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特表2023-523821外科用シャフト又はカニューレ用のジャイロスタビライザ
(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】2023-06-07
(54)【発明の名称】外科用シャフト又はカニューレ用のジャイロスタビライザ
(51)【国際特許分類】
A61B 17/34 20060101AFI20230531BHJP
A61B 90/10 20160101ALI20230531BHJP
【ＦＩ】
A61B17/34
A61B90/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022566382
(86)(22)【出願日】2021-04-30
(85)【翻訳文提出日】2022-12-22
(86)【国際出願番号】 EP2021061425
(87)【国際公開番号】W WO2021219855
(87)【国際公開日】2021-11-04
(31)【優先権主張番号】63/018,664
(32)【優先日】2020-05-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/213,518
(32)【優先日】2021-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】506157570
【氏名又は名称】シラグ・ゲーエムベーハー・インターナショナル
【氏名又は名称原語表記】Ｃｉｌａｇ ＧＭＢＨ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
(71)【出願人】
【識別番号】517076008
【氏名又は名称】エシコン エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｅｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣ
【住所又は居所原語表記】＃４７５ Ｓｔｒｅｅｔ Ｃ， Ｓｕｉｔｅ ４０１， Ｌｏｓ Ｆｒａｉｌｅｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｇｕａｙｎａｂｏ， Ｐｕｅｒｔｏ Ｒｉｃｏ ００９６９， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】ハリス・ディミートリアス・エヌ
(72)【発明者】
【氏名】ゼイナー・マーク・エス
(72)【発明者】
【氏名】イソサキ・ジョゼフ
(72)【発明者】
【氏名】パーデュー・デビッド・シー
(72)【発明者】
【氏名】モルガン・ニコラス・エム
(72)【発明者】
【氏名】モーガン・ジョシュア・ピー
【テーマコード（参考）】
4C160
【Ｆターム（参考）】
4C160AA12
4C160MM22
(57)【要約】
患者に対して外科用器具を安定化するように構成されたジャイロスタビライザは、中心軸と、外科用器具と着脱可能に結合するように構成されたハブと、を有する、フレームを含む。第１のジャイロアセンブリは、第１のフレーム部分と結合されており、第２のジャイロアセンブリは、第２のフレーム部分と結合されている。各ジャイロアセンブリは、歳差運動軸を中心としてそれぞれのフレーム部分と枢動可能に結合されたジンバルと、モータと、それぞれの歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心としてモータと回転可能に結合されたロータと、を含む。各ジャイロアセンブリは、それぞれのスピン軸及びそれぞれの歳差運動軸を含むトルク平面内にトルクを発生させるように動作可能である。トルクは、中心軸及び互いに対して垂直であるそれぞれのデバイス軸を中心として患者に対するジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者に対して外科用器具を安定化するように構成されたジャイロスタビライザであって、（ａ）フレームであって、中心軸を中心として延在し、かつ外科用器具と着脱可能に結合するように構成されているハブを含み、その結果、前記ジャイロスタビライザが患者の上で前記外科用器具によって支持されるように構成されている、フレームと、
（ｂ）前記フレームの第１のフレーム部分と結合された第１のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第１の歳差運動軸を中心として前記第１のフレーム部分と枢動可能に結合された第１のジンバルと、
（ｉｉ）第１のモータと、
（ｉｉｉ）前記第１の歳差運動軸に対して垂直な第１のスピン軸を中心として前記第１のモータと回転可能に結合された第１のロータと、を含む、第１のジャイロアセンブリと、
（ｃ）前記フレームの第２のフレーム部分と結合された第２のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第２の歳差運動軸を中心として前記第２のフレーム部分と枢動可能に結合された第２のジンバルと、
（ｉｉ）第２のモータと、
（ｉｉｉ）前記第２の歳差運動軸に対して垂直な第２のスピン軸を中心として前記第２のモータと回転可能に結合された第２のロータと、を含む、第２のジャイロアセンブリと、を備え、
前記第１のジャイロアセンブリが、前記第１のスピン軸を中心として前記第１のモータで前記第１のロータを回転させて、前記第１のスピン軸及び前記第１の歳差運動軸を含む第１のトルク平面内に第１のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第１のトルクが、前記中心軸に対して垂直な第１のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されており、
前記第２のジャイロアセンブリが、前記第２のスピン軸を中心として前記第２のモータで前記第２のロータを回転させて、前記第２のスピン軸及び前記第２の歳差運動軸を含む第２のトルク平面内に第２のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第２のトルクが、前記中心軸及び前記第１のデバイス軸に対して垂直な第２のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されている、ジャイロスタビライザ。
【請求項2】
前記第１のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第１の側に配設されており、前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第２の側に配設されている、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項3】
前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸を中心として互いに等距離に離間されている、請求項２に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項4】
前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して角度付けされている、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項5】
前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して９０度角度付けされている、請求項４に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項6】
前記第１のフレーム部分が、第１の閉鎖空間を画定する第１のリング部材を備え、前記第２のフレーム部分が、第２の閉鎖空間を画定する第２のリング部材を備え、前記第１のジンバルが、前記第１のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ前記第１の閉鎖空間内で前記第１の歳差運動軸を中心として枢動可能であり、前記第２のジンバルが、前記第２のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ前記第２の閉鎖空間内で前記第２の歳差運動軸を中心として枢動可能である、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項7】
前記第１のモータが、前記第１のジンバルによって支持されており、前記第２のモータが、前記第２のジンバルによって支持されている、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項8】
前記フレームによって支持された少なくとも１つの電池を更に備え、前記少なくとも１つの電池が、前記第１のモータ及び前記第２のモータに給電するように構成されている、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項9】
前記第１のロータ及び前記第２のロータの各々が、内部空洞を含み、前記第１のモータ及び前記第２のモータの各々は、各ロータがそれぞれのモータを中心として回転可能であるように、それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項10】
前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリの各々が、前記それぞれのモータに給電するように構成された電池を更に含み、各電池が、前記それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、請求項９に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項11】
前記外科用器具が、外科用カニューレを備え、前記ハブが、前記中心軸に沿って中央通路を通して第２の外科用器具のシャフトを摺動可能に受容するように構成された前記中央通路を含む、請求項１に記載のジャイロスタビライザ。
【請求項12】
ジャイロ安定化システムであって、（ａ）請求項１に記載のジャイロスタビライザと、
（ｂ）前記ジャイロスタビライザと通信するコントローラであって、前記ジャイロスタビライザとは別個に配置されている、コントローラと、を備える、ジャイロ安定化システム。
【請求項13】
前記コントローラが、プロセッサと無線で通信するように構成されている、請求項１２に記載のジャイロ安定化システム。
【請求項14】
前記コントローラが、前記第１のモータ又は前記第２のモータのうちの少なくとも１つの回転速度を制御するように動作可能である、請求項１２に記載のジャイロ安定化システム。
【請求項15】
前記第１のジャイロアセンブリ又は前記第２のジャイロアセンブリのうちの少なくとも１つが、前記コントローラによって制御可能な歳差運動制御機構を含み、前記歳差運動制御機構が、（ｉ）それぞれの歳差運動軸を中心としたそれぞれのフレーム部分に対するそれぞれのジンバルの枢動運動の速度、又は、
（ｉｉ）前記それぞれの歳差運動軸を中心とした前記それぞれのフレーム部分に対する前記それぞれのジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを変化させるように動作可能である、請求項１２に記載のジャイロ安定化システム。
【請求項16】
ジャイロ外科用器具アセンブリであって、（ａ）外科用器具と、
（ｂ）前記外科用器具と結合されたジャイロスタビライザであって、
（ｉ）フレームと、
（ｉｉ）歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、
（ｉｉｉ）モータと、
（ｉｖ）前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記モータと回転可能に結合されたロータと、を含む、ジャイロスタビライザと、を備え、
前記ロータが、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させるように、前記スピン軸を中心として前記モータによって回転可能であり、
前記ジャイロスタビライザが、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持するのに十分な前記トルク平面内の安定化トルクを発生させるように動作可能である、ジャイロ外科用器具アセンブリ。
【請求項17】
前記外科用器具が、長手方向軸を画定する細長い部分を含み、ジャイロスタビライザは、前記ジャイロスタビライザの中心軸が前記長手方向軸と同軸で位置合わせされるように、前記外科用器具と結合されている、請求項１６に記載のジャイロ外科用器具アセンブリ。
【請求項18】
フレームと、歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記ジンバルに対して回転可能なロータと、を含む、ジャイロスタビライザを有する外科用器具を安定化する方法であって、（ａ）前記外科用器具の一部分を前記ジャイロスタビライザと係合させて、それらの間の相対移動を阻止することと、
（ｂ）前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させ、それによって、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させることと、
（ｃ）前記安定化トルクを介して、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持することと、を含む、方法。
【請求項19】
前記ジャイロスタビライザが、モータを更に含み、前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させることが、前記モータで前記ロータを回転させることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
（ｉ）前記スピン軸を中心とした前記ロータの回転速度、（ｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの枢動運動の速度、又は
（ｉｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを選択的に変化させることによって、前記安定化トルクを調整することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（優先権）
本出願は、２０２０年５月１日に出願された「Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｈａｆｔｓ ｏｒ Ｃａｎｎｕｌａｓ」と題する米国仮特許出願第６３／０１８，６６４号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）の利益を主張するものである。
本出願は、２０２０年５月１日に出願された「Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｆｏｒ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｈａｆｔｓ ｏｒ Ｃａｎｎｕｌａｓ」と題する米国仮特許出願第６３／０１８，６６４号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）の利益を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
いくつかの外科手術は、臨床医が患者の腹腔を介して手術部位にアクセスすることを必要とし得る。そのようなアクセスを得るために、最初に、腹腔の上にある腹壁組織を通して開口部が形成される。いくつかの外科手術では（「腹腔鏡」又は「内視鏡的」手術と称される）、比較的小さい開口部が腹壁組織を介して作製され、次いで、外科手術部位は、開口部内に位置決めされた「トロカール」と一般的に称されるアクセスデバイスを通して挿入された細長い器具でアクセスされる。従来のトロカールは、一般に、カニューレアセンブリと、カニューレアセンブリの作業チャネル内に取り外し可能に受容される閉塞具と、を含む。使用中、閉塞具は、カニューレアセンブリと嵌合され、組み合わされた構造（すなわち、トロカール）は、患者の腹壁を通って下向きに臨床医によって方向付けられ、その結果、閉塞具及びカニューレアセンブリの遠位端部が、腹腔内に延在する。次いで、臨床医は、外科用器具がカニューレアセンブリの作業チャネルを通って下向きに方向付けられ、手術部位にアクセスし得るように、カニューレアセンブリから閉塞具を引き抜く。
【0003】
トロカール、その構成要素の単に例示的な変形例及びその他の種類の手術アクセスデバイスは、２０１１年７月１９日に発行された「Ｖｉｂｒａｔｏｒｙ Ｔｒｏｃａｒ」と題する米国特許第７，９８１，０９２号、２０１２年７月２４日に発行された「Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｉｎｓｅｒｔ」と題する米国特許第８，２２６，５５３号、２０１２年８月２８日に発行された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｓｅａｌ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ Ｐａｔｈｓ」と題する米国特許第８，２５１，９００号、２０１３年１１月１２日に発行された「Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｓ ｉｎ ａ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許８，５７９，８０７号、２０１３年１０月２９日に発行された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ Ｓｏｒｂｅｎｔｓ」と題する米国特許第８，５６８，３６２号、２０１４年１月２８日に発行された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｅｖｉｃｅ」と題する米国特許第８，６３６，６８６号、２０１４年４月８日に発行された「Ｇａｓ Ｊｅｔ Ｆｌｕｉｄ Ｒｅｍｏｖａｌ ｉｎ ａ Ｔｒｏｃａｒ」と題する米国特許第８，６９０，８３１号、２０１９年１月３日に公開された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｕｔｕｒｉｎｇ ａ Ｔｒｏｃａｒ Ｐａｔｈ Ｉｎｃｉｓｉｏｎ」と題する米国特許出願公開第２０１９／００００４９６号において開示されている。上に引用した米国特許及び米国特許出願公開の各々の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0004】
外科用アクセスデバイス及びエンドエフェクタを含む様々な種類の外科用器具及びその他の関連する構成要素が作製され、使用されてきたが、本発明者ら以前には誰も、添付の特許請求の範囲に記載されている発明を作製又は使用したことがないものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0005】
本明細書に組み込まれ、かつその一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例示するものであり、上記の本発明の一般的な説明、及び以下の実施形態の詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たすものである。
【図1】組み立てられた状態に示されているカニューレアセンブリ及び閉塞具を有する例示的なトロカールの斜視図を示す。
【図4】組み立てられた状態に示されているカニューレアセンブリ及び閉塞具を有する例示的なトロカールの別の斜視図を示す。
【図13B】ジャイロスタビライザ及びカニューレアセンブリを通して遠位に挿入するためにアセンブリの中心軸と位置合わせされている例示的な第２の外科用器具の遠位部分を示し、また、ジャイロスタビライザが、カニューレアセンブリ及び第２の外科用器具を患者に対して安定化するための安定化トルクを発生するように構成されている、例示的な第１のトルク平面及び第２のトルク平面を示す、組み立てられた状態にある図６のジャイロの外科用器具アセンブリの斜視図を示す。
【図15】例示的なジャイロ外科用器具安定化システムの概略図を示す。
【図26】第１の歳差運動制御機構及び第２の歳差運動制御機構を有する別の例示的なジャイロスタビライザの概略上面図を示す。
【図27】電動手術台を含む別の例示的なジャイロ外科用器具安定化システムの概略図を示す。
【図29】複数の位置センサを含む別の例示的なジャイロ外科用器具安定化システムの概略斜視図を示す。
【図31A】フレームハブに取り付けられたジャイロ支持部材を示す、フレームハブから分離可能である第１のジャイロ支持部材及び第２のジャイロ支持部材を備えたフレームを有する、別の例示的なジャイロスタビライザの概略斜視図を示す。
【図32A】低慣性状態を画定する例示的な小半径を有するロータを示す、選択的に調整可能な半径及び結果として生じる慣性モーメントを有するロータを有する例示的なジャイロアセンブリの一部分の斜視側面図を示す。
【図34】内側ステータを有する電気モータと、ジャイロロータとして機能する外側ロータと、を有する、別の例示的なジャイロアセンブリの一部分の概略断面図を示す
【図35】互いに分離された第１のシュラウド及び第２のシュラウドの半分を示す、フレームを完全にカプセル化するために気密封止によってともに嵌合する第１のシュラウド及び第２のシュラウドの半分を備えた滅菌可能な外側シュラウドと、スタビライザの第１のジャイロアセンブリ及び第２のジャイロアセンブリと、を有する、例示的なジャイロスタビライザの概略側面図を示す。
【図36】ジャイロアセンブリのロータ、モータ、及び電池を想像線で示す、滅菌可能かつ気密封止可能な外側シュラウド内に収容された構成要素を有する、例示的なジャイロアセンブリの概略斜視図を示す。
【図37】ジャイロアセンブリのロータを想像線で示す、第１のシュラウド部分及び第２のシュラウド部分を有する滅菌可能かつ気密封止可能な外側シュラウドを有する、例示的なジャイロアセンブリの概略斜視図を示す。
【図38】滅菌可能で気密封止された外側シュラウドを有する、別の例示的なジャイロアセンブリの概略断面図を示す。
【図40】２つを超えるジャイロアセンブリを有する、例示的なジャイロスタビライザの概略斜視図を示す。
【0006】
図面は、いかなる方式でも限定することを意図しておらず、本発明の様々な実施形態は、図面に必ずしも描写されていないものを含め、他の様々な方式で実施し得ることが企図される。本明細書に組み込まれ、かつその一部をなす添付図面は、本発明のいくつかの態様を例示するものであり、説明ともに本発明の原理を説明する役割を果たすものである。しかしながら、本発明が、図示される正確な配置に限定されない点は理解される。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の特定の実施例の以下の説明は、本発明の範囲を限定するために使用されるべきではない。本発明の他の実施例、特徴、態様、実施形態、及び利点は、例示として本発明を実施するために企図される最良の形態の１つである以下の説明から当業者に明らかになるであろう。理解されるように、本発明は、いずれも本発明から逸脱することなく、他の異なるかつ明白な態様が可能である。したがって、図面及び説明は、限定的なものではなく、本質的に例示的なものとみなされるべきである。
【0008】
本開示を明瞭にするために、「近位」及び「遠位」という用語は、本明細書では、外科用デバイスを握持する外科医又は他の操作者に対して定義される。「近位」という用語は、外科医により近くに配置された要素の位置を指し、「遠位」という用語は、外科医からより離れて配置された要素の位置を指す。また、図面を参照して「上」、「下」、「上側」、「下側」、「垂直」、「水平」などの空間的用語が本明細書で使用される限り、このような用語は例示的な記述目的にのみ使用されて、限定することも絶対であることも意図していないことが理解されるであろう。その点において、本明細書に開示されるものなどの外科用器具を、本明細書で図示及び記載するものに限定されない様々な向き及び位置で使用してもよいことが理解されよう。
【0009】
更に、任意の数値、又は数値の範囲に関連して本明細書で使用される「約」、「ほぼ」などの用語は、参照される正確な値、並びに参照される特徴、又は特徴の組み合わせが、本明細書に記載されている意図された目的のために機能することができる好適な許容誤差を包含することが意図されている。
【0010】
Ｉ．例示的な単回使用及び再利用可能なトロカール
図１～図５は、単回使用の第１のトロカール（１０）及び再利用可能な第２のトロカール（１１０）の形態の例示的な外科用アクセスデバイスを示し、各々が腹腔鏡外科手術において手術部位のアクセスを提供するように構成されている。各トロカール（１０、１１０）は、作業チャネル（１４、１１４）を有するカニューレアセンブリ（１２、１１２）と、作業チャネル（１４、１１４）に同軸に、取り外し可能に挿入されるように構成された閉塞具（１６、１１６）と、を含み、その結果、組み立てられたトロカール（１０、１１０）は、例えば、図３Ａ～図３Ｄに関連して以下に記載されるように、患者の腹壁を通って腹腔内に遠位に方向付けられ得る。
図１～図５は、単回使用の第１のトロカール（１０）及び再利用可能な第２のトロカール（１１０）の形態の例示的な外科用アクセスデバイスを示し、各々が腹腔鏡外科手術において手術部位のアクセスを提供するように構成されている。各トロカール（１０、１１０）は、作業チャネル（１４、１１４）を有するカニューレアセンブリ（１２、１１２）と、作業チャネル（１４、１１４）に同軸に、取り外し可能に挿入されるように構成された閉塞具（１６、１１６）と、を含み、その結果、組み立てられたトロカール（１０、１１０）は、例えば、図３Ａ～図３Ｄに関連して以下に記載されるように、患者の腹壁を通って腹腔内に遠位に方向付けられ得る。
【0011】
Ａ．例示的な単回使用トロカール
図１～図２に示すように、単回使用トロカール（１０）のカニューレアセンブリ（１２）は、カニューレ（２０）及びシールハウジング（３０）を含む。カニューレ（２０）及びシールハウジング（３０）は協働して、トロカール（１０）の中心軸（Ａ）に沿って長手方向に延在する作業チャネル（１４）を画定する。具体的には、作業チャネル（１４）は、シールハウジング（３０）の中空内部と連通するカニューレ（２０）の管腔によって画定される。カニューレアセンブリ（１２）は、作業チャネル（１４）を通って遠位に細長い外科用器具を受容して、患者の腹腔内の外科部位へのアクセスを提供するように構成されている。以下でより詳細に説明するように、シールハウジング（３０）は、作業チャネル（１４）に沿った外科用器具及び組織断片の通過を可能にしながら、患者の腹腔の吹送を維持するように構成されたシールアセンブリを画定する一対のシール構造を収容する。
図１～図２に示すように、単回使用トロカール（１０）のカニューレアセンブリ（１２）は、カニューレ（２０）及びシールハウジング（３０）を含む。カニューレ（２０）及びシールハウジング（３０）は協働して、トロカール（１０）の中心軸（Ａ）に沿って長手方向に延在する作業チャネル（１４）を画定する。具体的には、作業チャネル（１４）は、シールハウジング（３０）の中空内部と連通するカニューレ（２０）の管腔によって画定される。カニューレアセンブリ（１２）は、作業チャネル（１４）を通って遠位に細長い外科用器具を受容して、患者の腹腔内の外科部位へのアクセスを提供するように構成されている。以下でより詳細に説明するように、シールハウジング（３０）は、作業チャネル（１４）に沿った外科用器具及び組織断片の通過を可能にしながら、患者の腹腔の吹送を維持するように構成されたシールアセンブリを画定する一対のシール構造を収容する。
【0012】
本変形例のカニューレ（２０）は、その近位端部にベル形状のハブ（図示せず）と、ハブから遠位に延在し、角度付きカニューレ先端（２４）で終端する細長い円筒チューブ（２２）と、を含み得る。カニューレチューブ（２２）の外面は、カニューレチューブ（２２）の内側部分に沿って軸方向に配置された環状リブ（２６）の形態の複数の組織把持特徴部を含む。リブ（２６）は、カニューレ（２０）が挿入される腹壁組織の層を把持し、それによって、カニューレ（２０）が患者の腹壁に形成された開口部内に位置決めされている間に、カニューレ（２０）を軸方向及び半径方向に安定化するのを支援するように構成されている。
【0013】
より具体的には、本実施例の組織把持リブ（２６）は、各リブ（２６）がリブ（２６）の半径方向に最も外側の縁から遠位方向に半径方向内向きに先細になるように、カニューレチューブ（２２）の側壁における環状スカラップとして形成される。したがって、リブ（２６）の半径方向に最も外側の縁は、カニューレチューブ（２２）の非リブ付き近位及び遠位部分と概ね同一平面にある。結果として生じるリブ（２６）の構成は、遠位方向に組織層を通るカニューレチューブ（２２）の前進を促進し、逆の近位方向に組織層を通るカニューレチューブ（２２）の後退に抵抗する。有利には、この構成は、外科手術中に患者の腹壁からのカニューレチューブ（２２）の意図しない引き抜きから保護する。しかしながら、カニューレチューブ（２２）は、トロカール（１０）の他の変形例において、様々な他のタイプの組織把持特徴部を備え得ることが理解されよう。例えば、カニューレチューブ（２２）は、カニューレチューブ（２２）の少なくとも内側部分の周りに延在し、リブ（２６）に類似してスカラップされ得る、１つ又は２つ以上の螺旋リブの形態の組織把持特徴部を含み得る。
【0014】
カニューレアセンブリ（１２）のシールハウジング（３０）は、近位ハウジング部分（３２）と、近位ハウジング部分（３２）が取り外し可能に取り付けられている遠位ハウジング部分（３４）と、を含む。近位ハウジング部分（３２）は、近位ヘッド（３６）と、ともに固定された遠位ベース（３８）と、を含む。遠位ハウジング部分（３４）は、カニューレ（２０）の近位ハブ（図示せず）を取り囲む遠位シュラウド（４０）と、遠位シュラウド（４０）の近位端部に固定されたキャッププレート（４２）と、それらの間に回転可能に配設され、半径方向外向きに突出するタブ（４６）を有するラッチリング（４４）と、を含む。ラッチリング（４４）は、係止位置と係止解除位置との間でトロカール（１０）の中心軸（Ａ）を中心としてタブ（４６）を介して選択的に回転可能である。係止位置では、ラッチリング（４４）は、近位ハウジング部分（３２）を遠位ハウジング部分（３４）に係止する。係止解除位置では、ラッチリング（４４）は、例えば、遠位ハウジング部分（３４）内に収容された遠位シール構造（図示せず）に直接アクセスするために、近位ハウジング部分（３２）を遠位ハウジング部分（３４）から分離させることを可能にする。いくつかの変形例では、遠位シュラウド（４０）は、遠位シュラウド（４０）がカニューレ（２０）の構成要素であるように、カニューレチューブ（２２）の近位端部と一体的に形成され得る。
【0015】
図示されていないが、近位ハウジング部分（３２）は、近位（又は「外側」）シール構造を収容し、遠位ハウジング部分（３４）は、遠位（又は「内側」）シール構造を収容し、両方ともトロカール（１０）の中心軸（Ａ）に沿って配置されている。近位及び遠位シール構造は協働して、外科手術中に患者の腹腔の吹送を維持しながら、作業チャネル（１４）に沿った外科用器具及び組織断片の通過を可能にするシールアセンブリを画定する。例えば、近位シール構造は、作業チャネル（１４）を介して向けられた腹腔鏡外科手術器具のシャフトに封止係合するように構成された環状シール部材を含み得る。遠位シール構造は、外科手術器具シャフトの不在下で記載されたシールされた作業チャネル（１４）を維持するように構成されたダックビルシール部材を含み得る。
【0016】
カニューレアセンブリ（１２）は、カニューレ（２０）の近位端部と動作可能に結合されており、ストップコック（５２）の形態の調整可能なバルブを有する吹送ポート（５０）を更に含む。吹送ポート（５０）は、二酸化炭素などの吹送流体を、流体源（図示せず）から作業チャネル（１４）を通して患者の腹腔内に遠位に方向付けるように構成され、それによって、腔を流体で拡張（又は「吹送する」）。腹腔のこの拡張は、改善された容易さで、腹腔鏡外科手術を行うための追加の空間を作り出す。
【0017】
図１及び図２に示すように、トロカール（１０）の閉塞具（１６）は、近位ヘッド（６０）と、ヘッド（６０）から遠位に延在する細長い円筒シャフト（６２）と、先細遠位先端（６４）と、を含む。閉塞具シャフト（６２）は、閉塞具先端（６４）がカニューレ先端（２４）を通って遠位に延在するように、カニューレアセンブリ（１２）の作業チャネル（１４）内に受容されるように構成されている。閉塞具ヘッド（６０）は、ドーム型上部本体（６６）と、ベースプレート（６８）と、一対のラッチアーム（７２）及び対応する一対のラッチボタン（７４）を含む作動可能なラッチ部材（７０）と、を含む。ラッチアーム（７２）は、閉塞具（１６）をカニューレアセンブリ（１２）と結合するために、シールハウジングヘッド（３６）の上面に形成されたそれぞれのスロット（図示せず）内に捕捉されるように構成されている。ラッチボタン（７４）は、スロットからラッチアーム（７２）を解放し、それによって、カニューレアセンブリ（１２）からの閉塞具（１６）の分離を可能にするように作動可能である。閉塞具（１６）は、閉塞具ヘッド（６０）及び閉塞具シャフト（６２）を通って長手方向に延在する中央通路（７６）を更に含み、その中に内視鏡（図示せず）を受容して、患者の腹壁を通してトロカール（１０）の挿入中に視覚化を提供するように構成されている。閉塞具ヘッド（６０）のクランプレバー（７８）は、中央通路（７６）内の内視鏡を選択的に固定するように枢動可能である。中央通路（７６）及びクランプレバー（７８）は、単に任意選択的な特徴部であり、他の変形例では、閉塞具（１６）から省略され得る。
【0018】
カニューレアセンブリ（１２）及び閉塞具（１６）は、患者との単回使用後に処分されるように構成され得る。他の変形例では、トロカール（１０）の１つ又は２つ以上の構成要素は、例えば、図４～図５のトロカール（１１０）に関連して以下でより詳細に説明されるように、滅菌及び複数回の再使用に耐えるように好適に構成され得る。
【0019】
Ｂ．患者の腹腔内のトロカールの例示的な展開
図３Ａ～図３Ｄは、上述のトロカール（１０）を用いて患者の腹壁（２）を通して患者の腹腔（１）にアクセスする例示的な方法を示す。腹壁（２）は、外側の表面層及び内側の深層を含むことが理解されよう。表層には一般に、皮膚（３）の外層と脂肪（４）の内層とが含まれる。一方、より深い層には筋肉の代替的な層（５）及び筋膜（６）が含まれ、筋膜は、表層よりも張力が高く、線維状で柔軟である。
図３Ａ～図３Ｄは、上述のトロカール（１０）を用いて患者の腹壁（２）を通して患者の腹腔（１）にアクセスする例示的な方法を示す。腹壁（２）は、外側の表面層及び内側の深層を含むことが理解されよう。表層には一般に、皮膚（３）の外層と脂肪（４）の内層とが含まれる。一方、より深い層には筋肉の代替的な層（５）及び筋膜（６）が含まれ、筋膜は、表層よりも張力が高く、線維状で柔軟である。
【0020】
図３Ａに示すように、閉塞具（１６）がカニューレアセンブリ（１２）内に受容され、シールハウジング（３０）に接続された状態で、臨床医は閉塞具ヘッド（６０）及びシールハウジング（３０）を介してトロカール（１０）を操作して、トロカール（１０）を前後に回転させながら、閉塞具先端（６４）を、皮膚（３）に対して及び腹腔（１）に方向付けて内側に押し付ける。図３Ｂに示すように、トロカール（１０）の引き続き内側に押し付けることにより、閉塞具先端（６４）及びカニューレ先端（２４）を、脂肪の層（４）及び筋膜（５）を通して遠位に、かつ腔（１）の中に更に方向付ける。上述のように、このステップは、閉塞具（１６）内に装着された内視鏡（図示せず）によって提供された視覚化によって容易にされ得る。カニューレ（２０）が腔（１）への所望の挿入深度に到達すると、臨床医は、ラッチボタン（７４）の押し下げを介して閉塞具ヘッド（６０）をシールハウジング（３０）から解放し、次いで、図３Ｃに示されるように、閉塞具（１６）をカニューレアセンブリ（１２）から近位に引き出す。これにより、カニューレアセンブリ（１２）の作業チャネル（１４）は、腹腔鏡外科手術を行うために、それを通って遠位に外科手術器具を受容可能にするようになる。上述のように、カニューレチューブ（２２）上に設けられた組織係合リブ（２６）は、腹壁（２）の組織（３、４、５）の層を把持し、したがって、腹壁（２）に対して少なくとも最小の安定度を有するカニューレアセンブリ（１２）を提供する。腹腔鏡外科手術の完了時に、臨床医は、図３Ｄに示されるように、シールハウジング（３０）を把持し、カニューレアセンブリ（１２）を腹壁（２）から近位に引き抜く。
【0021】
Ｃ．使い捨てシールアセンブリを有する例示的な再利用可能なトロカール
場合によっては、その１つ又は２つ以上の構成要素が、複数の外科手術のために滅菌及び再利用され得るようにトロカールを構成することが望ましい場合があり、一方、１つ又は２つ以上の他の構成要素は、各手術の後に容易かつ経済的に処分され、交換され得る。図４～図５は、そのような様式で構成された別の例示的なトロカール（１１０）を示し、以下に別途記載されるものを除いて、上述のトロカール（１０）と構造及び機能が類似している。
場合によっては、その１つ又は２つ以上の構成要素が、複数の外科手術のために滅菌及び再利用され得るようにトロカールを構成することが望ましい場合があり、一方、１つ又は２つ以上の他の構成要素は、各手術の後に容易かつ経済的に処分され、交換され得る。図４～図５は、そのような様式で構成された別の例示的なトロカール（１１０）を示し、以下に別途記載されるものを除いて、上述のトロカール（１０）と構造及び機能が類似している。
【0022】
トロカール（１０）と同様に、トロカール（１１０）は、作業チャネル（１１４）、及び作業チャネル（１１４）に沿って同軸にカニューレアセンブリ（１１２）に挿入されるように構成された閉塞具（１１６）を有するカニューレアセンブリ（１１２）を含む。カニューレアセンブリ（１１２）は、その近位端部にベル形状のハブ（１２２）、ハブ（１２２）から遠位に延在し、角度付きカニューレ先端（１２６）で終端する細長い円筒チューブ（１２４）を有するカニューレ（１２０）を含む。カニューレチューブ（１２４）の外面は、カニューレチューブ（１２４）の内側部分に沿って軸方向に配置され、上述のリブ（２６）と同様である環状リブ（１２８）の形態の複数の組織把持特徴部を含む。
【0023】
カニューレアセンブリ（１１２）は、シールアセンブリ（１３０）を更に含む。トロカール（１０）のシールハウジング（３０）によって画定されたシールアセンブリとは異なり、シールアセンブリ（１３０）は、カニューレ（１２０）の近位ハブ（１２２）と解放可能に嵌合するように構成されたモジュール式交換可能ユニットとして構成されている。図５に最もよく示されるように、本実施例のシールアセンブリ（１３０）は、一般に、上部フレーム部材（１３２）と、中間フレーム部材（１３４）と、同軸配置で互いに固定された下部フレーム部材（１３６）と、を含む。図示されていないが、近位（又は「外側」）シール構造は、上部フレーム部材（１３２）内に支持され、遠位（又は「内部」）シール構造は、下部フレーム部材（１３６）内に支持される。そのようなシール構造は、上述のトロカール（１０）の近位及び遠位シール構造と構造及び機能において類似し得る。シールアセンブリ（１３０）は、ストップコック（１４２）の形態の調整可能なバルブを有する吹送ポート（１４０）を更に含む。
【0024】
吹送ポート（１４０）の遠位のシールアセンブリ（１３０）の下部分は、カニューレ（１２０）の近位ハブ（１２２）内に着座するように構成されており、その結果、下部分の周りに円周方向に配設された環状シール部材（１４４）が、カニューレハブ（１２２）の内面と封止係合している。このようにして、シールアセンブリ（１３０）の内部は、カニューレ（１２０）の管腔と流体連通して、吹送流体、外科用器具、及び組織断片がトロカール（１０）に関連して概して上述された様式で方向付けられ得るカニューレアセンブリ（１１２）の作業チャネル（１１４）を画定する。シールアセンブリ（１３０）は、２０１９年３月２８日に公開された「Ｔｒｏｃａｒ Ｓｅａｌ Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」と題する米国特許公開第２０１９／００９０９０５号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）、及び／又は２０１９年１２月１９日に公開された「Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｓｈａｆｔ Ｓｅａｌ」と題する米国特許公開第２０１９／０３８０７４２号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）の１つ又は２つ以上の教示に従って更に構成され得る。
【0025】
図５に最もよく示されるように、トロカール（１１０）の閉塞具（１１６）は、近位ヘッド（１５０）と、ヘッド（１５０）から遠位に延在する細長い円筒シャフト（１５２）と、シャフト（１５２）の遠位端部の先細遠位先端（１５４）と、を含む。閉塞具ヘッド（１５０）は、ドーム型上部本体（１５６）と、ベースプレート（１５８）と、一対のラッチアーム（１６２）及び対応する一対の下向きに延在するラッチボタン（１６４）を含む作動可能なラッチ部材（１６０）と、を含む。ラッチアーム（１６２）は、閉塞具（１１６）をカニューレアセンブリ（１１２）と結合するために、シールアセンブリ（１３０）の上部フレーム部材（１３２）の上面に形成されたそれぞれのスロット（１３８）内に捕捉されるように構成されている。ラッチボタン（１６４）は、スロット（１３８）からラッチアーム（１６２）を解放し、それによって、カニューレアセンブリ（１１２）からの閉塞具（１１６）の分離を可能にするように作動可能である。
【0026】
本実施例のカニューレ（１２０）及び閉塞具（１１６）は、外科用鋼などの堅牢な材料で好適に構成されており、その結果、それらは、複数の外科手術のために滅菌及び再利用され得る。対照的に、上述のように、シールアセンブリ（１３０）は、カニューレ（１２０）から分離され、各手術の後に交換されることを意図した使い捨てユニットとして構成されている。例えば、シールアセンブリ（１３０）は、シールアセンブリ（１３０）が、上述のトロカール（１０）と同様に、シールアセンブリ（１３０）を単回使用後に処分するのに好適にする価格で容易に製造及び販売され得るように、プラスチック及びゴムを含む様々なポリマー材料で構成され得る。
【0027】
ＩＩ．外科用器具のジャイロ安定化
上述のように、トロカールカニューレ（２０、１２０）は、各々が、環状リブ（２６、１２８）の形態の組織把持安定特徴部を含む。リブ（２６、１２８）（安定ねじ山とも称される）は、患者の腹壁（２）の様々な組織層を把持し、それによって、外科手術中に、患者に対する対応するカニューレアセンブリ（１２、１１２）のユーザ定義の角度を維持するのを支援するように構成されている。しかしながら、場合によっては、リブ（２６、１２８）は、特に外科医がカニューレアセンブリ（１２、１１２）を自分の把持から解放して別のタスクを実行するときに、カニューレアセンブリ（１２、１１２）の重力誘導先端（傾斜とも称される）が腹壁（２）に向かうこと、及びユーザ定義の向きから離れることを阻止するのを無効にし得る。したがって、カニューレアセンブリ（１２、１１２）を、患者に対するカニューレアセンブリ（１２、１１２）のユーザ定義の向きを維持するのを支援するように構成されたデバイスと結合することが望ましい場合がある。
上述のように、トロカールカニューレ（２０、１２０）は、各々が、環状リブ（２６、１２８）の形態の組織把持安定特徴部を含む。リブ（２６、１２８）（安定ねじ山とも称される）は、患者の腹壁（２）の様々な組織層を把持し、それによって、外科手術中に、患者に対する対応するカニューレアセンブリ（１２、１１２）のユーザ定義の角度を維持するのを支援するように構成されている。しかしながら、場合によっては、リブ（２６、１２８）は、特に外科医がカニューレアセンブリ（１２、１１２）を自分の把持から解放して別のタスクを実行するときに、カニューレアセンブリ（１２、１１２）の重力誘導先端（傾斜とも称される）が腹壁（２）に向かうこと、及びユーザ定義の向きから離れることを阻止するのを無効にし得る。したがって、カニューレアセンブリ（１２、１１２）を、患者に対するカニューレアセンブリ（１２、１１２）のユーザ定義の向きを維持するのを支援するように構成されたデバイスと結合することが望ましい場合がある。
【0028】
図６は、例示的なジャイロスタビライザ（２１０）と組み合わせた、上述したトロカール（１１０）のカニューレアセンブリ（１１２）含む、例示的なジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）を示す。以下でより詳細に説明されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、外科医がカニューレアセンブリ（１１２）を自分の把持又は制御から解放するときに、患者に対するカニューレアセンブリ（１１２）のユーザ定義の角度向き（すなわち、傾斜角）を維持するように動作可能であり、したがって、外科医が、カニューレアセンブリ（１１２）の角度向きを手動で維持すること、又はそうでなければ監視することを必要とせずに、他の外科的タスクを安全に実行することを可能にする。より具体的には、ジャイロスタビライザ（２１０）は、例えば、重力、組織の反力、及び意図しないユーザが入力した力による、外部から印加されたトルクに対抗するために、角運動量保存の法則を利用する。場合によっては、ジャイロスタビライザ（２１０）は、カニューレアセンブリ（１１２）を通して方向付けられた腹腔鏡外科用器具を介して、外科医によってカニューレアセンブリ（１１２）に印加される外科的運動を検出し、容易にするように制御され得る。
【0029】
ジャイロスタビライザ（２１０）は、カニューレアセンブリ（１１２）の形態の第１の外科用器具及びカニューレアセンブリ（１１２）を通して遠位に方向付けられた腹腔鏡器具（２９０）の形態の第２の外科用器具を安定化することに関連して、特に図１３Ａを参照しながら本明細書に図示及び記載される。しかしながら、本明細書に開示されるジャイロスタビライザ（２１０）及びその変形例はまた、様々な他のタイプのトロカールカニューレアセンブリ、並びにトロカールカニューレアセンブリと組み合わせた、又はそれとは独立の様々なタイプの細長い非トロカール外科用器具を安定化するためにも使用され得ることが理解されるであろう。例えば、図１４に関連して以下で説明されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、カニューレアセンブリ（１１２）とは独立して腹腔鏡器具（２９０）と結合して、安定化するように構成され得る。したがって、ジャイロスタビライザ（２１０）は、本明細書に具体的に開示されたもの以外の外科分野における様々な好適な使用及び用途を有し得ることが理解されるであろう。
【0030】
Ａ．例示的なジャイロスタビライザの構造概要
図７及び図８に最もよく示されるように、本変形例のジャイロスタビライザ（２１０）は、フレーム（２１２）と、フレーム（２１２）の第１の部分と移動可能に結合された第１のジャイロアセンブリ（２４０）と、フレーム（２１２）の第２の部分と移動可能に結合された第２のジャイロアセンブリ（２４２）と、を含む。
図７及び図８に最もよく示されるように、本変形例のジャイロスタビライザ（２１０）は、フレーム（２１２）と、フレーム（２１２）の第１の部分と移動可能に結合された第１のジャイロアセンブリ（２４０）と、フレーム（２１２）の第２の部分と移動可能に結合された第２のジャイロアセンブリ（２４２）と、を含む。
【0031】
本変形例のフレーム（２１２）は、フレーム（２１２）の中心軸（central axis、ＣＡ）を画定し、かつ中心軸（ＣＡ）に沿ってハブ（２１４）を通って遠位に延在する円筒形の中央通路（２１６）を含む中央ハブ（２１４）を有する、一体構造体として形成される。略円筒形のカラー（２１８）は、中心軸（ＣＡ）に沿って中央ハブ（２１４）の下側から遠位に延在し、かつ作動可能なラッチ部材（２２０）の形態の器具結合機構を収容する。ラッチ部材（２２０）は、一対のボタン（２２２）と、対応する１対の下向きに垂下するラッチアーム（２２４）と、を含む。ラッチボタン（２２２）は、例えば図１３Ａに関連して以下に図示及び記載されるように、ラッチアーム（２２４）をカニューレアセンブリ（１１２）の近位端部と結合及び結合解除するように、ユーザによって選択的に作動可能である。このようにして、カラー（２１８）は、ジャイロスタビライザ（２１０）をカニューレアセンブリ（１１２）に解放可能に取り付け、並びに干渉を防止するためにジャイロアセンブリ（２４０、２４２）をカニューレアセンブリ（１１２）の近位端部の上方に上昇させる役割を果たす。ジャイロスタビライザ（２１０）をカニューレアセンブリ（１１２）及び／又は他のタイプの外科用器具と結合するように構成された様々な他のタイプの器具結合機構が、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなるであろう。
【0032】
一時的に図９を参照すると、カラー（２１８）は、中心軸（ＣＡ）に沿ってハブ（２１４）の中央通路（２１６）と同軸に位置合わせされた中央ボア（２２６）を含む。本実施例の中央ボア（２２６）は、中央通路（２１６）より小さい直径を有し、例えば外科用ステープラ又は電気外科用器具の形態の腹腔鏡器具などの外科用器具のシャフトを摺動可能に受容するようにサイズ決定される。いくつかの変形例では、中央ボア（２２６）は、所定の摩擦度を有する、又は摩擦のない、そのような外科用器具の外側シャフト表面に係合するようにサイズ決定され得る。
【0033】
図７及び図８に示されるように、スタビライザフレーム（２１２）は、中央ハブ（２１４）の第１の側の半径方向外向きに配設された第１のリング部材（２３０）の形態の第１のジャイロ支持部材と、中央ハブ（２１４）の対向する第２の側の半径方向外向きに配設された第２のリング部材（２３２）の形態の第２のジャイロ支持部材と、を更に含む。第１のリング部材（２３０）及び第２のリング部材（２３２）は、中心軸（ＣＡ）を中心として直径方向に互いに対向する。第１のリング部材（２３０）は、第１のリング部材（２３０）が、中心軸（ＣＡ）と平行でありかつその半径方向外向きに延在する第１のリング部材軸（ＲＡ１）を中心として円周方向に延在するように、略水平に配向され、中央ハブ（２１４）と同一平面上にある。これとは逆に、第２のリング部材（２３２）は、第２のリング部材（２３２）が中心軸（ＣＡ）及び第１のリング部材軸（ＲＡ１）と垂直に交差する第２のリング部材軸（ＲＡ２）を中心として円周方向に延在するように、略垂直に配向され、かつ中央ハブ（２１４）に対して垂直である。したがって、本実施例の第１のリング部材（２３０）及び第２のリング部材（２３２）は、互いに対して９０度角度付けされる。更に、第１のリング部材（２３０）及び第２のリング部材（２３２）は、第２のリング部材軸（ＲＡ２）が第１のリング部材（２３０）の水平中間面内にあるように、互いに位置合わせされる。
【0034】
第１のジャイロアセンブリ（２４０）は、本明細書で第１の歳差運動軸（ＰＡ１）と称される第１の枢動軸中心として、スタビライザフレーム（２１２）の第１のリング部材（２３０）によって取り囲まれ、かつ枢動可能に結合される。同様に、第２のジャイロアセンブリ（２４２）は、本明細書で第２の歳差運動軸（ＰＡ２）と称される第２の枢動軸を中心として、スタビライザフレーム（２１２）の第２のリング部材（２３２）によって取り囲まれ、かつ枢動可能に結合される。したがって、第１のジャイロアセンブリ（２４０）及び第２のジャイロアセンブリ（２４２）は、中心軸（ＣＡ）を中心として互いに直径方向に対向し、かつ互いに等距離に離間される。図１３Ｂに関連して以下でより詳細に説明されるように、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、そのそれぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心としてそれぞれのリング部材（２３０、２３２）に対して枢動又は「歳差運動」するように構成されている。各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）とそのそれぞれのリング部材（２３０、２３２）との間の枢動可能な結合は、それぞれのリング部材軸（ＲＡ１、ＲＡ２）に向かって、リング部材（２３０、２３２）の直径方向に対向する側を通って半径方向内向きに延在する、一対の枢動ポスト要素（２３４）によって提供される。各枢動ポスト要素（２３４）の内端部は、それぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のそれぞれの軸受によって受容される。
【0035】
本実施例では、第１の歳差運動軸（ＰＡ１）は、第１のリング部材（２３０）の直径に沿って水平に延在し、したがって、第１のリング部材軸（ＲＡ１）と垂直に交差する。第２の歳差運動軸（ＰＡ２）は、第２のリング部材（２３２）の直径に沿って垂直方向に延在し、したがって、第２のリング部材軸（ＲＡ２）と垂直に交差する。追加的に、第１の歳差運動軸（ＰＡ１）は、第２のリング部材（２３２）の垂直中間面に平行に延在し、第２の歳差運動軸（ＰＡ２）は、第１のリング部材（２３０）の水平中間面に平行に延在する。したがって、本実施例の第１の歳差運動軸及び第２の歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）は、互いに対して９０度角度付けされる。
【0036】
ジャイロスタビライザ（２１０）の本変形例では、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、同じ様式で構成されている。図１０及び図１１に最もよく示されるように、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、ジンバル（２４４）と、ジンバル（２４４）に装着されたモータ（２４６）と、モータ（２４６）を中心として円周方向に配置された複数の電池（２４８）の形態の電源と、モータ（２４６）と回転可能に結合されたロータ（２５０）（「フライホイール」とも称される）と、を含む。
【0037】
本変形例のジンバル（２４４）は、干渉することなくそれぞれのフレームリング部材（２３０、２３２）に対するジンバル（２４４）の枢動（又は「歳差運動」）を容易にする、環状形状で凸状の外面を有する。ジンバル（２４４）は、枢動ポスト要素（２３４）の内端部と枢動可能に結合して、ジンバル（２４４）がリング部材（２３０、２３２）に対して枢動することを可能にするように構成された一対の枢動軸受（２５２）と、ロータ（２５０）と枢動可能に結合するように構成された単一のスピン軸受（２５４）と、を更に含む。スピン軸受（２５４）は、ロータ（２５０）がそれを中心に回転するように構成されているスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）に沿って、枢動軸受（２５２）の間に等距離に離間される。ジンバル（２４４）は、スピン軸受（２５４）から直径方向に対向され、かつモータ装着キャップ（２６０）を確実に受容するように構成された開口部（２５８）を有する、モータ支持フランジ（２５６）を更に含む。モータ装着キャップ（２６０）は、モータ（２４６）及び電池をジンバル（２４４）に対して確実に受容及び支持するように構成され、また、モータ（２４６）と電池（２４８）との間にルーティングされた電気コネクタ（図示せず）を収容するように構成された内部通路（２６２）を含む。
【0038】
本実施例のモータ（２４６）は、ブラシ付き又はブラシレスの直流（direct-current、ＤＣ）モータの形態であり得、ピニオン歯車（２６６）の形態の第１の駆動結合特徴部と嵌合した出力シャフト（２６４）を含む。ピニオン歯車（２６６）は、以下で説明されるロータ（２５０）の第２の駆動結合特徴と嵌合するように構成されている。各電池（２４８）は、例えば、再充電可能又は再充電不可能であり得、約３ボルトの出力電圧を有し得る。本変形例では、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、互いに直列に接続された４つの３ボルトの電池（２４８）を含み、したがって、それぞれのモータ（２４６）に給電するための１２ボルトの合計出力電圧を提供する。他の変形例では、様々な他のタイプ及び構成の電池が、モータ（２４６）の給電に利用され得ることが理解されるであろう。例えば、ジャイロスタビライザ（２１０）は、両方のモータ（２４６）に給電するように動作可能な単一の電源を含み得る。追加的に、図示されていないが、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、ユーザによって作動されて、それぞれの電池（２４８）でそれぞれのモータ（２４６）に選択的に給電し、それによって安定化を作動させるように構成されたスイッチを更に含み得る。いくつかの変形例では、ジャイロスタビライザ（２１０）は、両方のモータ（２４６）に向けられる電力を制御するように構成された単一のスイッチ（図示せず）を含み得る。
【0039】
図１０及び図１１に示されるように、本変形例のロータ（２５０）（又は「フライホイール」）は、ボウル状又は切頭カップ状の形状を有し、かつ本明細書ではスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）と称される中央回転軸を中心とした放射対称性を有する、一体構造体として形成される。具体的には、ロータ（２５０）は、ドーム形の本体部分（２７０）と、ロータ（２５０）の内部空洞（２７４）への円形開口部を画定するリング部分（２７２）と、それぞれのスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）に沿って内部空洞（２７４）の中へ軸方向に突出する駆動結合ポスト（２７６）と、スピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）に沿ってドーム形の本体部分（２７０）から軸方向に離れて突出するスピンポスト（２７８）と、を有する。スピンポスト（２７８）は、ジンバル（２４４）のスピン軸受（２５４）によって受容されて回転可能に結合して、ロータ（２５０）がスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）を中心としてジンバル（２４４）に対して回転することを可能にするように構成されている。駆動結合ポスト（２７６）は、複数の内部歯車の歯（２７７）を有するボアを含み、また、モータ出力シャフト（２６４）のピニオン歯車（２６６）を受容して嵌合し、それによって、モータ（２４６）とロータ（２５０）との間の確実な駆動接続を確立するように構成されている。例えば図１２に関連して以下で説明するような、モータ（２４６）とロータ（２５０）との間の様々な他の好適なタイプの駆動接続が、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなるであろう。
【0040】
図１１に最もよく示されるように、モータ（２４６）及び電池（２４８）は、モータ（２４６）及び電池（２４８）がそれぞれのスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）に沿ってロータ（２５０）の内部空洞（２７４）内に少なくとも部分的に位置決めされるように、モータ装着キャップ（２６０）によって支持されるように構成され、その結果、ロータ（２５０）のリング部分（２７２）が、モータ（２４６）及び電池（２４８）を中心として回転する。この配置は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のコンパクトな構成を有利に促進する。図１１に示されるように、ロータ（２５０）のリング部分（２７２）は、歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）と略位置合わせされ、ドーム形の本体部分（２７０）よりも厚い側壁で形成され、それによって、ロータ（２５０）の質量を歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）に沿って集中させ得る。ロータ（２５０）は、以下に記載する様式で安定化トルクを発生させるための好適な質量及び結果として生じる慣性モーメント（「回転慣性」とも称される）を有するロータ（２５０）を提供するように選択された、１つ又は２つ以上の材料で形成され得る。いくつかの変形例では、ロータ（２５０）は、アルミニウム又は鋼などの、全体的に単一の金属で形成され得る。他の変形例では、ドーム形の本体部分（２７０）は、第１の密度を有する第１の材料で形成され、リング部分（２７２）は、第１の密度よりも大きい第２の密度を有する第２の材料で形成され得る。単に例として、ドーム形の本体部分（２７０）は、ポリマーで構成され得、リング部分（２７２）は、金属で構成され得る。
【0041】
図１２は、ロータ（２５０）をモータ（２４６）と回転可能に結合するように構成された例示的な代替の駆動結合機構（２８０）を示す。駆動結合機構（２８０）は、モータ出力シャフト（２６４）と結合された中央太陽歯車（２８２）と、太陽歯車（２８２）を中心として円周方向に離間されて噛合係合する複数の遊星歯車（２８４）と、ロータリング部分（２７２）の内面に一体化されたリング歯車（２８６）と、有する、遊星歯車アセンブリの形態である。上述したように、様々な他のタイプの駆動結合機構が、ロータ（２５０）をモータ（２４６）と回転可能に結合するように実装され得ることが理解されるであろう。
【0042】
Ｂ．例示的なジャイロスタビライザの機能概要
図６～図１２に関連してジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な構造的特徴を上述してきたが、以下、ジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な動作を、図１３Ａ～図１４に関連して説明する。図１３Ａに示されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、ラッチ部材（２２０）のラッチアーム（２２４）を、シールアセンブリ（１３０）の近位端部に形成されたスロット（１３８）に方向付けることによって、トロカールカニューレアセンブリ（１１２）と結合される。これは、ジャイロスタビライザ（２１０）の中心軸（ＣＡ）がカニューレアセンブリ（１１２）の中心軸（Ａ）と同軸に位置合わせされる、図６及び図１３Ｂに示されるジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）をもたらす。この組み立てられた構成では、中央通路（２１６）及びスタビライザ（２１０）の中央ボア（２２６）は、シールアセンブリ（１３０）の開口近位端部を通してカニューレアセンブリ（１１２）の作業チャネル（１１４）と連通する。
図６～図１２に関連してジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な構造的特徴を上述してきたが、以下、ジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な動作を、図１３Ａ～図１４に関連して説明する。図１３Ａに示されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、ラッチ部材（２２０）のラッチアーム（２２４）を、シールアセンブリ（１３０）の近位端部に形成されたスロット（１３８）に方向付けることによって、トロカールカニューレアセンブリ（１１２）と結合される。これは、ジャイロスタビライザ（２１０）の中心軸（ＣＡ）がカニューレアセンブリ（１１２）の中心軸（Ａ）と同軸に位置合わせされる、図６及び図１３Ｂに示されるジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）をもたらす。この組み立てられた構成では、中央通路（２１６）及びスタビライザ（２１０）の中央ボア（２２６）は、シールアセンブリ（１３０）の開口近位端部を通してカニューレアセンブリ（１１２）の作業チャネル（１１４）と連通する。
【0043】
図１３Ｂに示されるように、次いで、患者の腹腔（１）内の手術部位にアクセスするために、腹腔鏡外科用器具（２９０）が、同軸中心軸（Ａ、ＣＡ）に沿って、スタビライザハブ（２１４）及びカニューレアセンブリ（１１２）を通して下向きに方向付けられ得る（例えば、図３Ｃを参照されたい）。本実施例の外科用器具（２９０）は、外科医によって把持されるように、又はロボットによって支持されるように構成された本体アセンブリ（図示せず）と、本体部分から遠位に延在する細長いシャフト（２９２）と、シャフト（２９２）の遠位端部のエンドエフェクタ（２９４）と、を含む。単に例として、エンドエフェクタ（２９４）は、組織を把持、操作、ステープル留め、切断、収集、及び／又は封止するように動作可能であり得る。それに関して、及び単に例として、腹腔鏡外科用器具（２９０）は、外科用ステープリング器具、超音波外科用器具、電気外科用器具、組織縫合器具、組織把持器具、クリップ適用器具、組織収集器具、又は本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなる様々な他のタイプの腹腔鏡外科用器具の形態であり得ることが理解されるであろう。例えば、外科用器具（２９０）は、Ｇｕａｙｎａｂｏ（Ｐｕｅｒｔｏ Ｒｉｃｏ）のＥｔｈｉｃｏｎ ＬＬＣによって入手可能となる腹腔鏡外科用器具のうちのいずれかの形態であり得る。
【0044】
簡潔に上述したように、作動（すなわち、受電）状態にあるジャイロスタビライザ（２１０）は、外科用器具のユーザ定義の角度向きを維持するように動作可能であり、その角度向きで、例えば重力により外科用器具に印加される外部トルクに抵抗することによってスタビライザ（２１０）が結合される。より具体的には、図１３Ｂに示されるスタビライザ（２１０）の例示的な適用に示されるように、第１のジャイロアセンブリ（２４０）は、第１のスピン軸（ＳＡ１）及び第１の歳差運動軸（ＰＡ１）を含む第１のトルク平面（ＴＰ１）内に第１のジャイロトルクを発生させるように動作可能である。この第１のジャイロトルクの成分は、第１の安定化トルクであり、これは、スタビライザフレーム（２１２）によって画定された例示されるｘ軸を中心とするスタビライザ（２１０）、したがって、カニューレアセンブリ（１１２）及び外科用器具（２９０）の回転（すなわち、傾斜）を阻止するように構成されている。第２のジャイロアセンブリ（２４２）は、第２のスピン軸（ＳＡ２）及び第２の歳差運動軸（ＰＡ２）を含む第２のトルク平面（ＴＰ２）内に第２のジャイロトルクを発生させるように動作可能である。この第２のジャイロトルクの成分は、第２の安定化トルクであり、これは、スタビライザフレーム（２１２）によって画定された例示されるｙ軸を中心とするスタビライザ（２１０）、したがってカニューレアセンブリ（１１２）及び外科用器具（２９０）の回転（すなわち、傾斜）を阻止するように構成されている。
【0045】
各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、スタビライザ（２１０）又はカニューレアセンブリ（１１２）に印加された外力（例えば、重力）に応答して、そのそれぞれのスタビライザフレームリング部材（２３０、２３２）内を、及びそれに対して枢動する（すなわち、「歳差運動する」）ように構成されている。このようにして、各トルク平面（ＴＰ１、ＴＰ２）は、そのそれぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心として枢動して、発生した安定化トルクを再配向し、それによって、外部から印加された力に対抗して、患者に対するジャイロスタビライザ（２１０）、カニューレアセンブリ（１１２）、及び外科用器具（２９０）のユーザ定義の角度向きを維持する。以下でより詳細に説明されるように、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の歳差運動は、作動させたときにジャイロアセンブリ（２４０、２４２）によって出力される安定化トルクの大きさ及び／又は方向を選択的に変化させるように制御され得る。
【0046】
当業者によって理解されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）の各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、角運動量保存の法則を介して安定化トルクを発生させるように動作可能である。具体的には、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のロータ（２５０）は、ロータ（２５０）の質量及び半径によって決定される慣性モーメント（「回転慣性」とも称される）を有する。その質量の大部分をリング部分（２７２）内に集中させたロータ（２５０）の変形例の場合、ロータ（２５０）の慣性モーメント（Ｉ）は、次式のように、リング部分（２７２）の半径（Ｒ）及び質量（Ｍ）に基づいて近似され得る。
Ｉ＝ＭＲ２
Ｉ＝ＭＲ２
【0047】
ロータ（２５０）を、スピン速度（ωｓ）でそれぞれのスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）を中心として、モータ（２４６）によって回転させるとき、ロータ（２５０）は、次式のように、角運動量（Ｋ）を有する。
Ｋ＝Ｉ×ωｓ
Ｋ＝Ｉ×ωｓ
【0048】
ジャイロスタビライザ（２１０）に（例えば、重力により）印加される外部トルクは、歳差運動速度（ωｐ）でそのそれぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心として、フレーム（２１２）に対する各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）、具体的には、ジンバル（２４４）の歳差運動を誘発する。歳差運動速度（ωｐ）は、ジンバル（２４４）、したがってそれぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）が、それぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心としてフレーム（２１２）に対して枢動する速度を指す。歳差運動速度（ωｐ）及び角運動量（Ｋ）は、協働して、次式のように、それぞれのトルク平面（ＴＰ１、ＴＰ２）に作用するジャイロトルク（τｇｙｒｏ）を発生させる。
τｇｙｒｏ＝ωｐ×Ｋ
τｇｙｒｏ＝ωｐ×Ｋ
【0049】
上述したように、ジャイロトルク（τｇｙｒｏ）の成分は、ジャイロスタビライザ（２１０）に印加される外部トルクに抵抗するように構成された安定化トルク（τｓｔａｂ）である。安定化トルク（τｓｔａｂ）は、完全に歳差運動した状態にあるジャイロアセンブリ（２４０、２４２）によって想定される歳差運動角度（αｐ）の関数として定量化され得る。より具体的には、歳差運動角度（αｐ）は、それぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）が完全に歳差運動している状態にあるときに、それぞれのスタビライザフレームリング部材（２３０、２３２）に対する、及びそれぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心とするジンバル（２４４）の角度向きを指す。安定化トルク（τｓｔａｂ）は、次式のように表され得る。
τｓｔａｂ＝τｇｙｒｏ×ｓｉｎ（αｐ）
τｓｔａｂ＝τｇｙｒｏ×ｓｉｎ（αｐ）
【0050】
簡潔に上述したように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、カニューレアセンブリ（１２、１１２）と組み合わせて、又はそれとは独立に、図１３Ｂに示される腹腔鏡外科用器具（２９０）などの様々なタイプの外科用器具を安定化するために用いられ得る。それに関して、及び図１４に示されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、外科用器具（２９０）の細長いシャフト（２９２）に解放可能かつ摩擦的に係合して、ジャイロスタビライザ（２１０）と外科用器具（２９０）との間の相対移動を阻止するように構成されたロック機構（２９４）（概略的に示す）を更に含み得る。本変形例のロック機構（２９４）は、カラー（２１８）の側面部分に配設されて示されているが、他の変形例では、ロック機構（２９４）が、スタビライザフレーム（２１２）の様々な他の部分に配設され得ることが理解されるであろう。ロック機構（２９４）は、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなる、１つ又は２つ以上のクランプ特徴部及び／又は様々な他の好適な摩擦係合特徴部を含み得る。
【0051】
Ｃ．集中制御並びに関連するセンサ及び制御特徴部を備えた例示的なジャイロ外科用器具安定化システム
上述のように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のモータ（２４６）を選択的に通電及び遮断し、それによって、ジャイロスタビライザ（２１０）の安定化機能を作動（すなわち、給電）及び停止させる（すなわち、遮断）ために、ユーザによって作動させることができる１つ又は２つ以上のスイッチ（図示せず）を含み得る。場合によっては、ジャイロスタビライザ（２１０）の機能を通じたより高度なレベルの制御を提供することが望ましい場合がある。
上述のように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のモータ（２４６）を選択的に通電及び遮断し、それによって、ジャイロスタビライザ（２１０）の安定化機能を作動（すなわち、給電）及び停止させる（すなわち、遮断）ために、ユーザによって作動させることができる１つ又は２つ以上のスイッチ（図示せず）を含み得る。場合によっては、ジャイロスタビライザ（２１０）の機能を通じたより高度なレベルの制御を提供することが望ましい場合がある。
【0052】
図１５は、中央制御システム（３０２）（「マントル」とも称される）、中央制御システム（３０２）と通信する随意の外科用器具センサ（３０４）、及び中央制御システム（３０２）と通信するジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な変形例を含む、例示的なジャイロ外科用器具安定化システム（３００）を示し、システム構成要素の各々は、互いに別々に配置されている。中央制御システム（３０２）とジャイロスタビライザ（２１０）との間の、及び中央制御システム（３０２）と器具センサ（３０４）との間の通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどのそれぞれの無線接続によって提供され得る。代替的に、１つ又は２つ以上の有線接続が使用され得る。
【0053】
概略的に示されるように、ジャイロスタビライザ（２１０）は、ジャイロアセンブリモータ（２４６）と、プロセッサ（３１０）と、１つ又は２つ以上の歳差運動制御機構（３１２）と、１つ又は２つ以上のセンサ（３１４）と、を含む。各歳差運動制御機構（３１２）は、それぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の歳差運動速度及び／又は歳差運動角度を制御するように構成されている。例えば、各歳差運動制御機構（３１２）は、例えば図２６に関連して以下でより詳細に説明されるように、それぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の歳差運動速度を制動するように動作可能な歳差運動軸ブレーキ、又はそれぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のアクティブ歳差運動制御を提供するように動作可能なサーボモータの形態であり得る。単に例として、スタビライザセンサ（３１４）は、ジャイロスタビライザ（２１０）の直線加速度を感知するための加速度計と、ジャイロスタビライザ（２１０）の角度向きを感知するためのジャイロセンサと、を含み得る。プロセッサ（３１０）は、モータ（２４６）、歳差運動制御機構（３１２）、センサ（３１４）、及び中央制御システム（３０２）と通信するように動作可能である。
【0054】
中央制御システム（３０２）は、特定の条件に依存して、スタビライザ（２１０）を「クラッチ」モードと「クラッチ解除」モードとの間で選択的に切り替えるように構成され得る。「クラッチ」モードでは、スタビライザ（２１０）のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、制限を受けることなく、歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心として自由に歳差運動することができ、したがって、スタビライザ（２１０）に印加される外部トルクに抵抗する最大安定化トルクを発生させる。その結果、スタビライザ（２１０）は、直前のユーザ定義の角度向きで患者に対して維持され、その結果、スタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具は、傾くことなく、外科医によって係合解除され得る。有利には、これは、外科医が、外科用器具を手動で維持すること、又はそうでなければその角度向きを監視することを必要とすることなく、他の外科的タスクを安全に実行することを可能にする。「クラッチ解除」モードでは、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、より少ない安定化トルクを発生させるように制御され、それによって、外科医が、例えばスタビライザ（２１０）が取り付けられている外科用器具を操作している間に、スタビライザ（２１０）をより容易に再配向することを可能にする。しかしながら、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）は、クラッチ解除モードにおいて、そうでなければ外科医によって感知されるスタビライザ（２１０）の重量成分を効果的に排除するように、依然として十分に作動する状態であり得る。以下でより詳細に説明されるように、クラッチ解除モードにおいて出力される安定化トルクのそのような制限は、スタビライザフレーム（２１２）に対する一方又は両方のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の歳差運動速度を制限することによって、及び／又は一方又は両方のモータ（２４６）の回転速度、したがってスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）を中心としたそれぞれのロータ（２５０）のスピン速度を制限することによって達成され得る。
【0055】
図１６は、ジャイロ外科用器具安定化システム（３００）の中央制御システム（３０２）をクラッチモードとクラッチ解除モードとの間で切り替えることを伴う、ジャイロスタビライザ（２１０）を制御する例示的な方法（３２０）を示す。ステップ（３２２）で、中央制御システム（３０２）は、センサ（３１４）によって測定される、モータ（２４６）から引き出された電気インピーダンス及び電流、並びにスタビライザ（２１０）の直線加速度を監視する。ステップ（３２４）で、中央制御システム（３０２）は、ステップ（３２２）で監視された状態のうちのいずれかにおいて所定のレベルの擾乱が検出されたかどうかを評価する。ステップ（３２４）で「いいえ」であった場合、制御システム（３０２）は、そのような擾乱を監視し続ける。ステップ（３２４）で「はい」であった場合、中央制御システム（３０２）は、ステップ（３２６）で、検出された擾乱が、ユーザが意図した入力をスタビライザ（２１０）に適用したことにより生じたものであり、その結果、スタビライザ（２１０）を、その現在のクラッチ状態／クラッチ解除状態から、反対のクラッチ解除状態／クラッチ状態に切り替えなければならないと決定する。単に例として、所定のレベルの擾乱は、ユーザがスタビライザ（２１０）の一部分若しくはスタビライザ（２１０）と結合された外科用器具を軽くたたく形態であるか、又はスタビライザ（２１０）及びスタビライザ（２１０）が取り付けられているトロカールカニューレアセンブリを通して外科用器具を長手方向に摺動させる形態である、ユーザが意図した運動に対応するように選択され得る。
【0056】
ステップ（３２８）で、中央制御システム（３０２）が、ジャイロスタビライザ（２１０）が現在クラッチモードにあるかどうかを評価する。ステップ（３２８）で「はい」であった場合、ステップ（３３０）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチ解除モードに切り替えて、ステップ（３３２）で、スタビライザ（２１０）が、ユーザが意図した入力運動を可能にする。ステップ（３２８）で「いいえ」であった場合、これは、スタビライザ（２１０）がクラッチ解除モードにあることを意味し、ステップ（３３６）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチモードに切り替え、ステップ（３３６）で、スタビライザ（２１０）が、その現在のユーザ定義の角度向きを維持する。
【0057】
図１７は、ジャイロ外科用器具安定化システム（３００）の中央制御システム（３０２）でジャイロスタビライザ（２１０）を制御する別の例示的な方法（３４０）を示す。ステップ（３４２）で、中央制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチ解除モードに設定し、その結果、スタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具は、外科ステップを実行するために、外科医によって容易に操作され得る。ステップ（３４４）で、制御システム（３０２）が、スタビライザセンサ（３１４）及び／又は器具センサ（３０４）によって提供された指示値に基づいて、外科ステップが完了したどうかを評価する。ステップ（３４４）で「いいえ」であった場合、制御システム（３０２）は、スタビライザ（２１０）をクラッチ解除モードに維持して、外科ステップが完了したかどうかを監視し続ける。ステップ（３４４）で「はい」であった場合、ステップ（３４６）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチモードに切り替え、それによって、スタビライザ（２１０）が、その直前の患者に対するユーザ定義の角度向きを維持する。
【0058】
図１８は、ジャイロ外科用器具安定化システム（３００）の中央制御システム（３０２）でジャイロスタビライザ（２１０）を制御する、更に別の例示的な方法（３５０）を示す。ステップ（３５２）で、環境条件の検出に応答して、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）を、ユーザによって手動で、又は制御システム（３０２）によって自動的に作動させて、それにより、モータ（２４６）がロータ（２５０）を回転させて、ジャイロトルクを発生させる。ジャイロスタビライザ（２１０）は、作動させると、デフォルトでクラッチモードになり、患者に対するその現在の角度向きを維持し得る。ステップ（３５４）で、制御システム（３０２）が、器具センサ（３０４）を介して、外科医の手が、スタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具に係合したかどうかを評価する。ステップ（３５４）で「はい」であった場合、ステップ（３５６）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチ解除モードにし、又はそうでなければそのままにする。ステップ（３５４）で「いいえ」であった場合、ステップ（３５８）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチモードにし、又はそうでなければそのままにする。制御システム（３０２）は、ステップ（３５６、３５８）のうちの１つを完了した後に、ステップ（３５４）に戻って、スタビライザ（２１０）を作動させたままにしながら、外科用器具上の外科医の手の存在を監視し、次いで、連続ループに従って動作する。
【0059】
図１９は、スタビライザ（２１０）が、スタビライザフレーム（２１２）内に収容されたプリント回路基板アセンブリ（３６４）と結合されたワイヤコイル（３６２）の形態の誘導器具検出センサを有する外科用器具検出センサアセンブリ（３６０）を含む、ジャイロスタビライザ（２１０）の別の例示的な変形例を示す。より具体的には、ワイヤコイル（３６２）は、ワイヤコイル（３６２）がフレーム（２１２）の中心軸（ＣＡ）を取り囲むように、中央通路（２１６）を取り囲むハブ（２１４）の円筒側壁内に埋設される。センサアセンブリ（３６０）は、電磁誘導を介して、中央通路（２１６）内の外科用器具（２９０）の突然の存在又は不在を検出するように構成されている。例えば、図２０の例示的なグラフ（３６６）によって例示されるように、回路基板アセンブリ（３６４）によって測定したしときのワイヤコイル（３６２）のインダクタンスは、外科用器具（２９０）がスタビライザ（２１０）の中央通路（２１６）を通して遠位に方向付けられたとき（Ｘ１）に増加する。このインダクタンスの変化は、信号として中央制御システム（３０２）に通信され、次いで、それに応じて動作し得る。例えば、制御システム（３０２）は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）を作動若しくは停止させ得るか、又はスタビライザ（２１０）をクラッチモードとクラッチ解除モードとの間で切り替え得る。
【0060】
図２１は、システム（３００）が、第１のケーブル（３７２）を介して中央制御システム（３０２）と結合されたフットペダルデバイス（３７０）を更に含む、ジャイロ外科用器具安定化システム（３００）の例示的な変形例を示す。ジャイロスタビライザ（２１０）は、外科用器具（２９０）への電力、並びに外科用器具（２９０）と制御システムとの間の通信を提供し得る第２のケーブル（３７４）を介して中央制御システム（３０２）と結合される、例示的な腹腔鏡外科用器具（２９０）に装着されて示されている。ジャイロスタビライザ（２１０）は、制御システム（３０２）と無線通信するように示されている。フットペダルデバイス（３７０）は、手術台（３７６）における外科医の存在を制御システム（３０２）に示すために、外科医（Ｓ）の足によって選択的に作動させることができる。制御システム（３０２）は、フットペダルデバイス（３７０）によって制御システム（３０２）に提供される信号によって示される、外科医（Ｓ）の存在又は不在に基づいて、１つ又は２つ以上の所定アルゴリズムに従って、ジャイロスタビライザ（２１０）を制御し得る。例えば、フットペダルデバイス（３７０）を介して、手術台（３７６）において外科医（Ｓ）の存在を検出すると、制御システム（３０２）がスタビライザ（２１０）を自動的に作動させ得る。これとは逆に、フットペダルデバイス（３７０）を介した手術台（３７６）の外科医（Ｓ）の不在を検出すると、制御システム（３０２）がスタビライザ（２１０）を自動的に停止させ得る。
【0061】
場合によっては、スタビライザ（２１０）への、又はスタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具への（例えば、外科医による）所定の力の印加に応答して、制御システム（３０２）を切り替えて、ジャイロスタビライザ（２１０）をクラッチモードとクラッチ解除モードとの間で切り替えるのに有効な所定の力の大きさ及び／又は持続期間を変化させる能力をユーザに提供することが望ましい場合がある。図２２及び図２３は、そのような様式で中央制御システム（３０２）によってジャイロスタビライザ（２１０）を制御する例示的な方法（４００、４１０）を示す。
【0062】
図２２は、ステップ（４０２）で、ユーザが、例えば制御システム（３０２）と通信するグラフィカルユーザインターフェース又は他のユーザ入力特徴部（図示せず）を介して、所望の運動感度レベルを中央制御システム（３０２）に入力する、簡略化された方法（４００）を示す。入力運動感度レベルは、例えば器具センサ（３０４）及び／又はスタビライザセンサ（３１４）によって感知されるような、スタビライザ（２１０）への、又は対応する外科用器具への（例えば、外科医による）所定の力の印加に応答して、制御システム（３０２）を切り替えて、ジャイロスタビライザ（２１０）をクラッチモードとクラッチ解除モードとの間で切り替えるのに有効な所定の力の最小の大きさ又は最小の持続期間のうちの少なくとも１つを示す。次いで、ステップ（４０４）で、制御システム（３０２）が、ユーザによって入力された運動感度レベルに基づいて、ジャイロスタビライザ（２１０）を制御するための１つ又は２つ以上の好適なパラメータを選択する。
【0063】
図２３は、方法（４００）の例示的な詳細な変形例の形態の方法（４１０）を示す。方法（４１０）のステップ（４１２）で、ユーザが、所望の運動感度レベルを中央制御システム（３０２）に入力する。ステップ（４１４）で、入力した感度レベルに基づいて、制御システム（３０２）は、最小の入力した力の大きさ及び／又は最小の入力した力の持続時間を選択する。次いで、ステップ（４１６）で、制御システム（３０２）が、ジャイロスタビライザ（２１０）を作動させる（すなわち、給電する）。ステップ（４１８）で、制御システム（３０２）が、ジャイロスタビライザ（２１０）に及び／又はスタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具に印加された入力した力を感知する。感知した入力した力は、例えば、外科医又は患者などの様々な構造体のうちの１つ又は２つ以上との接触の結果であり得ることが理解されるであろう。
【0064】
方法（４１０）のステップ（４２０）で、制御システム（３０２）が、ステップ（４１４）で選択した最小の入力した力の大きさ及び最小の入力した力の持続時間に対する感知した入力した力を評価して、入力した力が、ユーザ意図した入力した力であったかどうかを判定し、したがって、制御システム（３０２）が、ジャイロスタビライザ（２１０）をクラッチモードで提供するべきか、又はクラッチ解除モードで提供するべきかを判定する。より具体的には、ステップ（４２０）で、制御システム（３０２）が、感知した入力した力の大きさが最小の入力した力の大きさ以上であるかどうか、及び／又は感知した入力した力の持続時間が最小の入力した力の持続時間以上であるかどうかを判定する。ステップ（４２０）で「はい」であった場合、ステップ（４２２）で、制御システム（３０２）は、感知した入力した力が、実際にユーザが意図した入力した力であったと判定し、したがって、制御システム（３０２）は、ステップ（４２４）に進み、スタビライザ（２１０）をクラッチ解除モードにし、それによって、外科医は、ジャイロスタビライザ（２１０）が取り付けられている外科用器具を容易に操作し得る。ステップ（４２０）で「いいえ」であった場合、ステップ（４２６）で、制御システム（３０２）は、感知した入力した力が、スタビライザ（２１０）又は対応する外科用器具を偶発的にぶつけることによって生じる意図しないユーザが入力した力などの、ユーザが意図した力ではなかったと判定する。その結果、ステップ（４２８）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）をクラッチモードにするか、又はそうでなければスタビライザ（２１０）にクラッチモードを維持するように指示し、それによって、外科医は、スタビライザ（２１０）が結合されている外科用器具に関与しない他の外科的タスクを実行している間、スタビライザ（２１０）を、患者に対するユーザ定義の角度向きに維持する。
【0065】
図２４及び図２５は、スタビライザ（２１０）及び／又はスタビライザ（２１０）確実に取り付けられた外科用器具（例えば、カニューレアセンブリ（１１２））に印加された一定の外部入力した力に応答した、及び様々な入力運動感度レベルがユーザによって指定されたときの、例示的な、患者に対するジャイロスタビライザ（２１０）の経時的な変位を示す線グラフ（４３０、４４０）を示す。一般に、ユーザによって指定された特定の入力運動感度レベルが、スタビライザ（２１０）をクラッチモードとクラッチ解除モードとの間で切り替え得る入力した力の状態を決定付け得ること、又は代替的に、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）がクラッチ解除モードにあるときに発生させることが可能になる安定化トルクの最大値を決定付け得ることが理解されるであろう。線グラフ（４３０、４４０）の例示的な曲線は、後者のシナリオを示す。
【0066】
図２４に示されるように、グラフ（４３０）は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）が歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）を中心としてスタビライザフレーム（２１２）に対して歳差運動する（すなわち、枢動する）ことが可能になる速度を制動することを介した、クラッチ解除モードにおいてジャイロアセンブリ（２４０、２４２）によって発生させた安定化トルクの減衰中の例示的なデバイスの変位を示す。曲線（４３２）は、歳差運動速度の約８０％の制動をもたらす、相対的に高い入力運動感度レベルを表す。曲線（４３４）は、歳差運動速度の約４０％の制動をもたらす、より低い入力運動感度レベルを表す。曲線（４３６）は、歳差運動速度の約１０％の制動をもたらす、更に低い入力運動感度レベルを表す。ｘ軸は、歳差運動速度の０％の制動をもたらす、最も低い入力運動感度レベルを表す。
【0067】
図２５に示されるように、グラフ（４４０）は、ロータ（２５０）（又は「フライホイール」）がスピン軸（ＳＡ１、ＳＡ２）を中心として回転する速度の制動を介した、クラッチ解除モードにおいてジャイロアセンブリ（２４０、２４２）によって発生させた安定化トルクの減衰中の例示的なデバイスの変位を示す。曲線（４４２）は、ロータスピン速度の約８０％の制動をもたらす、相対的に高い入力運動感度レベルを表す。曲線（４４４）は、ロータスピン速度の約４０％の制動をもたらす、より低い入力運動感度レベルを表す。曲線（４４６）は、ロータスピン速度の約１０％の制動をもたらす、更に低い入力運動感度レベルを表す。ｘ軸は、ロータスピン速度の０％の制動をもたらす、最も低い入力運動感度レベルを表す。
【0068】
一方又は両方のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）がロータ（２５０）のスピン速度を制動するための制動機構を含む構成では、そのような制動は、摩擦制動ではなく回生制動を介して達成され得る。例えば、モータ（２４６）は、反対方向へ回転し、それによって、回転ロータ（２５０）から機械的エネルギーを吸収し、したがって、デバイス構成要素の機械的消耗を最小にし、かつモータ（２４６）の利用可能な実行時間を最大にし得る。
【0069】
図２６は、各ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）と結合されたアクティブ歳差運動制御機構（４５０）を含む、ジャイロスタビライザ（２１０）の例示的な変形例を示す（概略的に示す）。各アクティブ歳差運動制御機構（４５０）は、サーボモータ（４５２）と、サーボモータ（４５２）を、それぞれの歳差運動軸（ＰＡ１、ＰＡ２）の少なくとも一部分に沿って延在する回転可能部材（４５６）と結合するベルト（４５４）と、を含む。機構（４５０）は、プロセッサ（３１０）及びスタビライザセンサ（３１４）を組み込み得、中央制御システム（３０２）と直接通信し得る、プリント回路基板アセンブリ（４５８）と通信する。各サーボモータ（４５２）は、回路基板アセンブリ（４５８）又は中央制御システム（３０２）のいずれかによって決定付けられる歳差運動速度で、それぞれのベルト（４５４）を介してそれぞれの回転可能部材（４５６）を回転させるように動作可能である。各サーボモータ（４５２）は、それぞれのジャイロアセンブリ（２４０、２４２）が、回路基板アセンブリ（４５８）又は中央制御システム（３０２）のいずれかによって決定付けられる、選択された角度向きを想定し、維持するように、それぞれの回転可能部材（４５６）を回転させるように更に動作可能である。この構成は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）によって発生させる安定化トルクの大きさ及び方向のアクティブ制御を提供する。
【0070】
図２７は、中央制御システム（３０２）と、ジャイロスタビライザ（２１０）と、電動手術台（４６２）と、を有する、別の例示的なジャイロ外科用器具安定化システム（４６０）を示す。概略的に示されるように、手術台（４６２）は、コントローラ（４６４）と、複数の位置の間で手術台（４６２）を作動させるように動作可能な１つ又は２つ以上のモータ（４６６）と、１つ又は２つ以上のセンサ（４６８）と、を含み得る。手術台コントローラ（４６４）は、無線接続又は有線接続を介して中央制御システム（３０２）と通信する。
【0071】
図２８は、中央制御システム（３０２）によって電動手術台（４６２）を制御する例示的な方法（４７０）を示す。ステップ（４７２）で、制御システム（３０２）は、ジャイロスタビライザ（２１０）が現在手術台（４６２）上に位置する患者に関連して作動しているかどうかを評価する。ステップ（４７２）で「いいえ」であった場合、ステップ（４７４）で、制御システム（３０２）は、手術台（４６２）が新しい位置まで作動することを可能にする。ステップ（４７２）で「はい」であった場合、ステップ（４７６）で、制御システム（３０２）が、手術台（４６２）の作動を阻止する。したがって、ステップ（４７８）で、ユーザが台作動コマンドを提供したときに、ステップ（４７９）で、制御システム（３０２）は、ジャイロスタビライザ（２１０）が現在作動している旨の警告をユーザに提供する。この手術台（４６２）を制御する様式は、手術台（４６２）が、ジャイロスタビライザ（２１０）によって提供された外科用器具の安定化に干渉しないことを確実にする。
【0072】
図２９は、ジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）と、中央制御システム（３０２）と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線接続を介して中央制御システム（３０２）と通信する送受信機（４８２）と、を含む、別の例示的なジャイロ外科用器具安定化システム（４８０）を示す。システム（４８０）は、手術台（４８４）に対するジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）の角度向き（すなわち、傾斜）を監視及び調整して、手術台（４８４）が再位置決めされるときにそれらの間の相対的な向きを維持するように構成されている。手術台（４８４）は、上述の手術台（４６２）と同様であり得る。本実施例では、少なくとも３つの複数の追跡可能な要素（４８６）（概略的に示す）が、ジャイロスタビライザ（２１０）に、及びカニューレアセンブリ（１１２）に結合される。具体的には、本変形例では、第１の追跡可能な要素（４８６）が、スタビライザフレーム（２１２）の第１のリング部材（２３０）に結合され、第２の追跡可能な要素（４８６）が、スタビライザフレーム（２１２）の第２のリング部材（２３２）に結合され、第３の追跡可能な要素（４８６）が、カニューレアセンブリ（１１２）の遠位端部に結合される。追跡可能な要素（４８６）は、手術台（４８４）に配置された対応する少なくとも３つの送受信機パッド（４８８）と無線で通信するように構成されている。送受信機パッド（４４８）は、制御システム（３０２）が、手術台（４８４）に対するジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）の三次元角度向き（すなわち、姿勢）を監視し得るように、送受信機（４８２）に結合され、通信する。言い換えれば、追跡可能な要素（４８６）及び送受信機パッド（４８８）の例示的な配置は、中央制御システム（３０２）が、三角測量を介して、ジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）の角度傾斜を決定することを可能にする。
【0073】
図３０は、手術台（４６２）に対するジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）の角度向きを維持するために、中央制御システム（３０２）によってジャイロスタビライザ（２１０）を制御する例示的な方法（４９０）を示す。ステップ（４９２）で、制御システム（３０２）が、送受信機パッド（４８８）を介した送受信機（４８２）による追跡可能な要素（４８６）の位置検出に基づいて、ジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）と手術台（４８４）との間の相対的な角度向きを監視する。ステップ（４９４）で、制御システム（３０２）が、送受信機（４８２）によって提供された位置データに基づいて、この相対的な角度向きに変化があったかどうかを評価する。ステップ（４９４）で「いいえ」であった場合、ステップ（４９６）で、制御システム（３０２）が、手術台（４８４）に対するジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）の現在の角度向きを維持するようにジャイロスタビライザ（２１０）を制御する。ステップ（４９４）で「はい」であった場合、ステップ（４９８）で、制御システム（３０２）が、スタビライザ（２１０）のアクティブ歳差運動制御機構（４５０）に、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の歳差運動を変化させ、それによって、ジャイロ外科用器具アセンブリ（２００）を能動的に再配向して、手術台（４８４）に対する元の角度向きを再想定し、維持するように指示する。
【0074】
Ｄ．ジャイロスタビライザの安全かつコンパクトな形のための例示的な代替の特徴部
上述の様々な例示的な制御機能に加えて、安全な動作及びコンパクトな構成を促進する追加又は代替の特徴部を備えたジャイロスタビライザ（２１０）を提供することが望ましい場合がある。
上述の様々な例示的な制御機能に加えて、安全な動作及びコンパクトな構成を促進する追加又は代替の特徴部を備えたジャイロスタビライザ（２１０）を提供することが望ましい場合がある。
【0075】
図３１Ａ～図３１Ｂは、別の例示的なジャイロスタビライザ（５００）を示し、以下に別途記載されるものを除いて、上述のジャイロスタビライザ（２１０）と同様である。スタビライザ（５００）は、中央ハブ（５０４）と、第１のジャイロ支持部材（５０６）と、第１のジャイロ支持部材（５０６）から直径方向に対向する第２のジャイロ支持部材（５０８）と、を有する、フレーム（５０２）を含む。第１のジャイロアセンブリ（５１０）は、第１のジャイロ支持部材（５０６）によって枢動可能に支持され、第２のジャイロアセンブリ（５１２）は、第２のジャイロ支持部材（５０８）によって枢動可能に支持される。
【0076】
各ジャイロ支持部材（５０６、５０８）は、接続特徴部（５１４）によってハブ（５０４）に解放可能に取り付けられる。接続特徴部（５１４）は、スタビライザ（５００）の通常動作条件下で、各ジャイロ支持部材（５０６、５０８）とハブ（５０４）との間の安全な接続を維持するように構成されている。非常停止状況では、接続特徴部（５１４）は、ジャイロアセンブリ（５１０、５１２）が床に落下して外科医及び患者から安全に離れるように、ハブ（５０４）からジャイロ支持部材（５０６、５０８）を自動的に解放するように構成されている。本変形例の各接続特徴部（５１４）は、凹部（５１６）及び嵌合突起部（５１８）を含んで示されているが、他の変形例では、接続特徴部（５１４）は、ラッチ、磁石、及び当業者には明らかな他の機能的に同様な要素などの、様々な他の好適な形態を取り得る。
【0077】
図３２Ａ及び図３２Ｂは、調整可能な慣性モーメントを有し、本明細書に記載される例示的なジャイロスタビライザのいずれかとともに使用するように構成されている、例示的な代替のジャイロアセンブリ（５２０）の一部分を概略的に示す。ジャイロアセンブリ（５２０）は、モータ（５２２）と、モータ（５２２）と結合されたロータアセンブリ（５２４）と、を含む。ロータアセンブリ（５２４）は、中央シャフト（５２６）と、それぞれの１対のテザー（５３０）によって中央シャフト（５２６）の第１の端部及び第２の端部と結合された一対の質量要素（５２８）と、含み、このテザーは、剛性又は可撓性であり得、各質量要素（５２８）が、内側位置（図３２Ａ）と外側位置（図３２Ｂ）との間で中央シャフト（５２６）に対して半径方向に移動することを可能にし得る。
【0078】
図３２Ａは、質量要素（５２８）が半径方向内向きの位置にある、開始段階にあるジャイロアセンブリ（５２０）を示す。モータ（５２２）によるロータアセンブリ（５２４）の回転は、質量要素（５２８）の慣性モーメントの関数である角運動量を発生させる。上で詳細に記載したように、この質量要素（５２８）の慣性モーメントは、固定されている質量要素の組み合わせた質量、及び調整可能である中央シャフト（５２６）に画定されたスピン軸に対する質量要素の有効半径によって決定される。したがって、図３２Ａの半径方向内向きの位置では、質量要素（５２８）は、相対的に少ない量の回転慣性を発生させ、その結果、モータ（５２２）は、ロータアセンブリ（５２４）が十分な大きさのジャイロトルクを発生させるために、ロータアセンブリ（５２４）を相対的に高い角速度で回転させなければならない。
【0079】
図３２Ｂは、動作段階にあるジャイロアセンブリ（５２０）を示し、動作段階では、質量要素（５２８）がテザー（５３０）によって質量要素の半径方向外向きの位置へと作動させられ、したがって、中央シャフト（５２６）によって画定されたスピン軸に対する質量要素の有効半径を増加させる。したがって、モータ（５２２）の角速度が図３２Ａの開始段階から維持された場合、質量要素（５２８）は、より大きい慣性モーメントを発生し、したがって、より大きい角運動量及びジャイロトルクをもたらす。その結果、次いで、動作段階にあるモータ（５２２）の角速度が減少し得るが、それでも、外側位置にある質量要素（５２８）によって画定されるより大きい有効半径によって、図３２Ａの開始段階にあるときと同じ角運動量及びジャイロトルク出力を維持する。モータ（５２２）は、開始段階中に、一時的により高い角速度を維持することしか必要としないので、モータ（５２２）のサイズが相対的に小さく保たれ得、したがって、有利にコンパクトな構成を有するジャイロアセンブリ（５２０）を提供し、かつ依然として高速スピン時間を達成しながら大型モータに対する必要性を回避する。
【0080】
図３３は、ジャイロアセンブリ（５２０）が図３２Ａの開始段階から図３２Ｂの動作段階に移行したときの、１分間当たりの回転数（revolutions per minute、ＲＰＭ）でのモータ（５２２）の角速度を示す、例示的なグラフ（５３２）を示す。ポイント（Ｘ１）は、開始段階中に最大角速度が達成される時間を示す。これは、ジャイロアセンブリ（５２０）の動作段階への移行を起動させ、動作段階では、角速度が減少し、ポイント（Ｘ２）から始まる安定期に到達するが、依然としてポイント（Ｘ１）と同じ角運動量及びジャイロトルク出力を維持する。
【0081】
図３４は、コンパクトな構成を促進し、上述のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の代わりに使用され得る特徴部を有する、別の例示的なジャイロアセンブリ（５４０）を示す。ジャイロアセンブリ（５４０）は、球形シェルとして成形された外側ステータ（５４２）を有し、ステータワイヤ巻線（５４４）を含む、電気モータの形態で示されている。外側ステータ（５４２）は、上述のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）と同様の様式でスタビライザフレーム（２１２）と枢動可能に結合するように構成され得る。ジャイロアセンブリ（５４０）は、外側ステータ（５４２）内に封入され、かつロータワイヤ巻線（５４８）を有する、内側ロータ（５４６）を更に含む。内側ロータ（５４６）は、ジャイロアセンブリ（５４０）が電源（図示せず）によって給電されることに応答して、スピン軸（ＳＡ）を中心として外側ステータ（５４２）と結合され、外側ステータ（５４２）に対して回転するように構成されている。外側ステータ（５４２）内の内側ロータ（５４６）の回転は、角運動量及び結果として生じるジャイロトルクを発生させる。
【0082】
Ｅ．滅菌可能かつ気密封止可能な外側シェルを有する例示的なジャイロアセンブリ
場合によっては、患者に対する安全な動作状態を促進するために滅菌され得る外側シュラウド（シェルとも称される）内に、ジャイロスタビライザ（２１０）の全てを、又はその１つ又は２つ以上の部分を除去可能に収納することが望ましい場合がある。図３５～図３９は、各々が２つ又は３つ以上の分離可能なシュラウド部分と、それらの間の１つの気密封止と、を有し得る、様々な例示的なそのような構成を示す。これらの例示的な構成のいずれかが、本明細書で開示される例示的なジャイロスタビライザのいずれかに関連して実装され得ることが理解されるであろう。
場合によっては、患者に対する安全な動作状態を促進するために滅菌され得る外側シュラウド（シェルとも称される）内に、ジャイロスタビライザ（２１０）の全てを、又はその１つ又は２つ以上の部分を除去可能に収納することが望ましい場合がある。図３５～図３９は、各々が２つ又は３つ以上の分離可能なシュラウド部分と、それらの間の１つの気密封止と、を有し得る、様々な例示的なそのような構成を示す。これらの例示的な構成のいずれかが、本明細書で開示される例示的なジャイロスタビライザのいずれかに関連して実装され得ることが理解されるであろう。
【0083】
図３５は、滅菌可能な外側シュラウド（５５２）と組み合わせた、上述のジャイロスタビライザ（２１２）と同様であり得る、例示的なジャイロスタビライザ（５５０）を概略的に示す。外側シュラウド（５５２）は、上部シュラウドの半分（５５４）と、下部シュラウド半分（５５６）と、を含み、これらは、ともに嵌合し、それによって、ジャイロスタビライザ（５５０）をカプセル化して、シュラウドの半分（５５４、５５６）の嵌合部分の間に気密封止を形成するように構成されている。図示されていないが、各シュラウドの半分（５５４、５５６）は、各々が中央開口部を含み得、この中央開口部は、ジャイロスタビライザ（５５０）の中心軸と位置合わせされて、外科用器具のシャフト部分がそれを通過することを可能にするように構成されている。
【0084】
図３６は、滅菌可能な外側シュラウド（５６２）と、クラムシェル外側シュラウド（５６２）内に完全にカプセル化されるように構成された球形アセンブリ（５７０）と、を有する、例示的なジャイロアセンブリ（５６０）を示す。外側シュラウド（５６２）は、ヒンジ的にともに結合された第１のシュラウドの半分（５６４）及び第２のシュラウドの半分（５６６）と、ジャイロスタビライザフレーム（２１２）のリング部材（２３０、２３２）と枢動可能に結合するように構成された一対の枢動ポスト（５６８）と、を有する、クラムシェルとして構成されている。それに関して、クラムシェル外側シュラウド（５６２）は、ジャイロアセンブリ（２４０、２４２）のジンバル（２４４）と同様に機能するように構成されている。
【0085】
球形アセンブリ（５７０）は、外側構造（５７２）と、外側構造（５７２）に装着されたモータ（５７４）と、モータ（５７４）に回転可能に結合され、かつ外側構造（５７２）によって回転可能に支持されたロータ（５７６）と、複数の電池（５７８）と、を含む。これらの構成要素の各々は、上述のジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の対応する構成要素と同様であり得る。外側構造（５７２）は、外側シュラウド（５６２）内に着座し、それに対して静止したままであるように構成されている。それに関して、図示されていないが、外側シュラウド（５６２）に対して外側構造（５７２）を固定するために、１つ又は２つ以上の結合特徴部が提供され得、それによって、ロータ（５７６）によって発生させた歳差運動力が外側シュラウド（５６２）に付与され、その結果、球形アセンブリ（５７０）の全体が、ジャイロスタビライザフレーム（２１２）に対して歳差運動し得る。外側構造（５７２）は、図示されるような略球形状、又は当業者には容易に明らかとなる様々な他の好適な形状を有し得る。外側シュラウド（５６２）は、滅菌され、その第１のシュラウドの半分（５６４）と第２のシュラウドの半分（５６６）との間に気密封止を形成し得る。外科手術の合間に、外側シュラウド（５６２）が別の新しい滅菌された外側シュラウド（５６２）と交換され得、球形アセンブリ（５７０）は、再使用され得る。
【0086】
図３７は、滅菌可能な外側シュラウド（５８２）と、その中に収容されるジャイロアセンブリ構成要素と、を有する、別の例示的なジャイロアセンブリ（５８０）を示す。本変形例の外側シュラウド（５８２）は、平坦側面（５８６）と、平坦側面（５８６）内に形成された開口部（５８８）と、を含む、球形主本体部分（５８４）を有する。外側シュラウド（５８２）は、球面（５９２）と、平坦面（５９４）と、平坦面（５９４）から外方に突出するカラー（５９６）と、を有する、キャップ部分（５９０）を更に含む。カラー（５９６）は、上述のモータ（２４６）及び電池（２４８）と同様であり得るモータ（６００）及び電池（６０２）を支持するように構成されている。ロータ（６０４）は、球形主本体部分（５８４）内に回転可能に収容され、かつキャップ部分（５９０）が球形主本体部分（５８４）と嵌合されたときに開口部（５８８）を通してモータ（６００）と結合するように構成されている。単に例として、ロータ（６０４）は、ロータ（２５０）と同様であり得、また、図１０～図１２に関連して上述したものと同様の様式でモータ（６００）と結合するように構成され得る。キャップ部分（５９０）は、電池（６０２）を再充電するために、外科手術の合間に主本体部分（５８４）から分離され得る。
【0087】
球形主本体部分（５８４）の平坦側面（５８６）は、キャップ部分（５９０）の平坦面（５９４）と嵌合して気密封止を形成するように構成されている。図示されていないが、外側シュラウド（５８２）は、ジャイロスタビライザフレーム（２１２）と枢動可能に結合するために、外側シュラウド（５６２）の枢動ポスト（５６８）と同様の一対の外向きに突出した枢動ポストを更に含み得る。代替的に、例えば、外側シュラウド（５８２）は、外側シュラウド（５６２）などの、ジャイロスタビライザフレーム（２１２）と枢動可能に結合するように構成された別の構造体内に着座され得る。
【0088】
図３８は、各々がジャイロアセンブリ（２４０、２４２）の対応する構成要素と同様であり得るモータ（６１６）、ロータ（６１８）、及び複数の再充電可能電池（６２０）を含む内部ジャイロ構成要素を収容する滅菌可能な外側シュラウド（６１２）を有する、更に別の例示的なジャイロアセンブリ（６１０）を示す。ジャイロアセンブリ（６１０）は、外側シュラウド（６１２）内の電池（６２０）と電気的に結合された誘導充電回路（６２２）を更に含む。図３９で概略的に示されるように、外側シュラウド（６１２）は、ジャイロスタビライザフレーム（２１２）と枢動可能に結合するように構成された一対の枢動ポスト（６１４）を含む。追加的に、外側シュラウド（６１２）は、示されるような一体構造体として形成され得るか、又は代替的に、互いに気密封止する２つ又は３つ以上の分離可能部分で形成され得る。
【0089】
外側シュラウド（６１２）を伴わずに収容された誘導充電回路（６２２）は、外側シュラウド（６１２）から電池（６２０）を取り外すことなく、又はそうでなければ、例えば図３９に示されるように、電池（６２０）にアクセスするために外側シュラウド（６１２）を分解することなく、電池（６２０）を再充電することを可能にする。より具体的には、図３９は、例示的なジャイロスタビライザフレーム（６２４）から分離されて、電池（６２０）を再充電するための例示的な誘導充電デバイス（６２６）のそれぞれの充電ポート（６２８）内に着座されているジャイロアセンブリ（６１０）を示す。充電デバイス（６２６）は、本明細書の教示を考慮することによる当業者には容易に明らかとなる、様々な他の様式で構成され得る。
【0090】
Ｆ．複数のジャイロアセンブリを備えた例示的なジャイロスタビライザ
図６～図３９に関連して図示及び上述した例示的なジャイロスタビライザは、互いに直径方向に対向する第１のジャイロアセンブリ及び第２のジャイロアセンブリのみを含む。しかしながら、他の変形例では、ジャイロスタビライザのいずれかは、対応するスタビライザハブを中心として均一な円周方向間隔で円周方向に配置された３つ又は４つ以上のジャイロアセンブリを備え得ることが理解されるであろう。そのような構成では、各ジャイロアセンブリは、サイズが相対的により小さくなり得る。
図６～図３９に関連して図示及び上述した例示的なジャイロスタビライザは、互いに直径方向に対向する第１のジャイロアセンブリ及び第２のジャイロアセンブリのみを含む。しかしながら、他の変形例では、ジャイロスタビライザのいずれかは、対応するスタビライザハブを中心として均一な円周方向間隔で円周方向に配置された３つ又は４つ以上のジャイロアセンブリを備え得ることが理解されるであろう。そのような構成では、各ジャイロアセンブリは、サイズが相対的により小さくなり得る。
【0091】
例えば、図４０は、中央ハブ（６３４）を有するフレーム（６３２）と、ハブ（６３４）を中心として均一な円周方向間隔で円周方向に配置された６つのジャイロ支持部材（６３６）と、を有する、例示的なジャイロスタビライザ（６３０）を示す。各ジャイロ支持部材（６３６）は、上述の例示的なジャイロアセンブリのいずれかと同様であり得るそれぞれのジャイロアセンブリ（６３８）を枢動可能に支持する。いくつかの変形例では、ジャイロアセンブリ（６３８）のうちの１つ又は２つ以上は、例えば上述の図２６のモータ付きベルト駆動機構（４５０）と同様なアクティブ歳差運動制御機構を備え得る。そのようないくつかの変形例では、ジャイロアセンブリ（６３８）の第１の群は、そのようなアクティブ歳差運動制御機構を含み得、ジャイロアセンブリ（６３８）の第２の群は、そのようなジャイロアセンブリ（６３８）が自然な歳差運動速度で自由に歳差運動するように構成される「パッシブ」歳差運動から抜けるように、アクティブ歳差運動制御を省略する。
【0092】
ＩＩＩ．例示的な組み合わせ
以下の実施例は、本明細書の教示を組み合わせる又は適用することができる様々な非網羅的な方式に関する。以下の実施例は、本出願又は本出願のその後の出願において任意の時点で提示され得る特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。一切の権利放棄は意図されていない。以下の実施例は、単に例示的な目的で提供されているに過ぎない。本明細書の様々な教示は、他の多くの方式で構成及び適用され得ることが企図される。また、いくつかの変形例では、以下の実施例において言及される特定の特徴部を省略してもよいことも企図される。したがって、以下に言及される態様又は特徴のいずれも、本発明者ら又は本発明者らの権利相続人によって後にそのように明示的に示されていない限り、重要であるとみなされるべきではない。本出願又は本出願に関連する後続の出願において提示される特許請求の範囲が、以下に言及されるもの以外の追加の特徴を含む場合、それらの追加の特徴は、特許性に関するいかなる理由で追加されたものとみなされるべきではない。
以下の実施例は、本明細書の教示を組み合わせる又は適用することができる様々な非網羅的な方式に関する。以下の実施例は、本出願又は本出願のその後の出願において任意の時点で提示され得る特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。一切の権利放棄は意図されていない。以下の実施例は、単に例示的な目的で提供されているに過ぎない。本明細書の様々な教示は、他の多くの方式で構成及び適用され得ることが企図される。また、いくつかの変形例では、以下の実施例において言及される特定の特徴部を省略してもよいことも企図される。したがって、以下に言及される態様又は特徴のいずれも、本発明者ら又は本発明者らの権利相続人によって後にそのように明示的に示されていない限り、重要であるとみなされるべきではない。本出願又は本出願に関連する後続の出願において提示される特許請求の範囲が、以下に言及されるもの以外の追加の特徴を含む場合、それらの追加の特徴は、特許性に関するいかなる理由で追加されたものとみなされるべきではない。
【実施例1】
【0093】
患者に対して外科用器具を安定化するように構成されたジャイロスタビライザであって、（ａ）フレームであって、中心軸を中心として延在し、かつ外科用器具と着脱可能に結合するように構成されているハブを含み、その結果、ジャイロスタビライザが患者の上で外科用器具によって支持されるように構成されている、フレームと、（ｂ）フレームの第１のフレーム部分と結合された第１のジャイロアセンブリであって、（ｉ）第１の歳差運動軸を中心として第１のフレーム部分と枢動可能に結合された第１のジンバルと、（ｉｉ）第１のモータと、（ｉｉｉ）第１の歳差運動軸に対して垂直な軸第１のスピンを中心として第１のモータと回転可能に結合された第１のロータと、を含む、第１のジャイロアセンブリと、（ｃ）フレームの第２のフレーム部分と結合された第２のジャイロアセンブリであって、（ｉ）第２の歳差運動軸を中心として第２のフレーム部分と枢動可能に結合された第２のジンバルと、（ｉｉ）第２のモータと、（ｉｉｉ）第２の歳差運動軸に対して垂直な第２のスピン軸を中心として第２のモータと回転可能に結合された第２のロータと、を含む、第２のジャイロアセンブリと、を備え、第１のジャイロアセンブリが、第１のスピン軸を中心として第１のモータで第１のロータを回転させて、第１のスピン軸及び第１の歳差運動軸を含む第１のトルク平面内に第１のトルクを発生させるように動作可能であり、第１のトルクが、中心軸に対して垂直な第１のデバイス軸を中心とした患者に対するジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されており、第２のジャイロアセンブリが、第２のスピン軸を中心として第２のモータで第２のロータを回転させて、第２のスピン軸及び第２の歳差運動軸を含む第２のトルク平面内に第２のトルクを発生させるように動作可能であり、第２のトルクが、中心軸及び第１のデバイス軸に対して垂直な第２のデバイス軸を中心としたジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されている、ジャイロスタビライザ。
【実施例2】
【0094】
第１のジャイロアセンブリが、中心軸の第１の側に配設されており、第２のジャイロアセンブリが、中心軸の第２の側に配設されている、実施例１に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例3】
【0095】
第１のジャイロアセンブリ及び第２のジャイロアセンブリが、中心軸を中心として互いに等距離に離間されている、実施例２に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例4】
【0096】
第１の歳差運動軸及び第２の歳差運動軸が、互いに対して角度付けされている、実施例１～３のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例5】
【0097】
第１の歳差運動軸及び第２の歳差運動軸が、互いに対して９０度角度付けされている、実施例４に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例6】
【0098】
第１のフレーム部分が、第１の閉鎖空間を画定する第１のリング部材を備え、第２のフレーム部分が、第２の閉鎖空間を画定する第２のリング部材を備え、第１のジンバルが、第１のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ第１の閉鎖空間内で第１の歳差運動軸を中心として枢動可能であり、第２のジンバルが、第２のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ第２の閉鎖空間内で第２の歳差運動軸を中心として枢動可能である、実施例１～５のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例7】
【0099】
第１のモータが、第１のジンバルによって支持されており、第２のモータが、第２のジンバルによって支持されている、実施例１～６のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例8】
【0100】
フレームによって支持された少なくとも１つの電池を更に備え、少なくとも１つの電池が、第１のモータ及び第２のモータに給電するように構成されている、実施例１～７のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例9】
【0101】
第１のロータの及び第２のロータの各々が、内部空洞を含み、第１のモータ及び第２のモータの各々は、各ロータがそれぞれのモータを中心として回転可能であるように、それぞれのロータの内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施例１～８のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例10】
【0102】
第１のジャイロアセンブリ及び第２のジャイロアセンブリの各々が、それぞれのモータに給電するように構成された電池を更に含み、各電池が、それぞれのロータの内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施例９に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例11】
【0103】
外科用器具が、外科用カニューレを備え、ハブが、中心軸に沿って中央通路を通して第２の外科用器具のシャフトを摺動可能に受容するように構成された中央通路を含む、実施例１～１０のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例12】
【0104】
ジャイロ安定化システムであって、（ａ）実施例１～１１のいずれかに記載のジャイロスタビライザと、（ｂ）ジャイロスタビライザと連通するコントローラであって、ジャイロスタビライザとは別個に配置されている、コントローラと、を備えている、ジャイロ安定化システム。
【実施例13】
【0105】
コントローラが、プロセッサと無線で連通するように構成されている、実施例１２に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例14】
【0106】
コントローラが、第１のモータ又は第２のモータのうちの少なくとも１つの回転速度を制御するように動作可能である、実施例１２又は１３に記載のジャイロスタビライザ。
【実施例15】
【0107】
第１のジャイロアセンブリ又は第２のジャイロアセンブリのうちの少なくとも１つが、コントローラによって制御可能な歳差運動制御機構を含み、歳差運動制御機構が、（ｉ）それぞれの歳差運動軸を中心としたそれぞれのフレーム部分に対するそれぞれのジンバルの枢動運動の速度、又は、（ｉｉ）それぞれの歳差運動軸を中心としたそれぞれのフレーム部分に対するそれぞれのジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを変化させるように動作可能である、実施例１２～１４のいずれか１つに記載のジャイロスタビライザ。
【実施例16】
【0108】
ジャイロ外科用器具アセンブリであって、（ａ）外科用器具と、（ｂ）外科用器具と結合されたジャイロスタビライザであって、（ｉ）フレームと、（ｉｉ）歳差運動軸を中心としてフレームと枢動可能に結合されたジンバルと、（ｉｉｉ）モータと、（ｉｖ）歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心としてモータと回転可能に結合されたロータと、を含む、ジャイロスタビライザと、を備え、ロータが、スピン軸及び歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させるように、スピン軸を中心としてモータによって回転可能であり、ジャイロスタビライザが、外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する外科用器具の選択された角度向きを維持するのに十分なトルク平面内の安定化トルクを発生させるように動作可能である、ジャイロ外科用器具アセンブリ。
【実施例17】
【0109】
外科用器具が、長手方向軸を画定する細長い部分を含み、ジャイロスタビライザは、ジャイロスタビライザの中心軸が長手方向軸と同軸で位置合わせされるように、外科用器具と結合されている、実施例１６に記載のジャイロ外科用器具アセンブリ。
【実施例18】
【0110】
フレームと、歳差運動軸を中心としてフレームと枢動可能に結合されたジンバルと、歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心としてジンバルに対して回転可能なロータと、を含む、ジャイロスタビライザを有する外科用器具を安定化する方法であって、（ａ）外科用器具の一部分をジャイロスタビライザと係合させて、それらの間の相対移動を阻止することと、（ｂ）ロータをスピン軸を中心として回転させ、それによって、スピン軸及び歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させることと、（ｃ）安定化トルクを介して、外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する外科用器具の選択された角度向きを維持することと、を含む、方法。
【実施例19】
【0111】
ジャイロスタビライザが、モータを更に含み、ロータをスピン軸を中心として回転させることが、モータでロータを回転させることを含む、実施例１８に記載の方法。
【実施例20】
【0112】
（ｉ）スピン軸を中心としたロータの回転速度、（ｉｉ）歳差運動軸を中心としたフレームに対するジンバルの枢動運動の速度、又は（ｉｉｉ）歳差運動軸を中心としたフレームに対するジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを選択的に変化させることによって、安定化トルクを調整することを更に含む、実施例１８又は１９に記載の方法。
【0113】
ＩＶ．その他
本明細書に記載の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上は、本明細書に記載の他の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上と組み合わせることができることを理解されたい。したがって、上記の教示、表現、実施形態、実施例などは、互いに対して単独で考慮されるべきではない。本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなるであろう。このような修正例及び変形例は、特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。
本明細書に記載の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上は、本明細書に記載の他の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか１つ又は２つ以上と組み合わせることができることを理解されたい。したがって、上記の教示、表現、実施形態、実施例などは、互いに対して単独で考慮されるべきではない。本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなるであろう。このような修正例及び変形例は、特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。
【0114】
更に、本明細書の教示のうちの任意の１つ又は２つ以上は、本出願と同日に出願された「Ｐｉｎｃｈ－Ｔｏ－Ｒｅｌｅａｓｅ Ｃａｎｎｕｌａ Ｄｅｐｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ１］、本出願と同日に出願された「Ｍｕｌｔｉ－Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｃａｎｎｕｌａ Ｄｅｐｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ２］、本出願と同日に出願された「Ｐｉｎｃｈ－Ｔｏ－Ｃｌａｍｐ Ｃａｎｎｕｌａ Ｄｅｐｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ３］、本出願と同日に出願された「Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｉｚｅ Ｍｕｌｔｉ－Ｗａｌｌｅｄ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｃａｎｎｕｌａ Ｄｅｐｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ４］、本出願と同日に出願された「Ｔｉｌｔｉｎｇ Ｔａｎｇ Ｃａｎｎｕｌａ Ｄｅｐｔｈ Ｌｉｍｉｔｅｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ５］、本出願と同日に出願された「Ｔｗｏ Ｐｉｅｃｅ Ｓｅｐａｒａｂｌｅ Ｏｂｔｕｒａｔｏｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ６］、本出願と同日に出願された「Ｔｗｏ Ｐｉｅｃｅ Ｓｅｐａｒａｂｌｅ Ｏｂｔｕｒａｔｏｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ７］、本出願と同日に出願された「Ｌａｔｃｈｌｅｓｓ Ｏｂｔｕｒａｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｉｔ Ｆｅａｔｕｒｅ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ８］、本出願と同日に出願された「Ｂａｌａｎｃｉｎｇ Ｆｅａｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｒｅｕｓａｂｌｅ Ｔｒｏｃａｒ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ９］、及び／又は本出願と同日に出願された「Ａｉｒｆｌｏｗ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎｓ ｉｎ Ｌｕｍｅｎ ｆｏｒ Ｃａｎｎｕｌａ」と題する米国特許出願第［代理人整理番号参照番号ＥＮＤ９２４７ＵＳＮＰ１０］に開示された教示のうちのいずれか１つ又は２つ以上と組み合わせることができる。これらの特許出願の各々の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0115】
参照により本明細書に組み込まれると言及されるあらゆる特許、刊行物、又は他の開示内容の全部又は一部は、組み込まれる内容が本開示に記載されている既存の定義、見解、又は他の開示内容と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれることを理解されたい。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれると言及されているが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は、組み込まれた内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、組み込まれるものとする。
【0116】
上記のデバイスの変形例は、医療専門家によって行われる従来の医療処置及び手術に適用するだけでなく、ロボット支援医療処置及び手術にも適用することができる。ほんの一例として、本明細書の様々な教示は、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によるＤＡＶＩＮＣＩ（商標）システムなどのロボット外科用システムに容易に組み込むことができる。同様に、当業者であれば、本明細書における様々な教示を、以下のうちのいずれかの様々な教示と容易に組み合わせることができることを認識するであろう：１９９８年８月１１日に発行された「Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆｏｒ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｗｉｔｈ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｅｘｔｅｒｉｔｙ ａｎｄ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」と題する米国特許第５，７９２，１３５号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）、２０１４年７月２２日に発行された「Ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許第８，７８３，５４１号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）、２０１３年７月９日に発行された「Ｄｒｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｂｌｙ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａ Ｍａｎｉｐｕｌａｔａｂｌｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ ｔｏ ａ Ｒｏｂｏｔ」と題する米国特許第８，４７９，９６９号、２０１４年８月１２日に発行された「Ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃａｂｌｅ－Ｂａｓｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ」と題する米国特許第８，８００，８３８号（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）、及び／又は２０１３年１１月５日に発行された「Ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｒｏｔａｒｙ Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｃｌｏｓｕｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ」と題する米国特許第８，５７３，４６５号（その開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）。
【0117】
上述のデバイスの変形例は、単回使用後に処分するように設計することができ、又はそれらは、複数回使用するように設計することができる。変形例は、いずれか又は両方の場合においても、少なくとも１回の使用後に再利用のために再調整することができる。再調整は、デバイスの分解ステップ、それに続く特定の部品の洗浄又は交換ステップ、及びその後の再組立ステップの任意の組み合わせを含み得る。具体的には、デバイスのいくつかの変形例は分解することができ、また、デバイスの任意の数の特定の部分又は部品を、任意の組み合わせで選択的に交換又は除去することができる。特定の部品の洗浄及び／又は交換の際、デバイスのいくつかの変形例を、再調整施設において、又は手術の直前にユーザによってのいずれかで、その後の使用のために再組み立てすることができる。当業者であれば、デバイスの再調整において、分解、洗浄／交換、及び再組立のための様々な技術を利用することができることを理解するであろう。そのような技術の使用、及び結果として得られる再調整されたデバイスは、全て本出願の範囲内にある。
【0118】
単に例として、本明細書に記載される変形例は、手術の前及び／又は後に滅菌されてもよい。１つの滅菌技術では、デバイスをプラスチック製又はＴＹＶＥＫ製のバックのような密閉及び封止された容器に入れる。次いで、容器及びデバイスを、ガンマ線、Ｘ線、又は高エネルギー電子線など、容器を透過することができる放射線場に置いてもよい。放射線は、デバイス上及び容器内の細菌を死滅させることがある。次いで、滅菌されたデバイスを、後の使用のために、滅菌容器内に保管してもよい。デバイスはまた、ベータ線若しくはガンマ線、エチレンオキシド、又は蒸気を含むがこれらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の他の技術を使用して滅菌することができる。
【0119】
本発明の様々な実施形態を示し記載してきたが、当業者による適切な修正により、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法及びシステムの更なる適合化を実現することができる。そのような可能な修正のいくつかについて述べてきたが、その他の修正は当業者には明らかであろう。例えば、上記の実施例、実施形態、幾何学的形状、材料、寸法、比率、ステップなどは例示的なものであり、必須のものではない。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲に関して考慮されるべきであり、本明細書及び図面に示され記載された構造及び操作の詳細に限定されないことが理解される。
【0120】
〔実施の態様〕
（１） 患者に対して外科用器具を安定化するように構成されたジャイロスタビライザであって、
（ａ）フレームであって、中心軸を中心として延在し、かつ外科用器具と着脱可能に結合するように構成されているハブを含み、その結果、前記ジャイロスタビライザが患者の上で前記外科用器具によって支持されるように構成されている、フレームと、
（ｂ）前記フレームの第１のフレーム部分と結合された第１のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第１の歳差運動軸を中心として前記第１のフレーム部分と枢動可能に結合された第１のジンバルと、
（ｉｉ）第１のモータと、
（ｉｉｉ）前記第１の歳差運動軸に対して垂直な第１のスピン軸を中心として前記第１のモータと回転可能に結合された第１のロータと、を含む、第１のジャイロアセンブリと、
（ｃ）前記フレームの第２のフレーム部分と結合された第２のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第２の歳差運動軸を中心として前記第２のフレーム部分と枢動可能に結合された第２のジンバルと、
（ｉｉ）第２のモータと、
（ｉｉｉ）前記第２の歳差運動軸に対して垂直な第２のスピン軸を中心として前記第２のモータと回転可能に結合された第２のロータと、を含む、第２のジャイロアセンブリと、を備え、
前記第１のジャイロアセンブリが、前記第１のスピン軸を中心として前記第１のモータで前記第１のロータを回転させて、前記第１のスピン軸及び前記第１の歳差運動軸を含む第１のトルク平面内に第１のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第１のトルクが、前記中心軸に対して垂直な第１のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されており、
前記第２のジャイロアセンブリが、前記第２のスピン軸を中心として前記第２のモータで前記第２のロータを回転させて、前記第２のスピン軸及び前記第２の歳差運動軸を含む第２のトルク平面内に第２のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第２のトルクが、前記中心軸及び前記第１のデバイス軸に対して垂直な第２のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されている、ジャイロスタビライザ。
（２） 前記第１のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第１の側に配設されており、前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第２の側に配設されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（３） 前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸を中心として互いに等距離に離間されている、実施態様２に記載のジャイロスタビライザ。
（４） 前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して角度付けされている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（５） 前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して９０度角度付けされている、実施態様４に記載のジャイロスタビライザ。
（１） 患者に対して外科用器具を安定化するように構成されたジャイロスタビライザであって、
（ａ）フレームであって、中心軸を中心として延在し、かつ外科用器具と着脱可能に結合するように構成されているハブを含み、その結果、前記ジャイロスタビライザが患者の上で前記外科用器具によって支持されるように構成されている、フレームと、
（ｂ）前記フレームの第１のフレーム部分と結合された第１のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第１の歳差運動軸を中心として前記第１のフレーム部分と枢動可能に結合された第１のジンバルと、
（ｉｉ）第１のモータと、
（ｉｉｉ）前記第１の歳差運動軸に対して垂直な第１のスピン軸を中心として前記第１のモータと回転可能に結合された第１のロータと、を含む、第１のジャイロアセンブリと、
（ｃ）前記フレームの第２のフレーム部分と結合された第２のジャイロアセンブリであって、
（ｉ）第２の歳差運動軸を中心として前記第２のフレーム部分と枢動可能に結合された第２のジンバルと、
（ｉｉ）第２のモータと、
（ｉｉｉ）前記第２の歳差運動軸に対して垂直な第２のスピン軸を中心として前記第２のモータと回転可能に結合された第２のロータと、を含む、第２のジャイロアセンブリと、を備え、
前記第１のジャイロアセンブリが、前記第１のスピン軸を中心として前記第１のモータで前記第１のロータを回転させて、前記第１のスピン軸及び前記第１の歳差運動軸を含む第１のトルク平面内に第１のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第１のトルクが、前記中心軸に対して垂直な第１のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されており、
前記第２のジャイロアセンブリが、前記第２のスピン軸を中心として前記第２のモータで前記第２のロータを回転させて、前記第２のスピン軸及び前記第２の歳差運動軸を含む第２のトルク平面内に第２のトルクを発生させるように動作可能であり、前記第２のトルクが、前記中心軸及び前記第１のデバイス軸に対して垂直な第２のデバイス軸を中心とした前記患者に対する前記ジャイロスタビライザの回転に抵抗するように構成されている、ジャイロスタビライザ。
（２） 前記第１のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第１の側に配設されており、前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸の第２の側に配設されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（３） 前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリが、前記中心軸を中心として互いに等距離に離間されている、実施態様２に記載のジャイロスタビライザ。
（４） 前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して角度付けされている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（５） 前記第１の歳差運動軸及び前記第２の歳差運動軸が、互いに対して９０度角度付けされている、実施態様４に記載のジャイロスタビライザ。
【0121】
（６） 前記第１のフレーム部分が、第１の閉鎖空間を画定する第１のリング部材を備え、前記第２のフレーム部分が、第２の閉鎖空間を画定する第２のリング部材を備え、前記第１のジンバルが、前記第１のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ前記第１の閉鎖空間内で前記第１の歳差運動軸を中心として枢動可能であり、前記第２のジンバルが、前記第２のリング部材と枢動可能に結合されており、かつ前記第２の閉鎖空間内で前記第２の歳差運動軸を中心として枢動可能である、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（７） 前記第１のモータが、前記第１のジンバルによって支持されており、前記第２のモータが、前記第２のジンバルによって支持されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（８） 前記フレームによって支持された少なくとも１つの電池を更に備え、前記少なくとも１つの電池が、前記第１のモータ及び前記第２のモータに給電するように構成されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（９） 前記第１のロータ及び前記第２のロータの各々が、内部空洞を含み、前記第１のモータ及び前記第２のモータの各々は、各ロータがそれぞれのモータを中心として回転可能であるように、それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（１０） 前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリの各々が、前記それぞれのモータに給電するように構成された電池を更に含み、各電池が、前記それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施態様９に記載のジャイロスタビライザ。
（７） 前記第１のモータが、前記第１のジンバルによって支持されており、前記第２のモータが、前記第２のジンバルによって支持されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（８） 前記フレームによって支持された少なくとも１つの電池を更に備え、前記少なくとも１つの電池が、前記第１のモータ及び前記第２のモータに給電するように構成されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（９） 前記第１のロータ及び前記第２のロータの各々が、内部空洞を含み、前記第１のモータ及び前記第２のモータの各々は、各ロータがそれぞれのモータを中心として回転可能であるように、それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（１０） 前記第１のジャイロアセンブリ及び前記第２のジャイロアセンブリの各々が、前記それぞれのモータに給電するように構成された電池を更に含み、各電池が、前記それぞれのロータの前記内部空洞内に少なくとも部分的に配設されている、実施態様９に記載のジャイロスタビライザ。
【0122】
（１１） 前記外科用器具が、外科用カニューレを備え、前記ハブが、前記中心軸に沿って中央通路を通して第２の外科用器具のシャフトを摺動可能に受容するように構成された前記中央通路を含む、実施態様１に記載のジャイロスタビライザ。
（１２） ジャイロ安定化システムであって、
（ａ）実施態様１に記載のジャイロスタビライザと、
（ｂ）前記ジャイロスタビライザと通信するコントローラであって、前記ジャイロスタビライザとは別個に配置されている、コントローラと、を備える、ジャイロ安定化システム。
（１３） 前記コントローラが、プロセッサと無線で通信するように構成されている、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
（１４） 前記コントローラが、前記第１のモータ又は前記第２のモータのうちの少なくとも１つの回転速度を制御するように動作可能である、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
（１５） 前記第１のジャイロアセンブリ又は前記第２のジャイロアセンブリのうちの少なくとも１つが、前記コントローラによって制御可能な歳差運動制御機構を含み、前記歳差運動制御機構が、
（ｉ）それぞれの歳差運動軸を中心としたそれぞれのフレーム部分に対するそれぞれのジンバルの枢動運動の速度、又は、
（ｉｉ）前記それぞれの歳差運動軸を中心とした前記それぞれのフレーム部分に対する前記それぞれのジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを変化させるように動作可能である、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
（１２） ジャイロ安定化システムであって、
（ａ）実施態様１に記載のジャイロスタビライザと、
（ｂ）前記ジャイロスタビライザと通信するコントローラであって、前記ジャイロスタビライザとは別個に配置されている、コントローラと、を備える、ジャイロ安定化システム。
（１３） 前記コントローラが、プロセッサと無線で通信するように構成されている、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
（１４） 前記コントローラが、前記第１のモータ又は前記第２のモータのうちの少なくとも１つの回転速度を制御するように動作可能である、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
（１５） 前記第１のジャイロアセンブリ又は前記第２のジャイロアセンブリのうちの少なくとも１つが、前記コントローラによって制御可能な歳差運動制御機構を含み、前記歳差運動制御機構が、
（ｉ）それぞれの歳差運動軸を中心としたそれぞれのフレーム部分に対するそれぞれのジンバルの枢動運動の速度、又は、
（ｉｉ）前記それぞれの歳差運動軸を中心とした前記それぞれのフレーム部分に対する前記それぞれのジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを変化させるように動作可能である、実施態様１２に記載のジャイロ安定化システム。
【0123】
（１６） ジャイロ外科用器具アセンブリであって、
（ａ）外科用器具と、
（ｂ）前記外科用器具と結合されたジャイロスタビライザであって、
（ｉ）フレームと、
（ｉｉ）歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、
（ｉｉｉ）モータと、
（ｉｖ）前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記モータと回転可能に結合されたロータと、を含む、ジャイロスタビライザと、を備え、
前記ロータが、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させるように、前記スピン軸を中心として前記モータによって回転可能であり、
前記ジャイロスタビライザが、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持するのに十分な前記トルク平面内の安定化トルクを発生させるように動作可能である、ジャイロ外科用器具アセンブリ。
（１７） 前記外科用器具が、長手方向軸を画定する細長い部分を含み、ジャイロスタビライザは、前記ジャイロスタビライザの中心軸が前記長手方向軸と同軸で位置合わせされるように、前記外科用器具と結合されている、実施態様１６に記載のジャイロ外科用器具アセンブリ。
（１８） フレームと、歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記ジンバルに対して回転可能なロータと、を含む、ジャイロスタビライザを有する外科用器具を安定化する方法であって、
（ａ）前記外科用器具の一部分を前記ジャイロスタビライザと係合させて、それらの間の相対移動を阻止することと、
（ｂ）前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させ、それによって、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させることと、
（ｃ）前記安定化トルクを介して、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持することと、を含む、方法。
（１９） 前記ジャイロスタビライザが、モータを更に含み、前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させることが、前記モータで前記ロータを回転させることを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２０） （ｉ）前記スピン軸を中心とした前記ロータの回転速度、
（ｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの枢動運動の速度、又は
（ｉｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを選択的に変化させることによって、前記安定化トルクを調整することを更に含む、実施態様１８に記載の方法。
（ａ）外科用器具と、
（ｂ）前記外科用器具と結合されたジャイロスタビライザであって、
（ｉ）フレームと、
（ｉｉ）歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、
（ｉｉｉ）モータと、
（ｉｖ）前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記モータと回転可能に結合されたロータと、を含む、ジャイロスタビライザと、を備え、
前記ロータが、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させるように、前記スピン軸を中心として前記モータによって回転可能であり、
前記ジャイロスタビライザが、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持するのに十分な前記トルク平面内の安定化トルクを発生させるように動作可能である、ジャイロ外科用器具アセンブリ。
（１７） 前記外科用器具が、長手方向軸を画定する細長い部分を含み、ジャイロスタビライザは、前記ジャイロスタビライザの中心軸が前記長手方向軸と同軸で位置合わせされるように、前記外科用器具と結合されている、実施態様１６に記載のジャイロ外科用器具アセンブリ。
（１８） フレームと、歳差運動軸を中心として前記フレームと枢動可能に結合されたジンバルと、前記歳差運動軸に対して垂直なスピン軸を中心として前記ジンバルに対して回転可能なロータと、を含む、ジャイロスタビライザを有する外科用器具を安定化する方法であって、
（ａ）前記外科用器具の一部分を前記ジャイロスタビライザと係合させて、それらの間の相対移動を阻止することと、
（ｂ）前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させ、それによって、前記スピン軸及び前記歳差運動軸を含むトルク平面内に安定化トルクを発生させることと、
（ｃ）前記安定化トルクを介して、前記外科用器具に及ぼされた重力による外部トルクに対抗し、それによって、患者に対する前記外科用器具の選択された角度向きを維持することと、を含む、方法。
（１９） 前記ジャイロスタビライザが、モータを更に含み、前記ロータを前記スピン軸を中心として回転させることが、前記モータで前記ロータを回転させることを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２０） （ｉ）前記スピン軸を中心とした前記ロータの回転速度、
（ｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの枢動運動の速度、又は
（ｉｉｉ）前記歳差運動軸を中心とした前記フレームに対する前記ジンバルの角度向き、のうちの少なくとも１つを選択的に変化させることによって、前記安定化トルクを調整することを更に含む、実施態様１８に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31A】
【図31B】
【図32A】
【図32B】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【国際調査報告】