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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】2023-07-07
(45)【発行日】2023-07-18
(54)【発明の名称】手術用ロボットアームと器具とのインターフェース接続
(51)【国際特許分類】
A61B 34/30 20160101AFI20230710BHJP
B25J 15/04 20060101ALI20230710BHJP
【ＦＩ】
A61B34/30
B25J15/04 Z
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2020541573
(86)(22)【出願日】2019-01-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-13
(86)【国際出願番号】 GB2019050237
(87)【国際公開番号】W WO2019150089
(87)【国際公開日】2019-08-08
【審査請求日】2021-04-09
(31)【優先権主張番号】1801539.6
(32)【優先日】2018-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】516210894
【氏名又は名称】シーエムアール・サージカル・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＭＲ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100087941
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 修司
(74)【代理人】
【識別番号】100112829
【弁理士】
【氏名又は名称】堤 健郎
(74)【代理人】
【識別番号】100142608
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 由佳
(74)【代理人】
【識別番号】100154771
【弁理士】
【氏名又は名称】中田 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100155963
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】100150566
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 洋樹
(74)【代理人】
【識別番号】100213470
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100220489
【弁理士】
【氏名又は名称】笹沼 崇
(72)【発明者】
【氏名】グラント・ジェームズ・オリバー
(72)【発明者】
【氏名】マーシャル・キース
(72)【発明者】
【氏名】マクブレイン・ドミニック・マーティン
【審査官】和田 将彦
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００７９７２７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１８－５０００７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２１３６５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５７９４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４２８６１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ３４／３０
Ｂ２５Ｊ １５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
手術用ロボットアームを手術器具に着脱自在にインターフェース接続するためのインターフェースアセンブリであって、
インターフェース構造体であって、
前記手術器具に面する第１面と前記手術用ロボットアームに面する第２面とを有する基部と、
前記基部の後端に取り付けられた後部であって、前記手術用ロボットアームに前記インターフェース構造体を締結させるように前記手術用ロボットアームの遠位端におけるインターフェース部の近位露出面に係合する１つ以上の締結具を備える前記後部と、を備える前記インターフェース構造体と、
前記後部上に移動可能に取り付けられ且つロック位置とアンロック位置との間で移動可能なロック要素であって、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具に係合することによって前記１つ以上の締結具を係合位置に向けて付勢し、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具に係合しないことによって前記１つ以上の締結具を前記係合位置に向けて付勢しないロック要素と、
を備えるインターフェースアセンブリ。
【請求項2】
請求項１に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で摺動可能である、インターフェースアセンブリ。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は略円筒状の内面を有する、インターフェースアセンブリ。
【請求項4】
請求項３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後部は略円筒状の内面を有するカラーを備え、前記ロック要素は前記カラーに沿って移動可能である、インターフェースアセンブリ。
【請求項5】
請求項４に記載のインターフェースアセンブリにおいて、円筒状の前記カラーは、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームと係合されたときに前記手術用ロボットアームの肩部の周囲に締まり嵌めされるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記締結具のうち１つ以上の締結具の外面は１つ以上の傾斜突起を備え、前記傾斜突起の深さは、前記ロック要素が前記アンロック位置から前記ロック位置まで移動する方向に沿って増加する、インターフェースアセンブリ。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は１つ以上の突出部を備え、各突出部は、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときに前記後部内の対応する移動止めに係合するよう構成される、インターフェースアセンブリ。
【請求項8】
請求項７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記１つ以上の突出部及び前記対応する移動止めは、前記１つ以上の突出部が前記対応する移動止めに係合したときにフィードバックを生じさせるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の前面は１つ以上のタブを備え、前記タブは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときに前記手術器具の開口内に受け入れられることで、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときの前記ロック要素の前記ロック位置からの移動を制限するように構成されている、インターフェースアセンブリ。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上の保持突起部を備え、前記保持突起部は、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記後部の後面に係合することで、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記ロック要素を前記インターフェース構造体に保持する、インターフェースアセンブリ。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上のリブを備え、前記リブは前記後部の外面内の対応する溝に係合することで、前記ロック要素が前記インターフェース構造体に対して回転することを防止する、インターフェースアセンブリ。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体はさらに外囲部を備え、前記外囲部は前記基部の対向する端同士を接続することで、前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記インターフェース構造体を前記手術用ロボットアームに保持する、インターフェースアセンブリ。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は楕円形のピンを備え、前記楕円形のピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具の円形の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
【請求項14】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は丸いピンを備え、前記丸いピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具のスロット状の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
【請求項15】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体は１つ以上のタブを備え、前記タブに、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記インターフェースアセンブリの長手方向軸心に平行な方向に前記器具の特定形状部が押し付けられることにより前記器具を前記インターフェースアセンブリに対して軸心方向に整列させる、インターフェースアセンブリ。
【請求項16】
請求項１から１５のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体の内面はピンを備え、前記ピンは、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームと係合するときに前記手術用ロボットアームの外面の対応するスロット状の凹部と係合することで、前記インターフェース構造体の長手方向軸心に垂直な方向へ前記インターフェース構造体の移動を制限する、インターフェースアセンブリ。
【請求項17】
請求項１から１６のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は前記第１面と前記第２面とを有する周縁を備え、前記周縁は中空内部を取り囲み、かつ前記器具の一部分を受け入れるように構成された開口を有し、前記開口は谷形壁を有する谷形状である、インターフェースアセンブリ。
【請求項18】
請求項１７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記谷形壁のうち１つ以上の谷形壁の外面は１つ以上のリブを備え、前記リブは、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記器具の前記一部分と係合する、インターフェースアセンブリ。
【請求項19】
請求項１から１８のいずれか一項に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は１つ以上の器具係合マーキングを備え、前記器具係合マーキングは、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられていないときは視認可能であり、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときは視認不能である、インターフェースアセンブリ。
【請求項20】
ロボットによる手術で用いられる手術用ロボットアームであって、基台と、
前記基台を前記手術用ロボットアームの遠位端におけるインターフェース部に接続する一連の関節部であって、前記インターフェース部を前記基台に対して関節接続できる前記一連の関節部と、
請求項１から１９のいずれか一項に記載の前記インターフェースアセンブリと、
前記インターフェースアセンブリを保持することによって手術器具とインターフェース接続するように構成された前記インターフェース部と、を備える手術用ロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
手術を支援及び実施するためのロボットを用いることが知られている。
【背景技術】
【0002】
図１は、基台１０８とアーム１０２と器具１０５とから構成される典型的な手術ロボット１００を示す。基台はこのロボットを支持し、自身は例えば手術室の床、手術室の天井、又は台車に強固に取り付けられる。アームは基台と器具との間で延在する。アームはその長さに沿って多数の可撓性のジョイント１０３によって関節接続される。ジョイント１０３は患者に対して所望の位置に手術器具を配置するために用いられる。手術器具はロボットアームの遠位端１０４に取り付けられる。手術器具は、手術部位に接近するように孔１０７において患者１０１の体を貫通する。器具はその遠位端において、医学的手技に従事するためのエンドエフェクタ１０６を備えている。
【0003】
図２は、ロボットによる腹腔鏡下手術を行うための典型的な手術器具２００を示す。手術器具は基台２０１を備える。基台２０１により、手術器具がロボットアームと接続される。軸２０２が基台２０１と関節部２０３との間で延在する。関節部２０３はエンドエフェクタ２０４内で終端する。図２において、一対の鋸歯状のジョーがエンドエフェクタ２０４として示されている。関節部２０３はエンドエフェクタ２０４が軸２０２に対して動くことを可能にする。関節部によってエンドエフェクタ２０４の動作に少なくとも２自由度が付与されるのが望ましい。
【0004】
外科医は典型的な胸腔鏡下手術の途中で多くの器具を使用する。この理由から、それら器具をロボットアームの端部に対して容易に且つ素早く着脱可能とすることが望ましい。そうすることで、器具を手術の途中で交換できる。従って、ロボットアームから１つの器具を取り外して異なる器具を取り付けるのにかかる時間を最小化し且つこの取り外し及び取り付けの容易さを最大化することが望ましい。
【0005】
手術室は無菌環境である。手術ロボットシステムは、患者にさらすことができる程度に無菌でなければならない。手術器具は、手術での使用前に滅菌されるが、ロボットアームは使用前に滅菌されない。その代わりに、無菌ドレープが、手術前に手術ロボット全体に亘って掛けられる。こうすることで、患者が非無菌の手術用ロボットアームにさらされることはなくなる。手術の途中で器具を交換する際に、この無菌バリアが維持されることが望ましい。
【発明の概要】
【0006】
本発明の第１の局面によるインターフェースアセンブリは、手術用ロボットアームを手術器具に着脱自在にインターフェース接続するインターフェースアセンブリであって、インターフェース構造体であって、前記手術器具に面する第１面と前記手術用ロボットアームに面する第２面とを有する基部と、前記基部の後端に取り付けられた後部であって、前記手術用ロボットアームに前記インターフェース構造体を締結させるように前記手術用ロボットアームの近位露出面に係合する１つ以上の締結具を備える前記後部と、を備える前記インターフェース構造体と、前記後部上に移動可能に取り付けられ且つロック位置とアンロック位置との間で移動可能なロック要素であって、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を係合位置に向けて付勢し、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を前記係合位置に向けて付勢しないロック要素と、を備えるインターフェースアセンブリである。
【0007】
前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で摺動可能であってもよい。
【0008】
前記ロック要素は略円筒状の内面を有してもよい。
【0009】
前記後部は略円筒状の内面を有するカラーを備えてもよく、前記ロック要素は前記カラーに沿って移動可能であってもよい。
【0010】
円筒状の前記カラーは、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームと係合されたときに前記手術用ロボットアームの肩部の周囲に締まり嵌めされるように構成されてもよい。
【0011】
前記締結具のうち１つ以上の締結具の外面は１つ以上の傾斜突起を備えてもよく、前記傾斜突起の深さは、前記ロック要素が前記アンロック位置から前記ロック位置まで移動する方向に沿って増加する。
【0012】
前記ロック要素は１つ以上の突出部を備えてもよく、各突出部は、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときに前記後部内の対応する移動止めに係合するよう構成される。
【0013】
前記１つ以上の突出部及び前記対応する移動止めは、前記１つ以上の突出部が前記対応する移動止めに係合したときにフィードバックを生じさせるように構成されてもよい。
【0014】
前記ロック要素の前面は１つ以上のタブを備えてもよく、前記タブは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときに前記手術器具の開口内に受け入れられることで、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときの前記ロック要素の前記ロック位置からの移動を制限するように構成されている。
【0015】
前記ロック要素の内面は１つ以上の保持突起部を備えてもよく、前記保持突起部は、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記後部の後面に係合することで、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記ロック要素を前記インターフェース構造体に保持する。
【0016】
前記ロック要素の内面は１つ以上のリブを備えてもよく、前記リブは前記後部の外面内の対応する溝に係合することで、前記ロック要素が前記インターフェース構造体に対して回転することを防止する。
【0017】
前記インターフェース構造体はさらに外囲部を備えてもよく、前記外囲部は前記基部の対向する端同士を接続することで、前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記インターフェース構造体を前記手術用ロボットアームに保持する。
【0018】
前記外囲部は、前記インターフェース構造体が前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記手術用ロボットアームの外面に外接するような形状を有する。
【0019】
前記基部及び前記外囲部は一体的に形成されてもよい。
【0020】
前記ロック要素はドレープ内で終端してもよい。
【0021】
前記ドレープ及び前記ロック要素は一体的に形成されてもよい。
【0022】
前記基部は楕円形のピンを備えてもよく、前記楕円形のピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具の円形の凹部内に受け入れられる。
【0023】
前記楕円形のピンは前記インターフェース構造体の長手方向軸心を横断する方向に最も長くてもよい。
【0024】
前記基部は丸いピンを備えてもよく、前記丸いピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具のスロット状の凹部内に受け入れられる。
【0025】
前記インターフェース構造体は１つ以上のタブを備えてもよく、前記タブに、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記インターフェースアセンブリの長手方向軸心に平行な方向に前記器具の特定形状部が押し付けられることにより前記器具を前記インターフェースアセンブリに対して軸心方向に整列させる。
【0026】
前記インターフェース構造体の内面はピンを備えてもよく、前記ピンは、前記インターフェースアセンブリが前記手術ロボットと係合するときに前記手術用ロボットアームの外面の対応するスロット状の凹部と係合することで、前記インターフェース構造体の長手方向軸心に垂直な方向への前記インターフェース構造体の移動を維持する。
【0027】
前記基部は前記第１面と前記第２面とを有する周縁を備えてもよく、前記周縁は中空内部を取り囲む。
【0028】
前記周縁は前記器具の一部分を受け入れるように構成された開口を有してもよく、前記開口は谷形壁を有する谷形状である。
【0029】
前記谷形壁のうち１つ以上の谷形壁の外面は１つ以上のリブを備えてもよく、前記リブは、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記器具の前記一部分と係合する。
【0030】
前記後部は前記基部の前記周縁の後端に取り付けられた後翼部を備えてもよく、前記後翼部は前記手術用ロボットアームの近位露出面を覆うように構成されている。
【0031】
前記後翼部は前記手術用ロボットアームの遠位端から離れるように前記基部に対して傾斜してもよい。
【0032】
前記インターフェース構造体はさらに前記基部の前記周縁の前端に取り付けられた前翼部を備えてもよく、前記前翼部は前記手術用ロボットアームの遠位露出面を覆うように構成されている。
【0033】
前記基部は１つ以上の器具係合マーキングを備えてもよく、前記器具係合マーキングは、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられていないときは視認可能であり、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときは視認不能である。
【0034】
前記１つ以上の器具係合マーキングは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときに前記手術器具の可動部によって隠れるように構成されてもよい。
【0035】
前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームに取り付けられているとき、前記基部は前記手術用ロボットアームの軸心方向に平行であってもよい。
【0036】
前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で回転可能であってもよい。
【0037】
本発明の第１の局面による手術用ロボットアームは、ロボットによる手術で用いられる手術用ロボットアームであって、基台と、前記基台を前記手術用ロボットアームの遠位端におけるインターフェース部に接続する一連の関節部であって、前記インターフェース部を前記基台に対して関節接続できる前記一連の関節部と、前記第１の局面の前記インターフェースアセンブリを保持することによって手術器具とインターフェース接続するように構成された前記インターフェース部と、を備える手術用ロボットアームである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
これより、添付の図面を参照しながら例を用いて本発明を説明する。図面については以下の通りである。
【図1】外科手技を行っている手術ロボットの図である。
【図2】公知の手術器具の図である。
【図3】手術ロボットの図である。
【図4】器具インターフェース部の上面図である。
【図6】インターフェース構造体が取り付けられたロボットアームの駆動アセンブリインターフェース部の図である。
【図7】ロボットアームに係合するよう位置決めされる途中の器具の図である。
【図8】ロック要素がアンロック位置にあるときの、ロック要素を有するインターフェースアセンブリの図である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
図３は基台３０１から延在するアーム３００を有する手術ロボットを示す。アームは多数の剛性のリム３０２を備える。リムは回動ジョイント３０３によって連結される。最近位リム３０２ａはジョイント３０３ａによって基台に連結される。最近位リム３０２ａ及びその他のリムは、ジョイント３０３のうち、より遠い方のジョイントによって連続して連結される。好適には、手首部３０４が４つの個々の回動ジョイントからなる。手首部３０４は一のリム（３０２ｂ）をアームの最遠位リム（３０２ｃ）に連結する。最遠位リム３０２ｃは手術器具３０６用の取付物３０５を持ち運ぶ。アームの各ジョイント３０３は、操作されることで当該ジョイントにおいて回転運動させることが可能な１つ以上のモータ３０７と、当該ジョイントにおける現在の配置及び／又は負荷に関する情報を提供する１つ以上の位置及び／又はトルクセンサ３０８と、を有する。好適には、これらモータは、自身が動作駆動するジョイントよりも近位に配置されることで重量配分が向上する。明確さのため、これらモータ及びセンサのうちいくつかのみを図３に示す。アームについては、概して本願の出願人による同時係属中の特許出願ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５３５２３に記載の通りであってもよい。
【0040】
アームは器具３０６とのインターフェース接続用の取付物３０５内で終端する。好適には、器具３０６は図２に関して記載された形状を有する。器具は８ｍｍ未満の直径を有する。好適には、器具は５ｍｍの直径を有する。器具は５ｍｍ未満の直径を有してもよい。器具の直径は軸の直径であってもよい。器具の直径は関節部の輪郭の直径であってもよい。好適には、関節部の輪郭の直径は軸の直径と一致するかそれよりも小さい。取付物３０５は器具の関節部を駆動させるための駆動アセンブリを備える。ロボットアームから器具へ駆動を伝達するために、駆動アセンブリインターフェース部の可動インターフェース部要素が器具インターフェース部の対応する可動インターフェース部要素に機械的に係合する。典型的な手術の間は、一の器具は他の器具と数回交換される。従って、器具は手術中にロボットアームに対して着脱可能である。駆動アセンブリインターフェース部の特定形状部と器具インターフェース部の特定形状部とは、互いに係合するときに駆動アセンブリインターフェース部と器具インターフェース部との整列を補助する。これにより、ユーザによるそれらの整列に求められる精度は低減する。
【0041】
器具３０６は手術を行うためのエンドエフェクタを備える。エンドエフェクタは任意の適切な形状を有してもよい。例えば、エンドエフェクタは、平坦なジョー、鋸歯状のジョー、グリッパー、鋏、縫合用の針、カメラ、レーザ、メス、ステープラー、焼灼器、吸引器であってよい。図２に関して記載したように、器具は器具軸とエンドエフェクタとの間に関節部を備える。関節部は、エンドエフェクタを器具の軸に対して移動可能にする数個のジョイントを備える。関節部におけるジョイントはケーブルなどの駆動要素により作動する。これら駆動要素は、器具軸の他方の端部において器具インターフェース部のインターフェース部要素に固定される。従って、ロボットアームは以下のように駆動をエンドエフェクタに伝達する：駆動アセンブリインターフェース部要素が動くと器具インターフェース部要素が動き、器具インターフェース部要素が駆動要素を動かし、駆動要素が関節部のジョイントを動かし、関節部のジョイントがエンドエフェクタを動かす。
【0042】
モータ用の制御器、トルクセンサ、及びエンコーダがロボットアームに対して分散配置されている。制御器は通信母線を介して制御部３０９に接続される。制御部３０９はプロセッサ３１０とメモリ３１１とを備える。メモリ３１１は非一時的にソフトウェアを記憶する。ソフトウェアはプロセッサにより実行でき、これによりモータ３０７の動作を制御してアーム３００を本明細書で記載されたように動作させる。特に、ソフトウェアにより、プロセッサ３１０を制御でき、これによりモータを（例えば分散配置された制御器を介して）センサ３０８と外科医コマンドインターフェース３１２とからの入力に応じて駆動させる。ソフトウェアの実行により生成された出力に応じてモータ３０７を駆動するため、制御部３０９はこれらのモータに接続される。センサ３０８からの感知された入力を受信するために制御部３０９はこれらのセンサに接続され、コマンドインターフェース３１２からの入力を受信するために制御部３０９はコマンドインターフェースに接続される。それぞれの接続は、例えば、電気ケーブル又は光ケーブルによるものでもよいし、無線接続によるものでもよい。コマンドインターフェース３１２は１つ以上の入力装置を備えるので、ユーザがエンドエフェクタの動作を所望の手法で要求できる。これら入力装置は、例えば、制御ハンドル又はジョイスティックなど手動操作可能な機械的入力装置又は光学的ジェスチャーセンサなどの非接触型入力装置であり得る。メモリ３１１に記憶されたソフトウェアは、これらの入力に応答し、それに応じてアーム及び器具のジョイントを所定の制御方式に従って動かすように構成されている。制御方式はコマンド入力に呼応してアーム及び器具の動作をやわらげる安全特徴を含んでもよい。従って、まとめると、コマンドインターフェース３１２における外科医は器具３０６を制御して所望の外科手技を行うように動かすことができる。制御部３０９及び／又はコマンドインターフェース３１２はアーム３００から遠く離れていてもよい。
【0043】
図４～６は、ロボットアームから器具への駆動伝達のための、駆動アセンブリインターフェース部と器具インターフェース部との例示的な機械的相互接続を示す。器具の軸４０２は器具インターフェース部４００内で終端する。器具インターフェース部４００は複数の器具インターフェース部要素４０３、４０４、４０５を備える。駆動要素対（Ａ１、Ａ２）、（Ｂ１、Ｂ２）、（Ｃ１、Ｃ２）は軸４０２の端部から器具インターフェース部４００内に延在する。駆動要素対のそれぞれは、器具インターフェース部要素のうちの１つの中で終端する。図４に示す例では、駆動要素対Ａ１、Ａ２は器具インターフェース部要素４０５内で終端し、駆動要素対Ｂ１、Ｂ２は器具インターフェース部要素４０３内で終端し、駆動要素対Ｃ１、Ｃ２は器具インターフェース部要素４０４内で終端する。
【0044】
図４及び図５は、３つの器具インターフェース部要素及び３つの駆動要素対を示す。他の例では、器具インターフェース部要素は３つより多くても少なくてもよい。駆動要素対も３つより多くても少なくてもよい。図４及び図５においては、器具インターフェース部要素と駆動要素対との間に１対１の関係が存在する。他の例では、器具インターフェース部要素と駆動要素対との間に他の任意の連結関係が存在してもよい。例えば、１つの器具インターフェース部要素が２対以上の駆動要素を駆動してもよい。他の例では、２つ以上の器具インターフェース部要素が１対の駆動要素を駆動してもよい。
【0045】
器具インターフェース部要素は器具インターフェース部内で変位可能である。示された例では、器具インターフェース部要素はレールに沿って摺動可能である。器具インターフェース部要素４０３はレール４０６に沿って摺動可能であり、器具インターフェース部要素４０４はレール４０７に沿って摺動可能であり、器具インターフェース部要素４０４はレール４０８に沿って摺動可能である。各器具インターフェース部要素は、当該器具インターフェース部要素に固定されている駆動要素対の伸長方向に平行な方向に沿って変位可能である。各器具インターフェース部要素は器具軸４０２の長手方向軸心４０９に平行な方向に変位可能である。器具インターフェース部要素が自身のレールに沿って移動すると、当該器具インターフェース部要素に固定されている駆動要素対に対して対応する移動を生じさせる。従って、器具インターフェース部要素を移動させると、駆動要素対ひいては器具のジョイントが動作駆動される。
【0046】
図４及び図５の例では、各器具インターフェース部要素はフィン５０２、５０４、５０６を備える（図５）。フィンは、当該器具インターフェース部要素のうち駆動アセンブリインターフェース部要素と係合する部分である。
【0047】
他の例では、各駆動アセンブリインターフェース部要素はフィンを備え、各器具インターフェース部要素は対応する駆動アセンブリインターフェース部要素のフィンを受け入れるための窪みを備える。
【0048】
図６はロボットアーム６０１の端部における例示的な駆動アセンブリインターフェース部６００を示す。駆動アセンブリインターフェース部６００は器具インターフェース部４００とかみ合う。駆動アセンブリインターフェース部６００は図４及び図５の器具インターフェース部の器具インターフェース部要素を受け入れるための構造を有する。具体的には、駆動アセンブリインターフェース部要素６０２、６０４、６０６は器具インターフェース部要素４０３、４０４、４０５を受け入れる。示された例では、各駆動アセンブリインターフェース部要素は対応する器具インターフェース部要素のフィン５０２、５０４、５０６を受け入れるための窪みを有する。駆動アセンブリインターフェース部要素６０２の窪み６０８は器具インターフェース部要素４０３のフィン５０２を受け入れる。駆動アセンブリインターフェース部要素６０４の窪み６１０は器具インターフェース部要素４０４のフィン５０４を受け入れる。駆動アセンブリインターフェース部要素６０６の窪み６１２は器具インターフェース部要素４０５のフィン５０６を受け入れる。
【0049】
図６は３つの駆動アセンブリインターフェース部要素を示す。他の例では、駆動アセンブリインターフェース部要素は３つより多くても少なくてもよい。図４～６では、器具インターフェース部要素と駆動アセンブリインターフェース部要素との間に１対１の関係が存在する。他の例では、器具インターフェース部要素と駆動アセンブリインターフェース部要素との間に他の任意の連結関係が存在してもよい。例えば、１つの駆動アセンブリインターフェース部要素が２つ以上の器具インターフェース部要素を駆動してもよい。他の例では、２つ以上の駆動アセンブリインターフェース部要素が１つの器具インターフェース部要素を駆動してもよい。
【0050】
各駆動アセンブリインターフェース部要素は駆動アセンブリ内で変位可能である。この変位は駆動によるものである。例えば、この変位はモータ及び親ねじ配置での駆動によるものであってもよい。示された例では、駆動アセンブリインターフェース部要素はレールに沿って摺動可能である。各駆動アセンブリインターフェース部要素はロボットアームの末端リンクの長手方向軸心６１４に平行な方向に沿って変位可能である。駆動アセンブリインターフェース部要素が自身のレールに沿って移動すると、当該駆動アセンブリインターフェース部要素に固定されている器具インターフェース部要素に対して対応する移動を生じさせる。従って、駆動アセンブリインターフェース部要素を動作駆動させると器具インターフェース部要素が動作駆動され、器具インターフェース部要素が器具のエンドエフェクタの関節部を駆動する。
【0051】
図７はロボットアームとの係合途中の器具を示す。器具インターフェース部要素４０３と駆動アセンブリインターフェース部要素６０２とが係合し器具インターフェース部要素４０４と駆動アセンブリインターフェース部要素６０４とが係合し器具インターフェース部要素４０５と駆動アセンブリインターフェース部要素６０６とが係合すると、器具インターフェース部要素と駆動アセンブリインターフェース部要素とが全て同一方向に変位可能となる。この方向はロボットアームの末端リンクの長手方向軸心６１４と器具軸の長手方向軸心４０９との両方に平行である。
【0052】
手術中、非無菌の手術ロボットと無菌手術環境との間に無菌バリアを形成するため、手術ロボットは無菌ドレープに覆われる。手術器具は、手術ロボットに取り付けられる前に滅菌される。無菌ドレープは典型的にはプラスチックシートからなる。プラスチックシートは、例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作成される。好適には、ドレープは可撓性があり及び／又は変形可能である。
【0053】
無菌ドレープは駆動アセンブリインターフェース部６００と器具インターフェース部４００との間を直接的に通らない。駆動アセンブリインターフェース部６００及び器具インターフェース部４００間をインターフェース接続するために、インターフェースアセンブリ７００がドレープに取り付けられる。
【0054】
図８及び図９は、ロボットアーム６０１に取り付けられた例示的なインターフェースアセンブリ７００を示す。インターフェースアセンブリ７００は、駆動アセンブリインターフェース部６００及び器具インターフェース部４００間をインターフェース接続するためのインターフェース構造体８０２と、インターフェース構造体８０２をロボットアーム上にロックするための可動ロック要素８０４と、を備える。好適には、ドレープはロック要素８０４に取り付けられる。しかし、他の例では、ドレープはインターフェース構造体８０２に取り付けられてもよい。インターフェース構造体８０２又はロック要素８０４はドレープと一体的に形成されてもよい。あるいは、インターフェース構造体８０２又はロック要素８０４はドレープとは別々に形成されてその後にドレープに取り付けられてもよい。いずれにしても、インターフェースアセンブリ７００は無菌である。インターフェース構造体８０２の一方側は駆動アセンブリインターフェース部と直接的に接触している。インターフェース構造体８０２の他方側は器具インターフェース部と直接的に接触している。従って、インターフェース構造体８０２は、非無菌の駆動アセンブリインターフェース部が無菌の器具インターフェース部に直接的に接することを防止することでこの２つの構成要素間の無菌バリアを維持する。
【0055】
好適には、インターフェース構造体８０２は単一の成形部品である。図８及び図９の例示的なインターフェース構造体８０２は、基部８０６と後部８０８とを備える。インターフェース構造体はさらに外囲部８１０及び／又は前翼部８１２を備えてもよい。好適には、インターフェース構造体８０２が手術用ロボットアームに取り付けられた際、基部８０６はロボットアームの末端リンク軸心方向に平行に位置する。基部８０６は、手術器具がロボットアームに取り付けられるときに当該器具に面する第１面８１４を備える。具体的には、第１面８１４は器具インターフェース部４００に面する。基部８０６は、第１面８１４に対向する第２面（図８及び図９では視認不能）を備える。第２面は、器具がロボットアームに取り付けられるときにロボットアームに面する。具体的には、第２面は駆動アセンブリインターフェース部６００に面する。第１面８１４は平坦であってもよい。第２面は平坦であってもよい。
【0056】
インターフェース構造体８０２の基部８０６は、中空内部８１８を取り囲む周縁８１６を備える。インターフェース構造体８０２がロボットアームに取り付けられるとき、周縁８１６は、手術用ロボットアームの外面によって手術用ロボットアームの縦方向に形成された境界に取り囲まれる。周縁８１６は、器具インターフェース部４００の筐体の一部分を受け入れる開口８２０を有する。手術器具の軸の端部はこの一部分内で終端する。開口８２０は、谷形壁８２２ａ及び８２２ｂを有する谷形状である。器具インターフェース部４００は接触面５０８ａ及び５０８ｂを有する。接触面５０８ａ及び５０８ｂは、器具インターフェース部がインターフェース構造体に係合するときに接触面５０８ａ、５０８ｂが谷形壁８２２ａ、８２２ｂに係合するように、谷形壁８２２ａ、８２２ｂを補完する形状を有している。好適には、接触面５０８ａ、５０８ｂは谷形壁８２２ａ、８２２ｂに対して軽く締まり嵌めされる。この接触面と谷形壁との係合は、基部８０６に対して平行であり且つインターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４に対する横方向である器具の動作を防止するよう作用する。この接触面と谷形壁との係合は、インターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４回りの器具の回転運動を防止するよう作用する。器具インターフェース部４００は好適には接触面５１０を有する。接触面５１０は、器具インターフェース部がインターフェース構造体に係合するときに開口８２０の接触面８２６に当接する。接触面８２６は長手方向軸心８２４に対する横方向である。接触面８２６は基部の前端８２８に対して平行である。前端８２８は、基部の２つの長い方の外端８３０及び８３２を結合する。
【0057】
基部８０６はピン８３４を備えてもよい。ピン８３４はインターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４上に配置されてもよい。器具インターフェース部４００は凹部５１２を備えてもよい。凹部５１２内には、インターフェース構造体８０２のピン８３４が係合する。凹部５１２は器具インターフェース部４００の長手方向軸心４０８上に配置されてもよい。ピン８３４は凹部５１２内に滑りばめされる。
【0058】
このようにピン８３４が凹部５１２内に係合し且つ接触面５１０が接触面８２６上で支持されることにより、器具がインターフェース構造体に対して軸心方向に整列する。これら係合及び支持は、インターフェース構造体に対する軸心方向への器具の移動を制限するようにも作用する。
【0059】
中空内部８１８は、駆動アセンブリインターフェース部要素と係合する器具インターフェース部要素を受け入れる。好適には、可撓材が中空内部８１８を覆う。場合によっては、可撓材は中空内部８１８の周縁８１９に接着されてもよい。他の場合としては、可撓材は中空内部８１８を覆うように器具の構造体に着脱自在に取り付けられてもよい。どちらの場合でも、可撓材は器具インターフェース部要素と駆動アセンブリインターフェース部要素との間に無菌バリアを形成する。可撓材は、穴が開いたり破れたりすることに対する耐性が良好で且つ弾力性があり低弾性率の材料であってもよい。場合によっては、可撓材はスチレンブロック共重合体であってもよい。スチレンブロック共重合体としては、Ｋｒａｔｏｎ(R)という名で販売されるものなどがある。
【0060】
あるいは、基部８０６は駆動アセンブリインターフェース部要素用の可動カバー（不図示）を支持してもよい。この支持により、器具インターフェース部要素は駆動アセンブリインターフェース部要素と直接的には接触せず、その代わりに可動カバーを介して駆動アセンブリインターフェース部要素と係合する。例えば、基部８０６は、各器具インターフェース部要素に対して１つの可動カバーを支持してもよい。この可動カバーは当該器具インターフェース部要素を受け入れ且つ対応する駆動アセンブリインターフェース部要素に受け入れられるように構成されている。各可動カバーは対応する駆動アセンブリインターフェース部要素内に滑りばめされ、各可動カバーはそれぞれのインターフェース部要素を嵌合させる。これにより、駆動アセンブリインターフェース部からインターフェース構造体を介して器具インターフェース部に効果的に駆動伝達される。周縁８１６は中空内部８１８を取り囲み、中空内部８１８は全ての可動カバーを収容してもよい。あるいは、周縁８１６は３つの中空内部を取り囲み、これら中空内部のそれぞれが可動カバーのうち１つを収容してもよい。
【0061】
後部８０８は基部の周縁８１６の後端８３６に取り付けられる。後端８３６と前端８２８との両方が基部の２つの長い方の外端８３０及び８３２を結合する。インターフェース構造体８０２がロボットアームに取り付けられるとき、前端８２８は後端８３６よりもロボットアームの自由遠位端寄りに位置する。後部８０８は、後部８０８をロボットアームの近位露出面に締結するための１つ以上の第１締結具８３８ａ、８３８ｂを備える。図８及び図９に示した例では、２つの第１締結具８３８ａ、８３８ｂがあり、そのそれぞれは開口部８３７ａ、８３７ｂを有するクリップの形状をしており、クリップはロボットアームのスリップカラーのつまみ８３９ａ、８３９ｂ上に留められるように構成されている。任意の適切な締結具を第１締結具として用いてもよい。後部８０８は基部８０６と一体に成形されてもよい。
【0062】
図８及び図９の例では、後部８０８は後翼部８４０とカラー８４２（図１５を参照）とを備える。後翼部８４０は基部８０６の周縁８１６の後端８３６に取り付けられる。後翼部８４０はロボットアームの近位露出面を覆う。後翼部８４０は好適にはロボットアームの近位露出面の形状に合致する形状を有する。好適には、後翼部８４０は基部８０６に垂直な方向Ｂに対してロボットアームの遠位端から離れるように角度αだけ傾斜する（図１５を参照）。例えば、２０°＜α＜５０°、又は３０°＜α＜４０°、又は３５°＜α＜３７°。インターフェース構造体８０２をドレープに取り付ける際、この傾斜により、ロボットアームの角部々にドレープを通す処理が行いやすくなる。
【0063】
カラー８４２は後翼部８４０に取り付けられる。好適には、カラー８４２は後翼部８４０と一体に成形される。図８及び図９の例では、カラーは略円筒状の内面を有する。カラー８４２は略円錐台状の外面を有してもよい。カラー８４２は無菌ドレープ（不図示）内で終端してもよい。あるいは、ロック要素８０４（以下により詳細に記載）は無菌ドレープ（不図示）内で終端してもよい。どちらの場合でも、無菌ドレープは手術用ロボットアームを覆う。実際には、インターフェースアセンブリ７００は、ロボットアームの端部においてロボットアーム上に軸心方向に、つまり、駆動アセンブリインターフェース部の長手方向軸心に沿って設置される。その後、ドレープはロボットアームの下方に向かってほどかれる。
【0064】
インターフェース構造体８０２はさらに外囲部８１０を備えてもよい。外囲部８１０は、基部８０６の外端のうち長い方８３０、８３２を接続する。これら長い方の外端は基部８０６の長さに沿って延びる。図８及び図９に示すように、外囲部８１０は駆動アセンブリに外接してもよい。外囲部８１０の形状は駆動アセンブリにおける、ロボットアームの外面の形状に合致してもよい。好適には、外囲部８１０は駆動アセンブリにおける、ロボットアームの外面に接触している。この接触は滑りばめによるものでもよい。この接触は鞘によるような接触でもよい。このようにして、外囲部８１０は駆動アセンブリにおける、ロボットアームの外面を圧迫する。これにより、外囲部８１０はインターフェース構造体８０２をロボットアームに保持するよう作用する。具体的には、外囲部８１０は、インターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４に対する横方向にインターフェース構造体８０２をロボットアームに保持するよう作用する。
【0065】
インターフェース構造体８０２はさらに前翼部８１２を備えてもよい。前翼部８１２は基部８０６の周縁８１６の前端８２８に取り付けられる。好適には、前翼部８１２はインターフェース構造体の基部及び外囲部と一体に成形される。前翼部８１２は手術用ロボットアームの遠位露出面を覆う。前翼部８１２の内面はロボットアームの遠位露出面の形状と合致する形状を有してもよい。前翼部８１２の外面は器具の前部の形状と合致する形状を有してもよい。
【0066】
基部８０６は複数の第２締結具８４８ａ、８４８ｂ、８４８ｃ、８４８ｄを支持してもよい。これらの第２締結具は手術器具をインターフェース構造体に保持するように手術器具に係合するためのものである。第２締結具８４８ａ、８４８ｂ、８４８ｃ、８４８ｄは基部８０６の第１面８１４から第１面８１４に対する横方向に突出する。第２締結具８４８ａ、８４８ｂ、８４８ｃ、８４８ｄは基部８０６の外端のうち長い方８３０、８３２から突出する。これら長い方の外端は基部８０６の長さに沿って延びる。これら長い方の外端は第１面と側面フランジ部とを接続する。図８及び図９の例では、第２締結具は４つある。しかし、第２締結具は４つより多くても少なくてもよい。好ましくは、第２締結具は少なくとも２つあり、その１つ１つが長い方の外端８３０、８３２のうちいずれかにある。これは、インターフェース構造体の長手方向軸心８２４に垂直な方向に器具がインターフェースアセンブリから取り外されることを防止するためである。言い換えると、器具がロボットアームと係合する際にロボットアームの末端リンク及び器具軸のそれぞれの長手方向軸心６１４及び４０９に垂直な方向に器具がインターフェースアセンブリから取り外されるのを防止するためである。
【0067】
第２締結具８４８ａ、８４８ｂ、８４８ｃ、８４８ｄは基部８０６と一体的に形成されてもよい。
【0068】
器具がインターフェースアセンブリ７００を介してロボットアームにインターフェース接続されたとき、器具の性能はインターフェースアセンブリ７００を介した器具の当該アームへの接続の質と関連付けられる。接続の質の１つの指標は、器具インターフェース部ひいては器具の能力であってアーム上で正しい場所に保持される能力である。よって、器具アセンブリ７００は、インターフェース構造体８０２をロボットアームにロックするロック要素８０４も備える。使用中にインターフェースアセンブリ８００ひいては器具がアーム上で正しい場所に確実に保持されることで、ロック要素８０４は器具の性能を向上するであろう。
【0069】
ロック要素８０４はインターフェース構造体の後部８０８に移動可能に装着される。ロック要素８０４はアンロック位置（図８）とロック位置（図９～図１０）との間で移動可能である。ロック位置では、ロック要素８０４は第１締結具８３８ａ、８３８ｂを内方に付勢することで、インターフェース構造体８０２をロボットアーム上にロックする。つまり、ロック要素は、インターフェースアセンブリ７００が手術用ロボットアームに取り付けられるときに第１締結具８３８ａ、８３８ｂを手術用ロボットアームに向けて付勢する。反対に、アンロック位置では、ロック要素８０４は第１締結具８３８ａ、８３８ｂを内方に（例えば、インターフェースアセンブリが手術用ロボットアームに取り付けられるときに手術用ロボットアームに向けて）付勢しない。図８及び図９に示すように、ロック要素８０４は円筒状の面であってもよい。この円筒の直径はカラー８４２の直径よりも大きいため、ロック要素８０４はカラー８４２の外部に搭載できる。ロック要素８０４は円錐台状であってもよい。ただし、他の例において、ロック要素が第１締結具８４８ａ、８４８ｂに大きな圧力をかけることで第１締結具８４８ａ、８４８ｂが使用中にロボットアーム（例えば、下記のつまみ８３９ａ、８３９ｂ）から外れないように確実にできる限り、ロック要素８０４は異なる形状であってもよい。例えば、ロック要素が、これらに限定されないが、繊維強化プラスチック及びマグネシウム（例えば、カメラ本体に使用されるものと同様）などの硬質の材料から作成される場合、ロック要素は代わりに半円形断面を有してもよい。ロック要素８０４がロック位置とアンロック位置との間で回転可能である場合、ロック要素８０４は概して第１締結具用の切り抜きを有した円筒状であってもよく、ロック要素がアンロック位置にあるときは切り抜きは第１締結具と整列するためロック要素は第１締結具に係合しない。
【0070】
図８及び図９の例では、ロック要素８０４はインターフェース構造体の長手方向軸心に平行な方向にカラー８４２に沿って摺動することでアンロック位置とロック位置との間を移動可能である。具体的には、ロック要素は方向Ｋに摺動することでアンロック位置からロック位置まで移動可能であり、ロック要素は方向Ｌに摺動することでロック位置からアンロック位置まで移動可能である。この例では、ロック要素８０４がロック位置に摺動すると、ロック要素８０４は第１締結具８３８ａ、８３８ｂと係合して第１締結具８３８ａ、８３８ｂを内方に押さえつける。つまり、インターフェースアセンブリが手術用ロボットアームに取り付けられるとき、ロック要素８０４は第１締結具をロボットアームに向けて且つロボットアームのつまみ８３９ａ、８３９ｂ上に押さえつける。他の例では、ロック要素８０４はカラー８４２回りに（例えば、方向Ｚに）回転することでアンロック位置とロック位置との間を移動可能としてもよい。
【0071】
第１締結具８３８ａ、８３８ｂは、自身の外面８５４に１つ以上の傾斜突起又は傾斜板８４４ａ、８４４ｂ、８４４ｃを備えてもよい。傾斜突起又は傾斜板８４４ａ、８４４ｂ、８４４ｃは、ロック要素８０４が第１締結具８３８ａ、８３８ｂを内方に（例えば、ロボットアームに向けて）付勢するのを補助する。傾斜突起又は傾斜板８４４ａ、８４４ｂ、８４４は図１０にも示されている。利点として、ロック要素８０４がロック位置に移動する方向に傾斜突起８４４ａ、８４４ｂ、８４４ｃの深さが増加することで、ロック要素８０４がロック位置に移動するにつれてロック要素８０４が第１締結具８３８ａ、８３８ｂに与える圧力が増加する。例えば、図８及び図９において、ロック要素８０４は方向Ｋ（図８）に摺動することでアンロック位置からロック位置まで移動可能であるため、傾斜突起の深さは方向Ｋに増加する。反対に、例えばロック要素８０４が方向Ｚに回転してアンロック位置からロック位置まで移動可能である場合、傾斜突起の深さは方向Ｚに増加してもよい。
【0072】
図８及び図９に示す例では、第１締結具８３８ａ、８３８ｂはそれぞれ２つの傾斜突起８４４ａ、８４４ｂ、８４４ｃ（３つのみ示されている）を備え、その１つ１つが当該第１締結具８３８ａ、８３８ｂの開口部８３７ａ、８３７ｂいずれかの側にある。こうすることで、ロック要素８０４はロック位置にあるときに第１締結具８３８ａ、８３８ｂの至る所に略等しい圧力を負荷する。これにより、使用中に確実に第１締結具８３８ａ、８３８ｂをロボットアームに取り付けられたままとすることができる。反対に、図８及び図９の第１締結具８３８ａが１つしか傾斜突起８４４ａを有していないと、例えば、第１締結具８３８ａの底はロボットアームに強固に保持されるかもしれないが、第１締結具８３８ａの上部はさほど強固に保持されず第１締結具８３８ａの上部がつまみ８３９ａから抜け落ちる可能性がある。ただし、他の例では、第１締結具８３８ａ、８３８ｂごとの傾斜突起８４４ａ、８４４ｂ、８４４ｃは２つより多くても少なくてもよい。例えば、１つのつまみに係合する１つの開口部を有する代わりに、第１締結具は２つの異なるつまみ部と係合する２つの開口部を備えてもよい。この例では、各第１締結具はこれら２つの開口部の間に位置する１つの傾斜突起を備えてもよい。
【0073】
他の例では、傾斜突起が第１突起部の外面上にある代わりに、１つ以上の傾斜突起はロック要素の内面にあってもよい。この場合、傾斜突起の深さをロック要素８０４がロック位置に移動する方向に減少させることで、ロック要素８０４がロック位置に移動するにつれてロック要素８０４が第１締結具８３８ａ、８３８ｂに与える圧力を増加させてもよい。
【0074】
手術器具が手術用ロボットアームから取り外されても、インターフェースアセンブリ７００は手術用ロボットアーム内に保持される。インターフェースアセンブリは、器具インターフェース部要素の駆動アセンブリインターフェース部要素への取り付けに比べ、より強固に手術用ロボットアームに取り付けられる。従って、インターフェースアセンブリ７００及びドレープは、器具交換中は手術用ロボットアームに取り付けられたままとなる。このように取り付けられたままとなることは、器具交換にかかる時間を短縮するうえで重要である。なぜなら、器具の取り外し後にインターフェース構造体をロボットアームに再度取り付ける必要がなくなるからである。このように取り付けられたままとなることは、器具交換時にドレープが破れる可能性を低減するうえでも重要である。ドレープが破れると、ドレープのロボットアーム側における非無菌環境によって無菌手術環境が汚染されるであろう。図８及び図９の例では、外囲部８１０の形状が駆動アセンブリにおける、ロボットアームの外部を取り囲むことと、外囲部８１０が完全に辺８３０及び８３２の長さに沿って基部８０６に接続することとによって、上記のように取り付けられたままとなる。手術用ロボットアームから離れるように基部８０６に対する横方向に力が加わったときに、外囲部８１０はより破断しにくくなる。これにより、器具インターフェース部要素が自身が駆動アセンブリインターフェース部要素において保持された位置からズレるのに比べて、外囲部８１０は自身が手術用ロボットアームに対して保持された位置からよりズレにくくなる。
【0075】
ロック要素８０４及び／又はインターフェース構造体８０２は、ロック要素８０４がインターフェース構造体８０２をロボットアームにロックするのを補助する１つ以上のロック用特定形状部を備えてもよい。例としてのロック用特定形状部を、図１０～図１４Ｄを参照しながら説明する。
【0076】
図１０、図１１Ａ、および図１１Ｂは、図８及び図９のロック用アセンブリ７００の全体又は一部の背面図である。具体的には、図１０は、ロック要素８０４がアンロック位置にある場合の、図８及び図９のインターフェースアセンブリ７００単体の背面図である。図１１Ａは図１０のロック用アセンブリの領域Ｇの拡大図である。図１１Ｂは図１０のロック用アセンブリの線Ｈ－Ｈに沿った断面を示す。図１０～図１１Ｂに示すように、ロック要素８０４は１つ以上の保持突起部又はタブ１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃ（図１０、図１１Ａ、及び図１１Ｂ）を備えてもよい。保持突起部又はタブ１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは、ロック要素８０４がアンロック位置にあるときにインターフェース構造体８０２の後部８０８に係合する。これにより、ロック要素８０４がアンロック位置にあるときにロック要素８０４をインターフェース構造体８０２上に保持する。
【0077】
図１０～図１１Ｂに示すように、保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは、ロック要素８０４の内面１００４であってロック要素８０４の遠位端１００６に最も近い内面１００４から突出してもよい。ロック要素８０４がアンロック位置にあるとき、保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは後部８０６のカラー８４２の後端１００８に係合する。保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは、ロック要素がロック位置から所定の距離以上移動するのを防止する。場合によっては、保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは、ロック要素８０４がロック位置から約１２ｍｍを超えて移動するのを防止してもよい。図１０～図１１Ｂの例では、４つの保持突起部（３つのみが示されている）があり、その１つ１つが第１締結具８３８ａ、８３８ｂのそれぞれの側においてカラー８４２と係合する。しかし、他の例では、保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃは４つより多くても少なくてもよい。
【0078】
場合によっては、ロック要素８０４はインターフェース構造体８０２から着脱自在であってもよい。この場合、ロック要素８０４は、保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃがカラー８４２の後側に位置するまでロック要素８０４をインターフェース構造体８０２の前端部を越えて（例えば、前翼部８１２を越えて）方向Ｋに摺動させることでインターフェース構造体８０２上に搭載されてもよい。保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃがカラー８４２を越えて摺動させるのを補助するために、カラー８４２は凹部１５１０ａ、１５１０ｂ（図１５）を備えてもよい。凹部１５１０ａ、１５１０ｂは、ロック要素がインターフェース構造体８０２に係合するときに保持突起部１００２ａ、１００２ｂ、１００２ｃと整列する。
【0079】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、図８及び図９のインターフェースアセンブリ７００の断面であって線Ｊ－Ｊに沿った断面の、それぞれ、斜視図及び正面図である。図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、ロック要素８０４は１つ以上のリブ１２０２ａ、１２０２ｂを備えてもよい。リブ１２０２ａ、１２０２ｂは、ロック要素８０４がインターフェース構造体８０２と係合するときに、後部８０８の対応する溝１２０４ａ、１２０４ｂに係合することでロック要素８０４がインターフェース構造体８０２に対して回転するのを防止する。図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、リブ１２０２ａ、１２０２ｂはロック要素８０４の内面１００４上に形成されてもよく、そして径方向且つ（例えば、インターフェース構造体８０２の長手方向軸心に平行な方向に）ロック要素８０４の全体又は一部分にわたって延在してもよい。同様に、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、対応する溝１２０４ａ、１２０４ｂは後部の外面上に形成されてもよい。具体的には、溝１２０４ａ、１２０４ｂ（図１５にも示されている）はカラー８４２と第１締結具８３８ａ、８３８ｂの一部分とにわたって延在してもよい。図１２Ａ及び図１２Ｂの例では、２つの溝１２０４ａ、１２０４ｂがある。溝１２０４ａ、１２０４ｂのそれぞれが第１締結具８３８ａ、８３８ｂの中央に対して整列する。しかし、他の例では、溝は２つより多くても少なくてもよく、且つ／又は溝は後部８０８上の異なる位置にあってもよい。
【0080】
図１３は、図８及び図９のインターフェースアセンブリを介してロボットアームに取り付けられた器具を示す。図８及び図９に示すように、ロック要素８０４は、ロック要素８０４の前端８４８から基部８０６の前端に向かって延在する１つ以上の器具突起部又はタブ８４６ａ、８４６ｂを備えてもよい。器具がインターフェースアセンブリ７００を介してロボットアームに取り付けられるとき、器具突起部８４６ａ、８４６ｂは手術器具の開口又は切り抜き内に受け入れられる（図１３）。ロック要素８０４がロック位置から偶然ずれた場合に、器具突起部又はタブ８４６ａ、８４６ｂは器具と係合するように移動する（例えば、器具に押し付けられる）ことでロック位置からのロック要素８０４の移動を制限する。場合によっては、器具突起部又はタブ８４６ａ、８４６ｂは、ロック要素８０４がロック位置から１ｍｍを超えて移動することを制限してもよい。言い換えると、器具突起部又はタブ８４６ａ、８４６ｂは、器具がインターフェースアセンブリに取り付けられるときにロック要素７０４がロック位置から相当量移動することを防止する。図８、図９、及び図１３に示す例では、２つの器具突起部８４６ａ、８４６ｂがある。しかし、他の例では、器具突起部８４６ａ、８４６ｂは２つより多くても少なくてもよい。
【0081】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、図８及び図９のインターフェースアセンブリの線Ｘ－Ｘに沿った断面の斜視図である。図１４Ａはアンロック位置におけるロック要素８０４を示し、図１４Ｂはロック位置におけるロック要素８０４を示す。図１４Ｃ及び図１４Ｄは図１４Ａ及び図１４Ｂのインターフェースアセンブリの、それぞれ、領域Ｑ及びＲの側面図である。図１４Ａ～図１４Ｄに示すように、ロック要素８０４はロック要素８０４の内面１００４に１つ以上の突出部１４０２を備えてもよい。突出部１４０２は、ロック要素８０４がロック位置にあるときに後部８０６の外面上の対応する移動止め又は凹部１４０４と係合する（図１４Ｂ、１４Ｄ）。突出部１４０２と移動止め１４０４との係合は、ロック要素８０４をロック位置に保持することを補助する。図１４Ａ～図１４Ｄに示す例では、突出部１４０２はロック要素８０４の内面であってロック要素の前端に最も近い内面に位置し、対応する移動止め１４０４はカラー８４２の外面であってカラーの前端に最も近い外面に位置する。これにより、ロック要素がロック位置に移動するときにのみ突出部１４０２は移動止め１４０４に係合する。２つ以上の突出部及び２つ以上の移動止め１５０４がある場合、突出部及び移動止めは、それぞれ、ロック要素８０４及びカラー８４２の周囲に等間隔に設けられてもよい。試験により以下のことが分かった。３つの等間隔の突出部及び移動止めが、ロック要素をロック位置に保持する上で特に効果的である。なぜなら、この構成においては、ロック要素８０４はカラー８４２の円周周りに等しい力を付与するからである。例によっては、突出部は１つでもよい。この突出部はロック要素８０４の内面１００４の円周周りに延在し、且つ、後部８０６の外面の円周周りに延在する１つの移動止めと係合する。
【0082】
場合によっては、１つ以上の突出部１４０２及び対応する移動止め１４０４は、突出部１４０２が対応する移動止め１４０４に係合したときに、このロック要素８０４が問題なくロック位置に移動したというフィードバックをユーザが受け取るような形状であってもよい。フィードバックは聞き取り可能なものであってもよい。例えば、突出部１４０２が移動止め１４０４に係合したときに、ユーザは聞き取り可能なカチッという音などを聞き取るものとしてもよい。あるいは又は加えて、フィードバックは力フィードバックであってもよい。例えば、ユーザがロック要素８０４をロック位置に移動したとき、ユーザは衝撃又はそれに似た力フィードバックを感じるものとしてもよい。
【0083】
【0084】
上述のように、場合によっては、器具インターフェース部４００のインターフェースアセンブリとの適切な整列は、インターフェース構造体８０２内の谷形状の開口８２０とピン８３４とを介して維持されてもよい。しかし、この構成は場合によっては不十分である可能性がある。特に、ピンがプラスチックの細いセクション上に形成されている場合は不十分である可能性がある。よって、場合によっては、インターフェース構造体８０２は器具インターフェース部４００のインターフェースアセンブリ７００との整列を補助する１つ以上の付加的な器具整列特定形状部を備えてもよい。１つ以上の器具整列特定形状部は、器具インターフェース部４００及びインターフェースアセンブリ７００間に締まり嵌めではない密な嵌合をモータらしてもよい。例としての器具整列特定形状部を図１５～図１７を参照しながら説明する。
【0085】
図１５は図８及び図９のインターフェース構造体８０２を単独で示す。器具及びインターフェース部間の整列を向上させるために、基部８０６上のピン８３４により器具の横方向整列のみが生じるものとしてもよい。この整列を達成するために、ピン８３４は器具インターフェース部内の丸い凹部５１２に係合する楕円形を有してもよい。場合によっては、楕円はインターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４に対する横方向においてより長く、インターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４に平行な方向においてより短くてもよい。あるいは、ピン８３４は丸い形状を有してもよく、器具インターフェース部４００内の対応する凹部５１２は長方形であってもよい。
【0086】
インターフェース構造体の長手方向軸心８２４に対する横方向に器具インターフェース部４００及びインターフェース構造体８０２間の締まりばめを確実にするために、谷形壁８２２ａ、８２２ｂのうち１つ以上は１つ以上のリブ１５０２を備えてもよい。リブ１５０２は、器具インターフェース部４００がインターフェースアセンブリ８０２と係合するときに器具インターフェース部と係合する。図１５のリブ１５０２は、谷の底に向かって下方に延在する。図１５の例では、２つのリブ１５０２（１つのみが示されている）があり、その１つ１つが各谷形壁８２２ａ、８２２ｂ上にある。しかし、他の例では、リブ１５０２は２つより多くても少なくてもよい。
【0087】
器具インターフェース部４００のインターフェース構造体８０２に対する軸心方向の位置決めを向上するため、インターフェース構造体８０２は１つ以上のタブ１５０４ａ、１５０４ｂ、１５０６ｃ、１５０６ｄを備えてもよい。タブ１５０４ａ、１５０４ｂ、１５０６ｃ、１５０６ｄに、器具インターフェース部がインターフェース構造体８０２と係合されたときに軸心方向（例えば、器具構造体８０２の長手方向軸心に平行な方向）に器具インターフェース部４００の特定形状部が押し付けられる。例えば、図１５に示すように、インターフェース構造体８０２は前翼部８１２上に位置する第１のタブ対１５０４ａ、１５０４ｂを有してもよい。第１のタブ対１５０４ａ、１５０４ｂのそれぞれはインターフェース構造体８０２の前部に面する面１５０８を有する。面１５０８は器具インターフェース部４００の対応する特定形状部５１４ａ、５１４ｂ（図５にも示されている）と係合する。インターフェース構造体８０２は、第１のタブ対に加え又は代えて、周縁８１６上に形成される第２のタブ対１５０６ａ、１５０６ｂを有してもよい。第２のタブ対１５０６ａ、１５０６ｂのそれぞれはインターフェース構造体８－２の後部に面する面１５１０を有する。面１５１０は器具インターフェース部４００の対応する特定形状部５１６ａ、５１６ｂと係合する。第２のタブ対１５０６ａ、１５０６ｂは周縁８１９内に凹部として形成されてもよいし、又は周縁８１９とは別々であってもよい。
【0088】
図１６及び図１７はインターフェースアセンブリ７００と係合した器具インターフェース部４００の部分断面の、それぞれ、斜視図及び上面図であり、器具インターフェース部４００と第１及び第２のタブ対１５０４ａ、１５０４ｂ、１５０６ａ、１５０８ｂとの係合を示す。具体的には、図１６及び図１７は、器具インターフェース部がインターフェース構造体８０２と係合したときの器具インターフェース部４００の特定形状部５１４ａ、５１４ｂの第１のタブ対１５０４ａ、１５０４ｂとのそれぞれの係合を示す。また、図１６及び図１７は、器具インターフェース部がインターフェース構造体と係合したときの器具インターフェース部４００の特定形状部５１６ａ、５１６ｂの第２のタブ対１５０６ａ１５０６ｂとのそれぞれの係合を示す。器具インターフェース部４００の既存の特定形状部と軸心方向に係合するタブをインターフェース構造体８０２に追加することで、器具インターフェース部４００を改良する必要なくインターフェース構造体８０２に対する器具インターフェース部の軸心方向の位置について向上できる。
【0089】
上述のように、器具がインターフェースアセンブリ７００を介してロボットアームにインターフェース接続されると、器具の性能はインターフェースアセンブリ７００を介した器具のアームへの接続の質に関連付けられる。接続の質の１つの指標は、器具インターフェース部ひいては器具の能力であってアーム上で正しい場所に保持される能力である。よって、器具の性能は、使用中にインターフェースアセンブリ８００ひいては器具がアーム上で正しい場所に確実に保持されるようロック要素８０４を用いることで向上する可能性がある。接続の質の他の指標は接続の強固さである。典型的には、接続が強固であればあるほど、より正確にロボットの移動が器具の移動に反映される。よって、器具の性能は、インターフェースアセンブリのロボットアームへの取付の強固さを増加することでさらに向上する可能性がある。これを達成するため、インターフェース構造体８０２は自身の内面にロボットアームと相互作用するための１つ以上の強固化特定形状部を備えてもよい。例としての強固化特定形状部を図１８Ａ～図２０を参照しながら説明する。
【0090】
図１８Ａはロボットアームに取り付けられた図８及び図９のインターフェース構造体８０２のＸ－Ｘに沿った断面の斜視図である。図１８Ｂは図１８Ａの領域Ｓの拡大側面図である。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、インターフェース構造体８０２の内面１８０４はピン１８０２を備えてもよい。ピン１８０２は、インターフェース構造体８０２がロボットアームと係合するときにロボットアームの凹部１８０８内に受け入れられる。凹部１８０８は、ピンが凹部１８０８と係合するときにインターフェース構造体８０２の長手方向軸心８２４に垂直な方向にインターフェース構造体８０２が移動することを制限するような形状をしている。図１８Ａ及び図１８Ｂの例では、ピン１８０２は開口８２０の後壁１８０６の内面１８０４上に位置する。しかし、他の例では、ピンはインターフェース構造体８０２の別の内面上に位置してもよい。ピン１８０２は中空であってもよい。
【0091】
図１９は、ロボットアームに取り付けられた図８及び図９のインターフェース構造体８０２の線Ｙ－Ｙに沿った断面の上面図である。図１９に示すように、インターフェース構造体８０２の１つ以上の内面１９０２ａ、１９０２ｂはリブ１９０４ａ、１９０４ｂを備えてもよい。リブ１９０４ａ、１９０４ｂは、インターフェース構造体８０２がロボットアームと係合するときにロボットアームの外面１９０６ａ、１９０６ｂと係合する。リブは長手方向軸心８２４に対する横方向へのインターフェース構造体８０２の動作に抵抗するよう作用する。図１９の例では、各谷形壁８２２ａ、８２２ｂの内面１９０２ａ、１９０２ｂ上に１つのリブ１９０４ａ、１９０４ｂがある。これらリブ１９０４ａ、１９０４ｂにより、ロボットアームの遠位端における対応する谷形壁への締まりばめが生じる。しかし、他の例では、リブはインターフェース構造体８０２の他の内面上に位置してもよい。
【0092】
図２０は、ロボットアームに取り付けられた図８及び図９のインターフェースアセンブリ構造体８０２の線Ｘ－Ｘに沿った断面の側面図である。図２０に示すように、後部８０８のカラー８４２はロボットアーム６０１の肩部２００２に軽く締まり嵌めされるように構成されてもよい。場合によっては、肩部２００２はロボットアームの最終ロールジョイントの軸心と同心円となるように構成されもよい。この場合、インターフェース構造体８０２のカラー８４２を肩部２００２に軽くインターフェース嵌合させることで、器具軸を最終ロールの軸心と整列させることができると共にカラー８４２が最終ロールの軸心と確実に同心円となる。
【0093】
図２１Ａは図８及び図９のインターフェースアセンブリ７００と部分的に係合した器具を示す。図２１Ｂは図８及び図９のインターフェース構造体８０２に完全に係合した器具を示す。図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、インターフェース構造体８０２は１つ以上の器具係合マーキング２１０２ａ、２１０２ｂを備えてもよい。器具係合マーキング２１０２ａ、２１０２ｂは、器具がインターフェース構造体８０２に完全に又は適切に係合していないときは視認可能であり（図２１Ａ）、器具がインターフェース構造体８０２に完全に又は適切に係合しているときは視認不能である（図２１Ｂ）。このようなマーキング２１０２ａ、２１０２ｂは、器具がインターフェース構造体８０２に適切に係合しているかどうかを視覚的に示す。マーキングは、これに限定されないが、赤などのインターフェースアセンブリ７００の他箇所に対して区別可能な色を有してもよい。区別可能な色を有することにより器具マーキングを目立たせることができる。これにより、器具がインターフェースアセンブリ７００に適切に係合しているかどうかをロボットアームの近くの人が素早く判断しやすくなる。
【0094】
図２１Ａ及び図２１Ｂの例では、複数対に区分された４つの器具係合マーキング２１０２ａ、２１０２ｂ（２つのみが示されている）がある。各対の係合マーキング２１０２ａ、２１０２ｂは、器具がインターフェース構造体８０２と完全に又は適切に係合するときに当該器具係合マーキング対２１０２ａが器具の係合部１３０４によって覆われるように基部８０６の第１面８１４上に且つ第２締結具対８４８ａ、８４８ｂ、８４８ｃ、８４８ｄの間に位置する。具体的には、図２１Ａ及び図２１Ｂの例では、各対の器具係合マーキング２１０２ａ、２１０２ｂは係合部１３０４の対向し合う端部１３０６によって覆われる。しかし、他の例では、器具係合マーキングは４つより多くてもよく、又は器具係合マーキングは４つより少なくてもよい。加えて／あるいは、器具係合マーキングは、器具の別の構成要素によって覆われるように別の位置にあってもよい。
【0095】
上述のように、図１３は手術用ロボットアームと手術器具とが係合された構成を示す。図１３の例では、手術器具は本体１３０２と２つの係合部１３０４（１つが示されている）とを備える。本体１３０２と２つの係合部１３０４の全てが、図４及び図５に示される器具インターフェース部４００を覆う。係合部は器具インターフェース部の対向し合う側にある。一方の係合部は器具インターフェース部の一方側にある第２締結具と係合し、他方の係合部は器具インターフェース部の他方側にある第２締結具と係合する。各係合部は、器具軸４０８の長手方向軸心を横断する方向である方向Ａに本体に対して変位可能である。各係合部１３０４は器具の内部に向かって方向Ａに沿って変位可能である。
【0096】
器具の外側本体１３０２及びロボットアームの外側本体は、器具がロボットアームにドッキングするときに円錐台状となるような形状としている。
【0097】
係合部１３０４は係合位置に向けて付勢される。係合部は、例えば、自身の位置を係合位置に向けて付勢するようにバネ式であってもよい。
【0098】
インターフェース構造体８０２は手術器具から無線信号を受信するための無線受信器をさらに備えてもよい。好ましくは、無線受信器は、例えばＮＦＣ、ＷｉＦｉ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの狭域の通信プロトコルに従って動作する。受信器は手術器具に関する信号を受信する。例えば、受信器は、手術器具の以下の特性のうち１つ以上に関する信号を受信してもよい：識別性、タイプ、起点、ステータス、使用した回数、使用した時間の長さ、使用期限までに使用可能な回数、使用期限までに使用可能な時間の長さ。無線受信器はインターフェース構造体上のどこに配置されてもよい。好ましくは、手術用ロボットアームに面するインターフェース構造体の側に配置される。無線受信器は、無線信号を手術器具に送信するための送信器も組み込んだ無線送受信機であってもよい。
【0099】
手術器具は、上述のように無線信号をインターフェース構造体に送信するための無線送信器を備えてもよい。手術器具は、上述のように無線通信を送受信するための無線送受信機を備えてもよい。
【0100】
好適には、インターフェースアセンブリ７００は、手術開始前のセットアップ手順の一環としてロボットアームが無菌ドレープに覆われながら駆動アセンブリに締結される。具体的には、インターフェースアセンブリ７００（インターフェースアセンブリ７０２上に取り付けられたロックリング８０４がアンロック位置にある）は、軸心方向Ｋに力をかけることでロボットアーム上に押込んで嵌められる（図８及び図９を参照）。このように押込んで嵌められることで、第１締結具８３８ａ、８３８ｂがロボットアームと係合する。ロック要素８０４はロック位置に押されることでインターフェースアセンブリ８０２をロボットアームにロックする。一旦インターフェースアセンブリ７００がアーム上にロックされると、ドレープはロボットアームの下方に向かってほどかれる。
【0101】
手術中のある時点で、器具は別の器具と交換される可能性がある。器具は、ユーザが係合部１３０４を係合解除位置に到達するまで方向Ａに動かすことでインターフェース構造体８０２から取り外される。ユーザは、器具軸の長手方向軸心４０８に垂直な方向Ｂにインターフェース構造体から遠ざけるように器具を持ち上げてインターフェース構造体から離す。異なる器具を上述のようにインターフェース構造体に取り付けることができる。
【0102】
この方法により、患者を非無菌環境に晒すことなく手術中に器具をロボットアームに対して素早く且つ容易に着脱できる。器具は器具の軸４０２に垂直な方向に持ち上げてロボットアームから離すことで取り外されるため、器具の着脱の際に患者内に器具を押し込んでしまうリスクがない。
【0103】
図面に示された第１締結具はロボットアームの凹部内に留めるためのクリップの形状を有する。図面に示された第２締結具は器具からプラグ／ニブを受け入れるための受け口の形状を有する。しかし、締結具は任意の適切な形状であってもよく、例えば、クリップ、留め金、バックル、掛け金、プラグ、受け口、ホック、小穴、スナップ、鳩目、ボタン、マジックテープ（登録商標）であってもよい。ただし、以下の基準を満たすこととする：
１）インターフェース構造体は、器具が取り外されるときにロボットアームに取り付けられたままとなる。
２）インターフェース構造体、器具、及びロボットアームは、器具の関節部がロボットアームによって駆動されても互いにずれず、これにより器具は制御卓により生成された制御信号に応じて想定通りに移動及び作動することになる。
１）インターフェース構造体は、器具が取り外されるときにロボットアームに取り付けられたままとなる。
２）インターフェース構造体、器具、及びロボットアームは、器具の関節部がロボットアームによって駆動されても互いにずれず、これにより器具は制御卓により生成された制御信号に応じて想定通りに移動及び作動することになる。
【0104】
器具は手術以外の目的にも用いられ得る。例えば、器具は美容目的の処置に用いられ得る。
【0105】
本出願人は、本明細書に説明する個別の特徴を単独で、また、それら２つ以上の特徴の任意の組み合わせとして、ここに開示する。ただし、本明細書に開示された何らかの問題がそれらの特徴又はその組み合わせによって解決されるか否かに関係なく、かつ本願請求項の範囲に限定されることなく、それらの特徴又はその組み合わせを本明細書全体に基づき当業者にとって周知の一般的知識を踏まえて実行できることを前提とする。本出願人は、本発明の態様がかかる個別の特徴又はその組み合わせのいずれによっても構成されうることを明示する。上述の説明に鑑み、当業者にとって明白であるように、本発明の範囲内でさまざまな改変を加えることが可能である。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
［態様１］
手術用ロボットアームを手術器具に着脱自在にインターフェース接続するためのインターフェースアセンブリであって、
インターフェース構造体であって、
前記手術器具に面する第１面と前記手術用ロボットアームに面する第２面とを有する基部と、
前記基部の後端に取り付けられた後部であって、前記手術用ロボットアームに前記インターフェース構造体を締結させるように前記手術用ロボットアームの近位露出面に係合する１つ以上の締結具を備える前記後部と、を備える前記インターフェース構造体と、
前記後部上に移動可能に取り付けられ且つロック位置とアンロック位置との間で移動可能なロック要素であって、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を係合位置に向けて付勢し、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を前記係合位置に向けて付勢しないロック要素と、
を備えるインターフェースアセンブリ。
［態様２］
態様１に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で摺動可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様３］
態様１又は２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は略円筒状の内面を有する、インターフェースアセンブリ。
［態様４］
態様３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後部は略円筒状の内面を有するカラーを備え、前記ロック要素は前記カラーに沿って移動可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様５］
態様４に記載のインターフェースアセンブリにおいて、円筒状の前記カラーは、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームと係合されたときに前記手術用ロボットアームの肩部の周囲に締まり嵌めされるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様６］
態様１から５のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記締結具のうち１つ以上の締結具の外面は１つ以上の傾斜突起を備え、前記傾斜突起の深さは、前記ロック要素が前記アンロック位置から前記ロック位置まで移動する方向に沿って増加する、インターフェースアセンブリ。
［態様７］
態様１から６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は１つ以上の突出部を備え、各突出部は、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときに前記後部内の対応する移動止めに係合するよう構成される、インターフェースアセンブリ。
［態様８］
態様７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記１つ以上の突出部及び前記対応する移動止めは、前記１つ以上の突出部が前記対応する移動止めに係合したときにフィードバックを生じさせるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様９］
態様１から８のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の前面は１つ以上のタブを備え、前記タブは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときに前記手術器具の開口内に受け入れられることで、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときの前記ロック要素の前記ロック位置からの移動を制限するように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様１０］
態様１から９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上の保持突起部を備え、前記保持突起部は、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記後部の後面に係合することで、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記ロック要素を前記インターフェース構造体に保持する、インターフェースアセンブリ。
［態様１１］
態様１から１０のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上のリブを備え、前記リブは前記後部の外面内の対応する溝に係合することで、前記ロック要素が前記インターフェース構造体に対して回転することを防止する、インターフェースアセンブリ。
［態様１２］
態様１から１１のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体はさらに外囲部を備え、前記外囲部は前記基部の対向する端同士を接続することで、前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記インターフェース構造体を前記手術用ロボットアームに保持する、インターフェースアセンブリ。
［態様１３］
態様１２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記外囲部は、前記インターフェース構造体が前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記手術用ロボットアームの外面に外接する形状を有する、インターフェースアセンブリ。
［態様１４］
態様１２又は１３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部及び前記外囲部は一体的に形成される、インターフェースアセンブリ。
［態様１５］
態様１から１４のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素はドレープ内で終端する、インターフェースアセンブリ。
［態様１６］
態様１５に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ドレープ及び前記ロック要素は一体的に形成される、インターフェースアセンブリ。
［態様１７］
態様１から１６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は楕円形のピンを備え、前記楕円形のピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具の円形の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
［態様１８］
態様１７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記楕円形のピンは前記インターフェース構造体の長手方向軸心を横断する方向に最も長い、インターフェースアセンブリ。
［態様１９］
態様１から１６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は丸いピンを備え、前記丸いピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具のスロット状の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
［態様２０］
態様１から１９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体は１つ以上のタブを備え、前記タブに、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記インターフェースアセンブリの長手方向軸心に平行な方向に前記器具の特定形状部が押し付けられることにより前記器具を前記インターフェースアセンブリに対して軸心方向に整列させる、インターフェースアセンブリ。
［態様２１］
態様１から２０のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体の内面はピンを備え、前記ピンは、前記インターフェースアセンブリが前記手術ロボットと係合するときに前記手術用ロボットアームの外面の対応するスロット状の凹部と係合することで、前記インターフェース構造体の長手方向軸心に垂直な方向への前記インターフェース構造体の移動を維持する、インターフェースアセンブリ。
［態様２２］
態様１から２１のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は前記第１面と前記第２面とを有する周縁を備え、前記周縁は中空内部を取り囲む、インターフェースアセンブリ。
［態様２３］
態様２２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記周縁は前記器具の一部分を受け入れるように構成された開口を有し、前記開口は谷形壁を有する谷形状である、インターフェースアセンブリ。
［態様２４］
態様２３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記谷形壁のうち１つ以上の谷形壁の外面は１つ以上のリブを備え、前記リブは、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記器具の前記一部分と係合する、インターフェースアセンブリ。
［態様２５］
態様２２から２４のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後部は前記基部の前記周縁の後端に取り付けられた後翼部を備え、前記後翼部は前記手術用ロボットアームの近位露出面を覆うように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様２６］
態様２５に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後翼部は前記手術用ロボットアームの遠位端から離れるように前記基部に対して傾斜している、インターフェースアセンブリ。
［態様２７］
態様２２から２６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体はさらに前記基部の前記周縁の前端に取り付けられた前翼部を備え、前記前翼部は前記手術用ロボットアームの遠位露出面を覆うように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様２８］
態様１から２７のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は１つ以上の器具係合マーキングを備え、前記器具係合マーキングは、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられていないときは視認可能であり、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときは視認不能である、インターフェースアセンブリ。
［態様２９］
態様２８に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記１つ以上の器具係合マーキングは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときに前記手術器具の可動部によって隠れるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様３０］
態様１から２９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームに取り付けられているとき、前記基部は前記手術用ロボットアームの軸心方向に平行である、インターフェースアセンブリ。
［態様３１］
態様１に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で回転可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様３２］
ロボットによる手術で用いられる手術用ロボットアームであって、
基台と、
前記基台を前記手術用ロボットアームの遠位端におけるインターフェース部に接続する一連の関節部であって、前記インターフェース部を前記基台に対して関節接続できる前記一連の関節部と、
態様１から３１のいずれかに記載の前記インターフェースアセンブリを保持することによって手術器具とインターフェース接続するように構成された前記インターフェース部と、
を備える手術用ロボットアーム。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
［態様１］
手術用ロボットアームを手術器具に着脱自在にインターフェース接続するためのインターフェースアセンブリであって、
インターフェース構造体であって、
前記手術器具に面する第１面と前記手術用ロボットアームに面する第２面とを有する基部と、
前記基部の後端に取り付けられた後部であって、前記手術用ロボットアームに前記インターフェース構造体を締結させるように前記手術用ロボットアームの近位露出面に係合する１つ以上の締結具を備える前記後部と、を備える前記インターフェース構造体と、
前記後部上に移動可能に取り付けられ且つロック位置とアンロック位置との間で移動可能なロック要素であって、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を係合位置に向けて付勢し、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときは前記１つ以上の締結具を前記係合位置に向けて付勢しないロック要素と、
を備えるインターフェースアセンブリ。
［態様２］
態様１に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で摺動可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様３］
態様１又は２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は略円筒状の内面を有する、インターフェースアセンブリ。
［態様４］
態様３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後部は略円筒状の内面を有するカラーを備え、前記ロック要素は前記カラーに沿って移動可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様５］
態様４に記載のインターフェースアセンブリにおいて、円筒状の前記カラーは、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームと係合されたときに前記手術用ロボットアームの肩部の周囲に締まり嵌めされるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様６］
態様１から５のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記締結具のうち１つ以上の締結具の外面は１つ以上の傾斜突起を備え、前記傾斜突起の深さは、前記ロック要素が前記アンロック位置から前記ロック位置まで移動する方向に沿って増加する、インターフェースアセンブリ。
［態様７］
態様１から６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は１つ以上の突出部を備え、各突出部は、前記ロック要素が前記ロック位置にあるときに前記後部内の対応する移動止めに係合するよう構成される、インターフェースアセンブリ。
［態様８］
態様７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記１つ以上の突出部及び前記対応する移動止めは、前記１つ以上の突出部が前記対応する移動止めに係合したときにフィードバックを生じさせるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様９］
態様１から８のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の前面は１つ以上のタブを備え、前記タブは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときに前記手術器具の開口内に受け入れられることで、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合されたときの前記ロック要素の前記ロック位置からの移動を制限するように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様１０］
態様１から９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上の保持突起部を備え、前記保持突起部は、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記後部の後面に係合することで、前記ロック要素が前記アンロック位置にあるときに前記ロック要素を前記インターフェース構造体に保持する、インターフェースアセンブリ。
［態様１１］
態様１から１０のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素の内面は１つ以上のリブを備え、前記リブは前記後部の外面内の対応する溝に係合することで、前記ロック要素が前記インターフェース構造体に対して回転することを防止する、インターフェースアセンブリ。
［態様１２］
態様１から１１のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体はさらに外囲部を備え、前記外囲部は前記基部の対向する端同士を接続することで、前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記インターフェース構造体を前記手術用ロボットアームに保持する、インターフェースアセンブリ。
［態様１３］
態様１２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記外囲部は、前記インターフェース構造体が前記手術用ロボットアーム上に係合するときに前記手術用ロボットアームの外面に外接する形状を有する、インターフェースアセンブリ。
［態様１４］
態様１２又は１３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部及び前記外囲部は一体的に形成される、インターフェースアセンブリ。
［態様１５］
態様１から１４のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素はドレープ内で終端する、インターフェースアセンブリ。
［態様１６］
態様１５に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ドレープ及び前記ロック要素は一体的に形成される、インターフェースアセンブリ。
［態様１７］
態様１から１６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は楕円形のピンを備え、前記楕円形のピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具の円形の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
［態様１８］
態様１７に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記楕円形のピンは前記インターフェース構造体の長手方向軸心を横断する方向に最も長い、インターフェースアセンブリ。
［態様１９］
態様１から１６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は丸いピンを備え、前記丸いピンは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記手術器具のスロット状の凹部内に受け入れられる、インターフェースアセンブリ。
［態様２０］
態様１から１９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体は１つ以上のタブを備え、前記タブに、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記インターフェースアセンブリの長手方向軸心に平行な方向に前記器具の特定形状部が押し付けられることにより前記器具を前記インターフェースアセンブリに対して軸心方向に整列させる、インターフェースアセンブリ。
［態様２１］
態様１から２０のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体の内面はピンを備え、前記ピンは、前記インターフェースアセンブリが前記手術ロボットと係合するときに前記手術用ロボットアームの外面の対応するスロット状の凹部と係合することで、前記インターフェース構造体の長手方向軸心に垂直な方向への前記インターフェース構造体の移動を維持する、インターフェースアセンブリ。
［態様２２］
態様１から２１のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は前記第１面と前記第２面とを有する周縁を備え、前記周縁は中空内部を取り囲む、インターフェースアセンブリ。
［態様２３］
態様２２に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記周縁は前記器具の一部分を受け入れるように構成された開口を有し、前記開口は谷形壁を有する谷形状である、インターフェースアセンブリ。
［態様２４］
態様２３に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記谷形壁のうち１つ以上の谷形壁の外面は１つ以上のリブを備え、前記リブは、前記器具が前記インターフェースアセンブリと係合しているときに前記器具の前記一部分と係合する、インターフェースアセンブリ。
［態様２５］
態様２２から２４のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後部は前記基部の前記周縁の後端に取り付けられた後翼部を備え、前記後翼部は前記手術用ロボットアームの近位露出面を覆うように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様２６］
態様２５に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記後翼部は前記手術用ロボットアームの遠位端から離れるように前記基部に対して傾斜している、インターフェースアセンブリ。
［態様２７］
態様２２から２６のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェース構造体はさらに前記基部の前記周縁の前端に取り付けられた前翼部を備え、前記前翼部は前記手術用ロボットアームの遠位露出面を覆うように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様２８］
態様１から２７のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記基部は１つ以上の器具係合マーキングを備え、前記器具係合マーキングは、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられていないときは視認可能であり、手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときは視認不能である、インターフェースアセンブリ。
［態様２９］
態様２８に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記１つ以上の器具係合マーキングは、前記手術器具が前記インターフェースアセンブリに完全に取り付けられているときに前記手術器具の可動部によって隠れるように構成されている、インターフェースアセンブリ。
［態様３０］
態様１から２９のいずれかに記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記インターフェースアセンブリが前記手術用ロボットアームに取り付けられているとき、前記基部は前記手術用ロボットアームの軸心方向に平行である、インターフェースアセンブリ。
［態様３１］
態様１に記載のインターフェースアセンブリにおいて、前記ロック要素は前記ロック位置と前記アンロック位置との間で回転可能である、インターフェースアセンブリ。
［態様３２］
ロボットによる手術で用いられる手術用ロボットアームであって、
基台と、
前記基台を前記手術用ロボットアームの遠位端におけるインターフェース部に接続する一連の関節部であって、前記インターフェース部を前記基台に対して関節接続できる前記一連の関節部と、
態様１から３１のいずれかに記載の前記インターフェースアセンブリを保持することによって手術器具とインターフェース接続するように構成された前記インターフェース部と、
を備える手術用ロボットアーム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19】
【図20】
【図21A】
【図21B】