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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】
(24)【登録日】2022-08-26
(45)【発行日】2022-09-05
(54)【発明の名称】超音波ロボット用具の作動
(51)【国際特許分類】
A61B 17/32 20060101AFI20220829BHJP
A61B 34/30 20160101ALI20220829BHJP
【ＦＩ】
A61B17/32 510
A61B34/30
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019533353
(86)(22)【出願日】2017-12-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-01-23
(86)【国際出願番号】 IB2017057703
(87)【国際公開番号】W WO2018116044
(87)【国際公開日】2018-06-28
【審査請求日】2020-10-19
(31)【優先権主張番号】15/386,516
(32)【優先日】2016-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】517076008
【氏名又は名称】エシコン エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｅｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】＃４７５ Ｓｔｒｅｅｔ Ｃ， Ｓｕｉｔｅ ４０１， Ｌｏｓ Ｆｒａｉｌｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｇｕａｙｎａｂｏ， Ｐｕｅｒｔｏ Ｒｉｃｏ ００９６９， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】カーク・ジェフリー
(72)【発明者】
【氏名】フェルダー・ケビン・ディー
【審査官】二階堂 恭弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１８９１８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５１４０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０１４２１５（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特表２０１５－５２４６８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５１８９１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０２４１５４１８（ＥＰ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２７６７２３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１７３８４０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５５８２６１７（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １７／３２
Ａ６１Ｂ ３４／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
手術用具であって、ハウジングと、
前記ハウジングを通って延在し、前記ハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリであって、ブレードと、前記ブレードに枢動可能に結合されたクランプアームと、を有する遠位端部を有する、シャフトアセンブリと、
第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータと、複合歯車と、を含む、作動アセンブリと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトアセンブリの周囲に摺動可能に配置されたヨークであって、前記クランプアームと前記第１のアクチュエータとの間に動作可能に結合され、そのため、前記第１のアクチュエータの移動が、前記シャフトアセンブリに沿った前記ヨークの長手方向の並進を生じさせ、それによって、開放位置と閉鎖位置との間で前記クランプアームを移動させる、ヨークと、を備えており、
前記第１のアクチュエータが、直線的に並進して、第１の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成されており、
前記第２のアクチュエータが、直線的に並進して、第２の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成され、前記第２の方向が、前記第１の方向と反対方向であり、
前記複合歯車は前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータを前記ヨークに動作可能に結合しており、前記複合歯車は、第１の歯車と、第２の歯車であって、前記第１の歯車と前記第２の歯車が一緒に回転するように前記第１の歯車と連結された第２の歯車と、を含んでおり、前記第１の歯車は第１の直径を有し、前記第２の歯車は前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有している、手術用具。
【請求項2】
超音波エネルギを前記ブレードに送達するために、前記ハウジング内に配置され、前記ブレードに結合された超音波振動子を更に備える、請求項１に記載の手術用具。
【請求項3】
前記ハウジング内に配置され、前記ヨークを遠位に付勢して、前記クランプアームを前記開放位置に付勢する、少なくとも１つのばねを更に備える、請求項１に記載の手術用具。
【請求項4】
前記ヨークが前記ハウジング内で近位に移動されて、前記クランプアームを前記閉鎖位置に移動させるときに、前記ばねが圧縮するように構成されている、請求項３に記載の手術用具。
【請求項5】
前記ハウジング内に配置された第１のばね及び第２のばねを更に備え、前記ヨークの近位方向の移動の結果として、前記第１のばねの圧縮の後に、前記第２のばねが圧縮するように構成されている、請求項１に記載の手術用具。
【請求項6】
前記クランプアームが、前記ヨークの第１の範囲の運動中に、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合された組織に対して第１の力を印加するように構成され、前記クランプアームが、前記ヨークの第２の範囲の運動中に、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合された組織に対して第２の力を印加するように構成されている、請求項１に記載の手術用具。
【請求項7】
前記第１のアクチュエータが、第１の距離を移動して、前記ヨークに第２の距離を移動させるように構成され、前記第１の距離が、前記第２の距離よりも大きい、請求項１に記載の手術用具。
【請求項8】
前記第１のアクチュエータが、前記ヨーク上に形成され、前記ハウジングの開口部を通って延在する、少なくとも１つの突出部を備える、請求項１に記載の手術用具。
【請求項9】
前記ハウジングが、ロボット手術システムのロボットアームの駆動装置に結合するように構成されている、請求項１に記載の手術用具。
【請求項10】
前記第１の歯車と前記第２の歯車は、回転軸を共有している、請求項１に記載の手術用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は概して、手術用具のエンドエフェクタのクランプアームの枢動を制御するための方法、システム、及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
低侵襲手術（minimally invasive surgical、ＭＩＳ）器具は、多くの場合、術後の回復時間の短縮及び最小限の瘢痕のため、従来の開腹手術装置よりも好ましい。腹腔鏡手術は、１つ以上の小切開が腹部に形成され、トロカールが切開を通して挿入されて、腹腔へのアクセスを提供する経路を形成する、ＭＩＳ手技の一種である。トロカールを使用して、様々な器具及び用具を腹腔内に導入し、並びに腹腔壁を臓器の上に持ち上げるための送気を提供する。診断又は治療効果を達成するために、これらの機器及び用具を使用して、多くの方法で組織と係合、及び／又は組織を処置することができる。内視鏡手術は、細長い可撓性シャフトが自然の開口部を通して体内に導入される、別の種類のＭＩＳ手技である。
【0003】
内視鏡手術器具は、多くの場合、より小さな切開部が手術後の回復時間及び合併症を低減させる傾向にあるために、従来の開腹手術装置よりも好ましい。したがって、多大な開発努力により、遠位のエンドエフェクタを、トロカールのカニューレを通じて所望の手術部位に正確に配置するのに適した、広範囲の内視鏡外科器具が開発されるに到った。これらの遠位のエンドエフェクタは、診断又は治療効果を得るために様々な方式で組織と係合する（例えば、エンドカッター、把持器、カッター、ステープラ、クリップ適用器、アクセス装置、薬剤／遺伝子治療用送達装置、及び超音波、高周波、レーザなどを使用するエネルギ装置など）。
【0004】
いくつかの内視鏡手術は、組織の把持、組織の切断、組織の封止、及び／又は組織の解放の支援などの機能を行うことができる、細長いシャフトの遠位端部に位置付けられたエンドエフェクタを有する手術用具を必要とする。そのような機能は、手術用具内の機構を起動させるために、機械的駆動源（例えば、ツールドライバ）からの少なくとも１つの入力が必要であり得る。これらの機構及び入力は、不必要な複雑さ、大きさ、重量、及びコストを内視鏡手術用具に加え得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
手術用具のエンドエフェクタのクランプアームを枢動するための方法、システム、及び装置を提供する。一実施形態では、手術用具を提供し、手術用具は、ハウジングと、ハウジングを通って延在し、ハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリと、を含むことができる。シャフトアセンブリは、ブレードと、ブレードに対して枢動可能に結合されたクランプアームと、を有する遠位端部を含むことができる。手術用具はまた、ハウジング内に配置され、シャフトアセンブリの周囲に摺動可能に配置されたヨークも含むことができる。ヨークは、ハウジングから突出する第１のアクチュエータとクランプアームとの間に動作可能に結合することができ、そのため、第１のアクチュエータの移動が、シャフトアセンブリに沿ったヨークの長手方向の並進を生じさせ、それによって、開放位置と閉鎖位置との間でクランプアームを移動させる。手術用具はまた、ハウジング内に配置され、ブレードに結合された、超音波エネルギをブレードに送達するための超音波振動子も含むことができる。
【0006】
一実施形態において、手術用具は、ハウジング内に配置され、ヨークを遠位に付勢して、クランプアームを開放位置に付勢する、少なくとも１つのばねを含むことができる。ばねは、ヨークがハウジング内で近位に移動されて、クランプアームを閉鎖位置に移動させるときに、圧縮するように構成することができる。特定の態様において、手術用具は、ハウジング内に配置された第１のばね及び第２のばねを含むことができる。ヨークの近位方向の移動の結果としての第１のばねの圧縮の後に、第２のばねを圧縮するように構成することができる。クランプアームは、ヨークの第１の範囲の運動中に、クランプアームとブレードとの間に係合された組織に対して第１の力を印加するように構成することができ、クランプアームは、ヨークの第２の範囲の運動中に、クランプアームとブレードとの間に係合された組織に対して第２の力を印加するように構成することができる。
【0007】
別の実施形態において、第１のアクチュエータは、直線的に並進して、第１の方向におけるヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成することができる。手術用具は、直線的に並進して、第２の方向におけるヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成された第２のアクチュエータを含むことができ、第２の方向は、第１の方向と反対方向である。
【0008】
他の実施形態において、第１のアクチュエータは、回転して、ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成することができる。第１のアクチュエータの回転は、ハウジング内に配置された主ねじを回転させることができ、主ねじの回転は、ヨークの長手方向の並進を生じさせることができる。特定の実施形態において、ヨークは、プーリアセンブリ、レバー、又はピニオン歯車によって第１のアクチュエータに動作可能に結合することができる。第１のアクチュエータは、第１の距離を移動し、それによって、ヨークに第２の距離を移動させるように構成することができ、第１の距離は、第２の距離よりも大きくすることができる。特定の例示的な実施形態において、第１のアクチュエータは、ヨーク上に形成され、ハウジングの開口部を通って延在する、少なくとも１つの突出部を含むことができる。ハウジングは、ロボット手術システムのロボットアームの駆動装置に結合するように構成することができる。
【0009】
また、手術方法も提供され、一実施形態において、この方法は、手術ロボットの駆動装置用具上のモータを作動させて、モータに力を手術用具上のアクチュエータに印加させることを含む。アクチュエータの移動は、手術用具のハウジング内に配置されたヨークに、ハウジングを通って延在するシャフトアセンブリを中心に直線的に並進させることができる。ヨークの並進は、手術用具のエンドエフェクタ上のクランプアームを、開放位置から閉鎖位置まで移動させて、それによって、クランプアームとブレードの間で組織に係合することができる。
【0010】
特定の実施形態において、ヨークの近位並進は、ヨークを遠位に付勢する付勢部材を圧縮することができる。他の態様において、モータは、直線力及び回転力のうちの１つをアクチュエータに印加して、ヨークを直線的に並進させることができる。ヨークの第１の距離の移動は、クランプアームに、クランプアームとブレードとの間に係合した組織に対して第１の力を印加させることができ、ヨークの第２の距離の更なる移動は、クランプアームに、クランプアームとブレードとの間に係合した組織に対して第２の力を印加させることができ、第２の力は、第１の力よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて検討することで、より完全な理解がなされるであろう。
【図1】患者側部分及びユーザ側部分を含む、手術ロボットシステムの一実施形態の斜視図である。
【図4A】ハウジングから延在する細長いシャフトと、細長いシャフトの遠位端部のエンドエフェクタと、を有する用具アセンブリの例示的な一実施形態の側面斜視図である。
【図5】２つの直線入力継手に結合されたヨークと、一対のばねを含む付勢システムと、を有する用具駆動装置の別の実施形態の部分断面図である。
【図6】単一の直線入力継手に結合されたヨークと、単一のばねを含む付勢システムと、を有する用具駆動装置の更に別の実施形態の部分断面図である。
【図7A】２つの直線アクチュエータによって制御されるヨークの別の実施形態の側面斜視図である。
【図7B】２つの直線アクチュエータによって制御されるヨークの更に別の実施形態の側面斜視図である。
【図8】複合歯車を含むヨーク及び付勢システムの別の実施形態の側面斜視図である。
【図9】レバーアームを含むヨーク及び付勢システムの別の実施形態の側面斜視図である。
【図10】回転出力によって制御されるヨーク及び付勢部材を有する用具駆動装置の更に別の実施形態の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの１つ以上の実施例が、添付の図面に示されている。当業者であれば、本明細書で具体的に説明され、かつ添付の図面に例示される装置及び方法が、非限定的な例示的実施形態であること、並びに本発明の範囲が、特許請求の範囲によってのみ定義されることを理解するであろう。１つの例示的な実施形態に関連して例示又は説明される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。このような改変及び変形は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【0013】
更に、本開示においては、実施形態の同様の参照符合を付した構成要素は概して同様の特徴を有するものであり、したがって、特定の実施形態において、同様の参照符合を付した各構成要素の各特徴については必ずしも完全に詳しく述べることはしない。加えて、開示されるシステム、装置及び方法の説明で直線寸法又は円寸法が使用される範囲において、かかる寸法は、かかるシステム、装置及び方法と組み合わせて使用することができる形状の種類を限定しようとするものではない。当業者には、任意の幾何学的形状についてかかる直線寸法及び円寸法に相当する寸法を容易に決定することができる点が認識されるであろう。システム及び装置並びにその構成要素のサイズ及び形状は、少なくともシステム及び装置が用いられる被験者の解剖学的構造、システム及び装置が共に用いられる構成要素のサイズ及び形状、並びにシステム及び装置が用いられる方法及び手技によって決まり得る。
【0014】
一般に、手動で、及び／又はロボット手術システムと共に使用することができる、内視鏡手術を行うための用具アセンブリの様々な実施形態を提供する。用具アセンブリは、用具アセンブリのハウジング内に、及びハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリを含むことができる。シャフトの遠位端部は、ブレードに枢動可能に結合されたクランプアームを有するエンドエフェクタを含むことができる。例えば、そのようなエンドエフェクタの配設は、外科的手技中に組織を切断及び／又は封止するために使用することができる。組織を切断又は封止するために、クランプアームを開放構成にして、組織がクランプアームとブレードとの間に位置付けられることを可能にすることができる。クランプアームは、閉鎖構成に枢動させ、それによって、クランプアームとブレードとの間で組織を圧縮して、ブレードが組織を切断及び／又は封止することを支援することができる（超音波によるものを含む）。開放構成と閉鎖構成との間でのクランプアームによるそのような枢動は、用具アセンブリのハウジング内に摺動可能に配置されたヨークの移動によって生じさせることができる。本明細書に記載されるいくつかの用具アセンブリの実施形態において、ヨークは、１つ以上のアクチュエータ又は入力（例えば、手動入力、回転入力、及び／又は直線機械的入力）によって移動させ、それによって、クランプアームを開放構成又は閉鎖構成のいずれかに枢動させる。更に、本明細書に記載されるいくつかの用具アセンブリの実施形態は、ハウジング内に付勢システムを含み、付勢システムは、クランプアームが開放構成に付勢されるようにヨークを付勢し、それによって、力を印加して、クランプアームを閉鎖構成に枢動するために、機械的出力又は手動出力だけしか必要としない。いくつかの実施形態において、用具アセンブリは、クランプアーム及びブレードを使用して、外科的手技中に、周囲の組織に対して十分に大きな力を印加して、組織を展開することなどによって、組織展開切開用に構成することができる。
【0015】
上に示したように、一実施形態において、本明細書に開示されるシステム、装置、及び方法は、ロボット手術システムを使用して実装することができる。当業者によって認識されるように、ロボット手術システムの様々な構成要素間の電子通信は、有線であっても無線であってもよい。当業者はまた、システム内の全ての電子通信を有線とすることができること、システム内の全ての電子通信を無線とすることができること、又はシステムのいくつかの部分を有線通信とし、システムの他の部分を無線通信とすることができることも認識するであろう。
【0016】
図１は、手術ロボットシステム１００の一実施形態の斜視図であり、手術ロボットシステムは、患者Ｐに隣接して位置付けられた患者側部分１０５と、患者からある距離に位置付けられたユーザ側部分１０７と、を含み、これらの部分は、同じ部屋内及び／又は遠隔場所のいずれかにある。患者側部分１０５は、一般に、１つ以上のロボットアーム１１０と、ロボットアーム１１０に取り外し可能に結合するように構成された１つ以上の用具アセンブリ１２０と、を含む。ユーザ側部分１０７は、一般に、患者及び／又は手術部位を観察するための視覚システム１５２と、外科的手技中にロボットアーム１１０及び各用具アセンブリ１２０の移動を制御するための制御システム１５４と、を含む。
【0017】
制御システム１５４は、様々な構成を有することができ、また、患者に隣接して、例えば手術室内に、患者の遠隔に、例えば別個の制御室内に位置付けることができ、又は２つ以上の場所に分配することができる。例えば、専用のシステム制御コンソールを手術室内に位置付けることができ、別個のコンソールを遠隔場所に位置付けることができる。制御システム１５４は、ユーザが、患者側部分１０５によって手術されている患者の手術部位を観察すること、及び／又は患者側部分１０５の１つ以上の部分を制御すること（例えば、手術部位で外科的手技を行うこと）を可能にする構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態において、制御システム１５４はまた、ジョイスティック、外骨格グローブ、電動重力補償マニピュレータ、又は同類のものなどの、１つ以上の手動操作のユーザ入力装置も含むことができる。これらのユーザ入力装置は、遠隔操作モータを制御することができ、これが、ロボットアーム１１０及び用具アセンブリ１２０などの手術システムの移動を制御する。
【0018】
患者側部分１０５はまた、様々な構成を有することができる。図１に表されるように、患者側部分１０５は、手術台Ｔに結合することができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、患者側部分１０５は、壁に、天井に、床に、又は他の手術室の機器に取り付けることができる。更に、患者側部分１０５は、２本のロボットアーム１１０を含むように示されているが、より多い又はより少ないロボットアーム１１０を含んでもよい。更に、患者側部分１０５は、（図１に示されるように）手術台Ｔに対してなど、様々な位置に取り付けられた別個のロボットアーム１１０を含むことができる。あるいは、患者側部分１０５は、そこから延在する１つ以上のロボットアーム１１０を含む、単一のアセンブリを含むことができる。
【0019】
図２は、ロボットアーム１１０、及びロボットアーム１１０に取り外し可能に結合された用具アセンブリ１２０をより詳細に例示する。ロボットアーム１１０は、１つ以上の機械的自由度（例えば、６つ全部のデカルト自由度、５つ、又はより少ないデカルト自由度、など）に沿って、関連する用具アセンブリ１２０を支持し、移動させることができる。
【0020】
ロボットアーム１１０は、ロボットアーム１１０の遠位端部に用具駆動装置１１２を含むことができ、用具駆動装置は、用具アセンブリ１２０と関連付けられた制御機能を支援することができる。示されていないが、用具駆動装置１１２は、シャフトを有する１つ以上のモータを含むことができ、シャフトは、回転又は並進のいずれかを行い、また、用具アセンブリの様々な構成要素の運動を生じさせるように用具アセンブリに結合する。図２に示されるように、ロボットアーム１１０はまた、ロボットアーム１１０の一部となり、又はロボットアームに着脱可能に結合することができる、エントリーガイド（例えば、カニューレマウント又はカニューレ）も含むことができる。用具アセンブリ１２０のシャフトは、駆動装置１１２、及び患者内に挿入するためのカニューレを通して挿入することができる。当業者は、ロボットアームの構成が変化し得ること、及び本明細書に開示される用具アセンブリを任意のロボットアームと共に使用することができることを認識するであろう。
【0021】
図３は、用具駆動装置１１２をより詳細に例示する。示されるように、用具駆動装置１１２は、１つ以上のモータを含むことができ、例えば４つのモータ１１４ａ～１１４ｄが示されるが、モータは、以下で更に詳細に説明されるように、用具アセンブリ１２０と関連付けられた様々な移動及び動作を制御する。例えば、モータ１１４ａ～１１４ｄのうちのいずれも、機械的回転出力又は機械的直線出力と関連付けることができ、これらのうちのいずれも、用具アセンブリの少なくとも１つの機構を作動させるために、用具アセンブリと関連付けられた回転入力継手又は直線入力継手に結合するように構成することができる。用具駆動装置１１２はまた、用具アセンブリ１２０のシャフトを受容するために、その側壁に形成されたシャフト受容チャネル１１６も含むことができる。他の実施形態において、シャフトは、用具駆動装置１１２の開口部を通って延在することができるか、又は２つの構成要素が様々な他の構成で嵌合することができる。
【0022】
図４Ａ～図４Ｅは、シャフト２２４の近位端部に結合されたハウジング２２２と、シャフト２２４の遠位端部に結合されたエンドエフェクタ２２６と、を有する、用具アセンブリ２２０の例示的な一実施形態を例示する。エンドエフェクタ２２６は、ブレード２２９に対して枢動するクランプアーム２２８を含むことができる。クランプアーム２２８は、クランプアーム２２８及びブレード２２９がそれらの間で組織を受容するように構成されている（例えば、図４Ｂを参照されたい）開放構成と、クランプアーム２２８及びブレード２２９がそれらの間で組織を切断又は封止のいずれかを行うように構成されている閉鎖構成と、の間で枢動することができる。ブレード２２９は超音波とすることができ、また、超音波エネルギをブレード２２９に提供するトランスデューサ２２３と連通していることができる。例えば、ハウジング２２２は、ブレード２２９において機械的運動（例えば、振動）を共に発生させる圧電素子を有する（図４Ｄに示されるような）トランスデューサ２２３を含むことができる。クランプアーム２２８とブレード２２９との間で組織を圧縮するための、クランプアーム２２８の閉鎖構成への移動は、ブレード２２３が組織を封止及び／又は切断するために超音波エネルギを組織へ伝達する能力を高めることができる。
【0023】
ハウジング２２２は、ハウジング２２２をロボットアーム１１０の用具駆動装置１１２に取り外し可能に結合することを支援する継手機構を含むことができる。例えば、ハウジング２２２は、駆動装置１１２内の１つ以上のモータ１１４ａ～１１４ｄによって作動させることができる機構を含むことができる。上で論じたように、モータ１１４ａ～１１４ｄのうちのいずれも、回転機械的出力又は直線機械的出力（例えば、回転シャフト又は直線並進シャフト）と関連付けることができ、これらのいずれも、用具アセンブリ１２０の少なくとも１つの機構を作動させるために、用具アセンブリ１２０上の回転入力継手又は直線入力継手に結合するように構成することができる。例えば、図４Ｃに示されるように、直線入力継手２３０と称されるアクチュエータは、ハウジング２２２から外方に突出することができ、また、用具駆動装置１１２の直線機械的出力と相互作用することができ、そのため、直線機械的出力がモータ１１４ａ～１１４ｄのうちの１つによって起動されたときに、直線機械的出力は、直線入力継手２３０を押してそれを並進させ、それによって、用具アセンブリ２２０の１つ以上の機能を制御するためにハウジング２２２内の機構を作動させることができる。そのような機構は、例えば、以下で更に詳細に説明されるように、エンドエフェクタ２２６と関連付けられた様々な特徴の動作（例えば、ブレード２２９に対するクランプアーム２２８の枢動など）を制御することができる。例示的な一実施形態において、用具ハウジング２２２が用具駆動装置１１２に結合されると、用具駆動装置１１２は、用具ハウジング２２２の遠位に位置付けられ、そのため、用具駆動装置の機械的出力（例えば、直線機械的出力及び／又は回転機械的出力）は、用具駆動装置１１２の近位端部に位置付けられる。機械的出力は、用具ハウジング２２２の遠位端部に位置付けられた１つ以上の入力（例えば、直線入力継手２３０）と相互作用することができる。この構成の結果として、用具駆動装置１１２上の直線出力の近位並進は、用具の直線入力継手に作用し、それを近位に進行させて、用具ハウジング２２２内の機構を作動させることができる。更に、用具アセンブリ１２０は、１つの直線入力継手２３０を有するように記載されているが、本明細書に記載される用具アセンブリのいずれも（用具アセンブリ１２０を含む）、１つを超える回転入力継手又は直線入力継手を含むことができ、これらは、用具アセンブリと関連付けられた１つ以上の機構を起動させるための、手術ロボットの用具駆動装置上の少なくとも１つの出力（例えば、手動、回転、及び／又は直線機械的出力）によって作用することができる。直線駆動装置を有する用具駆動の例示的な一実施形態は、「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ ｔｏ ａ Ｔｏｏｌ Ｄｒｉｖｅｒ ｏｆ ａ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題して２０１６年１２月１６日に出願された米国特許出願第１５／３８１，４５３号、及び「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ ｔｏ ａ Ｔｏｏｌ Ｄｒｉｖｅｒ ｏｆ ａ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題して２０１６年１２月１６日に出願された米国特許出願第１５／３８１，５０８号に詳述されている。
【0024】
シャフト２２４は、エンドエフェクタ２２６の作動及び／又は移動（例えば、ブレード２２９に対するクランプアーム２２８の枢動）を制御するために、シャフト２２４に沿って、又はそれを通って延在する駆動アセンブリを含むことができる。エンドエフェクタ２２６は、クランプアーム２２８及びブレード２２９、ステープラ、クリップ付与装置、鉗子、持針器、焼灼装置、切断用具、一対のジョー、撮像装置（例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、又は様々な用具の組み合わせを含む複合装置などの、様々な手術用具のうちのいずれかを含むことができる。例示される実施形態において、シャフト２２４は、それに沿って延在し、用具ハウジング２２２と固定関係にある外側閉鎖管２３６に対して摺動可能に配置された、内側閉鎖管２３５を含む。内側閉鎖管２３５の遠位端部は、クランプアーム２２８に枢動可能に結合することができ、そのため、内側閉鎖管２３５の近位進行は、クランプアーム２２８を閉鎖構成に枢動させ、内側閉鎖管２３５の遠位進行は、クランプアーム２２８を開放構成に枢動させる。外側閉鎖管２３６は、用具ハウジング２２２と固定関係にあるように記載され、内側閉鎖管２３５は、外側閉鎖管２３６に対して摺動可能に配置されているように記載されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、内側閉鎖管２３５を、用具ハウジング２２２に対して固定関係にし、外側閉鎖管２３６を、内側閉鎖管２３５に対して摺動可能に配置することができる。
【0025】
１つの例示的な実施形態において、図４Ｄに示されるように、用具アセンブリ２２０は、ハウジング内に摺動可能に配置された細長い管状本体を有する、ヨーク２３３を含むことができる。ヨーク２３３は、直線入力継手２３０に結合又はそれと一体にすることができ、ヨーク２３３はまた、内側閉鎖管２３５にも結合することができる。その結果、直線入力継手２３０が（例えば、手動で、又は直線機械的出力によって）作動され、移動されると、ヨーク２３３及び内側閉鎖管２３５が移動され、それによって、クランプアーム２２８が開放機構と閉鎖構成との間で枢動する。例えば、直線入力継手２３０を作動させて、それを近位方向に並進させると、ヨーク２３３及び内側閉鎖管２３５も近位方向に並進し、それによって、クランプアーム２２８を閉鎖構成に枢動させることができる。直線出力の停止又は遠位後退は、ヨーク２３３及び内側閉鎖管２３５を遠位方向に並進させることを可能にし、又は並進させ、それによって、クランプアーム２２８を開放構成に枢動させることができる。
【0026】
図４Ｄに示されるように、用具アセンブリ２２０は、ヨーク２３３を遠位方向に付勢し、クランプアーム２２８を開放構成に付勢する、付勢システム２３４を含む。例えば、付勢システム２３４は、（例えば、手動又は機械的出力のいずれかの）いかなる起動力も直線入力継手２３０に作用していないときに、ヨーク２３３を遠位位置に付勢することができる。図４Ｄに示されるように、付勢システム２３４は、遠位圧縮部材２５０と中間圧縮部材２５２との間に位置付けられた、第１のばねなどの遠位付勢部材２４８を含むことができる。図４Ｄに示されるように、遠位圧縮部材２５０及び中間圧縮部材２５２は、例えばワッシャとすることができ、それらは、外側閉鎖管２３５の近位端部に沿った部材のそれぞれの内側開口部に沿って、摺動可能に配置することができる。ヨーク２３３は、遠位圧縮部材２５０に強固に結合することができ、そのため、ヨーク２３３の近位移動が遠位圧縮部材２５０の近位方向の対応する移動を生じさせる。付勢システム２３４は、中間圧縮部材２５２と近位圧縮部材２５４との間に位置付けられた、第２のばねなどの近位付勢部材２４９を更に含むことができる。遠位圧縮部材２５０、中間圧縮部材２５２、及び近位圧縮部材２５４は、（例えば、中心軸に沿って）互いに軸方向に整列させることができ、更に、遠位付勢部材２４８及び近位付勢部材２４９と軸方向に整列させることもできる。
【0027】
上で述べたように、ヨーク２３３は、遠位圧縮部材２５０に直接結合することができ、そのため、ヨーク２３３が近位方向に移動する（例えば、それによって、クランプアーム２２８を閉鎖構成に枢動させる）と、遠位圧縮部材２５０が近位方向に移動し、それによって、遠位付勢部材２４８を遠位圧縮部材２５０と中間圧縮部材２５２との間で圧縮する。ヨーク２３３及び遠位圧縮部材２５０が第１の距離を移動し、それによって、遠位付勢部材２４８を圧縮した後、ヨーク２３３は、遠位圧縮部材２５０、遠位付勢部材２４８、及び中間圧縮部材２５２と共に近位方向に移動し続けることができる。その結果、近位付勢部材２４９は、中間圧縮部材２５２と近位圧縮部材２５４との間で圧縮される。例示的な一実施形態において、遠位付勢部材２４８は、第１のばね力を有することができ、第１のばね力は、圧縮されると、クランプアーム２２８が閉鎖構成又は実質的に閉鎖構成に枢動することを可能にし、近位付勢部材２４９は、第２のばね力を有することができ、第２のばね力は、圧縮されると、クランプアーム２２８がクランプアーム２２８とブレード２２９との間に位置付けられた組織に対して圧縮力を印加することを可能にする。例えば、第２のばね力は、第１のばね力よりも大きくし、それによって、遠位付勢部材が圧縮されるときと比較して、近位付勢部材が圧縮されるときに、組織に対してより大きい力をクランプアーム２２８が印加することを可能にすることができる。近位付勢部材によって提供される、より大きい第２のばね力は、ブレード２２９にブレード２２９とクランプアーム２２８との間に位置付けられた組織を封止及び／又は切断させるのを助けることができる。手動直線出力又は機械的直線出力が直線入力継手２３０にもはや印加されなくなると、遠位付勢部材２４８及び近位付勢部材２４９は広がり、それによって、中央圧縮部材２５２及び遠位圧縮部材２５０、並びに遠位圧縮部材２５０に結合されたヨーク２３３を遠位に並進させ、クランプアーム２２８を開放構成に枢動することができる。
【0028】
図４Ｅは、用具アセンブリ２２０のハウジング２２２の外側表面の少なくとも一部分を覆うことができる滅菌バリア２４０を例示する。滅菌バリア２４０は、ハウジング２２２のための滅菌バリアを提供するように構成することができ、一方で、用具アセンブリ２２０がロボットアーム１１０に結合することを可能にする継手機構に干渉せず、並びに、用具アセンブリ２２０と関連付けられた機構を作動させるための手動入力及び／又は機械的入力に干渉しない。例えば、滅菌バリア２４０は、用具駆動装置１１２の直線機械的出力によって直線入力継手２３０に作用することを可能にし、並びに、直線入力継手２３０を並進させ、それによって、ヨーク２３３を並進させて、クランプアーム２２８を枢動させることを可能にすることができる。示されていないが、バッグ又はドレープは滅菌バリア２４０から延在して、ロボットアームを覆うことができる。器具滅菌アダプタ（instrument sterile adapter、ＩＳＡ）（図示せず）などの滅菌構成要素もまた、用具アセンブリ１２０とロボットアーム１１０との間の接続インターフェースに配置することができる。用具アセンブリ１２０とロボットアーム１１０との間のＩＳＡの配置は、用具アセンブリ１２０及びロボットアーム１１０の滅菌結合点を確実にすることができる。これは、滅菌手術野を損なうことなく、手術過程中に、ロボットアーム１１０から用具アセンブリ１２０を取り外して、他の用具アセンブリ１２０と交換することを可能にする。
【0029】
本明細書に開示される用具アセンブリのいくつかの実施形態は、クランプアーム２２８及びブレード２２９を使用した組織展開切開を支援するように構成することができる。本明細書で参照するとき、クランプアーム２２８及びブレード２２９を使用した組織展開切開は、クランプアーム２２８及びブレード２２９を対向する組織間の空間に位置付けることと、クランプアーム２２８をブレード２２９から離れて（閉鎖構成から開放構成に）枢動させ、それによって、対向する組織間の空間を増加させることと、を含むことができる。例えば、そのような組織展開切開は、対象物を組織に通過させること、可動化及び／又は解剖学的観察に有用であり得る。
【0030】
上で論じたように、付勢システム２３４は、直線入力継手２３０に直線出力がもはや作用しなくなった時点で、ヨーク２３３を遠位方向に並進させ、したがって、ジョーを開放構成に戻すことを可能にすることができる。このように、付勢システム２３４は、ヨーク２３３を通して、クランプアーム２２８に力（例えば、組織展開切開力）を並進させるように構成することができ、力は、クランプアーム２２８を開放構成に枢動させ、それによって、周辺組織に展開切開を作製するのに十分な力である。組織を展開するための力の要件が（単にクランプアーム２２８を開放構成に枢動することと比較して）増加するため、ヨーク２３３及び／又はヨークの動作の制御を支援する関連付けられた機構（例えば、付勢システム２３４）は、組織を展開するために追加的な力をクランプアーム２２８に提供するように構成することができる。そのような追加的な力は、現在利用可能な機械的出力を使用して提供することができ、機械的出力は、組織展開切開に必要とされる力の要件よりも少なくすることができる。このように、本明細書に開示される実施形態のいくつかは、以下で更に詳細に説明されるように、例えば機械的出力とクランプアーム２２８との間に提供される力の量を増加させる、機械効率を含むことができる。
【0031】
例えば、組織展開切開を行うために、対向する組織に適用される展開力は、約２５ポンドの力～約３５ポンドの力を必要とし得る。このように、クランプアーム２２８に動作可能に結合された、本明細書に記載される付勢システム及び／又は機械的出力機構は、展開切開に必要とされるそのような力を提供するように構成することができる。更に、付勢システム及び／又は機械的入力機構は、本開示の範囲から逸脱することなく、より大きい又はより小さい力を提供するように構成することができる。
【0032】
図５は、以下で更に詳細に説明されるように、組織展開切開を支援するように構成された付勢システム３３４に結合されたヨーク３３３を含む、用具アセンブリ３２０の一実施形態を例示する。図５に示されるように、ヨーク３３３は、用具アセンブリ３２０のハウジング３２２内に位置付けること、及びハウジングに対して摺動可能に配置することができる。ヨーク３３３は、外側管３３６及びシャフトに沿って延在する内側閉鎖管３３５に結合することができ、内側管３３５は、（用具アセンブリ２２０のクランプアーム２２８及びブレード２２９などの）ブレードに対して枢動することができるクランプアームに動作可能に結合されている。用具アセンブリ２２０を参照して上に記載した実施形態と同様に、ヨーク３３３を並進させると、内側閉鎖管３３５が並進し、それによって、クランプアームをブレードに対して開放構成と閉鎖構成との間で枢動させる。
【0033】
図５に示されるように、ヨーク３３３は、内側閉鎖管３３５及び内側閉鎖管３３５の長手方向軸と略平行に延在する一対のヨークアーム３６２に結合し、それらの間に延在する、延在部３６０を含むことができる。例えば、延在部３６０は、内側閉鎖管３３５の長手方向軸に対して略垂直に延在することができる。ヨークアーム３６２の各々の遠位端部は、用具駆動装置１１２からなど、直線機械的出力に結合するように構成された直線継手入力３３０を含むことができる。ヨークアーム３６２の各々の近位端部は、付勢部材３４８（例えば、ばね）に結合するように構成された付勢継手３６３（例えば、平坦面）を含むことができる。付勢部材３４８は、直線入力継手３３０が直線機械的出力によってそれぞれ作用され、それによって、ヨーク３３３を近位方向に駆動し、クランプアームを閉鎖位置に枢動するときに、圧縮することができる。直線機械的出力がヨーク３３３に対して力をもはや印加しなくなると（例えば、直線機械的出力が停止する）、付勢部材３４８は、付勢力又はばね力をヨーク３３３の近位端部に対してそれぞれ印加し、それらが共にヨーク３３３を遠位位置に並進させ、それによって、クランプアームを開放構成に枢動し、組織を展開することができる。このように、付勢システム３３４は、クランプアームを開放構成に枢動させることができ、用具駆動装置１１２からなど、機械的出力を伴わずに、開放構成に枢動しながら組織を展開することを含む。
【0034】
いくつかの状況において、電力の損失中、並びに／又は用具アセンブリ３２０がロボットアーム１１０から接続解除され、クランプアームを閉鎖構成に移動させて、患者及びトロカールからエンドエフェクタを取り除く必要があるときなどに、クランプアームの手動制御が所望される場合がある。したがって、用具アセンブリ３２０は、ヨーク３３３からハウジング３２２を通って延在することができる手動コントローラ（図示せず）を含むことができ、そのため、ユーザは、手動コントローラを操作して、ヨーク３３３を遠位位置と近位位置との間で移動させ、それによって、それぞれ開放構成と閉鎖構成との間でクランプアームの枢動を手動で制御することができる。
【0035】
図６は、ヨーク４３３を遠位方向に付勢し、それによって、クランプアームを開放構成に付勢するために、ヨーク４３３の近位端部に位置付けられた付勢部材又はばね４３４に結合されたヨークを含む用具アセンブリ４２０の別の実施形態を例示する。図６に示されるように、ヨーク４３３は、用具アセンブリ４２０のハウジング４２２に略平行に延在する、細長い本体を含むことができる。ヨーク４３３は、ハウジング４２２内に摺動可能に配置し、内側閉鎖管４３５とヨーク４３３の遠位端部との間に延在する閉鎖管継手４３７によって内側閉鎖管４３５に結合することができる。内側閉鎖管４３５は、ハウジング４２２に対して固定された外側閉鎖管４３６内を摺動可能に並進することができる。用具アセンブリ２２０を参照して上に記載した実施形態と同様に、ヨーク４３３を並進させると、内側閉鎖管４３５が外側閉鎖管４３６に対して並進し、それによって、クランプアームをブレードに対して開放構成と閉鎖構成との間で枢動させる。
【0036】
図６に示されるように、ヨーク４３３の近位端部は、直線機械的出力によって作用されたときに、ヨーク４３３を近位方向に並進させ、それによって、クランプアームを閉鎖構成に枢動させる、直線入力継手アセンブリ４６５に摺動可能に結合することができる。直線入力継手アセンブリ４６５は、ヨーク４３３及び内側閉鎖管４３５の長手方向軸に平行に位置付けられた垂直摺動シャフト４６７を含むことができる。垂直摺動シャフト４６７は、ハウジング４２２に対して拘束されることができ、そのため、垂直摺動シャフト４６７は、内側閉鎖管４３５の長手方向軸に平行な方向にだけ並進させることができる。図６に示されるように、垂直摺動シャフト４６７は、垂直摺動シャフト４６７の進行の最大長さを画定する長さを有する垂直スロット４６８を含むことができる。第１のピン４６９は、ハウジング４２２からスロット４６８の中へ延在し、それによって、垂直摺動シャフト４６７の垂直スロット４６８の範囲内への進行を制御することができる。
【0037】
図６に示されるように、直線入力継手アセンブリ４６５は、水平摺動シャフト４７０を更に含むことができ、水平摺動シャフトは、内側閉鎖管４３５の長手方向軸に垂直に延在し、また、垂直摺動シャフト４６７とヨーク４３３との間に延在する。水平摺動シャフト４７０は、ハウジング４２２に対して拘束されることができ、そのため、水平摺動シャフト４７０は、内側閉鎖管４３５の長手方向軸に垂直な方向にだけ摺動することができる。図６に示されるように、水平摺動シャフト４７０は、水平スロット４７１の進行の最大長さを画定する長さを有する水平スロット４７１を含むことができる。第２のピン４７２は、ハウジング４２２から水平スロット４７１の中へ延在し、それによって、水平摺動シャフト４７０の水平スロット４７１の範囲内への進行を制御することができる。
【0038】
垂直摺動シャフト４６７の近位端部は、水平摺動シャフト４７０の第２の角度付き端部４８２と摺動可能に嵌合する第１の角度付き端部４８０を含むことができる。そのような継手は、垂直摺動シャフト４６７が近位方向に進行するときに（直線機械的出力が起動されたときなどに）、第１の角度付き端部４８０が、第２の角度付き端部４８２に沿って摺動し、水平摺動シャフト４７０をヨーク４３３に向かって押すことを可能にする。この摺動継手はまた、水平摺動シャフト４７０が垂直摺動シャフト４６７に向かって進行するときに（直線機械的出力が停止されたときなどに）、第２の角度付き端部４８２が、第１の角度付き端部４８０に沿って摺動し、垂直摺動シャフト４６７を遠位方向に押すことを可能にする。
【0039】
更に、ヨーク４３３の近位端部は、傾斜スロット４８４を含むことができ、水平摺動シャフト４７０は、ヨーク４３３に隣接する端部にヨークピン４８６を含むことができる。ヨークピン４８６は、角度付きスロット４８４の中へ延在し、それに沿って摺動可能であり、そのため、水平摺動シャフト４７０が内側閉鎖管４３５の長手方向軸に垂直に進行するときに、ヨーク４３３を内側閉鎖管４３５の長手方向軸に平行に進行させる。例えば、水平摺動シャフト４７０がヨーク４３３に向かって移動するときに、ヨーク４３３を近位方向に移動させ、それによって、付勢部材４３４を圧縮し、クランプアームを閉鎖構成に枢動させる。この構成において、水平摺動シャフト４７０とヨーク４３３との間の角度付き継手は、クランプアームの枢動に対する機械的直線出力の影響を感度抑圧させることができる。例えば、垂直摺動アーム４６７は、第１の距離を進行することができ、その結果、ヨーク４３３は、第１の距離の半分を進行し、それによって、クランプアームに、垂直摺動シャフト４６７及び／又は機械的直線出力によって、１：１の進行比率を有するヨークと比較してより小さい距離を枢動させる。直線入力継手アセンブリ４６５の角度付き継手はまた、機械的出力の力が、付勢部材４３４のばね力よりも小さくすることができ、それでも、直線入力継手アセンブリ４６５が、ヨーク４３３に作用して、付勢部材４３４を圧縮することができるように、機械効率を提供することができる。例えば、付勢部材４３４は、組織展開切開を行うために、ヨーク４３３を遠位方向に駆動してクランプアームを枢動するのに十分なばね力を有することができる。
【0040】
いくつかの実現形態において、直線入力継手アセンブリ４６５は、１つを超える直線機械的出力が、垂直摺動シャフト４６７などの直線入力継手アセンブリ４６５に対して力を印加して、直線入力継手アセンブリ４６５を起動させ、ヨーク４３３を並進させることを可能にするように構成することができる。任意の数の機械的出力が、直線入力継手アセンブリ４６５を起動させて、ヨークを近位方向に並進させ、それによって、クランプアームを閉鎖構成に枢動させることができる。
【0041】
いくつかの実施形態において、用具アセンブリ４２０は、ヨーク４３３からハウジング４２２を通って延在することができる手動コントローラ（図示せず）を含むことができ、そのため、ユーザは、手動コントローラを操作して、ヨーク４３３を、遠位位置と近位位置との間で移動させ、それによって、開放構成と閉鎖構成との間でクランプアームの枢動を手動で制御することができる。例えば、電力の損失中に、並びに／又は用具アセンブリがロボットアームから接続解除され、クランプアームを閉鎖構成に移動させて、患者及びトロカールからエンドエフェクタを取り除必要があるときなどに、クランプアームの手動制御が所望される場合がある。
【0042】
用具アセンブリのいくつかの実装形態において、直線機械的出力は、用具アセンブリのハウジングに対するヨークの近位並進及び遠位並進などのヨークの双方向移動を制御して、クランプアームを対応する閉鎖構成と開放構成との間で枢動させることができる。そのような構成において、例えば、（例えば、用具駆動装置からの）機械的出力は、組織展開切開を支援することができる。
【0043】
図７Ａは、機械的直線出力によって制御される双方向移動（例えば、近位方向及び遠位方向の並進）を有することができるヨーク５３３を含む用具アセンブリ５２０の別の実施形態を例示する。図７Ａに示されるように、ヨーク５３３は、用具アセンブリ５２０のハウジング５２２に略平行に延在する細長い本体を含むことができる。ヨーク５３３は、ハウジング５２２内に位置付けること、かつハウジング５２２に対して摺動可能に配置することができる。ヨーク５３３は、内側閉鎖管５３５に結合することができ、そのため、ヨーク５３３を遠位位置と近位位置との間で並進させるときに、内側閉鎖管５３５を並進させ、それによって、内側閉鎖管５３５の遠位端部のクランプアームをブレードに対して、対応する開放構成と閉鎖構成との間で枢動させる。内側閉鎖管５３５は、ハウジング５２２に対して固定された外側閉鎖管５３６に沿って延在し、それに対して摺動可能に配置することができる。
【0044】
図７Ａに示されるように、ヨーク５３３は、作動アセンブリ５６５に結合することができ、作動アセンブリは、開放アクチュエータ５６７と、閉鎖アクチュエータ５６９と、を含み、これらはそれぞれ、開放アクチュエータ５６７及び閉鎖アクチュエータ５６９を個々に近位方向に並進させるために直線機械的出力に結合するように構成されている。作動アセンブリ５６５は、閉鎖アクチュエータ５６９を開放アクチュエータ５６７に接続する１つ以上のプーリを含むことができる、プーリシステム５７０を更に含むことができる。例えば、図７Ａに示されるように、閉鎖アクチュエータ５６９は、ヨーク５３３に直接結合することができる。プーリシステム５７０は、閉鎖アクチュエータ５６９を近位方向に移動させる（それによって、ヨーク５３３を近位方向に並進させ、クランプアームを閉鎖構成に枢動する）ときに、開放アクチュエータ５６７を遠位に移動させるように構成することができる。更に、プーリシステム５７０は、開放アクチュエータ５６７を近位方向に移動させるときに、閉鎖アクチュエータ５６９を遠位方向に移動させ、それによって、ヨーク５３３を遠位に移動させ、クランプアームを開放構成に枢動させるように構成することができる。
【0045】
図７Ｂに示されるように、プーリシステム５７０の代わりに、ピニオン歯車５９０が、閉鎖アクチュエータ５６９ｂを開放アクチュエータ５６７ｂに結合することができる。例えば、図７Ｂに示されるように、閉鎖アクチュエータ５６９ｂは、ヨーク５３３ｂに直接結合することができる。ピニオン歯車５９０は、ピニオン歯車５９０の第１の側部に沿って閉鎖アクチュエータ５６９ｂと係合すること、及びピニオン歯車５９０の（例えば、第１の側部に対向する）第２の側部に沿って開放アクチュエータ５６７ｂと係合することに沿って係合することができ、そのため、閉鎖アクチュエータを近位方向に移動させる（それによって、ヨーク５３３ｂを近位方向に並進させ、クランプアームを閉鎖構成に枢動する）ときに、開放アクチュエータ５６７ｂを遠位に移動させる。更に、開放アクチュエータ５６７ｂを近位方向に移動させるときに、ピニオン歯車５９０は、閉鎖アクチュエータ５６９ｂを遠位方向に移動させ、それによって、ヨーク５３３ｂを遠位に移動させ、クランプアームを開放構成に枢動させることができる。枢動リンクなどの、開放アクチュエータ及び閉鎖アクチュエータを結合するための他の機構が想定されており、これらは本開示の範囲内である。
【0046】
図８は、同じく機械的直線出力によって制御される双方向移動（例えば、近位方向及び遠位方向の並進）を有することができるヨーク６３３を含む用具アセンブリ６２０の更に別の実施形態を例示する。ヨーク６３３は、用具アセンブリ６２０のハウジングに略平行に延在する細長い本体を含むことができる。ヨーク６３３は、ハウジング内に位置付けること、かつハウジング５２２に対して摺動可能に配置することができる。ヨーク６３３は、内側閉鎖管６３５に結合することができ、そのため、ヨーク６３３を並進させるときに、内側閉鎖管６３５を並進させ、それによって、クランプアームをブレードに対して開放構成及び閉鎖構成に枢動させる。
【0047】
図８に示されるように、ヨーク６３３は、作動アセンブリ６６５に結合することができ、作動アセンブリは、開放アクチュエータ６６７と、閉鎖アクチュエータ６６９と、を含み、これらはそれぞれ、開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９を個々に近位方向に並進させるための直線機械的出力に結合するように構成されている。作動アセンブリ６６５は、閉鎖アクチュエータ６６９を開放アクチュエータ６６７に機械的に結合させる複合歯車６６０を更に含むことができる。更に、複合歯車６６０は、開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９をヨーク６３３に機械的に結合することができ、そのため、開放アクチュエータ６６７又は閉鎖アクチュエータ６６９のいずれかの並進移動が、ヨーク６３３を並進させる。
【0048】
例えば、複合歯車６６０は、第１の歯車６６１と、第２の歯車６６２と、を含むことができ、これらの歯車は、枢軸点即ち回転軸６６３を共有し、また、歯車を共に回転させるように互いに対して固定されている。更に、図８に示されるように、第２の歯車６６２は、第１の歯車６６１よりも小さい直径を有することができる。例えば、第２の歯車６６２の直径は、第１の歯車６６１の直径の半分とすることができ、それによって、複合歯車６６０が、より小さい第２の歯車６６２とより大きい第１の歯車６６１との間に２：１の機械効率を有することを可能にする。図８に示されるように、より大きい第１の歯車６６１は、開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９に結合することができ、これらはそれぞれ、第１の歯車６６１の対向する側部に沿って位置付けられ、係合されている。開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９は、第１の歯車６６１と係合することができ、そのため、開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９の両方の反対方向における直線並進（例えば、開放アクチュエータ６６７は遠位方向に並進し、閉鎖アクチュエータ６６９は近位方向に並進する）が、第１の歯車６６１を回転させる。より小さい第２の歯車６６２は、第２の歯車６６２の回転がヨーク６３３を直線的に並進させるように、ヨーク６３３に結合することができる。このように、開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９の直線移動は、第１の歯車６６１及び第２の歯車６６２を回転させ、それによって、ヨーク６３３を並進させ、クランプアーム６２８を枢動させることができる。更に、第１のトルクがより大きい第１の歯車６６１に印加されるときに、（例えば、クランプアームを介して）より小さい第２の歯車６６２から出力される第２のトルクは、第１のトルクよりも例えば２倍程度大きくなり得る。同様に、より大きい第１の歯車６６１の回転に起因する第１の円弧長さは、より小さい第２の歯車６６２の関連付けられた回転に起因する第２の円弧長さよりも例えば２倍程度大きくなり得る。複合歯車は、直線機械的出力から第１の歯車に印加される力の量よりも多くの力が、展開切開のために、クランプアームに提供されるように、機械効率を提供することができる。複合歯車はまた、ヨーク６３３を開放アクチュエータ６６７及び閉鎖アクチュエータ６６９よりも遅い速度で並進させることによって、機械的直線アクチュエータ（複数可）とヨーク６３３（及びクランプアーム）との間の感度抑圧も提供することができ、それによって、ヨーク６３３及びクランプアームのより向上した精度及び制御を可能にする。
【0049】
図９は、同じく機械的直線出力によって制御される双方向移動（例えば、近位方向及び遠位方向の移動）を有することができるヨーク７３３を含む用具アセンブリ７２０の更に別の実施形態を例示する。ヨーク７３３は、用具アセンブリ７２０のハウジング７２２に略平行に延在する、細長い本体を含むことができる。ヨーク７３３は、ハウジング７２２内に位置付け、かつハウジング７２２に対して摺動可能に配置することができる。ヨーク７３３は、内側閉鎖管７３５に結合することができ、そのため、ヨーク７３３を並進させると、内側閉鎖管７３５が並進し、それによって、クランプアームがブレードに対して開放構成と閉鎖構成との間で枢動する。
【0050】
図９に示されるように、ヨーク７３３は、レバーアーム７７０に結合することができる。レバーアーム７７０は、第１の端部において枢動接合部７５０に結合することができる。いくつかの実施形態において、枢動接合部７５０は、ハウジング７２２に固定することができる。レバーアーム７７０は、レバーアーム７７０の第２の端部においてアクチュエータ又は直線入力継手７３０に結合するか、又はインターフェースすることができる。図９に示されるように、レバーアーム７７０の２つの端部間のいくつかの点において、レバーアーム７７０は、レバー継手７７４においてヨーク７３３に枢動可能に連結することができる。この構成は、約２：１の進行比率を有するヨーク７３３に対する（直線入力継手７３０を介した）機械的出力などの、機械効率を提供することができる。例えば、（例えば、直線機械的出力によって作用されたときの）直線入力継手７３０の進行距離は、ヨーク７３３が進行する結果として生じる距離の２倍の長さになり得る。更に、この構成は、１：２の力の機械効率を提供することができ、機械的直線出力によって印加される力は、レバーアーム７７０によってヨーク７３３に印加される力の半分になり得る。
【0051】
上に記載した実施形態は、クランプアームを枢動するためにヨークの動作を制御するための直線機械的出力について論じているが、下に更に詳細に記載されるように、用具アセンブリのいくつかの実装形態は、少なくとも１つの機械的回転出力によって制御されるヨークを含むことができる。
【0052】
図１０は、手術ロボットの用具駆動装置の少なくとも１つの機械的回転出力によって制御される作動アセンブリ８６５に結合されたヨーク８３３を有する用具アセンブリ８２０の一実施形態を例示する。図１０に示されるように、ヨーク８３３は、用具アセンブリ８２０のハウジング８２２に略平行に延在する、細長い本体を含むことができる。ヨーク８３３は、ハウジング８２２内に摺動可能に配置し、内側閉鎖管８３５とヨーク８３３の遠位端部との間に延在する閉鎖管継手８３７によって内側閉鎖管８３５に結合することができる。内側閉鎖管８３５は、ハウジング８２２に対して固定された外側閉鎖管８３６内を摺動可能に並進することができる。ヨーク８３３を並進させると、内側閉鎖管８３５が外側閉鎖管８３６に対して並進し、それによって、クランプアームをブレードに対して開放構成と閉鎖構成との間で枢動させる。
【0053】
図１０に示されるように、作動アセンブリ８６５は、機械的回転出力に結合するように構成された遠位端部に回転入力継手８９１を有する補助シャフト８９０を含むことができ、そのため、機械的回転出力を起動させると、補助シャフト８９０が回転する。作動アセンブリ８６５は、補助シャフト８９０及び主ねじ８９３に結合し、それらの間に延在することができる、プーリアセンブリ８９２を更に含むことができる。図１０に示されるように、主ねじ８９３は、近位端部からなど、ヨーク８３３から延在することができ、また、主ねじ８９３の回転がヨーク８３３を並進させるように、ヨーク８３３にねじ込み可能に結合することができる。例えば、主ねじ８９３が第１の方向に回転すると、ヨーク８３３は、近位方向に進行し（例えば、クランプアームは、閉鎖構成に枢動し）、主ねじ８９３が第２の方向に回転すると、ヨーク８３３は、遠位方向に進行する（例えば、クランプアームは、開放構成に枢動する）。プーリアセンブリ８９２は、第１のプーリ８９５と、第２のプーリ８９６と、を含むことができ、第１のプーリ８９５は、補助シャフト８９０に結合され、第２のプーリ８９６は、主ねじ８９３に結合され、そのため、補助シャフト８９０の回転は、第１のプーリ８９５を回転させ、トルクを第２のプーリ８９６に伝達し、それによって、主ねじ８９３を回転させる。
【0054】
いくつかの状況において、電力の損失中に、並びに／又は用具アセンブリがロボットアームから接続解除され、クランプアームを閉鎖構成に移動させて、患者及びトロカールからエンドエフェクタを取り除く必要があるときなどに、クランプアームの手動制御が所望される場合がある。例えば、用具アセンブリ８２０は、ヨーク８３３からハウジング８２２を通って延在することができる、レバー、ボタン、又はラッチなどの手動コントローラ（図示せず）を含むことができ、そのため、ユーザは、手動コントローラを操作して、ヨーク８３３を遠位位置と近位位置との間で移動させ、それによって、それぞれ開放構成と閉鎖構成との間でクランプアームの枢動を手動で制御することができる。更に、ヨークは、スプリットナット（図示せず）を含むことができ、そのため、手動コントローラの作動は、スプリットナットを広げ、それによって、主ねじ８９３からヨーク８３３を結合解除することができる。用具アセンブリをロボットアームに結合するための準備などにおいて、ヨーク８３３及び主ねじ８９３の結合をリセットするために、スプリットナットを再係合させることができる。制御ユニットが主ねじ８９３に対するなど、ヨーク８３３の位置を決定することを可能にするために、そのような手動制御の後には、二次プロセス工程が必要であり得る。そのような二次プロセス工程は、例えば、用具アセンブリをロボットアームに結合させた後に行うことができる。
【0055】
本明細書に記載される用具アセンブリのいずれも、用具アセンブリへの電力の送達を制御する様々な電力スイッチ機構を含むことができる。そのような電力スイッチ機構は、用具アセンブリを取り扱う人が感電死しないことを確実にするために、安全機能を提供することができる。例えば、外科医は、用具アセンブリで外科的手技を行い、ある時点で、看護師が用具アセンブリの一部を洗浄できるようにするなどのために、看護師に用具アセンブリを手渡す場合がある。電力スイッチ機構は、看護師が用具アセンブリの洗浄中に感電死しないことを確実にするために、電力が用具アセンブリ内で適切に遮断されることを確実にすることができる。
【0056】
例えば、いくつかの実施形態において、電力スイッチ機構は、発電機、フットスイッチ、及び手動起動装置と通信することができ、そのため、どれが最初に起動されても、それが優先権を得て、他のものはオフにされるか、又は無視されるかのいずれかである。いくつかの実施形態において、電力スイッチ機構は、外科医制御又は臨床制御間のトグルによってユーザが選択することができる手動制御を含むことができる。例えば、トグルは、発電機上に配置することができる。いくつかの実施形態において、電力スイッチ機構は、用具アセンブリ上にトグルを含むことができ、トグルは、臨床ユーザが用具アセンブリを制御することを可能にする。いくつかの実施形態において、電力スイッチ機構は、能動的選択、例えば、コンソール上のメニュー、ボタン、又はスイッチなどを含むことができる。いくつかの実施形態において、電力スイッチ機構は、いつロボットアームにドッキングされたか、及びいつ解除されたかを知っている、用具アセンブリ上のドッキングスイッチを介した自動制御を含むことができる。例えば、用具アセンブリがロボットアームに装着されると、ユーザ又は外科医は、それを制御することができる。用具アセンブリがロボットアームから取り除かれると、手動起動を作動させることができ、ユーザ又は外科医は、用具アセンブリを制御することができなくなる。
【0057】
好ましくは、本明細書に記載する発明の構成要素は、使用前に処理される。最初に、新しい又は使用済みの器具を入手し、必要であれば洗浄する。次いで、器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術において、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次に、容器及び器具は、γ線、Ｘ線、又は高エネルギ電子線など、容器を透過することができる放射線照射野内に置かれる。放射線は、器具上又は容器内の細菌を死滅させる。この後、滅菌された器具を滅菌容器内で保管することができる。密封された容器は、医療設備において開封されるまで器具を滅菌状態に保つ。
【0058】
通常、装置は滅菌される。これは、β線又はγ線放射、酸化エチレン、蒸気、及び液浴（例えば、低温浸漬）などの当業者には既知の様々な方法によって行うことができる。内部回路を含む装置を滅菌する例示的な実施形態は、「Ｓｙｓｔｅｍ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｏｆ Ｓｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇ Ａｎ Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ」と題して２００８年２月８日に出願された米国特許第８，１１４，３４５号に詳述されている。装置は、インプラントされる場合、完全に密封されることが好ましい。これは、当業者に既知の様々な方法によって行うことができる。
【0059】
当業者には、上述の実施形態に基づいて本発明の更なる特徴及び利点が認識されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除き、具体的に示され説明される内容により限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び参照文献はそれらの全容を参照によって本明細書に明示的に援用するものである。
【0060】
〔実施の態様〕
（１） 手術用具であって、
ハウジングと、
前記ハウジングを通って延在し、前記ハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリであって、ブレードと、前記ブレードに枢動可能に結合されたクランプアームと、を有する遠位端部を有する、シャフトアセンブリと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトアセンブリの周囲に摺動可能に配置されたヨークであって、前記クランプアームと前記ハウジングから突出する第１のアクチュエータとの間に動作可能に結合され、そのため、前記第１のアクチュエータの移動が、前記シャフトアセンブリに沿った前記ヨークの長手方向の並進を生じさせ、それによって、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で前記クランプアームを移動させる、ヨークと、を備える、手術用具。
（２） 超音波エネルギを前記ブレードに送達するために、前記ハウジング内に配置され、前記ブレードに結合された超音波振動子を更に備える、実施態様１に記載の手術用具。
（３） 前記ハウジング内に配置され、前記ヨークを遠位に付勢して、前記クランプアームを前記開放位置に付勢する、少なくとも１つのばねを更に備える、実施態様１に記載の手術用具。
（４） 前記ヨークが前記ハウジング内で近位に移動されて、前記クランプアームを前記閉鎖位置に移動させるときに、前記ばねが圧縮するように構成されている、実施態様３に記載の手術用具。
（５） 前記ハウジング内に配置された第１のばね及び第２のばねを更に備え、前記ヨークの前記近位方向の移動の結果として、前記第１のばねの圧縮の後に、前記第２のばねが圧縮するように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１） 手術用具であって、
ハウジングと、
前記ハウジングを通って延在し、前記ハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリであって、ブレードと、前記ブレードに枢動可能に結合されたクランプアームと、を有する遠位端部を有する、シャフトアセンブリと、
前記ハウジング内に配置され、前記シャフトアセンブリの周囲に摺動可能に配置されたヨークであって、前記クランプアームと前記ハウジングから突出する第１のアクチュエータとの間に動作可能に結合され、そのため、前記第１のアクチュエータの移動が、前記シャフトアセンブリに沿った前記ヨークの長手方向の並進を生じさせ、それによって、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で前記クランプアームを移動させる、ヨークと、を備える、手術用具。
（２） 超音波エネルギを前記ブレードに送達するために、前記ハウジング内に配置され、前記ブレードに結合された超音波振動子を更に備える、実施態様１に記載の手術用具。
（３） 前記ハウジング内に配置され、前記ヨークを遠位に付勢して、前記クランプアームを前記開放位置に付勢する、少なくとも１つのばねを更に備える、実施態様１に記載の手術用具。
（４） 前記ヨークが前記ハウジング内で近位に移動されて、前記クランプアームを前記閉鎖位置に移動させるときに、前記ばねが圧縮するように構成されている、実施態様３に記載の手術用具。
（５） 前記ハウジング内に配置された第１のばね及び第２のばねを更に備え、前記ヨークの前記近位方向の移動の結果として、前記第１のばねの圧縮の後に、前記第２のばねが圧縮するように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
【0061】
（６） 前記クランプアームが、前記ヨークの第１の範囲の運動中に、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合された組織に対して第１の力を印加するように構成され、前記クランプアームが、前記ヨークの第２の範囲の運動中に、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合された組織に対して第２の力を印加するように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（７） 前記第１のアクチュエータが、直線的に並進して、第１の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（８） 第２のアクチュエータが、直線的に並進して、第２の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成され、前記第２の方向が、前記第１の方向と反対方向である、実施態様７に記載の手術用具。
（９） 前記第１のアクチュエータが、回転して、前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１０） 前記第１のアクチュエータの回転が、前記ハウジング内に配置された主ねじを回転させ、前記主ねじの回転が、前記ヨークの長手方向の並進を生じさせる、実施態様８に記載の手術用具。
（７） 前記第１のアクチュエータが、直線的に並進して、第１の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（８） 第２のアクチュエータが、直線的に並進して、第２の方向における前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成され、前記第２の方向が、前記第１の方向と反対方向である、実施態様７に記載の手術用具。
（９） 前記第１のアクチュエータが、回転して、前記ヨークの長手方向の並進を生じさせるように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１０） 前記第１のアクチュエータの回転が、前記ハウジング内に配置された主ねじを回転させ、前記主ねじの回転が、前記ヨークの長手方向の並進を生じさせる、実施態様８に記載の手術用具。
【0062】
（１１） 前記ヨークが、プーリアセンブリによって前記第１のアクチュエータに動作可能に結合されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１２） 前記ヨークが、レバーによって前記第１のアクチュエータに動作可能に結合されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１３） 前記ヨークが、ピニオン歯車によって前記第１のアクチュエータに動作可能に結合されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１４） 前記第１のアクチュエータが、第１の距離を移動して、前記ヨークに第２の距離を移動させるように構成され、前記第１の距離が、前記第２の距離よりも大きい、実施態様１に記載の手術用具。
（１５） 前記第１のアクチュエータが、前記ヨーク上に形成され、前記ハウジングの開口部を通って延在する、少なくとも１つの突出部を備える、実施態様１に記載の手術用具。
（１２） 前記ヨークが、レバーによって前記第１のアクチュエータに動作可能に結合されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１３） 前記ヨークが、ピニオン歯車によって前記第１のアクチュエータに動作可能に結合されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１４） 前記第１のアクチュエータが、第１の距離を移動して、前記ヨークに第２の距離を移動させるように構成され、前記第１の距離が、前記第２の距離よりも大きい、実施態様１に記載の手術用具。
（１５） 前記第１のアクチュエータが、前記ヨーク上に形成され、前記ハウジングの開口部を通って延在する、少なくとも１つの突出部を備える、実施態様１に記載の手術用具。
【0063】
（１６） 前記ハウジングが、ロボット手術システムのロボットアームの駆動装置に結合するように構成されている、実施態様１に記載の手術用具。
（１７） 組織をクランプするための方法であって、
手術ロボットの駆動装置用具上のモータを作動させて、前記モータに力を手術用具上のアクチュエータに印加させることを含み、前記アクチュエータの移動が、前記手術用具のハウジング内に配置されたヨークを、前記ハウジングを通って延在するシャフトアセンブリを中心に直線的に並進させ、前記ヨークの並進が、前記手術用具のエンドエフェクタ上のクランプアームを、開放位置から閉鎖位置まで移動させて、それによって、前記クランプアームとブレードとの間で組織に係合する、方法。
（１８） 前記ヨークの近位並進が、前記ヨークを遠位に付勢する付勢部材を圧縮する、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記モータが、直線力及び回転力のうちの１つを前記アクチュエータに印加して、前記ヨークを直線的に並進させる、実施態様１７に記載の方法。
（２０） 前記ヨークの第１の距離の移動が、前記クランプアームに、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合した前記組織に対して第１の力を印加させ、前記ヨークの第２の距離の更なる移動が、前記クランプアームに、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合した前記組織に対して第２の力を印加させ、前記第２の力が、前記第１の力よりも大きい、実施態様１７に記載の方法。
（１７） 組織をクランプするための方法であって、
手術ロボットの駆動装置用具上のモータを作動させて、前記モータに力を手術用具上のアクチュエータに印加させることを含み、前記アクチュエータの移動が、前記手術用具のハウジング内に配置されたヨークを、前記ハウジングを通って延在するシャフトアセンブリを中心に直線的に並進させ、前記ヨークの並進が、前記手術用具のエンドエフェクタ上のクランプアームを、開放位置から閉鎖位置まで移動させて、それによって、前記クランプアームとブレードとの間で組織に係合する、方法。
（１８） 前記ヨークの近位並進が、前記ヨークを遠位に付勢する付勢部材を圧縮する、実施態様１７に記載の方法。
（１９） 前記モータが、直線力及び回転力のうちの１つを前記アクチュエータに印加して、前記ヨークを直線的に並進させる、実施態様１７に記載の方法。
（２０） 前記ヨークの第１の距離の移動が、前記クランプアームに、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合した前記組織に対して第１の力を印加させ、前記ヨークの第２の距離の更なる移動が、前記クランプアームに、前記クランプアームと前記ブレードとの間に係合した前記組織に対して第２の力を印加させ、前記第２の力が、前記第１の力よりも大きい、実施態様１７に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】