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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6363501
(24)【登録日】2018年7月6日
(45)【発行日】2018年7月25日
(54)【発明の名称】関節式外科用工具
(51)【国際特許分類】
A61B 17/29 20060101AFI20180712BHJP
A61B 17/94 20060101ALI20180712BHJP
【ＦＩ】
A61B17/29
A61B17/94
【請求項の数】9
【全頁数】46
(21)【出願番号】特願2014-503973(P2014-503973)
(86)(22)【出願日】2012年4月5日
(65)【公表番号】特表2014-519860(P2014-519860A)
(43)【公表日】2014年8月21日
(86)【国際出願番号】US2012032279
(87)【国際公開番号】WO2012138834
(87)【国際公開日】20121011
【審査請求日】2015年3月31日
(31)【優先権主張番号】61/472,344
(32)【優先日】2011年4月6日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】513021501
【氏名又は名称】メドロボティクス コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カストロ マイケル サルバトア
(72)【発明者】
【氏名】フラハーティー ジェイ クリストファー
【審査官】
宮下 浩次
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００２−０９０６５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭５７−１２３１０１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／００２１８７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０２２８２７０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００６／００７４４０７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０５９１６１４６（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００８／０２８７９６３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特表２００７−５０２１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０５９３８６７８（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １７／００ − １７／９４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外科用工具であって、
工具シャフトの遠位端に位置決めされた機能要素と、
前記工具シャフトの近位端に位置決めされた工具ハンドルと、
を備え、
前記工具シャフトは、複数のセグメントリンクを有する関節動作領域を備え、
前記複数のセグメントリンクのそれぞれは、複数の関節ケーブルチャネルを備え、
さらに、当該外科用工具は、
前記複数の関節ケーブルチャネル内にそれぞれ位置決めされた複数の関節ケーブルであって、前記複数のセグメントリンクを通って遠位端のセグメントリンクまで延びている複数の関節ケーブルと、
前記遠位端のセグメントリンクに結合された接続リンクと、
前記接続リンクの内側キャビティ内に位置決めされた作動ピストンと、
前記複数のセグメントリンクを通って延び、前記接続リンク内で前記作動ピストンに結合する作動ケーブルと、
を備え、
前記機能要素が前記接続リンクを備え、前記接続リンクは、前記遠位端のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合する半球状の本体部分を有し、
前記複数の関節ケーブルは、前記遠位端のセグメントリンクに固定される、
ことを特徴とする外科用工具。
工具シャフトの遠位端に位置決めされた機能要素と、
前記工具シャフトの近位端に位置決めされた工具ハンドルと、
を備え、
前記工具シャフトは、複数のセグメントリンクを有する関節動作領域を備え、
前記複数のセグメントリンクのそれぞれは、複数の関節ケーブルチャネルを備え、
さらに、当該外科用工具は、
前記複数の関節ケーブルチャネル内にそれぞれ位置決めされた複数の関節ケーブルであって、前記複数のセグメントリンクを通って遠位端のセグメントリンクまで延びている複数の関節ケーブルと、
前記遠位端のセグメントリンクに結合された接続リンクと、
前記接続リンクの内側キャビティ内に位置決めされた作動ピストンと、
前記複数のセグメントリンクを通って延び、前記接続リンク内で前記作動ピストンに結合する作動ケーブルと、
を備え、
前記機能要素が前記接続リンクを備え、前記接続リンクは、前記遠位端のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合する半球状の本体部分を有し、
前記複数の関節ケーブルは、前記遠位端のセグメントリンクに固定される、
ことを特徴とする外科用工具。
【請求項2】
請求項１に記載の工具であって、前記工具シャフトは工具シャフト本体を有し、前記関節動作領域は、前記工具シャフト本体の遠位端に結合されて前記工具シャフトの遠位端に位置決めされることを特徴とする工具。
【請求項3】
請求項２に記載の工具であって、前記複数のセグメントリンクのそれぞれのセグメントリンクは、前記機能要素と前記工具シャフト本体の軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されることを特徴とする工具。
【請求項4】
請求項２に記載の工具であって、近位端のセグメントリンクが、前記工具シャフト本体に結合されていることを特徴とする工具。
【請求項5】
請求項４に記載の工具であって、
前記複数のセグメントリンクはそれぞれ半球状の本体部分と半球状のキャビティ部分を備え、
前記複数のセグメントリンクは、隣接するセグメントリンク同士の前記半球状の本体部分と前記半球状のキャビティ部分が嵌合し、
前記近位端のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は前記工具シャフト本体の半球状のキャビティ部分と嵌合する、
ことを特徴とする工具。
前記複数のセグメントリンクはそれぞれ半球状の本体部分と半球状のキャビティ部分を備え、
前記複数のセグメントリンクは、隣接するセグメントリンク同士の前記半球状の本体部分と前記半球状のキャビティ部分が嵌合し、
前記近位端のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は前記工具シャフト本体の半球状のキャビティ部分と嵌合する、
ことを特徴とする工具。
【請求項6】
請求項１に記載の工具であって、前記複数のセグメントリンクのそれぞれは、１つの作動ケーブルチャネルを備えることを特徴とする工具。
【請求項7】
請求項５に記載の工具であって、前記複数のセグメントリンクのそれぞれは、近位端側の端面に前記半球状の本体部分が形成され、遠位端側の端面に前記半球状のキャビティ部分が形成された円柱状の部分を備えることを特徴とする工具。
【請求項8】
請求項６に記載の工具であって、前記作動ケーブルは、前記作動ケーブルチャネル内に位置決めされていることを特徴とする工具。
【請求項9】
請求項８に記載の工具であって、前記作動ケーブルに加えられる張力によって、前記機能要素の状態が変化することを特徴とする工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の概念は、一般に、外科用工具の分野に関するものであり、より詳細には、関節式外科用工具および工具シース、関節式外科用工具および工具シースを配備する方法、ならびに関節式外科用工具および工具シースを形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
関連出願本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年４月６日に出願した米国仮特許出願第６１／４７２，３４４号の利益を主張するものである。
【0003】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年１１月１０日に出願したＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６０２１４号に関係する。
【0004】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１０年１１月１１日に出願した米国仮出願第６１／４１２，７３３号に関係する。
【0005】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年９月１３日に出願した米国仮出願第６１／５３４，０３２号に関係する。
【0006】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年６月２日に出願した米国仮出願第６１／４９２，５７８号に関係する。
【0007】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１０年１０月２２日に出願した米国仮出願第６１／４０６，０３２号に関係する。
【0008】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年１０月２１日に出願したＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５７２８２号に関係する。
【0009】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１０年７月２８日に出願した米国仮出願第６１／３６８，２５７号に関係する。
【0010】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年７月２１日に出願したＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４４８１１号に関係する。
【0011】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年１２月２１日に出願した米国仮出願第６１／５７８，５８２号に関係する。
【0012】
本出願は、その内容を全体として本願に引用して援用する、米国特許出願公開第２００９／０１７１１５１号として公開された、２００６年１２月２０日に出願した米国特許出願第１１／６３０，２７９号に関係する。
【0013】
低侵襲的な医療技術および医学的手技が広く行き渡りつつあるため、外科医などの医療専門家にとってそのような低侵襲的な医療技術および医学的手技を人体外部から実施するために関節式外科用工具が必要になる可能性がある。しかし、内視鏡および他の種類の工具などの従来の関節式外科用工具には、回転半径に制限があり、高い関節動作範囲においてペイロードの安定性が低下しているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／０１７１１５１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の概念の実施形態は、回転半径を拡大し、高い関節動作範囲におけるペイロードの安定性を高めた関節式外科用工具および工具シースを対象とするものとしてよい。
【0016】
一態様において、医学的手技を実施するためのシステムは、内側スリーブおよび外側スリーブを備える関節式プローブと、工具シャフト（ｔｏｏｌ ｓｈａｆｔ）の遠位端に位置決めされた機能要素を備え、工具シャフトは関節動作領域を有し、関節式プローブおよび外科用工具は独立して制御可能である外科用工具とを備える。
【0017】
いくつかの実施形態では、関節式プローブは、ヒューマンインターフェースデバイスを介して制御されるように製作され、配置構成される。ヒューマンインターフェースデバイスは、触覚コントローラと、ジョイスティックと、トラックボールと、マウスと、電気機械デバイスとからなる群から選択された１つ以上を備えることができる。
【0018】
いくつかの実施形態では、外科用工具は、外科用工具ハンドルを介して制御されるように製作され、配置構成される。外科用工具ハンドルは、ハサミハンドルと、パームヘルド把持部と、親指／人差し指／中指把持部と、ピストル形把持部とからなる群から選択された１つを備えることができる。
【0019】
いくつかの実施形態では、関節式プローブは、関節式プローブの作業面に開口部を有する少なくとも１つの作業チャネルをさらに備え、作業面は関節式プローブの遠位端にある。工具シャフトの一部は、少なくとも１つの作業チャネル内に位置決めされうる。外科用工具の機能要素は、開口部から外向きに延在しうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、工具シャフトの延長軸に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から９０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から１３５°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から１８０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。
【0020】
いくつかの実施形態では、関節式プローブの外側スリーブは、少なくとも１つの側部ポートを備える。少なくとも１つの側部ポートは、側部ポート係止部を備えることができる。側部ポート係止部は、空気圧係止部を含みうる。空気圧係止部は、ソレノイドを備えることができる。空気圧係止部は、拡張可能なパウチを備えることができる。側部ポート係止部は、油圧係止部を含みうる。油圧係止部は、ソレノイドを備えることができる。油圧係止部は、拡張可能なパウチまたはバルーンを備えることができる。側部ポート係止部は、電気作動係止部を含みうる。電気作動係止部は、ソレノイドを備えることができる。電気作動係止部は、圧電アクチュエータを備えることができる。側部ポート係止部は、少なくとも１つの側部ポート内に位置決めされうる。側部ポート係止部は、ロックモードで少なくとも１つの側部ポートを通る工具シャフトを固定するように製作され、配置構成されうる。側部ポート係止部は、アンロックモードで工具シャフトを少なくとも１つの側部ポートに通せるように製作され、配置構成されうる。
【0021】
いくつかの実施形態では、関節式プローブの外側スリーブは、少なくとも１つの側部ポートを備える。工具シャフトの一部は、少なくとも１つの側部ポートを通ることができる。側部ポートは、工具シャフトを外側スリーブの外面にそって案内することができる。外科用工具の機能要素は、関節式プローブの作業面から外向きに延在するものとしてよく、作業面は関節式プローブの遠位端にある。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、工具シャフトの延長軸に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から９０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から１３５°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素は、関節式プローブの作業面に関して０°から１８０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。
【0022】
いくつかの実施形態では、関節式プローブの内側スリーブおよび外側スリーブのそれぞれは、複数のプローブリンクを備える。
【0023】
いくつかの実施形態では、関節式プローブの内側スリーブおよび外側スリーブは、独立して制御可能である。関節式プローブの内側スリーブおよび外側スリーブのそれぞれは、柔モードと剛モードのうちの一方のモードで構成されうる。
【0024】
いくつかの実施形態では、関節式プローブは、少なくとも１本の操縦ケーブルを備える。少なくとも１本の操縦ケーブルは、関節式プローブの遠位端の近位にある領域で終端しうる。
【0025】
いくつかの実施形態では、機能要素は、把持器と、爪と、カッターと、ナイフと、切除器と、焼灼器と、薬物送達装置と、放射線源と、ＥＫＧ電極と、圧力センサと、血液センサと、カメラと、磁石と、加熱素子と、冷却素子とからなる群から選択された１つ以上を備える。
【0026】
いくつかの実施形態では、機能要素は、第１の工具シースキャビティを備え、工具シャフトは、第２の工具シースキャビティを備える。外科用工具は、第２の外科用工具を入れるためのキャビティ経路を備えるように製作され、配置構成されうる。第１の工具シースキャビティおよび第２の工具シースキャビティを結合してキャビティ経路を形成することができる。キャビティ経路の１つの領域は、工具シャフトの関節動作領域に対応するものとしてよい。
【0027】
いくつかの実施形態では、外科用工具は、機能要素の関節動作位置をロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスを備える。
【0028】
いくつかの実施形態では、外科用工具は、機能要素の動作モードをロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスを備える。
【0029】
いくつかの実施形態では、機能要素は、把持器を含む。把持器は、約１lbFの把持力を印加するように製作され、配置構成されうる。把持器は、関節動作領域が完全な関節動作状態で位置決めされたときに約１lbFの把持力を印加するように製作され、配置構成されうる。
【0030】
いくつかの実施形態では、システムは、経口ロボット外科手術を実施するように製作され、配置構成される。
【0031】
いくつかの実施形態では、工具シャフトの関節動作領域は、少なくとも２つのセグメントリンクを備える。少なくとも２つのセグメントリンクのうちの１つのセグメントリンクは一体になっていてよい。少なくとも２つのセグメントリンクのそれぞれのセグメントリンクは一体になっていてよい。少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、工具シャフトの第２のシャフト部分に結合されうる。機能要素は、第２のシャフト部分に結合されうる。少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、機能要素に結合されうる。工具シャフトの関節動作領域は、第１のセグメントリンクと第２のセグメントリンクとの間に結合された１つ以上の第３のセグメントリンクをさらに備えることができる。
【0032】
第１のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、半球状の本体部分を含む。第１のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、凸状の本体部分を含む。凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。第１のセグメントリンクの半球状の本体部分は、第１のシャフト部分の半球状のキャビティ部分と嵌合しうる。第１のセグメントリンクの半球状の本体部分は、第１のシャフト部分の凹形のキャビティ部分と嵌合しうる。凹形のキャビティ部分は、半球状のキャビティ部分であってもよい。凹形のキャビティ部分は、半楕円体状のキャビティ部分であってもよい。
【0033】
第１のセグメントリンクは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の上面に第１の開口部を、第１の部分の底面に第２の開口部を備えることができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の円周または周上で９０°隔てて並べられうる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされうる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0034】
第１のセグメントは、作動ケーブルチャネルを備えることができる。作動ケーブルチャネルは、第１のセグメントの半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、第１のセグメントの第１の部分の直径方向の中点に第２の開口部を備えることができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。作動ケーブルチャネルは、第１の開口部を第１のセグメントの本体部の円柱状のキャビティと適合させる第１の開口部のところで接合される上側テーパを備えることができる。円柱状のキャビティは、第１のセグメントの本体部の下側テーパを接合することができる。下側テーパは、円柱状のキャビティを第１のセグメントの本体部の半球状のキャビティと適合させることができる。第２のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、半球状の本体部分を含む。
【0035】
第２のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、凸状の本体部分を含む。凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。第２のセグメントリンクの半球状の本体部分は、第１のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合しうる。第２のセグメントリンクの半球状の本体部分は、第１のセグメントリンクの凹形のキャビティ部分と嵌合しうる。凹形のキャビティ部分は、半球状のキャビティ部分であってもよい。凹形のキャビティ部分は、半楕円体状のキャビティ部分であってもよい。第１のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルと位置合わせすることができる。第１のセグメントリンクのそれぞれの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンクのそれぞれの関節ケーブルチャネルと位置合わせすることができる。
【0036】
第２のセグメントリンクの本体部は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の上面に第１の開口部を、第１の部分の底面に第２の開口部を備えることができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１の部分の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0037】
第２のセグメントの本体部は、作動ケーブルチャネルを備えることができる。作動ケーブルチャネルは、第２のセグメントの半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、第２のセグメントの第１の部分の直径方向の中点に第２の開口部を備えることができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。作動ケーブルチャネルは、第１の開口部を第２のセグメントの本体部の第１の円柱状のキャビティと適合させる第１の開口部のところで接合される上側テーパを備えることができる。第１の円柱状のキャビティは、第２のセグメントの本体部の第２の円柱状のキャビティを接合することができる。第１の円柱状のキャビティの直径は、第２の円柱状のキャビティの直径より小さくてもよい。
【0038】
第２のセグメントリンクは、機能要素に結合されうる。第２のセグメントリンクは、機能要素の接続リンクに結合されうる。接続リンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0039】
機能要素は、接続リンクの内側キャビティ内に位置決めされた作動ピストンを備えることができる。作動ピストンは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。機能要素は、作動ピストンに結合された第１の作動リンク部材および第２の作動リンク部材をさらに備えることができる。第１の作動リンク部材および第２の作動リンク部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。機能要素は、第１の作動リンク部材および第２の作動リンク部材にそれぞれ結合された第１の爪部材および第２の爪部材をさらに備えることができる。第１の爪部材および第２の爪部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。接続リンクの内側キャビティ内で作動ピストンが直線的に移動することで、第１の爪部材および第２の爪部材を開閉させることができる。作動ケーブルは、作動ピストンに結合されうる。作動ケーブルは、金属ケーブルと、プラスチックケーブルと、ソリッドワイヤケーブルと、編組ケーブルと、ステンレスワイヤ編組ケーブルとからなる群から選択された１つ以上を含むものとしてよい。
【0040】
少なくとも２つのセグメントリンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。第１のセグメントリンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。第２のセグメントリンクは、第１のセグメントリンクと異なる材料を含んでいてもよい。
【0041】
いくつかの実施形態では、少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、工具シャフトの第２のシャフト部分および機能要素のうちの一方に結合されうる。工具シャフトの第１のシャフト部分は、ケーブル遷移セグメントを備える。
【0042】
ケーブル遷移セグメントは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、ケーブル遷移セグメントの周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。ケーブル遷移セグメントの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルは、第１のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルと位置合わせすることができる。
【0043】
ケーブル遷移セグメントは、作動ケーブルチャネルを備えることができる。作動ケーブルチャネルは、ケーブル遷移セグメントの直径方向の中点に位置決めされうる。ケーブル遷移セグメントは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0044】
工具シャフトの第１のシャフト部分は、柔軟な工具シャフト部分を含むものとしてよい。柔軟な工具シャフト部分は、少なくとも１つのケーブルチャネルを有する内腔誘導部材を含むことができる。少なくとも１つのケーブルチャネルは、作動ケーブルチャネルと少なくとも１つの関節ケーブルチャネルとを含みうる。作動ケーブルチャネルは、柔軟な工具シャフト部分の直径方向の中点に位置決めされ、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、柔軟な工具シャフト部分の周にそって位置決めされうる。内腔誘導部材は、５個の内腔補強ロッドを備える。内腔誘導部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0045】
少なくとも１つのキャビティ溝が、第２のセグメントの第１の部分の底面内に形成されうる。少なくとも１つのキャビティ溝は、第１のキャビティ溝と第２のキャビティ溝とを備えることができる。第１のキャビティ溝は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第１の関節ケーブルチャネルから少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第２の関節ケーブルチャネルへ延在しうる。第１の関節ケーブルは、第１の関節ケーブルチャネル、第１のキャビティ溝、および第２の関節ケーブルチャネル内に位置決めされうる。第１の関節ケーブルは、第１のキャビティ溝の表面に固定することができる。第１の関節ケーブルは、第１のキャビティ溝の表面に溶接することができる。第１の関節ケーブルは、第１のキャビティ溝の表面に接着剤で接着することができる。第１の関節ケーブルは、第１のキャビティ溝内に圧入することができる。第２のキャビティ溝は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第３の関節ケーブルチャネルから少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第４の関節ケーブルチャネルへ延在しうる。第２の関節ケーブルは、第３の関節ケーブルチャネル、第２のキャビティ溝、および第４の関節ケーブルチャネル内に位置決めされうる。
【0046】
少なくとも１つのキャビティ溝は、第２のセグメントの円柱状の本体部分の底面の周全体にそって延在しうる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第２の開口部は、少なくとも１つのキャビティ溝によって部分的に画成されうる。少なくとも１つの関節ケーブルは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル内に位置決めされ、少なくとも１つの関節ケーブルは、少なくとも１つのキャビティ溝の表面に固定されうる。
【0047】
いくつかの実施形態では、工具シャフトの関節動作領域は、複数のセグメントリンクを備えることができる。これら複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、複数のセグメントリンクのうちの別のセグメントリンクに順次結合されうる。複数のセグメントリンクは、互いに関して関節動作しうる。複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクの第１の部分の底面は、複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクの第１の部分の上面に当接し、第１のセグメントリンクおよび第２のセグメントリンクのそれぞれの中心軸に関して関節動作の角度を制限することができる。関節動作の角度は、１２°まで、乃至１５°までの範囲に制限されうる。
【0048】
第１のセグメントリンクの第１の部分は、円柱状の本体部分を含み、第２のセグメントリンクの第１の部分は、円柱状の本体部分を含みうる。複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、機能要素と関節式プローブの作業面との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されうる。複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、機能要素と工具シャフトのケーブル遷移セグメントの長手方向軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されうる。複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、機能要素と工具シャフトの延長軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されうる。
【0049】
いくつかの実施形態では、関節動作領域は、約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成されうる。
【0050】
いくつかの実施形態では、関節動作領域は、完全な関節動作状態にあるときに約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成されうる。
【0051】
別の態様では、外科用工具は、工具シャフトの遠位端に位置決めされた機能要素と、工具シャフトの近位端に位置決めされた工具ハンドルとを備え、工具シャフトは関節動作領域を備える。
【0052】
いくつかの実施形態では、関節動作領域は、機能要素と工具シャフトの第１の部分との間の工具シャフトの遠位端に位置決めされうる。
【0053】
いくつかの実施形態では、関節動作領域は、工具シャフトの中心領域に位置決めされうる。関節動作領域は、工具シャフトの第１の部分と工具シャフトの第２の部分との間に位置決めされうる。工具ハンドルは、工具シャフトの第１の部分の近位端に結合されうる。
【0054】
関節動作領域は、複数のセグメントリンクを備えることができる。複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、機能要素と工具シャフトの軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されうる。複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、工具シャフトの第１のシャフト部分に結合することができ、複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントは、機能要素に結合される。
【0055】
第１のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、半球状の本体部分を含む。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0056】
第２のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、半球状の本体部分を含む。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0057】
第１のセグメントリンクの半球状の本体部分は、工具シャフトの第１の部分の半球状のキャビティ部分と嵌合し、第２のセグメントリンクの半球状の本体部分は、第１のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合しうる。機能要素は、第２のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合する半球状の本体部分を有する接続リンクを備えることができる。
【0058】
複数のセグメントリンクのそれぞれは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備えるものとしてよく、第２の部分は、半球状の本体部分を含み、複数のセグメントリンクのそれぞれは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルと１つの作動ケーブルチャネルとを備えることができる。第１の部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0059】
少なくとも１つの関節ケーブルは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル内に位置決めされうる。少なくとも１つの関節ケーブルは、複数のセグメントリンクの遠位セグメントリンクに固定されうる。少なくとも１つの関節ケーブルに加えられる張力によって、工具シャフトに関して機能要素が関節動作しうる。
【0060】
作動ケーブルは、作動ケーブルチャネル内に位置決めされうる。作動ケーブルに加えられる張力によって、機能要素の状態が変化しうる。
【0061】
いくつかの実施形態では、工具シャフトは、ワイヤコイル内に位置決めされた５個の内腔押出部を備える。工具シャフトカバーが、このワイヤコイルを囲むものとしてよい。工具シャフトカバーとしてＰｅｂａｘ（登録商標）型のシャフトカバーが挙げられる。
【0062】
別の態様では、外科用工具は、工具シャフトの遠位端に位置決めされた機能要素と、工具シャフトの近位端に位置決めされた工具ハンドルとを備え、工具シャフトは関節動作領域を備える。
【0063】
いくつかの実施形態では、関節動作領域は、複数のセグメントリンクを備えることができる。複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、本体部の背中合わせの端面にそれぞれ形成された第１の凹形のキャビティおよび第２の凹形のキャビティを有する本体部を備えることができる。第１の凹形のキャビティは、半球状のキャビティであってもよい。第１の凹形のキャビティは、半楕円体状のキャビティであってもよい。第２の凹形のキャビティは、半球状のキャビティであってもよい。第２の凹形のキャビティは、半楕円体状のキャビティであってもよい。
【0064】
複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、中央の本体部分の背中合わせの端面にそれぞれ形成された第１の凸状の本体部分および第２の凸状の本体部分を有する本体部を備えることができる。第１の凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。第１の凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。第２の凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。第２の凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。中央の本体部分は、円柱状であってもよい。
【0065】
第２のセグメントリンクの第１の凸状の本体部分および第２の凸状の本体部分のうちの一方は、第１のセグメントリンクの第１の凹形のキャビティおよび第２の凹形のキャビティのうちの一方と嵌合しうる。第２のセグメントリンクの第１の凸状の本体部分および第２の凸状の本体部分のうちの他方は、工具シャフトの凹形のキャビティと嵌合しうる。第２のセグメントリンクの第１の凹形のキャビティおよび第２の凹形のキャビティのうちの他方は、複数のセグメントリンクのうちの第３のセグメントリンクの凸状の本体部分と嵌合しうる。第３のセグメントリンクは、機能要素に結合されうる。
【0066】
いくつかの実施形態では、複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、第１の本体部の表面から延在する第１の突起部を有する第１の本体部を備えることができる。第１の本体部は、円柱状の本体部とすることができる。第１の本体部は、楕円形の断面を有することができる。第１の突起部は、円柱状の突起部とすることができる。第１の突起部は、楕円形の断面を有することができる。
【0067】
複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、第２の本体部の第１の表面から延在する第２の突起部を有する第２の本体部を備えることができる。第２の本体部は、円柱状の本体部とすることができる。第２の本体部は、楕円形の断面を有することができる。第２の突起部は、円柱状の突起部とすることができる。第２の突起部は、楕円形の断面を有することができる。
【0068】
第２のセグメントリンクは、第２の本体部の第２の表面内に形成された凹形のキャビティを備えることができる。凹形のキャビティは、半球状のキャビティであってもよい。凹形のキャビティは、半楕円体状のキャビティであってもよい。第１のセグメントリンクの第１の突起部は、第２のセグメントリンクの凹形のキャビティと嵌合しうる。第１のセグメントリンクは、機能要素に結合されうる。第２のセグメントリンクの第２の突起部は、工具シャフトの凹形のキャビティと嵌合しうる。
【0069】
いくつかの実施形態では、複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、第１の本体部分および第２の本体部分を有する本体部を備えるものとしてよい。第１の本体部分は、円柱状の本体部分を含むことができる。第１の本体部分は、楕円形の断面を有することができる。第２の本体部分は、凸状の本体部分を含むことができる。凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。
【0070】
複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、中央の本体部分、中央の本体部分の第１の表面に結合された凸状の本体部分、および中央の本体部分の第２の表面から外向きに延在する複数の支柱を有する本体部を備えることができる。凸状の本体部分は、半球状の本体部分であってもよい。凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であってもよい。中央の本体部分は、円柱状であってもよい。中央の本体部分は、楕円形の断面を有することができる。複数の支柱は、円柱状であってもよい。複数の支柱は、楕円形の断面を有することができる。複数の支柱は、丸い、または斜角を付けた上縁の１つを含みうる。
【0071】
複数の支柱は、中央の本体部分の第２の表面の中心軸に関して共通の半径方向経路にそって配置構成されうる。複数の支柱は、中心の支柱と２つ以上の外側の支柱を備え、中心の支柱は第２の表面の直径方向の中点に位置決めされる。２つ以上の外側の支柱は、中心の支柱に関して共通の半径方向経路にそって配置構成されうる。外側の支柱は、等間隔で並べられているものとしてよい。２つ以上の外側の支柱は、それぞれ、中心の支柱の第２の高さより高い第１の高さを有するものとしてよい。
【0072】
第１のセグメントリンクの第２の本体部分は、中央の本体部分の第２の表面から外向きに延在する複数の支柱と嵌合しうる。第２のセグメントリンクの凸状の本体部分は、複数のセグメントリンクのうちの第３のセグメントリンクの複数の支柱と嵌合しうる。第３のセグメントリンクは、工具シャフトに結合されうる。
【0073】
本発明の概念の実施形態の前述の、ならびに他の目的、特徴、および利点は、さまざまな図面全体を通して類似の参照文字は同じ要素を指し示す、添付図面に例示されているような、好ましい実施形態のより具体的な説明から明らかになるであろう。これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、一般的に、好ましい実施形態の原理を説明することに重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【0074】
【図1A】本発明の概念の実施形態による、医学的手技を実施するためのシステムの関節式プローブの斜視図である。
【図2】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の図である。
【図6A】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する側面図である。
【図6B】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する側面図である。
【図7】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する図である。
【図8A】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する図である。
【図8B】本発明の概念の実施形態による、セグメントリンクの図である。
【図8D】本発明の概念の実施形態による、セグメントリンクの斜視図である。
【図9】本発明の概念の実施形態による、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0075】
本明細書で使用されている用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、本発明の概念の範囲を制限することは意図されていない。本明細書で使用されているように、単数形の冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかにそうでないことを示していない限り、複数形も含むことが意図されている。さらに、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えること（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という言い回しは、本明細書で使用されている場合、記載されている特徴、整数、工程、動作、要素、および／またはコンポーネント（構成要素）の存在を意味し、１つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、コンポーネント（構成要素）、および／またはそれらからなる群の存在もしくは追加を除外しないことも理解されるであろう。
【0076】
第１、第２、第３などの用語は、本明細書では、さまざまな制限、要素、コンポーネント、領域、層、および／またはセクションを記述するために使用される場合があるけれども、これらの制限、要素、コンポーネント、領域、層、および／またはセクションは、それらの用語によって限定されるものではないことは理解されるであろう。これらの用語は、一方の制限、要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションを他方の制限、要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションから区別するためにのみ使用される。そのため、後述の第１の制限、要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションは、本出願の教示から逸脱することなく第２の制限、要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションと称することが可能である。
【0077】
要素が、他の要素の「上にある」、または「接続されている」、または「結合されている」と言う場合、要素は、直接他の要素の上もしくは上の方にあるか、または接続されるか、または結合されるか、あるいは介在する要素が存在しうると理解される。これとは対照的に、要素が、他の要素の「上にある」か、または「直接接続されている」か、または「直接結合されている」と言う場合、介在する要素は存在しない。要素間の関係を記述するために使用される他の単語も、同様にして解釈されるべきである（例えば、「〜の間にある」と「直接的に〜の間にある」、「〜に隣接する」と「直接的に〜に隣接する」など）。要素が、本明細書において、別の要素の「真上に」あると言った場合、これは、他の要素の真上または真下にあり、他の要素に直接的に結合されうるか、または介在する要素が存在するか、またはこれらの要素が、空隙または間隙によって相隔てられうる。
【0078】
図１Ａは、医学的手技を実施するためのシステムの関節式プローブの斜視図であり、図１Ｂおよび１Ｃは、図１Ａに例示されている関節式プローブの作業面の端面図である。経口ロボット外科手術などの医学的手技を実施するためのシステム１００は、１つ以上の外科用工具２００、２００ａ〜ｄ、および／または工具シース２００、２００ａを患者体内に誘導するための関節式プローブ１２０を備えることができる。システム１００は、その内容を全体として本願に引用して援用する、２０１１年７月２１日に出願したＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４４８１１号に対応する２０１０年７月２８日に出願した米国仮特許出願第６１／３６８，２５７号において説明されている手術位置決めおよびサポートシステムの１つ以上の特徴を備えることができる。
【0079】
医療専門家などの手術者は、関節式プローブ１２０の機能および移動を操作するか、または他の何らかの形で制御するためにヒューマンインターフェースデバイス（ＨＩＤ）を介して関節式プローブ１２０を制御することができる。ＨＩＤは、触覚コントローラと、ジョイスティックと、トラックボールと、マウスと、電気機械デバイスとからなる群から選択された１つを備えることができる。
【0080】
関節式プローブ１２０は、内側スリーブ（図示せず）と関節式プローブ１２０の操作中に互いに関して前進もしくは後退することができる外側スリーブ１６０とを備えることができる。例えば、複数の内側リンクおよび複数の外側リンク１６０、１６０ａ〜ｄを備えうる、関節式プローブ１２０の内側スリーブおよび外側スリーブは、関節式プローブ１２０の操作が容易になるように柔態様と剛態様のうちの一方の態様で構成されうる。例えば、内側スリーブおよび外側スリーブは、関節式プローブ１２０の１つ以上の操縦ケーブルを介して柔態様と剛態様のうちの一方の態様で構成されうる。
【0081】
例示的なプローブは、２００９年７月２日にＣｈｏｓｅｔらによって公開された米国特許出願公開第２００９／０１７１１５１号、２００８年２月１４日にＺｕｂｉａｔｅらによって公開された米国特許出願公開第２００８／００３９６９０号においてさらに説明されており、それぞれの内容は全体として本願に引用して援用されている。
【0082】
関節式プローブ１２０は、関節式プローブ１２０の作業面１８０のところに開口部を有する少なくとも１つの作業チャネル１７０、１７０ａ〜ｃを備えることができる。作業チャネル１７０、１７０ａ〜ｃは、関節式プローブ１２０全体にわたって、例えば、関節式プローブ１２０の近位端から遠位端まで延在しうる。作業面１８０は、関節式プローブ１２０の遠位端に位置決めされうる。例えば、作業面１８０は、関節式プローブ１２０の外側遠位リンク１６０ａの遠位端に位置決めされうる。
【0083】
関節式プローブ１２０は、少なくとも１つの側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂを備えることができる。例えば、図１に示されている実施形態において、関節式プローブ１２０は、外側リンク１６０ａのフランジ１６５ａ、１６５ｂ内に形成された第１の側部ポート１６６ａおよび第２の側部ポート１６６ｂを備える。関節式プローブ１２０は、関節式プローブ１２０の側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂに結合された少なくとも１つのフィードチューブ１３５、１３５ａ〜ｂをさらに備えることができる。
【0084】
第１の側部ポート１６６ａおよび第２の側部ポート１６６ｂが図１Ａに示されているけれども、複数の第１の側部ポート１６６ａおよび第２の側部ポート１６６ｂは、関節式プローブ１２０の複数のフランジ１６５ａ、１６５ｂ内に形成されうる。例えば、複数の第１の側部ポート１６６ａおよび／または第２の側部ポート１６６ｂは、関節式プローブ１２０と共通の関節動作をする１つ以上のフィードチューブ１３５、１３５ａ〜ｂに対する案内手段となるように関節式プローブ１２０の外側スリーブ１６０にそって位置決めされうる。
【0085】
関節式プローブは、関節式プローブ１２０の作業面１８０に備えられた１つ以上の光源１７５、１７５ａ〜ｃを具備することができる。光源１７５、１７５ａ〜ｃとしては、電子刺激ルミネッセンス光源などの電子刺激光源、白熱電球などの白熱電球光源、発光ダイオードなどの電界発光光源、および蛍光灯などのガス放電光源が挙げられる。
【0086】
光源１７５、１７５ａ〜ｃは、光を関節式プローブ１２０の作業面１８０に伝送し、関節式プローブ１２０の作業面１８０から伝送するように構成されうる、光ファイバーをさらに備えることができる。
【0087】
システム１００は、関節動作領域２３５、２３５ａ〜ｂを有する１つ以上の外科用工具２００、２００ａ〜ｄをさらに備えることができる。システム１００は、手術者が関節式プローブ１２０および外科用工具２００、２００ａ〜ｄを独立して制御することができるように構成されうる。例えば、関節式プローブ１２０は、ＨＩＤを介して制御することができ、外科用工具２００、２００ａ〜ｄは、工具ハンドルを介して制御することができる（例えば、図２に示されている工具ハンドル２０５を参照）。
【0088】
システム１００は、関節式プローブ１２０の作業チャネル１７０、１７０ａ〜ｃおよび／または関節式プローブ１２０の側部ポート１６６、１６６ａ〜ｂもしくは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に摺動可能に位置決めされうる、任意の数の外科用工具２００、２００ａ〜ｄを使用できるように構成されうる。
【0089】
関節式プローブ１２０は、例えば医学的手技の実施時に、１つ以上の外科用工具２００、２００ａ〜ｄを誘導するように構成されうる。例えば、医学的手技の実施前、実施中、または実施後に、外科用工具シャフトの一部を関節式プローブ１２０の作業チャネル１７０、１７０ａ〜ｃのうちの少なくとも１つの中に位置決めされうる。関節式プローブ１２０は、外科用工具２００、２００ａ〜ｄの機能要素２５０、２５０ａ〜ｂを作業チャネル開口部から外向きに伸長できるように手術者が作業チャネル１７０、１７０ａ〜ｃのうちの少なくとも１つの中に外科用工具シャフトを摺動可能に位置決めすることを可能にするさらなる構成をとることができる。
【0090】
さらなる例において、医学的手技の実施前、実施中、または実施後に、外科用工具シャフトは、関節式プローブ１２０の少なくとも１つの側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に位置決めされうる。関節式プローブ１２０は、外科用工具２００、２００ａ〜ｄの機能要素２５０、２５０ａ〜ｂを関節式プローブ１２０の作業面１８０から外向きに伸長できるように手術者が側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂのうちの少なくとも１つの中に外科用工具シャフトを摺動可能に位置決めすることを可能にするさらなる構成をとることができる。外科用工具シャフトの一部は、関節式プローブ１２０の少なくとも１つの側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂを通ることができ、これにより、側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂは、外科用工具シャフトを関節式プローブ１２０の外側スリーブ１６０の外面にそって誘導する。
【0091】
関節式プローブ１２０は、ロックモードまたはアンロックモードのうちの一方のモードで構成されうる、側部ポート係止部１０４０または案内穴係止部１０５０を備えることができる。係止部１０４０、１０５０は、関節式プローブ１２０の側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に位置決めされた外科用工具２００、２００ａ〜ｂの位置を固定するように製作することができ、したがって、外科用工具２００、２００ａ〜ｂが側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内で摺動することが防止される。
【0092】
いくつかの実施形態では、関節式プローブ１２０は、ソレノイドまたは空気／流体パウチなどの、空気圧または油圧係止部１０５０を備えることができる。例えば、空気圧または油圧係止部１０５０は、関節式プローブ１２０の側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に位置決めされうる。関節式プローブ１２０は、加圧されたガスまたは液体を空気圧または油圧係止部１０５０に供給するためのチャネルまたはチューブ１０５５をさらに備えることができる。
【0093】
いくつかの実施形態では、関節式プローブ１２０は、ソレノイド、圧電アクチュエータ、またはニチノール作動係止部などの、電気作動係止部１０４０を備えることができる。例えば、電気作動係止部１０４０は、関節式プローブ１２０の側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に位置決めされうる。関節式プローブ１２０は、作動信号を電気作動係止部１０４０に供給するためのワイヤまたはケーブルなどの導線１０４５をさらに備えることができる。
【0094】
図１Ｂを参照すると、電気作動係止部１０４０は、関節式プローブ１２０の第１の側部ポートまたは合わせ穴１６６ａ内に位置決めされるように図示され、空気圧または油圧係止部１０５０は、関節式プローブ１２０の第２の側部ポートまたは合わせ穴１６６ｂ内に位置決めされるように図示されている。この例示において、電気作動係止部１０４０および空気圧または油圧係止部１０５０は、アンロックモードで、システム１００の手術者または使用者が関節式プローブ１２０の側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ〜ｂ内に外科用工具シャフトを摺動可能に位置決めすることができるように図示されている。
【0095】
図１Ｃを参照すると、空気圧または油圧係止部１０５０は、ロックモードで図示されている。ロックモードでは、空気圧または油圧係止部１０５０は、側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ｂ内で拡大し、外科用工具２００、２００ｂのシャフトを側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ｂ内に固定する。図示されていないけれども、電気作動係止部１０４０は、側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ内で拡大して、外科用工具２００、２００ａのシャフトを側部ポートまたは合わせ穴１６６、１６６ａ内に固定するように構成されうる。
【0096】
機能要素２５０、２５０ａ〜ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。例えば、図１Ａに示されている実施形態において、機能要素２５０ａ、２５０ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０に関して関節動作するように図示されている。機能要素２５０、２５０ａ、２５０ｂも、工具シャフトの延長軸に関して関節動作するように製作され、配置構成されうる。
【0097】
機能要素２５０、２５０ａ〜ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０および／または工具シャフトの延長軸に関して０°から９０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素２５０、２５０ａ〜ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０および／または工具シャフトの延長軸に関して０°から１３５°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素２５０、２５０ａ〜ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０および／または工具シャフトの延長軸に関して０°から１８０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されうる。機能要素２５０、２５０ａ〜ｂは、関節式プローブ１２０の作業面１８０および／または工具シャフトの延長軸に関して１８０°を超える角度で関節動作するように製作され、配置構成されうる。
【0098】
機能要素２５０は、把持器と、爪と、カッターと、ナイフと、切除器と、焼灼器と、薬物送達装置と、放射線源と、ＥＫＧ電極と、圧力センサと、血液センサと、カメラと、磁石と、加熱素子と、冷却素子とからなる群から選択された１つ以上を備えることができる。例えば、第１の外科用工具２００ａの機能要素２５０ａは、第１および第２の刃１０１０を有するカッターを備えることができる。第２の外科用工具２００ｂの機能要素２５０ｂは、加熱素子、冷却素子、圧力センサ、血液センサ、および／または放射線源１０３０を備えることができる。第３の外科用工具２００ｃの機能要素２５０ｃは、１つ以上のＥＫＧ電極または心臓除細動器電極１０１５、１０２０を備えることができる。機能要素２５０ｄまたは第４の外科用工具２００ｄは、カメラ１０２５を備えることができる。
【0099】
図２は、関節式外科用工具の斜視図である。外科用工具２００は、工具ハンドル２０５、関節動作領域２３５を有する外科用工具シャフト２１５、２２０、および機能要素２５０を備えることができる。
【0100】
外科用工具２００は、外科用工具ハンドル２０５を介して制御されるように製作され、配置構成されうる。外科用工具ハンドル２０５は、ハサミハンドルと、パームヘルド把持部と、親指／人差し指／中指把持部と、ピストル形把持部とからなる群から選択された１つを備えることができる。例えば、図２に示されている実施形態では、外科用工具ハンドル２０５は、ボール機構２１１およびハンドルリンク機構２０７に結合された第１の作動ハンドル要素２０６ａおよび第２の作動ハンドル要素２０６ｂを備える。ハンドルリンク機構２０７は、リンク本体部２０７ｂに結合された第１のリンク２０７ａおよび第２のリンク２０７ｃを備えることができる。
【0101】
この例示的な実施形態では、外科用工具は、外科用工具２００の機能および移動を操作するか、または他の何らかの形で制御するためのソケット機構２１２に結合されるように製作され、配置構成されたボール機構２１１を備える。図示されていないけれども、１つ以上の関節ケーブル４１０をボール機構２１１に固定することができ、また１つ以上の作動ケーブル４２０をハンドルリンク機構２０７のリンク本体部２０７ｂに固定することができる。この方法で、ソケット機構２１２に関するボール機構２１１の移動により、ボール機構２１１に固定された関節ケーブル４１０のうちの１つ以上をピンと張ったり、または緩ませたりすることができ、これにより、関節動作領域２３５の関節動作状態を調節することができる。それに加えて、第１の作動ハンドル要素２０６ａおよび第２の作動ハンドル要素２０６ｂのシザリング動作により、リンク機構２０７のリンク本体部２０７ｂはボール機構２１１から外向きに（例えば、長手方向軸にそって）伸長し、それにより、１つ以上の作動ケーブル４１０に張力を加えることができる。
【0102】
外科用工具シャフト２１５、２２０は、第１の工具シャフト２１５および第２の工具シャフト２２０を備えることができる。第１の工具シャフト２１５の近位端２１５ｐは、例えば、ボールおよびソケット機構２１１、２１２を介して、工具ハンドル２０５に結合され、第１の工具シャフト２１５の遠位端２１５ｄは、第２の工具シャフト２２０の近位端２２０ｐに結合されうる。第２の工具シャフト２２０の遠位端２２０ｄは、関節動作領域２３５に直接的に結合されるか、または関節動作領域２３５に間接的に結合されうる。例えば、図２および３Ａに示されている実施形態では、第２の工具シャフト２２０の遠位端２２０ｄは、オプションのケーブル遷移セグメント２２５を通じて関節動作領域２３５に結合される。
【0103】
関節動作領域２３５は、外科用工具２００の遠位端２３０に示されているけれども、関節動作領域２３５は、機能要素２５０と第１の工具シャフト２１５の近位端２１５ｐとの間の任意の位置に設けることができる。
【0104】
関節動作領域２３５は、約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成されうる。いくつかの実施形態では、関節動作領域２３５は、完全な関節動作状態にあるときに約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成される。
【0105】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、ケーブル遷移セグメント２２５は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル２２６を備えることができる。例えば、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル２２６は、ケーブル遷移セグメント２２５の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネル２２６を含むことができる。ケーブル遷移セグメント２２５の少なくとも２つの関節ケーブルチャネル２２６ａ、２２６ｃは、関節動作領域２３５の第１のセグメントリンク２３６の少なくとも２つの関節ケーブルチャネル３１３ａ、３１３ｃおよび／または関節動作領域２３５の第２のセグメントリンク２３７の少なくとも２つの関節ケーブルチャネル３５３ａ、３５３ｃと位置合わせすることができる。この方法で、１つ以上の関節ケーブル４１０を第１のセグメントリンク２３６および第２のセグメントリンク２３７のケーブルチャネル３１３ａ、３１３ｃ、３５３ａ、３５３ｃ内に位置決めすることができる。
【0106】
いくつかの実施形態では、ケーブル遷移セグメント２２５は、ｎを０より大きい実数として、ｎ個の関節ケーブルチャネル２２６を備えることができる。ｎが１を超える場合、ｎ個の関節ケーブルチャネル２２６をケーブル遷移セグメント２２５の円周または周上に均等な間隔で並べてよいが、一方、そうしなくてもよい。
【0107】
ケーブル遷移セグメント２２５は、作動ケーブルチャネル２２７を備えることができる。作動ケーブルチャネル２２７は、ケーブル遷移セグメント２２５の直径方向の中点に位置決めされ、関節動作領域２３５の１つ以上のセグメントリンク２３６、２３７の１つ以上の作動ケーブルチャネル３１４、３５４と位置合わせすることができる。この方法で、１つ以上の作動ケーブル４２０を第１のセグメントリンク２３６および第２のセグメントリンク２３７のケーブルチャネル３１４、３５４内に位置決めすることができる。
【0108】
ケーブル遷移セグメント２２５は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンと、これらの材料または他の好適な材料の組み合わせとからなる群から選択された材料を含むことができる。
【0109】
図３Ｂを参照すると、ケーブル遷移セグメント２２５および／または外科用工具シャフト２２０は、平ワイヤコイルまたはバネなどの、ワイヤコイル２２５ｂ内に位置決めされた内腔押出部２２５ａを備えうることがわかる。ワイヤコイル２２５ｂは、ケーブル遷移セグメント２２５および／または外科用工具シャフト２２０の剛性を高めて、外科用工具２００のねじれおよび／またはもつれを防ぐことができる。ワイヤコイル２２５ｂは、ケーブル遷移セグメント２２５および／または外科用工具シャフト２２０の半径方向の剛性をさらに高めて、工具シャフトの半径方向のつぶれを防ぎ、および／またはケーブル４１０、４２０が挟まるのを防ぐことができる。Ｐｅｂａｘ（登録商標）型シャフトカバーなどの工具シャフトカバーを備えて、ワイヤコイル２２５ｂを覆うことができる。
【0110】
図２を再び参照すると、第１の工具シャフト２１５は、剛体の工具シャフトを含み、第２の工具シャフト２２０は、柔軟な工具シャフトを含みうるが、しかし、外科用工具２００の工具シャフト２１５、２２０は、剛体の工具シャフトまたは柔軟な工具シャフトの両方を含みうる。つまり、外科用工具２００の第１の工具シャフト２１５および第２の工具シャフト２２０は、剛体の工具シャフトと柔軟な工具シャフトとの任意の組み合わせを含みうるということである。
【0111】
柔軟な工具シャフト２１５、２２０は、少なくとも１つのケーブルチャネルを有する内腔誘導部材を含むことができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのケーブルチャネルは、作動ケーブルチャネルと少なくとも１つの関節ケーブルチャネルとを含む。作動ケーブルチャネルは、柔軟な工具シャフトの直径方向の中点に位置決めされ、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、柔軟な工具シャフト部分の円周または周にそって位置決めされうる。例えば、内腔誘導部材は、作動ケーブルチャネルおよび第１から第４までの関節ケーブルチャネルを有する５個の内腔補強ロッドを備えることができる。
【0112】
内腔誘導部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンと、これらの材料または他の好適な材料の組み合わせとからなる群から選択された材料を含むことができる。
【0113】
外科用工具２００の機能要素２５０は、外科用工具２００の遠位端２３０のところに設けることができる。機能要素２５０は、把持器と、爪と、カッターと、ナイフと、切除器と、焼灼器と、薬物送達装置と、放射線源と、ＥＫＧ電極と、圧力センサと、血液センサと、カメラと、磁石と、加熱素子と、冷却素子とからなる群から選択された１つ以上を備えることができる。例えば、図２および３に示されている実施形態では、機能要素２５０は、第１の把持機構２４４ａおよび第２の把持機構２４４ｂを有する把持器を備える。把持器は、約１lbFの把持力を印加するように製作され、配置構成されうる。把持器は、関節動作領域が完全な関節動作状態で位置決めされたときに約１lbFの把持力を印加するようにさらに製作され、配置構成されうる。把持器は、把持器、または他の種類の機能要素２５０の動作が、外科用工具２００の関節動作の範囲全体にわたって実質的に維持されるように外科用工具２００の関節動作領域２３５のすべての関節動作状態全体にわたって実質的に類似の把持力を印加するようにさらに製作され、配置構成されうる。
【0114】
外科用工具２００は、機能要素２５０の関節動作位置をロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスを備えることができる。外科用工具は、機能要素２５０の動作モードをロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスをさらに備えることができる。例えば、ロッキングデバイスは、外科用工具２００、２００ａ〜ｂの関節動作状態および／または機能要素２５０の把持状態（例えば、開いている状態、閉じている状態、または半閉じの状態）をロックするように製作され、配置構成されうる。
【0115】
外科用工具２００は、レーザーファイバーまたは他の細長い工具などの、第２の外科用工具を入れるためのキャビティ経路を備えるように製作され、配置構成されうる。例えば、第１の外科用工具の機能要素は、第１の工具シースキャビティを備えることができ、第１の外科用工具の工具シャフトは、第２の工具シースキャビティを備えることができる。この方法で、第２の外科用工具は、第１の外科用工具のキャビティ経路内に摺動可能に位置決めされうる。
【0116】
例えば、図１Ａを参照すると、第１の外科用工具２００ａは、外科用工具シースとして構成されうる。外科用工具シースは、外科用工具２００ａの遠位端に形成されたシース開口部１６５ａを有することができる。第２の外科用工具は、第２の外科用工具の機能要素がシース開口部１６５ａから外向きに延在しうるように第１の外科用工具２００ａのキャビティ経路内に摺動可能に位置決めされうる。
【0117】
図３Ａおよび３Ｂは、図２に例示されている関節式外科用工具の遠位端の透視図である。工具シャフトの関節動作領域２３５は、単一のセグメントリンク２３６もしくは２３７または少なくとも２つのセグメントリンク２３６、２３７を備えることができる。例えば、図２、３Ａ、および３Ｂに示されている実施形態では、関節動作領域２３５は、第１から第６までのセグメントリンク２３６ａ〜ｅ、２３７を備える。セグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅ、２３７は、それぞれ、一体型の形態を取るか、またはそれぞれ接着されるか、もしくは一緒に結合される材料の複数の部分から製作することができる。
【0118】
少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンク２３６、２３６ｅは、工具シャフト２１５、２２０に直接的にまたは間接的に結合されうる。例えば、少なくとも２つのセグメントリンク２３６、２３７のうちの第１のセグメントリンク２３６、２３６ｅは、工具シャフト２１５、２２０からセグメントリンク２３６、２３７のチャネルへ複数のケーブル（例えば、１つ以上の作動ケーブル４２０および／または１つ以上の関節ケーブル４１０）を分配することができる、ケーブル遷移セグメント２２５を介して第２の工具シャフト２２０に結合されうる。
【0119】
少なくとも２つのセグメントリンク２３６、２３７のうちの第２のセグメントリンク２３７は、機能要素２５０に結合されうる。しかし、上で説明されているように、関節動作領域２３５は、機能要素２５０と第１の工具シャフト２１５の近位端２１５ｐとの間の任意の位置に設けることができる。例えば、少なくとも２つのセグメントリンク２３６、２３７のうちの第１のセグメントリンク２３６、２３６ｅは、第１の工具シャフト２１５に直接的にまたは間接的に結合することができ、少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンク２３７は、第２の工具シャフト２２０に直接的にまたは間接的に結合することができる。
【0120】
第２のセグメントリンク２３７は、機能要素２５０に結合されうる。例えば、第２のセグメントリンク２３７は、機能要素２５０の接続リンク２４１に結合されうる。接続リンク２４１は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0121】
機能要素２５０は、接続リンク２４１の内側キャビティ内に位置決めされた作動ピストン２４２を備えることができる。作動ピストン２４２は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0122】
機能要素２５０は、作動ピストン２４２に結合された第１の作動リンク部材２４３ａおよび第２の作動リンク部材２４３ｂをさらに備えることができる。第１の作動リンク部材および第２の作動リンク部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。
【0123】
機能要素２５０は、第１の作動リンク部材２４３ａおよび第２の作動リンク部材２４３ｂにそれぞれ結合されうる、第１の爪部材および第２の爪部材または把持器部材２４４ａ〜ｂをさらに備えることができる。第１の爪部材および第２の爪部材または把持器部材２４４ａ〜ｂは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、これらの材料または他の好適な材料の組み合わせとからなる群から選択された材料を含むことができる。
【0124】
図３Ａに示されている実施形態では、接続リンク２４１の内側キャビティ内で作動ピストン２４２が直線的に移動することで、第１の爪部材および第２の爪部材または把持器部材２４４ａ〜ｂを開閉させることができる。第１の爪部材および第２の爪部材または把持器部材２４４ａ〜ｂの開閉は、作動ピストン２４２に結合された作動ケーブル４２０に印加される張力に応じてなされうる。作動ケーブル４２０は、金属ケーブルと、プラスチックケーブルと、ソリッドワイヤケーブルと、編組ケーブルと、ステンレス鋼ワイヤ編組ケーブルとからなる群から選択された１つ以上を含むものとしてよい。
【0125】
図３Ａおよび３Ｂに示されている外科用工具２００の関節動作領域２３５は、機能要素２００から離れる方向に面して向き付けられている凸状の本体部分３１２、３５２（例えば、半楕円体状の本体部分、半球状の本体部分）を有する複数のセグメントリンク２３６、２３７を例示しているけれども、外科用工具２００は、図６Ａに示されているように機能要素２５０に面する方向に向き付けられている凸状の本体部分３１２、３５２（例えば、半楕円体状の本体部分、半球状の本体部分）を有する複数のセグメントリンク２３６、２３７を有する関節動作領域２３５を含むように構成されうる。
【0126】
いくつかの実施形態では、セグメントリンク２３６、２３７の交互に並ぶ凸状の本体部分３１２、３５２は、隣接するセグメントリンク２３６の対応する凹形のキャビティ部分に嵌め合わせたときに異なる摩擦係数を有するように製作され、配置構成されうる。例えば、セグメントリンク２３６、２３７の交互に並ぶ凸状の本体部分３１２、３５２は、隣接するセグメントリンク２３６の対応する凹形のキャビティ部分に嵌め合わせたときに摩擦係数を調節し、および／または変更する異なる材料および／またはコーティングを備えることができる。
【0127】
図４Ａは、図３に例示されている関節式外科用工具のセグメントリンクの上面斜視図であり、図４Ｂは、図３に例示されている関節式外科用工具のセグメントリンクの底面斜視図であり、図４Ｃは、図４Ｂに例示されているセグメントリンクの断面斜視図である。
【0128】
第１のセグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅは、第１の部分３１０および第２の部分３１２を有する本体部を備えるものとしてよい。第１の部分３１０は、円柱状本体部分または楕円形の断面を有する本体部分を含み、第２の部分３１２は、凸状の本体部分、半楕円体状の本体部分、または半球状の本体部分を含むことができる。
【0129】
第２の部分３１２が半球状の本体部分を含む場合、半球状の本体部分は、１／２０インチから１／４インチまでの範囲内の球面半径ＳＲＩを有する外面を備えることができる。例えば、球面半径ＳＲＩは、約１／２０インチとすることができる。
【0130】
図３を参照すると、第１のセグメントリンク２３６の半球状の本体部分は、ケーブル遷移セグメント２２５および／または工具シャフト２１５、２２０の半球状のキャビティ部分と嵌合しうることがわかる。
【0131】
図４Ａ〜４Ｃを再び参照すると、第１のセグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３１３、３１３ａ〜ｄを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３１３、３１３ａ〜ｄは、第１の部分３１０の上面３１１に第１の開口部を、第１の部分３１０の底面３１５に第２の開口部を備えることができる。例えば、図４Ａ〜４Ｃに示されている実施形態において、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３１３、３１３ａ〜ｄは、第１の部分３１０の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネル３１３ａ〜ｄを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３１３、３１３ａ〜ｄは、第１の部分３１０の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされた第１から第４までの関節ケーブルチャネル３１３ａ〜ｄも含むことができる。
【0132】
第１のセグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅは、作動ケーブルチャネル３１４を備えることができる。作動ケーブルチャネル３１４は、第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの第１の部分３１０の直径方向の中点に第２の開口部を備えることができる。
【0133】
作動ケーブルチャネル３１４は、第１の開口部を第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの本体部の円柱状のキャビティ３１８と適合させる第１の開口部のところで接合される上側テーパ３１９を備えることができる。上側テーパは、０°から４５°までの範囲内とすることができる抜き勾配＜ｘｉを備える。円柱状のキャビティ３１８は、第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの本体部の下側テーパ３１７を接合することができる。下側テーパ３１７は、円柱状のキャビティ３１８を第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの本体部の凹形のキャビティまたは半球状のキャビティ３１６と適合させることができる。下側テーパは、０°から４５°までの範囲内とすることができる抜き勾配ａ２を備える。作動ケーブルチャネル３１４は、外科用工具２００の関節動作領域２３５の関節動作状態において作動ケーブルチャネル３１４内に位置決めされた作動ケーブル４２０が挟まるのを防ぐために上側テーパ３１９および／または下側テーパ３１７を備えることができる。
【0134】
第１のセグメント２３６、２３６ａ〜ｅの本体部の半球状のキャビティ３１６は、１／２０インチから１／４インチまでの範囲内の球面半径ＳＲ３を有する内面を備えることができる。例えば、球面半径ＳＲ３は、約１／２０インチとすることができる。球面半径ＳＲ３は、第１のセグメントリンク２３６およびセグメントリンク２３７のうちの一方の半球状の本体部分が、別の第１のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合できるように第１のセグメントリンク２３６および第２のセグメントリンク２３７の球面半径ＳＲＩ、ＳＲ２に実質的に類似するか、またはそれより大きいものとしてよい。
【0135】
第２のセグメントリンク２３７は、第１の部分３５０および第２の部分３５２を有する本体部を備えるものとしてよい。第１の部分３５０は、円柱状本体部分または楕円形の断面を有する本体部分を含み、第２の部分３５２は、凸状の本体部分、半楕円体状の本体部分、または半球状の本体部分を含むことができる。
【0136】
第２の部分が半球状の本体部分を含む場合、半球状の本体部分は、１／２０インチから１／４インチまでの範囲内の球面半径ＳＲ２を有する外面を備えることができる。例えば、球面半径ＳＲ２は、約１／２０インチとすることができる。
【0137】
図３Ａを参照すると、第２のセグメントリンク２３７の半球状の本体部分は、第１のセグメントリンク２３６の半球状のキャビティ部分３１６と嵌合しうる。
【0138】
図４Ａ〜４Ｃを再び参照すると、第２のセグメントリンク２３７は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄは、第１の部分３５０の上面３５１に第１の開口部を、第１の部分３５０の底面３５５に第２の開口部を備えることができる。例えば、図４Ａ〜４Ｃに示されている実施形態において、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄは、第１の部分３５０の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネル３５３ａ〜ｄを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄは、第１の部分３５０の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされた第１から第４までの関節ケーブルチャネル３５３ａ〜ｄも含むことができる。
【0139】
図３Ａを参照すると、第１のセグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅの少なくとも２つの関節ケーブルチャネル３１３、３１３ａ〜ｄは、１つ以上の関節ケーブル４１０の挿入用のケーブルチャネルを設けるために第２のセグメントリンク２３７の少なくとも２つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄと位置合わせすることができる。
【0140】
図４Ａ〜４Ｃを再び参照すると、第２のセグメント２３７は、作動ケーブルチャネル３５４を備えることができる。作動ケーブルチャネル３５４は、第２のセグメント２３７の半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、第２のセグメント２３７の第１の部分３５０の直径方向の中点に第２の開口部を備えることができる。
【0141】
作動ケーブルチャネル３５４は、第１の開口部を第２のセグメント２３７の本体部の第１の円柱状のキャビティ３５８と適合させる第１の開口部のところで接合される上側テーパ３５９を備えることができる。上側テーパ３５９は、０°から４５°までの範囲内とすることができる抜き勾配ａ３を備える。第１の円柱状のキャビティ３５８は、第２のセグメント２３７の本体部の第２の円柱状のキャビティ３５６を接合することができる。第１の円柱状のキャビティ３５８は、第１の円柱状のキャビティ３５８と第２の円柱状のキャビティ３５６の上面３５７との接合面に先端面取り部３５８ａを備えることができる。第１の円柱状のキャビティ３５８の直径は、第２の円柱状のキャビティ３５６の直径より小さくてもよい。
【0142】
第２のセグメント２３７’は、第２のセグメント２３７’の第１の部分３５０の底面３５５内に形成された少なくとも１つのキャビティ溝３６０、３６０ａ〜ｂをさらに備えることができる。少なくとも１つのキャビティ溝３６０、３６０ａ〜ｂは、単一の連続的なキャビティ溝３６０を備えるか、または第１のキャビティ溝３６０ａおよび第２のキャビティ溝３６０ｂを備えることができる。第１のキャビティ溝３６０ａは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第１の関節ケーブルチャネル３５３ａから少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第２の関節ケーブルチャネル３５３ｂへ延在しうる。
【0143】
第１の関節ケーブル４１０は、第１の関節ケーブルチャネル３５３ａ、第１のキャビティ溝３６０ａ、および第２の関節ケーブルチャネル３５３ｂ内に位置決めされうる。第１の関節ケーブル４１０は、第１のキャビティ溝３６０ａの表面に固定することができる。例えば、第１の関節ケーブルは、第１のキャビティ溝３６０ａの表面に溶接され、第１のキャビティ溝３６０ａの表面に接着剤で接着され、および／または第１のキャビティ溝３６０ａ内に圧入されうる。
【0144】
第２のキャビティ溝３６０ｂは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第３の関節ケーブルチャネル３５３ｃから少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第４の関節ケーブルチャネル３５３ｄへ延在しうる。第２の関節ケーブル４１０は、第３の関節ケーブルチャネル３５３ｃ、第２のキャビティ溝３６０ｂ、および第４の関節ケーブルチャネル３５３ｄ内に位置決めされうる。
【0145】
少なくとも１つのキャビティ溝３６０は、第２のセグメント２３７の第１の部分３５０または円柱状の本体部分の底面３５５の周または円周全体に延在しうる。この方法で、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄの第２の開口部は、少なくとも１つのキャビティ溝３６０によって部分的に画成されうる。少なくとも１つの関節ケーブル４１０は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル３５３、３５３ａ〜ｄ内に位置決めされ、少なくとも１つのキャビティ溝３６０の表面に固定されうる。
【0146】
セグメントリンク２３６、２３７は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むものとしてよい。セグメントリンク２３６、２３７は、剛体であってもよい。第２のセグメントリンク２３７は、第１のセグメントリンク２３６と異なる材料を含んでいてもよい。
【0147】
いくつかの実施形態では、セグメントリンク２３６、２３６ａ〜ｅ、２３７の第２の部分３１２、３５２の高さは、１つ以上のセグメントリンクの間の関節動作の角度が関節動作の異なる角度に制限されるように異なっているものとしてよい。例えば、第１のセグメントリンク２３６、２３７またはセグメントリンクの第１のグループは、セグメントごとに１２°から１５°の範囲に制限され、第２のセグメントリンク２３６、２３７またはセグメントリンクの第２のグループは、セグメントごとに８°から１１°の範囲に制限されうる。
【0149】
上で説明されているように、工具シャフトの関節動作領域２３５は、１つ以上のセグメントリンク２３６、２３７を備えることができる。２つ以上のセグメントリンク２３６、２３７を備える実施形態において、それぞれのセグメントリンク２３６、２３７は、順次結合されうる。この方法で、複数のセグメントリンク２３６、２３７は、互いに関して関節動作しうる。
【0150】
関節動作領域のセグメントリンク２３６、２３７は、関節動作の角度を制限するように製作され、配置構成されうる。例えば、第１のセグメントリンクの第１の部分の底面は、第２のセグメントリンクの第１の部分の上面に当接し、第１のセグメントリンクおよび第２のセグメントリンクのそれぞれの中心軸に関して関節動作の角度を制限することができる。
【0151】
いくつかの実施形態では、関節動作の角度は、セグメント２３６、２３７ごとに１２°まで、乃至１５°までの範囲に制限されうる。例えば、関節動作状態９０１ｆを参照すると、単一のセグメントリンク２３７を備える外科用工具２００は、１２°まで、乃至１５°までの範囲内の関節動作の最大の角度ａ４に制限されうることがわかる。関節動作状態９０１ｅを参照すると、２つのセグメントリンク２３６ａ、２３７を備える外科用工具２００は、２４°まで、乃至３０°までの範囲内の関節動作の最大の角度ａ５に制限されうることがわかる。関節動作状態９０１ｄを参照すると、３つのセグメントリンク２３６ａ〜ｂ、２３７を備える外科用工具２００は、３６°まで、乃至４５°までの範囲内の関節動作の最大の角度α６に制限されうることがわかる。関節動作状態９０１ｃを参照すると、４つのセグメントリンク２３６ａ〜ｃ、２３７を備える外科用工具２００は、４８°まで、乃至６０°までの範囲内の関節動作の最大の角度ａ７に制限されうる。関節動作状態９０１ｂを参照すると、５つのセグメントリンク２３６ａ〜ｄ、２３７を備える外科用工具２００は、６０°まで、乃至７５°までの範囲内の関節動作の最大の角度ａ８に制限されうる。関節動作状態９０１ａを参照すると、６つのセグメントリンク２３６ａ〜ｅ、２３７を備える外科用工具２００は、７２°まで、乃至９０°までの範囲内の関節動作の最大の角度α９に制限されうる。関節動作状態９０１ｇを参照すると、７つのセグメントリンクを備える外科用工具２００は、８４°まで、乃至１０５°までの範囲内の関節動作の最大の角度αi0に制限されうることがわかる。関節動作状態９０１ｈを参照すると、９つのセグメントリンクを備える外科用工具２００は、１０８°まで、乃至１３５°までの範囲内の関節動作の最大の角度αi1に制限されうることがわかる。関節動作状態９０１ｉを参照すると、１２個のセグメントリンクを備える外科用工具２００は、１４４°まで、乃至１８０°までの範囲内の関節動作の最大の角度αi2に制限されうることがわかる。したがって、ｎ個のセグメントリンクを備える外科用工具２００の関節動作状態は、（１２×ｎ）°から（１５×ｎ）°までの範囲内の関節動作の最大の角度ａに制限されうる。
【0152】
図６Ａ、６Ｂ、７、８Ａ〜８Ｅ、および９を参照すると、本明細書に例示されている代替的セグメントリンク構成は、図２および３に示されている関節式外科用工具２００内に容易に組み込めることがわかる。例えば、図６Ａ、６Ｂ、７、８Ａ〜８Ｅ、および９に例示されている関節動作領域２３５のうちのどれか１つで、図２および３に示されている関節動作領域２３５を置き換えることができる。
【0153】
図６Ａは、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する側面斜視図である。上で説明されているように、外科用工具２００は、図６Ａに示されているように機能要素２５０に面する方向に向き付けられている凸状の本体部分３１２、３５２（例えば、半楕円体状の本体部分、半球状の本体部分）を有する複数のセグメントリンク２３６、２３７を有する関節動作領域２３５を含むように構成されうる。図６Ａに示されているセグメントリンク２３６、２３７は、図３および４Ａ〜４Ｃに示されているセグメントリンク２３６、２３７に実質的に類似しているものとしてよく、類似の参照文字を有するものとして示されている。
【0154】
図６Ｂは、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する側面斜視図であり、図６Ｃは、図６Ｂに例示されている第３のセグメントリンクの断面図である。外科用工具２００の関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク２３７、１つ以上の第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂ、および１つ以上の第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂを備えることができる。例えば、図６Ｂに示されている実施形態では、関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク２３７、２つの第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂ、および２つの第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂを備える。
【0155】
第１のセグメントリンク２３７は、図４Ａ〜４Ｃに示されている遠位セグメントリンク２３７に類似するものであってもよく、機能要素２５０に結合されうる。しかし、上で説明されているように、関節動作領域２３５は、機能要素２５０と工具シャフト２１５の近位端２１５ｐとの間の任意の位置に設けることができる（例えば、図２を参照）。
【0156】
少なくとも１つの第２のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、工具シャフト２１５、２２０に直接的にまたは間接的に結合されうる。例えば、第２のセグメントリンク６１１ｂは、工具シャフト２１５、２２０からセグメントリンク６１０ａ〜ｂ、６１１ａ〜ｂ、２３７のチャネル６１２ａ〜ｂ、６１６ａ〜ｂへ複数のケーブル（例えば、１つ以上の作動ケーブル４２０および／または１つ以上の関節ケーブル４１０）を分配することができる、ケーブル遷移セグメント２２５を介して第２の工具シャフト２２０に結合されうる。
【0157】
少なくとも１つの第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、第１のセグメントリンク２３７と第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂの１つとの間に結合されうる。例えば、図６Ｂに示されている実施形態では、第３のセグメントリンク６１１ａは、第１のセグメント２３７と第２のセグメントリンク６１０ａとの間に結合され、第３のセグメントリンク６１１ｂは、第２のセグメントリンク６１０ａと第２のセグメントリンク６１０ｂとの間に結合される。
【0158】
第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂは、本体部６２０の背中合わせの端面にそれぞれ形成された第１の凹形のキャビティ６２１ａおよび第２の凹形のキャビティ６２１ｂを有する本体部６２０を備えることができる。第１の凹形のキャビティ６２１ａおよび第２の凹形のキャビティ６２１ｂは、半楕円体状のキャビティまたは半球状のキャビティを含みうる。半球状のキャビティを有する一実施形態では、半球状のキャビティは、第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの半球状の本体部分の球面半径と一致する球面半径を有することができる。
【0159】
第１の凹形のキャビティ６２１ａは、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂの本体部６２０の第１のテーパ６１３を接合することができ、第１のテーパ６１３は、第１の凹形のキャビティ６２１ａを円柱状のキャビティ６１４の第１の開口部に適合しうる。第２の凹形のキャビティ６２１ｂは、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂの本体部６２０の第２のテーパ６１５を接合することができ、第２のテーパ６１５は、第２の凹形のキャビティ６２１ｂを円柱状のキャビティ６１４の第２の開口部に適合しうる。この方法で、作動ケーブルチャネルは、第１の凹形のキャビティ６２１ａから第２の凹形のキャビティ６２１ｂまで延在する、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂの本体部６２０内に形成されうる。それに加えて、第１のテーパ６１３および第２のテーパ６１５は、関節動作領域２３５の関節動作状態において第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂの作動ケーブルチャネル内に位置決めされた作動ケーブル４２０が挟まるのを防ぐことができる。
【0160】
第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、第１の凸状の本体部分６２３ａ、第２の本体部分６２２、および第３の凸状の本体部分６２３ｂを有する本体部を備えることができる。第１の本体部分６２３ａおよび第２の本体部分６２３ｂは、半楕円体状の本体部分または半球状の本体部分を含み、第２の本体部分６２２は、円柱状の本体部分を含むことができる。
【0161】
第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、第１の凸状の本体部分６２３ａ内の第１の開口部のところで接合された第１のテーパ６１７を備えることができる。第１のテーパ６１７は、第１の凸状の本体部分６２３ａ内の第１の開口部を、第３のセグメント６１１ａ〜ｂの円柱状のキャビティ６１８に適合させることができる。第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、第２の凸状の本体部分６２３ｂ内の第２の開口部のところで接合された第２のテーパ６１９を備えることができる。第２のテーパ６１９は、第２の凸状の本体部分６２３ａ内の第２の開口部を、第３のセグメント６１１ａ〜ｂの円柱状のキャビティ６１８に適合させることができる。この方法で、作動ケーブルチャネルは、第１の凸状の本体部分６２３ａ内の第１の開口部から第２の凸状の本体部分６２３ｂ内の第２の開口部まで延在して、第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの本体部内に形成されうる。それに加えて、第１のテーパ６１７および第２のテーパ６１９は、関節動作領域２３５の関節動作状態において第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの作動ケーブルチャネル内に位置決めされた作動ケーブル４２０が挟まるのを防ぐことができる。
【0162】
図４Ａ〜４Ｃに示されているセグメントリンク２３６、２３７を参照しつつ上で説明されているように、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂは、同様に、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル６１２ａ〜ｂ、６１６ａ〜ｂを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル６１２ａ〜ｂ、６１６ａ〜ｂは、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの本体部の第１の表面６２４、６２６内の第１の開口部、および第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの本体部の第２の表面６２５、６２７内の第２の開口部を備えることができる。例えば、図６Ｂに示されている実施形態において、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの本体部の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンク６１０ａ〜ｂおよび第３のセグメントリンク６１１ａ〜ｂの中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネルも含むことができる。
【0163】
図７は、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する斜視図である。外科用工具２００の関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク７０１および１つ以上の第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂを備えることができる。例えば、図７に示されている実施形態では、関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク７０１および２つの第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂを備える。
【0164】
第１のセグメントリンク７０１は、本体部７０４および突起部７０３を備えるものとしてよい。本体部７０４は、楕円形の断面を有する本体部分または円柱状の本体部分を含み、突起部７０３は、楕円形の突起部または円柱状の突起部を含みうる。例えば、図７に示されている実施形態では、第１のセグメントリンク７０１は、円柱状の本体部および円柱状の突起部を有するように図示されている。本体部７０４の直径は、突起部７０３の直径より大きいものとしてよい。
【0165】
第１のセグメントリンク７０１は、本体部７０４の底面７１０内に形成された少なくとも１つのキャビティ溝７１１ａ〜ｂを備えることができる。少なくとも１つのキャビティ溝７１１ａ〜ｂは、図４Ｂに示されている第２のセグメント２３７の第１の部分３５０の底面３５５内に形成された少なくとも１つのキャビティ溝３６０、３６０ａ〜ｂに類似しているものとしてよい。少なくとも１つのキャビティ溝は、図４Ｂに示されている単一の連続的なキャビティ溝３６０などの、単一の連続的なキャビティ溝（図示せず）を備えることができるか、または図７に示されているように第１のキャビティ溝７１１ａおよび第２のキャビティ溝７１１ｂを備えることができる。
【0166】
第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂは、本体部７０６および突起部７０５を備えるものとしてよい。本体部７０６は、楕円形の断面を有する本体部分または円柱状の本体部を含み、突起部７０５は、楕円形の突起部または円柱状の突起部を含みうる。例えば、図７に示されている実施形態では、第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂは、円柱状の本体部および円柱状の突起部を有するように図示されている。本体部７０６の直径は、突起部７０５の直径より大きいものとしてよい。
【0167】
第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂは、少なくとも１つの凹形のキャビティ７０７を備えるものとしてよい。凹形のキャビティは、半楕円体状のキャビティまたは半球状のキャビティを含みうる。この方法で、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの突起部７０３、７０５は、別の第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの凹形のキャビティ７０７と嵌合しうる。例えば、図７に示されている実施形態では、第１のセグメントリンク７０１の突起部７０３は、第２のセグメントリンク７０２ａの凹形のキャビティ７０７と嵌合するように図示され、第２のセグメントリンク７０２ａの突起部７０５は、第２のセグメントリンク７０２ｂの凹形のキャビティ７０７と嵌合するように図示されている。この例では、ケーブル遷移セグメント２３５は、第２のセグメントリンク７０２ｂの突起部７０５と嵌合するように図示されている、凹形のキャビティ７１２を備える。
【0168】
図４Ａ〜４Ｃに示されているセグメントリンク２３６、２３７を参照しつつ上で説明されているように、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂは、同様に、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル７０８ａ〜ｄ、７０９ａ〜ｄを備えることができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネル７０８ａ〜ｄ、７０９ａ〜ｄは、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの本体部７０４、７０６の第１の表面内の第１の開口部、および第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの本体部７０４、７０６の底面内の第２の開口部を備えることができる。例えば、図７に示されている実施形態において、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの本体部７０４、７０６の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネル７０８ａ〜ｄ、７０９ａ〜ｄを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂの中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネル７０８ａ〜ｄ、７０９ａ〜ｄも含むことができる。
【0169】
第１のセグメントリンク７０１および第２のセグメントリンク７０２ａ〜ｂは、作動ケーブルチャネル７１３、７１４を備えることができる。作動ケーブルチャネル７１３、７１４は、突起部７０３、７０５の直径方向の中点に第１の開口部を、本体部７０４、７０６の底面の直径方向の中点に第２の開口部を備えることができる。図示されていないけれども、第１の開口部および第２の開口部は、チャネルを形成するように第１の開口部および第２の開口部を円柱状のキャビティに適合させる第１のテーパおよび第２のテーパを接合することができる。上で説明されているように、テーパは、関節動作領域２３５の関節動作状態においてセグメントリンク７０１、７０２ａ〜ｂの作動ケーブルチャネル７１３、７１４内に位置決めされた作動ケーブル４２０が挟まるのを防ぐことができる。
【0170】
図８Ａは、関節式外科用工具の代替的セグメントリンク構成を例示する図である。外科用工具２００の関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク８０１、１つ以上の第２のセグメントリンク８０２、および第３のセグメントリンク８０３を備えることができる。
【0171】
第１のセグメントリンク８０１は、第１の本体部分８０１ａおよび第２の本体部分８０１ｂを有する本体部を備えるものとしてよい。第１の本体部分８０１ａは、楕円形の断面を有する本体部分または円柱状の本体部分を含み、第２の本体部分８０１ｂは、凸状の本体部分、半楕円体状の本体部分、または半球状の本体部分を含むことができる。第１のセグメントリンクは、図４Ａ〜４Ｃに示されている遠位セグメントリンク２３７に類似するものとすることができる。
【0172】
第２のセグメントリンク８０２は、第１の本体部分８０２ａ、第２の本体部分８０２ｂ、および第１の本体部分８０２ａの表面から延在する複数の突起している支柱８０２ｃを備えることができる。第１の本体部分８０２ａは、楕円形の断面を有する本体部分または円柱状の本体部分を含み、第２の本体部分８０２ｂは、凸状の本体部分、半楕円体状の本体部分、または半球状の本体部分を含むことができる。支柱８０２ｃは、円柱形状の支柱を含み、丸い、または斜角を付けた上面を有することができる。
【0173】
第３のセグメントリンク８０３は、第１の本体部分８０３ａおよび第３の本体部分８０３ａの表面から延在する複数の突起している支柱８０２ｃを備えることができる。支柱８０３ｂは、円柱形状の支柱を含み、丸い、または斜角を付けた上面を有することができる。
【0174】
第１のセグメントリンク８０１の第２の本体部分８０１ｂは、第２のセグメント８０２の複数の支柱８０２ｃと嵌合し、第２のセグメントリンク８０２の第２の本体部分８０２ｂは、第３のセグメント８０３の複数の支柱８０３ｂと嵌合しうる。この方法で、第１のセグメントリンク８０１の第２の本体部分８０１ｂと第２のセグメントリンク８０２の支柱８０２ｃとの間の接合面、および第２のセグメントリンク８０２の第２の本体部分８０２ｂと第２のセグメントリンク８０３の支柱８０３ｂとの間の接合面における摩擦を低減することができる。
【0175】
図４Ａ〜４Ｃに示されているセグメントリンク２３６、２３７を参照しつつ上で説明されているように、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３は、同様に、少なくとも１つの関節ケーブルチャネル８０４ａ〜ｂ、８０５ａ〜ｄを備えることができる。例えば、図８Ａに示されている実施形態において、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の本体部８０２ａ、８０３ａの円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことができる。少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネルも含むことができる。
【0176】
第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３は、作動ケーブルチャネル８０４ｃ、８０５ｃを備えることができる。作動ケーブルチャネル８０４ｃ、８０５ｃは、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の直径方向の中点に位置決めされうる。
【0178】
図８Ｂは、セグメントリンクの斜視図であり、図８Ｃは、図８Ｂに例示されているセグメントリンクの上面図である。上で説明されているように、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３は、複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂを備えることができる。複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の中心軸に関して共通の半径方向経路にそって配置構成され、共通の距離で相隔てて並びうる。例えば、図８Ｂおよび８Ｃに示されている実施形態では、複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、第１から第４までの支柱を含む。複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、共通の高さを有していてもよい。
【0179】
図８Ｄは、セグメントリンクの斜視図であり、図８Ｅは、図８Ｄに例示されているセグメントリンクの上面図である。上で説明されているように、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３は、複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂを備えることができる。複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、第２のセグメントリンク８０２および第３のセグメントリンク８０３の中心支柱８０２ｘ、８０３ｘに関して共通の半径方向経路にそって配置構成され、共通の距離で相隔てて並びうる。例えば、図８Ｄおよび８Ｅに示されている実施形態では、複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、第１から第４までの支柱を含む。第１から第４までの支柱は、中心の支柱８０２ｘ、８０３ｘに関して共通の半径方向経路にそって配置構成される。この例示的な構成では、複数の支柱８０２ｃ、８０３ｂは、中心の支柱８０２ｘ、８０３ｘの周りに配置構成され、それぞれ、中心の支柱８０２ｘ、８０３ｘの第２の高さより高い第１の高さを有するものとしてよい。
【0180】
図９は、関節式外科用工具の代替的セグメントリンクを例示する斜視図である。外科用工具の関節動作領域２３５は、第１のセグメントリンク９０１および１つ以上の第２のセグメントリンク９０２ａ〜ｂを備えることができる。
【0181】
第１のセグメントリンク９０１は、図４Ａ〜４Ｃに示されている遠位セグメントリンク２３７に類似するものであってもよく、第２のセグメントリンク９０２ａ〜ｂは、図４Ａ〜４Ｃに示されている第１のセグメントリンク２３６に類似するものとすることができる。しかし、図４Ａ〜４Ｃに示されているような凹形のキャビティ３１６を含む代わりに、第２のセグメントリンク９０２ａ〜ｂは、第２のセグメントリンク９０２ａ〜ｂの底面９０５内に形成された楕円または円形の開口部９０６を備えることができる。開口部９０６は、嵌合したときに、第１のセグメント９０１および第２のセグメント９０２ａ〜ｂの凸状の本体部分が開口部９０６内に部分的に突き出るように第１のセグメント９０１および第２のセグメント９０２ａ〜ｂの凸状の本体部分の球面半径の２倍未満の直径を有するものとしてよい。
【0182】
本発明の概念が、その例示的な実施形態を参照しつつ特に示され、上で説明されたが、以下の上記［において説明され、定められている本発明の概念の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細にさまざまな変更を加えることができることは、当業者であれば理解するであろう。＜付記＞
［１］
医学的手技を実施するためのシステムであって、
内側スリーブおよび外側スリーブを備える関節式プローブと、
工具シャフトの遠位端に位置決めされた機能要素を備え、前記工具シャフトは関節動作領域を有する外科用工具と、
を備え、
前記関節式プローブおよび前記外科用工具は独立して制御可能であることを特徴とするシステム。
［２］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブは、ヒューマンインターフェースデバイスを介して制御されるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３］
上記［２］に記載のシステムであって、前記ヒューマンインターフェースデバイスは、触覚コントローラと、ジョイスティックと、トラックボールと、マウスと、電気機械デバイスとからなる群から選択された１つを備えることを特徴とするシステム。
［４］
上記［１］に記載のシステムであって、前記外科用工具は、外科用工具ハンドルを介して制御されるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［５］
上記［４］に記載のシステムであって、前記外科用工具ハンドルは、ハサミハンドルと、パームヘルド把持部と、親指／人差し指／中指把持部と、ピストル形把持部とからなる群から選択された１つを備えることを特徴とするシステム。
［６］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブは、前記関節式プローブの作業面に開口部を有する少なくとも１つの作業チャネルをさらに備え、前記作業面は前記関節式プローブの遠位端にあることを特徴とするシステム。
［７］
上記［６］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの一部は、前記少なくとも１つの作業チャネル内に位置決めされることを特徴とするシステム。
［８］
上記［７］に記載のシステムであって、前記外科用工具の前記機能要素は、前記開口部から外向きに延在することを特徴とするシステム。
［９］
上記［８］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１０］
上記［８］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記工具シャフトの延長軸に関して関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１１］
上記［９］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から９０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１２］
上記［９］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から１３５°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１３］
上記［９］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から１８０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１４］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブの前記外側スリーブは、少なくとも１つの側部ポートを備えることを特徴とするシステム。
［１５］
上記［１４］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの側部ポートは、側部ポート係止部を備えることを特徴とするシステム。
［１６］
上記［１５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、空気圧係止部を備えることを特徴とするシステム。
［１７］
上記［１６］に記載のシステムであって、前記空気圧係止部は、ソレノイドを備えることを特徴とするシステム。
［１８］
上記［１６］に記載のシステムであって、前記空気圧係止部は、拡張可能なパウチを備えることを特徴とするシステム。
［１９］
上記［１５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、油圧係止部を備えることを特徴とするシステム。
［２０］
上記［１９］に記載のシステムであって、前記油圧係止部は、ソレノイドを備えることを特徴とするシステム。
［２１］
上記［１９］に記載のシステムであって、前記油圧係止部は、拡張可能なパウチを備えることを特徴とするシステム。
［２２］
上記［１５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、電気作動係止部を備えることを特徴とするシステム。
［２３］
上記［２２］に記載のシステムであって、前記電気作動係止部は、ソレノイドを備えることを特徴とするシステム。
［２４］
上記［２２］に記載のシステムであって、前記電気作動係止部は、圧電アクチュエータを備えることを特徴とするシステム。
［２５］
上記［１５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、前記少なくとも１つの側部ポート内に位置決めされることを特徴とするシステム。
［２６］
上記［２５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、ロックモードで前記少なくとも１つの側部ポートを通る工具シャフトを固定するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［２７］
上記［２５］に記載のシステムであって、前記側部ポート係止部は、アンロックモードで工具シャフトを前記少なくとも１つの側部ポートに通せるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［２８］
上記［１４］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの一部は、前記少なくとも１つの側部ポートを通ることを特徴とするシステム。
［２９］
上記［２８］に記載のシステムであって、前記側部ポートは、前記工具シャフトを前記外側スリーブの外面にそって案内することを特徴とするシステム。
［３０］
上記［２８］に記載のシステムであって、前記外科用工具の前記機能要素は、前記関節式プローブの作業面から外向きに延在し、前記作業面は前記関節式プローブの遠位端にあることを特徴とするシステム。
［３１］
上記［３０］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３２］
上記［３０］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記工具シャフトの延長軸に関して関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３３］
上記［３１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から９０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３４］
上記［３１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から１３５°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３５］
上記［３１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記関節式プローブの前記作業面に関して０°から１８０°までの範囲内で関節動作するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［３６］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブの前記内側スリーブおよび前記外側スリーブのそれぞれは、複数のプローブリンクを備えることを特徴とするシステム。
［３７］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブの前記内側スリーブおよび前記外側スリーブは、独立して制御可能であることを特徴とするシステム。
［３８］
上記［３７］に記載のシステムであって、前記関節式プローブの前記内側スリーブおよび前記外側スリーブのそれぞれは、柔態様と剛態様のうちの一方の態様で構成されうることを特徴とするシステム。
［３９］
上記［１］に記載のシステムであって、前記関節式プローブは、少なくとも１本の操縦ケーブルを備えることを特徴とするシステム。
［４０］
上記［３９］に記載のシステムであって、前記少なくとも１本の操縦ケーブルは、前記関節式プローブの遠位端の近位にある領域で終端することを特徴とするシステム。
［４１］
上記［１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、把持器と、爪と、カッターと、ナイフと、切除器と、焼灼器と、薬物送達装置と、放射線源と、ＥＫＧ電極と、圧力センサと、血液センサと、カメラと、磁石と、加熱素子と、冷却素子とからなる群から選択された１つを備えることを特徴とするシステム。
［４２］
上記［１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、第１の工具シースキャビティを備え、前記工具シャフトは、第２の工具シースキャビティを備えることを特徴とするシステム。
［４３］
上記［４２］に記載のシステムであって、前記外科用工具は、第２の外科用工具を入れるためのキャビティ経路を備えるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［４５］
上記［４３］に記載のシステムであって、前記第１の工具シースキャビティおよび前記第２の工具シースキャビティは、結合されてキャビティ経路を形成することを特徴とするシステム。
［４６］
上記［４３］に記載のシステムであって、前記キャビティ経路の１つの領域は、前記工具シャフトの前記関節動作領域に対応することを特徴とするシステム。
［４７］
上記［１］に記載のシステムであって、前記外科用工具は、前記機能要素の関節動作位置をロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスを備えることを特徴とするシステム。
［４８］
上記［１］に記載のシステムであって、前記外科用工具は、前記機能要素の動作モードをロックするように製作され、配置構成されるロッキングデバイスを備えることを特徴とするシステム。
［４９］
上記［１］に記載のシステムであって、前記機能要素は、把持器を備えることを特徴とするシステム。
［５０］
上記［４９］に記載のシステムであって、前記把持器は、約１lbFの把持力を印加するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［５１］
上記［４９］に記載のシステムであって、前記把持器は、前記関節動作領域が完全な関節動作状態で位置決めされたときに約１lbFの把持力を印加するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［５２］
上記［１］に記載のシステムであって、前記システムは、経口ロボット外科手術を実施するように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［５３］
上記［１］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの前記関節動作領域は、少なくとも２つのセグメントリンクを備えることを特徴とするシステム。
［５４］
上記［５３］に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの１つのセグメントリンクは、一体になっていることを特徴とするシステム。
［５５］
上記［５３］に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、前記工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、前記工具シャフトの第２のシャフト部分に結合されることを特徴とするシステム。
［５６］
上記［５５］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記第２のシャフト部分に結合されることを特徴とするシステム。
［５７］
上記［５３］に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、前記工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、前記機能要素に結合されることを特徴とするシステム。
［５８］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの前記関節動作領域は、前記第１のセグメントリンクと前記第２のセグメントリンクとの間に結合された１つ以上の第３のセグメントリンクをさらに備えることを特徴とするシステム。
［５９］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備え、前記第２の部分は、半球状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［６０］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備え、前記第２の部分は、凸状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［６１］
上記［６０］に記載のシステムであって、前記凸状の本体部分は、半球状の本体部分であることを特徴とするシステム。
［６２］
上記［６０］に記載のシステムであって、前記凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であることを特徴とするシステム。
［６３］
上記［５９］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［６４］
上記［５９］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は、前記第１のシャフト部分の半球状のキャビティ部分と嵌合することを特徴とするシステム。
［６５］
上記［５９］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は、前記第１のシャフト部分の凹形のキャビティ部分と嵌合することを特徴とするシステム。
［６６］
上記［６０］に記載のシステムであって、前記凹形のキャビティ部分は、半球状のキャビティ部分であることを特徴とするシステム。
［６７］
上記［６０］に記載のシステムであって、前記凹形のキャビティ部分は、半楕円体状のキャビティ部分であることを特徴とするシステム。
［６８］
上記［５９］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［６９］
上記［６８］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の上面に第１の開口部を、前記第１の部分の底面に第２の開口部を備えることを特徴とするシステム。
［７０］
上記［６９］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［７１］
上記［６８］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことを特徴とするシステム。
［７２］
上記［６８］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことを特徴とするシステム。
［７３］
上記［７１］および［７２］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［７４］
上記［５９］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントは、作動ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［７５］
上記［７４］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記第１のセグメントの前記半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、前記第１のセグメントの前記第１の部分の直径方向の中点に第２の開口部を備えることを特徴とするシステム。
［７６］
上記［７５］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［７７］
上記［７５］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記第１の開口部を前記第１のセグメントの前記本体部の円柱状のキャビティと適合させる前記第１の開口部のところで接合される上側テーパを備えることを特徴とするシステム。
［７８］
上記［７７］に記載のシステムであって、前記円柱状のキャビティは、前記第１のセグメントの前記本体部の下側テーパを接合することを特徴とするシステム。
［７９］
上記［７８］に記載のシステムであって、前記下側テーパは、前記円柱状のキャビティを前記第１のセグメントの前記本体部の半球状のキャビティと適合させることを特徴とするシステム。
［８０］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備え、前記第２の部分は、半球状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［８１］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクは、第１の部分および第２の部分を有する本体部を備え、前記第２の部分は、凸状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［８２］
上記［８１］に記載のシステムであって、前記凸状の本体部分は、半球状の本体部分であることを特徴とするシステム。
［８３］
上記［８１］に記載のシステムであって、前記凸状の本体部分は、半楕円体状の本体部分であることを特徴とするシステム。
［８４］
上記［８０］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［８５］
上記［８０］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は、前記第１のセグメントリンクの半球状のキャビティ部分と嵌合することを特徴とするシステム。
［８６］
上記［８０］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクの前記半球状の本体部分は、前記第１のセグメントリンクの凹形のキャビティ部分と嵌合することを特徴とするシステム。
［８７］
上記［８６］に記載のシステムであって、前記凹形のキャビティ部分は、半球状のキャビティ部分であることを特徴とするシステム。
［８８］
上記［８６］に記載のシステムであって、前記凹形のキャビティ部分は、半楕円体状のキャビティ部分であることを特徴とするシステム。
［８９］
上記［８５］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルは、前記第２のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルと位置合わせされることを特徴とするシステム。
［９０］
上記［８０］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクの前記本体部は、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［９１］
上記［９０］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の上面に第１の開口部を、前記第１の部分の底面に第２の開口部を備えることを特徴とするシステム。
［９２］
上記［９１］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［９３］
上記［９０］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の円周または周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことを特徴とするシステム。
［９４］
上記［９０］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記第１の部分の中心軸に関する共通の半径方向経路にそって互いから９０°隔てて位置決めされる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことを特徴とするシステム。
［９５］
上記［９３］および［９４］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［９６］
上記［８０］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントの前記本体部は、作動ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［９７］
上記［９６］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記第２のセグメントの前記半球状の本体部分の直径方向の中点に第１の開口部を、前記第２のセグメントの前記第１の部分の直径方向の中点に第２の開口部を備えることを特徴とするシステム。
［９８］
上記［９７］に記載のシステムであって、前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［９９］
上記［９７］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記第１の開口部を前記第２のセグメントの前記本体部の第１の円柱状のキャビティと適合させる前記第１の開口部のところで接合される上側テーパを備えることを特徴とするシステム。
［１００］
上記［９９］に記載のシステムであって、前記第１の円柱状のキャビティは、前記第２のセグメントの前記本体部の第２の円柱状のキャビティを接合することを特徴とするシステム。
［１０１］
上記［１００］に記載のシステムであって、前記第１の円柱状のキャビティの直径は、前記第２の円柱状のキャビティの直径より小さいことを特徴とするシステム。
［１０２］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクは、前記機能要素に結合されることを特徴とするシステム。
［１０３］
上記［１０２］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクは、前記機能要素の接続リンクに結合されることを特徴とするシステム。
［１０４］
上記［１０３］に記載のシステムであって、前記接続リンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１０５］
上記［１０３］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記接続リンクの内側キャビティ内に位置決めされた作動ピストンを備えることを特徴とするシステム。
［１０６］
上記［１０５］に記載のシステムであって、前記作動ピストンは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１０７］
上記［１０５］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記作動ピストンに結合された第１の作動リンク部材および第２の作動リンク部材をさらに備えることを特徴とするシステム。
［１０８］
上記［１０７］に記載のシステムであって、前記第１の作動リンク部材および前記第２の作動リンク部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１０９］
上記［１０７］に記載のシステムであって、前記機能要素は、前記第１の作動リンク部材および前記第２の作動リンク部材にそれぞれ結合された第１の爪部材および第２の爪部材をさらに備えることを特徴とするシステム。
［１１０］
上記［１０９］に記載のシステムであって、前記第１の爪部材および前記第２の爪部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１１１］
上記［１０９］に記載のシステムであって、前記接続リンクの前記内側キャビティ内で前記作動ピストンが直線的に移動することで、前記第１の爪部材および前記第２の爪部材を開閉させることを特徴とするシステム。
［１１２］
上記［１１１］に記載のシステムであって、作動ケーブルは、前記作動ピストンに結合されることを特徴とするシステム。
［１１３］
上記［１１２］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルは、金属ケーブルと、プラスチックケーブルと、ソリッドワイヤケーブルと、編組ケーブルと、ステンレス鋼ワイヤ編組ケーブルとからなる群から選択された１つを備えることを特徴とするシステム。
［１１４］
上記［５４］および［５７］に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのセグメントリンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１１５］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１１６］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記第２のセグメントリンクは、前記第１のセグメントリンクと異なる材料を含むことを特徴とするシステム。
［１１７］
上記［５４］に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクは、前記工具シャフトの第１のシャフト部分に結合され、前記少なくとも２つのセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクは、前記工具シャフトの第２のシャフト部分および前記機能要素のうちの一方に結合されることを特徴とするシステム。
［１１８］
上記［５７］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの前記第１のシャフト部分は、ケーブル遷移セグメントを備えることを特徴とするシステム。
［１１９］
上記［１１８］に記載のシステムであって、前記ケーブル遷移セグメントは、少なくとも１つの関節ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［１２０］
上記［１１９］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記ケーブル遷移セグメントの周上で９０°隔てて並べられる第１から第４までの関節ケーブルチャネルを含むことを特徴とするシステム。
［１２１］
上記［１２０］に記載のシステムであって、前記ケーブル遷移セグメントの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルは、前記第１のセグメントリンクの少なくとも２つの関節ケーブルチャネルと位置合わせされることを特徴とするシステム。
［１２２］
上記［１１８］に記載のシステムであって、前記ケーブル遷移セグメントは、作動ケーブルチャネルを備えることを特徴とするシステム。
［１２３］
上記［１２２］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記ケーブル遷移セグメントの直径方向の中点に位置決めされることを特徴とするシステム。
［１２４］
上記［１１８］に記載のシステムであって、前記ケーブル遷移セグメントは、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１２５］
上記［１１７］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの前記第１のシャフト部分は、柔軟な工具シャフト部分を備えることを特徴とするシステム。
［１２６］
上記［１２５］に記載のシステムであって、前記柔軟な工具シャフト部分は、少なくとも１つのケーブルチャネルを有する内腔誘導部材を備えることを特徴とするシステム。
［１２７］
上記［１２６］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのケーブルチャネルは、作動ケーブルチャネルと少なくとも１つの関節ケーブルチャネルとを備えることを特徴とするシステム。
［１２８］
上記［１２７］に記載のシステムであって、前記作動ケーブルチャネルは、前記柔軟な工具シャフト部分の直径方向の中点に位置決めされ、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルは、前記柔軟な工具シャフト部分の周にそって位置決めされることを特徴とするシステム。
［１２９］
上記［１２６］に記載のシステムであって、前記内腔誘導部材は、５個の内腔補強ロッドを備えることを特徴とするシステム。
［１３０］
上記［１２６］に記載のシステムであって、前記内腔誘導部材は、金属と、プラスチックと、熱可塑性ポリマと、ステンレス鋼と、ポリ塩化ビニルと、液晶ポリマと、ポリテトラフルオロエチレンとからなる群から選択された材料を含むことを特徴とするシステム。
［１３１］
上記［９１］に記載のシステムであって、少なくとも１つのキャビティ溝が、前記第２のセグメントの前記第１の部分の前記底面内に形成されることを特徴とするシステム。
［１３２］
上記［１３１］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのキャビティ溝は、第１のキャビティ溝と第２のキャビティ溝とを備えることを特徴とするシステム。
［１３３］
上記［１３２］に記載のシステムであって、前記第１のキャビティ溝は、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第１の関節ケーブルチャネルから前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第２の関節ケーブルチャネルまで延在することを特徴とするシステム。
［１３４］
上記［１３３］に記載のシステムであって、第１の関節ケーブルが、前記第１の関節ケーブルチャネル、前記第１のキャビティ溝、および前記第２の関節ケーブルチャネル内に位置決めされることを特徴とするシステム。
［１３５］
上記［１３４］に記載のシステムであって、前記第１の関節ケーブルは、前記第１のキャビティ溝の表面に固定されることを特徴とするシステム。
［１３６］
上記［１３５］に記載のシステムであって、前記第１の関節ケーブルは、前記第１のキャビティ溝の前記表面に溶接されることを特徴とするシステム。
［１３７］
上記［１３５］に記載のシステムであって、前記第１の関節ケーブルは、前記第１のキャビティ溝の前記表面に接着剤で接着されることを特徴とするシステム。
［１３８］
上記［１３５］に記載のシステムであって、前記第１の関節ケーブルは、前記第１のキャビティ溝内に圧入されることを特徴とするシステム。
［１３９］
上記［１３３］に記載のシステムであって、前記第２のキャビティ溝は、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第３の関節ケーブルチャネルから前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの第４の関節ケーブルチャネルまで延在することを特徴とするシステム。
［１４０］
上記［１３９］に記載のシステムであって、第２の関節ケーブルが、前記第３の関節ケーブルチャネル、前記第２のキャビティ溝、および前記第４の関節ケーブルチャネル内に位置決めされることを特徴とするシステム。
［１４１］
上記［１３１］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのキャビティ溝は、前記第２のセグメントの前記円柱状の本体部分の前記底面の周全体にそって延在することを特徴とするシステム。
［１４２］
上記［１４１］に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネルの前記第２の開口部は、前記少なくとも１つのキャビティ溝によって部分的に画成されることを特徴とするシステム。
［１４３］
上記［１４２］に記載のシステムであって、少なくとも１つの関節ケーブルは、前記少なくとも１つの関節ケーブルチャネル内に位置決めされ、前記少なくとも１つの関節ケーブルは、前記少なくとも１つのキャビティ溝の表面に固定されることを特徴とするシステム。
［１４４］
上記［１］に記載のシステムであって、前記工具シャフトの前記関節動作領域は、複数のセグメントリンクを備えることができることを特徴とするシステム。
［１４５］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、前記複数のセグメントリンクのうちの別のセグメントリンクに順次結合されることを特徴とするシステム。
［１４６］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクは、互いに関して関節動作することを特徴とするシステム。
［１４７］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクのうちの第１のセグメントリンクの第１の部分の底面は、前記複数のセグメントリンクのうちの第２のセグメントリンクの第１の部分の上面に当接し、前記第１のセグメントリンクおよび前記第２のセグメントリンクのそれぞれの中心軸に関して関節動作の角度を制限することを特徴とするシステム。
［１４８］
上記［１４７］に記載のシステムであって、前記関節動作の角度は、１２°まで、乃至１５°までの範囲に制限されることを特徴とするシステム。
［１４９］
上記［１４７］に記載のシステムであって、前記第１のセグメントリンクの前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備え、前記第２のセグメントリンクの前記第１の部分は、円柱状の本体部分を備えることを特徴とするシステム。
［１５０］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、前記機能要素と前記関節式プローブの作業面との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１５１］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、前記機能要素と前記工具シャフトのケーブル遷移セグメントの長手方向軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１５２］
上記［１４４］に記載のシステムであって、前記複数のセグメントリンクのうちのそれぞれのセグメントリンクは、前記機能要素と前記工具シャフトの延長軸との間の関節動作を１２°まで、乃至１５°までの範囲内で行うように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１５３］
上記［１］および［１４４］に記載のシステムであって、前記関節動作領域は、約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１５４］
上記［１］および［１４４］に記載のシステムであって、前記関節動作領域は、完全な関節動作状態にあるときに約１／２インチを超えて撓むことなく約１lbFの力を支持できるように製作され、配置構成されることを特徴とするシステム。
［１５５］
上記［１］に記載のシステムであって、前記工具シャフトは、ワイヤコイル内に位置決めされた５個の内腔押出部を備えることを特徴とするシステム。
［１５６］
上記［１５５］に記載のシステムであって、前記ワイヤコイルを囲む工具シャフトカバーをさらに備えることを特徴とするシステム。
［１５７］
上記［１５６］に記載のシステムであって、前記工具シャフトカバーは、Ｐｅｂａｘ（登録商標）型のシャフトカバーを備えることを特徴とするシステム。