(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-03
(54)【発明の名称】ロボット支援手術システムと関連する装置と方法
(51)【国際特許分類】
A61B 34/30 20160101AFI20220224BHJP
【ＦＩ】
A61B34/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021539424
(86)(22)【出願日】2020-01-07
(85)【翻訳文提出日】2021-08-16
(86)【国際出願番号】 US2020012533
(87)【国際公開番号】W WO2020146348
(87)【国際公開日】2020-07-16
(31)【優先権主張番号】62/789,029
(32)【優先日】2019-01-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518408589
【氏名又は名称】バーチャル インシジョン コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＶＩＲＴＵＡＬ ＩＮＣＩＳＩＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ファリター、シェーン
(72)【発明者】
【氏名】ウッド、ネイサン
(72)【発明者】
【氏名】シャショ、ジェフリー
(72)【発明者】
【氏名】マツウラ、デイブ
(72)【発明者】
【氏名】マツウラ、ベリンコ
(72)【発明者】
【氏名】シンプソン、フィル
(72)【発明者】
【氏名】リスラー、アレクサンダー
(57)【要約】
本明細書で論じられるのは、さまざまなロボット装置を有するさまざまなロボット手術システムである。さらに本明細書で論じられるのは、ロボット装置、およびロボット装置内におよびそれを通して配置されるカメラアセンブリーにそれぞれが連結され得る、取り外し可能な連結可能な接続ポートである。また本明細書で論じられるのは、細長い装置本体連結機構、カメラアセンブリー連結機構、および／または存在検出機構のうち少なくとも１つを有する取り外し可能な接続ポートである。本明細書でさらに議論されるのは、その操縦可能な遠位先端の動きを作動させるための少なくとも１つの作動機構を備えたカメラアセンブリーである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボット手術システムであって、（ａ）ロボット手術装置であって、
（ｉ）遠位端および近位端を含む細長い装置本体と、
（ｉｉ）前記装置本体の前記近位端に配置される取り外し可能な接続ポートであって、前記接続ポートは、
（Ａ）前記接続ポート内に配置される装置本体連結機構と、
（Ｂ）前記接続ポートの近位端に画定されるカメラ受容開口部と、
（Ｃ）取り外し可能な接続ポートに配置されるシールパッケージであって、少なくとも２つのシールを含む、シールパッケージと、
（Ｄ）前記取り外し可能な接続ポート内に配置されるカメラ連結機構とを含む、接続ポートと、
（ｉｉ）前記装置本体の前記遠位端に動作可能に連結される第１および第２のロボットアームとを含む、ロボット手術装置と、
（ｂ）前記カメラ受容開口部内および前記シールパッケージを通して取り外し可能に使い捨て可能な取り外し可能なカメラ構成要素であって、カメラ本体と、細長いカメラ管と、可撓性セクションと、遠位イメージャとを含む、取り外し可能なカメラ構成要素とを含む、ロボット手術システム。
【請求項2】
前記装置本体連結機構が、前記接続ポートにヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項3】
前記第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、（ａ）連結機構本体と、
（ｂ）前記連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、
前記接続ポートにヒンジ連結される、テンションヒンジと、
（ｃ）前記連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、前記装置本体の前記近位端にある一致する連結機能、および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む連結可能な構造とを含む、請求項２に記載のロボット手術システム。
【請求項4】
前記細長い装置本体が、前記細長い装置本体の近位端に配置されるオスコネクターを含み、前記オスコネクターが前記接続ポートと連結可能である、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項5】
前記取り外し可能な接続ポートが、前記カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構をさらに含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項6】
前記カメラ連結機構が、（ａ）前記接続ポート内に配置されるスライド可能な本体と、
（ｂ）前記スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、
（ｃ）前記スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、
（ｄ）前記スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項7】
前記スライド可能な本体が、前記細長い装置本体の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である、請求項６に記載のロボット手術システム。
【請求項8】
（ａ）旋回点で前記カメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、前記旋回点の周りに回転する、回転可能なレバーと、（ｂ）前記回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、
（ｃ）前記細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、前記第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される、第２の感知構成要素とを含む、存在検出機構をさらに含む、請求項１に記載のロボット手術システム。
【請求項9】
前記第１の感知構成要素が磁石である、請求項８に記載のロボット手術システム。
【請求項10】
ロボット手術装置用の取り外し可能な接続ポートであって、（ａ）接続ポート本体と、
（ｂ）ポート本体の遠位端に画定される遠位開口部であって、細長い装置本体の近位端を受けいれるようなサイズおよび形状になっている、遠位開口部と、
（ｃ）前記ポート本体の近位端に画定される近位開口であって、カメラアセンブリーを受けいれるようなサイズおよび形状である、近位開口と、
（ｄ）前記接続ポート本体に配置されるシールパッケージであって、
カメラアセンブリーのシャフトを受けいれるように構成される少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、
（ｅ）前記接続ポート本体内に配置される装置本体連結機構であって、前記接続ポート本体にヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、
（ｆ）前記接続ポート本体内に配置されるカメラ連結機構であって、
（ｉ）前記接続ポート本体内に配置されるスライド可能な本体と、
（ｉｉ）前記スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部とを含む、カメラ連結機構とを含む、接続ポート。
【請求項11】
前記第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、（ａ）連結機構本体と、
（ｂ）前記連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、
前記接続ポート本体にヒンジ連結される、テンションヒンジと、
（ｃ）前記連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、前記細長い装置本体の近位端にある一致する連結機能、および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む、連結可能な構造とを含む、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項12】
前記遠位開口部は、前記細長い装置本体の前記近位端に配置されるオスコネクターを受けいれるようなサイズおよび形状である、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項13】
前記カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構をさらに含む、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項14】
前記カメラ連結機構が、（ａ）前記スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、
（ｂ）前記スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとをさらに含む、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項15】
前記スライド可能な本体が、前記シールパッケージの内腔の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項16】
（ａ）旋回点で前記カメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、前記旋回点の周りに回転する、回転可能なレバーと、（ｂ）前記回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素であって、前記取り外し可能な接続ポートが前記細長い装置本体に連結されるときに、前記細長い装置本体上に配置される第２の感知構成要素と相互作用するように構成される第１の感知構成要素とを含む、存在検出機構をさらに含む、請求項１０に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項17】
前記第１の感知構成要素は磁石である、請求項１６に記載の取り外し可能な接続ポート。
【請求項18】
（ａ）ロボット手術システムであって、（ｉ）遠位端および近位端を含む細長い装置本体と、
（ｉｉ）前記装置本体の前記近位端に配置される取り外し可能な接続ポートであって、
（Ａ）前記接続ポート内に配置される装置本体連結機構であって、前記接続ポートにヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、
（Ｂ）前記接続ポートの近位端に画定されるカメラ受容開口部と、
（Ｃ）前記取り外し可能な接続ポートに配置されるシールパッケージであって、少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、
（Ｄ）前記取り外し可能な接続ポート内に配置されるカメラ連結機構であって、
（１）前記接続ポート内にスライド可能に配置されるスライド可能な本体と、
（２）前記スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、
（３）前記スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、
（４）前記スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む、カメラ連結機構と、
（Ｅ）前記カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構であって、
（１）旋回点で前記カメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、前記旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、
（２）前記回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、
（３）前記細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、
前記第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される第２の感知構成要素とを含む、存在検出機構とを含む、接続ポートと、
（ｉｉｉ）前記装置本体の前記遠位端に動作可能に連結される第１および第２のロボットアームとを含む、ロボット手術装置と、
（ｂ）前記カメラ受容開口部内、および前記シールパッケージを介して、取り外し可能に使い捨て可能な取り外し可能なカメラ構成要素であって、カメラ本体と、細長いカメラ管と、可撓性セクションと、遠位イメージャを含む取り外し可能なカメラ構成要素とを含む、ロボット手術システム。
【請求項19】
前記第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、（ａ）連結機構本体と、
（ｂ）前記連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、
前記接続ポートにヒンジ連結される、テンションヒンジと、
（ｃ）前記連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、前記装置本体の前記近位端にある一致する連結機能、および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む連結可能な構造とを含む、請求項１８に記載のロボット手術システム。
【請求項20】
前記スライド可能な本体が、前記シールパッケージ内の少なくとも２つのシールによって画定される内腔の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である、請求項１８に記載のロボット手術システム。
【請求項21】
ロボット手術システム用のカメラアセンブリーであって、（ａ）細長いカメラシャフトと、
（ｂ）前記細長いカメラシャフトの近位端に連結されるカメラ本体であって、
（ｉ）ロボット装置内に配置可能であるように構成される遠位端であって、
（Ａ）前記細長いシャフトの周りに配置される遠位ノーズコーンと、
（Ｂ）前記遠位ノーズコーンの近位に画定される連結機構受容スロットとを含む、遠位端と、
（ｉｉ）前記カメラ本体内に配置される少なくとも１つの作動機構であって、
（Ａ）回転可能なシャフトと、
（Ｂ）前記回転可能なシャフトにねじ込み可能に連結される第１の駆動キャリッジと、
（Ｃ）前記回転可能なシャフトにねじ込み可能に連結される第２の駆動キャリッジとを含む、少なくとも１つの作動機構とを含む、カメラ本体と、
（ｃ）前記細長いカメラシャフトの前記遠位端に配置される操縦可能な先端であって、
（ｉ）カメライメージャと、照明構成要素とを含む操縦可能な先端本体と、
（ｉｉ）前記細長いカメラシャフトと前記操縦可能な先端本体に連結される可撓性セクションであって、
前記操縦可能な先端本体が、前記可撓性セクションを介して前記細長いカメラシャフトに対して移動可能である、可撓性セクションとを含む、操縦可能な先端と、
（ｄ）第１の端部で前記第１の駆動キャリッジに連結され、第２の端部で前記操縦可能な先端に連結される第１のケーブルと、
（ｅ）第１の端部で前記第２の駆動キャリッジに連結され、第２の端部で前記操縦可能な先端に連結される第２のケーブルとを含み、
前記作動機構の作動が、前記第１および第２の駆動キャリッジの反対方向への線形移動を引き起こし、それにより、前記第１および第２のケーブルが前記操縦可能な先端を操縦する、カメラアセンブリー。
【請求項22】
前記カメラ本体が、（ａ）外部ハウジングと、
（ｂ）円筒形ヒートシンク構造であって、前記外部ハウジング内に配置される円筒形ヒートシンク構造とをさらに含む、請求項２１に記載のカメラアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の参照
本出願は、２０１９年１月７日に出願された「ロボット支援手術システム」と題された米国仮出願６２／７８９，０２９に対する、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１月７日に出願された「ロボット支援手術システム」と題された米国仮出願６２／７８９，０２９に対する、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本明細書に開示される実施形態は、ロボットおよび／または生体内の医療装置および関連する構成要素を含む、手術システムを構成することができるさまざまな医療装置および関連する構成要素に関する。特定の実施形態は、体腔内に配置され、体腔内のオリフィスまたは開口部を通して配置される本体または支持構成要素を使用して位置決めされるロボット装置を含む、さまざまなロボット医療装置を含む。他の実施形態は、ロボット手術装置およびコントローラーを有するさまざまなシステムに関する。センサーがコントローラーで使用される情報を送信してモーターを作動させ、ユーザーに触覚型のフィードバックを提供するように、装置は１つまたは複数のセンサーを有し、コントローラーは１つまたは複数のモーターを有する。
【背景技術】
【0003】
侵襲的な外科手術処置は、さまざまな病状に対処するために不可欠である。可能であれば、腹腔鏡検査などの低侵襲手術が推奨される。
ただし、腹腔鏡検査などの既知の低侵襲技術は、１）アクセスポートから挿入された剛性ツールの使用に起因する可動性の制限、および２）限られた視覚的フィードバックのために、範囲と複雑さが制限されている。ｄａ Ｖｉｎｃｉ（登録商標）手術システム（カリフォルニア州サニーベールにあるＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ、Ｉｎｃ．から入手可能）などの既知のロボットシステムも、アクセスポートによって制限されるだけでなく、非常に大きく、非常に高価で、ほとんどの病院で利用できなく、および感覚と可動性の能力が限られているという追加の欠点がある。
ただし、腹腔鏡検査などの既知の低侵襲技術は、１）アクセスポートから挿入された剛性ツールの使用に起因する可動性の制限、および２）限られた視覚的フィードバックのために、範囲と複雑さが制限されている。ｄａ Ｖｉｎｃｉ（登録商標）手術システム（カリフォルニア州サニーベールにあるＩｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ、Ｉｎｃ．から入手可能）などの既知のロボットシステムも、アクセスポートによって制限されるだけでなく、非常に大きく、非常に高価で、ほとんどの病院で利用できなく、および感覚と可動性の能力が限られているという追加の欠点がある。
【0004】
当技術分野では、改善された手術方法、システム、および装置が必要とされる。
【発明の概要】
【0005】
本明細書で論じられるのは、さまざまなロボット装置を有するさまざまなロボット手術システムである。特定のロボット装置には、さまざまなカメラアセンブリーを受信して連結する、連結可能な接続ポート（「ネスト」とも呼ばれる）がある。本明細書のさまざまな接続ポートは、ロボット装置および／またはカメラアセンブリーに連結するための連結機構をその中に持つことができる。さらに、特定のポートには存在検出機構もある。本明細書でさらに議論されるのは、その操縦可能な遠位先端の動きを作動させるための作動機構を備えたカメラアセンブリーである。
【0006】
実施例１では、ロボット手術システムは、ロボット手術装置と、取り外し可能なカメラ構成要素とを含む。ロボット手術装置は、遠位端および近位端を含む細長い装置本体と、装置本体の近位端に配置される取り外し可能な接続ポートと、装置本体の遠位端に動作可能に連結される第１および第２のロボットアームとを含む。接続ポートは、接続ポート内に配置される装置本体連結機構と、接続ポートの近位端に画定されるカメラ受容開口部と、取り外し可能な接続ポートに配置されるシールパッケージであって、少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、取り外し可能な接続ポート内に配置されるカメラ連結機構とを含む。取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ受容開口部内およびシールパッケージを通して取り外し可能に使い捨て可能であり、取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ本体と、細長いカメラ管と、可撓性セクションと、遠位イメージャとを含む。
【0007】
実施例２は、実施例１によるロボット手術システムに関し、装置本体連結機構が、接続ポートにヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む。
実施例３は、実施例２に記載のロボット手術システムに関し、第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、連結機構本体と、連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、接続ポートにヒンジ連結される、テンションヒンジと、連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、装置本体の近位端にある一致する連結機能および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む、連結可能な構造とを含む。
実施例３は、実施例２に記載のロボット手術システムに関し、第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、連結機構本体と、連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、接続ポートにヒンジ連結される、テンションヒンジと、連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、装置本体の近位端にある一致する連結機能および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む、連結可能な構造とを含む。
【0008】
実施例４は、実施例１によるロボット手術システムに関し、細長い装置本体が、細長い装置本体の近位端に配置されるオスコネクターを含み、オスコネクターは接続ポートと連結可能である。
【0009】
実施例５は、実施例１によるロボット手術システムに関し、取り外し可能な接続ポートは、カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構をさらに含む。
実施例６は、実施例１によるロボット手術システムに関し、カメラ連結機構は、接続ポート内に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む。
実施例６は、実施例１によるロボット手術システムに関し、カメラ連結機構は、接続ポート内に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む。
【0010】
実施例７は、実施例６によるロボット手術システムに関し、スライド可能な本体が、細長い装置本体の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である。
実施例８は、実施例１によるロボット手術システムに関し、旋回点でカメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される、第２の感知構成要素とを含む、存在検出機構をさらに含む。
実施例８は、実施例１によるロボット手術システムに関し、旋回点でカメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される、第２の感知構成要素とを含む、存在検出機構をさらに含む。
【0011】
実施例９は、実施例８によるロボット手術システムに関し、第１の感知構成要素が磁石である。
実施例１０では、ロボット手術装置用の取り外し可能な接続ポートは、接続ポート本体と、ポート本体の遠位端に画定される遠位開口部であって、細長い装置本体の近位端を受けいれるようなサイズおよび形状である、遠位開口部と、ポート本体の近位端で画定される近位開口部であって、カメラアセンブリーを受けいれるようなサイズおよび形状である近位開口部と、接続ポート本体に配置されるシールパッケージであって、カメラアセンブリーのシャフトを受けいれるように構成される少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、接続ポート本体内に配置される装置本体連結機構であって、接続ポート本体にヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、接続ポート本体内に配置されるカメラ連結機構とを含む。カメラ連結機構は、接続ポート本体内に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部とを含む。
実施例１０では、ロボット手術装置用の取り外し可能な接続ポートは、接続ポート本体と、ポート本体の遠位端に画定される遠位開口部であって、細長い装置本体の近位端を受けいれるようなサイズおよび形状である、遠位開口部と、ポート本体の近位端で画定される近位開口部であって、カメラアセンブリーを受けいれるようなサイズおよび形状である近位開口部と、接続ポート本体に配置されるシールパッケージであって、カメラアセンブリーのシャフトを受けいれるように構成される少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、接続ポート本体内に配置される装置本体連結機構であって、接続ポート本体にヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、接続ポート本体内に配置されるカメラ連結機構とを含む。カメラ連結機構は、接続ポート本体内に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部とを含む。
【0012】
実施例１１は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、連結機構本体と、連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、接続ポート本体にヒンジ連結されるテンションヒンジと、連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、細長い装置本体の近位端にある一致する連結機能および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む、連結可能な構造とを含む。
【0013】
実施例１２は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、遠位開口部は、細長い装置本体の近位端に配置されるオスコネクターを受けいれるようなサイズおよび形状である。
【0014】
実施例１３は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構をさらに含む。
実施例１４は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、カメラ連結機構は、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとをさらに含む。
実施例１４は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、カメラ連結機構は、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとをさらに含む。
【0015】
実施例１５は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、スライド可能な本体が、シールパッケージの内腔の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である。
【0016】
実施例１６は、実施例１０による取り外し可能な接続ポートに関し、旋回点でカメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素であって、取り外し可能な接続ポートが細長い装置本体に連結されるときに、細長い装置本体上に配置される第２の感知構成要素と相互作用するように構成される、第１の感知構成要素とを含む、存在検出機構をさらに含む。
【0017】
実施例１７は、実施例１６による取り外し可能な接続ポートに関し、第１の感知構成要素は磁石である。
実施例１８では、ロボット手術システムは、ロボット手術装置と、取り外し可能なカメラ構成要素とを含む。ロボット手術装置は、遠位端および近位端を含む細長い装置本体と、装置本体の近位端に配置される取り外し可能な接続ポートと、装置本体の遠位端に動作可能に連結される第１および第２のロボットアームとを含む。接続ポートは、接続ポート内に配置される装置本体連結機構であって、接続ポートにヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、接続ポートの近位端に画定されるカメラ受容開口部と、取り外し可能な接続ポート内に配置されるシールパッケージであって、少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、取り外し可能な接続ポート内に配置されるカメラ連結機構と、カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構とを含む。カメラ連結機構は、接続ポート内にスライド可能に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む。存在検出機構は、旋回点でカメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される、第２の感知構成要素とを含む。取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ受容開口部内およびシールパッケージを通して取り外し可能に使い捨て可能であり、取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ本体と、細長いカメラ管と、可撓性セクションと、遠位イメージャとを含む。
実施例１８では、ロボット手術システムは、ロボット手術装置と、取り外し可能なカメラ構成要素とを含む。ロボット手術装置は、遠位端および近位端を含む細長い装置本体と、装置本体の近位端に配置される取り外し可能な接続ポートと、装置本体の遠位端に動作可能に連結される第１および第２のロボットアームとを含む。接続ポートは、接続ポート内に配置される装置本体連結機構であって、接続ポートにヒンジ連結される第１および第２のヒンジ式連結機構を含む装置本体連結機構と、接続ポートの近位端に画定されるカメラ受容開口部と、取り外し可能な接続ポート内に配置されるシールパッケージであって、少なくとも２つのシールを含むシールパッケージと、取り外し可能な接続ポート内に配置されるカメラ連結機構と、カメラ連結機構に動作可能に連結される存在検出機構とを含む。カメラ連結機構は、接続ポート内にスライド可能に配置されるスライド可能な本体と、スライド可能な本体内に画定されるカメラ受容開口部と、スライド可能な本体の第１の端部に取り付けられる作動可能なカメラリリースボタンと、スライド可能な本体の第２の端部に動作可能に連結されるテンションばねとを含む。存在検出機構は、旋回点でカメラ連結機構に動作可能に連結される回転可能なレバーであって、旋回点の周りに回転する回転可能なレバーと、回転可能なレバー上に配置される第１の感知構成要素と、細長い本体上に配置される第２の感知構成要素であって、第１の感知構成要素の存在または不在を感知するように構成される、第２の感知構成要素とを含む。取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ受容開口部内およびシールパッケージを通して取り外し可能に使い捨て可能であり、取り外し可能なカメラ構成要素は、カメラ本体と、細長いカメラ管と、可撓性セクションと、遠位イメージャとを含む。
【0018】
実施例１９は、実施例１８に記載のロボット手術システムに関し、第１および第２のヒンジ式連結機構のそれぞれが、連結機構本体と、連結機構本体の近位端にあるテンションヒンジであって、接続ポートにヒンジ連結されるテンションヒンジと、連結機構の遠位端にある連結可能な構造であって、装置本体の近位端にある一致する連結機能および作動可能なボタンと連結可能であるように構成される少なくとも１つの連結機能を含む連結可能な構造とを含む。
【0019】
実施例２０は、実施例１８によるロボット手術システムに関し、スライド可能な本体が、シールパッケージ内の少なくとも２つのシールによって画定される内腔の長手方向軸を実質的に横切る平面に沿ってスライド可能である。
【0020】
実施例２１では、ロボット手術システム用のカメラアセンブリーは、細長いカメラシャフトと、細長いカメラシャフトの近位端に連結されるカメラ本体と、細長いカメラシャフトの遠位端に配置される操縦可能な先端と、第１の端部で第１の駆動キャリッジに連結され、第２の端部で操縦可能な先端に連結される第１のケーブルと、第１の端部で第２の駆動キャリッジに連結され、第２の端部で操縦可能な先端に連結される第２のケーブルとを含む。カメラ本体が、ロボット装置内に配置可能であるように構成される遠位端と、カメラ本体内に配置される少なくとも１つの作動機構とを含む。遠位端は、細長いシャフトの周りに配置される遠位ノーズコーンと、遠位ノーズコーンの近位に画定される連結機構受容スロットとを含む。少なくとも１つの作動機構は、回転可能なシャフトと、回転可能なシャフトにねじ込み可能に連結される第１の駆動キャリッジ、と、回転可能なシャフトにねじ切り可能な第２の駆動キャリッジとを含む。操縦可能な先端は、カメライメージャおよび照明構成要素を含む操縦可能な先端本体と、細長いカメラシャフトおよび操縦可能な先端本体に連結される可撓性セクションであって、操縦可能な先端本体が、可撓性を介して細長いカメラシャフトに対して移動可能である、可撓性セクションとを含む。さらに、作動機構の作動は、第１および第２の駆動キャリッジの反対方向への線形移動を引き起こし、それにより、第１および第２のケーブルが操縦可能な先端を操縦する。
【0021】
実施例２１は、実施例２１によるカメラアセンブリーに関し、カメラ本体が、外部ハウジングおよび円筒形ヒートシンク構造をさらに含み、円筒形ヒートシンク構造が、外部ハウジング内に配置される。
【0022】
複数の実施形態が開示されるが、さらに他の実施形態は、例示的実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。実現されるように、さまざまな実施形態は、その精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな明白な態様で修正することができる。したがって、図面および詳細な説明は、本質的に例示的なものとみなされるべきであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】一実施形態による、手術室におけるロボット手術システムの斜視図である。
【図2】一実施形態による、ロボット装置の斜視図である。
【図4A】別の実施形態による、別のロボット装置の遠位端およびロボットアームの拡大斜視図である。
【図5A】一実施形態による、手術台に連結される支持アームに取り付けられるロボット装置の斜視図である。
【図6】一実施形態による、ロボット装置、および装置内に位置決めされておらず、代わりに患者の別個のポートを介して操作されるカメラ構成要素の概略斜視図である。
【図9】図９Ａは一実施形態による図８Ａのカメラアセンブリーのカメラ本体の拡大側面図であり、図９Ｂは一実施形態による図９Ａのカメラ本体の拡大断面側面図であり、図９Ｃは一実施形態による図９Ａのカメラ本体の遠位端の拡大断面図である。
【図11A】一実施形態による、ロボット装置の細長い本体およびロボットアームおよびそれに連結可能なネストの斜視図である。
【図12】図１２Ａは一実施形態による図１１Ｂのネストおよびその中に配置されるシールパッケージの斜視切取図であり、図１２Ｂは一実施形態による図１２Ａのシールパッケージをその中に配置される２つのシールの拡大図とともに示す断面切取図である。
【図15】図１５Ａは一実施形態による図１１Ａのロボット装置本体の近位端に隣接して配置される図１１Ｂのネストの側面切取図であり、図１５Ｂは一実施形態による一緒に連結される図１５Ａのネストおよび装置本体の側面切取図である。
【図16】図１６Ａは一実施形態による図１１Ａの装置本体のオスコネクターに隣接して配置される図１１Ｂのネストの側面切取図であり、図１６Ｂは一実施形態による図１６Ａのオスコネクターと連結される図１６Ａのネストの１つのラッチの斜視拡大図である。
【図17】図１７Ａは一実施形態による図１１Ａの装置本体のオスコネクターに隣接して配置される図１１Ｂのネストの側面切取図であり、図１７Ｂは一実施形態による一緒に連結される図１７Ａのネストおよびオスコネクターの側面切取図である。
【図19】図１９Ａは一実施形態によるカメラがまだネストに連結されていない図１８のネストおよびカメラ連結機構の側面断面切取図であり、図１９Ｂは一実施形態によるカメラがネスト内の完全に連結される位置に付勢されているがまだ完全には連結されていない図１８のネストおよびカメラ連結機構の側面断面切取図であり、図１９Ｃは一実施形態によるカメラがネストに完全に連結される図１８のネストおよびカメラ連結機構の側面断面切取図である。
【図24】一実施形態による、前アームの断面切取図である。
【図26】一実施形態による、肩ジョイントで装置本体に連結される上アームの断面切取図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本明細書に開示されるさまざまなシステムおよび装置は、医療処置およびシステムで使用するための装置に関する。より具体的には、さまざまな実施形態は、ロボット装置および関連する方法およびシステムを含むさまざまな医療装置に関する。
【0025】
本明細書に開示されるロボット装置および関連する方法およびシステムのさまざまな実施形態は、他の任意の既知の医療装置、システム、および方法に組み込まれるか、または一緒に使用され得ることが理解される。
【0026】
本明細書に開示されるロボット装置および関連する方法およびシステムのさまざまな実施形態は、他の任意の既知の医療装置、システム、および方法に組み込まれるか、または一緒に使用され得ることが理解される。例えば、本明細書に開示されるさまざまな実施形態は、米国特許第８，９６８，３３２号（２０１５年３月３日に発行され、「磁気的に連結可能なロボット装置および関連する方法」と題される）、米国特許第８，８３４，４８８号（２０１４年９月１６日に発行され、「磁気的に連結可能な手術用ロボット装置および関連する方法」と題される）、米国特許１０，３０７，１９９（２０１９年６月４日に発行され、「ロボット手術装置および関連方法」と題される）、米国特許第９，５７９，０８８号（２０１７年２月２８日に発行され、「外科的視覚化および装置操作のための方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第６１／０３０，５８８号（２００８年２月２２日に出願）、米国特許第８，３４３，１７１号（２０１３年１月１日に発行され、「ロボット装置における作動の方法およびシステム」と題される）、米国特許第８，８２８，０２４号（２０１４年９月９日に発行され、「ロボット装置における作動の方法およびシステム」と題される）、米国特許第９，９５６，０４３号（２０１８年５月１日に発行され、「ロボット装置における作動の方法およびシステム」と題される）、米国特許出願第１５／９６６，６０６号（２０１８年４月３０日に出願され、「外科的アクセスおよび手順のための方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１２／１９２，６６３号（２００８年８月１５日に出願され、「医療用インフレーション、アタッチメント、および送達装置および関連方法」と題される）、米国特許出願第１５／０１８，５３０号（２０１６年２月８日に出願され、「医療用インフレーション、アタッチメント、および送達装置および関連方法」と題される）、米国特許第８，９７４，４４０号（２０１５年３月１０日に発行され、「モジュール式および協調型医療装置および関連システムおよび方法」と題される）、米国特許第８，６７９，０９６号（２０１４年３月２５日に発行され、「ロボット装置用の多機能操作構成要素」と題される）、米国特許第９，１７９，９８１号（２０１５年１１月１０日に発行され、「ロボット装置用の多機能操作構成要素」と題される）、米国特許第９，８８３，９１１号（２０１８年２月６日に発行され、「ロボット装置の多機能操作構成要素」と題される）、米国特許出願第１５／８８８，７２３号（２０１８年２月５日に出願され、「ロボット装置の多機能操作構成要素」と題される）、米国特許第８，８９４，６３３号（２０１４年１１月２５日に発行され、「モジュール式および協調型医療装置および関連システムおよび方法」と題される）、米国特許第８，９６８，２６７号（２０１５年３月３日に発行され、「自然オリフィス手術用の材料を取り扱うまたは送達するための方法およびシステム」と題される）、米国特許第９，０６０，７８１号（２０１５年６月２３日に発行され、「手術用エンドエフェクターに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許第９，７５７，１８７号（２０１７年９月１２日に発行され、「手術用エンドエフェクターに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許１０，３５０，０００（２０１９年７月１６日に発行され、「手術用エンドエフェクターに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１６／５１２，５１０号（２０１９年７月１６日に出願され、「手術用エンドエフェクターに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許第９，０８９，３５３号（２０１５年７月２８日に発行され、「ロボット手術装置、システム、および関連方法」と題される）、米国特許１０，１１１，７１１（２０１８年１０月３０日に発行され、「ロボット手術装置、システム、および関連方法」と題される）、米国特許出願第１６／１２３，６１９号（２０１８年９月６日に出願され、「ロボット手術装置、システムおよび関連方法」と題される）、米国特許９，７７０，３０５（２０１７年９月２６日に発行され、「ロボット手術装置、システム、および関連方法」と題される）、米国特許出願第１５／６６１，１４７号（２０１７年７月２７日に出願され、「オンボード制御を備えたロボット装置、および関連システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１３／８３３，６０５号（２０１３年３月１５日に出願され、「ロボット手術装置、システム、および関連方法」と題される）、米国特許出願第１３／７３８，７０６号（２０１３年１月１０日に出願され、「外科的アクセスおよび挿入のための方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１４／６６１，４６５号（２０１５年３月１８日に出願され、「外科的アクセスおよび挿入のための方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１５／８９０，８６０号（２０１８年２月７日に出願され、「外科的アクセスおよび挿入のための方法、システム、および装置」と題される）、米国特許第９，４９８，２９２号（２０１６年１１月２２日に発行され、「シングルサイトロボット装置および関連システムおよび方法」と題される）、米国特許第１０，２１９，８７０号（２０１９年３月５日に発行され、「シングルサイトロボット装置および関連するシステムと方法」と題される）、米国特許出願第１６／２９３，１３５号（２０１９年３月３日に出願され、「シングルサイトロボット装置および関連システムおよび方法」と題される）、米国特許第９，０１０，２１４号（２０１５年４月２１日に発行され、「ローカル制御ロボット手術装置および関連方法」と題される）、米国特許１０，４７０，８２８（２０１９年１１月１２日に発行され、「ローカル制御ロボット手術装置および関連方法」と題される）、米国特許出願第１６／５９６，０３４号（２０１９年１０月８日に出願され、「局所制御ロボット手術装置および関連方法」と題される）、米国特許第９，７４３，９８７号（２０１７年８月２９日に発行され、「ロボット手術装置、エンドエフェクター、およびコントローラーに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１５／６８７，７８７号（２０１７年８月２８日に出願され、「ロボット手術装置、エンドエフェクター、およびコントローラーに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許第９，８８８，９６６号（２０１８年２月１３日に発行され、「力制御手術システムに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１５／８９４，４８９号（２０１８年２月１２日に出願され、「力制御手術システムに関連する方法、システム、および装置」と題される）、米国特許出願第１４／２１２，６８６号（２０１４年３月１４日に出願され、「ロボット手術装置、システム、および関連する方法」と題される）、米国特許出願第１４／３３４，３８３号（２０１４年７月１７日に出願され、「ロボット外科装置、システム、および関連する方法」）、米国特許出願第１４／８５３，４７７号（２０１５年９月１４日に出願され、「クイックリリースエンドエフェクターおよび関連システムおよび方法」と題される）、米国特許出願第１６／５０４，７９３号（２０１９年７月８日に出願され、「クイックリリースエンドエフェクターおよび関連システムおよび方法」と題される）、米国特許第１０，３７６，３２２号（２０１９年８月１３日に発行され、「コンパクトなジョイント設計および関連するシステムと方法を備えたロボット装置」と題される）、米国特許出願第１６／５３８，９０２号（２０１９年８月１３日に出願され、「コンパクトなジョイント設計および関連するシステムと方法を備えたロボット装置」と題される）、米国特許出願１５／２２７，８１３（２０１６年８月３日に出願され、ロボット手術装置、システムおよび関連方法と題される）米国特許出願１５／５９９，２３１（２０１７年５月１８日に出願され、「ロボット手術装置、システム、および関連方法」と題される）、米国特許出願第１５／６８７，１１３号（２０１７年８月２５日に出願され、「クイックリリースエンドエフェクターツールインターフェイス」と題される）、米国特許出願第１５／６９１，０８７号（２０１７年８月３０日に出願され、「コンパクトなジョイント設計と追加の自由度および関連するシステムと方法を備えたロボット装置」と題される）、米国特許出願第１５／８２１，１６９号（２０１７年１１月２２日、「グロスポジショニング装置および関連システムと方法」と題される）、米国特許出願第１５／８２６，１６６号（２０１７年１１月２９日に出願され、「ユーザープレゼンス検出および関連するシステムと方法を備えたユーザーコントローラー」と題される）、米国特許出願第１５／８４２，２３０号（２０１７年１２月１４日に出願され、「医療装置および関連システムおよび方法に連結するためのリリース可能なアタッチメント装置」と題される）、米国特許出願第１６／１４４，８０７号（２０１８年９月２７日に出願され、「追跡カメラ技術を備えたロボット手術装置外および関連システムおよび方法」と題される）、米国特許出願第１６／２４１，２６３号（２０１９年１月７日に出願され、「コンパクトジョイント設計および関連システムおよび方法を備えたシングルマニピュレータロボット装置」と題される）、米国特許第７，４９２，１１６号（２００７年１０月３１日に出願され、「手術用ロボット」と題される）、米国特許第７，７７２，７９６号（２００７年４月３日に出願され、「手術用ロボット」と題される）、および米国特許第８，１７９，０７３号（２０１１年５月１５日に発行され、「エージェントデリバリー構成要素および関連する方法を備えたロボット装置」と題される）、に開示される医療装置およびシステムのいずれかに組み込まれるか、またはそれらとともに使用され得、これらは全て、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0027】
上記の用途に開示された特定の装置およびシステムの実装は、本明細書に開示されたものと同様の支持構成要素と組み合わせて、患者の体腔内に配置することができ、または装置の一部を体腔内に位置決めすることができる。本明細書で使用される「生体内の装置」は、患者の体腔内に位置決めされる間、ユーザーによって少なくとも部分的に配置、操作、または制御され得る任意の装置を意味し、体腔の開口部またはオリフィスを通して配置されるロッドまたは他のそのような構成要素などの支持構成要素に連結される任意の装置を含み、また、患者の体腔の壁に対して実質的にまたは隣接して位置決めされる任意の装置を含み、内部で作動する（外部の原動力源がない）そのような装置をさらに含み、さらに、外科手術処置中に腹腔鏡下または内視鏡下で使用される可能性のある任意の装置を含む。本明細書で使用される場合、「ロボット」および「ロボット装置」という用語は、自動的にまたはコマンドに応答してタスクを実行することができる任意の装置を指すものとする。
【0028】
特定の実施形態は、空洞の十分な吹送を維持しながら、空洞への本発明の挿入を提供する。さらなる実施形態は、挿入プロセス中の外科医または外科ユーザーと本発明との物理的接触を最小限に抑える。他の実装は、患者および本発明の挿入プロセスの安全性を高める。例えば、いくつかの実施形態は、システム／装置と患者との間に損傷を与える接触が起こらないことを確実にするために、患者の空洞に挿入される本発明の視覚化を提供する。さらに、特定の実施形態は、切開のサイズ／長さの最小化を可能にする。他の実装には、切開または自然オリフィスを介して体内に挿入できる装置が含まれる。さらなる実装は、アクセス／挿入手順および／または手順に必要なステップの複雑さを軽減する。他の実施形態は、最小のプロファイル、最小のサイズを有するか、または一般に、取り扱いおよび使用の容易さを高めるために機能および外観が最小である装置に関する。
【0029】
手動腹腔鏡検査の場合と同様に、既知の吹送システムを使用して、無菌の二酸化炭素（または他のガス）を患者の腹腔に送り込むことができる。これにより、腹壁が臓器から持ち上げられ、ロボット用のスペースが作成される。特定の実装では、システムは吹送システムとの直接インターフェイスを持っていない。あるいは、システムは、吹送システムへの直接インターフェイスを持つことができる。
【0030】
装置が挿入ポートを介して挿入される特定の実装形態では、挿入ポートは、腹部切開を密封および保護するために経腹的に配置される既知の市販の可撓性膜である。この既製の構成要素は、ハンドアシスト腹腔鏡手術（ＨＡＬＳ）で実質的に同じ方法で使用されるのと同じ装置または実質的に同じ装置である。唯一の違いは、本明細書のさまざまな実施形態によるロボット装置のアームが、外科医の手ではなく挿入ポートを介して腹腔に挿入されることである。ロボット装置本体が、挿入ポートを通して位置決めされるときに挿入ポートに対してシールし、それによって吹送圧を維持する。ポートは一回の使用で使い捨てである。または、任意の既知のポートを使用できる。さらなる代替案では、装置は、ポートのない切開を通して、または自然オリフィスを通して挿入することができる。
【0031】
本明細書に開示される特定の実装は、さまざまな構成で組み立てることができる「組み合わせ」または「モジュール式」医療装置に関する。このアプリケーションの目的では、「組み合わせ装置」と「モジュール式装置」の両方は、さまざまな異なる構成で配置できるモジュール式または交換可能な構成要素を備えた医療装置を意味するものとする。
【0032】
本明細書に開示または企図される特定の実施形態は、結腸切除、憩室炎、クローン病、炎症性腸疾患および結腸癌などの下部胃腸疾患を有する患者を治療するために行われる外科手術処置に使用することができる。既知の結腸切除術の約３分の２は、８～１２インチの切開と最大６週間の回復時間を伴う完全に開いた外科手術処置によって行われる。手順の複雑な性質のため、既存のロボット支援手術装置が結腸切除手術に使用されることはめったになく、手動腹腔鏡アプローチは症例の３分の１でのみ使用される。対照的に、本明細書に開示されるさまざまな実装は、臨床転帰および医療費を改善する可能性を伴って、既知の技術によって通常「オープン」に実行されるさまざまな手順への低侵襲アプローチで使用することができる。さらに、本明細書に開示されるさまざまな実装は、患者の外部から体内に到達する既知のメインフレームのような腹腔鏡手術用ロボットの代わりに、任意の腹腔鏡外科手術処置に使用することができる。すなわち、本明細書に開示されるより低侵襲性のロボットシステム、方法、および装置は、患者の腹部の単一の切開を通して全体が挿入される、小型の自己完結型の手術装置を特徴とする。外科医に馴染みのある既存のツールと技術を利用するように設計され、本明細書に開示された装置は、専用の手術室や特別なインフラストラクチャを必要とせず、サイズがはるかに小さいため、腹腔鏡手術の既存のロボット代替品よりも大幅に安価であると期待される。これらの技術的進歩により、本明細書のさまざまな実施形態は、今日の開腹手術で行われる手技への低侵襲的アプローチを可能にし得る。
【0033】
図１は、以下でさらに詳細に説明されるいくつかの構成要素を有するロボット手術システム１０の一実施形態を示す。本明細書で開示または企図されるさまざまなシステム実装の構成要素は、以下でさらに詳細に説明されるように、外部制御コンソール１６と、取り外し可能なカメラ１４を有するロボット装置１２とを含むことができる。図１の実装によれば、ロボット装置１２は、既知の市販の支持アーム２０を介して手術台１８に取り付けられて示される。システム１０は、特定の実装形態では、コンソール１６で外科医２２によって、および手術台１８に位置決めされる１人の外科医助手２４によって操作され得る。あるいは、１人の外科医２２がシステム１０全体を操作することができる。さらなる代替案では、３人以上がシステム１０の操作に関与することができる。さらに、外科医（またはユーザー）２２は、外科医２２が手術台１８の患者とは異なる都市または国または異なる大陸にいることができるように、手術台１８に対して離れた場所に位置することができることが理解される。
【0034】
この特定の実装形態では、カメラ１４を備えたロボット装置１２は両方ともケーブル、以下でさらに詳細に説明される装置ケーブル２４Ａおよびカメラケーブル２４Ｂを介して外科医コンソール１６に接続される。または、任意の接続構成を使用できる。特定の実装では、システムは、電気外科発電機、挿入ポート、補助モニターなど、使用中に他の装置と相互作用することもできる。
【0035】
図２は、上で論じた例示的なシステム１０、または本明細書で開示または企図される任意の他のシステムに組み込むことができるロボット装置４０の１つの例示的な実装を示す。装置４０は、遠位端４２Ａおよび近位端４２Ｂを有する本体（または「胴体」）４２を有し、上記のように、および以下でさらに詳細に説明するように、撮像装置（または「カメラ」）４４がそれを通して配置される。簡単に言えば、ロボット装置４０は、それに動作可能に連結される２つのロボットアーム４６、４８を有し、カメラ４４は、本体４２を通して取り外し可能に配置可能であり、２つのアーム４６、４８の間に配置される。すなわち、装置４０は、第１の（または「右」）アーム４６および第２の（または「左」）アーム４８を有し、これらは両方とも、以下でさらに詳細に説明するように、装置４０に動作可能に連結される。本実施形態では、示される装置４０の本体４２は、本体４２の内部構成要素および内腔が筐体５２内に配置されるように、筐体（「カバー」または「ケーシング」とも呼ばれる）５２を有する。装置本体４２は、２つの回転可能な円筒形本体（「肩」または「タレット」とも呼ばれる）５４Ａ、５４Ｂ、第１の（または「右」）肩５４Ａおよび第２の（または「左」）肩５４Ｂを有する。この実装における各アーム４６、４８はまた、上アーム（本明細書では「内側アーム」、「内側アームアセンブリー」、「内側リンク」、「内側リンクアセンブリー」、「上アームアセンブリー」、「第１のリンク」または「第１のリンクアセンブリー」とも呼ばれる）４６Ａ、４８Ａ、および前アーム（本明細書では「外側アーム」、「外側アームアセンブリー」、「外側リンク」、「外側リンクアセンブリー」、「前アームアセンブリー」、「第２のリンク」、または「第２のリンクアセンブリー」とも呼ばれる）４６Ｂ、４８Ｂを有する。右上アーム４６Ａは、右肩ジョイント４６Ｃで本体４２の右肩５４Ａに動作可能に連結され、左上アーム４８Ａは、左肩ジョイント４８Ｃで本体４２の左肩５４Ｂに動作可能に連結される。さらに、各アーム４６、４８について、前アーム４６Ｂ、４８Ｂは、肘ジョイント４６Ｄ、４８Ｄで上アーム４６Ａ、４８Ａに回転可能に連結される。さまざまな実施形態において、前アーム４６Ｂ、４８Ｂは、さまざまな取り外し可能で交換可能なエンドエフェクター５６Ａ、５６Ｂを受けいれるように構成される。
【0036】
アーム４６、４８の遠位端のエンドエフェクター５６Ａ、５６Ｂは、以下でさらに詳細に説明されるように、さまざまなツール５６Ａ、５６Ｂ（はさみ、把持器、持針器など）であり得る。特定の実装形態では、ツール５６Ａ、５６Ｂは、場合によっては、エンドエフェクター５６Ａ、５６Ｂをアーム４６、４８に連結するツールノブの小さなねじれによるものを含めて、取り外し可能であるように設計される。特定の実装形態では、少なくとも２つの使い捨ての交換可能な使い捨ての手術用エンドエフェクターを、本明細書のロボット装置の実施形態（装置４０を含む）のいずれかとともに使用することができる。そのようなエンドエフェクターは、双極焼灼が可能な有窓の把持器、単極焼灼を提供するはさみ、単極焼灼を提供するフック、および左右の持針器セットを含むことができるが、これらに限定されない。ツールは、特定の手術タスクに合わせて選択できる。エンドエフェクターの取り外し可能性および互換性を可能にする特定の前アームおよびエンドエフェクターの構成は、上記の参照により組み込まれる米国特許出願第１４／８５３，４７７号に詳細に開示される。さらに、任意の既知の前アームおよびエンドエフェクターの組み合わせが、本明細書に開示または企図されるロボット装置の実施形態のいずれかで使用できることが理解される。
【0037】
さまざまな実装形態では、本体４０およびアーム４６、４８の各リンクは、さまざまなアクチュエーターまたはモーターを含むことができる。特定の実装形態では、本体４０は、その中に配置されるモーターを持たないが、アーム４６、４８のそれぞれに少なくとも１つのモーターが存在する。一実施形態では、本明細書で論じられ、描かれているモーターのいずれかは、ブラシまたはブラシレスモーターであり得る。さらに、モーターは、例えば、直径６ｍｍ、８ｍｍ、または１０ｍｍのモーターであり得る。あるいは、医療装置に統合できる任意の既知のサイズを使用することができる。さらなる代替では、アクチュエーターは、構成要素の動きまたは動作を作動させるために医療装置で使用される任意の既知のアクチュエーターであり得る。本明細書に記載のモーターに使用できるモーターの例には、ＥＣ １０ ＢＬＤＣ＋ＧＰ１０Ａプラネタリーギアヘッド、ＥＣ ８ ＢＬＤＣ＋ＧＰ８Ａプラネタリーギアヘッド、またはＥＣ ６ ＢＬＤＣ＋ＧＰ６Ａプラネタリーギアヘッドが含まれ、これらは全て、マサチューセッツ州フォールリバーのＭａｘｏｎ Ｍｏｔｏｒｓから市販される。これらの動作を作動させる多くの方法があり、例えば、ＤＣモーター、ＡＣモーター、永久磁石ＤＣモーター、ブラシレスモーター、空気圧、リモートモーターへのケーブル、油圧などである。したがって、作動源は、適切な連結または伝達機構（少なくとも１本のケーブル、少なくとも１本の油圧トランスミッションホース、少なくとも１本の空気圧式トランスミッションホース、またはその他の伝達機構など）が本体４２を通して配置されるように、少なくとも１つのモーター、油圧源、空気圧源、または装置４０から離れてまたは近位に配置される任意の他の作動源であり得る。
【0038】
一実施形態では、本明細書で開示または企図される実施形態のいずれかにしたがって上記で論じたさまざまなジョイントは、装置内に、およびいくつかの実装では、各ジョイントの近くに配置される電気モーターによって駆動することができる。他の実施形態は、本明細書の装置実装のいずれかに空気圧または油圧アクチュエーターを組み込むことを含む。追加の代替的な実施形態では、駆動アクチュエーターは、装置および／または体腔の外側に配置され、電力伝達機構は、外部ソースから本明細書の任意の装置のさまざまなジョイントにエネルギーを伝達するために提供される。そのような伝達機構は、例えば、歯車、駆動シャフト、ケーブル、滑車、または他の既知の機構、あるいはそれらの任意の組み合わせの形をとることができる。
【0039】
図３Ａおよび３Ｂは、一実装による、カメラアセンブリー４４が取り外されたロボット装置４０の一実施形態を示している。すなわち、図３Ａは、カメラが本体４２を通して配置されていない装置４０を示し、図３Ｂは、カメラ４４の一実施形態を示している。特定の実装形態では、図３Ｂに最もよく示されるように、カメラ４４は、シャフト６２がハンドル６０の遠位端から遠位に延在するように、それに連結される細長いシャフト６２を備えたハンドル（または「カメラ本体」）６０を有する。さらに、カメラ４４は、以下でさらに詳細に説明するように、操縦可能性がユーザーが視線方向を調整できるように、可撓性セクション６８を介してシャフト６２の遠位端に連結される操縦可能な先端６４を有する。さらに、先端６４はまた、所望の画像を撮像するように構成される先端６４の遠位端にカメライメージャ６６を含む。さらに、特定の実装における先端６４は、光が、視野内の物体を照明することができるように、その上に配置される照明ライト（図示せず）を有する。１つの特定の実装形態では、カメラ４４は１０８０ｐ ６０Ｈｚデジタルビデオを提供する。あるいは、カメラ４４は、任意の既知のビデオ品質を提供することができる。
【0040】
図３Ａおよび図３Ｃに最もよく示されるように、カメラアセンブリー４４は、図３Ａの矢印Ａによって示されるように、ロボット装置４０の本体４２を通して画定される内腔（図示せず）を通してシャフト６２の遠位端を配置することによって、ロボット装置４０の本体４２に挿入することができる。以下でさらに詳細に説明するように、装置４０の特定の実装形態は、本体４２の近位端の近くに配置される取り外し可能なネスト（または「ドック」）（図示せず）を含み、患者の空洞がガス注入されたままであることを確実にするために動作するシール（図示せず）を含む。図２および図３Ｃに最もよく示される特定の実施形態によれば、シャフト６２が必要に応じて本体４２の内腔を通して挿入されるとき、シャフト６２の遠位端は、可撓性セクション６８および操縦可能な先端６４（イメージャ６６）は、本体４２の遠位端の開口部から延在し、その結果、先端６４は、示されるように、外科的環境において２つのアーム４６、４８の間に位置決めされる。したがって、イメージャ６６は、２つのアーム４６、４８との間のビューを撮像するように配置され、操縦可能な先端６４は、手術用ツールおよび手術対象のビューを提供するように作動させることができる。すなわち、先端６４は、手術用ツールおよび／または手術標的がイメージャ６６の視野内に撮像されるように移動することができる。このカメラ４４の実施形態および本明細書で開示または企図される他のそのようなカメラの実施形態は、それを通して画定されるカメラ内腔を有する任意の同様のロボット装置とともに使用できることが理解される。
【0041】
さまざまな実装形態では、図３Ｃに最もよく示されるように、操縦可能な先端６４、したがってカメライメージャ６６もまた、視線の方向を変えるためシャフト６２と操縦可能な先端６４の間には配置される可撓性セクション６８でシャフト６２関して、２つの独立した方向に操縦可能か、または移動可能である。すなわち、図３Ｃは、操縦可能な先端６４が、矢印Ｃによって表されるように、矢印Ｂまたはピッチ方向（装置４０に対して上下）で表されるように、ヨー方向（装置４０に対して左右）にロボットで関節運動できることを示している。さまざまな実装において、カメラ４４は、コンソール（例えば、上記のコンソール１６など）を介してまたは、以下でさらに詳しく説明するように、コントロールボタン（図示せず）を介して制御することができる。一実施形態では、操縦可能な先端の特徴および動作（関節運動を含む）は、米国出願１４、３３４，３８３および１５／２２７，８１３に記載される操縦可能な先端と実質的に同様であり、これらは両方とも上記の参照により組み込まれる。あるいは、カメラまたは同様の装置のための任意の既知のロボット関節機構は、本明細書に開示または企図される任意の装置またはシステムで利用される任意のカメラ実施形態に組み込むことができる。
【0042】
さまざまな実装において、カメラ４４は、複数の使用のために再滅菌することができる。１つの特定の実施形態では、カメラ４４は、最大で１００回以上再利用することができる。あるいは、本明細書の任意の実装にしたがって装置本体を通り抜けることができる任意の既知の内視鏡カメラを利用できることが理解される。
【0043】
ここで、図４Ａ～図４Ｂに示される一実施形態によるロボット装置８０のロボットアーム８２、８４に焦点を合わせると、図４Ａに最もよく示されるように、この実装における各ロボットアーム８２、８４は、ツールの開閉機能を含む６つの自由度を有する。この議論の目的のために、図４Ａに示されるように、さまざまな自由度が右アーム８２の文脈で議論されるが、両方のアームが同じ自由度を有することが理解される。右肩ジョイント８６は、人間の肩に似たほぼ球形のジョイントである。上アーム８８は、肩ジョイント８６（Ｊ３）の周りでヨーイング（Ｊ１）、ピッチング（Ｊ２）、およびローリングすることができる。これらの第１の３つの回転軸は、肩ジョイント８６で大まかに交差する。ロボット肘９０（Ｊ４）は、上アーム８８に対して前アーム９２の回転を可能にする。最後に、エンドエフェクター９４は、ツール９４の長軸の周りをローリングすることができ（Ｊ５）、前アーム９２に交換可能に取り付けることができるいくつかのツールは、開閉作動機能を有する。他方、例えば、フック焼灼ツールは開閉しないことが理解される。
【0044】
この実装におけるロボットアーム８２、８４は、重要な器用さを有する。図４Ｂに示されるように、上記の６つの自由度は、アーム８２、８４が腹腔の閉鎖空間に到達することを可能にする。図４Ｂは、特定の実装による、ロボット装置８０のアーム８２、８４のワークスペース１１０全体を概略的に示している。これらの実装において、「ワークスペース」１１０は、アーム８２、８４（および／またはそのエンドエフェクター）のいずれかがそのスペース１１０内でその機能を移動、アクセス、および実行することができるロボット装置８０の周りのスペース１１０を意味する。一実施形態によれば、本明細書のアーム８２、８４は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国公開出願２０１９／００９０９６５に開示されるように、アーム、自由度、および各アームの全体的なワークスペースおよび個々のワークスペースと実質的に同じである。
【0045】
図４Ｂは、装置８０の斜視図を示し、さらに、第１および第２のアーム８２、８４の集合的なワークスペース１１０を概略的に示している。各アーム８２、８４は、装置８０の前部１１２から装置８０の後部１１４まで延在する可動域および対応するワークスペースを有することに留意されたい。したがって、第１のアーム８２は、各アーム１４、１６について、装置本体８０Ａの軸に対して約１８０°の空間を通って、前部１１２および後部１１４に等しく移動する。２つのアーム８２、８４の別個のワークスペースに基づく交差または集合的なワークスペース１１０を構成するこの全体的なワークスペース１１０は、ロボット装置８０が本体８０Ａを再配置する必要なしに前部１１２および後部１１４に対して等しくうまく機能することを可能にする。したがって、ワークスペース１１０は、左アームと右アームの両方によって到達可能な領域１１２、１１４を表し、両手を使うロボットワークスペース１１０として画定される。この両手を使う領域１１０で作業する場合、外科医は完全なロボットの器用さを待つ。
【0046】
両手を使うワークスペース１１０は、肩ピッチジョイント（図４ＡのＪ２）を中心に１８０度回転する楕円によって近似され、図４Ｂに示される。特定の設計実装の場合、楕円は長軸で約４．５インチ（１１．５ｃｍ）、短軸で３．２５インチ（８．２５ｃｍ）である。両手を使うワークスペース１１０は、ロボット装置８０の前から装置８０の下まで延在し、また装置８０の後ろにもある。ロボットアーム８２、８４のこの器用さは、外科医がアーム８２、８４を操作して、この両手を使うワークスペース１１０内のどこでも等しくうまく機能することを可能にする。
【0047】
図４Ａに見られるように、この例示的な実装におけるアーム８２、８４は、アーム８２、８４および肩タレット９８Ａ、９８Ｂの上に配置される成形シリコン保護スリーブ９６を有する。一実施形態では、スリーブ９６は、アーム８２、８４およびロボット装置８０を流体の侵入から保護し、また、手術後の洗浄および滅菌を単純化するのに役立つように、流体的に密封される。流体的に密封されたスリーブ９６は、米国出願１４／３３４，３８３、１５／２２７，８１３、および１６／１４４，８０７に開示または企図されるスリーブの実施形態のいずれかと実質的に同様であり、これらは全て上記の参照により組み込まれる。
【0048】
ロボット装置の追加の特徴および構成要素には、米国出願１４／３３４，３８３、１５／２２７，８１３、および１６／１４４，８０７に開示されるものが含まれ、これらは全て、上記の参照により組み込まれる他の全ての特許および出願とともに、上記の参照により組み込まれる。本明細書に開示または企図される任意のロボット装置の実施形態（例えば、上記のロボット装置１２、４０、８０を含む）は、本明細書に開示されるシステム実施形態だけでなく、任意の他の既知のロボット手術システムに組み込むことができることが理解される。さらに、特定の実装によれば、本明細書に開示または企図される任意のロボット装置は、複数の使用のために洗浄および滅菌できるように構成できることが理解される。いくつかの実施形態では、装置は、最大１０回以上再利用することができる。
【0049】
図５Ａおよび図５Ｂに示されるように（および図１に関して上で論じられるように）、装置１２は、支持アーム２０を介して手術台１８に取り付けられる。より具体的には、支持アーム２０は、示されるように、一端で手術台１８に連結される。さらに、支持アーム２０は、クランプ１１６が、図５Ｂに最もよく示されるように、装置本体４２の筐体５２の外側表面に画定されるクランプインターフェイスリング１１８に連結することができるように、アーム２０のもう一方の端部にロボット装置本体クランプ１１６を有する。クランプ１１６の特定の実施形態は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国公開出願第２０１７／００３５５２６号にさらに詳細に開示される。さらに、支持アーム２０は、取り付けられる装置１２が必要に応じて多数の異なる位置オプションに再配置され得るようにアーム２０を調整することを可能にする調整ノブ１１９を有する。したがって、装置１２は、アーム２０を介してテーブル１８に調整可能に取り付けられている。あるいは、任意の既知の支持アームを使用して、本明細書のさまざまなロボット装置の実施形態を支持することができる。したがって、上記のような装置１２およびアーム４６、４８の位置決めに加えて、さまざまな実装において、ロボット装置１２は、「グロスポジショニング」を介して処置中に容易に再配置できるので、手術空洞の任意の領域に到達することができる。すなわち、装置１２は、外部支持アーム２０およびロボットクランプ１１６を手動で調整することによって、ほんの数秒で迅速に動かすことができる。上記のようなロボット装置１２のグロスポジショニングとロボットアーム４６、４８の器用さの組み合わせにより、外科医は装置１２を配置することができ、特定の実施形態では、本明細書の他の場所で論じられているように、アーム４６、４８が、所与の手順に対して十分に三角測量される状態で、装置１２を患者の標的空洞内のどこでも動作させることができる。
【0050】
本明細書のさまざまなカメラの実施形態（例えば、カメラ１４および４４を含む）は、特定の実装形態では、それが、任意の構成、位置決め、および装置の使用に対して、カメラ、アーム、エンドエフェクターの間の協調される三角測量生成するように連結される装置と協調され得る。さらに、そのようなカメラの操縦可能な先端は、自動的に、またはシステムコンソールを使用する外科医による制御を介して、視野を再配置するようにロボットで関節運動させることができる。すなわち、カメラは関節運動を行い、外科医がロボットアームの全ての可能な位置と手術現場の望ましい領域を表示できるようにする。さらに、ロボットアームが動くと、操作可能なカメラの先端をアームと調整して、アクティブジョイントを使用してアームの動きと調整し、ロボットワークスペース全体を表示できる。特定の実装では、カメラのジョイントは、モーターおよびセンサー、ならびにプロセッサー（および、いくつかの実装形態では、そこに含まれる制御アルゴリズム）を使用して能動的に制御される。これらの実装形態では、プロセッサーは、ロボット装置に対するピッチ（ａ）および／またはヨー（ｂ）回転の周りのカメラ１２の自動および／または半自動の位置決めおよび再位置決めを可能にする。カメラと装置（およびアーム）との間のそのような調整を有するシステムおよび装置のさまざまな実施形態、ならびにその結果として生じる特徴は、上記の参照により組み込まれる米国公開出願２０１９／００９０９６５に詳細に開示されることが理解される。
【0051】
あるいは、図６に示される特定の実装では、カメラ４４をロボット装置４０から取り外して、標準的な手動腹腔鏡で通常使用される別の既知の腹腔鏡ポート１２０を通して配置することができる。したがって、本実施形態では、装置４０は、メインポート（「挿入ポート」としても知られる）１２２を介して配置され、カメラ４４は、示されるように、既知の腹腔鏡ポート１２０を介して位置決めされる。この配置は、ロボット装置４０を視覚化して、メインポート１２２を介した安全な挿入および抽出を確実にするのに有用であり得ることが理解される。さまざまな実施形態によれば、カメラ４４はまた、光学系を洗浄し、カメラ４４を修理することができよう、またはカメラ４４を取り除くことが有益である他の任意の理由でロボット装置４０から取り外され得る。装置４０およびカメラ４４が本明細書で描写および説明されるが、本明細書で開示または企図される任意の実装による任意の装置またはカメラも同様の配置で使用でき、任意のそのようなカメラを本明細書で説明する理由のために、任意の装置から取り外すことができることを理解されたい。
【0052】
挿入ポート１２２はまた、本明細書で開示または企図される任意のロボット装置の実施形態が、本明細書で企図される任意の手順（カメラ４４が装置４０を通して位置決めされる手順を含む）のために位置決めされるポート１２２を表すことができることが理解される。一実施形態では、挿入ポート１２２は、腹部切開を密封および保護し、それを通して装置４０の本体４２を配置することを可能にするために、経腹的に配置される単回使用の市販の可撓性膜であり得る。特定の実装では、挿入ポート１２２は、図６に示される例示的なポート１２２を含む、ハンドアシスト腹腔鏡手術（ＨＡＬＳ）で使用されるのと同じ装置であり、一実施形態によれば、ＧｅｌＰｏｒｔ（登録商標）１２２である。装置本体４２は、挿入ポート１２２に対してシールし、それにより、流体シールを確立し、したがって、吹送圧力を維持する。あるいは、本明細書に開示されるものと同様の装置を受けいれるように構成される任意の既知の挿入ポート（または切開）を使用することができる。
【0053】
図１に示され上で論じられたシステム１０などのシステム全体の実施形態に戻ると、ロボット装置（装置１２または装置４０など）は、特定の実施形態にしたがって、外科医コンソール１６を介して、図１および７に示すように、操縦することができる。外科医コンソール１６のこの例示的な実装は、ロボット制御機能、システム監視、および本明細書の任意の実施形態によるシステムを制御するために必要または有益な他の任意の既知のプロセスまたは機能を実行するメインプロセッサー（図示せず）を含む。これらの実装形態では、コンソール１６はまた、カメラ（カメラ１４または４４など）の出力を使用して手術環境のリアルタイム画像を表示することができるリアルタイムディスプレイ１３０を有する。一実施形態では、ディスプレイ１３０は、高解像度ディスプレイ１３０である。あるいは、任意の既知のディスプレイを使用することができる。さらに、コンソール１６はまた、コンソール１６および装置１２（または装置４０）のいくつかの機能を制御するために使用することができるタッチスクリーンインターフェイス１３２を有することができる。特定の実装形態では、タッチスクリーン１３２は、ロボット装置１２（または４０）またはシステム１０の他の任意の構成要素の状態に関するさまざまなタイプの情報を表示することもできる。あるいは、任意の既知のコンソールを、本明細書に開示または企図されるシステムのさまざまな実装とともに使用することができる。
【0054】
この実装におけるコンソール１６はまた、その動きを含む、装置１２、４０および／またはカメラ１４、４４のさまざまな態様を制御するために使用することができる右側および左側のコントローラー（または「入力装置」）１３４Ａ、１３４Ｂを有する。外科医は、入力装置１３４Ａ、１３４Ｂが外科医の手の動きを追跡できるように、外科医の手を使用して入力装置１３４Ａ、１３４Ｂとインターフェイスすることができる。特定の実施形態では、入力装置１３４Ａ、１３４Ｂのそれぞれは、外科医の手が適切に係合されるかどうかを追跡するための外科医存在センサーを有することができる。１つの例示的な実施形態では、ユーザー存在センサーは、上記の参照により組み込まれる米国特許出願第１５／８２６，１６６号に開示または企図される実施形態のいずれかである。特定の実装形態では、入力装置１３４Ａ、１３４Ｂは、両方とも上記の参照により組み込まれる、米国特許出願第１５／２２７，８１３号および米国特許第９，８８８，９６６号に詳細に記載されるように、ワークスペースの境界やロボットアーム間の衝突などを示すために外科医の手を押すことによって触覚型のフィードバックを提供するように構成することもできる。さまざまな実施形態によれば、入力装置１３４Ａ、１３４Ｂはまた、ロボットのエンドエフェクターの開閉機能を制御することができる。
【0055】
いくつかの実装によれば、外科医コンソール１６はまた、例えば、クラッチング、カメラの動き、およびさまざまな電気焼灼機能を含むさまざまなロボット機能を制御するために外科医の足によって操作可能であるように構成されるフットペダル１３６を有することができる。あるいは、ペダル１３６を使用して、ロボット装置１２、４０またはシステム１０の他の任意の構成要素の任意の既知の機能を操作することができる。さらなる代替では、コンソール１６上の他の任意の入力装置を使用して、それらのさまざまな機能を制御することができる。
【0056】
特定の実装による外科医コンソール１６は、座位（直観的なｄａ Ｖｉｎｃｉコンソールと同様）または立位（手動腹腔鏡検査と同様）のいずれかに位置決めされる外科医によって操作され得るように構成することができる。この例示的な実施形態のコンソール１６は、キャスター１３８および輸送ハンドル１４０を使用して手術室間で容易に輸送されるように設計される。特定の実施形態では、コンソール１６の高さは調整可能である。
【0057】
本明細書に開示または企図される任意のシステムに組み込むことができる他のコンソールおよびシステムの実施形態は、これらは全てが、上記の参照により組み込まれた他の関連する特許および出願ともに上記の参照により組み込まれる、米国特許出願第１４／３３４，３８３号、第１５／２２７，８１３号、および第１６／１４４，８０７号に開示されている。アプリケーションのさまざまな構成要素には、例えば、コンパニオンカート、インターフェイスポッド、電気外科用発電機、および適切なケーブルおよび接続が含まれる。さらに、他の任意の既知のコンソールまたはコントローラーは、本明細書に開示または企図される任意のロボット装置またはシステムとともに利用できることが理解される。
【0058】
別のカメラの実施形態が、カメラアセンブリー１５０が、シャフト１５４がハンドル１５２の遠位端から遠位に延在するように、細長いシャフト１５４が連結されるハンドル（または「カメラ本体」）１５２を有する、図８Ａおよび図８Ｂに示される（図８Ａは側面図を示し、図８Ｂは正面図を示す）。さらに、カメラ１５０は、以下でさらに詳しく説明するように、操縦可能性がユーザーが見る方向を調整することを可能にするように、先端１５６をシャフト１５４に連結する可撓性セクション１５８を介してシャフト１５４の遠位端に連結される操縦可能な先端１５６を有する。先端１５６は、光学部品および支持電子機器（図示せず）とともに、所望の画像を撮像するように構成される先端１５６の遠位端にカメライメージャ（「撮像センサー」とも呼ばれる）１６０を含む。本実施形態では、カメラ１５０はまた、シャフト１５４、光ファイバーが、撮像のための手術標的を照らすために先端１５６で光出力を提供するように、可撓性セクション１５８、および先端１５６を通して配置される光ファイバー（図示せず）を有する。さらに、アセンブリー１５０は、ケーブル１６２が、ビデオ信号ならびに任意の電力および他の信号またはカメラ１５０を操作するために必要な情報を含む、カメラ１５０との間の電気信号を提供することができるように、ハンドル１５２に連結され、そこから外部コントローラー（上記のコンソール１６またはその他のコントローラーなど）まで延在するケーブル１６２を有する。
【0059】
一実施形態によれば、操縦可能な先端１５６は、２つの独立した方向にロボットで関節運動することができる。より具体的には、カメラアセンブリー４４の実施形態に関してさらに詳細に論じられ、図３Ｃに示されるように、操縦可能な先端１５６は、ピッチ方向およびヨー方向の両方に移動するように関節運動することができる。
【0060】
図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃは、一実施形態によるカメラハンドル１５２の拡大図である。この例示的な実装では、カメラハンドル１５２は、図９Ｂに最もよく示されるように、内側ハウジング１８２が筐体１８０内に配置される状態で、図９Ａに最もよく示されるように、外側筐体（「外部ハウジング」、「ハウジング」、または「筐体」とも呼ばれる）１８０を有する。特定の実施形態では、内側ハウジング１８２は、カメラハンドル外部ハウジング１８０の内部に熱を分配するように機能することができる内側熱分配シンク１８２である。より具体的には、熱分配シンク１８２は、筐体１８０内およびハンドル１５２の内部構成要素の周囲に配置される任意の適切な形状のシリンダー１８２または構造１８２である。シンク１８２は、構造１８２全体に熱を分散し、熱に対する熱容量を有する材料でできている。１つの特定の実施形態では、材料はアルミニウムである。あるいは、シンク１８２は、任意の既知のヒートシンク材料で作ることができる。外側筐体１８０は、ヒートシンク１８２およびハンドル１５２の内部の機械的および電気部品を封入するのに役立つ。
【0061】
さらに、さまざまな実装によるハンドル１５２はまた、ケーブル１６２が緩和アセンブリー１８４を通して配置されるように、ハンドル１５２の近位端から延びるケーブル歪み緩和アセンブリー１８４を有する。一実施形態では、緩和アセンブリー１８４は、力がケーブル１６２に加えられたときにケーブル１６２に加えられるひずみを低減するために緩和アセンブリー１８４が補強された構造を有するようにケーブル１６２を配置することができるチューブ１８４または他の細長い構造１８４である。ケーブル歪み緩和アセンブリー１８４は、歪み緩和を提供するための任意の既知の構造であり得ることが理解される。あるいは、アセンブリー１８４は、任意の既知のケーブル歪み緩和アセンブリーであり得る。
【0062】
カメラハンドル１５２はまた、この特定の実装では、ケーブル接続１８８の周りに配置される２つのＯリングシール１８６Ａ、１８６Ｂを有する。シール１８６Ａ、１８６Ｂは、接続１８８とハウジング１８０との間に配置され、それにより、間に流体シールを確立し、したがって、流体の侵入を防止するのを助ける。あるいは、接続１８８の周りに配置される１つのシール、３つのシール、または任意の数のシールがあり得る。さらなる代替案では、シールは、Ｏリングシールである必要はなく、代わりに、任意の既知のタイプのシールであり得る。
【0063】
一実施形態によれば、カメラハンドル１５２の遠位端は、そこから延在するノーズコーン１９０を有する。図９Ｃに最もよく示されるように、ノーズコーン１９０は、ハンドル１５２から遠位に延在する遠位構造１９０である。ノーズコーン１９０は、ノーズコーン１９０の遠位端にあるノーズコーン先端１９２と、先端１９２の近位にあるノーズコーンに画定されるスロット１９４とを含む。一実施形態では、ノーズコーンスロット１９４は、以下でさらに詳細に論じられるカメララッチ４２０がスロット１９４内に受容され得るように、カメラ連結機構受容スロット１９４である。したがって、カメララッチ受容スロット１９４は、カメララッチ４２０と連動して動作して、以下に詳細が論じられるように、ネスト構造３４６を介して、カメラを細長い装置４０（または本明細書の他の任意の装置実施形態）の細長い本体４２に取り付けるのを支援することができる。
【0064】
さらに、ノーズコーン１９０は、コーン１９０の周りに配置され、図示のように突起１９６に取り付けられる外側Ｏリングシール１９８Ａおよび内側Ｏリングシール１９８Ｂの両方を有する突起（または「カラー」）１９６を有する。外側Ｏリングシール１９８Ａは、シール１９８Ａがカラー１９６とカメラ本体筐体１８０との間に配置されるように、カラー１９６の外周に配置される。さらに、内側Ｏリングシール１９８Ｂは、シール１９８Ｂがカラー１９６とコーン１９０との間に配置されるように、カラー１９６の内周に配置される。したがって、シール１９８Ａ、１９８Ｂは、ノーズコーン１９０とカメラハウジング１８０との間に流体シールを確立するのに役立ち、それにより、使用および洗浄中に内部の機械的および電気部品を保護するのに役立つ密封されたカメラハンドル１５２を作成する。
【0065】
使用中、カメラアセンブリー１５０は、典型的には、カメラ１５０が装置本体４２（または本明細書の実施形態の他の任意の装置本体）の周りに移動され、その中に挿入またはそこから取り外されるときに（または上記のように任意のロボット装置とは独立して使用されるとき）、カメラハンドル／本体１５２を介してユーザー（外科医助手および／または外科医など）によって保持される。さらに、ハンドル１５２のノーズコーン１９０は、以下でさらに詳細に論じられるように、細長い本体４２（または本明細書の他の任意の装置本体の実施形態）と連結し、取り付けを支援するようなサイズおよび形状である。
【0066】
図１０Ａおよび１０Ｂに示される一実施形態によれば、カメラ本体／ハンドル１５２は、いくつかの内部構成要素を含むことができる。図１０Ａは、ハンドル１５２の内部構成要素の側面図（図８Ａ、図９Ａ、および図９Ｂで提供されるものと同じ図）であり、図１０Ｂは、正面図（図８Ｂと同じ図）である。図１０Ａに最もよく示されるように、本実装のハンドル１５２は、光源２２０からハンドル１５２の内部を通って、カメラシャフト１５４に向かっておよびそれを通って向かってシャフト１５４の遠位先端まで延在する２つの光透過ファイバー２２２Ａ、２２２Ｂが連結される、ＬＥＤ光源２２０を有する。したがって、ファイバー２２２Ａ、２２２Ｂは、光源２２０からファイバー２２２Ａ、２２２Ｂに沿って、上記のようにイメージャ１６０の視野に光を送信する。したがって、光源２２０からの光は、最終的に、撮像ターゲットを照らす。光源２２０は、そこから生成される光強度を調整するための既知の方法で、コントローラーまたはコンソール１６内のソフトウェアを介することを含む、コントローラー（コンソール１６など）を介して調整され得ることが理解される。あるいは、ハンドル１５２は、２つのＬＥＤ光源を有することができ、それぞれの別個の光源は、２つの伝送ファイバーのうちの異なる１つに連結される。さらなる代替案では、１つの伝送ファイバーを使用することができ、または３つ以上のファイバーを使用することができる。さらに別の代替案では、操縦可能な先端１５６に光を伝達するための任意の構成を、本明細書に開示または企図されるカメラの実施形態のいずれかに組み込むことができる。
【0067】
さらに、カメラ本体１５２はまた、その中に配置される少なくとも１つの回路基板２２４を有する。一実施形態では、少なくとも１つの回路基板２２４を使用して、任意の数の既知の方法でカメラアセンブリー１５０を制御することができる。いくつかの非限定的な実施例では、少なくとも１つの回路基板２２４は、光源２２０または照明の任意のファセット、ビデオ信号、画像センサー１６０、作動機構２２６Ａ、２２６Ｂ、またはカメラ１５０上のまたはその中の任意の場所に存在する任意のセンサーを制御することができる。あるいは、カメラ本体１５２は、カメラ１５０のさまざまな構成要素および／または機能を制御するための２つ以上の回路基板を有することができる。さらに、カメラ本体１５２はまた、操縦可能な先端１５６を作動させるアクチュエーターユニット（本明細書では「間接ユニット」とも呼ばれる）２２６を有する。すなわち、アクチュエーターユニット２２６は、アクチュエーターユニット２２６が、本明細書でさらに詳細に説明されるように、両方向、ピッチおよびヨー方向に移動するように先端１５６を作動させるように、操縦可能な先端１５６に動作可能に連結される。この特定の実施形態では、アクチュエーターユニット２２６は、実際には、２つのアクチュエーター機構、第１の（またはヨーまたは左／右）作動機構２２６Ａおよび第２の（またはピッチまたは北／南）作動機構２２６Ｂから構成される。以下でさらに詳細に説明するように、２つの機構のそれぞれは、本明細書で説明するように操縦可能な先端１５６を動かすために使用する原動力を伝達するために使用できるケーブルを介して操縦可能な先端１５６に連結される。図１０Ｂに最もよく示される一実施形態では、２つの機構のそれぞれは、第１の機構２２６Ａが、ケーブル対２２８を介して先端１５６に連結され、第２の機構２２６Ｂが、ケーブルペア２３０を介して先端１５６に連結される状態で、ケーブル対を介して操縦可能な先端１５６に連結される。すなわち、図１０Ａの側面図に最もよく示されるように、第１の対のケーブル２２８Ａ、２２８Ｂは、対２２８Ａ、２２８Ｂの近位端で第１の機構２２６Ａに連結され、さらに、対２２８Ａ、２２８Ｂの遠位端で操縦可能な先端１５６に連結される。同様に、図１０Ｂのプロファイルに示されるように、第２の対のケーブル２３０は、その近位端で第２の機構２２６Ｂに連結され、対２３０の遠位端で操縦可能な先端１５６に連結される。一実施形態では、ケーブル対２２８、２３０は、以下でさらに詳細に説明されるように、既知のボーデンケーブル２２８、２３０である。
【0068】
図１０Ｃは、一実施形態による、２つの作動機構のうちの１つを示す。すなわち、第１の作動機構２２６Ａが図１０Ｃに示されるが、一実施形態によれば、第２の作動機構２２６Ｂは類似の構成要素を有し、同様の方法で動作することが理解される。機構２２６Ａは、駆動モーター２４０、駆動モーター２４０に回転連結されるギアトレイン２４２、およびギアトレイン２４２に回転連結される二条ねじ親ねじ２４４を有する。したがって、駆動モーター２４０の作動は、親ねじ２４４の回転を引き起こす、ギアトレイン２４２の回転を引き起こす。あるいは、モーター２４０は、任意のギアまたは他の回転連結の組み合わせを介して親ねじ２４４に回転連結することができる。一実装によれば、作動機構２２６Ａはまた、親ねじ２４４の角度位置を測定するために使用される２つのセンサー２６２、２６４を有することができる。１つのセンサー２６２は、センサー２６２が絶対位置測定を提供するように、親ねじ２４４に回転可能に連結される磁石２６２を有する。この実装における他のセンサー２６４は、示されるように位置決めセンサー２６４である。これらのセンサー２６２、２６４のいずれかが、親ねじ２４４の位置を追跡するための任意の既知のセンサーであり得ることが理解される。特定の実装によれば、作動機構２２６Ａはまた、親ねじ２４４を手動で駆動することを可能にする。すなわち、本実施形態は、手動駆動入力部２６６を有し、この例示的な実施形態では、レンチまたはユーザーの指などの単純なツールを使用して回転させることができるナット２６６である。この手動駆動機構２６６は、作動機構２２６Ａの組み立てまたはサービス中の動力のない移動に使用することができる。
【0069】
図１０Ｃおよび図１０Ｄに最もよく示されるように、二条ねじ親ねじ２４４は、２組のねじ、第１の組のねじ山２４６Ａおよび第２の組のねじ山２４６Ｂを有する。一実施形態では、２組のねじ山２４６Ａ、２４６Ｂは、反対のねじを有する。すなわち、２つの組のねじ山２４６Ａ、２４６Ｂのうちの１つは右ねじを有し、他方の組は左ねじを有する。図１０Ｃおよび図１０Ｅに最もよく示されるように、作動機構２２６Ａはまた、二条ねじ親ねじ２４４にねじ込み可能に連結される２つのキャリッジを有する。より具体的には、第１のキャリッジ２４８Ａは、第１の組のねじ山２４６Ａにねじ込み可能に連結され、一方、第２のキャリッジ２４８Ｂは、第２の組のねじ山２４６Ｂにねじ込み可能に連結される。２つのキャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂのそれぞれは、ロッド（「線形ベアリング」とも呼ばれる）２５０Ａ、２５０Ｂに沿って作動機構２２６Ａ内にスライド可能に配置される。すなわち、キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂのそれぞれは、ロッド２５０Ａ、２５０Ｂがそれを通して配置されるように示されるように、それを通して配置される内腔２５２Ａ、２５２Ｂ、２５４Ａ、２５４Ｂを有する。言い換えれば、図示のように、第１のキャリッジ２４８Ａは、内腔２５２Ａ、２５２Ｂを介してロッド２５０Ａ、２５０Ｂ上にスライド可能に配置され、第２のキャリッジ２４８Ｂは、内腔２５４Ａ、２５４Ｂを介してロッド２５０Ａ、２５０Ｂ上にスライド可能に配置される。したがって、ねじ山２４６Ａ、２４６Ｂの組が反対のねじ山を有するとすると、親ねじ２４４を一方向に回転させると、キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂは互いに直線的に（互いに接近して）移動し、一方、親ねじ２４４を反対方向に回転させると、キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂは、互いに直線的に離れて（さらに離れて）移動する。特定の実施形態によれば、２つの組２４６Ａ、２４６Ｂのねじ山が同じピッチを有する場合、キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂは、等しく反対方向に移動することが理解される。
【0070】
さらに、各キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂは、図１０Ａおよび図１０Ｂに関して前述したように、ケーブル対２２８の２つのケーブルのうちの別個の１つに連結される。より具体的には、第１のキャリッジ２４８Ａは、対２２８の第１のケーブル２２８Ａに連結され、第２のキャリッジ２４８Ｂは、第２のケーブル２２８Ｂに連結される。図１０Ｃに最もよく示されるような１つの特定の実施形態では、各キャリッジは、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂを所定の位置に取り付けるために使用される連結構造２５８Ａ、２５８Ｂを有する。すなわち、第１のキャリッジ２４８Ａは、ケーブル２２８Ａをキャリッジ２４８Ａに取り外し可能に連結することができる第１の連結構造２５８Ａを有する。同様に、第２のキャリッジ２５８Ｂは、ケーブル２２８Ｂをキャリッジ２４８Ｂに取り外し可能に連結することができる第２の連結構造２５８Ｂを有する。この特定の実装では、連結構造２５８Ａ、２５８Ｂは、ねじ２６０Ａ、２６０Ｂを使用して、クランプ構造２５８Ａ、２５８Ｂを緩めたり締めたりして、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂをそれに取り外し可能に連結することができる、クランプ構造２５８Ａ、２５８Ｂである。さらに、連結構造２５８Ａ、２５８Ｂのそれぞれはまた、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂが、半内腔２６１Ａ、２６１Ｂ内に配置され得、およびクランプ構造２５８Ａ、２５８Ｂが、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂに対して配置され、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂを所定の位置に固定するために、ねじ２６０Ａ、２６０Ｂで締め付けられ得るように、各キャリッジ２４８Ａ、２４８Ｂの側面に画定される半内腔２６１Ａ、２６１Ｂを有する。上記のように、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂは、それらの遠位端で操縦可能な先端１５６に連結されることが理解される。より具体的には、２つのケーブル２２８Ａ、２２８Ｂの一方は、そのケーブル２２８Ａ、２２８Ｂの作動により先端１５６が左に移動するように操縦可能な先端１５６に連結され、一方、２つのケーブル２２８Ａ、２２８Ｂの他方は、そのケーブル２２８Ａ、２２８Ｂの作動により、先端１５６が右に移動するように、先端１５６に連結される。
【0071】
図１０Ｆは、一実施形態による、カメラ本体１５２の内部構成要素を示す図１０Ａの断面の拡大図を示す。より具体的には、図１０Ｆは、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂと、作動機構２２６Ａの遠位に配置される接続アセンブリー２８０Ａ、２８０Ｂとの間の関係を示している。この例示的な実装では、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂのそれぞれは、内側ケーブルの長さの一部に沿ってケーブルハウジング内にスライド可能に配置される内側ケーブルを有する既知のボーデンケーブルである。より具体的には、第１のケーブル２２８Ａは、内側ケーブル２８２Ａおよびハウジング２８２Ｂの両方を有する。内側ケーブル２８２Ａは、作動アセンブリー２２６Ａから操縦可能な先端１５６まで延在し、一方、ハウジング２８２Ｂは、接続アセンブリー２８０Ａから操縦可能な先端１５６まで延在する。同様に、第２のケーブル２２８Ｂは、作動アセンブリー２２６Ａから操縦可能な先端１５６まで延在する内側ケーブル２８４Ａと、接続アセンブリー２８０Ｂから操縦可能な先端１５６まで延在するハウジング２８４Ｂとを有する。したがって、内側ケーブル２８２Ａの遠位長さは、ケーブルハウジング２８２Ｂ内にスライド可能に配置され、一方、内側ケーブル２８２Ａの近位長さは、接続アセンブリー２８０Ａでハウジング２８２Ｂから延在し、矢印Ｄで示されるように作動アセンブリー２２６Ａに向かって延在する。同様に、内側ケーブル２８４Ａの遠位長さは、ケーブルハウジング２８４Ｂ内にスライド可能に配置され、一方、内側ケーブル２８４Ａの近位長さは、接続アセンブリー２８０Ｂでハウジング２８４Ｂから延在し、矢印Ｅで示されるように作動アセンブリー２２６Ａに向かって延在する。したがって、内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａは、内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａの線形移動を介して操縦可能な先端１５６を関節運動させるために、上記のように作動アセンブリー２２６Ａによって作動可能である。一実施形態では、ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂのそれぞれは、（内側ケーブルの移動を容易にするために）内側ライニングを備えた既知の複合構造でできており、長手方向に非圧縮性である。
【0072】
各接続アセンブリー２８０Ａ、２８０Ｂは、引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂおよび張力調整機構２８８Ａ、２８８Ｂの両方を有し、これらの両方について、以下で詳細に説明する。
【0073】
一実施形態によれば、各引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂは、ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂに加えられる力を吸収し、それによってそれに加えられるひずみを低減し、結果として生じる損傷を潜在的に防止するように動作可能である。すなわち、各引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂは、ブッシング３０２Ａ、３０２Ｂ、および本体壁３０６に画定される開口部３０４Ａ、３０４Ｂを通してスライド可能に配置される引っ張りばね保持体３００Ａ、３００Ｂを有する。各ブッシング３０２Ａ、３０２Ｂは、各ばね保持体３００Ａ、３００Ｂが本体１５２に対してスライド可能であるように、本体壁３０６に固定的に取り付けられている。各保持体３００Ａ、３００Ｂは、各引っ張りばね３０８Ａ、３０８Ｂが、伸長状態（アセンブリー２８０Ａに示されるように）と圧縮状態（アセンブリー２８０Ｂに示されるように）との間を移動できるように、本体３００Ａ、３００Ｂの周囲に配置され、保持体３００Ａ、３００Ｂ上のリップ３０７Ａ、３０７Ｂと本体壁３０６との間に位置決めされる、引っ張りばね３０８Ａ、３０８Ｂを有する。さらに、各保持体３００Ａ、３００Ｂは、保持体３００Ａ、３００Ｂの遠位端から延びる延長可能なバレル３１０Ａ、３１０Ｂを有する。図示のように、各ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂは、延長可能なバレル３１０Ａ、３１０Ｂに連結される。保持体３００Ａ、３００Ｂおよび延長可能なバレル３１０Ａ、３１０Ｂの両方が、内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａが示されるようにそれを通して延在することができるように、示されるようにそれを通して画定される内腔３１２Ａ、３１２Ｂを有することが理解される。
【0074】
したがって、各引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂは、歪み緩和を提供するように構成される。例えば、操縦可能な先端１５６が外部ソースからそれに加えられる力（ユーザーの手または先端１５６と物体との衝突など）がある場合、その外力は、ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂの一方または両方に加えられる。ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂのそれぞれが長手方向に非圧縮性であるとすると、力は、ハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂの長さに沿って軸方向に伝達され、保持体３００Ａ、３００Ｂに伝達され、これにより、引っ張りばね３０８Ａ、３０８Ｂがその弛緩状態から圧縮状態または拡張状態のいずれかに向かって付勢される。これは全て、外力が内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａに加えられることなく発生する。したがって、各引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂは、ケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂおよび引っ張りばね３０８Ａ、３０８Ｂを介してケーブル２２８Ａ、２２８Ｂへの外力の印加を吸収することによって、ケーブル２２８Ａ、２２８Ｂへの損傷を防止するのに役立つ。すなわち、引っ張りばね３０８Ａ、３０８Ｂの圧縮は、内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａをその外力から保護しながら、外力の結果としてケーブルハウジング２８２Ｂ、２８４Ｂの長さの調整を可能にする。
【0075】
あるいは、引っ張りばねアセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂの構成は、その特定の構成要素に限定される必要はない。外力からのひずみを吸収するための任意の既知のアセンブリーを本明細書に組み込むことができることが理解される。
【0076】
ここで、張力調整機構２８８Ａ、２８８Ｂに目を向けると、そのような各アセンブリー２８８Ａ、２８８Ｂは、各内側ケーブル２８２Ａ、２８４Ａの張力を手動で調整することを可能にするように動作可能である。すなわち、ユーザーが、ケーブル２８２Ａ、２８４Ａのいずれかが緩すぎるかまたはきつすぎると判断した場合、ユーザーは、適切な調整機構２８８Ａ、２８８Ｂを利用して、その張力を調整することができる。各機構２８８Ａ、２８８Ｂは、上で論じたように、保持体３００Ａ、３００Ｂの遠位端から延びる延長可能なバレル３１０Ａ、３１０Ｂを含む。各調整可能バレル３１０Ａ、３１０Ｂは、ユーザーによるナット３１４Ａ、３１４Ｂのいずれかの回転がそれぞれのバレル３１０Ａ、３１０Ｂの軸方向の伸長または収縮を引き起こすように、バレル３１０Ａ、３１０Ｂにねじ込み可能に連結されるアジャスタナット３１４Ａ、３１４Ｂを有する。したがって、ケーブル２８２Ａ、２８４Ａのいずれかが緩すぎる場合、ユーザーは、ナット３１４Ａ、３１４Ｂのいずれかを回転させて、それぞれのバレル３１０Ａ、３１０Ｂを長くし、それによってケーブル２８２Ａ、２８４Ａを締めることができる。他方、ケーブル２８２Ａ、２８４Ａのいずれかがきつすぎる場合、ユーザーは、ナット３１４Ａ、３１４Ｂのいずれかを回転させて適切なバレル３１０Ａ、３１０Ｂを短くし、それによってケーブル２８２Ａ、２８４Ａを緩めることができる。
【0077】
あるいは、張力調整アセンブリー２８６Ａ、２８６Ｂの構成は、その特定の構成要素に限定される必要はない。ケーブルの張力を調整するための任意の既知のアセンブリーを本明細書に組み込むことができることが理解される。
【0078】
さらに、本明細書で開示または企図されるさまざまなカメラ本体の実施形態は、上記で論じた特定の構成要素および特徴に限定されないことが理解される。すなわち、カメラ本体／ハンドルには、照明、エネルギー／情報の送信、関節運動、調整／歪み緩和メカニズムの既知のメカニズムまたは構成要素を組み込むことができる。
【0079】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、ロボット装置３４０のさまざまな実装は、装置本体３４２の近位端に取り外し可能に連結可能で（図１１Ａに最もよく示されるように）、挿入可能なカメラアセンブリー３４４を受けいれるように設計され（例えば、本明細書に開示または企図される任意のカメラの実施形態を含む）、図１３に示すように、装置３４０とカメラ３４４を一緒に連結またはロックする、取り外し可能なネスト３４６を含むことができる。すなわち、ネスト３４６は、（図１１Ｂおよび図１３に最もよく示されるように）３つの構成要素３４２、３４４、３４６が一緒に連結される場合、ネスト３４６が、装置本体３４２とカメラ３４４との間に配置されるように、示されるように、装置３４０とカメラ３４４の両方に連結することができる連結構成要素またはポートである。本実施形態では、ネスト３４６は、図１１Ａに最もよく示されるように、細長い本体３４２の近位部分に取り外し可能に取り付けられ、（２つのボタン３４８のうちの１つが見え、もう一方のボタンはネスト３４６の反対側に配置される）図１１Ｂに最もよく示されるように、ネストリリースボタン３４８によってそこから解放され得る。リリースボタン３４８については、以下でさらに詳細に説明する。さらに、図１１Ｂに最もよく示されるように、ネスト３４６は、カメラ３４４が開口部３５０内のネスト３４６と機械的に連結または嵌合するように、カメラ（カメラ３４４など）を受けいれるカメラ受けいれ開口部３５０としても知られている近位開口部３５０を有する。本実施形態の開口部３５０のリップ３５２は、カメラ３４４が、ネスト３４６と１つの特定の配向で、完全に嵌合することを確実にするために、カメラ３４４上のマッチングフィーチャ（この場合、突起）と嵌合する回転レジストレーションフィーチャ３５４である、スロット３５４を含む。さらに、ネスト３４６はまた、患者の標的空洞内の吹送圧がカメラ３４４が内腔内に配置されるかどうかに関係なく、装置本体３４２のカメラ内腔（図示せず）を通して漏れないことを確実にするのに役立つ、その中に配置されるシールパッケージ３５６を有する。さらに、ネスト３４６は、示されるように、カメラロック／リリースボタン３５８を有する。シールパッケージ３５６およびボタン３５８の両方について、以下でさらに詳細に説明する。
【0080】
シールパッケージ３５６の一実施形態は、図１２Ａおよび図１２Ｂに示される。図１２Ａに最もよく示されるように、シールパッケージ３５６が、ネスト３４６内に位置決めされ、したがって、（図１３に示されるように）装置本体３４２内に配置されて連結されるとき、シールパッケージ３５６がカメラ（カメラ３４４など）を受けいれるように、ネスト３４６内に配置される。シールパッケージ３５６は、カメラの存在下または非存在下で流体シールを確立するためにその中に配置される少なくとも１つのシールを有する任意の構造であることが理解される。さまざまな実装において、構造３５６は、本明細書に記載されるように流体シールを維持するために必要に応じて、１つのシール、２つのシール、３つのシール、または任意の数のシールを有することができる。図１２Ｂに最もよく示されるように、この例示的な実施形態のシールパッケージ３５６は、２つのシール、第１のシール３５８および第２のシール３６０を有する。示される一実施形態では、第１のシール３５８は、第２のシール３６０の上方に配置される。あるいは、第２のシール３６０は、第１のシール３５８の上方に配置することができる。
【0081】
図１２Ｂに最もよく示されるように、第１のシール３５８は、カメラ３４４を受け取り、カメラ３４４とシール３５８との間の流体シールを維持するように構成される。示される例示的な実施形態では、シール３５８は、開口部３６４が画定される張力をかけられたシール壁３６２を備えた円形シールである。開口部３６４は、それを通して位置決めされるカメラ３４４の外径よりも小さい直径を有する。カメラ３４４が第１のシール３５８の開口部３６４を通して配置されるとき（例えば、図１３に示されるように）、壁３６２が、開口部３６４のより小さな直径の結果として、シール３５８の中心から離れるように付勢され、これにより、壁３６２の張力が増加する。したがって、壁３６２の張力により、壁３６２がカメラ３４４に向かって付勢され、それにより、それらの間にシールが確立される。あるいは、第１のシール３５８は、それを介してカメラを受け取り、シールとカメラとの間に流体シールを確立することができる任意のシールであり得る。
【0082】
第２のシール３６０は、カメラがシールパッケージ３５６を通して配置されていないときに流体シールを維持するように構成される。示されるように、本実施形態では、シール３６０は、閉じた壁３６６が流体シールを確立するように、開いた位置（カメラがそこを通して配置される場合）と閉じた位置（カメラが存在しない場合）との間を移動できるヒンジ付きシール壁３６６を有する円形シールである。一実装によれば、シール壁３６６は、患者の標的空洞内のより高いガス圧によって閉じられるように付勢され、それによって、結果として、空気圧の漏れまたは喪失を低減または防止する。あるいは、第２のシール３６０は、それを介してカメラを受け取り、カメラが存在しないときに流体シールを確立することができる任意のシールであり得る。
【0083】
図１２Ｂに続き、シール構造３５６はまた、上部フレーム構造３７０と、上部フレーム構造３７０に連結される底部フレーム構造３７２とを有するフレーム３６８を有する。２つのシール３５８、３６０は、示されるように、上部フレーム構造と底部フレーム構造３７０、３７２との間に配置される。一実施形態では、底部フレーム構造３７２はまた、その中に配置される第３のシール３７４を有する。より具体的には、この特定の実施形態では、第３のシール３７４は、Ｏリングシール３７４である。あるいは、第３のシール３７４は、任意の既知のシールであり得る。
【0084】
使用中、シールパッケージ３５６は、吹送の損失の危険を冒すことなく、処置中を含むいつでもカメラ３４４を挿入または取り外すことを可能にする。すなわち、第１のシール３５８は、カメラ３４４が存在する間（図１３に示されるように）流体シールを維持し、第２のシール３６０は、カメラ３４４が存在しない間、流体シールを維持する。
【0085】
本明細書に開示または企図されるシール構造３４６の実施形態は、本明細書に開示または企図される任意のネストの実施形態に組み込むことができることが理解される。さらに、他の既知のシール機構または構造を使用して、本明細書の任意のカメラ実施形態を受けいれるための任意のネスト実施形態内に流体シールを確立することができることも理解される。
【0086】
ネスト３４６の装置本体３４２の近位端への連結に戻ると、図１４Ａは、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂを使用してネスト３４６を装置本体３４２に連結することができるように、ネスト３４６内に配置される２つのヒンジ式ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂを示し、図１４Ｂは、それらのラッチ３８０Ｂのうちの１つの拡大図を示す。ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂは、ネスト３４６を装置本体３４２の近位端に連結すること、およびそこから連結を解除することの両方に使用することができる連結機構である。図１４Ｂは、ラッチ３８０Ｂをさらに詳細に説明する目的で、ヒンジ式ラッチ３８０Ｂのみを示しているが、他のヒンジ式ラッチ３８０Ａが、実質的に同じまたは類似の構成要素を有することが理解される。ラッチ３８０Ｂは、ラッチ３８０Ｂの遠位端３８４がネスト３４６に対して移動可能であるように、ネスト３４６の内部部分にヒンジ連結または片持ち梁で連結される近位端３８２を有する。さらに、各ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂは、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂが半径方向内側に押しやられるとき、力がそれらをそれらの自然な状態に戻すように付勢するように向けられるように（したがって、力は、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂが半径方向外向きに押されるように加えられる）、力がラッチ３８０Ａ、３８０Ｂに加えられるように、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂが引っ張られるようにヒンジで取り付けられている。さらに、図１１Ｂに関して上で論じたラッチボタン３４８は、ボタン３４８が、ラッチ本体３８６からある距離に配置されるように、ラッチボタン３４８が、アーム３８８を介してラッチ本体３８６に連結される状態で、ラッチ３８０Ｂの遠位端に配置される。アーム３８８は、装置本体３４２に関連してラッチ３８０Ｂとの相互作用およびラッチ３８０Ｂの連結／連結解除を支援するいくつかの構造的特徴を有する。すなわち、アーム３８８は、突起３９０の側面に傾斜面３９２、および突起３９０の上部にネストラッチ面３９４を備えた突起または突起本体３９０を含む。さらに、アーム３８８の側面は、案内面３９６である。これらの表面の機能については、以下で詳しく説明する。
【0087】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、ネスト３４６の装置本体３４２の近位端への連結を示している。より具体的には、図１５Ａは、本体３４２の近位端に近接して位置決めされるネスト３４６を示し、図１５Ｂは、本体３４２の近位端に連結されるネスト３４６を示している。装置本体３４２の近位端は、ネスト３４６がオスコネクター４００に連結されるときに、ネスト３４６がオスコネクター４００上に配置されるように、ネスト３４６と連結するように構成される、本体３４２の近位端に配置されるオスコネクター４００を有する。
【0088】
図１６Ａ～図１７Ｂは、ネスト３４６を装置本体３４２に連結する際のヒンジ式ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの動作を示している。図１６Ａおよび図１６Ｂに最もよく示されるように、オスコネクター４００は、その両側に画定されるＶ字型の受けスロット４０２を有し、スロット４０２のうちの１つのみが図に示される。スロット４０２は、コネクター４００の両側に配置され、２つのヒンジ式ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂを受けいれるように位置合わせされる。さらに、図１６Ａおよび図１６Ｂにも示されるように、スロット４０２（およびコネクター４００の反対側にある図示されていないスロット）は、コネクター４００の側面に画定される突起受容開口部４０４と連絡している。コネクターは２つのそのような突起受容開口部を有し、１つのそのような開口部４０４が示され、他方の開口部はコネクター４００の反対側に位置決めされるが、図には示されていない。
【0089】
したがって、ネスト３４６がオスコネクター４００に向かって下向きに付勢されると、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂは、アーム３８８の案内面３９６が同様に整列するように、図１６Ａに最もよく示されるように、Ｖ字型スロット（スロット４０２を含む）と整列する。ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの遠位端３８４がコネクター４００に接近して接触すると（図１７Ａに最もよく示されるように）、アーム３８８はＶ字型スロット４０２と整列し、傾斜面３９２はコネクター４００の内壁４０８と接触する。したがって、ネスト３４６がさらに下向きに付勢されると、Ｖ字型スロット４０２は、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂのアーム３８８を案内するのに役立ち、内壁４０８に接触する傾斜面３９２は、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの遠位端を図１７Ａの矢印Ｆによって示されるように、半径方向内側に付勢する。ネスト３４６がコネクター４００と完全に接続するように付勢されると、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの突起３９０は、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの張力がかかった性質により、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂが、突起３９０が開口部４０４に付勢されるように、半径方向外側に付勢される結果をもたらすように、突起受容開口部４０４と平行に位置決めされる。すなわち、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの遠位端およびその上のボタン３４８は、図１７Ｂの矢印Ｇによって示されるように、半径方向外向きに付勢される。この時点で、ネストラッチ面３９４は、開口部４０４の上部壁４０６と接触するように配置され、それにより、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂを所定の位置に保持する。
【0090】
ネスト３４６が本明細書で説明されるように装置本体３４２に連結されるとき、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂは、上記で説明されるように、オスコネクター４００に解放可能にロックされる。したがって、ネスト３４６を取り外すために、ユーザーは、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの両方のボタン３４８を押すことによって上記のプロセスを逆にし、それによって、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの遠位端を、ネストラッチ面３９４が上部壁４０６ともはや接触していないように、半径方向内側になるように促す必要がある。したがって、ボタン３４８が十分に押し下げられると、ラッチ３８０Ａ、３８０Ｂが解放され、ネスト３４６は、装置本体３４２の近位端から近位方向に付勢され、それによって、装置３４０からネストを取り外すことができる。
【0091】
本明細書に開示または企図されるラッチ３８０Ａ、３８０Ｂの実施形態は、本明細書に開示または企図される任意のネスト実施形態に組み込むことができ、本明細書に開示または企図される任意の装置本体に連結するために使用できることが理解される。さらに、他の任意の既知の取り付け機構を使用して、本明細書の任意のネストの実施形態を本明細書の任意の装置本体に取り外し可能に連結できることも理解される。
【0092】
図１８に示すように、ネスト３４６が上記のように装置本体３４２に連結されると、ネスト３４６は、一実施形態によれば、カメラ（カメラ３４４など）をネスト３４６、したがって装置３４０に連結するために使用できるカメラ連結機構（または「ラッチ機構」）４２０を有することができる。さらに、機構４２０はまた、カメラ３４４を装置本体３４２から解放または連結解除するために使用することができる。さらに、機構４２０はまた、ラッチ機構４２０と連動して動作して、カメラ３４４の存在または不在を検出することができる、それに連結される存在検出機構４２２を有することができる。カメラ連結機構４２０および存在検出機構４２２の両方について、以下でさらに詳細に説明する。
【0093】
図１８を続けると、カメララッチ機構４２０は、図示のようにその中に画定されるカメラ受容開口部４２６を備えたスライド可能なラッチ本体４２４を有する。カメラ受容開口部４２６は、示されるように、シールパッケージ３５６内のカメラ内腔４３２の上に配置される。さらに、連結機構４２０はまた、図示のように、片側で本体４２４に取り付けられるラッチボタン４２８と、ボタン４２８の反対側の片側で本体４２４に取り付けられる引っ張りばね４３０とを有する。引っ張りばね４３０は、開口部４２６がシールパッケージ３５６内のカメラ内腔４３２と整列しないように、矢印ＦＩによって示されるように、ラッチ本体４２４をばね４３０から遠ざけるように付勢するように構成される。
【0094】
次に、一実施形態による、カメラ１５０のネスト３４６（したがって装置３４０）への挿入、およびカメララッチ機構４２０との結果として生じる相互作用について、図１９Ａ～図１９Ｃに関して説明する。図１９Ａに示されるように、カメラ（カメラ１５０など）のシャフト１５４がネスト３４６に挿入されるが、ハンドル１５２の遠位端がラッチ機構４２０に到達する前に、引っ張りばね４３０は矢印Ｉによって表される方向のボタンに向かって機構４２０を付勢し続ける。図１９Ｂに示されるように、カメラ１５０が、ノーズコーン先端１９２がラッチ本体４２４の開口部４２６を通って付勢されるように、ネスト３４６内に遠位方向に付勢されるとき、先端１９２は、本体４２４に接触し、矢印Ｊによって表されるように本体４２４を引っ張りばね４３０に向かって付勢する。これにより、先端１９２がラッチ本体４２４の開口部４２６を通過することが可能になる。図１９Ｃに示されるように、先端１９２が開口部４２６を通過すると、ラッチ受けスロット１９４は、開口部４２６に配置され、先端１９２によって加えられた力を解放し、引っ張りばね４３０の力が、再び矢印Ｉによって表されるように、ラッチ本体４２４をばね４３０から離れるように再び付勢することを可能にする。これにより、ラッチ本体４２４をカメラ１５０のスロット２９４に付勢し、それにより、カメラ１５０がネスト３４６、したがって細長い本体３４２内の所定の位置にロックされるように、ラッチ機構４２０とカメラ１５０を連結する。カメラ１５０を取り外すことが望ましい場合、ユーザーは、ボタン４２８を押し、それによって、ラッチ機構４２０をラッチばねに向かって付勢し、それによって、ラッチ本体４２４を、ユーザーがネスト３４６および装置本体３４２から近位方向にそれを取り除くことができるように、カメラ１５０を解放する、スロット１９４から付勢する。
【0095】
本明細書に開示または企図されるカメラ連結機構４２０の実施形態は、本明細書に開示または企図される任意のネスト実施形態に組み込むことができ、本明細書に開示または企図されるカメラ実施形態に連結するために使用できることが理解される。さらに、他の任意の既知のカメラ連結機構を使用して、本明細書の任意のカメラ実施形態を本明細書の任意の装置本体に取り外し可能に連結できることも理解される。
【0096】
上記のように、ネスト３４６はまた、一実施形態によれば、図２０～図２２Ｂに関して詳細に説明される存在検出機構４２２を有する。機構４２２は、図２１に最もよく示されるように、旋回点４４２でラッチ本体４２４に枢動可能に連結されるレバー４４０を含む。レバー４４０は、示されるように、レバー４４０の一端に接触パッド４４４を有し、レバー４４０の反対側の端に磁石４４６を有する。さらに、検出機構４２２はまた、図２０および図２１に最もよく示されるように、矢印Ｋによって識別されるレバーに沿った点でレバー４４０と接触する引っ張りばね４４８を含み、その結果、引っ張りばね４４８は、図２１に示されるように、レバー４４０を旋回点４４２の周りを時計回りに回転させる。さらに、検出機構４２２は、以下でさらに詳細に説明するように、レバー４４０上の磁石４４６がセンサー４５０と相互作用するように構成されるように、装置本体３４２の近位端に配置されるセンサー４５０を含む。
【0097】
一実施形態によれば、存在検出機構４２２は、３つの異なる構成、（１）完全に設置されたカメラ（カメラ１５０など）の存在、（２）ネスト３４６の装置本体３４２への適切な連結、および（３）ユーザーによるカメラリリースボタン４２８の作動を検出することができる。これらのそれぞれについて、以下で順番に説明する。
【0098】
図２１は、カメラ１５０がまだネスト３４６および装置本体３４２に適切に連結されていないときの存在検出機構４２２を示している。カメラ本体１５２は、接触パッド４４４に隣接しておよび接触して配置されていないので、引っ張りばね４４８によって加えられる力は、レバー４４０の部分を前方に付勢し、磁石４４６をセンサー４５０から遠ざけるように付勢する。磁石４４６とセンサー４５０との間のギャップにより、センサー４５０は、磁石４４６がセンサー４５０と接触していないことを示し、それにより、カメラ１５０が装置本体３４２に適切に連結されていないことを示す。
【0099】
図２２は、カメラ１５０がネスト３４６および装置本体３４２に適切に連結される場合の現在の検出機構４２２を示している。カメラ本体１５２が接触パッド４４４と接触して位置決めされる状態で、接触パッド４４４、したがって矢印Ｌで表されるように半径方向外向きの旋回点４４２の上のレバー４４０の部分を付勢する。したがって、磁石４４６は、センサー４５０が磁石４４６の存在を示すように、センサー４５０と接触するように付勢され、それにより、カメラ１５０が装置本体３４２に適切に連結されることを示す。さらに、レバー４４０のこの位置および磁石４４６のセンサー４５０との接触はまた、ネスト３４６が装置本体３４２に適切に連結されることを示している。
【0100】
図２３は、矢印Ｍによって示されるように、ユーザーによってカメララッチボタン４２８が押されたときの現在の検出機構４２２を示す。レバー４４０が旋回点４４２でラッチ本体４２４に枢動可能に連結されるとすると、ラッチボタン４２８の押し下げは、旋回点４４２をボタン４２８から離れるように（矢印Ｍの方向に）移動させる。引っ張りばね４４８によって加えられる力と組み合わされた旋回点４４２の動きは、磁石４４６がセンサー４５０から離れるように付勢されるように、旋回点４４２の下のレバー４４０の部分を半径方向外向きに動かす。磁石４４６とセンサー４５０との間のギャップにより、センサー４５０は、磁石４４６がセンサー４５０と接触していないことを示し、それにより、ボタン４２８が押されたことを示す。ボタン４２８の押し下げのこの表示は、カメラの取り外しの前兆である。したがって、特定の実施形態では、システム全体がこの情報を使用して、より簡単に取り外すことができるようにするか、または他の同様の手順を実行することができるように、カメラ先端を真っ直ぐに（先端をカメラシャフトと同軸にする）する。
【0101】
あるいは、磁石４４６は磁石である必要はない。代わりに、レバー４４０の端部の構成要素は、センサー４５０と相互作用して、レバー４４０のその端部が、センサー４５０と接触しているか（または近接しているか）、またはセンサー４５０に近接していないかどうかを示すことができる任意のセンサー構成要素またはセンサー検出可能構成要素であり得る。例えば、構成要素４４６およびセンサー４５０の両方は、他のセンサーの存在を感知することができるセンサーであり得る。あるいは、構成要素４４６およびセンサー４５０は、レバー４４０のその端部の存在または不在を感知することを提供する任意のタイプの機構であり得る。
【0102】
本明細書に開示または企図される存在検出機構の実施形態は、本明細書に開示または企図される任意のネストの実施形態に組み込むことができることが理解される。さらに、他の任意の既知の存在検出機構を、本明細書の任意のネストの実施形態で使用して、本明細書の任意のカメラ実施形態の存在を検出できることも理解される。
【0103】
本明細書に開示または企図されるさまざまなネストの実施形態は、本明細書に記載の例示的なネストの実施形態に関して上記の特定の連結および連結解除メカニズム、センサーなどに限定されないことが理解される。同じ結果を達成することができる他の既知のメカニズムまたは構成要素を本明細書に組み込むことができることが理解される。
【0104】
一実装では、本明細書のさまざまな装置の実施形態は、装置内の全ての潜在的な流体入口点に流体シールを有することができ、それにより、流体が装置の内部領域または構成要素のいずれかに入るリスクを低減または排除する。例えば、一実施形態では、装置内のロボットアームのそれぞれは、アーム内の特定の位置に配置される流体シールを有して、アームの内部部分への流体アクセスを低減または防止することができる。さらに、アームはまた、上記のように、アームの周りに配置される可撓性の保護スリーブを有することができる。一端のスリーブは細長い装置本体の遠位端に取り付けられ、他端のスリーブは各アームの前アームの遠位端に取り付けられる。
【0105】
一実施形態による、適切な流体シールを備えた１つの例示的な前アーム４６０が、図２３および図２４に示される。図２３に最もよく示されるように、前アーム４６０は、その中に画定されるツール内腔４６２を有し、ツールドライブ４６４が、内腔４６２の近位端に配置される。さらに、前アーム４６０は、前アーム本体４７０の周りに保護スリーブ４７２を有し、内腔４６２の両端に流体シール、近位端に近位シール４６８、および遠位端にシールの配置を有する。図２４に最もよく示されるように、前アーム４６０の遠位端でのシールの配置は、保護スリーブ４７２と係合し、それをツール内腔４６２への開口部の周りの所定の位置に保持するシール４７６（圧縮リング４７６であり得る）を含む。シール４７６は、保護スリーブ４７２に成形することができ、あるいは、別個の構成要素にすることができる。さらに、遠位シールの配置はまた、前アーム本体４７０の内腔開口部にねじ込まれるねじ付きシールホルダー４７８を含む。このホルダー４７８は、シール４７６および保護スリーブ４７２を圧縮し、それにより、保護スリーブ４７２とねじ付きシールホルダー４７８との間に流体シールを形成する。特定の実装では、ねじ付きシールホルダー４７８は取り外し可能であり、それにより、保護スリーブ４７２を必要に応じて取り外して交換することができる。さらに、遠位シールの配置は、ツール内腔４６２と前アーム本体４７０との間の相対的回転を可能にしながら、ねじ付きシールホルダー４７８とツール内腔４６２との間にシールを形成するように位置付けできるリングシール４６６を含む。最後に、ツールバヨネット４８０が図のようにシールアセンブリーの上に位置決めされる。バヨネット４８０は、ツール内腔４６２に挿入された任意の交換可能なエンドエフェクター（図示せず）を受け取り、それに連結するように構成される。バヨネットインターフェイス４８０を使用して、特定のエンドエフェクターのみを前アーム４６０に挿入できるようにすることができることが理解される。
【0106】
流体シール４６６、４６８は、ツール内腔４６２と前アーム本体４７０の内部領域および構成要素との間に流体シールを確立する。より具体的には、流体シール４６６、４６８のそれぞれは、ツール内腔本体４７４が前アーム本体４７０に対して回転することを可能にしながら、流体の侵入を防止する。遠位シール４６６は、上記のように、ツール内腔４６２と保護スリーブ４７２との間に流体シールを確立し、一方、近位４６８シールは、ツール内腔４６２と本体４７０の内部部分との間に流体シールを確立し、それによって、内腔４６２に入る流体が本体４７０の内部部分にアクセスするのを防ぐ。したがって、保護スリーブ４７２および上記で論じた遠位シールアセンブリーの残りと組み合わせた２つのシール４６６、４６８は、エンドエフェクター（図示せず）がツール内腔４６２に存在しない場合でも、流体が前アーム本体４７０に入るのを防ぐ。
【0107】
図２５に示されるように、流体シールはまた、装置本体５０２と上アーム５０４との間の肩ジョイント５００で確立される。上で論じたように、保護スリーブ４７２は、上アーム５０４の周りに配置され、肩ジョイント５００を横切って細長い本体５０２まで延在する。示される一実施形態では、スリーブ４７２は、バンド５０６がスリーブ４７２を溝５０８に引っ張るように、本体５０２に形成される溝５０８でスリーブ４７２の周りに配置される保持バンド５０６を用いて、細長い本体５０２に対して機械的に保持される。さらに、特定の実装によれば、スリーブ４７２は、示されるように、スリーブ４７２自体に成形または他の方法で形成される２つのシール５１０を有することができる。これらのバンド５１０は、スリーブ４７２の外周の周りに延在し、スリーブ４７２（バンド５１０で）とロボットアセンブリーとの間に冗長な圧縮シールを確立することによって、２つのＯリングと同様に機能する。装置本体５０２内のカメラ内腔５１２は、カメラ（図示せず）がそれを通り抜けて位置付けられ保護スリーブ４７２を通過し、邪魔されずに本体５０２の前に延びることを可能にするように、スリーブ４７２を越えておよび隣接して延在する。
【0108】
図２６に示されるように、流体シールはまた、流体の侵入を防ぐために、いくつかのシールを介して細長い装置本体５０２の近位端に確立される。最初に、本体ハウジング５２０は、シール５２４（例えば、Ｏリング５２４など）で溝リング本体５２２に連結されて、ハウジング５２０と溝リング本体５２２との間に流体シールを確立する。さらに、流体シールは、別のシール５２８（例えば、Ｏリングシール５２８など）を用いて、溝リング本体５２２とライトリング５２６との間に確立される。最後に、流体シールが、別のシール５３２（例えば、Ｏリングシール５３２など）を用いて、ライトリング５２６とオスコネクター５３０との間に確立される。特定の実施形態では、電気ケーブル５３６が細長い本体５０２に入るシール５３４、および細長い本体がカメラ内腔５１２によって貫通されるシール５３８もあり得る。
【0109】
本明細書に開示または企図される流体シールは、本明細書に開示または企図される任意の装置実施形態に組み込むことができることが理解される。さらに、他の任意の既知のシール機構を使用し、本明細書の任意の装置実施形態において任意の既知の方法で配置して、本明細書の任意の装置実施形態の流体シールを確立できることも理解される。
【0110】
さまざまな発明が好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、当業者は、その精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更を行うことができることを認識するであろう。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【国際調査報告】