特許 7314337 手術器具と遠隔操作アクチュエータとの間の無菌障壁

(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】2023-07-14

(45)【発行日】2023-07-25

(54)【発明の名称】手術器具と遠隔操作アクチュエータとの間の無菌障壁

(51)【国際特許分類】

   A61B 46/10 20160101AFI20230718BHJP

【ＦＩ】

A61B46/10

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022023606

(22)【出願日】2022-02-18

(62)【分割の表示】P 2019199985の分割

【原出願日】2015-03-17

(65)【公開番号】P2022059076

(43)【公開日】2022-04-12

【審査請求日】2022-03-07

(31)【優先権主張番号】61/954,497

(32)【優先日】2014-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】61/954,557

(32)【優先日】2014-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】61/954,502

(32)【優先日】2014-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】61/954,595

(32)【優先日】2014-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】61/954,571

(32)【優先日】2014-03-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/019,318

(32)【優先日】2014-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/103,991

(32)【優先日】2015-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/104,306

(32)【優先日】2015-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】510253996

【氏名又は名称】インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】モリセット，タイラー ジェイ

(72)【発明者】

【氏名】ダッチス セカンド，グレゴリー ダブリュ

(72)【発明者】

【氏名】シェナ，ブルース マイケル

【審査官】木村 立人

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１１－５１６１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００３６４５２（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５０２２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－３４８３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３４／００ ― ３４／３７

Ａ６１Ｂ ４６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

器具無菌ドレープを組み立てる方法であって、
プラスチックシートに第１の開口を作ることと、
アクチュエータと制御面とを含むキャリッジの周りに適合するように成形されたパウチを提供することであって、前記パウチは、前記キャリッジでの前記パウチの装着状態において前記制御面に隣接するように配置される第２の開口を含む、提供することと、
前記プラスチックシートにある前記第１の開口の上で前記パウチを前記プラスチックシートに封止することと、
前記キャリッジでの前記パウチの装着状態において前記制御面と係合可能であるように前記第２の開口に隣接する前記パウチの第１の側に器具無菌アダプタの底プレートを配置し、前記第１の側とは反対の前記第２の開口に隣接する前記パウチの第２の側に前記器具無菌アダプタの頂プレートを配置することと、
前記底プレートと前記頂プレートとの間で前記第２の開口を取り囲む前記パウチの部分を保持するように前記底プレートと前記頂プレートとを接合することとを含む、
方法。

【請求項2】

前記プラスチックシートは、チューブの形態における約１００マイクロメートル（０．００４インチ）の厚さの熱可塑性ポリウレタンの単一の層であり、前記プラスチックシートは、潤滑剤を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記パウチを通じて前記頂プレートと前記底プレートとの間にピンを通し且つ該ピンを熱でかしめることによって、恒久的なアセンブリを形成するために前記頂プレートを前記底プレートに接合することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

比較的剛的な領域をもたらすよう、前記パウチにある前記第２の開口の周りで前記パウチに補剛材を接合することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）の層とポリエチレンテレフタレート共重合体（ＰＥＴＧ）の層とを含むシートを共押出しすること、
前記シートから前記補剛材を切断すること、及び
熱封止によって前記補剛材を前記パウチに接合することを更に含む、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記パウチを前記頂プレートと前記底プレートとの間に保持するよう、前記第２の開口に隣接して接着剤を塗布することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記パウチは、前記キャリッジの周りに遊び嵌めをもたらすように形成される、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

手術器具のための制御構成を含むキャリッジの周りに適合するよう成形されるパウチであって、前記キャリッジでのパウチの装着状態において前記制御構成に隣接するように配置される第２の開口を有する、パウチと、
第１の開口を有するプラスチックシートであって、前記パウチは前記第１の開口の上で封止される、プラスチックシートと、
前記パウチの前記第２の開口に隣接して前記パウチに封止される器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）と、を含み、
前記器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）は、
前記キャリッジへの前記器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）の取付状態において前記キャリッジの前記制御構成と係合し、
前記器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）への前記手術器具の取付状態において前記手術器具の制御構成と係合する
ように構成され、
前記器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）は、前記パウチの第１の側に配置される底プレートと、前記パウチの反対側の第２の側に配置され、前記底プレートに接合される、頂プレートとを含む、
器具無菌ドレープ。

【請求項9】

前記頂プレートは、前記パウチを通じて前記頂プレートと前記底プレートとの間を通るピンを熱でかしめることによって、前記底プレートに接合されている、請求項８に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項10】

前記底プレートと前記頂プレートとの間に保持される前記パウチの部分に対応する比較的剛的な領域をもたらすよう、前記第２の開口の周りで前記パウチに連結される補剛材を更に含む、請求項９に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項11】

前記補剛材は、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）の層とポリエチレンテレフタレート共重合体（ＰＥＴＧ）の層を含む、請求項１０に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項12】

前記プラスチックシートは、チューブの形態における約１００マイクロメートル（０．００４インチ）の厚さの熱可塑性ポリウレタンの単一の層であり、前記プラスチックシートは、潤滑剤を含む、請求項８乃至１１のうちのいずれか１項に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項13】

前記パウチは、ポリウレタンで作られている、請求項８乃至１２のうちのいずれか１項に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項14】

前記パウチは、前記キャリッジの周りに遊び嵌めをもたらすように成形されている、請求項８乃至１３のうちのいずれか１項に記載の器具無菌ドレープ。

【請求項15】

前記キャリッジの前記制御構成及び前記手術器具の前記制御構成は、前記キャリッジのアクチュエータからの動きを前記手術器具に伝達するように構成される、請求項８乃至１４のうちのいずれか１項に記載の器具無菌ドレープ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の参照）
この出願は、以下の先に出願された出願の優先権の権利を主張する。
米国 ６１／９５４，４９７ ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国 ６１／９５４，５０２ ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国 ６１／９５４，５５７ ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国 ６１／９５４，５７１ ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国 ６１／９５４，５９５ ２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国 ６２／０１９，３１８ ２０１４年６月３０日（30-06-2014）
米国 ６２／１０３，９９１ ２０１５年１月１５日（15-01-2015）
米国 ６２／１０４，３０６ ２０１５年１月１６日（16-01-2015）
これらの出願の各々を、許容される最大の程度まで、ここに参照として特に援用する。

【0002】

本発明の実施態様は、外科ドレープの分野に関し、より具体的には、手術器具を取り付ける装備を備える遠隔操作アクチュエータのための外科ドレープに関する。

【背景技術】

【0003】

診断的又は外科的な処置の間に損傷させられることがある外来組織(extraneous tissue)の量を減少させ、それにより、患者の回復時間、不快感、及び有害な副作用を減少させるために、最小侵襲的な医療技法が用いられている。従来的な形態の最小侵襲的な手術は、内視鏡検査を含む。より一般的な形態の内視鏡検査の１つは、腹腔鏡検査であり、腹腔鏡検査は、腹腔内の最小侵襲的な検査又は手術である。従来的な腹腔鏡手術では、患者の腹腔にガスが通気され、カニューレスリーブが患者の腹部の筋系にある小さな（約１２ｍｍ）の切開部に通されて、腹腔鏡手術器具を封止された仕方で通し得る進入ポートを提供する。

【0004】

腹腔鏡手術器具は、一般的には、手術野及びエンドエフェクタを有する手術器具を見るための腹腔鏡を含む。典型的な手術エンドエフェクタは、例えば、クランプ(clamps)、グラスパ(graspers)、鋏(scissors)、ステープル(staples)、及び針ホルダ(needle holders)を含む。手術器具は、例えば、操作者がエンドエフェクタを手術部位に導入し且つ患者の体の外側から手術部位に対するエンドエフェクタの動きを制御するのを可能にするために、各手術器具の作業端又はエンドエフェクタが約３０ｃｍの長さの延長チューブによってそのハンドルから分離される点を除き、従来的な（観血）手術において用いられるものと類似する。

【0005】

エンドエフェクタの改良された制御をもたらすために、遠隔操作アクチュエータで手術器具を制御することが望ましいことがある。外科医は、遠隔操作アクチュエータに接続される器具を間接的に操作するためにコンソールにある制御装置を作動させることがある。手術器具を別個に殺菌し、遂行されるべき外科処置のための必要とされる器具として使用のために選択し得るよう、手術器具は遠隔操作アクチュエータに取り外し可能に連結される。一連の手術の間に手術器具を交換してよい。

【0006】

遠隔操作手術器具を用いて手術を執り行うことは新たな挑戦を生む。１つの挑戦は、患者に隣接する領域を無菌状態に維持する必要である。しかしながら、典型的には、手術器具を制御するのに必要なモータ、センサ、エンコーダ、及び電気接続部を、従来的な方法、例えば、蒸気、熱及び圧力、又は化学物質を用いて殺菌し得ない。何故ならば、それらは殺菌プロセス中に損傷させられ或いは破壊されるからである。

【0007】

遠隔操作手術システムの他の挑戦は、多数の接続部が手術器具と遠隔操作アクチュエータ及びそのコントローラとの間に必要とされることである。接続部は、アクチュエータ力、電気信号、及びデータを送信することが要求される。これは遠隔操作アクチュエータ及びそのコントローラへの手術器具の取付けを複雑にする。

【0008】

サーボ作動される遠隔操作手術システムの更に他の挑戦は、手術室が精密な機械的アセンブリを準備するための理想的な環境でないことである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

手術システムの遠隔操作アクチュエータとアクチュエータによって制御される手術器具との間の効果的な無菌障壁インターフェースを提供することが望ましい。既知の無菌障壁インターフェースは効果的であるが、患者側の手術人員についての作業の流れを向上させ且つ遠隔操作手術器具設計及び能力の進歩に順応する必要は、無菌インターフェースの改良を要求する。所要の改良の中には、無菌障壁インターフェースを（その関連する無菌障壁ドレープと共に）アクチュエータの機械的な駆動要素に並びに手術システムの情報通信インターフェース地点に素早く容易に確実に取り付ける能力、アクチュエータの機械的な駆動機能及びシステムの情報通信機能が手術器具に効果的に連結されるよう、手術器具をインターフェースに素早く容易に確実に取り付ける能力、他の手術器具を取り付け且つその所定の場所に係入させるよう、手術器具をインターフェースから素早く容易に分離させ且つ取り外す能力、及びインターフェースをアクチュエータから素早く容易に分離させ且つ取り外す能力がある。加えて、そのような改良されるインターフェースは、機械的に頑丈でなければならず、製造が容易且つ安価でなければならない。

【課題を解決するための手段】

【0010】

器具無菌ドレープが、プラスチックシートと、プラスチックシートにある第１の開口に封止されるパウチとを含む。パウチは、アクチュエータを含むキャリッジの周りに適合するように形作られる。器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）が、パウチにある第２の開口に連結される。ＩＳＡは、パウチの両側に配置され且つ相互に接合される底プレート及び頂プレートを含む。底プレートと頂プレートとの間に保持されるパウチの部分に対応する比較的非弾性的な領域をもたらすよう、補剛材が第２の開口の周りでパウチに連結されてよい。手術器具を受ける基準面をもたらすよう、底プレートの部分が頂プレートを通じて突出してよい。ＩＳＡは、手術器具が取り付けられるときにキャリッジ内の感知ピンを押し下げる、固定していないピン(loose pins)を含んでよい。

【0011】

本発明の他の構成及び利点は、添付の図面から並びに以下に続く詳細な記述から明らかであろう。

【0012】

本発明は、本発明の実施態様を非限定的に一例として例示するために用いられる後続の記述及び添付の図面を参照することによって、最良に理解されることがある。図面において、同等の参照番号は類似の要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】遠隔手術システムの患者側部分１００を示す図である。

【0014】

【図2】遠隔操作アクチュエータと共に用いる手術器具の側面図である。

【0015】

【図3】セットアップ関節の斜視図である。

【0016】

【図4】図３に示すセットアップ関節の支柱部分の斜視図である。

【0017】

【図5】無菌ドレープの部分の斜視図である。

【0018】

【図6】キャリッジの制御面、器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）、及び手術器具の斜視図である。

【0019】

【図7】ＩＳＡの分解斜視図である。

【0020】

【図8】ＩＳＡのパウチ部分の斜視図である。

【0021】

【図9】図７中の線７Ａ－７Ａに沿って取られたＩＳＡの断面図である。

【0022】

【図10】図７中の線７Ｂ－７Ｂに沿って取られたＩＳＡの底プレートの断面図である。

【0023】

【図11】図７中の線７Ｃ－７Ｃに沿って取られたＩＳＡの部分及びプレゼンスピンの断面図である。

【0024】

【図12】図１１において円で囲んだＩＳＡの部分及び存在ピンの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下の記述には、数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、本発明の実施態様は、これらの具体的な詳細がなくても実施されてよいことが理解されよう。他の場合には、この記述の理解を曖昧にしないために、周知の回路、構造、及び技法を詳細に示さない。

【0026】

以下の記述では、本発明の幾つかの実施態様を例示する添付の図面を参照する。他の実施態様が利用されてよく、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに、機械的、組成的、構造的、電気的、及び動作的な変更が行われてよい。以下の詳細な記述は、限定的な意味において理解されてならず、本発明の実施態様の範囲は、発効する特許の請求項によってのみ定められる。

【0027】

ここにおいて用いる用語法は、特定の実施態様を記載する目的のためだけであり、本発明を限定することを意図しない。「下」(“beneath”)、「下方」(“below”)、「下方」(“lower”)、「上方」(“above”)、「上方」(“upper”)、及び同等物のような、空間的に相対的な用語は、図面中に例示するような１つの要素又は構造に対する他の要素の又は構造の関係を記載する記述の容易さのために、ここにおいて用いられることがある。空間的に相対的な用語は、図面中に描写される向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる向きを包含することを意図する。例えば、図面中のデバイスが反転させられるならば、他の要素又は構成の「下」(“beneath”)又は「下方」(“below”)にあるものとして記載される要素は、他の要素又は構成の上方(“above”)に向けられる。よって、例示的な用語「下方」(“below”)は、上方及び下方の向きの両方を包含し得る。デバイスをその他の向きにしてよく（例えば、９０度回転させ或いは他の向きにしてよく）、ここで用いる空間的に相対的な記述子(descriptors)は、相応して解釈される。

【0028】

ここにおいて用いるとき、文脈がその他のことを示さない限り、単数形の形態である「a」、「an」、及び「the」は、複数形の形態も含むことが意図される。「含む」(“comprises”)及び／又は「含む」(“comprising”)という用語は、述べられている構成、ステップ、動作、要素、及び／又は構成部品（コンポーネント）の存在を特定するが、１つ又はそれよりも多くの他の構成、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又はそれらの群（グループ）の存在又は追加を排除しないことが更に理解されるであろう。

【0029】

図１は、本発明の実施態様に従った、遠隔操作手術システムの例示的な患者側部分１００の図である。患者側部分１００は、支持アセンブリ１１０と、各支持アセンブリの端にある１つ又はそれよりも多くの手術器具マニピュレータ１１２とを含む。支持アセンブリ１１０は、手術のために患者に対して手術器具マニピュレータ（複数の手術器具マニピュレータ）１１２を位置付けるために用いられる、１つ又はそれよりも多くの電力供給されない係止可能なセットアップ関節を任意的に含む。描写されるように、患者側部分１００は、フロアの上に位置する。他の実施態様において、患者側部分は、壁に、天井に、患者の体１２２も支持する手術台１２６に、或いは他の手術室機器に取り付けられてよい。更に、患者側部分１００は、４つのマニピュレータ１１２を含むものとして示されているが、より多い又はより少ないマニピュレータ１１２が用いられてよい。一層更には、患者側部分１００は、図示のような単一のアセンブリで構成されてよく、或いは、患者側部分１００は、各々が様々な可能な方法において任意的に取り付けられる、２つ又はそれよりも多くの別個のアセンブリを含んでよい。

【0030】

各手術器具マニピュレータ１１２は、患者の体１２２中の手術部位で作動する、１つ又はそれよりも多くの手術器具１２０を支持する。各マニピュレータ１１２は、関連する手術器具が１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度（例えば、全部で６つのデカルト自由度、５つ以下のデカルト自由度など）で動くのを可能にする、様々な形態において提供されてよい。典型的には、機械的な又は制御的な制約は、各マニピュレータ１１２が、患者に対して静止的なままである器具の運動の中心の周りで、その関連する手術器具を動かすのを制限し、この運動の中心は、典型的には、器具が体に入る位置にあるように配置される。

【0031】

「手術器具」という用語は、ここでは、患者の体の中に挿入されるように構成され且つ外科処置又は診断処置を実施するために用いられる医療デバイスを記載するために用いられる。手術器具は、典型的には、鉗子(forceps)、持針器(needle driver)、剪断器(shears)、バイポーラ焼灼器(bipolar
cauterizer)、組織安定器(tissue stabilizer)又は開創器(retractor)、クリップアプライヤ(clip applier)、吻合デバイス(anastomosis device)、撮像デバイス(imaging device)(例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、及び同等物のような、１つ又はそれよりも多くの手術タスクと関連付けられるエンドエフェクタを含む。本発明の実施態様と共に用いられる幾つかの手術器具は、エンドエフェクタの位置及び向きを器具のシャフトに対する１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度を伴って操作し得るよう、エンドエフェクタ用の（「リスト」と呼ぶこともある）関節式に作動する支持体を更に提供する。更に、多くの手術エンドエフェクタは、開閉するジョー、ある経路に沿って並進するナイフのような、機能的な機械的な自由度を含む。手術器具は、恒久的であってよい或いは手術システムによって更新可能であってよい（例えば器具の内側の半導体メモリに）格納される情報を含んでもよい。従って、システムは、器具と１つ又はそれよりも多くのシステム構成部品との間の一方向の又は双方向の情報通信をもたらすことがある。

【0032】

機能的な遠隔操作手術システムは、一般的には、操作者が患者の体１２２の外側から手術部位を見るのを可能にするビジョンシステム部分（図示せず）を含む。ビジョンシステムは、典型的には、ビデオ画像キャプチャ機能１２８（「カメラ器具」）と、キャプチャ画像を表示する１つ又はそれよりも多くのビデオディスプレイとを有する、手術器具を含む。幾つかの手術システム構成において、カメラ器具１２８は、画像をカメラ器具１２８の遠位端から患者の体１２２の外側の１つ又はそれよりも多くの撮像センサ（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）に移転する光学(optics)を含む。代替的に、撮像センサ（複数の撮像センサ）は、カメラ器具１２８の遠位端に位置付けられてよく、センサ（複数のセンサ）によって生成される信号は、処理及びビデオディスプレイでの表示のために、リード線に沿って或いは無線式に送信されてよい。例示的なビデオディスプレイは、Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, Californiaによって商品化されている手術システム中の外科医コンソール上の立体視ディスプレイである。

【0033】

機能的な遠隔操作手術システムは、手術器具が患者の内側にある間に手術器具１２０の動きを制御するための制御システム部分（図示せず）を更に含む。制御システム部分は、手術システム内の単一の場所にあってよく、或いは、制御システム部分は、手術システム内の２つ又はそれよりも多くの場所に分散させられてよい（例えば、制御システム部分構成部品は、システムの患者側部分内に、専用システム制御コンソール内に、或いは別個の機器ラック内にあってよい）。遠隔操作マスタ／スレーブ制御は、所望の制御の程度、制御される手術器具の大きさ、及び他の要因に依存して、様々な方法において行われてよい。幾つかの実施態様において、制御システム部分は、ジョイスティック、外骨格グローブ、電動及び重力補償マニピュレータ、又は同等物のような、１つ又はそれよりも多くの手動操作入力装置を含む。これらの入力デバイスは、遠隔操作モータを制御し、次に、遠隔操作モータは、手術器具の動きを制御する。

【0034】

遠隔操作モータによって生成される力は、ドライブトレーン機構を介して伝達され、ドライブトレーン機構は、遠隔操作モータからの力を手術器具１２０に伝達する。幾つかの遠隔手術の実施態様において、マニピュレータ（複数のマニピュレータ）を制御する入力装置は、患者が配置される部屋の内側又は外側のいずれかで、患者から離れた場所に設けられてよい。次に、入力装置からの入力は、制御システム部分に送信される。遠隔操縦、遠隔操作、及びテレプレゼンス手術に熟知した人々は、Intuitive Surgical, Inc.によって商品化されているda Vinci（登録商標）Surgical System及びComputer Motion, Inc.によって元来製造されているZeus（登録商標）Surgical System並びにそのようなシステムの様々な例示的な構成部品のような、そのようなシステム及びそれらの構成部品について知っている。

【0035】

図示のように、手術器具１２０及び任意的な入力ガイド１２４（例えば、患者の腹部内のカニューレ）の両方が、手術器具１２０が入力ガイド１２４を通じて挿入された状態で、マニピュレータ１１２の遠位端に取り外し可能に連結される。マニピュレータ１１２内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かす。マニピュレータ１１２は、器具キャリッジ１３０を更に含む。手術器具１２０は、器具キャリッジ１３０に取り外し可能に接続される。器具キャリッジ１３０内に収容される遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０が手術器具のエンドエフェクタの様々な動きに変換する、多数のコントローラ動作をもたらす。よって、器具キャリッジ１３０内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かすよりもむしろ、手術器具１２０の１つ又はそれよりも多くの構成部品のみを動かす。器具全体又は器具の構成部品のいずれかを制御する入力は、外科医によって制御システム部分に提供される入力（「マスタ」命令）が手術器具による対応する作用（「スレーブ」応答）に変換されるような入力である。

【0036】

図２は、手術器具１２０の例示的な実施態様の側面図であり、手術器具１２０は、細長いチューブ２１０によって連結される、遠位部分２５０及び近位制御機構２４０を含む。手術器具１２０の遠位部分２５０は、図示の鉗子２５４、持針器、焼灼装置、切断ツール、撮像装置（例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、又は様々なツール及び撮像装置の組み合わせを含む組み合わせ装置のような、様々なエンドエフェクタのいずれかを提供してよい。図示の実施態様において、エンドエフェクタ２５４は、エンドエフェクタの向きが器具チューブ２１０に対して操作されるのを可能にする「リスト」２５２（手関節）によって、細長いチューブ２１０に連結される。

【0037】

図３は、セットアップ関節１１０から延びるアームの斜視図である。アームはキャリッジ１３０を支持し、次に、キャリッジ１３０は支柱３１０(strut)で手術器具１２０を支持する。手術の準備のために、セットアップ関節は、無菌ドレープ３００で覆われる。無菌ドレープ３００は、アームを汚染から保護し、アームの周りに無菌表面を提供する。無菌ドレープ３００の大部分は、アームを覆うチューブ又はバッグの形態にあってよい、プラスチックシートである。例えば、単一層の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）又は他の適切な材料が、プラスチックシートのために用いられてよい。プラスチックの粘着性を減少させるために潤滑剤が混ぜ込まれてよい。シートは約１００マイクロメートル（０．００４インチ）の厚さであってよい。

【0038】

図４は、キャリッジ１３０を支持するアームの支柱３１０部分の斜視図である。スパー４０２(spar)がキャリッジ１３０を支柱３１０に位置付ける。キャリッジ１３０がより明瞭に見えるのを可能にするために、無菌ドレープは図示されていない。キャリッジの表面４００は、制御装置とアクチュエータと手術器具との間で機械的運動及びデータ信号を通信する、多数の機械的及び電気的インターフェースを提供する。手術器具への接続は無菌ドレープを貫通することを必要とすることがあるのが理解されるであろう。キャリッジ１３０と手術器具１２０との間の接続と両立し得るプラスチックシートを通じる貫通を提供するのは困難である。更に、キャリッジ１３０は、手術器具１２０の細長いチューブ２１０（図２）がキャリッジの側面に沿う圧痕４１０を通るのを可能にするように形作られる。キャリッジの形状の故に並びにキャリッジは支柱３１０から突出する故に、キャリッジをプラスチックシートで覆う(drape)のは困難である。

【0039】

図５は、キャリッジ１３０の周りに配置されるように構成される無菌ドレープの部分の斜視図である。無菌ドレープは、３つの部分を含む。第１の部分は、上述のプラスチックシート３００である。第２の部分は、キャリッジ１３０の周りに適合するように形作られるパウチ５００である。第３の部分は、キャリッジ１３０の制御構成４００と係合し且つ手術器具への接続のための制御構成の無菌対応部分(sterile counterpart)を提供する、概ね剛的な器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）５１０である。無菌ドレープの３つの部分の各々は、３つの部分が連続的な障壁(barrier)を形成するよう重なり合い且つ隣接する部分を封止する。無菌ドレープは、使い捨てアセンブリである。

【0040】

パウチ５００は、プラスチックシート３００のために用いられる材料と同じでよいが、より大きな厚さを備える、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、及び／又は熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）のような、材料で作られてよい。他の適切な材料がパウチのために用いられてよい。パウチ５００は、熱成形(heat-forming)、熱成形(thermo-forming)、又は真空成形(vacuum-forming)のような、適切なプロセスによって、適切な厚さのプラスチックシートから加工されてよい。パウチ５００はフレキシブルであってよいが、応力に晒されないときに、その当初の形状に戻らなければならない。パウチ５００は、アクチュエータ及び手術器具のための障害物のない作業空間を提供するよう、キャリッジ１３０の周りの緩い形態嵌め(遊び嵌め)(loose form fit)であるドレープの部分を提供する。手術器具のシャフトがキャリッジを通る領域４１０のような、パウチ５００がキャリッジ１３０により近接して適合される特定の領域があってよい。パウチを通じて表示灯のようなキャリッジ１３０の構成を見ることができるよう、パウチ５００を透明な又は半透明な材料で形成するのが望ましいことがある。幾つかの実施態様において、パウチは、２つ又はそれよりも多くの部分で形成されてよい。例えば、パウチの部分はより剛的な材料で形成されてよく、パウチの部分はよりフレキシブルな材料で形成されてよい。

【0041】

パウチ５００がプラスチックシート３００に接合される場所に、孔５２０がプラスチックシート３００に形成される。パウチ５００が孔を通じて延びるよりもむしろ、孔５２０の上に位置付けられる状態で、パウチ５００をプラスチックシート３００に接合させるのが望ましい。プラスチックシート３００は、シート及びパウチの材料と適合するいずれかのプロセスによって、例えば、熱溶接又は感圧性接着剤（ＰＳＡ）によって、パウチ５００に接合されてよい。孔５２０は、パウチ５００がプラスチックシート３００に接合される前又は後に、プラスチックシート３００に形成されてよい。

【0042】

図６は、キャリッジの制御面４００、（無菌ドレープのプラスチックシート部分又はパウチを伴わない）ＩＳＡ５１０、及び器具制御面２４２を示すよう回転させられた手術器具の近位制御機構２４０の斜視図である。ＩＳＡ５１０は、図面によって示唆されるように、キャリッジの制御面４００に連結される。ＩＳＡ５１０は、キャリッジの制御面４００の制御構成の全てに亘る(extend)制御面を、遠隔操作手術器具の近位制御機構２４０を受け且つ器具制御面２４２の制御構成と係合し得る無菌の使い捨て表面として提供する。

【0043】

図７は、ＩＳＡ５１０の分解斜視図である。ＩＳＡ５１０は、カプラディスク７２４(coupler disks)をＩＳＡ５１０の底プレート７１０にある開口７２２内に挿入することによって組み立てられる。底プレートのキー溝を通じるカプラディスクのタブの通過、次に、タブ及びキー溝の整列を外すディスクの回転によって、カプラディスク７２４は開口７２２内に保持される。プレゼンスピン６００(presence pins)が、ＩＳＡ５１０の底プレート７１０にあるポケット７１２内に挿入されてよい。フラックスカプラ７０４(flux couplers)が、ＩＳＡ５１０の頂プレート７００にある開口７０２の上に結合されてよい。

【0044】

図８は、パウチ５００の斜視図である。パウチ５００は、開口８０２を提供し、カプラディスク７２４、プレゼンスピン６００、及びフラックスカプラ７０４のような、制御構成は、開口８０２を通じて、底プレート７１０と頂プレート７００との間を連絡する。組み立てられる底プレート７１０は、パウチ５００の第１の側、即ち、開口８０２に隣接してパウチ空洞の内部に面する、パウチの側に配置される。組み立てられる頂プレート７００は、パウチの反対の第２の側、即ち、開口８０２に隣接してパウチ空洞の内部から見て外方に向く、パウチの側に配置される。パウチ５００は、様々な方法によって互いに接合されてよい頂プレート７００及び底プレート７１０の間に捕捉される。頂プレート７００及び底プレート７１０を接合させる１つの方法は、パウチ５００を通じて頂プレート７００及び底プレート７１０の間にピンを通し、ピンを熱でかしめて(heat staking)恒久的なアセンブリを形成することである。頂プレート及び底プレートを接合する他の適切な方法は、超音波溶接、感圧性接着剤（ＰＳＡ）、液状接着剤(liquid adhesives)、及びスナップ嵌め(snap fits)を含む。

【0045】

図６及び７に再び戻ると、頂プレート７００は、キャリッジの制御面に対して実質的に垂直であり且つキャリッジ１３０を支持する支柱３１０（図４）と実質的に平行である、垂直壁部分６１２を含んでよい。ＩＳＡ５１０の垂直壁部分６１２は、手術器具を案内してＩＳＡと係合させるのを助け且つその突出中に無菌ドレープの柔らかい表面を保護する、剛的な表面を提供してよい。垂直壁部分６１２は、手術器具の近位制御機構２４０にある対応する凹部６１６と係合するリブ６１４を含んでよい。リブ６１４は、近位制御機構２４０との許容性のある初期的な係合をもたらすようテーパ状にされてよく、近位制御機構２４０は、次に、器具が所定の位置に導かれてＩＳＡと係合すると、器具をより精密な場所に案内する。

【0046】

図８を再び参照すると、底プレート７１０と頂プレート７００との間に保持される幾つかの領域８０４は狭い。パウチ５００を形成するためにフレキシブルな材料が用いられるならば、その材料は、パウチの材料の可撓性（フレキシビリティ）及び弾性の故に、底プレート７１０と頂プレート７００との間に十分に保持されないことがある。底プレート７１０と頂プレート７００との間に保持されるパウチの部分に対応する比較的非弾性的な領域をもたらすために、補剛材８００(stiffener)がパウチ５００に連結されてよい。非弾性的な領域は、ポリエチレンテレフタレート共重合体（ＰＥＴＧ）の層及び熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）の層を有するシートを共押し出しすることによって形成されてよい。補剛材８００は、共押出しシートのために切断されてよい。補剛材８００は、ＴＰＵを同様にＴＰＵで形成されてもよいパウチに熱溶接することによって、パウチ５００に連結されてよい。ＩＳＡ５１０の底プレート７１０と頂プレート７００との間に保持される非弾性的な領域８００を備えるフレキシブルなパウチ５００を提供する他のアセンブリが用いられてもよい。他の実施態様は、感応性接着剤（ＰＳＡ）又は液状接着剤を使用して、パウチ５００を底プレート７１０及び頂プレート７００の一方又は両方に結合して、それらのプレートの間にパウチを保持してよい。

【0047】

図９は、図７の線７Ａ－７Ａに沿って取られたＩＳＡ５１０の断面図である。図６を参照すると、キャリッジは、手術器具内に収容される無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置を読み取るセンサ６０４を提供してよい。ＲＦＩＤ装置は、付近の金属構成部品の存在の故に、センサ６０４がＲＦＩＤ装置に極めて近接することを必要とすることがある。ＩＳＡ５１０の底プレート７１０は、センサ６０４が、底プレート７１０、補剛材８００、及びＩＳＡの頂プレート７００に隣接して配置されるべきパウチ５００を通じるのを可能にする、通路９００を提供してよい。更に、センサ６０４に隣接する頂プレート７００の領域９０２は、センサが手術器具内のＲＦＩＤ装置により一層近接するのを可能にするよう、より薄くされてよい。

【0048】

図６を再び参照すると、キャリッジは、電気及び／又は光信号のための接続をもたらすフラックス接続部６０６(flux connection)を提供してよい。例示の実施態様において、ポゴピン６０６(pogo pins)、ばね荷重導電性ピンは、手術器具に接続されるべき電気信号をもたらす。ＩＳＡの底プレート７１０は、フラックス接続部６０６が、底プレート、補剛材８００、及びＩＳＡの頂プレート７００に隣接して配置されるべきパウチ５００を通じるのを可能にする、通路９１０を提供してよい。フラックス接続部に隣接する頂プレート７００の領域は、フラックスコネクタ９０４(flux connector)のための開口９１２を提供してよく、フラックスコネクタ９０４は、連続的な障壁を提供しながらフラックス接続部と手術器具との間の電気及び／又は光信号のための経路を提供するよう、頂プレート７００にある開口９１２を閉じる。

【0049】

図１０は、図７の線７Ｂ－７Ｂに沿って取られた底プレーと７１０の断面図である。手術器具をキャリッジ１３０の制御面４００から既知の距離に位置付けるのが望ましい（図４）。手術器具がＩＳＡの頂プレート７００に対して配置されるならば、底プレーと７１０、補剛材８００、パウチ５００、及び頂プレート７００の寸法的な公差は、全て、手術器具の位置に影響を及ぼし、それは場所の所望の精度をもたらさないことがある。底プレート７１０は、手術器具のための基準面をもたらす着床パッド６０２(landing pads)を含んでよい。着床パッド６０２は、補剛材８００、パウチ５００、及び頂プレート７００を通じて、底プレート７１０から延びる。底プレート７１０は、キャリッジ１３０の制御面４００上のＩＳＡ５１０の取付けための基準面をもたらす、取付け面１０００を更に含んでよい。着床パッド６０２及び取付け面１０００は、中実な底プレート７１０にある対向する平行な表面であるので、着床パッドと取付け面との間の距離を相当な精度で制御し得る。よって、ＩＳＡは、手術器具を、精度を伴って、キャリッジ１３０の制御面４００から既知の距離に位置付け得る。

【0050】

図１１は、図７の線７Ｃ－７Ｃに沿って取られたプレゼンスピン６００並びにＩＳＡの頂プレート７００及び底プレート７１０の部分の断面図である。制御システムは、手術器具がＩＳＡ５１０に連結されたときを示す信号を必要としてよい。キャリッジは、制御システムに信号をもたらすために押し下げ得る、バネ荷重プランジャ６０８（図６）を提供してよい。ＩＳＡの底プレート７１０は、プレゼンスピン６００を受け入れるポケット１１０４を提供してよい。バネ荷重プランジャ６０８が底プレート７１０のポケット１１０４内を進み、頂プレート７００の開口を通じてプレゼンスピン６００を持ち上げるよう、開口１１０２が底プレート７１０に設けられる。プレゼンスピン６００は、手術器具が、キャリッジ内にバネ荷重プランジャを押し下げながら、手術器具とキャリッジとの間の無菌障壁を維持するのを可能にする。手術器具がＩＳＡに連結されるとき、プレゼンスピン６００は、おそらく図１１に例示する位置まで押し下げられ、バネ荷重プランジャ６０８も同様に押し下げられ、手術器具がＩＳＡに連結されることを示す信号を制御システムにもたらす。

【0051】

図１２は、図１１において円１２で囲まれたプレゼンスピン及びＩＳＡの部分の斜視図である。図１２において最良に見られるように、底プレート７１０にあるポケット１１０４は、底プレート７１０の下面１０００から突出してよい。ポケット１１０４を収容する突起１１０６は、バネ荷重プランジャ６０８の周りでキャリッジ空間内に延びてよい。これは、バネ荷重プランジャ６０８が、バネ荷重プランジャを損傷させることがある横方向の力からバネ荷重プランジャを保護するよう、ＩＳＡを受けるキャリッジの表面より下に配置されるのを可能にする。

【0052】

突起１１０６は、キャリッジ上でのＩＳＡの位置決めを助けるよう、キャリッジに入る端で面取りされてよい。図６を参照すると、キャリッジの制御面４００にあるガイドピン６１０は、ＩＳＡがキャリッジ上に位置付けられるときに、ＩＳＡのその端を横方向に位置付けるよう、ＩＳＡにあるレセプタクル(receptacle)と係合してよい。突起１１０６、特に、垂直壁部分７０８から最も遠く離れた突起は、係合ピン６１０係合と協働して、ＩＳＡの反対端を横方向に位置付け、それをキャリッジの制御面４００との係合のために整列させる。

【0053】

特定の例示的な実施態様を記載し且つ添付の図面中に示したが、そのような実施態様は例示的であるに過ぎず、広義の発明を限定しないこと、並びに、この発明は、図示され且つ記載される特定の構造及び配置に限定されないことが、理解されるべきである。何故ならば、様々な他の修正が当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。よって、本記述は限定的なものと考えられるべきでなく、例示的なものと考えられるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】