JP7480175B2 - 弛みケーブル排除キャプスタン - Google Patents
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Description
A.外科用ツールであって、そこから延在する細長いシャフトを有する駆動ハウジングと、細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタと、駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、入力シャフトに装着され、かつ第1の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、第2の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタン、上部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第1の駆動ケーブル、及び下部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第2の駆動ケーブルを含む駆動アセンブリと、を備え、入力シャフトを第1の角度方向に回転させることは、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第1の角度方向に駆動し、第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、入力シャフトを、第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることは、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第2の角度方向に駆動し、第2の駆動ケーブルを第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張る、外科用ツール。
B.外科用ツールを動作させる方法は、外科用ツールを患者に隣接して位置決めすることを含み、外科用ツールが、それから延在する細長いシャフト、及び細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタを有する駆動ハウジングと、駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、入力シャフトに装着され、第1の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、第2の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタン、上部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第1の駆動ケーブル、及び下部キャプスタンに連結され、かつエンドエフェクタまで延在する第2の駆動ケーブルを含む駆動アセンブリと、を備える。駆動入力を作動させて、入力シャフトを第1の角度方向に回転させ、それによって、上部キャプスタンを第1の角度方向に駆動して、第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張ることと、入力シャフトが第1の角度方向に回転するときに、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、駆動入力を作動させて、入力シャフトを第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させ、それによって、第2の角度方向に下部キャプスタンを駆動して、第2の駆動ケーブルを第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張ることと、入力シャフトが第2の角度方向に回転するとき、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、を更に含む方法。
C.外科用ツールのための駆動アセンブリであって、第1の一方向ベアリングを用いて外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第1のキャプスタンアセンブリと、第2の一方向ベアリングを用いて入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリの間に動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアントであって、コンプライアント部材が、上部キャプスタン及び下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、上部キャプスタン及び下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、上部キャプスタンに固着可能であり、かつ外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第1の駆動ケーブルと、下部キャプスタンに固着可能であり、かつエンドエフェクタまで延在可能な第2の駆動ケーブルと、を含み、入力シャフトを第1の角度方向に回転させることは、入力シャフトから下部キャプスタンを回転的に係合解除させ、上部キャプスタンを第1の角度方向に駆動し、第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、入力シャフトを第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることは、入力シャフトから上部キャプスタンを回転的に係合解除させ、下部キャプスタンを第2の角度方向に駆動して、第2の駆動ケーブルを第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張る、駆動アセンブリ。
(1) 外科用ツールであって、
駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフトを有する、駆動ハウジングと、
前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されているエンドエフェクタと、
前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第1の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第2の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第1の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第2の駆動ケーブルと、を備え、
前記入力シャフトを第1の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第1の角度方向に駆動し、前記第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動し、前記第2の駆動ケーブルを前記第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張る、外科用ツール。
(2) 前記入力シャフトを前記第1の角度方向に回転させることが、前記第2の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第2の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第2の角度方向に回転させることが、前記第1の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第1の直線方向に移動することを可能にする、実施態様1に記載の外科用ツール。
(3) 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を更に備え、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に提供する、実施態様1に記載の外科用ツール。
(4) 前記コンプライアント部材が、前記第1の駆動ケーブル及び前記第2の駆動ケーブルのプレテンション限界以下のトルクを提供するために、組み立て中にプレテンションをかけられる、実施態様3に記載の外科用ツール。
(5) 前記第1の一方向ベアリングが、アダプタに固着され、前記アダプタが、前記上部キャプスタンと嵌合可能であり、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させる、実施態様1に記載の外科用ツール。
(7) 前記アダプタが、前記第1の一方向ベアリングを受容するようにサイズ決めされたキャビティを画定する、実施態様5に記載の外科用ツール。
(8) 前記第1の一方向ベアリングが、前記上部キャプスタンに固着される、実施態様1に記載の外科用ツール。
(9) 前記第1の一方向ベアリング及び前記第2の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施態様1に記載の外科用ツール。
(10) 外科用ツールを動作させる方法であって、
手術のために、前記外科用ツールを患者に隣接して位置決めすることであって、前記外科用ツールが、
駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフト、及び前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されたエンドエフェクタを有する、駆動ハウジングと、
前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力及び入力シャフトと、
前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第1の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第2の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第1の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第2の駆動ケーブルと、を備える、位置決めすることと、
前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを第1の角度方向に回転させ、それによって、前記上部キャプスタンを前記第1の角度方向に駆動して、前記第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張ることと、
前記入力シャフトが前記第1の角度方向に回転するとき、前記入力シャフトから前記下部キャプスタンを回転的に係合解除させることと、
前記駆動入力を作動させて、前記入力シャフトを前記第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させ、それによって、前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動して、前記第2の駆動ケーブルを前記第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張ることと、
前記入力シャフトが前記第2の角度方向に回転するとき、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させることと、を含む、方法。
前記入力シャフトが前記第2の角度方向に回転されるとき、前記第1の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第1の直線方向に移動することを可能にすることと、を更に含む、実施態様10に記載の方法。
(12) 前記入力シャフトが前記第1の角度方向に回転されるとき、前記第1の駆動ケーブルの第1の長さを前記上部キャプスタンに巻き付け、同時に前記第2の駆動ケーブルの第2の長さを前記下部キャプスタンから広げることを更に含み、前記第1の長さ及び前記第2の長さが、同じである、実施態様11に記載の方法。
(13) 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材を用いて、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に一定の対向するねじり負荷を提供することを更に含む、実施態様10に記載の方法。
(14) 前記コンプライアント部材を用いて前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢することを更に含む、実施態様13に記載の方法。
(15) 組み立て中に、前記コンプライアント部材にプリテンションをかけ、それによって前記第1の駆動ケーブル及び前記第2の駆動ケーブルのプリテンション限界以下のトルクを提供することを更に含む、実施態様13に記載の方法。
前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動することが、前記第1の駆動ケーブル内の弛みを、前記上部キャプスタンに作用する前記コンプライアント部材を用いて除去することを更に含む、実施態様13に記載の方法。
(17) 外科用ツールのための駆動アセンブリであって、
第1の一方向ベアリングを用いて前記外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第1のキャプスタンアセンブリと、
第2の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、
前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコンプライアント部材であって、前記コンプライアント部材が、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、
前記上部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第1の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記エンドエフェクタまで延在可能な第2の駆動ケーブルと、を備え、
前記入力シャフトを第1の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第1の角度方向に駆動し、前記第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動し、前記第2の駆動ケーブルを前記第1の直線方向とは反対の第2の直線方向に引っ張る、駆動アセンブリ。
(18) 前記入力シャフトを前記第1の角度方向に回転させることが、前記第2の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第2の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第2の角度方向に回転させることが、前記第1の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出ること、及び前記第1の直線方向に移動することを可能にする、実施態様17に記載の駆動アセンブリ。
(19) 前記第1のキャプスタンアセンブリが、前記上部キャプスタンと嵌合可能なアダプタを更に含み、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させ、前記第1の一方向ベアリングが前記アダプタに固着される、実施態様17に記載の外科用ツール。
(20) 前記第1の一方向ベアリング及び前記第2の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施態様17に記載の駆動アセンブリ。
Claims (14)
- 外科用ツールであって、
駆動ハウジングであって、そこから延在する細長いシャフトを有する、駆動ハウジングと、
前記細長いシャフトの遠位端部に動作可能に連結されているエンドエフェクタと、
前記駆動ハウジングに回転可能に装着された駆動入力部及び入力シャフトと、
前記入力シャフトに装着された駆動アセンブリであって、第1の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された上部キャプスタン、及び第2の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着された下部キャプスタンを含む、駆動アセンブリと、
前記上部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第1の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに連結され、かつ前記エンドエフェクタまで延在する第2の駆動ケーブルと、
前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコイルばねを含むコンプライアント部材であって、前記コイルばねが、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタン上に提供する、コンプライアント部材と、を備え、
前記入力シャフトが前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンの回転軸を構成する細長い本体を備え、
前記入力シャフトを第1の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第1の角度方向に駆動し、前記第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動し、前記第2の駆動ケーブルを第2の直線方向に引っ張り、
前記コイルばねは、前記回転軸に平行な軸の周りに巻かれており、前記コイルばねは、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンの少なくとも一方の内部に収容されている、外科用ツール。 - 前記入力シャフトを前記第1の角度方向に回転させることが、前記第2の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出されること、及び前記第2の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第2の角度方向に回転させることが、前記第1の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出されること、及び前記第1の直線方向に移動することを可能にする、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンはそれぞれ、その中を通って前記入力シャフトが延在する管状部材である、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記コンプライアント部材が、前記第1の駆動ケーブル及び前記第2の駆動ケーブルのプレテンション限界以下のトルクを提供するために、組み立て中にプレテンションをかけられる、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記第1の一方向ベアリングが、アダプタに固着され、前記アダプタは、前記上部キャプスタンと前記アダプタとが単一体として回転し得るように、前記上部キャプスタンとインターロック可能であり、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させる、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記アダプタが第1の嵌合構造体を備え、前記上部キャプスタンが、前記第1の嵌合構造体とインターロック可能な第2の嵌合構造体を備える、請求項5に記載の外科用ツール。
- 前記アダプタが、前記第1の一方向ベアリングを受容するようにサイズ決めされたキャビティを画定する、請求項5に記載の外科用ツール。
- 前記第1の一方向ベアリングが、前記上部キャプスタンに固着される、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記第1の一方向ベアリング及び前記第2の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の外科用ツール。
- 前記第2の嵌合構造体は前記上部キャプスタンの上端に形成された突起を含み、前記第1の嵌合構造体は前記突起と相補的な溝を含む、請求項6に記載の外科用ツール。
- 外科用ツールのための駆動アセンブリであって、
第1の一方向ベアリングを用いて前記外科用ツールの入力シャフトに回転可能に装着可能な上部キャプスタンを含む第1のキャプスタンアセンブリと、
第2の一方向ベアリングを用いて前記入力シャフトに回転可能に装着可能な下部キャプスタンを含む下部キャプスタンアセンブリと、
前記第1のキャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリに動作可能に連結され、かつそれらの間に延在するコイルばねを含むコンプライアント部材であって、前記コイルばねが、前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンを逆回転させるように付勢する、一定の対向するねじり負荷を、前記第1のキャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリ上に提供する、コンプライアント部材と、
前記上部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記外科用ツールのエンドエフェクタまで延在可能な第1の駆動ケーブル、及び前記下部キャプスタンに固着可能であり、かつ前記エンドエフェクタまで延在可能な第2の駆動ケーブルと、を備え、
前記入力シャフトが前記上部キャプスタン及び前記下部キャプスタンの回転軸を構成する細長い本体を備え、
前記入力シャフトを第1の角度方向に回転させることが、前記下部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記上部キャプスタンを前記第1の角度方向に駆動し、前記第1の駆動ケーブルを第1の直線方向に引っ張り、
前記入力シャフトを、前記第1の角度方向とは反対の第2の角度方向に回転させることが、前記上部キャプスタンを前記入力シャフトから回転的に係合解除させ、前記下部キャプスタンを前記第2の角度方向に駆動し、前記第2の駆動ケーブルを第2の直線方向に引っ張り、
前記コイルばねは、前記回転軸に平行な軸の周りに巻かれており、前記コイルばねは、前記第1のキャプスタンアセンブリ及び前記下部キャプスタンアセンブリの少なくとも一方の内部に収容されている、駆動アセンブリ。 - 前記入力シャフトを前記第1の角度方向に回転させることが、前記第2の駆動ケーブルが前記下部キャプスタンから巻き出されること、及び前記第2の直線方向に移動することを可能にし、前記入力シャフトを前記第2の角度方向に回転させることが、前記第1の駆動ケーブルが前記上部キャプスタンから巻き出されること、及び前記第1の直線方向に移動することを可能にする、請求項11に記載の駆動アセンブリ。
- 前記第1のキャプスタンアセンブリが、アダプタを更に含み、前記アダプタは、前記上部キャプスタンと前記アダプタとが単一体として回転し得るように前記上部キャプスタンとインターロック可能であり、それによって、前記アダプタの回転が、対応して前記上部キャプスタンを回転させるようになっており、前記第1の一方向ベアリングが前記アダプタに固着されている、請求項11に記載の外科用ツール。
- 前記第1の一方向ベアリング及び前記第2の一方向ベアリングが、一方向クラッチベアリング、スプラグ式ベアリング、逆戻り防止ベアリング、ラチェットメカニズム、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載の駆動アセンブリ。
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