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7074799クイックリリースエンドエフェクターおよび関連するシステムおよび方法
(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】
(24)【登録日】2022-05-16
(45)【発行日】2022-05-24
(54)【発明の名称】クイックリリースエンドエフェクターおよび関連するシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
A61B 34/35 20160101AFI20220517BHJP
A61B 17/29 20060101ALI20220517BHJP
【ＦＩ】
A61B34/35
A61B17/29
【請求項の数】
16
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020091101
(22)【出願日】2020-05-26
(62)【分割の表示】P 2017514416の分割
【原出願日】2015-09-14
(65)【公開番号】P2020146481
(43)【公開日】2020-09-17
【審査請求日】2020-06-25
(31)【優先権主張番号】62/049,419
(32)【優先日】2014-09-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】508221224
【氏名又は名称】ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ファリター シェーン
(72)【発明者】
【氏名】シャショー ジェフ
(72)【発明者】
【氏名】バックマン アラン
(72)【発明者】
【氏名】ブリエ ケネス
【審査官】北村 龍平
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１４／００４６３４０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表平１１－５０７２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平１０－５１０１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３１２１０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５４６２５４６（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ３４／３０ － ３４／３７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
医療機器のためのアームコンポーネントであって、前記アームコンポーネントは、以下を備える：
（ａ）アーム本体；
（ｂ）前記アーム本体内に配置された、回転可能なシリンダー、
前記の回転可能なシリンダーは、以下を備える：
（ｉ）前記アーム本体の内部コンポーネントがエンドエフェクタールーメン内に存在する任意の流体から流体的に密封されるように、前記の回転可能なシリンダー内に規定される、流体的に密封されたエンドエフェクタールーメン；および
（ｉｉ）前記エンドエフェクタールーメンの壁に規定される、少なくとも１つの第一のトルク伝送構造；
および、
（ｃ）前記の回転可能なシリンダーに動作可能に連結された、回転可能な直線駆動コンポーネント、
前記直線駆動コンポーネントは、以下を備える：
（ｉ）回転可能な本体；および
（ｉｉ）前記の回転可能な本体の遠位部に規定される、駆動コンポーネントルーメン、
ここで、前記駆動コンポーネントルーメンは、第一の連結構造がエンドエフェクターの一部に連結可能であり、前記エンドエフェクターの一部が前記の回転可能な本体に回転的に拘束されるように、前記駆動コンポーネントルーメン内に規定される、第一の連結構造を備える、
アームコンポーネント。
【請求項2】
請求項１のアームコンポーネントであって、前記アーム本体と前記の回転可能なシリンダーとの間に配置されたリングシールをさらに備える、
アームコンポーネント。
【請求項3】
請求項１または２のアームコンポーネントであって、第一の駆動歯車に動作可能に連結された第一のモーターをさらに備え、
ここで、前記の第一の駆動歯車は、前記の回転可能なシリンダーの外壁上に配置された外歯車に動作可能に連結されて、
ここで、前記の第一のモーターの作動は、前記の回転可能なシリンダーの回転を引き起こす、
アームコンポーネント。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項のアームコンポーネントであって、第二の駆動歯車に動作可能に連結された第二のモーターをさらに備え、
ここで、前記の第二の駆動歯車は、前記の直線駆動コンポーネントに動作可能に連結された被駆動歯車に動作可能に連結されて、
ここで、前記の第二のモーターの作動は、前記直線駆動コンポーネントの回転を引き起こす、
アームコンポーネント。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか一項のアームコンポーネントであって：
（ａ）前記エンドエフェクタールーメンの内壁上に配置された、第一の内側接触リング；
（ｂ）前記エンドエフェクタールーメンの内壁上に配置された、第二の内側接触リング；
（ｃ）第一の接触コンポーネントが前記の第一の内側接触リングと電気的に連結されるように、前記の回転可能なシリンダーの外壁上に配置された、第一の接触コンポーネント；および、
（ｄ）第二の接触コンポーネントが前記の第二の内側接触リングと電気的に連結されるように、前記の回転可能なシリンダーの外壁上に配置された、第二の接触コンポーネント；
を、さらに備える、
アームコンポーネント。
【請求項6】
請求項５のアームコンポーネントであって、前記エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されたクイックリリースエンドエフェクターをさらに備え、
前記クイックリリースエンドエフェクターは、第一および第二のエンドエフェクター接触コンポーネントを備え、
ここで、前記クイックリリースエンドエフェクターが前記アーム本体に動作可能に連結されると、前記の第一のエンドエフェクター接触コンポーネントは、前記の第一の内側接触リングと接触して、前記の第二のエンドエフェクター接触コンポーネントは、前記の第二の内側接触リングと接触する、
アームコンポーネント。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項のアームコンポーネントであって、前記エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されたクイックリリースエンドエフェクターをさらに備え、
前記クイックリリースエンドエフェクターは：
（ａ）エンドエフェクター本体；
（ｂ）前記エンドエフェクター本体の外部に規定される、少なくとも１つの第二のトルク伝送構造
ここで、前記の少なくとも１つの第二のトルク伝送構造は、前記のエンドエフェクタールーメン内の前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造と、前記の少なくとも１つの第二のトルク伝送構造が前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される；
（ｃ）前記エンドエフェクター本体内に配置された、ロッド；および
（ｄ）前記ロッドの近位部に配置された、ロッド連結コンポーネント
ここで、前記ロッド連結コンポーネントは、前記の回転可能な直線駆動コンポーネントの前記駆動コンポーネントルーメン内に規定される前記第一の連結構造と、前記ロッド連結コンポーネントが前記第一の連結構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される、
を備える、
アームコンポーネント。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか一項のアームコンポーネントであって、前記の少なくとも１つのトルク伝送構造は、前記のエンドエフェクタールーメンの遠位端から前記壁に沿って長軸方向に伸びているチャネルを備える、
アームコンポーネント。
【請求項9】
請求項１のアームコンポーネントであって、
前記アームコンポーネント内に配置可能なクイックリリースエンドエフェクターをさらに備え、
前記クイックリリースエンドエフェクターは：
（ａ）エンドエフェクター本体；
（ｂ）前記エンドエフェクター本体の周りに配置された、エンドエフェクター連結コンポーネント
ここで、前記エンドエフェクター連結コンポーネントは、前記連結コンポーネントから伸びる少なくとも１つの雄突出部を備える；
（ｃ）前記エンドエフェクター本体の外部に規定される、少なくとも１つの第二のトルク伝送構造
ここで、少なくとも１つの第二のトルク伝送構造は、前記のエンドエフェクタールーメン内の前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造と、前記の少なくとも１つの第二のトルク伝送構造が前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される；
（ｄ）前記エンドエフェクター本体内に配置された、ロッド；および、
（ｅ）前記ロッドの近位部に配置された、ロッド連結コンポーネント
ここで、前記ロッド連結コンポーネントは、前記ロッド連結コンポーネントの外部に規定される第二の連結構造を備え、前記ロッド連結コンポーネントは、前記の回転可能な直線駆動コンポーネントの前記駆動コンポーネントルーメン内に規定される前記第一の連結構造と、前記ロッド連結コンポーネントが前記第一の連結構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される；
を備える、
アームコンポーネント。
【請求項10】
請求項９のアームコンポーネントであって、前記エンドエフェクター本体の遠位端に配置されたエンドエフェクターをさらに備え、
ここで、前記エンドエフェクターは、前記ロッドの作動が前記エンドエフェクターの作動を引き起こすように、前記ロッドに動作可能に連結される、
アームコンポーネント。
【請求項11】
請求項９または１０のアームコンポーネントであって、前記のエンドエフェクター本体は、前記エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成される、
アームコンポーネント。
【請求項12】
請求項９から１１のいずれか一項のアームコンポーネントであって、前記エンドエフェクター本体は、前記エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成され、
前記アームコンポーネントは、前記アームコンポーネントの遠位部に規定される少なくとも１つの雌チャネルを備え、
前記エンドエフェクター連結コンポーネントは、前記の少なくとも１つの雄突出部が前記の少なくとも１つの雌チャネルと係合可能であるように、前記アームコンポーネントに連結可能であるように構成される、
アームコンポーネント。
【請求項13】
医療機器のアームコンポーネントであって、
前記アームコンポーネントは、以下を備える：
（ａ）アーム本体；
（ｂ）前記アーム本体内に配置された、回転可能なシリンダー、
前記の回転可能なシリンダーは、以下を備える：
（ｉ）前記アーム本体の内部コンポーネントがエンドエフェクタールーメン内に存在する任意の流体から流体的に密封されるように、前記の回転可能なシリンダー内に規定される、流体的に密封されたエンドエフェクタールーメン；および
（ｉｉ）前記エンドエフェクタールーメンの壁に規定される、少なくとも１つの第一のトルク伝送構造；
（ｃ）前記の回転可能なシリンダーに動作可能に連結された、回転可能な直線駆動コンポーネント、
前記直線駆動コンポーネントは、以下を備える：
（ｉ）回転可能な本体；および
（ｉｉ）前記の回転可能な本体の遠位部に規定される、駆動コンポーネントルーメン、
ここで、前記駆動コンポーネントルーメンは、第一の連結構造がエンドエフェクターの一部に連結可能であり、前記エンドエフェクターの一部が前記の回転可能な本体に回転的に拘束されるように、前記駆動コンポーネントルーメン内に規定される、第一の連結構造を備える、
（ｄ）前記エンドエフェクタールーメンの内壁上に配置された、内側接触リング；
および、
（ｅ）接触コンポーネントが前記の内側接触リングと電気的に連結されるように、前記の回転可能なシリンダーの外壁上に配置された、接触コンポーネント；
アームコンポーネント。
【請求項14】
請求項１３のアームコンポーネントであって、
前記アーム本体と前記の回転可能なシリンダーとの間に配置されたリングシールをさらに備える、
アームコンポーネント。
【請求項15】
請求項１３または１４のアームコンポーネントであって、
第一の駆動歯車に動作可能に連結された第一のモーターをさらに備え、
ここで、前記の第一の駆動歯車は、前記の回転可能なシリンダーの外壁上に配置された外歯車に動作可能に連結されて、
ここで、前記の第一のモーターの作動は、前記の回転可能なシリンダーの回転を引き起こす、
アームコンポーネント。
【請求項16】
請求項１３から１５のいずれか一項のアームコンポーネントであって、
前記エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されたクイックリリースエンドエフェクターをさらに備え、
前記クイックリリースエンドエフェクターは：
（ａ）エンドエフェクター本体；
（ｂ）前記エンドエフェクター本体の外部に規定される、少なくとも１つの第二のトルク伝送構造
ここで、前記の少なくとも１つの第二のトルク伝送構造は、前記のエンドエフェクタールーメン内の前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造と、前記の少なくとも１つの第二のトルク伝送構造が前記の少なくとも１つの第一のトルク伝送構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される；
（ｃ）前記エンドエフェクター本体内に配置された、ロッド；および
（ｄ）前記ロッドの近位部に配置された、ロッド連結コンポーネント
ここで、前記ロッド連結コンポーネントは、前記の回転可能な直線駆動コンポーネントの前記駆動コンポーネントルーメン内に規定される前記第一の連結構造と、前記ロッド連結コンポーネントが前記第一の連結構造に回転的に拘束されるように、連結可能であるように構成される、
を備える、
アームコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１４年９月１２日に出願されて「Ｑｕｉｃｋ－Ｒｅｌｅａｓｅ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題された米国仮出願６２／０４９，４１９に対して、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）の下での利益を主張し、それは、参照によりその全体で本明細書中に援用される。
本出願は、２０１４年９月１２日に出願されて「Ｑｕｉｃｋ－Ｒｅｌｅａｓｅ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題された米国仮出願６２／０４９，４１９に対して、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）の下での利益を主張し、それは、参照によりその全体で本明細書中に援用される。
【0002】
［本発明の分野］
本明細書に開示される様々な実施態様は、ロボットおよび／またはインビボ医療機器および関連するコンポーネントを含む、様々な医療機器システムおよび関連するコンポーネントに関する。より具体的には，特定の実施態様は、「エンドエフェクター」としばしば呼ばれる様々な医療機器操作コンポーネントを含む。本明細書に開示される特定のエンドエフェクターの実施態様は、簡単かつ効率的に、医療機器－ロボット医療機器の前腕を含む－に簡単に連結および取り外され得る、クイックリリースエンドエフェクターに関する。さらなる実施態様は、前記のコンポーネントを操作するためのシステムおよび方法に関する。
本明細書に開示される様々な実施態様は、ロボットおよび／またはインビボ医療機器および関連するコンポーネントを含む、様々な医療機器システムおよび関連するコンポーネントに関する。より具体的には，特定の実施態様は、「エンドエフェクター」としばしば呼ばれる様々な医療機器操作コンポーネントを含む。本明細書に開示される特定のエンドエフェクターの実施態様は、簡単かつ効率的に、医療機器－ロボット医療機器の前腕を含む－に簡単に連結および取り外され得る、クイックリリースエンドエフェクターに関する。さらなる実施態様は、前記のコンポーネントを操作するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
侵襲性の外科的手順は、様々な医学的状態を扱うために必須である。可能である場合、腹腔鏡検査のような低侵襲的処置が好ましい。しかしながら、腹腔鏡検査のような公知の低侵襲技術は、アクセスポートのサイズに起因して外科的器具を変更する場合に、体腔内に新たな外科的ツールを挿入および取り外す必要性に一部起因して、範囲および複雑性が制限される。また、ｄａ Ｖｉｎｃｉ（登録商標）Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ（カリフォルニア州サニーベールに位置するＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．，から入手可能）のような公知のロボットシステムは、アクセスポートおよびトロカール、医療専門家が新たな外科的ツールを腹腔内に挿入および取り外す必要性、ならびに、非常に大きくて、非常に高価で、ほとんどの病院で利用不可能であるというさらなる不利な点を有することによっても制限されて、制限された感覚および可動性の能力を有する。
【0004】
様々なロボット外科的ツールは、患者の標的空洞の内側で特定の手順を行なうように開発されている。これらのロボットシステムは、外科的ツールが標的空洞の中に伸びて外科医が長いツールを用いて手順を行なうのを可能にするように、患者内の切開を通して配置されたトロカールを通した長い外科的ツールの挿入を伴う、標準的な腹腔鏡下ツールおよび手順－例えば、ｄａ Ｖｉｎｃｉ（登録商標）システム－を置き換えることを意図する。これらのシステムが開発されると、様々な新しいコンポーネントが開発されて、これらのシステムの操作および有効性をさらに改善する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ロボット外科的システムを含む医療機器との使用のための、改善されたエンドエフェクターに関する必要性が、当技術分野に存在する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に述べるのは、クイックリリースエンドエフェクターを受け入れるように構成された、医療機器の様々なアームまたは前腕である。さらなる実施態様は、そのようなクイックリリースエンドエフェクターに関する。さらなる実施は、そのようなクイックリリースエンドエフェクターに連結された医療機器のアームまたは前腕に関する。
【0007】
実施例１では、医療機器のためのアームコンポーネントは、アーム本体、アーム本体内に配置された回転可能なシリンダー、および、回転可能なシリンダーに動作可能に連結された回転可能な直線駆動コンポーネントを備える。回転可能なシリンダーは、回転可能なシリンダー内に規定される流体的に密封されたエンドエフェクタールーメン、および、エンドエフェクタールーメンの壁に規定される少なくとも１つのトルク伝送チャネルを備える。回転可能な直線駆動コンポーネントは、回転可能な本体、および、回転可能な本体の遠位部に規定される駆動コンポーネントルーメンを備え、ここで、駆動コンポーネントルーメンは、駆動コンポーネントルーメン内に規定される係合機構を備える。
【0008】
実施例２は、実施例１に係るアームコンポーネントに関し、アーム本体と回転可能なシリンダーとの間に配置されたリングシールをさらに備える。
【0009】
実施例３は、実施例１に係るアームコンポーネントに関し、第一の駆動歯車に動作可能に連結された第一のモーターをさらに備え、第一の駆動歯車は、回転可能なシリンダーの外壁上に配置された外歯車に動作可能に連結されて、第一のモーターの作動は、回転可能なシリンダーの回転を引き起こす。
【0010】
実施例４は、実施例１に係るアームコンポーネントに関し、第二の駆動歯車に動作可能に連結された第二のモーターをさらに備え、第二の駆動歯車は、直線駆動コンポーネントに動作可能に連結された被駆動歯車に動作可能に連結されて、第二のモーターの作動は、直線駆動コンポーネントの回転を引き起こす。実施例５は、実施例１に係るアームコンポーネントに関し、回転可能なシリンダーの周りに配置された第一の外側接触リング、回転可能なシリンダーの周りに配置された第二の外側接触リング、回転可能なシリンダーの回転位置にかかわらず第一の接触コンポーネントが第一の内側接触リングと継続的に接触するように回転可能なシリンダーの外壁上に配置された第一の接触コンポーネント、回転可能なシリンダーの回転位置にかかわらず第二の接触コンポーネントが第二の内側接触リングと継続的に接触するように回転可能なシリンダーの外壁上に配置された第二の接触コンポーネント、エンドエフェクタールーメンの内壁上に配置された第一の内側接触リング、および、エンドエフェクタールーメンの内壁上に配置された第二の内側接触リングをさらに備える。
【0011】
実施例６は、実施例５に係るアームコンポーネントに関し、エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されたクイックリリースエンドエフェクターをさらに備え、クイックリリースエンドエフェクターは、第一のおよび第二のエンドエフェクター接触コンポーネントを備え、ここで、クイックリリースエンドエフェクターがアームに動作可能に連結されると、第一のエンドエフェクター接触コンポーネントは第一の内側接触リングと接触し、第二のエンドエフェクター接触コンポーネントは第二の内側接触リングと接触する。
【0012】
実施例７は、実施例１に係るアームコンポーネントに関し、エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されたクイックリリースエンドエフェクターをさらに備える。クイックリリースエンドエフェクターは、エンドエフェクター本体、エンドエフェクター本体の外部に規定される少なくとも１つのトルク伝送突出部、エンドエフェクター本体内に配置されたロッド、および、ロッドの近位部に配置されたロッド連結コンポーネントを備える。少なくとも１つのトルク伝送突出部は、エンドエフェクタールーメン内の少なくとも１つのトルク伝送チャネルと係合可能であるように構成される。ロッド連結コンポーネントは、回転可能な直線駆動コンポーネントのルーメン内に規定される係合機構と連結可能であるように構成される。
【0013】
実施例８では、医療機器のためのクイックリリースエンドエフェクターは、エンドエフェクター本体、エンドエフェクター本体の周りに配置されたエンドエフェクター連結コンポーネント、エンドエフェクター本体の外部に規定される少なくとも１つのトルク伝送突出部、エンドエフェクター本体内に配置されたロッド、ロッドの近位部に配置されたロッド連結コンポーネント、および、ロッドの周りに配置された第一および第二の接触リングを備える。エンドエフェクター連結コンポーネントは、連結コンポーネントから伸びる少なくとも１つの雄突出部を備える。ロッド連結コンポーネントは、ロッド連結コンポーネントの外部に配置された第一の係合機構を備える。
【0014】
実施例９は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、エンドエフェクター本体の遠位端に配置されたエンドエフェクターをさらに備え、ここで、エンドエフェクターは、ロッドの作動がエンドエフェクターの作動を引き起こすように、ロッドに動作可能に連結される。
【0015】
実施例１０は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、第一および第二の把持器アームを備える把持器エンドエフェクターをさらに備え、ここで、第一の接触リングは第一の把持器アームに電気的に接続されて、第二の接触リングは第二の把持器アームに電気的に接続される。
【0016】
実施例１１は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、エンドエフェクターは、医療機器のアームのルーメン内に配置可能であるように構成される。
【0017】
実施例１２は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、エンドエフェクターは、医療機器のアームのルーメン内に配置可能であるように構成され、ルーメンは、ルーメン内に規定される少なくとも１つのトルク伝送チャネルを備え、ここで、少なくとも１つのトルク伝送突出部は、エンドエフェクタールーメン内の少なくとも１つのトルク伝送チャネルと係合可能であるように構成される。
【0018】
実施例１３は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、エンドエフェクターは、医療機器のアームのルーメン内に配置可能であるように構成され、アームは、アームの遠位部内に規定される少なくとも１つの雌チャネルを備え、ここで、エンドエフェクター連結コンポーネントは、少なくとも１つの雄突出部が少なくとも１つの雌チャネルと係合可能であるように、アームに連結可能であるように構成される。
【0019】
実施例１４は、実施例８に係るクイックリリースエンドエフェクターに関し、エンドエフェクターは、医療機器のアーム内に配置可能であるように構成される。アームは、アーム本体、アーム本体内に配置された回転可能なシリンダー、および、回転可能なシリンダーに動作可能に連結された回転可能な直線駆動コンポーネントを備える。回転可能なシリンダーは、回転可能なシリンダー内に規定されるエンドエフェクタールーメン、および、エンドエフェクタールーメンの壁に規定される少なくとも１つのトルク伝送チャネルを備える。直線駆動コンポーネントは、回転可能な本体、および、回転可能な本体の遠位部に規定されるルーメンを備え、ここで、ルーメンは、ルーメン内に規定される第二の係合機構を備える。ロッド連結コンポーネントの第一の係合機構は、回転可能な直線駆動コンポーネントのルーメン内に規定される第二の係合機構と連結可能であるように構成される。
【0020】
実施例１５では、医療機器のためのアームコンポーネントは、前腕およびクイックリリースエンドエフェクターを備える。前腕は、前腕本体、前腕本体内にエンドエフェクタールーメンを規定する流体的に密封されたチューブ、エンドエフェクタールーメンの周りに配置された磁性リング、および、エンドエフェクタールーメンの近位端に配置された直線駆動コンポーネントを備える。直線駆動コンポーネントは、直線駆動コンポーネントの遠位部に規定されるスロットおよび雄ネジを備える近位部を備える。クイックリリースエンドエフェクターは、エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成され、エンドエフェクター本体、エンドエフェクター本体の周りに配置された磁性カラー、エンドエフェクター本体内に配置されたロッド、および、ロッドに動作可能に連結された少なくとも１つのフィンガーコンポーネントを備え、ここで、少なくとも１つのフィンガーコンポーネントは、ロッドから近位に伸び、直線駆動コンポーネント内のスロットと連結可能であるように構成される。
【0021】
実施例１６は、実施例１５に係る医療機器のためのアームコンポーネントに関し、第一の駆動歯車に動作可能に連結された第一のモーターをさらに備え、ここで、第一の駆動歯車は、第一の被駆動歯車に動作可能に連結され、被駆動歯車は、磁性リングに動作可能に連結され、ここで、第一のモーターの作動は、磁性リングの回転を引き起こす。
【0022】
実施例１７は、実施例１６に係る医療機器のためのアームコンポーネントに関し、ここで、磁性カラーは、磁性リングの回転が磁性カラーの回転を引き起こすように、磁性リングと磁気的に連結可能である。
【0023】
実施例１８は、実施例１５に係る医療機器のためのアームコンポーネントに関し、第二の駆動歯車に動作可能に連結された第二のモーターをさらに備え、ここで、第二の駆動歯車は、駆動シリンダーに動作可能に連結され、駆動シリンダーは、直線駆動コンポーネントの近位部に動作可能に連結され、ここで、第二のモーターの作動は、直線駆動コンポーネントの軸方向の移動を引き起こす。
【0024】
実施例１９は、実施例１５に係る医療機器のためのアームコンポーネントに関し、流体的に密封されたチューブは、直線駆動コンポーネントに固定連結され、ここで、流体的に密封されたチューブは、直線駆動コンポーネントが軸方向に移動するときに曲がるように構成される。
【0025】
実施例２０は、実施例１５に係る医療機器のためのアームコンポーネントに関し、前腕本体内に配置された圧縮スプリングをさらに備え、圧縮スプリングは、前腕本体および少なくとも１つのフィンガーに動作可能に連結される。
【0026】
実施例２１では、医療機器のためのアームコンポーネントは、前腕本体を含む前腕、前腕本体内にエンドエフェクタールーメンを規定する流体的に密封されたチューブ、前腕本体の遠位端またはその近くにおいてエンドエフェクタールーメンの周りに配置された第一の磁性リング、第一の駆動歯車に動作可能に連結された第一のモーター、前腕本体の近位端またはその近くにおいてエンドエフェクタールーメンの周りに配置された第二の磁性リング、および、第二の駆動歯車に動作可能に連結された第二のモーターを含む。ルーメンは、前腕本体の遠位端に規定される開口部を備える。第一の駆動歯車は、第一の被駆動歯車に動作可能に連結されて、第一の被駆動歯車は、第一の磁性リングに動作可能に連結される。第二の駆動歯車は、第二の被駆動歯車に動作可能に連結されて、第二の被駆動歯車は、第二の磁性リングに動作可能に連結される。
【0027】
実施例２２では、医療機器のためのアームコンポーネントは、前腕およびクイックリリースエンドエフェクターを備える。前腕は、前腕本体、前腕本体内に配置された回転可能なシリンダー、回転可能なシリンダーに動作可能に連結された直線駆動コンポーネント、および、雌ネジを備える駆動コンポーネントルーメンを規定する回転可能な駆動コンポーネントを備える。回転可能なシリンダーは、回転可能なシリンダー内に規定されるエンドエフェクタールーメンを備える。直線駆動コンポーネントは、雄ネジを備える近位部、直線駆動コンポーネントの遠位部に規定されるルーメン、および、直線駆動コンポーネントに連結されたシリンダー連結ピンを備える。ルーメンは、ルーメン内に配置されたフック連結ピンを備える。シリンダー連結ピンの各末端は、回転可能なシリンダー内に規定される縦スロット内にスライド可能に配置される。駆動コンポーネントルーメンは、直線駆動コンポーネントの近位部にネジ連結されるように構成される。クイックリリースエンドエフェクターは、エンドエフェクタールーメン内に配置可能であるように構成されて、エンドエフェクター本体、エンドエフェクター本体内に配置されたロッド、および、ロッドの近位部に動作可能に連結された連結フックを備え、ここで、連結フックは、ロッドから近位に伸びて、フック連結ピンと連結可能であるように構成される。
【0028】
多数の実施態様が開示されるが、本発明のさらに他の実施態様が、本発明の例示的な実施態様を示して説明する以下の詳細な説明から、当業者に明らかになるであろう。認識されるように、本発明は、様々な自明の態様における改変が可能であり、全て、本発明の主旨および範囲を逸脱しない。したがって、図面および詳細な説明は、実際に例示であり限定ではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1A】アームを備えるロボット外科的デバイスの斜視図である。
【図1B】アームを備える別のロボット外科的デバイスの斜視図である。
【図1C】アームを備えるさらなるロボット外科的デバイスの斜視図である。
【図1D】一実施態様に係る、クイックリリースエンドエフェクターを備える、ロボット外科的デバイスの前腕の斜視図である。
【図2】一実施態様に係る、クイックリリースエンドエフェクターの斜視図である。
【図4A】別の実施態様に係る、クイックリリースエンドエフェクターを受け入れるように構成されたクイックリリース前腕の斜視図である。
【図5A】さらなる実施態様に係る、別のクイックリリースエンドエフェクターの斜視図である。
【図6】さらに別の実施態様に係る、別のクイックリリースエンドエフェクターの斜視図である。
【図7】別の実施態様に係る、別のクイックリリースエンドエフェクターの斜視図である。
【図8】別の実施態様に係る、クイックリリースエンドエフェクターを受け入れるように構成された別のクイックリリース前腕の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本明細書に開示される様々なシステムおよびデバイスは、医学的手順およびシステムでの使用のためのデバイスに関する。より具体的には、様々な実施態様は、様々な手順デバイスおよびシステムにおいて用いられ得るデバイスまたはエンドエフェクターコンポーネントに関する。例えば、特定の実施態様は、ロボットおよび／またはインビボ医療機器を含む様々な医療機器に組み込まれ、またはそれとともに用いられる、クイックリリースエンドエフェクターコンポーネントに関する。本明細書において用いられる用語「クイックリリース」は、（迅速または簡単に連結または分離することのできない、または技術的専門知識を有する者を必要とする、コンポーネントとは対照的に）、任意の看護師または助手を含む外科的現場内の者により簡単および／または迅速に連結および／または分離され得る任意のエンドエフェクター、前腕、またはそれらの組み合わせを説明することを意図することが理解される。
【0031】
本明細書に開示されるエンドエフェクターデバイスまたはコンポーネントの様々な実施態様は、制限されないが、本明細書に定義されるロボットまたはインビボデバイスを含む、任意の他の公知の医療機器、システムおよび方法に組み込まれ得て、またはそれらとともに用いられ得ることが理解される。例えば、図１Ａ～図１Ｄは、本明細書において開示または考慮されるクイックリリースエンドエフェクターを組み込むことができる、特定の例示的な医療機器およびシステムを示す。より具体的には、図１Ａ～図１Ｃは、特定のエンドエフェクター２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂが連結されているアーム１６Ａ、１６Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂを備える、ロボット外科的デバイス１０、１２、１４を示す。一実施では、エンドエフェクター２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂは、本明細書に開示されるクイックリリースエンドエフェクターである。さらに、図１Ｄは、クイックリリースエンドエフェクター３０を備える前腕２８を示す。
【0032】
さらなる例としては、本明細書に開示される様々な実施態様は、同時係属の米国出願１１／７６６，６８３（２００７年６月２１日に出願された表題「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１１／７６６，７２０（２００７年６月２１日に出願された表題「Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｕｐｌｅａｂｌｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１１／９６６，７４１（２００７年１２月２８日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ」）、６１／０３０，５８８（２００８年２月２２日に出願）、１２／１７１，４１３（２００８年７月１１日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ Ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」）、１２／１９２，６６３（２００８年８月１５日に出願された表題「Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｆｌａｔｉｏｎ，Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１２／１９２，７７９（２００８年８月１５日に出願された表題「Ｍｏｄｕｌａｒ ａｎｄ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１２／３２４，３６４（２００８年１１月２６日に出願された表題「Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」）、６１／６４０，８７９（２０１２年５月１日に出願）、１３／４９３，７２５（２０１２年６月１１日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」）、１３／５４６，８３１（２０１２年７月１１日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、６１／６８０，８０９（２０１２年８月８日に出願）、１３／５７３，８４９（２０１２年１０月９日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／７３８，７０６（２０１３年１月１０日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ」）、１３／８３３，６０５（２０１３年３月１５日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／８３９，４２２（２０１３年３月１５日に出願された表題「Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｔｅ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１３／８３４，７９２（２０１３年３月１５日に出願された表題「Ｌｏｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、１４／２０８，５１５（２０１４年３月１３日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ，ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ」）、１４／２１０，９３４（２０１４年３月１４日に出願された表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ Ｆｏｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ」）、１４／２１２，６８６（２０１４年３月１４日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、および、１４／３３４，３８３（２０１４年７月１７日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）、および、米国特許第７，４９２，１１６号（２００７年１０月３１日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」）、第７，７７２，７９６号（２００７年４月３日に出願された表題「Ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」）、および、第８，１７９，０７３号（２０１１年５月１５日に発行された表題「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｉｔｈ Ａｇｅｎｔ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」）に開示される任意の医療機器およびシステムに組み込むことができ、またはそれらとともに用いることができ、それらの全ては、それらの全体で参照により本明細書中に援用される。
【0033】
特定の例示的な実施態様によれば、本明細書に開示される任意の様々な実施態様は、ＮＯＴＥＳデバイスのような、天然のオリフィス経管的な内視鏡的外科的デバイスに組み込むことができ、またはそれとともに用いることができる。当業者は、当技術分野で知られている機能とともに本明細書に開示される機能を含む、機能の様々な組み合わせが利用可能であることを認識および理解するであろう。
【0034】
上記に挙げた本出願に開示される特定のデバイスの実施は、患者の体腔内または体腔中に配置することができ、内側の中空壁に対して、または実質的に隣接して配置することができる特定のデバイスおよび関連するシステムを含む。本明細書において用いられる「インビボデバイス」は、患者の体腔中または体腔内に配置されている間に、ユーザーによって少なくとも部分的に配置、操作または制御され得る任意のデバイスを意味し、患者の体腔の壁に実質的に対してまたは隣接して配置される任意のデバイスを含み、内部で作動される任意のそのようなデバイス（原動力の外部電源を有さない）をさらに含み、外科的手順中に腹腔鏡下または内視鏡的に用いられ得る任意のデバイスをさらに含む。本明細書において用いられる用語「ロボット」および「ロボットデバイス」は、自動的またはコマンドに応答してタスクを行なうことのできる任意のデバイスを指す。
【0035】
さらに、様々なエンドエフェクター実施態様は、外部から作動される様々なロボット医療機器システム、例えば、Ａｐｏｌｌｏ Ｅｎｄｏｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．，Ｈａｎｓｅｎ Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．，Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能なもの、および他の同様のシステム、例えば、本出願の他のどこかで本明細書中に援用される出願に開示される任意のデバイスに組み込むことができる。あるいは、様々なエンドエフェクター実施態様は、エンドエフェクターを使用する任意の医療機器に組み込むことができる。
【0036】
図２～図３Ｂは、一実施態様に係る、前腕５２にリリース可能に連結された、クイックリリースの、磁気的に連結されたエンドエフェクター５０を示す。図２に最もよく示されるように、本実施におけるエンドエフェクター５０は、把持器５４を備える。図２および図３Ａに最もよく示されるように、エンドエフェクター５０は、係合可能な連結器５６、磁性カラー５８、ディスク６０、中央ロッド６８、ロッド６８の上にスライド可能に配置されたスライド可能なシリンダー６２である本体（本明細書において「前腕本体」とも呼ばれる）６２、シリンダー６２内およびロッド６８上に配置された圧縮スプリング７０、２つのリーフスプリング（１つのリーフスプリング６４は図２に見ることができ、一方で、第二のリーフスプリングはシリンダー６２の向こう側に配置され、したがって図に示されない）、および、連結フィンガー（「フィンガーコンポーネント」または「連結コンポーネント」とも呼ばれる）６６も備える。図３Ａおよび図３Ｂに最もよく示されるように、係合可能な連結器５６は、その近位側に、前腕５２の遠位端上の連結突起８４を受け入れてそれと係合可能であるように構成された開口部７２を備える（さらに以下に述べる）。一実施態様に係る開口部７２は、図３Ａおよび図３Ｂに最もよく示されるように、前腕５２の突起８４と連結器５６との間の密封された連結を維持することのできる、ｏ－リング７４を備えることができる。一実施では、磁性カラー５８は、示されるように、エンドエフェクター５０の全周の周りのカラー上に配置された、多数のマグネット５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃで構成される。
【0037】
ディスク６０は、シリンダー６２がディスク６０ならびに中央ロッド６８に対してスライド可能であるように、スライド可能なシリンダー６２内のスロット７８（図２に最もよく示される）内に配置された連結タブ７６を介して、中央ロッド６８に固定連結される。したがって、ディスク６０は、さらに詳細に以下に説明されるように、前腕５２中へのエンドエフェクター５０の挿入中の軸方向の制約として、および、前腕５２に対するエンドエフェクター５０の回転中の軸受として、役割を果たすことができる。
【0038】
第一のリーフスプリング６４は、ワイヤまたは他の電気接続（示さず）を介して把持器５４のブレードの１つに電気的に接続され、一方で、第二のリーフスプリング（示さず）は、把持器５４の２つのブレードの他方に同一または同様の様式で電気的に接続される。本実施では、把持器５４のブレードは、互いから電気的に単離されている。したがって、把持器５４は、さらに詳細に以下に説明されるように、リーフスプリング６４を介して把持器５４ブレードに伝送される電気エネルギーを用いた焼灼ツールであり得る（示さず）。
【0039】
２つのフィンガーコンポーネント６６は、中央ロッド６８の反対側に配置されて、フィンガー６６がロッド６８に対して軸方向に移動しないように、フィンガー６６の遠位端において（またはフィギュア６６（ｆｉｇｕｒｅｓ ６６）の遠位部に沿って）ロッド６８に取り付けられる。フィンガー６６の近位端は、ロッド６８よりも遠くに近位に伸びて、それらの近位端においてロッドに連結されず、それにより、フィンガー６６の近位端がロッド６８から放射状に離れて伸びることを可能にさせる。シリンダー６２は、シリンダー６２が、さらに詳細に以下に述べられるように連結器５６および連結フィンガー６６と組み合わせて操作して、エンドエフェクター５０を前腕５２に連結することができるように、エンドエフェクター５０の長さに沿って、より具体的には中央ロッド６８の長さに沿って、横方向にスライド可能である。
【0040】
一実施では、前腕５２は、ルーメン８０が流体的に密封されるように、流体を通さないチューブ８２により規定されるエンドエフェクタールーメン８０を備える。結果として、前腕５２の内部コンポーネントは、ルーメン８０内に存在する任意の流体から離れて流体的に密封される。したがって、ルーメン８０は、ルーメン８０（およびルーメン８０内の任意の流体）および前腕５２の内部の間の完全な流体または密封シールを維持しながら、エンドエフェクター（例えばエンドエフェクター５０）を受け入れることが可能である。本実施では、チューブ８２により作られる流体シールは、前腕５２の内部コンポーネントの汚染の危険を伴わずに、任意のエンドエフェクター（例えばエンドエフェクター５０）を迅速に取り外して置き換えることを可能にする。
【0041】
一実施態様では、ルーメン８０は、より大きな直径部８０Ａをより小さな直径部８０Ｃから分離するショルダー８０Ｂを備える。チューブ８２は、チューブ８２がルーメン８０を規定するように、ルーメン８０内に配置される。一実施では、チューブ８２は、図３Ａに最もよく示されるように、チューブ８２の近位端において直線駆動コンポーネント９２に固定連結または固定される。一実施態様によれば、チューブ８２は、以下に記載のように直線駆動コンポーネント９２が横方向に移動するときに、チューブ８２が駆動コンポーネント９２に取り付けられたままであり単純に曲がるまたは変形して駆動コンポーネント９２の移動に適応するように、曲がることのできる材料で作られる。
【0042】
さらに、前腕５２は、連結突起８４（上述）、磁性リング８６、および２つの接触リング８８、９０を備える。加えて、前腕５２は、ネジ山付きの近位シャフト９４およびコンポーネント９２の遠位部に規定されるスロット１０８を備える直線駆動コンポーネント９２を備える。あるいは、ネジ山付きのシャフト９４は、直線駆動コンポーネント９２に動作可能に連結された別個のコンポーネントである。また、前腕５２は、ネジ山付きのルーメン（示さず）を備える駆動シリンダー９５も備え、それを通して、ネジ山付きのシャフト９４が駆動シリンダー９５にネジ連結されるようにネジ山付きのシャフト９４が配置される。加えて、２つの軸受１０４、１０６は、駆動シリンダー９５が軸受１０４、１０６内に回転可能に配置されるように、駆動シリンダー９５の周りに配置される。
【0043】
接触リング８８、９０のそれぞれは、リング８８、９０のそれぞれがルーメン８０を取り囲むように、ルーメン８０のチューブ８２の壁の周りに配置される。接触リング８８、９０の一方は、エンドエフェクター５０が図３Ｂに示されるように前腕５２に連結されるときにリーフスプリング６４と接触して、一方で、２つの接触リング８８、９０の他方は、他方のリーフスプリングと接触するように配置されるように（示さず）、ルーメン８０の長さに沿って配置される。この構造では、エンドエフェクター５０が前腕５２と連結された時点で、リーフスプリング（６４、示さず）は、前腕本体６２が回転しているときでさえ、接触リング８８、９０と継続的に接触する。さらに、接触リング８８、９０のそれぞれは、電気エネルギーが電源からリング８８、９０に、および－リング８８、９０とリーフスプリング（６４、示さず）との間の接触を介して－リーフスプリング（６４、示さず）に、およびそれにより把持器５４ブレードに、伝送され得るように、電気エネルギー源（例えば、焼灼発生器など）に伸びる別個のワイヤ（示さず）に動作可能に連結される。結果として、把持器５４は、二極式の焼灼ツールであり得る。あるいは、エンドエフェクター５０は、同一の電気エネルギーが接触リング８８、９０の両方に供給されるならば、単極式の焼灼ツールであってもよい。実際に、以下の特定のさらなる実施態様で具体的に述べられるように、本明細書において開示および考慮される全ての前腕の実施は、二極式のまたは単極式の焼灼ツールのいずれかとして操作することのできる焼灼エンドエフェクターと連結可能であるように構成される。
【0044】
磁性リング８６は、少なくとも１つのマグネットで構成され、リングは、ルーメン８０の周りを回転するように構成される。エンドエフェクター５０は、エンドエフェクター５０上の磁性カラー５８および前腕５２上の磁性リング８６の磁性相互作用を介して回転される。すなわち、前腕５２内のモーター１０２が作動されて駆動歯車９８を駆動させることができ、それが、磁性リング８６が回転されるように磁性リング８６に動作可能に連結された被駆動歯車９６を駆動する。磁性リング８６は、磁性リング８６の回転が磁性カラー５８を回転させるように磁性カラー５８に磁気的連結されて、それによりエンドエフェクター５０を回転させる。すなわち、前腕５２内の磁性リング８６およびエンドエフェクター５０上の磁性カラー５８の磁気的連結は、エンドエフェクター５０と前腕５２との間の物理的連結なしに、エンドエフェクター５０の回転を引き起こすことができる。
【0045】
加えて、エンドエフェクター５０は、直線駆動コンポーネント９２を介して開放位置および閉鎖位置の間を把持器５４が移動するように作動される。エンドエフェクター５０は、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、駆動コンポーネント９２の周りおよび駆動コンポーネント９２内に規定されるスロット１０８中に配置された連結フィンガー６６を介して直線駆動コンポーネント９２に連結される。すなわち、フィンガー６６は、中央ロッド６８の近位端を超えて近位に伸びて、したがって、フィンガー６６の近位端は、示されるようにスロット１０８中に配置することができる。連結フィンガー６６を介したエンドエフェクター５０への駆動コンポーネント９２の連結は、エンドエフェクター５０が駆動コンポーネント９２に対して直線状に移動することができないように、エンドエフェクター５０を直線駆動コンポーネント９２に直線状に連結させる。一方で、連結フィンガー６６は、エンドエフェクター５０が駆動コンポーネント９２に対して回転するのを可能にさせる。すなわち、フィンガー６６は、フィンガー６６が図３Ｂに示されるようにスロット１０８内に配置される場合に、直線駆動コンポーネント９２に対してフィンガー６６の回転を可能にして、一方で、直線駆動コンポーネント９２に対してフィンガー６６の直線状の移動を可能にしないように構成される。あるいは、連結フィンガー６６の代わりに、連結コンポーネント６６は、本明細書中に記載されるようにスロット１０８内に配置されるように構成されて駆動コンポーネント９２をエンドエフェクター５０に連結する、任意の１つまたは複数の機構またはコンポーネントからなる。
【0046】
結果として、直線駆動コンポーネント９２の作動は、エンドエフェクター５０を作動させて直線状に移動させる。すなわち、上述のように、ネジ山付きのシャフト９４は、その近位端で、ネジ山付きのシャフト９４を軸方向に移動させるように作動され得る駆動シリンダー９５に、ネジ連結される。より具体的には、駆動シリンダー９５は、駆動歯車を回転させるように作動されてそれにより駆動シリンダー９５を回転させるモーター（示さず）に動作可能に連結された駆動歯車（示さず）に、動作可能に連結される。駆動シリンダー９５の回転は、駆動シリンダー９５とネジ山付きのシャフト９４との間のネジ連結を介して、ネジ山付きのシャフト９４を軸方向に移動させる。ネジ山付きのシャフト９４は、回転され得ないように構成される。すなわち、ネジ山付きのシャフト９４は、前腕５２に連結された突起（「タン」または「キー」とも呼ばれる）（示さず）がスロット９７内に配置され得るように、シャフト９４内に縦に規定されるスロット９７を備え、それにより、ネジ山付きのシャフト９４が軸方向に移動するのを可能にしながら、ネジ山付きのシャフト９４が回転するのを防止する。直線駆動コンポーネント９２は、駆動シリンダー９５の回転がネジ山付きのシャフト９４を軸方向に移動させるように、ネジ山付きのシャフト９４に連結されて、それにより、直線駆動コンポーネント９２を軸方向に移動させる。したがって、モーター（示さず）による駆動シリンダー９５の作動は、ネジ山付きのシャフト９４および直線駆動コンポーネント９２の直線状の移動を引き起こし、それにより、中央ロッド６８の直線状の移動を引き起こし、開放構造および閉鎖構造の間の把持器５の移動を、これらの２つの構造の間の移動を達成するための公知の把持器コンポーネントを介してもたらす。
【0047】
エンドエフェクター５０は、医学的手順中にユーザー（例えば外科医）が容易に１つのエンドエフェクターを取り外して別のものと置き換えることができるように、前腕５２に簡単に連結および分離されるように構成される。図３Ａに示されるように、エンドエフェクター５０は、ルーメン８０中に挿入されているが、まだ前腕５２に完全に連結されていない。すなわち、図３Ａでは、エンドエフェクター５０は、中央ロッド６８が直線駆動コンポーネント９２と接触して、連結フィンガー６６が駆動コンポーネント９２のスロット１０８内に配置されているように、ルーメン８０中に挿入されているが、連結器５６はまだ突起８４に連結されていない。この位置では（図３Ａでは）、スライド可能なシリンダー６２は、その引っ込んだ位置にあることに留意する。
【0048】
図３Ｂでは、連結器５６は、突起８４に連結されていて、それにより、使用のためにエンドエフェクター５０を前腕５２に連結している。すなわち、前腕５２の方へ近位に連結器５６を促すことは、エンドエフェクター５０全体を前腕の方へ近位に促す。しかしながら、エンドエフェクター５０上のディスク６０は、図３Ａにおいてルーメン８０内のショルダー８０Ｂと既に接触していたので、連結器５６が前腕に向かって近位に促されると、ディスク６０は、ショルダー８０Ｂによって、ルーメン８０の中にそれ以上移動するのが抑制される。したがって、ロッド６８がディスク６０に対して直線状に移動できないようにディスク６０に直接連結された中央ロッド６８は、ルーメン８０の中にそれ以上移動するのも抑制される。しかしながら、ディスク６０に対して直線状に移動することのできるシリンダー６２は（ディスク６０は、上記に説明したように、シリンダー６２内のスロット７８内にスライド可能に配置されたタブ７６内に固定されるので）、連結器５６を近位に促すことに起因して、前腕の方へ近位に移動する。これは、図３Ｂに最もよく示されるように、シリンダー６２の近位端を、スロット１０８内に配置された連結フィンガー６６の上に近位に移動させる。結果は、シリンダー６２がスロット１０８の上に少なくとも部分的に配置されて、それにより、スロット１０８内のフィンガー６６を固定して、それにより、エンドエフェクター５０を前腕５２に固定する。これはまた、シリンダー内のショルダー１１０とフィンガー６６の遠位端のタブ１１２との間に配置されるので、シリンダー６２内に配置された張力スプリング７０を圧縮させる。すなわち、上述のシリンダー６２の近位の進行は、ショルダー１１０をフィンガー６６上のタブ１１２へ向かって近位に移動させて、それにより、スプリング７０を示されるように圧縮させる。
【0049】
エンドエフェクター５０は、同様に簡単に取り外すこともできることが理解される。第一に、連結器５６は、前腕５２から離して遠位に引かれて、それにより、図３Ａに最もよく示されるように、連結器５６を突起８４から分離する。このことは、エンドエフェクター５０に置かれた制約を取り除き、それにより、図３Ｂに示されるように圧縮スプリング７０がシリンダー６２を把持器５４の方へ遠位に促すのを可能にする。このことは、シリンダー６２の近位端を、直線駆動コンポーネント９２から、具体的にはスロット１０８から、離れて遠位に移動させて、それにより、図３Ａに最もよく示されるように、フィンガー６６の近位端をスロット１０８内のそれらの位置から自由にする。フィンガー６６がスロット１０８からリリースされるので、エンドエフェクター５０は、前腕５２のルーメン８０から取り外すことができる。
【0050】
エンドエフェクター５０は、二極式または単極式のいずれかであり得ることが理解される。同様に、本明細書中に開示または考慮される、任意の他のエンドエフェクターの実施態様は、図６～図１５に示されるエンドエフェクター２６０、２６２に関して以下に詳細に述べられるものを除き、二極式または単極式のいずれかであってもよい。
【0051】
図４Ａ～図４Ｄは、一実施態様に係る、クイックリリースの、磁気的に連結されたエンドエフェクター（示さず）を取り付けることのできる、磁気的連結前腕１５０の別の実施態様を示す。この実施態様では、前腕本体１５０は、（図２～図３Ｂに示される以前の実施態様での１セットのマグネットとは対照的に）、２セットのマグネットを備える。第一の磁性リング１５２は、前腕１５０の遠位端に配置されて、エンドエフェクター（示さず）の回転を駆動し、一方で、第二の磁性リング１５４は、前腕１５０の近位端に配置されて、エンドエフェクター（示さず）の直線作動を駆動して、それにより、エンドエフェクターの操作を作動する。例えば、エンドエフェクター（示さず）が把持器である実施態様では、第二の磁性リング１５４は、把持器の開放および閉鎖を作動する。磁性リング１５２、１５４の両方とも、少なくとも１つのマグネットでそれぞれ構成される。より具体的には、この例示的な実施態様では、第一のリング１５２は、６個のマグネット１５６で構成されて、一方で、第二のリング１５４もまた、６個のマグネット１５８で構成される。あるいは、リング１５２、１５４のそれぞれは、少なくとも１つのマグネットで構成される。さらなる代替では、各リング１５２、１５４におけるマグネットの数は、１個から、リング内に適合して本明細書に記載の目的を達成し得る多さのマグネットまでの範囲であり得る。
【0052】
さらに、以前の実施態様（上記）と同様に、前腕本体１５０は、ルーメン１６０が流体的または密閉的に密封されるように、流体を通さないチューブ１６２により規定されるエンドエフェクタールーメン１６０を備えて、それにより、前腕１５０の内部コンポーネントをルーメン１６０内に存在する任意の流体から流体的にシールする。チューブ１６２は、チューブ１６２がルーメン１６０を規定するように、ルーメン１６０内に配置される。ルーメン１６２は、２つの接触リング１６４、１６６を備える。
【0053】
リング１５２、１５４のそれぞれは、ルーメン１６０の周りを回転して、それにより、上述のエンドエフェクター（示さず）を作動するように構成される。より具体的には、第一の磁性リング１５２が回転させられて、それにより、磁性カラー（示さず）またはエンドエフェクター（示さず）上の他の磁性コンポーネントを、リング１５２とカラー（示さず）との間の磁気的連結を介して回転させて、それにより、エンドエフェクター（示さず）を回転させる。さらに、第二の磁性リング１５４が回転させられて、第二の磁性カラー（示さず）またはエンドエフェクター（示さず）上の他の磁性コンポーネントを、２つのコンポーネントの間の磁気的連結を介して回転させて、それにより、エンドエフェクターを操作するのを作動させる。
【0054】
接触リング１６４、１６６のそれぞれは、リング１６４、１６６のそれぞれがルーメン１６０を取り囲むように、ルーメン１６０のチューブ１６２の壁の周りに配置される。この実施態様では、接触リング１６４、１６６のそれぞれは、それぞれがエンドエフェクター（示さず）上の１つの接触コンポーネントと接触するように、ルーメン１６０の長さに沿って配置される。例えば、上述されて図２に示されるエンドエフェクター５０と同様のエンドエフェクターが用いられた場合は、リング１６４、１６６は、そのエンドエフェクター５０のリーフスプリング（６４、示さず）に接触するように配置される。あるいは、リング１６４、１６６は、前腕１５０に連結されるエンドエフェクター上の任意の接触コンポーネントに接触するように構成することができる。それにもかかわらず、接触リング１６４、１６６は、エンドエフェクター５０に関して上述したものと同様の様式で、電気エネルギーを、電源からリング１６４、１６６へ、およびエンドエフェクター上に、伝送することを可能にさせる。結果として、前腕１５０とともに用いられる任意のエンドエフェクターは、二極式の焼灼ツールであってよく、または、代替的に、同一の電気エネルギーが接触リング１６４、１６６の両方に供給されるならば、単極式の焼灼ツールであってよい。
【0055】
第一の磁性リング１５２は、第一の磁性リング１５２に動作可能に連結された被駆動歯車１８４に動作可能に連結された駆動歯車１８２に動作可能に連結された、第一のモーター１８０により作動される。したがって、第一のモーター１８０の作動は、第一の磁性リング１５２を回転させるように作動する。同様に、第二の磁性リング１５４は、第二の磁性リング１５４に動作可能に連結された被駆動歯車１９４に動作可能に連結された、駆動歯車１９２に動作可能に連結された、第二のモーター１９０により作動される。したがって、第二のモーター１８０の作動は、第二の磁性リング１５４を回転させるように作動する。
【0056】
したがって、本実施態様では、前腕１５０は、機械的連結よりむしろ、全体的に磁気的連結によって、エンドエフェクター（示さず）を作動する。第一の磁性リング１５２は、リング１５２と、対応する磁性カラー（示さず）またはエンドエフェクター（示さず）上の他の磁性コンポーネントとの間の磁性相互作用を介して、エンドエフェクター（示さず）を回転させて、一方で、第二の磁性リング１５４は、リング１５４と、対応する磁性カラー（示さず）またはエンドエフェクター（示さず）上の他の磁性コンポーネントとの間の磁性相互作用を介して、エンドエフェクター（示さず）を作動する。
【0057】
それ故に、前腕１５０は、医学的手順中にユーザー（例えば外科医）が簡単に１つのエンドエフェクターを取り外して別のものと置き換えることができるように、エンドエフェクター（示さず）の簡単な連結および取り外しを可能にするように構成される。
【0058】
図５Ａおよび図５Ｂは、一実施態様に係る、リリース可能なように前腕２０２に連結されたクイックリリースエンドエフェクター２００の別の実施を示す。より具体的には、この例示的な実施は、エンドエフェクター２００が前腕２０２のルーメン２２０内に配置された時点で、エンドエフェクター２００を１回、９０度回転させることにより、エンドエフェクター２００を前腕２０２に連結するのを可能にするように構成される。この実施態様は磁気的連結を利用しない。
【0059】
図５Ａに最もよく示されるように、この実施でのエンドエフェクター２００は、把持器２０４を備える。また、エンドエフェクター２００は、管状本体２０６、その中に配置されたロッド（「中央ロッド」とも呼ばれる）２０８は、管状本体２０６に対してスライド可能であってそこから近位に伸びる、２つの突出部（第一の突出部２１０は図５Ａに示され、第二の突出部は示されない）、リリースボタン２１２、中央ロッド２０８の近位端の連結フック２１４、および、管状本体２０６の周りに配置されたｏ－リング２１６も備える。加えて、ロッド２０８は、一方のストリップ２０９が１つのブレードに連結して他方のストリップ２１１が他方のブレードに連結するように、別個のワイヤまたは他の連結コンポーネントを介して把持器２０４のブレードに電気的に接続された２つの接触エレメント（「接触ストリップ」とも呼ばれる）２０９、２１１を備える。中央ロッド２０８は、管状本体２０６に対する中央ロッド２０８の直線作動が把持器２０４をその開放および閉鎖の構造の間で移動させるように、把持器２０４に動作可能に連結される。第一の突出部２１０および第二の突出部（示さず）は、管状本体２０６の反対側に配置されて、以下に説明するように前腕２０２内の対応するチャネル内に配置されるように構成される。
【0060】
前腕本体２０２は、シリンダー２２２がルーメン２２０を規定するように、回転可能なシリンダー２２２によって規定されるエンドエフェクタールーメン２２０を備える。シリンダー２２２は、エンドエフェクター２００がルーメン２２０内に配置されたときにリリースボタン２１２を収容するためのシリンダー２２２内に規定されたボタンチャネル２２４、および２つの接触リング２２６、２２８を備える。加えて、シリンダー２２２は、第一の突出部２１０（図５Ａに示される）を受け入れるように構成されたルーメン２２０の内壁の反対側に規定された２つの縦チャネル（示さず）、および、エンドエフェクター２００が前腕２０２のルーメン２２０中に挿入されるとチャネルに沿って突出部２１０が移動するような、エンドエフェクター２００上の第二の突出部（示さず）を備える。さらに、チャネル（示さず）は両方とも、チャネルの近位端において実質的に９０度の回転を有し、縦チャネルと連通した２つの軸スロットをもたらす。軸スロットは、以下に説明されるように、前腕２０２に連結されるときにエンドエフェクター２００の回転に適応するように構成される。
【0061】
接触リング２２６、２２８のそれぞれは、各リングがルーメン２２０を取り囲むように、各リング２２６、２２８の部分がシリンダー２２２の内壁の周りに配置されるように、シリンダー２２２上に配置される。本実施態様では、接触リング２２６、２２８のそれぞれは、図５Ｂに示されるようにエンドエフェクター２００が前腕２０２に連結されるときに、それぞれがロッド２０８上の２つの接触ストリップ２０９、２１１の１つと接触するように、ルーメン２２０の長さに沿って配置される。より具体的には、接触リング２２６は接触ストリップ２０９に接触して、一方で、接触リング２２８は接触ストリップ２１１に接触する。この構造では、エンドエフェクター２００が前腕２０２に連結された時点で、接触ストリップ２０９、２１１は、ロッド２０８が回転または軸方向に移動しているときでさえ、接触リング２２６、２２８と継続的に接触する。すなわち、ストリップ２０９、２１１は、前腕２０２に連結されている間にロッド２０８が作動されて軸方向に移動するときに、リング２２６、２２８は軸方向に移動しないという事実にもかかわらず、ストリップ２０９、２１１が接触リング２２６、２２８と接触したままであるように、図５Ａに示されるようにいくらかの縦の長さを有するように構成される。
【0062】
さらに、接触リング２２６、２２８のそれぞれは、シリンダー２２２を取り囲むように、前腕２０２内に配置された静止接触リング２２７、２２９と接触する。一部がシリンダー２２２の内壁の周りに配置されるように配置されるのに加えて、リング２２６、２２８のそれぞれは、リング２２６、２２８のそれぞれが２つの静止接触リング２２７、２２９の１つと同様に接触するように、シリンダー２２２の外壁の周りに配置される部分も有する。したがって、電気エネルギーは、電源から静止接触リング２２７、２２９へ、および－静止リング２２７、２２９および接触リング２２６、２２８の間の接触を介して－接触ストリップ２０９、２２１へ、およびそれにより、把持器２０４ブレードへ、伝送することができる。結果として、把持器２０４は、二極式の焼灼ツールであり得る。あるいは、エンドエフェクター２００は、同一の電気エネルギーが静止接触リング２２７、２２９の両方に供給されるならば、単極式の焼灼ツールであってもよい。
【0063】
加えて、前腕２０２は、回転可能なシリンダー２２２の近位端に配置された直線駆動コンポーネント２３０を備える。駆動コンポーネント２３０は、その遠位端に規定されるルーメン２３２を備え、ルーメン２３２は、ルーメン２３２の片側から他方へ伸びる連結ピン（「フック連結ピン」とも呼ばれる）２３４を備える。ピン２３４は、以下にさらに詳細に説明されるように、エンドエフェクター２００の連結フック２１４と連結可能であるように構成される。さらに、駆動コンポーネント２３０は、回転可能なシリンダー２２２の内壁に規定されるスロット２３７Ａ、２３７Ｂ内にピン２３５の末端が配置されるように、駆動コンポーネント２３０の外周を超えて伸びる連結ピン（「シリンダー連結ピン」とも呼ばれる）２３５も備える。ピン２３５は、駆動コンポーネント２３０に固定連結される。これらのスロット２３７Ａ、２３７Ｂのそれぞれは、回転可能なシリンダー２２２の長さに沿って縦に伸びる長さを有する。結果として、このピン２３５は、駆動コンポーネント２３０が直線状に移動することはできるが回転可能なシリンダー２２２に対して回転することができないように、スロット２３７Ａ、２３７Ｂ内にスライド可能に配置される。したがって、駆動コンポーネント２３０の任意の回転は、回転可能なシリンダー２２２の回転を引き起こす。この構造は、フック２１４がピン２３４から分離されるのを防ぐ。すなわち、ピン２３５は、駆動コンポーネント２３０が回転可能なシリンダー２２２に対して回転するのを防ぎ、それにより、フック２１４がピン２３４に連結したままであるのを確実にする。
【0064】
さらに、駆動コンポーネント２３０の近位端は、雄ネジ近位シャフト（直線並進コンポーネントとも呼ばれる）２３６を備える。あるいは、シャフト２３６は、保持リング２４１を介して駆動コンポーネント２３０に動作可能に連結された別個のコンポーネントである。保持リング２４１は、駆動コンポーネント２３０を直線並進コンポーネント２３６に対して回転可能にさせる。さらに、シャフト２３６は、タン２４３と係合するシャフト２３６内に規定される溝（示さず）により、回転することが防がれる。加えて、シャフト２３６は、回転可能な直線駆動コンポーネント２３９内のルーメン２３８内に配置されて、ルーメン２３８内に規定される雌ネジにネジ連結される。したがって、回転可能な駆動コンポーネント２３９が直線作動モーター（示さず）により回転される場合、回転可能な駆動コンポーネント２３９へのシャフト２３６のネジ連結は、シャフト２３６を直線状に移動させて、それにより、駆動コンポーネント２３０を同様に直線状に移動させる。
【0065】
また、前腕２０２は、駆動シャフト２４２を介して駆動歯車２４４に連結されたモーター２４０も備える。駆動歯車２４４は、被駆動歯車２４６の回転が回転可能なシリンダー２２２を回転させるように、回転可能なシリンダー２２２を取り囲んでそれに連結された被駆動歯車２４６に連結される。
【0066】
エンドエフェクター２００は、被駆動歯車２４６に動作可能に連結されたモーター２４０を介して回転される。すなわち、前腕２０２内のモーター２４０が作動されて駆動歯車２４４を駆動することができ、回転可能なシリンダー２２２が回転するように上述の回転可能なシリンダー２２２に動作可能に連結された被駆動歯車２４６を駆動する。回転可能なシリンダー２２２の回転がエンドエフェクター２００を回転させるようにエンドエフェクター２００が前腕２０２のルーメン２２０内に完全に固定されると、回転可能なシリンダー２２２は、エンドエフェクター２００に連結される。すなわち、図５Ａに最もよく示される第一の突出部２１０および第二の突出部（示さず）は、シリンダー２２２が回転すると管状本体２０６が回転するように管状本体２０６がシリンダー２２２に連結されるように、ルーメン２２０内のチャネル（示さず）内に配置される。
【0067】
加えて、エンドエフェクター２００は、直線駆動コンポーネント２３０を介して開放位置および閉鎖位置の間を把持器２０４が移動するように作動される。エンドエフェクター２００は、駆動コンポーネント２３０のルーメン２３２の中、およびルーメン２３２内に配置されたピン２３４の周りに配置された、連結フック２１４を介して、直線駆動コンポーネント２３０に連結される。すなわち、前腕２０２へのエンドエフェクター２００の挿入中に、フック２１４は、フック２１４がピン２３４を超えて近位に伸びるようにエンドエフェクター２００が実質的に９０度回転する前に、ルーメン２３２の中に配置される。したがって、エンドエフェクター２００が回転すると、フック２１４はピン２３４に連結して、それにより、エンドエフェクター２００を駆動コンポーネント２３０に連結する。フック２１４およびピン２３４を介したエンドエフェクター２００への駆動コンポーネント２３０の連結は、エンドエフェクター２００が駆動コンポーネント２３０に対して直線状に移動できないように、エンドエフェクター２００を直線駆動コンポーネント２３０に直線状に連結させる。
【0068】
ピン２３４へのフック２１４の連結の結果として、直線駆動コンポーネント２３０の作動は、エンドエフェクター２００を直線状に移動させるように作動させる。すなわち、回転可能な直線駆動コンポーネント２３９は、その近位端において、被駆動歯車２５０およびその結果として回転可能な駆動コンポーネント２３９を回転させるように作動することのできるモーター（示さず）に連結された、駆動歯車（示さず）に連結された被駆動歯車２５０に連結される。上述のように、直線駆動コンポーネント２３０のネジ部２３６は、回転可能な駆動コンポーネント２３９内のルーメン２３８内に配置されて、それとネジ連結される。結果として、駆動コンポーネント２３９の回転は、直線駆動コンポーネント２３０を軸方向に移動させる。したがって、モーター（示さず）による駆動コンポーネント２３９の作動は、直線駆動コンポーネント２３０を直線状に移動させて、それにより、中央ロッド２０８を直線状に移動させて、開放構造および閉鎖構造の間の把持器２０４の移動を、これらの２つの構造間の移動を達成するための公知の把持器コンポーネントを介して生じさせる。
【0069】
エンドエフェクター２００は、医学的手順中にユーザー（例えば外科医）が簡単に１つのエンドエフェクターを取り外して別のものと置き換えることができるように、前腕２０２に簡単に連結および分離されるように構成される。前腕２０２の中にエンドエフェクター２００を挿入して、図５Ｂに示されるようにそれをそこに連結するために、エンドエフェクター２００は、第一の突出部２１０および第二の突出部（示さず）がルーメン２２０内のチャネル（示さず）内に配置されるように、ルーメン２２０の中に挿入される。エンドエフェクター２００がルーメン２２０の中に近位に促されると、フック２１４は、ルーメン２３２の中へ移動してピン２３４を超えるまで近位に進む。フック２１４がそれ以上近位に進むことができない場合は、突出部２１２（示さず）も、チャネル（示さず）に沿って出来る限り遠く近位に進行する。この時点で、ユーザーは、エンドエフェクター２００を回転させて、それにより、フック２１４をピン２３４に連結させて、突出部２１２（示さず）を上述のように軸スロットに沿って進める。したがって、ユーザーは、エンドエフェクター２００の１回のひねりまたは回転による２つの機構を介して、エンドエフェクター２００を前腕２０２に連結することができる。
【0070】
エンドエフェクター２００は、簡単に取り外すこともできることが理解される。エンドエフェクター２００上のリリースボタン２１２は、ボタン２１２の作動がフック２１４をピン２３４から分離させるように、連結フック２１４に動作可能に連結される。したがって、エンドエフェクター２００を前腕２０２から取り外すために、ユーザーは、ボタン２１２を押して、それから、エンドエフェクター２００を、（エンドエフェクター２００を連結するために必要な方向と反対に）回転またはひねることができる。エンドエフェクター２００の回転は、チャネル（示さず）に沿って遠位に移動することができるように突出部２１２（示さず）がチャネル（示さず）内に配置されるように、軸スロット（示さず）に沿って突出部２１２（示さず）を移動させる。この時点で、エンドエフェクター２００は、前腕２０２のルーメン２２０から取り外すことができる。
【0071】
図６～図１４は、一実施態様に係る、前腕２６４にリリース可能に連結可能なクイックリリースエンドエフェクター２６０、２６２の特定のさらなる実施態様を示す。より具体的には、これらの例示的な実施は、エンドエフェクター２６０、２６２が前腕２６４のルーメン３００内に配置された時点で、エンドエフェクター２６０、２６２の１回の回転によって、エンドエフェクター２６０、２６２を前腕２６４に連結するのを可能にするように構成される。
【0072】
図６および図１４に示されるように、エンドエフェクター２６０は、一実施では、把持器２６６を備える。また、エンドエフェクター２６０は、管状本体２７０、管状本体２７０内に配置されてそれに対して回転可能であって管状本体２７０から近位に伸びるロッド連結コンポーネント２７４を備えるロッド（本明細書において「中央ロッド」とも呼ばれる）２７２、ハンドル２７６、エンドエフェクター連結コンポーネント２７８、トルク伝送突出部２８０、２つの接触リング２８２、２８４、ハンドル２７６に隣接するｏ－リング２８６、および、管状本体２７０内に規定されるピンホール２９０も備える。さらに、図１４に最もよく示されるように、第一の接触リング２８２は、接触リング２８２からエンドエフェクター２６０の遠位端に伸びる第一の接触ワイヤ４００に連結されて、そこで、ワイヤ４００は把持器２６６の１つのアーム２６６Ａの近位部に動作可能に連結されている。同様に、第二の接触リング２８４は、リング２８４からエンドエフェクター２６０の遠位端に伸びる第二の接触ワイヤ４０２に連結されて、そこで、ワイヤ４０２は把持器２６６の他方のアーム２６６Ｂの近位部に動作可能に連結されている。したがって、２つの接触リング２８２、２８４のそれぞれは、電気エネルギーがリング２８２、２８４のそれぞれからアーム２６６Ａ、２６６Ｂの１つに別個に伝送され得るように、把持器アーム２６６Ａ、２６６Ｂの１つに電気的に接続されて、それにより、二極式の把持器２６６をもたらす。中央ロッド２７２は、（ロッド連結コンポーネント２７４を介した）管状本体２７０に対する中央ロッド２７２の回転作動が、把持器２６６をその開放および閉鎖の構造の間を移動させるように、把持器２６６に動作可能に連結される。エンドエフェクター連結コンポーネント２７８は、突出部２８８をチャネル３８０の中に配置することができて、エンドエフェクター２６０の１回のひねりまたは回転によってエンドエフェクター２６０を前腕２６４に連結することができるように、前腕上の雌チャネル３８０と係合する雄突出部２８８を備える。トルク伝送突出部２８０は、管状本体２７０の周りに形成または配置されて、突出部２８０がチャネル３０４に固定された場合にエンドエフェクター２６０が前腕２６４に対して回転可能でないように、以下に説明されるように前腕２６４内の対応するトルク伝送チャネル３０４内に配置されるように構成される。トルク伝送突出部２８０の末端が先細であって突出部２８０をチャネル３０４と並べるのをより簡単にさせることは注目に値する。図６の実施態様では、４つの突出部２８０が存在する（図では３つが見える）。あるいは、前腕２６４にエンドエフェクター２６０を連結するのに用いることのできる、１～３個の突出部、または５個以上の突出部を含む、任意の他の数の突出部が存在し得る。
【0073】
代替の実施態様では、エンドエフェクター２６２は、図７に示すようにハサミ２６８を備えてよい。一実施によれば、このエンドエフェクター２６２の他のコンポーネントは、図６に示されて上述されたエンドエフェクター２６０のものと実質的に同一である。したがって、これらのコンポーネントは、上述したものがこれらのコンポーネントに同様に等しく適用するように、同一の参照番号で特定される。１つの違いは、特定の実施態様では、ハサミアーム２６８Ａ、２６８Ｂへの接触リング２８２、２８４の電気接続に関する。すなわち、一部の実施態様によれば、両方のアーム２６８Ａ、２６８Ｂは両方のリング２８２、２８４に電気的に接続されて、それにより、以下にさらに詳細に説明するように単極式のハサミ２６８をもたらす。より具体的には、図１５に最もよく示されるように、第一の接触リング２８２は、接触リング２８２からエンドエフェクター２６２の遠位端に伸びる第一の接触ワイヤ４００に連結されて、そこで、接触リング２８２がハサミ２６８の両方のアーム２６８Ａ、２６８Ｂに電気的に接続されるように、ワイヤ４００がハサミ２６８の近位部に動作可能に連結されている。同様に、第二の接触リング２８４は、リング２８４からエンドエフェクター２６２の遠位端に伸びる第二の接触ワイヤ４０２に連結されて、そこで、接触リング２８４がハサミ２６８の両方のアーム２６８Ａ、２６８Ｂに電気的に接続されるように、ワイヤ４０２がハサミ２６８の近位部に動作可能に連結されている。したがって、２つの接触リング２８２、２８４のそれぞれは、電気エネルギーがリング２８２、２８４の両方からアーム２６６Ａ、２６６Ｂの両方に伝送されるように、ハサミのアーム２６８Ａ、２６８Ｂの両方に電気的に接続されて、それにより、単極式の把持器２６８をもたらす。
【0074】
図８～図１３に示されるように、前腕本体２６４は、シリンダー３０２がルーメン３００を規定するように、回転可能なシリンダー３０２（図８、図９Ａ、および図９Ｂに最もよく示される）により規定されるエンドエフェクタールーメン３００を備える。上述したように、シリンダー３０２は、トルク伝送チャネル３０４、２つの電気接触コンポーネント３０６、３０８、シリンダー３０２の外壁の周りに規定および配置される回転歯車３１０、シリンダーの周りに配置されるｏ－リング３１６、および、ルーメン３００の遠位開口部の周りに配置されるシール（本実施態様では「リングシール」または「リップシール」）３１８を備える。トルク伝送チャネル３０４は、シリンダー３０２内に規定されて、エンドエフェクター２６０／２６２いずれかのトルク伝送突出部２８０を、そのエンドエフェクター２６０／２６２がルーメン３００内に配置された場合に収容する。チャネル３０４は先細であり、突出部２８０をチャネル３０４と並べるのを簡単にさせる。この例示的な実施態様では、２つの電気接触コンポーネント３０６、３０８は、（電気接触コンポーネント３０６が接触リング３１２に連結されて、接触コンポーネント３０８が接触リング３１４に連結されるように）接触リング３１２、３１４（図９Ｂに最もよく示される）に電気的に接続されたリーフレット３０６、３０８に接触される。接触リング３１２、３１４は、ルーメン３００の内壁に沿って配置されて、エンドエフェクター２６０／２６２が前腕２６４に連結された場合にエンドエフェクター２６０／２６２上の接触リング２８２、２８４と接触するように構成されるように、ルーメン３００の長さに沿って配置される。図９Ｂに示される一実施態様では、接触リーフレットペア３０６、３０８は、シリンダー３０２から離れて近位方向に伸びる。あるいは、接触リーフレット３０６、３０８は、シリンダー３０２から離れて遠位方向に伸びることができることが理解される。さらなる代替では、接触コンポーネント３０６、３０８は、それぞれ、接触コンポーネントに関する任意の公知の構造をとり得る。
【0075】
図９Ａおよび図９Ｂに最もよく示されるように、リップシール３１８は、前腕２６４の流体シールを保持する一次シールとして作用するように作動して、それにより、流体が前腕２６４に近づくのを防止する。一実施態様によれば、ｏ－リング３１６（図９Ａおよび図９Ｂにも、最もよく示される）は、シリンダー３０２に関する構造的支持体として作用するように作動して、シリンダー３０２の回転を可能にしながら、前腕２６４に対してシリンダー３０２を適切な位置に保持することができる。加えて、ｏ－リング３１６は、リップシール３１８に対するバックアップとして作用することもでき、それにより、リップシール３１８を通り抜ける任意の流体が前腕２６４の内部コンポーネントに近づくのを防ぐ流体シールを与える。さらに、別の実施によれば、ｏ－リング３１６は、リップシール３１８とｏ－リング３１６との間に置かれた潤滑材を保持するように作用することもできる。
【0076】
あるいは、回転可能なシリンダー３０２から伸びるシール３１８の代わりに、前腕２６４の液体シールを保持するためのシール（示さず）は、その代わりに、前腕２６４－雌チャネル３８０に近位の前腕２６４の部分など－の内側ルーメンから伸びて、回転可能なシリンダー３０２に接触して、それにより、上述のように前腕２６４のための所望の流体シールを与えることができる。
【0077】
加えて、前腕２６４は、図８および図１０に最もよく示されるように、前腕２６４内に回転可能なシリンダー３０２に近位に配置された回転可能な直線駆動コンポーネント３３０を備える。駆動コンポーネント３３０は、その遠位端に規定されるルーメン３３２を備え（図１０に最もよく示される）、ルーメン３３２は、エンドエフェクター２６０／２６２の近位端上のロッド連結コンポーネント２７４と係合するように構成されたルーメン３３２の内壁から伸びる歯３３４を備える。あるいは、ルーメン３３２は、ロッド連結コンポーネント２７４と係合または連結するための、任意のタイプの構造または機構－例えばリブ、ネジ山、チャネルなど－を備え得る。加えて、駆動コンポーネント３３０は、外部構造機構３３６、シール３３８（例えば「リングシール」）、および、ｏ－リング３４０を備える。リングシール３３８およびｏ－リング４０は、一実施態様によれば、上述のシール３１８およびｏ－リング３１６と実質的に同一の様式で機能し得る。外部構造機構３３６は、図１０に最もよく示されるように、モーター３４６の作動が回転可能な駆動コンポーネント３３０の回転を引き起こすように、モーター３４６（図８に最もよく示される）と動作可能に連結された駆動歯車３４４と動作可能に連結された被駆動歯車３４２と係合するように構成された、外部の六角３３６である。
【0078】
あるいは、直線駆動コンポーネント３３０から伸びるリングシール３３８の代わりに、流体シールを保持するためのシール（示さず）は、その代わりに、回転可能なシリンダー３０２のルーメン３００から伸びて、回転可能な直線駆動コンポーネント３３０に接触して、それにより、所望の流体シールを与えることができる。
【0079】
図１２に最もよく示されるようにエンドエフェクター２６０／２６２が、前腕２６４に連結されると、エンドエフェクター２６０／２６２のロッド連結コンポーネント２７４は、駆動コンポーネント３３０のルーメン３３２内に配置されて、それにより、回転可能な駆動コンポーネント３３０に連結される。この連結の結果として、回転可能な駆動コンポーネント３３０が回転されると、ロッド連結コンポーネント２７４が回転させられて、それにより、エンドエフェクター２６０／２６２の中央ロッド２７２を回転させる。中央ロッド２７２は、筺体２７３内に配置されて、図１２、図１４、および図１６に最もよく示されるように、ピン２９２を受け入れるように構成されたロッド２７２の外周の周りに規定されたスロット２９４を備える。ピン２９２は、図６および図７に最もよく示されるように管状本体２７０内のピンホール２９０を通して配置される。図１２に最もよく示されるように、ピン２９２は、ピン２９２がスロット２９４内にあるときは、ロッド２７２は回転することができるが軸方向に移動できないように、スロット２９４内に配置される。あるいは、ピンの代わりに、筺体２７３は、突出部をピン２９２と同様の様式でスロット２９４内に配置することができるように筺体２７３の内側ルーメンから伸びる、ピン２９２と同様の突出部を備え、それにより、ロッド２７２の回転を可能にするが軸方向への移動を可能にしない。中央ロッド２７２は、その遠位端上に雄ネジ部３９０を備え、それは、中央ロッド２７２の回転が直線駆動コンポーネント３９２を直線状に移動させるように、直線駆動コンポーネント３９２とネジ連結される。直線駆動コンポーネント３９２は、駆動コンポーネント３９２の直線移動が把持器２６６またはハサミ２６８を開放および閉鎖の構造の間で移動させるように、把持器２６６またはハサミ２６８に動作可能に連結される。したがって、中央ロッド２７２の回転は、把持器２６６またはハサミ２６８を、開放および閉鎖の位置の間で移動させる。
【0080】
図８に戻り、一実施によると、前腕２６４は、駆動歯車３５２に連結されたモーター３５０も備える。駆動歯車３５２は、駆動歯車３５２の回転が回転可能なシリンダー３０２を回転させるように、回転可能なシリンダー３０２（図９Ａに最もよく示される）上の回転歯車３１０に連結される。回転可能なシリンダー３０２は、エンドエフェクター２６０／２６２が前腕２６４のルーメン３００に完全に固定された場合に、回転可能なシリンダー３０２の回転がエンドエフェクター２６０／２６２を回転させるように、エンドエフェクター２６０／２６２に連結される。すなわち、突出部２８０は、シリンダー３０２が回転すると管状本体２７０が回転するように管状本体２７０がシリンダー３０２に連結されるように、ルーメン３００内のチャネル３０４内に配置される。
【0081】
一実施態様では、図８、図１１、および図１３に最もよく示されるように、前腕２６４は、支持シリンダー３６０も備えて、それは、回転可能なシリンダー３０２の周りに配置されて、回転可能なシリンダー３０２がルーメン３６２内に配置されて支持シリンダー３６０に対して回転することができるようにルーメン３６２を備える。図１３に最もよく示されるように、支持シリンダー３６０（点線で示される）は、支持シリンダールーメン３６２の内壁上に配置された、２つの内側接触リング３６４、３６６を備える。２つのリング３６４、３６６は、回転可能なシリンダー３０２上の２つの接触リーフレットペア３０６、３０８と接触するように構成される。
【0082】
図８および図１２に最もよく示されるように、エンドエフェクター２６０、２６２の両方とも、医学的手順中にユーザー（例えば外科医）が１つのエンドエフェクターを簡単に取り外して別のものと置き換えることができるように、前腕２６４に簡単に連結および分離されるように構成される。図１２に示すように、エンドエフェクター２６０／２６２のいずれかを前腕２６４の中に挿入して、それをそこに連結するために、トルク伝送突出部２８０がルーメン３００内のチャネル３０４内に配置されるように、エンドエフェクター２６０／２６２がルーメン３００の中に挿入される。エンドエフェクター２６０／２６２がルーメン３００の中に近位に促されると、ロッド連結コンポーネント２７４は、回転可能な駆動コンポーネント３３０のルーメン３３２内に配置されてその中の歯３３４と係合するまで、近位に進む。同時に、エンドエフェクター２６０／２６２の近位の進行は、エンドエフェクター連結コンポーネント２７８上の雄突出部２８８を、図８に最もよく示されるように、前腕２６４の遠位端内に規定される雌チャネル３８０の中に近位に進ませる。雌チャネル３８０は、突出部２８８がチャネル３８０の中に近位に進行した時点で、エンドエフェクター２６０／２６２がユーザーによってハンドル２７６を介して回転されて、突出部２８８をチャネル２８８内で回転させて、それにより、エンドエフェクター２６０／２６２を前腕２６４に固定することができるように構成される。したがって、ユーザーは、エンドエフェクター２６０／２６２の１回のひねりまたは回転によって、エンドエフェクター２６０／２６２を前腕２６４に連結することができる。さらに、ユーザーは、同一の様式でハンドル２７６を反対方向に単純にひねる、または回転させることにより、エンドエフェクター２６０／２６２を取り外すこともできる。
【0083】
一実施では、本明細書において記載または考慮される任意の前腕デバイス内の任意のルーメンは、滅菌しやすいように構成される。すなわち、各ルーメンは、滅菌中にアクセスできない、またはアクセスすることが困難な、隙間または他の機構を有さないように構成される。さらに、特定の実施態様は、簡単な滅菌に役立つ寸法を有するルーメンを備える。すなわち、そのようなルーメンは、適切な滅菌ツールおよび技術によりアクセス可能である十分に短い長さおよび十分に大きい直径を有する。１つの具体例では、本明細書において開示または考慮される任意の１つまたは複数のルーメンは、少なくとも３ｍｍの内径および４００ｍｍまたはそれより短い長さを有し得る。あるいは、ルーメン（単数または複数）は、少なくとも２ｍｍの内径および２５０ｍｍまたはそれより短い長さを有し得る。さらなる代替では、ルーメン（単数または複数）は、少なくとも１ｍｍの内径および１２５ｍｍまたはそれより短い長さを有し得る。さらに別の代替では、ルーメン（単数または複数）は、滅菌を単純化する任意の寸法を有し得る。
【0084】
特定の実施態様によれば、本明細書において開示および考慮される様々な前腕およびエンドエフェクターの実施態様は、１つまたは実に２つの機械的連結または接点および１つまたは２つの電気接続または接点を与えながら、前腕へのエンドエフェクターの簡単、迅速な連結および分離を提供する。すなわち、本明細書に開示される様々な実施態様は、前腕とエンドエフェクターとの間の２つまでの電気接続および２つまでの機械的連結も与えながら、前腕へのエンドエフェクターの単純な取り付けを可能にする。
【0085】
好ましい実施態様に関して様々な実施態様が説明されているが、当業者は、変更が、本発明の主旨および範囲を逸脱せずに、形式および詳細においてなされ得ることを認識するであろう。
【図1】
【図2】
【図3A-B】
【図4A-B】
【図4C-D】
【図5A-B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
