構成された第１のクラッチシステム６１００を備える。トランスミッション６０００は、駆動シャフト２７３０の回転をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に選択的に伝達してエンドエフェクタ７０００を長手方向軸Ｌを中心に回転させるように構成された第２のクラッチシステム６２００を更に備える。トランスミッション６０００はまた、駆動シャフト２７３０の回転を関節運動ジョイント２３００に選択的に伝達して、関節運動軸Ａを中心に遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動させるように構成された第３のクラッチシステム６３００を備える。クラッチシステム６１００、６２００及び６３００は、例えば、シャフト２５１０、コネクタピン２５２０、コネクタピン１５２０及びシャフト１５１０を通って延在する電気回路を介して制御システム１８００と電気通信する。少なくとも１つの例では、これらのクラッチ制御回路の各々は、例えば、２つのコネクタピン２５２０及び２つのコネクタピン１５２０を備える。
様々な例において、上記に加えて、シャフト２５１０及び／又はシャフト１５１０は、クラッチ制御回路の一部を形成する電気トレースを含むフレックス回路を備える。フレックス回路は、その中及び／又はその上に画定された導電経路を有するリボン又は基板を備えることができる。フレックス回路はまた、センサ及び／又は、例えば、それに装着された信号平滑化コンデンサなどの任意の固体構成要素を備えることができる。少なくとも１つの例では、導電経路の各々は、とりわけ、導電経路を介して伝送される信号の変動を均一にし得る１つ又は２つ以上の信号平滑化コンデンサを備えることができる。様々な例において、フレックス回路は、例えばエラストマーなどの少なくとも１つの材料でコーティングすることができ、この材料は、流体侵入に対してフレックス回路を封止することができる。
主に図２８を参照すると、第１のクラッチシステム６１００は、第１のクラッチ６１１０、拡張可能な第１の駆動リング６１２０及び第１の電磁アクチュエータ６１４０を備える。第１のクラッチ６１１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設されている。第１のクラッチ６１１０は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置（図２８）と、第１の電磁アクチュエータ６１４０によって生成された電磁場ＥＦによる係合位置又は作動位置（図２９）との間で移動可能である。様々な例において、第１のクラッチ６１１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも１つの例では、第１のクラッチ６１１０は永久磁石を備える。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、駆動シャフト２７３０に対するクラッチ６１１０の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６１１５を備える。より具体的には、クラッチ６１１０は、キースロット６１１５内に延在する１つ又は２つ以上のキーを備え、それによりキースロット６１１５の遠位端がクラッチ６１１０の遠位移動を停止し、キースロット６１１５の近位端がクラッチ６１１０の近位移動を停止する。
第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき（図２８）、第１のクラッチ６１１０は駆動シャフト２１３０と共に回転するが、第１の駆動リング６１２０に回転運動を伝達しない。図２８に見られるように、第１のクラッチ６１１０は、第１の駆動リング６１２０から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト２７３０及び第１のクラッチ６１１０の回転は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合解除状態にあるとき、駆動ねじ６１３０に伝達されない。第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるとき（図２９）、第１のクラッチ６１１０は、第１の駆動リング６１２０が半径方向外側に拡張又は伸張されて駆動ねじ６１３０と接触するように、第１の駆動リング６１２０と係合される。少なくとも１つの例では、第１の駆動リング６１２０は、例えば、エラストマーバンドを備える。図２９に見られるように、第１の駆動リング６１２０は、駆動ねじ６１３０の環状内側側壁６１３５に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト２７３０及び第１のクラッチ６１１０の回転は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるときに駆動ねじ６１３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第１のクラッチアセンブリ６１００は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるときに、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成及び閉鎖構成に移動させることができる。
上述したように、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチ６１１０をその係合解除（図２８）と係合（図２９）との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、図２８を参照すると、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合解除状態にあるときに、第１のクラッチ６１１０を第１の駆動リング６１２０から離れるように反発又は駆動する磁場ＥＦＬを放出するように構成されている。第１の電磁アクチュエータ６１４０は、巻回コイルを含む第１の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻回コイルを備える。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気シャフト回路に連続的に印加して、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第１のクラッチ６１１０が、第１の駆動リング６１２０に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。あるいは、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に位置付け、次いで、第１の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。つまり、第１のクラッチアセンブリ６１００は、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された、駆動ねじ６１３０に装着された第１のクラッチロック６１５０を更に備える。第１のクラッチロック６１５０は、第１のクラッチ６１１０が第１の駆動リング６１２０と意図せず係合されるのを防止するか、又は少なくとも低減するように構成されている。図２８に示されるように、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき、第１のクラッチロック６１５０は、第１のクラッチ６１１０の自由移動と干渉し、それらの間の摩擦力及び／又は干渉力を介して第１のクラッチ６１１０を定位置に保持する。少なくとも１つの例では、第１のクラッチロック６１５０は、例えばゴムから構成されるエラストマープラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第１のクラッチロック６１５０は、電磁力によって第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。いずれにしても、以下でより詳細に説明するように、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、これらの力を打ち消す電磁引力を第１のクラッチ６１１０に加えることができる。
上記に加えて、図２９を参照すると、第１の電磁アクチュエータ６１４０は、第１のクラッチアセンブリ６１００がその係合状態にあるときに、第１のクラッチ６１１０を第１の駆動リング６１２０に向かって引くか、又は駆動する磁場ＥＦＤを放出するように構成されている。第１の電磁アクチュエータ６１４０のコイルは、電流が第１の電気クラッチ回路を通って第２の、又は反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第１の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第１のクラッチ６１１０をその係合位置に連続的に保持し、第１の駆動リング６１２０と駆動ねじ６１３０との間の動作可能な係合を維持することができる。あるいは、第１のクラッチ６１１０は、第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるときに、第１の駆動リング６１２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００をその係合状態に保持するために、第１の電気クラッチ回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０が第１の駆動リング６１２０内に十分にくさび留めされると、電圧極性の印加を停止することができる。
特に、上記に加えて、第１のクラッチロック６１５０はまた、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるときにジョーアセンブリ駆動部をロックアウトするように構成されている。より具体的には、再び図２８を参照すると、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるとき、駆動ねじ６１３０が外側ハウジング６２３０に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しないように、第１のクラッチ６１１０は、駆動ねじ６１３０内の第１のクラッチロック６１５０をエンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０と係合させる。外側ハウジング６２３０は、第１のクラッチロック６１５０を受容するように構成された、内部に画定されたスロット６２３５を備える。第１のクラッチ６１１０がその係合位置に移動されると、図２９を参照すると、第１のクラッチ６１１０はもはや第１のクラッチロック６１５０と係合されず、結果として、第１のクラッチロック６１５０はもはや外側ハウジング６２３０と係合するように付勢されず、駆動ねじ６１３０は外側ハウジング６２３０に対して自由に回転することができる。上記の結果として、第１のクラッチ６１１０は、少なくとも２つのことを行うことができる。すなわち、第１のクラッチ６１１０がその係合位置にあるときにジョー駆動装置を動作させ、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置にあるときにジョー駆動装置をロックアウトすることができる。
更に、上記に加えて、ねじ山付き部分６１６０及び７１６０のねじ山は、ジョー駆動装置の逆駆動を防止するか、又は少なくともそれに抵抗するように構成することができる。少なくとも１つの例では、ねじ山付き部分６１６０及び７１６０のねじ山ピッチ及び／又は角度は、ジョーアセンブリ７１００の逆駆動又は意図しない開口部を防止するように選択することができる。上記の結果、ジョーアセンブリ７１００が意図せず開放又は閉鎖する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。
主に図３０を参照すると、第２のクラッチシステム６２００は、第２のクラッチ６２１０、拡張可能な第２の駆動リング６２２０及び第２の電磁アクチュエータ６２４０を備える。第２のクラッチ６２１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設されている。第２のクラッチ６２１０は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置（図３０）と、第２の電磁アクチュエータ６２４０によって生成された電磁場ＥＦによる係合位置又は作動位置（図３１）との間で移動可能である。様々な例において、第２のクラッチ６２１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも１つの例では、第２のクラッチ６２１０は永久磁石を備える。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、駆動シャフト２７３０に対する第２のクラッチ６２１０の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６２１５を備える。より具体的には、第２のクラッチ６２１０は、キースロット６２１５内に延在する１つ又は２つ以上のキーを備え、それによりキースロット６２１５の遠位端が第２のクラッチ６２１０の遠位移動を停止し、キースロット６２１５の近位端が第２のクラッチ６２１０の近位移動を停止する。
第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、図３０を参照すると、第２のクラッチ６２１０は駆動シャフト２７３０と共に回転するが、第２の駆動リング６２２０に回転運動を伝達しない。図３０に見られるように、第２のクラッチ６２１０は、第２の駆動リング６２２０から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト２７３０及び第２のクラッチ６２１０の回転は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合解除状態にあるとき、エンドエフェクタ７０００の外側ハウジング６２３０に伝達されない。第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるとき（図３１）、第２のクラッチ６２１０は、第２の駆動リング６２２０が半径方向外側に拡張又は伸張されて外側ハウジング６２３０と接触するように、第２の駆動リング６２２０と係合される。少なくとも１つの例では、第２の駆動リング６２２０は、例えば、エラストマーバンドを備える。図３１に見られるように、第２の駆動リング６２２０は、外側ハウジング６２３０の環状内側側壁７４１５に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト２７３０及び第２のクラッチ６２１０の回転は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるときに、外側ハウジング６２３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第２のクラッチアセンブリ６２００は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるときに、長手方向軸Ｌを中心にエンドエフェクタ７０００を第１の方向又は第２の方向に回転させることができる。
上述したように、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチ６２１０をその係合解除（図３０）と係合（図３１）との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合解除状態にあるときに、第２のクラッチ６２１０を第２の駆動リング６２２０から離れるように反発又は駆動する磁場ＥＦＬを放出するように構成されている。第２の電磁アクチュエータ６２４０は、巻回コイルを含む第２の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻回コイルを備える。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第２のクラッチ６１２０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第２のクラッチ６２１０が、第２の駆動リング６２２０に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。あるいは、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に位置付け、次いで、第１の電圧極性を第２の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。つまり、第２のクラッチアセンブリ６２００は、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された、外側ハウジング６２３０に装着された第２のクラッチロック６２５０を更に備える。上記と同様に、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０が第２の駆動リング６２２０と意図せず係合されるのを防止するか、又は少なくとも低減することができる。図３０に示されるように、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０の自由移動と干渉し、それらの間の摩擦力及び／又は干渉力を介して第２のクラッチ６２１０を定位置に保持する。少なくとも１つの例では、第２のクラッチロック６２５０は、例えばゴムから構成されるエラストマープラグ、シート、又は戻り止めを備える。特定の例では、第２のクラッチロック６２５０は、電磁力によって第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に保持する永久磁石を備える。これにより、以下でより詳細に説明するように、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、これらの力を打ち消す電磁引力を第２のクラッチ６２１０に加えることができる。
上記に加えて、図３１を参照すると、第２の電磁アクチュエータ６２４０は、第２のクラッチアセンブリ６２００がその係合状態にあるときに、第２のクラッチ６２１０を第２の駆動リング６２２０に向かって引くか、又は駆動する磁場ＥＦＤを放出するように構成されている。第２の電磁アクチュエータ６２４０のコイルは、電流が第２の電気シャフト回路を通って第２の、又は反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第２の電気シャフト回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第２の電気シャフト回路に連続的に印加して、第２のクラッチ６２１０をその係合位置に連続的に保持し、第２の駆動リング６２２０と外側ハウジング６２３０との間の動作可能な係合を維持することができる。あるいは、第２のクラッチ６２１０は、第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるときに、第２の駆動リング６２２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００をその係合状態に保持するために、第２のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０が第２の駆動リング６２２０内に十分にくさび留めされると、電圧極性を印加し続けることができる。
特に、上記に加えて、第２のクラッチロック６２５０はまた、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ７０００の回転をロックアウトするように構成されている。より具体的には、再び図３０を参照すると、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるとき、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００に対して回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しないように、第２のクラッチ６２１０は、外側シャフト６２３０内の第２のクラッチロック６２５０を押して、関節リンク２３４０と係合させる。図２７に示されるように、第２のクラッチロック６２５０は、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときに、関節リンク２３４０内に画定されたスロット又はチャネル２３４５内に位置付けられるか、又はくさび留めされる。上記の結果、エンドエフェクタ７０００が意図せず回転する可能性が防止されるか、又は少なくとも低減される。更に、上記の結果として、第２のクラッチ６２１０は、少なくとも２つのことを行うことができる。すなわち、第２のクラッチ６２１０がその係合位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部を動作させ、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときにエンドエフェクタ回転駆動部をロックアウトすることができる。
主に図２２、図２４、図２５を参照すると、シャフトアセンブリ２０００は、関節運動ジョイント２３００を中心に遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動させるように構成された関節運動駆動システムを更に備える。関節運動駆動システムは、遠位取り付け部分２４００内に回転可能に支持される関節運動駆動部６３３０を備える。これにより、関節運動駆動部６３３０は、遠位取り付け部分２４００内に緊密に受容され、それにより、関節運動駆動部６３３０は、遠位取り付け部分２４００に対して並進しないか、又は少なくとも実質的に並進しない。シャフトアセンブリ２０００の関節運動駆動システムは、関節フレーム２３１０に固定的に装着された固定歯車２３３０を更に備える。より具体的には、固定歯車２３３０は、固定歯車２３３０が関節フレーム２３１０に対して回転しないように、関節フレーム２３１０のタブ２３１４と関節リンク２３４０とを接続するピンに固定的に装着される。固定歯車２３３０は、中央本体２３３５と、中央本体２３３５の外周の周りに延在する固定歯２３３２の環状アレイとを備える。関節運動駆動部６３３０は、固定歯２３３２と噛み合って係合された駆動歯６３３２の環状アレイを備える。関節運動駆動部６３３０が回転されると、関節運動駆動部６３３０は、固定歯車２３３０を押し、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及び関節運動ジョイント２３００を中心とするエンドエフェクタ７０００を関節運動させる。
主に図３２を参照すると、第３のクラッチシステム６３００は、第３のクラッチ６３１０、拡張可能な第３の駆動リング６３２０及び第３の電磁アクチュエータ６３４０を備える。第３のクラッチ６３１０は環状リングを備え、駆動シャフト２７３０上に摺動可能に配設されている。第３のクラッチ６３１０は、磁性材料で構成されており、係合解除位置又は非作動位置（図３２）と、第３の電磁アクチュエータ６３４０によって生成された電磁場ＥＦによる係合位置又は作動位置（図３３）との間で移動可能である。様々な例において、第３のクラッチ６３１０は、例えば、鉄及び／又はニッケルから少なくとも部分的に構成される。少なくとも１つの例では、第３のクラッチ６３１０は永久磁石を備える。図２２Ａに示されるように、駆動シャフト２７３０は、駆動シャフト２７３０に対する第３のクラッチ６３１０の長手方向の移動を拘束するように構成された、内部に画定された１つ又は２つ以上の長手方向キースロット６３１５を備える。より具体的には、第３のクラッチ６３１０は、キースロット６３１５内に延在する１つ又は２つ以上のキーを備え、それによりキースロット６３１５の遠位端が第３のクラッチ６３１０の遠位移動を停止し、キースロット６３１５の近位端が第３のクラッチ６３１０の近位移動を停止する。
第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、図３２を参照すると、第３のクラッチ６３１０は駆動シャフト２７３０と共に回転するが、第３の駆動リング６３２０に回転運動を伝達しない。図３２に見られるように、第３のクラッチ６３１０は、第３の駆動リング６３２０から分離されるか、又は接触していない。結果として、駆動シャフト２７３０及び第３のクラッチ６３１０の回転は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合解除状態にあるとき、関節運動駆動部６３３０に伝達されない。第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるとき、図３３を参照すると、第３のクラッチ６３１０は、第３の駆動リング６３２０が半径方向外側に拡張又は伸張されて関節運動駆動部６３３０と接触するように、第３の駆動リング６３２０と係合される。少なくとも１つの例では、第３の駆動リング６３２０は、例えば、エラストマーバンドを備える。図３３に見られるように、第３の駆動リング６３２０は、関節運動駆動部６３３０の環状内側側壁６３３５に対して圧縮される。結果として、駆動シャフト２７３０及び第３のクラッチ６３１０の回転は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるときに関節運動駆動部６３３０に伝達される。駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第３のクラッチアセンブリ６３００は、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００を関節運動ジョイント２３００を中心に第１又は第２の方向に関節運動させることができる。
上述したように、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチ６３１０をその係合解除（図３２）と係合（図３３）との間で移動させる磁場を生成するように構成されている。例えば、図３２を参照すると、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合解除状態にあるときに、第３のクラッチ６３１０を第３の駆動リング６３２０から離れるように反発又は駆動する磁場ＥＦＬを放出するように構成されている。第３の電磁アクチュエータ６３４０は、巻回コイルを含む第３の電気クラッチ回路を通って第１の方向に流れるときに磁場ＥＦＬを生成する、シャフトフレーム２５３０内に画定された空洞内に１つ又は２つ以上の巻回コイルを備える。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に印加して、第１の方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に連続的に印加して、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置に連続的に保持することができる。そのような構成は、第３のクラッチ６３１０が、第３の駆動リング６３２０に意図せず係合することを防止し得るが、そのような構成はまた、多くの電力を消費する場合がある。あるいは、制御システム１８００は、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に十分な時間印加して、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置に位置付け、次いで、第１の電圧極性を第３の電気クラッチ回路に印加することを停止し、それによって電力の消費を低減することができる。
上記に加えて、第３の電磁アクチュエータ６３４０は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるときに、第３のクラッチ６３１０を第３の駆動リング６３２０に向かって引くか、又は駆動する磁場ＥＦＤを放出するように構成されている。第３の電磁アクチュエータ６３４０のコイルは、電流が第３の電気クラッチ回路を通って第２の、又は反対の方向に流れるとき、磁場ＥＦＤを生成する。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第３の電気シャフト回路に印加して、反対方向に流れる電流を生成するように構成されている。制御システム１８００は、反対の電圧極性を第３の電気シャフト回路に連続的に印加して、第３のクラッチ６３１０をその係合位置に連続的に保持し、第３の駆動リング６３２０と関節運動駆動部６３３０との間の動作可能な係合を維持することができる。あるいは、第３のクラッチ６２１０は、第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるときに、第３の駆動リング６３２０内にくさび留めされるように構成されてもよく、そのような例では、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６３００をその係合状態に保持するために、第３のシャフト電気回路に電圧極性を連続的に印加する必要がない場合がある。そのような例では、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０が第３の駆動リング６３２０内に十分にくさび留めされると、電圧極性を印加し続けることができる。いずれにしても、エンドエフェクタ７０００は、第３のクラッチアセンブリ６３００がその係合状態にあるとき、駆動シャフト２７３０が回転される方向に応じて、第１の方向又は第２の方向に関節運動可能である。
上記に加えて、図２２、図３２、及び図３３を参照すると、関節運動駆動システムは、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき（図３２）、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００及び関節運動ジョイント２３００を中心とするエンドエフェクタ７０００の関節運動を防止するか、又は少なくとも抑制するロックアウト６３５０を更に備える。主に図２２を参照すると、関節リンク２３４０は、内部に画定されたスロット又は溝２３５０を備え、ロックアウト６３５０はスロット２３５０内に摺動可能に位置付けられ、静止関節歯車２３３０の下に少なくとも部分的に延在する。ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０と係合された取り付けフック６３５２を備える。より具体的には、第３のクラッチ６３１０は、内部に画定された環状スロット又は溝６３１２を備え、取り付けフック６３５２は、ロックアウト６３５０が第３のクラッチ６３１０と並進するように環状スロット６３１２内に位置付けられる。しかしながら、特に、ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０と共に回転しないか、又は少なくとも実質的に回転しない。代わりに、第３のクラッチ６３１０内の環状溝６３１２は、第３のクラッチ６３１０がロックアウト６３５０に対して回転することを可能にする。ロックアウト６３５０は、固定歯車２３３０の底部に画定された半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４内に摺動可能に位置付けられるロックアウトフック６３５４を更に備える。図３２に示されるように、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、ロックアウト６３５０は、ロックアウトフック６３５４がエンドエフェクタ７０００が関節運動ジョイント２３００を中心に回転することを防止するロック位置にある。図３３に示されるように、第３のクラッチ６３１０がその係合位置にあるとき、ロックアウト６３５０は、ロックアウトフック６３５４がロックアウトスロット２３３４内にもはや位置付けられていないロック解除位置にある。代わりに、ロックアウトフック６３５４は、固定歯車２３３０の中央又は本体２３３５内に画定されたクリアランススロット内に位置付けられる。そのような例では、ロックアウトフック６３５４は、エンドエフェクタ７０００が関節運動ジョイント２３００を中心に回転するときに、クリアランススロット内で回転することができる。
上記に加えて、図３２及び３３に示される半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４は、長手方向に、すなわち、細長いシャフト２２００の長手方向軸に平行な軸に沿って延在する。しかしながら、エンドエフェクタ７０００が関節運動されると、ロックアウトフック６３５４は、もはや長手方向ロックアウトスロット２３３４と整列しない。これを念頭に置いて、固定歯車２３３０は、固定歯車２３３０の底部に画定された、複数の又はアレイ状の半径方向に延在するロックアウトスロット２３３４を備え、それにより、第３のクラッチ６３１０が非作動にされ、エンドエフェクタ７０００が関節運動した後にロックアウト６３５０が遠位に引かれると、ロックアウトフック６３５４は、ロックアウトスロット２３３４の１つに入り、エンドエフェクタ７０００をその関節運動位置にロックすることができる。したがって、結果として、エンドエフェクタ７０００は、非関節運動位置及び関節運動位置にロックされ得る。様々な例において、ロックアウトスロット２３３４は、エンドエフェクタ７０００の別個の関節運動位置を画定することができる。例えば、ロックアウトスロット２３３４は、例えば、１０度の間隔で画定することができ、これにより、１０度の間隔でエンドエフェクタ７０００に対する別個の関節運動配向を画定することができる。他の例では、これらの配向は、例えば、５度の間隔であり得る。代替的な実施形態では、ロックアウト６３５０は、第３のクラッチ６３１０が第３の駆動リング６３２０から係合解除されたときに、固定歯車２３３０内に画定された円周方向肩部と係合するブレーキを備える。このような実施形態では、エンドエフェクタ７０００は、任意の好適な配向でロックされ得る。いずれにせよ、ロックアウト６３５０は、エンドエフェクタ７０００が意図せずに関節運動する可能性を防止するか、又は少なくとも低減する。上記の結果として、第３のクラッチ６３１０は、それがその係合位置にあるときに関節運動駆動部を動作させ、それがその係合解除位置にあるときに関節運動駆動部をロックアウトすることができる。
主に図２４及び図２５を参照すると、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は、関節運動ジョイント２３００を通って遠位取り付け部分２４００へと延在する。図１６及び１７に示されるように、エンドエフェクタ７０００が関節運動しているとき、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は、エンドエフェクタ７０００の関節運動に適応するように屈曲する。したがって、シャフトフレーム２５３０及び駆動シャフト２７３０は、エンドエフェクタ７０００の関節運動に適応する任意の好適な材料で構成される。更に、上述したように、シャフトフレーム２５３０は、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び６３４０を収容する。様々な例において、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び６３４０はそれぞれ、例えば銅線コイルなどの巻線コイルを備え、シャフトフレーム２５３０は、第１、第２、及び第３の電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び６３４０の間の短絡を防止するか、又は少なくとも低減する絶縁材料で構成される。様々な例において、シャフトフレーム２５３０を通って延在する第１、第２、及び第３の電気クラッチ回路は、例えば絶縁電線から構成される。上記に加えて、第１、第２、及び第３の電気クラッチ回路は、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び６３４０を駆動モジュール１１００内の制御システム１８００と通信させる。
上述のように、クラッチ６１１０、６２１０及び／又は６３１０は、それらの係合位置へと意図せず移動しないように、それらの係合解除位置に保持され得る。様々な構成において、クラッチシステム６０００は、例えば、第１のクラッチ６１１０をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第１の付勢部材、例えば、第２のクラッチ６２１０をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第２の付勢部材、及び／又は、例えば、第３のクラッチ６１１０をその係合解除位置に付勢するように構成されたばねなどの第３の付勢部材を備える。このような構成では、ばねの付勢力は、電流によって通電されたときに電磁アクチュエータによって生成される電磁力によって選択的に打ち消すことができる。上記に加えて、クラッチ６１１０、６２１０及び／又は６３１０は、それぞれ駆動リング６１２０、６２２０及び／又は６３２０によってそれらの係合位置に保持され得る。より具体的には、少なくとも１つの例では、駆動リング６１２０、６２２０及び／又は６３２０は、それらの係合位置において、クラッチ６１１０、６２１０及び／又は６３１０をそれぞれ把捉又は摩擦保持する弾性材料で構成される。様々な代替的な実施形態では、クラッチシステム６０００は、例えば、第１のクラッチ６１１０をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第１の付勢部材、例えば、第２のクラッチ６２１０をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第２の付勢部材、及び／又は、例えば、第３のクラッチ６１１０をその係合位置に付勢するように構成されたばねなどの第３の付勢部材を備える。このような構成では、ばねの付勢力は、クラッチ６１１０、６２１０及び６３１０をそれらの係合解除位置に選択的に保持するために必要に応じて、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び／又は６３４０によってそれぞれ加えられる電磁力によって打ち消され得る。外科用システムの任意の１つの動作モードでは、制御アセンブリ１８００は、他の２つの電磁アクチュエータを通電して他の２つのクラッチを係合解除する間に、電磁アクチュエータのうちの１つに通電して、クラッチのうちの１つを係合することができる。
クラッチシステム６０００は、外科用システムの３つの駆動システムを制御するための３つのクラッチを備えるが、クラッチシステムは、任意の好適な数のシステムを制御するための任意の好適な数のクラッチを備え得る。更に、クラッチシステム６０００のクラッチは、それらの係合位置と係合解除位置との間で近位及び遠位に摺動するが、クラッチシステムのクラッチは、任意の好適な方法で移動することができる。加えて、クラッチシステム６０００のクラッチは、一度に１つの駆動運動を制御するために１つずつ係合されているが、様々な例において、２つ以上のクラッチが、一度に２つ以上の駆動運動を制御するように係合され得ることが想定される。
上記を考慮すると、読者は、制御システム１８００は、第１に、モータシステム１６００を動作させて駆動シャフトシステム２７００を適切な方向に回転させ、第２に、クラッチシステム６０００を動作させて、駆動シャフトシステム２７００の回転をエンドエフェクタ７０００の適切な機能に伝達するように構成されていることを理解すべきである。更に、上述したように、制御システム１８００は、シャフトアセンブリ２０００のクランプトリガシステム２６００及びハンドル１０００の入力システム１４００からの入力に応答する。上述のように、クランプトリガシステム２６００が作動されると、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００を起動させ、第２のクラッチアセンブリ６２００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００をクランプする。制御システム１８００が、ジョーアセンブリ７１００がそのクランプ構成にあることを検出すると、制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００を停止し、第１のクラッチアセンブリ６１００を停止する。制御システム１８００が、クランプトリガシステム２６００がその非作動位置に移動されたか、又は移動されていることを検出すると、制御システム１８００は、第１のクラッチアセンブリ６１００を起動するか、又は起動維持し、第２のクラッチアセンブリ６２００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００のジョーアセンブリ７１００を開放する。
回転アクチュエータ１４２０が第１の方向に作動されると、上記に加えて、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を起動させ、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に回転させる。制御システム１８００が、回転アクチュエータ１４２０が第２の方向に作動されたことを検出すると、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を起動するか、又は起動維持し、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第３のクラッチアセンブリ６３００を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に回転させる。制御システム１８００が、回転アクチュエータ１４２０が作動していないことを検出すると、制御システム１８００は、第２のクラッチアセンブリ６２００を停止する。
上記に加えて、第１の関節運動アクチュエータ１４３２が押下されると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６３００を起動させ、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第２のクラッチアセンブリ６２００を停止する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第１の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第１の方向に関節運動させる。制御システム１８００が、第２の関節運動アクチュエータ１４３４が押下されたことを検出すると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６２００を起動するか、又は起動維持し、第１のクラッチアセンブリ６１００及び第２のクラッチアセンブリ６２００を停止するか、又は停止維持する。そのような例では、制御システム１８００はまた、モータシステム１６００に電力を供給して、駆動シャフトシステム２７００を第２の方向に回転させて、エンドエフェクタ７０００を第２の方向に関節運動させる。制御システム１８００が、第１の関節運動アクチュエータ１４３２も第２の関節運動アクチュエータ１４３４も作動されていないことを検出すると、制御システム１８００は、第３のクラッチアセンブリ６２００を停止する。
上記に加えて、制御システム１８００は、シャフトアセンブリ２０００のクランプトリガシステム２６００及びハンドル１０００の入力システム１４００から受信する入力に基づいて、ステープリングシステムの動作モードを変更するように構成される。制御システム１８００は、シャフト駆動システム２７００を回転させる前にクラッチシステム６０００をシフトさせて、対応するエンドエフェクタ機能を実行するように構成される。更に、制御システム１８００は、クラッチシステム６０００をシフトする前にシャフト駆動システム２７００の回転を停止するように構成されている。このような構成は、エンドエフェクタ７０００の突然の移動を防止することができる。あるいは、制御システム１８００は、シャフト駆動システム２７００が回転している間にクラッチシステム６００をシフトさせることができる。このような構成は、制御システム１８００が動作モード間で迅速にシフトすることを可能にし得る。
上述したように、図３４を参照すると、シャフトアセンブリ２０００の遠位取り付け部分２４００は、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から意図せずに分離されることを防止するように構成されたエンドエフェクタロック６４００を備える。エンドエフェクタロック６４００は、エンドエフェクタ７０００の近位取り付け部分７４００上に画定されたロックノッチ７４１０の環状アレイと選択的に係合可能なロック端部６４１０と、近位端６４２０と、エンドエフェクタロック６４００を関節リンク２３２０に回転可能に接続する枢動部６４３０と、を備える。図３４に示されるように、第３のクラッチアセンブリ６３００の第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置にあるとき、第３のクラッチ６３１０は、エンドエフェクタロック６４００の近位端６４２０と接触し、それにより、エンドエフェクタロック６４００のロック端部６４１０はロックノッチのアレイ７４１０と係合される。そのような例では、エンドエフェクタ７０００は、エンドエフェクタロック６４００に対して回転することができるが、遠位取り付け部分２４００に対して並進することはできない。図３５に示されるように、第３のクラッチ６３１０がその係合位置に移動されると、第３のクラッチ６３１０は、エンドエフェクタロック６４００の近位端６４２０ともはや係合していない。そのような例では、エンドエフェクタロック６４００は、上向きに自由に枢動し、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から取り外されることを可能にする。
上述したように、再び図３４を参照すると、臨床医がシャフトアセンブリ２０００からエンドエフェクタ７０００を取り外すか、又は取り外そうとするとき、第２のクラッチアセンブリ６２００の第２のクラッチ６２１０は、その係合解除位置にあることが可能である。上述のように、第２のクラッチ６２１０は、第２のクラッチ６２１０がその係合解除位置にあるときに第２のクラッチロック６２５０と係合され、そのような例では、第２のクラッチロック６２５０は、関節リンク２３４０と係合するように押される。より具体的には、第２のクラッチ６２１０が第２のクラッチロック６２５０と係合しているときに、第２のクラッチロック６２５０は、関節運動２３４０内に画定されたチャネル２３４５内に位置付けられ、これにより、エンドエフェクタ７０００がシャフトアセンブリ２０００から取り外されることを防止するか、又は少なくとも妨げることができる。シャフトアセンブリ２０００からエンドエフェクタ７０００を解放するのを容易にするために、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０をその係合位置に移動させることに加えて、第２のクラッチ６２１０をその係合位置へと移動させることができる。そのような例では、エンドエフェクタ７０００は、エンドエフェクタ７０００が取り除かれると、エンドエフェクタロック６４００及び第２のクラッチロック６２５０の両方を明確にすることができる。
少なくとも１つの例では、上記に加えて、駆動モジュール１１００は、入力システム１４００及び／又は制御システム１８００を直接的に介して制御システム１８００と通信する入力スイッチ及び／又はセンサを備え、これは、作動されると、制御システム１８００にエンドエフェクタ７０００をロック解除させる。様々な例において、駆動モジュール１１００は、臨床医からのロック解除入力を受信するように構成された入力システム１４００の基板１４１０と通信する入力スクリーン１４４０を備える。ロック解除入力に応答して、制御システム１８００は、モータシステム１６００が動作している場合にモータシステム１６００を停止し、上述のようにエンドエフェクタ７０００をロック解除することができる。入力スクリーン１４４０はまた、入力システム１８００が第２のクラッチアセンブリ６２００及び／又は第３のクラッチアセンブリ６３００をそれらの非作動状態に移動させて、エンドエフェクタ７０００をシャフトアセンブリ２０００にロックするという臨床医からのロック入力を受信するように構成される。
図３７は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’を描写する。シャフトアセンブリ２０００’は、多数の点でシャフトアセンブリ２０００に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’は、シャフトフレーム、すなわちシャフトフレーム２５３０’を備える。シャフトフレーム２５３０’は、長手方向通路２５３５’、及びそれに加えて、複数のクラッチ位置センサ、すなわち、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及びシャフトフレーム２５３０’内に位置付けられた第３のセンサ６３８０’を備える。第１のセンサ６１８０’は、第１の感知回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第１の感知回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第１の感知回路は、制御システム１８００と信号通信するように第１のセンサ６１８０’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第１のセンサ６１８０’は、第１のクラッチアセンブリ６１００の第１のクラッチ６１１０の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム１８００は、第１のセンサ６１８０’から受信したデータに基づいて、第１のクラッチ６１１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第１のクラッチ６１１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのジョークランプ／開放動作状態にある場合、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、以下に加えて、制御システム１８００はまた、第２のクラッチ６２１０が第２のセンサ６２８０’を介してその係合解除位置にあり、第３のクラッチ６３１０が第３のセンサ６３８０’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム１８００は、外科用器具がそのジョークランプ／開放状態にない場合、第１のクラッチ６１１０がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第１のクラッチ６１１０がその適切な位置にない限り、制御システム１８００は、第１のクラッチ６１１０を適切に位置付ける試みにおいて、第１の電磁アクチュエータ６１４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６２１０及び／又は６３１０を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ６２４０及び／又は６３４０を作動させることができる。
第２のセンサ６２８０’は、第２の感知回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第２の感知回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第２の感知回路は、制御システム１８００と信号通信するように第２のセンサ６２８０’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第２のセンサ６２８０’は、第１のクラッチアセンブリ６２００の第２のクラッチ６２１０の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム１８００は、第２のセンサ６２８０’から受信したデータに基づいて、第２のクラッチ６２１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第２のクラッチ６２１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのエンドエフェクタ回転動作状態にある場合、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、制御システム１８００はまた、第１のクラッチ６１１０が第１のセンサ６１８０’を介してその係合解除位置にあることを検証することができ、以下に加えて、制御システム１８００はまた、第３のクラッチ６３１０が第３のセンサ６３８０’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム１８００は、外科用器具がそのエンドエフェクタ回転状態にない場合、第２のクラッチ６１１０がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第２のクラッチ６２１０がその適切な位置にない限り、制御システム１８００は、第２のクラッチ６２１０を適切に位置付ける試みにおいて、第２の電磁アクチュエータ６２４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６１１０及び／又は６３１０を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ６１４０及び／又は６３４０を作動させることができる。
第３のセンサ６３８０’は、第３の感知回路の一部として制御システム１８００と信号通信する。第３の感知回路は、長手方向通路２５３５’を通って延在する信号ワイヤを備える。しかしながら、第３の感知回路は、制御システム１８００と信号通信するように第３のセンサ６３８０’を配置するための無線信号送信機及び受信機を備えることができる。第３のセンサ６３８０’は、第３のクラッチアセンブリ６３００の第３のクラッチ６３１０の位置を検出するように位置付け及び配置される。制御システム１８００は、第３のセンサ６３８０’から受信したデータに基づいて、第３のクラッチ６３１０がその係合位置、その係合解除位置、又はその間の何らかの場所にあるかどうかを判定することができる。この情報により、制御システム１８００は、外科用器具の動作状態を考慮して、第３のクラッチ６３１０が正しい位置にあるか否かを評価することができる。例えば、外科用器具がそのエンドエフェクタの関節運動動作状態にある場合、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０がその係合位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。そのような例では、制御システム１８００はまた、第１のクラッチ６１１０が第１のセンサ６１８０’を介してその係合解除位置にあり、第２のクラッチ６２１０が第２のセンサ６２８０’を介してその係合解除位置にあることを検証することができる。それに対応して、制御システム１８００は、外科用器具がそのエンドエフェクタの関節運動状態にない場合、第３のクラッチ６３１０がその係合解除位置に適切に位置付けられているかどうかを検証することができる。第３のクラッチ６３１０がその適切な位置にない限り、制御システム１８００は、第３のクラッチ６３１０を適切に位置付ける試みにおいて、第３の電磁アクチュエータ６３４０を作動させることができる。同様に、制御システム１８００は、必要に応じてクラッチ６１１０及び／又は６２１０を適切に位置付けるために、電磁アクチュエータ６１４０及び／又は６２４０を作動させることができる。
上記に加えて、クラッチ位置センサ、すなわち、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’は、任意の好適なタイプのセンサを備えることができる。様々な例において、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’はそれぞれ、近接センサを備える。このような構成では、センサ６１８０’、６２８０’及び６３８０’は、クラッチ６１１０、６２１０及び６３１０がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出するように構成される。様々な例において、第１のセンサ６１８０’、第２のセンサ６２８０’、及び第３のセンサ６３８０’はそれぞれ、例えばホール効果センサを備える。このような構成では、センサ６１８０’、６２８０’及び６３８０’は、クラッチ６１１０、６２１０及び６３１０がそれぞれそれらの係合位置にあるか否かを検出するだけでなく、センサ６１８０’、６２８０’及び６３８０’はまた、クラッチ６１１０、６２１０及び６３１０がそれらの係合位置又は係合解除位置に対してどれだけ近いかを検出することができる。
図３８は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’及びエンドエフェクタ７０００’’を描写する。エンドエフェクタ７０００’’は、多数の点でエンドエフェクタ７０００に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ７０００と同様に、シャフトアセンブリ７０００’’は、ジョーアセンブリ７１００と、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、を備える。ジョーアセンブリ駆動部は、駆動リンク７１４０、駆動ナット７１５０’’、及び駆動ねじ６１３０’’を備える。駆動ナット７１５０’’は、内部に位置付けられたセンサ７１９０’’を備え、これは、駆動ねじ６１３０’’内に位置付けられた磁気素子６１９０’’の位置を検出するように構成される。磁気素子６１９０’’は、駆動ねじ６１３０’’内に画定された細長い開口部６１３４’’内に位置付けられ、永久磁石を備えることができ、並びに／又は鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ７１９０’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサ７１９０’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。特定の例では、センサ７１９０’’は、例えば光学センサを備え、検出可能要素６１９０’’は、例えば、反射素子などの光学的検出可能要素を備える。いずれの場合も、センサ７１９０’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、及び／又はシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。
上記に加えて、センサ７１９０’’は、磁気素子６１９０’’がセンサ７１９０’’に隣接しているときを検出するように構成されており、制御システム１８００は、このデータを使用して、ジョーアセンブリ７１００がそのクランプストロークの端部に達したと判定することができる。そのような時点で、制御システム１８００はモータアセンブリ１６００を停止することができる。センサ７１９０’’及び制御システム１８００はまた、ジョーアセンブリ７１００を閉鎖するために依然として必要とされる駆動ねじ６１３０’’の閉鎖ストローク量を計算するために、駆動ねじ６１３０’’が現在位置付けられている場所と、駆動ねじ６１３０’’をその閉鎖ストロークの端部に位置付けるべき場所との間の距離を判定するように構成される。更に、そのような情報は、ジョーアセンブリ７１００の現在の構成、すなわち、ジョーアセンブリ７１００がその開放構成、その閉鎖構成、又は部分的に閉鎖構成にあるかどうかを評価するために、制御システム１８００によって使用することができる。センサシステムは、ジョーアセンブリ７１００がその完全開放位置に達したときを判定し、その時点でモータアセンブリ１６００を停止することができる。様々な例において、制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００が旋回している間にジョーアセンブリ７１００が移動していることを確認することによって、このセンサシステムを使用して第１のクラッチアセンブリ６１００がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム１８００は、モータアセンブリ１６００が旋回している間にジョーアセンブリ７１００が移動していないことを確認することによって、このセンサシステムを使用して第１のクラッチアセンブリ６１００がその非作動状態にあることを確認することができる。
図３９は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’’’及びエンドエフェクタ７０００’’’を描写する。シャフトアセンブリ２０００’’’は、多数の点でシャフトアセンブリ２０００及び２０００’に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ７０００’’’は、多数の点でエンドエフェクタ７０００及び７０００’’に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。エンドエフェクタ７０００と同様に、エンドエフェクタ７０００’’’は、ジョーアセンブリ７１００と、ジョーアセンブリ７１００をその開放構成と閉鎖構成との間で移動させるように構成されたジョーアセンブリ駆動部と、加えて、シャフトアセンブリ２０００’の遠位取り付け部分２４００に対してエンドエフェクタ７０００’’’を回転させるエンドエフェクタ回転駆動部と、を備える。エンドエフェクタ回転駆動部は、第２のクラッチアセンブリ６２００によってエンドエフェクタ７０００’’’のシャフトフレーム２５３０’’’に対して回転される外側ハウジング６２３０’’’を備える。シャフトフレーム２５３０’’’は、内部に位置付けられたセンサ６２９０’’’を備え、これは、外側ハウジング６２３０’’’内及び／又は外側ハウジング６２３０’’’上に位置付けられた磁気素子６１９０’’’の位置を検出するように構成されている。磁気素子６１９０’’’は、永久磁石を備えることができ、並びに／又は鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサ６２９０’’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサ６２９０’’’は、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。いずれの場合も、センサ６２９０’’’は、無線信号送信機及び受信機を介して、及び／又はシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム１８００は、センサ６２９０’’’を使用して、磁気素子６１９０’’’が回転しているかどうかを確認することができ、したがって、第２のクラッチアセンブリ６２００がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム１８００は、センサ６２９０’’’を使用して、磁気素子６１９０’’’が回転していないかどうかを確認することができ、したがって、第２のクラッチアセンブリ６２００がその非作動状態にあることを確認することができる。制御システム１８００はまた、センサ６２９０’’’を使用して、第２のクラッチ６２１０がセンサ６２９０’’’に隣接して位置付けられていることを確認することによって、第２のクラッチアセンブリ６２００がその非作動状態にあることを確認することができる。
図４０は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるシャフトアセンブリ２０００’’’’を描写する。シャフトアセンブリ２０００’’’’は、多数の点でシャフトアセンブリ２０００、２０００’及び２０００’’’に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、とりわけ、細長いシャフト２２００と、関節運動ジョイント２３００と、例えばエンドエフェクタ７０００’などのエンドエフェクタを受容するように構成された遠位取り付け部分２４００と、を備える。シャフトアセンブリ２０００と同様に、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、関節運動駆動部、すなわち、関節運動ジョイント２３００を中心に遠位取り付け部分２４００及びエンドエフェクタ７０００’を回転させるように構成された関節運動駆動部６３３０’’’’を備える。上記と同様に、シャフトフレーム２５３０’’’’は、内部に位置付けられたセンサを備え、これは、関節運動駆動部６３３０’’’’内及び／又は関節運動駆動部６３３０’’’’上に位置付けられた磁気素子６３９０’’’’の位置及び／又は回転を検出するように構成される。磁気素子６３９０’’’’は、永久磁石を備えることができ、並びに／又は鉄、ニッケル、及び／若しくは任意の好適な金属から構成されてもよい。様々な例において、センサは、例えば、制御システム１８００と信号通信する近接センサを備える。特定の例では、センサは、例えば、制御システム１８００と信号通信するホール効果センサを備える。いずれの場合も、センサは、無線信号送信機及び受信機を介して、及び／又はシャフトフレーム通路２５３２’を通って延在する有線接続を介して、制御システム１８００と無線通信するように構成される。様々な例において、制御システム１８００は、センサを使用して、磁気素子６３９０’’’が回転しているかどうかを確認することができ、したがって、第３のクラッチアセンブリ６３００がその作動状態にあることを確認することができる。同様に、制御システム１８００は、センサを使用して、磁気素子６３９０’’’’が回転していないかどうかを確認することができ、したがって、第３のクラッチアセンブリ６３００がその非作動状態にあることを確認することができる。特定の例では、制御システム１８００は、センサを使用して、第３のクラッチ６３１０がセンサに隣接して位置付けられていることを確認することによって、第３のクラッチアセンブリ６３００がその非作動状態にあることを確認することができる。
図４０を再び参照すると、シャフトアセンブリ２０００’’’’は、エンドエフェクタ７０００’を例えばシャフトアセンブリ２０００’’’’に解放可能にロックするように構成されたエンドエフェクタロック６４００’を備える。エンドエフェクタロック６４００’は、多数の点でエンドエフェクタロック６４００に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、議論されない。しかしながら、特に、ロック６４００’の近位端６４２０’は、第３のクラッチ６３１０の環状スロット６３１２と係合し、第３のクラッチ６３１０をその係合解除位置に解放可能に保持するように構成された歯６４２２’を備える。これにより、第３の電磁アセンブリ６３４０の作動は、第３のクラッチ６３１０をエンドエフェクタロック６４００’から係合解除することができる。更に、そのような例では、第３のクラッチ６３１０の係合位置への近位移動は、エンドエフェクタロック６４００’をロック位置へと回転させ、ロックノッチ７４１０と係合させて、エンドエフェクタ７０００’をシャフトアセンブリ２０００’’’’にロックする。それに対応して、第３のクラッチ６３１０のその係合解除位置への遠位移動は、エンドエフェクタ７０００’をロック解除し、エンドエフェクタ７０００’がシャフトアセンブリ２０００’’’’から分解されることを可能にする。
上記に加えて、ハンドル及びそれに取り付けられたシャフトアセンブリを含む器具システムは、クラッチアセンブリ６１００、６２００及び６３００の状態を評価するための診断チェックを実行するように構成され得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び／又は６３４０を任意の好適な順序で順次作動させて、クラッチ６１１０、６２１０及び／若しくは６３１０の位置をそれぞれ検証し、かつ／又はクラッチが電磁アクチュエータに応答し、したがって、スタックしていないことを検証する。制御システム１８００は、本明細書に開示されるセンサのいずれかを含むセンサを使用して、電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び／又は６３４０によって生成された電磁場に応答してクラッチ６１１０、６１２０及び６１３０の移動を検証することができる。加えて、診断チェックはまた、駆動システムの運動を検証することも含み得る。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、任意の好適な順序で電磁アクチュエータ６１４０、６２４０及び／又は６３４０を順次作動させて、ジョー駆動装置がジョーアセンブリ７１００を開閉すること、回転駆動部がエンドエフェクタ７０００を回転させること、及び／又は関節運動駆動部がエンドエフェクタ７０００を関節運動させることを検証する。制御システム１８００は、ジョーアセンブリ７１００及びエンドエフェクタ７０００の運動を検証するためのセンサを使用することができる。
制御システム１８００は、例えば、シャフトアセンブリがハンドルに取り付けられたとき、及び／又はハンドルが電源オンされているときなど、任意の好適な時間で診断試験を実行することができる。制御システム１８００が、器具システムが診断試験を合格したと判定した場合、制御システム１８００は、器具システムの通常の動作を可能にし得る。少なくとも１つの例では、ハンドルは、例えば、診断チェックが合格したことを示す、緑色ＬＥＤなどのインジケータを備え得る。制御システム１８００が、器具システムが診断試験に不合格になったと判定した場合、制御システム１８００は、器具システムの動作を防止及び／又は修正することができる。少なくとも１つの例では、制御システム１８００は、例えば、エンドエフェクタ７０００を真っ直ぐにする、及び／又はジョーアセンブリ７１００を開閉するなど、器具システムの機能を、患者から器具システムを取り除くのに必要な機能のみに制限することができる。少なくとも１つの点において、制御システム１８００は、リンプモードに入る。制御システム１８００のリンプモードは、例えば、モータ１６１０の現在の回転速度を、約７５％～約２５％の範囲から選択される任意の割合だけ低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在の回転速度を５０％低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在の回転速度を７５％低減させ得る。リンプモードは、例えば、モータ１６１０の現在トルクを約７５％～約２５％の範囲から選択される任意の割合だけ低減させ得る。一実施例では、リンプモードは、モータ１６１０の現在のトルクを５０％低減させ得る。ハンドルは、例えば赤色ＬＥＤなどのインジケータを備えることができ、これは、器具システムが診断チェックに不合格になったこと、及び／又は器具システムがリンプモードに入ったことを示す。上記したように、例えば、可聴警告及び／又は触覚若しくは振動警告など、器具システムが適切に動作していないことを臨床医に警告するために、任意の好適なフィードバックを使用することができる。
図４１～図４３は、少なくとも１つの代替的な実施形態によるクラッチシステム６０００’を描写する。クラッチシステム６０００’は、多数の点でクラッチシステム６０００に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。クラッチシステム６０００と同様に、クラッチシステム６０００’は、回転可能な駆動入力部６０３０’を回転可能な駆動出力部６１３０’と選択的に連結するように作動可能であるクラッチアセンブリ６１００’を備える。クラッチアセンブリ６１００’は、クラッチプレート６１１０’及び駆動リング６１２０’を備える。クラッチプレート６１１０’は、例えば鉄及び／又はニッケルなどの磁性材料から構成されており、永久磁石を備えることができる。以下でより詳細に説明するように、クラッチプレート６１１０’は、駆動出力部６１３０’内の非作動位置（図４２）と作動位置（図４３）との間で移動可能である。クラッチプレート６１１０’は、クラッチプレート６１１０’が非作動位置又は作動位置にあるかどうかにかかわらず、クラッチプレート６１１０’が駆動出力部６１３０’と共に回転するように、駆動出力部６１３０’に画定された開口部内に摺動可能に位置付けられる。
クラッチプレート６１１０’が非作動位置にあるとき、図４２に示されるように、駆動入力部６０３０’の回転は駆動出力部６１３０’に伝達されない。より具体的には、駆動入力部６０３０’が回転されると、そのような例では、駆動入力部６０３０’は、駆動リング６１２０’を越えて摺動し、駆動リング６１２０’に対して回転し、結果として、駆動リング６１２０’はクラッチプレート６１１０’及び駆動出力部６１３０’を駆動しない。クラッチプレート６１１０’が作動位置にあるとき、図４３に示されるように、クラッチプレート６１１０’は駆動リング６１２０’を駆動入力部６０３０’に対して弾性的に圧縮する。駆動リング６１２０’は、例えばゴムなどの任意の好適な圧縮性材料で構成される。いずれの場合も、そのような例では、駆動入力部６０３０’の回転は、駆動リング６１２０’及びクラッチプレート６１１０’を介して駆動出力部６１３０’に伝達される。クラッチシステム６０００’は、クラッチプレート６１１０’をそれらの作動位置に移動させるように構成されたクラッチアクチュエータ６１４０’を備える。クラッチアクチュエータ６１４０’は、例えば鉄及び／又はニッケルなどの磁性材料から構成されており、永久磁石を備えることができる。クラッチアクチュエータ６１４０’は、駆動入力部６０３０’を通って延在する長手方向シャフトフレーム６０５０’内に摺動可能に位置付けられ、クラッチシャフト６０６０’によって非作動位置（図４２）と作動位置（図４３）との間で移動することができる。少なくとも１つの例では、可撓性駆動シャフト６０６０’は、例えば、ケーブルを備える。クラッチアクチュエータ６１４０’がその作動位置にあるとき、図４３に示されるように、クラッチアクチュエータ６１４０’はクラッチプレート６１１０’を内向きに引いて、上述のように駆動リング６１２０’を圧縮する。クラッチアクチュエータ６１４０’がその非作動位置に移動されると、図４２に示されるように、駆動リング６１２０’は弾性的に拡張し、クラッチプレート６１１０’を駆動入力部６０３０’から離れるように押す。様々な代替的な実施形態では、クラッチアクチュエータ６１４０’は電磁石を備えてもよい。このような構成では、クラッチアクチュエータ６１４０’は、例えば、クラッチシャフト６０６０’内に画定された長手方向開口部を通って延在する電気回路によって作動され得る。様々な例において、クラッチシステム６０００’は、例えば、長手方向開口部を通って延在する、電気ワイヤ６０４０’を更に備える。
図４４は、ジョーアセンブリ７１００ａと、ジョーアセンブリ駆動部と、少なくとも１つの別の実施形態によるクラッチシステム６０００ａと、を含むエンドエフェクタ７０００ａを描写する。ジョーアセンブリ７１００ａは、枢動部７１３０ａを中心に選択的に回転可能である第１のジョー７１１０ａ及び第２のジョー７１２０ａを備える。ジョーアセンブリ駆動部は、枢動部７１５０ａを中心にアクチュエータロッド７１６０ａに枢動可能に連結された並進可能なアクチュエータロッド７１６０ａ及び駆動リンク７１４０ａを備える。駆動リンク７１４０ａはまた、ジョー７１１０ａ及び７１２０ａに枢動可能に連結され、それによりジョー７１１０ａ及び７１２０ａは、アクチュエータロッド７１６０ａが近位に引かれると回転して閉鎖され、アクチュエータロッド７１６０ａが遠位に押されると回転して開放される。クラッチシステム６０００ａは、多数の点でクラッチシステム６０００及び６０００’に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。クラッチシステム６０００ａは、以下でより詳細に説明するように、駆動入力部６０３０ａの回転を選択的に伝達してジョーアセンブリ７１００ａを長手方向軸を中心に回転させ、ジョーアセンブリ７１００ａを関節運動ジョイント７３００ａを中心に関節運動させるように構成された第１のクラッチアセンブリ６１００ａ及び第２のクラッチアセンブリ６２００ａを備える。
第１のクラッチアセンブリ６１００ａは、クラッチプレート６１１０ａ及び駆動リング６１２０ａを備え、クラッチプレート６１１０’及び上述の駆動リング６１２０’と同様の方法で動作する。クラッチプレート６１１０ａが電磁アクチュエータ６１４０ａによって作動されると、駆動入力部６０３０ａの回転は外側シャフトハウジング７２００ａに伝達される。より具体的には、外側シャフトハウジング７２００ａは、近位外側ハウジング７２１０ａと、近位外側ハウジング７２１０ａによって回転可能に支持され、クラッチプレート６１１０ａがそれらの作動位置にあるとき、駆動入力部６０３０ａによって近位外側ハウジング７２１０ａに対して回転される遠位外側ハウジング７２２０ａと、を備える。遠位外側ハウジング７２２０ａの回転は、ジョーアセンブリ７１００ａの枢動部７１３０ａが遠位外側ハウジング７２２０ａに装着されているという事実により、ジョーアセンブリ７１００ａを長手方向軸を中心に回転させる。結果として、外側シャフトハウジング７２００ａは、外側シャフトハウジング７２００ａが駆動入力部６０３０ａによって第１の方向に回転されるときに、ジョーアセンブリ７１００ａを第１の方向に回転させる。同様に、外側シャフトハウジング７２００ａは、外側シャフトハウジング７２００ａが駆動入力部６０３０ａによって第２の方向に回転されるときに、ジョーアセンブリ７１００ａを第２の方向に回転させる。電磁アクチュエータ６１４０ａが通電解除されると、駆動リング６１２０ａが拡張し、クラッチプレート６１１０ａがそれらの非作動位置に移動され、それによって、エンドエフェクタ回転駆動部を駆動入力部６０３０ａから分離する。
第２のクラッチアセンブリ６２００ａは、クラッチプレート６２１０ａ及び駆動リング６２２０ａを備え、クラッチプレート６１１０’及び上述の駆動リング６１２０’と同様の方法で動作する。クラッチプレート６２１０ａが電磁アクチュエータ６２４０ａによって作動されると、駆動入力部６０３０ａの回転は、関節運動駆動部６２３０ａに伝達される。関節運動駆動部６２３０ａは、エンドエフェクタ取り付け部分７４００ａの外側シャフトハウジング７４１０ａ内に回転可能に支持され、外側シャフトハウジング７４１０ａを通って延在するシャフトフレーム６０５０ａによって回転可能に支持される。関節運動駆動部６２３０ａは、その上に画定された歯車面を備え、この歯車面は、外側シャフトハウジング７２００ａの近位外側ハウジング７２１０ａ上に画定された固定歯車面７２３０ａと動作可能に噛み合う。結果として、関節運動駆動部６２３０ａは、関節運動駆動部６２３０ａが駆動入力部６０３０ａによって第１の方向に回転されるときに、外側シャフトハウジング７２００ａ及びジョーアセンブリ７１００ａを第１の方向に関節運動させる。同様に、関節運動駆動部６２３０ａは、関節運動駆動部６２３０ａが駆動入力部６０３０ａによって第２の方向に回転されるときに、外側シャフトハウジング７２００ａ及びジョーアセンブリ７１００ａを第２の方向に関節運動させる。電磁アクチュエータ６２４０ａが通電解除されると、駆動リング６２２０ａが拡張し、クラッチプレート６２１０ａがそれらの非作動位置に移動され、それによって、エンドエフェクタ関節運動駆動部を駆動入力部６０３０ａから分離する。
上記に加えて、シャフトアセンブリ４０００が、図４５～４９に示されている。シャフトアセンブリ４０００は、多数の点でシャフトアセンブリ２０００、２０００’、２０００’’’、及び２０００’’’’に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。シャフトアセンブリ４０００は、近位部分４１００と、細長いシャフト４２００と、遠位取り付け部分２４００と、遠位取り付け部分２０４０を細長いシャフト４２００に回転可能に接続する関節運動ジョイント２３００と、を備える。近位部分４１００は、近位部分２１００と同様に、ハンドル１０００の駆動モジュール１１００に動作可能に取り付け可能である。近位部分４１００は、シャフトアセンブリ４０００をハンドル１０００の取り付けインターフェース１１３０に装着するように構成された取り付けインターフェース４１３０を含むハウジング４１１０を備える。シャフトアセンブリ４０００は、シャフトアセンブリ４０００がハンドル１０００に取り付けられたときにハンドルフレーム１５００のシャフト１５１０に連結されるように構成されたシャフト４５１０を含むフレーム４５００を更に備える。シャフトアセンブリ４０００はまた、シャフトアセンブリ４０００がハンドル１０００に取り付けられたときにハンドル駆動システム１７００の駆動シャフト１７１０に動作可能に連結されるように構成された回転可能な駆動シャフト４７１０を含む駆動システム４７００を備える。遠位取り付け部分２４００は、例えばエンドエフェクタ８０００などのエンドエフェクタを受容するように構成されている。エンドエフェクタ８０００は、多数の点でエンドエフェクタ７０００に類似している。これらの大部分は、本明細書において簡潔にするため、繰り返されない。これにより、エンドエフェクタ８０００は、とりわけ組織を把持するように構成されたジョーアセンブリ８１００を備える。
上述したように、主に図４７～図４９を参照すると、シャフトアセンブリ４０００のフレーム４５００は、フレームシャフト４５１０を備える。フレームシャフト４５１０は、内部に画定されたノッチ又は切り欠き部４５３０を備える。以下でより詳細に論じられるように、切り欠き部４５３０は、ジョー閉鎖作動システム４６００のためのクリアランスを提供するように構成されている。フレーム４５００は、遠位部分４５５０と、遠位部分４５５０をフレームシャフト４５１０に接続するブリッジ４５４０と、を更に備える。フレーム４５００は、細長いシャフト４２００を通って遠位取り付け部分２４００まで延在する長手方向部分４５６０を更に備える。上記と同様に、フレームシャフト４５１０は、その上及び／又は内部に画定された１つ又は２つ以上の電気トレースを備える。電気トレースは、長手方向部分４５６０、遠位部分４５５０、ブリッジ４５４０、及び／又はフレームシャフト４５１０の任意の好適な部分を通って電気接点２５２０まで延在する。主に図４８を参照すると、遠位部分４５５０及び長手方向部分４５６０は、内部に画定された長手方向開口部を備え、これは、以下でより詳細に説明するように、ジョー閉鎖作動システム４６００のロッド４６６０を受容するように構成される。
これも上述したように、主に図４８及び４９を参照すると、シャフトアセンブリ４０００の駆動システム４７００は、駆動シャフト４７１０を備える。駆動シャフト４７１０は、フレームシャフト４５１０によって近位シャフトハウジング４１１０内に回転可能に支持され、フレームシャフト４５１０を通って延在する長手方向軸を中心に回転可能である。駆動システム４７００は、伝達シャフト４７５０及び出力シャフト４７８０を更に備える。伝達シャフト４７５０はまた、近位シャフトハウジング４１１０内で回転可能に支持され、フレームシャフト４５１０に平行に、又は少なくとも実質的に平行に延在する長手方向軸及びそれを通って画定される長手方向軸を中心に回転可能である。伝達シャフト４７５０は、それに固定的に装着された近位平歯車４７４０を備え、それにより、近位平歯車４７４０は伝達シャフト４７５０と共に回転する。近位平歯車４７４０は、駆動シャフト４７１０の回転が伝達シャフト４７５０に伝達されるように、駆動シャフト４７１０の外周の周りに画定された環状歯車面４７３０と動作可能に噛み合っている。伝達シャフト４７５０は、それに固定的に装着された遠位平歯車４７６０を更に備え、それにより、遠位平歯車４７６０は伝達シャフト４７５０と共に回転する。遠位平歯車４７６０は、伝達シャフト４７５０の回転が出力シャフト４７８０に伝達されるように、出力シャフト４７８０の外周の周りに画定された環状歯車４７７０と動作可能に噛み合っている。上記と同様に、出力シャフト４７８０は、出力シャフト４７８０が長手方向シャフト軸を中心に回転するように、シャフトフレーム４５００の遠位部分４５５０によって近位シャフトハウジング４１１０内に回転可能に支持される。特に、出力シャフト４７８０は、入力シャフト４７１０に直接連結されない。むしろ、出力シャフト４７８０は、伝達シャフト４７５０によって入力シャフト４７１０に動作可能に連結される。このような構成は、後述する手動作動式ジョー閉鎖作動システム４６００のための余地を提供する。
上記に加えて、主に図４７及び図４８を参照すると、ジョー閉鎖作動システム４６００は、枢動部４６２０を中心に近位シャフトハウジング４１１０に回転可能に連結された作動又ははさみトリガ４６１０を備える。作動トリガ４６１０は、細長い部分４６１２と、近位端４６１４と、臨床医によって把捉されるように構成された近位端４６１４に画定されたグリップリング開口部４６１６と、を備える。シャフトアセンブリ４０００は、近位ハウジング４１１０から延在する固定グリップ４１６０を更に備える。固定グリップ４１６０は、細長い部分４１６２と、近位端４１６４と、臨床医によって把捉されるように構成された近位端４１６４に画定されたグリップリング開口部４１６６と、を備える。使用中、以下でより詳細に説明するように、作動トリガ４６１０は、非作動位置と作動位置（図４８）との間、すなわち、固定グリップ４１６０に向かって回転可能であり、エンドエフェクタ８０００のジョーアセンブリ８１００を閉鎖する。
主に図４８を参照すると、ジョー閉鎖作動システム４６００は、枢動部４６５０を中心に近位シャフトハウジング４１１０に回転可能に連結された駆動リンク４６４０と、加えて、駆動リンク４６４０に動作可能に連結された作動ロッド４６６０と、を更に備える。作動ロッド４６６０は、長手方向フレーム部分４５６０内に画定された開口部を通って延在し、シャフトフレーム４５００の長手方向軸に沿って並進可能である。作動ロッド４６６０は、ジョーアセンブリ８１００に動作可能に連結された遠位端と、駆動リンク４６４０内に画定された駆動スロット４６４５内に位置付けられた近位端４６６５とを備え、それにより、作動ロッド４６６０は、駆動リンク４６４０が枢動部４６５０を中心に回転されるときに、長手方向に並進される。特に、近位端４６６５は、作動ロッド４６６０がエンドエフェクタ８０００と共に回転することができるように、駆動スロット４６４５内で回転可能に支持される。
上記に加えて、作動トリガ４６１０は、作動トリガ４６１０が作動されるとき、すなわち近位シャフトハウジング４１１０に近接して移動されるとき、駆動リンク４６４０を近位に係合かつ回転させ、作動ロッド４６６０を近位に並進させるように構成された駆動アーム４６１５を更に備える。そのような例では、駆動リンク４６４０の近位回転は、例えば、駆動リンク４６４０とフレームシャフト４５１０との中間に位置付けられたコイルばね４６７０などの付勢部材を弾性的に圧縮する。作動トリガ４６１０が解放されると、圧縮コイルばね４６７０は再び拡張し、駆動リンク４６４０及び作動ロッド４６６０を遠位に押して、エンドエフェクタ８０００のジョーアセンブリ８１００を開放する。更に、駆動リンク４６４０の遠位回転は、作動トリガ４６１０がその非作動位置に戻るように駆動及び自動的に回転する。つまり、臨床医は、作動トリガ４６１０を手動でその非作動位置に戻すことができる。そのような例では、作動トリガ４６１０はゆっくりと開放することができる。いずれの場合も、シャフトアセンブリ４０００は、作動トリガ４６１０をその作動位置に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備え、これにより、臨床医は、ジョーアセンブリ８１００が意図せずに開放することなく、自分の手を使用して別のタスクを実行することができる。
様々な代替的な実施形態では、上記に加えて、作動ロッド４６６０は、ジョーアセンブリ８１００を閉鎖するために遠位に押され得る。少なくとも１つのこのような例において、作動ロッド４６６０は、作動トリガ４６１０に直接装着され、それにより、作動トリガ４６１０が作動されると、作動トリガ４６１０が作動ロッド４６６０を遠位に駆動する。上記と同様に、作動トリガ４６１０は、作動トリガ４６１０が閉鎖されたときにばねを圧縮することができ、これにより、作動トリガ４６１０が解放されると、作動ロッド４６６０が近位に押される。
上記に加えて、シャフトアセンブリ４０００は、３つの機能（エンドエフェクタのジョーアセンブリを開閉すること、エンドエフェクタを長手方向軸を中心に回転させること、及びエンドエフェクタを関節運動軸を中心に関節運動させること）を有する。シャフトアセンブリ４０００のエンドエフェクタの回転及び関節運動機能は、ジョー作動機能がジョー閉鎖作動システム４６００によって手動で駆動される間、駆動モジュール１１００のモータアセンブリ１６００及び制御システム１８００によって駆動される。ジョー閉鎖作動システム４６００は、モータ駆動システムであってもよいが、その代わりに、ジョー閉鎖作動システム４６００は、臨床医がエンドエフェクタ内でクランプされている組織に対してより良好な感触を有することができるように、手動駆動システムに維持されている。エンドエフェクタの回転及び作動システムを電動化することは、エンドエフェクタの位置を制御するための特定の利点を提供するが、ジョー閉鎖作動システム４６００を電動化することは、臨床医に組織に加えられている力の触覚的感覚を喪失させ、力が不十分か過剰であるかどうかを評価することができない場合がある。したがって、エンドエフェクタの回転及び関節運動システムがモータ駆動されたとしても、ジョー閉鎖作動システム４６００は、手動で駆動される。
図５０は、少なくとも１つの実施形態による、図１に示される外科用システムの制御システム１８００の論理図である。制御システム１８００は制御回路を備える。制御回路は、プロセッサ１８２０及びメモリ１８３０を備えるマイクロコントローラ１８４０を含む。例えば、センサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’及び／又は６２９０’’’などの１つ又は２つ以上のセンサは、プロセッサ１８２０にリアルタイムフィードバックを提供する。制御システム１８００は、電気モータ１６１０を制御するように構成されたモータドライバ１８５０と、例えば、クラッチ６１１０、６１２０及び６１３０などの外科用器具内の１つ若しくは２つ以上の長手方向可動構成要素、及び／又はジョーアセンブリ駆動部の長手方向可動駆動ナット７１５０の位置を判定するように構成された追跡システム１８６０と、を更に備える。追跡システム１８６０はまた、例えば、駆動シャフト２５３０、外側シャフト６２３０及び／又は関節運動駆動部６３３０など、外科用器具内の１つ又は２つ以上の回転構成要素の位置を判定するように構成されている。追跡システム１８６０は、とりわけ、クラッチ６１１０、６１２０及び６１３０及び駆動ナット７１５０の位置、並びにジョー７１１０及び７１２０の配向を判定するようにプログラム又は構成され得るプロセッサ１８２０に、位置情報を提供する。モータドライバ１８５０は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。しかしながら、追跡システム１８６０で使用するために、他のモータドライバが容易に代用され得る。絶対位置決めシステムの詳細な説明は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１７／０２９６２１３号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に記載されている。
マイクロコントローラ１８４０は、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘの商品名で知られているものなど、任意のシングルコア又はマルチコアプロセッサであってもよい。少なくとも１つの例では、マイクロコントローラ１８４０は、例えば、その詳細が製品データシートから入手可能である、最大４０ＭＨｚの２５６ＫＢのシングルサイクルフラッシュメモリ若しくは他の不揮発性メモリのオンチップメモリ、性能を４０ＭＨｚ超に改善するためのプリフェッチバッファ、３２ＫＢのシングルサイクルシリアルランダムアクセスメモリ（single-cycle serial random access memory、ＳＲＡＭ）、ＳｔｅｌｌａｒｉｓＷａｒｅ（登録商標）ソフトウェアを搭載した内部読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、２ＫＢの電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、１つ又は２つ以上のパルス幅変調モジュール、及び／又は周波数変調（ＦＭ）モジュール、１つ又は２つ以上の直交エンコーダ入力（quadrature encoder input、ＱＥＩ）アナログ、１２個のアナログ入力チャネルを備える１つ又は２つ以上の１２ビットアナログ－デジタル変換器（Analog-to-Digital Converter、ＡＤＣ）を含む、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＬＭ４Ｆ２３０Ｈ５ＱＲ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ４Ｆプロセッサコアであってもよい。
様々な例において、マイクロコントローラ１８４０は、同じくＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＨｅｒｃｕｌｅｓ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ Ｒ４の商品名で知られるＴＭＳ５７０及びＲＭ４ｘなどの２つのコントローラ系ファミリーを含む安全コントローラを備える。安全コントローラは、拡張性のある性能、接続性、及びメモリの選択肢を提供しながら、高度な集積型安全機構を提供するために、中でも特に、ＩＥＣ６１５０８及びＩＳＯ２６２６２の安全限界用途専用に構成されてもよい。
マイクロコントローラ１８４０は、例えば、ジョー閉鎖アセンブリの駆動ナット７１５０の速度及び／又は位置を正確に制御するなど、様々な機能を実行するようにプログラムされる。マイクロコントローラ１８４０はまた、エンドエフェクタ７０００の回転速度及び位置、並びにエンドエフェクタ７０００の関節運動速度及び位置を正確に制御するようにプログラムされる。様々な例において、マイクロコントローラ１８４０は、マイクロコントローラ１８４０のソフトウェアにおける応答を計算する。計算された応答は、実際のシステムの測定された応答と比較されて「観測された」応答が得られ、これが実際のフィードバックの判定に用いられる。観測された応答は、シミュレーションによる応答の滑らかで連続的な性質を、測定による応答と釣り合わせる好適な同調された値であり、これはシステムに及ぼす外部の影響を検出することができる。
モータ１６１０は、モータドライバ１８５０によって制御される。様々な形態では、モータ１６１０は、例えば、およそ２５，０００ＲＰＭの最大回転速度を有するブラシ付きＤＣ駆動モータである。他の構成では、モータ１６１０は、ブラシレスモータ、コードレスモータ、同期モータ、ステッパモータ、又は任意の他の好適な電気モータを含んでよい。モータドライバ１８５０は、例えば、電界効果トランジスタ（field-effect transistor、ＦＥＴ）を含むＨブリッジドライバを備えてもよい。モータドライバ１８５０は、Ａｌｌｅｇｒｏ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃから入手可能なＡ３９４１であってもよい。Ａ３９４１ドライバ１８５０は、ブラシ付きＤＣモータなどの誘導負荷に合わせて特別に設計された外部のＮチャネルパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（metal oxide semiconductor field effect transistor、ＭＯＳＦＥＴ）と共に使用するフルブリッジコントローラである。様々な例において、ドライバ１８５０は、固有の電荷ポンプレギュレータを備え、これは、全（＞１０Ｖ）ゲート駆動を７Ｖまでの電池電圧に提供し、Ａ３９４１が５．５Ｖまでの低減ゲート駆動で動作することを可能にする。ブートストラップコンデンサは、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴに必要な上記の電池供給電圧を提供するために用いられてもよい。ハイサイド駆動用の内部電荷ポンプにより、ＤＣ（１００％デューティサイクル）動作が可能となる。フルブリッジは、ダイオード又は同期整流を用いて高速又は低速減衰モードで駆動され得る。低速減衰モードにおいて、電流の再循環は、ハイサイドのＦＥＴによっても、ローサイドのＦＥＴによっても可能である。電力ＦＥＴは、抵抗器で調節可能なデッドタイムによって、シュートスルーから保護される。統合診断は、低電圧、温度過昇、及びパワーブリッジの異常を指示するものであり、ほとんどの短絡状態下でパワーＭＯＳＦＥＴを保護するように構成され得る。他のモータドライバは、容易に代用され得る。
追跡システム１８６０は、例えば、センサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’、及び／又は６２９０’’’などの１つ又は２つ以上の位置センサを含む、制御されたモータ駆動回路構成を備える。絶対位置決めシステム用の位置センサは、変位部材の位置に対応する固有の位置信号を提供する。本明細書で使用するとき、「変位部材」という用語は、一般的に、外科用システムの任意の可動部材を指すために使用される。様々な例において、変位部材は、直線変位を測定するのに好適な任意の位置センサに連結されてもよい。直線変位センサは、接触式又は非接触式変位センサを含んでよい。直線変位センサは、線形可変差動変圧器（linear variable differential transformers、ＬＶＤＴ）、差動可変磁気抵抗型変換器（differential variable reluctance transducers、ＤＶＲＴ）、スライドポテンショメータ、移動可能な磁石及び一連の直線上に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、固定された磁石及び一連の移動可能な直線上に配置されたホール効果センサを含む磁気感知システム、移動可能な光源及び一連の直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、又は固定された光源及び一連の移動可能な直線上に配置された光ダイオード若しくは光検出器を含む光学検出システム、あるいはこれらの任意の組み合わせを備えてもよい。
位置センサ１８８０、１８９０、６１８０’、６２８０’、６３８０’、７１９０’’、及び／又は６２９０’’’は、例えば、磁界の全磁界又はベクトル成分を測定するかどうかに基づいて分類される磁気センサなどの、任意の数の磁気感知素子を備えてもよい。両タイプの磁気センサを生産するために用いられる技術は、物理学及び電子工学の多数の側面を含んでいる。磁場検出に用いられる技術として、とりわけ、探りコイル、フラックスゲート、光ポンピング、核摂動、ＳＱＵＩＤ、ホール効果、異方性磁気抵抗、巨大磁気抵抗、磁気トンネル接合、巨大磁気インピーダンス、磁歪／圧電複合材、磁気ダイオード、磁気トランジスタ、光ファイバ、光磁気、及び微小電気機械システム系の磁気センサが挙げられる。
様々な例において、追跡システム１８６０の位置センサのうちの１つ又は２つ以上は、磁気回転絶対位置決めシステムを備える。このような位置センサは、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，ＡＧから入手可能なＡＳ５０５５ＥＱＦＴシングルチップ磁気回転位置センサとして実装されてもよく、絶対位置決めシステムを提供するためにコントローラ１８４０とインターフェース接続することができる。特定の例では、位置センサは、低電圧及び低電力構成要素を備え、磁石に隣接して位置する位置センサの領域に４つのホール効果素子を含む。更に、高解像度ＡＤＣ及びスマート電力管理コントローラがチップ上に設けられている。加算、減算、ビットシフト、及びテーブル参照演算のみを必要とする、双曲線関数及び三角関数を計算する簡潔かつ効率的なアルゴリズムを実装するために、１桁毎の方法とボルダーアルゴリズム（Volder's algorithm）でも知られる、ＣＯＲＤＩＣ（座標回転デジタルコンピュータ（Coordinate Rotation Digital Computer）の略）プロセッサが提供されている。角度位置、アラームビット、及び磁界情報は、ＳＰＩインターフェースなどの標準的なシリアル通信インターフェースを介してコントローラ１８４０に伝送される。位置センサは、例えば、１２ビット又は１４ビットの解像度を提供することができる。位置センサは、例えば、小型のＱＦＮ１６ピン４×４×０．８５ｍｍパッケージで提供されるＡＳ５０５５チップであってもよい。
追跡システム１８６０は、ＰＩＤ、状態フィードバック、及び適応コントローラなどのフィードバックコントローラを備えてもよく、かつ／又はこれを実装するようにプログラムされてもよい。電源が、フィードバックコントローラからの信号を、システムへの物理的入力、この場合は電圧へと変換する。他の例としては、電圧、電流、及び力のパルス幅変調（ＰＷＭ）及び／又は周波数変調（ＦＭ）が挙げられる。位置に加えて、物理的システムの物理パラメータを測定するために、他のセンサ（複数可）が提供されてもよい。様々な例において、他のセンサ（複数可）としては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第９，３４５，４８１号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１４／０２６３５５２号、発明の名称「ＳＴＡＰＬＥ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＴＩＳＳＵＥ ＴＨＩＣＫＮＥＳＳ ＳＥＮＳＯＲ ＳＹＳＴＥＭ」、及びその全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第１５／６２８，１７５号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＯＦ ＭＯＴＯＲ ＶＥＬＯＣＩＴＹ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＡＮＤ ＣＵＴＴＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」に記載されているものなどのセンサ構成を挙げることができる。デジタル信号処理システムでは、絶対位置決めシステムはデジタルデータ取得システムに連結され、ここで絶対位置決めシステムの出力は有限の解像度及びサンプリング周波数を有する。絶対位置決めシステムは、計算された応答を測定された応答に向けて駆動する加重平均及び理論制御ループなどのアルゴリズムを用いて、計算された応答を測定された応答と組み合わせるために、比較及び組み合わせ回路を備え得る。入力を知ることによって物理的システムの状態及び出力がどうなるかを予測するために、物理的システムの計算された応答は、質量、慣性、粘性摩擦、誘導抵抗などの特性を考慮に入れる。
絶対位置決めシステムは、モータ１６１０が単に前方又は後方に経たステップの数をカウントして装置アクチュエータ、駆動バー、ナイフなどの位置を推定する従来の回転エンコーダで必要となり得るような、変位部材をリセット（ゼロ又はホーム）位置へ後退又は前進させることなしに、器具の電源投入時に変位部材の絶対位置を提供する。
歪みゲージ又は微小歪みゲージを備えるセンサ１８８０は、例えば、クランプ動作中にジョー７１１０及び７１２０が受ける歪みなど、エンドエフェクタの１つ又は２つ以上のパラメータを測定するように構成されている。測定された歪みは、デジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供される。センサ１８８０に加えて、又はセンサ１８８０の代わりに、例えば、負荷センサを備えるセンサ１８９０は、閉鎖駆動システムによってジョー７１１０及び７１２０に加えられる閉鎖力を測定することができる。様々な例において、モータ１６１０による電流引き込みを測定するために、電流センサ１８７０を用いることができる。ジョーアセンブリ７１００をクランプするために要する力は、例えば、電気モータ１６１０によって引き出される電流に対応することができる。測定された力は、デジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供される。磁界センサは、捕捉された組織の厚さを測定するために用いることができる。磁界センサの測定値もデジタル信号に変換されて、プロセッサ１８２０に提供され得る。
センサによって測定される、組織の圧縮、組織の厚さ、及び／又はエンドエフェクタを組織上で閉鎖するのに必要な力の測定値は、追跡されている可動部材の位置及び／又は速度を特性決定するために、コントローラ１８４０によって使用され得る。少なくとも１つの例では、メモリ１８３０は、評価においてコントローラ１８４０によって用いることができる技術、等式及び／又はルックアップテーブルを記憶することができる。様々な例において、コントローラ１８４０は、外科用器具を動作させるべき方法の選択を、外科用器具のユーザに提供することができる。この目的のため、ディスプレイ１４４０は、器具の様々な動作条件を表示し、データ入力のためのタッチスクリーン機能を含んでもよい。更に、ディスプレイ１４４０上に表示される情報は、１つ若しくは２つ以上の内視鏡の撮像モジュール、及び／又は外科手術中に使用される１つ若しくは２つ以上の追加の外科用器具の撮像モジュールを介して取得された画像と重ね合わせることができる。
上述のように、ハンドル１０００並びに／又はシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００及び／若しくは５０００の駆動モジュール１１００は、例えば、それに取り付け可能な制御システムを備える。制御システムの各々は、１つ若しくは２つ以上のプロセッサ及び／又はメモリデバイスを有する回路基板を備えることができる。とりわけ、制御システムは、例えば、センサデータを記憶するように構成される。これらはまた、シャフトアセンブリをハンドル１０００に識別するデータを記憶するように構成されている。更に、これらはまた、シャフトアセンブリが以前に使用されているか否か、及び／又はシャフトアセンブリが何回使用されたかを含むデータを記憶するように構成されている。この情報は、例えば、シャフトアセンブリが使用に好適であるか否か、及び／又は所定の回数未満で使用されたかどうかを評価するために、ハンドル１０００によって得ることができる。
シャフトアセンブリ９０００を図５１～図６９に例示する。シャフトアセンブリ９０００は、多くの点でシャフトアセンブリ２０００、３０００、４０００、及び５０００に類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において述べない。図５１に例示されるように、シャフトアセンブリ９０００は、近位部分９１００と、近位部分９１００から延在する細長いシャフト９２００と、遠位取り付け部分９４００と、関節運動ジョイント９３００と、を備える。近位部分９１００は、例えばハンドル１０００などのハンドルに取り付けられるように構成された、インターフェース９１３０を備える。関節運動ジョイント９３００は、遠位取り付け部分９４００を細長いシャフト９２００に回転可能に接続する。シャフトアセンブリ９０００は、遠位取り付け部分９４００に取り付けられたエンドエフェクタアセンブリ９５００を更に備える。エンドエフェクタアセンブリ９５００は、患者の組織をクランプ及び／又は操作するために開閉するように構成された第１のジョー９５１０及び第２のジョー９５２０を備える。下でより詳細に説明するように、使用中に、エンドエフェクタアセンブリ９５００は、関節運動ジョイント９３００を中心に関節運動させて、及び／又は遠位取り付け部分９４００に対して長手方向軸ＬＡを中心に回転させて、様々なエンドエフェクタ機能を行うために、患者内でジョー９５１０及び９５２０をより良好に位置させることができる。
図５２を参照すると、シャフトアセンブリ９０００は、近位シャフト部分９１００のフレーム９１１０上に支持される駆動アセンブリ９７００を備える。駆動アセンブリ９７００は、２つの構成－シフト構成及び駆動構成－で動作させることができる。更に、下でより詳細に論じるように、駆動アセンブリ９７００は、１つの回転入力を経由して３つのエンドエフェクタ機能を提供するように構成される。駆動アセンブリ９７００は、（図５１に例示される）駆動モータ９１２０から駆動アセンブリ９７００の主歯車９７２０に回転運動を伝達するように構成された、第１の回転可能な駆動シャフト、又は入力回転可能な駆動シャフト９７１０を備える。図５４及び図５５を参照すると、入力駆動シャフト９７１０は、第１の回転軸ＲＡ１を中心に回転可能であり、かつフレーム９１１０によって回転可能に支持される。主歯車９７２０は、主歯車９７２０が入力駆動シャフト９７１０と共に回転するように、入力駆動シャフト９７１０に装着される。駆動アセンブリ９７００は、第２の回転可能な駆動シャフト、又は出力回転可能な駆動シャフト９７４０を更に備える。出力駆動シャフト９７４０は、第２の回転軸ＲＡ２を中心に回転可能であり、かつフレーム９１１０によって回転可能に支持される。下でより詳細に説明するように、駆動アセンブリ９７００はまた、主歯車９７２０と選択的に係合可能である、第１の回転可能な歯車９７３０及び第２の回転可能な歯車９８３０も備える。
図５２を参照すると、シャフトアセンブリ９０００は、駆動アセンブリ９７００をシフトするように構成されたシフトアセンブリ９８００を更に備える。シフトアセンブリ９８００は、シフター歯車９８２０を並進させて駆動アセンブリ９７００をそのシフト構成又はその駆動構成に配置する、ソレノイド９８１０を備える。図５８及び図５９を参照すると、シフター歯車９８２０は、シフター歯車９８２０がそのシフト構成（図５８）にあるときに、更にはその駆動構成（図５９）にあるときに、駆動アセンブリ９７００の主歯車９７２０と動作可能に噛合される。しかしながら、シフター歯車９８２０は、駆動アセンブリ９７００がそのシフト構成（図５８）にあるか、その駆動構成（図５９）にあるかどうかに応じて、第１の回転可能な歯車９７３０又は第２の回転可能な歯車９８３０のいずれかを回転可能に駆動する。最後に、第１の回転可能な歯車９７３０及び第２の回転可能な歯車９８３０はどちらも、出力駆動シャフト９７４０を駆動するが、方式が異なる。より具体的には、出力駆動シャフト９７４０は、駆動アセンブリ９７００がその駆動構成にあるときに、シフター歯車９８２０によって第１の回転可能な歯車９７３０を介して回転させられ、一方で、出力駆動シャフト９７４０は、駆動アセンブリ９７００がそのシフト構成にあるときに、シフター歯車９８２０によって第２の回転可能な歯車９８３０を介して並進させられる。
主に図５８及び図５９を参照すると、フレーム９１１０は、シフター歯車９８２０の移動を案内及び／又は拘束するように構成された、その中に画定されたスロット９１１５を備える。スロット９１１５は、シフター歯車９８２０をその第１の位置に停止させるように構成された第１の端部と、シフター歯車９８２０をその第２の位置に停止させるように構成された第２の端部と、を備える。より具体的には、シフター歯車９８２０は、スロット９１１５を通って延在するシフターシャフト９８２５に回転可能に装着され、シフターシャフトは、ソレノイド９８１０を作動させたときに、スロット９１１５内を摺動し、シフター歯車９８２０をその第１の位置と第２の位置との間で移動させる。スロット９１１５は、シフター歯車９８２０のための円弧状経路を画定する、スロット９１１５の第１の端部と第２の端部との間に延在する円弧状側壁を備える。円弧状経路は、入力シャフト９７１０を通って延在する軸ＲＡ１を中心とする。しかしながら、スロット９１１５は、任意の好適な構成を備え、シフター歯車９８２０のための任意の好適な経路を画定することができる。少なくとも１つの例では、スロット９１１５は、直線状であり、シフター歯車９８２０のための直線状経路を画定する。
図５５及び図５６を参照すると、シフトアセンブリ９８００は、伝達シャフト９８４０が第２の回転可能な歯車９８３０と共に回転するように、第２の回転可能な歯車９８３０に装着された螺刻伝達シャフト９８４０を更に備える。入力シャフト９７１０に類似して、伝達シャフト９８４０は、フレーム９１１０によって回転可能に支持される。シフトアセンブリ９８００は、近位部分９１００内で回転可能に支持された横方向シャフト９８９０を更に備え、横方向シャフトは、伝達シャフト９８４０の回転が横方向シャフト９８９０に伝達されるように、伝達シャフト９８４０と動作可能に噛合されたピニオン歯車９８５０を備える。横方向シャフト９８９０は、その上に画定されたラック歯車９８６０を更に備え、ラック歯車は、出力駆動シャフト９７４０に画定されたラック９８８０と噛合係合される。横方向シャフト９８９０は、第３の回転軸ＲＡ３を中心に回転可能である。図５６に例示されるように、第１の回転軸ＲＡ１及び第２の回転軸ＲＡ２は、互いに平行であるか、又は少なくとも実質的に平行であり、第３の回転軸ＲＡ３は、第１の回転軸ＲＡ１及び第２の回転軸ＲＡ２に対して垂直であるか、又は少なくとも実質的に垂直である。
上で概説したように、図５６を参照すると、シフター歯車９８２０は、駆動アセンブリ９７００がそのシフト構成にあるときに、回転可能な歯車９８３０と噛合される。モータ９１２０が入力シャフト９７１０に動力を供給して主歯車９７２０を回転させると、シフター歯車９８２０も回転する。シフター歯車９８２０が回転可能な歯車９８３０と係合している間に回転すると、伝達シャフト９８４０が、回転可能な歯車９８３０と同じ方向に回転し、横方向シャフト９８９０が、軸ＲＡ３を中心に回転する。主歯車９７２０が第１の方向に回転すると、図６１に例示されるように、この構成では、ラック歯車９８６０が、ラック９８８０を介して駆動シャフト９７４０を遠位に駆動する。主歯車９７２０が第２の、又は反対方向に回転すると、図６０に例示されるように、ラック歯車９８６０が、駆動シャフト９７４０を近位に駆動する。下でより詳細に論じるように、駆動シャフト９７４０は、駆動シャフト９７４０を第１の、又は近位の駆動構成、第２の、又は中間の駆動構成、及び第３の、又は遠位の駆動構成に配置するために、近位及び遠位にシフト可能である。
上記に更に加えて、シャフトアセンブリ９０００及び／又はハンドル１０００は、例えば、駆動モータ９１２０及びソレノイド９８１０を動作させるように構成された制御システムを備える。シャフトアセンブリ９０００の制御システムは、多くの点で制御システム１８００及び／又は２８００と類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において述べない。制御システムは、臨床医からの入力を受信し、それらの入力に応じて、シャフトアセンブリ９０００を、第１の、若しくは関節運動動作モード、第２の、若しくは回転動作モード、又は第３の、若しくはジョー駆動動作モードにシフトするように構成される。シャフトアセンブリ９０００の第１、第２、及び第３の動作モードは、出力シャフト９７４０の第１、第２、及び第３の位置に対応する。シャフトアセンブリ９０００が動作モード間で切り替えるように指示されると、ソレノイド９８１０は、シフター歯車９８２０をその第２の位置に移動させ、次いで、入力シャフト９７１０を回転させて、出力シャフト９７４０を並進させる。制御システムは、入力シャフト９７１０を回転させる量と、出力シャフト９７４０を並進させる量とを相関させるように構成される。制御システムは、駆動モータ９１２０の回転を監視し、次いで、駆動モータ９１２０が適切な回転数だけ回転して出力シャフト９７４０をシフトさせた時点で、駆動モータ９１２０を停止させるように構成される。制御システムは、その第１、第２、及び第３の位置の間で出力シャフト９７４０を並進させるために必要な回転数を記憶したメモリデバイスを備える。例えば、メモリデバイスは、第１の位置と第２の位置との間で、第１の位置と第３の位置との間で、及び第２の位置と第３の位置との間で、出力シャフト９７４０を並進させるための、駆動モータ９１２０の回転数を記憶する。制御システムはまた、駆動モータ９１２０を動作させる前に、出力シャフト９７４０が現在どの位置にあるのかを知るようにも構成される。様々な例では、制御システムは、出力シャフト９７４０の現在の位置を検出し、次いで、駆動モータ９１２０を動作させなければならない、出力シャフトの回転数及び回転方向を決定するように構成されたセンサシステムを備えることができる。
出力シャフト９７４０が、第１、第２、又は第３の位置に位置決めされた時点で、上で説明したように、制御システムは、ソレノイド９８１０を動作させて、シフター歯車９８２０を駆動構成に配置する。かかる例では、シフター歯車９８２０は、第２の歯車９８３０から係合解除され、次いで、第１の歯車９７３０と係合される。第１の歯車９７３０は、第１の歯車９７３０の回転が出力シャフト９７４０に伝達されるように、出力シャフト９７４０に装着される。より具体的には、第１の歯車９７３０は、第１の歯車９７３０及び出力シャフト９７４０が一緒に回転するように、出力シャフト９７４０のスプライン付き近位端９７４５に配置される。しかしながら、出力シャフト９７４０は、出力シャフト９７４０が上で説明したように並進したときに第１の歯車９７３０がシフター歯車９８２０と整列したままであるように、スプライン付き近位端９７４５により、第１の歯車９７３０に対して並進させることができる。下でより詳細に論じるように、入力シャフト９７１０は、出力シャフト９７４０を第１の方向に回転させるように第１の方向に回転可能であり、かつ出力シャフト９７４０を第２の方向に回転させるように第２の方向に回転可能である。
図５８及び図６１は、シフト構成にある駆動アセンブリ９７００を例示する。主歯車９７２０は、シフト構成のシフター歯車９８２０と回転可能に係合されて、入力駆動シャフト９７１０からの運動を第２の回転可能な歯車９８３０に伝達する。図５９及び図６０は、駆動構成にある駆動アセンブリ９７００を例示する。駆動構成では、主歯車９７２０は、シフター歯車９８２０と回転可能に係合されて、入力駆動シャフト９７１０からの運動を第１の回転可能な歯車９７３０に伝達する。上で論じたように、出力駆動シャフト９７４０は、並進可能である。実際には、出力駆動シャフト９７４０は、３つの異なる動作位置－出力駆動シャフト９７４０が関節運動システムを駆動する、第１の、又は近位位置、出力駆動シャフト９７４０がエンドエフェクタ回転システムを駆動する、第２の、又は中間位置、及び出力シャフト９７４０がジョー駆動システムを駆動する、第３の、又は遠位位置－の間で並進可能である。
これより、図６２及び図６３を参照すると、関節運動ジョイント９３００は、遠位取り付け部分９４００及びエンドエフェクタ９５００を第１の方向及び第２の方向に関節運動させるように構成された、関節運動システムを備える。関節運動システムは、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０に装着された固定歯車９２２０と、更には、関節運動駆動歯車９３２０が出力シャフト９７４０と共に回転するように、出力シャフト９７４０に固定的に装着された関節運動駆動歯車９３２０と、を備える。図６４及び図６５に例示されるように、出力シャフト９７４０がその第１の、又は近位位置にあるときに、関節運動駆動歯車９３２０は、固定歯車９２２０と動作可能に噛合する。かかる例では、出力駆動シャフト９７４０が第１の方向に回転すると、関節運動駆動歯車９３２０が出力シャフト９７４０と連動して回転し、関節運動駆動歯車９３２０及び固定歯車９２２０の噛合係合により、エンドエフェクタ９５００を第１の関節運動方向に関節運動させる。出力シャフト９７４０が第２の方向に回転すると、関節運動駆動歯車９３２０が出力駆動シャフト９７４０と連動して回転し、同様に関節運動駆動歯車９３２０及び固定歯車９２２０の噛合係合により、エンドエフェクタ９５００を第２の、又は反対の関節運動方向に関節運動させる。エンドエフェクタ９５００を関節運動させたときに、出力駆動シャフト９７４０は、エンドエフェクタ９５００の関節運動に適合するために曲がるように構成される。したがって、出力駆動シャフト９７４０は、図６５に例示されるような関節運動中の出力シャフト９７４０の屈曲運動を補う、好適な材料で構成される。
上で論じたように、図６４及び図６５を再度参照すると、エンドエフェクタ９５００は、出力シャフト９７４０がその第１の、又は近位位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００の関節運動モードにある。かかる例では、上でも論じたように、出力シャフト９７４０の回転は、エンドエフェクタ９５００を関節運動させる。しかしながら、かかる例では、出力シャフト９７４０の回転は、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ９５００を回転させず、並びに／又はジョー９５１０及び９５２０を開閉するためにジョー駆動装置を動作させない。換言すれば、エンドエフェクタ９５００が関節運動モードにあるときに、ジョー開口／閉鎖モード及びエンドエフェクタ回転モードは停止している。図６４及び図６５に例示されるように、出力シャフト９７４０の遠位端９７４４は、エンドエフェクタ９５００が関節運動モードにあるときに、ジョー駆動装置の駆動ねじ９３５０と係合されず、したがって、出力シャフト９７４０は、下で更に詳細に説明するように、出力シャフト９７４０が遠位にシフトされるまで、駆動ねじ９３５０を駆動することができない。更に、エンドエフェクタ９５００が関節運動モードにあるときには、エンドエフェクタ９５００が回転ロック９３３０によってシャフトアセンブリ９０００の遠位取り付け部分９４００にロックされているので、エンドエフェクタ９５００は、長手方向軸を中心に回転することができない。かかる例では、エンドエフェクタ９５００のハウジング９５３０は、回転ロック９３３０によって遠位取り付け部分９４００のハウジング９４３０にロックされ、よって、エンドエフェクタ９５００は、下で更に詳細に説明するように、出力シャフト９７４０が遠位にシフトされるまで、シャフトアセンブリ９０００に対して回転することができない。
上記に更に加えて、図６４及び図６５を再度参照すると、回転ロック９３３０は、中央取り付け部分９３３６を中心に遠位取り付け部分９４００のハウジング９４３０に枢動可能に連結される。回転ロック９３３０は、近位端９３３２と、遠位ロック端部９３３４と、を更に備える。出力シャフト９７４０がその第１の、又は近位駆動位置にあり、かつエンドエフェクタ９５００がその関節運動モードにあるときに、回転ロック９３３０の遠位ロック端部９３３４は、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０周囲に画定されたロック開口９５３４の環状列とくさび係合される。より具体的には、回転ロック９３３０の近位端９３３２は、出力シャフト９７４０に連結された駆動ロック９３４０によって外向きにくさび留めされ、次に、遠位ロック端部９３３４を内向きにくさび留めする。下でより詳細に説明する駆動ロック９３４０は、その中に画定され、かつスロット９３４６の中へ延在するフランジ９７４６によって出力シャフト９７４０と共に近位及び遠位に並進される、スロット９３４６を備える。図６６～図６９に例示されるように、出力シャフト９７４０をその第１の、又は近位駆動位置から遠位に移動させると、駆動ロック９３４０は、回転ロック９３３０の近位端９３３２との係合を解除して移動する。
出力シャフト９７４０がその第１の、又は近位駆動位置にないときに、関節運動駆動歯車９３２０は、固定歯車９２２０と動作可能に噛合されない。かかる例では、出力シャフト９７４０の回転は、エンドエフェクタ９５００を関節運動させない。しかしながら、エンドエフェクタ９５００は、駆動シャフト９７４０をその第１の位置から遠位に並進させたときに、駆動シャフト９７４０によってその関節運動位置に保持される。より具体的には、駆動シャフト９７４０は、その上に画定された関節運動ロック歯９７４２を備え、これは、駆動シャフト９７４０が遠位に前進したときに固定歯車９２２０の歯９２２２と係合又は噛合し、歯９７４２と９２２２との係合により、エンドエフェクタ９５００が適所にロックされる。この関節運動ロックは、エンドエフェクタ９５００を第１の方向に関節運動させたとき、第２の方向に関節運動させたとき、及びエンドエフェクタ９５００を関節運動解除させたときに機能する。更に、この関節運動ロックは、駆動シャフト９７４０がその第１の位置から遠位に変位したときに係合される。したがって、関節運動ロックは、駆動シャフト９７４０がその第２の位置及び第３の位置にあるときに係合される。関節運動ロックをロック解除するために、駆動シャフト９７４０をその第１の位置に戻して、歯９７４２を歯９２２２から係合解除する。かかる時点で、エンドエフェクタ９５００を再度関節運動させることができる。
図６６及び図６７を参照すると、出力駆動シャフト９７４０がその第２の、又は中間位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００は、その回転駆動モードにある。かかる例では、出力シャフト９７４０に装着された関節運動駆動歯車９３２０は、固定歯車９２２０と係合されず、その結果、出力シャフト９７４０の回転は、遠位取り付け部分９４００及びエンドエフェクタ９５００を関節運動させない。しかしながら、出力シャフト９７４０の遠位端９７４４は、出力シャフト９７４０がその第２の位置にあるときに、駆動ねじ９３５０の駆動ソケット９３５４内に位置決めされる。しかし、下でより詳細に論じるように、特に、遠位端９７４４は、駆動ソケット９３５４に完全に着座していない－これは、出力シャフト９７４０が、その第３の、又は遠位位置（図６８及び図６９）に遠位に並進したときに起こる。しかしながら、出力シャフト９７４０の回転は、出力シャフト９７４０が、その第２の、又は中間位置にあるときに、駆動ねじ９３５０に伝達される。しかしながら、閉鎖、又は駆動ねじ９３５０とエンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０との摩擦嵌合により、駆動ねじ９３５０の回転は、外側ハウジング９３５０に伝達される。より具体的には、駆動ねじ９３５０は、外側ハウジング９５３０に画定されたスロット９５３８内で密に受容されるフランジ９３５８を備え、したがって、エンドエフェクタ９５００がその回転駆動モードにあるときに、駆動ねじ９３５０及び外側ハウジング９５３０は、一緒に回転する。更に、枢動ピン９３８０によって外側ハウジング９５３０に回転可能に連結されたジョー９５１０及び９５２０を含むエンドエフェクタ９５００全体は、エンドエフェクタ９５００がその回転駆動モードにあり、かつ出力シャフト９７４０が回転すると、長手方向軸を中心に回転する。
上記に更に加えて、エンドエフェクタ９５００がその回転駆動モードにあるときに、出力シャフト９７４０が第１の方向に回転すると、エンドエフェクタ９５００は、シャフトアセンブリ９０００の遠位取り付け部分９４００に対して第１の方向に回転する。それに応じて、出力シャフト９７４０が第２の、又は反対方向に回転すると、エンドエフェクタ９５００が、遠位取り付け部分９４００対して第２の、又は反対方向に回転する。特に、かかる例では、駆動ねじ９３５０が外側ハウジング９５３０並びに／又はジョー９５１０及び９５２０に対して回転しないので、駆動ねじ９３５０の回転は、ジョー９５１０及び９５２０を開放及び／又は閉鎖しない。また、特に、エンドエフェクタ９５００がその回転駆動モードにあるときに、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０は、遠位取り付け部分９４００の外側ハウジング９４３０に対して回転する。これは、駆動シャフト９７４０がその第２の位置にあるときに、駆動ロック９３４０が回転ロック９３３０の近位端９３３２から離れて遠位に変位することに起因し、よって、その結果、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０は、遠位取り付け部分９４００の外側ハウジング９４３０に対して回転することができる。
図６８及び図６９を参照すると、出力駆動シャフト９７４０がその第３の、又は遠位位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００は、そのジョー駆動モードにある。かかる例では、出力シャフト９７４０に装着された関節運動駆動歯車９３２０は、固定歯車９２２０と係合されず、その結果、出力シャフト９７４０の回転は、遠位取り付け部分９４００及びエンドエフェクタ９５００を関節運動させない。しかしながら、上記に更に加えて、駆動シャフト９７４０の遠位端９７４４は、エンドエフェクタ９５００がその遠位位置にあるときに、駆動ねじ９３５０の駆動ソケット９３５４に完全に着座している。その結果、駆動ねじ９３５０は、出力シャフト９７４０と共に回転する。更に、駆動ねじ９３５０は、エンドエフェクタ９５００がそのジョー駆動モードにあるときに、外側ハウジング９５３０に対して回転する。これは、駆動シャフト９７４０がその第３の、又は遠位駆動位置に移動すると、駆動シャフト９７４０に連結された駆動ロック９３４０が遠位に駆動されて外側ハウジング９５３０と係合するからであり、その結果、外側ハウジング９５３０が駆動ねじ９３５０と共に回転するのを防止する。より具体的には、図６３を参照すると、駆動ロック９３４０は、外側ハウジング９５３０の近位端に画定されたロック開口９５３２の環状列に係合するように構成された、遠位ロック端部９３４２を備え、遠位ロック端部９３４２が開口９５３２と係合すると、外側ハウジング９５３０が駆動ロック９３４０によって適所に保持される。
上記に更に加えて、エンドエフェクタ９５００は、駆動ねじ９３５０とねじ込み可能に係合された駆動ナット９３６０と、加えて、駆動ナット９３６０に枢動可能に連結された－それぞれがジョー９５１０及び９５２０にも枢動可能に連結された－２つの駆動装置リンク９３７０を更に備える。駆動ナット９３６０は、駆動シャフト９３５０の螺刻端部９３５２とねじ込み可能に係合された、その中に画定された螺刻開口９３６２を備える。駆動ナット９３６０は、外側ハウジング９５３０に対して回転することが拘束され、その結果、駆動ねじ９３５０が回転する方向に応じて、駆動ねじ９３５０が回転すると、駆動ナット９３６０が近位又は遠位に並進する。駆動ねじ９３５０が、駆動シャフト９７４０によって第１の方向に回転すると、駆動ねじ９３５０が駆動ナット９３６０及び駆動装置リンク９３７０を遠位に押して、ジョー９５１０及び９５２０を開放する。駆動ねじ９３５０が、駆動シャフト９７４０によって第２の方向に回転すると、駆動ねじ９３５０が駆動ナット及び駆動装置リンク９３７０を近位に引き、ジョー９５１０及び９５２０を閉鎖する。しかしながら、異なるスレッドを使用して、これらの運動を反転させることができる。
以上のことを考慮すると、関節運動モード中に、エンドエフェクタ９５００は、その長手方向軸を中心に回転することができず、ジョー９５１０及び９５２０を開閉することができない。更に、エンドエフェクタ回転モード中に、エンドエフェクタ９５００は、関節運動ジョイント９３００を中心に関節運動することができず、ジョー９５１０及び９５２０は、開閉することができない。同様に、ジョー駆動モード中に、エンドエフェクタ９５００は、回転又は関節運動させることができない。
上記に更に加えて、シャフトアセンブリ９０００は、駆動シャフト９７４０を、第１の、若しくは関節運動駆動位置、その第２の、若しくは回転駆動位置、及び／又はその第３の、若しくはジョー駆動位置に保持するように構成された、ブレーキシステム９９００を備える。ブレーキシステム９９００は、ソレノイド９９１０と、ソレノイド９９１０の回転可能な出力シャフトに動作可能に接続されたブレーキアーム９９２０と、付勢部材と、を備える。ブレーキアーム９９２０は、ブレーキアーム９９２０が駆動シャフト９７４０と係合された第１の位置と、ブレーキアーム９９２０が駆動シャフト９７４０から係合解除された第２の位置との間で回転可能である。付勢部材は、ブレーキアーム９９２０をその第１の位置に付勢するが、この付勢は、ソレノイド９９１０が作動させたときに打ち勝たれる。ブレーキアーム９９２０がその第１の位置にあるときに、ブレーキアーム９９２０は、摩擦を通して、駆動シャフト９７４０の移動に対抗する。かかる例では、ブレーキアーム９９２０は、駆動シャフト９７４０が偶然に長手方向に押されて適所を外れる可能性を低減させることができる。ブレーキアーム９９２０がその第２の位置にあるときに、ブレーキアーム９９２０は、駆動シャフト９７４０の運動に対抗しない。様々な例では、上で論じたように、ソレノイド９９１０は、シャフトアセンブリ９０００がソレノイド９８１０によってその駆動構成にシフトされたときに、ブレーキアーム９９２０を持ち上げるように作動させることができる。少なくとも１つのかかる例では、ソレノイド９９１０は、シャフトアセンブリ９０００がその駆動構成にあり、かつ入力モータ９１２０が動作しているときに、ブレーキアーム９９２０を持ち上げるように作動させることができる。移動ソレノイド９８１０及びブレーキソレノイド９９１０は、例えば、シャフトアセンブリ９０００の制御システム及び／又はハンドル１０００の制御システムと通信し、また、制御システムによって選択的に作動させることができる。制御システムは、任意の好適な時間における駆動シャフト９７４０の移動を阻止するように、ソレノイド９９１０を作動させることができる。少なくとも１つの例では、制御システムは、例えば、シャフトアセンブリ９０００及び／又はハンドルがリンプモードにあるときを除いて、制動力を駆動シャフト９７４０に常時印加するように構成される。特定の代替の実施形態では、例えば、静摩擦部材を使用して、駆動シャフト９７４０の意図しない変位を阻止することができる。
シャフトアセンブリ９０００は、駆動シャフト９７４０の長手方向位置を検出するように構成されたセンサシステムを更に備える。少なくとも１つの例では、駆動シャフト９７４０は、センサシステムの１つ又は２つ以上のセンサによって検出可能である、例えば永久磁石、鉄、及び／又はニッケルなどの、磁気要素を備える。少なくとも１つの例では、センサシステムのセンサは、例えばホール効果センサを備える。センサシステムは、例えば、シャフトアセンブリ９０００及び／又はハンドル１０００の制御システムと通信し、また、駆動シャフト９７４０がその近位駆動位置にあるか、その中間駆動位置にあるか、その遠位駆動位置にあるか、又はそれらの間の中間にあるかを確認するように構成される。この情報によって、制御システムは、駆動シャフト９７４０の位置をリアルタイムで監視し、必要な場合に、駆動シャフト９７４０の長手方向位置を調整することができる。
シャフトアセンブリ９０００’を図７０～図７９に描写するが、これは、多くの点でシャフトアセンブリ９０００と類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において述べない。主に図７１を参照すると、シャフトアセンブリ９０００’は、細長いシャフト９２００’と、遠位取り付け部分９４００’と、遠位取り付け部分９４００’を細長いシャフト９２００’に回転可能に接続する関節運動ジョイント９３００’と、を備える。シャフトアセンブリ９０００’は、遠位取り付け部分９４００’の外側ハウジング９４３０内で回転可能に支持されたエンドエフェクタ９５００を更に備える。シャフトアセンブリ９０００’はまた、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ９５００を回転させ、関節運動ジョイント９３００’を中心にエンドエフェクタ９５００を関節運動させ、かつエンドエフェクタ９５００のジョー９５１０及び９５２０を開閉するように構成された、駆動システムも備える。
主に図７０を参照すると、駆動システムは、とりわけ、回転可能な入力シャフト９７１０と、第１の出力シャフト９７４０’と、第２の出力シャフト９８６０’と、を備える。駆動システムは、入力シャフト９７１０を、第１の駆動構成の第１の出力シャフト９７４０’及び第２の駆動構成の第２の出力シャフト９８６０’と選択的に連結するように構成された、シフターソレノイド９８１０’を更に備える。第１の駆動構成では、回転可能な入力シャフト９７１０は、主歯車９７２０を回転させ、次に、シフター歯車９８２０を回転させる。かかる例では、シフター歯車９８２０は、第１の駆動歯車９７３０を回転させ、次に、第１の出力シャフト９７４０’を回転させる。出力シャフト９７４０に類似して、第１の駆動歯車９７３０は、第１の出力シャフト９７４０’が第１の駆動歯車９７３０と共に回転するが、それに対して並進することができるように、第１の出力シャフト９７４０’のスプライン付き近位端９７４５と係合される。シャフトアセンブリ９０００’の駆動システムは、係合解除位置（図７４及び図７５）と、第１の駆動位置（図７６及び図７７）と、第２の駆動位置（図７８及び図７９）との間で第１の出力シャフト９７４０’を並進させるように構成された、第２のシフターソレノイド９９１０’を更に備える。第２のシフターソレノイド９９１０’は、第１の出力シャフト９７４０’に画定されたフランジ９７２０’と係合されたシフトアーム９９２０’を備え、シフトアームは、その係合解除位置と、第１の駆動位置と、第２の駆動位置との間で第１の出力シャフト９７４０’を押すように構成される。
上記に更に加えて、第２の駆動構成では、回転可能な入力シャフト９７１０は、主歯車９７２０を回転させ、次に、シフター歯車９８２０を回転させる。かかる例では、シフター歯車９８２０は、第２の駆動歯車９８３０を回転させ、次に、螺刻シャフト９８４０’を回転させる。駆動システムは、螺刻シャフト９８４０’とねじ込み可能に係合された駆動ナット９８５０’を更に備え、よって、入力シャフト９７１０によって螺刻シャフト９８４０’が第１の方向に回転したときに、駆動ナット９８５０’が近位に並進し、入力シャフト９７１０によって螺刻シャフト９８４０’が第２の、又は反対方向に回転したときに、駆動ナット９８５０’が遠位に並進する。第２の出力シャフト９８６０’は、第２の出力シャフト９８６０’が駆動ナット９８５０’と並進するように、駆動ナット９８５０’に固定的に装着されたバーを備える。したがって、回転可能な入力シャフト９７１０の回転は、第２の出力シャフト９８６０’を並進させる。並進可能な第２の出力シャフト９８６０’は、回転可能／並進可能な第１の出力シャフト９７４０’と並んで、細長いシャフト９２００’の外側ハウジング９２３０’を通って延在する。下でより詳細に説明するように、第１の出力シャフト９７４０’は、第１の端部エフェクタ機能及び第２の端部エフェクタ機能を駆動し、一方で、第２の出力シャフト９８６０’は、第３のエンドエフェクタ機能を駆動する。
上記に更に加えて、図７２～図７５を参照すると、駆動システムは、第２の出力シャフト９８６０’に枢動可能に連結された駆動装置リンク９８７０’を更に備える。駆動装置リンク９８７０’は、関節運動ジョイント９３００’全体にわたって延在し、遠位取り付け部分９４００’の外側ハウジング９４３０に枢動可能に連結される。入力シャフト９７１０が第１の方向に回転し、かつ駆動装置リンク９８７０’が駆動ナット９８５０’によって近位に引かれると、遠位取り付け部分９４００’及びエンドエフェクタ９５００が第１の関節運動方向に関節運動する。図７５を参照すると、入力シャフト９７１０が第２の方向に回転し、かつ駆動装置リンク９８７０’が駆動ナット９８５０’によって遠位に押されると、遠位取り付け部分９４００’及びエンドエフェクタ９５００が第２の、又は反対の関節運動方向に関節運動する。螺刻シャフト９８４０’と駆動ナット９８５０’との間の螺刻インターフェースは、関節運動駆動装置が、逆駆動されること、又は意図せずに関節運動されることを防止又は少なくとも阻止する。その結果、シフター歯車９８２０が第２の歯車９８３０との係合を解除して第１の歯車９７３０と係合するようにシフトされたときに、エンドエフェクタ９５００が適所に保持される。特に、第１の出力シャフト９７４０’は、エンドエフェクタ９５００の関節運動に関与しない。実際には、エンドエフェクタ９５００を関節運動させたときに第１の出力シャフト９７４０’の遠位端９７４４が駆動ねじ９７５０と係合されないように、第１の出力シャフト９７４０’は、その係合解除位置にある。
上記に更に加えて、第１の出力シャフト９７４０’は、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ９５００を選択的に回転させるために使用される。第１の出力シャフト９７４０’はまた、ジョー駆動装置を選択的に動作させて、エンドエフェクタ９５００を開閉するためにも使用される。第１の回転可能な出力シャフト９７４０’の第１の駆動位置は、長手方向軸を中心にシャフトアセンブリ９０００’のエンドエフェクタ９５００を回転させるために使用される。図７６及び図７７に例示されるように、第１の出力シャフト９７４０’の遠位端９７４４は、第１の出力シャフト９７４０’がその第１の駆動位置にあるときに、駆動ねじ９３５０に画定された駆動ソケット９３５４内に着座するが、完全には着座しない。しかしながら、特に、駆動ロック９３４０は、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０と係合されておらず、その結果、外側ハウジング９５３０は、駆動ねじ９３５０と共に回転する。かかる例では、上で説明したように、第１の出力シャフト９７４０’の回転は、駆動ねじ９３５０に伝達されて、エンドエフェクタ９５００全体を回転させる。第１の回転可能な出力シャフト９７４０’の第２の駆動位置は、ジョー９５１０及び９５２０を開閉するために使用される。図７８及び図７９に例示されるように、第１の出力シャフト９７４０’の遠位端９７４４は、第１の出力シャフト９７４０’がその第２の駆動位置にあるときに、駆動ねじ９３５０に画定された駆動ソケット９３５４内に完全に着座する。特に、駆動ロック９３４０は、エンドエフェクタ９５００の外側ハウジング９５３０と係合され、その結果、駆動ねじ９３５０が外側ハウジング９５３０に対して回転する。かかる例では、第１の出力シャフト９７４０’の回転は－第１の出力シャフト９７４０’が回転する方向に応じて－ジョー９５１０及び９５２０を開閉する。
読者は、シャフトアセンブリ９０００の出力シャフト９７４０の近位駆動位置、中間駆動位置、及び遠位駆動位置が、第１の出力シャフト９７４０’の近位駆動位置、中間駆動位置、及び遠位駆動位置に類似していることを認識するべきである。より具体的には、出力シャフト９７４０は、出力シャフト９７４０がその近位位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００を関節運動させるように動作可能であり、一方で、エンドエフェクタ９５００は、第１の出力シャフト９７４０’がその近位位置にあるときに、第２の出力シャフト９８６０’によって関節運動される。更に、出力シャフト９７４０は、出力シャフト９７４０がその中間位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００を回転させるように動作可能であり、同様に、第１の出力シャフト９７４０’は、第１の出力シャフト９７４０’がその中間位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００を回転させるように動作可能である。同様に、出力シャフト９７４０は、出力シャフト９７４０がその遠位位置にあるときに、エンドエフェクタ９５００を開閉するように動作可能であり、同様に、第１の出力シャフト９７４０’は、第１の出力シャフト９７４０’がその遠位位置にあるときにエンドエフェクタ９５００を開閉するように動作可能である。
シャフトアセンブリ９０００の出力シャフト９７４０及び／又はシャフトアセンブリ９０００の第１の出力シャフト９７４０は、単一片の材料で構成される。かかる配設は、出力シャフト９７４０及び９７４０が負荷を受けて故障する可能性を低減させる。しかしながら、出力シャフト９７４０及び／又は９７４０が２つ以上の構成要素で構成される代替の実施形態が想定される。図８０及び図８１を参照すると、駆動シャフト９７４０’’は、第１のシャフト構成要素９７４０ａ’’と、第２のシャフト構成要素９７４０ｂ’’と、を備える。第１のシャフト構成要素９７４０ａ’’は、その中に画定された駆動開口を備え、第２のシャフト構成要素９７４０ｂ’’は、駆動開口に位置決めされる。駆動開口は、第１のシャフト構成要素９７４０ａ’’と第２のシャフト構成要素９７４０ｂ’’との間でトルクを伝達し、更に、第１のシャフト構成要素９７４０ａ’’と第２のシャフト構成要素９７４０ｂ’’との間で相対並進を可能にするように構成された、構成を備える。かかる配設は、例えば、駆動シャフト９７４０’’が関節運動ジョイントを通って延在するときに、エンドエフェクタの関節運動に適合させるのに有用である。かかる例では、第１のシャフト構成要素９７４０ａ’’と第２のシャフト構成要素９７４０ｂ’’との間の相互接続は、エンドエフェクタを関節運動させたときに駆動シャフト９７４０’’が長さを拡張させることを可能にする、拡張ジョイントを備えることができる。
図５７を参照すると、駆動シャフト９７４０’’は、多くの点で駆動シャフト９７４０と類似しており、その大部分は、簡潔にするために、本明細書において述べない。駆動シャフト９７４０に類似して、駆動シャフト９７４０’’は、近位及び遠位に並進して、駆動モードの間でエンドエフェクタをシフトし、次いで、回転させて、選択された駆動モードでエンドエフェクタを駆動する。しかしながら、駆動シャフト９７４０’’は、駆動シャフト９７４０’’の並進及び回転を容易にする、近位駆動システムの拡張ジョイントを備える。駆動シャフト９７４０’’のこの拡張ジョイントは、駆動シャフト９７４０’’の近位のラック部分９８８０’’に画定された駆動開口９８８５’’と、加えて、駆動開口９８８５’’に摺動可能に位置決めされた近位スプライン付き部分９７４５’’と、を備える。上記に類似して、駆動開口９８８５’’は、近位スプライン付き部分９７４５’’と遠位ノッチ部分９７４０’’との間でトルクを伝達し、更にそれらの相対並進を可能にするように構成された、構成を備える。かかる配設では、近位スプライン付き部分９７４５は、シャフト９７４０の遠位の変位に適合させるために、歯車９７３０に対して移動させる必要はない。かかる配設は、例えば、歯車９７３０がシフター歯車９８２０との係合から解除され得る可能性を低減させる。
上記に更に加えて、上で説明したように、エンドエフェクタ９５００に係合してエンドエフェクタ９５００がその長手方向軸を中心に回転すること防止するように構成された、回転ロック９３３０はまた、エンドエフェクタ９５００をシャフトアセンブリ９０００及び／又はシャフトアセンブリ９０００’に解放可能に取り付けるようにも構成される。エンドエフェクタ９５００がシャフトアセンブリ９０００に組み立てられると、例えば、回転ロック９３３０は、エンドエフェクタハウジング９５３０の外周の周囲に画定された歯９５３４の環状列に係合して、エンドエフェクタ９５００を適所に解放可能に保持する。駆動シャフト９７４０がその第１の位置にあるときに、駆動ロック９３４０は、回転ロック９３３０が回転してエンドエフェクタ９５００を解放することを阻止する。シャフトアセンブリ９０００からエンドエフェクタ９５００を解放するために、駆動シャフト９７４０を遠位に前進させて、駆動ロック９３４０を遠位に移動させることができ、かつ回転ロック９３３０が回転することを可能にすることができ、それにより、エンドエフェクタ９５００をシャフトアセンブリ９０００から離れるように長手方向に引くことができる。少なくとも１つの例では、エンドエフェクタ９５００を解放するために、駆動シャフト９７４０をその第３の、又は遠位駆動位置に移動させなければならない。
外科用システム１２００００を図８２及び図８３に例示する。外科用システム１２００００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２００２０と、シャフトアセンブリ１２００２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２００２０は、遠位端１２００２２及びそこを通って延在する長手方向開口１２００２３を含む、細長いシャフト１２００２１を備える。シャフトアセンブリ１２００２０は、ハンドルの駆動システムによって長手方向に移動可能である、長手方向開口１２００２３に移動可能に位置決めされた駆動部材を更に備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタがシャフトアセンブリ１２００２０に取り付けられたときに細長いシャフト１２００２１のフレームに装着される、フレームを備える。エンドエフェクタは、エンドエフェクタがシャフトアセンブリ１２００２０に取り付けられたときにシャフトアセンブリ１２００２０の駆動部材に動作可能に接続される、駆動部材を更に備える。シャフト駆動部材の遠位端は、エンドエフェクタ駆動部材の近位端を受容するように構成されたクレードル又はコネクタを備える。クレードルは、エンドエフェクタ駆動部材がシャフト駆動部材に取り付けられた方向又は自由度を除いて、シャフト駆動部材とエンドエフェクタ駆動部材との間の相対移動を拘束するように構成される。少なくとも１つの例では、シャフト駆動部材は、長手方向軸を備え、エンドエフェクタ駆動部材は、長手方向軸に対して直角である方向に、クレードルの中へ装填される。
上記に更に加えて、図８２及び図８３を再度参照すると、シャフトアセンブリ１２００２０は、シャフト駆動部材とエンドエフェクタ駆動部材との間の装填方向の自由度を拘束するように構成されたロックを更に備える。少なくとも１つの例では、シャフトアセンブリ１２００２０は、エンドエフェクタ駆動部材をシャフト駆動部材から取り外すことができないようにその移動を拘束するように長手方向に摺動する、ロック１２００２４を備える。ロック１２００２４は、遠位に摺動して駆動部材を一緒にロックし、また、駆動部材を取り外すことができるように、近位に摺動して駆動部材をロック解除する。様々な例では、ハンドルは、作動させたときに外科用システム１２００００の制御システムにロック１２００２４をロック又はロック解除させることができる、制御部を備える。ロック１２００２４は、そのロック位置又はロック解除位置に付勢されないが、ロック１２００２４がそのロック位置に付勢される代替の実施形態が想定される。かかる実施形態では、シャフトアセンブリ１２００２０は、例えばロック１２００２４をそのロック位置に向かって遠位に押すように構成された、ばねなどの付勢部材を備える。しかしながら、付勢部材は、臨床医によって及び／又は例えばソレノイドなどのアクチュエータによって打ち勝つことができ、アクチュエータは、ロック１２００２４を近位に押して、シャフト駆動部材とエンドエフェクタ駆動部材との間の連結をロック解除する。いずれの場合も、シャフトアセンブリ１２００２０は、その遠位端に、すなわち、シャフトアセンブリ１２００２０とエンドエフェクタとの間の相互接続部に、ロック１２００２４をロック解除することができる解放機構を備えることができる。上記に加えて、又はその代わりに、ハンドルは、ロック１２００２４をロック解除することができる解放機構を備えることができる。
外科用システム１２０１００を図８４に例示する。外科用システム１２０１００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２０１２０と、シャフトアセンブリ１２０１２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタ１２０１３０と、を備える。シャフトアセンブリ１２０１２０は、遠位端１２０１２２を含む細長いシャフト１２０１２１を備える。シャフトアセンブリ１２０１２０は、第１の電気モータによって駆動される第１の回転可能な駆動シャフト１２０１４０と、第２の電気モータによって駆動される第２の回転可能な駆動シャフト１２０１５０と、第３の電気モータによって駆動される第３の回転可能な駆動シャフト１２０１６０と、を更に備える。第１、第２、及び第３の電気モータは、シャフトアセンブリ１２０１２０及び／又はハンドルに位置決めされる。エンドエフェクタ１２０１３０は、シャフトアセンブリ１２０１２０の細長いシャフト１２０１２１に取り付け可能な、細長いシャフト１２０１３１を備える。エンドエフェクタ１２０１３０は、エンドエフェクタ１２０１３０がシャフトアセンブリ１２０１２０に組み立てられたときに、第１の駆動シャフト１２０１３０に動作可能に連結可能な第１の駆動シャフト１２０１３０’と、第２の駆動シャフト１２０１４０に動作可能に連結可能な第２の駆動シャフト１２０１４０’と、第３の駆動シャフト１２０１６０に動作可能に連結可能な第３の駆動シャフト１２０１６０’と、を含む。
上記に更に加えて、シャフトアセンブリ１２０１２０及びエンドエフェクタ１２０１３０は、エンドエフェクタ１２０１３０がシャフトアセンブリ１２０１２０に組み立てられたときに、三組の駆動シャフトを適切に整列させる、協働特徴を備える。例えば、シャフトアセンブリ１２０１２０は、エンドエフェクタシャフト１２０１３１に画定された整列スロット１２０１３５内で受容されるように構成された位置合わせピン１２０１２５を備え、整列スロットは、エンドエフェクタ１２０１３０をシャフトアセンブリ１２０１２０に対して回転させたときに、エンドエフェクタ１２０１３０をシャフトアセンブリ１２０１２０にロックするように構成される。様々な例では、かかる接続部は、バヨネット接続部を備えることができる。これらの整列特徴に加えて、又はその代わりに、シャフトアセンブリ１２０１２０及びエンドエフェクタ１２０１３０は、シャフトアセンブリ１２０１２０に対してエンドエフェクタ１２０１３０を整列させる、磁気整列特徴を備えることができる。シャフトアセンブリ１２０１２０の遠位端１２０１２２は、第１の永久磁石群１２０１２３と、その中に埋設された第２の永久磁石群１２０１２４と、を備える。永久磁石１２０１２３は、遠位を向く正極を有し、第２の永久磁石１２０１２４は、遠位を向く負極を有する。同様に、エンドエフェクタシャフト１２０１３１の近位端１２０１３２は、第１の永久磁石群１２０１３３と、その中で埋設された第２の永久磁石群１２０１３４と、を備える。第１の永久磁石１２０１３３は、近位を向く正極を有し、第２の永久磁石１２０１３４は、近位を向く負極を有する。エンドエフェクタ１２０１３０の近位端１２０１３２をシャフトアセンブリ１２０１２０の遠位端１２０１２２に接近させたときに、磁石は、エンドエフェクタ１２０１３０が整列していない様態でシャフトアセンブリ１２０１２０に取り付けられることを防止する。
様々な例では、上記に更に加えて、第１のハンドルは、第１の駆動シャフト１２０１４０、第２の駆動シャフト１２０１５０、及び第３の駆動シャフト１２０１６０を駆動するために、３つの電気モータを備える。少なくとも１つの例では、シャフトアセンブリ１２０１２０の第１の駆動シャフト１２０１４０は、エンドエフェクタ１２０１３０の遠位端を関節運動ジョイントを中心に関節運動させ、シャフトアセンブリ１２０１２０の第２の駆動シャフト１２０１５０は、エンドエフェクタ１２０１３０のジョーを開閉し、第３の駆動シャフト１２０１６０は、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ１２０１３０の遠位端を回転させる。しかしながら、他のハンドルは、３つよりも少ない電気モータを備えることができ、第１の駆動シャフト１２０１４０、第２の駆動シャフト１２０１５０、及び第３の駆動シャフト１２０１６０の全てを駆動しない。少なくとも１つのかかる例では、第２のハンドルは、シャフトアセンブリ駆動シャフトのうちの２つを駆動する、２つの電気モータを備える。第２のハンドルは、シャフトアセンブリ１２０１２０の第１の駆動シャフト１２０１４０及び第２の駆動シャフト１２０１５０が第２のハンドルの電気モータに動作可能に連結された様態でシャフトアセンブリ１２０１２０が第２のハンドルに取り付けられるように構成される。かかる例では、第３の駆動シャフト１２０１６０は、電気モータに動作可能に連結されない。その結果、エンドエフェクタ１２０１３０の遠位端の回転は、臨床医が手動で、長手方向軸を中心に外科用システム全体１２０１００を回転させることによって行わなければならない。少なくとも１つの例では、第１のハンドルは、ピストルグリップ構成を備え、第２のハンドルは、鋏グリップ構成を備える。第３のハンドルは、１つのシャフトアセンブリ駆動装置のみを駆動するための、１つの電気モータのみを備えることができる。少なくとも１つのかかる例において、第３のハンドルはペンシルグリップ構成を備え、シャフトアセンブリ１２０１２０は、第１の駆動シャフト１２０１４０、関節運動駆動シャフトが駆動モータのみに動作可能に連結された様態で、第３のハンドルに取り付けられる。他の配設が可能である。
外科用システム１２０２００を図８５に例示する。外科用システム１２０２００は、ハンドル１２０２１０と、ハンドル１２０２１０に取り付けられたシャフトアセンブリ１２０２２０と、を備える。シャフトアセンブリ１２０２２０は、フレーム１２０２２１と、４つの回転可能な駆動シャフト－第１の駆動シャフト１２０２４０、第２の駆動シャフト１２０２５０、第３の駆動シャフト１２０２６０、及び第４の駆動シャフト１２０２７０－と、を備える。４つの駆動シャフトは、外科用システム１２０２００の異なる機能を行うために、互いに独立して回転可能である。ハンドル１２０２１０は、回転可能な出力を備える電気モータ１２０２１２と、歯車トレーン１２０２１４によって動作可能に接続された回転可能な駆動シャフト１２０２１５と、を備える。回転可能な駆動シャフト１２０２１５は、４つの駆動シャフトのうちの１つを一度に選択的に駆動するために、シャフトアセンブリ１２０２２０の４つの駆動シャフトと選択的に係合可能である。ハンドル１２０２１０は、駆動シャフト１２０２１５が４つの駆動シャフト１２０２４０、１２０２５０、１２０２６０、及び１２０２７０のうちの１つと動作可能に係合される４つの異なる別々の駆動位置のうちの１つに駆動シャフト１２０２１５を配置するように構成された、回転可能なシフター１２０２１６を更に備える。回転可能なシフター１２０２１６は、駆動シャフト１２０２１５がそれを通って延在する、その中に画定された貫通孔１２０２１７を備える。貫通孔１２０２１７は、シフター１２０２１６が回転したときに４つの駆動位置の間で駆動シャフト１２０２１５を押すように構成された側壁を備える。シフター１２０２１６は、そこから延在するレバー又は突起１２０２１８を備え、臨床医は、これを使用して、シフター１２０２１６を回転させることができる。しかしながら、ハンドル１２０２１０は、その４つの駆動位置の間でシフター１２０２１６をシフトするための電気モータ及びアクチュエータを備えることができる。
上記に更に加えて、ハンドル１２０２１０のシフトシステムは、駆動シャフト１２０２１５をその４つの駆動位置の解放可能に保持するように構成された、フレーム又はシフトブロック１２０２１１を備える。シフトブロック１２０２１１は、駆動シャフト１２０２１５の４つの駆動位置に対応する、その中に画定された４つの駆動装置スロット１２０２１３を備える。各駆動装置スロット１２０２１３の側壁は、駆動シャフト１２０２１５がシフター１２０２１６によって異なる位置に移動されるまで、駆動シャフト１２０２１５の横方向運動及び／又は撓みを防止するように、又は少なくとも阻止するように構成される。様々な例では、２つの隣接する駆動スロット１２０２１３の側壁は、それらの間にピーク１２０２１９を形成し、これは、駆動シャフト１２０２１５が意図せずに駆動スロット１２０２１３から飛び出ることを防止するか、又は少なくとも阻止する。駆動シャフト１２０２１５の４つの駆動位置を明確に画定する４つのピーク１２０２１９の結果、シフトブロック１２０２１１は、四重安定順応性システムを備える。各ピーク１２０２１９の頂点は、駆動シャフト１２０２１５が４つの安定駆動位置又は駆動スロット１２０２１３のうちの中間の１つにはまり込まないように、丸みがある。読者は、駆動シャフト１２０２１５が駆動スロット１２０２１３の間を移動するときに内向きに曲がり得ること、及び駆動シャフト１２０２１５の弾性的な内向きの曲げが、駆動シャフト１２０２１５を最も近い駆動スロット１２０２１３に反動的に着座させるエネルギーを駆動シャフト１２０２１５に蓄えることを認識するべきである。
外科用システム１２０３００を図８６～図８６Ｃに表す。外科用システム１２０３００は、多くの点で外科用システム１２０２００に類似している。主に図８６Ａを参照すると、外科用システム１２０３００のシフトブロック１２０３１１は、駆動スロット１２０３１３の中間に位置決めされたピーク１２０３１９を備える。シフトブロック１２０２１１のピーク１２０２１９は、中実材料で構成され、一方で、シフトブロック１２０３１１のピーク１２０３１９の各々は、板ばねで構成される。上記に類似して、ピーク１２０３１９の板ばねは、駆動装置スロット１２０３１３からの駆動シャフトの意図しない移動を防止するか、又は少なくとも阻止する。主に図８６Ｂを参照すると、板ばねは、駆動シャフトが駆動位置又は駆動スロット１２０３１３の間をシフトされるときに撓み、次いで、駆動シャフトがそこを通過すると、撓み解放構成に弾性的に戻るように構成される。板ばねが弾性的に撓み解放されて、駆動シャフトを駆動スロット１２０３１３のうちの１つに押し込むので、板ばねのこの弾性はまた、駆動シャフトが中間位置又は不安定な位置にはまり込むことを防止又は阻止する。シフトブロック１２０２１１及び１２０３１１の４つの安定位置は、９０度又は約９０度離れている。しかしながら、３つの駆動シャフトを有するシャフトアセンブリは、３つの駆動位置を有し、対応するシフトブロックは、１２０度又は約１２０度離れて離間された３つの駆動スロットを備える。いずれの場合でも、シャフトアセンブリは、任意の好適な数の駆動シャフトを備えることができ、対応するシフトブロックは、対応する数の均一に離間された駆動スロットを備えることができる。
外科用システム１２０５００を図８８Ａ及び図８８Ｂに表す。外科用システム１２０５００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフト１２０５２０と、シャフト１２０５２０から延在するエンドエフェクタと、を備える。ハンドルは、シフト可能な変速装置１２０５９０を介して、第１の駆動シャフト１２０５４０、第２の駆動シャフト１２０５５０、及び第３の駆動シャフト１２０５６０を選択的に駆動するように構成された単一の回転可能な駆動シャフト１２０５１０を備える。駆動シャフト１２０５１０は、その遠位端に装着されたピニオン歯車１２０５１５を備え、遠位端は、駆動シャフト１２０５１０の回転が変速装置シャフト１２０５９５に伝達されるように、変速装置シャフト１２０５９５と動作可能に係合される。変速装置シャフト１２０５９５は、３つの駆動位置－変速装置シャフト１２０５９５が第１の駆動シャフト１２０５４０と動作可能に係合される第１の駆動位置（図８８Ａ）と、変速装置シャフト１２０５９５が第２の駆動シャフト１２０５５０と動作可能に係合される第２の駆動位置（図８８Ｂ）と、変速装置シャフト１２０５９５が第３の駆動シャフト１２０５６０と動作可能に係合される第３の駆動位置と－の間でシフト可能である。変速装置１２０５９０は、回転可能なシフター１２０５８０によってその第１、第２、及び第３の駆動位置の間で回転する。シフター１２０５８０は、固定的に装着されたシフトアーム１２０５８５を備え、これは、その中に画定された軸受開口を備え－その側壁は、変速装置シャフト１２０５９５が３つの駆動シャフト１２０５４０、１２０５５０、及び１２０５６０のうちの１つと動作可能に係合されたときに、変速装置シャフト１２０５９５を回転可能に支持する。３つの駆動装置の位置は、変速装置シャフト１２０５９５が第１の駆動シャフト１２０５４０と係合される中間又は上死点位置（図８８Ａ）と、変速装置シャフト１２０５９５が第２の駆動シャフト１２０５５０と係合される、上死点位置の一方の側に対して約１２０度の横方向位置（図８８Ｂ）と、変速装置シャフト１２０５９５が第３の駆動シャフト１２０５６０と係合される、上死点位置の他方の側に対して約１２０度の別の横方向位置と、を備える。
外科用システム１２０４００を図８７Ａ～図８７Ｄに表す。外科用システム１２０４００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフト１２０４２０と、関節運動ジョイントを中心にシャフト１２０４２０に接続されたエンドエフェクタ１２０４３０と、を備える。ハンドルは、入力シャフト１２０４１０が関節運動駆動シャフト１２０４４０と動作可能に係合される遠位位置（図８７Ｃ及び図８７Ｄ）と、入力シャフト１２０４１０がジョー駆動シャフト１２０４５０と動作可能に係合される近位位置（図８７Ａ及び図８７Ｂ）との間で長手方向にシフト可能な、回転可能な入力シャフト１２０４１０を備える。入力シャフト１２０４１０は、その遠位に画定されたピニオン歯車１２０４１５を備え、これは、入力シャフト１２０１４０がその遠位位置にあるときに、関節運動駆動シャフト１２０４４０に画定されたピニオン歯車１２０４４５と動作可能に噛合し、入力シャフト１２０１４０がその近位位置にあるときに、ジョー駆動シャフト１２０４５０に画定されたピニオン歯車１２０４５５と動作可能に噛合する。関節運動駆動シャフト１２０４４０は、それに固定的に装着された傘歯車を備え、これは、エンドエフェクタ１２０４３０のフレーム１２０４３１に固定的に装着された傘歯車と動作可能に噛合し、よって、入力シャフト１２０４１０が関節運動駆動シャフト１２０４４０と動作可能に係合され、かつ関節運動駆動シャフト１２０４４０が第１の方向に回転すると、エンドエフェクタ１２０４３０が第１の方向に関節運動する。同様に、関節運動駆動シャフト１２０４４０は、第２の、又は反対方向に回転して、エンドエフェクタ１２０４３０を第２の、又は反対方向に関節運動させる。
ジョー駆動置シャフト１２０４５０は、駆動ナット１２０４３５とねじ込み可能に係合される螺刻遠位端を備え、これは、ジョー駆動シャフト１２０４５０が第１の方向に回転すると遠位に並進し、また、ジョー駆動シャフト１２０４５０が第２の、又は反対方向に回転すると近位に並進する。エンドエフェクタ１２０４３０は、互いに枢動可能に連結され、かつ駆動ナット１２０４３５に枢動可能に連結された第１のジョー１２０４３２及び第２のジョー１２０４３４を更に備え、よって、ジョー１２０４３２及び１２０４３４は、駆動ナット１２０４３５が遠位に押されると開放され、駆動ナット１２０４３５が近位に引かれると閉鎖される。特に、駆動シャフト１２０４５０全体は、図８７Ｄではなく、図８７Ａ～図８７Ｃに表す。駆動シャフト１２０４５０は、図８７Ｄでは、関節運動ジョイントをより良好に示すために切り詰めているが、読者は、駆動シャフト１２０４５０が曲がって関節運動に適合することを理解するべきである。例えば関節運動に適合するように、駆動シャフト１２０４５０が少なくとも１つのユニバーサルジョイントを備える他の実施形態が想定される。
上で説明したように、図８７Ａ～図８７Ｄを再度参照すると、入力シャフト１２０４１０は、関節運動駆動システム及びジョー駆動システムを選択的に係合するように並進可能であり、次いで、入力シャフトが係合されたシステムを駆動するように回転可能である。しかしながら、入力シャフト１２０４１０が近位駆動位置と遠位駆動位置との中間の位置にある場合、入力シャフト１２０４１０は、関節運動駆動システム又はジョー駆動システムを駆動すること、又は少なくとも適切に駆動することができない場合がある。この目的のために、外科用システム１２０４００は、入力シャフト１２０４１０が関節運動駆動システムと動作可能に係合されるその遠位位置に入力シャフト１２０４１０を押し込むように構成された、付勢部材を備える。電動アクチュエータは、入力シャフト１２０４１０をその近位位置に移動させるために、この付勢力に打ち勝たなければならない。代替的に、付勢部材は、入力シャフト１２０４１０がジョー駆動システムと動作可能に係合されるその近位位置に入力シャフト１２０４１０を押し込むように構成される。
上記に更に加えて、シャフト１２０４２０のフレームは、ジョー１２０４３０が長手方向シャフト軸を中心に回転することを可能にする、回転可能部分１２０４３１を備える（図８７Ａ及び図８７Ｃ）。様々な例では、外科用システムは、長手方向軸を中心にジョー１２０４３０を回転させるように構成された駆動システムを備える。
様々な例では、入力シャフトは、外科用システムの２つ以上の機能を駆動するために、２つ以上の位置の間でシフト可能である。外科用システム１２０６００を図８９に表し、これは、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２０６２０と、シャフトアセンブリ１２０６２０から延在するエンドエフェクタ１２０６３０と、を備える。エンドエフェクタ１２０６３０は、長手方向軸を中心にエンドエフェクタ１２０６３０を回転させることを可能にするように構成された回転ジョイント１２０６９０を中心にシャフトアセンブリ１２０６２０に回転可能に連結される。外科用システム１２０６００は、エンドエフェクタ１２０６３０のジョーを開閉するように構成されたジョー駆動シャフト１２０６５０と、更には、長手方向シャフト軸を中心にエンドエフェクタ１２０６３０を回転させるように構成された回転駆動シャフト１２０６６０と、を更に備える。回転駆動シャフト１２０６６０は、その遠位端に装着されたピニオン歯車１２０６６１を備え、遠位端は、エンドエフェクタハウジング１２０６３１の内部に画定された環状の歯車の歯と動作可能に噛合され、よって、回転駆動シャフト１２０６６０の回転がエンドエフェクタ１２０６３０に伝達される。上記に類似して、ハンドルは、入力シャフトがジョー駆動シャフト１２０６５０に動作可能に連結された第１の位置と、入力シャフトが回転駆動シャフト１２０６６０に動作可能に連結された第２の位置との間でシフト可能である、入力シャフトを備える。また、上記に類似して、入力シャフトは、付勢部材によって第１の位置又は第２の位置に付勢することができる。少なくとも１つの実施形態では、入力駆動部材は、関節運動駆動システムの関節運動駆動シャフトを係合するために、第３の位置にシフト可能である。
外科用システム１２０７００を図９０～図９３に表す。外科用システム１２０７００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２０７２０と、シャフトアセンブリ１２０７２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。上記に類似して、エンドエフェクタは、開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である第１及び第２のジョーを備える。外科用システム１２０７００は、エンドエフェクタをシャフトアセンブリ１２０７２０に対して回転させることができる関節運動ジョイント１２０７８０を更に備える。更に、外科用システム１２０７００は、エンドエフェクタが長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトアセンブリ１２０７２０に対して回転することを可能にする、回転ジョイント１２０７９０を更に備える。下でより詳細に説明するように、外科用システム１２０７００は、長手方向シャフト軸を中心にシャフトアセンブリ１２０７２０を回転させ、かつエンドエフェクタを関節運動させるための第１の駆動システム１２０７４０と、更には、長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトアセンブリ１２０７２０に対してエンドエフェクタを回転させ、かつそれらの開放位置と閉鎖位置との間でジョーを駆動するための第２の駆動システム１２０７５０と、を備える。
外科用システム１２０７００の第１の駆動システム１２０７４０は、電動アクチュエータ１２０７４２と、入力シャフト１２０７４４と、を備える。電動アクチュエータ１２０７４２は、入力シャフト１２０７４４を回転させ、かつ並進させるように構成される。入力シャフト１２０７４４は、平歯車１２０７４５が回転し、入力シャフト１２０７４４と共に並進するように、その遠位端に固定的に装着された平歯車１２０７４５を備える。平歯車１２０７４５は、入力シャフト１２０７４４の回転がシャフトハウジング１２０７４８に伝達されるようにシャフトハウジング１２０７４８にキー留めされた、関節運動アクチュエータ１２０７４１に固定的に装着された平歯車１２０７４７と動作可能に噛合する（図９１）。シャフトハウジング１２０７４８は、電動アクチュエータ１２０７４２が入力シャフト１２０７４４を回転させたときに入力シャフト１２０７４４がシャフトアセンブリ１２０７２０を回転させるように、シャフトアセンブリ１２０７２０のフレームに十分に連結される。特に、関節運動アクチュエータ１２０７４１は、平歯車１２０７４７に対して近位に位置決めされた近位フランジ１２０７４６と、平歯車１２０７４７に対して遠位に位置決めされた遠位フランジ１２０７４９と、を備える。近位フランジ１２０７４６及び遠位フランジ１２０７４９は、平歯車１２０７４５及び１２０７４７が並進して、互いから動作可能に噛合解除することを防止するように構成される。更に、下でより詳細に論じるように、近位フランジ１２０７４６及び遠位フランジ１２０７４９は、平歯車１２０７４５によって近位及び遠位に駆動されるように構成される。
上記に更に加えて、電動アクチュエータ１２０７４２は、駆動シャフト１２０７４４を近位及び遠位に並進させて、エンドエフェクタを関節運動ジョイント１２０７８０を中心に関節運動させるように構成される。駆動シャフト１２０７４４が電動アクチュエータ１２０７４２によって遠位に押されると、平歯車１２０７４５が、関節運動アクチュエータ１２０７４１から延在する遠位フランジ１２０７４９を遠位に押す。それに応じて、駆動シャフト１２０７４４が電動アクチュエータ１２０７４２によって近位に引かれると、平歯車１２０７４５が関節運動アクチュエータ１２０７４１から延在する近位フランジ１２０７４６を近位に引く。関節運動アクチュエータ１２０７４１は、シャフトアセンブリ１２０７２０の遠位端１２０７２２に連結され、よって、関節運動アクチュエータ１２０７４１の遠位並進が、遠位シャフト端部１２０７２２及びそこに装着されたエンドエフェクタを第１の方向に関節運動させ、かつ関節運動アクチュエータ１２０７４１の近位並進が、遠位シャフト端部１２０７２２及びエンドエフェクタを第２の、又は反対方向に関節運動させる。
外科用システム１２０７００の第２の駆動システム１２０７５０は、電動アクチュエータ１２０７５２と、駆動シャフト１２０７５４と、を備える。電動アクチュエータ１２０７５２は、回転して、駆動シャフト１２０７５４を並進させるように構成される。主に図９２を参照すると、可撓性駆動シャフト１２０７５６は、可撓性駆動シャフト１２０７５６が回転して、駆動シャフト１２０７５４と共に並進するように、駆動シャフト１２０７５４に装着される。可撓性駆動シャフト１２０７５６は、例えばレーザ切断鋼管で構成されるが、任意の好適な構成を備えることができる。可撓性駆動シャフト１２０７５６は、関節運動ジョイント１２０７８０及び遠位シャフト端部１２０７２２の少なくとも一部を通って延在し、かつ遠位シャフト端部１２０７２２の関節運動に適合するように構成される。可撓性駆動シャフト１２０７５６は、可撓性駆動シャフト１２０７５６を電動アクチュエータ１２０７５２によって回転させたときに、可撓性駆動シャフト１２０７５６が回転ジョイント１２０７９０を中心にエンドエフェクタを回転させるように、エンドエフェクタに連結される。更に、可撓性駆動シャフト１２０７５６は、可撓性駆動シャフト１２０７５６の長手方向並進がエンドエフェクタのジョーを開閉するように、エンドエフェクタのジョー駆動装置に連結される。
上で論じたように、外科用システム１２０７００は、４つの独立した運動－エンドエフェクタの回転、シャフトの回転、エンドエフェクタの関節運動、及びエンドエフェクタの作動－を駆動するように構成される。これらの機能は、同時に及び／又は異なる時間に行うことができる。少なくとも１つの例では、エンドエフェクタ及びシャフトの回転が同期するように、それらを同時に回転させることが有益である。そうでない場合、臨床医は、最初に自分が望んだことがエンドエフェクタを再配向することであるときに、エンドエフェクタがシャフトと共に回転していないことを発見して驚く場合がある。しかしながら、エンドエフェクタは、シャフトと独立して回転させることができる。
図９３は、信号導体及び／又は電力導体がそこを通って延在するように構成された、シャフトアセンブリ１２０７２０を通って延在する長手方向通路を表す。
上記に更に加えて、エンドエフェクタの回転、エンドエフェクタの作動、シャフトの回転、及びエンドエフェクタの関節運動は、任意の好適な順序で連続的に生じさせることができる。しかしながら、図１０４～図１０８を参照すると、これらの機能のうちの２つ以上を同時に生じさせることができる。外科用システム１２４１００を図１０５に表す。外科用システム１２４１００は、シャフトアセンブリ１２４１２０と、関節運動ジョイント１２４１８０を中心にシャフトアセンブリ１２４１２０に回転可能に接続されたエンドエフェクタ１２４１３０と、を備える。更に、エンドエフェクタ１２４１３０は、回転ジョイント１２４１９０を中心にシャフトアセンブリ１２４１２０に対して回転可能である。図１０５及び図１０６を参照すると、例えば、外科用システム１２４１００が、十分な数の駆動システムを有するハンドルに取り付けられた場合、エンドエフェクタ１２４１３０は、同時に回転及び関節運動させることができる。かかる配設は、エンドエフェクタ１２４１３０の円滑な運動を提供することができる。図１０７及び図１０８を参照すると、外科用システム１２４１００が、十分な数の駆動システムを有するハンドルに取り付けられていない場合、エンドエフェクタ１２４１３０は、シフト可能な駆動装置を使用して連続的に回転及び関節運動させなければならない。
外科用システム１２１０００を図９４～図９５Ｂに例示する。外科用システム１２１０００は、ハンドル１２１０１０と、ハンドル１２１０１０に解放可能に取り付け可能なシャフトアセンブリ１２１０２０と、を備える。シャフトアセンブリ１２１０２０は、３つの駆動システムを備え、ハンドル１２１０１０は、３つの駆動出力を備えるが、２つのみのモータで３つの駆動出力を駆動する。ハンドル１２１０１０のモータのうちの１つは、シャフトアセンブリ１２１０２０の駆動装置のうちの１つの駆動専用とすることができる。ハンドル１２１０１０の他のモータ、すなわち、モータ１２１０１１は、シャフトアセンブリ１２１０２０の他の２つの駆動装置を選択的に駆動するように構成される。モータ１２１０１１は、回転可能な出力シャフト１２１０１２と、出力シャフト１２１０１２に固定的に装着された細長い平歯車１２１０１３と、を備える。出力シャフト１２１０１２は、変速装置１２１０９０によって第１の駆動シャフト１２１０４０及び第２の駆動シャフト１２１０５０と選択的に連結可能である。変速装置１２０１９０は、細長い歯車１２１０１３と摺動可能に係合された伝達歯車１２１０１５を備える。伝達歯車１２１０１５は、伝達歯車１２１０１５が細長い平歯車１２１０１３及び第１の駆動シャフト１２１０４０に固定的に装着された第１の平歯車１２１０４５と動作可能に噛合する第１の位置と、伝達歯車１２１０１５が細長い平歯車１２１０１３及び第２の駆動シャフト１２１０５０に固定的に装着された第２の平歯車１２１０５５と動作可能に噛合する第２の位置との間で摺動可能である。変速装置１２１０９０は、その第１及び第２の位置の間で伝達歯車１２１０１５を移動させるように構成されたシフト機構１２１０１４を更に備える。かかる配設は、ハンドル１２１０１０を使用して、シャフトアセンブリ１２１０２０の３つ全ての駆動システムを駆動することを可能にするが、伝達歯車１２１０１５が平歯車１２１０４５及び１２１０５５を同時に駆動することができないように平歯車１２１０４５及び１２１０５５が分離されているので、第１の駆動シャフト１２１０４０及び第２の駆動シャフト１２１０５０によって駆動される駆動システムを同時に駆動することができない。
外科用システム１２２０００を図９６及び図９７に例示する。外科用システム１２２０００は、ハンドル１２２０１０と、ハンドル１２２０１０’と、ハンドル１２２０１０（図９６）及びハンドル１２２０１０’（図９７）に選択的に取り付け可能なシャフトアセンブリ１２２０２０と、を備える。図９６を参照すると、ハンドル１２２０１０は、シャフトアセンブリ１２２０２０の２つの駆動システムと動作可能に連結可能である、２つの回転可能な駆動出力を備える。ハンドル１２２０１０は、シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０に取り付けられたときに、第１の回転可能な駆動シャフト１２２０４０と動作可能に係合される第１の駆動出力と、第２の回転可能な駆動シャフト１２２０５０と動作可能に係合される第２の駆動出力と、を備える。第１の駆動シャフト１２２０４０は、長手方向スプライン付き部分１２２０４７と、スプライン付き部分１２２０４７に摺動可能に支持される平歯車１２２０９７と、を備え、よって、第１の駆動シャフト１２２０４０の回転が平歯車１２２０９７へ伝達され、また、下で更に詳細に説明するように、シャフトアセンブリ１２２０２０が代わりにハンドル１２２０１０’に取り付けられたときに、平歯車１２２０９７は、別の、又は第２の位置に摺動可能である。しかしながら、シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０に取り付けられている間、平歯車１２２０９７は、図９６に例示されるその第１の位置にあり、かつ回転可能な駆動シャフト１２２０６０に固定的に装着された平歯車１２２０６７と動作可能に噛合される。かかる例では、その結果、第１の駆動シャフト１２２０４０の回転が、外科用システム１２２０００の機能を駆動することができる駆動シャフト１２２０６０に伝達される。また、かかる例では、第２の駆動シャフト１２２０５０も、第１の駆動シャフト１２２０４０とは独立して外科用システム１２２０００の第２の機能を駆動するように回転可能である。
特に、上記に更に加えて、シャフトアセンブリ１２２０２０は、シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０に取り付けられているか、ハンドル１２２０１０’に取り付けられているかを検出するように構成された、ハンドル検出システム１２２０９０を更に備える。ハンドル検出システム１２２０９０は、シャフトアセンブリ１２２０２０の近位端から近位に延在するスイッチ素子１２２０９５を備える。シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０に取り付けられると（図９６）、スイッチ素子１２２０９５がハンドル１２２０１０のハウジングに画定された隙間開口１２２０１５の中へ延在する。スイッチ素子１２２０９５は、例えばばねなどの付勢要素によって近位に付勢され、よって、スイッチ素子１２２０９５が遠位に駆動されない限り－これは、隙間開口１２２０１５のため、シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０に取り付けられたときには起こらない－スイッチ素子１２２０９５がシャフトアセンブリ１２２０２０のスイッチ接点１２２０９４と接触又は閉鎖しない。しかしながら、シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０’に取り付けられると（図９７）、スイッチ素子１２２０９５がハンドル１２２０１０’のハウジングと接触して、スイッチ接点１２２０９４と係合するように遠位に駆動される。スイッチ素子１２２０９５の閉鎖は、ハンドル検出システム１２２０９０のソレノイド１２２０９２を作動させ、これは、リンクアーム１２２０９３及びシャトル１２２０９６を介して、伝達歯車１２２０９７をその第１の位置（図９６）からその第２の位置（図９７）に駆動する。図９７に例示されるように、伝達歯車１２２０９７がその第２の位置にあるときに、伝達歯車１２２０９７は、駆動シャフト１２２０６０の平歯車１２２０６７ともはや動作可能に噛合されなくなり、代わりに、第２の駆動シャフト１２２０５０に固定的に装着された平歯車１２２０５７と動作可能に噛合される。かかる例では、第１の駆動シャフト１２２０４０の回転は、駆動シャフト１２２０６０の代わりに第２の駆動シャフト１２２０５０に伝達される。かかる配設は、第２の駆動シャフト１２２０５０を、シャフトアセンブリ１２２０２０が、第２の独立して駆動可能な出力を有するハンドル１２２０１０に取り付けられているか、第２の独立して駆動可能な出力を有しないハンドル１２２０１０’取り付けられているかにかかわらず、モータ駆動の駆動装置によって常時駆動することを可能にすることができる。シャフトアセンブリ１２２０２０がハンドル１２２０１０’から取り外されると、付勢部材が再度スイッチ素子１２２０９５を遠位に押して、スイッチ接点１２２０９４を開放する。その結果、ソレノイド１２２０９２、又はソレノイド１２２０９２の戻しばねが伝達歯車１２２０９７をその第１の位置に戻す。様々な実施形態では、シャフトアセンブリ１２２０２０は、ソレノイド１２２０９２を動作させるよう構成された、例えば電池などの電源を備える。
図９８～図１０３は、外科用システム１２３０００を例示する。外科用システム１２３０００は、ハンドル１２３０１０と、ハンドル１２３０１０から延在するシャフトアセンブリ１２３０２０と、を備える。ハンドル１２３０１０は、第１の駆動出力と、第２の駆動出力と、第３の駆動出力と、を備える。第１の駆動出力は、手動で駆動され、これは、外科用システム１２３０００の第１の機能を駆動するために臨床医が手動で動力を供給することを意味する。少なくとも１つの例では、第１の駆動出力は、長手方向軸を中心にシャフトアセンブリ１２３０２０を回転させる。第２の駆動出力は、電気モータによって駆動され、第３の駆動出力は、別の電気モータによって駆動される。第２の駆動出力は、外科用システム１２３０００の第２の機能を駆動し、第３の駆動出力は、外科用システム１２３０００の第３の機能を駆動する。様々な例では、第１の駆動出力の動作は、外科用システム１２３０００の第２の機能及び／又は第３の機能に影響を及ぼし得る。この目的のために、ハンドル１２３０１０は、手動で駆動される第１の駆動システムを監視し、第１の駆動システムの移動に基づいて第２及び／又は第３の駆動システムの状態を自動的に調整するように構成されたシステムを備える。少なくとも１つの例では、ハンドル１２３０１０は、例えば、第１の駆動システムの回転部材の回転を監視するように構成されたエンコーダを備える。エンコーダは、外科用システム１２３０００の制御システムと信号通信し、また、第２及び第３の駆動システムの電気モータとも信号通信する。様々な例では、制御システムは、例えば制御システムがエンコーダを介して第１の駆動システムの運動を検出したときに、第２及び／又は第３の駆動システムの電気モータを動作させることができる。少なくとも１つの例では、第２の駆動システムは、長手方向軸を中心にシャフトアセンブリ１２３０２０のエンドエフェクタ又は遠位ヘッドを回転させ、シャフトアセンブリ１２３０２０を手動で回転させると、制御システムは、第２の駆動システムの電気モータを動作させて、シャフトアセンブリ１２３０２０を回転させたときの遠位ヘッドとシャフトアセンブリ１２３０２０との整列を維持又は少なくとも実質的に維持することができる。
図９８、図９９、及び図１０１を参照すると、ハンドル１２３０１０は、第１の電気駆動モータ１２３１１０を含む第１の駆動システムと、第２の電気駆動モータ１２３２１０を含む第２の駆動システムと、第３の電気駆動モータ１２３３１０を含む第３の駆動システムと、を備える。第１の駆動システムは、シャフトアセンブリ１２３０２０の第１の機能を駆動するように構成される。第２の駆動システムは、シャフトアセンブリ１２３０２０の第２の機能を駆動するように構成され、第３の駆動システムは、シャフトアセンブリ１２３０２０の第３の機能を駆動するように構成される。第１の電気駆動モータ１２３１１０は、回転可能な駆動シャフト１２３１２０と、駆動シャフト１２３１２０に固定的に装着された出力歯車１２３１３０と、を備える。出力歯車１２３１３０は、出力歯車１２３１３０を電気駆動モータ１２３１１０によって回転させたときに駆動シャフト１２３１４０が回転するように、第１の駆動システムの管状駆動シャフト１２３１４０を取り囲む環状の歯車の歯と噛合係合される。駆動シャフト１２３１４０は、歯車付き変速装置（図示せず）を介して、シャフトアセンブリ１２３０３０で回転可能に支持された螺刻出力シャフト１２３１５０と動作可能に連結される。第１の駆動システムは、螺刻出力シャフト１２３１５０にねじ込み可能に連結された駆動ナット１２３１６０を更に備え、よって、管状駆動シャフト１２３１４０によって螺刻出力シャフト１２３１５０を回転させると、螺刻出力シャフト１２３１５０が回転する方向に応じて、駆動ナット１２３１６０が近位又は遠位に駆動される。第１の駆動システムは、使用中に１つ又は２つ以上の端部エフェクタ機能を駆動するように構成された、駆動ナット１２３１６０から延在する駆動ロッドを更に備える。
第２の電気駆動モータ１２３２１０は、回転可能な駆動シャフト１２３２２０と、駆動シャフト１２３２２０に固定的に装着された出力歯車１２３２３０と、を備える。出力歯車１２３２３０は、出力歯車１２３２３０を電気駆動モータ１２３２１０によって回転させたときに駆動シャフト１２３２４０が回転するように、第２の駆動システムの管状駆動シャフト１２３２４０を取り囲む環状の歯車の歯と噛合係合される。駆動シャフト１２３２４０は、駆動シャフト１２３２４０を回転させたときに平歯車１２３２５０が回転するように、駆動シャフト１２３２４０に画定された環状の歯車の歯と噛合係合された平歯車１２３２５０と動作可能に連結される。第２の駆動システムは、シャフトアセンブリ１２３０３０で回転可能に支持され、かつ平歯車１２３２５０に固定的に装着された、螺刻出力シャフト１２３２６０を更に備える。第２の駆動システムは、螺刻出力シャフト１２３２６０にねじ込み可能に連結された駆動ナットを更に備え、よって、螺刻出力シャフト１２３２６０を管状駆動シャフト１２３２４０によって回転させたときに、螺刻出力シャフト１２３２６０が回転する方向に応じて、駆動ナットが近位又は遠位に駆動される。
第３の電気駆動モータ１２３３１０は、回転可能な駆動シャフト１２３３２０と、駆動シャフト１２３３２０に固定的に装着された出力歯車１２３３３０と、を備える。出力歯車１２３３３０は、電気駆動モータ１２３３１０によって出力歯車１２３３３０を回転させたときに駆動シャフト１２３３４０が回転するように、第３の駆動システムの管状駆動シャフト１２３３４０を取り囲む環状の歯車の歯と噛合係合される。駆動シャフト１２３３４０は、駆動シャフト１２３３４０を回転させたときに平歯車１２３３５０が回転するように、駆動シャフト１２３３４０に画定された環状の歯車の歯と噛合係合された平歯車１２３３５０と動作可能に連結される。第２の駆動システムは、シャフトアセンブリ１２３０３０に回転可能に支持され、かつ平歯車１２３３５０、加えて、別の平歯車１２３３７０に固定的に装着された、伝達シャフト１２３３６０を更に備える。平歯車１２３３７０は、シャフトアセンブリ１２３０２０で回転可能に支持された螺刻出力シャフト１２３３８０と動作可能に噛合される。上記に類似して、第３の駆動システムは、螺刻出力シャフト１２３３８０にねじ込み可能に連結された駆動ナットを更に備え、よって、螺刻出力シャフト１２３３８０を伝達シャフト１２３３６０によって回転させたときに、伝達シャフト１２３３６０が回転する方向に応じて、駆動ナットが近位又は遠位に駆動される。
外科用システム１２３０００’を図１００及び図１０３に例示する。外科用システム１２３０００’は、多くの点で外科用システム１２３０００に類似している。例えば、外科用システム１２３０００’は、３つの駆動モータ１２３１１０、１２３２１０、及び１２３３１０を備える。第１の電気駆動モータ１２３１１０は、回転可能な出力１２３１７０’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０’の第１の駆動システムを駆動する。第２の電気駆動モータ１２３２１０は、並進可能な出力１２３２６０’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０’の第２の駆動システムを駆動し、第３の電気駆動モータ１２３３１０は、回転可能な出力１２３３８０’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０の第３の駆動システムを駆動する。図１００を参照すると、シャフトアセンブリ１２３０２０は、ハウジング１２３０４０’と、回転可能な出力１２３１７０’及び１２３３８０’を回転可能に支持し、かつ並進可能な出力１２３２６０’を摺動可能に支持するフレーム１２３０３０’と、を備える。１つ又は２つ以上の回転可能な出力に並んで並進可能な出力を有することは、コンパクトな設計を提供する。
外科用システム１２３０００’’を図１０２に例示する。外科用システム１２３０００’’は、多くの点で外科用システム１２３０００に類似している。例えば、外科用システム１２３０００’’は、３つの駆動モータ１２３１１０、１２３２１０、及び１２３３１０を備える。第１の電気駆動モータ１２３１１０は、第１の回転可能な出力１２３１４０’’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０’’の第１の駆動システムを駆動する。第２の電気駆動モータ１２３２１０は、第２の回転可能な出力１２３２４０’’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０’’の第２の駆動システムを駆動し、第３の電気駆動モータ１２３３１０は、第３の回転可能な出力１２３３４０’’を含むシャフトアセンブリ１２３０２０’’の第３の駆動システムを駆動する。第１の回転可能な出力１２３１４０’’、１２３２４０’’、及び１２３３４０’’は、同心円状に入れ子にされる。かかる配設は、入れ子状の出力が互いに軸受支持体を提供するように、コンパクトな設計を提供する。
外科用システム１２４２００は、図１０９及び図１１０に例示する。外科用システム１２４２００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２４２００と、エンドエフェクタ１２４２３０と、を備える。シャフトアセンブリ１２４２２０は、外科用システム１２４２００の２つの機能を同時に行うように構成された入力シャフト１２４２１０を備える。より具体的には、入力シャフト１２４２１０は、供給ストローク中にクリップ１２４２９０をエンドエフェクタ１２４２３０のジョー１２４２３２の中へ前進させるように構成されたクリップ供給駆動装置１２４２４０と、圧着ストローク中にクリップ１２４２９０を変形させるように構成された圧着駆動装置１２４２５０と、を同時に駆動するように構成される。入力シャフト１２４２１０は、第１の螺刻部１２４２１２と、第２の螺刻部１２４２１４と、を備える。第１の螺刻部１２４２１２及び第２の螺刻部１２４２１４は、反対のねじ山を有する。すなわち、一方が左ねじを有し、他方が右ねじを有する。図１０９を参照すると、クリップ供給駆動１２４２４０は、駆動シャフト１２４２１０の第２の螺刻部１２４２１４とねじ込み可能に係合され、かつ駆動シャフト１２４２１０が第１の方向に回転したときに遠位に前進してクリップ供給ストロークを行う。図１０９を再度参照すると、クリップ圧着駆動装置１２４２５０は、駆動シャフト１２４２１０の第１の螺刻部１２４２１２とねじ込み可能に係合され、かつ駆動シャフト１２４２１０が第１の方向に回転したときに近位に後退される。それに応じて、図１１０を参照すると、駆動シャフト１２４２１０は、第２の、又は反対方向に回転させたときに、クリップ供給駆動装置１２４２４０を近位に後退させ、かつクリップ圧着駆動装置１２４２５０を遠位に前進させて、クリップ圧着ストロークを行う。その結果、クリップ供給ストローク及び圧着ストロークは、同時に行われず、むしろ、交互の様態で行われる。上記に更に加えて、駆動シャフト１２４２１０は、クリップ供給駆動装置１２４２４０及びクリップ圧着駆動装置１２４２５０が駆動シャフト１２４２１０のそれらのそれぞれの螺刻部分から連結解除されることを防ぐように構成された、そこから延在するフランジ１２４２１１及び１２４２１３を備える。
上で論じたように、第１の螺刻部１２４２１２及び第２の螺刻部１２４２１４は、逆のねじ山を有するが、すなわち、一方が左ねじを有し、他方が右ねじを有するが、これは、クリップ供給駆動装置及びクリップ圧着駆動装置が反対方向に移動することを意味する。様々な例では、第１の螺刻部１２４２１２のねじ山又は第１のねじ山は、第１のピッチを有し、第２の螺刻部１２４２１４のねじ山又は第２のねじ山は、第１のピッチと同じである第２のピッチを有する。かかる配設は、クリップ供給駆動装置及びクリップ圧着駆動装置を同じ速度で移動させ、また、クリップ供給駆動装置のストローク及びクリップ圧着駆動装置のストロークが同じ長さを有するときに有用になる。代替的に、第１のピッチ及び第２のピッチは、異なる。かかる配設は、クリップ供給駆動装置及びクリップ圧着駆動装置を異なる速度で移動させ、クリップ供給駆動装置のストローク及びクリップ圧着駆動装置のストロークが異なる長さを有するときに有用になる。クリップ供給システム及びクリップ圧着システムを異なる駆動シャフトによって動作させる実施形態は、異なる速度で動作させること、異なる又は重複する時間に動作させること、及び／又は異なるストローク長を提供するように動作させることができる。
上で論じたように、第１の螺刻部１２４２１２及び第２の螺刻部１２４２１４は、外科用システム１２４２００の異なる機能を駆動する。少なくとも１つの例では、第１の螺刻部１２４２１２は、外科用システムの第１の機能を行うように適合させることができ、第２の螺刻部１２４２１４は、特定の例では、第１の機能をロックするように適合させることができる。
上で論じたように、駆動シャフト１２４２１０は、２つの異なる駆動部材を並進させるように回転可能である。しかしながら、駆動シャフト１２４２１０自体は、並進可能でないが、駆動シャフト１２４２１０が回転可能及び並進可能の両方である代替の実施形態が想定される。少なくとも１つの例では、駆動シャフト１２４２１０によって駆動される駆動装置のうちの１つは、駆動シャフト１２４２１０の回転が駆動シャフト１２４２１０を長手方向に変位させるように、シャフトアセンブリのフレームに固定することができる。駆動シャフト１２４２１０の回転はまた、同時に、第２の駆動システムも長手方向に駆動する。かかる配設は、駆動シャフト１２４２１０の回転によって作成された駆動運動を増幅する、又は２倍にすることができる。
外科用システム１２５０００を図１１１Ａ～図１１１Ｃに例示する。外科用システム１２５０００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２５０２０と、シャフトアセンブリ１２５０２０から延在するエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２５０２０は、回転可能な駆動シャフト１２５０１０と、それに装着された駆動ナット１２５０３０と、を備え、駆動ナットは、第１の、又は近位位置と第２の、又は遠位位置との間で長手方向に並進して、第１の動作構成と第２の動作構成との間でシャフトアセンブリ１２５０２０をシフトするように構成される。駆動ナット１２５０３０は、第１の一組の駆動装置突出部１２５０３４と、そこから延在する第２の一組の駆動装置突出部１２５０３５と、を備える。図１１１Ｂに例示されるように、駆動ナット１２５０３０がその第１の、又は近位位置にあるときに、第１の駆動装置突出部１２５０３４は、駆動シャフト１２５０１０の回転がフレーム１２５０４０に伝達され、エンドエフェクタを長手方向軸を中心に回転させるように、エンドエフェクタのフレーム１２５０４０に装着された第１の駆動歯車１２５０４４と動作可能に係合される。図１１１Ｃに例示されるように、駆動ナット１２５０３０がその第２の、又は遠位位置にあるときに、第２の駆動装置突出部１２５０３５は、駆動シャフト１２５０１０の回転が、駆動シャフト１２５０１０が回転する方向に応じて、エンドエフェクタのジョーを開閉するように、エンドエフェクタのジョー駆動システム１２５０５０の第２の駆動歯車１２５０５５と動作可能に係合される。特に、第１の駆動歯車１２５０４４及び第２の駆動歯車１２５０５５は、駆動ナット１２５０３０がエンドエフェクタ回転駆動装置及びジョー駆動装置と同時に動作可能に係合されないように、十分に離間される。更に、シャフトアセンブリ１２５０２０は、駆動ナット１２５０４４が中間位置にはまり込まないように駆動ナット１２５０４４を第１及び第２の位置のうちの１つに付勢するように構成された、例えばばねなどの付勢部材を更に備える。少なくとも１つの例では、シャフトアセンブリ１２５０２０は、駆動ナット１２５０４４を第１及び第２の位置のうちの最も近い位置に向かって付勢するように構成された、双安定柔軟機構を備える。
外科用システム１２５１００を図１１２に例示する。外科用システム１２５１００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２５１２０と、シャフトアセンブリ１２５１２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２５１２０は、細長い部分１２５１２１と、関節運動ジョイント１２５１８０を中心に細長い部分１２５１２１に回転可能に接続された遠位部分１２５１２２と、を備える。シャフトアセンブリ１２５１２０の遠位部分１２５１２２は、エンドエフェクタがシャフトアセンブリ１２５１２０に対して長手方向軸を中心に回転することを可能にするように構成された、回転ジョイント１２５１９０を備える。シャフトアセンブリ１２５１２０は、その長手方向軸を中心にエンドエフェクタを回転させるように回転し、更には、近位及び遠位に並進してエンドエフェクタのジョーを開閉するように構成された、駆動シャフト１２５１１０を更に備える。シャフトアセンブリ１２５１２０はまた、プッシュプル式の関節運動アクチュエータ１２５４１２及び１２５４１４も備え、これらは、同時であるが異なる方向に近位及び遠位に移動して、関節運動ジョイント１２５１８０を中心に遠位シャフト端部１２５１２２及びエンドエフェクタを関節運動させる。関節運動アクチュエータ１２５４１２及び１２５４１４は、関節運動アクチュエータ１２５４１２及び１２５４１４の近位端とねじ込み可能に係合された回転可能な入力駆動部材１２５１４０によって、長手方向に駆動される。
特に、上記に更に加えて、関節運動ジョイント１２５１８０を通って延在する駆動シャフト１２５１１０は、エンドエフェクタの関節運動に適合させるために十分に可撓性である。更に、駆動シャフト１２５１１０は、拡張ジョイントを備え、これは、駆動シャフト１２５１１０が曲がってエンドエフェクタの関節運動に適合するときに生じ得る、駆動シャフト１２５１１０の拡張及び収縮に適合する。例えば図９２に表される駆動シャフトは、かかる拡張及び収縮を提供することができる。
外科用システム１２６０００を図１１３Ａ及び図１１３Ｂに例示する。外科用システム１２６０００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２６０２０と、シャフトアセンブリ１２６０２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタ１２６０３０と、を備える。シャフトアセンブリ１２６０２０は、フレーム１２６０２１と、遠位端と、を備え、遠位端は、関節運動ジョイント１２６０８０を中心にフレーム１２６０２１に回転可能に接続される。シャフトアセンブリ１２６０２０は、遠位シャフト端部－及びそれに取り付けられたエンドエフェクタ１２６０３０－を関節運動ジョイント１２６０８０を中心に関節運動させるように構成された、回転可能な駆動シャフト１２６０４０を更に備える。駆動シャフト１２６０４０が第１の方向に回転すると、エンドエフェクタ１２６０３０が第１の方向に関節運動し、駆動シャフト１２６０４０が第２の方向に回転すると、エンドエフェクタ１２６０３０が第２の、又は反対方向に関節運動する。エンドエフェクタ１２６０３０は、エンドエフェクタ１２６０３０がシャフトアセンブリ１２６０２０に対して長手方向軸を中心に回転することができるように、回転ジョイント１２６０９０を中心にシャフトアセンブリ１２６０２０の遠位端に回転可能に接続されたフレーム１２６０３１を備える。エンドエフェクタ１２６０３０は、例えば、患者の組織を切開するための開放位置及び／又は患者の組織を把持するための閉鎖位置に駆動可能である、ジョー１２６０３２を更に備える。シャフトアセンブリ１２６０２０は、回転可能な駆動シャフト１２６０１０を備え、これは、下で更に詳細に説明するように、回転ジョイント１２６０９０を中心にエンドエフェクタ１２６０３０を選択的に回転させるために、及びそれらの開放位置及び閉鎖位置の間でジョー１２６０３２を駆動するために、第１の位置と第２の位置との間でシフト可能である。
上記に更に加えて、シャフトアセンブリ１２６０２０の駆動シャフト１２６０１０は、エンドエフェクタ１２６０３０がシャフトアセンブリ１２６０２０に組み立てられたときにエンドエフェクタ１２６０３０に位置決めされた駆動要素１２６０５０と係合される、遠位端を備える。駆動要素１２６０５０は、駆動要素１２６０５０が駆動シャフト１２６０１０と共に回転し、並進するように、駆動シャフト１２６０１０の遠位端に解放可能に係合するように構成された、ソケットを備える。駆動シャフト１２６０１０及び駆動要素１２６０５０は、駆動要素１２６０５０がエンドエフェクタフレーム１２６０３１の歯車付き表面と係合される第１の、又は近位位置に位置付け可能である。かかる例では、エンドエフェクタ１２６０３０は、駆動シャフト１２６０１０と共に回転する。より具体的には、エンドエフェクタ１２６０３０は、駆動シャフト１２６０１０が第１の方向に回転すると第１の方向に回転し、駆動シャフト１２６０１０が第２の、反対方向に回転すると第２の、反対方向に回転する。駆動シャフト１２６０１０及び駆動要素１２６０５０はまた、駆動要素１２６０５０がジョー駆動装置と係合される第２の、又は遠位位置にも位置付け可能であり、よって、ジョー１２６０３２は、駆動シャフト１２６０１０が第１の方向に回転するとそれらの閉鎖位置に移動し、駆動シャフト１２６０１０が第２の、反対方向に回転するとそれらの開放位置に移動する。
図１１３Ａを参照すると、エンドエフェクタ１２６０３０は、シャフトアセンブリ１２６０２０に解放可能に取り付け可能である。図１１３Ｂを参照すると、エンドエフェクタ１２６０３０をシャフトアセンブリ１２６０２０に組み立てるには、エンドエフェクタ１２６０３０のフレーム１２６０３１が回転ジョイント１２６０９０に連結するまで、エンドエフェクタ１２６０３０及びシャフトアセンブリ１２６０２０を互いに向かって長手方向軸に沿って移動させる。回転ジョイント１２６０９０は、可撓性ロック１２６０９１を備え、これは、エンドエフェクタ１２６０３０がシャフトアセンブリ１２６０２０に取り付けられると、内向きに撓み、次いで、外向きに弾性的に撓んで、エンドエフェクタフレーム１２６０３１に画定された後方のロック肩部をロックする。上で説明したように、エンドエフェクタフレーム１２６０３１が回転ジョイント１２６０９０に連結されているのと同時に、駆動シャフト１２６０１０がエンドエフェクタ駆動要素１２６０５０に連結されている。シャフトアセンブリ１２６０２０は、可撓性ロック１２６０９１をそれらのロック構成に保持して、エンドエフェクタ１２６０３０がシャフトアセンブリ１２６０２０から意図せずに連結解除されることを防止するように構成された、ロック支持体１２６０９２を更に備える。ロック支持体１２６０９２は、可撓性ロック１２６０９１が撓むことを可能にし、かつシャフトアセンブリ１２６０２０からエンドエフェクタ１２６０３０を取り外すことを可能にするために、臨床医によって収縮可能である。
上で論じたように、駆動シャフト１２６０１０の遠位端は、駆動要素１２６０５０が駆動シャフト１２６０１０に保持されるように、駆動要素１２６０５０に画定されたソケットと解放可能に係合されるように構成される。これは、例えば下で論じる、図１１４に表される相互接続によって達成することができる。
外科用システム１２６１００を図１１４に例示する。外科用システム１２６１００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリと、シャフトアセンブリに解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリは、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに組み立てられたときにエンドエフェクタの回転可能な駆動シャフト１２６１３０と係合される、回転可能な駆動シャフト１２６１２０を備える。駆動シャフト１２６０２０の遠位端は、例えば、駆動シャフト１２６０２０に画定された１つ又は２つ以上の隙間スロット１２６１２４によって分離された複数の可撓性ロックアーム１２６１２２を備える、六角頭構成を備える。隙間スロット１２６１２４は、駆動シャフト１２６０２０の遠位端を、エンドエフェクタ駆動シャフト１２６１３０の近位端に画定された、例えば六角駆動ソケットに挿入するときに、ロックアーム１２６１２２を内向きに撓ませることを可能にする。駆動ソケットは、駆動シャフト１２６１２０の遠位端を受容するように構成された、引き込み又はランプ１２６１３２を備える。かかる例では、駆動シャフト１２６１２０のロックアーム１２６１２２は、ランプ１２６１３２に係合し、かつ内向きに撓む。駆動シャフト１２６０１０が駆動ソケットの中へより深く押されると、ロックアーム１２６１２２は、ランプ１２６１３２の頂点を通り過ぎて、後部ランプ１２６１３４の後ろで外向きに弾性的に撓む。かかる時点で、ロックアーム１２６１２２が駆動ソケットの側壁１２６１３８によって実質的に拘束され、駆動シャフト１６１２０の回転をエンドエフェクタ駆動シャフト１２６１３０に伝達することができる。後部ランプ１２６１３４は、駆動シャフト１２６１２０がエンドエフェクタシャフト１２６１３０から連結解除されることを阻止するが、駆動シャフト１２６１２０は、十分な相対牽引力を印加した場合に、エンドエフェクタ１２６１３０から取り外すことができる。かかる例では、ロックアーム１２６１２２が再度内向きに撓んで、ランプ１２６１３２と後部ランプ１２６１３４との間の頂点を通り過ぎる。駆動ソケットは、ロックアーム１２６１２２撓ませるための隙間を提供するように構成された、スロット又は溝１２６１３６を更に備える。
外科用システム１２７０００を図１１５～図１１７に例示する。外科用システム１２７０００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２７０２０と、シャフトアセンブリ１２７０２０に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２７０２０は、細長い部分１２７０２１と、関節運動ジョイント１２７０８０を中心に細長い部分１２７０２１に回転可能に接続された遠位端部分１２７０２２と、を備える。シャフトアセンブリ１２７０２０は、シャフトアセンブリ１２７０２０の遠位端部分１２７０２２を関節運動ジョイント１２７０８０を中心に関節運動させるように構成された、関節運動駆動システム１２７０１０を更に備える。関節運動駆動システム１２７０１０は、電気駆動モータ１２７０１１と、駆動モータ１２７０１１によって回転される螺刻端部を含む回転可能な駆動シャフト１２７０１２と、を備える。駆動シャフト１２７０１２の螺刻端部は、関節運動駆動システム１２７０１０の第１の、又は左側関節運動バー１２７０５０及び第２の、又は右側関節運動バー１２７０６０と選択的に係合するように構成されたシフター１２７０４０とねじ込み可能に係合される。図１１５に例示されるように、シフター１２７０４０が左側関節運動バー１２７０５０と係合すると、駆動シャフト１２７０１２を回転させて、左側関節運動バー１２７０５０を近位に引き、遠位端部分１２７０２２、及びそれに取り付けられたエンドエフェクタを左に関節運動させることができる。駆動シャフト１２７０１２は、反対方向に回転させて、左側関節運動バー１２７０５０を使用して、遠位端部分１２７０２２をその関節運動解除位置に戻すことができる。特に、シフター１２７０４０が左側関節運動バー１２７０５０と動作可能に係合すると、シフター１２７０４０は、右側関節運動バー１２７０６０と動作可能に係合されない。
上記に更に加えて、左側関節運動バー１２７０５０は、左側関節運動バー１２７０５０を押す及び引くためにシフター１２７０４０によって把持される、内向きに延在するアーム１２７０５４を備える。左側関節運動バー１２７０５０はまた、左側関節運動バー１２７０５０の並進運動を遠位端部分１２７０２２に伝達し、エンドエフェクタを関節運動させるように構成された、ピンジョイント１２７０５２の遠位端部分１２７０２２に連結された遠位端も備える。図１１６に例示されるように、シフター１２７０４０が右側関節運動バー１２７０６０と係合されると、駆動シャフト１２７０１２を回転させて、右側関節運動バー１２７０６０を近位に引き、遠位端部分１２７０２２及びエンドエフェクタを右に関節運動させることができる。駆動シャフト１２７０１２は、反対方向に回転させて、右側関節運動バー１２７０６０を使用して、遠位端部分１２７０２２をその関節運動解除位置に戻すことができる。右側関節運動バー１２７０６０は、右側関節運動バー１２７０５０を押す及び引くためにシフター１２７０４０によって把持される、内向きに延在するアーム１２７０６４を備える。右側関節運動バー１２７０６０はまた、右側関節運動バー１２７０６０の並進運動を遠位端部分１２７０２２に伝達し、エンドエフェクタを関節運動させるように構成された、ピンジョイント１２７０５２の遠位端部分１２７０２２に連結された遠位端も備える。特に、シフター１２７０４０は、シフター１２７０４０が左側関節運動バー１２７０６０と動作可能に係合されたときに、左側関節運動バー１２７０５０と動作可能に係合されない。
主に図１１７を参照すると、シャフトアセンブリ１２７０２０は、シャフトアセンブリ１２７０２０の細長い部分１２７０２１に固定的に装着されたシフトブロック１２７０３０を備える。シフトブロック１２７０３０は、シフター１２７０４０の運動を制限するように構成され、よって、上で説明したように、シフター１２７０４０が左に回転すると、１２７０４０が長手方向に移動して、左側関節運動バー１２７０５０を押し及び引き、また、シフター１２７０５０が右に回転すると、右側関節運動バー１２７０５０を押す及び引く。シフトブロック１２７０３０は、シフター１２７０４０の運動経路を画定する、その中に画定されたガイドトラック１２７０３２を備える。シフター１２７０４０は、ガイドトラック１２７０３２に位置決めされ、かつガイドトラック１２７０３２によって画定された経路をたどるように構成された、そこから延在する突出部１２７０４２を備える。ガイドトラック１２７０３２は、左側長手方向スロット１２７０３４と、右側長手方向スロット１２７０３６と、左側長手方向スロット１２７０３４と右側長手方向スロット１２７０３６との間に延在し、かつそれらを接続する中央スロット１２７０３５と、を備える。シフター１２７０４０が左に回転すると、突出部１２７０４２が左側長手方向スロット１２７０３４に位置決めされ、これは、シフター１２７０４０が回転することを拘束し、かつシフター１２７０４０の運動を左側長手方向スロット１２７０３４内の長手方向運動を制限する。かかる例において駆動シャフト１２７０１２が第１の方向に回転すると、シフター１２７０４０が左側長手方向スロット１２７０３４内を近位に移動し、駆動シャフト１２７０１２が第２の、又は反対方向に回転すると、シフター１２７０４０が左側長手方向スロット１２７０３４内を遠位に移動する。シフター１２７０４０が右に回転すると、突出部１２７０４２が右側長手方向スロット１２７０３６に位置決めされ、これは、シフター１２７０４０が回転することを拘束し、かつシフター１２７０４０の運動を右側長手方向スロット１２７０３６内の長手方向運動に制限する。かかる例において駆動シャフト１２７０１２が第１の方向に回転すると、シフター１２７０４０が右側長手方向スロット１２７０３６内を近位に移動し、駆動シャフト１２７０１２が第２の、又は反対方向に回転すると、シフター１２７０４０が右側長手方向スロット１２７０３６内を遠位に移動する。上で述べたように、中央スロット１２７０３５は、シフター１２７０４０が、左側長手方向スロット１２７０３４と右側と１２７０３６長手方向スロットとの間で駆動シャフト１２７０１２によって回転することを可能にする。
外科用システム１２７０００’のシャフトアセンブリ１２７０２０’を図１１８及び図１１９に例示するが、多くの点でシャフトアセンブリ１２７０２０に類似している。しかしながら、シャフトアセンブリ１２７０２０’は、枢軸によって接続された２つの部分を備える左側関節運動バー１２７０５０’を更に備える。同様に、シャフトアセンブリ１２７０２０’は、同じく枢軸によって接続された２つの部分を備える右側関節運動バー１２７０６０’を備える。かかる関節運動バーは、遠位端部分１２７０２２及びそれに取り付けられたエンドエフェクタの、例えば左右に９０度などの、より大きい関節運動を可能にすることができる。図１１８に例示されるように、シャフトアセンブリ１２７０２０’は、付勢力を左側関節運動バー１２７０５０’に印加するように構成された左側付勢部材１２７０５５’と、付勢力を右側関節運動バー１２７０５０’に印加するように構成された右側付勢部材１２７０６５’と、を更に備え、これらは、協働して、遠位端部分１２７０２２及びそれに取り付けられたエンドエフェクタを関節運動解除位置に付勢する。
外科用システム１２７１００を図１２０に例示する。外科用システム１２７１００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２７１２０と、シャフトアセンブリ１２７１２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２７１２０は、関節運動ジョイント１２７１８０を中心に回転可能な遠位端部分１２７１２２を含む。エンドエフェクタは、エンドエフェクタが遠位端部分１２７１２２と共に関節運動するように、遠位端部分１２７１２２に解放可能に取り付け可能である。シャフトアセンブリ１２７１２０は、遠位端部分１２７１２２を左に引くように構成された第１の、又は左側関節運動アクチュエータ１２７１５０と、遠位端部分１２７１２２を右に引くように構成された第２の、又は右側関節運動アクチュエータ１２７１６０と、を更に備える。左側関節運動アクチュエータ１２７１５０及び右側関節運動アクチュエータ１２７１６０は、遠位端部分１２７１２２の関節運動に適合するように可撓性である。様々な例では、かかる配設は、左に約６０度の関節運動及び右に約６０度の関節運動に適合させることができる。
外科用システム１２７２００を図１２１に例示する。外科用システム１２７２００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２７２２０と、シャフトアセンブリ１２７２２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２７２２０は、関節運動ジョイントを中心に回転可能な遠位端部分１２７２２２を含む。エンドエフェクタは、エンドエフェクタが遠位端部分１２７２２２と共に関節運動するように、遠位端部分１２７２２２に解放可能に取り付け可能である。シャフトアセンブリ１２７２２０は、遠位端部分１２７２２２を左に引くように構成された第１の、又は左側関節運動アクチュエータ１２７２５０と、遠位端部分１２７２２２を右に引くように構成された第２の、又は右側関節運動アクチュエータ１２７２６０と、を更に備える。左側関節運動アクチュエータ１２７２５０は、ピンジョイント１２７２５２において回転可能に接続された第１の関連１２７２５１及び第２の関連１２７２５３を備える。第２のリンク１２７２５３は、可撓性であるか、又は第１のリンク１２７２５１よりも少なくとも可撓性である。この目的のために、第２のリンク１２７２５３は、第２のリンク１２７２５３を可撓性にするために、その中に画定されたノッチ１２７２５４を備える。同様に、右側関節運動アクチュエータ１２７２６０は、ピンジョイント１２７２６２において回転可能に接続された第１のリンク１２７２６１及び第２のリンク１２７２６３を備える。第２のリンク１２７２６３は、可撓性であるか、又は第１のリンク１２７２６１よりも少なくとも可撓性である。この目的のために、第２のリンク１２７２６３は、第２のリンク１２７２６３を可撓性にするために、その中に画定されたノッチ１２７２６４を備える。様々な例では、かかる配設は、左に約９０度の関節運動及び右に約９０度の関節運動に適合させることができる。
外科用システム１２７３００を図１２２に例示する。外科用システム１２７３００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２７３２０と、シャフトアセンブリ１２７３２０に解放可能に取り付け可能なエンドエフェクタと、を備える。シャフトアセンブリ１２７３２０は、関節運動ジョイントを中心に回転可能な遠位端部分１２７３２２を含む。エンドエフェクタは、エンドエフェクタが遠位端部分１２７３２２と共に関節運動するように、遠位端部分１２７３２２に解放可能に取り付け可能である。シャフトアセンブリ１２７３２０は、遠位端部分１２７３２２を左に引くように構成された第１の、又は左側関節運動アクチュエータ１２７３５０を更に備えるが、遠位端部分１２７３２２を右に引くように構成された第２の、又は右側関節運動アクチュエータを備えない。左側関節運動アクチュエータ１２７３５０は、遠位端部分１２７３２２の関節運動に適合するように可撓性である。様々な例では、かかる配設は、右側よりも左側に、より多くの関節運動を提供することができる。
外科用システム１２８０００を図１２３に例示する。外科用システム１２８０００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフト１２８０２０と、シャフト１２８０２０から延在するエンドエフェクタ１２８０３０と、を備える。代替の実施形態では、外科用システム１２８０００は、ロボット外科用システムに装着するように構成されたハウジングを備える。少なくとも１つのかかる実施形態では、シャフト１２８０２０は、ハンドルの代わりに、ロボットハウジングマウントから延在する。いずれの場合も、下でより詳細に論じるように、エンドエフェクタ１２８０３０は、例えば患者の組織Ｔ及び／又は縫合針などの標的を把持するために閉鎖可能である、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を備える。ジョー１２８０４０及び１２８０５０はまた、例えば、患者の組織を切開するためにも開口可能である。下でより詳細に論じるように、少なくとも１つの例では、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、患者の組織に切開部を作成し、次いで、切開部を開放するために、患者の組織に挿入可能である。
図１２３を再度参照すると、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、枢動ジョイント１２８０６０を中心にシャフト１２８０２０に枢動可能に連結される。枢動ジョイント１２８０６０は、固定回転軸を画定するが、任意の好適な配設を使用することができる。ジョー１２８０４０は、遠位端又は先端部１２８０４１と、その近位端からその遠位端１２８０４１へと狭くなる細長いプロファイルと、を備える。同様に、ジョー１２８０５０は、遠位端又は先端部１２８０５１と、その近位端からその遠位端１２８０５１へと狭くなる細長いプロファイルと、を備える。先端部１２８０４１と１２８０５１との間の距離は、エンドエフェクタ１２８０３０の口幅又は開口部１２８０３２を画定する。先端部１２８０４１及び１２８０５１が互いに近いか、又は互いと接触しているときに、口１２８０３２は、小さいか、又は閉鎖され、口角度θは、小さいか、又はゼロである。先端部１２８０４１及び１２８０５１が遠く離れているときに、口１２８０３２は、大きく、口角度θは、大きい。
上記に更に加えて、エンドエフェクタ１２８０３０のジョーは、電気モータを含むジョー駆動システムによって駆動される。使用中に、電位が電気モータに印加されて、電気モータの駆動シャフトを回転させ、ジョー駆動システムを駆動する。外科用システム１２８０００は、電位を電気モータに印加するように構成されたモータ制御システムを備える。少なくとも１つの例では、モータ制御システムは、一定のＤＣ電位を電気モータに印加するように構成される。かかる例では、電気モータは、一定の速度又は少なくとも実質的に一定の速度で動作する。様々な例では、モータ制御システムは、電圧パルスを電気モータに印加することができるパルス幅変調（ＰＷＭ）回路及び／又は周波数変調（ＦＭ）回路を備える。ＰＷＭ及び／又はＦＭ回路は、電気モータに供給される電圧パルスの周波数、電気モータに供給される電圧パルスの持続時間、及び／又は電気モータに供給される電圧パルス間の持続時間を制御することによって、電気モータの速度を制御することができる。
モータ制御システムはまた、エンドエフェクタ１２８０３０のジョーによって印加されている力を監視するための手段として、電気モータによって取り出される電流を監視するようにも構成される。電気モータによって取り出されている電流が低いときには、ジョーへの負荷力は低い。それに応じて、電気モータによって取り出されている電流が高いときには、ジョーへの負荷力は高い。様々な例では、電気モータに印加されている電圧は、固定であるか、又は一定に保持され、モータ電流は、ジョーでの負荷力の関数として変動させることが可能である。特定の例では、モータ制御システムは、ジョーによって印加することができる力を制限するために、電気モータによって取り出される電流を制限するように構成される。少なくとも１つの実施形態では、モータ制御システムは、ジョーでの一定の負荷力を維持するために、電気モータによって取り出される電流を一定又は少なくとも実質的に一定に保持する、電流調整回路を含むことができる。
エンドエフェクタ１２８０３０のジョーの間に、及び／又はエンドエフェクタ１２８０３０のジョーに対して生成される力は、ジョーが行うために使用しているタスクに応じて異なり得る。例えば、縫合針は、典型的には、小さく、縫合針が使用中に滑る可能性があるので、縫合針を保持するために必要な力が高い場合がある。したがって、エンドエフェクタ１２８０３０のジョーは、しばしば、ジョーが互いに近いときに大きい力を生成するように使用される。一方で、エンドエフェクタ１２８０３０のジョーは、例えばより大きい、又は全体的な組織の操作を行うためにジョーが更に離れて位置決めされるときに、しばしば、より小さい力を印加するように使用される。
図１２４に例示されるグラフ１２８１００の上部分１２８１１０を参照すると、エンドエフェクタ１２８０３０のジョーが経験する負荷力（ｆ）は、モータ制御システムに記憶された力プロファイルによって制限することができる。ジョー１２８０４０及び１２８０５０を閉鎖するための力限界プロファイル１２８１１０ｏは、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を開放するための力限界プロファイル１２８１１０ｃとは異なる。これは、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を開放させるときに行われる手順が、典型的には、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を閉鎖させるときに行われる手順とは異なるからである。しかしながら、開口及び閉鎖の力限界プロファイルは、同じであり得る。ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、ジョー１２８０５０が開放されているか閉鎖されているかにかかわらず、いくらかの負荷力を経験する可能性があるが、力限界プロファイルは、典型的には、ジョー１２８０４０及び１２８０５０が患者内で特定の手技を行うために使用されるときに関与してくる。例えば、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、それぞれ、グラフ１２８１００のグラフ部分１２８１１５及び１２８１１６によって表されるように、患者の組織の切開部を作成及び拡張するために開放させ、一方で、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、それぞれ、グラフ１２８１００のグラフ部分１２８１１１及び１２８１１２によって表されるように、針及び／又は患者の組織を把持するために閉鎖させる。
図１２４を再度参照すると、開口ジョー力限界プロファイル１２８１１０ｏ及び閉鎖ジョー力限界プロファイル１２８１１０ｃは、それぞれ、グラフ１２８１００に表されるゼロ力線の両側に表される。グラフ１２８１００の上部セクション１２８１１０で分かるように、ジョー１２８０４０及び１２８０５０がちょうどそれらの全閉鎖位置から開放されているときに、ジョー力限界閾値は、－力限界プロファイル１２８１１０ｏ及び１２８１１０ｃの両方について－より高くなる。同じくグラフ１２８１００の上部セクション１２８１１０で分かるように、ジョー１２８０４０及び１２８０５０がそれらの全開放位置に到達しているときに、ジョー力限界閾値は、－力限界プロファイル１２８１１０ｏ及び１２８１１０ｃの両方について－より低くなる。かかる配設は、例えばジョー１２８０４０及び１２８０５０を完全に開放するときに、ジョーが隣接する組織に損傷を与える可能性を低減させることができる。いずれの場合でも、ジョー１２８０４０及び１２８０５０が印加することができる力は、ジョーの間の口の開放サイズ及び／又はジョーが移動している方向の関数である。例えば、上部グラフ部分１２８１１０のグラフ部分１２８１１４を参照して、大きい物体を把持するためにジョー１２８０４０及び１２８０５０を広く、又はそれらの最大まで開放するときのジョー力ｆの限界は、上部グラフ部分１２８１１０のグラフ部分１２８１１３を参照して、全体的な組織の操作を行うためにジョー１２８０４０及び１２８０５０を閉鎖するときと比較して、非常に低い。更に、異なるジョー力限界プロファイルを異なるジョー構成に使用することができる。例えば、狭く鋭いジョーを有するＭａｒｙｌａｎｄ切開器具は、例えば、鈍いジョーを有する把持器とは異なるジョー力限界プロファイルを有することができる。
上記に加えて、又はその代わりに、ジョー１２８０４０及び１２８０５０の速度は、ジョー１２８０４０と１２８０５０との間の口の開放サイズ並びに／又はジョーが移動している方向の関数として、モータ制御システムによって制御及び／又は制限することができる。図１２４のグラフ１２８１００の中間部分１２８１２０及び下部分１２８１３０を参照すると、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を移動させるための速度限界プロファイルは、ジョーを、ジョーがそれらの閉鎖位置の近くにあるときには緩やかに移動させ、ジョーがそれらの開放位置に近いときには迅速に移動させることを可能にする。かかる例では、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、ジョーが開放されるにつれて加速される。かかる配設は、例えば、組織の微細切開を容易にするためにジョー１２８０４０及び１２８０５０が互いに近くにあるときに、ジョーに対する微調整を提供することができる。特に、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を開閉するための速度限界プロファイルは同じであるが、他の実施形態では、それらは異なり得る。代替の実施形態では、ジョー１２８０４０及び１２８０５０を移動させるための速度限界プロファイルは、ジョーを、ジョーがそれらの閉鎖位置の近くにあるときには緩やかに移動させ、ジョーがそれらの開放位置に近いときには迅速に移動させることを可能にする。かかる例では、ジョー１２８０４０及び１２８０５０は、ジョーが開放されるにつれて減速される。かかる配設は、例えば、切開部を引き伸ばすためにジョー１２８０４０及び１２８０５０が使用されているときに、ジョーに対する微調整を提供することができる。上述のように、例えば、ジョー１２８０４０及び１２８０５０が患者の組織から負荷抵抗を経験した時点で、ジョーの速度を調整することができる。少なくとも１つのかかる例では、例えば、ジョー１２８０４０及び１２８０５０が閾値を超える抵抗力を経験し始めた時点で、ジョー開放速度及び／又はジョー閉鎖速度を低減させることができる。
様々な例では、上記に更に加えて、外科用システム１２８０００のハンドルは、アクチュエータを備え、その運動は、エンドエフェクタ１２８０３０のジョー１２８０４０及び１２８０５０の運動を追跡するか、又は追跡するはずである。例えば、アクチュエータは、エンドエフェクタジョー１２８０４０及び１２８０５０の開閉を模倣するために開放可能及び閉鎖可能である、鋏把持構成を備えることができる。外科用システム１２８０００の制御システムは、構成される１つ又は２つ以上のセンサシステムを備えることができ、これは、エンドエフェクタジョー１２８０４０及び１２８０５０の状態及びハンドルアクチュエータの状態を監視し、２つの状態の間に矛盾があった場合、制御システムは、矛盾が閾値及び／又は閾値範囲を超えた時点で修正処置をとることができる。少なくとも１つの例では、制御システムは、矛盾が存在することを例えば音声、触覚、及び／若しくは触覚フィードバックなどのフィードバックを提供すること、並びに／又は矛盾の程度を臨床医に提供することができる。かかる例では、臨床医は、この矛盾の精神的補償を行うことができる。上記に加えて、又はその代わりに、制御システムは、アクチュエータの運動にマッチするように、ジョー１２８０４０及び１２８０５０のその制御プログラムを適応させることができる。少なくとも１つの例では、ジョーが組織を把持するときにピーク力負荷状態を経験したときに、制御システムは、ジョーに印加されている負荷力を監視し、アクチュエータの閉鎖位置をジョーの位置と整列させることができる。同様に、制御システムは、ジョーが組織を把持するときに最小の力負荷状態を経験したときに、アクチュエータの開放位置をジョーの位置と整列させることができる。様々な例では、制御システムは、これらの調整を優先し、臨床医が自分の裁量で外科用システム１２８０００を適切な様態で使用することを可能にするための制御を、臨床医に提供するように構成される。
外科用システム１２８７００を図１２５及び図１２６に例示する。外科用システム１２８７００は、ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリ１２８７２０と、シャフトアセンブリ１２８７２０から延在するエンドエフェクタ１２８７３０と、を備える。代替の実施形態では、外科用システム１２８７００は、ロボット外科用システムに装着するように構成されたハウジングを備える。少なくとも１つのかかる実施形態では、シャフト１２８７２０は、ハンドルの代わりに、ロボットハウジングマウントから延在する。いずれの場合も、エンドエフェクタ１２８７３０は、患者の組織を離断するように構成された剪断機を備える。剪断機は、２つのジョー１２８７４０及び１２８７５０を備え、これらは、ジョー１２８７４０及び１２８７５０が閉鎖されるにつれて、ジョー１２８７４０と１２８７５０との間に位置決めされた患者の組織を離断するように構成される。ジョー１２８７４０及び１２８７５０の各々は、組織を切断するように構成された鋭利な縁部を備え、枢動ジョイント１２８７６０を中心にシャフト１２８７２０に枢動可能に装着される。かかる配設は、バイパス鋏剪断機を備えることができる。ジョー１２８７４０及び１２８７５０のうちの一方がナイフエッジを備え、もう一方が、組織が支持及び離断されるマンドレルを備える、他の実施形態が想定される。かかる配設は、ナイフウェッジがマンドレルに向かって移動する、ナイフウェッジを備えることができる。少なくとも１つの実施形態では、ナイフエッジを備えるジョーが移動可能であり、マンドレルを備えるジョーが静止している。上述のように、ジョー１２８７４０及び１２８７５０の一方又は両方の組織係合縁部が必ずしも鋭利ではない実施形態が想定される。
上で論じたように、エンドエフェクタ１２８７３０は、患者の組織を切断するために開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である、２つの鋏ジョー１２８７４０及び１２８７５０を備える。例えば、ジョー１２８７４０は、鋭利な遠位端１２８７４１を備え、ジョー１２８７５０は、エンドエフェクタ１２８７３０の口１２８７３１で患者の組織を切断するように構成された鋭利な遠位端１２８７５１を備える。しかしながら、例えば、遠位端１２８７４１及び１２８７５１が鈍く、かつ組織を切開するために使用することができる、他の実施形態が想定される。いずれの場合でも、ジョーは、電気駆動モータを含むジョー駆動システムによって駆動され、その速度は、ジョーの閉鎖速度及び／又は開放速度を調整するように調整可能である。図１２７のグラフ１２８４００を参照すると、ジョー１２８７４０及び１２８７５０が大きい力又は閾値Ｆｃを超える力を経験したときに、ジョー１２８７４０及び１２８７５０を閉鎖し、駆動モータを適応的に減速するように、外科用システムの制御システムは、ジョー１２８７４０及び１２８７５０対する負荷力、又は剪断力を監視するように構成される。かかる大きい力は、しばしば、例えば、ジョー１２８７４０及び１２８７５０によって切断されている組織Ｔが厚いときに生じる。上記に類似して、制御システムは、ジョー１２８７４０及び１２８７５０が経験している負荷力の代わりに、駆動モータによって取り出される電流を監視することができる。この方法に加えて、又はその代わりに、制御システムは、例えば１つ又は２つ以上のロードセル及び／又は歪みゲージによってジョー負荷力を直接測定するように構成することができる。ジョー１２８７４０及び１２８７５０が経験する負荷力が力閾値Ｆｃ未満に低下すると、制御システムは、ジョー閉鎖速度を適応的に高めることができる。代替的に、制御システムは、もはや力閾値を超えていない場合であっても、ジョー１２８７４０及び１２８７５０のより低い閉鎖速度を維持することができる。
外科用システム１２８７００に関する上述の議論は、機械エネルギー又は機械切断力を患者の組織に提供することができる。しかしながら、外科用システム１２８７００はまた、電気外科エネルギー又は電気外科切断力を患者の組織に提供するようにも構成される。様々な例では、電気外科エネルギーは、例えばＲＦエネルギーを備えるが、電気外科エネルギーは、任意の好適な周波数で患者の組織に供給することができる。ＡＣ電力に加えて、又はその代わりに、外科用システム１２８７００は、患者の組織にＤＣ電力を供給するように構成することができる。外科用システム１２８７００は、器具シャフト１２８７２０に画定された１つ又は２つ以上の電気経路と電気通信する発電機を備え、これは、ジョー１２８７４０及び１２８７５０に電力を供給することができ、更に、電流の戻り経路も提供することができる。少なくとも１つの例では、ジョー１２８７４０は、シャフト１２８７２０の第１の電気経路と電気通信する電極１２８７４２を備え、ジョー１２８７５０は、シャフト１２８７２０の第２の電気経路と電気通信する電極１２８７５２を備える。第１及び第２の電気経路、電極１２８７４２及び１２８７５２、並びに電極１２８７４２及び１２８７５２の間に位置決めされた組織が回路を形成するように、第１及び第２の電気経路は、互いから、及び周囲のシャフト構造から電気的に絶縁又は少なくとも実質的に絶縁断熱される。かかる配設は、双極配設を電極１２８７４２と１２８７５２との間に提供する。しかしながら、単極配設を使用することができる実施形態が想定される。かかる配設では、電流の戻り経路は、例えば、患者を通り抜けて、患者の上又は下に位置決めされた戻り電極に流れる。
上で論じたように、患者の組織は、機械力及び／又は電気力を使用して切断することができる。かかる機械力及び電気力は、同時に及び／又は連続的に印加することができる。例えば、両方の力を組織切断作動の開始時に印加することができ、次いで、電気外科力が組織切断作動を完了することを優先させて、機械力を中断することができる。かかる方法は、機械切断が完了した後に、エネルギーで作成した止血シールを組織に印加することができる。かかる配設では、電気外科力は、組織切断作動の持続時間を通して印加される。他の例では、電気外科切断力を伴うことなく機械切断力を使用して、組織切断作動を開始することができ、次いで、機械切断力を停止させた後に電気外科切断力が続く。かかる配設では、機械力及び電気外科力は、重複しないか、又は同じ範囲に及ばない。様々な例では、機械力及び電気外科力は、組織切断作動の全体を通して重なり、同じ範囲に及ぶ。少なくとも１つの例では、両方の力は、組織切断作動の全体を通して重なり、同じ範囲に及ぶが、組織切断作動中に大きさ又は強度が変化する。上述のように、機械切削力及び電気外科切削力及びエネルギーの任意の適切な組み合わせ、パターン、及び／又はシーケンスを使用することができる。
上記に更に加えて、外科用システム１２８７００は、患者の組織への機械力及び電気外科エネルギーの印加を調整するように構成された制御システムを備える。様々な例では、制御システムは、ジョー１２８７４０及び１２８７５０を、更には電気発電機を駆動するモータコントローラと通信し、また、組織に印加されている機械力及び電気外科エネルギーを監視するための１つ又は２つ以上の感知システムを備える。機械駆動システム内の力を監視するためのシステムは、本明細書の他の箇所で開示する。患者の組織に印加されている電気外科エネルギーを監視するためのシステムは、電気外科回路の電気経路を介して、患者の組織のインピーダンス又はインピーダンスの変化を監視することを含む。図１２８のグラフ１２８８００を参照すると、少なくとも１つの例では、発電機によって供給されている電力の電流及び電圧を監視することによって、発電機によって患者の組織に印加されている電気外科電力のＲＦ電流／電圧比を評価する。組織のインピーダンス、及び電気外科電力のＲＦ電流／電圧比は、とりわけ、電気外科エネルギーの印加を通して変化する、ジョー１２８７４０と１２８７５０との間の組織の温度、組織の密度、組織の厚さ、組織のタイプ、電力が組織に印加される持続時間などの、数多くの変数の関数である。
上記に更に加えて、外科用システム１２８７００の制御システム及び／又は発電機は、患者の組織に印加される電気外科電流及び／又は電圧をそれぞれ監視するように構成された１つ又は２つ以上の電流計回路及び／又は電圧計回路を備える。図１２８を再度参照すると、患者の組織に印加されている電流に関する最小振幅限度及び／又は最大振幅限度を制御システムに予め設定することができ、及び／又は１つ又は２つ以上の入力コントローラを通して外科用器具システムのユーザによって制御可能であり得る。最小振幅限度及び最大振幅制限は、外科用システム１２８７００の電気外科部分が動作する電流エンベロープを画定することができる。
様々な例では、外科用システム１２８７００の制御システムは、駆動モータを減速させるときに、患者の組織に印加される電気外科エネルギーを適応的に増加させるように構成される。モータの減速は、組織切断負荷の増加及び／又は制御システムの適合に対する反応であり得る。同様に、外科用システム１２８７００の制御システムは、駆動モータを停止させるときに、患者の組織に印加される電気外科エネルギーを適応的に増加させるように構成される。また、モータの停止は、組織切断負荷の増加及び／又は制御システムの適合に対する反応であり得る。電気モータを減速及び／又は停止させるときに電気外科エネルギーを増加させることは、機械切断エネルギーの低減を補償することができる。代替の実施形態では、電気モータを減速及び／又は停止させるときに、電気外科エネルギーを低減及び／又は停止させることができる。かかる実施形態は、低エネルギー環境における状況の評価を臨床医に提供することができる。
様々な例では、外科用システム１２８７００の制御システムは、駆動モータの速度を増加させるときに、患者の組織に印加される電気外科エネルギーを適応的に減少させるように構成される。モータの速度の増加は、組織切断負荷の減少及び／又は制御システムの適合に対する反応であり得る。電気モータを減速させるときに電気外科エネルギーを減少及び／又は停止させることは、機械切断エネルギーの増加を補償する又は釣り合わせることができる。代替の実施形態では、電気モータの速度を増加させるときに、電気外科エネルギーを増加させることができる。かかる実施形態は、ジョーの閉鎖を加速し、清浄で素早い切断運動を提供することができる。
様々な例では、外科用システム１２８７００の制御システムは、患者の組織に印加される電気外科エネルギーを減少させるときに、駆動モータの速度を適応的に増加させるように構成される。電気外科エネルギーの減少は、組織特性の変化及び／又は制御システムの適合に対する反応であり得る。同様に、外科用システム１２８７００の制御システムは、制御システムの適合に応じて患者の組織に印加される電気外科エネルギーを停止させるときに、駆動モータの速度を適応的に増加させるように構成される。電気外科エネルギーを減少又は停止させるときに駆動モータの速度を増加させることは、電気外科用切断エネルギーの低減を補償することができる。代替の実施形態では、電気外科エネルギーを減少及び／又は停止させるときに、駆動モータの速度を低減及び／又は停止させることができる。かかる実施形態は、低エネルギー及び／又は静的環境における状況の評価を臨床医に提供することができる。
様々な例では、外科用システム１２８７００の制御システムは、患者の組織に印加される電気外科エネルギーを増加させるときに、電気モータの速度を適応的に減少させるように構成される。電気外科エネルギーの増加は、組織特性の変化及び／又は制御システムの適合に対する反応であり得る。電気外科エネルギーを増加させるときに駆動モータの速度を減少させることは、電気外科切断エネルギーの増加を補償する又は釣り合わせることができる。代替の実施形態では、電気外科エネルギーを増加させるときに、駆動モータの速度を増加させることができる。かかる実施形態は、ジョーの閉鎖を加速し、清浄で素早い切断運動を提供することができる。
様々な例では、外科用システム１２８７００は、例えば外科用システム１２８７００のハンドルなどに、制御部を備え、これは、機械力及び／又は電気外科力が印加されるときに、臨床医が制御するために使用することができる。手動制御に加えて、又はその代わりに、外科用システム１２８７００の制御システムは、組織に印加されている機械力及び電気エネルギーを監視し、必要に応じて、一方又は他方を調整して、１つ又は２つ以上の所定の力－エネルギー曲線及び／又はマトリックスに従って所望の様態で組織を切断するように構成される。少なくとも１つの例では、制御システムは、印加されている機械力が閾値限界に到達した時点で、組織に送達されている電気エネルギーを増加させることができる。更に、制御システムは、組織に印加されている機械力及び／又は電気エネルギーの調整を行うときに、切断されている組織のインピーダンスなどの他のパラメータを考慮するように構成される。
本明細書で説明した外科用器具システムは、電気モータにより動作するが、本明細書に記載された外科用器具システムは、任意の好適な方式で動作することができる。ある特定の例において、本明細書に開示されるモータは、ロボット制御システムの部分を備えてもよい。例えば、米国特許出願第１３／１１８，２４１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＳＴＡＰＬＥ ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、現在は米国特許第９，０７２，５３５号は、ロボット外科用器具システムのいくつかの例をより詳細に開示しており、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載される外科用器具システムは、ステープルの展開及び変形に接続して使用することができる。例えば、クランプ又はタックなど、ステープル以外の締結要素を展開する様々な実施形態が想定される。更に、組織を封止するための任意の好適な手段を利用する、様々な実施形態も想到される。例えば、様々な実施形態によるエンドエフェクタは、組織を加熱して封止するように構成された電極を備え得る。また例えば、特定の実施形態によるエンドエフェクタは、組織を封止するために振動エネルギーを加えることができる。加えて、組織を切断するために好適な切断手段を利用する様々な実施形態が想定される。
実施例１－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを備えるエンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、を備える外科用器具。関節運動ジョイントは、シャフトに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する。外科用器具は、エンドエフェクタと動作可能に係合された回転可能な関節運動駆動シャフトを含む、関節運動駆動装置を更に備える。エンドエフェクタは、関節運動駆動シャフトによって関節運動軸を中心に回転可能である。外科用器具は、ジョーアセンブリと動作可能に係合された並進可能なジョー作動シャフトを含む、ジョー駆動装置を更に備える。ジョーアセンブリは、並進可能なジョー作動シャフトによって、開放構成とクランプ構成との間で移動可能である。
実施例２－エンドエフェクタが、シャフトに選択的に取り付け可能であり、並進可能なジョー作動シャフトが、遠位端を備え、ジョーアセンブリは、エンドエフェクタがシャフトに取り付けられたときに、スナップ嵌めの様態で、並進可能なジョー作動シャフトの遠位端と動作可能に連結可能な、並進可能部材を備える、実施例１に記載の外科用器具。
実施例３－並進可能部材が、ソケットを備え、遠位端が、ソケットに進入するときに曲がり、かつソケットに着座した時点でそれらの曲がっていない構成に向かって弾性的に戻るように構成される、実施例２に記載の外科用器具。
実施例４－エンドエフェクタが、長手方向軸を備え、遠位端が、エンドエフェクタがシャフトに取り付けられたときに、長手方向軸に沿ってソケットの中へ装填される、実施例３に記載の外科用器具。
実施例５－エンドエフェクタが、エンドエフェクタがシャフトに取り付けられて、エンドエフェクタをシャフトに保持するときに、シャフトに解放可能に係合するように構成された少なくとも２つのロックを備える、実施例２、３、又は４に記載の外科用器具。
実施例６－ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリと、を備える外科用器具。シャフトアセンブリは、遠位コネクタを含む駆動シャフトを備える。遠位コネクタは、駆動ソケットを備える。外科用器具は、シャフトアセンブリに選択的に取り付け可能なエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは駆動要素を備え、この駆動要素は、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに取り付けられたときに、駆動要素を駆動シャフトに接続するために駆動ソケットに挿入される。外科用器具は、ロック解除位置と、駆動ソケットの駆動要素をロックするためのロック位置との間で移動可能なロックを更に備える。
実施例７－駆動ソケットが、可撓性部分を備え、ロックは、ロックがロック位置にあるときに、可撓性部分を拘束し、ロックは、ロックがロック解除位置にあるときに、可撓性部分を拘束しない、実施例６に記載の外科用器具。
実施例８－ロックをロック位置に位置決めするように構成された付勢部材を更に備える、実施例６又は７に記載の外科用器具。
実施例９－シャフトアセンブリからエンドエフェクタを取り外すために、ロックをロック解除位置に移動させなければならない、実施例６、７、又は８に記載の外科用器具。
実施例１０－駆動シャフトが、長手方向シャフト軸を備え、駆動ソケットが、長手方向シャフト軸から離れる方を向く横方向開口部を備える、実施例６、７、８、又は９に記載の外科用器具。
実施例１１－ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリと、を備える外科用器具。シャフトアセンブリは、長手方向軸及び遠位コネクタを含む駆動シャフトを備える。遠位コネクタは、駆動ソケットを備える。駆動ソケットは、長手方向シャフト軸から離れる方を向く横方向開口部を備える。外科用器具は、シャフトに選択的に取り付け可能なエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは駆動要素を備え、この駆動要素は、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに取り付けられたときに、駆動要素を駆動シャフトに接続するために駆動ソケットに挿入される。外科用器具は、ロック解除位置と、駆動要素を駆動ソケットに捕捉して、駆動要素を駆動シャフトにロックするためのロック位置との間で移動可能なソケット開口部カバーを更に備える。
実施例１２－ソケット開口部カバーをロック位置に位置決めするように構成された付勢部材を更に備える、実施例１１に記載の外科用器具。
実施例１３－シャフトアセンブリからエンドエフェクタを取り外すために、ソケット開口部カバーをロック解除位置に移動させなければならない、実施例１１又は１２に記載の外科用器具。
実施例１４－ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリと、を備える外科用器具。シャフトアセンブリは、遠位コネクタを含む駆動シャフトを備える。外科用器具は、シャフトアセンブリに選択的に取り付け可能なエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは駆動要素を備え、この駆動要素は、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに取り付けられたときに、駆動要素を駆動シャフトに接続するために遠位コネクタに挿入される。外科用器具は、ロック解除位置と、駆動ソケットの駆動要素をロックするためのロック位置との間で移動可能なロックを更に備える。ロックは、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに取り付けられたときに、エンドエフェクタがシャフトアセンブリに自動的にロックされるように、ロック位置に付勢される。
実施例１５－シャフトアセンブリが、ハンドルから遠位に延在し、ロックを近位に後退させて、シャフトアセンブリからエンドエフェクタを解放する、実施例１４に記載の外科用器具。
実施例１６－ロックをロック位置に付勢するように構成された付勢部材を更に備える、実施例１４又は１５に記載の外科用器具。
実施例１７－付勢部材が、ばねを備える、実施例１６に記載の外科用器具。
実施例１８－付勢部材が、電気ロックアクチュエータを備える、実施例１６に記載の外科用器具。
実施例１９－シャフトアセンブリが、シャフトフレームを備え、エンドエフェクタが、エンドエフェクタフレームを備え、外科用器具が、エンドエフェクタフレームをシャフトフレームに解放可能にロックするように構成されたフレームロックを更に備える、実施例１４、１５、１６、１７、又は１８に記載の外科用器具。
実施例２０－第１の電気モータ及び第２の電気モータを備えるハンドルを備える、外科用器具。外科用器具は、ハンドルから延在するシャフトアセンブリを更に備える。シャフトアセンブリは、第１の電気モータに動作可能に連結された回転可能な入力シャフトと、第２の電気モータに動作可能に連結された回転可能なシフトシャフトと、第１の回転可能な駆動シャフトと、第２の回転可能な駆動シャフトと、を更に備える。外科用器具は、シャフトアセンブリから延在するエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは、第１の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第１の端部エフェクタ機能を行うように構成される。エンドエフェクタは、第２の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第２の端部エフェクタ機能を行うように構成される。回転可能なシフトシャフトは、第１の位置と第２の位置との間で回転可能である。回転可能なシフトシャフトが第１の位置にあるときに、回転可能な入力シャフトは、第１の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。回転可能なシフトシャフトが第２の位置にあるときに、回転可能な入力シャフトは、第２の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。
実施例２１－エンドエフェクタが、長手方向軸と、ジョーアセンブリと、回転ジョイントと、を備える、実施例２０に記載の外科用器具。ジョーアセンブリは、開放構成と閉鎖構成との間で移動可能である。第１の回転可能な駆動シャフトの第１の方向の回転は、ジョーアセンブリを閉鎖構成に向かって移動させる。第１の回転可能な駆動シャフトの第２の方向の回転は、ジョーアセンブリを開放構成に向かって移動させる。ジョーアセンブリは、第２の回転可能な駆動シャフトの回転によって長手方向軸を中心に回転可能である。
実施例２２－回転可能な入力シャフトが、回転可能なシフトシャフトによって回転可能に支持される、実施例２０又は２１に記載の外科用器具。
実施例２３－シャフトアセンブリが、回転可能なシフトシャフトの回転を第１の位置で停止させるように構成された第１のストッパと、回転可能なシフトシャフトの回転を第２の位置で停止させるように構成された第２のストッパと、を備える、実施例２０、２１、又は２２に記載の外科用器具。
実施例２４－回転可能な入力シャフト及び回転可能なシフトシャフトが、共通の長手方向シャフト軸を中心に回転可能である、実施例２０、２１、２２、又は２３に記載の外科用器具。
実施例２５－シャフトアセンブリが、第３の回転可能な駆動シャフトを更に備え、エンドエフェクタが、第３の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第３の端部エフェクタ機能を行うように構成され、回転可能なシフトシャフトが、回転可能な入力シャフトを第３の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結するために、第３の位置に回転可能である、実施例２０、２１、２２、２３、又は２４に記載の外科用器具。
実施例２６－制御システムを更に備え、第１の電気モータ及び第２の電気モータが、制御システムと通信し、制御システムが、第１の電気モータ及び第２の電気モータの動作を制御するように構成される、実施例２０、２１、２２、２３、２４、又は２５に記載の外科用器具。
実施例２７－制御システムが、第１の入力制御部と、第２の入力制御部と、を備え、制御システムが、第１の入力制御部を作動させたときに、第２の電気モータを動作させて、回転可能なシフトシャフトを第１の位置に回転させ、制御システムが、第２の入力制御部を作動させたときに、第２の電気モータを動作させて、回転可能なシフトシャフトを第２の位置に回転させる、実施例２６に記載の外科用器具。
実施例２８－制御システムが、第２の電気モータを動作させている間、第１の電気モータを動作させない、実施例２６又は２７に記載の外科用器具。
実施例２９－制御システムは、回転可能なシフトシャフトが第２の電気モータによって第１の位置及び第２の位置に配置される前に、第１の電気モータを動作させるように構成される、実施例２７に記載の外科用器具。
実施例３０－第１の電気モータ及び第２の電気モータを備えるハウジングを備える外科用アセンブリ。外科用アセンブリは、ハウジングから延在するシャフトアセンブリを更に備える。シャフトアセンブリは、第１の電気モータに動作可能に連結された回転可能な入力シャフトと、第２の電気モータに動作可能に連結された回転可能なシフトシャフトと、第１の回転可能な駆動シャフトと、第２の回転可能な駆動シャフトと、を更に備える。外科用アセンブリは、シャフトアセンブリから延在するエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは、第１の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第１の端部エフェクタ機能を行うように構成される。エンドエフェクタは、第２の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第２の端部エフェクタ機能を行うように構成される。回転可能なシフトシャフトは、第１の位置と第２の位置との間で回転可能である。回転可能なシフトシャフトが第１の位置にあるときに、回転可能な入力シャフトは、第１の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。回転可能なシフトシャフトが第２の位置にあるときに、回転可能な入力シャフトは、第２の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。
実施例３１－エンドエフェクタが、長手方向軸と、ジョーアセンブリと、回転ジョイントと、を備える、実施例３０に記載の外科用器具。ジョーアセンブリは、開放構成と閉鎖構成との間で移動可能である。第１の回転可能な駆動シャフトの第１の方向の回転は、ジョーアセンブリを閉鎖構成に向かって移動させる。第１の回転可能な駆動シャフトの第２の方向の回転は、ジョーアセンブリを開放構成に向かって移動させる。ジョーアセンブリは、第２の回転可能な駆動シャフトの回転によって長手方向軸を中心に回転可能である。
実施例３２－回転可能な入力シャフトが、回転可能なシフトシャフトによって回転可能に支持される、実施例３０又は３１に記載の外科用アセンブリ。
実施例３３－シャフトアセンブリが、回転可能なシフトシャフトの回転を第１の位置で停止させるように構成された第１のストッパと、回転可能なシフトシャフトの回転を第２の位置で停止させるように構成された第２のストッパと、を備える、実施例３０、３１、又は３２に記載の外科用アセンブリ。
実施例３４－回転可能な入力シャフト及び回転可能なシフトシャフトが、共通の長手方向シャフト軸を中心に回転可能である、実施例３０、３１、３２、又は３３に記載の外科用アセンブリ。
実施例３５－シャフトアセンブリが、第３の回転可能な駆動シャフトを更に備え、エンドエフェクタが、第３の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第３の端部エフェクタ機能を行うように構成され、回転可能なシフトシャフトが、回転可能な入力シャフトを第３の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結するために、第３の位置に回転可能である、実施例３０、３１、３２、３３、又は３４に記載の外科用アセンブリ。
実施例３６－制御システムを更に備え、第１の電気モータ及び第２の電気モータが、制御システムと通信し、制御システムが、第１の電気モータ及び第２の電気モータの動作を制御するように構成される、実施例３０、３１、３２、３３、３４、又は３５に記載の外科用アセンブリ。
実施例３７－制御システムが、第１の入力制御部と、第２の入力制御部と、を備え、制御システムが、第１の入力制御部を作動させたときに、第２の電気モータを動作させて、回転可能なシフトシャフトを第１の位置に回転させ、制御システムが、第２の入力制御部を作動させたときに、第２の電気モータを動作させて、回転可能なシフトシャフトを第２の位置に回転させる、実施例３６に記載の外科用アセンブリ。
実施例３８－制御システムが、第２の電気モータを動作させている間、第１の電気モータを動作させない、実施例３６又は３７に記載の外科用アセンブリ。
実施例３９－制御システムは、回転可能なシフトシャフトが第２の電気モータによって第１の位置及び第２の位置に配置される前に、第１の電気モータを動作させるように構成される、実施例３６、３７、又は３８に記載の外科用アセンブリ。
実施例４０－ハウジングが、ロボット外科用システムに装着されるように構成される、実施例３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、又は３９に記載の外科用アセンブリ。
実施例４１－ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトアセンブリと、を備える外科用器具。ハンドルは、第１の電気モータと、第２の電気モータと、を備える。シャフトアセンブリは、第１の電気モータに動作可能に連結された回転可能な入力シャフトと、第２の電気モータに動作可能に連結された回転可能なシフトシャフトと、第１の回転可能な駆動シャフトと、第２の回転可能な駆動シャフトと、を更に備える。外科用器具は、シャフトアセンブリから延在するエンドエフェクタを更に備える。エンドエフェクタは、第１の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第１の端部エフェクタ機能を行うように構成される。エンドエフェクタは、第２の回転可能な駆動シャフトの回転に応じて第２の端部エフェクタ機能を行うように構成される。回転可能なシフトシャフトは、第１の係合配向と第２の係合配向との間で回転可能である。回転可能な入力シャフトは、回転可能なシフトシャフトが第１の係合配向にあるときに、第１の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。回転可能な入力シャフトは、回転可能なシフトシャフトが第２の係合配向にあるときに、第２の回転可能な駆動シャフトに動作可能に連結される。回転可能な入力シャフトは、回転可能なシフトシャフトが第１の配向にないときに、第１の回転可能な駆動シャフトと動作可能に係合されない。回転可能な入力シャフトは、回転可能なシフトシャフトが第２の配向にないときに、第２の回転可能な駆動シャフトと動作可能に係合されない。
実施例４２－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトがハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、を備える、外科用器具。シャフトは、長手方向シャフト軸を中心に回転可能である。外科用器具は、近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタを更に備える。外科用器具は、関節運動ジョイントを更に備える。関節運動ジョイントは、シャフト回転ジョイントに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、近位エンドエフェクタ部分をシャフトに回転可能に接続する。エンドエフェクタは、関節運動軸を中心に回転可能である。外科用器具は、エンドエフェクタ回転ジョイントを更に備える。エンドエフェクタ回転ジョイントは、関節運動ジョイントに対して遠位にある。遠位エンドエフェクタ部分は、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である。
実施例４３－エンドエフェクタが関節運動ジョイントを中心に回転している間、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施例４２に記載の外科用器具。
実施例４４－制御システムが、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された第１の電気モータと、関節運動ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、を備える、実施例４３に記載の外科用器具。
実施例４５－ハンドルを備える、外科用器具。ハンドルは、シャフト回転電気モータと、関節運動駆動電気モータと、エンドエフェクタ回転電気モータと、ジョー駆動電気モータと、を備える。外科用器具は、シャフトと、シャフト回転ジョイントと、エンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、エンドエフェクタ回転ジョイントと、を更に備える。シャフトは、長手方向シャフト軸を備える。シャフト回転ジョイントは、シャフトがハンドルに対して回転することを可能にするように構成される。シャフトは、シャフト回転電気モータによって長手方向シャフト軸を中心に回転可能である。エンドエフェクタは、近位エンドエフェクタ部分と、遠位エンドエフェクタ部分と、を備える。近位エンドエフェクタ部分は、ジョー駆動電気モータによって開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを備える。関節運動ジョイントは、シャフト回転ジョイントに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、近位エンドエフェクタ部分をシャフトに回転可能に接続する。エンドエフェクタは、関節運動駆動モータによって関節運動軸を中心に回転可能である。エンドエフェクタ回転ジョイントは、関節運動ジョイントに対して遠位にある。遠位エンドエフェクタ部分は、エンドエフェクタ回転モータによってエンドエフェクタ回転ジョイントを中心に近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である。
実施例４６－関節運動駆動電気モータを動作させている間、エンドエフェクタ回転電気モータを動作させて、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施例４５に記載の外科用器具。
実施例４７－ハンドルと、長手方向シャフト軸を含むシャフトと、近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、を備える、外科用器具。関節運動ジョイントは、シャフトに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、近位エンドエフェクタ部分をシャフトに回転可能に接続する。外科用器具は、回転可能な関節運動駆動シャフトと、エンドエフェクタ回転ジョイントと、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトと、を更に備える。エンドエフェクタは、関節運動駆動シャフトによって関節運動軸を中心に回転可能である。エンドエフェクタ回転ジョイントは、関節運動ジョイントに対して遠位にある。遠位エンドエフェクタ部分は、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトによってエンドエフェクタ回転ジョイントを中心に近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である。回転可能な関節運動駆動シャフト及び回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトは、同心である。
実施例４８－エンドエフェクタが、開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを更に備え、エンドエフェクタ駆動シャフトが、開放構成とクランプ構成との間でジョーアセンブリを移動させるように選択的に動作可能である、実施例４７に記載の外科用器具。
実施例４９－エンドエフェクタ駆動シャフトが、開放構成とクランプ構成との間でジョーアセンブリを移動させるように並進可能である、実施例４８に記載の外科用器具。
実施例５０－エンドエフェクタが関節運動ジョイントを中心に回転している間、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施例４７、４８、又は４９に記載の外科用器具。
実施例５１－制御システムが、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された第１の電気モータと、関節運動ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、を備える、実施例５０に記載の外科用器具。
実施例５２－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトが長手方向シャフト軸を中心にハンドル対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、エンドエフェクタが長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、長手方向シャフト軸を中心にシャフトを回転させるよう構成された第１の電気モータと、外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、長手方向エンドエフェクタ軸を中心にエンドエフェクタを回転させるよう構成された第２の電気モータと、外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、モータ制御システムと、を備える、外科用器具。モータ制御システムは、第１の入力に応じて第１の電気モータを回転させ、第２の入力に応じて第２の電気モータを回転させ、第１の入力に応じて第２の電気モータを回転させて、シャフトとエンドエフェクタとの間の回転整列を維持するように構成される。
実施例５３－モータ制御システムが、第２の入力に応じて第１の電気モータを回転させて、シャフトとエンドエフェクタとの間の回転整列を維持するように構成される、実施例５２に記載の外科用器具。
実施例５４－モータ制御システムが、マイクロプロセッサを含む制御回路を備える、実施例５２又は５３に記載の外科用器具。
実施例５５－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトが長手方向シャフト軸を中心にハンドル対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、エンドエフェクタが長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、長手方向シャフト軸を中心にシャフトを回転させるよう構成された第１の電気モータと、外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、長手方向エンドエフェクタ軸を中心にエンドエフェクタを回転させるよう構成された第２の電気モータと、外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、エンドエフェクタ及びシャフトの回転を同期させるように構成された歯車アセンブリと、を備える、外科用器具。
実施例５６－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトが長手方向シャフト軸を中心にハンドル対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、エンドエフェクタが長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、長手方向シャフト軸を中心にシャフトを回転させるよう構成された第１の電気モータと、外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、長手方向エンドエフェクタ軸を中心にエンドエフェクタを回転させるよう構成された第２の電気モータと、外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、エンドエフェクタ及びシャフトの回転を同期させるように構成されたモータ制御システムと、を備える、外科用器具。
実施例５７－ハウジングと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトが長手方向シャフト軸を中心にハウジングに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、エンドエフェクタが長手方向エンドエフェクタ軸を中心にシャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、長手方向シャフト軸を中心にシャフトを回転させるよう構成された第１の電気モータと、外科用アセンブリのユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、長手方向エンドエフェクタ軸を中心にエンドエフェクタを回転させるよう構成された第２の電気モータと、外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、モータ制御システムと、を備える、外科用アセンブリ。モータ制御システムは、第１の入力に応じて第１の電気モータを回転させ、第２の入力に応じて第２の電気モータを回転させ、第１の入力に応じて第２の電気モータを回転させて、シャフトとエンドエフェクタとの間の回転整列を維持するように構成される。
実施例５８－ハウジングが、ロボット外科用システムに装着されるように構成される、実施例５７に記載の外科用アセンブリ。
実施例５９－シャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、入力シャフトと、外科用器具の第１の機能を駆動するように構成された第１の出力シャフトと、外科用器具の第２の機能を駆動するように構成された第２の出力シャフトと、クラッチと、を備える、外科用器具。クラッチは、クラッチが第１の構成にあるときに入力シャフトを第１の出力シャフトと、またクラッチが第２の構成にあるときに第２の出力シャフトと、選択的に連結するように構成される。クラッチは、クラッチが常時第１の構成及び第２の構成のうちの１つにあることを確実にするように構成された、双安定柔軟機構を備える。
実施例６０－クラッチが、第１の構成の近位位置と第２の構成の遠位位置との間で摺動可能な、並進可能なクラッチ要素を備える、実施例５９に記載の外科用器具。
実施例６１－双安定柔軟機構が、並進可能なクラッチ要素を近位位置及び遠位位置に位置決めするように構成された少なくとも１つのばねを備える、実施例６０に記載の外科用器具。
実施例６２－並進可能なクラッチ要素が、リニアクラッチ駆動装置によって近位及び遠位に移動可能である、実施例６０又は６１に記載の外科用器具。
実施例６３－クラッチを第１の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例５９、６０、６１、又は６２に記載の外科用器具。
実施例６４－クラッチを第２の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例５９、６０、６１、又は６２に記載の外科用器具。
実施例６５－シャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、入力シャフトと、外科用器具の第１の機能を駆動するように構成された第１の出力シャフトと、外科用器具の第２の機能を駆動するように構成された第２の出力シャフトと、クラッチと、を備える、外科用器具。クラッチは、クラッチが第１の構成にあるときに入力シャフトを第１の出力シャフトと、またクラッチが第２の構成にあるときに第２の出力シャフトと、選択的に連結するように構成される。クラッチは、クラッチが常時第１の構成及び第２の構成のうちの１つにあることを確実にするように構成された、付勢部材を備える。
実施例６６－クラッチが、第１の構成の近位位置と第２の構成の遠位位置との間で摺動可能な、並進可能なクラッチ要素を備える、実施例６５に記載の外科用器具。
実施例６７－付勢部材が、並進可能なクラッチ要素を近位位置及び遠位位置に位置決めするように構成された少なくとも１つのばねを備える、実施例６６に記載の外科用器具。
実施例６８－並進可能なクラッチ要素が、リニアクラッチ駆動装置によって近位及び遠位に移動可能である、実施例６６又は６７に記載の外科用器具。
実施例６９－クラッチを第１の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例６５、６６、６７、又は６８に記載の外科用器具。
実施例７０－クラッチを第２の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例６５、６６、６７、又は６８に記載の外科用器具。
実施例７１－シャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、入力シャフトと、外科用器具の第１の機能を駆動するように構成された第１の出力シャフトと、外科用器具の第２の機能を駆動するように構成された第２の出力シャフトと、クラッチと、を備える、外科用器具。クラッチは、クラッチが第１の構成にあるときに入力シャフトを第１の出力シャフトと、またクラッチが第２の構成にあるときに第２の出力シャフトと、選択的に連結するように構成される。クラッチは、クラッチが第２の構成にない限り、クラッチを第１の構成に付勢するように構成された、付勢部材を備える。
実施例７２－クラッチが、第１の構成の近位位置と第２の構成の遠位位置との間で摺動可能な、並進可能なクラッチ要素を備える、実施例７１に記載の外科用器具。
実施例７３－付勢部材が、並進可能なクラッチ要素を近位位置及び遠位位置に位置決めするように構成された少なくとも１つのばねを備える、実施例７２に記載の外科用器具。
実施例７４－並進可能なクラッチ要素が、リニアクラッチ駆動装置によって近位及び遠位に移動可能である、実施例７２又は７３に記載の外科用器具。
実施例７５－クラッチを第１の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例７１、７２、７３、又は７４に記載の外科用器具。
実施例７６－クラッチを第２の構成に解放可能に保持するように構成されたロックを更に備える、実施例７１、７２、７３、又は７４に記載の外科用器具。
実施例７７－シャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、入力シャフトと、複数の出力シャフトと、を備える、外科用器具。各出力シャフトは、エンドエフェクタ機能を駆動するように構成される。外科用器具は、複数のクラッチ位置に構成可能なクラッチを更に備える。クラッチは、入力シャフトを各クラッチ位置で出力シャフトに選択的に連結する。クラッチは、クラッチがクラッチ位置に位置決めされていないときにクラッチを最も近いクラッチ位置に付勢するように構成された付勢部材を備える。
実施例７８－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、シャフトがハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、を備える、外科用器具。シャフトは、長手方向シャフト軸を中心に回転可能である。外科用器具は、近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタを更に備える。外科用器具は、関節運動ジョイントを更に備える。関節運動ジョイントは、シャフト回転ジョイントに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、近位エンドエフェクタ部分をシャフトに回転可能に接続する。エンドエフェクタは、関節運動軸を中心に回転可能である。外科用器具は、エンドエフェクタ回転ジョイントを更に備える。エンドエフェクタ回転ジョイントは、関節運動ジョイントに対して遠位にある。遠位エンドエフェクタ部分は、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である。外科用器具は、関節運動駆動装置を更に備える。関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された、第１の関節運動駆動装置を備える。関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された、第２の関節運動駆動装置を更に備える。第１の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタと動作可能に係合されない。第２の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタと動作可能に係合されない。
実施例７９－第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、関節運動ジョイントを通って延在するが、エンドエフェクタ回転ジョイントを通って延在しない、実施例７８に記載の外科用器具。
実施例８０－シャフトが、第１の直径を有する第１の部分と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２の部分と、を有し、第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、シャフトの第２の部分を通って延在する、実施例７８又は７９に記載の外科用器具。
実施例８１－ハンドルと、ハンドルから延在するシャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、を備える、外科用器具。関節運動ジョイントは、関節運動軸を中心にエンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する。外科用器具は、関節運動アクチュエータを備える関節運動駆動装置と、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第１の関節運動駆動装置と、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第２の関節運動駆動装置と、を更に備える。第１の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときに、関節運動アクチュエータと動作可能に係合される。第２の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときに、関節運動アクチュエータと動作可能に係合されない。第２の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときに、関節運動アクチュエータと動作可能に係合される。第１の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときに、関節運動アクチュエータと動作可能に係合されない。
実施例８２－第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置は、関節運動ジョイントを通って延在する、実施例８１に記載の外科用器具。
実施例８３－シャフトが、第１の直径を有する第１の部分と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２の部分と、を有し、第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、シャフトの第２の部分を通って延在する、実施例８１又は８２に記載の外科用器具。
実施例８４－ハンドルと、シャフトと、エンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、関節運動駆動装置と、を備える、外科用器具。エンドエフェクタは、関節運動ジョイントを中心にシャフトに対して回転可能である。関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第１の関節運動駆動装置と、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第２の関節運動駆動装置と、を備える。第１の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタと動作可能に係合されない。第２の関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタと動作可能に係合されない。
実施例８５－関節運動駆動装置は、関節運動駆動シャフトと、駆動カプラと、を更に備え、駆動カプラが、第１の位置と第２の位置との間で回転可能であり、駆動カプラは、駆動カプラが第１の位置にあるときに、第１の関節運動駆動装置を関節運動駆動シャフトに動作可能に連結し、駆動カプラは、駆動カプラが第２の位置にあるときに、第２の関節運動駆動装置を関節運動駆動シャフトに動作可能に連結する、実施例８４に記載の外科用器具。
実施例８６－エンドエフェクタが、第１の完全関節運動位置、関節運動解除位置、及び第２の完全関節運動位置を含む位置の範囲内で回転可能であり、第１の関節運動駆動装置が、第１の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第１の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成され、第２の関節運動駆動装置が、第２の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第２の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成される、実施例８４又は８５に記載の外科用器具。
実施例８７－第１の完全関節運動位置が、第２の範囲内になく、第２の完全関節運動位置が、第１の範囲内にない、実施例８６に記載の外科用器具。
実施例８８－シャフトが、第１の直径を有する第１の部分と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２の部分と、を有し、第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、シャフトの第２の部分を通って延在する、実施例８４、８５、８６、又は８７に記載の外科用器具。
実施例８９－ハンドルと、シャフトと、エンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、関節運動駆動装置と、を備える、外科用器具。エンドエフェクタは、関節運動ジョイントを中心にシャフトに対して回転可能である。関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第１の関節運動駆動装置と、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第２の関節運動駆動装置と、を備える。関節運動駆動装置は、関節運動駆動シャフトと、駆動カプラと、を更に備える。駆動カプラは、第１の状態の第１の位置と第２の状態の第２の位置との間で回転可能である。駆動カプラは、駆動カプラが第１の位置にあるときに、第１の関節運動駆動装置を関節運動駆動シャフトに動作可能に連結する。駆動カプラは、駆動カプラが第２の位置にあるときに、第２の関節運動駆動装置を関節運動駆動シャフトに動作可能に連結する。
実施例９０－第２の関節運動駆動装置は、駆動カプラが第１の位置にあるときに駆動カプラから連結解除され、第１の関節運動駆動装置は、駆動カプラが第２の位置にあるときに駆動カプラから連結解除される、実施例８９に記載の外科用器具。
実施例９１－エンドエフェクタが、第１の完全関節運動位置、関節運動解除位置、及び第２の完全関節運動位置を含む位置の範囲内で回転可能であり、第１の関節運動駆動装置が、第１の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第１の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成され、第２の関節運動駆動装置が、第２の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第２の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成される、実施例８９又は９０に記載の外科用器具。
実施例９２－第１の完全関節運動位置が、第２の範囲内になく、第２の完全関節運動位置が、第１の範囲内にない、実施例９１に記載の外科用器具。
実施例９３－シャフトが、第１の直径を有する第１の部分と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２の部分と、を有し、第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、シャフトの第２の部分を通って延在する、実施例８９、９０、９１、又は９２に記載の外科用器具。
実施例９４－ハンドルと、シャフトと、エンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、関節運動駆動装置と、を備える、外科用器具。エンドエフェクタは、関節運動ジョイントを中心にシャフトに対して回転可能である。関節運動駆動装置は、関節運動駆動装置が第１の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第１の関節運動駆動装置と、関節運動駆動装置が第２の状態にあるときにエンドエフェクタを駆動するように構成された第２の関節運動駆動装置と、を備える。エンドエフェクタは、第１の完全関節運動位置、関節運動解除位置、及び第２の完全関節運動位置を含む位置の範囲内で回転可能である。第１の関節運動駆動装置は、第１の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第１の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成される。第２の関節運動駆動装置は、第２の完全関節運動位置及び関節運動解除位置を含む第２の範囲内でエンドエフェクタを移動させるように構成される。
実施例９５－第１の完全関節運動位置が、第２の範囲内になく、第２の完全関節運動位置が、第１の範囲内にない、実施例９４に記載の外科用器具。
実施例９６－シャフトが、第１の直径を有する第１の部分と、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２の部分と、を有し、第１の関節運動駆動装置及び第２の関節運動駆動装置が、シャフトの第２の部分を通って延在する、実施例９４又は９５に記載の外科用器具。
実施例９７－ハンドルと、長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタと、関節運動ジョイントと、を備える外科用器具。関節運動ジョイントは、シャフトに対して遠位にある。関節運動ジョイントは、近位エンドエフェクタ部分をシャフトに回転可能に接続する。外科用器具は、回転可能な関節運動駆動シャフトを更に備える。エンドエフェクタは、関節運動駆動シャフトによって関節運動軸を中心に回転可能である。外科用器具は、エンドエフェクタ回転ジョイントを更に備える。エンドエフェクタ回転ジョイントは、関節運動ジョイントに対して遠位にある。外科用器具は、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトを更に備える。遠位エンドエフェクタ部分は、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトによってエンドエフェクタ回転ジョイントを中心に近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である。回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトは、回転可能な関節運動駆動シャフトを通って延在する。
実施例９８－エンドエフェクタが、開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを更に備え、エンドエフェクタ駆動シャフトが、開放構成とクランプ構成との間でジョーアセンブリを移動させるように選択的に動作可能である、実施例９７に記載の外科用器具。
実施例９９－エンドエフェクタ駆動シャフトが、開放構成とクランプ構成との間でジョーアセンブリを移動させるように並進可能である、実施例９８に記載の外科用器具。
実施例１００－シャフトと、シャフトから延在するエンドエフェクタと、入力運動を伝達するように構成された入力シャフトと、外科用器具の第１の機能を駆動するように構成された第１の出力シャフトと、外科用器具の第２の機能を駆動するように構成された第２の出力シャフトと、入力シャフトからの入力運動に応じて、第１の出力シャフトを第１の方向に、かつ第２の出力シャフトを第２の方向に、同時に駆動するように構成された変速装置と、を備える、外科用器具。
実施例１０１－入力運動に応じて、第１の出力シャフト及び第２の出力シャフトが並進するように構成される、実施例１００に記載の外科用器具。
実施例１０２－入力運動に応じて、第１の出力シャフトが、第２の出力シャフトよりも遠くに並進する、実施例１００又は１０１に記載の外科用器具。
実施例１０３－変速装置が、入力シャフトに画定された第１のねじ山及び第２のねじ山を備え、第１の出力シャフトが、第１のねじ山とねじ込み可能に係合され、第２の出力シャフトが、第２のねじ山とねじ込み可能に係合され、第１のねじ山及び第２のねじ山が、異なる、実施例１００、１０１、又は１０２に記載の外科用器具。
実施例１０４－第１のねじ山が、左ねじを備え、第２のねじ山が、右ねじを備える、実施例１０３に記載の外科用器具。
実施例１０５－第１の機能が、エンドエフェクタ運動をロック解除することを含み、第２の機能が、エンドエフェクタ運動を通してエンドエフェクタを移動させることを含む、実施例１００、１０１、１０２、１０３、又は１０４に記載の外科用器具。
実施例１０６－第１の機能が、エンドエフェクタ運動を通してエンドエフェクタを移動させることを含み、第２の機能が、エンドエフェクタをロックして、エンドエフェクタがエンドエフェクタ運動を行うことを防止することを含む、実施例１００、１０１、１０２、１０３、又は１０４に記載の外科用器具。
実施例１０７－第１の機能が、開放構成とクランプ構成との間でエンドエフェクタを移動させて、エンドエフェクタ内で組織をクランプすることを含み、第２の機能が、組織を締結することを含む、実施例１００、１０１、１０２、１０３、又は１０４に記載の外科用器具。
実施例１０８－第２の機能が、組織を縫合することと、組織をステープル留めすることと、及び組織をクリップ留めすることと、のうちの少なくとも１つを含む、実施例１０７に記載の外科用器具。
実施例１０９－シャフトを備える、外科用器具。シャフトは、フレームを備える。外科用器具は、シャフトから延在しているエンドエフェクタと、入力運動を伝達するように構成された入力シャフトと、エンドエフェクタに連結された第１の出力部材と、フレームに連結された第２の出力部材と、変速装置と、を更に備える。変速装置は、入力シャフトを、第２の出力部材に対して、かつ第１の出力部材を入力シャフトに対して、同時に並進させるように構成される。
実施例１１０－シャフトと、エンドエフェクタと、駆動システムと、を備える、外科用器具。駆動システムは、第１の回転電気モータと、第１のリニア電気モータと、第２の回転電気モータと、第２のリニア電気モータと、を備える。第１の回転電気モータは、回転可能な出力シャフトを備える。第１の回転電気モータは、第１のエンドエフェクタ機能を駆動するように構成される。第１のリニア電気モータは、第１の回転電気モータを並進させて、第２のエンドエフェクタ機能を行うように構成される。第２の回転電気モータは、回転可能な出力シャフトを備える。第２の回転電気モータは、第３のエンドエフェクタ機能を駆動するように構成される。第２のリニア電気モータは、第２の回転電気モータを並進させて、第４のエンドエフェクタ機能を行うように構成される。
実施例１１１－シャフトと、エンドエフェクタと、駆動システムと、を備える、外科用器具。駆動システムは、第１の出力シャフトと、第２の出力シャフトと、第１の出力シャフトを回転させて第１のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第１の回転電気モータと、第１の出力シャフトを並進させて第２のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第１のリニア電気モータと、第２の出力シャフトを回転させて第３のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第２の回転電気モータと、第２の出力シャフトを並進させて第４のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第２のリニア電気モータと、を備える。
実施例１１２－第１の出力シャフトが、第２の出力シャフトに画定された開口を通って延在する、実施例１１１に記載の外科用器具。
実施例１１３－エンドエフェクタをシャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントを更に備え、第１の出力シャフトが、関節運動ジョイントを通って延在する第１の可撓性部分を備え、第２の出力シャフトが、関節運動ジョイントを通って延在する第２の可撓性部分を備える、実施例１１１又は１１２に記載の外科用器具。
実施例１１４－第１の可撓性部分が、第１のレーザ切断鋼管を備え、第２の可撓性部分が、第２のレーザ切断鋼管を備える、実施例１１３に記載の外科用器具。
実施例１１５－第１のレーザ切断鋼管が、第２のレーザ切断鋼管を通って延在する、実施例１１４に記載の外科用器具。
実施例１１６－シャフトと、エンドエフェクタと、駆動システムと、を備える、外科用器具。駆動システムは、出力シャフトと、出力シャフトを回転させて第１のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第１の電気モータと、出力シャフトを並進させて第２のエンドエフェクタ機能を行うように構成された第２の電気モータと、シャフトと共に延在する導体と、導体と電気通信するスリップジョイントと、を備える。スリップジョイントは、出力シャフトと並進するように構成される。
実施例１１７－第１のハンドルと、第２のハンドルと、を備える、外科用器具システム。第１のハンドルは、２つの独立して動作可能な駆動入力を備える。第２のハンドルは、２つの同期動作の駆動入力を備える。外科用器具システムは、第１のハンドル及び第２のハンドルに選択的かつ別個に取り付け可能である、シャフトアセンブリを更に備える。シャフトアセンブリは、２つの駆動出力と、クラッチシステムと、を備える。２つの駆動入力は、２つの独立して動作可能な駆動入力及び２つの同期動作の駆動入力と選択的かつ別個に係合可能である。クラッチシステムは、シャフトアセンブリが第２のハンドルに取り付けられたときに、２つの駆動出力のうちの１つを選択的に停止させるように構成される。２つの駆動出力は、シャフトアセンブリが第１のハンドルに取り付けられたときに、２つの独立して動作可能な駆動入力によって独立して駆動可能である。
実施例１１８－２つの駆動出力が、第１の駆動出力と、第２の駆動出力と、を備え、クラッチシステムが、第１の位置と第２の位置との間でシフト可能なクラッチ要素を備え、クラッチ要素が第１の位置にあるときに、第１の駆動出力がシャフトアセンブリの機能を行うように駆動可能であり、かつ第２の駆動出力がシャフトアセンブリの機能を行うように駆動可能でなく、クラッチ要素が第２の位置にあるときに、第２の駆動出力がシャフトアセンブリの機能を行うように駆動可能であり、かつ第１の駆動出力がシャフトアセンブリの機能を行うように駆動可能でない、実施例１１７に記載の外科用器具システム。
実施例１１９－クラッチシステムが、シャフトアセンブリの２つの駆動出力のうちの１つをクラッチ解除するように構成された、少なくとも１つのソレノイド駆動のクラッチ要素を備える、実施例１１７又は１１８に記載の外科用器具システム。
実施例１２０－ハウジングと、手動駆動のアクチュエータと、電気モータと、第１の出力と、第２の出力と、制御回路と、を備える、外科用器具ハンドル。第１の出力は、手動駆動のアクチュエータに動作可能に連結される。第１の出力は、手動駆動のアクチュエータの作動に応じる。第２の出力は、電気モータに動作可能に連結される。制御回路は、手動駆動のアクチュエータの作動に応じて電気モータを動作させるように構成される。
実施例１２１－第１の出力が、第１の回転可能な出力を備え、第２の出力が、第２の回転可能な出力を備える、実施例１２０に記載の外科用器具ハンドル。
実施例１２２－第２の回転可能な出力の回転が、第１の回転可能な出力の回転に同期する、実施例１２１に記載の外科用器具ハンドル。
実施例１２３－第１の回転可能な出力及び第２の回転可能な出力が、同じ速度で回転する、実施例１２１に記載の外科用器具ハンドル。
実施例１２４－第１の回転可能な出力及び第２の回転可能な出力が、異なる速度で回転可能である、実施例１２１に記載の外科用器具ハンドル。
実施例１２５－制御回路が、手動駆動のアクチュエータの作動を検出するように構成されたセンサを備える、実施例１２０、１２１、１２２、１２３、又は１２４に記載の外科用器具ハンドル。
実施例１２６－ハンドルと、エンドエフェクタと、手動動作のアクチュエータと、電気モータと、第１の出力と、第２の出力と、制御回路と、を備える、外科用器具システム。第１の出力は、手動動作のアクチュエータに動作可能に連結される。第１の出力は、手動動作のアクチュエータの作動に応じて、第１のエンドエフェクタ機能を駆動する。第２の出力は、電気モータに動作可能に連結される。制御回路は、第１のエンドエフェクタ機能とは異なる第２のエンドエフェクタ機能を第１の出力が行うのと同時に、手動動作のアクチュエータの作動に応じて、電気モータを動作させて第２の出力を駆動するように構成される。
実施例１２７－ハンドルと、第１のエンドエフェクタ機能及び第２のエンドエフェクタ機能を行うように構成されたエンドエフェクタと、第１のアクチュエータ及び第１の電気モータを備える第１の駆動システムと、第２のアクチュエータ及び第２の電気モータを備える第２の駆動システムと、制御システムと、を備える、外科用器具システム。制御システムは、第１の電気モータが第１のアクチュエータの作動に応じ、第２の電気モータが第１のアクチュエータの作動に応じない、第１の動作モードで動作可能である。制御システムは、第２の電気モータが第２のアクチュエータの作動に応じ、第１の電気モータが第２のアクチュエータの作動に応じない、第２の動作モードで更に動作可能である。制御システムは、第１の電気モータ及び第２の電気モータが第１のアクチュエータの作動に応じる、第３の動作モードで更に動作可能である。
実施例１２８－制御システムは、第１の電気モータ及び第２の電気モータがそれぞれ第２のアクチュエータの作動に応じる、第４の動作モードで動作可能である、実施例１２７に記載の外科用器具システム。
実施例１２９－第１の端部エフェクタ機能が、関節運動ジョイントを中心にエンドエフェクタを関節運動させることを含み、第２のエンドエフェクタ機能が、回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させることを含む、実施例１２７又は１２８に記載の外科用器具システム。
実施例１３０－シャフトを更に備え、エンドエフェクタが、シャフトから延在し、第１のエンドエフェクタ機能が、シャフト回転ジョイントを中心にシャフトを回転させることを含み、第２のエンドエフェクタ機能が、エンドエフェクタ回転ジョイントを中心にエンドエフェクタを回転させることを含む、実施例１２７又は１２８に記載の外科用器具システム。
実施例１３１－エンドエフェクタをシャフトに接続する関節運動ジョイントを更に備える、実施例１３０に記載の外科用器具システム。
実施例１３２－第１のハンドルと、第２のハンドルと、シャフトアセンブリと、を備える、外科用器具システム。第１のハンドルは、電気モータによって駆動される第１の出力を備える。第２のハンドルは、外科用器具システムのユーザによって提供される手動入力によって駆動される第２の出力を備える。シャフトアセンブリは、第１のハンドル及び第２のハンドルに選択的かつ別個に取り付け可能である。シャフトアセンブリは、シャフト入力を備えるエンドエフェクタ駆動装置を備える。シャフト入力は、シャフトアセンブリが第１のハンドルに取り付けられたときに、モータ駆動の第１の出力に動作可能に連結される。シャフト入力は、シャフトアセンブリが第２のハンドルに取り付けられたときに、手動駆動の第２の出力に動作可能に連結される。
実施例１３３－第１のハンドルが、第１のハウジングと、第１のハウジングに装着された磁気要素の第１のアレイと、を備え、第２のハンドルが、第２のハウジングと、第２のハウジングに装着された磁気要素の第２のアレイと、を備え、シャフトアセンブリが、シャフトハウジングと、磁気要素のシャフトのアレイと、を備え、磁気要素のシャフトのアレイが、磁気要素の第１のアレイと相互作用して、シャフトアセンブリを第１のハンドルに対して第１の配向に配向し、磁気要素のシャフトのアレイが、磁気要素の第２のアレイと相互作用して、シャフトアセンブリを第２のハンドルに対して第１の配向とは異なる第２の配向に配向する、実施例１３２に記載の外科用器具システム。
実施例１３４－第１のハンドルと、第２のハンドルと、シャフトアセンブリと、を備える、外科用器具システム。第１のハンドルは、第１のハウジングと、第１の出力と、磁気要素の第１のアレイと、を備える。第２のハンドルは、第２のハウジングと、第２の出力と、磁気要素の第２のアレイと、を備える。シャフトアセンブリは、第１のハンドル及び第２のハンドルに選択的かつ別個に取り付け可能である。シャフトアセンブリは、シャフトハウジングと、エンドエフェクタ駆動装置と、磁気要素のシャフトのアレイと、を備える。エンドエフェクタ駆動装置は、シャフト入力を備える。シャフト入力は、シャフトアセンブリが第１のハンドルに取り付けられたときに、第１の出力に動作可能に連結される。シャフト入力は、シャフトアセンブリが第２のハンドルに取り付けられたときに、第２の出力に動作可能に連結される。磁気要素のシャフトのアレイは、磁気要素の第１のアレイと相互作用して、シャフトアセンブリを第１のハンドルに対して第１の配向に配向する。磁気要素のシャフトのアレイが、磁気要素の第２のアレイと相互作用して、シャフトアセンブリを第２のハンドルに対して第１の配向とは異なる第２の配向に配向する。
主題の出願に開示されているデバイス、システム、及び方法は、その全内容が本明細書に組み込まれる、２０１８年４月１９日出願の米国仮特許出願第６２／６５９，９００号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＨＵＢ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ」、２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４１号、発明の名称「ＩＮＴＥＲＡＣＴＩＶＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」、２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３４０号、発明の名称「ＣＬＯＵＤ－ＢＡＳＥＤ ＭＥＤＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＩＣＳ」、及び２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６２／６１１，３３９号、発明の名称「ＲＯＢＯＴ ＡＳＳＩＳＴＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＰＬＡＴＦＯＲＭ」に開示されているデバイス、システム、及び方法と共に使用することができる。主題の出願に開示されているデバイス、システム、及び方法はまた、その全内容が本明細書に組み込まれる、２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＲＥＬＥＡＳＥ」と題する米国特許出願第１５／９０８，０２１号、２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＤＵＡＬ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＭＥＭＢＥＲＳ ＴＯ ＥＦＦＥＣＴ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ ＴＹＰＥＳ ＯＦ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＭＯＶＥＭＥＮＴ」と題する米国特許出願第１５／９０８，０１２号、２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」と題する米国特許出願第１５／９０８，０４０号、２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＲＹ ＤＲＩＶＥ ＳＥＬＥＣＴＩＶＥＬＹ ＡＣＴＵＡＴＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮＳ」と題する米国特許出願第１５／９０８，０５７号、２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＯＷＥＲ ＳＯＵＲＣＥＳ」と題する米国特許出願第１５／９０８，０５８号、及び２０１８年２月２８日出願の「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＥＮＳＯＲ ＡＮＤ／ＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ」と題する米国特許出願第１５／９０８，１４３号に開示されているデバイス、システム、及び方法と共に使用することができる。主題の出願に開示されている装置、システム、及び方法はまた、その全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年３月２６日出願の「ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国特許出願第１４／２２６，１３３号、現在は、米国特許出願公開第２０１５／０２７２５５７号に開示されているデバイス、システム、及び方法と共に使用することができる。
以下の開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
－米国特許出願第１１／０１３，９２４号、発明の名称「ＴＲＯＣＡＲ ＳＥＡＬ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」、現在は米国特許第７３７１２２７号、
－米国特許出願第１１／１６２，９９１号、発明の名称「ＥＬＥＣＴＲＯＡＣＴＩＶＥ ＰＯＬＹＭＥＲ－ＢＡＳＥＤ ＡＲＴＩＣＵＬＡＴＩＯＮ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ ＦＯＲ ＧＲＡＳＰＥＲ」、現在は米国特許第７８６２５７９号、
－米国特許出願第１２／３６４，２５６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＩＳＳＥＣＴＯＲ」、現在は米国特許出願公開第２０１０／０１９８２４８号、
－米国特許出願第１３／５３６，３８６号、発明の名称「ＥＭＰＴＹ ＣＬＩＰ ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ ＬＯＣＫＯＵＴ」、現在は米国特許第９２８２９７４号、
－米国特許出願第１３／８３２，７８６号、発明の名称「ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＮＥＥＤＬＥ ＡＰＰＬＩＥＲ ＷＩＴＨ ＯＦＦＳＥＴ ＮＥＥＤＬＥ ＡＮＤ ＣＡＲＲＩＥＲ ＴＲＡＣＫＳ」、現在は米国特許第９３９８９０５号、
－米国特許出願第１２／５９２，１７４号、発明の名称「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＩＮＩＭＡＬＬＹ ＩＮＶＡＳＩＶＥ ＳＵＴＵＲＩＮＧ」、現在は米国特許第８１２３７６４号、
－米国特許出願第１２／４８２，０４９号、発明の名称「ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＳＴＩＴＣＨＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ」、現在は米国特許第８６２８５４５号、
－米国特許出願第１３／１１８，２４１号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ ＳＴＡＰＬＥ ＤＥＰＬＯＹＭＥＮＴ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳ」、現在は米国特許第９，０７２，５３５号、
－米国特許出願第１１／３４３，８０３号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＨＡＶＩＮＧ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」、現在は米国特許第７８４５５３７号、
－米国特許出願第１４／２００，１１１号、発明の名称「ＣＯＮＴＲＯＬ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、現在は米国特許第９６２９６２９号、
－米国特許出願第１４／２４８，５９０号、発明の名称「ＭＯＴＯＲ ＤＲＩＶＥＮ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＷＩＴＨ ＬＯＣＫＡＢＬＥ ＤＵＡＬ ＤＲＩＶＥ ＳＨＡＦＴＳ」、現在は米国特許第９８２６９７６号、
－米国特許出願第１４／８１３，２４２号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＡＳＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＰＲＯＰＥＲ ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、現在は米国特許出願公開第２０１７／００２７５７１号、
－米国特許出願第１４／２４８，５８７号、発明の名称「ＰＯＷＥＲＥＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＴＡＰＬＥＲ」、現在は米国特許第９８６７６１２号、
－米国特許出願第１２／９４５，７４８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ Ａ ＴＷＯ ＤＥＧＲＥＥ ＯＦ ＦＲＥＥＤＯＭ ＷＲＩＳＴ」、現在は米国特許第８８５２１７４号、
－米国特許出願第１３／２９７，１５８号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＡＳＳＩＶＥＬＹ ＤＥＣＯＵＰＬＩＮＧ ＴＯＲＱＵＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＹ Ａ ＲＥＭＯＴＥ ＡＣＴＵＡＴＯＲ ＩＮＴＯ ＡＮ ＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴＬＹ ＲＯＴＡＴＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ」、現在は米国特許第９０９５３６２号、
－国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０２３６３６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＳＨＩＦＴＡＢＬＥ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ」、現在は国際公開第２０１５／１５３６４２（Ａ１）号、
－国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５１８３７号、発明の名称「ＨＡＮＤＨＥＬＤ ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ」、現在は国際公開第２０１６／０５７２２５（Ａ１）号、
－米国特許出願第１４／６５７，８７６号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＤＥＶＩＣＥＳ」、現在は米国特許出願公開第２０１５／０１８２２７７号、
－米国特許出願第１５／３８２，５１５号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ ＢＡＴＴＥＲＹ ＰＯＷＥＲＥＤ ＨＡＮＤＨＥＬＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＨＥＲＥＦＯＲ」、現在は米国特許出願公開第２０１７／０２０２６０５号、
－米国特許出願第１４／６８３，３５８号、発明の名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＲＥＬＡＴＥＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」、現在は米国特許出願公開第２０１６／０２９６２７１号、
－米国特許出願第１４／１４９，２９４号、発明の名称「ＨＡＲＶＥＳＴＩＮＧ ＥＮＥＲＧＹ ＦＲＯＭ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」、現在は米国特許第９７９５４３６号、
－米国特許出願第１５／２６５，２９３号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＣＩＲＣＵＩＴ ＴＯＰＯＬＯＧＩＥＳ ＦＯＲ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」、現在は米国特許出願公開第２０１７／００８６９１０号、及び
－米国特許出願第１５／２６５，２７９号、発明の名称「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＡＮＤ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、現在は米国特許出願公開第２０１７／００８６９１４号は、参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態と共に本明細書で様々なデバイスについて説明したが、それらの実施形態に対して修正及び変更が実施されてもよい。特定の特徴、構造又は特性を、１つ以上の実施形態で、任意の適切な様式で組み合わせてもよい。したがって、一実施形態に関して図示又は説明される特定の特徴、構造、又は特性は、無制限に、１つ以上のその他の実施形態の特徴、構造、又は特性と全て、あるいは、部分的に組み合わされてよい。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。更に、様々な実施形態に従って、所与の機能（複数可）を実行するために、単一の構成要素を複数の構成要素に置き換えてもよく、また複数の構成要素を単一の構成要素に置き換えてもよい。以上の説明及び以下の特許請求の範囲は、そのような修正及び変形形態を全て包含することが意図される。
本明細書に開示される装置は、１回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、デバイスは少なくとも１回の使用後に再利用のために再調整され得る。再調整には、デバイスの分解工程、それに続くデバイスの特定の部品の洗浄工程又は交換工程、及びその後のデバイスの再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。具体的には、再調整の施設及び／又は外科チームは、デバイスを分解することができ、デバイスの特定の部品を洗浄及び／又は交換した後、デバイスをその後の使用のために再組み立てすることができる。当業者であれば、装置の再調整が、分解、洗浄／交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。このような技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、全て本出願の範囲内にある。
本明細書に開示のデバイスは、手術前に処理され得る。最初に、新品又は使用済みの器具が入手され、必要に応じて洗浄されてもよい。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、γ線、Ｘ線、及び／又は高エネルギー電子などの、容器を透過し得る放射線野に置くことができる。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。密封容器は、医療施設で開けられるまで、器具を滅菌状態に保つことができる。デバイスはまた、β線、γ線、エチレンオキシド、過酸化水素プラズマ、及び／又は水蒸気が挙げられるが、これらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の他の技術を用いて滅菌され得る。
代表的な設計を有するものとして本発明について記載してきたが、本発明は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正されてもよい。したがって、本出願は、その一般的原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用、又は適合を包含するものとする。
その全体又は部分において本明細書に参照によって組み込まれるものとする全ての特許、刊行物、又はその他の開示文献は、組み込まれる資料が本開示に記載される既存の定義、記述、又はその他の開示内容と矛盾しない範囲においてのみ本明細書に組み込まれるものとする。そのようなものであるから、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参考として本明細書に組み込まれているあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。現行の定義、見解、又は本明細書に記載されるその他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は本明細書に参考として組み込まれるものとするが、参照内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、参照されるものとする。
〔実施の態様〕
（１） 外科用器具であって、
ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記ハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントであって、前記シャフトが、前記長手方向シャフト軸を中心に回転可能である、シャフト回転ジョイントと、
近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタと、
関節運動ジョイントであって、前記関節運動ジョイントが、前記シャフト回転ジョイントに対して遠位にあり、前記関節運動ジョイントが、前記近位エンドエフェクタ部分を前記シャフトに回転可能に接続し、前記エンドエフェクタが、関節運動軸を中心に回転可能である、関節運動ジョイントと、
エンドエフェクタ回転ジョイントであって、前記エンドエフェクタ回転ジョイントが、前記関節運動ジョイントに対して遠位にあり、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である、エンドエフェクタ回転ジョイントと、を備える、外科用器具。
（２） 前記エンドエフェクタが前記関節運動ジョイントを中心に回転している間、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（３） 前記制御システムが、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第１の電気モータと、前記関節運動ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、を備える、実施態様２に記載の外科用器具。
（４） 外科用器具であって、
ハンドルであって、
シャフト回転電気モータと、
関節運動駆動電気モータと、
エンドエフェクタ回転電気モータと、
ジョー駆動電気モータと、を備える、ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記ハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントであって、前記シャフトが、前記シャフト回転電気モータによって前記長手方向シャフト軸を中心に回転可能である、シャフト回転ジョイントと、
近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタであって、前記近位エンドエフェクタ部分が、前記ジョー駆動電気モータによって開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを備える、エンドエフェクタと、
関節運動ジョイントであって、前記関節運動ジョイントが、前記シャフト回転ジョイントに対して遠位にあり、前記関節運動ジョイントが、前記近位エンドエフェクタ部分を前記シャフトに回転可能に接続し、前記エンドエフェクタが、前記関節運動駆動モータによって関節運動軸を中心に回転可能である、関節運動ジョイントと、
エンドエフェクタ回転ジョイントであって、前記エンドエフェクタ回転ジョイントが、前記関節運動ジョイントに対して遠位にあり、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記エンドエフェクタ回転モータによって前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である、エンドエフェクタ回転ジョイントと、を備える、外科用器具。
（５） 前記関節運動駆動電気モータを動作させている間、前記エンドエフェクタ回転電気モータを動作させて、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施態様４に記載の外科用器具。
（６） 外科用器具であって、
ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
近位エンドエフェクタ部分及び遠位エンドエフェクタ部分を備えるエンドエフェクタと、
関節運動ジョイントであって、前記関節運動ジョイントが、前記シャフトに対して遠位にあり、前記関節運動ジョイントが、前記近位エンドエフェクタ部分を前記シャフトに回転可能に接続する、関節運動ジョイントと、
回転可能な関節運動駆動シャフトであって、前記エンドエフェクタが、前記関節運動駆動シャフトによって関節運動軸を中心に回転可能である、回転可能な関節運動駆動シャフトと、
エンドエフェクタ回転ジョイントであって、前記エンドエフェクタ回転ジョイントが、前記関節運動ジョイントに対して遠位にある、エンドエフェクタ回転ジョイントと、
回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトであって、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトによって前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能であり、前記回転可能な関節運動駆動シャフト及び前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトが、同心である、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトと、を備える、外科用器具。
（７） 前記エンドエフェクタが、開放構成とクランプ構成との間で移動可能なジョーアセンブリを更に備え、前記エンドエフェクタ駆動シャフトが、前記開放構成と前記クランプ構成との間で前記ジョーアセンブリを移動させるように選択的に動作可能である、実施態様６に記載の外科用器具。
（８） 前記エンドエフェクタ駆動シャフトが、前記開放構成と前記クランプ構成との間で前記ジョーアセンブリを移動させるように並進可能である、実施態様７に記載の外科用器具。
（９） 前記エンドエフェクタが前記関節運動ジョイントを中心に回転している間、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、実施態様６に記載の外科用器具。
（１０） 前記制御システムが、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第１の電気モータと、前記関節運動ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、を備える、実施態様９に記載の外科用器具。
（１１） 外科用器具であって、
ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記長手方向シャフト軸を中心に前記ハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、
長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを前記シャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、
前記エンドエフェクタが前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記シャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、
前記長手方向シャフト軸を中心に前記シャフトを回転させるように構成された第１の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、
前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、
モータ制御システムであって、
前記第１の入力に応じて前記第１の電気モータを回転させ、
前記第２の入力に応じて前記第２の電気モータを回転させ、かつ
前記第１の入力に応じて前記第２の電気モータを回転させて、前記シャフトと前記エンドエフェクタとの回転整列を維持するように構成された、モータ制御システムと、を備える、外科用器具。
（１２） 前記モータ制御システムが、前記第２の入力に応じて前記第１の電気モータを回転させて、前記シャフトと前記エンドエフェクタとの回転整列を維持するように構成されている、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１３） 前記モータ制御システムが、マイクロプロセッサを含む制御回路を備える、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１４） 外科用器具であって、
ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記長手方向シャフト軸を中心に前記ハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、
長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを前記シャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、
前記エンドエフェクタが前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記シャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、
前記長手方向シャフト軸を中心に前記シャフトを回転させるように構成された第１の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、
前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、
前記エンドエフェクタ及び前記シャフトの回転を同期させるように構成された歯車アセンブリと、を備える、外科用器具。
（１５） 外科用器具であって、
ハンドルと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記長手方向シャフト軸を中心に前記ハンドルに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、
長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを前記シャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、
前記エンドエフェクタが前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記シャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、
前記長手方向シャフト軸を中心に前記シャフトを回転させるように構成された第１の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、
前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、
前記エンドエフェクタ及び前記シャフトの回転を同期させるように構成されたモータ制御システムと、を備える、外科用器具。
（１６） 外科用アセンブリであって、
ハウジングと、
長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
前記シャフトが前記長手方向シャフト軸を中心に前記ハウジングに対して回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、
長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを前記シャフトに回転可能に接続する関節運動ジョイントと、
前記エンドエフェクタが前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記シャフトに対して回転することを可能にするように構成されたエンドエフェクタ回転ジョイントと、
前記長手方向シャフト軸を中心に前記シャフトを回転させるように構成された第１の電気モータと、
前記外科用アセンブリのユーザから第１の入力を受信するように構成された第１のアクチュエータと、
前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、
前記外科用器具のユーザから第２の入力を受信するように構成された第２のアクチュエータと、
モータ制御システムであって、
前記第１の入力に応じて前記第１の電気モータを回転させ、
前記第２の入力に応じて前記第２の電気モータを回転させ、かつ
前記第１の入力に応じて前記第２の電気モータを回転させて、前記シャフトと前記エンドエフェクタとの回転整列を維持するように構成された、モータ制御システムと、を備える、外科用アセンブリ。
（１７） 前記ハウジングが、ロボット外科用システムに取り付けられるように構成されている、実施態様１６に記載の外科用アセンブリ。

Claims (7)

  1. 外科用器具であって、
    ハンドルと、
    前記ハンドルに着脱可能に結合するように構成された、シャフトアセンブリであって、
    前記シャフトアセンブリに回転可能に接続されたクランプトリガであって、第１の位置と第２の位置との間で回転可能な、クランプトリガと、
    長手方向シャフト軸を備えるシャフトと、
    前記シャフトが前記ハンドルに対して、前記長手方向シャフト軸を中心に回転することを可能にするように構成されたシャフト回転ジョイントと、
    近位エンドエフェクタ部分、遠位エンドエフェクタ部分、及び長手方向エンドエフェクタ軸を備えるエンドエフェクタであって、前記遠位エンドエフェクタ部分はジョーアセンブリを備え、前記クランプトリガは前記ジョーアセンブリを開放及び閉鎖させるように回転可能である、エンドエフェクタと、
    関節運動ジョイントであって、前記関節運動ジョイントが、前記シャフト回転ジョイントに対して遠位にあり、前記関節運動ジョイントが、前記近位エンドエフェクタ部分を前記シャフトに回転可能に接続し、前記エンドエフェクタが、関節運動軸を中心に回転可能である、関節運動ジョイントと、
    エンドエフェクタ回転ジョイントであって、前記エンドエフェクタ回転ジョイントが、前記関節運動ジョイントに対して遠位にあり、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心として回転可能である、エンドエフェクタ回転ジョイントと、を備える、シャフトアセンブリと、を備える、外科用器具。
  2. 前記エンドエフェクタが前記関節運動ジョイントを中心に回転している間、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された制御システムを更に備える、請求項１に記載の外科用器具。
  3. 前記制御システムが、前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第１の電気モータと、前記関節運動ジョイントを中心に前記エンドエフェクタを回転させるように構成された第２の電気モータと、を備える、請求項２に記載の外科用器具。
  4. 請求項１に記載の外科用器具であって、前記ハンドルが、
    シャフト回転電気モータと、
    関節運動駆動電気モータと、
    エンドエフェクタ回転電気モータと、
    ジョー駆動電気モータと、を備え、
    前記シャフトが、前記シャフト回転電気モータによって前記長手方向シャフト軸を中心に回転可能であり、
    前記ジョーアセンブリが、前記ジョー駆動電気モータによって開放構成とクランプ構成との間で移動可能であり、
    前記エンドエフェクタが、前記関節運動駆動電気モータによって前記関節運動軸を中心に回転可能であり、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記エンドエフェクタ回転電気モータによって前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して回転可能である、外科用器具。
  5. 請求項１に記載の外科用器具であって、
    回転可能な関節運動駆動シャフトであって、前記エンドエフェクタが、前記回転可能な関節運動駆動シャフトによって前記関節運動軸を中心に回転可能である、回転可能な関節運動駆動シャフトと、
    回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトであって、前記遠位エンドエフェクタ部分が、前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトによって前記エンドエフェクタ回転ジョイントを中心に前記近位エンドエフェクタ部分に対して前記長手方向エンドエフェクタ軸を中心に回転可能であり、前記回転可能な関節運動駆動シャフト及び前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトが、同心である、回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトと、をさらに備える、外科用器具。
  6. 前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトが、開放構成とクランプ構成との間で前記ジョーアセンブリを移動させるように選択的に動作可能である、請求項５に記載の外科用器具。
  7. 前記回転可能なエンドエフェクタ駆動シャフトが、前記開放構成と前記クランプ構成との間で前記ジョーアセンブリを移動させるように並進可能である、請求項６に記載の外科用器具。
JP2020524027A 2017-10-30 2018-10-24 関節運動及び回転を補償するためのシステムを備える外科用器具 Active JP7279034B2 (ja)

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US62/578,844 2017-10-30
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US62/578,817 2017-10-30
US62/578,835 2017-10-30
US62/578,855 2017-10-30
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