JP2018529429A - ロボット外科手術アセンブリ及びその電気機械式器具 - Google Patents

Abstract

電気機械式エンドエフェクタを作動させるための作動機構は、ハウジングと、ハウジングから遠位に延在するシャフトアセンブリとを含む。シャフトアセンブリは、シャフト、縦ナイフバー、第１のハブ、及び第２のハブを含む。シャフトは、ハウジングに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタに連結されるように構成されている。ハウジングの第１のネジの回転により、第１のハブが移動し、シャフトの縦方向移動が達成される。縦ナイフバーは、シャフトに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタのナイフ刃に連結されるように構成されている。ハウジングの第２のネジの回転により、第２のハブが移動し、縦ナイフバーの軸方向移動が達成される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１６年９月２５日に出願された、米国仮特許出願第６２／２３２，６００号の利益及びこれに対する優先権を主張し、その全体の内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

ロボット外科手術システムは、最小侵襲性医療手技において使用されてきた。いくつかのロボット外科手術システムは、外科手術ロボットアーム及び外科手術器具を支持するコンソール、またはロボットアームに取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタ（例えば、鉗子または把持具）を含んだ。ロボットアームは、その動作及び移動に対する機械力を外科手術器具に提供した。各ロボットアームは、外科手術器具に動作可能に接続された器具駆動装置を含み得ていた。

手動操作用の外科手術器具は、外科手術器具の機能を作動させるためのハンドルアセンブリを含むことが多かった。しかしながら、ロボット外科手術システムを使用するとき、エンドエフェクタの機能を実行するためのハンドルアセンブリは、一般的には提示されない。したがって、ロボット外科手術システムにより各特殊な外科手術器具を使用するために、選択された外科手術器具は、外科手術器具がロボット外科手術システムと共に使用するように適合されるように、一定の改変を必要とする場合がある。

本開示の態様に従って、電気機械式エンドエフェクタを作動させるための作動機構が、提供されている。作動機構は、ハウジングと、ハウジング内から遠位に延在するシャフトアセンブリとを含む。ハウジングは、その中に各々が回転可能に配置されている、第１のネジ及び第２のネジを有する。シャフトアセンブリは、シャフト、第１のハブ、縦ナイフバー、及び第２のハブを含む。シャフトは、ハウジングに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタに連結されるように構成されている。第１のハブは、第１の部分及び第１の部分に接続された第２の部分を含む。第１のハブの第１の部分は、その中にシャフトを固設させている。第１のハブの第２の部分は、内部表面を有し、その内部表面は、第１のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより第１のネジの回転が第１のハブを移動させて、シャフトの縦方向移動を達成する。縦ナイフバーは、シャフトに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタのナイフ刃に連結されるように構成されている。第２のハブは、第１の部分及び第１の部分に接続された第２の部分を含む。第２のハブの第１の部分は、その中にシャフトを移動可能に受容し、縦ナイフバーに接続されている。第２のハブの第２の部分は、内部表面を有し、その内部表面は、第２のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより第２のネジの回転が第２のハブを移動させて、縦ナイフバーの軸方向移動を達成する。

いくつかの実施形態において、シャフトは、第１のハブの第１の部分及び第２のハブの第１の部分を通して延在する縦軸を画定し得る。第１のハブの第１の部分は、第１のハブの第２の部分から、横方向にオフセットされ得、第２のハブの第１の部分は、第２のハブの第２の部分から、横方向にオフセットされ得る。第２のハブの第２の部分は、第２のハブの第１の部分の遠位にあり得る。

シャフトがその中に形成された縦溝を含み得ることが企図される。第２のハブの第１の部分は、内部表面を有し得、その内部表面は、縦溝内に延在して縦ナイフバーと接続し、それによって縦ナイフバーは、第２のハブと共に、シャフトに対して軸方向に移動する。

シャフトアセンブリは、ハウジング内に固定された板をさらに含み得ることが想定される。板は、それを通して第１のネジの遠位端を内部に受容した第１の窪みと、それを通して第２のネジの遠位端を内部に受容した第２の窪みとを画定し得る。板は、それを通して第１の窪みと第２の窪みとの間に配置された第３の窪みをさらに画定し得る。第３の窪みは、その中に移動可能に受容された第２のハブの第１の部分を有する。

本開示のいくつかの態様において、第１のハブの第２の部分及び第２のハブの第２の部分は、互いにかつシャフトから、横方向にオフセットされ得る。

いくつかの実施形態において、シャフトアセンブリは、ハウジング内に固定された板と、板と第１のハブの第１の部分との間に配置され、遠位に向けられたバイアスを第１のハブ上にかけるバネとを、さらに含み得る。

ハウジングは、第１の入力駆動連結具及び第２の入力駆動連結具をさらに含み得ることが企図される。第１の入力駆動連結具は、第１のネジの近位端に回転不能に連結され、器具駆動装置に駆動連結されるように構成されている。第２の入力駆動連結具は、第２のネジの近位端に回転不能に連結され、器具駆動装置に駆動連結されるように構成されている。

本開示の別の態様において、ロボットシステムと共に使用する電気機械式器具が提供されている。電気機械式器具は、エンドエフェクタと、作動機構とを含む。エンドエフェクタは、一対の対向する顎部材と、ナイフ刃とを含む。顎部材は、その間に配置された組織を把持するように構成されている。ナイフ刃は、顎部材間に配置された組織を切断するように、その間に移動可能に配置可能である。作動機構は、ハウジングと、ハウジング内から遠位に延在するシャフトアセンブリとを含む。ハウジングは、その中に各々が回転可能に配置されている、第１のネジ及び第２のネジを含む。シャフトアセンブリは、シャフト、第１のハブ、縦ナイフバー、及び第２のハブを含む。シャフトは、ハウジングに対して軸方向に移動可能で、電気機械式エンドエフェクタの顎部材の１つまたは両方に連結される。第１のハブは、第１の部分及び第１の部分に接続された第２の部分を含む。第１のハブの第１の部分は、その中にシャフトを固設させている。第１のハブの第２の部分は、内部表面を有し、その内部表面は、第１のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより第１のネジの回転が第１のハブを移動させて、一対の顎の閉鎖または開口を達成する。縦ナイフバーは、シャフトに対して軸方向に移動可能であり、エンドエフェクタのナイフ刃に連結される。第２のハブは、第１の部分及び第１の部分に接続された第２の部分を含む。第２のハブの第１の部分は、その中にシャフトを移動可能に受容させ、縦ナイフバーに接続される。第２のハブの第２の部分は、内部表面を有し、その内部表面は、第２のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより第２のネジの回転が第２のハブを移動させて、ナイフ刃の軸方向移動を達成する。

本開示の例となる実施形態のさらなる詳細及び態様が、添付の図を参照して下により詳細に記載されている。

本明細書で使用される場合、平行及び垂直という用語は、実際の平行及び実際の垂直から最大約＋または−１０度まで略平行及び略垂直である相対的な構成を含むと理解される。

本開示の実施形態は、添付の図を参照して本明細書に記載されている。

本開示に従ったロボット外科手術アセンブリを含むロボット外科手術システムの概略図である。 外科手術ロボットアームに取り付けられた電気機械式器具及び器具駆動装置を示している図１のロボット外科手術アセンブリの外科手術ロボットアームの斜視図である。 図２の電気機械式器具の一部が分離された斜視図である。 図３の電気機械式器具の作動機構の一部（複数可）を取り外した拡大図である。 図４の作動機構のハウジングの正面図である。 図４の作動機構のハウジングの側面図である。 図５Ｂの５Ｃ−５Ｃ線に沿って切り取られた図４の作動機構の縦の断面図である。 図５Ｃの作動機構の顎作動アセンブリの側面図である。 図５Ｃの作動機構のナイフ刃作動アセンブリの側面図である。 図７のナイフ刃作動アセンブリの第２のハブの拡大斜視図である。 その顎部材を展開構成で示している図２の電気機械式器具の電気機械式エンドエフェクタの斜視図である。 その顎部材を接近構成で示している図９Ａの電気機械式エンドエフェクタの斜視図である。

本開示の電気機械式エンドエフェクタを作動するための作動機構を含むロボット外科手術システム及びその方法についての実施形態が、図を参照して詳細に記載されており、断面図の各々において、同様の符号は同一または対応する要素を指定している。本明細書で使用される場合、「遠位」という用語は、ユーザからより遠い、ロボット外科手術システム、作動機構、電気機械式エンドエフェクタ、またはその部品のその一部分を指し、「近位」という用語は、ユーザからより近い、ロボット外科手術システム、作動機構、電気機械式エンドエフェクタ、またはその部品のその一部分を指す。

図１及び２を最初に参照すると、例えば、ロボット外科手術システム１等の外科手術システムは、一般に、これに取り外し可能に取り付けられた電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０を有する複数の外科手術ロボットアーム２、３と、制御装置４と、制御装置４に連結された操作コンソール５とを含む。

図１を続けて参照すると、操作コンソール５は、当業者に原則として知られているような、３次元画像を特に表示するように設定された表示装置６と、例えば外科医等のヒト（図示せず）が第１の動作モードでロボットアーム２、３を遠隔操作することができる手動入力装置７、８とを含む。ロボットアーム２、３の各々は、継手を通して接続された複数の部材から構成され得る。ロボットアーム２、３は、制御装置４に接続された電動駆動装置（図示せず）によって駆動され得る。制御装置４（例えば、コンピュータ）は、ロボットアーム２、３、その器具駆動装置２０、したがって電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０（電気外科手術用及び／または電気機械式エンドエフェクタ２００を含む（図９Ａ及び９Ｂ））が手動入力装置７、８の手段によって画定された移動に従って所望の移動を実行するように、特にコンピュータプログラムの手段によって器具駆動装置を作動させるように設定されている。制御装置４はまた、それがロボットアーム２、３及び／または駆動装置の移動を制御するように設定され得る。

ロボット外科手術システム１は、例えば電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０等の外科手術器具の手段によって最小侵襲性方法で治療するために、手術台「ＳＴ」に横たわる患者「Ｐ」に対して使用されるように構成されている。ロボット外科手術システム１はまた、２つを超えるロボットアーム２、３と、制御装置４に接続され、操作コンソール５の手段によって遠隔操作可能である同様の追加のロボットアームとを含み得る。例えば電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０（電気外科手術用及び／または電気機械式エンドエフェクタ２００を含む（図９Ａ及び９Ｂ））等の外科手術器具がまた、追加のロボットアームに取り付けられ得る。

制御装置４は、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００（図２）の駆動部材の相対回転を駆動させて電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の各電気機械式エンドエフェクタ２００の動作及び／または移動を達成するように構成された各モータを含む、複数のモータ（モータ１・・・ｎ）を制御し得る。制御装置４は、個々の電気機械式エンドエフェクタ２００の動作及び／または移動を調整するために、器具駆動装置２０の駆動部材（図示せず）の時計回りまたは反時計回りの回転を調整するように様々なモータ（モータ１・・・ｎ）の作動を調整すると考えられている。実施形態において、各モータは、駆動ロッドまたはレバーアームを作動させて電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の各電気機械式エンドエフェクタ２００の動作及び／または移動を達成するように構成され得る。

ロボット外科手術システムの構成及び操作についての詳細な議論については、その全体的な内容が参照により本明細書に組み込まれる、「Ｍｅｄｉｃａｌ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ」という発明の名称で、２０１１年１１月３日に出願された、米国特許出願公開第２０１２／０１１６４１６号を参照し得る。

図２を特に参照すると、ロボット外科手術システム１は、ロボットアーム２を含む外科手術アセンブリ３０と、ロボットアーム２に連結され、またはこれに連結するように構成された電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０と、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０に連結するように構成された器具駆動装置２０とを含む。器具駆動装置２０は、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０に給電するように構成されている。器具駆動装置２０は、例えば、電気機械式エンドエフェクタ２００のナイフ刃２１８の移動及び／または顎部材２０２ａ、２０２ｂの閉鎖及び開口の、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の電気機械式エンドエフェクタ２００（図９Ａ及び９Ｂ）の部品の移動を最終的に駆動させるために、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００にそのモータ（図示せず）から電力及び作動力を伝達する。器具駆動装置２０は、駆動部材が互いに対して独立して回転可能であるように、個々のモータ（図示せず）に取り付けられた複数の駆動部材（図示せず）を含む。

図２〜４及び５Ａ〜５Ｃを参照すると、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０は、一般に、作動機構１００と、作動機構１００から遠位に延在する電気機械式エンドエフェクタ２００とを含む。作動機構１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２内から遠位に延在するシャフトアセンブリ１２０とを含む。

作動機構１００のハウジング１０２は、略筒状の構成を有し、２つのハウジング部分、または、互いに接続される半体１０２ａ、１０２ｂで構築される。ハウジング１０２は、その間に縦軸「Ｘ」を画定する近位端１０４ａ及び遠位端１０４ｂを有する。実施形態において、ハウジング１０２は、ロボットアーム２の遠位端２ａで受容するのに好適な任意の形状であり得る。ハウジングの半体１０２ａ、１０２ｂは、作動機構１００の様々な部品を収容する空洞１０５を共に画定する。ハウジング１０２の近位端１０４ａは、器具駆動装置２０のある個々の駆動部材（図示せず）に着脱可能で回転不能に連結されるように構成された第１の入力駆動連結具１０８を支持しており、器具駆動装置２０の別の個々の駆動部材（図示せず）に着脱可能で回転不能に連結されるように構成された第２の入力駆動連結具１１０を支持している。

作動機構１００のハウジング１０２は、第１の駆動部材または第１のネジ１１２と第２の駆動部材または第２のネジ１１４とをさらに含み、各々が、ハウジング１０２の空洞１０５内に配置され、ハウジング１０２の縦軸「Ｘ」と平行になって延在する。いくつかの実施形態において、ハウジング１０２は、２つを超える駆動部材を含み得る。第１のネジ１１２の近位端１１２ａは、第１の入力駆動連結具１０８に回転不能に連結され、第２のネジ１１４の近位端１１４ａは、第２の入力駆動連結具１１０に回転不能に連結される。器具駆動装置２０のモータ（図示せず）の作動時に、器具駆動装置２０の駆動部材（図示せず）が回転し、ハウジング１０２の第１及び第２の入力駆動連結具１０８、１１０を介した作動機構１００の第１及び第２のネジ１１２、１１４の付随する回転が生じる。下により詳細に記載されるように、作動機構１００のハウジングの第１のネジ１１２の回転が、最終的に、電気機械式エンドエフェクタ２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂの作動を生じ、作動機構１００の第２のネジ１１４の回転が、最終的に、電気機械式器具２００のナイフ刃２１８の作動を生じる。

上に述べたように、電気外科手術及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００は、ハウジング１０２内から遠位に延在するシャフトアセンブリ１２０を含む。シャフトアセンブリ１２０は、電気機械式エンドエフェクタ２００のナイフ刃２１８ならびに電気外科手術及び／または電気機械式器具１０の電気機械式エンドエフェクタ２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂと器具駆動装置２０を動作可能に相互連結させる。シャフトアセンブリ１２０は、一般に、外部筒またはシャフト１２２、シャフト１２２を通して延在するロッド１３０、及びシャフト１２２を通して延在する縦ナイフバー１２３（図８）を含む。シャフト１２２は、近位端１２２ａと、電気機械式エンドエフェクタ２００の１つまたは両方の顎部材２０２ａ、２０２ｂに機械的に取り付けられる遠位端１２２ｂを有する。シャフト１２２の遠位端１２２ｂが１つまたは両方の顎部材２０２ａ、２０２ｂに機械的に取り付けられている状態で、シャフト１２２の近位または遠位縦方向移動により、（例えば、図９Ａ及び９Ｂに独立して下に詳細に記載されているように、カム機構という方法で）顎部材２０２ａ、２０２ｂの開口または閉鎖が達成される。

シャフトアセンブリ１２０のロッド１３０は、シャフト１２２が並進するガイドとしての役割を果たす。ロッド１３０は、ハウジング１０２の近位端１０４ａから、シャフト１２２の長さを通して延在し、電気機械式エンドエフェクタ２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂで終結する。ロッド１３０は、ロッド１３０がハウジング１０２に対する縦方向移動を阻止されるように、ハウジング１０２の近位端１０４ａで固定される、近位に配置された環状部材１３２を有する。このように、シャフト１２２は、電気機械式エンドエフェクタ２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂを開口し、または閉鎖するように、ロッド１３０に沿って、かつこれに対して縦方向に並進することができる。

シャフトアセンブリ１２０の縦ナイフバー１２３は、ハウジング１０２内に配置される近位部分と、ナイフ刃２１８と接続されるまたは一体として形成される遠位部分とを有する。ナイフバー１２３は、シャフト１２２に対して及びその内部で軸方向に移動可能であり、ナイフ刃２１８を近位部分と遠位部分との間で移動させる。近位部分では、ナイフ刃２１８は、顎部材２０２ａ、２０２ｂの近位に配置され、遠位部分では、ナイフ刃２１８は、顎部材２０２ａ、２０２ｂの間に配置されて、顎部材２０２ａ、２０２ｂの間に挾着された組織を切断する。

シャフトアセンブリ１２０は、近位の板１２６ａ及び遠位の板１２６ｂをさらに含み、各々が、それぞれ、ハウジング１０２の近位端及び遠位端１０４ａ、１０４ａ内に固定されている。近位の板１２６ａは、それを通して第１及び第２のネジ１１２、１１４の近位端１１２ａ、１１４ａを内部に配置させた一対のチャネル１２８ａ、１２８ｂをそれぞれ画定する。ハウジング１０２は、第１及び第２のネジ１１２、１１４の回転を助けるために、近位の板１２６ａ内ならびに第１及び第２のネジ１１２、１１４の周りに配置される一対のベアリング１３４ａ、１３４ｂを含む。遠位の板１２６ｂは、近位の板１２６ａから遠位に離間しており、その中に第１及び第２のネジ１１２、１１４の遠位端１１２ｂ、１１４ｂを内部に有する第１及び第２の窪み１３６ａ、１３６ｂを、それぞれ画定する。近位の板及び遠位の板１２６ａ、１２６ｂは、第１及び第２のネジ１１２、１１４がその中で回転することを可能にすると同時に、第１及び第２のネジ１１２、１１４の空間定位を、協力して維持する。遠位の板１２６ｂは、それを通して第１及び第２の窪み１３６ａ、１３６ｂとの間に配置された第３の窪みまたはチャネル１３６ｃをさらに画定する。遠位の板１２６ｂの第３の窪み１３６ｃは、それを通して延在するシャフト１２２を有する。

図３〜６を参照すると、電気機械式エンドエフェクタ２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂを作動させる役割を担う作動機構１００の部品がこれより記載される。電気外科手術及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００のシャフトアセンブリ１２０は、ハウジング１０２内に回転不能に配置されている第１のハブ１４０を含む。第１のハブ１４０は、第１の部分１４０ａ及び第１の部分１４０ａに接続された第２の部分１４０ｂを含む。第１の部分１４０ａ及び第１のハブ１４０の第２の部分１４０ｂは、一体として形成される。いくつかの実施形態において、第１及び第２の部分１４０ａ、１４０ｂは、例えば接着剤のような締結部材を介して、共に締結され得る。

第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａは、その中に画定される環状空洞１４２を有する。バネ１４４は、第１のハブ１４０の環状空洞１４２内に受容され、近位のクリップＣ１と遠位のクリップＣ１との間に配置される。近位のクリップ及び遠位のクリップＣ１、Ｃ２の各々は、近位のクリップＣ１または遠位のクリップＣ２のいずれかの縦方向移動が、外部シャフト１２２の対応する縦方向移動を引き起こすように、シャフトアセンブリ１２０のシャフト１２２に固定して連結される。バネ１４４は、遠位のクリップＣ２の方へ第１のハブ１４０を遠位に偏らせる。バネ１４４は、およそ１５〜３０ｌｂｆのバネ力を有する。いくつかの実施形態において、バネ１４４は、およそ２５ｌｂｆのバネ力を有し得る。

第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａは、第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａを通して第１の筒状経路１４８ａを画定する内部表面１４６を有する。シャフトアセンブリ１２０のシャフト１２２は、第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａの第１の経路１４８ａを通して延在し、それを通して摺動可能である。いくつかの実施形態において、シャフト１２２は、第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａに固設され得る。

第１のハブ１４０の第２の部分１４０ｂは、第１のハブ１４０の第１の部分１４０ａから横方向にオフセットされている。第２の部分１４０ｂは、第２の部分１４０ｂを通して第２の筒状経路１４８ｂを画定する内部表面１５０を有する。第１のネジ１１２は、第２の経路１４８ｂを通して延在し、第２の部分１４０ｂの内部表面１５０にネジ係合される。下に記載されるように、第１のハブ１４０の第２の部分１４０ｂ内の第１のネジ１１２の回転は、第１のネジ１１２に沿って第１のハブ１４０を近位または遠位方向に移動させて、ハウジング１０２に対するシャフト１２２の近位または遠位の対応する縦方向移動を達成する。

使用時に、器具駆動装置２０の第１の駆動部材（図示せず）が、第１の入力駆動連結具１０８を介した作動機構１００の第１のネジ１１２の回転を駆動する。第１のネジ１１２の回転が、第１のネジ１１２に沿った第１のハブ１４０の近位または遠位のいずれかの縦方向移動を駆動する。第１のハブ１４０はシャフト１２２に固定して連結されないため、第１のネジ１１２に対してかつ沿った第１のハブ１４０の近位縦方向移動は、シャフト１２２の付随する近位縦方向移動をすぐには生じない。特に、第１のネジ１１２が回転されるとき、第１のハブ１４０は、バネ１４４上に近位に向けられた力をかける。バネ１４４の第１のハブ１４０に対する遠位に向けられたバネ力を越えるために十分な、近位に向けられた力を、第１のハブ１４０がバネ１４４に対して適用するまで、第１のハブ１４０は近位に移動してはいけない。バネ１４４のバネ力を第１のハブ１４０が越える際、第１のハブ１４０は遠位のクリップＣ２から離れ始め、それによりバネ１４４を近位のクリップＣ１に対して圧縮する。バネ１４４が近位のクリップＣ１に対して近位のクリップＣ１の動きに対する任意の抵抗を越えるために十分な力をかけるまで、シャフト１２２に対してかつ沿った第１のハブ１４０の連続する近位の移動は、バネ１４４をさらに圧縮する。近位のクリップＣ１はシャフト１２２に固定されるため、近位のクリップＣ１の近位の移動は、シャフト１２２の近位の移動を達成する。上記からわかるように、バネ１４４と近位の及び遠位のクリップＣ１、Ｃ２との間の相互作用は、第１のハブ１４０が近位に移動するときとシャフト１２２が近位に移動し始めるときとの間に遅延を作り出す。下に記載されるように、シャフト１２２の近位の移動は、電気機械式器具２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂの閉鎖を達成する。バネ１４４によって提供される前述の遅延は、顎部材２０２ａ、２０２ｂが、顎部材２０２ａ、２０２ｂの正確な型締圧力を生み出すことを可能にする。

シャフト１２２を遠位方向に移動するために、第１のネジ１１２は回転されて、第１のハブ１４０を遠位方向に移動する。第１のハブ１４０を遠位方向に移動するために、第１のハブ１４０は、遠位のクリップＣ２に対して遠位に向けられた力をかけ、それによって遠位のクリップＣ２及びシャフト１２２も同様に、遠位方向に移動する。下に記載されるように、シャフト１２２の遠位の移動は、電気機械式器具２００の顎部材２０２ａ、２０２ｂの開口を達成する。

図３、４、５Ｃ、７及び８を参照すると、電気機械式エンドエフェクタ２００のナイフ刃２１８（図９Ａ及び９Ｂ）を作動させる役割を担う作動機構１００の部品がこれより記載される。電気外科手術及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００のシャフトアセンブリ１２０は、第１のハブ１４０に対して遠位に配置され、ハウジング１０２内に回転不能に配置されている第２のハブ１６０を、さらに含む。第２のハブ１６０は、第１の部分１６０ａ及び第１の部分１６０ａに接続された第２の部分１６０ｂを含む。第１の部分１６０ａ及び第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂは、一体として形成される。いくつかの実施形態において、第１及び第２の部分１６０ａ、１６０ｂは、例えば、接着剤、溶接、またはそれに類するものを介して、共に締結され得る。

第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａは、遠位の板１２６ｂの第３の窪み１３６ｃ内に移動可能に配置される。第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａは、第１の部分１６０ａを通して第１の筒状経路１６４ａを画定する内部表面１６２を有する。シャフトアセンブリ１２０のシャフト１２２は、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの第１の経路１６４ａ内に移動可能に配置され、第２のハブ１６０とシャフト１２２との間で相対的な縦方向移動を可能にする。第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの内部表面１６２の突起（図示せず）は、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの第１の経路１６４ａ内に延在し、シャフト１２２内に形成された縦溝１２７（図８）を通って、縦ナイフバー１２３と接続する。第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの突起は、縦ナイフバー１２３に接続されているか、または共に形成されているため、第２のハブ１６０の縦方向移動は、ナイフバー１２３の対応する縦方向移動を生じる。シャフト１２２の縦溝１２７は、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの突起が、シャフト１２２に対してかつ沿って第２のハブ１６０が移動するとき、それに沿って動くことを可能にする。

第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂは、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａから横方向にオフセットされて、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの遠位であり、したがって第２のハブ１６０ａに、一般にＬ型の構成を与える。いくつかの実施形態において、第２のハブ１６０は、例えば、直線系、Ｔ型、弓形、またはそれに類するもののような様々な形状を呈し得る。第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂは、それを通して第２の筒状経路１６４ｂを画定する内部表面１６６を有する。第２のネジ１１４は、第２のハブ１６０の第２の経路１６４ｂを通して延在し、第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂの内部表面１６６にネジ係合される。このように、第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂ内の第２のネジ１１４の回転は、第２のネジ１１４に沿って第２のハブ１６０を近位または遠位方向に移動させて、シャフト１２２に沿ったかつその中のナイフバー１２３の近位または遠位の対応する移動を達成する。

使用時に、器具駆動装置２０（図２）の第２の駆動部材（図示せず）は、第２の入力駆動連結具１１０を介した作動機構１００の第２のネジ１１４を回転するよう駆動する。第２のハブ１６０の第２の部分１６０ｂ内の第２のネジ１１４の回転が、第２のネジ１１４に対してかつ沿った第２のハブ１６０の近位または遠位の移動を駆動する。第２のハブ１６０が第２のネジ１１４に沿って移動するとき、第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの突起は、シャフト１２２の縦溝１２７を通って縦方向に移動する。第２のハブ１６０の第１の部分１６０ａの突起は、ナイフバー１２３に接続されているか、または共に形成されているため、突起がシャフト１２２の縦溝１２７を通って移動するとき、ナイフバー１２３はシャフト１２２の縦軸「Ｘ」に沿ってシャフト１２２を通って移動する。ナイフバー１２３の遠位縦方向移動は、その近位部分からその遠位部分までナイフ刃２１８を移動して、顎部材２０２ａ、２０２ｂの間に配置された組織を切断する。

図９Ａ及び９Ｂを参照すると、電気機械式エンドエフェクタ２００の部品がこれより記載される。電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の電気機械式エンドエフェクタ２００は、電気外科手術器具及び／または電気機械式器具１０の作動機構１００に動作可能に連結され、そこから遠位に延在する。電気機械式エンドエフェクタ２００は、一般に、一対の対向する顎部材２０２ａ、２０２ｂを含む。電気機械式エンドエフェクタ２００は、開口構成（図９Ａ）から作動機構１００によって移動され得、組織（図示せず）は、顎部材２０２ａ、２０２ｂと閉鎖構成（図９Ｂ）との間で受容され、組織は、締め付けられ、かつ治療される。下に記載されるように、顎部材２０２ａ、２０２ｂは、電気機械式エンドエフェクタ２００を閉鎖構成へと移動させるように枢動ピン２１０の周りで枢動し、封止板２０４ａ、２０４ｂは、その間で把持された組織に圧力を提供する。いくつかの実施形態において、有用な組織の封止を提供するために、約３ｋｇ／ｃｍ〜約１６ｋｇ／ｃｍの範囲内、望ましくは、約７ｋｇ／ｃｍ〜約１３ｋｇ／ｃｍの動作範囲内の圧力が、組織に適用され得る。

上及び下顎部材２０２ａ、２０２ｂは、それぞれ、上及び下顎部材２０２ａ、２０２ｂに配置された一対の導電性の組織係合封止板２０４ａ、２０４ｂに電気経路を提供するように、作動機構１００のシャフト１２２を通して延在する個々の好適な電気配線を介して、ケーブル（図示せず）及び発生器（図示せず）に電気的に連結される。上顎部材２０２ａの封止板２０４ａは、下顎部材２０２ｂの封止板２０４ｂと対向している。いくつかの実施形態において、封止板２０４ａ、２０４ｂは、発生器と関連する、例えば、正極または能動（＋）及び負極または帰還（−）端子等の対向する端子に電気的に連結される。したがって、双極式エネルギーが、封止板２０４ａ、２０４ｂを通して組織へと提供され得る。代替的に、封止板２０４ａ、２０４ｂは、単極式エネルギーを組織に伝達するように構成され得る。単極構成において、１つまたは両方の封止板２０４ａ、２０４ｂは、例えば（＋）等の能動端子から電気機械式エネルギーを伝達し、帰還パッド（図示せず）は、一般的に患者に配置され、発生器の例えば（−）等の反対の端子に帰還経路を提供する。各顎部材２０２ａ、２０２ｂは、顎インサート（図示せず）と、及びそれぞれ、顎部材２０２ａ、２０２ｂの顎インサートから封止板２０４ａ、２０４ｂを電気的に絶縁する機能を果たす絶縁器２０６ａ、２０６ｂとを含む。

閉鎖構成において、分離または間隙の距離は、封止板２０４ａ、２０４ｂ上に、またはこれに隣接して配置された停止部材２０８のアレイ（図９Ａ）によって封止板２０４ａ、２０４ｂ間に維持されている。停止部材２０８は、対向する顎部材２０２ａ、２０２ｂ上で対向する表面に接触し、封止板２０４ａ、２０４ｂのさらなる接近を抑制する。いくつかの実施形態において、有用な組織の封止を提供するために、約０．００１インチ〜約０．０１０インチの、望ましくは、約０．００２インチ〜約０．００５インチの適切な間隙の距離が提供され得る。いくつかの実施形態において、停止部材２０８は、顎部材２０２ａ、２０２ｂへと堆積された耐熱セラミックスから構成される。他の実施形態において、停止部材２０８は、例えば、オーバーモールド成形または射出成形等のプロセスによって、顎部材２０２ａ、２０２ｂへと成形された非導電性プラスチックから構成される。

枢動ピン２１０は、顎部材２０２ａ、２０２ｂを枢動可能に支持するように、顎部材２０２ａ、２０２ｂの各々の近位部分２１２ａ、２１２ｂを通して延在する。枢動ピン２１０は、開口及び閉鎖構成（それぞれ、図９Ａ及び９Ｂ）間で電気機械式エンドエフェクタ２００を移動させるように、顎部材２０２ａ、２０２ｂがその周りで枢動することを許容する。枢動ピン２１０は、顎部材２０２ａ、２０２ｂの相対的な移動を枢動移動に制限する。

顎部材２０２ａ、２０２ｂの各々の近位部分２１２ａ、２１２ｂはまた、これを通して延在する横カム溝２１４ａ、２１４ｂを含む。上顎部材２０２ａの横カム溝２１４ａは、上顎部材２０２ａによって画定された縦軸に対して斜めに延在する。下顎部材２０２ｂの横カム溝２１４ｂは、下顎部材２０２ｂによって画定された縦軸に対して平行に延在する。このように、上顎部材２０２ａの横カム溝２１４ａは、顎部材２０２ａ、２０２ｂが閉鎖構成で配置されるとき、下顎部材２０２ｂの横カム溝２１４ｂに対して角度付けられる。カムピン２１６は、顎部材２０２ａ、２０２ｂの横カム溝２１４ａ、２１４ｂを通して延在し、横カム溝２１４ａ、２１４ｂを通して縦方向に移動可能である。カムピン２１６は、シャフトアセンブリ１２０のロッド１３０の遠位端に機械的に連結される（例えば、溶接、摩擦嵌合、レーザ溶接等を介して）。上に述べたように、ロッド１３０は、ロッド１３０の環状部材１３２の作動機構１００のハウジング１０２との固定係合に起因して、作動機構１００のハウジング１０２に対する縦方向移動を阻止される。したがって、カムピン２１６はまた、ロッド１３０に対するその機械的な連結を介して、作動機構１００のハウジング１０２に対する縦方向移動を阻止される。

動作時に、図９Ａに示されている展開構成へと顎部材２０２ａ、２０２ｂを開口するために、シャフトアセンブリ１２０のシャフト１２２は、上に記載されている方法で、作動機構１００の第１のネジ１１２による作動を介して、図９Ａに示されている矢印「Ｂ」によって示された近位方向に並進される。上に記載されているように、シャフト１２２の遠位端１２２ｂは、顎部材２０２ａ、２０２ｂに機械的に連結される。このように、シャフト１２２の近位縦方向移動により、ハウジング１０２及びカムピン２１６に対するロッド１３０に沿った顎部材２０２ａ、２０２ｂの対応する近位縦方向移動が生じる。顎部材２０２ａ、２０２ｂがハウジング１０２及びカムピン２１６に対して近位に並進するとき、上及び下顎部材２０２ａ、２０２ｂの横カム溝２１４ａ、２１４ｂとカムピン２１６との間の相互作用により、上顎部材２０２ａが下顎部材２０２ｂから離れるように押される。

図９Ｂに示されている接近構成へと顎部材２０２ａ、２０２ｂを閉鎖するために、シャフト１２２は、上に記載されている方法で、作動機構１００の第１のネジ１１２による作動を介して、図９Ｂの矢印「Ａ」によって示された近位方向に並進される。シャフト１２２がハウジング１０２及びカムピン２１６に対してロッド１３０に沿って遠位に並進するとき、上及び下顎部材２０２ａ、２０２ｂの横カム溝２１４ａ、２１４ｂとカムピン２１６との間の相互作用により、上顎部材２０２ａが下顎部材２０２ｂから近づくように引っ張られる。

顎部材２０２ａ、２０２ｂを接近させると、電気機械式発生器（図示せず）によって、電気機械式エネルギーが導電性封止板２０４ａ、２０４ｂを通して組織へと伝達されて、組織の封止を達成することができる。いったん組織の封止が構築されると、封止された組織またはその一部分が、ナイフ刃２１８によって切断され得る。封止された組織を切断するために、縦ナイフバー１２３（図８）は、上に記載されている方法で、作動機構１００の第２のネジ１１４の作動を介してハウジング１０２に対して遠位に並進される。上に述べたように、作動機構１００のナイフバー１２３は、その最遠位端でナイフ刃２１８に連結される。したがって、ナイフバー１２３が遠位に並進するとき、先鋭化遠位端２２０を有するナイフ刃２１８はまた、封止された組織を切断するために、１つまたは両方の顎部材２０２ａ、２０２ｂ内に画定されたナイフの通路２２２を通して遠位に移動する。

いくつかの実施形態において、作動機構１００の様々な構成要素が使用に先立って較正され得る。例えば、作動機構１００のナイフバー１２３を較正するために、ナイフバー１２３はハードストップが検知されるまで近位に移動させられる。次に、ナイフバー１２３は、ホームポジションまで公称寸法を遠位に移動させられる（例えば、およそ０．００５インチ）。次に、ナイフバー１２３は、ホームポジションと最遠位の位置との間を移動させられる。トルク及び／または電流は、ナイフバー１２３の近位及び遠位の移動の間、異常状態を検知するために絶えず監視され、トルクはナイフバー１２３を移動する必要があり、したがって閾値を超える（例えば、トルクセルの値の急上昇または過負荷）。

作動機構のシャフトを較正するために、第１のハブ１４０はハードストップが検知されるまで遠位に移動させられる。次に、第１のハブ１４０は、ホームポジションまで公称寸法を近位に移動させられる（例えば、およそ０．００５インチ）。次に、第１のハブ１４０は、ホームポジションと最近位の位置との間を移動させられる。トルク及び／または電流は、第１のハブ１４０の近位及び遠位の移動の間、異常状態を検知するために絶えず監視され、トルクは第１のハブ１４０を移動する必要があり、したがってシャフト１２２は閾値を超える（例えば、トルクセルの値の急上昇または過負荷）。

上に記された較正手順が行われると、作動機構１００は使用される準備ができる。

本明細書で開示されている実施形態に対して様々な改変を行い得ることが理解されるだろう。したがって、上の明細書は、限定として解釈されるべきではなく、様々な実施形態の単なる例示として解釈されるべきである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲及び趣旨内で他の改変を想定するだろう。

Claims (20)

1. 電気機械式エンドエフェクタを作動させるための作動機構であって、前記作動機構は、
   第１のネジ及び第２のネジを有するハウジングであって、その中に各々が回転可能に配置されている、ハウジングと、
   前記ハウジング内から遠位に延在するシャフトアセンブリと、を備え、前記シャフトアセンブリは、
   前記ハウジングに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタに連結されるように構成されたシャフトと、
   第１のハブであって、
   前記シャフトを内部に固設した第１の部分と、
   前記第１の部分に接続され、内部表面を有する第２の部分であって、前記内部表面は、前記第１のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより前記第１のネジの回転が前記第１のハブを移動させて、前記シャフトの縦方向移動を達成する、第２の部分と、を含む、第１のハブと、
   前記シャフトに対して軸方向に移動可能であり、電気機械式エンドエフェクタのナイフ刃に連結されるように構成された縦ナイフバーと、
   第２のハブであって、
   内部に前記シャフトを移動可能に受容させた第１の部分であって、前記縦ナイフバーに接続された、前記第１の部分と、
   前記第２のハブの前記第１の部分に接続され、内部表面を有する第２の部分であって、前記内部表面は、前記第２のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより前記第２のネジの回転が前記第２のハブを移動させて、前記縦ナイフバーの軸方向移動を達成する、第２の部分と、を含む、第２のハブと、を備える、作動機構。
2. 前記シャフトが、前記第１のハブの前記第１の部分及び前記第２のハブの前記第１の部分を通して延在する縦軸を画定する、請求項１に記載の作動機構。
3. 前記第１のハブの前記第１の部分が、前記第１のハブの前記第２の部分から、横方向にオフセットされ、前記第２のハブの前記第１の部分が、前記第２のハブの前記第２の部分から、横方向にオフセットされている、請求項２に記載の作動機構。
4. 前記第２のハブの前記第２の部分が、前記第２のハブの前記第１の部分の遠位にある、請求項３に記載の作動機構。
5. 前記シャフトが、その中に形成された縦溝を含み、前記第２のハブの前記第１の部分が、前記縦溝内に延在して前記縦ナイフバーと接続し、それにより前記縦ナイフバーが、前記第２のハブと共に、前記シャフトに対して軸方向に移動する、内部表面を有する、請求項１に記載の作動機構。
6. 前記シャフトアセンブリが、前記ハウジング内に固定された板をさらに含み、前記板は、それを通して前記第１のネジの遠位端を内部に受容した第１の窪みと、それを通して前記第２のネジの遠位端を内部に受容した第２の窪みとを画定する、請求項１に記載の作動機構。
7. 前記板が、それを通して前記第１の窪みと前記第２の窪みとの間に配置された第３の窪みをさらに画定し、前記第３の窪みは、前記第２のハブの前記第１の部分をその中に移動可能に受容している、前記請求項６に記載の作動機構。
8. 前記第１のハブの前記第２の部分及び前記第２のハブの前記第２の部分が、互いにかつ前記シャフトから、横方向にオフセットされている、請求項１に記載の作動機構。
9. 前記シャフトアセンブリが、
   前記ハウジング内に固定された板と、
   前記板と前記第１のハブの前記第１の部分との間に配置され、遠位に向けられたバイアスを前記第１のハブ上にかけるバネと、をさらに含む、請求項１に記載の作動機構。
10. 前記ハウジングが、
    前記第１のネジの近位端に回転不能に連結され、器具駆動装置に駆動連結されるように構成された第１の入力駆動連結具と、
    前記第２のネジの近位端に回転不能に連結され、前記器具駆動装置に駆動連結されるように構成された第２の入力駆動連結具と、をさらに含む、請求項１に記載の作動機構。
11. ロボットシステムと共に使用する電気機械式外科手術器具であって、前記電気機械式外科手術器具は、
    エンドエフェクタであって、
    一対の対向する顎部材であって、その間に配置された組織を把持するように構成された、顎部材と、
    前記一対の対向する顎部材間に配置された前記組織を切断するように、その間に移動可能に配置可能であるナイフ刃と、を含む、エンドエフェクタと、
    作動機構と、を備え、前記作動機構が、
    第１のネジ及び第２のネジを有するハウジングであって、その中に各々が回転可能に配置されている、ハウジングと、
    前記ハウジング内から遠位に延在するシャフトアセンブリと、を備え、前記シャフトアセンブリは、
    前記ハウジングに対して軸方向に移動可能であり、前記エンドエフェクタの前記対向する顎部材の対のうちの少なくとも一方と動作可能に連結されたシャフトと、
    第１のハブであって、
    前記シャフトを内部に固設した第１の部分と、
    前記第１の部分に接続され、内部表面を有する第２の部分であって、前記内部表面は、前記第１のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより前記第１のネジの回転が前記第１のハブを移動させて、前記一対の対向する顎部材の開口または閉鎖のうち少なくとも一方を達成する、第２の部分と、を含む第１のハブと、
    前記シャフトに対して軸方向に移動可能であり、前記エンドエフェクタの前記ナイフ刃に連結された縦ナイフバーと、
    第２のハブであって、
    内部に前記シャフトを移動可能に受容させた第１の部分であって、前記縦ナイフバーに接続された、前記第１の部分と、
    前記第２のハブの前記第１の部分に接続され、内部表面を有する第２の部分であって、前記内部表面は、前記第２のネジをそこにネジ接続させてあり、それにより前記第２のネジの回転が前記第２のハブを移動させて、前記ナイフ刃の軸方向移動を達成する、第２の部分と、を含む、第２のハブと、を含む、電気機械式外科手術器具。
12. 前記シャフトアセンブリの前記シャフトが、前記第１のハブの前記第１の部分及び前記第２のハブの前記第１の部分を通して延在する縦軸を画定する、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。
13. 前記第１のハブの前記第１の部分が、前記第１のハブの前記第２の部分から、横方向にオフセットされ、前記第２のハブの前記第１の部分は、前記第２のハブの前記第２の部分から、横方向にオフセットされている、請求項１２に記載の電気機械式外科手術器具。
14. 前記第２のハブの前記第２の部分が、前記第２のハブの前記第１の部分の遠位にある、請求項１３に記載の電気機械式外科手術器具。
15. 前記シャフトアセンブリの前記シャフトが、その中に形成された縦溝を含み、前記作動機構の前記第２のハブの前記第１の部分が、前記縦溝内に延在して前記縦ナイフバーと接続し、それにより前記縦ナイフバーが、前記第２のハブと共に、前記シャフトに対して軸方向に移動する、内部表面を有する、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。
16. 前記シャフトアセンブリが、前記作動機構の前記ハウジング内に固定された板をさらに含み、前記板は、それを通して前記第１のネジの遠位端を内部に受容させた第１の窪みと、それを通して前記第２のネジの遠位端を内部に受容させた第２の窪みとを画定する、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。
17. 前記シャフトアセンブリの前記板が、それを通して前記第１の窪みと第２の窪みとの間に配置された第３の窪みをさらに画定し、前記第３の窪みは、前記第２のハブの前記第１の部分をその中に移動可能に受容している、請求項１６に記載の電気機械式外科手術器具。
18. 前記第１のハブの前記第２の部分及び前記第２のハブの前記第２の部分が、互いにかつ前記シャフトから、横方向にオフセットされている、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。
19. 前記シャフトアセンブリが、
    前記作動機構の前記ハウジング内に固定された板と、
    前記板と前記第１のハブの前記第１の部分との間に配置され、遠位に向けられたバイアスを前記第１のハブ上にかけるバネと、をさらに、含む、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。
20. 前記作動機構の前記ハウジングが、
    前記第１のネジの近位端に回転不能に連結され、器具駆動装置に駆動連結されるように構成された第１の入力駆動連結具と、
    前記第２のネジの近位端に回転不能に連結され、前記器具駆動装置に駆動連結されるように構成された第２の入力駆動連結具と、をさらに、含む、請求項１１に記載の電気機械式外科手術器具。